(57)【要約】【課題】反射鏡を用いて複数の発光ダイオードの発光を小さな断面積の部分に集光する発光ダイオード集光装置およびこれを用いた埋込型標識灯を提供する。【解決手段】発光ダイオード集光装置１は、放物面反射鏡１ａと、それぞれの光軸１ｂ１を放物面反射鏡１ａの焦点ｆに向けて集中するように配置された複数の発光ダイオード１ｂとを具備している。放物面反射鏡１ａは、その光軸の片側ほぼ半分からなる。発光ダイオード集光装置１は、例えば地面に露出する面に投光窓１１ｃを備えた埋込型標識灯本体１００の投光窓１１ｃを備えた灯体１０内に収納され、放物面反射鏡１ａから得られる光ビームが投光窓１１ｃを経由して外部へ投射される。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
放物面反射鏡と；
それぞれの光軸を放物面反射鏡の焦点に向けて集中するように配置された複数の発光ダイオードと；
を具備していることを特徴とする発光ダイオード集光装置。
【請求項２】
放物面反射鏡は、光軸の片側ほぼ半分からなり；
複数の発光ダイオードは、放物面反射鏡の光軸の他側に配置されている；
ことを特徴とする請求項１記載の発光ダイオード集光装置。
【請求項３】
複数の単位放物反射面を備えた放物面反射鏡と；
それぞれの光軸を放物面反射鏡における所定の単位放物反射面の焦点に向けて配置された複数の発光ダイオードと；
を具備していることを特徴とする発光ダイオード集光装置。
【請求項４】
地面に露出する面に投光窓を備えた埋込型標識灯本体と；
放物面反射鏡から得られる光ビームが投光窓を経由して外部へ投射されるように埋込型標識灯本体の内部に収納された請求項１ないし３のいずれか一記載の発光ダイオード集光装置と；
を具備していることを特徴とする埋込型標識灯。
【請求項５】
地面に露出する面に投光窓を備えた埋込型標識灯本体と；
放物面反射鏡から得られる光ビームが投光窓を経由して外部の異なる方向へ投射されるように埋込型標識灯本体の内部に収納された複数組の請求項１ないし３のいずれか一記載の発光ダイオード集光装置と；
を具備していることを特徴とする埋込型標識灯。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の発光ダイオードの発光を集光する発光ダイオード集光装置およびこれを用いた埋込型標識灯に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、発光ダイオードを用いて所望の光度を得るためには、多数の発光ダイオードを平面的に高密度に実装したＬＥＤモジュールを形成している（例えば特許文献１参照。）。なお、特許文献１においては、上記ＬＥＤモジュールを空港用埋込型標識灯の光源として用いることも記載されている。
【０００３】
また、より一層の高輝度を得るために、発光ダイオードを前後２層にずらして実装した２層構造の照明装置も知られている（例えば特許文献２参照。）。
【０００４】
さらに、発光ダイオードの前面にレンズやプリズムなどの光学制御手段を配置してＬＥＤチップからの光を集光または配光を制御することも知られている（例えば特許文献３参照。）。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−８４１４号公報
【特許文献２】
特開平１１−１８５５１７号公報
【特許文献３】
特開平１１−１６２２３２号公報
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１や２で得られるのよりさらに明るい照明が求められる場合があり、このような要求に対応可能な集光装置の出現が期待されている。例えば、空港用埋込型標識灯においても、低視程用標識灯の場合はより一層高光度の光出力が可能でなければならない。
【０００６】
従来技術であっても、より大きな面積により多数の発光ダイオードを実装したＬＥＤモジュールを用意するとともに、これに対応する大きな投光窓を備えた標識灯を用いれば、より一層高光度の埋込型標識灯を得ることもできる。ところが、このような埋込型標識灯は、必然的に地面からの突出高さの大きなものとなる。埋込型標識灯の上を車両が走行可能にするためには、標識灯がそれに耐える強度を備えているのはもちろんのこと、さらに車両がその上を通過する際に受ける衝撃を最小限にする必要がある。そのために、埋込型標識灯は、地面から突出する部分が極小化されねばならない。したがって、大きな面積のＬＥＤモジュールとこれに見合う大きな投光窓を用いるのでは、所望の埋込型標識灯を得ることができない。
【０００７】
一方、特許文献３に見られるような光学制御手段は、発光ダイオードチップに対して光学制御手段を１対１の関係に配設していて、複数の発光ダイオードチップ全体が一つの照明装置として要求される光学特性を満足するように配慮している。そのため、配光特性を制御することができたとしても、光度の点については基本的に特許文献１と同様であって、より一層高光度の光出力に対する要求に応えることができない。また、発光ダイオードと光学制御手段を１対１の関係で用いるので、構造が複雑化するばかりか、埋込型標識灯の地面から突出する部分を極小化するという要求に応えることもできない。
【０００８】
