JPH10241413A - 信号用灯器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来のこの種の信号用灯器においては、回転
楕円の反射面が採用されていたので、配光特性が光軸に
対し軸対称のものとなり、通常には観視されることのな
い上方まで光を放射し光量の有効利用率が低下する問題
点がある。 【解決手段】 本発明により、楕円反射面３は、垂直断
面の上半部には第一焦点がフィラメント２の先端近傍に
位置し第二焦点がフレネルレンズ４の焦点ｆ４と一致す
る上半部楕円３１が表れ、下半部には第一焦点がフィラ
メント２の後端近傍に位置し第二焦点は焦点ｆ４と一致
する下半部楕円３２が表れ、水平断面には第一焦点がフ
ィラメント２の中心に位置し第二焦点が焦点ｆ４と一致
する水平部楕円３３が表れ、且つ、各楕円が長軸の長さ
を同一として形成されている信号用灯器１とし、上方か
ら観視されることのない信号灯器に対し無駄となる部分
に光を配分することのない配光特性を与えることを可能
とし課題を解決する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば交差点など
に設置されている道路用交通信号機に使用される信号用
灯器に関するものであり、詳細にはその構成に係るもの
である。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の信号用灯器９０の構成の
例を示すものが図５であり、この信号用灯器９０には回
転楕円面とした楕円反射面９１が設けられ、この楕円反
射面９１の第一焦点ｆ１には光源であるフィラメント９
２が長さ方向の中心を一致させて配置されている。

【０００３】また、前記楕円反射面９１の照射方向前方
にはフレネルレンズ９３が設けられ、このフレネルレン
ズ９３の焦点ｆ３は前記楕円反射面９１の第二焦点ｆ２
と一致するものとされている。そして、前記フレネルレ
ンズ９３の更に前方には配光用レンズ９４が設けられ、
これらはハウジング９５により一体化されている。

【０００４】このように構成されたことで、前記信号用
灯器９０はフィラメント９２の点灯が行われると、その
像が第二焦点ｆ２の位置に結像しスポットＳＯを生じる
ものとなる。このときに、前記フレネルレンズ９３の焦
点ｆ３が第二焦点ｆ２と一致しているので、前記したス
ポットＳＯからの光は略平行光線に変換されて配光用レ
ンズ９４に入射させられるものとなり、配光用レンズ９
４で適宜に拡散が行われて配光特性が形成され、外部に
放射されるものとなる。

【０００５】ここで、前記した従来の構成の信号用灯器
９０においては、楕円反射面９１が回転楕円面で形成さ
れていることで、形成される配光特性は光軸Ｚの正面方
向が最も光度が高く、光軸Ｚからの角度が拡がるに従っ
て次第に光度が低下する傾向のものとなり、且つ、光軸
Ｚを軸とする軸対称のものとなる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この種
の信号用灯器９０の使用される状態を検討してみると、
通常には高所に取付けられているものであるので、遠方
からは略水平方向へ放射される光を見ることとなるが、
近づくに従って見上げるものとなる。このことは、上方
に向かい放射されている光は全く利用されていないもの
となり、よって、従来の構成の信号用灯器９０において
は光の有効利用がなされていなく、光源に対する光の有
効利用率が低いという課題を生じるものとなっている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記した従来
の課題を解決するための具体的な手段として、楕円反射
面の第一焦点に置かれたフィラメントを第二焦点に結像
させてスポットを形成し、このスポットからの光にフレ
ネルレンズおよび配光用レンズで配光特性を与えて成る
信号用灯器において、前記楕円反射面は、この信号用灯
器の設置状態における垂直断面の上半部には第一焦点が
前記フィラメントの先端近傍に位置し第二焦点が前記フ
レネルレンズの焦点の位置と一致する上半部楕円が表
れ、同じ垂直断面の下半部には第一焦点が前記フィラメ
ントの後端近傍に位置し第二焦点が前記フレネルレンズ
の焦点の位置と一致する下半部楕円が表れ、同じく水平
断面には第一焦点が前記フィラメントの中心に位置し第
二焦点が前記フレネルレンズの焦点の位置と一致する水
平部楕円が表れ、且つ、前記各楕円は長軸の長さを同一
とする楕円面として形成されていることを特徴とする信
号用灯器を提供することで課題を解決するものである。

【０００８】

【発明の実施の形態】つぎに、本発明を図に示す実施形
態に基づいて詳細に説明する。図１は要部で示す本発明
の信号用灯器１であり、図はこの信号用灯器１を設置状
態としたときの光軸Ｚを通る垂直断面で示してある。ま
た、ハウジングなど本発明の構成には直接的には関与す
ることのない部分については図示を省略する。

