CN101158454A - 照明装置 - Google Patents

Abstract

提供一种照明装置，其使汽车驾驶员能够容易辨认人行道上的行人等。具备：人行道侧光源部(42)，其将蓝色－绿色光丰富的频谱特性的光照射到上述人行道上；和车道侧光源部(41)，其将绿色－红色光丰富的频谱特性的光照射到上述车道上。另外，进行设定使得从人行道侧光源部(42)照射的光的频谱特性的利用下式(1)得到的I_P值大于根据从车道侧光源部(41)照射的光的频谱特性利用上式(1)得到的I_C值。

Description

照明装置

技术领域

本发明涉及一种设置在具备车道和人行道的街道上并向车道以及人行道照射光的照明装置。

背景技术

目前，作为向街道照射光的照明装置，已知如下构成的交叉点用的照明装置，即，该交叉点用的照明装置具备光源和配置在光源上部的特殊形状的反射镜，反射镜投射使光源的光朝向交叉点中央部的照射光、朝向邻近的人行横道上的照射光、以及照明背后区域的照射光(例如，参照日本特开2005-158540号公报)。由此，解决了交叉点中央附近、人行横道部、以及人行道的横过马路等待部附近的照度不足，汽车驾驶员容易准确地确认交叉点的状况。

然而，在现有的照明装置中，即使向人行道照射了适当照度的光的情况下，有时汽车驾驶员也难以辨认人行道上的行人等。认为这是由于人的视觉特性造成的。一旦汽车驾驶员对人行道上的行人等发现较迟时，驾驶员对于行人等闯入车道的对应也有可能来不及了。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种使汽车驾驶员能够容易辨认人行道上的行人等的照明装置。

本发明是设置在具备车道和人行道的街道上并向车道以及人行道照射光的照明装置，其特征在于，具备：人行道侧光源部，其将蓝色-绿色光丰富的频谱特性的光照射到人行道上；车道侧光源部，其将绿色-红色光丰富的频谱特性的光照射到车道上。

本发明是设置在具备车道和人行道的街道上并向车道以及人行道照射光的照明装置，其特征在于，具备向车道照射光的车道侧光源部、和向人行道照射光的人行道侧光源部，从人行道侧光源部照射的光的频谱特性被设定为使得利用下式(1)得到的I_P值大于根据从车道侧光源部照射的光的频谱特性利用下式(1)得到的I_C值，

$I=\frac{{\∫}_a^{b}S\left(\mathrm{\λ}\right)\·V^{\′}\left(\mathrm{\λ}\right)\mathrm{d\λ}}{{\∫}_{380}^{780}S\left(\mathrm{\λ}\right)\·V\left(\mathrm{\λ}\right)\mathrm{d\λ}}\·\·\·\left(1\right)$

其中，在式(1)中，a-b为蓝色-绿色光的波长区域，S(λ)为波长λ的分光放射强度，V(λ)为明视觉标准比能见度，V’(λ)为暗视觉标准比能见度。

人的视网膜上的视细胞由锥体和杆体构成。锥体具有识别明亮的状况下(明视觉)的颜色的功能，杆体具有识别暗的状况下(暗视觉)的明暗的功能。利用锥体的能见度的峰值如图3中的V所示是波长λ为555nm时、即为黄色光侧的绿色光，利用杆体的能见度的峰值如图3中的V’所示是波长λ为507nm时、即为蓝色光侧的绿色光。因而，可知在杆体活跃地动作的暗视觉中，能见度的峰值与锥体活跃地动作的明视觉中的能见度的峰值相比，向短波长侧(蓝色光侧)位移约50nm。

在夜间的汽车驾驶环境中相当于作为暗视觉和明视觉的中间状态的微明视觉，因此不仅锥体处于活跃地动作的条件下，而且杆体也处于活跃地动作的条件下。

如图4所示，锥体集中在视网膜的中心，当从中心离开时极端地减少。与此相对，杆体不存在于视网膜的中心，当从中心离开时急剧增加。因此，识别颜色的锥体在汽车驾驶员的视野的中心视觉中活跃地动作，在周边视觉中基本不动作，与此相对，识别明暗的杆体在周边视觉中活跃地动作。如从图4、图5可明确，对于汽车驾驶员而言多是通过周边视觉来辨认街道的人行道侧。

根据上述本发明的照明装置的结构，由人行道侧光源部以507nm附近(蓝色-绿色光)的分光放射强度高的频谱特性的光来照射人行道，因此汽车驾驶员能够通过杆体容易地辨认人行道上的行人等。

