JP2008226567A

JP2008226567A - 街路灯

Info

Publication number: JP2008226567A
Application number: JP2007061225A
Authority: JP
Inventors: Kiyoshi Iwatani; 潔岩谷; Haruhiko Yamamoto; 晴彦山本; Atsushi Kaneishi; 篤志兼石
Original assignee: Yamaguchi University NUC
Current assignee: Yamaguchi University NUC
Priority date: 2007-03-12
Filing date: 2007-03-12
Publication date: 2008-09-25
Anticipated expiration: 2027-03-12
Also published as: JP4839447B2

Abstract

【課題】
植生地帯に隣接する箇所に設置される街路灯での夜間の照明光により植物に生じる出穂遅延等の光害を防止する。
【解決手段】
街路灯の発光体として波長５００〜５８０ｎｍの緑色光の光源を用いた単一光源型とするか、あるいは緑色の光源と、白色光源等緑色以外の波長域を含む光源とを組み合わせて構成した複合光源型とする。複合光源型の場合の白色光源等については指向性が高いＬＥＤを用い、緑色の光源が植生地域を含む範囲を照射し、白色光源等は植生地域を照射しないようにする。
【選択図】図１

Description

本発明は街路灯に関し、特に植生地域に隣接した位置に設置するのに好適な街路灯に関する。

街路灯には一般的に白熱電球や白色蛍光灯等白色ないし黄色系の照明灯が用いられている。夜間に路面を照明するのにはこのような白色ないし黄色系の照明灯にするのが適切であるが、農作地帯の都市化に伴い、道路の側方で水田、畑等の農作地に隣接した位置にさまざまな街路灯等の夜間照明装置が設置される状況は多くあり、このような状況では夜間照明装置の光が農作地をも照明することになる。夜間において、このような白色ないし黄色系の光で植生地域を照明し続けることは光害を生ずる結果となる。

街路灯は夜間屋外での視界確保、防犯等のために必要であり、治安確保の面からある程度の明るさを有することが求められる。他方で屋外夜間照明は、天体観測や睡眠などの社会生活上に支障を与えるほか、水稲等の作物の生育不良、ウミガメ・鳥類等の野生生物の生育に影響をもたらすことがあり、これらは光害という形でとらえられている。

植物は日長に対する反応により、昼間より夜の方が長い短日条件において花芽の分化が始まる短日植物、昼間の方が長い長日条件において花芽分化が始まる長日植物、日長に影響されない中日植物に分けられる。農作物への夜間照明の影響はこれらの植物の性質に応じて異なった形になり、夜間照明により長日植物は早期抽苔を生じたりするが、短日植物では開花遅延のような影響がある。

水田で耕作される水稲についてみると、水稲は本来は日長の変化が少ない低緯度地域の原産で中日植物であって、温度により花芽形成が促進される感温性を有していたが、日本では高緯度地域でも栽培可能とするため感光性の強い、短日性の品種が育成されている。このような短日性である水稲に夜間照明光が当たると、短日条件に遭遇することができずに花芽の形成が遅延することになる。ただし、水稲についても多くの品種があり、品種によって夜間照明による影響の受け方は異なる。

農地における作物の生育に与える影響を考慮した上での夜間照明のあり方について、以下のような文献に記載されている。
特許文献１には、短日条件により出穂する短日植物である水稲が夜間照明による長日条件により出穂遅延を生ずるのを軽減するため、自然の太陽光が照射される前の数時間に水稲に対して近赤外線光を照射することが記載されている。これは、水稲の出穂がフィトクロムの赤色光吸収型から近赤外線光吸収型への変換に依存すると考えられることから、自然の太陽光が照射される前に水稲に近赤外線光を照射することによりフィトクロムを赤色光吸収型として存在させていたと疑似させることができ、その後に太陽光によって近赤外線光吸収型に変化させられることによるものである。

