JPH10306414A

JPH10306414A - 発光装置

Info

Publication number: JPH10306414A
Application number: JP9134306A
Authority: JP
Inventors: Masaru Yamazaki; 勝山崎; Keisuke Kikuchi; 啓介菊地; Hiroshi Sano; 浩佐野; Takanori Watanabe; 隆徳渡辺
Original assignee: Moritex Corp; Azuma Seisakusho KK
Current assignee: Moritex Corp; Azuma Seisakusho KK
Priority date: 1997-05-08
Filing date: 1997-05-08
Publication date: 1998-11-17

Abstract

(57)【要約】【課題】路面に開設された凹部に配設される道路鋲等
の発光装置において、路面から突出する部位がないもの
でありながら、路面に対して浅い角度の光の光量を充分
に確保できるようにする。【解決手段】道路鋲１を、凹部２内に収納される光源
体４と、上面５ａが路面Ｇと略面一状になる状態で凹部
に設けられる透光板５と、上記光源体からの光束の拡散
を小さくして透光板上面から放射される光束の放射角の
広がりを抑えるためのレンズ６とを用いて構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、道路や通路等の路
面に配設される道路鋲や避難誘導灯等の発光装置の技術
分野に属するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、この種路面に配設される発光装
置のなかには、交差点や分離帯に設けられる光源付の道
路鋲、ビルや地下街に設けられる避難誘導灯等がある
が、例えばこれが道路鋲である場合、その性質上、遠方
から近づいてくるドライバー等が容易に視認できるよう
にする必要がある。そこで従来、図１０（Ｘ）に示す如
きものが知られている。つまり、道路鋲は、路面Ｇに開
設した凹部２に埋め込まれることになるが、この場合、
路面Ｇに対し上方に突出した投光部１１を形成し、該投
光部１１から出る光が路面（水平面）Ｇに対して浅い角
度となるように設定して、遠方からの視認性を高めるよ
うにしていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで前記従来の道
路鋲は、前述したように投光部１１が路面Ｇから突出し
ているから、該投光部１１が段差状の障害物となって歩
行者がつまずいたり、自転車やオートバイ等に衝撃を与
える惧れがある。さらに、積雪地域においては、除雪車
が凍った雪を路面から削り取る際に、前記道路鋲の突出
部位も一緒に削り取られて破損してしまうという問題が
ある。これに対し、図１０（Ｙ）に示すように、路面Ｇ
と面一状になるよう平板状の透光板１２を設けて段差状
の投光部がないものにすることが提唱される。ところが
この場合に、光源が裸電球のように全方位照射するもの
では、透光板１２から放射される光のうち路面に対して
浅い角度となる光の光量が少なくなってしまい前記投光
部が突出している道路鋲に匹敵する光量を得ることが難
しく実現性に乏しいものになる。そこで図１１に示すよ
うに、光源４からの光を指向性のあるものとし、この光
が傾斜状に透光板１２に入射するようにして透光板１２
から出る光が、路面Ｇに対してより浅い角度となるよう
にすることが考えられる。ところがこの場合、透光板１
２に入射する光の入射角は、光源４から遠ざかる光ほど
大きくなって透光板１２に入射するため、路面Ｇに対し
て浅い角度となる光源４から遠い側の光ほど透光板１２
の上下面で反射して無駄となるうえ、遠方からの視認性
には殆ど寄与しない路面Ｇに対して大きい角度となる光
も多く、道路鋲として要求される路面から浅い角度とな
る光の光量を充分に確保することが難しいという問題が
あり、これらに本発明が解決しようとする課題がある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の如き実
情に鑑み、これらの課題を解決することを目的として創
作されたものであって、道路、通路等の路面に上方が開
口した凹部を開設し、該凹部に発光装置を配設するにあ
たり、該発光装置は、前記凹部内に収納される光源体
と、上面が前記路面と略面一状になる状態で凹部に設け
られる透光板と、前記光源体からの光束の拡散を小さく
して透光板上面から放射される光束の放射角の広がりを
抑えるためのレンズとを用いて構成されているものであ
る。そして、この様にすることにより、路面から突出す
る部位がなくなって、歩行者や自転車等の運行の妨げに
なったり、除雪車によって破損してしまうような不具合
を回避できるものでありながら、光源体から出射される
光束は、レンズによって拡散が抑えられた状態で透光板
から放射されることになって、遠方からの視認性に大き
く寄与する路面に対して浅い角度の光の光量を充分に確
保することができる。このものにおいて、レンズは透光
板に一体に形成することができる。また、レンズは、円
弧面が下方を向いた半円柱形状、半球形状またはレンズ
収差が補正された非球面形状のものを用いることができ
る。さらに、透光板の下面を、レンズに近い側が下位と
なり遠い側ほど上位となるテーパ面または円弧面に形成
することにより、透光板上面で反射して透光板下面に向
かう光を、反射前よりも入射角度を小さくした状態で透
光板下面で反射させることができる。また、透光板の下
面に、透光板の上面での反射光をさらに反射させて外部
に放射させるための反射手段を設けることにより、光源
体からの出射光を効率良く外部に放射できることにな
る。これらのものにおいて、光源体を、透光板に対して
傾斜する方向の光束をレンズに出射するものとすること
により、路面に対して浅い角度の光を放射することがで
きる。また、光源体を、レンズの焦点の内側に設けるこ
とにより、光源体から出射された光束が大きく拡散する
前の段階で該光束を効率良くレンズに入射させることが
できると共に、透光板上面での反射光が再びレンズに入
射してしまう損失を無くすことができる。さらに、光源
体とレンズとのあいだに、光源体からの光束を集めてレ
ンズに出射する補助レンズを設けることにより、光源体
から出射された光束を効率良く絞り込んだ状態でレンズ
に入射させることができる。そして、上記発光装置は、
道路や通路等の路面に配される道路鋲等に実施できる。

