JP3664095B2

JP3664095B2 - 自発光視線誘導装置

Info

Publication number: JP3664095B2
Application number: JP2001116448A
Authority: JP
Inventors: 講二田口谷; 和夫熊谷; 和廣山川
Original assignee: Parker Corp; Nihon Parkerizing Hiroshima Works Co Ltd
Current assignee: Parker Corp; Nihon Parkerizing Hiroshima Works Co Ltd
Priority date: 2001-04-16
Filing date: 2001-04-16
Publication date: 2005-06-22
Anticipated expiration: 2021-04-16
Also published as: JP2002309524A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、道路に沿って所定間隔をおいて設置された発光体（デリニエータ）の点滅により車両運転者の視線誘導を行う自発光視線誘導装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、高速自動車道路等で起伏やカーブの多い道路際に設置して車両運転者の注意を喚起し、視線を誘導することにより安全性を確保する視線誘導標が知られている。視線誘導標としては、ヘッドライト等の光が照射されるとその光を反射して明るく輝く反射式視線誘導標が大半を占めるが、走行速度が高く、且つ交通量の激しい場所等で、特に夜間の視認性を高める必要がある場合は、発光源にＬＥＤや電球等を用いた自発光視線誘導標が多く使用されている。
【０００３】
また、霧や地吹雪等が発生した場合には、運転者の前方視界を大きく低下させることになるため、夜間に限らず白昼でも視線誘導は必要となる。このような視程障害下の道路においは、前記した反射式視線誘導標では運転者の視線を誘導し安全を確保する好適手段には成り得ず、このため前記自発光視線誘導標にあっては、何等かの霧検知手段を装備し、霧の発生が確認された場合には、昼夜を問わず発光体を点滅し、運転者に警告を発するするようにしている。
【０００４】
従来、高速道路等で一部利用されている霧検知器として、透過率計、視程計、ＩＴＶ（監視カメラ）等が知られている。ところが、これらの機器は設置工事が面倒であること、高額であること等の欠点が有るため、近年では、これらをカバーする霧検知器として、特開平05-185873号公報に開示されるような、細かい水の粒子（霧）による投光赤外線の反射光量（即ち、反射率）を検知する赤外線反射式霧検知器が使用されるようになった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、白昼の屋外にあっては、検知すべき投光赤外線の反射光に比べて太陽光線による散乱光のエネルギーが圧倒的に大きく、反射光量の検知に当たっては、この散乱光による影響が好適に除去されない限り、前記赤外線反射式霧検知器の作動が保証されるのは太陽光線の無い夜間に限られ、白昼霧の検知は困難であった。
【０００６】
一方、発光体については、発光源がＬＥＤの場合は比較的電力消費が少ないため、太陽電池による駆動が可能であるが、電球による発光に比べて発光素子自体の発光輝度が低いため、霧による視程障害下の道路においは輝度不足によって視認できない場合が多いことが問題となっていた。そこで、特に霧の発生し易い山間部等では、発光源として輝度の高いハロゲンランプやキセノンランプ等を使用して霧発生時の視認性を高めていたが、反面、高輝度ランプの使用で発生する光膜現象で運転者が幻惑し、安全運転に支障を来すという問題が発生した。加えて、これらの発光源は電力消費が極めて大きいことから商用電源を用いる必要があり、山間部における商用電源の配線工事といった極めて煩わしい作業のため、視線誘導標の設置工事が長期化するという問題もあった。
