JP2009265960A - Traffic signal - Google Patents

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Takayuki Nagata
貴之 永田
Tadaya Yamamoto
格也 山本
Keiji Sugiyama
圭司 杉山
Kazuhisa Yamamoto
和久 山本
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a traffic signal and a railway signal of low electric power consumption and high brightness, by distributing light from the traffic signal only in a necessary direction so as to utilize the light. <P>SOLUTION: The traffic signal of high directivity is provided using a laser beam, and desired light distribution is attained by revising a shape of a deflection groove of an edge light waveguide panel. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、光源としてレーザ光を使用した交通信号機および鉄道用信号機に関する。   The present invention relates to a traffic signal device and a railroad signal device that use laser light as a light source.

従来、道路交通用信号機や鉄道用信号機としては、椀状の反射鏡内に白熱電球を内蔵し、反射鏡の投光開口端を閉じる投光性カバーを青色、黄色、赤色に着色したものが用いられてきた。近年、発光ダイオード(以下LED)の高輝度化に伴い、これらの信号機の光源には発光効率がよく、長寿命のLEDが用いられるようになってきた。   Conventionally, as traffic traffic signals and railway traffic lights, incandescent bulbs are built in a bowl-shaped reflector, and the floodlight cover that closes the projection opening end of the reflector is colored blue, yellow, and red. Has been used. In recent years, along with the increase in luminance of light emitting diodes (hereinafter referred to as LEDs), LEDs having good luminous efficiency and long life have been used as the light sources of these traffic lights.

このような信号機において、特に鉄道用信号機では、信号機から出射する光の指向性が求められる。これは、トンネル内などでは信号機の光が散乱すると、目的のレーン以外でも信号を現示しているように見える危険があるためである。   In such a traffic signal, particularly in a railway traffic signal, directivity of light emitted from the traffic signal is required. This is because if the light from a traffic light is scattered inside a tunnel or the like, there is a risk that the signal appears to be displayed even outside the target lane.

このような課題に対して、視野角を狭くした信号機が提案されている。例えば特許文献1には、LED光源の前に小さい穴径を有するブリンカー(目隠し)を設け、正面に出射した光のみを通過させる構成としている。   In response to such a problem, a traffic signal with a narrow viewing angle has been proposed. For example, in Patent Document 1, a blinker (blindfold) having a small hole diameter is provided in front of an LED light source, and only light emitted to the front is allowed to pass.

また、交通用信号機では消費電力を抑えるとともに、自動車の運転手からみて必要な輝度を確保するために、信号機の配光指向性が必要とされる。ただし、交通用信号機では正面方向の他、下方向へも配光する必要があり、信号機から見て上下非対称な配光特性とするのが望ましい。   In addition, traffic signals require light distribution directivity of the traffic lights in order to reduce power consumption and to ensure the necessary brightness as seen from the driver of the automobile. However, in traffic signals, it is necessary to distribute light in the downward direction as well as in the front direction, and it is desirable to have a light distribution characteristic that is asymmetrical in the vertical direction when viewed from the traffic signal.

このような課題に対して例えば特許文献2では、投光光学系の焦点位置から光源を上方向にずらすとともに光源位置を調整可能とし、やや下向きに光を照射する構成としている。
特開2006−142850号公報 特開平6−349307号公報
For example, in Patent Document 2, the light source is shifted upward from the focal position of the light projecting optical system and the light source position can be adjusted, and light is emitted slightly downward.
JP 2006-142850 A JP-A-6-349307

しかしながら、特許文献1の構成では、正面以外に出射する光を遮光しているだけであるので、遮光された光は有効に利用されていない。また、特許文献2に記載の構成では、左右方向の配光特性について記載されていない。すなわち、左右方向の視野角を狭くすれば、信号機の下付近の道路脇からは信号が見えにくいという課題が生じ、逆に左右方向の視野角を広くすれば、信号機から遠方では道路から離れた所まで照明されるので、光の利用に無駄が生じるとともに、近隣の住民にとっても迷惑である。   However, in the configuration of Patent Document 1, only the light emitted other than the front is shielded, so the shielded light is not effectively used. In the configuration described in Patent Document 2, the light distribution characteristic in the left-right direction is not described. In other words, if the viewing angle in the left-right direction is narrowed, the problem is that the signal is difficult to see from the side of the road near the traffic light. Conversely, if the viewing angle in the left-right direction is widened, the signal is far away from the road. Because it is illuminated up to a place, the use of light is wasted, and it is annoying for neighboring residents.

本発明は上記従来の課題を解決するものであり、信号機からの光を必要な方向にのみ配光し、光を有効利用して低消費電力かつ高輝度の交通用信号機および鉄道用信号機を提供することを目的とする。   SUMMARY OF THE INVENTION The present invention solves the above-described conventional problems, and provides a traffic signal and a railroad traffic light having low power consumption and high brightness by distributing light from a traffic light only in a necessary direction and effectively using the light. The purpose is to do.

上記目的を達成するために、本発明の信号機は、レーザ光を出射する光源と、上記光源から出射した光を面状に広げて出射する面発光部と、上記光源からの光を上記面発光部に導く光ファイバと、上記光源の発光、消灯を制御する信号制御部とを備えた構成とする。   In order to achieve the above object, a traffic light of the present invention includes a light source that emits laser light, a surface light emitting unit that spreads and emits light emitted from the light source, and light emitted from the light source. And an optical fiber guided to the light source, and a signal control unit that controls light emission and extinction of the light source.

このように構成することにより、指向性が高く、高輝度で低消費電力の信号機が実現できる。また光源を発光部と離れた位置に配置できるため、光源の取替え等のメンテナンスが容易である。   With this configuration, a traffic light with high directivity, high luminance, and low power consumption can be realized. Further, since the light source can be disposed at a position away from the light emitting unit, maintenance such as replacement of the light source is easy.

このとき、面発光部は、光ファイバから出射したレーザ光を線状に広げて出射する線状導光部と、上記線状導光部から出射したレーザ光を側面から入射させ一方の主面から出射する導光板とを備え、上記線状導光部は、略平行な光を出射するように構成され、上記導光板は、上記一方の主面の対向面に、入射光を前記一方の主面に向けて偏向する偏向溝を有し、上記偏向溝は光が入射する入射面に対して平行に形成する。このように構成することにより高い指向性が得られ、トンネル内等で誤認を防ぐ鉄道用信号機として有用である。   At this time, the surface light emitting unit includes a linear light guide unit that linearly spreads the laser beam emitted from the optical fiber and emits the laser beam emitted from the linear light guide unit from the side surface, and one main surface. And the linear light guide unit is configured to emit substantially parallel light, and the light guide plate transmits incident light to the opposing surface of the one main surface. There is a deflection groove that deflects toward the main surface, and the deflection groove is formed in parallel to the incident surface on which light is incident. With this configuration, high directivity can be obtained, and it is useful as a railway traffic signal that prevents misunderstandings in tunnels and the like.

あるいは、面発光部は、光ファイバから出射したレーザ光をリング状の光線に変換するリング状導光部と、上記リング状導光部から出射したレーザ光を外周側面から入射させ一方の主面から出射する円形の導光板とを備え、上記リング状導光部は、内周側面から中心に向かって光を出射するように構成する。このように構成しても高い指向性が得られ、鉄道用信号機として有用である。   Alternatively, the surface light emitting unit includes a ring-shaped light guide unit that converts the laser light emitted from the optical fiber into a ring-shaped light beam, and one main surface that causes the laser light emitted from the ring-shaped light guide unit to be incident from the outer peripheral side surface. The ring-shaped light guide unit is configured to emit light from the inner peripheral side surface toward the center. Even if comprised in this way, high directivity is obtained and it is useful as a railway traffic signal.

また、面発光部は、導光板の上記一方の主面に隣接してシリンドリカルレンズアレイを備え、上記シリンドリカルレンズアレイで上記導光板から出射した光を1次元方向に拡散させる構成とする。このように構成すると交通用信号機として用いることができる。   Further, the surface light emitting unit includes a cylindrical lens array adjacent to the one main surface of the light guide plate, and is configured to diffuse light emitted from the light guide plate in the one-dimensional direction by the cylindrical lens array. If comprised in this way, it can be used as a traffic signal.

