JP2012114036A

JP2012114036A - 発光システム

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Publication number: JP2012114036A
Application number: JP2010263880A
Authority: JP
Inventors: Yasushi Ishida; 康史石田; Atsuya Murata; 淳哉村田; Katsuyuki Ide; 勝幸井手; Junji Hasegawa; 潤治長谷川; Shingo Shinno; 真吾新野; Toshiya Kato; 俊也加藤
Original assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date: 2010-11-26
Filing date: 2010-11-26
Publication date: 2012-06-14

Abstract

【課題】点灯時の発光の電気な特性を、電球に模擬したＬＥＤ使用による標識灯を実現する。
【解決手段】ＬＥＤモジュールＬ１〜Ｌ５で光源部ＬＧＴを構成し、これらＬＥＤモジュールＬ１〜Ｌ５を対応のスイッチＳＷ１〜ＳＷ５でスイッチングさせる。点灯時、時系列に先ずスイッチＳＷ３をオン、次いでスイッチＳＷ２〜ＳＷ４をオン、最後にＳＷ１〜ＳＷ５をオンさせ、電球点灯時の立ち上がり電気特性に疑似させることにより、光源部ＬＧＴを直視した場合における視認性の向上を図ることが可能となる。
【選択図】図１

Description

この発明の実施形態は、空港などに用いられる標識灯の光源として好適な発光システムに関する。

空港の標識灯は、ハロゲン電球などの白熱電球に代えて、発光ダイオード（ＬＥＤ）の使用が進んでいる。発光ダイオードを光源とする複数の標識灯に対して交流定電流電源から点灯用の電流を切り換え可能に供給している。また、この際、発光ダイオイ−ドの電流−光度特性とは異なる電流−光度特性に対応した電流切り換えが行われる交流定電流電源であっても、所定の光度比率で標識灯の光度切り換えが行われている。（例えば、特許文献１）

特開２００２−４９９９２号公報

上記した特許文献１の技術は、光源を電球に換えて発光ダイオードが用いられた発光システムであるが、ＬＥＤ方式は図９（ａ）に示すように明るさの立上り、立下り時間が、図９（ｂ）の電球方式と異なる。このため、光源を直視する航空機の滑走路警戒灯や滑走路誤進入防止用灯火灯等の標識灯では、発光ダイオードを点灯させた場合に、いきなり１００％点灯となる立ち上がり特性を有するＬＥＤ方式では違和感を与えることがあった。この違和感を与える状況は標識灯に限られるものではない。

この発明の目的は、電球の発光に模擬した発光ダイオード使用による発光システムを提供することにある。

上記した課題を解決するために、この発明の実施形態の発光システムは、少なくとも１個の発光ダイオードを有するＬＥＤモジュールの複数個を近接配置して構成された光源部と、前記光源部の点灯時に、各ＬＥＤモジュールを予め設定された時間差で駆動する制御手段と、を具備していることを特徴とする。

この発明によれば、点灯時のシステム全体の光度比率が漸次増加させたことにより、光源として発光ダイオードを用いた場合でも電球式に模擬した点灯を実現することが可能となる。

この発明の発光システムに関する一実施形態について説明するためのシステム構成図である。図１要部の構成図である。光源部について説明するための説明図である。光源部の制御について説明するための説明図である。この発明の一実施形態を誘導路標識灯システムに適用した場合における模式図である。図５の滑走路誤進入防止用灯火灯を具体的な構成例について説明するための正面図である。図６の断面図である。この発明の他の実施形態について説明するためのシステム構成図である。ＬＥＤと電球の電気的特性について説明するための説明図である。

以下、この発明を実施するための形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

図１〜図４は、この発明の発光システムに関する一実施形態について説明するためのもので、図１はシステム構成図、図２は図１要部の構成図、図３は光源部について説明するための説明図、図４は光源部の制御について説明するための説明図である。

図１は空港用の発光システムを示し、ＣＣＲは交流定電流源、Ｗｍは直列接続幹線ケーブル、ＬＤＣは制御手段としての制御回路、Ｗｂは分岐線ケーブル、ＬＧＴは光源部である。制御回路ＬＤＣと光源部ＬＧＴとで標識灯を構成する。

交流定電流源ＣＣＲは、交流の定電流を出力する定電流源を備える。直列接続幹線ケーブルＷｍは、航空の光源部ＬＧＴを設置する誘導路等の路側に沿って敷設される。制御回路ＬＤＣは、その複数が直列接続幹線ケーブルＷｍに分離して直列に介挿される。光源部ＬＧＴは、その複数が分岐線ケーブルＷｂに分散して直列接続される。制御回路ＬＤＣと光源部ＬＧＴは一体的に構成しても構わない。この場合、分岐線ケーブルＷｂは不要となる。

