JP2012226993A - 照明システム - Google Patents

Abstract

【課題】安全性を確保しつつ省エネが図れ、且つ、コストアップを抑えた照明システムを提供する。
【解決手段】照明システムは、複数の照明器具１を備える。各照明器具１は、光源１０と、移動体の有無を検知するセンサ１１と、センサ１１の検知信号を他の照明器具１に送信し、他の照明器具１からの検知信号を受信する無線通信部１３と、センサ１１の検知信号又は他の照明器具１からの検知信号に基づいて光源１０の出力を制御する制御部１２とをそれぞれ具備する。この照明システムでは、何れかの照明器具１のセンサ１１が移動体を検知すると、この照明器具１から無線送信される検知信号により他の照明器具１の少なくとも一部が連動して制御される。
【選択図】図１

Description

本発明は、照明システムに関するものである。

従来より、道路上を照明するための道路照明システムが提供されている（例えば特許文献１参照）。この道路照明システムは、道路脇に設置されて道路上を照明する複数の照明機と、道路上の照明対象領域内に進行しようとする車両が通過可能な位置に設けられたサービスマーカと、このサービスマーカ上を通過する車両からその通過時に無線で送られてくる信号を受信する無線タグとを備えている。

この道路照明システムでは、車両からの信号を無線タグが受信するまでは各照明機を減光又は消灯させており、車両からの信号を無線タグが受信すると各照明機を所定の照度で所定時間点灯させる。したがって、この道路照明システムによれば、車両が通行するときには各照明機を所定の照度で点灯させることで安全性を高めることができ、車両が通行しないときには各照明機を減光又は消灯させることで省エネを図ることができる。

特開２００２−３０５０８８号公報（段落［００４２］、及び、第１図）

上述の特許文献１に示した道路照明システムでは、安全性を高めながら省エネを図ることができるものの、複数の照明機を制御するための大掛かりな制御装置が必要であるとともに、当該制御装置と各照明機との間を接続する配線がそれぞれ必要であることから、システム全体としてコストアップになるものであった。

本発明は上記問題点に鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、安全性を確保しつつ省エネが図れ、且つ、コストアップを抑えた照明システムを提供することにある。

本発明の照明システムは、複数の照明器具を備え、各照明器具は、光源と、移動体の有無を検知する検知センサと、検知センサの検知信号を他の照明器具に送信し、他の照明器具からの検知信号を受信する無線通信部と、検知センサの検知信号又は他の照明器具からの検知信号に基づいて光源の出力を制御する制御部とをそれぞれ具備し、何れかの照明器具の検知センサが移動体を検知すると、当該照明器具から無線送信される検知信号により他の照明器具の少なくとも一部が連動して制御されることを特徴とする。

この照明システムにおいて、各照明器具は、光源として、連続的に調光可能であって且つ検知センサの検知信号又は他の照明器具からの検知信号に基づいて瞬時に所定の照度で点灯可能な光源を具備するのが好ましい。

また、この照明システムにおいて、各照明器具の検知センサとは異なる検知範囲で移動体の有無を検知して少なくとも１つの照明器具に検知信号を無線送信する検知装置が設けられているのも好ましい。

さらに、この照明システムにおいて、各照明器具は、検知センサが移動体を検知するか又は無線通信部が検知信号を受信すると光源を所定の照度で点灯させ、検知センサが移動体を検知しなくなり且つ無線通信部が検知信号を受信しなくなると一定時間経過後に光源を所定の照度よりも低い照度で点灯させるか又は消灯させるのも好ましい。

また、この照明システムにおいて、検知装置からの検知信号の送信範囲であって且つ検知装置に対して移動体が移動する方向に設置されている照明器具は、検知信号を受信すると光源を所定の照度で点灯させ、当該照明器具の検知センサの検知範囲外まで移動体が移動すると一定時間経過後に光源を所定の照度よりも低い照度で点灯させるか又は消灯させるのも好ましい。

