JP2000348290A - 信号灯 - Google Patents
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- 239000003086 colorant Substances 0.000 abstract description 9
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 abstract description 5
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 abstract description 5
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 11
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 4
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 3
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 210000005252 bulbus oculi Anatomy 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 230000008034 disappearance Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Led Device Packages (AREA)
- Led Devices (AREA)
- Traffic Control Systems (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 シャープカットフィルタ等の光学特性を有す
るフィルタを通して見る場合であっても、信号光を視認
することができる信号灯を提供する。 【解決手段】 複数個の小発光部を隣接して集合・配置
させて一つの光色の信号光を構成する信号灯において、
２色以上の単色光を混光して一つの光色の信号光とする
信号灯であって、混光する単色光の主波長の差を２０ｎ
ｍ以上、かつ６０ｎｍ以下とする。
るフィルタを通して見る場合であっても、信号光を視認
することができる信号灯を提供する。 【解決手段】 複数個の小発光部を隣接して集合・配置
させて一つの光色の信号光を構成する信号灯において、
２色以上の単色光を混光して一つの光色の信号光とする
信号灯であって、混光する単色光の主波長の差を２０ｎ
ｍ以上、かつ６０ｎｍ以下とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＬＥＤを用いた交
通管制用の信号灯に関する。
通管制用の信号灯に関する。
【０００２】
【従来の技術】道路交通などの交通管制には、一般に、
赤信号、黄信号、緑信号、青信号、白信号の５つの信号
光が用いられている。これらの光を発する信号灯を実際
に具現化するために、従来は一般的な電球を光源とし
て、これに色付きレンズと反射鏡を組合わせた灯器が使
用されていることが多い。しかし、近年、ＬＥＤの発光
効率が向上するとともに、単色のＬＥＤを多数個組み合
わせることで構成された信号灯が多く使用されるように
なってきた。
赤信号、黄信号、緑信号、青信号、白信号の５つの信号
光が用いられている。これらの光を発する信号灯を実際
に具現化するために、従来は一般的な電球を光源とし
て、これに色付きレンズと反射鏡を組合わせた灯器が使
用されていることが多い。しかし、近年、ＬＥＤの発光
効率が向上するとともに、単色のＬＥＤを多数個組み合
わせることで構成された信号灯が多く使用されるように
なってきた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】一般にＬＥＤは、発光
の半値幅の小さい特定の波長の光を発光するため、色純
度の高い単色光が得られ易く、また現在の信号灯の光源
として広く使われている電球に比べて寿命が長く、発光
効率が高い等の優れた特徴を有している。また、信号灯
のようにある大きさの発光面を実現するためには、多数
のＬＥＤを隣接させて配置して構成されるため、一部の
ＬＥＤが不良となった場合でも、光度がわずかに低下す
るだけであり、信号光が消滅するような重大な問題は生
