JP4456582B2 - 発光ダイオード式セクターライト - Google Patents

Description

本発明は、光源としての発光ダイオード（ＬＥＤ）を２枚のスリット板と組み合わせることにより、指向性を有する任意の色を発光する装置に関するものである。

例えば、海の航路標識や区域標示あるいは陸の区域標示には、通常、白熱電球やハロゲン電球を光源とし、その周囲にレンズを配置した光学レンズ系の装置が用いられている。また、これらの光源に代わるものとして発光ダイオード（ＬＥＤ）を用い、その周囲にレンズを配置した装置も本出願人がすでに提案し、航路標識ならびに漁業区域や工事区域などの境界標示に使用されている（例えば、特許文献１参照）。

特許第２５４５３２５号公報

従来の白熱電球やハロゲン電球を使用する光学レンズ系の装置は、極めて高価であり、また、大型である。さらに、消費電力も大きいため、商用電力のない地域で使用する場合には、独立した電源装置が必要となるだけでなく、大型化は避けられず、使用に制限がある。そして、異なる色を発光させるには、フィルターの色を変えることで対応していたが、色によってフィルターの透過率が異なるため明るさが異なり、特に遠方から視認距離の違いにより見にくかった。

本発明は、このような従来の欠点を解消することを目的とするものであって、極めて簡易な構造とすることができ、消費電力も少なく、太陽電池などの独立電源も使用できるので、低コストでメンテナンスフリーなものである。

本発明では、異なる色を発光する複数の発光ダイオード群を水平方向もしくは鉛直方向に列をなすように配置し、前記発光ダイオード群に近接してスリット板Ａを配置するとともに、前記スリット板Ａの前方に距離を置いて別のスリット板Ｂを設置し、水平方向もしくは鉛直方向に指向性を有する異なる複数の色の光を発光することができ、しかも、水平方向もしくは鉛直方向の光縁が明瞭に区切られるようにする。
このようにすることにより、水平方向もしくは鉛直方向に指向性を有する異なる複数の色の光を発光することができ、しかも、水平方向もしくは鉛直方向の光縁が明瞭に区切られ、それを遠方から明瞭に視認できる。

また、装置自体極めて簡易な構造とすることができ、消費電力も少なく、太陽電池などの独立電源も使用できるので、低コストでメンテナンスフリーなものである。小型化、軽量化も容易である。光度を上げるには、発光ダイオードの数を増やすだけで容易に対応できる。

スリット板Ａとスリット板Ｂとの距離を変えることができる。この距離を変えることにより、発光ダイオード群で構成される指向灯の発散角のレンジを容易に設定できる。

異なる色を発光する２種類の発光ダイオード群で構成することができる。この場合には、異なる２種類の色の指向性を有する光を発光することができる。

異なる色を発光する３種類の発光ダイオード群で構成することができる。この場合には、異なる３種類の色の指向性を有する光を発光することができる。

スリット板Ａ及びスリット板Ｂのスリット幅を調整することができる。スリット板Ａのスリット幅を調整すれば、発光ダイオード群で構成される指向灯の光度を調整することができる。また、スリット板Ｂのスリット幅を調整すれば、発光ダイオード群で構成される指向灯の発散角の微調整が可能となる。

発光ダイオード群が収納されているケース内の反射光を吸収するフィンを、ケース内に取り付けると良い。このフィンをケース内に取り付けることにより、装置内での発光ダイオード群の反射光を遮断できるとともに、発散角の精度を向上させることができる。

前方に位置するスリット板Ｂのスリットの直ぐ前に遮光板を設けることができる。この遮光板をスリット板Ｂのスリットの直ぐ前に設けることにより、光の拡散を防止できるのみならず、集光精度が高くなって発散角精度をより向上させることができる。

請求項１記載の発明によれば、水平方向もしくは鉛直方向に指向性を有する異なる複数の色の光を発光することができ、しかも、水平方向もしくは鉛直方向の光縁が明瞭に区切られ、それを遠方から明瞭に視認できる。また、装置自体極めて簡易な構造とすることができ、消費電力も少なく、太陽電池などの独立電源も使用できるので、低コストでメンテナンスフリーなものである。小型化、軽量化も容易である。光度を上げるには、発光ダイオードの数を増やすだけで容易に対応できる。

請求項２記載の発明によれば、発光ダイオード群で構成される指向灯の発散角のレンジを容易に設定できる。

請求項３記載の発明によれば、異なる２種類の色の指向性を有する光を発光することができる。

請求項４記載の発明によれば、異なる３種類の色の指向性を有する光を発光することができる。

請求項５記載の発明によれば、発光ダイオード群に近接して配置したスリット板Ａのスリット幅を調整すれば、発光ダイオード群で構成される指向灯の光度を調整することができる。また、前方に位置するスリット板Ｂのスリット幅を調整すれば、発光ダイオード群で構成される指向灯の発散角の微調整が可能となる。

