JP4722817B2

JP4722817B2 - 照明装置と照度調整システム

Info

Publication number: JP4722817B2
Application number: JP2006310785A
Authority: JP
Inventors: 照昭荒平
Original assignee: West Nippon Expressway Engineering Kansai Co., Ltd
Current assignee: West Nippon Expressway Engineering Kansai Co., Ltd
Priority date: 2006-11-16
Filing date: 2006-11-16
Publication date: 2011-07-13
Anticipated expiration: 2026-11-16
Also published as: JP2008130259A

Description

本発明は、屋外の輝度条件に基づいて屋内の照明装置の照度調整を行う照明の技術に関する。

従来、屋内から屋外に通じる場所に配設される照明には、屋外輝度により照度調整を行う制御方法が用いられている。
例えば、一般道や高速道路のトンネルには、視覚の暗順応に対応した入口照明が設置されている。このような入口照明は外部の屋外輝度に基づいて制御を行い必要な照度を確保している。

図１０は従来の照明装置の照度を制御する場合のシステムである。本例はトンネルの山と谷のうち一方のみを表示している。
トンネル１０１内に設けられた照明装置１０２（Ａ１〜Ｄ１、Ａ２〜Ｄ２、Ａ３〜Ｄ３、Ａ４〜Ｄ４）は、制御室１０３内の基地局制御部により制御している。基地局制御部は、受光器１０４、調光回路１０５、制御回路１０６、電源制御回路１０７（Ａ〜Ｄ）などから構成されている。制御回路１０６からの信号は電源盤１０８を介して電源制御回路１０７（Ａ〜Ｄ）と接続される。

受光部１０３は屋外の輝度を観測し、観測信号を（輝度レベル）調光回路１０４により増幅などの調整をして、制御回路１０６により各照明装置１０２（Ａ１〜Ｄ１、Ａ２〜Ｄ２、Ａ３〜Ｄ３、Ａ４〜Ｄ４）の電源制御を行う。

観測信号の輝度レベルと、予め定めた４つの輝度レベルの閾値である晴天１、晴天２、曇天１、曇天２を比較し、現在の屋外の輝度レベルが晴天１、晴天２、曇天１、曇天２のどのレベルであるかを選択する。その４つの輝度レベルによって照明装置Ａ１〜Ａ４に対応する電源制御回路１０７ａのスイッチ、照明装置Ａ２〜Ｄ２に対応する電源制御回路１０７ｂのスイッチ、照明装置Ａ３〜Ｄ３に対応する電源制御回路１０７ｃのスイッチ、照明装置Ａ４〜Ｄ４に対応する電源制御回路１０７ｄのスイッチを切り替え、照明装置１０２へ供給する電源の電力線の入り／切りを行う。

ところが、図１０に示すシステムでは、制御室にそれぞれの照明装置１０２の電源切り替えを行うための電源制御回路１０７を複数配設する必要がある。このため、配管、配線、電源盤１０８（ラック）などの施工が多くなる。

そこで、特許文献１によれば親局は無線の送信器からトンネル内に配置される複数の子局に制御指令を出力する。子局は親局の無線により送信器からの制御指令を内蔵した送受信器で受信し、その制御指令に従った動作を行う。これにより、子局に制御指令を伝送するための制御線が不要となりコストの低減をすることができる長大トンネルのケーブルの敷設が必要なく子局を無線で監視制御できるトンネル照明設備が提案されている。

しかしながら、特許文献１のように照明装置内部に無線装置と電源部を備え無線装置間で制御を行うと、制御線などの施工は簡単になるが照明装置内部の照明灯部と電源部により内部温度が上昇して制御系（電磁接触器（ＭＣ））が誤動作を起こすという問題がある。
特開２００５−１１６５０６号公報

本発明は上記のような実情に鑑みてなされたものであり、照明装置内の温度上昇による制御回路への影響を抑制し、施工コストを削減する照明装置とその制御方法と、その照明装置を用いたシステムを提供することを目的とする。