じない等の特徴もある。
の半値幅の小さい特定の波長の光を発光するため、色純
度の高い単色光が得られ易く、また現在の信号灯の光源
として広く使われている電球に比べて寿命が長く、発光
効率が高い等の優れた特徴を有している。また、信号灯
のようにある大きさの発光面を実現するためには、多数
のＬＥＤを隣接させて配置して構成されるため、一部の
ＬＥＤが不良となった場合でも、光度がわずかに低下す
るだけであり、信号光が消滅するような重大な問題は生
じない等の特徴もある。
【０００４】一方、これらの信号灯を利用する運転者や
歩行者等は、一般的な眼鏡やサングラス、自動車のガラ
スのように、様々な透過特性のフィルタ等を通して信号
灯を見ることが多い。この場合、例えば図３に示すシャ
ープカットフィルタのような光学特性を有する材質のサ
ングラスやガラス等を通して見る場合を想定すると、Ｌ
ＥＤの発光波長によっては、発光の大部分がシャープカ
ットフィルタに吸収され、ＬＥＤの発光が眼球に届かな
い、すなわち利用者にとって視認できないという重大な
問題が生じる可能性がある。
歩行者等は、一般的な眼鏡やサングラス、自動車のガラ
スのように、様々な透過特性のフィルタ等を通して信号
灯を見ることが多い。この場合、例えば図３に示すシャ
ープカットフィルタのような光学特性を有する材質のサ
ングラスやガラス等を通して見る場合を想定すると、Ｌ
ＥＤの発光波長によっては、発光の大部分がシャープカ
ットフィルタに吸収され、ＬＥＤの発光が眼球に届かな
い、すなわち利用者にとって視認できないという重大な
問題が生じる可能性がある。
【０００５】本発明は、上記問題を解決すべく、そのよ
うな光学特性のフィルタ等を通して見る場合であって
も、信号光を視認することができる信号灯を提供するこ
とを目的とする。
うな光学特性のフィルタ等を通して見る場合であって
も、信号光を視認することができる信号灯を提供するこ
とを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明にかかる信号灯は、複数個の小発光部を隣接し
て集合・配置させて一つの光色の信号光を構成する信号
灯において、２色以上の単色光を混光して一つの光色の
信号光とする信号灯であって、混光する単色光の主波長
の差を２０ｎｍ以上、かつ６０ｎｍ以下とすることを特
徴とする。
に本発明にかかる信号灯は、複数個の小発光部を隣接し
て集合・配置させて一つの光色の信号光を構成する信号
灯において、２色以上の単色光を混光して一つの光色の
信号光とする信号灯であって、混光する単色光の主波長
の差を２０ｎｍ以上、かつ６０ｎｍ以下とすることを特
徴とする。
【０００７】かかる構成により、シャープカットフィル
タのような光学特性を有する材料を透して見た場合に、
構成する一種類の単色光が吸収されたとしても、その他
の単色光を透過させることができるので、利用者が信号
光を確実に視認することが可能となる。
タのような光学特性を有する材料を透して見た場合に、
構成する一種類の単色光が吸収されたとしても、その他
の単色光を透過させることができるので、利用者が信号
光を確実に視認することが可能となる。
【０００８】また、混光する単色光の主波長の差を６０
ｎｍ以下とするのは、１種類の単色光が吸収された場合
であっても、他の単色光による信号光の視認性を確保す
るとともに、信号光の光色の誤認や光色の見え方の違和
感を防止することができるからである。
ｎｍ以下とするのは、１種類の単色光が吸収された場合
であっても、他の単色光による信号光の視認性を確保す
るとともに、信号光の光色の誤認や光色の見え方の違和
感を防止することができるからである。
【０００９】さらに、混光する単色光の主波長の差を２
０ｎｍ以上とするのは、一方の単色光が９０％カットさ
れる場合であっても、他方の単色光が７０％以上透過す
る場合もあり、一つの単色光だけで信号光を構成した場
合における信号光をほとんど視認できないという重大な
問題点を解決できるからである。
０ｎｍ以上とするのは、一方の単色光が９０％カットさ
れる場合であっても、他方の単色光が７０％以上透過す
る場合もあり、一つの単色光だけで信号光を構成した場
合における信号光をほとんど視認できないという重大な
問題点を解決できるからである。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態にかか
