JP2011003499A - Lighting system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、主として道路標識や看板等の表面に光を照射して見やすいようにする照明装置に関する。 The present invention mainly relates to a lighting device that irradiates light on the surface of a road sign or a signboard so that the surface can be easily seen.
夜間に見える看板や道路標識は、内部に光源を内蔵し、あるいは外部から光を照射している。内部に蛍光灯や電球等の光源を内蔵している看板や道路標識は、構造が複雑で製造コストが高くなる。また、すでに設置している看板や道路標識を、光を照射する構造に改造して、夜間に見えるようにできない。外部から光源で照射する構造は、道路標識に利用されるが、この構造は光源を明るくする必要があって消費電力が大きくなる欠点がある。この欠点を解消するために、道路標識などの表面に導光板を積層し、導光板で道路標識等の表面に光を照射する照明装置が開発されている。(特許文献1参照) Signs and road signs that are visible at night have a built-in light source or irradiate light from the outside. Signboards and road signs that incorporate light sources such as fluorescent lamps and light bulbs have complicated structures and high manufacturing costs. Also, signboards and road signs that have already been installed cannot be remodeled into a structure that emits light so that they can be seen at night. A structure that irradiates with a light source from the outside is used for a road sign. However, this structure has a drawback in that the light source needs to be brightened and power consumption increases. In order to eliminate this drawback, an illuminating device has been developed in which a light guide plate is laminated on the surface of a road sign or the like, and light is irradiated on the surface of the road sign or the like with the light guide plate. (See Patent Document 1)
特許文献1に記載される照明装置は、図1の断面図に示すように、道路標識などの表示プレート91の表面に光を照射する導光板92を設け、この導光板92に外周面から光を照射する発光ダイオード93等の光源を設けている。この照明装置は、発光ダイオード93の光を導光板92の両面で全反射しながら面方向に光を透過させる。導光板92の内部を透過する光を外部に放射するために、無数の光拡散部94を設けている。光拡散部94は、導光板92の表面に設けた凹部や凸部で、光を全反射することなく外部に放射する。導光板92は、光拡散部94から光を外部に放射するので、光拡散部94の面積や個数で外部に放射する光量をコントロールできる。光拡散部94は、表示プレート91に設けている文字や図形を見やすくするために、小さい点状に点在して配置され、あるいは格子状や碁盤状の線状に配置される。
As shown in the cross-sectional view of FIG. 1, the lighting device described in
以上の照明装置は、明るいときに発光ダイオードを消灯し、夜間の暗いときに発光ダイオードを点灯する。明るいときは、外光が導光板を透過するので表示プレートの文字や図形を見ることができる。暗いときは、発光ダイオードを点灯して発光ダイオードの光を導光板に入射し、この光を光拡散部から外部に照射して表示プレートを照射し、文字や図形を見やすくできる。光拡散部は、発光ダイオードの光を導光板の裏面に照射して表示プレートを明るくする。ただ、光拡散部は、発光ダイオードの光を導光板の表面にも照射する。この光は、表示プレートを照射することなく、外部に照射されて表示プレートのコントラストを低下させて、文字や図形を見難くする。また、明るい状態にあっても、導光板に表面から入射される外光が光拡散部に反射されて、導光板の表面側に照射される。この光は、表示プレートのコントラストを低下して文字や図形を見難くする弊害となる。光拡散部は、表示プレートに均一に光を照射するために、無数に点在するように、あるいは格子状や碁盤状として設けられる。無数に設けられる光拡散部は、表示プレートの表面の無数の点や線から表面側に光を照射して、表示プレート全面のコントラストを低下して、文字や図形を見難くする欠点がある。 The lighting device described above turns off the light emitting diode when it is bright, and turns on the light emitting diode when it is dark at night. When it is bright, external light passes through the light guide plate, so that characters and figures on the display plate can be seen. When it is dark, the light emitting diode is turned on, the light of the light emitting diode is incident on the light guide plate, and this light is irradiated to the outside from the light diffusing portion to irradiate the display plate, so that it is easy to see characters and figures. The light diffusing unit illuminates the display plate by irradiating the back surface of the light guide plate with light from the light emitting diode. However, the light diffusing unit irradiates the surface of the light guide plate with the light of the light emitting diode. This light is irradiated outside without irradiating the display plate, reducing the contrast of the display plate and making it difficult to see characters and figures. Even in a bright state, external light incident on the light guide plate from the surface is reflected by the light diffusing portion and is irradiated on the surface side of the light guide plate. This light reduces the contrast of the display plate and makes it difficult to see characters and figures. In order to irradiate light uniformly to the display plate, the light diffusion portions are provided innumerably, or in a lattice shape or a grid shape. The infinite number of light diffusing portions have a drawback that light is irradiated on the surface side from innumerable points and lines on the surface of the display plate to reduce the contrast of the entire surface of the display plate and make it difficult to see characters and figures.