本発明の態様のひとつである屋外輝度により屋内に設けた照明の照度を制御する照度装置であって、予め屋外輝度に対応する輝度を設定し、前記設定した輝度値に対応する照度になるように前記照明装置の照明灯部へ電力を供給するための電源線の経路を切り替えて前記照明灯部の電源の入り／切りを制御する切替制御部を収納する切替制御部収納部と、前記照明灯部を収納する照明灯部収納部と、前記照明装置の筐体を前記切替制御部収納部と照明灯部に分ける仕切り板と、を具備する構成である。

好ましくは、前記仕切り板は、前記筐体と接合されるとともに前記筐体の上蓋と密着するようにしてもよい。
好ましくは、前記切替制御部は、前記照明灯部の電源の入り／切りを制御するための電源切替信号を信号線を介して受信し、前記電源切替信号に基づいて前記照明灯部の電源の入り／切りを行ってもよい。

好ましくは、前記切替制御部は、前記照明灯部の電源の入り／切りを制御するための電源切替信号を電力線を介して受信し、前記電源切替信号に基づいて前記照明灯部の電源の入り／切りを行ってもよい。

好ましくは、前記切替制御部は、前記照明灯部の電源の入り／切りを制御するため無線により送信された電源切替信号を受信し、前記電源切替信号に基づいて前記照明灯部の電源の入り／切りを行ってもよい。

本発明の他の態様である屋外輝度に基づいて屋内に設けた照明装置の照度を制御する照度調整システムであって、予め屋外輝度に対応する輝度を設定し、前記設定した輝度値に対応する照度になるように前記照明装置の照明灯部へ電力を供給するための電源線の経路を切り替えて前記照明灯部の電源の入り／切りを制御する電源切替信号を前記照明装置に送信する基地局制御部と、前記照明灯部を収納する照明灯部収納部と、前記制御回路から送信された電源切替信号に基づいて前記照明灯部の電源の入り／切りを制御する切替制御部を収納する切替制御部収納部と、前記切替制御部収納部と照明灯部に分ける仕切り板から構成される前記照明装置と、を具備する構成である。

好ましくは、前記仕切り板は、前記筐体と接合されるとともに前記筐体の上蓋と密着してもよい。
好ましくは、前記切替制御部は、前記照明灯部の電源の入り／切りを制御するための電源切替信号を信号線を介して受信し、前記電源切替信号に基づいて前記照明灯部の電源の入り／切りを行ってもよい。

好ましくは、前記基地局制御部は、前記照明灯部の電源の入り／切りを制御するための電源切替信号を信号線を介して送信し、前記電源切替信号に基づいて前記照明灯部の電源の入り／切りを行ってもよい。

好ましくは、前記基地局制御部は、前記照明灯部の電源の入り／切りを制御するための電源切替信号を電力線を介して送信し、前記電源切替信号に基づいて前記照明灯部の電源の入り／切りを行ってもよい。

好ましくは、前記基地局制御部は、前記照明灯部の電源の入り／切りを制御するため無線により送信された電源切替信号を送信し、前記電源切替信号に基づいて前記照明灯部の電源の入り／切りを行ってもよい。

上記構成により、筐体内の温度が上昇しても照明装置の制御に影響しない制御ができる。また、照明に必要な配線、配管などの材料費や施工費を削減できる。

本発明によれば、照度調整システムに必要な材料費や施工費を削減できるとともに、照明灯部の球切れ時の電力消費量を削減できる。

以下図面に基づいて、本発明の実施形態について詳細を説明する。
（実施例１）
図１のトンネル１内に設けられた照明装置２（Ａ１〜Ｄ１、Ａ２〜Ｄ２、Ａ３〜Ｄ３、Ａ４〜Ｄ４）は、制御室３内の基地局制御部により制御している。照明装置２はトンネル１の天井面取付形、側壁取付形などに用いることができる。

基地局制御部は、受光器４、調光回路５、制御回路６、電源制御回路７、照明制御回路９などから構成されている。
制御回路６からの信号は電源盤８を介して電源制御回路７と接続される。

受光部３は屋外の輝度を観測し、観測信号を（輝度レベル）調光回路４により増幅などの調整をして、制御回路６により各照明装置２（Ａ１〜Ｄ１、Ａ２〜Ｄ２、Ａ３〜Ｄ３、Ａ４〜Ｄ４）の電源制御を行う。