【０００７】
本発明は、上記した従来の自発光視線誘導標の欠点に鑑みて成されたもので、霧発生時も、昼夜を問わず好適な視線誘導が行えるようにした安価な自発光視線誘導装置を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
すなわち、請求項１に記載の発明は、赤外光を空中に放射する赤外線投光器とその反射光を受光する赤外線受光器を備え、受光した反射光量より霧等の発生を検知して発光指令信号を送出する霧検知スイッチ部と、当該発光指令信号を受信して点滅発光を行う複数のデリニエータ部とで構成され、道路際に設置して車両運転者の視線誘導を行う自発光視線誘導装置であって、前記赤外線受光器は、散乱光を遮蔽するフィルタと、当該散乱光遮蔽フィルタの通過光を集光する集光レンズと、集光を検知する赤外線センサを備え、前記散乱光遮蔽フィルタは、メタル部材によるグリッド状またはメッシュ状とされることを特徴としている。
係る構成により、投光赤外線の反射光と共に入射する太陽光線（散乱光）が遮蔽され、白昼であっても安定した霧検知が行えるようになる。
また、前記散乱光遮蔽フィルタをメタル部材によるグリッド状またはメッシュ状としたので、直進する反射光はグリッド状またはメッシュ状フィルタの隙間を通過し、散乱光は前記メタル部材に当たって反射されるため、太陽光のみが効果的に除去される。特に、散乱光遮蔽フィルタを数段設けることにより、遮蔽効果は向上する。
【００１０】
また、請求項２に記載の発明は、前記メタル部材の少なくとも光入射側の面を断面丸形状としたことを特徴としている。
このように、光が当たる側を丸形状にすることにより太陽光の遮蔽効果は更に向上する。
【００１１】
また、請求項３に記載の発明は、一定期間内に赤外光を複数回間欠的に放射し、所定回数所定の反射光量が検知された時に前記発光指令信号を送出することを特徴としている。
これにより、虫や鳥等による視界妨害で生じる誤作動を防止し、信頼性の高い霧検知が行えるようになる。
【００１２】
また、請求項４に記載の発明は、赤外光を空中に放射する赤外線投光器とその反射光を受光する赤外線受光器を備え、受光した反射光量より霧等の発生を検知して発光指令信号を送出する霧検知スイッチ部と、当該発光指令信号を受信して点滅発光を行う複数のデリニエータ部とで構成される自発光視線誘導装置であって、前記デリニエータ部は、集光による光度増幅のみが得られるよう焦点位置を若干ずらして対向配置されたＬＥＤとフレネルレンズとで成る発光体を複数ブロック状に配列して構成されることを特徴としている。
フレネルレンズを使用することにより、レンズスリーブをコンパクトにでき、デリニエータ部の小型化が図れる。また、焦点を若干ずらして光度増幅を行うことにより、集光ポイントのみでなく或る程度の拡がりを持った発光とすることができ、霧発生時に起こり易い光膜現象を抑え、視線誘導効果を高めることができる。
【００１３】
また、請求項５に記載の発明は、前記フレネルレンズは、その光軸を０〜１０°前後ずらせるように形成されていることを特徴としている。
道路状況に応じて、適度に光軸を振らしたレンズを使用することにより、発光体を通行車両に合わせて配置した状態で、誘導光を運転者の視線に合わせることができる。
【００１４】
また、請求項６に記載の発明は、初段のデリニエータ部が前記発光指令信号を受信すると、当該デリニエータ部が次段のデリニエータ部に発光指令信号を無線送信し、発光指令信号を次々と全デリニエータに無線送信することを特徴としている。
これにより、各デリニエータ間の配線作業を無くすことができ、山間部における設置工事の短縮が実現できる。
【００１５】
