JP3582657B1 - 交通標識装置 - Google Patents

Abstract

【課題】出射角度が小さな発光ダイオードを採用しても、導光板前面の全体を均一な明るさで発光させることが可能な交通標識装置を得ることにある。
【解決手段】導光板と（１１）、導光板側面（１４）に配列された複数の発光ダイオード（６３）からなる発光源（６１）と、導光板背面（１３）に配置された反射材（４１）と、導光板前面（１２）に配置された表示材（２１）とを有し、導光板背面または反射材反射面に反射ドットパターンを形成している。反射ドットパターンは、発光源の近傍に形成され、導光板周辺部から出射する光量を制御する第一の反射ドット領域（１８）と、第一の反射ドット領域の内側に形成され、導光板の中心からの距離に対応して有効反射面積が減少するドットパターンを有し、導光板中央部から出射する光量を制御する第二の反射ドット領域（１７）とを有する。
【選択図】図５

Description

この発明は、制限速度、進入禁止、一時停止等の通行情報を表示する交通標識装置にかかわり、更に詳しくは、昼間及び夜間における視認性を向上させた交通標識装置に関している。

夜間における視認性を向上させた交通標識装置として、発光ダイオードを光源とする内照方式のＬＥＤ交通標識装置が知られている。

このＬＥＤ交通標識装置は、一般に、導光板と、導光板の側面に配置された発光ダイオードと、導光板背面に配置された反射板と、導光板前面に配置された表示板とからなっており、導光板の側面から入射した発光ダイオードからの光を、導光板背面に設けた光拡散材あるいは反射ドットにより、導光板前面に出射させている。

このようなＬＥＤ交通標識装置として、表示板の文字標識のみが自動車のヘッドライトを再帰反射することによって白く輝き、残余が発光ダイオードからの光によって赤く輝くようにしたものが提供されている（例えば、特許文献１を参照）。このＬＥＤ交通標識装置では、発光ダイオードとして安価な赤色発光ダイオードを使用し、透明板の表面に、文字標識等のパターンを形成する再帰反射プリズムからなる非透光性高輝度反射シートとパターンの周囲に背景となる透光性高輝度反射シートとを積層することで、例えば、赤い背景に白色の「止まれ」の文字標識からなる表示板を形成している。
特開平１０−１０５０９４号公報

しかしながら、このような従来のＬＥＤ交通標識装置は、光源である発光ダイオードに近い表示板周辺部の輝度が他の部位に比べて高くなり、表示板全体を均一な明るさで表示させることができなかった。そのため、輝度むらの低減のために、出射角度が大きな高価な拡散型発光ダイオード（面光源用発光ダイオード）を使用せざるを得ず、コスト面で実用化の障害となっていた。

そこで、本発明の目的は、出射角度が小さな発光ダイオードを採用しても、導光板前面の全体を均一な明るさで発光させることが可能な交通標識装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１の発明は、導光板と、導光板側面に等間隔に配置された複数の発光源と、導光板背面に配置され反射材と、導光板前面に配置された表示材とを有し、導光板背面及び反射材反射面の一方に反射ドットパターンが形成された交通標識装置であって、発光源が、複数の発光ダイオードをプリント基板に直線配列した発光ダイオードアレイからなり、反射ドットパターンが、発光源の近傍に形成され、均一なドットパターンを有し、導光板周辺部から出射する光量を制御する第一の反射ドット領域と、第一の反射ドット領域の内側に形成され、導光板の中心からの距離に対応して有効反射面積が減少するドットパターンを有し、導光板中央部から出射する光量を制御する第二の反射ドット領域とを有し、第一の反射ドット領域における有効反射面積が、第二の反射ドット領域の最外縁部の有効反射面積よりも大きく、且つ、第一の反射ドット領域のドットパターンが、前記第二の反射ドット領域のドットパターンよりも緻密であることを特徴としている。ここで、本発明における有効反射面積とは、単位面積あたりのドット総面積を意味している。

また、請求項２の発明は、請求項１に記載の交通標識装置の構成に加えて、発光ダイオードアレイを導光板側面に設けたアレイ収容凹部に配置すると共に、プリント基板の両端部をアレイ収容凹部に形成された基板支持溝に嵌合保持していることを特徴としている。

