JPH0238999B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は可視又は赤外線発光ダイオード（以下
LEDと称す）を光源として使用した交通又は通
信用の全方向性の信号灯に関するものである。

〔従来の技術〕

この種の信号灯にLEDを光源として使用した
場合には、例えば第８図に示した構造のものが考
えられる。この信号灯の構成は、放熱板１上に基
板２を取付け、該基板に多数個のLED３を隣接
状態に且つ密集して取付け、これらLED３を保
護すると共に各LEDから放射される光束を所定
の配光パターンにするためのレンズカツトが施さ
れた前面レンズ４が取付けられている。

このような構成の信号灯にあつては、LED３
から放射される光束を有効に利用していないとい
う問題点がある。即ち、第９図に示したように
LEDの発光素子５から放射される前面側の光束
ａはLED３の頂部３ａから略平行光線となつて
前面レンズ４側に向うが、側面３ｂの方向に放射
される光束ｂはほとんどが前面側に向わないので
利用されない光束となつている。又、信号灯とし
て適度な照度を得るためには、前記利用される光
束ａを隣接状態で放射させなければならないた
め、LEDも多数個隣接状態で配設することにな
り、消費電力が大きくなるばかりでなく、密集状
態のLEDから発せられる熱も多くなり、放熱板
１も効率の良いものにしなければならず、全体的
にコストアツプにつながるという問題点もある。

更に第９図から明らかなようにLED３から放
射される有効な光束ａの発光径ＸはLED３即ち
ランプの外径Ｙよりも小さく、LED３を隣接状
態に配設しても、夫々のLEDから発せられる有
効な光束ａの間隔が比較的広くあいており、前面
レンズ４における輝度むらが大きくなるという問
題点もある。

特に交通信号の場合には、道路の巾及びカーブ
の状態又は道路の高低差等の要因によつて信号灯
に要求される配光パターンが異なつてくるにも拘
らず、一般的には統一的な配光パターンの信号灯
が取付けられているのが実情である。前記要求を
満足させるには、取付位置の状況にマツチした配
光パターンとするために前面レンズのレンズカツ
トをその状況に合せて形成させなければならず、
極めて困難な作業であると共に、仮にそのような
レンズカツトができるにしても著しいコスト高と
なり、結局作業性及び経済性の面で実用化されな
い。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明は、この種信号灯において、LEDから
放射される光束の有効利用が図れなかつた問題点
及び多数個のLEDを密集状態で使用することで
生ずるコスト高並びに放熱の問題点、及び取付位
置及び状況にマツチした配光パターンが得られな
いという問題点を解決しようとするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

前記問題点を解決する具体的手段として本発明
は、放熱板に基板を取付け、該基板に多数個の
LEDを配設すると共に前面レンズを所定の配列
間隔をもつて配設すると共に前面レンズを配設し
た信号灯であつて、前記各LEDにLEDの側面方
向に放射される光束を前面側に全反射させる略放
物曲面とLEDが嵌る貫通孔又は嵌着孔とを有す
る全反射レンズを被着させ該全反射レンズはその
前面が平坦で直進の平行光線を放射する構造のも
のと、前面がプリズムカツトされた偏光光線を放
射する構造のものと、前面が曲面に形成された集
光及び拡散光を放射する構造のものとを任意の配
列に組合せて被着できるようにしたことを特徴と
する信号灯を提供するものであつて、前記各
LEDに夫々全反射レンズを取付ける関係上、取
付けられるLEDが適宜の間隔を有することにな
るためその使用数量が略1/3程度になる各LEDか
ら側面方向に放射される光束が全反射レンズによ
り前面側に効果的に反射されるので照度低下はな
く、又LEDの使用数量が著しく少なくなること
でコスト面及び放熱の面で極めて有利になると共
に前記全反射レンズが夫々異なつた配光特性を有
するものが使用されるので、それらの配光特性を
必要に応じて組換えることで取付位置又は状況に
マツチした配光パターンが得られ、更には全反射
レンズを正面から見て多角形状になるようカツト
部を設け、該カツト部で当接させて配設されるた
めに、配設された全反射レンズ間の〓間がなく取
付状態が安定するのである。