【０００５】

【発明の実施の形態】次に、本発明の第一の実施の形態
を図面に基づいて説明する。図面において、１は交差点
や分離帯に設けられる道路鋲であって、該道路鋲１は、
道路等の路面Ｇに開設される上方が開口した凹部２に設
置されるものであるが、このものは、上記凹部２に埋め
込まれる凵形状をしたケース３、該ケース３に収納され
る光源体４、ケース３の上面を塞ぐ透光板５、該透光板
５に一体形成されるレンズ６等の部材を用いて構成され
ている。

【０００６】つまり、前記透光板５は、平面状をした上
面５ａが前記路面Ｇと略面一状となる状態でケース３の
上面を塞ぐよう設けられるものであって、このものは、
透光性を有し、かつ高い強度を有した強化ガラス、強化
プラスチック等の材質から形成されている。また、この
透光板５の下面５ｂは、図１に示されるように、左右方
向中央部位に前記レンズ６が一体形成されているが、該
レンズ６に近い左右方向中央側が下位となりレンズ６に
遠い左右方向両端側ほど上位となるテーパ状に形成され
ている。さらに、このテーパ状の透光板下面５ｂには反
射膜７が張設されている。そして、後述するように光源
体４から出射されレンズ６を通過して透光板５に入射し
た光線のうち、透光板５の上面５ａで反射してケース３
の内部に戻ろうとする光線を、前記透光板下面５ｂに張
設された反射膜７により再び反射させて外部に放射する
ようになっているが、この場合、透光板下面５ｂは、前
述したようにレンズ６に遠い左右方向両端側ほど上位と
なるテーパ状に形成されているため、反射膜７で反射さ
れた光線は透光板上面５ａへの入射角度が反射前よりも
小さくなって、外部に放射されやすくなっている。尚、
この透光板下面５ｂについては、テーパ状でなく、レン
ズに近い側が下位となる円弧状にしても前記テーパ状に
したと同様の効果を発揮できるが、この様な効果を必要
としない場合には平板状に構成して本発明を実施でき
る。

【０００７】一方、前記レンズ６は、前述したように、
透光板５の下面５ｂの左右方向中央部位に一体形成され
るが、該レンズ６は、本実施の形態では半円柱形状をし
ており、そして軸方向が透光板５の前後方向を向き、か
つ円弧面６ａが下方を向くようにして設けられている。