屋外の輝度レベルに基づいて制御回路６で生成した制御信号（輝度レベル）を照明制御回路９に出力する。その後、照明制御回路９から電源切替信号を信号線を介して送信し各照明装置２の電源の入り／切りを行う。

電源制御回路７は電源盤８などに設けられ、全ての照明装置２へ供給する電源の入り／切りを行う。
図２は本発明である照明装置１の回路構成を示すブロック図である。

照明装置１は、筐体２１、照明灯部２２、切替制御部から構成されている。切替制御部は安全器２３、電磁接触器２４、電磁接触器操作部２５を備えている。
筐体２１は、金属を使用して製作し、例えばステンレス鋼板（アクリル塗装）などを用いてもよい。

照明灯部２２は、電力線から供給される電力を安定器２３を介して供給する。例えば、ナトリウム灯、水銀灯、蛍光灯などを用いてもよい。
電磁接触器２４は、安定器２３に入力される電力線に接続される。そして、制御室から信号線を介して送信される電源切替信号を電磁接触器操作部２５で受信し、電源切替信号に基づいて電磁接触器操作部２５から電磁接触器４に電源の入り切りする切替信号を送信する。電源切替信号のフォーマットは特に限定しないが、各照明装置２を識別するためのコードと、電源の入り／切りを示すコードを有する。

電磁接触器２４では切替信号に基づいて、電磁接触器２４の入出力に接続された電力線の切り替えをする。
また、図２に示すように変流器２７（ＣＴ）を安定器２３の２次側に設けることにより、照明灯部の球切れを検出し、電磁接触器２４を開放して安定器２３の無負荷時電流を削減する。

また、照明装置は図２、３に示したように、照明灯部２２が収納される図３の照明灯部収納部３２と切替制御部を収納する切替制御部収納部３３を備えている。この２つの収納部は筐体２１に設けられた仕切り板２６（図１、２）により分割されている。仕切り板２６は遮熱をするために設けられている。

通常、屋外照明の仕切り板２６は照明灯部２２からの発熱を遮熱するために設けられているが、切替制御部の電磁接触器２４、電磁接触器操作部２５が搭載されていないため遮熱効果が低い。

しかし、本発明では電磁接触器２４や電磁接触器操作部２５のような制御回路を設ける場合には、通常の仕切り板のように筐体１の底部に直立に立てるだけでなく、筐体２１の側面（金属面）、底部（金属面）、上蓋３１（強化ガラスなど）と仕切り板２６の端面（全周）を熱伝導のよい接着材料を用いて密着させて外部に熱を放熱させる。また、仕切り板２６を断熱材料を用いて製作している。

このような構造にすることで制御回路が熱による影響により誤動作なく動作させることができる。
図４Ａは従来の屋外環境に基づいて照明の照度を調整して測定し結果である。図４Ｂは本発明のシステムにより屋外環境に基づいて照明の照度を調整して測定し結果である。縦軸に（ｃｄ／ｍ²）、横軸をトンネルの入口からの距離（ｍ）とした図である。受光器４で観測した観測信号の輝度レベルと、予め定めた４つの輝度レベルの閾値である晴天１、晴天２、曇天１、曇天２を比較し、現在の屋外の輝度レベルが晴天１、晴天２、曇天１、曇天２のどのレベルであるかを選択する。その結果に基づいて照明装置の電源の入り切りを行い必要な照度となるように照明装置を制御する。

図４Ａの楕円で囲まれた輝度値が変化する部分（階段状）は、図４Ｂの楕円で囲まれた輝度値に比べて必要以上に照明装置がトンネル内を明るく照らしている。つまり、図４Ｂに示すように理想曲線に近い照度調整をすることができなかった。そのため照明装置の消費電力が多くかかつっていた。ここで、理想曲線は視覚の暗順応に基づいて決めた理想的な路面輝度を示している。

上記構成により各照明装置の制御を電源切替信号により行うことができるため照度調整が細かく制御できる。
電源ケーブルを削減することができるため施工費が削減できる。信号線用のケーブルの施工や部材費は電源ケーブルに比べ削減できる。
（実施例２）
実施例２は電力線通信（ＰＬＣ）により照明装置５２の制御を行う場合のシステムを示している。

