JP7650158B2 - Luminous tacks and luminous tack systems - Google Patents
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Description
本発明は、発光鋲及び発光鋲システムに関する。 The present invention relates to a luminous tack and a luminous tack system.
近年、車両運転者や歩行者の視線誘導を行う地面に埋設された埋込型標識灯の光源として、LED(Light Emitting Diode)素子を用いた埋込型標識灯が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。 In recent years, embedded marker lights using LED (Light Emitting Diode) elements have been proposed as light sources for embedded marker lights that are embedded in the ground to guide the line of sight of vehicle drivers and pedestrians (see, for example, Patent Document 1).
特許文献1に記載された埋込型標識灯は、地面に埋設された金属製の筐体と、筐体の凹部の底面に水平に配置された基板と、基板に環状に実装され、基板に垂直な方向に光軸を有する複数のLED素子と、各LED素子から出射された光が入射する環状の入射面、入射面に入射した光を反射する環状の反射面、及び反射面で反射された光を出射する環状の出射面を有するレンズとを備え、レンズの出射面から水平全周方向に光が出射するように構成されている。 The recessed marker lamp described in Patent Document 1 comprises a metal housing buried in the ground, a board arranged horizontally on the bottom surface of the recess in the housing, a number of LED elements mounted in a ring shape on the board and having an optical axis perpendicular to the board, and a lens having an annular entrance surface onto which light emitted from each LED element is incident, an annular reflective surface that reflects the light incident on the entrance surface, and an annular exit surface that exits the light reflected by the reflective surface, and is configured to emit light in all directions horizontally from the exit surface of the lens.
埋込型標識灯として、道路に設置される発光鋲(以下「道路鋲」ともいう。)は、主に車両運転者の視線誘導を行い、縁石に設置される発光鋲(以下「縁石鋲」ともいう。)は、主に歩行者の視線誘導を行う。道路鋲と縁石鋲とでは、垂直面における望ましい光の出射方向が異なってくることから、道路鋲用のレンズと縁石鋲用のレンズで形状を異ならせる必要があるが、レンズが大型であるため、コスト高を招くおそれがある。また、水平全周方向に出射する必要がない場合に、水平全周方向に出射するレンズを用いると、必要でないレンズ部分が生じてしまう。 As recessed marker lights, luminous studs (hereinafter also referred to as "road studs") installed on roads mainly guide the driver's line of sight, while luminous studs (hereinafter also referred to as "curb studs") installed on curbs mainly guide the pedestrian's line of sight. Because the desired light emission direction in the vertical plane differs between road studs and curb studs, it is necessary to make the lenses for road studs and curb studs different in shape, but the lenses are large and this may lead to high costs. Also, when it is not necessary to emit light in the entire horizontal direction, using a lens that emits light in the entire horizontal direction results in unnecessary lens parts.
本発明の課題は、複数のレンズの組合せにより用途に応じた配光特性を得ることができる発光鋲及び発光鋲システムを提供することにある。 The objective of the present invention is to provide a light-emitting stud and a light-emitting stud system that can obtain light distribution characteristics according to the application by combining multiple lenses.
[1]水平に配置される基板と、
前記基板に実装され、前記基板に垂直な方向に光軸を有する発光素子と、
前記発光素子から出射された光を集光する集光レンズ部、前記集光レンズ部を介して入射した光を反射する反射面、及び前記反射面で反射した光を前記発光素子の前記光軸とは異なる方向に出射する第1出射面を有し、前記集光レンズ部の光軸が前記発光素子の光軸に一致するように配置された1次レンズと、
水平に配置され、前記1次レンズの前記第1出射面から出射された光に所定の配光特性を付与して第2出射面から出射する2次レンズとを備え、
前記2次レンズは、中央部と、前記中央部の周辺であって前記第2出射面が形成された傾斜部とを有し、
前記発光素子及び前記1次レンズは、前記2次レンズの前記中央部の中心を前記基板に垂直な方向に通る中心軸に対して偏心して配置され、
前記1次レンズは、前記第1出射面から出射する光のうち最大光強度の光線が水平に対して正の第1の角度となるように前記第1出射面から光を出射し、
前記2次レンズが付与する前記所定の配光特性は、最大光強度の光線が水平に対して前記第1の角度よりも小さい正の第2の角度となるものである発光鋲。
[2]前記1次レンズは、その頭頂が前記2次レンズの前記中央部の下面よりも上方に突出している前記[1]に記載の発光鋲。
[3]前記発光素子、前記1次レンズ、及び前記2次レンズの前記第2出射面は、一対の前記発光素子、前記1次レンズ、及び前記2次レンズの前記第2出射面であり、一対の前記発光素子、前記1次レンズ、及び前記2次レンズの前記第2出射面のそれぞれは、前記2次レンズの前記中心軸を介して互いに対向して配置されている前記[1]又は[2]に記載の発光鋲。
[4]前記発光素子は、前記基板に所定の方向に配列されて実装された複数の前記発光素子であり、
前記集光レンズ部は、単一の部材で構成され、前記所定の方向に同一の断面形状を有する前記[1]に記載の発光鋲。
[5]前記[1]から[4]のいずれか1つに記載の発光鋲を第1の場所に適用した第1の発光鋲と、
前記[1]から[4]のいずれか1つに記載の発光鋲を第2の場所に適用した第2の発光鋲と、を備え、
前記第1の発光鋲及び前記第2の発光鋲は、前記2次レンズの前記配光特性が異なる発光鋲システム。
[6]前記第1の発光鋲及び前記第2の発光鋲は、前記2次レンズに対する前記1次レンズの相対的位置が異なる前記[5]に記載の発光鋲システム。
[1] A substrate arranged horizontally;
a light emitting element mounted on the substrate and having an optical axis perpendicular to the substrate;
