JP2009218019A

JP2009218019A - 発光ダイオード照明装置

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Publication number: JP2009218019A
Application number: JP2008058903A
Authority: JP
Inventors: Norikatsu Myojin; 紀勝明神; Shinichi Kojima; 伸一小嶋
Original assignee: Stanley Electric Co Ltd
Current assignee: Stanley Electric Co Ltd
Priority date: 2008-03-10
Filing date: 2008-03-10
Publication date: 2009-09-24

Abstract

【課題】
本発明は、照明装置に集まる虫による照度低下を簡易な構造にて抑止した照明装置を提供する。
【解決手段】
上部に太陽電池パネル部を持つ発光ダイオード照明装置による街路灯において、照明部分に路面照射用の発光ダイオードを下向きに備え、上向に虫を誘引する波長の光を発する発光ダイオードを備えることにより、照明装置に集まってくる虫を照明光源部より上の空間に誘導する。この構成により、虫の付着による照度低下を抑制することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は街路灯や公園灯等として用いる照明装置に関するもので、詳しくは誘虫照明を備えた発光ダイオード（ＬＥＤ）照明装置に関するものである。

街路灯や公園灯等、多くの照明装置が屋外に設置されている。近年、環境にやさしいクリーンな自然エネルギーである太陽光を利用して発電方式を設けた照明装置が増加している。また、照明装置の電力消費量の低減も求められている。この種の照明装置の一つとして、例えば、特許文献１がある。
特開２００３−３４６５２１号公報

しかしながら、これら従来の照明装置は、以下のような問題があった。

街路灯、公園灯等の灯りに誘引されて虫が街路灯等の周辺に飛来して集まってくる。この虫は灯具の照度を低下させる。また、畑に隣接する農道などに設けた街路灯の場合には、飛来してくる虫の中に害虫も含まれ、農地における害虫の被害が生じる。

本発明は、以上の問題に鑑みなされたものであり、照明装置に集まる虫による照度低下を簡易な構造にて抑止した照明装置を提供することをその課題とする。

また、本発明の別の観点によれば、農地に隣接する箇所に設けて、虫の飛来量の分布状況を簡易な構成にて把握可能な照明装置を提供することをその課題とする。

上記課題を解決するために、本発明の発光ダイオード照明装置は以下の手段とした。
すなわち、本発明は、太陽電池パネルを設けた太陽電池パネル部と、下方向に光を照射する複数の発光ダイオードからなる照明光源および上方向に光を照射する３６０ｎｍから３７０ｎｍの波長範囲にピーク波長を有する発光ダイオードからなる誘虫光源を備えた照射灯部と、誘虫光源から太陽電池パネル部に至る光路における光量変化に起因して変動する電流量を測定する電流計測装置とを備えた、ことを特徴とする。

また、請求項２の発明は、太陽電池パネルを設けた太陽電池パネル部と、下方向に光を照射する複数の発光ダイオードおよび３６０ｎｍから３７０ｎｍの波長範囲の光を低減する低減フィルターを備えた照明光源部と、発光ダイオードの光の一部を上方向に向けて照射し、且つ３６０ｎｍから３７０ｎｍの波長範囲の光を透過する透過フィルターを備えた誘虫光源部を有する照射灯部と、誘虫光源部から太陽電池パネル部に至る光路における光量変化に起因して変動する電流量を測定する電流計測装置とを備えた、ことを特徴とする発光ダイオード照明装置である。

また、上記した発光ダイオード照明装置は、好ましくは前記太陽電池パネル部には太陽電池パネルとは異なる受光素子が設けられ、前記電流計測装置が受光素子の出力を測定するものである。

本発明は、下方の路面側に向かって照射する照明光成分に比べて、上方に向かう光成分に３６０ｎｍから３７０ｎｍの波長範囲の光を含むものとなる。多くの虫はこの波長域、特に３６５ｎｍ付近の波長の光に誘引されるので、飛来して照明装置に集まってくる虫を照明光源部より上の空間に積極的に誘導することができる。これにより、路面等を照射する照明光源部に虫が集まって引き起こす照度低下を低減することができ得る。

また、虫が多く集まった場合には電流計測装置の出力が低下する。よって、電流計測装置による測定値をモニターすることで、虫の存在状況を把握することが可能となり得る。本発明の照明装置の複数を農道等に所定間隔で設ければ、場所の違いによる虫の分布状況を統計的に知ることも可能となり得る。

