特開 2024-157299 発光鋲及びレンズ部材

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024157299

(43)【公開日】2024-11-07

(54)【発明の名称】発光鋲及びレンズ部材

(51)【国際特許分類】

   F21S 2/00 20160101AFI20241030BHJP

   F21V 5/04 20060101ALI20241030BHJP

   F21Y 115/10 20160101ALN20241030BHJP

【ＦＩ】

F21S2/00 625

F21V5/04

F21Y115:10

【審査請求】有

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023071582

(22)【出願日】2023-04-25

(71)【出願人】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】000002462

【氏名又は名称】積水樹脂株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】000153236

【氏名又は名称】株式会社光波

(74)【代理人】

【識別番号】110002583

【氏名又は名称】弁理士法人平田国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】及川 晋

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 智清

(72)【発明者】

【氏名】高木 一誠

(72)【発明者】

【氏名】宮下 充浩

(72)【発明者】

【氏名】中村 寛志

(72)【発明者】

【氏名】今田 俊輔

(57)【要約】      （修正有）

【課題】用途に応じて視認性の向上を図ることができる発光鋲及びレンズ部材を提供する。
【解決手段】発光鋲１は、光源６と、光源６から出射された光に所定の配光特性を付与して外部に出射するカバーレンズ３とを備え、光源６は、平面視において互いに直交するＸ方向及びＹ方向の４つの所定の位置のうち、いずれかの所定の位置に配置可能に構成され、カバーレンズ３は、裏側突部３０の入射面３０ｘａ、３０ｘｂ、が、Ｘ方向及びＹ方向にそれぞれ形成され、表側突部３１の出射面３１ｘａ、３１ｘｂ、が、Ｘ方向及びＹ方向にそれぞれ形成され、Ｘ方向に形成された入射面から出射面３１ｘａ、３１ｘｂまでの光路長が、Ｙ方向に形成された入射面から出射面までの光路長よりも長くなるように形成されている。
【選択図】図６

【特許請求の範囲】

【請求項1】

所定の位置に配置された光源と、
前記光源から出射された光に所定の配光特性を付与して外部に出射するレンズ部材であって、裏側の中央領域に断面逆台形状に突出する裏側突部、及び表側の中央領域に断面台形状に突出する表側突部を有し、前記表側突部が表側に露出するように設置面に埋設され、前記裏側突部の前記光源が配置された側の前記断面逆台形状の側面を、前記光源からの光が入射する斜面による入射面とし、前記表側突部の前記光源が配置された側と反対側の前記断面台形状の側面を、前記入射面に入射した光を前記外部に出射する斜面による出射面とするレンズ部材と、を備え、
前記光源は、平面視において互いに直交するＸ方向及びＹ方向の４つの前記所定の位置のうち、いずれかの前記所定の位置に配置可能に構成され、
前記レンズ部材は、前記裏側突部の前記入射面が、前記Ｘ方向及び前記Ｙ方向にそれぞれ形成され、前記表側突部の前記出射面が、前記Ｘ方向及び前記Ｙ方向にそれぞれ形成され、前記Ｘ方向に形成された前記入射面から前記出射面までの光路長が、前記Ｙ方向に形成された前記入射面から前記出射面までの光路長よりも長くなるように形成されている、
発光鋲。

【請求項2】

前記レンズ部材は、裏側の前記中央領域の周辺の受け面で支持され、前記受け面は、前記裏側突部の頂面よりも表側に位置する、
請求項１に記載の発光鋲。

【請求項3】

前記レンズ部材の前記表側突部及び前記裏側突部は、前記裏側突部の頂面までの高さが、前記出射面の前記表側突部の頂面までの高さよりも高く形成されている、
請求項１又は２に記載の発光鋲。

【請求項4】

裏側の中央領域に断面逆台形状に突出する裏側突部、及び表側の中央領域に断面台形状に突出する表側突部を有し、前記裏側突部の前記断面逆台形状の側面を、光が入射する斜面による入射面とし、前記表側突部の前記断面台形状の前記入射面に対向する側面を、前記入射面に入射した光を出射する斜面による出射面とし、
前記裏側突部の前記入射面が、平面視において互いに直交するＸ方向及びＹ方向にそれぞれ形成され、前記表側突部の前記出射面が、前記Ｘ方向及び前記Ｙ方向にそれぞれ形成され、前記Ｘ方向に形成された前記入射面から前記出射面までの光路長が、前記Ｙ方向に形成された前記入射面から前記出射面までの光路長よりも長くなるように形成されている、レンズ部材。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、発光鋲及びレンズ部材に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、傾斜面の高さを低くでき、傾斜面から発光ダイオードの光を効率良く出射することができる自発光式道路鋲が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

【0003】

特許文献１に記載された自発光式道路鋲は、路面に埋設された鋲本体の開口上部に透光体が取り付けられるとともに、透光体の下部に発光ダイオードが取り付けられ、透光体は路面と面一となるように埋設される平面状上面に、断面台形状の突部が形成されてその突部を形成する傾斜側面が発光ダイオードの光を外部に放出する傾斜面とされ、かつ、透光体の下部に発光ダイオードの発光面と対向して入射面が形成され、入射面から透光体内に入射された発光ダイオードの光が傾斜面より下方に屈折されて外部に放出されるようにしたものであり、発光ダイオードとして、発光面が横長形状とされ、かつ、取付面に対して平行な方向に発光するサイドビュー型の発光ダイオードを用いている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００７－３０３１４１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかし、従来の自発光式道路鋲によると、発光ダイオードから出射される光は広い配光角度を有しており、その光を直接透光体の入射面に入射させていることから、発光ダイオードから出射された光を効率良く入射面に入射させることができず、遠方の車両運転者に光を到達させることが難しくなる。また、外部に放射される光の仰角が小さいため、近く（例えば、１０ｍ以内）にいる歩行者に視認させる用途には適していない。