a primary lens having a condenser lens portion that condenses light emitted from the light-emitting element, a reflecting surface that reflects light incident through the condenser lens portion , and a first exit surface that emits the light reflected by the reflecting surface in a direction different from the optical axis of the light-emitting element, the primary lens being arranged such that the optical axis of the condenser lens portion coincides with the optical axis of the light-emitting element ;
a secondary lens that is horizontally disposed and that imparts a predetermined light distribution characteristic to the light emitted from the first exit surface of the primary lens and emits the light from a second exit surface ;
the secondary lens has a central portion and an inclined portion around the central portion, the inclined portion having the second exit surface formed thereon;
The light emitting element and the primary lens are disposed eccentrically with respect to a central axis passing through a center of the central portion of the secondary lens in a direction perpendicular to the substrate,
the primary lens emits light from the first emission surface such that a light ray with maximum light intensity among the light emitted from the first emission surface forms a first positive angle with respect to the horizontal;
The predetermined light distribution characteristic imparted by the secondary lens is such that a light ray of maximum light intensity is at a second positive angle with respect to the horizontal that is less than the first angle .
[2] The light-emitting stud described in [1], wherein the top of the primary lens protrudes upward above the underside of the central portion of the secondary lens.
[3] The second exit surfaces of the light-emitting element, the primary lens, and the secondary lens are the second exit surfaces of a pair of the light-emitting element, the primary lens, and the secondary lens, and each of the second exit surfaces of the pair of the light-emitting element, the primary lens, and the secondary lens is arranged opposite to each other via the central axis of the secondary lens. The light-emitting stud described in [1] or [2].
[ 4 ] The light-emitting element is a plurality of light-emitting elements mounted on the substrate in an array in a predetermined direction,
The light-emitting stud according to [ 1 ], wherein the condenser lens portion is made of a single member and has the same cross-sectional shape in the predetermined direction.
[ 5 ] A first luminous tack obtained by applying the luminous tack according to any one of [1] to [ 4 ] to a first location;
A second luminous stud in which the luminous stud according to any one of [1] to [ 4 ] is applied to a second location,
A light-emitting tack system in which the first light-emitting tack and the second light-emitting tack have different light distribution characteristics of the secondary lens.
[ 6 ] The light-emitting stud system according to [ 5 ], wherein the first light-emitting stud and the second light-emitting stud have different relative positions of the primary lens with respect to the secondary lens.
請求項1、2に係る発明によれば、複数のレンズの組合せにより用途に応じた配光特性を得ることができ、集光レンズ部を有しない構成と比較して、光強度が高い光を出射することができ、発光素子から出射される光の垂直面における出射方向を段階的に傾けることで、発光素子から出射される光の利用効率を向上させることができる。
請求項3に係る発明によれば、必要な方向に2次レンズの出射面を形成するとともに、必要な方向に1次レンズを配置することができる。
請求項4に係る発明によれば、集光レンズが発光素子に対応して個別に設けられた場合と比較して、発光素子が配列される方向における発光素子の位置決め精度を緩くすることができる。
請求項5に係る発明によれば、2次レンズを変更することで第1の発光鋲及び第2の発光鋲から外部に出射する光の配光特性を変更することができる。
請求項6に係る発明によれば、1次レンズ又は2次レンズを共用化することが可能となる。
According to the inventions of
According to the third aspect of the present invention, the exit surface of the secondary lens can be formed in a necessary direction, and the primary lens can be disposed in a necessary direction.
According to the invention of
According to the invention as defined in
According to the sixth aspect of the present invention, it is possible to share the primary lens or the secondary lens.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、各図中、実質的に同一の機能を有する構成要素については、同一の符号を付してその重複した説明を省略する。 The following describes an embodiment of the present invention with reference to the drawings. In each drawing, components having substantially the same functions are given the same reference numerals and their repeated explanations are omitted.