また、請求項３の発明によれば、太陽電池パネルとは異なる受光素子を設けたので、光量変化をより正確に測定することが可能となり得る。

以下、本発明の発光ダイオード照明装置の一実施の形態について添付図面を参照して説明する。
[第一の実施の形態]
図１は、本発明の第一の実施の形態にかかる発光ダイオード照明装置である街路灯を示す図である。発光ダイオード照明装置からなる街路灯１は、道路等に埋め込んで固定される支柱５の上端に設けられた太陽電池パネル部２と、太陽電池パネル部２の下方であって支柱上部の側方に延びて設けられた照射灯部３が取付けられている。また、太陽電池パネル部２の照射灯部３に近い位置には、電流計測装置４と、その周囲にて外光を遮る遮光板７が設けられている。なお、符号６は支柱に設けられた電流計測装置の測定結果を表示するインジケータである。

太陽電池パネル部２は、直方体形状をなし、その側面四方向および上面の夫々に太陽電池パネル２１が取り付けてある。太陽電池パネル２１は、１ m□の単結晶シリコン太陽電池ユニットで、変換効率がAM（エアマス）1.5(100 mW/cm2）の太陽光下で１０％程度のものを使用することができる。

照射灯部３を図２および図３に示す。図２は下方向、すなわち路面等を照射する複数の発光ダイオードユニット３１（以下ＬＥＤユニットと略す）の照射方向側から見た正面図、図３は縦方向断面の概略図である。支柱５から側方に伸びた取付け腕３２に、ハウジング３３が固定されている。ハウジング３３は、下側に開口部を備え、開口部内に少なくとも２方向を向いて複数のＬＥＤユニット３１が固定されている。図２では取付け腕３２の延伸方向に沿って２列のＬＥＤユニット列３１ａ，３１ｂが並んでいる。また、夫々のＬＥＤユニット列は他方のユニット列に斜めに向かい合うものとされ、ユニット列の近傍に反射板３４が設けられている。また、後述する太陽電池に向かう光線Ｌ２を妨げないように上方に屋根を設け、雨よけとした。屋根および照射灯部３は傾斜しており、虫等がハウジングや後述する窓上にたまりづらくなっている。

また、ＬＥＤユニットの下方となる位置には透光性カバー３５がハウジングの開口部に水密的に取付けてある。透光性カバー３５は、ＬＥＤユニット３１から照射される光の大部分を透過可能であると共に、３６０ｎｍから３７０ｎｍの波長範囲の光の透過率が低いものを用いる。これにより透光性カバー３５は３６０ｎｍから３７０ｎｍの波長域の光の透過量を減ずる低減フィルターとしても作用する。よって、下方向に照射された光線Ｌ１は３６０ｎｍから３７０ｎｍの波長域の成分の光の少ないものとなる。

一方、ハウジング３３の上側には窓３６が設けられている。窓３６は３６０ｎｍから３７０ｎｍの波長範囲の光の透過率が高いもの、例えば２００から１０００ｎｍの波長域の透過率が８０％程度で直径５ｃｍの円形形状の石英ガラスを用いる。窓３６の位置は、太陽電池パネル２１までの距離が約１ｍとなる位置とした。また、窓３６の内側には誘虫用ＬＥＤユニット３７を設けている。誘虫用ＬＥＤユニット３７は、３６０ｎｍから３７０ｎｍの波長域の光を発光して、電流計測装置４に向かって光線Ｌ２を照射するものとされている。これにより、光線Ｌ２は光線Ｌ１に比べて３６０ｎｍから３７０ｎｍの波長域の光が多いものとなる。また、誘虫用ＬＥＤユニット３７に赤外発光ＬＥＤも並設し、電流計測装置４の赤外線センサ４ａに適した波長域の光も光線Ｌ２として同時に照射するものとした。また、誘虫用ＬＥＤユニット３７および赤外線センサ４ａの高さは地上から３ｍより低い位置とすることが好ましい。虫の飛ぶ高さがほぼ３ｍ程度までであるからである。