る信号灯について、図面を参照しながら説明する。図１
は本発明の実施の形態にかかる信号灯における青色の信
号灯についての分光分布図である。
る信号灯について、図面を参照しながら説明する。図１
は本発明の実施の形態にかかる信号灯における青色の信
号灯についての分光分布図である。
【００１１】図１において、１は第一のＬＥＤの分光分
布、２は第二のＬＥＤの分光分布を示す。なお、第一Ｌ
ＥＤ１及び第二のＬＥＤ２は、ともにInGaN系のＬＥＤ
を用いることが多いが、特にこれに限定されるものでは
ない。また、第一のＬＥＤ１における発光のピーク波長
は４６５ｎｍ、第二のＬＥＤ２における発光のピーク波
長は５２０ｎｍであり、両者の主波長の差は５５ｎｍで
ある。
布、２は第二のＬＥＤの分光分布を示す。なお、第一Ｌ
ＥＤ１及び第二のＬＥＤ２は、ともにInGaN系のＬＥＤ
を用いることが多いが、特にこれに限定されるものでは
ない。また、第一のＬＥＤ１における発光のピーク波長
は４６５ｎｍ、第二のＬＥＤ２における発光のピーク波
長は５２０ｎｍであり、両者の主波長の差は５５ｎｍで
ある。
【００１２】また、図２は本発明の実施の形態にかかる
円形信号灯における青色の信号灯の構成図である。図２
において、３は青色信号光を構成する第一の単色を発光
するＬＥＤ１、４は青色信号光を構成する第二の単色を
発光するＬＥＤ２、５は多数個の前記ＬＥＤ１と前記Ｌ
ＥＤ２を集合させて一つの光色を有する信号光とするた
めの筐体を示す。
円形信号灯における青色の信号灯の構成図である。図２
において、３は青色信号光を構成する第一の単色を発光
するＬＥＤ１、４は青色信号光を構成する第二の単色を
発光するＬＥＤ２、５は多数個の前記ＬＥＤ１と前記Ｌ
ＥＤ２を集合させて一つの光色を有する信号光とするた
めの筐体を示す。
【００１３】さらに、図３はシャープカットフィルタの
分光透過特性と信号光の分光特性の関係を示す例示図で
ある。図３において、６はシャープカットフィルタの分
光透過率である。シャープカットフィルタの波長傾斜幅
（透過率が７２％に該当する波長と５％に該当する波長
との差異）は２５ｎｍである。
分光透過特性と信号光の分光特性の関係を示す例示図で
ある。図３において、６はシャープカットフィルタの分
光透過率である。シャープカットフィルタの波長傾斜幅
（透過率が７２％に該当する波長と５％に該当する波長
との差異）は２５ｎｍである。
【００１４】ここで、一つの光色を構成する２色のＬＥ
Ｄにおける主波長の差について説明する。図３におい
て、シャープカットフィルタ６を通して信号光を見る場
合の透過光を求めると、第一のＬＥＤ１の光は９０％以
上カットされ、数％の光しか透過しない。一方、第二の
ＬＥＤ２の光は８０％以上透過し、混光された光全体と
しては約４０％以上が透過することになる。
Ｄにおける主波長の差について説明する。図３におい
て、シャープカットフィルタ６を通して信号光を見る場
合の透過光を求めると、第一のＬＥＤ１の光は９０％以
上カットされ、数％の光しか透過しない。一方、第二の
ＬＥＤ２の光は８０％以上透過し、混光された光全体と
しては約４０％以上が透過することになる。
【００１５】ここで、信号光等における光刺激の視認確
率と刺激の強度との関係を調べた研究（Blackwell O.
M., Blackwell H.R.; J. Illum. Eng. Soc. Vol.1 (197
1) 3-13）によると、利用者がほぼ確実に視認できる
（視認確率９９％）光の強度が半減すると視認確率は５
０％となり、更に半減させると視認確率は急激に低下し
て数％以下となる。すなわち、光の強度によっては、ほ
とんど視認できなくなることが生じうる。また、上記関
係から、光度が４０％となると視認確率は４５〜５０％
となるとも考えられ、視認上問題が生じないとも考えら
れる。しかし実際には、例えば道路交通管制用の信号灯
の規格において、道路利用者が信号灯の位置を予知して
いない、また、運転というダイナミックな作業をしてい
る動作の中で確実に視認できるように、標準的な人間に
おける視覚しきい値の数倍の光度を有することを必要条
件としている。このため、例えば青信号が見えにくい場
合でも、事前に赤信号や黄信号を視認して信号灯の位置
を予知している場合などは、信号の強度が半減したとし
てもほぼ確実に視認できる可能性が高い。
率と刺激の強度との関係を調べた研究（Blackwell O.