在本发明的照明装置中，最好将上述式(1)的a设为450nm，将b设为550nm。作为人行道侧光源部的光源，与车道光源部的光源进行比较通过使用450～550nm的波长区域中的分光放射强度高的频谱特性的光源，汽车驾驶员通过杆体容易更清晰地辨认人行道上的行人等。

通过使上述I_P值与上述I_C值相比大到让汽车驾驶员能够感觉到亮度有明确差别的程度，从而使汽车驾驶员能够更清晰地辨认人行道上的行人等。因此，通过使用不同种类的光源来调整输出，进行了将由光源照射的街道的亮度的感觉方面相比较的实验的结果，可知为了使人能够在暗视觉中感觉到亮度有明确差别的1成以上的亮度差，需要使上述式(1)的I值的差(人行道侧光源部的上述I_P值和车道侧光源部的上述I_C值的差)为3成以上。

图6是表示使用上述I值不同的多个光源来调整光源的输出使得被试者在暗视觉中感觉到由光源照射的街道的亮度为相等的亮度、并测量此时由光源照射的街道的亮度的结果的图。在图6中，将横轴设为“根据光源的频谱特性利用上述式(1)得到的I值”，将纵轴设为“从其他光源的亮度减去了成为基准的光源(■)的亮度后的亮度差相对该基准光源(■)的百分比表示”。从图6可知，人在暗视觉中随着I值变高，能够以小的亮度感觉相等的亮度。

在设置在街道上的照明装置中，光照射到街道的亮度要求相同。因此，有必要设定两个光源部使得车道侧光源部照射的车道的亮度与从人行道侧光源部照射的人行道的亮度相同。

从图6可知，当设定两个光源部使得车道和人行道的亮度相同时，人感觉到由I值大的人行道侧光源部照射的人行道一方更明亮。例如，在如图6所示的将光源(■)用作车道侧光源部的光源、并将光源(□)用作人行道侧光源部的光源的情况下，提高人行道侧光源部的光源(□)的输出使得由人行道侧光源部的光源(□)照射的人行道的亮度与由车道侧光源部的光源(■)照射的车道的亮度相同。

由此可知，人感觉到由人行道侧光源部的光源(□)照射的人行道一方比车道更明亮，从图6可知感觉的亮度是增加了恰好能够让人感觉到亮度存在明确差别的1成左右亮度。从图6可知，此时的人行道侧光源部的光源(□)的I值比车道侧光源部的光源(■)的I值大3成左右。

因而，在本发明的照明装置中，最好使从人行道光源部照射的光的频谱特性的上述I_P值比从上述车道侧光源部照射的光的频谱特性的上述I_C值大3成以上。由此，汽车驾驶员能够更清晰地辨认人行道上的行人等。

在照明装置中，人行道光源部以及车道光源部作为光源最好具备多个发出至少包括蓝色光或者绿色光的光的短波长色光源、和发出至少包括黄色光或者红色光的光的长波长色光源，所述照明装置具备输出调整单元，该输出调整单元调整各光源的输出，使得在上述人行道侧光源部中使短波长色光源的输出与长波长色光源的输出相比相对较高、在车道侧光源部中使长波长色光源的输出与短波长色光源的输出相比相对较高。

根据上述结构，能够由上述输出调整单元按照照明装置的设置场所的环境等来调整各光源部的频谱特性。因此，即使不改变光源也能够将适合照明装置的设置场所的环境等的光照射到街道上。

附图说明

图1是表示本发明的第1实施方式的照明装置的说明图；

图2是表示第1实施方式的车道侧光源部和人行道侧光源部的说明图；

图3是表示椎体和杆体的能见度的图；

图4是表示视网膜上的椎体和杆体的分布以及视角的说明图；

图5是表示汽车驾驶员的视野范围的说明图；

图6是表示光源的亮度和I值关系的图；

图7是表示本发明的第2实施方式的车道侧光源部和人行道侧光源部的说明图；

图8是表示本发明的第3实施方式的两光源部的分光分布的图；

图9是表示本发明的第4实施方式的照明装置的说明图。

具体实施方式

如图1所示，本发明的第1实施方式的照明装置1设置在具备车道21和人行道22的街道2上，照明装置1由从人行道22向垂直方向延伸的支撑部3和设置在支撑部3上端的照明主体4构成。照明主体4具备向车道21照射光的车道侧光源部41、和向人行道22照射光的人行道侧光源部42。

如图2所示，两光源部41、42的光源全都排列多个红色、绿色、蓝色、黄色(或者白色)这4色的LED51～54而构成。各LED51～54的比例平衡较好地分散配置在两个光源部41、42上，使得红色LED51对绿色LED52对蓝色LED53对黄色(白色)LED54的比为1对1对1对3的比例。