あるいは、導光板の偏向溝は、偏向面が曲面で形成され、上記偏向面は上記一方の主面に対する傾斜角が0度から45度の間で徐々に変化するように構成する。このように構成しても交通用信号機として用いることができる。   Alternatively, the deflection groove of the light guide plate is configured such that the deflection surface is formed as a curved surface, and the inclination angle of the deflection surface with respect to the one main surface gradually changes between 0 degrees and 45 degrees. Even if comprised in this way, it can be used as a traffic signal.

あるいは、導光板の偏向溝は、偏向面の上記一方の主面に対する傾斜角が異なる多種類の偏向溝から構成され、各偏向溝の偏向面は、上記一方の主面に対する傾斜角が0度から45度の間で構成する。このように構成しても、交通用信号機として用いることができる。   Alternatively, the deflection groove of the light guide plate is composed of various types of deflection grooves having different inclination angles with respect to the one main surface of the deflection surface, and the deflection surface of each deflection groove has an inclination angle with respect to the one main surface of 0 degree. Between 45 degrees. Even if comprised in this way, it can be used as a traffic signal.

さらに、偏向溝の偏向面に、上記偏向面が曲率を有する方向と直交する方向に光を拡散させる拡散溝を有し、上記拡散溝は、上記偏向面の上記一方の主面に対する傾斜角が小さくなるほど広く拡散するように構成する。このように構成すると、交通用信号機として用いる場合に、道路に沿った領域にのみ信号の光を配光できるので、信号から出射する光を有効に利用でき、さらに高輝度、低消費電力の信号機が実現できる。   Furthermore, the deflection surface of the deflection groove has a diffusion groove for diffusing light in a direction orthogonal to the direction in which the deflection surface has a curvature, and the diffusion groove has an inclination angle with respect to the one main surface of the deflection surface. The smaller the size, the wider the diffusion. With this configuration, when used as a traffic signal, the signal light can be distributed only to the area along the road, so that the light emitted from the signal can be used effectively, and the signal device has a high luminance and low power consumption. Can be realized.

あるいは、偏向溝の偏向面は、前記偏向面が上記一方の出射面に対して傾斜する方向と直交する方向に曲率を有し、上記偏向面の上記一方の主面に対する傾斜角が小さくなるほど広く拡散するように構成する。このように構成しても、交通用信号機として用いる場合に、道路に沿った領域にのみ信号の光を配光できるので、信号から出射する光を有効に利用でき、さらに高輝度、低消費電力の信号機が実現できる。   Alternatively, the deflection surface of the deflection groove has a curvature in a direction orthogonal to the direction in which the deflection surface is inclined with respect to the one emission surface, and is wider as the inclination angle of the deflection surface with respect to the one main surface is smaller. Configure to spread. Even when configured in this way, when used as a traffic signal, the signal light can be distributed only to the area along the road, so that the light emitted from the signal can be used effectively, and further, with high brightness and low power consumption Can be realized.

また、同じ波長のレーザ光を出射する少なくとも2つのレーザ光源と、上記少なくとも2つのレーザ光源の発光、消灯を独立に制御する信号制御部と、上記少なくとも2つのレーザ光源から出射したレーザ光をそれぞれ入射させ、面状に広げて出射する面発光部と、を有し、上記少なくとも2つのレーザ光源から出射したレーザ光は、上記面発光部からそれぞれ異なる角度で指向性を有して出射するように構成する。このように構成すると、通用信号機として用いる場合に、信号機と車の距離に応じて独立して信号の表示を行うことができ、交通の安全性あるいは円滑性を向上させることができる。   In addition, at least two laser light sources that emit laser light of the same wavelength, a signal control unit that independently controls light emission and extinction of the at least two laser light sources, and laser light emitted from the at least two laser light sources, respectively A surface light emitting portion that is incident and spread out in a plane, and the laser light emitted from the at least two laser light sources is emitted from the surface light emitting portion with directivity at different angles. Configure. If comprised in this way, when using as a traffic signal, a signal can be displayed independently according to the distance of a signal and a vehicle, and the safety or smoothness of traffic can be improved.

このとき、導光板は、両側の側面からレーザ光が入射するように構成され、上記導光板の偏向溝は、光が入射する方向に応じてそれぞれ異なる角度で偏向する、2つの偏向面を有するように構成する。このように構成すると、異なる別々の方向に独立して信号表示を行える信号機が実現できる。   At this time, the light guide plate is configured such that laser light is incident from the side surfaces on both sides, and the deflection groove of the light guide plate has two deflection surfaces that deflect at different angles depending on the direction in which the light enters. Configure as follows. If comprised in this way, the signal apparatus which can display a signal independently in a different different direction is realizable.

また、出射する光が直線偏光、あるいは円偏光となるように構成する。このように構成すると、運転手が偏光フィルタを併せて用いれば、太陽の影響を低減して信号機の視認性を向上させることができる。   Further, the emitted light is configured to be linearly polarized light or circularly polarized light. If comprised in this way, if a driver | operator uses a polarizing filter together, the influence of the sun can be reduced and the visibility of a traffic light can be improved.

さらに、面発光部は、出射する光の偏光がその他の領域から出射する光の偏光と直交する領域を有し、上記領域は、上記面発光部から出射する光の色に応じた所定の記号の形状となるように構成する。このように構成すると、偏光眼鏡等を用いれば、色覚異常者にも信号の認識が容易になり、誤認を防ぐことができる。   Further, the surface light emitting unit has a region where the polarization of the emitted light is orthogonal to the polarization of the light emitted from the other region, and the region is a predetermined symbol corresponding to the color of the light emitted from the surface light emitting unit. It is comprised so that it may become the shape of this. If comprised in this way, if polarization glasses etc. are used, a color blind person will become easy to recognize a signal and can prevent misidentification.

また、面発光部は、光ファイバから出射したレーザ光を均一に広げる発散素子と、上記発散素子から出射したレーザ光に所定の配光特性を持たせるコリメート素子を備えた構成とする。このように構成すると、高い指向性が得られるため、鉄道用信号機として用いることができる。   The surface light emitting unit includes a diverging element that uniformly spreads the laser light emitted from the optical fiber and a collimating element that imparts a predetermined light distribution characteristic to the laser light emitted from the diverging element. If comprised in this way, since high directivity is obtained, it can be used as a railway traffic signal.

また、上記レーザ光源は、赤色と緑色のレーザ光を出射するレーザ光源を有し、黄色信号の面発光部には、上記赤色レーザ光と緑色レーザ光を導くように構成する。このように構成すると、黄色に発光する表示を実現することができる。   The laser light source includes a laser light source that emits red and green laser light, and is configured to guide the red laser light and the green laser light to a surface light emitting unit for a yellow signal. If comprised in this way, the display which light-emits yellow can be implement | achieved.

本発明によれば、高輝度で低消費電力の信号機が実現できる。また、指向性の高い鉄道用信号機が実現できるので、目的のレーン以外で信号を誤認する危険性を低減できる。さらに、併せて偏光フィルタを用いることにより、背景に太陽がある場合の視認性を向上させる、あるいは、色覚異常者の信号の誤認を防ぐ等、交通用信号機としても大きな効果を奏するものである。   According to the present invention, a traffic light with high brightness and low power consumption can be realized. In addition, since a railway traffic signal with high directivity can be realized, it is possible to reduce the risk of misrecognizing signals other than the intended lane. Furthermore, the use of a polarizing filter also has a great effect as a traffic signal device, such as improving the visibility when the sun is in the background, or preventing misidentification of a signal of a color blind person.

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、同じ要素には同じ符号を付しており、説明を省略する場合もある。また、図面は、理解しやすくするためにそれぞれの構成要素を主体に模式的に示しており、形状等については正確な表示ではない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same element and description may be abbreviate | omitted. In addition, the drawings schematically show each component mainly for easy understanding, and the shape and the like are not accurate.