〔実施例〕

次に本発明を図示の実施例により更に詳しく説
明すると、第１〜３図に示した第１実施例におい
て、１１は放熱板であり、該放熱板に基板１２を
取付け、該基板に所定の配列間隔をもつて多数個
のLED１３を取付けると共にこれらLEDを保護
するためにカツトのない前面レンズ１４が取付け
られる。前記LED１３はその内部に発光素子１
５を備え、頂部１３ａが丸味をもつたレンズ部と
なつていることは従来例のものと同じである。

これら所定の配列間隔をもつて配設された各
LED１３に夫々全反射レンズ１６が被着される。
この全反射レンズ１６は、第３図に示した通り、
一部の構成が異なる３種類の全反射レンズが使用
され、共通部分には共通の符号を付して説明す
る。全反射レンズの全体的形状は側面から背面に
かけて腕形を呈し、光透過性の樹脂又はゴムで形
成されている。即ち、全反射レンズ１６の略中央
部に前記LED１３が嵌る貫通孔又は嵌着穴１７
が設けられると共に側面から背面にかけて略放物
曲面１８に形成され、前記LED１３から側面方
向に放射される光束を前面側に反射させるように
なつている。このような構成は３種類の全反射レ
ンズにおいて共通している。これ等３種類の全反
射レンズにおいて相違する部分は前面の形状であ
り、一つの全反射レンズは前面が平坦でその前面
から放射される光束がそのまま平行光線として直
進する配光特性を有し、もう一つの全反射レンズ
は前面にプリズムカツト１９が施されその前面か
ら放射される光束が一定の方向に偏光する配光特
性を有し、更にもう一つの全反射レンズは前面が
曲面２０に形成され、その前面から放射される光
束が集光及び拡散する配光特性を有するものであ
る。従つて、これら配光特性の異なる全反射レン
ズを組合せて使用することにより、放射される光
束が第４図に示した通り、あらゆる方向に向い、
どの方向においても視認性が良好となり、使用場
所又は状態によつてその組合せを任意に選択でき
るのである。

第５図及び第６図に示した第２実施例にあつて
は、全反射レンズ１６の正面視形状を角形に形成
しただけの変形例であつて他の構成部分は前記第
１実施例と同一であるので同一符号を付してその
説明を省略する。即ちこの実施例における全反射
レンズ１６は略放物曲面１８と前面との接合縁が
正面視で例えば略六角形状になるよう略放物曲面
１８を垂直にカツトしてカツト部２１が夫々設け
られ、これらカツト部２１は側面視で略半月形を
呈する。そしてこのような構成の各全反射レンズ
１６を各LED１３に所定の組合せをもつて被着
させた時に、各全反射レンズ１６は第５図及び第
６図に示したように周縁が〓間なく隣接した状態
に配設されるのである。そしてこの実施例におい
ても各反射レンズから放射される放射光の特性は
第４図と略同じである。尚図中白抜部分が直進
光、斜線部分が偏光光線、点部が集光又は拡散光
部分である。

このような構成の全反射レンズ１６が被着され
たLED１３からの放射光束の状態は、いづれの
実施例においても略第７図に示した通りである。
この例は一つの全反射レンズについてであり、
LED１３の発光素子１５から前面側（図におい
て上部側）に放射される光束ａは、LED１３の
頂部１３ａから略平行線となつて取り出され、貫
通孔１７を素通りして前面レンズ１４に至る。発
光素子１５から側面方向に放射される光束ｂは全
反射レンズ１６の略放物曲面１８によつて前面側
に全反射され、略平行光線として前面レンズ１４
に至る。従つて、従来においては利用されなかつ
た側面方向の光束ｂがほとんど全部前面側に反射
して有効な光束として利用されるのである。