光源部ＬＧＴの光源として用いられる発光ダイオードＬＥＤは、その光度、発光色、配光特性などの光学性能が特段限定されるものではないが、標識灯の用途に応じて所要の光学性能を有する発光ダイオードを適切に選択すればよい。また、ＬＥＤは順方向に直流が流れることによって点灯する。１チップのＬＥＤの光度は、標識灯の所要光度より小さいことから複数の発光ダイオードが用いられる。

図２は、制御回路ＬＤＣとこれに接続される光源部ＬＧＴの具体的な構成例について説明するための構成図である。

図２において、Ｔ１，Ｔ２は交流定電流源ＣＣＲに接続された入力端子であり、入力端子Ｔ１，Ｔ２に供給された交流定電圧は、ＡＣ／ＤＣコンバータ２１に供給され、ここで所定の交流から直流に変換される。ＡＣ／ＤＣコンバータ２１の出力は、遅延回路２２に供給される。遅延回路２２の出力は、分岐線ケーブルＷｂを介して光源部ＬＧＴに供給される。遅延回路２２は光源部ＬＧＴに対して、立ち上りの全体の照度を漸次増加させるような制御が行われる。

光源部ＬＧＴは、例えば５個が直列接続された発光ダイオードＬＥＤとスイッチＳＷ１〜ＳＷ５による例えば５列のＬＥＤモジュールＬ１〜Ｌ５から構成される。スイッチＳＷ１〜ＳＷ５の操作に基づき、スイッチＳＷ１〜ＳＷ５に対応のＬＥＤモジュールＬ１〜Ｌ５を点灯させることができる。

図３は、光源部ＬＧＴのＬＥＤモジュールＬ１〜Ｌ５の制御について説明するための説明図で、図４は遅延回路２２からの制御信号に基づきＬＥＤモジュールＬ１〜Ｌ５の制御について説明するための説明図である。

遅延回路２２はスイッチＳＷ１〜ＳＷ５からなるスイッチＳＷに対して予め設定された制御信号を出力して制御を行う。一例として、図４に示すように、時間経過に従い、光源部ＬＧＴ全体の照度を例えば１０％、６０％、１００％に切り換えるようにする。具体的には、１０％のときスイッチＳＷ３を、６０％のときスイッチＳＷ２〜ＳＷ４を、１００％のときスイッチＳＷ１〜ＳＷ５を、それぞれオンとする制御信号を遅延回路２２の出力として出力させる。スイッチＳＷ１〜ＳＷ５の切り換えの時間差は、数十μ秒〜数十ｍ秒などの電球と相似に見える範囲で任意に設定可能である。

光源部ＬＧＴは、時間の経過に従い１０％，６０％，１００％の照度の点灯を実現することが可能となる。これにより、光源部ＬＧＴを視認した場合おけるいきなり１００％の照度になることで受ける電球の場合との違和感を避けることができる。

なお、この例では１０％，６０％の制御時間を同じにしたが、より電球の電気的特性に近づくような時間設定にすればより効果的である。また、照度を１０％，６０％，１００％を３段階としたが、より細かな制御を行いより視認性を向上させることも可能となる。逆に、電球にはない立ち上げや立ち下げも実現可能となり、目的に基づいた立ち上げさせ方ことにより視認性を向上も期待できる。

この実施形態では、点灯時の照度が徐々に明るくなる電球と同じような電気的特性を持たせたことにより、発光を直視する点滅動作の滑走路警戒灯やいきなり点灯される滑走路誤進入灯火灯等にあっては視認性の向上を図ることができる。

図５は、この発明の発光システムの一実施形態を誘導路の滑走路誤進入灯火灯に適用した場合について説明するための模式図である。この実施形態は光源部と制御回路とが分離して配置された例を示している。

図５において、Ｔ／Ｗは誘導路、Ｓ／Ｗは路側、Ｒ／Ｗは滑走路、ＨＤはハンドホール、ＴＬは誘導中心線灯、ＬＧＴは光源部であるが、具体的には滑走路誤進入灯火灯である。ハンドホールＨＤは、路側Ｓ／Ｗに埋設され、内部において地中に埋設された直列接続幹線ケーブルＷｍを分岐して、ハンドホールＨＤから分岐線ケーブルＷｂが導出される。ハンドホールＨＤにそれぞれ収容された制御回路ＬＤＣからは、それぞれの分岐線ケーブルＷｂに対して例えばタイミングの異なる制御信号を出力させることで、光源部ＬＧＴを例えば４０〜６０Ｈｚ程度の周波数で点滅させることができる。