(実施の形態1)
図1は本実施の形態における信号機10の概略構成を示しており、(a)は概略構成図、(b)は(a)の1C−1C線から見た断面図を示している。
(Embodiment 1)
FIG. 1 shows a schematic configuration of a traffic light 10 according to the present embodiment. FIG. 1A is a schematic configuration diagram, and FIG. 1B is a cross-sectional view viewed from line 1C-1C in FIG.

図1(a)(b)に示すように本実施の形態の信号機10は、光源部11と信号表示部12から構成され、光源部11から出射した光を光ファイバ13で信号表示部12に導くように構成している。光源部11は、レーザ光源14と、少なくともレーザ光源14の発光/消灯を制御する信号制御部15と、レーザ光源14から出射するレーザ光16を光ファイバ13に導く集光レンズ17を備えた構成であり、信号表示部12は光ファイバ13から出射した光をコリメートするコリメートレンズ18と、入射端面19aから入射した光を側面19bから出射させて線状の光に変換する導光棒19と、入射端面20aから入射した光を一方の主面20bから出射する導光板20と、導光板20に隣接して配置された反射シート21を備えた構成である。図示は省略するが、同じ構造の構成が信号色ごとに用意され、同じ光源部11、および同じ信号表示部12の内部に配置され、それぞれ別々の光ファイバ13で各信号色の光源と発光部がつながれている。   As shown in FIGS. 1A and 1B, the traffic light 10 according to the present embodiment includes a light source unit 11 and a signal display unit 12, and light emitted from the light source unit 11 is transmitted to the signal display unit 12 through an optical fiber 13. It is configured to guide. The light source unit 11 includes a laser light source 14, a signal control unit 15 that controls at least light emission / extinction of the laser light source 14, and a condensing lens 17 that guides the laser light 16 emitted from the laser light source 14 to the optical fiber 13. The signal display unit 12 includes a collimating lens 18 that collimates light emitted from the optical fiber 13, a light guide bar 19 that emits light incident from the incident end surface 19a from the side surface 19b, and converts the light into linear light. The light guide plate 20 emits light incident from the incident end surface 20a from one main surface 20b, and the reflection sheet 21 disposed adjacent to the light guide plate 20. Although not shown, the same structure is prepared for each signal color, and is arranged in the same light source unit 11 and the same signal display unit 12. Are connected.

ここで、レーザ光源14は信号色、あるいは、光の加法昆色により信号色を表示できる波長のレーザ光を出射するように構成されている。具体的には、赤信号には赤色レーザ光源、青信号には青または緑色レーザ光源が使用され、黄信号の場合は、赤色および緑色レーザ光源から出射するレーザ光が昆色されるように構成される。   Here, the laser light source 14 is configured to emit laser light having a wavelength capable of displaying the signal color by the signal color or the additive color of light. Specifically, a red laser light source is used for the red signal, a blue or green laser light source is used for the blue signal, and in the case of the yellow signal, the laser light emitted from the red and green laser light sources is configured to be colored. The

また、導光棒19の側面19bの対向面には、入射光を全反射して略90度偏向するように構成された偏向溝19cが設けられており、略平行に入射した光を線状の平行光に変換して出射するように構成されている。さらに、導光棒19から出射する光の光量分布が側面19bの長手方向中央付近に多く集まるように、偏向溝19cの間隔あるいは深さの分布が設定されている。   In addition, a deflection groove 19c configured to totally reflect incident light and deflect it by approximately 90 degrees is provided on a surface opposite to the side surface 19b of the light guide rod 19, and linearly incident light that is incident substantially in parallel is formed. The light is converted into parallel light and emitted. Further, the spacing or depth distribution of the deflection grooves 19c is set so that the light amount distribution of the light emitted from the light guide bar 19 is concentrated near the longitudinal center of the side surface 19b.

また、導光板20の一方の主面20bの対向面20cには、入射光を全反射させて一方の主面20bに向けて偏向する偏光溝20dが設けられている。この偏向溝20dは入射端面20aに対して平行に設けられており、略平行に入射した光を平行のまま偏向して出射するように構成されている。さらに、偏向溝20dは発光させる領域に合わせて円形の領域に形成されている。   In addition, a polarization groove 20d that reflects incident light totally and deflects it toward one main surface 20b is provided on the opposing surface 20c of the one main surface 20b of the light guide plate 20. The deflecting groove 20d is provided in parallel to the incident end face 20a, and is configured to deflect and emit light that is incident substantially in parallel while being parallel. Further, the deflection groove 20d is formed in a circular region in accordance with the region to emit light.

なお、偏向溝20dが形成される領域は対向面20cの全面でもよく、この場合は、導光棒19から出射する光が均一となるように構成される。   The region where the deflection groove 20d is formed may be the entire surface of the opposing surface 20c. In this case, the light emitted from the light guide bar 19 is configured to be uniform.

このように構成された信号機10において、レーザ光源14から出射されるレーザ光16は集光レンズ17、光ファイバ13、コリメートレンズ18を経由して信号表示部12内部の導光棒19に平行光で入射し、偏向溝19cで偏向されて側面19bから略平行光で出射する。導光棒19を出射したレーザ光16は、同様に導光板20に略平行光で入射し、偏向溝20cで偏向されて一方の主面20bから略平行光で出射する。この導光板20から出射するレーザ光16は略平行な光であり、極めて指向性の高い光となる。   In the traffic light 10 configured as described above, the laser light 16 emitted from the laser light source 14 is parallel light to the light guide rod 19 inside the signal display unit 12 via the condenser lens 17, the optical fiber 13, and the collimator lens 18. , Is deflected by the deflection groove 19c, and is emitted as substantially parallel light from the side surface 19b. Similarly, the laser light 16 emitted from the light guide rod 19 enters the light guide plate 20 as substantially parallel light, is deflected by the deflection groove 20c, and is emitted as substantially parallel light from one main surface 20b. The laser light 16 emitted from the light guide plate 20 is substantially parallel light, and is extremely directional light.

以上、説明したように、本実施の形態ではレーザ光源を用いることにより、簡単な構成で極めて高い指向性を有する信号機を実現することができる。このような指向性の高い信号機は、例えばトンネルの内部に配置した場合に、信号機からの光がトンネルの壁面で反射して散乱するのを低減できるため、特に鉄道用信号機として用いれば、誤認の危険性の少ない信号機として有用である。   As described above, in this embodiment, a traffic light having a very high directivity can be realized with a simple configuration by using a laser light source. Such a highly directional traffic light, for example when placed inside a tunnel, can reduce the light reflected from the traffic light from being reflected and scattered by the wall surface of the tunnel. It is useful as a traffic light with less danger.

さらに、信号機から出射する不要な光を遮光して指向性を高める方式と異なり、出射する光をすべて有効に使えるため、高輝度あるいは低消費電力の信号機が実現できる。   Further, unlike the method of increasing the directivity by blocking unnecessary light emitted from the traffic light, all the emitted light can be used effectively, so that a traffic light with high luminance or low power consumption can be realized.

また、レーザ光源を用いることにより、光ファイバを用いて効率よく光を導くことができるので、光源部11を信号表示部12と離れた位置に配置することができる。従来の信号機は高所に設置されることが多く、光源の交換などのメンテナンスが容易でないという課題があるが、本実施の形態の信号機は光源部11を作業し易い場所に配置する、あるいは、複数の信号機の光源部を1カ所に集める等の構成が可能であり、メンテナンスが容易である。   Further, by using a laser light source, light can be efficiently guided using an optical fiber, so that the light source unit 11 can be arranged at a position away from the signal display unit 12. Conventional traffic lights are often installed at high places, and there is a problem that maintenance such as replacement of light sources is not easy, but the traffic lights of the present embodiment are arranged in a place where the light source unit 11 is easy to work, or A configuration such as collecting the light source portions of a plurality of traffic lights in one place is possible, and maintenance is easy.

なお、図1に示した本実施の形態では、光ファイバ13から出射したレーザ光16を導光棒19および導光板20を用いて面状に拡げる構成としたが、拡散素子を用いて均一にレーザ光を拡げる構成としてもよい。   In the present embodiment shown in FIG. 1, the laser light 16 emitted from the optical fiber 13 is configured to spread in a planar shape using the light guide rod 19 and the light guide plate 20, but uniformly using the diffusion element. It is good also as a structure which expands a laser beam.

