JP4006897B2

JP4006897B2 - 道路照明方法

Info

Publication number: JP4006897B2
Application number: JP22695899A
Authority: JP
Inventors: 正紀石渡; 孝斎藤; 修倉光; 圭司坂本; 真山田
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1999-08-10
Filing date: 1999-08-10
Publication date: 2007-11-14
Anticipated expiration: 2019-08-10
Also published as: JP2001052505A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、道路の側方に形成された壁体に灯具を設置した道路照明方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、トンネルの側壁や遮音壁のような道路の側方の壁体には、多数の灯具が設置される。たとえば、トンネル内では路面から３〜４ｍの高さ位置に道路の延長方向に一定間隔で灯具が配列されている。また同様に、遮音壁においても道路の延長方向に一定間隔で灯具が配列されている。
【０００３】
特開平２−３７６０３号公報に記載されているように、この種の道路照明においては、路幅方向および道路の延長方向における明るさの均斉度を高め、自動車の走行時に運転者が前方からのグレアやちらつきを感じないようにすることが要求される。特開平２−３７６０３号公報では、運転者に「眩しさ」を感じさせないように、路面から約１．２ｍの高さ位置における灯具に対向した面に与える鉛直面照度を１５０ルクス以下に設定する構成を採用している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記公報に記載の技術は、灯具に対向する局所的な部位での鉛直面照度に着目した技術であって「眩しさ」については考慮されているものの、道路の延長方向における均斉度について考慮されたものではなく、また自動車の走行時に運転者がちらつきを感じないようにすることについてもとくに考慮されていない。
【０００５】
一般に道路の延長方向において一定間隔で灯具を配列している場合には、道路の延長方向において壁面に相対的に明るい部分（輝度の高い部分）と暗い部分（輝度の低い部分）とが繰り返し形成されることになるから、自動車での走行時に明暗が周期的に繰り返すことになる。本発明者らが研究したところによれば、明暗の繰り返し周波数が所定値以上になったり、明暗の比率が大きくなったりすると、運転者が視覚的に不快感を感じるという知見が得られている。つまり、安全に運転するには、この種の不快感を低減するような道路照明方法が必要になる。
【０００６】
しかしながら、上述したように道路照明は路面から３〜４ｍの高さ位置に設けた灯具によって行っており、路面上の明るさについては配慮して設計されているものの壁体の表面（以下では単に壁面という）の明るさについてはとくに考慮されていないのが現状であるから、壁面上では明暗の比率が大きいものである。従来は、この種の明暗の繰り返し周期や明暗の比率と運転者の不快感との関係が明確でななく、適切な対策が施されてこなかった。
【０００７】
本発明は上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、道路の側方に形成された壁体の表面の輝度むらと運転者の不快感との関係に基づいて運転者に不快感を生じさせないように照明を行う道路照明方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、道路の側方に形成した壁体について、壁体表面を照明する灯具を壁体表面の上部と下部との少なくとも一方に設け、灯具は、道路の延長方向に沿って配置された線光源と、線光源からの光を壁体表面に照射し壁体表面の上下方向の輝度均斉度を高めるように上下方向において斜め向きに配光する反射板とを有し、前記壁体の表面全体での道路の延長方向における輝度均斉度の最小値を道路の設計速度が大きいほど大きくなるように光源の配置を規定していることを特徴とする。ここで、輝度については乗用車の運転者を想定して運転者の目線の高さ位置（路面から１．５ｍの高さとする）から見たときの壁体の表面の輝度を測定するために、路面から１．５ｍの高さ位置に輝度計を設置して壁体の表面全体を輝度測定領域とする。