M., Blackwell H.R.; J. Illum. Eng. Soc. Vol.1 (197
1) 3-13）によると、利用者がほぼ確実に視認できる
（視認確率９９％）光の強度が半減すると視認確率は５
０％となり、更に半減させると視認確率は急激に低下し
て数％以下となる。すなわち、光の強度によっては、ほ
とんど視認できなくなることが生じうる。また、上記関
係から、光度が４０％となると視認確率は４５〜５０％
となるとも考えられ、視認上問題が生じないとも考えら
れる。しかし実際には、例えば道路交通管制用の信号灯
の規格において、道路利用者が信号灯の位置を予知して
いない、また、運転というダイナミックな作業をしてい
る動作の中で確実に視認できるように、標準的な人間に
おける視覚しきい値の数倍の光度を有することを必要条
件としている。このため、例えば青信号が見えにくい場
合でも、事前に赤信号や黄信号を視認して信号灯の位置
を予知している場合などは、信号の強度が半減したとし
てもほぼ確実に視認できる可能性が高い。
【００１６】これより、透過する光の強度はシャープカ
ットフィルタの透過特性（特に波長傾斜幅）によって変
化するが、現行のシャープカットフィルタの波長傾斜幅
は３５ｎｍ以下が多数であり、この場合、２色のＬＥＤ
における主波長の差を２０ｎｍ以上とすれば、一方の単
色光が９０％カットされる場合であっても、他方の単色
光は７０％以上透過する場合があり、一つの単色光だけ
で信号光を構成した場合のように、信号光をほとんど視
認できないという重大な問題を解決することができる。
ットフィルタの透過特性（特に波長傾斜幅）によって変
化するが、現行のシャープカットフィルタの波長傾斜幅
は３５ｎｍ以下が多数であり、この場合、２色のＬＥＤ
における主波長の差を２０ｎｍ以上とすれば、一方の単
色光が９０％カットされる場合であっても、他方の単色
光は７０％以上透過する場合があり、一つの単色光だけ
で信号光を構成した場合のように、信号光をほとんど視
認できないという重大な問題を解決することができる。
【００１７】一方、混光する２色の単色光における主波
長の差が大きいと、混色されたときの色の見え方と、一
方の単色光がフィルタなどでカットされたときの色の見
え方とが大きく異なることが考えられる。信号光の場
合、その色が例えば赤信号の色が多少黄色味がかって
も、「赤」と認識できれば、交通管制上重大な問題は生
じないが、「黄」と認識されることは重大な問題である
と考えられる。
長の差が大きいと、混色されたときの色の見え方と、一
方の単色光がフィルタなどでカットされたときの色の見
え方とが大きく異なることが考えられる。信号光の場
合、その色が例えば赤信号の色が多少黄色味がかって
も、「赤」と認識できれば、交通管制上重大な問題は生
じないが、「黄」と認識されることは重大な問題である
と考えられる。
【００１８】そこで、現行の信号光における色度範囲の
規格をもとに、赤、黄、緑（また青）の各信号における
色度範囲のほぼ中心となる色度のときの主波長（赤に対
して６２０ｎｍ、黄に対して５９０ｎｍ、緑に対して５
００ｎｍ）を選び、それぞれの波長の単色光に比べて、
赤味や黄味、あるいは緑味が極端に低下しないための波
長範囲を、Guthらの研究結果（Guth S.L.,Massof R.W.,
Benzchawel T.; J. Opt. Soc. Amer. Vol.70 (1980) 1
97-212）を応用して解析した。具体的には、例えば６２
０ｎｍの赤の単色光を見たときの赤みの強さに比べて、
赤みの強さが半減する見え方となるときの単色光の波長
を求めた。
規格をもとに、赤、黄、緑（また青）の各信号における
色度範囲のほぼ中心となる色度のときの主波長（赤に対
して６２０ｎｍ、黄に対して５９０ｎｍ、緑に対して５
００ｎｍ）を選び、それぞれの波長の単色光に比べて、
赤味や黄味、あるいは緑味が極端に低下しないための波
長範囲を、Guthらの研究結果（Guth S.L.,Massof R.W.,
Benzchawel T.; J. Opt. Soc. Amer. Vol.70 (1980) 1