【０００８】さらに、前記光源体４は、ハロゲン球８
と、光ファイバ（該光ファイバは、一本または複数本の
光ファイバを束ねて構成したライトガイドの何れであっ
ても勿論よい）９とから構成されるものであって、該光
ファイバ９は入射端部９ａがハロゲン球８に対向して配
設されていてハロゲン球８の光が入射するよう設定さ
れ、また出射端部９ｂは、前記レンズ６の中心を通る透
光板５の法線Ｌに対して左右何れかにずれた位置で、か
つレンズ６の焦点の内側位置に設置されている。そして
光源体４は、透光板５に対して傾斜する方向の光束をレ
ンズ６に向けて出射し、該光源体４から出射されて拡散
する光束（光ファイバの場合、出射端部９ｂから出射す
る光束の拡散角度は凡そ７０度となる）は、レンズ６に
より集束されて拡散が小さくなった状態で透光板５に入
射し、さらに該透光板５の上面５ａで屈折して、放射角
度が略揃った状態で透光板上面５ａから放射されるよう
に構成されている。この場合、透光板上面５ａからの放
射される光は、該透光板上面５ａでの屈折により透光板
上面５ａに対して前記光源体４の出射角度θ１よりも小
さな放射角度θ２（θ１＞θ２）、つまり路面Ｇに対し
て浅い角度で放射されるようになっている（図３参照）
が、該放射角度θ２は、光源体４の出射角度θ１と透光
板５の屈折率とによって決まるから、最適な放射角度θ
２となるよう出射角度θ１を調節すれば良い。

【０００９】叙述の如く構成されたものにおいて、光源
体４が収納されるケース３の上方を塞ぐ透光板５は、上
面５ａが路面Ｇと略面一状となるよう設けられていて、
従来の投光部を路面Ｇから突出させて設けたもののよう
に、歩行者や自転車等の運行の妨げになったり、除雪車
によって破損してしまうような不具合を回避できるもの
でありながら、前記透光板５から放射される光は、遠方
からの視認性に大きく寄与する路面Ｇに対して浅い角度
の光の光量が充分に確保されたものとなる。つまり、光
源体４から出射されて拡散する光束は、透光板５の下面
５ｂに一体形成されたレンズ６によって拡散が抑えら
れ、このものが透光板上面５ａで屈折して外部に放射さ
れることになり、これによって透光板上面５ａから放射
される光束の放射角が略揃うことになる。この結果、透
光板５からの放射光を、遠方からの視認性に優れた路面
Ｇに対して浅い角度の光に揃えることができることにな
って、道路鋲１として要求される浅い角度の光の光量を
充分に確保することができる。

【００１０】さらにこのものにおいて、レンズ６から透
光板５に入射した光の一部は、透光板上面５ａで反射し
てケース３内部に戻ろうとするが、前述したように、透
光板下面５ｂには反射膜７が張設されているから、前記
透光板上面５ａで反射した光は、反射膜７でさらに反射
して外部に放射されることになる。しかもこの場合、透
光板下面５ｂは、レンズ６に近い左右方向中央側が下位
となりレンズ６に遠い左右方向両端側ほど上位となった
テーパ状に形成されているため、前記反射膜７で反射し
た光は、透光板上面５ａへの入射角度が反射前よりも小
さくなって外部に放射されやすくなり、さらにこの反射
膜７による反射は、光が外部に放射されるまで繰り返さ
れるから、反射光がケース３内部に戻ってしまう無駄を
なくすことができ、もって、光源体４から出射される光
を効率良く外部に放射できることになる。

【００１１】またこのものは、光源体４の出射位置がレ
ンズ６の焦点よりも内側となるように配されているた
め、光源体４から出射された光束が大きく拡散する前の
段階で該光束をレンズ６に入射させることができると共
に、透光板上面５ａで反射した光がレンズ６に再び入射
してしまう損失を少なくできる。つまり、図４に示す第
二の実施の形態の如く、光源体４の出射位置をレンズ６
の焦点に設置すると、レンズ６の収差により周縁光線が
レンズ中心側に絞られるが、該絞られることで上側周縁
光線Ａの透光板５への入射角度が大きくなり、このため
該上側周縁光線Ａが透光板５の上面５ａで反射して再び
レンズ６に入射しやすくなって、この分が損失となる。
そこで、前記第一の実施の形態の如く、光源体４の出射
位置をレンズ６の焦点よりも内側となるよう配して、周
縁光線が略平行となり、近軸光線が若干広がるように配
慮すると、前記上側周縁光線の透光板５への入射角度が
小さくなって、該上側周縁光線の透光板上面５ａでの反
射を少なくでき、前記損失をなくすことができる。尚、
この様な損失が問題とならない場合には、光源体４の出
射位置をレンズ６の焦点あるいは焦点の外側に配して
も、本発明を実施できる。