図５のトンネル５１内に設けられた照明装置５２（Ａ１〜Ｄ１、Ａ２〜Ｄ２、Ａ３〜Ｄ３、Ａ４〜Ｄ４）は、制御室５３内の基地局制御部により制御している。照明装置５２はトンネル５１の天井面取付形、側壁取付形などに用いることができる。また、基地局制御部は、受光器５４、調光回路５５、制御回路５６、電源制御回路５７、照明制御回路５９、信号重畳制御回路５１０などから構成されている。制御回路５６からの信号は電源盤５８を介して電源制御回路５７と接続される。

受光部５３は屋外の輝度を観測し、観測信号を（輝度レベル）調光回路５４により増幅などの調整をして、制御回路５６により各照明装置５２（Ａ１〜Ｄ１、Ａ２〜Ｄ２、Ａ３〜Ｄ３、Ａ４〜Ｄ４）の電源制御を行う。

屋外の輝度レベルに基づいて制御回路５６で生成した制御信号を照明制御回路５９に出力する。その後、照明制御回路５９から電源切替信号を送信して信号重畳制御回路５１０に入力する。信号重畳制御回路５１０では電源切替信号を電力線に重畳して各照明装置５２へ送信する。そして、各照明装置５２に設けられた制御回路により電源の入り／切りを制御する。信号重畳制御回路５１０は電力線通信（ＰＬＣ）を行う制御回路である。

送信する電源切替信号のフォーマットは特に限定しないが、各照明装置５２を識別するためのコードと、電源の入り／切りを示すコードを有する。
電源制御回路５７は電源盤５８などに設けられ、全ての照明装置５２へ供給する電源の入り／切りを行う。

図６は本発明である照明装置５１の回路構成を示すブロック図である。
照明装置５１は、筐体６１、照明灯部６２、切替制御部から構成されている。切替制御部は安全器６３、電磁接触器６４、電磁接触器操作部６５、変圧トランス６８を備えている。

筐体６１は、金属を使用して製作し、例えばステンレス鋼板（アクリル塗装）などを用いてもよい。
照明灯部６２は、電力線から供給される電力を安定器６３を介して供給する。

電磁接触器６４は、安定器６３に入力される電力線に接続される。そして、電力線に重畳して送信された電源切替信号を変圧トランス６８を介して電磁接触器操作部６５で受信し、復調する。その後、復調した電源切替信号に基づいて電磁接触器操作部６５から電磁接触器６４に電源の入り切りする切替信号を送信をする。電磁接触器６４では切替信号に基づいて、電磁接触器６４の入出力に接続された電力線の経路を切り替えをする。

なお、電磁接触器操作部６５は受信したことを通知するため返信する機能を備えてもよい。
また、図６に示すように変流器６７（ＣＴ）を安定器６３の２次側に設けることにより、照明灯部の球切れを検出し、電磁接触器６４を開放して安定器６３の無負荷時電流を削減する。

また、照明装置は図３に示したように、照明灯部３２が収納される図３の照明灯部収納部３２と切替制御部収納部３３を備えている。そして、この２つの収納部は筐体６１に設けられた仕切り板６６により分割されている。仕切り板６６は遮熱をするために設けられている（図３の仕切り板６と同様に使用する）。

上記構成により実施例１の制御線が削減できるため施工費をさらに削減することができる。
（実施例３）
実施例３は無線通信により照明装置７２の制御を行う場合のシステムを示している。

図７のトンネル７１内に設けられた照明装置７２（Ａ１〜Ｄ１、Ａ２〜Ｄ２、Ａ３〜Ｄ３、Ａ４〜Ｄ４）は、制御室７３内の基地局制御部により制御している。照明装置７２はトンネル７１の天井面取付形、側壁取付形などに用いることができる。また、基地局切替制御部は、受光器７４、調光回路７５、制御回路７６、電源制御回路７７、照明制御回路７９、無線制御回路７１０などから構成されている。制御回路７６からの信号は電源盤７８を介して電源制御回路７７と接続される。

受光部７３は屋外の輝度を観測し、観測信号を（輝度レベル）調光回路７４により増幅などの調整をして、制御回路７６により各照明装置７２（Ａ１〜Ｄ１、Ａ２〜Ｄ２、Ａ３〜Ｄ３、Ａ４〜Ｄ４）の電源制御を行う。