また、請求項７に記載の発明は、前記発光指令信号を受信すると、各々デリニエータ部が標準時刻電波に基づいて同期点滅することを特徴としている。
同期制御に標準時刻電波を使用することにより、制御構成が簡略化され、且つ精度の良い同期点滅が実現できる。
【００１６】
また、請求項８に記載の発明は、上記請求項１から請求項７に記載した霧検知スイッチ部とデリニエータ部で構成したことを特徴としている。
本構成により、霧発生時にも昼夜を問わず好適な視線誘導が行える安価な自発光視線誘導装置を実現することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図１〜図５に基づいて本発明の一実施形態を説明する。
【００１８】
図１に示すように、本発明の自発光視線誘導装置１は、霧検知スイッチ部２と当該霧検知スイッチ部２が発信する発光指令を受信して点滅発光を行う複数のデリニエータ部３とで構成されている。本実施形態では、デリニエータ部複数基（例えば、３０〜５０基）を１セットとし、且つ、電波管理法の発信出力制限規定に従い、霧検知スイッチ部２とデリニエータ部３間、および各デリニエータ部間の距離を最大１０ｍと定め、各々が道路際の支柱に固定・設置されている。
【００１９】
ここで、前記霧検知スイッチ部２は、図３に示すように、赤外光を空中に放射する複数の赤外線投光器４とその反射光を受光する赤外線受光器５を有し、防滴、防塵、遮光用のフード６内に収納されている。また、このフード６内には、霧検知スイッチ部２の受光制御を行う制御回路基板７が搭載されている。符号８，９は支柱取り付け用の金具で、金具８，９の何れかを用いて横支柱、または縦支柱へ取り付けができるようになっている。また、この霧検知スイッチ部２は、後述する霧検知動作を制御するための霧検知制御盤（図２の符号１８）を有しており、具体的には、支柱を利用して霧検知スイッチ部２の近傍に取り付けられている。
【００２０】
前記赤外線投光器４は、光源として波長９６０ｎｍのＬＥＤを使用し、且つ、外部散乱光との識別のため、赤外光は３７ＫＨｚに変調された状態で放射されるようになっており、各々フード６の前面に円状に配設されている。
【００２１】
一方、前記赤外線受光器５は、受光波長９６０ｎｍのＰＩＮフォトダイオード（図２に示す受光素子１０）を備え、赤外線投光器４より放射された変調赤外線の反射光を受光し、その反射率（反射量）により霧の発生を検知するもので、検知動作の制御は前記制御回路基板７により行われる。
図２によれば、前記制御回路基板７は、９６０ｎｍの赤外線を受光して電気信号に変換する受光素子１０、受光された信号を増幅する増幅器１１，１４、３７ＫＨｚの信号を選択するＢＰＦ（Band Pass Filter）１２、選択された信号を増幅する検波器１３、増幅された信号（反射光量）をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器１５、入力されたデジタル信号を解析し、所定レベルの時に霧検知信号１７を出力するＣＰＵ１６等を有している。ＣＰＵ１６からの霧検知信号１７は霧検知制御盤１８に送られ、信号送信ユニット１９を介し発光指令信号２６としてデリニエータ部３に無線通信される。尚、霧検知レベルは、設置場所の環境条件に応じて適宜調整可能とされている。
【００２２】
次に、この赤外線受光器５の構造を説明すれば、図３に示すように、この赤外線受光器５は、円筒状のケーシング２０を有し、ケーシング内には、入射側より順に、赤外線光透過フィルタ２１と散乱光（太陽光）を遮蔽するための３枚のメタルフィルタ２２，２２，２２、と集光レンズ２３と受光波長９６０ｎｍの受光素子１０より成る赤外線センサ２４が光軸方向に直交する形で各々配設されている。また、このケーシング２０の奥部には前記集光レンズ２３の結露防止（曇り止め）と内蔵受光素子１０の温度補償を兼ね、筒内温度をほぼ所定温度に維持するためのヒータ２５が配設されている。尚、赤外線受光器５は、前記赤外線投光器４に囲まれる形でその中心部に設置されている。