97-212）を応用して解析した。具体的には、例えば６２
０ｎｍの赤の単色光を見たときの赤みの強さに比べて、
赤みの強さが半減する見え方となるときの単色光の波長
を求めた。
【００１９】その結果、６２０ｎｍの単色光に対しては
５９０ｎｍ以上、５９０ｎｍに対しては５５０ｎｍ〜６
２０ｎｍ、５００ｎｍに対しては４７０ｎｍ〜５６０ｎ
ｍの範囲であれば、それぞれ半数以上の強度の赤味、黄
味、緑味が感じられることがわかった。これより、混光
して得る信号光の主波長に対して、それをつくる２色の
単色光の主波長が±３０ｎｍの範囲であれば、一方の単
色光がカットされても混光の色と同系統（同じカテゴリ
ー）の色と視認でき、信号の色の誤認という問題を生じ
ないと言える。換言すると、混光する単色光の主波長の
差が６０ｎｍを超えた場合、一方の単色光がカットされ
た場合には混光の色と異なるカテゴリーの色と感じられ
る可能性がある。したがって、混光する２つの単色光に
おける主波長の差は６０ｎｍ以内とする必要がある。
５９０ｎｍ以上、５９０ｎｍに対しては５５０ｎｍ〜６
２０ｎｍ、５００ｎｍに対しては４７０ｎｍ〜５６０ｎ
ｍの範囲であれば、それぞれ半数以上の強度の赤味、黄
味、緑味が感じられることがわかった。これより、混光
して得る信号光の主波長に対して、それをつくる２色の
単色光の主波長が±３０ｎｍの範囲であれば、一方の単
色光がカットされても混光の色と同系統（同じカテゴリ
ー）の色と視認でき、信号の色の誤認という問題を生じ
ないと言える。換言すると、混光する単色光の主波長の
差が６０ｎｍを超えた場合、一方の単色光がカットされ
た場合には混光の色と異なるカテゴリーの色と感じられ
る可能性がある。したがって、混光する２つの単色光に
おける主波長の差は６０ｎｍ以内とする必要がある。
【００２０】以上のように本実施の形態によれば、複数
個の小発光部を隣接配置して信号光を構成する信号灯に
おいて、一つの光色を主波長が２０ｎｍ以上異なる２色
以上の単色光を用いることにより、シャープカットフィ
ルタのような光透過特性のフィルタを透して見た場合で
も、光がほとんど透過しないために視認できないという
問題を改善できる。また、一つの光色を構成する２色以
上の単色光における主波長の差を６０ｎｍ以内とするこ
とにより、一方の単色光がカットされても、カットされ
ていない場合と同じカテゴリーの光色と視認でき、信号
の色の誤認を生ずることはない。
個の小発光部を隣接配置して信号光を構成する信号灯に
おいて、一つの光色を主波長が２０ｎｍ以上異なる２色
以上の単色光を用いることにより、シャープカットフィ
ルタのような光透過特性のフィルタを透して見た場合で
も、光がほとんど透過しないために視認できないという
問題を改善できる。また、一つの光色を構成する２色以
上の単色光における主波長の差を６０ｎｍ以内とするこ
とにより、一方の単色光がカットされても、カットされ
ていない場合と同じカテゴリーの光色と視認でき、信号
の色の誤認を生ずることはない。
【００２１】なお、本実施の形態においては、異なる単
色光を発光する小発光部を隣接配置する場合を述べた
が、この場合、異なる単色光が混光して一つの光色に感
じられるためには隣接して配置する異なる単色の発光部
の間隔を１０ｍｍ以内とすることが望ましい。また、本
実施の形態においては、異なる単色光を同時に発光させ
る場合を述べたが、異なる単色光を混光する方法とし
て、異なる単色光を時間的に交互に周期的に発光させて
混光する方法も可能である。この場合には、交互に発光
させる周波数を２０サイクル／秒以上とすることが望ま
しい。
色光を発光する小発光部を隣接配置する場合を述べた
が、この場合、異なる単色光が混光して一つの光色に感
じられるためには隣接して配置する異なる単色の発光部
の間隔を１０ｍｍ以内とすることが望ましい。また、本
実施の形態においては、異なる単色光を同時に発光させ
る場合を述べたが、異なる単色光を混光する方法とし
て、異なる単色光を時間的に交互に周期的に発光させて
混光する方法も可能である。この場合には、交互に発光