【0006】

したがって、本発明の課題は、用途に応じて視認性の向上を図ることができる発光鋲及びレンズ部材を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明は、上記課題を解決するため、所定の位置に配置された光源と、前記光源から出射された光に所定の配光特性を付与して外部に出射するレンズ部材であって、裏側の中央領域に断面逆台形状に突出する裏側突部、及び表側の中央領域に断面台形状に突出する表側突部を有し、前記表側突部が表側に露出するように設置面に埋設され、前記裏側突部の前記光源が配置された側の前記断面逆台形状の側面を、前記光源からの光が入射する斜面による入射面とし、前記表側突部の前記光源が配置された側と反対側の前記断面台形状の側面を、前記入射面に入射した光を前記外部に出射する斜面による出射面とするレンズ部材と、を備え、前記光源は、平面視において互いに直交するＸ方向及びＹ方向の４つの前記所定の位置のうち、いずれかの前記所定の位置に配置可能に構成され、前記レンズ部材は、前記裏側突部の前記入射面が、前記Ｘ方向及び前記Ｙ方向にそれぞれ形成され、前記表側突部の前記出射面が、前記Ｘ方向及び前記Ｙ方向にそれぞれ形成され、前記Ｘ方向に形成された前記入射面から前記出射面までの光路長が、前記Ｙ方向に形成された前記入射面から前記出射面までの光路長よりも長くなるように形成されている、発光鋲を提供する。

【0008】

また、本発明は、上記課題を達成するため、裏側の中央領域に断面逆台形状に突出する裏側突部、及び表側の中央領域に断面台形状に突出する表側突部を有し、前記裏側突部の前記断面逆台形状の側面を、光が入射する斜面による入射面とし、前記表側突部の前記断面台形状の前記入射面に対向する側面を、前記入射面に入射した光を出射する斜面による出射面とし、前記裏側突部の前記入射面が、平面視において互いに直交するＸ方向及びＹ方向にそれぞれ形成され、前記表側突部の前記出射面が、前記Ｘ方向及び前記Ｙ方向にそれぞれ形成され、前記Ｘ方向に形成された前記入射面から前記出射面までの光路長が、前記Ｙ方向に形成された前記入射面から前記出射面までの光路長よりも長くなるように形成されている、レンズ部材を提供する。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、用途に応じて視認性の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】図１は、本発明の実施の形態に係る発光鋲の外観の一例を示す斜視図である。

【図2】図２は、図１に示す発光鋲の平面図である。

【図3】図３は、カバーレンズの一例を示し、（ａ）は裏側から見た斜視図、（ｂ）は表側から見た斜視図である。

【図4】図４は、図１に示す発光鋲からカバーレンズを外したときの内部構造の一例を示す斜視図である。

【図5】図５は、光源が実装された基板の一例を示す平面図である。

【図6】図６は、車両用光学系の一例を示す図２のＡ－Ａ線断面図である。

【図7】図７は、歩行者用光学系の一例を示す図２のＢ－Ｂ線断面図である。

【図8】図８は、平面視における配光特性のシミュレーション結果を示す図である。

【図9】図９は、Ｘ方向の垂直面における配光特性のシミュレーション結果を示す図である。

【図10】図１０（ａ）は、Ｙ方向の垂直面における配光特性のシミュレーション結果を示す図、図１０（ｂ）は、変形例に係るＹ方向の垂直面における配光特性のシミュレーション結果を示す図である。

【図11】図１１は、Ｘ方向の光強度分布を示す図である。

【図12】図１２は、Ｙ方向の光強度分布を示す図である。

【図13】図１３は、変形例１に係る図２のＢ－Ｂ線断面図に対応する断面図である。

【図14】図１４は、変形例１に係るＹ方向の光強度分布を示す図である。

【図15】図１５は、本実施の形態に係る発光鋲の設置例１を模式的に示す図である。

【図16】図１６は、本実施の形態に係る発光鋲の設置例２を模式的に示す図である。

【図17】図１７は、本実施の形態に係る発光鋲の設置例３を模式的に示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

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。また、本実施の形態では、車用及び歩行者用に共用タイプの発光鋲について説明するが、これに限られない。

【0012】

［実施の形態］
図１は、本発明の実施の形態に係る発光鋲の外観の一例を示す斜視図である。図２は、図１に示す発光鋲の平面図である。

【0013】

この発光鋲１は、図１に示すように、所定の設置面１２（図６、図７参照）に埋設される筐体２と、筐体２内の所定の位置に収容された光源６（図４等参照）から出射される光に出射方向に応じた所定の配光特性を付与して外部、例えば、Ｘ方向に車両用の光１０ｘを出射し、Ｙ方向に歩行者用の光１０ｙを出射し、Ｚ方向の上方に歩行者用の光１０ｚ（図１、図２では、図示を省略する。）を出射するカバーレンズ３とを備える。カバーレンズ３は、レンズ部材の一例である。

【0014】

なお、車両用の光１０ｘ及び歩行者用の光１０ｙは、図１及び図２では模式的に示す。車両用の光１０ｘ及び歩行者用の光１０ｙを総称するときは、以下「光１０」ともいう。光１０の出射方向は、図１に示す方向に限られない。例えば、Ｘ方向及びＹ方向の４方向のうちいずれかの１方向、２方向又は３方向でもよく、Ｘ方向及びＹ方向の４方向以外の方向を含んでもよい。また、出射する光１０を車両用の光１０ｘとするか、歩行者用の光１０ｙとするかは用途に応じて任意に変形実施が可能である。例えば、車両用の光１０ｘをＸ方向及びＹ方向に出射してもよく、歩行者用の光１０ｙをＸ方向及びＹ方向に出射してもよい。