さらに、この照明システムにおいて、各照明器具の制御部は、検知センサが移動体を検知すると当該移動体の移動方向及び移動速度を求め、求めた移動方向及び移動速度に基づいて伝送内容を決定するとともに当該伝送内容の伝送先の照明器具を選択するのも好ましい。

また、この照明システムにおいて、各照明器具は、移動体が向かってくる方向に光を照射する補助光源を備えているのも好ましい。

さらに、この照明システムにおいて、各照明器具の制御部は、検知センサが移動体を検知すると当該移動体の移動速度を求め、求めた移動速度に基づいて光源の点灯状態を制御するのも好ましい。

また、この照明システムにおいて、各照明器具の制御部は、検知センサが移動体を検知すると当該移動体の移動方向を求め、求めた移動方向に基づいて他の照明器具への検知信号の伝送の有無を決定するのも好ましい。

安全性を確保しつつ省エネが図れ、且つ、コストアップを抑えた照明システムを提供することができるという効果がある。

（ａ）（ｂ）は本実施形態の照明システムを構成する照明器具の一例を示す概略ブロック図である。 同上に用いられるセンサの検知範囲を示す模式図である。 同上の一例を示す概略構成図である。 （ａ）〜（ｄ）は同上の動作を説明するタイムチャートである。 （ａ）（ｂ）は同上を構成する照明器具の他の例を示す外観図である。

以下に、照明システムの実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の説明では、本照明システムを道路に適用した場合を例に説明するが、例えばトンネル内に本照明システムを適用してもよく、本実施形態に限定されない。

本実施形態の照明システムは、図３に示すように、複数（図３では４つ）の照明器具１と、これらの照明器具１とは異なる検知範囲で移動体を検知するように、これらの照明器具１の手前に設置された検知装置３とを備える。なお、以下の説明では、照明器具１を区別する必要がある場合には照明器具１Ａ〜１Ｄと区別して説明する。

各照明器具１は、図１（ａ）に示すように、光源１０と、センサ（検知センサ）１１と、制御部１２と、無線通信部１３と、電源部１４とを主要な構成として備える。

光源１０は、連続的に調光可能であって、且つ、センサ１１からの検知信号又は他の照明器具１から無線送信される検知信号に基づいて瞬時に所定の照度で点灯可能な光源からなり、例えば本実施形態では複数のＬＥＤ（発光ダイオード）で構成される。

センサ１１は、例えば電波式のドップラーセンサからなり、移動体（本実施形態では車両４）を検知すると制御部１２に検知信号を出力する。

制御部１２は、例えばマイクロコンピュータからなり、センサ１１の検知信号又は他の照明器具１から無線送信される検知信号に基づいて光源１０の出力を制御する。

無線通信部１３は、例えば特定小電力無線モジュールからなり、他の照明器具１との間で無線通信を行う。

電源部１４は、電源１００の電源電圧を所望の電圧値の直流電圧に変換するチョッパ回路からなり、制御部１２からの制御信号に応じた点灯電力を光源１０に供給する。なお、上記の制御部１２及び無線通信部１３は電源１００から動作電源が供給される。

ここで、センサ１１が移動体を検知すると、制御部１２はこの移動体の移動方向を求め、求めた移動方向に基づいて検知信号の送信先の照明器具１を決定する。具体的には、移動方向と各照明器具１にそれぞれ割り当てられたアドレスとが対応する形で記憶部（図示せず）に記憶されており、制御部１２は、求めた移動方向に基づいて記憶部から対応するアドレスを読み出す。そして、制御部１２は、読み出したアドレスと検知信号を含む伝送信号を作成して無線通信部１３から送信させる。

一方、この伝送信号を受け取った各照明器具１では、自己のアドレスと伝送信号に含まれるアドレスとを比較し、一致する場合にはこの伝送信号に含まれる検知信号を受信して光源１０の点灯制御を行い、一致しなければこの伝送信号を破棄する。