照明主体4具备将各LED51～54的输出按每个光源部分开调整的未图示的输出调整单元。该输出调整单元由微型计算机等电子设备构成并连接在各LED51～54上。该输出调整单元设定各LED51～54的输出，使得在人行道侧光源部42中使绿色LED52以及蓝色LED53的短波长LED的输出相对于红色LED51以及黄色LED54的长波长LED的输出相对较强、相反在车道侧光源部41中使红色LED51以及黄色LED54的长波长LED的输出相对于绿色LED52以及蓝色LED53的短波长LED的输出相对较强。即，通过输出调整单元，使由人行道侧光源部42的各LED51～54合成的光的频谱特性为蓝色-绿色光丰富的特性，使由车道侧光源部41的各LED51～54合成的光的频谱特性为绿色-红色光丰富的特性。

在第1实施方式中，绿色LED52以及蓝色LED53的短波长LED相当于“发出至少包括蓝色光或者绿色光的光的短波长色光源”，红色LED51以及黄色LED54的长波长LED相当于“发出至少包括黄色光或者红色光的光的长波长色光源”。此外，白色LED也可以不通过输出调整单元来调整输出。

具体地说，由上述输出调整单元调整各LED51～54的输出，使得从人行道侧光源部42照射的光即人行道侧光源部42的各LED51～54的合成光的频谱特性的利用下式(2)得到的I_P值大于从车道侧光源部41照射的光即车道侧光源部41的各LED51～54的合成光的频谱特性的利用下式(2)得到的I_C值。

$I=\frac{{\∫}_{450}^{550}S\left(\mathrm{\λ}\right)\·V^{\′}\left(\mathrm{\λ}\right)\mathrm{d\λ}}{{\∫}_{380}^{780}S\left(\mathrm{\λ}\right)\·V\left(\mathrm{\λ}\right)\mathrm{d\λ}}\·\·\·\left(2\right)$

其中，在式(2)中，S(λ)为波长λ的分光放射强度，V(λ)为明视觉标准比能见度，V’(λ)为暗视觉标准比能见度。

作为蓝色-绿色光的波长区域，虽然具有个体差但大体为430～570nm。实验结果可知，在该蓝色-绿色光的波长区域中特别是提高450～550nm中的分光放射强度，从而使汽车驾驶员能够清晰地辨认人行道22上的行人等。因而，在上述式(2)中，将分子侧的进行积分的波长区域设为450～550nm。

人的视网膜上的视细胞由锥体和杆体构成。锥体起到识别明亮状况下(明视觉)的颜色的功能，杆体起到识别暗的状况下(暗视觉)的明暗的功能。锥体的能见度的峰值如图3中的V所示是波长λ为555nm时即为黄色光侧的绿色光，杆体的能见度的峰值如图3中的V’的所示是波长λ为507nm时即为蓝色光侧的绿色光。因而，可知在杆体活跃地动作的暗视觉中，能见度的峰值与锥体活跃地动作的明视觉中的能见度的峰值相比向短波长侧位移约50nm。

在夜间的汽车驾驶环境中，相当于作为暗视觉和明视觉的中间状态的微明视觉，因此处于不仅锥体活跃地动作而且杆体也活跃地动作的条件下。

如图4所示，锥体集中在视网膜的中心，当从中心离开时极端地减小。与此相对，杆体不存在于视网膜中心，当从中心离开时急剧增加。因而，识别颜色的锥体在驾驶员视野的中心视觉中活跃动作，在周边视觉中几乎不动作，与此相对，识别明暗的杆体在周边视觉中活跃地动作。如从图4、图5可知，对于汽车驾驶员而言多是通过周边视觉来辨认街道的人行道侧。

根据第1实施方式的照明装置1，人行道侧光源部42以蓝色-绿色光的波长区域、特别是450～550nm的分光放射强度高的频谱特性的光来照射人行道22，从而以作为杆体的能见度峰值的507nm附近的分光放射强度高的频谱特性的光来照射人行道22。因此，汽车驾驶员能够通过杆体容易地辨认行人。

通过使上述I_P值与上述I_C值相比大到让汽车驾驶员能够感觉到亮度存在明确差别的程度，从而能够使汽车驾驶员更清晰地辨认人行道上的行人等。因此，通过使用不同种类的光源来调整输出，进行了将由光源照射的街道的亮度的感觉方面相比较的实验的结果，可知为了使人能够在暗视觉中感觉到亮度有明确差别的1成以上的亮度差，需要使上述式(2)的I值的差(人行道侧光源部42的上述I_P值和车道侧光源部41的上述I_C值的差)为3成以上。