図13は拡散素子を用いた構成を示しており、光ファイバ13から出射したレーザ光16を拡散素子51を用いて均一に拡げ、反射板52で折り返してフレネルレンズ53で略平行な光に変換するように構成している。このように構成しても簡単な構成で指向性の高い出射光が得られる。   FIG. 13 shows a configuration using a diffusing element. The laser light 16 emitted from the optical fiber 13 is uniformly spread using the diffusing element 51, folded back by the reflecting plate 52, and converted into substantially parallel light by the Fresnel lens 53. It is configured to do. Even with this configuration, outgoing light with high directivity can be obtained with a simple configuration.

また、本実施の形態では、信号機の正面方向に指向性の高い光が出射する構成としたが、導光板20の偏向溝20dの偏向面を曲面にする、あるいは、信号機の前面にシリンドリカルレンズアレイを配置することにより、配光範囲を正面方向から下方向までの範囲に広げることができ、交通用信号機としても有効に利用することができる。   In the present embodiment, light having a high directivity is emitted in the front direction of the traffic light. However, the deflection surface of the deflection groove 20d of the light guide plate 20 is curved, or a cylindrical lens array is provided on the front surface of the traffic light. By arranging, the light distribution range can be expanded to the range from the front direction to the lower direction, and can be effectively used as a traffic signal.

図2は偏向面を曲面にした場合の偏向溝20dの拡大図を示しており、この偏向溝20dは一方の主面20bに対する傾斜角が0度から45度までの間で徐々に変化するように構成されている。このように構成すると、偏向溝20dで偏向された光は信号機の正面方向と下方向の間の範囲に出射し、上方向および左右方向の不要な方向に光が出射しないので、光の利用効率の高い交通用信号機が実現できる。   FIG. 2 shows an enlarged view of the deflection groove 20d when the deflection surface is curved, and the deflection groove 20d has an inclination angle with respect to one main surface 20b that gradually changes between 0 degree and 45 degrees. It is configured. With this configuration, the light deflected by the deflection groove 20d is emitted in a range between the front direction and the lower direction of the traffic light, and the light is not emitted in unnecessary directions in the upper direction and the left and right directions. High traffic signal can be realized.

あるいは、偏向面の一方の主面20bに対する傾斜角が異なる多種類の偏向溝をランダムに高密度に配置しても同様な効果が得られる。   Alternatively, the same effect can be obtained by randomly arranging various types of deflection grooves having different inclination angles with respect to the one main surface 20b of the deflection surface at high density.

また、図3はシリンドリカルレンズアレイ22を用いた信号表示部12の断面図を示している。この図において、導光板20はやや下向きに略平行な光が出射するように構成されており、シリンドリカルレンズアレイ22により導光板20から出射した光を上下方向に拡散するように構成している。このように構成しても、上方向および左右方向の不要な方向に光が出射しないので、光の利用効率の高い交通用信号機が実現できる。   FIG. 3 shows a cross-sectional view of the signal display unit 12 using the cylindrical lens array 22. In this figure, the light guide plate 20 is configured to emit light substantially parallel downward, and is configured to diffuse the light emitted from the light guide plate 20 by the cylindrical lens array 22 in the vertical direction. Even if comprised in this way, since a light is not radiate | emitted to an unnecessary direction of an upward direction and the left-right direction, the traffic signal apparatus with the high utilization efficiency of light is realizable.

なお、本実施の形態では導光板の形状を四角形としたが、導光板の形状が円形であってもよい。図4は円形の導光板を用いた信号機の概略構成図を示しており、(a)は概略構成図、(b)は(a)の4C−4C線から見た断面図を示している。   In the present embodiment, the shape of the light guide plate is rectangular, but the shape of the light guide plate may be circular. 4A and 4B are schematic configuration diagrams of a traffic light using a circular light guide plate. FIG. 4A is a schematic configuration diagram, and FIG. 4B is a cross-sectional view taken along line 4C-4C in FIG.

図4(a)(b)に示すように、この実施形態では、光源部11および光ファイバ13は図1に示した構成と同じであり、信号表示部12はリング状導光体24と、円形導光板25を備えた構成となる。   As shown in FIGS. 4A and 4B, in this embodiment, the light source unit 11 and the optical fiber 13 are the same as those shown in FIG. 1, and the signal display unit 12 includes a ring-shaped light guide 24, The circular light guide plate 25 is provided.

ここでリング状導光体24は、リング状の導光路の一部に設けられた入射端面24aから光を入射させ、リング状の導光体24の内部を伝搬させながら外周部に設けられた偏光溝24cにより偏向し、リングの中央に向かって光を出射するように構成されている。   Here, the ring-shaped light guide 24 is provided on the outer peripheral portion while allowing light to enter from the incident end surface 24 a provided in a part of the ring-shaped light guide and propagating through the inside of the ring-shaped light guide 24. The light is deflected by the polarization groove 24c and emitted toward the center of the ring.

また、円形導光板25は、円錐形状に形成され外周の側面25aから光を入射させて一方の主面25bから出射するように構成されている。一方の主面25bの対向面には入射光を全反射により偏向する偏向溝25dが同心円状に形成されている。   The circular light guide plate 25 is formed in a conical shape so that light enters from the outer side surface 25a and exits from one main surface 25b. Deflection grooves 25d for deflecting incident light by total reflection are formed concentrically on the opposite surface of one main surface 25b.

なお、円形導光板25の断面が屈曲しているのは、出射光の指向性を保ったまま、偏向溝25dにおける反射角を大きくするためである。これは、反射角を大きくし、余裕を持って全反射条件を満たすように構成することにより、光束のばらつき等により偏向溝25dで全反射せずに背面に透過してしまう光を低減するためである。   The cross section of the circular light guide plate 25 is bent in order to increase the reflection angle in the deflection groove 25d while maintaining the directivity of the emitted light. This is because the reflection angle is increased and the total reflection condition is satisfied with a margin to reduce the light transmitted to the back surface without being totally reflected by the deflection groove 25d due to variations in the light flux. It is.

以上のように構成しても、指向性が高く、光の利用効率も高い信号機が実現でき、鉄道用信号機として有用である。また、図2に示した構成のようにシリンドリカルレンズアレイ22を併せて用いれば、交通用信号としても有用である。   Even if comprised as mentioned above, a signal apparatus with high directivity and high utilization efficiency of light can be realized, which is useful as a railway signal apparatus. Further, if the cylindrical lens array 22 is also used as in the configuration shown in FIG. 2, it is also useful as a traffic signal.

(実施の形態2)
本実施の形態において、図1に示した実施の形態1と異なるのは導光板の偏向溝のみであるので、その他の構成要素については実施の形態1と同じ符号を付し、説明を省略する。
(Embodiment 2)
In the present embodiment, the only difference from the first embodiment shown in FIG. 1 is the deflection groove of the light guide plate. Therefore, the other components are denoted by the same reference numerals as those in the first embodiment, and the description thereof is omitted. .

図5は本実施形態の信号表示部12の概略構成図であり、(a)は信号表示部の断面図、(b)は導光板の偏向溝の概略斜視図を示している。   FIG. 5 is a schematic configuration diagram of the signal display unit 12 of the present embodiment, where (a) is a cross-sectional view of the signal display unit, and (b) is a schematic perspective view of a deflection groove of the light guide plate.

図5(a)(b)に示すように本実施の形態の導光板20の偏向溝20dは図中Y方向に曲率を有する曲面で構成されており、図2に示した構成と同様に、一方の主面20bに対する傾斜が0度から45度の間で徐々に変化するように形成されている。   As shown in FIGS. 5 (a) and 5 (b), the deflection groove 20d of the light guide plate 20 of the present embodiment is formed of a curved surface having a curvature in the Y direction in the drawing, and similarly to the configuration shown in FIG. The inclination with respect to one main surface 20b is formed so as to gradually change between 0 degrees and 45 degrees.