【００１２】尚、本発明は上記第一、第二の実施の形態
に限定されないことは勿論であって、図５に示す第三の
実施の形態の如く、光源体４の出射位置をレンズ６に殆
ど密着させる状態で設置しても良い。この場合には、透
光板５から外部に放射される光束の広がりは若干大きく
なるが、光源体４からの出射光の殆ど全てがレンズ６に
入射することになって、光源体４から拡散する光の一部
がレンズ６を外れてしまう損失を無くすことができる。

【００１３】さらに光源体の光源としては、ハロゲンラ
ンプ、汎用電球、発光ダイオード（ＬＥＤ）、レーザダ
イオード（ＬＤ）等の適宜光源の一つあるいは複数を採
用することができる。この場合に、ハロゲンランプのよ
うに高輝度のものと発光ダイオードのように低輝度のも
のを組合わせて採用し、前者を昼間用（明るい環境であ
るため、高輝度にして視認性を確保する必要がある）、
後者を夜間用（暗い環境であるため昼間用の輝度では明
るすぎてぎらぎらして好ましくない）に切り換える（こ
の切り換えは、マニュアル的に実行してもよいが、例え
ば道路鋲が設置される周辺の環境を測定する環境センサ
（例えば、明るさや視程を測定するセンサ）の検知結果
に基づいて自動的に実行するようにしてもよい）ように
構成することができる。さらに光源の光度の調節をでき
るように構成し、この光度の調節を前記環境センサによ
る検知に対応させて行うようにすることもできる。ま
た、光源体として、前記各実施の形態において、ハロゲ
ン球等の光源をライトガイドに入射したものを用いた場
合に、各光ファイバの出射部位を、例えばレンズの軸方
向に向けて列状に配することができ、これによってレン
ズが長い円柱状のものであっても対応できる。さらに
は、図６に示す第四の実施の形態のように、レンズ６の
中心を通る透光板５の法線Ｌを挟んで対向する位置に配
することができ、この場合には一つの光源で二方向を同
時に照射できることになる。光源体としては、光ファイ
バー、ライトガイドを用いることなく、光源のみを用い
て直接レンズを照射するように構成しても良い。また、
ライトガイドを採用する場合に、入射端部を複数に分
け、これらを輝度の異なる光源にそれぞれ対向させてお
くことで前述した中夜間の光源の使い分けが簡略化され
るという利点がある。

【００１４】さらにまた、光源体からの出射角（発散
角）が大きい場合、図７に示す第五の実施の形態の如
く、出射された光束を集めてレンズ６に出射する補助レ
ンズ１０を設けるようにすることができ、これにより、
光源体４から出射された光束を効率良く絞り込んだ状態
でレンズ６に入射させることができる。また、レンズと
しては、前記半円柱形状のものの他に、円弧面が下方を
向いた半球形状、またはレンズ収差が補正された非球状
形状のものでも良い。さらに、透光板から放射される光
の方向は、光源体からレンズに照射される光の方向によ
って定まるが、光源体を複数設けて出射方向を異ならし
めることにより、複数方向の光を透光板から放射させる
ことができる。さらにまたレンズとして半球状にしたも
のを用いたものでは指向性に優れたものとなるが、さら
に光源体からの出射を９０度おきの四方、６０度おきの
六方、４５度おきの八方（図８（Ｘ）、（Ｙ））に四
方、八方のものを第六の実施の形態として示す）等、全
方位方向に出射するように構成することができ、このも
のでは交差点に設置される道路鋲に適している。さらに
また、光源体を必要により点滅させたり回転させたり、
あるいは交互点滅、走査（例えば中央線に沿って複数配
設したものを一つおきに点滅させたり走査させる）させ
たりして変化性を持たせることもできる。尚、第二〜第
六の実施の形態において、第一の実施の形態と共通する
もの（同一のもの）については、同一の符号を付してあ
る。