屋外の輝度レベルに基づいて制御回路７６で生成した制御信号を照明制御回路７９に出力する。その後、無線制御回路７１０からアンテナ７１１を介して電源切替信号を送信して各照明装置７２の電源の入り／切りを行う。送信する電源切替信号のフォーマットは特に限定しないが、各照明装置７２を識別するためのコードと、電源の入り／切りを示すコードを有する。

電源制御回路７７は電源盤７８などに設けられ、全ての照明装置７２へ供給する電源の電力線の入り／切りを行う。
図８は本発明である照明装置７２の回路構成を示すブロック図である。

照明装置７１は、筐体８１、照明灯部８２、切替制御部から構成される。切替制御部は安全器８３、電磁接触器８４、電磁接触器操作部８５、無線部８８、アンテナ８９を備えている。筐体８１は、金属を使用して製作し、例えばステンレス鋼板（アクリル塗装）などを用いてもよい。

照明灯部８２は、電力線から供給される電力を安定器８３を介して供給する。
電磁接触器８４は安定器８３に入力される電力線に接続される。そして、制御室から送信される無線信号（電源切替信号）をアンテナ８９により受信し、無線部８８により復調する。復調された電源切替信号を電磁接触器操作部８５に送信し、電磁接触器操作部８５では電源切替信号に基づいて電磁接触器操作部８５から電磁接触器８４に電源の入り切りをする切替信号を送信をする。電磁接触器８４では切替信号に基づいて、電磁接触器８４の入出力に接続された電力線の経路を切り替えをする。

例えば、無線通信はブロードバンドを利用してもよい。また、電源切替信号を順次照明装置７２が受信するとともに、次の指定された照明装置７２に電源切替信号を送ってもよい。

また、図８に示すように変流器８７（ＣＴ）を安定器８３の２次側に設けることにより、照明灯部の球切れを検出し、電磁接触器８４を開放して安定器８３の無負荷時電流を削減する。

また、照明装置は図３に示したように、照明灯部３２が収納される図３の照明灯部収納部３２と切替制御部収納部３３を備えている。そして、この２つの収納部は筐体８１に設けられた仕切り板８６により分割されている。仕切り板８６は遮熱をするために設けられている（図３の仕切り板６と同様に使用する）。

（実施例４）
図９に上記実施例で使用することが可能な筐体の構造を示す。
図９に示す筐体は図３に示した筐体の切替制御部収納部３３の側壁面に断熱材９１を設けて遮熱をする。

また、筐体に放熱フィンを設けて熱を筐体外部に放熱する構造としてもよい。
また、本発明は、上記実施の形態に限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変更が可能である。

実施例１に示す制御信号線を利用して照明装置を制御する照度調整システムである。実施例１の照明装置のブロック図である。照明装置の筐体の構造を示す図である。屋外輝度とトンネルで入口からの距離との関係を示す図である。実施例２に示す電力線通信を利用して照明装置を制御する照度調整システムである。実施例２の照明装置のブロック図である。実施例３に示す無線通信を利用して照明装置を制御する照度調整システムである。実施例３の照明装置のブロック図である。実施例４の照明装置の筐体の構造を示す図である。従来の照明装置の照度を制御する場合のシステムである。

符号の説明

１トンネル、２照明装置（Ａ１〜Ｄ１、Ａ２〜Ｄ２、Ａ３〜Ｄ３、Ａ４〜Ｄ４）、
３制御室、４受光器、５調光回路、６制御回路、７電源制御回路、
８電源盤、９照明制御回路、
２１筐体、２２照明灯部、２３安全器、
２４電磁接触器、２５電磁接触器操作部、２６仕切り板、２７変流器
３１上蓋、３２照明灯部収納部、３３切替制御部収納部、
５１トンネル、
５２照明装置（Ａ１〜Ｄ１、Ａ２〜Ｄ２、Ａ３〜Ｄ３、Ａ４〜Ｄ４）、５３制御室、
５４受光器、５５調光回路、５６制御回路、５７電源制御回路、５８電源盤、
５９照明制御回路、５１０信号重畳制御回路
６１筐体、６２照明灯部、６３安全器、６４電磁接触器、
６５電磁接触器操作部、６６仕切り板、６７変流器、６８変圧トランス、
７１トンネル、
７２照明装置（Ａ１〜Ｄ１、Ａ２〜Ｄ２、Ａ３〜Ｄ３、Ａ４〜Ｄ４）、７３制御室、
７４受光器、７５調光回路、７６制御回路、７７電源制御回路、７８電源盤、
７９照明制御回路、７１０無線制御回路、７１１アンテナ、
８１筐体、８２照明灯部、８３安全器、８４電磁接触器、
８５電磁接触器操作部、８６仕切り板、８７変流器、８８無線部、
８９アンテナ、９１断熱材