[実施の形態の要約]
本実施の形態に係る発光鋲は、水平に配置される基板と、基板に実装され、基板に垂直な方向に光軸を有する発光素子と、発光素子から出射された光が入射する入射面、入射面に入射した光を反射する反射面、及び反射面で反射した光を発光素子の光軸とは異なる方向に出射する出射面とを有する1次レンズと、1次レンズの出射面から出射された光に所定の配光特性を付与して出射する2次レンズとを備える。
Summary of the embodiment
The light-emitting stud of this embodiment comprises a horizontally arranged substrate, a light-emitting element mounted on the substrate and having an optical axis perpendicular to the substrate, a primary lens having an incident surface into which light emitted from the light-emitting element is incident, a reflective surface which reflects the light incident on the incident surface, and an exit surface which emits the light reflected on the reflective surface in a direction different from the optical axis of the light-emitting element, and a secondary lens which imparts a predetermined light distribution characteristic to the light emitted from the exit surface of the primary lens and emits it.
発光素子は、レーザ、LED素子等が該当する。配光特性には、出射する光のうち最大光強度の光線の水平に対する角度や、垂直面における配光角及び水平面における配光角等が含まれる。 Light-emitting elements include lasers, LED elements, etc. Light distribution characteristics include the angle of the ray of maximum light intensity of the emitted light relative to the horizontal, the light distribution angle in the vertical plane, and the light distribution angle in the horizontal plane.
[第1の実施の形態]
図1は、本発明の第1の実施の形態に係る道路鋲の構成例を示す平面図、図2は、図1のA-A線断面図である。
[First embodiment]
FIG. 1 is a plan view showing an example of the configuration of a road stud according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA of FIG.
道路鋲1Aは、図1に示すように、中央線、車線、横断歩道等の道路標示として道路100に埋設され、所定の方向(図1ではx方向、以下「出射方向」という。)10に光を出射する。なお、出射方向10は、図1に示すx方向及びy方向の4方向でもよく、4方向のいずれかの1方向、2方向又は3方向でもよく、x方向及びy方向以外の方向を含んでもよく、5方向以上の複数の方向でもよい。道路鋲1Aは、発光鋲の一例である。
As shown in FIG. 1, the road stud 1A is embedded in the road 100 as a road marking such as a center line, a lane, or a crosswalk, and emits light in a predetermined direction (the x direction in FIG. 1, hereafter referred to as the "emission direction") 10. The
道路鋲1Aは、図1及び図2に示すように、道路100に埋設される筐体2と、筐体2に収容されるケース3と、ケース3内に水平に配置される基板4と、基板4の上面4aに実装され、基板4に垂直な方向に光軸5a(図6(a)参照)を有する複数(本実施の形態では7個)のLED素子5と、各LED素子5から出射された光を集光する集光レンズ部60、及び各LED素子5から集光レンズ部60を介して入射された光をLED素子5の光軸5aとは異なる方向に出射する1次レンズ部61を有する1次レンズ6と、1次レンズ6から出射された光に所定の配光特性を付与して出射する2次レンズ8Aとを備える。LED素子5は、発光素子の一例である。集光レンズ部60は、集光レンズの一例である。1次レンズ部61は、1次レンズの一例である。
As shown in Figs. 1 and 2, the road stud 1A includes a
筐体2は、ケース3を収容する下側凹部20と、受け面21aで2次レンズ8Aを受けて2次レンズ8Aを収容する上側凹部21とを有する。また、筐体2は、下側凹部20を形成する壁部22に、2次レンズ8Aをボルト9で固定するためのネジ穴22aが形成されている。また、筐体2は、軽量化と車両に踏まれても変形しない強度の両方を実現するため、複数の箇所にリブ23を有している。筐体2は、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金等の金属から形成されている。
