JP3068014B2 - 標識板の照明装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、道路案内板等の標
識板の照明装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】高速道路の道路案内用の標識板には、夜
間にも運転者が標識を読めるようにするため、蛍光灯等
により照明がされている。このような照明灯は、通常標
識板の手前上方等に設置されているが、照明灯のランプ
が寿命で切れた場合には、ランプの交換作業が必要にな
った。

【０００３】しかし、照明灯のランプを交換するために
は、高速道路では道路の前方１ｋｍ程度のところから車
線を縮小閉鎖した後に、交換作業を行う必要があること
から、多額の費用がかかるとともに、道路の渋滞を招く
という問題点があった。

【０００４】このような問題点を解決するために、本発
明者らは、光ファイバ束を利用して光源を車線から外れ
た位置に設置することができ、道路の交通とは無関係に
ランプ交換が可能な照明装置を特願平７−１３４５６４
号に提案した。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、光ファイバ束
の光出射端を例えば標識板の手前下方に設置した場合に
は、光出射端からの距離が標識板上の位置により異なる
ため、光出射端に近い位置は明るく光出射端から遠い位
置は暗くなるため、照度の異なる複数の光源を使用する
等の検討もなされたが、標識板上の照度にむらが生じや
すかった。

【０００６】道路標識板は、一般に反射膜上にガラスビ
ーズを配した反射シートから構成されている。反射シー
トには封入レンズ型のものやカプセルレンズ型のものが
多く用いられているが、いずれにおいても、運転者が識
別する標識板からの反射光である輝度は、標識板上の照
度だけではなく照射光の入射角にも依存して決定され、
図１に示されるように同じ輝度を得るには入射角が大き
くなる程大きな照度が必要とされる。このことは、光出
射端を標識板の手前下方に設置した場合には、光出射端
から遠くなる標識板の上方へいくにつれて入射角が大き
くなるため、光出射端から遠くなる程より大きな照度で
照明しないと路上の運転者には同じ輝度で認識されない
ということを意味し、技術的に困難な面があった。

【０００７】本発明の目的は、道路案内板のような標識
板の照明灯のランプが切れた場合に車線を縮小閉鎖する
ことなくランプの交換が可能な照明装置であって、標識
板の照明輝度が標識板上全体で均一であり、標識を読み
取りやすく照明することが可能な照明装置を提供するこ
とにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、光
源と、光入射端が光源に接続され光出射端から照明光を
出射する光ファイバ束と、光ファイバ束の光出射端に取
り付けられたレンズとを有する標識板の照明装置におい
て、レンズとして凸レンズを、その光軸が光ファイバ束
の中心軸と角度をもって交叉するかまたは平行にずれる
ようにして配設したことを特徴とする標識板の照明装置
である。

【０００９】また、本発明は、上記の照明装置におい
て、凸レンズの光軸が光ファイバ束の中心軸と角度をも
って交叉する光入射端と、凸レンズの光軸が光ファイバ
束の中心軸から平行にずれた光入射端とを近接して配設
して一対の照明ユニットとし、該照明ユニットが一対以
上標識板に向けて配設されてなる照明装置である。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ、本発明
の標識板の照明装置について説明する。

【００１１】図２は、本発明の照明装置により標識板を
照射する状態を示した模式図であり、図３は、光出射部
の拡大模式図である。これらの図に示されるように、本
発明の照明装置は、基本的には、光源１と、光ファイバ
束２と、レンズ３とから構成される。

【００１２】光源には、メタルハライドランプ、水銀ラ
ンプ等の発光ランプが種類に制限なく使用でき、一つの
光源に配されるランプの個数に制限はなく、また複数の
光源を配することもできる。光源は、ランプが切れた場
合に、道路の交通状況とは無関係にランプ交換作業が実
施できるように、例えば道路脇の標識板の支柱等に取り
付けて配置される。

【００１３】光ファイバ束は、外径が０．２５〜２．０
ｍｍ程度の光ファイバを数十〜数百本の単位で束ねたも
ので、通常は黒色の被覆フィルムで集束固定されてな
る。この光ファイバ束は、複数、通常は２本あるいは３
本が組み合わせられて１照明ユニットとなって標識板の
上端から下端までの領域の照明をカバーする。

【００１４】光ファイバ束の一端は光入射端として光源
に接続され、もう一端は光出射端として標識板の手前に
配置される。一つの光源に対して、通常は複数の光ファ
イバ束の光入射端が接続される。光出射端は、路上の運
転者の標識の読み取りの邪魔にならないように、標識板
の手前下方あるいは上方に配置される。手前上方に配置
すると、光源からの正反射光がグレアとして運転者の眼
に入り、標識板上に読み取りにくい領域が出現すること
があるため、手前下方に配置することが好ましい。もち
ろん、標識板の手前横方向に配置することも可能であ
る。

【００１５】光ファイバ束の光出射端における光ファイ
バの配列状態は、通常は角形または円形状である。本発
明にいう光ファイバ束の中心軸とは、光ファイバ束の光
出射端が円形状であればその中心を、角形であればその
重心を通り、光ファイバの繊維軸に平行な直線をいう。