請求項１に記載した交通標識装置によれば、等間隔に配置された複数の発光源が、複数の発光ダイオードをプリント基板に直線配列した発光ダイオードアレイからなり、反射ドットパターンが、発光源の近傍に形成され、均一なドットパターンを有し、導光板周辺部から出射する光量を制御する第一の反射ドット領域と、第一の反射ドット領域の内側に形成され、導光板の中心からの距離に対応して有効反射面積が減少するドットパターンを有し、導光板中央部から出射する光量を制御する第二の反射ドット領域とを有し、第一の反射ドット領域における有効反射面積が、第二の反射ドット領域の最外縁部の有効反射面積よりも大きく、且つ、第一の反射ドット領域のドットパターンが、第二の反射ドット領域のドットパターンよりも緻密であるため、表示部の明るさを均一にすることができ、視認性が格段に向上する。

すなわち、単に反射ドットの有効反射面積を導光板の中央部に向かうほど大きくして、導光板中央部における輝度低減を第二の反射ドット領域によって補償するだけでなく、導光板の周辺部から出射する光を制御するための均一で、第二の反射ドット領域よりも緻密なドットパターンを有する第一の反射ドット領域を発光源の近傍に配置することによって、安価な砲弾型発光ダイオードのような出射角度の小さな発光ダイオードを用いた場合であっても、さらには、発光ダイオードが導光板に近接して配置されている場合であっても、発光ダイオードの発光部付近に発生する輝度むらを解消して、表示材全体を均一な明るさで発光させ、優れた視認性を得ることができるようにしている。

また、請求項２に記載した交通標識装置によれば、発光ダイオードアレイを導光板側面に設けたアレイ収容凹部に配置すると共に、プリント基板の両端部をアレイ収容凹部に形成された基板支持溝に嵌合保持しているため、請求項１に記載した交通標識装置の作用効果に加えて、ポール等に設置し、走行車両からの振動を受けても、発光ダイオードアレイと導光板とが一緒に動き、ブレやちらつきのないものとすることができる。

以下に、図面を参照して、本発明の交通標識装置の実施の形態としての実施例を説明する。

この交通標識装置は、図１〜図４に示すように、導光板１１、導光板１１の前面（出光面）１２に配置された表示材３１、この表示材３１の上面に配置された保護板２１、それに、導光板１１の背面（反射面）１３に配置された反射材４１からなっている。

導光板１１は、例えば、アクリル樹脂等の透明合成樹脂の厚板からなっている。導光板１１の背面１３には、シルク印刷等によって、反射ドットパターンが形成されている。保護板２１は、例えばアクリル樹脂やポリカボネート樹脂などの透明合成樹脂の薄板からなっている。表示材３１は、例えば、透明合成樹脂のシートからなり、前面に「止まれ」等の文字や逆三角形図形からなる白色の標識２２や赤色の背景２３等の表示を前面に設けられている。反射材４１は、紙、合成樹脂シート、金属薄板等からなっている。これらの保護板２１、表示材３１及び反射材４１は、導光板１１とほぼ同じサイズを有している。反射材４１は、導光板１１の背面１３に、表示材３１は、導光板１１の前面１２に、保護板２１は、表示材３１の上に積層されている。

この積層構造物は、上下に分割されたアルミニウム板の溶接構造物からなるケース５１，５２に収容されている。前側ケース５２は、下方が開放された浅い箱状をなし、上壁に開口５３を備えている。背側ケース５１は、上方が開放された浅い箱状をなし、下壁内面にウレタン樹脂塗料のような弾性樹脂を塗布した層５４が形成されている。

保護板２１は、前側ケース５２の開口５３を覆うように配置されていると共に、周縁を前側ケース５２の内面に接合されている。また、反射材４１、導光板１１及び表示材３１は、標識２２及び背景２３をケース開口５３から外部に露出させて、背側ケース５１に収容され、前側ケース５２を背側ケース５１に被せ、前側ケース５２と背側ケース５１とをボルト締結（図示せず）することで、保護板２１に圧着され、均一な圧力を付勢された状態にてケース内に支持固定されている。図４において、符号５５で示す部材は、ケースの外部からケースの内部へ雨水等の浸入を阻止するガスケットで、前側ケース５２の開口５３を形成する側壁端部がこのガスケット５５に圧着されている。

次に、本発明の交通標識装置に使用されている光学系について詳述する。

導光板１１の側縁の各々には導光板内に光を入射する複数の発光源６１が設置されている。本実施例では、図３に示すように、発光源６１として、幅が導光板１１の厚さに略等しいプリント基板６２に複数の発光ダイオード６３が一列に直線状に実装された発光ダイオードアレイを用いている。各発光ダイオード６３は、出射角度の小さい砲弾型のものからなっているが、密接に一直線に並んでプリント基板上に配置されている。発光ダイオード６３の数については、発光ダイオードアレイの長さによって異なるが、いずれにせよ、出射光が面光源からの放射であると見なすことができる程度に密に配置されている。各発光ダイオードアレイ６１の発光ダイオード６３は、プリント基板６２に実装され、かつプリント基板６２に形成された導体に直列接続または並列接続されている。