特許文献２には、道路用照明器具において灯体の後方への照射光の一部を遮光する遮光壁を灯体と一体的に形成し、漏光により周辺住民、田畑の稲や野菜等が光害を受けないようにすることについて記載されている。

特許文献３には、夜蛾類から植物を防除するための発光ダイオードを用いた照明装置について記載されている。
非特許文献１には、害虫であるヤガを防除しかつ作物に花成促進や開花遅延のような悪影響を与えないようにする害虫防除照明について記載されており、ヤガの防除性能のために５２０〜５４０ｎｍ付近に主波長をもち、作物に影響を与えないために５００ｎｍ以下の短波長域及び５８０ｎｍ以上の長波長域の発光が少ないランプの使用が適切であるとしている。

しかしながら、特許文献１は太陽光が照射される前に近赤外線光を照射して水稲の出穂遅延を防止するものであり、夜間照明装置による水稲への影響をなくそうとするものではない。この技術では、新設ないし既設の住宅や店舗、街路灯による光害に対して近赤外線照射光源を別個に設置することで対応することになり、植生地域に隣接する箇所では常に可視光の街路灯とともに出穂遅延防止のための近赤外線光の照射装置を併設することが必要になるため、設備経費が多大なものになる。

特許文献２は高圧ナトリウムランプのような電球の光源の光を遮光壁で遮るようにするものであるが、街路灯がある程度以上の高さになれば光は遮光壁を回りこむため、稲や野菜等への光害を防止するには不十分なものとならざるを得ないとともに、農地側に対して光害を十分に軽減できる程度に遮光した場合には、水平面照度が２lx以下となり、遮光した側と道路上の照射面側との明暗差が大きくなって暗がりを生じ、防犯の面でも好ましくなく、遮光をした側は街路灯としてＪＩＳ道路照明基準を満たさないものとなる。

特許文献３における照明装置は植物を比較的近接した位置で広い範囲を照明するようにしており、このような照明装置を街路灯として用いるには適当でない。
また、非特許文献１はヤガの防除に有効な波長特性の照明装置を示しているが、これは防虫灯として耕作地中に設置されるものであり、道路側に設置される街路灯のような照明装置として用いられるのではない。

特開２００６−２７１３７４号公報特開２０００−２２２９１１号公報特開２００２−１９９８３７号公報特集「環境対応技術：減農薬・無農薬に向けた害虫防除照明」（松下電工技法、ｖｏｌ．５４、Ｎｏ．１、ｐｐ．３０−３５）

本発明者は水田圃場に沿う道路に水銀灯を用いた街路灯を設置し、水稲群落上面の照度分布と水稲品種ごとの出穂遅延の状況との関連について調査し、品種ごとの夜間照明光の感受性についての知見を得ているが、その結果として、西日本で多く栽培される品種のヒノヒカリや晴るるは夜間照明による収量の減少が顕著であり、水平面照度３lx（「ＪＩＳ道路照明基準：歩行者に対する道路照明の基準」による住宅地域の交通量の少ない道路の照度に該当）程度の照明下で４０％程度の減収となることがあることがわかった。これらの知見については、２００６年８月２５日に行われた照明学会全国大会シンポジウムにて発表している。

前述のように、従来の街路灯は白色ないし黄色系の発光体を用いているため、水田、畑等の植生地域に近接した位置に設置した場合に、照射範囲内の植生地域における植物が夜間に街路灯の照射光を受けることにより、出穂遅延のような光害が生ずるものであった。このような光害を防止するために光源に遮光壁を設けるものでは十分に光害を防止できず、また近赤外線光の光源を別設するものでは経費を多く要するものであった。このように従来の街路灯は植生地域に近接して設置された場合に植物に対して光害を有効に防止できないものであり、あるいは設置に多くの経費を要するものであった。そのため、植生地域に近接して設置された場合にも光害を有効に防止し、また多くの経費を要することなく設置できる街路灯が望まれていた。