【００２３】
前記メタルフィルタ２２は、図４に示すような断面丸状で且つ鏡面化したメタルワイヤ２２ａを縦横メッシュ状に編み込んで構成されており、直進する反射光（赤外線投光器４より空中に放射され霧の粒子で反射された変調赤外光）はメッシュ状フィルタの隙間をそのまま通過して赤外線センサ２４に受光される。一方、太陽光（白昼の場合）は反射効率の優れるメタルワイヤ２２ａに当たって反射・散乱し、赤外線センサ２４への入光が阻止される。
特に、本実施形態のように、メタルフィルタ２２を複数段設けることにより遮蔽効果はより確実となり、且つ、メタルワイヤ２ａを断面丸形、且つ鏡面化したことで太陽光は効果的に反射・散乱され、遮蔽効果は更に向上する。
【００２４】
このように、従来の赤外線反射式霧検知器にあっては、白昼の使用が困難であったものが、本実施形態のメタル２２を使用することにより、太陽光の影響を完全に除去し、全天候型の霧検知が可能となる。
【００２５】
尚、上記実施形態では、メッシュ状のメタルフィルタ２２を用いたが、一方向に隙間を有するグリッド状のメタルフィルタを複数使用して、隙間を縦／横に組み合わせて配設するようにしても同様の遮蔽効果が得られる。また、フィルタの枚数も３枚に限るものではなく、設置場所の環境に応じて適宜決定すれば良い。
【００２６】
また、赤外線投光器４より赤外光を複数回間欠的に放射し、一定期間内に霧検知信号が所定回数得られた場合にのみ、発光指令信号２６を送出するようにすることも勿論可能である。これにより、虫や鳥等の視界妨害で生ずる霧検知スイッチ部２の誤作動を防止し、信頼性の高い霧検知が可能となる。尚、本実施形態では、この制御を霧検知制御盤１８にて行っている。
【００２７】
次に、図５に基づいてデリニエータ部３の構造を説明する。図５に示すように、本実施形態のデリニエータ部３は、ケーシング３０を有し、このケーシング３０の外上面部に太陽電池３２，３２が搭載されており、ケーシング３０内に、この太陽電池３２の起電力を蓄えておく二次電池３３，３３（例えば、鉛蓄電池）が収納されている。また、ケーシング３０の前面部３０ａに２列縦隊に配列された合計６個の発光体３１が取り付けてある。符号３４は、この発光体３１の発光を制御するための制御基板で、その動作概略については後述する。符号３８はデリニエータ部３を支柱の頂部に取り付けるための支脚である。
【００２８】
ここで、図５（ｂ）に示すように、前記発光体３１は、ケーシング３０の前面部３０ａに取り付けたフレネルレンズ３５と、円筒状のレンズスリーブ３７の奥部に配設されたＬＥＤ３６（発光源）で構成され、これらフレネルレンズ３５とＬＥＤ３６が焦点を結ばずに集光による光度増幅のみが得られるよう、焦点位置を若干ずらした状態で対向配置されている。
【００２９】
上記構成では、幾つかの同心的な輪帯状レンズで構成される薄型形状が特徴の前記フレネルレンズ３５を使用することでレンズスリーブ３７をコンパクトにし、デリニエータ部３の小型化が図られている。
また、本実施形態のように、焦点を適度にずらして光度増幅のみを行うことにより、焦点を合わせた平行光を発するのではなく、或る程度の拡がりを持ち、且つ、高照度の発光とすることができ、これにより、従来霧発生時に問題となった光膜現象を抑えて視認性を高め、有効な視線誘導効果を得ることができるようになる。因みに、フレネルレンズ３５を用いることにより、約１０倍以上の光度増幅が得られた。
【００３０】
また、フレネルレンズ３５の場合、レンズの形成過程において、例えば、輪帯状の中心とレンズの中心をずらしてカットすることにより、通常使用の凸レンズに比べて比較的容易に光軸をずらすことができる。道路状況に応じて、光軸を０〜約１０゜の範囲で振らせたフレネルレンズ３５を使用することにより、デリニエータ部３を通行車両に合わせて設置した状態で誘導光を運転者の視線に合わせることができるため、デリニエータ部３の設置が容易となると共に、より有効な視線誘導ができるようになる。