図４は、ＬＥＤユニット３１を示す断面図である。ＬＥＤユニット３１は、配線基板１２上に取付けられたＬＥＤ素子１１の複数を取付けた放熱部材１３と、これらを覆うユニットカバー１５からなる。ＬＥＤ素子１１の各々に対応するようにレンズ１４が設けられている。レンズ１４は照射領域を広くした配光特性のものと、狭い配光特性のものを同一ユニット内に設けるようにするのが好適である。このようにするとＬＥＤ照明装置下の領域を中心に他のＬＥＤユニットからの照射光と重なってムラなく明るくすることができる。また、放熱部材１３のＬＥＤ素子を設けた側と反対側の面には、放熱フィン１６が形成されＬＥＤ素子に給電した際に生じる熱を大気中に放熱するものとされている。なお、ＬＥＤ素子１１は図５に示すようなスペクトル１７を持つ白色ＬＥＤを用いた。ここで、符号１８で示すものはBickfordの趨光曲線である。Bickfordの趨光曲線とは走光性の昆虫の視感度特性を示すものとして知られている。

電流計測装置４は、光線Ｌ２の光を受光しその光量に応じた電流量を測定する。本実施形態では、電流計測装置４の受光素子として赤外線センサ４ａを用いて、光線Ｌ２に含まれる赤外線量を測定するものとした。図６は本発明にかかる発光ダイオード照明装置の接続状態を説明する概略図である。なお、符号２２は、照射灯部３等に電力を供給し太陽電池パネル２１から供給された電力を蓄えるバッテリー、符号２３は電流計測結果を記録するための記録装置である。

以上のような構成により、昼間は太陽電池パネル２１により発生した電力がバッテリー２２に蓄えられる。夜間は、照射灯部３から下方、すなわち路面に向かって光線Ｌ１にて照明すると共に、太陽電池パネル部２に向かって昆虫が視感度を有する波長域の光および赤外線からなる光線Ｌ２を放出する。赤外線センサ４ａにて受光し光電効果により発生する電流は電流計測装置４により計測され、リアルタイムで記録装置２３に記録される。このとき、誘虫用ＬＥＤユニット３７と赤外線センサ４ａ間に昆虫が存在しないときに記録される電流値をI0とする。誘虫用ＬＥＤユニット３７と赤外線センサ４ａの間に昆虫が存在するときには赤外線センサ４ａに入射する光量は減少し、記録される電流値ＩはI0より小さくなる。昆虫の密度が高いほど、電流値Ｉが小さくなり、その付近に多くの昆虫が生息していることが予想される。

発光ダイオード照明装置１の複数を例えば図７のような畑の周囲の道路に設置する。この場合において、設置された各々の発光ダイオード照明装置１の電流Ｉを記録する。その結果を統計的に処理して、矢印で示したＩ／Ｉ０の平均値が最も小さい値を示す発光ダイオード照明装置１の周囲が最も昆虫が生息している地域であることを推測することができ得る。よって、この付近に重点的に殺虫装置を配置することで害虫駆除を効果的に行なうことが可能となり得る。また、支柱５にはインジケータ６が取り付けられているので、リアルタイムで電流量を確認することも可能となる。

[第二の実施の形態]
本発明の第二の実施の形態について図８を用いて説明する。なお、第二の実施の形態については、上述の第一の実施の形態と異なる箇所についてのみ説明する。
図８は本発明の第二の実施形態にかかる発光ダイオード照明装置の接続状態を説明する概略図である。（ａ）は虫が飛来していない状態、（ｂ）は虫が飛来している状態を示す。第一の実施形態では光線Ｌ２を誘虫用ＬＥＤユニット３７により照射していたが、本実施形態では、ＬＥＤユニット３１の光の一部を太陽電池パネル部２に向かって照射するものとしている。光の一部を窓２６から外部に向かって照射するようにするために、反射板３４の一部の反射方向を上向きの光を生じるようにしている。

この実施の形態においては、昼間は太陽電池パネル２１により発生した電力がバッテリー２２に蓄えられる。夜間は、照射灯部３から下方、すなわち路面に向かって光線Ｌ１にて照明すると共に、太陽電池パネル部２に向かって昆虫が視感度を有する波長域の光を含む光線Ｌ２を放出する。Ｌ２によって光電効果により太陽電池に発生する電流は電流計測装置４により計測され、リアルタイムで記録装置２３に記録される。このとき、ＬＥＤユニット３１と太陽電池パネル２１間に昆虫が存在しないときに記録される電流値をI0とする。ＬＥＤユニット３１と太陽電池パネル２１の間に昆虫が存在するときには太陽電池パネル２１に入射する光量は減少し、記録される電流値ＩはI0より小さくなる。昆虫の密度が高いほど、電流値Ｉが小さくなり、その付近に多くの昆虫が生息していることが予想できる。なお、条件により異なるが、電流I0は1mA程度が電流計測器に流れ、害虫が飛来することによって電流Ｉが0.8mA程度を推移する計測結果が得られる。