本発明は、さらにこの欠点を解決することを目的に開発されたものである。本発明の重要な目的は、表示プレートに光を照射する導光板を表示プレートの表面に配置して、導光板で表示プレートに光を照射しながら、表示プレートの文字や図形を高いコントラストで明瞭に表示できる照明装置を提供することにある。 The present invention has been developed for the purpose of solving this drawback. An important object of the present invention is to arrange a light guide plate for irradiating light on the display plate on the surface of the display plate, and to illuminate the display plate with the light guide plate while clearly displaying characters and figures on the display plate with high contrast. It is in providing the illuminating device which can be displayed on.
本発明の照明装置は、文字や図形を表示してなる表示プレート1と、この表示プレート1の表面に積層している透明プレートの導光板2と、導光板2の外周面にあって導光板2に光を入射する発光ダイオード3とを備えている。導光板2は、内部を透過する光を外部に照射する無数の光拡散部4を点状又は線状に設けている。照明装置は、導光板2の内部を全反射しながら透過している光を、光拡散部4が外部に照射して表示プレート1を照射し、表示プレート1の反射光を導光板2に透過させて外部に放射している。さらに、導光板2は、光拡散部4の外側に光遮断層5を点状又は線状に設けており、この光遮断層5でもって光拡散部4から外側に照射される光を遮断している。
The illumination device of the present invention includes a
以上の照明装置は、表示プレートの表面に導光板を配置して、この導光板で表示プレートを明るく見やすく表示しながら、表示プレートの文字や図形を高いコントラストで明瞭に見やすく表示できる特徴がある。それは、発光ダイオードの光が導光板から表示プレートに向かってのみ照射されて、導光板の表面側には照射されないからである。光拡散部から導光板の表面側に光が照射されると、導光板には無数の光拡散部を設けているので、導光板の全面が明るく白く光る状態となって、表示プレートの文字や図形を明瞭に表示できなくなる。本発明は、光拡散部が表示プレートに向かってのみ光を照射するので、発光ダイオードから照射される光で表示プレートを明るく照射して、文字や図形を明瞭に高いコントラストで表示できる特徴がある。また、光拡散部は、導光板に点状又は線状に配置しているので、これが表示プレートの文字や図形を見難くすることはない。 The lighting device described above has a feature that a light guide plate is disposed on the surface of the display plate, and characters and figures on the display plate can be clearly and clearly displayed with high contrast while displaying the display plate brightly and easily on the light guide plate. This is because the light of the light emitting diode is irradiated only from the light guide plate toward the display plate, and not on the surface side of the light guide plate. When light is irradiated from the light diffusing part to the surface side of the light guide plate, the light guide plate is provided with innumerable light diffusing parts. The figure cannot be displayed clearly. The present invention is characterized in that since the light diffusing unit emits light only toward the display plate, the display plate can be brightly irradiated with light emitted from the light emitting diode, and characters and figures can be clearly displayed with high contrast. . Moreover, since the light diffusing part is arranged in a dot shape or a line shape on the light guide plate, this does not make it difficult to see characters and figures on the display plate.