なお、図１（ａ）は光源１０、センサ１１、制御部１２、無線通信部１３及び電源部１４を１つの筐体に備えた例を示しているが、図１（ｂ）に示すようにセンサ１１、制御部１２及び無線通信部１３を付加装置２として別体に設けてもよい。

検知装置３は、図示は省略しているが、例えば電波式のドップラーセンサと、ドップラーセンサからの検知信号を無線送信する無線通信部と、無線通信部の動作を制御する制御部とを主要な構成として備える。そして、ドップラーセンサにより移動体を検知した場合には、無線通信部から各照明器具１に対して検知信号を送信する。

図２は各照明器具１に設けられたセンサ１１の検知範囲を示す模式図であり、各照明器具１は道路の片側に設置されている。図２中のＬ１は隣接する照明器具１，１の設置間隔であり、Ｗ１は道路の幅員である。また、Ｄ１はセンサ１１の楕円状の検知範囲ｂの長径であり、Ｄ２は検知範囲ｂの短径である。したがって、各照明器具１のセンサ１１による検知漏れを防ぐためには、Ｄ１≧Ｌ１且つＤ２≧Ｗ１を満たすのが望ましい。

図３は本実施形態の照明システムの一例を示す概略構成図である。図３中のＬ１は隣接する照明器具１，１の設置間隔、Ｄ１は車両４の進行方向におけるセンサ１１の検知範囲である。また、図３中のＬ２は車両４が検知装置３によって最初に検知されたときの当該車両４から照明器具１Ａまでの距離、Ｌ３は検知装置３から送信される検知信号の最大伝送距離、Ｓは車両４の速度である。ここに、伝送距離Ｌ３＝１００〜１５０（ｍ）とし、２×Ｄ１≦Ｌ３＜３×Ｄ１に設定する。また、Ｌ２≦Ｌ３とする。

次に、本照明システムの動作について、図３及び図４を参照しながら説明する。なお、図４（ａ）は照明器具１Ａのタイムチャート、図４（ｂ）は照明器具１Ｂのタイムチャート、図４（ｃ）は照明器具１Ｃのタイムチャート、図４（ｄ）は照明器具１Ｄのタイムチャートである。また、図４中のｔ２〜ｔ５は、それぞれ各照明器具１Ａ〜１Ｄを車両４が通過し、各センサ１１の検知範囲を外れる時間である。さらに、図４中のΔｔはセンサ１１の検知範囲Ｄ１から車両４が出た後の光源１０の点灯保持時間であり、本実施形態では、車両４が先のセンサ１１の検知範囲Ｄ１を出てから次のセンサ１１の検知範囲Ｄ１に入るまでの時間よりも長い時間に設定されている。

検知装置３が車両４を検知する時刻ｔ１以前では、照明器具１Ａ〜１Ｄの制御部１２は何れも光源１０を低照度Ｌｘ１で減光点灯させている。そして、検知装置３が車両４を検知すると検知装置３から検知信号が送信され、当該検知装置３による検知信号の伝送距離Ｌ３の範囲内にある照明器具１Ａ〜１Ｃでは、制御部１２が光源１０を低照度Ｌｘ１よりも高い高照度Ｌｘ２（Ｌｘ２＞Ｌｘ１）で点灯させる。なお、照明器具１Ｄは検知装置３からの検知信号の伝送範囲外にあるため、光源１０を低照度Ｌｘ１で減光点灯させたままである。

車両４が検知装置３の検知範囲を超えると、各照明器具１Ａ〜１Ｃの制御部１２はそれぞれ点灯保持時間Δｔのカウントを開始するが、この点灯保持時間Δｔのカウントが終了する前に車両４が照明器具１Ａのセンサ１１の検知範囲Ｄ１に入るため、照明器具１Ａの制御部１２は、点灯保持時間Δｔのカウントを停止して光源１０の点灯状態を維持し、さらに検知信号を無線通信部１３から照明器具１Ｂ〜１Ｄに送信させる。この検知信号を受け取った照明器具１Ｂ，１Ｃでは、制御部１２が点灯保持時間Δｔのカウントを停止して光源１０の点灯状態を維持し、またこの検知信号を受け取った照明器具１Ｄでは、制御部１２が光源１０を高照度Ｌｘ２で点灯させる。なお、このときの時刻は照明器具Ａのセンサ１１の検知範囲Ｄ１に車両４が入った時刻であり、ｔ１＋（Ｌ２−Ｄ１／２）／Ｓとなる。