さらに偏向溝20dには、偏向面にレーザ光16を図中X方向に散乱させる細かい溝20eが形成されており、この溝20eは偏向面の一方の主面20bに対する傾斜が小さくなるほど細かくなるように構成されている。   Further, in the deflection groove 20d, a fine groove 20e that scatters the laser beam 16 in the X direction in the figure is formed on the deflection surface, and this groove 20e becomes finer as the inclination of the deflection surface with respect to one main surface 20b becomes smaller. It is configured.

このように構成された偏向溝20dに、図中Y方向に進行する略平行なレーザ光16が入射すると、偏向溝20dの偏向面の傾斜角に応じてそれぞれYZ平面内の反射角が変わり、例えば、出射光26a、26b、26cとなる。このとき出射光26a、26b、26cは溝20eによりさらにX方向に散乱され、その散乱度合いは出射光26a、出射光26b、出射光26cの順で大きくなる。   When the substantially parallel laser beam 16 traveling in the Y direction in the figure enters the deflection groove 20d configured in this way, the reflection angle in the YZ plane changes according to the inclination angle of the deflection surface of the deflection groove 20d, For example, the emitted lights 26a, 26b, and 26c are obtained. At this time, the emitted lights 26a, 26b, and 26c are further scattered in the X direction by the groove 20e, and the degree of scattering increases in the order of the emitted light 26a, the emitted light 26b, and the emitted light 26c.

なお、このような出射光は、図6に示すようなY方向に傾斜し、X方向に曲率を有する複数種類の偏向溝を有する導光板を用いても実現できる。図6に示す偏向溝20dは、一方の主面20bに対する傾斜角が小さくなるほど、X方向の曲率半径が小さくなるように構成されており、個々の溝がそれぞれ異なる方向に偏向させるように構成しているが、このような溝を高密度に配置しても図5(b)に示した構成と同様な出射光が得られる。   Such emitted light can also be realized by using a light guide plate having a plurality of types of deflection grooves inclined in the Y direction and having a curvature in the X direction as shown in FIG. The deflection groove 20d shown in FIG. 6 is configured such that the radius of curvature in the X direction decreases as the inclination angle with respect to one main surface 20b decreases, and each groove is configured to deflect in a different direction. However, even if such grooves are arranged at high density, emitted light similar to the configuration shown in FIG. 5B can be obtained.

次に、図5あるいは図6のように構成された信号表示部12から出射する出射光26の届く範囲について説明する。図7は信号機からの出射光が届く範囲を示した説明図であり、(a)は信号機の概略斜視図、(b)は出射光の照明範囲を説明する上面図である。   Next, a description will be given of the reach of the outgoing light 26 emitted from the signal display unit 12 configured as shown in FIG. FIGS. 7A and 7B are explanatory views showing a range in which the outgoing light from the traffic light reaches, wherein FIG. 7A is a schematic perspective view of the traffic light, and FIG. 7B is a top view illustrating the illumination range of the outgoing light.

図7(a)(b)に示すように本実施の形態の信号表示部12を用いると、信号機10の下方に向かう出射光26cは左右方向への配光が大きく、信号機10から遠方に向かう出射光26aは左右方向への配光が少ないので、道路周辺以外に向かう光が少なく、道路に沿って無駄なく配光することができる。   As shown in FIGS. 7 (a) and 7 (b), when the signal display unit 12 of the present embodiment is used, the outgoing light 26c traveling downward from the traffic light 10 has a large light distribution in the left-right direction and travels far from the traffic signal 10. Since the outgoing light 26a has little light distribution in the left-right direction, there is little light traveling outside the road periphery, and light can be distributed along the road without waste.

以上、説明したように、本実施の形態の信号機は、所望の出射角特性が得られるように導光板を構成することにより、道路に沿って無駄なく信号機からの光を配光できるので、非常に光利用効率の高い道路用信号機が実現でき、さらに高輝度、低消費電力を実現できる。   As described above, the traffic light of the present embodiment can distribute light from the traffic light along the road without waste by configuring the light guide plate so as to obtain a desired emission angle characteristic. In addition, it is possible to realize a traffic signal for roads with high light utilization efficiency, as well as high brightness and low power consumption.

(実施の形態3)
図8は本実施の形態における信号機30の概略構成を示しており、(a)は概略構成図、(b)は(a)の8C−8C線から見た断面図を示している。
(Embodiment 3)
FIG. 8 shows a schematic configuration of the traffic light 30 in the present embodiment, (a) is a schematic configuration diagram, and (b) is a cross-sectional view seen from the line 8C-8C of (a).

図8(a)(b)に示すように本実施の形態の信号機30は、光源部31と信号表示部32から構成され、光源部31から出射した光を2本の光ファイバ13で信号表示部32に導くように構成している。   As shown in FIGS. 8A and 8B, the traffic light 30 of the present embodiment is composed of a light source unit 31 and a signal display unit 32, and the light emitted from the light source unit 31 is signal-displayed by two optical fibers 13. It is configured to lead to the part 32.

光源部31はレーザ光源34a、34bと、レーザ光源34a、34bの発光/消灯を独立に制御する信号制御部35と、レーザ光源34a、34bから出射するレーザ光36a、36bを2本の光ファイバ13にそれぞれ導く集光レンズ17を備えた構成であり、信号表示部32は2本の光ファイバ13から出射した光をそれぞれコリメートするコリメートレンズ18と、入射端面19aから入射した光を側面19bから出射させて線状の光に変換する導光棒19と、両側の入射端面37aから入射した光を一方の主面37bから出射する導光板37と、導光板37に隣接して配置された反射シート21を備えた構成である。   The light source unit 31 includes laser light sources 34a and 34b, a signal control unit 35 for independently controlling light emission / extinction of the laser light sources 34a and 34b, and laser light 36a and 36b emitted from the laser light sources 34a and 34b by two optical fibers. The signal display unit 32 includes a collimating lens 18 for collimating the light emitted from the two optical fibers 13 and the light incident from the incident end surface 19a from the side surface 19b. A light guide rod 19 that emits light to be converted into linear light, a light guide plate 37 that emits light incident from the incident end surfaces 37a on both sides from one main surface 37b, and a reflection disposed adjacent to the light guide plate 37. The configuration includes a sheet 21.

ここで、レーザ光源34a、34bは、それぞれ出射するレーザ光36a、36bが単体あるいは昆色によってほぼ同色となるように構成されている。   Here, the laser light sources 34a and 34b are configured such that the emitted laser beams 36a and 36b are substantially the same color by a single color or a mulberry color.

また、導光板37の一方の主面37bの対向面37cには、入射光を全反射させて一方の主面37bに向けて偏向する偏光溝37dが設けられている。この偏向溝37dは入射端面37aに対して平行に設けられており、略平行に入射した光を平行のまま偏向して出射するように構成されている。さらに偏向溝37dは、両側の入射端面37aに対してそれぞれ異なる傾斜角の偏向面を有し、両側から入射した光をそれぞれ異なる方向に偏向するように構成されている。   In addition, a polarization groove 37d that totally reflects incident light and deflects it toward the one main surface 37b is provided on the opposing surface 37c of the one main surface 37b of the light guide plate 37. The deflection groove 37d is provided in parallel to the incident end face 37a, and is configured to deflect and emit light that is incident substantially in parallel while being parallel. Further, the deflection groove 37d has deflection surfaces with different inclination angles with respect to the incident end surfaces 37a on both sides, and is configured to deflect light incident from both sides in different directions.

また、導光板37は図8(b)に示すようにV字に屈曲したように構成されている。これは両側の入射端面37aから入射した光が反対側の入射端面37aに到達し、光が抜けてしまうのを防ぐためである。   Further, the light guide plate 37 is configured to be bent in a V shape as shown in FIG. This is to prevent light incident from the incident end surfaces 37a on both sides from reaching the opposite incident end surface 37a and escaping the light.