他方、例えば空港用埋込型標識灯では、加えて所定の配光特性を満足しなければならない。複数の発光ダイオードを用いて所定光度の光出力を得る場合、一般に配光制御が困難であるという問題がある。
【０００９】
本発明は、反射鏡を用いて複数の発光ダイオードの発光を小さな断面積の部分に集光する発光ダイオード集光装置およびこれを用いた埋込型標識灯を提供することを目的とする。
【００１０】
また、本発明は、加えて地面から突出する部分を極小化するという要求に応える埋込型標識灯を提供することを他の目的とする。
【００１１】
さらに、本発明は、加えて配光制御が容易な発光ダイオード集光装置およびこれを用いた埋込型標識灯を提供することを他の目的とする。
【００１２】
【課題を達成するための手段】
請求項１の発明の発光ダイオード集光装置は、放物面反射鏡と；それぞれの光軸を放物面反射鏡の焦点に向けて集中するように配置された複数の発光ダイオードと；を具備していることを特徴としている。
【００１３】
本発明および以下の各発明において、特に指定しない限り用語の定義および技術的意味は次による。
【００１４】
＜放物面反射鏡について＞    放物面反射鏡は、その焦点に向かってそれぞれ発光を照射するように複数の発光ダイオードを配置するために、一部が除去された構成とされる。除去の程度は、適宜決定することができるが、放物面の光軸が境となる半分とするのが比較的都合がよい。しかし、要すれば、半分以下または半分以上を残すことができる。
【００１５】
放物面は、２次元および３次元のいずれかにおいて放物面形状を備えていればよい。２次元放物面構造としては、例えば鉛直方向に放物面であるが、水平方向には非放物面の平面反射特性を有するように形成することができる。３次元放物面構造は、光軸を中心としてその全周にわたり回転放物面の少なくとも一部の形状を呈する。
【００１６】
なお、放物面は、ガラス、プラスチックスまたは金属などからなる基材の表面に放物面を形成し、その表面に銀、アルミニウムなどの高反射率特性を有する金属の反射膜を被着することにより形成することができる。しかし、高反射率特性を有する金属自体で放物面反射面を形成してもよい。
【００１７】
また、放物面反射鏡は、反射面に透明性の被膜を形成してその耐久性を高めることができる。透明性の被膜は、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２などの金属酸化物やシリコーン、ポリエステルまたはエポキシなどのプラスチックスで形成することができる。
【００１８】
さらに、放物面反射鏡は、集光された光ビームが所望の投光方向に投射されるようにその光軸の方向が設定される。
【００１９】
＜複数の発光ダイオードについて＞    複数の発光ダイオードは、それぞれの光軸が放物面反射鏡の焦点を通過して放物面反射鏡に入射するように配置される。なお、発光ダイオードの「光軸」とは、発光ダイオードの配光特性の主ピークを通る軸線をいう。
【００２０】
本発明において、発光ダイオードの配光特性は、特段限定されない。しかし、配光特性が狭角であるほど集光効率が高くなるので好ましい。
【００２１】
複数の発光ダイオードの放物面反射鏡に対する配置は、焦点を中心とする円弧に沿って行なわれてもよいし、光軸に対して直交するまたは適当な角度をなす直線に沿って行なわれてもよい。後者の場合、平坦な配線基板に発光ダイオードを実装できる点で都合がよいが、放物面反射鏡の光軸からの離間度合に応じて発光ダイオードの取付角度を変える必要がある。すなわち、発光ダイオードの取付角度を管理しなければならない。
【００２２】
また、発光ダイオードは、その発光色が要求される色度に応じて選定される。発光ダイオード単体で所要の発光色が得られないとき、または所望により、複数色の発光を加色混光して所望の発光色を得るように構成することができる。例えば、白色光を得るには、ＲＧＢ３色発光の発光ダイオードを用いて、これらを同時にまたは時分割的に点灯すればよい。なお、後者の場合、時分割点灯であっても、人の眼の残像効果により白色光として感じることができる。しかし、単体で白色光を発光する発光ダイオード用いたり、または補色関係にある２色発光の２種類の発光ダイオードを用いて白色発光を得るようにした発光ダイオードを用いたりすることもできる。
【００２３】
さらに、複数種の発光色の発光ダイオードを備えている場合に、発光色ごとに選択的して点灯することにより、多色の標識光を切り換え可能に発生するように構成することもできる。
【００２４】
さらにまた、発光ダイオードは、砲弾形、表面実装形、集積形など多様な形態のものを用いることができる。なお、本発明において、「砲弾形」とは、プラスチックスレンズの内部に発光ダイオードチップを封入し、背面からリードワイヤが延在する構成である。「表面実装形」とは、延在するリードワイヤに代えて表面実装用の端子が背面およびまたは側面に形成されている。「集積形」とは、複数の発光ダイオードチップが単一の基板に配列されている構成である。
【００２５】
＜本発明のその他の構成について＞    本発明の必須構成要素ではないが、以下の構成を所望に応じて選択的に付加することにより、発光ダイオード集光装置としての性能が向上したり、機能を追加したりすることができる。
【００２６】
１．光路変更手段    放物面反射鏡から出射する光ビームを所望の方向へ投射するために光路変更手段を組み合わせることができる。光路変更手段としては、平面反射鏡、プリズムなどを用いることができる。
