JP2008181414A - 視野角制限機能を備えた信号灯器用ｌｅｄユニット - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明は、交差点までの視角を制限すると共に、交差点近傍からの視野角制限を解除する光出射制限板が内装される視野角制限機能を備えた信号灯器用ＬＥＤユニットを提供することを目的とするものである。
【解決手段】 本発明は、プリント配線基板５に実装される複数個のＬＥＤランプ６と、前記各ＬＥＤランプ６に挿通された状態で配置される反射防止板８と、前記各ＬＥＤランプ６に対応する前方から下方に向けて貫通穴９が形成される光出射制御板１０が配置されるとともに、前記貫通穴９が各ＬＥＤランプ６に対応する位置では、該貫通穴９の幅径がほぼ同径とし、これより下方に向けて拡形状、あるいは下方下端が拡形状に開口される構成とする。
【選択図】図３

Description

本発明は、視野角制限機能を備えた信号灯器用ＬＥＤユニットに関する。詳しくは交差点における停止線までのＬＥＤ光源の光出射範囲を制限することができる視野角制限機能を備えた信号灯器用ＬＥＤユニットに係るものである。

ＬＥＤ式信号灯器１０１は、図８に示すように、多数のＬＥＤランプ１０２がプリント配線基板１１０に実装され、ＬＥＤランプ１０２とプリント配線基板１１０の外光による反射防止のために、黒色の反射防止板１０３を備え、前面に透明のカバー１０４で覆われた構造となっている。

ここで、信号灯器は警察庁が規定する仕様に基づいた配光性能を出すことが基本であるが、道路同士の合流点や陸橋と側道との合流点などの特殊な状況での交差点において、信号の誤認を防止するために、特定方向からは信号を認識でき、それ以外の方向からは点灯が見えないように信号灯からの光の出射範囲を制限する必要がある。このような視野角を制限する機構としては、信号灯器のひさしに数枚のルーバー（つや消し黒塗装）で構成されたものが多く使用されている。

しかし信号灯器の光出射制限の光源は、均一な面発光する光源であり、ＬＥＤユニット外にルーバーを設けた構造であるためにコスト面に問題があり、また、雪国では積雪しやすいため使用が制限される問題がある。さらに、ＬＥＤユニットとルーバーとの組合せでは、ＬＥＤランプの点灯状態が見える領域から見えない領域に移行する位置で、ルーバーと干渉し、バラバラに点滅した状態を作り出し、視認性が悪くなる問題がある。

そこでＬＥＤユニット内に光出射制限機構を設けたものとして、図９に示すような信号灯器用ＬＥＤユニットがある。このＬＥＤユニットは、複数のＬＥＤランプ１０２に対応する位置に貫通穴１０５、１０６、１０７が形成されてなる配光制御板１０５A、１０６A、１０７Aを、ＬＥＤランプ１０２の前方に配置することで、視野角以外の方向に向かう光をカットして、目的とする配光特性が得られるような構成とする（特許文献１参照。）。

また、西日による反射光を防ぐことを目的とした信号灯器用ＬＥＤユニットとして図１０に示すものがある。このＬＥＤユニットは、プリント配線基板１１０に実装された各ＬＥＤランプ１０２と、その各々ＬＥＤランプ１０２に対応する位置に貫通穴１０８が形成された遮光板１０９を備え、その遮光板１０９はＬＥＤランプ１０２の先端近傍に配置されているとともに、当該遮光板１０９の各貫通穴１０８の中心が各ＬＥＤランプ１０２の中心に対して下方に偏心した構成とされる（特許文献２参照。）。

特開２００２−１９７５９２号公報（要約書、第３図）

特許第３５２７１７８号公報（明細書、第３図）

しかしながら前記特許文献１による視野角制限ＬＥＤユニットでは、数枚の配光制御板をＬＥＤランプの前面に配置することにより、各ＬＥＤランプの出力光のうち、視野角以外の方向に向かう光をカットすることが可能となるが、その反面信号灯に近づくほど配光が制限されることになり、交差点近傍の車両からの視認が困難となる恐れがある。

また、前記特許文献２による信号灯器用ＬＥＤユニットでは、遮光板に設けられる円形の各貫通穴の中心が各ＬＥＤランプの中心に対して下方に偏心した状態で配置されることにより、西日などにより太陽光が入射し、プリント配線基板にて反射されても、その反射光は遮光板の裏面に吸収されることにより、プリント配線基板の反射光による影響を軽減することを目的とするものであるが、実情ではプリント配線基板の表面は非常に複雑な形状を呈しており、乱反射が起こることにより貫通穴からの出射の恐れがある。

