JP2014127459A - 発光ダイオードの反射部材 - Google Patents

Abstract

【課題】前後幅の狭い表示具とすることができることはいうまでもなく、遠方並びに近くでも十分に視認が可能とする。
【解決手段】光軸を縦方向へ向けて配置した発光ダイオードの光を横方向へ反射させる表示灯などに用いられる発光ダイオードの反射部材であって、縦方向に配置された透光板の裏面に断面が三角形である三個の傾斜面を有する複数の三角柱形状のプリズムが、それらの１つの傾斜面を互いに平行に且つもう１つの傾斜面を前記透過板に垂直にして縦方向に並設されており、前記透光板に垂直に配置される傾斜面を発光ダイオードの照射面にするとともに前記透光板の前記照射する側のプリズムの配置位置に集光レンズを配置した。
【選択図】図２

Description

本発明は、表示灯、警告灯、信号灯などに用いられる発光ダイオードの反射部材に関するものである。

従来、例えば道路、鉄路、建物などの現場において、運転者や歩行者などに対して各種の警告を与えるなどのために、光を放出する表示灯、警告灯、信号灯などが用いられている。

これらの表示灯などは基板に光源を設置するとともにその周囲を透光性を有するカバー体で覆い、カバー体を通して発光ダイオードからの光を放出させるものであり、近頃、前記表示灯などの光源として省電力で光輝度の発光ダイオードが電球に代わって採用されている。

ところが、汎用の発光ダイオードはダイオード自身を樹脂レンズに包み込んだパッケージ製品として提供されており、前方へ指向性をもって放射されることから、発光される光をなるべく広範囲にかつ遠くに放出させてすぐれた視認性をもつものとするために工夫が必要である。

そのために、前後両面および外側周縁に発光ダイオードを配置したプリント基板を中空円盤状のカバー体に内装してレンズや反射剤などを備えた前後方向へ放出させるものが一般的であり、例えば特開２００２−２６０４０４号公報（特許文献１）などに提示されているが、これらの公報に提示されている光放出手段は図６に示したように、各発光ダイオード１の光軸を前後方向（横方向）に向けて配置するとともに前面に備えた外側部材の一部を形成する透光板３に集光レンズ２を備えて集光する構成である。

そのため、表示灯や警告灯などでは前後方向の幅が嵩張ることになり、材料費を含めて全体として大型化されることになり経済面で問題がある。

そこで、図７に示すように発光ダイオード１の光源１１から放出された光の光軸（一点鎖線）が縦方向となるように発光ダイオード１を配置して、前記発光ダイオード１の照射方向の前方に略直角の傾斜面を一部に有するプリズム５を配置して前記発光ダイオード１の光軸を略直角に屈折させて横方向へ照射することにより、表示具の幅がかさばらないようにしたものが提示されている。

ところで、図７に示した従来の異なる実施例の反射部材では、発光ダイオード１は表示具の内で表示面（透光面）３の縦方向に光軸を向けて配置したので比較的前後方向の幅を狭く形成することが可能であるが、反面、プリズム５によって屈折された光の殆どが集光レンズ２により集光されて放射されることになる。

そのため、透過板３は集光レンズ２の部分については強い光となって遠方からも確認できるようになるが、反面、それらの放射光は集光レンズ２に集光してしまうのでいわゆるスポット光となって、全体として発光面積がきわめて小さくなり、光線方向から外れると、警告灯本体４の近くであっても、十分な視認性を確保できない問題が生じることになる。

特開２００２−２６０４０４号公報

本発明は、前記課題を解決するためになされたものであり、従来のように前後幅の狭い表示具とすることができることはいうまでもなく、遠方並びに近くでも十分に視認が可能な表示灯などに用いる発光ダイオードの反射部材を提供することを課題とする。