【０００９】
請求項２の発明は、道路の側方に形成した壁体について、壁体表面を照明する灯具を壁体表面の上部と下部との少なくとも一方に設け、灯具は、道路の延長方向に沿って配置された線光源と、線光源からの光を壁体表面に照射し壁体表面の上下方向の輝度均斉度を高めるように上下方向において斜め向きに配光する反射板とを有し、前記壁体の高さ寸法が１．５ｍ以上である場合は、前記壁体を高さ方向において複数に等分した層を規定し、前記壁体の各層ごとに前記壁体の表面全体での道路の延長方向における輝度均斉度の最小値を道路の設計速度が大きいほど大きくかつ下側の層ほど大きくなるように配光を規定していることを特徴とする。ここで、輝度については乗用車の運転者を想定して運転者の目線の高さ位置（路面から１．５ｍの高さとする）から見たときの壁体の表面の各層ごとの輝度を測定するために、路面から１．５ｍの高さ位置に輝度計を設置し、各層の高さ方向の中心から延長されて路面に平行な領域を輝度測定領域とする。
【００１０】
請求項３の発明は、請求項２の発明において、前記壁体の高さ寸法が５ｍ以上１０ｍ以下のときに壁体を高さ方向において３層に等分した層を規定することを特徴とする。
【００１１】
請求項４の発明は、請求項２の発明において、前記壁体の高さ寸法が１．５ｍ以上５ｍ以下のときに壁体を高さ方向において２層に等分した層を規定することを特徴とする。
【００１２】
請求項５の発明は、道路の側方に形成した壁体について、壁体表面を照明する灯具を壁体表面の上部と下部との少なくとも一方に設け、灯具は、道路の延長方向に沿って配置された線光源と、線光源からの光を壁体表面に照射し壁体表面の上下方向の輝度均斉度を高めるように上下方向において斜め向きに配光する反射板とを有し、路面からの高さ寸法が運転者の視線の高さに相当する規定高さにおいて、前記壁体の表面全体での道路の延長方向における前記壁体の輝度均斉度の最小値を道路の設計速度が大きいほど大きくなるように光源の配置を規定していることを特徴とする。ここにおいて、運転者の視線の高さに相当する規定高さは乗用車の運転者を想定して１．５ｍの高さに規定し、輝度については壁体の表面における路面から１．５ｍの高さ位置が輝度測定領域となるように、路面から１．５ｍの高さ位置に設置した輝度計により測定する。
【００１４】
請求項６の発明は、請求項１ないし請求項５のいずれかの発明において、道路の延長方向において連続的に前記線光源を配置したことを特徴とする。連続的とは１つの光源が連続している場合のほか、多数の光源が並んでいる状態も含む。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明者らは、道路の側方に設けた壁体（トンネルの側壁や遮音壁）に灯具を配列したときに自動車の運転者が輝度むらによって感じる不快感を評価するために、コンピュータグラフィックスを用いて動的な視環境の評価実験を行った。この評価実験により壁面の輝度むらと運転者が感じる不快感との関係を明らかにした。
【００１７】
（実験１）
まず、図８のように、路面１の両側方に側壁（壁体）２を形成した画像を画面上に表示し、各側壁２の上方ないし上部に配置した灯具３によって壁面を照明した状態をコンピュータシミュレーションにより模擬した。図において壁体２に示した縦線は輝度むらがあることを模式的に表したものである。ここに、運転者の視点は乗用車の運転時を考慮して路面１から１．５ｍの高さ位置とし、一点透視法によって遠近感を付与した。さらに、壁面の輝度むらの状態を被験者が３段階から選択できるようにした。また、被験者には、「満足」、「どちらでもない」、「やや不快」、「かなり不快」、「非常に不快」の５段階の評価レベルを設定しておき、「どちらでもない」と「やや不快」との中間程度の印象を受けるように輝度均斉度（＝最小輝度／最大輝度）の大小を調整させた。つまり、最終的に得られた輝度均斉度は「やや不快」と「どちらでもない」との間の主観評価に対応した輝度均斉度になる。さらに、画面の変化速度（自動車の走行速度に相当）と平均輝度とを３段階から選択可能とし、各変化速度および各平均輝度ごとに上述のような主観評価を行った。