本発明は、前述した課題を解決すべくなしたものであり、本発明による街路灯は、
発光体を支柱に取り付けてなり植生地域に近接した位置に設置するための街路灯であって、前記発光体が波長５００〜５８０ｎｍの緑色光を発光する光源からなり、設置した状態で地面において街路灯として必要な照度を与えるものである。

また、本発明による街路灯は、発光体を支柱に取り付けてなり植生地域に近接した位置に設置するための街路灯であって、前記発光体が植生地域側への照射を行うための光源と、植生地域でない側への照射を行うための光源とを組み合わせて構成され、前記発光体における植生地域側への照射を行うための光源は植生地域側を含む範囲への照射を行うものであって波長５００〜５８０ｎｍの緑色光を発光する光源からなり、前記植生地域でない側への照射を行うための光源は波長５００〜５８０ｎｍの緑色光以外の波長域を含む光を発光し該緑色光以外の波長域を含む光が前記植生地域側に照射されない程度に指向性の高い多数の発光ダイオードが配設されてなり、設置した状態で地面において街路灯として必要な照度を与えるものとしてもよい。

前記発光体が前記植生地域側への照射を行うための光源と、前記植生地域でない側への照射を行うための光源とがそれぞれ別個の発光体ユニットとして構成されて前記支柱に取り付けられるようにしてもよい。

前記発光体が前記植生地域側への照射を行うための光源としての多数の緑色発光ダイオードと、前記植生地域でない側への照射を行うための光源として緑色光以外の波長域を含む光を発光する指向性の高い多数の発光ダイオードとを一体的な基板上に配置し実装したものとしてもよい。
前記発光体または発光体を構成する発光体ユニットが角度を調整可能に前記支柱に取り付けられているようにしてもよい。

本発明は植生地域に隣接する箇所に設置される街路灯の光源として光害を与えない緑色の発光体を用い、また緑色以外の光については指向性の高いＬＥＤを含む構成とし、植生地域側には実質的に緑色の光のみが照射されるようにしたことにより、街路灯としての機能を維持しつつ日長が長くなることによる植物の光害を回避または軽減することができ、また多くの経費を要することなく設置することができるものである。

本発明による夜間屋外照明装置としての街路灯は、特に水田、畑等の植生地域に隣接した道路の側辺に設置する場合に、植物に対して光害を生じなくするため、設置した状態で植物には緑色の光のみ照射されるようにしたものである。光源として植物に対して光害を与えない緑色（波長５００〜５８０ｎｍ）の光の光源のみを用いる単一光源型の街路灯と、緑色の光源と緑色以外の波長成分を含む白色系等の通常の光源とを組み合わせ街路灯を設置した状態で植物に緑色の光のみが照射されるようにした複合光源型の街路灯がある。いずれの場合でも、水田、畑等の植生地域側には植物に対して光害を生じない緑色の光が照射され、植生地域側と道路側とで極端な照度の差がなく、かつ道路側の水平面照度がＪＩＳ道路照明基準の３lx以上を確保できるものとする。以下の説明で、本発明における光害を生じない緑色光の光源は、発光する波長が５００〜５８０ｎｍの範囲内のものを用いる。そのような光源としてのランプや発光ダイオードの発光特性は実際には発光波長が厳密に５００〜５８０ｎｍの範囲内にあるとは必ずしも言えないが、この範囲外の波長成分が含まれても十分弱ければ植物に光害を与えないものと考えられるので利用可能であり、発光波長が５００〜５８０ｎｍというのもその意味であるとする。

（Ａ）単一光源型の街路灯
全体として緑色の光源を用いた単一光源型の街路灯は、道路側と、水田、畑等の植生地域とを一様に緑色の光源で照明するものであり、緑色の発光ダイオード（緑色ＬＥＤ）を多数配列して構成した発光体ユニットあるいは緑色の単色発光ランプを光源として構成される。緑色ＬＥＤとしては、緑色光を発光する緑色ＬＥＤあるいは緑色より短波長の光の発光ダイオードの光で蛍光材を励起して緑色の光を発するようにした緑色ＬＥＤのいずれを用いてもよい。このような緑色ＬＥＤを夜間照明光源としての照度を与えるのに必要な数だけ平面状または曲面状の基板に配列して実装し透明の保護用カバーで被覆して構成して発光体とする。照射範囲に広がりをもたせるには緑色ＬＥＤを凸形曲面状の基板上に配置したものがよい。街路灯として適切であるために照明光源としては、照射面全体でＪＩＳ道路照明基準の３lx以上となるものを用い、一様照明とすることにより防犯上問題となるような明暗差を生じないものとする。