【００２７】
２．ユニット化    放物面反射鏡および複数の発光ダイオードを支持手段により所定の位置関係に固定してユニット化することができる。したがって、埋込型標識灯などに発光ダイオード集光装置を取り付けるには、ユニット単位で行うことが可能になる。
【００２８】
３．配線基板    複数の発光ダイオードを所定に配線するために、配線基板を用いることができる。複数の発光ダイオードが円弧状に配列される場合、配線基板にフレキシブルなものを採用すると配線が容易になる。これに対して、複数の発光ダイオードが直線状に配列される場合、配線基板に剛性なものを用いることができる。
【００２９】
４．発光ダイオード駆動回路    発光ダイオード駆動回路は、発光ダイオードを所定の光度で点灯させるための回路であるが、これを発光ダイオードと一体的に、例えば配線基板の背面に配設するなどにより、配置することができる。
【００３０】
５．整列体    整列体は、複数の発光ダイオードの配列を所定の位置関係に保持する手段であり、特に透明樹脂モールドレンズを備えた砲弾形発光ダイオードに好適である。また、複数の発光ダイオードを直線に沿って配置する場合に、発光ダイオードの取付角度を管理するのに好適である。さらに、整列体を熱良導体で形成することにより、発光ダイオードの放熱を促進して発光効率を高い状態に維持するのに寄与させることができる。
【００３１】
＜本発明の作用について＞    本発明においては、複数の発光ダイオードからそれぞれその光軸に沿って放射された光が放物面反射鏡の焦点を通過して放物面反射鏡に入射すると、反射して光軸に沿って集光された光ビームとなって出射する。その結果、複数の発光ダイオードの発光が放物面反射鏡により小さな断面積の部分に集光されて高光度の光ビームを得ることができる。したがって、得られた高光度の光ビームを多様な用途に利用することができる。
【００３２】
また、本発明の発光ダイオード集光装置は、集光に放物面反射鏡を用いるので、発光ダイオード集光装置を小形化できる。
【００３３】
さらに、放物面反射鏡と発光ダイオードとの間の距離は、自由に設定することができる。このため、発光ダイオードの使用数を増やして発光ダイオードを出光面に正対して配置する平面配置の発光ダイオード集光装置の場合より発光ダイオード集光装置のために許容される空間の範囲内に制限されるものの発光ダイオードの数を任意に設定することができる。このため、得られる光ビームの光度をより一層高光度にすることができる。
【００３４】
請求項２の発明の発光ダイオード集光装置は、請求項１記載の発光ダイオード集光装置において、放物面反射鏡は、光軸の片側ほぼ半分からなり；複数の発光ダイオードは、放物面反射鏡の光軸の他側に配置されている；ことを特徴としている。
【００３５】
本発明は、放物面反射鏡を用いて集光するのに好適な構成を規定している。すなわち、放物面反射鏡は、上記の構成であるから、コンパクトになり、また複数の発光ダイオードをその光軸が放物面反射鏡の焦点を通過するように配置しやすくなる。
【００３６】
請求項３の発明の発光ダイオード集光装置は、複数の単位放物反射面を備えた放物面反射鏡と；それぞれの光軸を放物面反射鏡における所定の単位放物反射面の焦点に向けて配置された複数の発光ダイオードと；を具備していることを特徴としている。
【００３７】
本発明は、得られる光ビームの配光を所望に制御するのに好適な構成を規定している。
【００３８】
＜放物面反射鏡について＞    放物面反射鏡は、マトリクス状の広がりを有していて、全体を行および列に見立てたときに、その行および列の少なくともいずれか一方において複数の単位放物反射面を構成している。したがって、放物面反射鏡を以下に列挙するそれぞれの態様として選択的に構成することができる。
【００３９】
▲１▼行単位で一つの単位放物反射面を構成している態様
この態様の場合、所望の配光特性を満足するように行単位の単位放物反射面ごとに主として光軸の向きを個別に設定することができる。これにより、鉛直面内における配光特性を制御することができる。
【００４０】
▲２▼列単位で一つの単位放物反射面を構成している態様
この態様の場合、所望の配光特性を満足するように列単位の単位放物反射面ごとに主として光軸の向きを個別に設定することができる。これにより、水平面内における配光特性を制御することができる。
【００４１】
▲３▼行および列の交点ごとに一つの単位放物反射面を構成している態様
この態様の場合、所望の配光特性を満足するように単一の単位放物反射面ごとに主として光軸の向きを個別に設定することができる。これにより、被投射空間をマトリクス状に分割して行および列の交点ごとに配光制御することができる。したがって、鉛直および水平面内における配光特性をきめ細かく、すなわち配光制御の要求レベルが非常に高い場合であっても正確に制御することができる。
【００４２】
▲４▼全体の一部分が行または列の単位で一つの単位放物反射面を構成しているとともに、残余の部分が反対に列または行の単位で一つの単位放物反射面を構成している態様
この態様の場合、放物面反射鏡の一部分が鉛直または水平面内における配光特性を制御し、残余の部分が水平または鉛直面内における配光特性を制御することにより、所望の配光特性を満足させることができる。これにより、鉛直および水平面内における配光特性を制御することができる。