The
ケース3は、基板4を収容する凹部30と、上面31aに基板4の下面4bが接触して基板4を支持する支持部31とを有する。ケース3は、軽量化の観点より、例えば、ポリカーボネート樹脂等の樹脂を用いて射出成形により形成するのが好ましい。なお、ケース3は、アルミニウム、アルミニウム合金等の金属から形成されてもよい。
The
基板4は、例えば、ガラス基材、エポキシ系・ポリエステル系コンポジット基材等の絶縁性を有する基材の表面に、銅箔等の金属からなる配線パターンを形成したプリント回路基板である。
The
複数のLED素子5は、基板4上に出射方向10に直交する方向(図1のy方向)に配列されて実装されている。
(1次レンズの構成)
1次レンズ6は、上述したように集光レンズ部60と、1次レンズ部61とを備える。1次レンズ6は、例えば、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂等の光透過性を有する材料から形成されている。
(Configuration of Primary Lens)
As described above, the
1次レンズ部61は、集光レンズ部60により集光された光が入射する入射面61aと、入射面61aに入射した光を反射する反射面61bと、反射面61bで反射した光をLED素子5の光軸5aとは異なる方向に出射する出射面61cとを有する。1次レンズ部61は、出射面61cから出射する光のうち最大光強度の光線Lcが水平に対して第1の角度θ1(例えば、30°)(図6(a)参照)となるように出射面61cから光を出射する。
The
1次レンズ部61の入射面61a及び出射面61cは、例えば、平面により構成されている。反射面61bは、例えば、入射した光が全反射するように1つ又は複数の外側に向けて凸状の曲面により構成されている。
The
1次レンズ6は、レンズホルダ7によって基板4に位置決めされている。レンズホルダ7は、1次レンズ6の入射面61aの出射方向10の幅に対応した間隔dを有する一対の立設部70a、70bと、一対の立設部70a、70bを基板4の下面4b側から固定する固定部71とを有する。1次レンズ6は、頭頂が道路100の表面よりも低い位置に配置されている。
The
(2次レンズの構成)
2次レンズ8Aは、環状の周縁部80と、周縁部80に接続された傾斜部81と、傾斜部81に接続され、周縁部80よりも高くなるように形成された中央部82とを備える。周縁部80は、ボルト9が取り付けられる凹状の座部80aが形成されている。また、車両が2次レンズ8Aの上を通過しても破損や変形するのを抑制するため、中央部82の厚さ(最大厚さ)を傾斜部81の厚さ(出射面81bに垂直な方向の最大厚さ)よりも厚くしている。2次レンズ8Aは、例えば、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂等の光透過性を有する材料から形成されている。
(Secondary Lens Configuration)
The
傾斜部81は、1次レンズ6の出射面61cから出射された光が入射する入射面81aと、入射面81aに入射した光を所定の配光特性で出射する出射面81bとを有する。
The
2次レンズ8Aの出射面81bは、例えば、垂直面(x-z面)における断面形状が外側に向けて凸状の曲面を有し、水平面(x-y面)における断面形状が外側に向けて凹状の曲面を有する。これにより垂直面(x-z面)における配光角θ23(図6(a)参照)を出射面81bが平面の場合よりも狭くすることができ、水平面(x-y面)における配光角θ24(図6(b)参照)を出射面81bが平面の場合よりも広くすることができる。なお、出射面81bは、上記の曲面に限られない。
The
2次レンズ8Aは、後述する図6(a)、(b)に示すように、水平面(x-y面)における配光角θ24(例えば、40°)が垂直面(x-z面)における配光角θ23(例えば、6°)よりも大きくなっている。なお、垂直面(x-z面)における配光角θ23は、水平面(x-y面)における配光角θ24よりも大きくてもよい。また、2次レンズ8Aは、後述する図6(a)に示すように、出射する光のうち最大光強度の光線Lcが水平に対して第1の角度θ1(例えば、30°)(図6(a)参照)よりも小さい第2の角度θ2(例えば、6°)になっている。
As shown in Figs. 6(a) and 6(b) to be described later, the
(LED素子の構成)
図3は、LED素子5が実装された基板4の一例を示す平面図である。複数のLED素子5は、赤色系の光(例えば、発光波長が約600~700nm)を出射する赤色系LED素子と、緑色系の光(例えば、発光波長が約510~580nm)を出射する緑色系LED素子と、青色系の光(例えば、発光波長が約420~505nm)を出射する青色系LED素子と、白色系の光を出射する白色系LED素子とを用いて構成されている。白色系LED素子は、例えば、青色系LED素子から出射された青色系の光を蛍光体により波長変換して黄色系の光と青色系の光とが混合されて白色系の光を出射する。各LED素子5の数は、各色の光強度の差から決めてもよい。例えば、1つの赤色LED素子、2つの緑色LED素子、2つの青色LED素子、2つの白色LED素子でもよい。各LED素子5を全部点灯させて全体として白色系の色で発光させたり、選択的に点灯して様々な各色の混合色で発光させてもよい。
(Configuration of LED element)
FIG. 3 is a plan view showing an example of the
なお、複数のLED素子5は、赤色系LED素子、緑色系LED素子、青色系LED素子、白色系LED素子のいずれかのみでもよく、いずれかを組み合わせたものでもよい。
The