（Ｂ）複合光源型の街路灯
緑色の光源と、緑色以外の波長成分を含む白色系等の通常の光源とを組み合わせ設置した状態で水田等の植生地域側に緑色の光のみが照射され道路側では白色系等他の波長域の光が照射されるようにした複合光源型の街路灯は、緑色光（波長５００〜５８０ｎｍ）を発光する光源と、緑色以外の波長成分を含む光を発光する指向性が高いＬＥＤとを複合的に組み合わせて構成する。このような街路灯の発光体の構成として、緑色の光源とそれ以外の色光の光源とを一体的にしたものと、別個の発光体ユニットとしたものとがある。

（ａ）一体型の発光体
１つの曲面状または平面状の基板上に植生地域照明用の緑色ＬＥＤと、道路照明用の他の色のＬＥＤとを分けて配置し実装してなるものである。図１（ａ）は曲面状の基板を用いた発光体を有する街路灯を示している。この街路灯における発光体１は曲面状の基板２に多数の緑色ＬＥＤ３ｇと指向性の高い白色ＬＥＤ３ｗとを分けて配置し実装したものである。白色ＬＥＤは青色あるいは紫外のＬＥＤの発光と蛍光による補色光との合成光として白色を発光するワンチップ型のもの、あるいは赤色、緑色、青色のＬＥＤを並置し合成光として白色光とするマルチチップ型のものを用いることができる。白色ＬＥＤは凸面状の前面被覆のレンズ作用により高い指向性を有する砲弾型ＬＥＤを用いる。このような砲弾型ＬＥＤは個々の発光体として指向性を高くすることができるものである。緑色ＬＥＤについては特に指向性の高いものでなくてもよい。図１（ａ）では多数の緑色ＬＥＤ３ｇと白色ＬＥＤ３ｗとを分けて配置した状況を概略的に示しているが、ＬＥＤの数は実際上さらに多く、必要な照度を確保し得るだけ実装する。発光体１の基板２には配線が設けられ、さらに補強体としてのケースに収納され、発光面側は透明な保護カバーで被覆される。発光体１は取付具４により支柱５に取り付けられる。取付具４は発光体を取り付けた後に照明範囲を調節できるように発光体の角度を調節可能にするのがよい。６は支柱を地面に固定するための基台であり、設置のし方としては、地面にコンクリートで固設する場合もある。１０は太陽電池パネルであり、山間部農道のように電気インフラのない場所ではこのような手段により設置して利用することができるようになる。送電系統が確保される場所では特に太陽電池パネルを備える必要はない。また、緑色ＬＥＤと白色ＬＥＤとの電力供給回路配線において緑色光と白色光との輝度を調整可能にしておくことにより、設置後に照明光における緑色光と白色光とのバランスを調整することができる。

図１（ｂ）は図１（ａ）のような街路灯を植生地域に近接する道路端に設置した際の発光体１による地面の照射範囲を示すものである。地面から所定の高さの位置にある発光体１の緑色ＬＥＤ３ｇの光は植生地域と道路との境界を挟む領域Ｇに照射され、白色ＬＥＤ３ｗの光は道路側の領域Ｗに照射される。領域Ｇと領域Ｗとは明確に分離するとは限らず、実際上は重なることが多いが、その場合でも領域Ｗが植生地域側には張り出さないようにする。そのためには、発光体１において緑色ＬＥＤ３ｇと白色ＬＥＤ３ｗとの光がそれぞれ領域Ｇ、Ｗに向くように各ＬＥＤの指向性、ＬＥＤを実装する基板２の形状を形成しておくことが必要である。また、街路灯の設置後に特に白色ＬＥＤ３ｗの照射の領域Ｗが植生地域側に張り出さないように取付具４による発光体１の取り付け角度を調整可能にしておくのがよい。