このように構成された信号機30において、レーザ光源34a、34bから出射されるレーザ光36a、36bは、それぞれ集光レンズ17、光ファイバ13、コリメートレンズ18を経由して表示部32内部の導光板37の両側に配置された導光棒19に平行光で入射し、偏向溝19cで偏向されて側面19bからそれぞれ略平行光で出射する。   In the traffic light 30 configured as described above, the laser beams 36a and 36b emitted from the laser light sources 34a and 34b are guided through the condenser lens 17, the optical fiber 13, and the collimator lens 18, respectively, and the light guide plate inside the display unit 32. The light is incident on the light guide rods 19 disposed on both sides of the light beam 37 as parallel light, deflected by the deflection groove 19c, and emitted from the side surface 19b as substantially parallel light.

導光棒19を出射したレーザ光36a、36bは、導光板37の両側の入射端面37aから略平行に入射し、偏向溝37dで偏向されて、レーザ光36aは信号表示部32の下方向に向かって出射し、レーザ光36bは信号表示部32の正面方向に向かって出射する。   The laser beams 36a and 36b emitted from the light guide rod 19 are incident substantially in parallel from the incident end surfaces 37a on both sides of the light guide plate 37, are deflected by the deflection grooves 37d, and the laser light 36a is directed downward in the signal display section 32. The laser beam 36 b is emitted toward the front direction of the signal display unit 32.

図9は信号機30の信号表示部32から出射したレーザ光36a、36bが届く範囲を示しており、この図においてレーザ光36aは道路上の領域38において視認できるように配光され、レーザ光36bは道路上の領域39において視認できるように配光される。   FIG. 9 shows a range in which the laser beams 36a and 36b emitted from the signal display unit 32 of the traffic light 30 reach. In this figure, the laser beam 36a is distributed so as to be visible in an area 38 on the road, and the laser beam 36b. Is distributed so that it can be seen in the region 39 on the road.

このように構成された本実施の形態の信号機30は、レーザ光36aとレーザ光36bをそれぞれ独立に制御できるので、信号機からの距離が異なる領域に異なる信号を表示することができる。   The traffic light 30 according to the present embodiment configured as described above can independently control the laser light 36a and the laser light 36b, so that different signals can be displayed in different regions from the traffic light.

このような信号機は、例えば、信号が青から赤に変わる場合に、信号機の近くの領域38では黄色信号を表示し、信号機から遠い領域39では同じ瞬間に早めに赤信号の表示にすることができ、信号の変わり目であわてて交差点に突っ込んでくるような危険な事態を防ぐことができる。   For example, when the signal changes from blue to red, such a traffic light can display a yellow signal in the area 38 near the traffic light and display a red signal early in the area 39 far from the traffic light at the same moment. It is possible to prevent dangerous situations such as rushing to the intersection at the turn of the signal.

以上、説明したように、本実施の形態の信号機は、信号機の近くと遠くで信号表示の切り換えに時間差を設ける等、車と信号機の距離に応じて適切な信号を表示することが可能であり、交通の安全性あるいは円滑性を向上させた交通用信号機を実現できる。   As described above, the traffic light according to the present embodiment can display an appropriate signal according to the distance between the car and the traffic light, such as providing a time difference in switching the signal display near and far from the traffic light. A traffic signal with improved traffic safety or smoothness can be realized.

(実施の形態4)
図10は本実施の形態における信号機40の概略構成を示している。図10に示すように本実施の形態の信号機40は、光源部41と信号表示部42と光源部41から出射した光を信号表示部42に導く光ファイバ13から構成される。ここで光源部41は実施の形態1の光源部11と同様の構成であるので説明を省略する。
(Embodiment 4)
FIG. 10 shows a schematic configuration of the traffic light 40 in the present embodiment. As shown in FIG. 10, the traffic light 40 according to the present embodiment includes a light source unit 41, a signal display unit 42, and an optical fiber 13 that guides light emitted from the light source unit 41 to the signal display unit 42. Here, since the light source unit 41 has the same configuration as the light source unit 11 of the first embodiment, the description thereof is omitted.

本実施の形態において、信号表示部42は光ファイバ13から出射した光をコリメートするコリメートレンズ18と、P偏光を透過し、S偏光を反射するPBS面43aと反射面43bを含む複合偏光プリズム43と、複合偏光プリズム43のPBS面43aを透過した光の偏光を90度回転させるように配置された1/2波長板44と、図1に示した第1の実施の形態と同様に構成された導光棒19と導光板20を備えた構成である。   In the present embodiment, the signal display unit 42 includes a collimating lens 18 that collimates light emitted from the optical fiber 13, and a composite polarizing prism 43 including a PBS surface 43a and a reflecting surface 43b that transmit P-polarized light and reflect S-polarized light. And a half-wave plate 44 arranged to rotate the polarization of the light transmitted through the PBS surface 43a of the composite polarizing prism 43 by 90 degrees, and the same configuration as that of the first embodiment shown in FIG. The light guide bar 19 and the light guide plate 20 are provided.

このように構成された信号機40において、光源部41から出射されるレーザ光16は、光ファイバ13を通ることによりランダムな偏光となって出射し、コリメートレンズ18を経由して信号表示部42内部の複合偏光プリズム43に入射する。複合偏光プリズム43に入射したレーザ光16のうち、P偏光成分(紙面に平行な方向の偏光)はPBS面43aを透過し、S偏光成分(紙面に垂直な方向の偏光)はPBS面43aで反射し、PBS面43aで反射した光はさらに反射面43bで反射して、それぞれ複合偏光プリズム43を出射する。   In the signal device 40 configured as described above, the laser light 16 emitted from the light source unit 41 is emitted as random polarized light through the optical fiber 13 and passes through the collimator lens 18 to be inside the signal display unit 42. Is incident on the composite polarizing prism 43. Of the laser light 16 incident on the composite polarization prism 43, the P-polarized component (polarized light in the direction parallel to the paper surface) is transmitted through the PBS surface 43a, and the S-polarized component (polarized light in the direction perpendicular to the paper surface) is transmitted through the PBS surface 43a. The light reflected and reflected by the PBS surface 43a is further reflected by the reflection surface 43b and exits from the composite polarizing prism 43, respectively.

複合偏光プリズム43を出射したレーザ光16のうち、PBS面43aを透過してきた光は1/2波長板44により偏光が90度回転され、PBS面43aで反射した光と同じ紙面に垂直な方向の偏光となって導光棒19に入射する。   Of the laser light 16 emitted from the composite polarizing prism 43, the light transmitted through the PBS surface 43a is rotated by 90 degrees by the half-wave plate 44, and is perpendicular to the same paper surface as the light reflected by the PBS surface 43a. The polarized light enters the light guide bar 19.

ここで、導光棒19の偏向溝19cの偏向面は、導光棒19に入射したレーザ光16の偏光に対して平行であるので、レーザ光16は偏向溝19cで偏光が乱れることなく全反射して、紙面に垂直な偏光のまま導光棒19から出射し、導光板20に入射する。   Here, the deflection surface of the deflection groove 19c of the light guide bar 19 is parallel to the polarization of the laser light 16 incident on the light guide bar 19, so that the laser light 16 is completely polarized without being disturbed by the deflection groove 19c. The light is reflected and emitted from the light guide rod 19 while being polarized perpendicular to the paper surface, and enters the light guide plate 20.

ここで、導光板20の偏光溝20dの偏向面は入射したレーザ光16の偏光面に対して垂直であるので、レーザ光16は偏光が乱れることなく全反射して、図中上下方向の偏光となって出射する。   Here, since the deflection surface of the polarization groove 20d of the light guide plate 20 is perpendicular to the polarization surface of the incident laser beam 16, the laser beam 16 is totally reflected without disturbing the polarization, and is polarized in the vertical direction in the figure. And emitted.

図11は信号機40の利用場面を示した説明図であり、信号表示部42の背後に太陽46がある場合を示している。この図のような場合、信号表示部42から出射したレーザ光16と太陽光47がほぼ同じ方向から視界に入ってくるために非常にまぶしく、信号を視認しにくい。   FIG. 11 is an explanatory diagram showing a scene where the traffic signal 40 is used, and shows a case where the sun 46 is behind the signal display unit 42. In the case as shown in this figure, the laser beam 16 and the sunlight 47 emitted from the signal display unit 42 enter the field of view from substantially the same direction, which is very dazzling and it is difficult to visually recognize the signal.