また、前記特許文献１および特許文献２における円形状の貫通穴による配光特性では、図１１に示すように、交差点の停止線までの距離では視野角範囲内に入っており、信号灯の視認が確実に行えるものであるが、交差点の停止線付近では視野範囲が狭くなり、道路端や交差点内では視野角範囲より外れて信号灯の視認に支障を来たす恐れがある。

本発明は、以上の点に鑑みて創案されたものであって、交差点までの視野角を制限すると共に、交差点近傍からの視野角制限を解除する光出射制限板が内装される視野角制限機能を備えた信号灯器用ＬＥＤユニットを提供することを目的とするものである。

上記の目的を達成するために、本発明に係る視野角制限機能を備えた信号灯器用ＬＥＤユニットは、信号灯器に使用されるＬＥＤユニットにあって、プリント配線基板に実装される複数個のＬＥＤランプと、前記各ＬＥＤランプに挿通された状態で配置される反射防止板と、前記各ＬＥＤランプに対応する前方から下方に向けて貫通穴が形成される光出射制御板が配置されるとともに、前記貫通穴が各ＬＥＤランプに対応する位置では、該貫通穴の幅径がほぼ同径とし、これより下方に向けて拡形状、あるいは下方下端が拡形状に開口される構成とする。

ここで、各ＬＥＤランプに挿通された状態で反射防止板を配置することにより、プリント配線基板への入射が遮断されると共に、光出射制御板によってＬＥＤランプから出射光が遮断されることになる。

また、光出射制御板に形成される貫通穴を各ＬＥＤランプに対応する位置では、該貫通穴の幅径がほぼ同径とし、これより下方に向けて拡形状、あるいは下方下端が拡形状に開口することにより、交差点停止線手前の地点では信号灯の視野角が制限されて特殊な状況における交差点での他の信号灯との誤認を防ぐことができ、かつ交差点停止線から交差点内での地点では視野角制限が解除されることにより信号灯の点灯を見失うことなく安全な走行を可能とするものである。

なお、貫通穴を凸形状、三角形状、あるいは台形状とすることにより、信号灯器との仰角が小さい位置、すなわち交差点手前（約１００ｍ）の地点では、貫通穴がＬＥＤランプの径とほぼ同径とされて視野角が最小に制限され、信号灯器との仰角が大きい交差点停止線（約１５ｍ）位置からは貫通穴が拡径状とされることにより視野角制限が解除されることになる。

また、反射防止板の前面、あるいは光出射制御板の両面を黒色の艶消し状に形成することにより、太陽光線が入射したときには光出射制限板前面により吸収され、ＬＥＤランプからの光線は、光出射制限板の裏面に吸収される。更に吸収されずに反射した光は、反射防止板の前面によって吸収されることで視野角制限の効果を高めることができる。

本発明の視野角制限機能を備えたＬＥＤ信号灯器によれば、交差点停止線までの地点では信号灯の視野角が制限されて他の信号灯との誤認を生ずることがなく、かつ交差点停止線から交差点内での地点では視野角制限が解除されることにより信号灯の点灯を見失うことなく安全な走行を可能とするものである。

また、反射防止板の前面および光出射制限板の両面に、黒色艶消し状、あるいは反射防止用のシボ加工、若しくは植毛、不織布が施されることにより、太陽光線が入射したときには光出射制限板前面により吸収され、ＬＥＤランプからの光線は、光出射制限板の裏面に吸収される。更に吸収されずに反射した光は、反射防止板の前面によって吸収されることで視野角制限の効果を高めることができる。

以下、本発明の実施の形態を図面を参酌しながら説明し、本発明の理解に供する。
図１は、本発明を適用した視野角制限機能を備えた信号灯器用ＬＥＤユニットの一例を示す正面説明図、図２は、図１における側面断面説明図、図３は、図２における部分拡大断面図、図４は、図１における本発明を適用した視野角制限機能を備えたＬＥＤ信号灯器の光出射制限板の部分拡大説明図である。