又、第７図から明らかな通り、LED１３より
も水径の全反射レンズ１６が被着され、該全反射
レンズ１６の前面側が光束ａ，ｂによつて略全面
的に光輝することになるので、LED１３から放
射される有効な光束ａ，ｂの発光径Ｘと、LED
１３及び全反射レンズ１６を含むランプの外径Ｙ
とが略同一であり、全反射レンズ１６を隣設状態
に配設すれば、灯具としての照度低下を来すこと
なく、しかもLED１３の基板１２への取付間隔
が大巾に開き、その取付作業が著しく容易になる
と同時に熱の発生及び帯熱も少なくなる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明に係る信号灯は、基
板に取付けられた多数個のLEDに対し、夫々
LEDの側面方向に放射される光束を前面側に全
反射させる略放物曲面とLEDが嵌る貫通孔又は
嵌着孔とを有する全反射レンズを被着させた構成
であるため、従来利用されなかつた側面方向の光
束をほとんど全部前面側に反射させて個々の
LEDにおける放射光の有効利用により照度アツ
プが図れるので、全体として配設されるLEDの
取付間隔を広くして、その使用個数を大巾に減少
させ、それによつてコストダウンが図れると共
に、異なる配光特性を有する複数の全反射レンズ
を任意の配列に組合せて配設することができるの
で、信号灯としてどのような設置場所又は状況に
も対応させることができるという優れた効果を奏
する。

又、基板に取付けられるLEDの数が少ないの
で、その取付作業が容易になると共に、消費電力
が半減し、同時にLEDからの発熱量も少なくな
るので放熱板も小さくできる点等においても経済
的に優れたものとなるのである。

更に、全反射レンズの前面から放射される有効
な光束の発光径がランプ径と略同一であると共
に、側面にカツト部を設け、該カツト部を当接さ
せて全反射レンズが配設されるので、全反射レン
ズ間に〓間がなく配設でき、安定した取付けがで
きるという優れた効果も奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る第１実施例の信号灯の一
部を切欠いて示した正面図、第２図は第１図の
−線に沿う断面図、第３図は同信号灯のLED
の被着させた異なる配光特性を有する全反射レン
ズの拡大斜視図、第４図は同全反射レンズにおけ
る配光特性を示す略示的断面図、第５図は第２実
施例に係る信号灯の一部を切欠いて示した正面
図、第６図は同実施例の異なる配光特性を有する
全反射レンズの断面図、第７図は両実施例におけ
る全反射レンズの反射状態を示す断面図、第８図
はLEDを光源として使用した場合に考えられる
信号灯の断面図、第９図は同信号灯に使用された
LEDの発光状態を示す略図である。 １１……放熱板、１２……基板、１３……
LED、１４……前面レンズ、１５……発光素子、
１６……全反射レンズ、１７……貫通孔又は嵌着
孔、１８……略放物曲面、１９……プリブムカツ
ト、２０……曲面、２１……カツト部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 放熱板１１に基板１２を取付け、該基板に多
   数個のLED１３を所定の配列間隔をもつて配設
   すると共に前面レンズ１４を配設した信号灯であ
   つて、前記各LED１３に、LED１３の側面方向
   に放射される光束を前面側に全反射させる略放物
   曲面１８とLED１３が嵌る嵌着孔１７とを有す
   る全反射レンズ１６を被着させ、該全反射レンズ
   １６はその前面が平坦で直進の平行光線を放射す
   る構造のものと、前面がプリズムカツト１９され
   た偏光光線を放射する構造のものと、前面が曲面
   ２０に形成された集光及び拡散光を放射する構造
   のものとを任意の配列に組合せて被着できるよう
   にしたことを特徴とする全方向性の信号灯。 ２ 全反射レンズ１６の略放物曲面１８と前面と
   の接合縁を正面から見て多角形状になるようカツ
   ト部２１を形成し、該カツト部２１を当接させて
   全反射レンズ１６を隣接状態に配設したことを特
   徴とする前記１項記載の全方向性の信号灯。