請求項６記載の発明によれば、装置内での発光ダイオード群の反射光を遮断できるとともに、発散角の精度を向上させることができる。

請求項７記載の発明によれば、光の拡散を防止できるのみならず、集光精度が高くなって発散角精度をより向上させることができる。

本発明の好ましい実施の形態を、図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明の発光ダイオード式セクターライトの原理図で、(a)は通常の発光ダイオードを用いた場合を、
(b)はハイパワー型の発光ダイオードを用いた場合を示す。１、１’は発光ダイオード、Ａ、Ｂはスリット板である。スリット板Ａは発光ダイオード１、１’に近接して配置されている。
発光ダイオード１、１’の光は破線のように進むが、スリット板Ａのスリット幅Ａ₁の範囲に制限されて直進する。また、前方に位置するスリット板Ｂのスリット幅Ｂ₁と両スリット板Ａ、Ｂ間距離Ｌとの比率で決まる角度θで直進する。

両スリット板Ａ、Ｂのスリット幅Ａ₁、Ｂ₁と両スリット板Ａ、Ｂ間距離Ｌと角度θとの間には、一定の関係を保つようにすることができ、各スリット幅Ａ₁、Ｂ₁を調整することにより、角度θを設定することができる。スリット板Ａのスリット幅Ａ₁を調整すれば、光源の光力（光度）を調整することができる。また、スリット板Ｂのスリット幅Ｂ₁を調整すれば、指向性角（発散角）を調整することができる。指向性角（発散角）を小さくする場合には、両スリット板Ａ、Ｂ間距離Ｌを大きく（長く）し、逆に、指向性角（発散角）を大きくする場合には、両スリット板Ａ、Ｂ間距離Ｌを小さく（短く）すれば良い。

原理図に示す装置を用いれば、指向性を有する異なる複数の色の光を任意の光力（光度）及び発散角で発光させることができる。光源の大きさに左右されずに指向性を有する異なる複数の色の光を発光させることができ、また、図１(b)に示すように、ハイパワー型の発光ダイオード１’を光源として高い光度の出力も可能である。

一方、図２には、発光ダイオード１の前方にスリット板が配置されている場合と、スリット板が配置されていない場合の水平配光データを示す。スリット板が配置されていない図２(a)の場合には、発光ダイオード１の光がそのまま放射されているのに対して、スリット板Ａが配置されている図２(b)の場合には、幅を絞り込むことは出来ないが、図２(a)の場合に比べてレンジを変え得ることが分かる。本発明において、スリット板Ａの前方にさらにスリット板Ｂが配置されている図２(c)の場合には、図２(b)の場合に比べて幅をさらに変え得ることが分かる。
このように、発光ダイオード１の前方に２枚のスリット板Ａ、Ｂを配置することにより、指向性を有する異なる複数の色の光を発光させることが可能となる。

図３に、本セクターライトユニットの一例を示す。１１は鉛直方向に列をなすように配置された発光ダイオード群、１２はこれら発光ダイオード群の取付台、１３はフレームである。発光ダイオード群１１に近接してスリット板Ａが、さらに、その前方に距離を置いて別のスリット板Ｂが配置されている。また、発光ダイオード群１１が配置されているユニットＵのケース内に、ケース内の反射光を吸収するフィン１４が取り付けられている。さらに、スリット板Ａの前方に位置するスリット板Ｂのスリットの直ぐ前に、遮光板１５が設けられている。

鉛直方向に列をなすように配置されている発光ダイオード群１１の光は、図３(a)の破線で示すように進み、直進光以外はフィン１４で遮光され、発散角内の光のみが直進する。なお、フィン１４で反射する光を実線で、また、フィン１４で遮光される光を実線と×印で示す。

ユニットＵの光度を大きくするには、発光ダイオード群１１の数を増やせば良い。スリット板Ａのスリット幅を調整すれば、光源の光力（光度）を調整することができる。スリット板Ｂのスリット幅を調整すれば、指向性角（発散角）を調整することができる。指向性角（発散角）を小さくする場合には、両スリット板Ａ、Ｂ間距離を大きく（長く）し、逆に、指向性角（発散角）を大きくする場合には、両スリット板Ａ、Ｂ間距離を小さく（短く）すれば良い。遮光板１５をスリット板Ｂのスリットの直ぐ前に設けることにより、光の拡散を防止できるのみならず、集光精度が高くなって発散角精度をより向上させることができる。なお、フレーム１３の内面に反射吸収シートを貼ることにより、内面反射するのを防止できる。