【0015】

発光鋲１の設置場所は、例えば、中央線（センターライン）、車線、車道外側線（側道白線）、横断歩道、停止線、交差点、縁石等であるが、これらに限られない。

【0016】

カバーレンズ３は、図２に示すように、略八角形の盤状の形状を有する。カバーレンズ３の中央領域に台形状に突出する表側突部３１が形成されており、表側突部３１の側面の出射面３１ｘａ、３１ｘｂから車両用の光１０ｘをＸ方向に出射し、表側突部３１の側面の出射面３１ｙａ、３１ｙｂから歩行者用の光１０ｙをＹ方向に出射する。カバーレンズ３のＸ方向の出射面３１ｘａ、３１ｘｂは、平面視において出射側に凸状の曲面により形成され、Ｙ方向の出射面３１ｙａ、３１ｙｂは、平面視において直線状の面により形成されている。

【0017】

（カバーレンズの構成）
図３は、カバーレンズ３の一例を示し、（ａ）は裏側から見た斜視図、（ｂ）は表側から見た斜視図である。図３（ｂ）は、図１に示すカバーレンズ３と同様に表側から見た斜視図である。図３（ａ）は、図３（ｂ）に示すカバーレンズ３をＹ方向の軸を中心に１８０°回転させて裏側から見た斜視図である。

【0018】

カバーレンズ３は、図３（ａ）に示すように、裏側の中央領域に断面逆台形状（すなわちＸ－Ｚ断面及びＹ－Ｚ断面の形状が逆台形状）に突出する裏側突部３０を有し、図３（ｂ）に示すように、表側の中央領域に断面台形状（すなわちＸ－Ｚ断面及びＹ－Ｚ断面の形状が台形状）に突出する表側突部３１を有し、裏側突部３０及び表側突部３１の周辺は厚さがほぼ一様な周辺部３２となっている。カバーレンズ３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。

【0019】

裏側突部３０のＸ－Ｚ断面における逆台形状の両側面を、光源６からの光が入射する斜面による入射面３０ｘａ、３０ｘｂとし、裏側突部３０のＹ－Ｚ断面における逆台形状の両側面を、光源６からの光が入射する斜面による入射面３０ｙａ、３０ｙｂとしている。すなわち、カバーレンズ３は、裏側突部３０の入射面３０ｘａ、３０ｘｂ、３０ｙａ、３０ｙｂが、Ｘ方向及びＹ方向にそれぞれ形成されている。

【0020】

表側突部３１のＸ－Ｚ断面における台形状の両側面を、斜面による出射面３１ｘａ、３１ｘｂとし、表側突部３１のＹ－Ｚ断面における台形状の両側面を、斜面による出射面３１ｙａ、３１ｙｂとしている。すなわち、カバーレンズ３は、表側突部３１の出射面３１ｘａ、３１ｘｂ、３１ｙａ、３１ｙｂが、Ｘ方向及びＹ方向にそれぞれ形成されている。

【0021】

なお、台形状、逆台形状には、等脚台形の形状だけでなく、一方が斜面、他方が斜面でないものも含まれ、側面と頂面との交線（稜線）や側面と裏側突部３０及び表側突部３１の周辺との交線が断面弧状に形成されたものも含まれる。

【0022】

（発光鋲の内部構造）
図４は、図１に示す発光鋲１からカバーレンズ３を外したときの内部構造の一例を示す斜視図である。筐体２には、ケース４と、基板５とが収容されている。

【0023】

基板５の上面には、光源６として、車両用光源６Ａａ、６Ａｂ、第１の歩行者用光源６Ｂａ、６Ｂｂ、及び第２の歩行者用光源６Ｃａ、６Ｃｂと、車両用光源６Ａａ、６Ａｂから出射された光を集光して所定の方向、すなわちカバーレンズ３の入射面３０ｘａ、３０ｘｂに入射する集光レンズ７Ａと、第１の歩行者用光源６Ｂａ、６Ｂｂから出射された光を集光してカバーレンズ３の入射面３０ｙａ、３０ｙｂに入射する集光レンズ７Ｂと、第２の歩行者用光源６Ｃａ、６Ｃｂから出射された光をカバーレンズ３の周辺部３２を介してＺ方向の上方に出射するロッドレンズ８が配置されている。第２の歩行者用光源６Ｃａ、６Ｃｂは、上方出射用の光源の一例である。集光レンズ７Ａ、７Ｂは、集光部材の一例である。

【0024】

ロッドレンズ８は、円柱状を有し、一方の端面を光が入射する入射端面とし、他方の端面を光が出射する出射端面８ａとしている。なお、車両用光源６Ａａ、６Ａｂ、第１の歩行者用光源６Ｂａ、６Ｂｂ、第２の歩行者用光源６Ｃａ、６Ｃｂをそれぞれ総称するときは、それぞれ車両用光源６Ａ、第１の歩行者用光源６Ｂ、第２の歩行者用光源６Ｃともいう。

【0025】

（光源の構成）
図５は、光源６が実装された基板５の一例を示す平面図である。光源６は、平面視において互いに直交するＸ方向及びＹ方向の基板５上の４つの所定の位置のうち、いずれかの所定の位置に配置可能に構成されている。例えば、基板５の上面５ａのＸ方向の所定の位置に一対の車両用光源６Ａａ、６Ａｂが実装され、基板５の上面５ａのＹ方向の所定の位置に一対の第１の歩行者用光源６Ｂａ、６Ｂｂが実装されている。さらに、基板５の上面５ａのＹ方向の所定の位置に一対の第２の歩行者用光源６Ｃａ、６Ｃｂが実装されている。