図4(a)は、1次レンズ6の一例を示す斜視図、図4(b)は、図4(a)に示す集光レンズ部60の変形例を示す斜視図である。図5は、1次レンズ部61の出射面61cの詳細を説明するための図である。
Figure 4(a) is a perspective view showing an example of a
1次レンズ6は、図4(a)に示すように、LED素子5に対応した位置に配置され、略半球状の複数(本実施の形態では7個)の集光レンズ部60を有する。なお、集光レンズ部60は、図4(b)に示すように、単一の材料で構成され、y方向に同一の断面形状の略半円状を有するものでもよい。これにより集光レンズがLED素子5に対応して個別に設けられた場合と比較して、LED素子5が配列される方向(y方向)におけるLED素子5の位置決め精度を緩くすることができる。また、LED素子5の数を配置可能な最大数を上限として任意に変更することができる。
As shown in FIG. 4(a), the
1次レンズ部61は、図4(a)に示すように、集光レンズ部60により集光された光が入射する入射面61aと、入射面61aに入射した光を反射する反射面61bと、反射面61bで反射した光を出射する出射面61cとを有する。
As shown in FIG. 4(a), the
1次レンズ6は、集光レンズ部60を跨ぐように一対の脚部62を有している。一対の脚部62は、1次レンズ6を基板4に対して位置決めするための凸部62aと、基板4から突出する部分を逃げるための開口部62bとを備えている。基板4には、凸部62aが嵌入する位置決め穴4cが形成されている。
The
出射面61cは、図5に示すように、表面がz方向に伸びる山部610と谷部611が交互に形成された凹凸形状により、出射面61cから出射する光に光拡散効果を持たせている。なお、凹凸形状は、半球状、円柱状等の様々な形状のドット状の凹部又は凸部を規則的に又はランダムに配置したものでもよい。
As shown in FIG. 5, the
(第1の実施の形態の作用)
次に、第1の実施の形態に係る道路鋲1Aの作用を図6を参照して説明する。図6は、1次レンズ6及び2次レンズ8Aにおける光線の一例を示し、(a)は垂直面(x-z面)における光線を示す図、(b)は水平面(x-y面)における光線を示す図である。
(Operation of the First Embodiment)
Next, the function of the road stud 1A according to the first embodiment will be described with reference to Fig. 6. Fig. 6 shows an example of light rays in the
LED素子5から出射した光は、集光レンズ部60によって集光された後、1次レンズ部61の入射面61aに入射する。入射面61aに入射した光は、反射面61bで反射した後、出射面61cから最大光強度を有する光線Lcが水平に対して第1の角度θ1(例えば、30°)となるように光を出射する。1次レンズ部61の出射面61cから出射した光は、2次レンズ8Aの入射面81aに入射し、出射面81bから最大光強度を有する光線Lcが水平に対して第2の角度θ2(例えば、6°)となるように光を出射する。また、出射面81bから出射する光は、垂直面(x-z面)において、図6(a)に示すように、最小角θ21(例えば、3°)から最大角θ22(例えば、9°)の間の配光角θ23(例えば、6°)で出射し、水平面(x-y面)において、図6(b)に示すように、配光角θ24(例えば、40°)で出射する。
The light emitted from the
(第1の実施の形態の効果)
次に、第1の実施の形態に係る道路鋲1Aの効果を説明する。
(a)2次レンズ8Aから出射される光のうち最大光強度の光線Lcの水平に対する角度θ2(例えば、6°)が10°以下又は15°以下と低いため、遠方の車両運転者(例えば、50m以上離れた位置)から目視しやすくなる。
(b)垂直面(x-z面)における配光角θ23(例えば、6°)を10°以下又は15°以下に絞っているため、光の強度が強くなり、遠方の車両運転者からでも目視しやすくなる。
(c)2次レンズ8Aを変更することで配光特性を変更することができる。
(d)LED素子5から出射される光の垂直面(x-z面)における出射方向を1次レンズ6及び2次レンズ8Aにより段階的に傾けることで、LED素子5から出射される光の利用効率を向上させることができる。
(e)2次レンズ8A及びケース3を後述する縁石鋲1B用のものに交換することにより、縁石鋲1Bに使用することができる。このため、道路鋲1Aと縁石鋲1Bとの間で、基板4、LED素子5、1次レンズ6及びレンズホルダ7を共用化することができる。
(Effects of the First Embodiment)
Next, the effects of the road stud 1A according to the first embodiment will be described.
(a) The angle θ2 (e.g., 6°) of the light ray Lc with the maximum light intensity among the light emitted from the
(b) The light distribution angle θ 23 (for example, 6°) in the vertical plane (xz plane) is narrowed to 10° or less or 15° or less, so that the light intensity is increased and the light can be easily seen even by a driver of a vehicle at a distance.