【００４３】
▲５▼全体の一部分が行または列の単位で一つの単位放物反射面を構成しているが、残余の部分が行および列ごと一つの単位放物反射面を構成している態様
この態様の場合、放物面反射鏡の一部分により所望の配光特性を満足するように行および列にの交点単位で単位放物反射面を構成することにより、被投射空間をマトリクス状に分割して行および列の交点ごとに配光を制御し、残余の部分が水平または鉛直面内における配光特性を制御することにより、所望の配光特性を満足させることができる。これにより、例えば精密に配光制御を行なう必要のある領域を放物面反射鏡の行および列の交点単位で配光を制御し、その他の領域を行または列の単位で単位放物反射面ごとに主として光軸の向きを個別に設定して配光制御することができる。したがって、鉛直および水平面内における配光特性を所望の領域をきめ細かく制御し、その他の領域を一般的な精度において所望に制御することができる。
【００４４】
＜複数の発光ダイオードについて＞    複数の発光ダイオードは、放物面反射鏡に対向してマトリクス状に配置され、それぞれの光軸が放物面反射鏡の異なる所定の単位放物反射面に、その焦点を経由して当たるように配置されるが、個々の発光ダイオードの単位放物反射面との対応関係については、例えば放物面反射鏡の態様に応じて以下のように構成することができる。
【００４５】
上記の▲１▼の態様の場合    複数の発光ダイオードを行単位でその光軸が一つの単位放物反射面に、その焦点を経由して当たるように配置することができる。
【００４６】
上記の▲２▼の態様の場合    複数の発光ダイオードを列単位でその光軸が一つの単位放物反射面に、その焦点を経由して当たるように配置することができる。
【００４７】
上記の▲３▼の態様の場合    複数の発光ダイオードを、その光軸が行および列の交点単位で単位放物反射面に、その焦点を経由して当たるように配置することができる。
【００４８】
上記の▲４▼の態様の場合    複数の発光ダイオード全体の一部分が行または列の単位で、その光軸が一つの単位放物反射面に、その光軸を経由して当たるように配置し、残余の部分が反対に列または行の単位で一つの単位放物反射面に、その焦点を経由して当たるように配置することができる。
【００４９】
上記の▲５▼の態様の場合    複数の発光ダイオード全体の一部分が行または列の単位で一つの単位放物反射面に、その光軸を経由して当たるように配置し、残余の部分が行および列の交点単位で単位放物反射面に、その光軸を経由して当たるように配置することができる。
【００５０】
次に、複数の発光ダイオードの配列について説明する。複数の発光ダイオードは、同一平面に配置するだけでなく、前後に位置をずらしたり、曲面に沿ったりして配置することもできる。また、複数の発光ダイオードは、放物面反射鏡の一つの単位放物反射面に対して一対一または一対複数の関係に配置することができる。
【００５１】
そうして、本発明においては、上記の構成を具備していることにより、配光制御が容易なので、要求の厳しい配光特性であってもこれを満足させることができる。
【００５２】
また、本発明は、標識灯、照明器具など多様な用途に適応する。
【００５３】
請求項４の発明の埋込型標識灯は、地面に露出する面に投光窓を備えた埋込型標識灯本体と；放物面反射鏡から得られる平行光が投光窓を経由して外部へ投射されるように埋込型標識灯本体の内部に収納された請求項１ないし３のいずれか一記載の発光ダイオード集光装置と；を具備していることを特徴としている。
【００５４】
＜埋込型標識灯について＞    埋込型標識灯は、路面などの地面内に埋設されて主として上面が地面に露出して上面に配設された透孔窓から標識光を投射するように構成されている。なお、埋込型標識灯の側面の一部が路面に露出していても全体として路面に埋設されていれば許容される。多くの場合、埋込型標識灯は、その上部を車両が走行できるように所要の強度が付与されている。しかし、この点は、本発明において必須要件ではない。また、埋込型標識灯の用途は、空港用、道路用など多様な用途のいずれであってもよい。しかし、本発明の埋込型標識灯は、それがどのような形態および用途であったとしても、光源として発光ダイオード集光装置が用いられている点で共通している。なお、空港用の埋込型標識灯の場合、たとえば滑走路中心線灯、誘導路中心線灯などに適用することができる。
【００５５】
＜標識灯本体について＞    「埋込型標識灯本体」とは、埋込型標識灯から発光ダイオード集光装置を除いた残余の部分をいう。埋込型標識灯本体は、灯体および基台などのオプション的な構成部材を含む。灯体は、少なくとも発光ダイオード集光装置を収納するために、内部空間を備えているとともに、内部空間に連通する投光窓を上面に備えている。
【００５６】
内部空間は、少なくとも後述する発光ダイオード集光装置を収納し、これに電源を接続するために必要な大きさでなければならない。また、内部空間を利用して発光ダイオード集光装置を取り付けるように構成されている。内部空間に発光ダイオード集光装置を収納するために、灯体は、好適には上部灯体および下部灯体からなり、両灯体を着脱可能に覆合する構成を採用している。埋込形標識灯の場合、上部灯体は、地面に露出するが、下部灯体は、直接地面に埋設されるか、地面に埋設される基台内に収納されることにより、間接的に地面に埋設される。そして、上部灯体には透孔窓が配設される。発光ダイオード集光装置は、上部灯体および下部灯体のいずれに取り付けてもよい。