【0026】

基板５は、例えば、プリント回路基板であり、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、光源６等に電源を供給するための銅箔等の金属からなる配線パターンが形成されている。

【0027】

車両用光源６Ａａ、６Ａｂは、例えば、５つの多色ＬＥＤ６０と、５つの白色ＬＥＤ６１とから構成され、多色ＬＥＤ６０と白色ＬＥＤ６１とが交互にＹ方向に沿って互いに近接して配置されている。多色ＬＥＤ６０は、多色発光素子の一例である。白色ＬＥＤ６１は、白色発光素子の一例である。なお、車両用光源６Ａａ、６Ａｂを構成する発光素子は、上記のものに限られない。

【0028】

多色ＬＥＤ６０は、赤色系の光を出射する赤色ＬＥＤ、緑色系の光を出射する緑色ＬＥＤ、及び青色系の光青色ＬＥＤが内蔵されている。白色ＬＥＤ６１は、例えば、青色ＬＥＤから出射された青色系の光を蛍光体により黄色系の光に波長変換し、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。上記のように車両用光源６Ａを構成する発光素子を高い実装密度で実装し、発光強度の向上を図ることにより、遠方（例えば、１００ｍ以上）まで車両用の光１０ｘが到達可能となり、選択的に点灯して様々な色の光や混合色の光を出射することができる。

【0029】

多色ＬＥＤ６０は素子数を３つ、白色ＬＥＤ６１は素子数を１つとした場合、図５では、発光素子が実装された領域の長さ（例えば、２４ｍｍ）に対して、２０個の発光素子を実装していることになり、図５に示す場合の実装密度を２０個／２４ｍｍ＝０．８３個／ｍｍと表現することができ、好ましい実装密度を０．６～１個／ｍｍと表現することができる。

【0030】

第１の歩行者用光源６Ｂａ、６Ｂｂは、例えば、２つの多色ＬＥＤ６０と、２つの白色ＬＥＤ６１とから構成され、多色ＬＥＤ６０と白色ＬＥＤ６１とが交互にＸ方向に沿って配置されている。第２の歩行者用光源６Ｃａ、６Ｃｂは、例えば、１つの多色ＬＥＤ６０と、１つの白色ＬＥＤ６１とから構成され、第１の歩行者用光源６Ｂａ、６Ｂｂの外側に配置されている。なお、第１の歩行者用光源６Ｂ及び第２の歩行者用光源６Ｃを構成する発光素子は、上記のものに限られない。

【0031】

上記の光源６として、車両用光源６Ａのみを用いて車両用発光鋲とすることができ、上記の光源６として、第１の歩行者用光源６Ｂ、第２の歩行者用光源６Ｃのみを用いて歩行者用発光鋲とすることができる。このため、車両用発光鋲と歩行者用発光鋲との間で、筐体２、カバーレンズ３、ケース４、基板５、光源６等を共用化することが可能となる。

【0032】

（車両用光学系の構成）
図６は、車両用光学系の一例を示す図２のＡ－Ａ線断面図である。なお、図６では、歩行者用光学系（第１の歩行者用光源６Ｂ、第２の歩行者用光源６Ｃ、集光レンズ７Ｂ、ロッドレンズ８）の図示を省略している。

【0033】

発光鋲１は、表側突部３１が表側に露出するように設置面１２に埋設される筐体２と、筐体２に収容されるケース４と、ケース４内に水平に配置される基板５と、基板５の上面５ａに実装され、基板５に垂直な方向に光軸６ａを有する車両用光源６Ａと、車両用光源６Ａから出射された光を集光する集光レンズ７Ａとを備える。

【0034】

筐体２は、ケース４を収容する下側凹部２０と、受け面２１ａでカバーレンズ３を受けてカバーレンズ３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、カバーレンズ３をボルト１１で固定するためのねじ穴２１ｂが形成されている。筐体２の受け面２１ａには、パッキン１３が収容されるパッキン溝２１ｃが環状に形成され、パッキン１３とカバーレンズ３の受け面３２ａが密着することで水密性が確保されている。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。

【0035】

カバーレンズ３は、内部の収容空間を確保するため、中央で支持せずに裏側の中央領域の周辺の受け面３２ａで支持する構造を採用している。すなわち、カバーレンズ３は、周辺部３２の裏面の受け面３２ａを、筐体２の受け面２１ａで支持し、周辺部３２に形成された凹状の座部３２ｂの貫通孔３２ｃを介してボルト１１でカバーレンズ３の周辺部３２を筐体２に固定している。また、カバーレンズ３は、裏側突部３０に、入射面３０ｘａ、３０ｘｂから出射面３１ｘａ、３１ｘｂに至る光路を妨げないように凹部３３が形成されている。この凹部３３により人感センサや太陽電池等の基板５への実装部品との干渉を回避することができる。

【0036】

また、カバーレンズ３は、車両がカバーレンズ３の上を通過する際のロードノイズの発生を抑制するため、表側突部３１の頂面３１ａまでの高さＨｆ（例えば、約５ｍｍ）をできるだけ低い高さとしている。表側突部３１の高さに関連して、入射面３０ｘａ、３０ｘｂへの入射効率を高める等のため、受け面３２ａは、裏側突部３０の頂面３０ａよりも表側に位置し、裏側突部３０の頂面３０ａまでの高さＨｒ（例えば、約６ｍｍ）を、表側突部３１の頂面３１ａまでの高さＨｆよりも高くしている。これにより、集光レンズ７Ａの後述する出射面７２を入射面３０ｘａ、３０ｘｂに対峙させやすくなり、出射面７２から入射面３０ｘａ、３０ｘｂへの入射効率を高めることができる。