このような基板の形状としては、曲面形状の場合単純な円環面ではなく３次元的に曲率が変化する曲面とするもの、あるいは平面形状の場合法線方向が異なる複数の平面を接合して組み合わせた多面形状とするもの、さらには平面と曲面とを接合して組み合わせた形状などがある。図１（ｃ）は基板２が多面形状の場合の発光体を示す例であり、中央の白色ＬＥＤ３ｗを実装する面と両側の緑色ＬＥＤ３ｇを実装する面との間に境界部分２ａを設けた形にしてそれぞれのＬＥＤの光が図１（ｂ）に示される範囲に照射されるように適合させ易くする基板の形状としている。

このような発光体において、緑色ＬＥＤは照射範囲がある程度広がりをもっていてもさしつかえないが、白色ＬＥＤは植生地域側に光が入り込まないようにするために指向性が高いものとする必要がある。

（ｂ）分割型の発光体
図２は街路灯の発光体の構成として、緑色の光源とそれ以外の色光の光源とを別個の発光体ユニットとして構成した場合の例を示している。図２の例による発光体１は１つの白色発光体ユニット３Ａと、その両側の２つの緑色発光体ユニット３Ｂとからなり、それぞれ取付具４により支柱５に取り付けられる。この場合、取り付け後に照射範囲を調節できるように、取付具は各発光体の取り付け角度を調節可能にするのがよい。６は基台、１０は太陽電池パネルである。

白色発光体ユニット３Ａは光源として指向性の高い白色ＬＥＤを１枚の基板に多数実装してなるものであり、透明カバーで被覆され、あるいはケースに収納された形の発光体ユニットとする。緑色発光体ユニットは緑色ＬＥＤを多数実装したものでもよく、あるいは緑色を発光するランプ、蛍光色として緑色の蛍光ランプ等としてもよい。

図２に示す街路灯を植生地域に近接する道路端に設置した状態における発光体１による地面での照射範囲は、図１（ａ）の街路灯の発光体の場合の図１（ｂ）に示される照射範囲と同様になるようにする。この場合も、白色発光体ユニット３Ａにおける指向性の高い白色ＬＥＤ３ｗの光は植生地域側には入らないように白色発光ユニット３Ａの取り付け角度を設定しておくか、白色発光ユニットの取り付け角度を調整可能にしたものでは設置後に取り付け角度の調整を行うことが必要である。緑色発光体ユニット３Ｂの方は照射範囲が植生地域側と道路側とにわたっていてもよい。

分割型の発光体の街路灯の場合にも、緑色の発光体と白色ＬＥＤとの電力供給回路配線において緑色光と白色光との輝度を調整可能にしておくことにより、設置後に照明光における緑色光と白色光とのバランスを調整することができる。

前述したのは、植生地域に近接した位置に設置する街路灯についてであり、植生地域でない領域は道路としているが、一般的には道路に限らず、広場、駐車場等他の場合もある。道路の場合に、ある程度の道路幅があれば、街路灯の光は植生地域から見て道路の反対側に達しないが、道路幅が狭く、反対側も植生地域である場合には、反対側の植生地域に緑色光以外の光が照射されないようにすることが必要である。そのためには、街路灯を図３（ａ）に示すようなものにする。図３（ａ）の街路灯は一体型の発光体１を備えているものであり、取付具４により支柱５に取り付ける等の点は前述の例と同様である。発光体１は緑色ＬＥＤ３ｇと指向性の高い白色ＬＥＤ３ｗとを組み合わせ分けて配置し実装したものであるが、配置のし方は図３（ａ）のように中間の白色ＬＥＤ３ｗの部分を挟んで、手前側と奥側とに緑色ＬＥＤの部分が配置されるようにしてある。