【００１８】
ここに走行速度は、６０ｋｍ／ｈ、１００ｋｍ／ｈ、１４０ｋｍ／ｈから選択可能とし、平均輝度は０．５ｃｄ／ｍ^２、４．０ｃｄ／ｍ^２、８．０ｃｄ／ｍ^２から選択可能とした。路面１については平均輝度を２．０ｃｄ／ｍ^２、輝度均斉度を０．７に固定した。
【００１９】
次に実験の手順について説明する。まず、被験者の目を暗闇に慣らすように５分間の暗順応を行わせる。暗順応の後に実験が開始されると、走行速度と平均輝度との組み合わせからランダムに選択された条件の画像が画面上に表示され、この画像に対して被験者は視覚的に不快と感じない限界（つまり、「どちらでもない」と「やや不快」との間）の輝度均斉度になるように輝度均斉度を調節し（マウスを用いて輝度均斉度を調節できるようにしてある）、最終的に輝度均斉度が決まった後に被験者が輝度均斉度の決定をコンピュータ装置に指示することによって、各被験者が視覚的に不快と感じない限界の輝度均斉度をコンピュータに集計させる。このようにして１つの条件について輝度均斉度が決定された後には、新たに条件が選択され、上述した手順で輝度均斉度が決定されるのであり、このような操作が繰り返されるのである。
【００２０】
被験者として視覚が正常である２０歳代から４０歳代までの１１人の男性について上述の実験を行った結果を図９、図１０に示す。図９、図１０における折れ線上の各点は平均値を示す。また、図９は走行速度に対する輝度均斉度を示し、図１０は平均輝度に対する輝度均斉度を示す。図９より明らかなように、走行速度が増加すると運転者が不快と感じる輝度均斉度が上昇する。つまり、走行速度が大きいほど高い輝度均斉度が要求されると言える。一方、図１０より明らかなように、壁面の平均輝度の増減にかかわりなく運転者が不快と感じる輝度均斉度の限界はほぼ一定（０．８程度）であると言える。
【００２１】
しかして、各走行速度について不快感を感じないように安全率を見込んで輝度均斉度を設定すると、表１のように設定することができる。
【００２２】
【表１】

【００２３】
すなわち、輝度均斉度を表１より高く設定しておけば、壁面の輝度むらによる不快感を抑制できることになる。言い換えると、壁面の輝度むらによる不快感を抑制しようとすれば、道路の各場所での設計速度に基づいて輝度均斉度が表１の値よりも大きくなるように（つまり、表１の値を道路の設計速度に対する輝度均斉度の最小値として）照明設計を行えばよい、という知見が実験１によって得られた。
【００２４】
（実験２）
実験１は側壁２の上下方向の輝度むらについてはとくに考慮しなかったが、実際の道路照明においては側壁２の上下方向においても輝度むらが生じている。そこで、図１１のように、路面１の両側方に側壁２を形成した実験１と同様の画像を画面上に表示し、さらに各側壁２を縦方向において３層に分割し、分割された各層Ｌａ〜Ｌｃごとに輝度均斉度を独立して変化させることができるようにした。図において各層Ｌａ〜Ｌｃの縦線は輝度むらが生じていることを模式的に表したものである。ただし、走行速度は１４０ｋｍ／ｈ、路面１の平均輝度は２．０ｃｄ／ｍ^２、路面１の輝度均斉度は０．７、壁面２の平均輝度は４．０ｃｄ／ｍ^２に固定した。このような条件下において、実験１と同様の実験を行い、被験者には不快感を感じない限界の輝度均斉度を各層ごとに選択させた。また、ここでは壁面２の高さは５〜１０ｍと想定した。
【００２５】
３人の被験者について実験を行った結果を図１２に示す。図１２における▲１▼〜▲３▼は被験者の各個人の結果を示し、▲４▼は平均値を示す。図１２によれば、壁面２の輝度均斉度が運転者に及ぼす影響は壁面２の下部ほど大きいと言える。
【００２６】
そこで、図１２の▲４▼に基づいて下層Ｌａの輝度均斉度を１とするときの中層Ｌｂと上層Ｌｃとの輝度均斉度の比率を求め、表１に示した各走行速度ごとの輝度均斉度を下層Ｌａの輝度均斉度に割り当てるとともに、そのときの中層Ｌｂおよび上層Ｌｃの輝度均斉度を求めた。その結果を表２に示す。