【００１５】ところで、本発明が実施された道路鋲の輝
度を測定したデータを図９（Ｘ）のグラフ図に示すが、
この測定には、図９（Ｙ）に示す如く、透光板５は平板
状のもの、またレンズ６は円弧面が下方を向いた半円柱
形状のもの、さらに光源体４はハロゲン球と光ファイバ
とを組合わせたものを採用した。そして、光源体４の出
射角度θ１を「５０度」、光源体４の出射位置とレンズ
６との距離を「０」（つまり、光ファイバの出射端部を
レンズ６に密着させる）に設定し、このものについてＺ
方向からの観測角度θ２を「３度」から「９０度」の範
囲で変化させたときの輝度を測定し、その測定データを
図９（Ｘ）に実線で示した。さらに、透光板５の上面は
車両等が走行するため、使用に伴い透明度が落ちること
が想定され、そこで透光板５の上面にテープを貼って人
為的に透明度を落としたものの測定データを、図９
（Ｘ）に点線で示した。尚、これらの輝度値は対数（ｌ
ｏｇ）表示で示してある。これらの測定データから、観
測角度θ２が略「１０度」から「３０度」の範囲におい
て１０⁶Ｃｄ／ｍ²以上（テープを貼付したものでは１０
⁵Ｃｄ／ｍ²以上）の輝度が得られ、このことからも、本
発明が実施された道路鋲は、路面に対して浅い角度の光
の光量を充分に確保できることが判明する。

【図面の簡単な説明】

【図１】第一の実施の形態を示す道路鋲の内部を示す図
である。

【図２】第一の実施の形態を示す道路鋲の平面図であ
る。

【図３】出射角度と放射角度との関係を示す説明図であ
る。

【図４】第二の実施の形態を示す道路鋲の内部を示す図
である。

【図５】第三の実施の形態を示す道路鋲の内部を示す図
である。

【図６】第四の実施の形態を示す道路鋲の内部を示す図
である。

【図７】第五の実施の形態を示す道路鋲の内部を示す図
である。

【図８】（Ｘ）、（Ｙ）は第六の実施の形態を示す道路
鋲の平面図である。

【図９】（Ｘ）、（Ｙ）は測定データを示す図である。

【図１０】（Ｘ）、（Ｙ）は従来例を示す道路鋲の内部
を示す図である。

【図１１】指向性のある光源を用いた場合の従来例を示
す道路鋲の内部を示す図である。

【符号の説明】

１道路鋲２凹部４光源体５透光板６レンズ７反射膜１０補助レンズＧ路面

フロントページの続き (72)発明者菊地啓介神奈川県横浜市青葉区あざみ野南１丁目３番３号株式会社モリテックス横浜技術研究所内 (72)発明者佐野浩東京都渋谷区神宮前３丁目１番14号株式会社モリテックス内 (72)発明者渡辺隆徳東京都渋谷区神宮前３丁目１番14号株式会社モリテックス内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】道路、通路等の路面に上方が開口した凹
部を開設し、該凹部に発光装置を配設するにあたり、該
発光装置は、前記凹部内に収納される光源体と、上面が
前記路面と略面一状になる状態で凹部に設けられる透光
板と、前記光源体からの光束の拡散を小さくして透光板
上面から放射される光束の放射角の広がりを抑えるため
のレンズとを用いて構成されている発光装置。
【請求項２】請求項１において、レンズは透光板に一
体に形成されている発光装置。
【請求項３】請求項１または２において、レンズは、
円弧面が下方を向いた半円柱形状、半球形状またはレン
ズ収差が補正された非球面形状である発光装置。
【請求項４】請求項１、２または３において、透光板
の下面は、レンズに近い側が下位となり遠い側ほど上位
となるテーパ面または円弧面に形成されている発光装
置。
【請求項５】請求項１、２、３または４において、透
光板の下面には、透光板の上面での反射光をさらに反射
させて外部に放射させるための反射手段が設けられてい
る発光装置。
【請求項６】請求項１、２、３、４または５におい
て、光源体は、透光板に対して傾斜する方向の光束をレ
ンズに出射するものである発光装置。
【請求項７】請求項１、２、３、４、５または６にお
いて、光源体は、レンズの焦点の内側に設けられている
発光装置。
【請求項８】請求項１、２、３、４、５、６または７
において、光源体とレンズとのあいだに、光源体からの
光束を集めてレンズに出射する補助レンズを設けた発光
装置。
【請求項９】請求項１、２、３、４、５、６、７また
は８において、発光装置は、道路や通路等の路面に配さ
れる道路鋲である発光装置。