[第三の実施の形態]
第三の実施の形態については、上述の第一の実施の形態と異なる箇所についてのみ説明する。第一の実施の形態においては、ＬＥＤユニット３１の下方となる位置に設けた透光性カバー３５の内面に、５４０ｎｍ以下の波長をカットする低減フィルターを設けた。

これにより、下方向に照射された光線Ｌ１には３６０ｎｍから３７０ｎｍの波長域の成分のみならず、５４０ｎｍ以下の短波長成分が少ないものとなる。５４０ｎｍ以下の波長を低減することにより、図５に符号１８で示すBickfordの趨光曲線にある虫が視感度を有する範囲の波長域の全てを低減することが可能となる。よって、光線Ｌ１、すなわち、路面を照明するＬ１側には虫が誘われずに、上向きの光線Ｌ２の照射領域に誘虫され、路面照射の光量が虫により低下することを、より効果的に予防することができる。

尚、本発明の発光ダイオード照明装置は、上記した実施の形態に限定されるものではない。例えば、支柱５の地上から１ｍ程度の高さの位置に殺虫灯を設置可能なフック等を設けておき、虫の分布密度の高い場所にのみ殺虫灯を設けて、省エネルギーで殺虫効果を挙げることができる。

本発明の第一の実施形態にかかる発光ダイオード照明装置を示す図である。本発明の第一の実施形態にかかる照射灯部を下方向から見た正面図である。本発明の第一の実施形態にかかる照射灯部の縦方向断面の概略図である。本発明の第一の実施形態にかかるＬＥＤユニット３１を示す断面図である。本発明の第一の実施形態にかかる白色ＬＥＤユニットの分光スペクトルおよび趨光曲線を示す図である。本発明の第一の実施形態にかかる発光ダイオード照明装置の接続状態を説明する概略図である。本発明の第一の実施形態にかかる照射灯部の多数を設置した状態を示す説明図である。本発明の第二の実施形態にかかる発光ダイオード照明装置の接続状態を説明する概略図である。

符号の説明

１発光ダイオード照明装置
２太陽電池パネル部
３照射灯部
４電流計測装置
５支柱
６インジケータ
７遮光板
１１ＬＥＤ素子
１２配線基板
１３放熱部材
１４レンズ
１５ユニットカバー
１６放熱フィン
１７ＬＥＤ素子の発光スペクトル
１８ Bickfordの趨光曲線
２１太陽電池パネル
２２バッテリー
２３記録装置
３１発光ダイオードユニット
３２取付け腕
３３ハウジング
３４反射板
３５透光性カバー
３６窓
３７誘虫用ＬＥＤユニット

Claims

太陽電池パネルを設けた太陽電池パネル部と、
下方向に光を照射する複数の発光ダイオードからなる照明光源および上方向に光を照射する３６０ｎｍから３７０ｎｍの波長範囲にピーク波長を有する発光ダイオードからなる誘虫光源を備えた照射灯部と、
誘虫光源から太陽電池パネル部に至る光路における光量変化に起因して変動する電流量を測定する電流計測装置とを備えた、ことを特徴とする発光ダイオード照明装置。
太陽電池パネルを設けた太陽電池パネル部と、
下方向に光を照射する複数の発光ダイオードおよび３６０ｎｍから３７０ｎｍの波長範囲の光を低減する低減フィルターを備えた照明光源部と、発光ダイオードの光の一部を上方向に向けて照射し、且つ３６０ｎｍから３７０ｎｍの波長範囲の光を透過する透過フィルターを備えた誘虫光源部を有する照射灯部と、
誘虫光源部から太陽電池パネル部に至る光路における光量変化に起因して変動する電流量を測定する電流計測装置とを備えた、ことを特徴とする発光ダイオード照明装置。
前記太陽電池パネル部には太陽電池パネルとは異なる受光素子が設けられ、前記電流計測装置が受光素子の出力を測定するものである、ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の発光ダイオード照明装置。