【0037】

さらに、カバーレンズ３は、車両用の光１０ｘを歩行者用の光１０ｙよりも低い角度で外部に出射させるため、Ｘ方向に形成された入射面３０ｘａ、３０ｘｂと出射面３１ｘａ、３１ｘｂ、及びＹ方向に形成された入射面３０ｙａ、３０ｙｂと出射面３１ｙａ、３１ｙｂを、互いに対向する位置関係とし、入射面３０ｘａ、３０ｘｂから出射面３１ｘａ、３１ｘｂまでの光路長を、入射面３０ｙａ、３０ｙｂから出射面３１ｙａ、３１ｙｂまでの光路長よりも長くしている。この入射面と出射面間の光路長に関連して、車両がカバーレンズ３の上を通過しても破損や変形するのを抑制するため、凹部３３が形成された中央領域の厚さＴ_１を周辺部３２の厚さＴ_２と同程度以上としてもよい。なお、カバーレンズ３の強度及び基板５への実装部品によっては凹部３３を設けなくてもよい。

【0038】

ケース４は、基板５を収容する凹部４０と、上面４１ａに基板５の下面５ｂが接触して基板５を支持する支持部４１とを有する。ケース４は、絶縁性の確保等の観点より、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４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。

【0039】

集光レンズ７Ａは、断面形状が車両用光源６Ａ側に凸状の曲線により形成された入射面７０ａと、入射面７０ａに入射した光を全反射して略平行光とする曲面により形成された反射面７１ａと、反射面７１ａで反射した光を光源６の光軸６ａとは異なる方向に出射する出射面７２ａとを有する。反射面７１ａは、例えば、入射した光が全反射するとともに略平行光となるように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。集光レンズ７Ａ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。

【0040】

上記のように構成された車両用光学系において、車両用光源６Ａａから出射された光は、集光レンズ７Ａの入射面７０ａで集光され、反射面７１ａで反射した後、出射面７２ａから出射してカバーレンズ３の入射面３０ｘａに入射する。入射面３０ｘａに入射した光は、そのほとんどが表側突部３１の頂面３１ａで全反射せずに出射面３１ｘａに到達し、出射面３１ｘａから車両用の光１０ｘとして低い角度で外部に出射される。

【0041】

これと同様に、車両用光源６Ａｂから出射された光は、集光レンズ７Ａによって集光されて入射面３０ｘｂに入射する。入射面３０ｘｂに入射した光は、そのほとんどが表側突部３１の頂面３１ａで全反射せずに出射面３１ｘｂに到達し、出射面３１ｘｂから車両用の光１０ｘとして低い角度で外部に出射される。

【0042】

（歩行者用光学系の構成）
図７は、歩行者用光学系の一例を示す図２のＢ－Ｂ線断面図である。なお、図７では、車両用光学系（車両用光源６Ａ、集光レンズ７Ａ）の図示を省略している。

【0043】

発光鋲１は、前述したように、設置面１２に埋設される筐体２と、筐体２に収容されるケース４と、ケース４内に水平に配置される基板５とを備え、さらに基板５の上面５ａに実装され、基板５に垂直な方向に光軸６ａを有する第１の歩行者用光源６Ｂａ、６Ｂｂ及び第２の歩行者用光源６Ｃａ、６Ｃｂと、第１の歩行者用光源６Ｂａ、６Ｂｂから出射された光を集光して反射する集光レンズ７Ｂと、第２の歩行者用光源６Ｃａ、６Ｃｂから出射された光を集光して外部に出射するロッドレンズ８とを備える。

【0044】

集光レンズ７Ｂは、断面形状が第１の歩行者用光源６Ｂ側に凸状の曲線により形成された入射面７０ｂと、入射面７０ｂに入射した光を全面反射するとともに集光させる曲面により形成された反射面７１ｂと、反射面７１ｂで反射した光を光源６の光軸６ａとは異なる方向に出射する出射面７２ｂとを有する。反射面７１ｂは、例えば、入射した光が全反射するとともに集光するように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。歩行者用光学系の集光レンズ７Ｂの反射面７１ｂを、車両用光学系の集光レンズ７Ａの反射面７１ａよりも集光性を高くしたのは、歩行者用光学系の入射面３０ｙａ、３０ｙｂから出射面３１ｙａ、３１ｙｂまでの光路長の方が、車両用光学系の入射面３０ｘａ、３０ｘｂから出射面３１ｘａ、３１ｘｂまでの光路長よりも短いためである。集光レンズ７Ｂ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。

【0045】

上記のように構成された歩行者用光学系において、第１の歩行者用光源６Ｂａから出射された光は、集光レンズ７Ｂの入射面７０ｂで集光され、反射面７１ｂで反射して集光した後、出射面７２ｂから出射してカバーレンズ３の入射面３０ｙａに入射する。入射面３０ｙａに入射した光は、そのほとんどが表側突部３１の頂面３１ａで全反射せずに出射面３１ｙａに到達し、出射面３１ｙａから歩行者用の光１０ｙとして外部に出射される。

【0046】

これと同様に、第１の歩行者用光源６Ｂｂから出射された光は、集光レンズ７Ｂによって集光されて入射面３０ｙｂに入射する。入射面３０ｙｂに入射した光は、そのほとんどが表側突部３１の頂面３１ａで全反射せずに出射面３１ｙｂに到達し、出射面３１ｙｂから歩行者用の光１０ｙとして外部に出射される。第２の歩行者用光源６Ｃａ、６Ｃｂから出射された光は、ロッドレンズ８の入射端面に入射し、ロッドレンズ８の出射端面８ａからカバーレンズ３の周辺部３２を介して歩行者用の光１０ｚとしてＺ方向の上方に出射される。