(c) The light distribution characteristics can be changed by changing the
(d) By gradually tilting the emission direction of the light emitted from the
(e) By replacing the
[第2の実施の形態]
図7は、本発明の第2の実施の形態に係る縁石鋲の構成例を示す平面図、図8は、図7のB-B線断面図である。本実施の形態は、第1の実施の形態の筐体2、基板4及びLED素子5と部品を共用化できるようにしたものである。以下、第2の実施の形態について、第1の実施の形態と異なる点を中心に説明する。
[Second embodiment]
Fig. 7 is a plan view showing an example of the configuration of a curb stud according to a second embodiment of the present invention, and Fig. 8 is a cross-sectional view taken along line B-B in Fig. 7. This embodiment is designed to share the same components as the
縁石鋲1Bは、図7に示すように、縁石200に埋設され、所定の方向(図7ではx方向、以下「出射方向」という。)10に光を出射する。なお、出射方向10は、図7に示すx方向及びy方向の4方向でもよく、4方向のいずれかの1方向、2方向又は3方向でもよく、x方向及びy方向以外の方向を含んでもよく、5方向以上の複数の方向でもよい。縁石鋲1Bは、発光鋲又の一例である。
As shown in FIG. 7, the curb stud 1B is embedded in the curb 200 and emits light in a predetermined direction (x direction in FIG. 7, hereafter referred to as the "emission direction") 10. The
縁石鋲1Bは、図7及び図8に示すように、縁石200に埋設される筐体2と、筐体2に収容されるケース3と、ケース3内に水平に配置される基板4と、基板4に実装され、基板4に垂直な方向に光軸5a(図9(a)参照)を有する複数(本実施の形態では7個)のLED素子5と、各LED素子5から出射された光を集光する集光レンズ部60、及び各LED素子5から集光レンズ部60を介して入射された光をLED素子5の光軸5aとは異なる方向に出射する1次レンズ部61を有する1次レンズ6と、1次レンズ6から出射された光に所定の配光特性を付与して出射する2次レンズ8Bとを備える。なお、2次レンズ8Bが付与する配光特性は、道路鋲1Aの2次レンズ8Aが付与する配光特性とは異なる。
As shown in Figs. 7 and 8, the curb stud 1B includes a
筐体2、基板4、LED素子5及び1次レンズ6は、第1の実施の形態と同様であるので、説明を省略する。
The
ケース3は、基板4を収容する凹部30と、上面31aに基板4の下面4bが接触して基板4を支持する支持部31とを有する。本実施の形態のケース3は、第1の実施の形態のケース3とは、支持部31の高さが異なっている。すなわち、2次レンズ8Bに対する1次レンズ6の相対的位置が道路鋲1Aとは異なっている。1次レンズ6の頭頂が縁石200の表面から上方に突出している。
The
2次レンズ8Bは、第1の実施の形態と同様に、環状の周縁部80と、周縁部80に接続された傾斜部81と、傾斜部81に接続され、周縁部80よりも高くなるように形成された中央部82とを備える。また、車両が2次レンズ8Bの上を通過しても破損や変形するのを抑制するため、中央部82の厚さを傾斜部81よりも厚くしている。また、配光特性の相違から、中央部82は、第1の実施の形態の2次レンズ8Aよりも高くなっている。
As in the first embodiment, the
傾斜部81は、第1の実施の形態と同様に、1次レンズ6の出射面61cから出射された光が入射する入射面81aと、入射面81aに入射した光を所定の配光特性で出射する出射面81bとを有する。
As in the first embodiment, the
2次レンズ8Bの出射面81bは、垂直面(x-z面)における断面形状が外側に向けて凹状の曲面を有し、水平面(x-y面)における断面形状が外側に向けて凸状の曲面を有する。これにより垂直面(x-z面)における配光角θ33(図9(a)参照)を出射面81bが平面の場合よりも広くすることができ、水平面(x-y面)における配光角θ34(図9(b)参照)を出射面81bが平面の場合よりも狭くすることができる。
The
2次レンズ8Bは、後述する図9(a)、(b)に示すように、水平面(x-y面)における配光角θ34が垂直面(x-z面)における配光角θ33(例えば、28°)よりも大きくなっている。なお、垂直面(x-z面)における配光角θ33は、水平面(x-y面)における配光角θ34よりも大きくてもよい。また、2次レンズ8Bは、後述する図9(a)に示すように、出射する光のうち最大光強度の光線Lcが水平に対して第1の角度θ1(例えば、30°)よりも小さい第2の角度θ3(例えば、16°)になっている。
As shown in Figures 9(a) and 9(b) to be described later, the
(第2の実施の形態の作用)
次に、第2の実施の形態に係る縁石鋲1Bの作用を図9を参照して説明する。図9は、1次レンズ6及び2次レンズ8Bにおける光線の一例を示し、(a)はx-z面における光線を示す図、(b)x-y面における光線を示す図である。
(Operation of the second embodiment)
Next, the function of the curb stud 1B according to the second embodiment will be described with reference to Fig. 9. Fig. 9 shows an example of light rays in the
LED素子5から出射した光は、集光レンズ部60によって集光された後、1次レンズ部61の入射面61aに入射する。入射面61aに入射した光は、反射面61bで反射した後、出射面61cから最大光強度を有する光線Lcが水平に対して第1の角度θ1(例えば、30°)となるように光を出射する。1次レンズ部61の出射面61cから出射した光は、2次レンズ8Bの入射面81aに入射し、出射面81bから最大光強度を有する光線Lcが水平に対して第2の角度θ3(例えば、16°)となるように光を出射する。また、出射面81bから出射する光は、垂直面(x-z面)において、図9(a)に示すように、最小角θ31(例えば、2°)から最大角θ32(例えば、30°)の間の配光角θ33(例えば、28°)で出射し、水平面(x-y面)において、図9(b)に示すように、配光角θ34(例えば、40°)で出射する。
The light emitted from the
(第2の実施の形態の効果)
次に、第2の実施の形態に係る縁石鋲1Bの効果を説明する。
(a)2次レンズ8Bから出射される光の垂直面(x-z面)における配光角θ33(例えば、28°)を15°以上又20°以上に広げているため、歩道を利用する者(例えば、歩行者、自転車で歩道を走行する者、路肩に自動車を駐車した運転者)でも目視しやすくなる。
(b)2次レンズ8Bを変更することで配光特性を変更することができる。
(c)LED素子5から出射される光の出射方向を1次レンズ6及び2次レンズ8Bにより段階的に傾けることで、LED素子5から出射される光の利用効率を向上させることができる。
(d)2次レンズ8B及びケース3を道路鋲1A用のものに交換することにより、道路鋲1Aに使用することができる。このため、道路鋲1Aと縁石鋲1Bとの間で、基板4、LED素子5、1次レンズ6及びレンズホルダ7を共用化することができる。
(Effects of the Second Embodiment)
Next, the effects of the curb stud 1B according to the second embodiment will be described.