【００５７】
投光窓は、埋込型標識灯本体の灯体の内部空間に光学的に連通して、発光ダイオード集光装置から得られる光ビームを埋込型標識灯としての所定の配光特性で埋込型標識灯から外方へ投射するために寄与する。また、投光窓は、埋込型標識灯本体の灯体の内外を液密に遮蔽するための投光窓手段を備えている。投光窓手段は、光学的に素通しの窓ガラスなどからなる透明体、標識光を低仰角で出射するように光を屈折するプリズムおよび集光または分散作用を呈するレンズなどの一種または複数種の複合体により構成することができる。また、投光窓は、埋込型標識灯本体の灯体に必要に応じて複数たとえば２個を互い違いや適当な角度を付与して対向するように配設することができる。
【００５８】
また、埋込型標識灯本体の灯体は、以上の構成に加えて外部から電源を導入するための電源導入部、埋込型標識灯を設置するための取付部などを具備することができる。
【００５９】
さらに、オプション的な構成部材としては、基台、調整リング、アダプタおよび間座などがある。これらの構成部材は、所望により選択的に用いられる。基台は、その上端が開放した円筒状の箱状をなしていて、予め地面に開放端が露出した状態で埋設され、地中に埋設された配線ケーブルに接続する。また、開放端には埋込型標識灯本体の灯体の周縁を直接または間接的に支承する支承周段部を備えている。したがって、灯体は、その周縁を基台の支承段部に直接または間接的に支承された状態で開放端に着脱可能に装着される。
【００６０】
調整リングは、灯体を水平面内の取り付け方向を所望に調整して基台に取り付ける際に用いると効果的である。また、アダプタは、基台と灯体との間に介在して配管工法による電源接続方式を、灯体を交換するのに好適な電源接続方式に転換する手段である。間座は、路盤（地面）を嵩上げした場合などに、基台が路面から深い位置にあるときに用いられ、基台側の灯体の取り付け部を高くするのに用いられる。
【００６１】
＜本発明のその他の構成について＞    本発明の必須構成要件ではないが、以下の構成を所望により付加することができる。
【００６２】
１．カラーフィルタ    標識光に所定の色を付与するために、カラーフィルタを配設することができる。一般的にはカラーフィルタは、投光窓の内面に配設されるが、本発明においては放物面反射鏡から光ビームが得られるので、所望により発光ダイオード集光装置の放物面反射鏡と投光窓の内面とを結ぶ光ビームの経路における所望の位置に配設することができる。
【００６３】
２．カットアウト装置    多数の埋込型標識灯を定電流電源に対して直列接続する場合に、光源が不点になったときに残余の埋込型標識灯が連鎖的に不点になるのを防止するために、カットアウト装置を埋込型標識灯に配設することができる。カットアウト装置としては、非直線抵抗体を主体とするフィルムカットアウトが一般的に用いられているが、電子回路により構成されたものであってもよい。
【００６４】
＜本発明の作用について＞    本発明においては、上記の構成を具備していることにより、埋込型標識灯に必要な程度に高い光度を容易に得られる。また、所望数の発光ダイオードの有する狭角配光を利用して高効率で集光された光ビームを得ることができるので、埋込型標識灯に必要な配光特性を有する低仰角の光照射を容易に行うことができる。さらに、所要数の発光ダイオードを用いていても埋込形標識灯のサイズが大きくならない。
【００６５】
請求項５の発明の埋込型標識灯は、地面に露出する面に投光窓を備えた埋込型標識灯本体と；放物面反射鏡から得られる光ビームが投光窓を経由して外部の異なる方向へ投射されるように埋込型標識灯本体の内部に収納された複数組の請求項１ないし３のいずれか一記載の発光ダイオード集光装置と；を具備していることを特徴としている。
【００６６】
本発明は、複数組の発光ダイオード集光装置を用いて所望の配光特性を得るのに好適な構成を規定している。
【００６７】
複数組の発光ダイオード集光装置は、同一の集光特性または異なる集光特性を有するものを用いることができる。しかし、本発明においては、同一の集光特性を有する複数組の発光ダイオード集光装置を用いても多様な配光特性を実現できる。その意味において、請求項１および２の発光ダイオード集光装置が特に好適である。また、同一の集光特性を有する発光ダイオード集光装置を用いて鉛直面および水平面にわたる所望の配光特性を実現できるので、構造が簡単になり、また設計が容易になる。
【００６８】
本発明における好適な構成例は、次のとおりである。鉛直面の配光を発光ダイオード集光装置により光ビームとして確保し、水平面の配光を複数の発光ダイオード集光装置の光軸を左右に広げて設定することにより、横長の配光特性を実現することができる。
【００６９】
しかし、本発明によれば、所望により発光ダイオード集光装置により水平面配光を確保し、複数の発光ダイオード集光装置の間で鉛直面の配光を設定することもできる。
【００７０】
そうして、本発明においては、複数組の発光ダイオード集光装置を組み合わせたので、鉛直面および水平面のいずれにおいても所望の配光特性を有する埋込型標識灯を得ることができる。