誘導路Ｔ／Ｗには、誘導路中心線灯を構成する光源部ＬＧＴの複数が一定間隔で埋設され、それらの間および最初の光源部ＬＧＴとハンドホールＨＤとの間を分岐線ケーブルＷｂが接続している。また、制御回路ＬＤＣは、ハンドホールＨＤに最も接近している光源部ＬＧＴ内に収納されている。

なお、誘導灯ＴＬには図示しないが、光源部ＬＧＴと同じように側路Ｓ／Ｗに埋設されたハンドホールＨＤからの分岐線ケーブルを介して点灯される。

図６は、図５の光源部ＬＧＴを滑走路誤進入灯火灯として用いた場合における具体的な構成例について説明するための正面図、図７は図６の断面図である。

図６、図７において、基台６１は、筐体６２を主体として構成されている。筺体６２は、その上端が開口した有底円筒状をなしていて、開口端を路面から露出した状態で路面に埋設される。筺体６２の側面には図示しない適数の配線引き込み孔が形成され、配線引き込み孔に装着された防水ブッシュを介して、図示しない同様な構造を介して分岐ケーブルＷｂが筺体６２から導出される。さらに、筺体６２の開口端には、一段下がった位置に内向きの環状座６３が一体形成されている。

標識灯本体６４は、灯体６４ａ、灯光部材６４ｂ、発光ダイオードユニット６４ｃを主体として構成されている。灯体６４ａは、上部灯体６４ａ１および下部灯体６４ａ２を覆合して構成されている。上部灯体６４ａ１は、その上面に膨出部６４ａ１１および光導出溝６４ａ１２を備えている。膨出部６４ａ１１は、中央に円形の平坦な頂面および頂面から上部灯体６４ａの周縁にわたる切頭円錐斜面によって上部灯体６４ａ１の上面に画成されている。光導出溝６４ａ１２は、膨出部６４ａ１１の切頭円錐斜面に開口するとともに、灯体６４ａの内部に連通している。なお、光導出溝６４ａ１２は、所望数を放射状に配設することができる。

また、上部灯体６４ａ１の周縁部には、上部灯体６４ａ１および下部灯体６４ａ２を、図示しない皿状のボルトを下部灯体６４ａ２側から上部灯体６４ａ１からねじ込んで結合して灯体６４ａを形成するボルト挿通孔６４ａ１３、ボルト挿通孔６４ａ１４が形成されている。

筺体６２の環状座６３にはスタッドボルトが植立し取りつられている。このスタッドボルトをボルト挿通孔６４ａ１３，６４ａ１４に下側から挿通して、上部灯体６４ａ１のボルト挿通孔６４ａ１３から上部へ露出したスタッドボルトの先端にナットをねじ込み、締め付けることによって灯体６４ａが一体化され、内部に内部空間６４ａ３が形成される。これにより、灯体６４ａは基台６１に一体的に固定される。

灯光部材６４ｂは、灯体６４ａの光導出溝６４ａ１２の内部に上記内部空間６４ａ３側から挿入し、内端の周縁を図示しないパッキンおよび押さえ金具により上部灯体６４ａ１の内面に液密に固着されている。

発光ダイオードユニット６４ｃは、断面がくの字状の基材６４ｃ１、それに配線基板６４ｃ２、発光ダイオードＬＥＤ、光学レンズ６４ｃ３を備えている。配線基板６４ｃ２は、複数の発光ダイオードＬＥＤを実装している。複数の発光ダイオードＬＥＤは所定の向きに支持する。

滑走路誤進入灯火用の標識灯としては、以下のように動作する。交流定電流源ＣＣＲから誤進入を知らせる電源が供給されると、光源部ＬＧＴが点灯し、その発光は灯光部材６４ｂの光入射面から灯光部材６４ｂ内に入射し、灯光部材６４ｂから出射するときに、光学レンズ６４ｃ３で所定配光を有する光ビームとなって光導出溝６４ａ１２を通って、航空機に放射される。航空機のパイロットは、標識灯の光ビームを視認することで、誘導路Ｔ／Ｗを走行中に滑走路への進入が許可されていないことを認識することができる。

このように、発光ダイオードＬＥＤによる光源部ＬＧＴの点灯時の電気特性が電球による点灯時の電気特性と同じような制御を行うことで、滑走路に向かう誘導路Ｔ／Ｗの走行中の航空機パイロットに対し、電球使用時と同様の視認性で指示を行うことができる。

図８は、この発明の発光システムに関する他の実施形態について説明するための、図２に相当する回路構成図である。上記した実施形態と同一の構成部分には同一の符号を付して説明する。