本発明の照明装置は、光拡散部4を点状として、ひとつの光拡散部4の面積を0.1mm2〜5mm2とすることができる。
この照明装置は、光拡散部を小さくしているので、これが表示プレートの文字や図形を見難くすることがない。
Lighting apparatus of the present invention, the
Since this illuminating device has a small light diffusing portion, it does not make it difficult to see characters and figures on the display plate.
本発明の照明装置は、光遮断層5が、光拡散部4に対向する面に反射層6を設けることができる。
この照明装置は、光導光板の内部を透過する光を光拡散部でもって表示プレートに向けて照射できることに加えて、光拡散部を透過した光を反射層で反射して表示プレートに照射できる。このため、発光ダイオードを光で効率よく表示プレートを明るく照射でき、発光ダイオードの消費電力を少なくしながら、表示プレートの文字や図形を高いコントラストで見やすく表示できる特徴がある。
In the illumination device of the present invention, the
In addition to being able to irradiate the display plate with light transmitted through the inside of the light guide plate, the illuminating device can irradiate the display plate with the light transmitted through the light diffusing portion reflected by the reflective layer. For this reason, there is a feature that the display plate can be efficiently illuminated brightly with the light emitting diode, and the characters and figures on the display plate can be displayed with high contrast and easy to see while reducing the power consumption of the light emitting diode.
本発明の照明装置は、光遮断層5の面積を、光拡散部4の面積の1倍以上であって10倍以下とすることができる。
この照明装置は、光拡散部で拡散される光が導光板の表側に漏れるのをより確実に防止して、文字や図形を高いコントラストで表示できる特徴がある。
In the lighting device of the present invention, the area of the
This illuminating device has a feature that can more reliably prevent light diffused by the light diffusing portion from leaking to the front side of the light guide plate and display characters and figures with high contrast.
本発明の照明装置は、導光板2が、外側の表面に光拡散部4を設けることができる。
この照明装置は、導光板の外側面に光拡散部を設けているので、光拡散部と表示プレートとの間隔を広くして、光拡散部で拡散された光で表示プレートを斑なく均一に照射できる特徴がある。
In the lighting device of the present invention, the
Since this illuminating device is provided with a light diffusing portion on the outer surface of the light guide plate, the distance between the light diffusing portion and the display plate is widened, and the display plate is made uniform with light diffused by the light diffusing portion. There is a feature that can be irradiated.
本発明の照明装置は、導光板2の外側表面に突出部又は凹部2Aを設けて光拡散部4とし、突出部又は凹部2Aの表面に光遮断層5を設けることができる。
この照明装置は、導光板の外側面に設けている光拡散部で表示プレートを均一に照射できる特徴がある。
In the lighting device of the present invention, the protrusion or recess 2A can be provided on the outer surface of the
This illuminating device has a feature that the display plate can be uniformly irradiated by the light diffusion portion provided on the outer surface of the light guide plate.
本発明の照明装置は、導光板2の外側表面に凹部2Aの光拡散部4を設けて、この凹部2Aに反射層6と光遮断層5とを設けて、凹部表面2aを光拡散部4を設けない領域と同一平面とすることができる。
この照明装置は、導光板の光拡散部に対して位置ずれなく反射層と光遮断層とを設けることができ、しかもの導光板の外側面を平滑面とすることができる。
In the illumination device of the present invention, the
This illuminating device can be provided with a reflective layer and a light blocking layer without positional deviation with respect to the light diffusion portion of the light guide plate, and the outer surface of the glazed light guide plate can be a smooth surface.
本発明の照明装置は、表示プレート1の裏面に配設される太陽電池パネル7と、この太陽電池パネル7の発電電力を充電する二次電池11と、この二次電池11で発光ダイオード3を点灯する点灯回路8とを備えることができる。
この照明装置は、裏面に太陽電池パネルを設けているので、明るい外光を利用して太陽電池パネルでもって二次電池を充電し、暗くなると、二次電池で発光ダイオードを点灯することで省エネルギーにできる特徴がある。
The lighting device of the present invention includes a
Since this lighting device has a solar cell panel on the back, energy is saved by charging the secondary battery with the solar cell panel using bright external light and lighting the light emitting diode with the secondary battery when it gets dark. There is a feature that can be.