(a) The light distribution angle θ 33 (e.g., 28°) in the vertical plane (xz plane) of the light emitted from the
(b) The light distribution characteristics can be changed by changing the
(c) By gradually tilting the emission direction of the light emitted from the
(d) By replacing the
(2次レンズの変形例)
図10は、2次レンズ8Bの変形例として、出射面81bから出射される光の水平面(x-y面)における配光角の調整方法を説明するための図である。図10(a)、(b)は、配光角を広くする場合を示し、(a)は斜視図、(b)は、平面図である。図10(c)、(d)は、配光角を狭くする場合を示し、(c)は斜視図、(d)は平面図である。
(Modifications of the Secondary Lens)
Fig. 10 is a diagram for explaining a method for adjusting the light distribution angle in the horizontal plane (x-y plane) of the light emitted from the
水平面(x-y面)における配光角を広くしたい場合は、図10(a)、(b)に示すように、出射面81bを前述したように水平面(x-y面)における断面形状が外側に向けて凹状の曲面とすることにより、水平面(x-y面)における配光角が出射面81bが平面の場合よりも広くなる。水平面(x-y面)における配光角を狭くしたい場合は、図10(c)、図10(d)に示すように、出射面81bを水平面(x-y面)における断面形状が外側に向けて凸状の曲面とすることにより、水平面(x-y面)における配光角が出射面81bが平面の場合よりも狭くなる。このことは、道路鋲1Aの2次レンズ8Aにおいても同様である。
If it is desired to widen the light distribution angle in the horizontal plane (x-y plane), as shown in Figures 10(a) and (b), by making the
[第3の実施の形態]
本発明の第3の実施の形態に係る発光鋲システムについて説明する。この発光鋲システムは、道路100に設置される第1の実施の形態の道路鋲1Aと、縁石200に設置される第2の実施の形態の縁石鋲1Bとを備えたものである。道路鋲1Aは、第1の発光鋲の一例である。縁石鋲1Bは、第2の発光鋲の一例である。道路100は、第1の場所の一例である。縁石200は、第2の場所の一例である。
[Third embodiment]
A luminous stud system according to a third embodiment of the present invention will now be described. This luminous stud system comprises a road stud 1A of the first embodiment installed on a road 100, and a curb stud 1B of the second embodiment installed on a curb 200. The road stud 1A is an example of a first luminous stud. The curb stud 1B is an example of a second luminous stud. The road 100 is an example of a first location. The curb 200 is an example of a second location.
道路鋲1A及び縁石鋲1Bは、2次レンズ8A、8Bの配光特性が異なる。また、道路鋲1A及び縁石鋲1Bは、2次レンズ8A、8Bに対する1次レンズ6の相対的位置が異なる。すなわち、縁石鋲1Bの1次レンズ6は、道路鋲1Aの1次レンズ6よりもz方向において高い位置に配置されている。
The road stud 1A and the curb stud 1B have different light distribution characteristics of the
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の実施の形態は上記実施の形態に限定されるものではなく、種々の変形、実施が可能である。例えば、上記各実施の形態では、2次レンズ8A、8Bの出射面81bの数と1次レンズ6の数を一致させたが、1次レンズ6の数を2次レンズの出射面の数よりも少ない数にしてもよい。これにより2次レンズを共通化させ、必要な方向に1次レンズを選択的に配置させることができる。
Although the embodiments of the present invention have been described above, the embodiments of the present invention are not limited to the above-described embodiments, and various modifications and implementations are possible. For example, in each of the above-described embodiments, the number of exit surfaces 81b of the
また、上記各実施の形態では、道路鋲1A及び縁石鋲1Bにおいて、基板4、LED素子5、1次レンズ6及びレンズホルダ7を共用化したが、基板4、LED素子5及び2次レンズを共用化してもよいし、基板4及びLED素子5を共用化してもよい。
In addition, in each of the above embodiments, the
また、上記実施の形態の構成要素の一部を省くことや変更してもよい。例えば、光利用効率を問題にしない場合には、集光レンズ部60を省いてもよい。また、ケース3が無くても基板4の高さを調整できる場合には、ケース3を省いてもよい。
In addition, some of the components of the above embodiment may be omitted or modified. For example, if light utilization efficiency is not an issue, the
1A…道路鋲、1B…縁石鋲、2…筐体、3…ケース、4…基板、4a…上面、
4b…下面、4c…位置決め穴、5…LED素子、5a…光軸、6…1次レンズ、
7…レンズホルダ、8A、8B…2次レンズ、9…ボルト、10…出射方向、
20…下側凹部、21…上側凹部、21a…受け面、22…壁部、22a…ネジ穴、
23…リブ、30…凹部、31…支持部、31a…上面、60…集光レンズ部、
61…1次レンズ部、61a…入射面、61b…反射面、61c…出射面、
62…脚部、62a…凸部、62b…開口部、70a、70b…立設部、
71…固定部、80…周縁部、80a…座部、81…傾斜部、81a…入射面、
81b…出射面、82…中央部、100…道路、200…縁石、610…山部、
611…谷部
1A...road stud, 1B...curb stud, 2...housing, 3...case, 4...substrate, 4a...upper surface,
4b...underside, 4c...positioning hole, 5...LED element, 5a...optical axis, 6...primary lens,
7... lens holder; 8A, 8B... secondary lens; 9... bolt; 10... emission direction;
20: lower recess, 21: upper recess, 21a: receiving surface, 22: wall, 22a: screw hole,