【０００９】ここで、前記信号用灯器１は、光源である
フィラメント２と、楕円反射面３と、フレネルレンズ４
と、配光用レンズ５とから構成されているものである点
は従来例のものと同様であるが、本発明では、前記楕円
反射面３の断面に表れる楕円が、この垂直断面において
は前記光軸Ｚから上方には上半部楕円３１、光軸Ｚから
下方には下半部楕円３２とお互いが異なる楕円が表れる
ものとされている。

【００１０】上記を更に詳細に説明すれば、先ず、上半
部楕円３１は、第一焦点ｆ11を、照射方向を前方とした
ときの、フィラメント２の先端近傍に位置し、第二焦点
ｆ12を前記フレネルレンズ４の焦点ｆ４と一致する楕円
として構成され、また、下半部楕円３２は、第一焦点ｆ
21を、照射方向を前方としたときの、フィラメント２の
後端近傍に位置し、第二焦点ｆ22を前記フレネルレンズ
４の焦点ｆ４と一致する楕円として構成されている。

【００１１】図２は、同じ信号用灯器１の設置状態にお
ける光軸Ｚを通る水平断面であり、この水平断面におい
ても、前記光軸Ｚの左方と右方とに楕円が表れるものと
なるが、本発明ではこの水平断面に表れる水平部楕円３
３は光軸Ｚに対し線対称なものとされている。

【００１２】そして、前記水平部楕円３３の第一焦点ｆ
31は前記フィラメント２の長さの中心に位置し、第二焦
点ｆ32はフレネルレンズ４の焦点ｆ４と一致している。
よって、水平部楕円３３は左右の楕円が第一焦点ｆ31と
第二焦点ｆ32とを同一位置とするものであるので、一つ
の楕円（の一部）である。

【００１３】また、本発明では、前記上半部楕円３１
と、下半部楕円３２と、水平部楕円３３とのそれぞれ
は、長軸の長さを同じものとして形成されている。そし
て、垂直断面から水平断面に至る中間の断面において、
例えば上半部楕円３１と水平部楕円３３との中間では、
第一焦点の位置も前記両楕円３１、３３の第一焦点の位
置の中間にあるものとされて、両者間を滑らかに接続し
ている。

【００１４】上記説明のように、上半部楕円３１、下半
部楕円３２および水平部楕円３３が全て同じ長さの長軸
を有し、且つ、それぞれの間を滑らかに接続されている
ものであるので、それらの総合である楕円反射面３に
は、何れの位置にも段差などを生じることがなく、従っ
て、得られる反射光にも不連続な状態などを生じないも
のとなる。

【００１５】次いで、上記の構成とした本発明の信号用
灯器１の作用および効果について説明する。先ず、図１
を参照して、上半部楕円３１により第二焦点ｆ12に生成
されるフィラメント２の像Ｇ31は、この上半部楕円３１
の第一焦点ｆ11がフィラメント２の先端近傍に設定され
ていることで、図にも示すように光軸Ｚに対し上方に偏
寄した状態となる。

【００１６】また、下半部楕円３２により第二焦点ｆ22
に生成されるフィラメント２の像Ｇ32は、この下半部楕
円３２の第一焦点ｆ21がフィラメント２の後端近傍に設
定されていることで、前記上半部楕円３１と同様に光軸
Ｚに対し上方に偏寄した状態となる。

【００１７】更に、水平部楕円３３により第二焦点ｆ32
に生成されるフィラメント２の像Ｇ33は、この水平部楕
円３３の第一焦点ｆ31がフィラメント２の中心に設定さ
れていることで、光軸Ｚに対し左右が対称（図２参照）
な状態となる。ここで、第二焦点ｆ12、第二焦点ｆ22、
第二焦点ｆ32は全て同一の位置、即ち、フレネルレンズ
４の焦点ｆ４の位置に設定されているので、像Ｇ31、像
Ｇ32、像Ｇ33は同じ平面に存在するものとなる。

【００１８】図３は、前記焦点ｆ４の位置における前記
像Ｇ31、像Ｇ32、像Ｇ33の状態を示すものであり、像Ｇ
31と像Ｇ32とは光軸Ｚを通る垂直線Ｖ上で、且つ、光軸
Ｚを通る水平線Ｈから上方に偏寄して位置し、像Ｇ33は
前記水平線Ｈ上に光軸Ｚに中心を一致させて位置し、上
半部楕円３１および下半部楕円３２面と水平部楕円の中
間の楕円からの反射光は、像Ｇ31および像Ｇ32と、像Ｇ
33との間で傾いた状態として存在するものとなり、それ
らの像の包絡線が焦点ｆ４の位置における楕円反射面３
のスポットＳの形状となる。