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するための照明装置を例示するものであって、本発明は照明装置を以下のものに特定しない。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. However, the embodiment described below exemplifies a lighting device for embodying the technical idea of the present invention, and the present invention does not specify the lighting device as follows.
さらに、この明細書は、特許請求の範囲を理解しやすいように、実施例に示される部材に対応する番号を、「特許請求の範囲」および「課題を解決するための手段の欄」に示される部材に付記している。ただ、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に特定するものでは決してない。 Further, in this specification, in order to facilitate understanding of the scope of claims, numbers corresponding to the members shown in the examples are indicated in the “claims” and “means for solving problems” sections. It is added to the members. However, the members shown in the claims are not limited to the members in the embodiments.
図2ないし図4に示す照明装置は、文字や図形を表示してなる表示プレート1と、この表示プレート1の表面に積層している透明プレートの導光板2と、導光板2の外周面にあって導光板2に光を入射する発光ダイオード3とを備えている。導光板2は、内部を透過する光を外部に照射する無数の光拡散部4を点状又は線状に設けており、光拡散部4でもって導光板2の内部を全反射しながら透過している光を外部に照射して表示プレート1を照射し、表示プレート1の反射光を導光板2に透過させて外部に放射して、文字や図形を明るく見やすくしている。
The illumination device shown in FIGS. 2 to 4 includes a
表示プレート1は、用途に最適な文字や図形を表面に表示している。道路標識に使用される表示プレート1は、規制標識、支持標識、警戒標識、案内標識等の本標識や種々の補助標識、あるいは道路の状態、通行状態、道案内などを表示する標識である。ただし、表示プレートは、道路標識に限らず、屋外や屋内で使用されて、光を照射して見やすくできる全てのものが使用できる。表示プレート1は、透光性のない金属板やプラスチック板の表面に、文字や図形からなる表示パターン10を設けている。
The
導光板2は、暗いときに表示プレート1を照射して、文字又は図形の表示パターン10を見やすくする。導光板2は、アクリル樹脂などのプラスチックからなる透明プレートやガラス板で、厚さを2mm〜8mmとしている。導光板2は、外周から入射される発光ダイオード3の光を両面で全反射させながら透過させると共に、この全反射する透過光を、光拡散部4で裏面に照射して、表示プレート1を照射する。したがって、この導光板2は、内部で全反射して透過する光を裏面に照射するように光拡散部4を設けている。光拡散部4は、図5の平面図に示すように、無数に点状に設けられ、あるいは図6と図7に示すように、格子状や碁盤状の線状として無数に設けている。光拡散部4が大きいと、表示プレート1の表面にあって目立って、文字や図形を見難くするので、小さい面積として局部的に設けている。ひとつの光拡散部4の面積は、たとえば0.1mm2〜5mm2として、目立たないようにしている。導光板2は、光拡散部4を設ける密度で表示プレート1を照射する明るさをコントロールできる。光拡散部4で拡散された光が表示プレート1に照射されるからである。光拡散部4は、発光ダイオード3に近い領域で低密度に、発光ダイオード3から離れるにしたがって高密度に設けて、表示プレート1の全面を均一に照射できる。発光ダイオード3の近傍では、導光板2の内部を透過する光の強度が強く、発光ダイオード3から離れるにしたがって光が弱くなるからである。
The
光拡散部4は、内部を全反射しながら透過する光を拡散して外部に照射するものであるから、導光板2の表面に設けた凹部や凸部で形成できる。また、導光板の内部に設けた無数の凹凸によっても形成できる。凹部や凸部を設けることで、光の入射角αが臨界角よりも小さくなって、全反射しない状態となって外部に放射されるからである。