前記課題を解決するためになされた本発明である表示灯などに用いる発光ダイオードの反射部材は、光軸を縦方向へ向けて配置した発光ダイオードの光を横方向へ反射させる表示灯などに用いられる発光ダイオードの反射部材であって、縦方向に配置された透光板の裏面に断面が三角形である三個の傾斜面を有する複数の三角柱形状のプリズムが、それらの１つの傾斜面を互いに略平行に且つもう１つの傾斜面を前記透過板に略垂直にして縦方向に並設されており、前記透光板に垂直に配置される傾斜面を発光ダイオードの照射面にするとともに、少なくとも前記透光板の前記照射する側のプリズムの配置位置に集光レンズを配置したことを特徴とする。

また、本発明において、前記透過板、複数のプリズムおよび集光レンズが透光性を有する透明な硬質材により一体に成型されている場合には透光性能に優れ、製造が容易である。

更に、前記透光板が表示灯についての外側部材の一部を形成することにより簡単に表示具に適用可能である。

更にまた、前記透光板を曲面に形成することにより照射方向を最大３６０度に広げることができる。

本発明によれば、発光ダイオードの光源をカバー体の前後左右から輝度の高い光を放出することにより、遠方からの視認性を確保しつつ、カバー体の近傍部全体を広範囲に光らせることができる。

本発明の好ましい実施の形態を模式的に示すものであり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は断面図。 図１に示した実施の形態の断面図。 図１に示した実施の形態を表示装置に用いた一例を示す断面図。 本発明の異なる実施の形態を模式的に示す斜視図。 図４に示した実施の形態を表示装置に用いた一例を示す斜視図。 従来例を示す断面図。 異なる従来例を示す断面図。

次に、本発明である反射部材の実施の形態につき図面を参照して詳述する。

図１は、本発明の好ましい実施の形態を模式的に示すものであり、平板状の透光板３の裏面３１に断面が三角形である三個の傾斜面を有する複数の三角柱形状のプリズム５，６が、それらの１つの傾斜面５１，６１を互いに略平行に且つ透過板３に略垂直に、且つ、
もう一つの傾斜面５２，６２を透光板３の裏面３１に略平行に沿わせて互いに所定の間隔を開けて、前期透光板３に隙間なく配置されている。

また、前記プリズムの傾斜面５１，６１が発光ダイオードの照射面であるとともに透光板３の表面３２における前記プリズム５の接合部に集光レンズ２が形成されている。

尚、本実施の形態では、透過板３、プリズム５，６および集光レンズ２は、例えば、アクリル系の樹脂のような工学的に優れた透光性を有する透明な硬質材により一体に成型されることが好ましい。

このような構成を有する本実施の形態は、例えば、図３に示すように表示灯に組み込まれて使用され、前記構成が前後面の上下に配置されているが、前記構成は例えば、前後面の上下をそれぞれ予め一体に形成したものであってもよく、透光板３は、その表面３２が表示灯の外側カバーを兼用するように成型することにより、部品点数が少なくて済み、かつ、組み立て工程も少なくなる。

そして、図３に示すように、各プリズム５側の傾斜面５１に発光ダイオード１の光軸がほぼ垂直に当たるように配置する。尚、発光ダイオード１の放光面（先端面）とプリズム５の傾斜面５１との配置間隔（距離）、プリズムの角度、使用する発光ダイオードの照射角度、または光強度、波長等により調整することになる。

このような構成を有する本実施の形態を用いた表示具は、図２に示すように、発光ダイオード１の先端である射光部１１から照射された光束Ｈは最初にプリズム５に当たって一部はそのままもう一つのプリズム６の平行な傾斜面６１に照射される一方、プリズム５の傾斜面５３による反射効果により透光板３方向に屈折し、更に、透光板３の表面３２に一体形成された集光レンズ２により集光されて光を集中・増強して前後方向に放射される。

従って、本実施の形態でも従来と同様に発光ダイオード１の集光された光が集光レンズを介して放射されるので光はスポット光として遠方まで到達し、遠方での視認性を満足することができる。