させる周波数を２０サイクル／秒以上とすることが望ま
しい。
【００２２】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、単色光の
高効率な発光素子を活用する信号灯において、シャープ
カットフィルタ等の光学特性を有するフィルタを通して
見る場合であっても、信号光を確実に視認することがで
きることから、交通の安全性向上に寄与することが可能
となる。
高効率な発光素子を活用する信号灯において、シャープ
カットフィルタ等の光学特性を有するフィルタを通して
見る場合であっても、信号光を確実に視認することがで
きることから、交通の安全性向上に寄与することが可能
となる。
【図１】 本発明の実施の形態にかかる信号灯における
青色信号光の分光分布図
青色信号光の分光分布図
【図２】 本発明の実施の形態にかかる信号灯における
発光部の構成図
発光部の構成図
【図３】 本発明の実施の形態にかかる信号灯における
信号光とシャープカットフィルタの分光特性の例示図
信号光とシャープカットフィルタの分光特性の例示図
１ 第一のＬＥＤ１の分光分布 ２ 第二のＬＥＤ２の分光分布 ３ 第一のＬＥＤ１ ４ 第二のＬＥＤ２ ５ 筐体 ６ シャープカットフィルタの分光透過率
Claims (1)
- 【請求項１】 複数個の小発光部を隣接して集合・配置
させて一つの光色の信号光を構成する信号灯において、
２色以上の単色光を混光して一つの光色の信号光とする
信号灯であって、 混光する前記単色光の主波長の差を２０ｎｍ以上、かつ
６０ｎｍ以下とすることを特徴とした信号灯。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15601199A JP2000348290A (ja) | 1999-06-03 | 1999-06-03 | 信号灯 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15601199A JP2000348290A (ja) | 1999-06-03 | 1999-06-03 | 信号灯 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000348290A true JP2000348290A (ja) | 2000-12-15 |
Family
ID=15618380
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15601199A Pending JP2000348290A (ja) | 1999-06-03 | 1999-06-03 | 信号灯 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000348290A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007067411A (ja) * | 2005-08-29 | 2007-03-15 | Keiho Kagi Yugenkoshi | 発光ダイオードのパッケージ構造 |
| CN103363345A (zh) * | 2012-03-13 | 2013-10-23 | 松下电器产业株式会社 | 发光装置、照明设备以及使用其的灯具 |
-
1999
- 1999-06-03 JP JP15601199A patent/JP2000348290A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007067411A (ja) * | 2005-08-29 | 2007-03-15 | Keiho Kagi Yugenkoshi | 発光ダイオードのパッケージ構造 |
| CN103363345A (zh) * | 2012-03-13 | 2013-10-23 | 松下电器产业株式会社 | 发光装置、照明设备以及使用其的灯具 |
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