時刻ｔ２のときに車両４が照明器具１Ａのセンサ１１の検知範囲Ｄ１を超えると、各照明器具１Ａ〜１Ｄの制御部１２はそれぞれ点灯保持時間Δｔのカウントを開始するが、この点灯保持時間Δｔのカウントが終了する前に車両４が照明器具１Ｂのセンサ１１の検知範囲に入るため、照明器具１Ｂの制御部１２は、点灯保持時間Δｔのカウントを停止して光源１０の点灯状態を維持し、さらに検知信号を無線通信部１３から照明器具１Ｃ，１Ｄに送信する。この検知信号を受け取った照明器具１Ｃ，１Ｄでは、制御部１２が点灯保持時間Δｔのカウントを停止して光源１０の点灯状態を維持する。なおこのとき、照明器具１Ｂよりも手前にある照明器具１Ａでは検知信号を受信できないため、照明器具１Ａでは、点灯保持時間Δｔが経過する時刻ｔ２＋Δｔのときに制御部１２が光源１０を低照度Ｌｘ１で減光点灯させる。

時刻ｔ３のときに車両４が照明器具１Ｂのセンサ１１の検知範囲Ｄ１を超えると、各照明器具１Ｂ〜１Ｄの制御部１２はそれぞれ点灯保持時間Δｔのカウントを開始するが、この点灯保持時間Δｔのカウントが終了する前に車両４が照明器具１Ｃのセンサ１１の検知範囲に入るため、照明器具１Ｃの制御部１２は、点灯保持時間Δｔのカウントを停止して光源１０の点灯状態を維持し、さらに検知信号を無線通信部１３から照明器具１Ｄに送信する。この検知信号を受け取った照明器具１Ｄでは、制御部１２が点灯保持時間Δｔのカウントを停止して光源１０の点灯状態を維持する。なおこのとき、照明器具１Ｃよりも手前にある照明器具１Ａ，１Ｂでは検知信号を受信できないため、照明器具１Ｂでは、点灯保持時間Δｔが経過する時刻ｔ３＋Δｔのときに制御部１２が光源１０を低照度Ｌｘ１で減光点灯させる。

時刻ｔ４のときに車両４が照明器具１Ｃのセンサ１１の検知範囲Ｄ１を超えると、各照明器具１Ｃ，１Ｄの制御部１２はそれぞれ点灯保持時間Δｔのカウントを開始するが、この点灯保持時間Δｔのカウントが終了する前に車両４が照明器具１Ｄのセンサ１１の検知範囲に入るため、照明器具１Ｄの制御部１２は、点灯保持時間Δｔのカウントを停止して光源１０の点灯状態を維持する。なおこのとき、照明器具１Ｄよりも手前にある照明器具１Ａ〜１Ｃでは検知信号を受信できないため、照明器具１Ｃでは、点灯保持時間Δｔが経過する時刻ｔ４＋Δｔのときに制御部１２が光源１０を低照度Ｌｘ１で減光点灯させる。

時刻ｔ５のときに車両４が照明器具１Ｄのセンサ１１の検知範囲Ｄ１を超えると、照明器具１Ｄの制御部１２は点灯保持時間Δｔのカウントを開始し、点灯保持時間Δｔのカウントが終了すると、光源１０を低照度Ｌｘ１で減光点灯させる。つまりこのとき、全ての照明器具１Ａ〜１Ｄの光源１０が低照度Ｌｘ１で減光点灯した状態にある。