この発光ダイオードアレイ６１は、導光板１１の側面１４に設けたアレイ収容凹部１５に配置されていると共に、両端部をアレイ収容凹部１５に形成された基板支持溝１６に嵌合することで、導光板１１に組み込まれている。すなわち、アレイ収容凹部１５は、導光板１１の各側面１４を切り欠くことで形成され、基板支持溝１６は、このアレイ収容凹部１５を形成する平行平面壁に設けてある。発光ダイオードアレイ６１は、発光ダイオード６３の発光面を導光板１１の中央部に向けてアレイ収容凹部１５に容れ、両端を基板支持溝１６に嵌合させることで、導光板１１に組み込まれている。このため、特別の保持部材を用いることなく、発光ダイオードアレイ６１の位置決め及び導光板１１に対する組み付けを行うことが可能になる。そのため、部品点数が削減され、組立工程が簡略化する。さらには、発光ダイオードアレイ６１が導光板１１に固設されているため、この交通標識装置をポール等に設置した場合に、走行車両から振動を受けた場合においても、発光ダイオードアレイ６１と導光板１１が一体になって動いて、出射角度の小さい砲弾型の発光ダイオード５３を使用しているにもかかわらず、ブレやちらつき等がなく、視認性が極めて高い。なお、各プリント基板６３は、ワイヤーハーネス及びコネクタによって背側ケース５１内に組み込まれた制御回路基板（図示せず）に接続される。

本実施例では、導光板１１の側面１４の各々に７個の発光ダイオードアレイ６１により導光板全域に光を入射する例について示しているが、発光ダイオードアレイ６１の数は、これに限定されるものではない。導光板１１の使用効率を高く維持しつつ、導光板の前面１２に光の筋が出ることを防止するという観点からは、例えば、導光板１１の一片の長さが１０５０ｍｍの場合、２１個の発光ダイオード６３が実装された発光ダイオードアレイ６１を導光板１１の側面１４のそれぞれに、７つずつ等間隔配置することが望ましい。

この光学系において、各発光ダイオードアレイ６１の発光ダイオード６３からの光は、導光板１１の側面１４から入射し、導光板１１の内部を全反射しつつ進行すると共に、導光板背面１３にある反射ドットパターンによって散乱され、導光板の前面に出射する。

反射ドットパターンは、図５に示すように、第一の反射ドット領域１８と第二の反射ドット領域１７とからなっている。第二の反射ドット領域１７は、発光ダイオードアレイ６１が設置される導光板側面に近づくにつれて反射ドットを小さく形成し、発光ダイオードアレイ６１から最も離れている導光板中心において、反射ドットが最も大きくなるように形成することによって、導光板１１の中心からの距離に対応して有効反射面積が減少するドットパターンを備えている。この第二の反射ドット領域１７によって散乱された光は、導光板１１の前面１２から出射し、導光板１１の前面１２を均一な明るさで発光させる。しかし、発光ダイオード６３は、発光部付近の光量が大きいので、前述の第二の反射ドット領域１７によって明るさの均一化を図っても、導光板前面１２の周辺部と中央部との明るさが不均一になる。特に、この実施例のように、発光ダイオード６３を導光板１１の内部に入り込ませて配置していると、導光板１１の周辺部付近に輝度の高い光のすじが現れる。

そこで、本発明による交通標識装置では、単に反射ドットの有効反射面積を導光板の中央部に向かうほど大きくし、導光板中央部における輝度低減を第二の反射ドット領域１７によって補償するだけでなく、第二の反射ドット領域１７の外側に、つまり発光ダイオード６３の配置されている導光板１１の側面１４の付近に、均一でしかも第二の反射ドット領域１７よりも緻密なドットパターンを有し、前記第二の反射ドット領域の最外縁部における有効反射面積よりも大きい有効反射面積を有する第一の反射ドット領域１８を更に形成している。

第一の反射ドット領域１８は、各々の発光ダイオード６３から導光板１１の背面１３に向かう光を散乱して、導光板１１の前面１２に向かわせ、発光ダイオード６３と発光ダイオード６３との間及び発光ダイオードアレイ６１と発光ダイオードアレイ６１との間の輝度を高める反射ドットパターンとなっている。このため、発光ダイオード６３が出射角度の小さな砲弾型のものからなり、しかも、導光板内部に入り込ませて配置されていても、導光板周辺部の輝度むらがなくなり、第一の反射ドット領域１７の前述の作用と相俟って、導光板全体が均一な明るさで発光し、高い視認性を有する交通標識装置を得られる。そして、砲弾型の発光ダイオード６３の採用によって、装置の製造コスト低減が図られるばかりでなく、発光ダイオード６３を導光板１１の内部に入り込ませて配置することで、装置全体をコンパクトかつ軽量にし、ポール等への設置や輸送のためのコストも低い交通標識装置が得られる。