ここまでは前記図５に示した従来のものとほぼ同様の構成であるが、本実施の形態では前述のように発光ダイオード１から放射された光はプリズム５を透過して、もう一つのプリズム６の傾斜面６３により透光板３の方向に屈折する。

このとき、本実施の形態ではプリズム６の配置部近郊には透光板３に集光レンズ２を設けていないのでプリズム６により屈折された光は透光板３のプリズム６の近傍全体を広範囲に光らせることになる。

従って、例えば透光板３の全体が光ったようになり、透光板３はプリズム６１を介して幅広い面積が光ることになり光源近傍部の視認性も十分に確保することができるものである。

このように本実施の形態ではそれぞれ透光板３の平面に沿って軸心を向けて配置される発光ダイオードの光源をその光軸方向に並べた複数のプリズム５，６により一部の光線を透光板３方向に屈曲させて一部を並列方向に透過させて次のプリズム６により更に透光板３に照射して、透光板３の広い部分を光らせて近間の視認性を向上させ、さらにはそれらの内のいずれかに集光レンズを配置して遠方からの視認性も確保するなど従来にない優れた作用・効果を奏することができるものである。

尚、プリズム５，６の形状（傾斜面の角度を含めて）、両プリズムの配置間隔、発光ダイオード１のプリズム６に対する位置や間隔などは使用する発光ダイオードの性状や使用する表示具などの条件に応じて適宜定めればよい。

また、本実施の形態では二つのプリズム５，６を用いたが発光ダイオードの光源の強さがあれば、それ以上であってもよく、また、集光レンズも使用目的に応じていずれかに備えればよい。

更に、図４は本発明の異なる実施の形態を示すものであり、全体の構成は前記図１に示した実施の形態とほぼ同様であるが、透光板３が曲面に形成されている点が異なる。

特に、本実施の形態は、投光板３が半円形状であり、例えば図５に示したようにそれらの二つ一組が採用された表示装置を構成するものであり、二つのプリズム５，６についての作用・効果は前記図１乃至図３に示した実施の形態と同様であるが、投光板３が曲面（円筒状）に形成されているので前記図１乃至図３に示した実施の形態と異なり軸心を中心として水平方向の全方位にわたって光を放射することができるという特有の作用・効果を奏することができるものである。

尚、図４に示した実施の形態はこれに限るものでなく、それらを利用した表示装置も同様にこれに限るものではない。

１ 発光ダイオード、１１ 射光部、２ 集光レンズ、３ 透光板、３１ 裏面、３２ 表面、４ 警告灯本体、５ プリズム、５１ 傾斜面、５２ 傾斜面、５３ 傾斜面、６ プリズム、６１ 傾斜面、６２ 傾斜面

Claims (4)

1. 光軸を縦方向へ向けて配置した発光ダイオードの光を横方向へ反射させる表示灯などに用いられる発光ダイオードの反射部材であって、
   縦方向に配置された透光板の裏面に断面が三角形である三個の傾斜面を有する複数の三角柱形状のプリズムが、それらの１つの傾斜面を互いに平行に且つもう１つの傾斜面を前記透過板に垂直にして縦方向に並設されており、前記透光板に垂直に配置される傾斜面を発光ダイオードの照射面にするとともに前記透光板の前記照射する側のプリズムの配置位置に集光レンズを配置したことを特徴する表示灯などに用いられる発光ダイオードの反射部材。
2. 前記透過板、複数のプリズムおよび集光レンズが透光性を有する透明な硬質材により一体に成型されていることを特徴とする請求項１記載の表示灯などに用いられる発光ダイオードの反射部材。
3. 前記透光板が表示灯についての外側部材の一部を形成することを特徴とする請求項１または２に記載の表示灯などに用いられる発光ダイオードの反射部材。
4. 前記透光板が曲面に形成されていることを特徴とする請求項１，２または３に記載の表示灯などに用いられる発光ダイオードの反射部材。