【００７１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００７２】
図１および図２は、本発明の発光ダイオード集光装置およびこれを用いた埋込型標識灯における第１の実施の形態を従来例とともに示し、図１は平面図、図２は図１のＩＩ−ＩＩ´線に沿う断面を中央で分割して左半分に本実施の形態を、右半分に従来例を、それぞれ示す断面図である。
【００７３】
各図において、１は発光ダイオード集光装置、ＭＬは埋込型標識灯で、いずれも本発明の実施の形態である。なお、ＰＡは従来例の発光ダイオード集光装置である。
【００７４】
＜発光ダイオード集光装置１＞    発光ダイオード集光装置１は、放物面反射鏡１ａおよび複数の発光ダイオード１ｂからなる。
【００７５】
放物面反射鏡１ａは、鉛直面において光軸から上半分の方物面を有し、また水平面すなわち図と直交する方向において平面反射鏡をなしている。なお、ｆは、放物面反射鏡１ａの焦点である。
【００７６】
複数の発光ダイオード１ｂは、砲弾形であり、それぞれの光軸１ｂ１が放物面反射鏡１ａの焦点ｆに収斂するように、焦点ｆを中心とする円弧に沿って分散して配列されている。すなわち、各発光ダイオード１ｂは、その光軸１ｂ１が配置位置における円弧の垂線に沿うように取り付けられる。
【００７７】
また、この実施の形態において、複数の発光ダイオード１ｂとして鉛直面内において４個の発光ダイオード１ｂが用いられている。なお、図に対して直交する水平面においては、所望の幅の光ビームを得るのに必要な任意個数の発光ダイオードが配列される。
【００７８】
そうして、複数の発光ダイオード１ｂからは、それぞれの光軸光１ｂ１をピークとする狭角配光の発光が放物面反射鏡１ａの焦点ｆに向かって出射される。複数の発光ダイオード１ｂから出射された光が放物面反射鏡１ａに入射すると、放物面反射鏡１ａの表面で反射して断面が小さな面積の光ビームに集光されて出射する。
【００７９】
これに対して、従来例の発光ダイオード集光装置ＰＡは、出射すべき方向であるプリズム１３の入光面にそれぞれの光軸を向けて複数、例えば２個の発光ダイオード１ｂを単に整列することにより構成されている。したがって、所与の面積の部分に光ビームを得る場合、当該面積に配置可能な発光ダイオードの最大数により得られる光ビームの光度が決定される。
【００８０】
＜埋込型標識灯ＭＬ＞    埋込型標識灯ＭＬは、埋込型標識灯本体１００および発光ダイオード集光装置１からなる。なお、２１は地面である。
【００８１】
埋込型標識灯本体１００は、灯体１０からなる。灯体１０は、上部灯体１１および下部灯体１２を主体として構成されていて、内部空間１０ａを備えている。なお、図中、符号１３はプリズム、１４は押さえ枠である。
【００８２】
上部灯体１１は、その上面に膨出部１１ａ、光導出溝１１ｂおよび投光窓１１ｃを備えている。膨出部１１ａは、中央に円形の平坦な頂面および頂面から上部灯体１１の周縁にわたる円錐斜面からなる切頭円錐形状をなして上部灯体１１の上面に画成されている。なお、光導出溝１１ｂは、その所望数を配設することができる。そして、光導出溝１１ｂは、膨出部１１ａの切頭円錐斜面に開口するとともに、灯体１０の内部空間１０ｂに連通している。投光窓１１ｃは、光導出溝１１ｂと灯体１０の内部空間１０ｂとの連通部に配設されていて、透孔窓手段としてプリズム１３が図示しないガスケットおよび押さえ枠１４により上部灯体１１に液密に固着されている。また、灯体１０の周縁部には、上部灯体１１および下部灯体１２を結合して灯体１０を形成する複数のボルト挿通孔１０ｃが形成されている。
【００８３】
下部灯体１２は、皿状をなしていて、スタッドボルトおよび袋ナット（いずれも図示しない。）によって上部灯体１１の下面に液密に覆合され、上部灯体１１と協働して内部空間１０ａを形成している。また、図示していないが、電源を内部空間１０ａに導入するための端子台が配設される。
【００８４】
発光ダイオード集光装置１は、灯体１０の内部空間１０ａ内に配設され、発光ダイオード集光装置１から出光した光ビームがプリズム１３の入光面の大きさに集光されて図１において斜め左上側へ向けて出射され、プリズム１３の入光面に入光する。プリズム１３内を透過して出光面から出光する過程で光ビームは屈折して透孔窓１１ｃから導光溝１１ｂを通過して標識光として低仰角で灯体１０から外部へ投射される。
【００８５】
以下、図３ないし図８を参照して本発明の発光ダイオード集光装置および埋込型標識灯における他の実施の形態について説明する。各図において、図１および図２と同一部分については同一符号を付して説明は省略する。
【００８６】
図３および図４は、本発明の発光ダイオード集光装置および埋込型標識灯における第２の実施の形態を示し、図３は左半分が灯体内部における発光ダイオード集光装置の配置を示し、右半分が平面を示す中央断面平面図、図４は図３のＩＶ−ＩＶ´線に沿う断面の左半分を示す中央断面図である。
【００８７】
本実施の形態は、３組の発光ダイオード集光装置１、１´が配置されている点で異なる。３組の発光ダイオード集光装置１、１´は、そのいずれも鉛直面における構成が同一であるが、水平面における構成が発光ダイオード集光装置１と１´とで異なっている。
【００８８】