ここで示すＬＥＤ信号灯器１は、ＬＥＤユニット２が収納される灯器ケース３と、この灯器ケース３の開口端に装着される透明状のカバー４により構成されるものである。

前記ＬＥＤユニット２は、プリント配線基板（ガラスエポキシ基板）５に実装された多数のＬＥＤランプ６、６、・・と、各ＬＥＤランプ６に対応し、かつ各ＬＥＤランプ６が挿通される挿通穴７、７が設けられた反射防止板８と、各ＬＥＤランプ６と対応する前方位置に貫通穴９が形成された光出射制限板１０とから構成されるものである。

ＬＥＤランプ６は、図４に示すように、リードフレーム１１の先端に設けられた反射皿１２と、この反射皿１２の底面にダイボンディングされたＬＥＤチップ１３を備えている。ＬＥＤチップ１３の反対側の電極は、もう一方のリードフレーム１４の先端に導電性ワイヤ１５の先端に導電性ワイヤ１５を介して接続されており、これらＬＥＤチップ１３、反射皿１２、導電性ワイヤ１５及びリードフレーム１１の先端部がエポキシ樹脂１６によってモールドされている。

反射防止板８は、その前面が黒色の艶消し状に形成されると共に、各ＬＥＤランプ６に対応する位置にＬＥＤランプ６が挿通可能な挿通穴７が開口される。更に、各挿通穴７の上部開口縁に沿って庇部１７が突設される。このような反射防止板８は、強化プラスチックなどの合成樹脂材により一体成型により作成される。そして、各ＬＥＤランプ６の反射皿１２の後方位置に反射防止板８を設けている。したがって、反射防止板８より突出する各ＬＥＤランプ６は庇部１７によって、その上面が覆われることになり西日などの太陽光のＬＥＤランプ６内への入射を遮断することができる。

次に、光出射制限板１０は各ＬＥＤランプ６の前方位置に貫通穴９が形成される状態で装着される。この貫通穴９は、上部がＬＥＤランプ６幅と略同径に開口され、下部に左右側に広がりを有する凸形状に開口される。

また、図５（イ）（ロ）に示すように、貫通穴９は下部が左右方向に拡形状とされる三角形状や台形状に開口された構成とするものである。

また、光出射制限板１０は、鋼板などの金属板により形成されると共に、その両面に黒色の艶消し塗装が施す、あるいは強化プラスチックなどの黒色の合成樹脂製板の両面を反射防止用のシボ加工、若しくは植毛、不織布が施された構成とするものである。

本発明のＬＥＤ信号灯器１によれば、各ＬＥＤランプ６に対応する位置に貫通穴９が形成される光出射制限板１０を前方に設けることによって、ＬＥＤランプ６からの出光は貫通穴９の形状によっては配光される。

そこで図６（イ）（ロ）（ハ）は、貫通穴を凸形状、三角形状、台形状とした場合の信号灯器の配光特性を示すものである。

ここで、信号灯器の正面は、図中で左右０度、下０度の位置となる。信号灯器の基本設置高さは、４．５ｍ以上で乗用車のドライバーの目線を１．２ｍとすると１００ｍで信号灯への仰角は、２度になる。したがって、交差点停止線位置を１５ｍとした場合には、仰角１５度となる。

例えば、光出射制限板１０の貫通穴９を凸形状とした場合には、図６（イ）で示すように、ＬＥＤランプ６からの発光は凸形状の開口範囲のみ出射されることから凸形状の配光特性となる。したがって、交差点に入る１００ｍの地点では左右１０度に光出射制限が行われることになり、交差点停止線位置では左右３０度以上に光出射範囲が拡がることになり道路端に停車した場合や交差点内に入った場合でも信号灯を視認することが可能となる。

また、同様に光出射制限板１０の貫通穴９を三角形状、あるいは台形状とした場合には、図６（ロ）（ハ）で示すように、配光特性は三角形状、あるいは台形状となる。したがって、交差点に入る１００ｍの地点では左右の光出射範囲が最小に制限がされることになり、交差点停止線位置では左右に光出射範囲が最大限に拡がることになり道路端に停車した場合や交差点内に入った場合でも信号灯を視認することが可能となる。

次に、図７（イ）（ロ）（ハ）に示すように、光出射制限板１０の貫通穴９が凸形状、三角形状、台形状の底辺の左右いずれか一方のみを拡径することにより、同様な形状の配光特性となり、交差点に入る１００ｍの地点では左右の光出射範囲が最小に制限がされることになる。いっぽう、交差点停止線位置では左右のいずれかに光出射範囲が最大限に拡がることになり、交差点停止線位置での左右いずれかの視角制限を行うことが可能となる。