このとき、運転席の日除けの代わりに垂直方向の偏光成分のみを透過する偏光板45を用いて、この偏光板45を通して信号表示部42を見ると、レーザ光16の輝度は低下しないが、太陽光47の明るさは半減するため信号の表示を視認し易くなる。   At this time, when the signal display unit 42 is viewed through the polarizing plate 45 using the polarizing plate 45 that transmits only the polarization component in the vertical direction instead of the sunshade of the driver's seat, the brightness of the laser light 16 does not decrease. Since the brightness of the light 47 is halved, it becomes easier to visually recognize the signal display.

あるいは、図12に示す信号表示部42の表示面のように、信号色に対応した記号を表す領域48a、48b、48cの部分に1/2波長板の機能を有する位相差フィルムを配置してその他の領域と偏光が直交するように構成すると、偏光眼鏡等を通してみた場合に記号が浮かんで見えるため、色覚異常(色盲、色弱)者の誤認を防ぐことができる。   Alternatively, like the display surface of the signal display unit 42 shown in FIG. 12, a retardation film having the function of a half-wave plate is disposed in the areas 48a, 48b, and 48c that represent symbols corresponding to signal colors. If the other regions and the polarization are orthogonal to each other, the symbols appear to be floating when viewed through polarized glasses or the like, so that it is possible to prevent misperception of color blind persons (color blindness, color weakness).

以上、説明したように、本実施の形態の信号機は、レーザ光源を用いることにより高い光利用効率で偏光の揃った出射光が得られるので、これを利用して、信号表示部と太陽が重なった場合の視認性を向上させることができる。さらに、色覚異常者の誤認を防ぐ信号機を実現できる。   As described above, the signal device according to the present embodiment uses the laser light source to obtain output light having a uniform polarization with high light utilization efficiency, so that the signal display unit and the sun overlap with each other. Visibility can be improved. Furthermore, it is possible to realize a traffic light that prevents a color blind person from being misidentified.

なお、本実施の形態では直線偏光の光が出射する構成としたが、信号表示部の表示面にさらに1/4波長板を配置して円偏光を出射する構成としてもよい。この場合は1/4波長板と偏光板を通して信号機を見ることにより、本実施の形態と同様の効果が得られる。この場合、1/4波長板と偏光板からなる眼鏡を用いると、顔を傾けても信号の見え方が変わらない。   In this embodiment, linearly polarized light is emitted. However, a quarter wavelength plate may be further disposed on the display surface of the signal display unit to emit circularly polarized light. In this case, the same effect as this embodiment can be obtained by viewing the traffic light through the quarter-wave plate and the polarizing plate. In this case, when glasses comprising a quarter wavelength plate and a polarizing plate are used, the appearance of the signal does not change even if the face is tilted.

本発明の信号機は、レーザ光源を用いているので指向性が高く、低消費電力で高輝度の信号機が実現できる。鉄道用の信号機として用いれば、目的のレーン以外で信号を誤認する危険性を回避でき有用である。さらに、偏光のそろった光を効率よく出射させることができるので、偏光フィルタ等を併せて使うことにより、視認性の向上や色覚異常者の誤認を防ぐことができる。   Since the traffic light of the present invention uses a laser light source, it is possible to realize a traffic light with high directivity, low power consumption and high brightness. If it is used as a traffic signal for railways, it is possible to avoid the risk of misrecognizing signals other than the intended lane. Furthermore, since light with uniform polarization can be emitted efficiently, the use of a polarizing filter or the like can improve visibility and prevent misperception of a color blind person.

(a)本発明の実施の形態1における信号機の概略構成図で概略構成図(b)(a)の1C−1C線から見た断面図(A) Schematic configuration diagram of the traffic light in the first embodiment of the present invention, schematic configuration diagram (b) Sectional view seen from line 1C-1C of (a) 本発明の実施の形態1における偏向溝の別形態の拡大図The enlarged view of another form of the deflection | deviation groove | channel in Embodiment 1 of this invention 本発明の実施の形態1における信号表示部の別形態の断面図Sectional drawing of another form of the signal display part in Embodiment 1 of this invention (a)本発明の第1の実施の形態における信号機の別形態の概略構成図で概略構成図(b)(a)の4C−4C線から見た断面図(A) Sectional drawing seen from the 4C-4C line | wire of schematic block diagram (b) (a) with the schematic block diagram of another form of the traffic light in the 1st Embodiment of this invention (a)本発明の実施の形態2における信号表示部の概略構成図で断面図(b)偏向溝の概略斜視図(A) Schematic configuration diagram of a signal display unit according to the second embodiment of the present invention and a sectional view (b) Schematic perspective view of a deflection groove 本発明の実施の形態2における偏向溝の別形態の概略斜視図Schematic perspective view of another form of the deflection groove in Embodiment 2 of the present invention (a)本発明の実施の形態2の信号機からの出射光が届く範囲を示した説明図で、信号機の概略斜視図(b)出射光の照明範囲を説明する上面図(A) It is explanatory drawing which showed the range which the emitted light from the signal apparatus of Embodiment 2 of this invention reaches, and is a schematic perspective view of a signal apparatus (b) The top view explaining the illumination range of the emitted light (a)本発明の実施の形態3における信号機の概略構成図で概略構成図(b)(a)の1C−1C線から見た断面図(A) Schematic configuration diagram of the traffic light in Embodiment 3 of the present invention, schematic configuration diagram (b) Sectional view seen from line 1C-1C in (a) 本発明の第3の実施の形態の信号機からの出射光が届く範囲を示した説明図Explanatory drawing which showed the range which the emitted light from the traffic light of the 3rd Embodiment of this invention reaches 本発明の第4の実施の形態における信号機の概略構成図Schematic configuration diagram of a traffic light in the fourth embodiment of the present invention 本発明の第4の実施の形態における信号機の利用場面を示した説明図Explanatory drawing which showed the utilization scene of the traffic light in the 4th Embodiment of this invention 本発明の第4の実施の形態における信号表示部の表示面の別形態を示した構成図The block diagram which showed the other form of the display surface of the signal display part in the 4th Embodiment of this invention 本発明の第1の実施の形態における信号機の別形態の概略構成図The schematic block diagram of the other form of the traffic light in the 1st Embodiment of this invention

符号の説明Explanation of symbols

10,30,40,50 信号機
11,31,41 光源部
12,32,42 信号表示部
13 光ファイバ
14,34a,34b レーザ光源
15,35 信号制御部
16,36a,36b レーザ光
17 集光レンズ
18 コリメートレンズ
19 導光棒
19a 入射端面
19b 側面
19c 偏向溝
20,37 導光板
20a,37a 入射端面
20b,37b 一方の主面
20c,37c 対向面
20d,37d 偏向溝
20e 溝
21 反射シート
22 シリンドリカルレンズアレイ
24 リング状導光体
24a 入射端面
24c 偏向溝
25 円形導光体
25a 側面
25b 一方の主面
25d 偏向溝
26,26a,26b,26c 出射光
38,39 領域
43 複合偏光プリズム
43a PBS面
43b 反射面
44 1/2波長板
45 偏光板
46 太陽
47 太陽光
48a,48b,48c 位相差フィルム
51 拡散素子
52 反射板
53 フレネルレンズ
10, 30, 40, 50 Traffic light 11, 31, 41 Light source unit 12, 32, 42 Signal display unit 13 Optical fiber 14, 34a, 34b Laser light source 15, 35 Signal control unit 16, 36a, 36b Laser beam 17 Condensing lens 18 collimating lens 19 light guide rod 19a incident end face 19b side face 19c deflection groove 20, 37 light guide plate 20a, 37a incident end face 20b, 37b one main surface 20c, 37c opposing face 20d, 37d deflection groove 20e groove 21 reflecting sheet 22 cylindrical lens Array 24 Ring-shaped light guide 24a Incident end face 24c Deflection groove 25 Circular light guide 25a Side surface 25b One main surface 25d Deflection groove 26, 26a, 26b, 26c Emission light 38, 39 Area 43 Compound polarization prism 43a PBS surface 43b Reflection Surface 44 Half-wave plate 45 Polarizing plate 4 6 Sun 47 Sunlight 48a, 48b, 48c Phase difference film 51 Diffuser element 52 Reflector plate 53 Fresnel lens