発光ダイオード集光装置１は、放物面反射鏡１ａが水平面内において長く形成されていて、プリズム１３の入光面に正対するように配置されている。また、発光ダイオード１ｂが水平面内おいて１行が５個、鉛直面内において４個、合計２０個配設されている。
【００８９】
これに対して、発光ダイオード集光装置１´は、水平面内において発光ダイオード集光装置１の両側にそれぞれ１組づつ配置され、放物面反射鏡１ａが水平面内において短く形成されていて、かつ、放物面反射鏡１ａの光軸がプリズム１３の光軸と交差するようにプリズム１３の入光面に対してそれぞれ反対側へ傾斜して配置されている。そして、それぞれ発光ダイオード１ｂが水平面内おいて１行が１個、鉛直面内において４個、合計４個配設されている。
【００９０】
そうして、本実施の形態においては、上記の構成を備えているため、中央部の主配光部分を発光ダイオード集光装置１が担当し、水平方向両側に伸びた配光部分を左右一対の発光ダイオード集光装置１´が担当することができるので、水平方向に細長く伸びた配光特性が得られる。このため、空港用埋込型標識灯として好適な配光特性となる。
【００９１】
図５は、本発明の埋込型標識灯における第３の実施の形態を示す断面図である。
【００９２】
本実施の形態は、放物面反射鏡１ａが複数行、例えば３行の単位放物反射面１ａ１を備えて構成されている点で異なる。すなわち、放物面反射鏡１ａの各行の単位放物反射面１ａ１は、図と直交する方向にそれぞれ延在している。
【００９３】
これに対して、複数の発光ダイオード１ｂは、複数行、例えば３行のマトリクス状に配列されていて、それぞれの行の発光ダイオード１ｂが、その光軸が放物面反射鏡１ａにおけるそれぞれの行の単位放物反射面１ａ１にその焦点を経由して当たるように関係付けられている。
【００９４】
また、本実施の形態において、埋込型標識灯本体１００は、灯体１０および発光ダイオード集光装置１に加えて基台２０を含んでいる。基台２０は、予め路面２１に接着剤層２２を介して埋設され、灯体１０を着脱可能に支持する。そして、上端が開口した皿状をなしていて、開口部に周段部２０ａを備えていて、灯体１０の周縁部を支承する。
【００９５】
また、基台２０は、図示を省略している電源導入部、電源端子台および周段部に形成した通孔などを備えている。電源導入部は、定電流電源から延在する直列接続の配線を基台２０内に導入する。電源端子台は、上記配線に接続し、さらに灯体１０の受電端子（図示しない。）に接続される。通孔にはスタッドボルト（図示しない。）が挿通されて、その脚部先端が周段部から突出した状態で、灯体１０の対向する通孔をスタッドボルトに挿通し、さらに袋ナット（図示しない。）をねじ込むことにより灯体１０を固着する。そして、基台２０と灯体１０との間は、ＯリングからなるパッキンＰにより液密にシールされている。
【００９６】
なお、灯体１０の下部灯体１２の下面には複数の放熱フィン１２ａが形成され、複数の発光ダイオード１ｂの発生熱を基台２０内に放散しやすくしている。
【００９７】
そうして、本実施の形態においては、上記の構成を具備していることにより、単位放物反射面の単位でその光軸の向きを個別に設定することで配光を所望に制御することが可能になる。
【００９８】
図６は、本発明の発光ダイオード集光装置および埋込型標識灯における第４の実施の形態の発光ダイオード群を示し、図６（ａ）は断面図、図６（ｂ）は平面図である。
【００９９】
本実施の形態は、複数の砲弾形の発光ダイオードを高密度に配置するのに好適な第１の例である。すなわち、第１および第２の配線基板２Ａ、２Ｂを用いて複数、例えば１４個の砲弾形の発光ダイオード１ｂを前後２段、各段２列に分けて配置する構成である。
【０１００】
第１の配線基板２Ａは、前段の発光ダイオード１ｂＡを小孔２ａを間に挟んで２列に実装する。第２の配線基板２Ｂは、後段の発光ダイオード１ｂＢの頭部が第１の配線基板２Ａの小孔２ａに当接するように２列に実装する。
【０１０１】
そうして、発光ダイオード群は、これを前方からみると、発光ダイオードの外径より小さな間隔で高密度に実装される。発光ダイオードは、頂部の中心部から主として発光するので、発光が実質的に遮断されることはない。
【０１０２】
図７は、本発明の発光ダイオード集光装置および埋込型標識灯における第５の実施の形態の発光ダイオード群を示し、図７（ａ）は断面図、図７（ｂ）は平面図である。
【０１０３】
本実施の形態は、複数の発光ダイオードを高密度に配置するのに好適な第２の例である。すなわち、単一の配線基板２に高低２種類の発光ダイオード１ｂＣ、１ｂＤを組み合わせて高密度に配置する構成である。
【０１０４】
発光ダイオード１ｂＣは、砲弾形の発光ダイオードからなり、背の高いものである。発光ダイオード１ｂＤは、小形面実装形からなり、背の低いものである。そして、発光ダイオード１ｂＣと１ｂＤを交互に配列して配線基板２に実装している。
【０１０５】
そうして、本実施の形態においては、高低２種類の発光ダイオード１ｂＣ、１ｂＤが互いに一部重なりながら実装されていても、発光ダイオードからの発光は中心部から行われるので、発光が実質的に遮断されることはない。
【０１０６】
図８は、本発明の発光ダイオード集光装置および埋込型標識灯における第６の実施の形態の発光ダイオード群を示し、図８（ａ）は断面図、図８（ｂ）は平面図である。
【０１０７】