【００３１】
また、図５（ａ）に示すように、計６個の発光部３１を３個２列に纏めて配置すると、遠隔距離からは、これら６個の発光体３１が一つの発光ブロックとして目視できるため、視線誘導効果が向上すると共に、接近距離からは、光膜現象のない個々の発光体３１として目視できるため、眩惑を防止した有効な視線誘導が得られる。
【００３２】
次に、前記制御基板３４について説明すれば、本制御基板３４は、制御部、無線部、同期部等で構成され、複数基（例えば、３０〜５０基）のデリニエータ部３の全てにこの制御基板３４が搭載されている。
【００３３】
前記制御部では、太陽電池３２の発生電圧が常時監視されており、その電圧値から昼夜が判断され、夜間時は発光体３１を自動点滅させる。また、減光機能を有し、例えば、夜間時はＬＥＤ３６の発光輝度を霧検知時の１／４若しくは１／８に減光して省電力化を図っている。
前記無線部では、初段のデリニエータ部３の無線部が霧検知スイッチ部２からの発光指令信号２６を受信すると、当該無線部は次段のデリニエータ部３の無線部に発光指令信号を無線送信し、同様にして次々と全デリニエータ部３の無線部に対して発光指令信号が伝達される。
【００３４】
このように、各デリニエータ部３間の信号授受を無線で行うことにより、山間部における配線工事を無くし、工事期間の短縮化が図れる。また、本実施形態のように無線送信を芋ずる式にすることにより、各々無線部の送信出力を小さくでき、これもまた、省電力化に寄与できるものである。
【００３５】
次に、同期部では、各デリニエータ部３における点滅の同期制御を行う。本実施形態では、同期信号として標準時刻電波（ＪＪＹ）を使用し、例えば、複数のデリニエータ部３の発光を同時に行なう同時点滅や、複数のデリニエータ部３の発光を交互に行なう交互点滅等、運転者が見やすい種々の点滅形態を簡単な回路構成で精度良く実現することができる。
【００３６】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１、請求項２に記載の発明によれば、赤外線受光器に散乱光を遮蔽するフィルタを取り付けたので、投光赤外線の反射光と共に入射する太陽光線を遮断することができ、よって、白昼の霧検知も安定して行えるようになる。
特に、前記フィルタを反射効率の優れるメタル部材で構成したので、散乱光は効果的に反射され、太陽光の遮蔽効果が向上する。
また、請求項２の発明では、前記メタル部材の光入射側の面を断面丸形状としたので、太陽光の遮蔽効果は更に向上する。
【００３７】
また、請求項３に記載の発明によれば、赤外光を一定期間内に複数回間欠的に放射し、所定回数の霧検知が得られた場合にのみ、霧発生と判断するようにしたので、これにより、虫や鳥等による視界障害で生じる霧検知スイッチ部の誤作動を防止し、信頼性の高い霧検知が可能となる。
【００３８】
また、請求項４に記載の発明によれば、デリニエータ部において、発光体の光度増幅にフレネルレンズを使用したので、レンズスリーブをコンパクトにでき、デリニエータ部を小型化できる。また、焦点を適度にずらして光度増幅のみを行うことにより、焦点を合わせた平行光でなく、或る程度の拡がりを持った発光とすることができ、これにより、従来霧発生時に問題となった光膜現象を抑えて有効な視線誘導を行うことができる。
【００３９】
また、請求項５に記載の発明によれば、光軸を０〜１０゜前後ずらせるよう形成したフレネルレンズを使用することにより、デリニエータ部を通行車両に合わせて設置した状態で誘導光を運転者の視線に合わせることができ、デリニエータ部の設置が容易となると共に、より有効な視線誘導ができるようになる。
【００４０】
