JP5588179B2 - 照明システム - Google Patents

Description

本発明は、屋外の輝度条件に基づいて屋内の照明器具の照度調整を行う照明システムに関する。

従来、屋外から屋内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部照明が設置されている。このような入口部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。

従来のトンネルにおける照明システムを図２１に示す。図２１に示された、照明システム１０１は、受電設備１０２と、自動調光装置受光部１０３と、自動調光装置１０４と、が屋外に設けられ、トンネル内には、複数の照明器具１０５（Ａ１〜Ａ３、Ｂ１〜Ｂ３、Ｃ１〜Ｃ３、Ｄ１〜Ｄ３、Ｅ１〜Ｅ３）と、電力線１０６、１０７、１０８、１０９、１１０と、が設けられている。

受電設備１０２は、電力線１０６、１０７、１０８、１０９、１１０を介して複数の照明器具１０５に電源を供給している。自動調光装置受光部１０３は、トンネルの入口付近に設けられ屋外の輝度を観測し、観測信号を自動調光装置１０４に出力している。自動調光装置１０４は、複数のスイッチ１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃ、１０４ｄ、１０４ｅを備え、自動調光装置受光部１０３からの観測信号に基づいて各スイッチのＯＮ／ＯＦＦを制御して電力線１０６、１０７、１０８、１０９、１１０への電力を供給するか否かの切り替えを行っている。

照明器具１０５は、トンネル内に設けられ、入口部の晴天用照明としてＡ１〜Ａ３、入口部の曇天用照明としてＢ１〜Ｂ３、基本の昼間用照明としてＣ１〜Ｃ３、基本の夜間用照明としてＤ１〜Ｄ３、基本の深夜用照明としてＥ１〜Ｅ３にグループ分けされ、そして、Ａ１〜Ａ３は電力線１０６で、Ｂ１〜Ｂ３は電力線１０７で、Ｃ１〜Ｃ３は電力線１０８で、Ｄ１〜Ｄ３は電力線１０９で、Ｅ１〜Ｅ３は電力線１１０で、それぞれ接続されている。

上述した構成の照明システム１０１は、自動調光装置受光部１０３が観測した観測情報に基づいて、グループごとに点灯する照明器具１０５の台数を増減させて照度を調整している。例えば、自動調光装置１０４が観測情報から屋外が晴天であると判断した場合は、スイッチ１０４ａ及びスイッチ１０４ｂを閉制御して、Ａ１〜Ａ３、Ｂ１〜Ｂ３を点灯させる。また、自動調光装置１０４が観測情報から屋外が曇天であると判断した場合は、スイッチ１０４ａを開制御スイッチ１０４ｂを閉制御して、Ａ１〜Ａ３を消灯させ、Ｂ１〜Ｂ３を点灯させる。なお、基本照明であるＣ１〜Ｃ３、Ｄ１〜Ｄ３、Ｅ１〜Ｅ３は、時間によって制御される照明であり自動調光装置受光部１０３が観測した観測情報による制御を受けない。

図２１の照明システム１０１では、各グループごとに電力線を設けなければならず、配管や配線などの施工が多くなってしまうという問題があった。

また、グループごとに照明器具の切り替えを行うと、路面輝度の均斉度が低下したり、照明器具の切り替えのタイミングで明るさが急変するといった問題がある。このような問題の影響により運転者がちらつきを感じるなど視環境に悪影響を及ぼす可能性があった。

このような問題に対して、例えば、特許文献１に記載の照度調整システムが提案されている。特許文献１に記載の照度調整システムは、制御室と複数の照明器具とをネットワークで接続し、制御室からの制御信号によって、個々の照明器具のＯＮ／ＯＦＦを行っている。

特開２００８−１３０２５９号公報

しかしながら、特許文献１に記載された照度調整システムでは、各照明器具は、ＯＮ／ＯＦＦの切り替え制御しか行われないため、グループ分けよりはよいものの、段階照明であることから、路面輝度の均斉度低下や、照明器具の切り替えのタイミングでの明るさ急変といった問題は解消しきれない。

また、トンネルの入口部照明には図２２に示すような入口部照明曲線Ｌが定められている。図２２は、縦軸に路面輝度、横軸にトンネル入口からの距離を指し、トンネルの入口からの距離が遠くなるに従って徐々に路面輝度を低下させることを表している。入口部照明は、入口部照明曲線Ｌに沿った路面輝度となるように制御されなければならないが、上述した図２１の照明システム１０１や特許文献１に記載された照度調整システムでは、段階調光であるために、図２３に示すような電気エネルギーが無駄に消費される部分が多くなってしまう。図２３のｌは、図２１の照明システムや特許文献１に記載された照度調整システムにおける路面輝度の変化であり、入口部照明曲線Ｌと図２１の照明システムや特許文献１に記載された照度調整システムにおける路面輝度の変化ｌとの差分（図２３の塗りつぶした部分）が無駄な電気エネルギーとなっている部分である。