本実施の形態は、複数の発光ダイオードを高密度に配置するのに好適な第３の例である。すなわち、単一の配線基板２に発光ダイオードを高低２段に実装して高密度に配置する構成である。
【０１０８】
発光ダイオード１ｂは、いずれも砲弾形の発光ダイオードからなる。そして、隣接する発光ダイオード１ｂを交互に高低に分けて実装している。すなわち、高い位置に実装するには、リードワイヤが配線基板２の表面上に露出させる。これに対して、低い位置に実装するには、リードワイヤが配線基板２の表面上に露出しないようにする。なお、図８（ｂ）は、高低の発光ダイオードを識別しやすくするために、低い方の発光ダイオード１ｂを小丸で表してある。
【０１０９】
そうして、本実施の形態においては、上記の構成であることにより、同一種類の発光ダイオード１ｂであっても、隣接するもの同士が互いに一部重なりながら実装されても、発光ダイオードからの発光は中心部から行われるので、発光が実質的に遮断されることはない。
【０１１０】
なお、以上図６ないし図８を参照しながら説明した発光ダイオードの高密度実装の３つの好適な例において、前側に位置する発光ダイオードと、後側に位置する発光ダイオードとを前方から見て一直線上に配列するだけでなく、前側の発光ダイオードの列と列の間に後側の発光ダイオードの列が位置するようにずらして配置してもよく、そうすればより一層の高密度実装を行うことが可能になる。
【０１１１】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、それぞれの光軸を放物面反射鏡の焦点に向けて集中するように配置された複数の発光ダイオードを具備していることにより、反射鏡を用いて複数の発光ダイオードの発光を小さな断面積の部分に集光する発光ダイオード集光装置を提供することができる。
【０１１２】
請求項２の発明によれば、加えて光軸の片側ほぼ半分からなる放物面反射鏡の光軸の他側に複数の発光ダイオードが配置されていることにより、コンパクトになり、また複数の発光ダイオードをその光軸が放物面反射鏡の焦点を通過するように配置しやすくなる発光ダイオード集光装置を提供することができる。
【０１１３】
請求項３の発明によれば、複数の単位放物反射面を備えた放物面反射鏡における所定の単位放物反射面の焦点にそれぞれの光軸を向けて配置された複数の発光ダイオードを具備していることにより、配光制御が容易なので、要求の厳しい配光特性であってもこれを満足させる発光ダイオード集光装置を提供することができる。
【０１１４】
請求項４の発明によれば、放物面反射鏡から得られる光ビームが投光窓を経由して外部へ投射されるように埋込型標識灯本体の内部に収納された請求項１ないし３のいずれか一記載の発光ダイオード集光装置を具備していることにより、所要の配光特性を有する低仰角の光照射を所要の程度に高い光度で行うとともに、所要数の発光ダイオードを用いていてもサイズが大きくならない埋込型標識灯を提供することができる。
【０１１５】
請求項５の発明によれば、放物面反射鏡から得られる光ビームが投光窓を経由して外部の異なる方向へ投射されるように埋込型標識灯本体の内部に収納された複数組の請求項１ないし３のいずれか一記載の発光ダイオード集光装置を具備していることにより、鉛直面および水平面のいずれにおいても所望の配光特性を有する埋込型標識灯を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の発光ダイオード集光装置およびこれを用いた埋込型標識灯における第１の実施の形態を従来例とともに示す平面図
【図２】同じく図１のＩＩ−ＩＩ´線に沿う断面を中央で分割して左半分に本実施の形態を、右半分に従来例を、それぞれ示す断面図
【図３】本発明の発光ダイオード集光装置および埋込型標識灯における第２の実施の形態の左半分が灯体内部における発光ダイオード集光装置の配置を示し、右半分が平面を示す中央断面平面図
【図４】図３のＩＶ−ＩＶ´線に沿う断面の左半分を示す中央断面図
【図５】本発明の埋込型標識灯における第３の実施の形態を示す断面図
【図６】本発明の発光ダイオード集光装置および埋込型標識灯における第４の実施の形態の発光ダイオード群を示し、図６（ａ）は断面図、図６（ｂ）は平面図
【図７】本発明の発光ダイオード集光装置および埋込型標識灯における第５の実施の形態の発光ダイオード群を示し、図７（ａ）は断面図、図７（ｂ）は平面図
【図８】本発明の発光ダイオード集光装置および埋込型標識灯における第６の実施の形態の発光ダイオード群を示し、図８（ａ）は断面図、図８（ｂ）は平面図
【符号の説明】
１…発光ダイオード集光装置、１ａ…放物面反射鏡、１ｂ…発光ダイオード、１０…灯体、１０ａ…内部空間、１１…上部灯体、１１ａ…膨出部、１１ｂ…光導出溝、１１ｃ…投光窓、１２…下部灯体、１３…プリズム、１４…押さえ枠、１００…埋込型標識灯本体、ＭＬ…空港用埋込形標識灯
【図１】
2004218290.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2004218290.tif 000007
【図６】
2004218290.tif 000008
【図７】
2004218290.tif 000009
【図８】
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