このように各ＬＥＤを配置した発光体により街路灯を設置した状態で発光体による地面での照射範囲が図３（ｂ）のようになるものとする。緑色ＬＥＤの光は図３（ｂ）で上側の植生地域の領域と一部道路の領域、さらに下側の植生地域の領域と一部道路の領域に照射され、白色ＬＥＤの光は道路の部分のみを照射範囲とするように発光体の角度を調節すること、また、発光体としては照射範囲が道路の幅を超えないものを選択しておくことが必要である。道路の幅が異なることに対応するためには、街路灯の発光体を、例えば図３（ａ）において白色ＬＥＤの部分における横方向の中心線で二分した分割型のものとして構成し、設置後に角度調整をして道路幅に対応できるようにするという形態が考えられる。

以上本発明の光害を与えない街路灯の形態の例について説明したが、全体として基本とするのは、田、畑のような植生地域に近接した位置に街路灯を設置する場合に、植生地域側には波長５００〜５８０ｎｍの緑色の光が照射され、植生地域でない部分を照射する白色光等他の波長成分を含む光が植生地域に照射されないように指向性の高いＬＥＤを用いた発光体を構成し、発光体による地面における水平面照度がＪＩＳ道路照明基準のような街路灯として必要とされる条件を満たすものとすることである。

（ａ）曲面状の基板にＬＥＤを実装した一体型の発光体を備える街路灯の例を示す図である。（ｂ）（ａ）の街路灯の発光体による地面での照射範囲を概略的に示す図である。（ｃ）発光体として多面形状の基板を用いた場合の例を示す図である。複数の発光体ユニットからなる分割型の発光体を備える街路灯の例を示す図である。（ａ）幅の狭い道路に設置するような場合の街路灯の例を示す図である。（ｂ）（ａ）の街路灯の発光体による地面での照射範囲を概略的に示す図である。

符号の説明

１発光体
２基板
３Ａ，３Ｂ発光体ユニット
３ｇ緑色ＬＥＤ
３ｗ白色ＬＥＤ
４取付具
５支柱
６基台
１０太陽電池パネル

Claims

発光体を支柱に取り付けてなり植生地域に近接した位置に設置するための街路灯であって、前記発光体が波長５００〜５８０ｎｍの緑色光を発光する光源からなり、設置した状態で地面において街路灯として必要な照度を与えるものであることを特徴とする街路灯。
発光体を支柱に取り付けてなり植生地域に近接した位置に設置するための街路灯であって、前記発光体が植生地域側への照射を行うための光源と、植生地域でない側への照射を行う光源とを組み合わせて構成され、前記発光体における植生地域側への照射を行うための光源は植生地域側を含む範囲への照射を行うものであって波長５００〜５８０ｎｍの緑色光を発光する光源からなり、前記植生地域でない側への照射を行うための光源は波長５００〜５８０ｎｍの緑色光以外の波長域を含む光を発光し該緑色光以外の波長域を含む光が前記植生地域側に照射されない程度に指向性の高い多数の発光ダイオードが配設されてなり、設置した状態で地面において街路灯として必要な照度を与えるものであることを特徴とする街路灯。
前記発光体が前記植生地域側への照射を行うための光源と、前記植生地域でない側への照射を行うための光源とがそれぞれ別個の発光体ユニットとして構成されて前記支柱に取り付けられるものであることを特徴とする請求項２に記載の街路灯。
前記発光体が前記植生地域側への照射を行うための光源としての多数の緑色発光ダイオードと、前記植生地域でない側への照射を行うための光源として緑色光以外の波長域を含む光を発光する指向性の高い多数の発光ダイオードとを一体的な基板上に配置し実装したものであることを特徴とする請求項２に記載の街路灯。
前記発光体または発光体を構成する発光体ユニットが角度を調整可能に前記支柱に取り付けられていることを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載の街路灯。