すなわち、制御回路ＬＤＣの入力端子Ｔ１，Ｔ２には、交流定電流源ＣＣＲから交流の定電圧が供給される。入力端子Ｔ１，Ｔ２はＡＣ／ＤＣコンバータ２１に供給されるとともに、入力電流検出回路８１に供給される。ＡＣ／ＤＣコンバータ２１から出力される所定値の直流電圧は、光源部ＬＧＴに供給する電圧を決定するチョッパ回路８２に供給される。

入力電流検出回路８１では、入力される交流電流の電流値を検知する。例えば５％と検出した場合は、検出値をレベル判定回路８３で５％に対応するレベルの出力を制御信号としてチョッパ回路８２に供給する。チョッパ回路８２では、制御信号に基づく５％に相当する電流値を光源部ＬＧＴに供給する。光源部ＬＧＴは、５％の駆動電流で点灯する。

なお、入力電流検出回路８１、チョッパ回路８２、それにレベル判定回路８３は、光源部ＬＧＴの駆動電流を設定する電流設定手段を構成している。

ところで、チョッパ回路８２と光源部ＬＧＴとの間には遅延回路２２が介挿接続されている。遅延回路２２は図３および図４で説明したように、光源部ＬＧＴのＬＥＤモジュールＬ１〜Ｌ５に対して、時間経過に従い、光源部ＬＧＴ全体の照度を例えば１０％、６０％、１００％に切り換えるようにしている。光源部ＬＧＴに供給される５％の駆動電流に対する光源部ＬＧＴの照度に対して、時間経過に従い１０％、６０％、１００％の照度制御が行われる。

同じようにして、入力電流検出回路８１が５０％を検出した場合は、チョッパ回路８２は、５０％に相当する駆動電流を光源部ＬＧＴに供給する。光源部ＬＧＴのＬＥＤモジュールＬ１〜Ｌ５は、時間経過に従い、光源部ＬＧＴ全体の照度を１０％、６０％、１００％に切り換えるようにしていることから、識灯ＬＧＴに供給される５０％の駆動電流に対する光源部ＬＧＴの照度に対して、時間経過に従い１０％、６０％、１００％の照度制御が行われる。

入力電流検出回路８１が１００％を検出した場合においても、識灯ＬＧＴに供給される１００％の駆動電流に対する光源部ＬＧＴの照度に対して、時間経過に従い１０％、６０％、１００％の照度制御が行われる。

このように、光源部ＬＧＴを駆動するための電流設定がされた場合の光源部ＬＧＴの点灯時に対しても、時間経過に従い漸次照度を上昇させる制御を行うことが可能となる。

なお、チョッパ回路２２から出力される光源部ＬＧＴを駆動するための電流が少ない場合は、光源部ＬＧＴの照度が小さいことから遅延回路２２を停止させ、いきなり１００％点灯を行うような制御をしても構わない。

この実施形態では、標識灯に対する照度の制御が行われる場合であっても、制御された標識灯の点灯時における電球疑似の点灯制御を行うことができる。

この発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく、例えばＬＥＤモジュールは水平ライン上に配置したが、中心から周囲に向かって発光するように配置されたＬＥＤを列毎に制御したことにより、より電球の発光に模擬させることが可能となる。また、点灯時における電気的特性を電球に疑似させたものを例としたが、必要に応じて同様の考え方で消灯時においても電球に疑似させることができる。

また、ＬＥＤを切り換えるスイッチは直列接続した例としたが、並列に接続しても構わない。用途しては空港用標識灯を例に挙げたが、信号灯や点滅灯などの他の用途にも使用可能である。

この発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

ＣＣＲ交流定電流源
Ｗｍ直列接続幹線ケーブル
ＬＤＣ制御回路
Ｗｂ分岐線ケーブル
ＬＥＤ発光ダイオード
ＬＧＴ光源部
２１ＡＣ／ＤＣコンバータ
２２遅延回路
ＳＷ，ＳＷ１〜ＳＷ５スイッチ
Ｌ１〜Ｌ５ＬＥＤモジュール
８１入力電流検出回路
８２レベル判定回路
８３チョッパ回路

Claims

少なくとも１個の発光ダイオードを有するＬＥＤモジュールの複数個を近接配置して構成された光源部と、
前記光源部の点灯時に、各ＬＥＤモジュールを予め設定された時間差で駆動する制御手段と、を具備していることを特徴とする発光システム。
前記光源部の電流値を設定する電流設定手段を有し、該電流設定手段に基づき前記光源部を駆動したことを特徴とする請求項１記載の発光システム。