Claims (14)

レーザ光を出射する光源と、
前記光源から出射した光を面状に広げて出射する面発光部と、
前記光源からの光を前記面発光部に導く光ファイバと、
前記光源の発光、消灯を制御する信号制御部と、
を備えたことを特徴とする信号機。
A light source that emits laser light;
A surface light emitting unit that emits light emitted from the light source in a planar shape;
An optical fiber for guiding light from the light source to the surface light emitting unit;
A signal control unit for controlling light emission and extinction of the light source;
A traffic light characterized by comprising:
面発光部は、光ファイバから出射したレーザ光を線状に広げて出射する線状導光部と、
前記線状導光部から出射したレーザ光を側面から入射させ一方の主面から出射する導光板と、
を備え、
前記線状導光部は、略平行な光を出射するように構成され、
前記導光板は、前記一方の主面の対向面に、入射光を前記一方の主面に向けて偏向する偏向溝を有し、前記偏向溝は光が入射する入射面に対して平行に形成されていることを特徴とする請求項1記載の信号機。
The surface light emitting unit is a linear light guide unit that linearly spreads and emits laser light emitted from the optical fiber, and
A light guide plate that makes laser light emitted from the linear light guide part incident from the side surface and is emitted from one main surface; and
With
The linear light guide is configured to emit substantially parallel light,
The light guide plate has a deflection groove for deflecting incident light toward the one main surface on a surface opposite to the one main surface, and the deflection groove is formed in parallel to the incident surface on which light enters. The traffic light according to claim 1, wherein
面発光部は、光ファイバから出射したレーザ光をリング状の光線に変換するリング状導光部と、
前記リング状導光部から出射したレーザ光を外周側面から入射させ一方の主面から出射する円形の導光板と、を備え、
前記リング状導光部は、内周側面から中心に向かって光を出射するように構成されていることを特徴とする請求項1記載の信号機。
The surface light emitting unit is a ring-shaped light guide unit that converts laser light emitted from the optical fiber into a ring-shaped light beam,
A circular light guide plate that makes the laser light emitted from the ring-shaped light guide part incident from the outer peripheral side surface and is emitted from one main surface, and
The traffic light according to claim 1, wherein the ring-shaped light guide is configured to emit light from the inner peripheral side surface toward the center.
面発光部は、導光板の前記一方の主面に隣接してシリンドリカルレンズアレイを備え、
前記シリンドリカルレンズアレイで前記導光板から出射した光を1次元方向に拡散させることを特徴とする請求項2または請求項3記載の信号機。
The surface light emitting unit includes a cylindrical lens array adjacent to the one main surface of the light guide plate,
4. The traffic light according to claim 2, wherein light emitted from the light guide plate is diffused in a one-dimensional direction by the cylindrical lens array. 5.
導光板の偏向溝は、偏向面が曲面で形成され、前記偏向面は前記一方の主面に対する傾斜角が0度から45度の間で徐々に変化するように構成されていることを特徴とする請求項2記載の信号機。 The deflection groove of the light guide plate has a curved deflection surface, and the deflection surface is configured such that an inclination angle with respect to the one main surface gradually changes between 0 degrees and 45 degrees. The traffic light according to claim 2. 導光板の偏向溝は、偏向面の前記一方の主面に対する傾斜角が異なる多種類の偏向溝から構成され、各偏向溝の偏向面は、前記一方の主面に対する傾斜角が0度から45度の間で構成されていることを特徴とする請求項2記載の信号機。 The deflection groove of the light guide plate is composed of various types of deflection grooves having different inclination angles with respect to the one main surface of the deflection surface, and the deflection surface of each deflection groove has an inclination angle with respect to the one main surface of 0 to 45 degrees. The traffic light according to claim 2, wherein the traffic light is configured in degrees. 偏向溝の偏向面に、前記偏向面が曲率を有する方向と直交する方向に光を拡散させる拡散溝を有し、前記拡散溝は、前記偏向面の前記一方の主面に対する傾斜角が小さくなるほど広く拡散するように構成されていることを特徴とする請求項5記載の信号機。 The deflection surface of the deflection groove has a diffusion groove for diffusing light in a direction perpendicular to the direction in which the deflection surface has a curvature, and the diffusion groove has a smaller inclination angle with respect to the one main surface of the deflection surface. 6. The traffic light according to claim 5, wherein the traffic light is configured to spread widely. 偏向溝の偏向面は、前記偏向面が前記一方の主面に対して傾斜する方向と直交する方向に曲率を有し、前記偏向面の前記一方の主面に対する傾斜角が小さくなるほど広く拡散するように構成されていることを特徴とする請求項6記載の信号機。 The deflection surface of the deflection groove has a curvature in a direction orthogonal to the direction in which the deflection surface is inclined with respect to the one main surface, and diffuses more widely as the inclination angle of the deflection surface with respect to the one main surface is smaller. The traffic light according to claim 6, wherein the traffic light is configured as follows. 同じ波長のレーザ光を出射する少なくとも2つのレーザ光源と、
前記少なくとも2つのレーザ光源の発光、消灯を独立に制御する信号制御部と、
前記少なくとも2つのレーザ光源から出射したレーザ光をそれぞれ入射させ、面状に広げて出射する面発光部と、を有し、
前記少なくとも2つのレーザ光源から出射したレーザ光は、前記面発光部からそれぞれ異なる角度で指向性を有して出射することを特徴とする請求項2記載の信号機。
At least two laser light sources emitting laser light of the same wavelength;
A signal controller for independently controlling light emission and extinction of the at least two laser light sources;
A surface light emitting unit that makes laser beams emitted from the at least two laser light sources incident on each of the laser beams and spreads them in a planar shape; and
3. The traffic light according to claim 2, wherein the laser beams emitted from the at least two laser light sources are emitted with directivity at different angles from the surface light emitting units.
導光板は、両側の側面からレーザ光が入射するように構成され、
前記導光板の偏向溝は、光が入射する方向に応じてそれぞれ異なる角度で偏向する、2つの偏向面を有することを特徴とする請求項9記載の信号機。
The light guide plate is configured such that laser light is incident from the side surfaces on both sides,
10. The traffic light according to claim 9, wherein the deflection groove of the light guide plate has two deflection surfaces that deflect at different angles according to the direction in which light enters.
出射する光が直線偏光、あるいは円偏光となるように構成したことを特徴とする請求項2記載の信号機。 3. The traffic light according to claim 2, wherein the emitted light is linearly polarized light or circularly polarized light. 面発光部は、出射する光の偏光がその他の領域から出射する光の偏光と直交する領域を有し、
前記領域は、前記面発光部から出射する光の色に応じた所定の記号の形状となるように構成されたことを特徴とする請求項11記載の信号機。
The surface light emitting unit has a region where the polarization of the emitted light is orthogonal to the polarization of the light emitted from other regions,
The traffic light according to claim 11, wherein the region is configured to have a predetermined symbol shape corresponding to a color of light emitted from the surface light emitting unit.
面発光部は、光ファイバから出射したレーザ光を均一に広げる発散素子と、前記発散素子から出射したレーザ光に所定の配光特性を持たせるコリメート素子を備えたことを特徴とする請求項1記載の信号機。 2. The surface emitting unit includes a diverging element that uniformly spreads laser light emitted from an optical fiber, and a collimating element that imparts a predetermined light distribution characteristic to the laser light emitted from the diverging element. The traffic light described. 前記レーザ光源は、赤色と緑色のレーザ光を出射するレーザ光源を有し、
黄色信号の面発光部には、前記赤色レーザ光と緑色レーザ光を導くように構成したことを特徴とする請求項1から請求項13に記載の信号機。
The laser light source has a laser light source that emits red and green laser light,
The traffic light according to any one of claims 1 to 13, wherein the red laser light and the green laser light are guided to a surface light emitting unit for a yellow signal.
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