Claims

屋外輝度により屋内に設けた照明の照度を制御する照度装置であって、
予め屋外輝度に対応する輝度を設定し、前記設定した輝度値に対応する照度になるように前記照明装置の照明灯部へ電力を供給するための電源線の経路を切り替えて前記照明灯部の電源の入り／切りを制御する切替制御部を収納する切替制御部収納部と、
前記照明灯部を収納する照明灯部収納部と、
前記照明装置の筐体を前記切替制御部収納部と照明灯部収納部に分ける仕切り板と、を具備し、
前記仕切り板は、前記筐体と接合されるとともに前記筐体の上蓋と密着させることを特徴とする照明装置。
前記切替制御部は、前記照明灯部の電源の入り／切りを制御するための電源切替信号を信号線を介して受信し、前記電源切替信号に基づいて前記照明灯部の電源の入り／切りを行うことを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
前記切替制御部は、前記照明灯部の電源の入り／切りを制御するための電源切替信号を電力線を介して受信し、前記電源切替信号に基づいて前記照明灯部の電源の入り／切りを行うことを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
前記切替制御部は、前記照明灯部の電源の入り／切りを制御するため無線により送信された電源切替信号を受信し、前記電源切替信号に基づいて前記照明灯部の電源の入り／切りを行うことを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
屋外輝度に基づいて屋内に設けた照明装置の照度を制御する照度調整システムであって、
予め屋外輝度に対応する輝度を設定し、前記設定した輝度値に対応する照度になるように前記照明装置の照明灯部へ電力を供給するための電源線の経路を切り替えて前記照明灯部の電源の入り／切りを制御する電源切替信号を前記照明装置に送信する基地局制御部と、
前記照明灯部を収納する照明灯部収納部と、前記制御回路から送信された電源切替信号に基づいて前記照明灯部の電源の入り／切りを制御する切替制御部を収納する切替制御部収納部と、前記切替制御部収納部と照明灯部収納部に分ける仕切り板から構成される前記照明装置と、を具備し、
前記仕切り板は、前記筐体と接合されるとともに前記筐体の上蓋と密着させることを特徴とする照度調整システム。
前記切替制御部は、前記照明灯部の電源の入り／切りを制御するための電源切替信号を信号線を介して受信し、前記電源切替信号に基づいて前記照明灯部の電源の入り／切りを行うことを特徴とする請求項５に記載の照明装置。
前記切替制御部は、前記照明灯部の電源の入り／切りを制御するための電源切替信号を電力線を介して受信し、前記電源切替信号に基づいて前記照明灯部の電源の入り／切りを行うことを特徴とする請求項５に記載の照明装置。
前記切替制御部は、前記照明灯部の電源の入り／切りを制御するため無線により送信された電源切替信号を受信し、前記電源切替信号に基づいて前記照明灯部の電源の入り／切りを行うことを特徴とする請求項５に記載の照明装置。
前記基地局制御部は、前記照明灯部の電源の入り／切りを制御するための電源切替信号を信号線を介して送信し、前記電源切替信号に基づいて前記照明灯部の電源の入り／切りを行うことを特徴とする請求項５に記載の照明装置。
前記基地局制御部は、前記照明灯部の電源の入り／切りを制御するための電源切替信号を電力線を介して送信し、前記電源切替信号に基づいて前記照明灯部の電源の入り／切りを行うことを特徴とする請求項５に記載の照明装置。
前記基地局制御部は、前記照明灯部の電源の入り／切りを制御するため無線により送信された電源切替信号を送信し、前記電源切替信号に基づいて前記照明灯部の電源の入り／切りを行うことを特徴とする請求項５に記載の照明装置。