图6是表示使用上述I值不同的多个光源来调整光源的输出使得被试者在暗视觉中感觉到由光源照射的街道的亮度为相等的亮度、并测量此时由光源照射的街道的亮度的结果的图。在图6中，将横轴设为“根据光源的频谱特性利用上述式(1)得到的I值”，将纵轴设为“从其他光源的亮度减去了成为基准的光源(■)的亮度后的亮度差相对该基准光源(■)的百分比表示”。如从图6可知，人在暗视觉中随着上述I值变高，能够以小的亮度感觉相等的亮度。

在设置在街道上的照明装置中，光照射到街道的亮度要求相同。因此，有必要设定两个光源部41、42使得车道侧光源部41照射的车道21的亮度与从人行道侧光源部42照射的人行道22的亮度相同。

从图6可知，当进行设定使得车道21和人行道22的亮度相同时，人感觉到由I值大的人行道侧光源部42照射的人行道22一方更明亮。例如，在如图6所示的将光源(■)用作车道侧光源部41的光源、并将光源(□)用作人行道侧光源部42的光源的情况下，当提高人行道侧光源部42的光源(□)的输出使得由人行道侧光源部42的光源(□)照射的人行道22的亮度与由车道侧光源部41的光源(■)照射的车道21的亮度相同时，人感觉到由人行道侧光源部42的光源(□)照射的人行道22一方更明亮，从图6也可知感觉到的亮度是增加了恰好能够让人感觉到亮度存在明确差别的1成左右亮度。从图6可知，此时的人行道侧光源部42的光源(□)的I值比车道侧光源部41的光源(■)的I值大3成左右。

因而，最好使上述I_P值比上述I_C值大3成以上。由此，汽车驾驶员能够更清晰地辨认人行道22上的行人等。

车道侧光源部41以黄色-红色光的波长区域的分光放射强度高的频谱特性的光来照射车道21，因此以作为锥体的能见度峰值的555nm附近的分光放射强度高的频谱特性的光来照射车道21。因此，汽车驾驶员能够通过锥体容易地辨认车道21的其他车辆等。

第1实施方式的照明装置1从街道2的上方向人行道22照射450～550nm的波长区域中的分光放射强度高的频谱特性的光。因而，从人行道侧光源部42照射的光不直接进入到在车道21上行驶的汽车驾驶员的眼中。因此，能够避免由从人行道侧光源部42照射的光对汽车驾驶员带来眩光的担忧。

在第1实施方式中，两个光源部41、42由4色的LED51～54构成，因此通过由上述输出调整单元与照明装置1的设置场所的环境等相对应地变更各光源部41、42的各LED51～54的输出，从而能够调整频谱特性。因此，不改变光源而能够将适合照明装置1的设置场所的环境等的光照射到街道2上。

在第1实施方式中，说明了使用4色的LED51～54作为两个光源部41、42的光源的情形，但是不限于此，如图7中作为第2实施方式所示那样，也可以使用多个蓝色LED53(或者绿色LED52)作为人行道侧光源部42的光源，使用多个黄色(白色)LED54作为车道侧光源部41的光源。也可以使用蓝色荧光灯(或者绿色荧光灯)作为人行道侧光源部42的光源，使用黄色荧光灯(或者白色荧光灯)作为车道侧光源部41的光源。

作为第3实施方式，也可以使用色温度为5800K的白色光光源作为人行道侧光源部42的光源，使用色温度为3800K的白色光光源作为车道侧光源部41的光源。在图8中示出这种情况下的分光分布。图8中，P是人行道侧光源部42的光源的分光分布，C是车道侧光源部41的光源的分光分布。

在第1实施方式中，说明了利用上述输出调整单元来调整各LED51～54的输出使得从人行道侧光源部42照射的光的频谱特性的利用上述式(2)得到的I_P值大于从车道侧光源部41照射的光的频谱特性的利用式(2)得到的I_C值，但是不限于此，人行道侧光源部42与车道侧光源部41相比较，只要将蓝色-绿色光丰富的频谱特性的光照射到人行道22上即可。

如图9中作为第4实施方式所示那样，也可以构成为如下：照明装置1的支撑部3上设置两个分开的照明主体4’、4”，在照明主体4’中设置车道侧光源部41，在照明主体4”中设置人行道侧光源部42。

Claims (10)