【００１６】本発明においては、光ファイバ束の光出射
端に凸レンズが取りつけられるが、そのうちの少なくと
も１つの凸レンズは、レンズの光軸が光ファイバ束の中
心軸と角度を持って交叉するかあるいは凸レンズ光軸が
光ファイバ束の中心軸から平行にずれるようにして取り
付けられている。したがって、光軸と中心軸とが角度を
持って交叉して取り付けられているものと平行にずれる
ようにして取り付けられているものとが混在してもよ
い。なお、本発明にいう「レンズの光軸と光ファイバ束
の中心軸とが角度を持って交叉する」とはこれらの軸線
が必ずしも数学的に厳密な意味で一点で交叉する場合だ
けをいうのではなく、近接したねじれの位置関係にある
場合をも包含する。

【００１７】図４は、凸レンズの光軸が光ファイバ束の
中心軸と角度を持って交叉するよう設置された場合の照
度分布の一例を示す図である。このように光出射端に凸
レンズを配設した場合には、最大照度が得られる位置が
照射中心点からずれた位置に出現し、かつその地点から
照射中心点と反対方向へ向けては照度が急激に低下する
分布が得られる。一方、図５は、凸レンズの光軸が光フ
ァイバ束の中心軸から平行にずれるようにして取り付け
られ場合の照射分布の一例を示す図である。このときも
最大照度が得られる位置は照射中心点からずれたところ
になるが、この場合にはその地点から照射中心点方向へ
向けては比較的急激に照度が低下するが、逆方向へは照
度が緩やかに低下する分布が得られる。

【００１８】これらの照度分布の詳細は、凸レンズの焦
点距離、光ファイバ束の光出射端と凸レンズ間の距離、
凸レンズの光軸と光ファイバ束の中心軸とがなす角度、
凸レンズの光軸と光ファイバ束の中心軸のずれの距離等
によっても異なるが、このような光出射端を複数用い、
あるいは異種のものを組み合わせて用いることにより、
先の図１に示した同一輝度を得るために標識板上に要求
される照度に近似した照度分布を発現する照明装置とす
ることができる。特に凸レンズの光軸が光ファイバ束の
中心軸と角度をもって交叉する光入射端と、凸レンズの
光軸が光ファイバ束の中心軸から平行にずれた光入射端
とを近接して配設して一対の照明ユニットとし、この照
明ユニットを一対以上標識板に向けて照射することが好
ましい。図６は、このような一対の照明ユニットを用い
た後述する実施例の場合に得られた照度分布で、標識板
上の上下方向距離（照射光の入射角）を横軸として表わ
した図であり、図１の曲線に近似していることがわか
る。

【００１９】本発明に使用する凸レンズは、球面レン
ズ、非球面レンズ、一面が平面のレンズ等のいずれでも
よく、特に形状は限定されない。また、レンズは光学ガ
ラスからなるものだけではなく、プラスチックスを材質
とするものも使用できる。凸レンズの焦点距離として
は、通常３０〜３００ｍｍ程度のものが好ましく使用で
きる。

【００２０】光ファイバ束の光出射端と凸レンズ間の距
離は、レンズの焦点距離とともに光ファイバ束からの出
射光の照明領域、照度分布を決める重要な因子である
が、通常は０〜２０ｍｍの範囲から選択される。

【００２１】凸レンズの光軸と光ファイバ束の中心軸が
なす角度は、５〜５０°の範囲から選択することが好ま
しい。角度が小さすぎると凸レンズを普通に取り付けて
使用するときと差が少く目的とする照度分布が得られに
くく、角度が大きすぎると照明領域が発散して使用しに
くい。また、凸レンズの光軸と光ファイバ束の中心軸の
ずれの距離は２ｍｍ以上が好ましい。ずれが小さすぎる
と凸レンズを普通に取り付けて使用するときと差が少く
目的とする照度分布が得られにくい。

【００２２】このような光出射端を組み合せた照明ユニ
ットにおいては、各光出射端からの光照射強度を変更す
ることもでき、例えば光出射端からの距離が遠くなり、
かつ光入射角が大きく同じ輝度を得るには大きな照度が
必要とされる標識板の上方に向けられた光出射端の光フ
ァイバ束には照度の大きな光源を接続して使用すること
ができる。

【００２３】以上では、標識板の上下方向の照度分布に
注目して説明したが、横方向の照明状態を均一にするた
めには、標識板の幅に応じて上述した照明ユニットを標
識板の横方向に一定間隔で複数、例えば２〜１５組配設
すればよい。

【００２４】本発明の照明装置においては、光ファイバ
束の光出射端と凸レンズの間に角形透明ロッドを配置す
ることもできる。角形透明ロッドとしては、ポリメチル
メタクリレート等でてきた四角柱状のものが使用され
る。光拡散効率の点から角錐状の頂部をカットした形状
とし、角錐の底面に相当する部分を凸レンズ側に配置す
ることができる。また、照明装置の光出射部が通常標識
板の手前下方の位置に配置されるため、角形透明ロッド
はその先端部側の断面形状が台形であって、台形の短辺
が下側になるように配置されていることが好ましい。こ
のような形状にすることによって標識板上における照射
光を四角形とすることができる。