【００２７】
【表２】

【００２８】
上述した実験によって、壁面２の高さに応じて輝度均斉度を調節し、壁面２の下部において輝度均斉度が高ければ不快感を抑制できるという知見が得られた。
【００２９】
しかして、壁面２の高さが５〜１０ｍであるときは壁面２を３層に分割し、壁面２の高さが１．５ｍ（この高さは運転者の目線の高さと想定している）以上で５ｍ以下の場合には２層に分割する。壁面２を３層に分割する場合には、表２の値を道路の設計速度に対する輝度均斉度の最小値として照明設計を行い、壁面２を２層に分割する場合には、表２における上層と下層とに対応する輝度均斉度を用いる。さらに、壁面２が１．５ｍより低い場合には、１．５ｍの高さ位置における輝度均斉度の最小値が表２における下層に対する輝度均斉度（つまり、表１の輝度均斉度）となるように設計すればよいのである。
【００３０】
（第１の実施の形態）
上述した実験１、２により得られた知見に基づいて壁面２の輝度均斉度を高めるような照明を行うために、本実施形態では線光源を用いる。図１に示すように、線光源５としては蛍光灯あるいはライトチューブを用い、線光源５からの光は反射板のような配光制御部材６を用いて壁面２に照射する。ここにおいて、ライトチューブはフィルムを円筒状に曲成したライトガイドであって、円筒の端部から導入した光が円筒の内部で反射を繰り返すうちに円筒の周壁から徐々に漏光するように設計されたものである。したがって、蛍光灯と同様に線光源として用いることができ、しかもライトチューブを用いると非常に長尺の線光源を実現することが可能である。また、ライトチューブは拡散板や反射板を一体に設けることができ、ライトチューブ自身での配光制御が可能になっているから、配光制御部材６を不要にすることも可能である。
【００３１】
図１に示す配光制御部材６は反射板であって、線光源５とともに壁面２の上部に取り付けられて壁面２を照明するように斜め下方に配光している。すなわち、道路の延長方向に沿って線光源５を配置するとともに配光制御部材６を用いて線光源５からの光を壁面２の照明に用いているから、道路の延長方向において光源を連続的に配置したことになり、道路の延長方向における壁面２の輝度むらを低減させることができ、しかも配光制御部材６を用いて上下方向においても壁面の輝度均斉度を高めることが可能になっている。
【００３２】
この構成では、線光源５からの光が路面１の照明にも用いられるから、路面１の輝度を向上させることができ、路面１の上の障害物の視認性が高くなる。輝度均斉度の条件は実験２において説明した通りである。
【００３３】
（第２の実施の形態）
本実施形態は、図２に示すように、線光源５および配光制御部材６を壁面２の下部に配置し、かつ配光制御部材６によって線光源５からの光が壁面２に照射されるように斜め上方に配光するものである。実験２の結論として説明したように、壁面２の下部の輝度均斉度を高めるほうが運転者の不快感を低減できるという知見が得られている。しかるに、本実施形態のように線光源５および配光制御部材６を壁面２の下部に配置して壁面６の下部の輝度を高めると、壁面２の下部での輝度均斉度を高めるのが容易である。また、線光源５および配光制御部材６が低い位置に配置されるから、光源の交換や灯具の掃除が容易である。輝度均斉度の条件は実験２において説明した通りであり、他の構成は第１の実施の形態と同様である。
【００３４】
（第３の実施の形態）
本実施形態は、図３に示すように、線光源５と配光制御部材６とを壁面２の下部に配置し、さらに壁面２の上部には線光源５からの光を受けて路面１を照明する配光制御部材７を配置したものである。すなわち、第２の実施の形態のように、壁面２の下部に線光源５および配光制御部材６を配置していると、線光源５から放射された光の一部は壁面２の照明には用いられず無駄になることが多い。そこで、本実施形態では壁面２の上部に反射板よりなる配光制御部材７を配置することで、無駄になる光を路面１に戻して路面１の照明用として用いているのである。
【００３５】