1.一种照明装置，是设置在具备车道和人行道的街道上并向该车道以及该人行道照射光的照明装置，其特征在于，具备：

人行道侧光源部，其将蓝色-绿色光丰富的频谱特性的光照射到上述人行道上；

车道侧光源部，其将绿色-红色光丰富的频谱特性的光照射到上述车道上。

2.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于，

上述人行道光源部以及上述车道光源部作为光源具备多个发出至少包括蓝色光或者绿色光的光的短波长色光源、和发出至少包括黄色光或者红色光的光的长波长色光源，

上述照明装置具备输出调整单元，该输出调整单元调整各光源的输出，使得在上述人行道侧光源部中使上述短波长色光源的输出与上述长波长色光源的输出相比相对较高、在上述车道侧光源部中使上述长波长色光源的输出与上述短波长色光源的输出相比相对较高。

3.一种照明装置，是设置在具备车道和人行道的街道上并向该车道以及该人行道照射光的照明装置，其特征在于，具备：

向上述车道照射光的车道侧光源部；和

向上述人行道照射光的人行道侧光源部，

从上述人行道侧光源部照射的光的频谱特性被设定为使得利用下式(1)得到的I_P值大于根据从上述车道侧光源部照射的光的频谱特性利用下式(1)得到的I_C值，

$I=\frac{{\∫}_a^{b}S\left(\mathrm{\λ}\right)\·V^{\′}\left(\mathrm{\λ}\right)\mathrm{d\λ}}{{\∫}_{380}^{780}S\left(\mathrm{\λ}\right)\·V\left(\mathrm{\λ}\right)\mathrm{d\λ}}\·\·\·\left(1\right)$

其中，在式(1)中，a-b为蓝色-绿色光的波长区域，S(λ)为波长λ的分光放射强度，V(λ)为明视觉标准比能见度，V’(λ)为暗视觉标准比能见度。

4.根据权利要求3所述的照明装置，其特征在于，

在上述式(1)中，a是450nm，b是550nm。

5.根据权利要求3所述的照明装置，其特征在于，

从上述人行道侧光源部照射的光的频谱特性的上述I_P值比从上述车道侧光源部照射的光的频谱特性的上述I_C值大3成以上。

6.根据权利要求4所述的照明装置，其特征在于，

从上述人行道侧光源部照射的光的频谱特性的上述I_P值比从上述车道侧光源部照射的光的频谱特性的上述I_C值大3成以上。

7.根据权利要求3所述的照明装置，其特征在于，

上述人行道光源部以及上述车道光源部作为光源具备多个发出至少包括蓝色光或者绿色光的光的短波长色光源、和发出至少包括黄色光或者红色光的光的长波长色光源，

上述照明装置具备输出调整单元，该输出调整单元调整各光源的输出，使得在上述人行道侧光源部中使上述短波长色光源的输出与上述长波长色光源的输出相比相对较高、在上述车道侧光源部中使上述长波长色光源的输出与上述短波长色光源的输出相比相对较高。

8.根据权利要求4所述的照明装置，其特征在于，

上述人行道光源部以及上述车道光源部作为光源具备多个发出至少包括蓝色光或者绿色光的光的短波长色光源、和发出至少包括黄色光或者红色光的光的长波长色光源，

上述照明装置具备输出调整单元，该输出调整单元调整各光源的输出，使得在上述人行道侧光源部中使上述短波长色光源的输出与上述长波长色光源的输出相比相对较高、在上述车道侧光源部中使上述长波长色光源的输出与上述短波长色光源的输出相比相对较高。

9.根据权利要求5所述的照明装置，其特征在于，

上述人行道光源部以及上述车道光源部作为光源具备多个发出至少包括蓝色光或者绿色光的光的短波长色光源、和发出至少包括黄色光或者红色光的光的长波长色光源，

上述照明装置具备输出调整单元，该输出调整单元调整各光源的输出，使得在上述人行道侧光源部中使上述短波长色光源的输出与上述长波长色光源的输出相比相对较高、在上述车道侧光源部中使上述长波长色光源的输出与上述短波长色光源的输出相比相对较高。

10.根据权利要求6所述的照明装置，其特征在于，

上述人行道光源部以及上述车道光源部作为光源具备多个发出至少包括蓝色光或者绿色光的光的短波长色光源、和发出至少包括黄色光或者红色光的光的长波长色光源，

上述照明装置具备输出调整单元，该输出调整单元调整各光源的输出，使得在上述人行道侧光源部中使上述短波长色光源的输出与上述长波长色光源的输出相比相对较高、在上述车道侧光源部中使上述长波长色光源的输出与上述短波长色光源的输出相比相对较高。

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