【0047】

（平面視における配光特性）
図８は、平面視における配光特性のシミュレーション結果を示す図である。なお、同図は第２の歩行者用光源６Ｃは考慮していない。図２で説明したように、カバーレンズ３のＸ方向の出射面３１ｘａ、３１ｘｂは、平面視において出射側に凸状の曲面、かつ、垂直断面の形状を直線により形成されている。一方、Ｙ方向の出射面３１ｙａ、３１ｙｂは、平面視において直線状の面、かつ、垂直断面の形状を直線により形成されている。このため、シミュレーション結果によれば、Ｘ方向に出射する車両用の光１０ｘの平面視における配光角度θｘｙは、４８°と狭くなり、Ｙ方向に出射する歩行者用の光１０ｙの配光角度θｙｘは、７７°と広くなった。なお、出射面３１ｘａ、３１ｘｂを平面視において直線状の面により形成した場合のシミュレーション結果では、車両用の光１０ｘの平面視における配光角度θｘｙは、６３°と広くなっている。

【0048】

このように発光鋲１からＸ方向に出射される車両用の光１０ｘは、平面視における配光角度θｘｙが５０°以下と狭いため、光線が密集して光強度が強くなり、遠方（例えば、１００ｍ以上）に到達しやすくなる。発光鋲１からＹ方向に出射される歩行者用の光１０ｙは、平面視において７０°以上と広いため、歩行者が近く（例えば、１０ｍ以内）から光１０ｙを視認しやすくなる。また、ロッドレンズ８によりＺ方向の上方に歩行者用の光１０ｚを出射しているため、直近（例えば、０～３ｍ）を歩く歩行者から光１０ｚを視認しやすくなる。すなわち、この発光鋲１によれば、付近（例えば、１０ｍ前後）だけでなく、直近（例えば、０～３ｍ）にいる歩行者からの視認性の向上を図ることができる。

【0049】

（車両用の垂直面内の配光特性）
図９は、Ｘ方向の垂直面における配光特性のシミュレーション結果を示す図である。なお、同図は第１の歩行者用光源６Ｂ及び第２の歩行者用光源６Ｃは考慮していない。シミュレーション結果によれば、発光鋲１からＸ方向に出射する車両用の光１０ｘの垂直面における配光角度θｘｚは、４．５°（θx1＝０．５°、θx2＝５°）となった。上記の車両用の光の配光特性に関して説明したように、車両用光源６Ａを構成する発光素子を高い実装密度で実装し、カバーレンズ３の入射面３０ｘａ、３０ｘｂの入射効率を向上させ、出射面３１ｘａ、３１ｘｂを平面視において出射側に凸状の曲面により形成したことで、車両用の光１０ｘの配光角度θｘｙ、θｘｚを狭くすることができ、これにより遠方（例えば、１００ｍ以上）の車両運転者から車両用の光１０ｘを視認することが可能となる。また、車両用の光１０ｘの垂直面における配光角度θx2が狭くなることで、近く（例えば、１０ｍ以内）を歩く歩行者が眩しいと感じるのを抑制することができる。

【0050】

（歩行者用の配光特性）
図１０（ａ）は、Ｙ方向の垂直面における配光特性のシミュレーション結果を示す図である。なお、同図は一方の第１の歩行者用光源６Ｂａのみに対して行ったものであり、車両用光源６Ａ及び第２の歩行者用光源６Ｃは考慮していない。カバーレンズ３の出射面３１ｙａ、３１ｙｂは、図１０（ａ）に示すように、垂直断面の形状を出射側に凸状の曲線により形成され、曲線の外側に入射面３０ｙａ、３０ｙｂに入射した光の光線が交差する点１０ｙａを有する。垂直断面の形状を出射側に凸状の曲線により形成された出射面３１ｙａ、３１ｙｂは、拡散手段の一例である。

【0051】

シミュレーション結果によれば、発光鋲１からＹ方向に出射する歩行者の光１０ｙの垂直面における配光角度θｙｚは、２８°（θy1＝５°、θy2＝３３°）となった。このように発光鋲１からＹ方向に出射される歩行者用の光１０ｙは、垂直面における配光角度θｙｚが広いため、発光鋲１の近く（例えば、１０ｍ以内）にいる子供や大人を含む歩行者から歩行者用の光１０ｙを視認することができる。また、出射面３１ｙａ、３１ｙｂの垂直断面の形状を出射側に凸状の曲線により形成することで、垂直断面の形状を出射側に凹状の曲線とするよりも、車両がカバーレンズ３の上を通過する際の出射面３１ｙａ、３１ｙｂと頂面３１ａとの角の損傷を抑制することができる。

【0052】

図１０（ｂ）は、出射面３１ｙａ、３１ｙｂの変形例に係るＹ方向の垂直面における配光特性のシミュレーション結果を示す図である。この変形例は、カバーレンズ３の出射面３１ｙａ、３１ｙｂを、図１０（ｂ）に示すように、垂直断面の形状を出射側に凹状の曲線としたものである。垂直断面の形状を出射側に凹状の曲線により形成された出射面３１ｙａ、３１ｙｂは、拡散手段の一例である。