【００２５】

【実施例】以下、本発明を実施例にしたがってより具体
的に説明する。

【００２６】実施例 封入レンズ型の反射シートから構成される高さ２．５
ｍ、幅２．８ｍの標識板の手前下方の図７に示した位置
に、光ファイバ束の光出射部Ａと光出射部Ｂの照明ユニ
ットを３組配設した。光出射部Ａには、図８に示すよう
に外径５０ｍｍ、焦点距離６０ｍｍの凸レンズを配設し
た。また、光出射部Ｂには、図９に示すように外径５０
ｍｍ、焦点距離６０ｍｍの凸レンズをその光軸が光ファ
イバ束の中心軸から１５ｍｍ平行にずらした位置に配設
した。

【００２７】光源にはメタルハライドランプを２個用
い、この光源ボックスを道路脇の標識板の支柱に取り付
け、６本の光ファイバ束の光入射端をこの光源ボックス
に接続した。光ファイバ束には、外径が０．７５ｍｍの
プラスチック製光ファイバ（エスカＧＫ−３０、商品
名、三菱レイヨン (株) 製）１９６本を使用した。

【００２８】夜間に、このような照明装置で標識板を照
明した際の輝度を１５点の位置で測定したところ、表１
に示すような結果が得られ、最大輝度と最小輝度の差が
２倍以下の均一な照明が可能であった。

【００２９】

【表１】 比較例 実施例と同一の標識板に対して、手前下方の図１０に示
した位置に光ファイバ束の光出射部Ｃと光出射部Ｄの照
明ユニットを３組配設した。光出射部Ｃには何もレンズ
を配設しなかったが、光出射部Ｄには直径５０ｍｍのポ
リメチルメタクリレート製の球体を光ファイバ束の光出
射端から４０ｍｍ離れた位置にその中心が光ファイバ束
の中心軸上に乗るようにして配設した。なお、光源と光
ファイバ束には、実施例と同一のものを使用した。この
ような照明装置で夜間に標識板を照射した際の輝度の測
定結果を表２に示した。

【００３０】

【表２】

【００３１】

【発明の効果】本発明の標識板の照明装置によれば、標
識板の照明灯のランプが切れた場合に車線を閉鎖縮小す
ることなくランプの交換が随時可能である。また、標識
板の照明輝度が標識板上全体で均一になるように照明さ
れるので、路上の運転者は夜間でも道路標識を明確に読
み取ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】一定の輝度を得るために必要とされる照度と照
射光の入射角との関係を示す図である。

【図２】本発明の照明装置を用いて標識板を照明する状
態を示す模式図である。

【図３】本発明の照明装置の光出射部を示す拡大模式図
である。

【図４】凸レンズの光軸が光ファイバ束の中心軸と角度
を持って交叉するよう設置した場合の照度分布を示す図
である。

【図５】凸レンズの光軸が光ファイバ束の中心軸から平
行にずれるようにして設置した場合の照度分布を示す図
である。

【図６】本発明の照射装置で標識板を照射した際の標識
板上の位置（照射光の入射角）と照度の関係を示す図で
ある。

【図７】実施例における光出射部と標識板の位置関係を
示す図である。

【図８】実施例の光出射部Ａでの光出射端と凸レンズの
位置関係を示す図である。

【図９】実施例の光出射部Ｂでの光出射端と凸レンズの
位置関係を示す図である。

【図１０】比較例における光出射部と標識板の位置関係
を示す図である。

【符号の説明】

１ 光源（光源ボックス） ２ 光ファイバ束 ３ 凸レンズ ４ 光出射部 ５ 標識板 ６ 凸レンズの光軸 ７ 光ファイバ束の中心軸

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平８−138410（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−329717（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−54014（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−13025（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−173495（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−234305（ＪＰ，Ａ) 実開 平４−31202（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭62−66106（ＪＰ，Ｕ) 実開 平１−62508（ＪＰ，Ｕ) 実開 平４−35195（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F21V 8/00 G09F 13/02

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光源と、光入射端が光源に接続され光出
   射端から照明光を出射する光ファイバ束と、光ファイバ
   束の光出射端に取り付けられたレンズとを有する標識板
   の照明装置において、レンズとして凸レンズを、その光
   軸が光ファイバ束の中心軸と角度をもって交叉するかま
   たは平行にずれるようにして配設したことを特徴とする
   標識板の照明装置。
2. 【請求項２】 凸レンズの光軸が光ファイバ束の中心軸
   と角度をもって交叉する光入射端と、凸レンズの光軸が
   光ファイバ束の中心軸から平行にずれた光入射端とを近
   接して配設して一対の照明ユニットとし、該照明ユニッ
   トが一対以上標識板に向けて配設されてなる請求項１記
   載の照明装置。