なお、上記の各時刻ｔ２〜ｔ５は以下のように算出される。

ｔ２＝（Ｌ２＋Ｄ１／２）／Ｓ
ｔ３＝（Ｌ１＋Ｌ２＋Ｄ１／２）／Ｓ
ｔ４＝（２×Ｌ１＋Ｌ２＋Ｄ１／２）／Ｓ
ｔ５＝（３×Ｌ１＋Ｌ２＋Ｄ１／２）／Ｓ
ところで、上記の実施例では車両４の移動方向に基づいて各照明器具１の点灯状態を制御しているが、移動体の移動速度に基づいて照明器具１の点灯状態を制御してもよい。例えば、本照明システムの設置場所が交差点である場合には、照明器具１の制御部１２は、人や自転車などの低速物と車両などの高速物を区別し、センサ１１が検知した移動体が低速物である場合には光源１０の照度を高めて、歩行者待機場所や横断歩道付近を含むエリアを広範囲に照明する。一方、センサ１１が検知した移動体が高速物である場合には光源１０の照度を変更せず、減光させた状態を維持する。このように、移動体が低速物である場合には光源１０を高照度で点灯させることで、歩行者待機場所にいる人や自転車、横断歩道を横断中の人や自転車を容易に認識することができ、しかもセンサ１１が移動体を検知していないときや移動体が高速物である場合には光源１０を減光させているので、省エネを図ることもできる。

なお、本例の場合には、歩道の一部や歩行者待機場所を含むようにセンサ１１の検知範囲を設定する必要がある。また、歩行者の速度は４〜５ｋｍ／ｈであり、自転車の速度は２０〜２５ｋｍ／ｈであるから、高速物と低速物の判別基準は３０ｋｍ／ｈ程度に設定するのが好ましい。

図５（ａ）（ｂ）は本実施形態の照明器具１の他の例を示す外観図であり、図５（ａ）は道路灯、図５（ｂ）はトンネル灯である。これらの照明器具１では、器具本体１５の側方（設置状態で車両４が向かってくる方向、例えば図３中の左右方向）に光を照射する複数（図５ではともに片側３個ずつ）の補助光源（例えばＬＥＤなど）５が設けられている。ここで、車両４がセンサ１１の検知範囲に入っていない状態では光源１０は減光した状態にあるため、遠方から見た際の照明器具１の輝きによる光学的誘導効果が失われる可能性があるが、各照明器具１に設けた補助光源５から照射される光により上記の光学的誘導効果を維持することができる。

而して、本実施形態によれば、センサ１１により車両４を検知したときには光源１０を高照度Ｌｘ２で点灯させることで安全性を確保することができ、センサ１１により車両４を検知しなくなると一定時間経過後に光源１０を低照度Ｌｘ１で減光点灯させることで省エネを図ることができる。また、各照明器具１間では無線通信を行っているため、各照明器具１間を接続するための配線が不要であり、その結果、従来例に比べてコストアップを抑えることができる。

さらに、本実施形態のように光源１０にＬＥＤを用いた場合には、車両４を検知した際に光源１０を瞬時に点灯させることができるので、例えば移動体が車両４のように高速で移動する物体であっても、車両４の通過時に光源１０を確実に点灯させることができる。また、本実施形態のように検知装置３を用いた場合には、検知装置３を照明器具１よりも手前に設置することで、例えば移動体が車両４のように高速で移動する物体であっても、車両４が照明器具１を通過する際には光源１０を確実に点灯させることができる。

さらに、本実施形態のように、移動体の移動速度を求めることで移動体の種類に応じた点灯制御を実現でき、また移動体の進行方向を求めることで移動体の進行方向では光源１０を高照度Ｌｘ２で点灯させて十分な照明範囲を確保し、移動体が通過した後方エリアでは光源１０を低照度Ｌｘ１で減光点灯させて省エネを図ることができる。

なお、本実施形態では、検知装置３を設けた場合を例に説明したが、例えば複数の照明器具１のみで照明システムを構成してもよい。また、照明器具１の個数は一例であって、複数備えていればよい。さらに、本実施形態では、ＬＥＤで光源１０を構成しているが、連続的に調光可能であって且つ所定の照度で瞬時に点灯可能な光源であれば他のものでもよい。