本実施形態のように、光の無駄をなくすことによって、壁面２だけではなく路面１も明るく照明することが可能になる。また、遮音壁の上方に光が漏れることがなく、外部への漏光による障害の発生を防止することができる。他の構成は第２の実施の形態と同様である。
【００３６】
（参考例１）
本例は、図４に示すように、線光源５および配光制御部材６を壁面２に埋設したものである。配光制御部材６には反射板を用いており、壁面２には拡散透過性を持たせておく。本例では線光源５および配光制御部材６は壁面２にほぼ均一に配置してあり、配光制御部材６は線光源５からの光を壁面２に向かって照射する方向に配光する。このような構成によって、壁面２の全面が発光面になって、輝度均斉度の高い照明が可能になる。なお、輝度均斉度の条件は実験２により得られた条件に従う。他の構成は第１の実施の形態と同様である。
【００３７】
（参考例２）
本例は、図５に示すように、線光源５および配光制御部材６を壁面２に埋設する構成を採用するとともに、線光源５および配光制御部材６を壁面２の上部にのみ配置したものである。配光制御部材６は線光源５からの光を斜め下方に向かって壁面２に照射されるように配光する。この構成によっても、壁面２を発光面とし、壁面２の輝度均斉度を高めることができる。しかも、本例の構成では一部の光が路面１の照明にも用いられることになるから、路面１の輝度が向上して路上の障害物の視認性が高くなる。他の構成は参考例１と同様である。
【００３８】
（参考例３）
本例は、図６に示すように、線光源５および配光制御部材６を壁面２に埋設する構成を採用するとともに、線光源５および配光制御部材６を壁面２の下部にのみ配置したものである。配光制御部材６は線光源５からの光を斜め上方に向かって壁面２に照射されるように配光する。この構成によっても、壁面２を発光面とし、壁面２の輝度均斉度を高めることができる。本例の構成では線光源５および配光制御部材６が壁面２の下部に配置されるから、光源の交換や灯具の掃除が容易になる。他の構成は参考例１と同様である。
【００３９】
（参考例４）
本例は、図７に示すように、線光源５および配光制御部材６を壁面２に埋設する構成を採用するとともに、線光源５の長手方向が上下方向となるように線光源５および配光制御部材６を配置したものである。配光制御部材６は道路の延長方向にも光が分配されるようにして線光源５からの光を壁面２に照射するように配光する。要するに、道路の延長方向における壁面２の輝度むらが少なくなるように配光する。このようにして壁面２の輝度均斉度を高めることが可能である。他の構成は参考例１と同様である。
【００４０】
【発明の効果】
請求項１の発明は、道路の側方に形成した壁体について、壁体表面を照明する灯具を設け、道路の延長方向における前記壁体の表面全体での輝度均斉度の最小値を道路の設計速度が大きいほど大きくなるように規定しているので、壁面の輝度むらによる不快感の発生を抑制しながらも、必要以上に高い輝度均斉度を要求する必要がなく、費用効果比の高い施工が可能になる。また、光源を壁体の上方に配置すれば、光源から放射された光の一部は路面の照明に用いられることになるから、路上の障害物の視認性が高くなる。光源を壁体の下方に配置すれば、灯具のメンテナンスが容易になる。
【００４１】
請求項２の発明は、道路の側方に形成した壁体について、壁体表面を照明する灯具を設け、前記壁体の高さ寸法が１．５ｍ以上であるときに前記壁体を高さ方向において複数層に等分し、道路の延長方向における前記壁体の各層ごとの輝度均斉度の最小値を道路の設計速度が大きいほど大きくかつ下側の層ほど大きくなるように規定しているので、適材適所の輝度均斉度を得ることができ、壁面の輝度むらによる不快感の発生をより効果的に抑制し、しかも必要以上に高い輝度均斉度を要求する必要がなく、費用効果比の高い施工が可能になる。また、光源を壁体の上方に配置すれば、光源から放射された光の一部は路面の照明に用いられることになるから、路上の障害物の視認性が高くなる。光源を壁体の下方に配置すれば、灯具のメンテナンスが容易になる。
【００４２】