23... rib, 30... recess, 31... support portion, 31a... upper surface, 60... condenser lens portion,
61: primary lens portion; 61a: incident surface; 61b: reflecting surface; 61c: exit surface;
62: leg portion, 62a: protruding portion, 62b: opening portion, 70a, 70b: standing portion,
71: fixed portion, 80: peripheral portion, 80a: seat portion, 81: inclined portion, 81a: incident surface,
81b: exit surface; 82: center portion; 100: road; 200: curb; 610: mountain portion;
611... Valley
Claims (6)
前記基板に実装され、前記基板に垂直な方向に光軸を有する発光素子と、
前記発光素子から出射された光を集光する集光レンズ部、前記集光レンズ部を介して入射した光を反射する反射面、及び前記反射面で反射した光を前記発光素子の前記光軸とは異なる方向に出射する第1出射面を有し、前記集光レンズ部の光軸が前記発光素子の光軸に一致するように配置された1次レンズと、
水平に配置され、前記1次レンズの前記第1出射面から出射された光に所定の配光特性を付与して第2出射面から出射する2次レンズとを備え、
前記2次レンズは、中央部と、前記中央部の周辺であって前記第2出射面が形成された傾斜部とを有し、
前記発光素子及び前記1次レンズは、前記2次レンズの前記中央部の中心を前記基板に垂直な方向に通る中心軸に対して偏心して配置され、
前記1次レンズは、前記第1出射面から出射する光のうち最大光強度の光線が水平に対して正の第1の角度となるように前記第1出射面から光を出射し、
前記2次レンズが付与する前記所定の配光特性は、最大光強度の光線が水平に対して前記第1の角度よりも小さい正の第2の角度となるものである発光鋲。 A horizontally disposed substrate;
a light emitting element mounted on the substrate and having an optical axis perpendicular to the substrate;
a primary lens having a condenser lens portion that condenses light emitted from the light-emitting element, a reflecting surface that reflects light incident through the condenser lens portion , and a first exit surface that emits the light reflected by the reflecting surface in a direction different from the optical axis of the light-emitting element, the primary lens being arranged such that the optical axis of the condenser lens portion coincides with the optical axis of the light-emitting element ;
a secondary lens that is horizontally disposed and that imparts a predetermined light distribution characteristic to the light emitted from the first exit surface of the primary lens and emits the light from a second exit surface ;
the secondary lens has a central portion and an inclined portion around the central portion, the inclined portion having the second exit surface formed thereon;
The light emitting element and the primary lens are disposed eccentrically with respect to a central axis passing through a center of the central portion of the secondary lens in a direction perpendicular to the substrate,
the primary lens emits light from the first emission surface such that a light ray with maximum light intensity among the light emitted from the first emission surface forms a first positive angle with respect to the horizontal;
The predetermined light distribution characteristic imparted by the secondary lens is such that a light ray of maximum light intensity is at a second positive angle with respect to the horizontal that is less than the first angle .
前記集光レンズ部は、単一の部材で構成され、前記所定の方向に同一の断面形状を有する請求項1に記載の発光鋲。 the light-emitting element is a plurality of light-emitting elements mounted on the substrate in an array in a predetermined direction,
The light-emitting stud according to claim 1 , wherein the condenser lens portion is made of a single member and has the same cross-sectional shape in the predetermined direction.
請求項1から4のいずれか1項に記載の発光鋲を第2の場所に適用した第2の発光鋲と、を備え、
前記第1の発光鋲及び前記第2の発光鋲は、前記2次レンズの前記配光特性が異なる発光鋲システム。 A first luminous stud, the luminous stud according to any one of claims 1 to 4 , applied to a first location;
A second luminous stud, the luminous stud according to any one of claims 1 to 4 , applied to a second location;
A light-emitting tack system in which the first light-emitting tack and the second light-emitting tack have different light distribution characteristics of the secondary lens.
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