また、照明器具は、故障したことを通知する手段が無いため、従来ではトンネル内に定期的に車両を走行させて照明器具の状態を点検していた。さらに、図２１の照明システムでは、曇天時に点灯する照明器具１０５（Ｂ１〜Ｂ３）は晴天時も点灯するため晴天時に点灯する照明器具１０５（Ａ１〜Ｂ３）よりも点灯時間が長くなるが、従来は点灯時間を把握することができなかったために一斉に交換を行っていた。そのため、照明器具内のランプの寿命が正確に反映されておらず、ライフサイクルコストが増大していた。

本発明はかかる問題を解決することを目的としている。

すなわち、本発明は、路面輝度の均斉度を保つとともに、無駄な電気エネルギーの使用を少なくし、さらに、ライフサイクルコストの増大を抑えることができる照明システムを提供することを目的としている。

上記課題を解決するためになされた請求項１に記載された発明は、照明部と、前記照明部の輝度を測定する測定部と、前記測定部の測定結果に基づいて前記照明部の輝度を予め定めた目標値に調整する調整部と、を備え、屋内に所定の間隔を空けて設置された複数の照明器具と、屋外輝度を測定する屋外輝度測定装置と、前記複数の照明器具と通信経路で接続されるとともに、前記屋外輝度測定装置が測定した屋外輝度に基づいて前記複数の照明器具の輝度を調整する輝度制御装置と、を備えた照明システムにおいて、前記輝度制御装置が、前記複数の照明器具それぞれに対応した輝度調整情報および前記複数の照明器具に対して累積点灯時間および現在光束値を取得するための問い合わせ情報を前記通信経路を介して送信して、前記複数の照明器具から受信した前記現在光束値から当該照明器具が目標光束値よりも十分に小さいか否かを判断し、前記目標光束値よりも十分に小さい場合は、前記目標光束値よりも十分に小さいことを外部に出力し、前記目標光束値よりも十分に小さくない場合は、前記複数の照明器具から送信されてきた前記累積点灯時間から当該照明器具が寿命に達したか否かを判断し、寿命に達した場合は、寿命に達したことを外部に出力し、前記照明器具の前記調整部が、前記通信経路から受信した前記輝度調整情報を前記目標値として前記照明部の輝度を調整するとともに、前記照明部の点灯時間を計測し、前記問い合わせ情報に応じて前記累積点灯時間および前記現在光束値を前記輝度制御装置へ送信する、ことを特徴とする照明システムである。

請求項２に記載された発明は、請求項１に記載された発明において、前記輝度制御装置が、前記屋外輝度測定装置が測定した屋外輝度に基づいて屋外から屋内への入口部照明曲線を算出し、その入口部照明曲線に基づいて各照明器具の目標光束値を算出して、算出した前記目標光束値を前記輝度調整情報として送信することを特徴とするものである。

請求項３に記載された発明は、請求項１または２に記載された発明において、前記調整部が、受信した前記輝度調整情報から前記照明部の輝度を調整するためのパルス幅変調信号を生成して前記照明部の輝度を調整することを特徴とするものである。

請求項４に記載された発明は、請求項１乃至３のうちいずれか一項に記載された発明において、前記調整部が、受信した前記輝度調整情報が０ルーメンを示す情報であった場合は、前記照明部を消灯させることを特徴とするものである。

請求項５に記載された発明は、請求項１乃至７のうちいずれか一項に記載された発明において、前記照明器具は、前記照明部が発光ダイオードで構成されているとともに、配光方向を制御する配光制御部を備えており、さらに、前記複数の照明器具の照明範囲にある落下物を検知する落下物検知装置を備え、前記輝度制御装置が、前記落下物検知装置が落下物を検知した場合は、該落下物が認識しやすくするように前記照明器具の配光を変更させる情報を前記照明器具に送信し、前記配光制御部が、前記照明器具の配光を変更させる情報に基づいて配光を変更することを特徴とするものである。

請求項６に記載された発明は、請求項８に記載された発明において、前記落下物検知装置が、前記複数の照明器具の照明範囲にある路面を撮影するカメラで構成されていることを特徴とするものである。