【0053】

シミュレーション結果によれば、発光鋲１からＹ方向に出射する歩行者の光１０ｙの垂直面における配光角度θ’ｙｚは、２２°（θ’y1＝２°、θ’y2＝２４°）となった。この変形例によれば、出射面３１ｙａ、３１ｙｂを垂直断面において出射側に凸状の曲線とした場合と比較して、垂直面における配光角度はやや狭くなるが、車両用の光１０ｘと比較して広い配光角度θ’ｙｚで出射することができる。なお、拡散手段として、入射面３０ｙａ、ｙｂの垂直断面の形状を出射側に凸状又は凹状の曲線により構成してもよい。また、拡散手段として、光源６からカバーレンズ３の出射面３１ｙａ、３１ｙｂに至る光路のいずれかに設けられ、光路を通る光を垂直面内で拡散させてもよい。

【0054】

（光強度分布）
図１１は、Ｘ方向の光強度分布を示す図である。図１１（ａ）は、Ｘ方向の平面視における光強度分布を示し、図１１（ｂ）は、Ｘ方向の垂直面における光強度分布を示す。図１２は、Ｙ方向の光強度分布を示す図である。図１２（ａ）は、Ｙ方向の水平に対する仰角が６°における光強度分布を示し、図１２（ｂ）は、Ｙ方向の水平に対する仰角が２０°における光強度分布を示す。図１２（ｃ）は、Ｙ方向の垂直面における光強度分布を示す。なお、図１２（ｃ）に示す相対光強度（％）は、全ての方向の光強度のうち最大光強度（図１１（ｂ）の１００％）を基準にしている。なお、図１１及び図１２は、光源６として車両用光源６Ａのみを用いた場合の光強度分布を示す。

【0055】

図１１（ｂ）から、図９で説明したのと同様に、発光鋲１からＸ方向に出射する車両用の光１０ｘの垂直面における配光角度θｘｚは４．５°と狭く、低い角度（０．５°～５°）で出射されていることが分る。

【0056】

図１２（ａ）では、光強度が５％以上あり、図１２（ｂ）では、光強度が１０％以上あり、図１２（ｃ）では、－３０°から＋３０°の範囲の光強度が１０％以上あることから、それぞれ付近（例えば、１０ｍ前後）、近傍（例えば、５ｍ前後）、直近（例えば、０～３ｍ）から、歩行者は歩行者用の光１０ｙを視認できることが分る。

【0057】

（実施の形態の効果）
本実施の形態によれば、以下の効果を奏する。
（ａ）車両用光源６Ａの発光素子を高い実装密度で実装し、カバーレンズ３の入射面３０ｘａ、３０ｘｂの入射効率を向上させ、出射面３１ｘａ、３１ｘｂを平面視において出射側に凸状の曲面により形成したことで、車両用の光１０ｘの配光角度θｘｙ、θｘｚを狭くすることができ、これにより遠方（例えば、１００ｍ以上）の車両運転者からの車両用の光１０ｘの視認性の向上を図ることができる。
（ｂ）入射面３０ｘａ、３０ｘｂから出射面３１ｘａ、３１ｘｂまでの光路長を、入射面３０ｙａ、３０ｙｂから出射面３１ｙａ、３１ｙｂまでの光路長よりも長くしたことで、車両用の光１０ｘを歩行者用の光１０ｙよりも低い角度（例えば、３°～１０°）で外部に出射させることができる。
（ｃ）カバーレンズ３の出射面３１ｙａ、３１ｙｂの垂直面における拡散機能等により、歩行者用の光１０ｙの垂直面における配光角度θｙｚを広くすることができ、これにより発光鋲１の近く（例えば、１０ｍ以内）にいる子供や大人を含む歩行者からの歩行者用の光１０ｙの視認性の向上を図ることができる。
（ｄ）後述する設置例１乃至３にも示すように、用途に応じて車両用光学系又は歩行者用光学系を基板５に実装することができることから、用途に応じて視認性の向上を図ることができる。

【0058】

（変形例１）
図１３は、変形例１に係る図２のＢ－Ｂ線断面図に対応する断面図である。本実施の形態では、第１の歩行者用光源６Ｂから出射された光を集光する集光手段として、集光レンズ７Ｂを用いたが、この変形例１は、拡散手段の一例としてリフレクタ７Ｃを用いたものである。

【0059】

リフレクタ７Ｃは、ミラー型のリフレクタ（ミラーリフレクタともいう。）であり、例えば、樹脂から本体が形成され、本体の表面に金属膜（例えば、反射率８０％）による反射面７３が形成されている。反射面７３は、例えば、入射した光が全反射するとともに垂直面内で拡散するように１つ又は複数の内側に向けて凹状の曲面により構成されている。

【0060】

図１４は、変形例１に係るＹ方向の光強度分布を示す図である。図１４（ａ）は、仰角が６°における光強度分布を示し、図１４（ｂ）は、仰角が２０°における光強度分布を示す。図１４（ｃ）は、垂直面における光強度分布を示す。なお、図１４（ｃ）に示す相対光強度（％）は、全ての方向の光強度のうち最大光強度（図１１（ｂ）の１００％）を基準にしている。また、図１４は、光源６として第１の歩行者用光源６Ｂ及び第２の歩行者用光源６Ｃのみを用いた場合の光強度分布を示す。

【0061】

図１４（ａ）では、光強度が５％以上あり、図１４（ｂ）では、光強度が５％以上あり、図１４（ｃ）では、－５５°から－２０°の範囲、及び＋２０°から＋５５°の範囲の光強度が２０％以上あることから、それぞれ付近（例えば、１０ｍ前後）、近傍（例えば、５ｍ前後）、直近（例えば、０～３ｍ）から、歩行者は歩行者用の光１０ｙを視認できることが分る。なお、変形例１では、カバーレンズ３の出射面３１ｙａ、３１ｙｂに拡散機能を持たせるとともに、１次レンズとして拡散機能を有するリフレクタ７Ｃを用いたが、拡散機能を有するリフレクタ７Ｃを用いる場合には、カバーレンズ３の出射面３１ｙａ、３１ｙｂに拡散機能を持たせなくてもよい。