また、移動体についても車両４に限定されるものではなく、本実施形態でも説明したように人や自転車などであってもいいし、移動するものであれば他のものでもよい。さらに、本実施形態では、センサ１１又は検知装置３により車両４を検知していないときには光源１０を低照度Ｌｘ１で減光点灯させているが、光源１０を消灯させてもよく、この場合、さらに省エネを図ることができる。また、検知装置３の伝送距離Ｌ３、センサ１１の検知範囲Ｄ１及び各照明器具１の設置間隔Ｌ１についても一例であり、設置環境などに応じて適宜設定すればよい。さらに、本実施形態では、移動体の移動方向又は移動速度の何れか一方に基づいて照明器具１の点灯状態を制御しているが、移動体の移動方向及び移動速度の両方に基づいて照明器具１の点灯状態を制御するようにしてもよい。

１ 照明器具
１０ 光源
１１ センサ（検知センサ）
１２ 制御部
１３ 無線通信部

Claims (9)

1. 複数の照明器具を備え、
   前記各照明器具は、光源と、移動体の有無を検知する検知センサと、前記検知センサの検知信号を他の照明器具に送信し、他の照明器具からの検知信号を受信する無線通信部と、前記検知センサの検知信号又は前記他の照明器具からの検知信号に基づいて前記光源の出力を制御する制御部とをそれぞれ具備し、
   何れかの前記照明器具の前記検知センサが移動体を検知すると、当該照明器具から無線送信される検知信号により他の照明器具の少なくとも一部が連動して制御されることを特徴とする照明システム。
2. 前記各照明器具は、前記光源として、連続的に調光可能であって且つ前記検知センサの検知信号又は他の照明器具からの検知信号に基づいて瞬時に所定の照度で点灯可能な光源を具備することを特徴とする請求項１記載の照明システム。
3. 前記各照明器具の前記検知センサとは異なる検知範囲で移動体の有無を検知して少なくとも１つの前記照明器具に検知信号を無線送信する検知装置が設けられていることを特徴とする請求項１又は２記載の照明システム。
4. 前記各照明器具は、前記検知センサが移動体を検知するか又は前記無線通信部が検知信号を受信すると前記光源を所定の照度で点灯させ、前記検知センサが移動体を検知しなくなり且つ前記無線通信部が検知信号を受信しなくなると一定時間経過後に前記光源を前記所定の照度よりも低い照度で点灯させるか又は消灯させることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の照明システム。
5. 前記検知装置からの検知信号の送信範囲であって且つ前記検知装置に対して移動体が移動する方向に設置されている前記照明器具は、前記検知信号を受信すると前記光源を所定の照度で点灯させ、当該照明器具の前記検知センサの検知範囲外まで移動体が移動すると一定時間経過後に前記光源を前記所定の照度よりも低い照度で点灯させるか又は消灯させることを特徴とする請求項３記載の照明システム。
6. 前記各照明器具の前記制御部は、前記検知センサが移動体を検知すると当該移動体の移動方向及び移動速度を求め、求めた前記移動方向及び前記移動速度に基づいて伝送内容を決定するとともに当該伝送内容の伝送先の照明器具を選択することを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の照明システム。
7. 前記各照明器具は、移動体が向かってくる方向に光を照射する補助光源を備えていることを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載の照明システム。
8. 前記各照明器具の前記制御部は、前記検知センサが移動体を検知すると当該移動体の移動速度を求め、求めた前記移動速度に基づいて前記光源の点灯状態を制御することを特徴とする請求項１〜７の何れか１項に記載の照明システム。
9. 前記各照明器具の前記制御部は、前記検知センサが移動体を検知すると当該移動体の移動方向を求め、求めた前記移動方向に基づいて他の照明器具への検知信号の伝送の有無を決定することを特徴とする請求項１〜８の何れか１項に記載の照明システム。

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