ところで、図３に示すように、ＬＥＤランプ６からの照射光は、光出射制限板１０の貫通穴９から照射される以外は、光出射制限板１０の裏面に照射されるが該光出射制限板１０の裏面には、黒色艶消し状、あるいは反射防止用のシボ加工、若しくは植毛、不織布が施された構成とされることにより、反射せずに吸収される。また、前記光出射制限板１０の裏面に反射された場合であっても、その前面が黒色の艶消し状に形成される反射防止板８によって反射されずに吸収されることになり、精度の高い光出射範囲が確保されることになる。

また、西日などによる太陽光がＬＥＤランプ６、あるいは光出射制限板１０の貫通穴９内に入射した場合には、その入射光は反射防止板８によって遮断されてプリント配線基板（ガラスエポキシ基板）５内への入光は阻止されると共に、その前面が黒色の艶消し状に形成される反射防止板８によって反射されずに吸収されることになり、例えば一部が反射しても前記裏面に照射されるが該光出射制限板１０の裏面には、黒色艶消し状、あるいは反射防止用のシボ加工、若しくは植毛、不織布が施されることにより、反射せずに吸収されて擬似点灯を防止するものである。

本発明を適用した視野角制限機能を備えた信号灯器用ＬＥＤユニットの一例を示す正面説明図である。 図１における側面断面説明図である。 図２における部分拡大断面図である。 ＬＥＤランプの内部機構を示す説明図である。 本発明を適用した視野角制限機能を備えたＬＥＤ信号灯器における光出射制限板の貫通穴の他の実施例を示す説明図である。 本発明を適用した視野角制限機能を備えたＬＥＤ信号灯器における光出射制限板の貫通穴に応じた配光特性を示す説明図である。 本発明を適用した視野角制限機能を備えたＬＥＤ信号灯器における光出射制限板の貫通穴の他の変形例を示す説明図である。 従来のＬＥＤ信号灯器の一例を示す側面断面説明図である。 従来の視野角制限機構を備えたＬＥＤ信号灯器の一例を示す説明図である。 従来の西日対策機構を備えたＬＥＤ信号灯器の一例を示す説明図である。 従来の視野角制限機構を備えたＬＥＤ信号灯器の配光特性の一例を示す説明図である。

符号の説明

１ ＬＥＤ信号灯器
２ ＬＥＤユニット
３ 灯器ケース
４ カバー
５ プリント配線基板
６ ＬＥＤランプ
７ 挿通穴
８ 反射防止板
９ 貫通穴
１０ 光出射制限板
１１、１４ リードフレーム
１２ 反射皿
１３ ＬＥＤチップ
１５ 導電性ワイヤ
１６ エポキシ樹脂
１７ 庇部

Claims (6)

1. 信号灯器に使用されるＬＥＤユニットにあって、
   プリント配線基板に実装される複数個のＬＥＤランプと、
   前記各ＬＥＤランプに挿通された状態で配置される反射防止板と、
   前記各ＬＥＤランプに対応する前方から下方に向けて貫通穴が形成される光出射制御板が配置されるとともに、前記貫通穴が各ＬＥＤランプに対応する位置では、該貫通穴の幅径がほぼ同径とし、これより下方に向けて拡形状、あるいは下方下端が拡形状に開口される
   ことを特徴とする視野角制限機能を備えた信号灯器用ＬＥＤユニット。
2. 前記貫通穴が凸形状である
   ことを特徴とする請求項１記載の視野角制限機能を備えた信号灯器用ＬＥＤユニット。
3. 前記貫通穴が三角形状である
   ことを特徴とする請求項１記載の視野角制限機能を備えた信号灯器用ＬＥＤユニット。
4. 前記貫通穴が台形状である
   ことを特徴とする請求項１記載の視野角制限機能を備えた信号灯器用ＬＥＤユニット。
5. 前記反射防止板の前面が黒色の艶消し状に形成される
   ことを特徴とする請求項１、２、３または４記載の視野角制限機能を備えた信号灯器用ＬＥＤユニット。
6. 前記光出射制御板の両面が黒色の艶消し状に形成される
   ことを特徴とする請求項１、２、３、４または５記載の視野角制限機能を備えた信号灯器用ＬＥＤユニット。

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