【0062】

（設置例１）
図１５は、本実施の形態に係る発光鋲の設置例１を模式的に示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。この設置例１は、車両用光学系のみを実装した複数の発光鋲１を道路１００の中央線１０１に設置したものである。設置例１の発光鋲１は、Ｘ方向の両方向に車両用の光１０ｘを中央線１０１に沿って出射している。中央線１０１を境に道路１００をそれぞれ走行している車両１１０Ａ、１１０Ｂの運転者は、遠方（例えば、１００ｍ以上）から車両用の光１０ｘを視認することができる。

【0063】

（設置例２）
図１６は、本実施の形態に係る発光鋲の設置例２を模式的に示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。この設置例２は、歩行者用光学系のみを実装した複数の発光鋲１を横断歩道１２１に設置したものである。設置例２の発光鋲１は、Ｙ方向の両方向に歩行者用の光１０ｙを横断する方向に沿って出射し、Ｚ方向の上方に歩行者用の光１０ｚを出射している。歩行者１３０は、歩行者用の光１０ｙ、１０ｚによって横断歩道１２１の位置を容易に認識することができる。

【0064】

（設置例３）
図１７は、本実施の形態に係る発光鋲の設置例３を模式的に示す図である。同図に示す設置例３は、２つの発光鋲１を交差点付近に設置したものであり、道幅の広い道路１１０の車道外側線１０２の交差点付近に１つの発光鋲１Ａを設置し、道幅の狭い道路１１０’の交差点付近に１つの発光鋲１Ｂを設置したものである。

【0065】

一方の発光鋲１Ａは、１つ車両用光学系（車両用光源６Ａｂ、集光レンズ７Ａ）と１つの歩行者用光学系（第１の歩行者用光源６Ｂａ、第２の歩行者用光源６Ｃａ、リフレクタ７Ｂ、ロッドレンズ８）を実装している。他方の発光鋲１Ｂは、設置例２のように一対の歩行者用光学系のみを実装している。歩行者１３０は、発光鋲１Ｂからの歩行者用の光１０ｙ、１０ｚによって交差点に近いことを認識することができる。車両運転者は、発光鋲１Ａからの車両用の光１０ｘによって車道外側線１０２の存在を認識することができ、歩行者１３０は、発光鋲１Ａからの歩行者用の光１０ｙ、１０ｚによって交差点が間近であることを認識することができる。

【0066】

上記設置例１乃至３に示したように、用途に応じて車両用光学系又は歩行者用光学系を基板５に実装することにより、用途に応じて視認性の向上を図ることができる。

【0067】

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、上記実施の形態では、車両用の集光部材として集光レンズ７Ａを用いたが、ミラー型のリフレクタを用いてもよい。また、上記実施の形態では、車両用光学系と歩行者用光学系を用いたが、車両用光学系を用いずに、歩行者用光学系として、第２の歩行者用光源６Ｃ及びロッドレンズ８のみを用いてもよい。これにより直近（例えば、０～３ｍ）の歩行者にＺ方向の上方に出射する歩行者用の光１０ｚを視認させることができる。

【0068】

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、上方への歩行者用の光１０ｚを出射する必要がない場合には、第２の歩行者用光源６Ｃ及びロッドレンズ８を省いてもよい。

【符号の説明】

【0069】

１、１Ａ、１Ｂ…発光鋲、２…筐体、３…カバーレンズ、４…ケース、５…基板、５ａ…上面、５ｂ…下面、６…光源、６ａ…光軸、６Ａ、６Ａａ、６Ａｂ…車両用光源、６Ｂ、６Ｂａ、６Ｂｂ…第１の歩行者用光源、６Ｃ、６Ｃａ、６Ｃｂ…第２の歩行者用光源、７Ａ、７Ｂ…集光レンズ、７Ｃ…リフレクタ、８…ロッドレンズ、８ａ…出射端面、１０…光、１０ｘ…車両用の光、１０ｙ、１０ｚ…歩行者用の光、１０ｙａ…交点、１１…ボルト、１２…設置面、１３…パッキン、２０…下側凹部、２１…上側凹部、２１ａ…受け面、２１ｂ…ねじ穴、２１ｃ・・・パッキン溝、２２…壁部、３０…裏側突部、３０ａ…頂面、３０ｘａ、３０ｘｂ、３０ｙａ、３０ｙｂ…入射面、３１…表側突部、３１ａ…頂面、３１ｘａ、３１ｘｂ、３１ｙａ、３１ｙｂ…出射面、３２…周辺部、３２ａ…受け面、３２ｂ…座部、３２ｃ…貫通孔、３３…凹部、４０…凹部、４１…支持部、４１ａ…上面、６０…多色ＬＥＤ、６１…白色ＬＥＤ、７０ａ、７０ｂ…入射面、７１ａ、７１ｂ…反射面、７２ａ、７２ｂ…出射面、７３…反射面、１００、１００’…道路、１０１…中央線、１０２…車道外側線、１０３…停止線、１１０、１１０Ａ、１１０Ｂ…車両、１２０…歩道、１２１…横断歩道、１３０…歩行者、Ｈｆ、Ｈｒ…高さ、Ｔ_１、Ｔ_２…厚さ、θｘｙ、θｘｚ、θｙｘ、θｙｚ、θ’ｙｚ…配光角度

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】