The
導光板2は、表示プレート1に対向する外側表面に、凹部や凸部、あるいは凹凸面を設けて光拡散部4を設けることができる。図8の導光板2は、外側面に凹部2Aを設けて光拡散部4としている。
The
導光板2に設けた光拡散部4は、導光板2の内部を透過する光を拡散して表面から外部に照射する。本発明の照明装置は、導光板2から表示プレート1に向かってのみ光を照射するために、光拡散部4の外側に光遮断層5を設けている。光遮断層5は、光拡散部4で拡散される光が外側面に照射されるのを遮断するものであるから、点状の光拡散部4にはその外側に点状に、また線状の光拡散部4にはその外側に線状に設けている。光遮断層5は、光を透過させない塗膜や金属層で、光拡散部4から外側に照射される光を遮断して、導光板2の外側表面には発光ダイオード3の光を照射しないようにしている。
The
光遮断層5の面積は、光拡散部4で拡散された光が導光板2の表面側に照射されるのを確実に阻止するために、光拡散部4の面積の1倍以上であって10倍以下としている。光遮断層5の面積を光拡散部4よりも大きくするほど、光拡散部4で拡散された光が導光板2の表面側に照射されるのを確実に阻止できる。ただ、光遮断層が大きくなると、表示プレートの文字や図形を見難くなるので、その面積は光拡散部の面積の10倍以下、好ましくは5倍以下、さらに好ましは3倍以下とする。ただし、光遮断層の面積が小さすぎると光拡散部で拡散された光が導光板の表面に照射されるのを確実に阻止できなくなるので、光拡散部の面積以上とする。
The area of the
図8の導光板2は、光拡散部4で拡散されて導光板2の外部に照射される光を反射してより効果的に表示プレート1を照射するための反射層6を設けている。反射層6は、光遮断層5の光拡散部4に対向する面に設けている。反射層6は、発光ダイオード3の光を効率よく反射する白色塗料を塗布してなる塗膜や金属膜である。金属膜は、反射層6と光遮断層5の両方に併用できる。また、光を反射する白色塗料などを厚く塗布している塗膜も、反射層6と光遮断層5の両方に併用できる。
The
図8の導光板2は、外側表面に凹部2Aを設けて光拡散部4とし、この凹部2Aに反射層6と光遮断層5とを積層して設けて、光拡散部4の凹部表面2aを、光拡散部4を設けない領域と同一平面としている。すなわち、凹部2Aに反射層6と光遮断層5を構成する塗料を充填して、その表面を平滑面としている。この導光板2は、外側表面の全体を平滑面にできるので、表面に塵などの異物が付着するのを防止できる。また、凹部2Aの光拡散部4に反射層6と光遮断層5を積層して設ける構造は、凹部2Aに反射層6の塗料と、光遮断層5の塗料を充填して、反射層6と光遮断層5とを光拡散部4に対して位置ずれしないように設けることができる。
The
発光ダイオード3は、導光板2の外周部にあって、導光板2の内部に向かって光を照射する。発光ダイオード3は、導光板2の内部に照射する光を、導光板2の内部で効率よく全反射させながら全面に均一に透過できるように集光された光を照射する。発光ダイオード3は、複数個を所定の間隔に並べて、導光板2の外周面の一辺に配置され、あるいは複数の辺に設けられて、導光板2の内部に均一に光を入射する。発光ダイオード3から導光板2に入射される光は、導光板2の光拡散部4で拡散されて、表示プレート1に向かって放射される。発光ダイオード3は、消費電力を大きくして、表示プレート1を明るく照射できる。発光ダイオード3の消費電力は、ひとつの発光ダイオード3の消費電力と、発光ダイオード3の個数で調整する。また、発光ダイオード3の消費電力は、表示プレート1の大きさによって最適値に設定されるが、たとえば5W〜100W、好ましくは10W〜50Wとする。
The
図3と図4の照明装置は、表示プレート1の裏面に太陽電池パネル7を配置している。この照明装置は、屋外に設置される道路標識に最適である。それは、裏面に配置している太陽電池パネル7でもって、昼間に二次電池11を充電できるからである。太陽電池パネル7は二次電池11に接続されて、発電電力で二次電池11を充電する。二次電池11は、充電された電力で、発光ダイオード3を点灯する。発光ダイオード3を点灯するために、照明装置は点灯回路8を備えている。
3 and 4, the
二次電池11は、太陽電池パネル7の発電電力で充電されるリチウムイオン電池、ニッケル水素電池、ニッケルカドミウム電池などの充電できる電池である。二次電池11は、太陽電池パネル7が発電する1日ないし10日の電力を充電できる容量としている。たとえば、1日の発電電力を300Whとする太陽電池パネル7に接続される二次電池11の充電容量は、300Wh〜3kWhとする。この二次電池11は、太陽電池パネル7で発電される電力に充電されて、満充電される状態では、消費電力を10Wとする発光ダイオード3を、30時間〜300時間点灯できる。二次電池11は、太陽電池パネル7との間に接続している充電回路9を介して充電される。充電回路9は、二次電池11が満充電されたことを検出すると、二次電池11の充電を停止する。ただし、充電回路は、必ずしも必要としない。たとえば、ニッケル水素電池やニッケルカドミウム電池の二次電池は、太陽電池パネルの出力で常に充電することもできる。この道路標識は、太陽電池パネルの発電電力と、二次電池の容量と、発光ダイオードの消費電力とを最適値に設定することで、充電回路を介することなく、二次電池の過充電による劣化を防止できる。