【００１９】図４は上記スポットＳがフレネルレンズ４
で略平行光線化され、更に配光用レンズ５で適宜な拡散
が行われて照射方向に投射されるときの配光特性Ｔを示
すものであり、このときにはスポットＳの形状が上下反
転したものと成り、基本的な特性としては大きく変わる
ことはない。

【００２０】よって、図でも明らかなように、全ての像
（Ｇ31、Ｇ32、Ｇ33など）が重なり合う光軸Ｚ上の位置
が最も明るく、水平方向には適宜な広がりを有し、垂直
方向には下方には広く上方には殆ど広がりを持たない配
光特性Ｔとなる。よって、観視されることのない上方に
は光を放射しない。

【００２１】また、光軸Ｚ上の位置が最も明るいこと
は、この信号灯器１を遠方から観視したときの確認可能
な距離を確保するものであり、本発明においても光軸Ｚ
上に全ての像が重なり合うことで従来例のものと変わら
ない視認距離が確保されているものとなっている。

【００２２】更に本発明の構成により得られる配光特性
Ｔにおいては、左右（水平）方向に適宜な広がりを有す
る下方への光の量が格段に多いものとなるので、この種
の信号灯器１において最も一般的である見上げる状態で
の視認性を格段に向上させるものとなり、前記した上方
を照射しないことも相まって、光の利用効率が格段に向
上するものとなる。

【００２３】

【発明の効果】以上に説明したように本発明により、楕
円反射面は、この信号用灯器の設置状態における垂直断
面の上半部には第一焦点が前記フィラメントの先端近傍
に位置し第二焦点が前記フレネルレンズの焦点の位置と
一致する上半部楕円が表れ、同じ垂直断面の下半部には
第一焦点が前記フィラメントの後端近傍に位置し第二焦
点が前記フレネルレンズの焦点の位置と一致する下半部
楕円が表れ、同じく水平断面には第一焦点が前記フィラ
メントの中心に位置し第二焦点が前記フレネルレンズの
焦点の位置と一致する水平部楕円が表れ、且つ、前記各
楕円は長軸の長さを同一とする楕円面として形成されて
いる信号用灯器としたことで、上方から観視されること
のないこの種の信号灯器として無駄となる部分に光を配
分することのない配光特性を与えることを可能とし、同
一の光源であれば光の有効利用率を高め、より明るく視
認性に優れる信号用灯器とし性能向上に極めて優れた効
果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る信号用灯器の実施形態を示す垂
直断面図である。

【図２】 同じ実施形態の水平断面図である。

【図３】 同じ実施形態の楕円反射面により生じるスポ
ット形状を示す説明図である。

【図４】 同じ実施形態の配光特性を示す説明図であ
る。

【図５】 従来例を示す断面図である。

【符号の説明】

１……信号用灯器 ２……フィラメント ３……楕円反射面 ３１……上半部楕円 ３２……下半部楕円 ３３……水平部楕円 ４……フレネルレンズ ５……配光用レンズ Ｚ……光軸 Ｓ……スポット Ｔ……配光特性 ｆ11〜ｆ33……楕円の焦点 Ｇ31〜Ｇ33……フィラメントの像

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 楕円反射面の第一焦点に置かれたフィラ
   メントを第二焦点に結像させてスポットを形成し、この
   スポットからの光にフレネルレンズおよび配光用レンズ
   で配光特性を与えて成る信号用灯器において、前記楕円
   反射面は、この信号用灯器の設置状態における垂直断面
   の上半部には第一焦点が前記フィラメントの先端近傍に
   位置し第二焦点が前記フレネルレンズの焦点の位置と一
   致する上半部楕円が表れ、同じ垂直断面の下半部には第
   一焦点が前記フィラメントの後端近傍に位置し第二焦点
   が前記フレネルレンズの焦点の位置と一致する下半部楕
   円が表れ、同じく水平断面には第一焦点が前記フィラメ
   ントの中心に位置し第二焦点が前記フレネルレンズの焦
   点の位置と一致する水平部楕円が表れ、且つ、前記各楕
   円は長軸の長さを同一とする楕円面として形成されてい
   ることを特徴とする信号用灯器。