請求項５の発明は、道路の側方に形成した壁体について、壁体表面を照明する灯具を設け、路面からの高さ寸法が運転者の視線の高さに相当する規定高さにおいて、道路の延長方向における前記壁体の輝度均斉度の最小値を道路の設計速度が大きいほど大きくなるように規定しているので、壁面の輝度むらによる不快感の発生を抑制しながらも、必要以上に高い輝度均斉度を要求する必要がなく、費用効果比の高い施工が可能になる。また、光源を壁体の上方に配置すれば、光源から放射された光の一部は路面の照明に用いられることになるから、路上の障害物の視認性が高くなる。光源を壁体の下方に配置すれば、灯具のメンテナンスが容易になる。
【００４５】
請求項６の発明は、道路の延長方向において連続的に光源を配置しているので、視線の誘導効果が高くなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。
【図３】本発明の第３の実施の形態を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。
【図４】本発明の参考例１を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。
【図５】本発明の参考例２を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。
【図６】本発明の参考例３を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。
【図７】本発明の参考例４を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。
【図８】道路照明を模擬するコンピュータグラフィックスの例を示す図である。
【図９】実験結果を示す図である。
【図１０】実験結果を示す図である。
【図１１】道路照明を模擬するコンピュータグラフィックスの例を示す図である。
【図１２】実験結果を示す図である。
【符号の説明】
１路面
２壁面
３灯具
５線光源
６配光制御部材
Ｌａ下層
Ｌｂ中層
Ｌｃ上層

Claims

道路の側方に形成した壁体について、壁体表面を照明する灯具を壁体表面の上部と下部との少なくとも一方に設け、灯具は、道路の延長方向に沿って配置された線光源と、線光源からの光を壁体表面に照射し壁体表面の上下方向の輝度均斉度を高めるように上下方向において斜め向きに配光する反射板とを有し、前記壁体の表面全体での道路の延長方向における輝度均斉度の最小値を道路の設計速度が大きいほど大きくなるように光源の配置を規定していることを特徴とする道路照明方法。
道路の側方に形成した壁体について、壁体表面を照明する灯具を壁体表面の上部と下部との少なくとも一方に設け、灯具は、道路の延長方向に沿って配置された線光源と、線光源からの光を壁体表面に照射し壁体表面の上下方向の輝度均斉度を高めるように上下方向において斜め向きに配光する反射板とを有し、前記壁体の高さ寸法が１．５ｍ以上である場合は、前記壁体を高さ方向において複数に等分した層を規定し、前記壁体の各層ごとに前記壁体の表面全体での道路の延長方向における輝度均斉度の最小値を道路の設計速度が大きいほど大きくかつ下側の層ほど大きくなるように配光を規定していることを特徴とする道路照明方法。
前記壁体の高さ寸法が５ｍ以上１０ｍ以下のときに壁体を高さ方向において３層に等分した層を規定することを特徴とする請求項２記載の道路照明方法。
前記壁体の高さ寸法が１．５ｍ以上５ｍ以下のときに壁体を高さ方向において２層に等分した層を規定することを特徴とする請求項２記載の道路照明方法。
道路の側方に形成した壁体について、壁体表面を照明する灯具を壁体表面の上部と下部との少なくとも一方に設け、灯具は、道路の延長方向に沿って配置された線光源と、線光源からの光を壁体表面に照射し壁体表面の上下方向の輝度均斉度を高めるように上下方向において斜め向きに配光する反射板とを有し、路面からの高さ寸法が運転者の視線の高さに相当する規定高さにおいて、前記壁体の表面全体での道路の延長方向における前記壁体の輝度均斉度の最小値を道路の設計速度が大きいほど大きくなるように光源の配置を規定していることを特徴とする道路照明方法。
道路の延長方向において連続的に前記線光源を配置したことを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の道路照明方法。