The
点灯回路8は、外部の明るさを明かりセンサで検出し、あるいは24時間タイマでもって夜間を判定し、夜間には二次電池11で発光ダイオード3を点灯する。太陽電池パネル7の発電容量と二次電池11の充電容量を十分に大きくする道路標識は、二次電池11の電力のみで夜間に発光ダイオード3を点灯できる。ただし、点灯回路8には、二次電池11が完全に放電されたことを検出して、商用電源12で発光ダイオード3を点灯する商用電源回路(図示せず)を設けることもできる。この道路標識は、日照量が少なくて、二次電池11が十分に充電できない状態においても、また、二次電池11が劣化して容量が小さくなる状態などにおいても、夜間には商用電源12で確実に発光ダイオード3を点灯できる。点灯回路8は、商用電源12で発光ダイオード3を点灯する状態においても、最初は二次電池11で発光ダイオード3を点灯し、二次電池11が完全に放電された後は、発光ダイオード3の点灯を二次電池11から商用電源12に切り換える。
The
1…表示プレート
2…導光板 2A…凹部
2a…凹部表面
3…発光ダイオード
4…光拡散部
5…光遮断層
6…反射層
7…太陽電池パネル
8…点灯回路
9…充電回路
10…表示パターン
11…二次電池
12…商用電源
91…表示プレート
92…導光板
93…発光ダイオード
94…光拡散部
DESCRIPTION OF
2a ...
Claims (8)
前記導光板(2)は、内部を透過する光を外部に照射する無数の光拡散部(4)を点状又は線状に設けており、
この光拡散部(4)が導光板(2)の内部を全反射しながら透過している光を外部に照射して表示プレート(1)を照射し、表示プレート(1)の反射光を導光板(2)に透過させて外部に放射するようにしてなる照明装置であって、
前記導光板(2)が、光拡散部(4)の外側に光遮断層(5)を点状又は線状に設けており、この光遮断層(5)でもって光拡散部(4)から外側に照射される光を遮断するようにしてなる照明装置。 A display plate (1) displaying characters and figures, a light guide plate (2) of a transparent plate laminated on the surface of the display plate (1), and an outer peripheral surface of the light guide plate (2) A light emitting diode (3) for entering light into the light plate (2),
The light guide plate (2) is provided with innumerable light diffusing portions (4) for irradiating the light transmitted through the inside to the outside in a dotted or linear shape,
The light diffusing unit (4) irradiates the display plate (1) by irradiating the light transmitted through the light guide plate (2) while totally reflecting the light, and guides the reflected light of the display plate (1). An illumination device configured to transmit to the light plate (2) and radiate to the outside,
The light guide plate (2) is provided with a light blocking layer (5) in the form of dots or lines on the outside of the light diffusion portion (4), and the light blocking layer (5) from the light diffusion portion (4). An illumination device configured to block light emitted to the outside.
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