更に、この交通標識装置において、表示材３１は、立方体コーナーからなるプリズムを多数備えるもの、例えば、米国特許明細書第４，４７８，４６９号に記載されているような、多数の立方体コーナーからなるプリズムをもつ基層シートと、これらのプリズムに嵌るプリズムをもつ表層シートとからなり、プリズム同士を嵌め合わせ、かつ透明接着剤によってこれらの基層シートと表層シートとを貼り合わせた構造のものからなっている。標識２２及び背景２３は、このような表示材３１の前面に、標識２２を残して、背景２３をシルク印刷することによって形成されている。このため、導光板１１の前面１２から出射する光は、前記プリズムによって拡散され、赤色の背景２３及び白色の標識２２からなる表示部全体を均一な明るさで光らせると共に、赤色の背景２３の中に標識２２を白く輝かせることが可能になる。そして、発光ダイオード６３が滅灯されているときにも、車両のヘッドライトなどにより、表示材３１に向かって照射された外部光線は、標識２２に対応する位置における、あるプリズムの反射面で反射した後、隣接プリズムの反射面によって反射して、再び外部に出射する、すなわち再帰反射するため、このときにも、赤色の背景２３に標識２２を白く輝かせ、背景２３及び標識２２からなる表示部をドライバや通行人にはっきりと視認させることが可能になる。

なお、以上説明した実施例において、発光ダイオード６３は、選別することによって、またはプリント基板に実装された電気回路によって光量を一定にされているため、第一の反射ドット領域１８のドットパターンは、均一なドットパターンとして形成されているが、発光ダイオード６３の光量のばらつきや発光ダイオードアレイの設置レイアウト等に応じて、各々のドットパターンを変化させてもよい。

また、反射ドットパターンは、導光板１１の背面１３に形成されているが、必要に応じて、反射材３１の表面にシルク印刷などによって形成してもよい。

本発明の交通標識装置の一実施例を示す正面図。 図１に示す交通標識装置の下面図。 図１に示す交通標識装置の一部を破断した正面図。 図１の３ー３線に沿って断面にした拡大斜視図。 図４の５−５線に沿う導光板の背面図。

符号の説明

１１・・・導光板
１２・・・導光板の前面
１３・・・導光板の背面
１４・・・導光板の側面
１５・・・アレイ収容凹部
１６・・・基板支持溝
１７・・・第二の反射ドット領域
１８・・・第一の反射ドット領域
２１・・・保護板
２２・・・標識
２３・・・背景
３１・・・表示材
４１・・・反射材
５１・・・背側ケース
５２・・・前側ケース
５３・・・ケースの開口
５４・・・弾性樹脂塗布層
５５・・・ガスケット
６１・・・発光ダイオードアレイ（発光源）
６２・・・プリント基板
６３・・・発光ダイオード

Claims (2)

1. 導光板と、前記導光板側面に等間隔に配置された複数の発光源と、前記導光板背面に配置された反射材と、前記導光板前面に配置された表示材とを有し、前記導光板背面または前記反射材反射面に反射ドットパターンが形成された交通標識装置であって、
   前記発光源は、複数の発光ダイオードをプリント基板に直線配列した発光ダイオードアレイからなり、
   前記反射ドットパターンが、前記発光源の近傍に形成され、均一なドットパターンを有し、前記導光板周辺部から出射する光量を制御する第一の反射ドット領域と、該第一の反射ドット領域の内側に形成され、前記導光板の中心からの距離に対応して有効反射面積が減少するドットパターンを有し、前記導光板中央部から出射する光量を制御する第二の反射ドット領域とを有し、前記第一の反射ドット領域の有効反射面積が、前記第二の反射ドット領域の最外縁部の有効反射面積よりも大きく、且つ、前記第一の反射ドット領域のドットパターンが、前記第二の反射ドット領域のドットパターンよりも緻密であること
   を特徴とする交通標識装置。
2. 前記発光ダイオードアレイは、前記導光板側面に設けたアレイ収容凹部に配置されていると共に、前記プリント基板の両端部が前記アレイ収容凹部に形成された基板支持溝に嵌合されていることを特徴とする請求項１に記載の交通標識装置。

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