また、請求項６に記載の発明によれば、各デリニエータ部間の信号授受を無線で行うようにしたので、山間部での配線工事を無くし、工事期間の短縮化が図れる。また、無線送信を芋ずる式にすることにより、各々無線部の送信出力を小さくでき、省電力化に寄与できる。
【００４１】
また、請求項７に記載の発明によれば、各デリニエータ部の点滅を標準時刻電波を使用して同期させたので、簡略化した制御構成で、且つ精度の高い同期点滅が実現でき、視線誘導効果が向上する。
【００４２】
さらに、請求項８に記載の本発明によれば、霧発生時にも昼夜を問わず好適な視線誘導が行える安価な自発光視線誘導装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る自発光視線誘導装置の構成を示す図である。
【図２】本発明の霧検知スイッチ部の制御構成を示すブロック図である。
【図３】同、霧検知スイッチ部の構造を示す図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は側断面図である。
【図４】図３におけるメタルフィルタの構造を示す図である。
【図５】本発明のデリニエータ部の構造を示す図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は側断面図である。
【符号の説明】
１自発光視線誘導装置
２霧検知スイッチ部
３デリニエータ部
４赤外線投光器
５赤外線受光器
１７霧検知信号
２２散乱光遮蔽フィルタ（メタルフィルタ）
２２ａメタル部材（メタルワイヤ）
２３集光レンズ
２４赤外線センサ
２６発光指令信号
３１発光体
３５フレネルレンズ
３６ＬＥＤ

Claims

赤外光を空中に放射する赤外線投光器とその反射光を受光する赤外線受光器を備え、受光した反射光量より霧等の発生を検知して発光指令信号を送出する霧検知スイッチ部と、当該発光指令信号を受信して点滅発光を行う複数のデリニエータ部とで構成され、道路際に設置して車両運転者の視線誘導を行う自発光視線誘導装置であって、
前記赤外線受光器は、散乱光を遮蔽するフィルタと、当該散乱光遮蔽フィルタの通過光を集光する集光レンズと、集光を検知する赤外線センサを備え、前記散乱光遮蔽フィルタは、メタル部材によるグリッド状またはメッシュ状とされることを特徴とする自発光視線誘導装置。
前記メタル部材の少なくとも光入射側の面を断面丸形状としたことを特徴とする請求項１に記載の自発光視線誘導装置。
一定期間内に赤外光を複数回間欠的に放射し、所定回数所定の反射光量が検知された時に前記発光指令信号を送出することを特徴とする請求項１または請求項２の何れかに記載の自発光視線誘導装置。
赤外光を空中に放射する赤外線投光器と、その反射光を受光する赤外線受光器を備え、受光した反射光量より霧等の発生を検知して発光指令信号を送出する霧検知スイッチ部と、前記発光指令信号を受信して点滅発光を行う複数のデリニエータ部とで構成される自発光視線誘導装置であって、
前記デリニエータ部は、集光による光度増幅のみが得られるよう焦点位置を若干ずらして対向配置されたＬＥＤとフレネルレンズとで成る発光体を複数ブロック状に配列して構成されることを特徴とする自発光視線誘導装置。
前記フレネルレンズは、光軸を０〜１０°前後ずらせるように形成されていることを特徴とする請求項４に記載の自発光視線誘導装置。
初段のデリニエータ部が前記発光指令信号を受信すると、当該デリニエータ部が次段のデリニエータ部に発光指令信号を無線送信し、発光指令信号が次々と全デリニエータ部に無線送信されることを特徴とする請求項４または請求項５の何れかに記載の自発光視線誘導装置。
前記発光指令信号を受信すると、各々デリニエータ部が標準時刻電波に基づいて同期点滅することを特徴とする請求項６に記載の自発光視線誘導装置。
請求項１から請求項３までの何れかに記載の自発光視線誘導装置における霧検知スイッチ部と、請求項４から請求項７までの何れかに記載の自発光視線誘導装置におけるデリニエータ部を備えて成ることを特徴とする自発光視線誘導装置。