図４(a)には、異なる色を発光する２種類の発光ダイオード群で構成される指向灯ユニットの一例を示す。図３に示すユニットＵを２つ左右方向の設定すべき角度に組み合わせるだけで容易に実現できる。異なる２種類の色の光を発光する発光ダイオード群を２列で鉛直方向に配置すれば、異なる２種類の色の指向性を有する光を２列の帯の形で発光させることができる。この指向灯ユニットを用いれば、例えば、海の航路標識や陸・海・空の区域標示において、左右で異なる２種類の色の光の帯で、危険と安全あるいは高低などの２つの区域を容易に設定できる。

図４(b)には、異なる色を発光する３種類の発光ダイオード群で構成される指向灯ユニットの一例を示す。図３に示すユニットＵを３つ左右方向の設定すべき角度に組み合わせるだけで容易に実現できる。異なる３種類の色の光を発光する発光ダイオード群を３列で鉛直方向に配置すれば、異なる３種類の色の指向性を有する光を３列の帯の形で発光させることができる。この指向灯ユニットを用いれば、例えば、船舶誘導灯など、水平方向において異なる３種類の色の光の帯で３つの航路を容易に設定できる。

図４(c)には、鉛直方向に異なる色を発光する３種類の発光ダイオード群で構成される指向灯ユニットの一例を示す。図３に示すユニットＵを３つ鉛直方向の設定すべき角度に組み合わせるだけで容易に実現できる。異なる３種類の色の光を発光する発光ダイオード群を上下に間隔をおいて水平方向に配置すれば、鉛直方向に異なる３種類の色の指向性を有する光を上・中・下の３つの帯の形で発光させることができる。この指向灯ユニットを用いれば、例えば、航空用進入灯など、鉛直方向において異なる３種類の色の光の帯で３つの進入路を容易に設定できる。

なお、図４(a)の場合において、異なる２種類の色の光を発光する発光ダイオード群を２列で水平方向に配置すれば、鉛直方向に異なる２種類の色の指向性を有する光を上下２つの帯の形で発光させることができる。

本発明の発光ダイオード式セクターライトは、例えば、海の航路標識や区域標示として海域の安全区域・危険区域の明示を灯色により明示する場合に適用でき、船舶などの安全航行に寄与できる。また、スキー場その他陸の広い地域の区域標示として陸の安全区域・危険区域の明示を灯色により明示する場合にも適用できる。また、航空用進入灯などの航空標識にも適用できる。

本発明の発光ダイオード式セクターライトの原理図で、(a)は通常の発光ダイオードを用いた場合を、(b)はハイパワー型の発光ダイオードを用いた場合を示す。 発光ダイオードの前方にスリット板が配置されている場合とスリット板が配置されていない場合の水平配光曲線を示すグラフで、(a)は、スリット板が配置されていない場合、(b)は、発光ダイオードに近接してスリット板を配置した場合、(c)は、このスリット板の前方にさらに別のスリット板を配置した本発明の場合を示す。 本セクターライトユニットの一例を示す概略図で、 (a)は平面図、(b)は側面図である。 本セクターライトユニットの配置状態を示す図で、(a)は、異なる色を発光する２種類の発光ダイオード群で構成される場合の平面図、(b)は、異なる色を発光する３種類の発光ダイオード群で構成される場合の平面図、(c)は、鉛直方向に異なる色を発光する３種類の発光ダイオード群で構成される場合の側面図である。

１，１’…発光ダイオード、１１…発光ダイオード群、１４…フィン、１５…遮光板、Ａ、Ｂ…スリット板、幅Ａ₁、Ｂ₁…スリット幅、Ｕ…ユニット。

Claims (7)

1. 異なる色を発光する複数の発光ダイオード群を水平方向もしくは鉛直方向に列をなすように配置し、前記発光ダイオード群に近接してスリット板Ａを配置するとともに、前記スリット板Ａの前方に距離を置いて別のスリット板Ｂを設置し、水平方向もしくは鉛直方向に指向性を有する異なる複数の色の光を発光することができ、しかも、水平方向もしくは鉛直方向の光縁が明瞭に区切られるようにしたことを特徴とする発光ダイオード式セクターライト。
2. スリット板Ａとスリット板Ｂとの距離を変えることを特徴とする請求項１記載の発光ダイオード式セクターライト。
3. 異なる色を発光する２種類の発光ダイオード群で構成することを特徴とする請求項１又は２記載の発光ダイオード式セクターライト。
4. 異なる色を発光する３種類の発光ダイオード群で構成することを特徴とする請求項１又は２記載の発光ダイオード式セクターライト。
5. スリット板Ａ及びスリット板Ｂのスリット幅を調整することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の発光ダイオード式セクターライト。
6. 発光ダイオード群が収納されているケース内の反射光を吸収するフィンを、ケース内に取り付けることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の発光ダイオード式セクターライト。
7. 前方に位置するスリット板Ｂのスリットの直ぐ前に遮光板を設けることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の発光ダイオード式セクターライト。

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