請求項１に記載の発明によれば、照明部の輝度を測定部で測定し、その測定輝度に基づいて調整部で目標輝度に調整する照明器具と輝度制御装置とを通信経路で接続して、輝度制御装置が送信した輝度制御信号を目標輝度として照明器具で輝度の調整を行っているので、連続調光可能な照明器具による細かな明るさの調整が行えるとともに、ネットワークから得られる屋外の輝度に基づいた目標値に合うように自身で輝度を調整するため、点灯および消灯の切り替えと比較して路面輝度の均斉度を保たれるとともに、無駄な電気エネルギーの使用を少なくすることができる。また、入口部照明の電力線を１つにまとめることができるので、電力線の取り回しの自由度が向上する。また、輝度制御装置が、複数の照明器具に対して累積点灯時間および現在光束値を取得する問い合わせ情報を出力するので、照明器具が蓄積記憶している累積点灯時間および現在光束値を示す情報を、輝度調整装置の必要とするタイミングで収集することができる。また、輝度制御装置が、複数の照明器具から送信されてきた累積点灯時間から、寿命か否かを判断し、寿命である場合は、寿命であることを外部に出力するので、各照明器具の寿命を判断して、例えば、表示装置や遠隔地にいる管理者などに通知するため、正確な寿命まで使用することができ、ライフサイクルコストの増大を抑えることができる。また、調整部が、照明部の点灯時間を計測し、問い合わせ情報に応じて累積点灯時間および現在光束値を前記輝度制御装置へ送信するので、例えば、累積点灯時間などの寿命判断の目安となる情報を輝度制御装置に送信することができる。

請求項２に記載の発明によれば、輝度制御装置が、屋外輝度測定装置が測定した屋外輝度から屋外から屋内への入口部照明曲線を算出し、その入口部照明曲線に基づいて各照明器具の目標光束値を輝度調整情報として送信するので、例えば屋外の天候に応じて目標光束値を変更することができる。

請求項３に記載の発明によれば、調整部が、受信した輝度調整情報から照明部の輝度を調整するためのパルス幅変調信号を生成して照明部に出力しているので、輝度調整情報をパルスのデューティ比に変換して出力することで、従来パルス幅変調で輝度調整を行っている照明に対して容易に適用することができる。

請求項４に記載の発明によれば、調整部が、受信した輝度調整情報が０ルーメンを示す情報であった場合は、照明部を消灯させているので、０ルーメン、即ち点灯する必要が無い照明器具は消灯して、無駄な電気エネルギーを削減することができる。

請求項５に記載の発明によれば、照明器具は、照明部が発光ダイオードで構成されているとともに、配光方向を制御する配光制御部を備えており、さらに、複数の照明器具の照明範囲にある落下物を検知する落下物検知装置を備え、輝度制御装置が、落下物検知装置が落下物を検知した場合は、該落下物が認識しやすくするように照明器具の配光を変更させる情報を照明器具に送信し、配光制御部が、照明器具の配光を変更させる情報に基づいて配光を変更させているので、路上の落下物を検知して、コントラストを高くして、その落下物を運転者が視認し易くなるように配光制御を行うことができる。

請求項６に記載の発明によれば、落下物検知装置が、複数の照明器具の照明範囲にある路面を撮影するカメラで構成されているので、カメラが撮影した映像から落下物を認識して検知することができる。また、カメラを落下物検知以外の交通量計測などにも用いることができる。

本発明の第１の実施形態にかかる照明システムの構成図である。 図１に示された照明器具の内部構成図である。 電源投入時の入口部照明曲線と初期の路面輝度とを示した説明図である。 照度補正後の入口部照明曲線と補正後の路面輝度とを示した説明図である。 光束調整後の入口部照明曲線と調整後の路面輝度とを示した説明図である。 曇天時の入口部照明曲線と路面輝度とを示した説明図である。 夜間時の入口部照明曲線と路面輝度とを示した説明図である。 図１に示された自動調光装置の動作を示したフローチャートである。 図１に示された照明器具内の通信対応制御装置の基本動作を示したフローチャートである。 図２に示された通信対応制御装置の割り込み動作を示したフローチャートである。 本発明の第２の実施形態にかかる照明システムのトンネル内の構成図である。 図１１に示されたＬＥＤランプを用いたランプ部分の概略構成図である。 対称照明時のトンネル内の照明イメージを示した説明図である。 カウンタービーム照明時の照明器具の配光を示す説明図である。 カウンタービーム照明時のトンネル内の照明イメージを示した説明図である。 プロビーム照明時の照明器具の配光を示す説明図である。 プロビーム照明時のトンネル内の照明イメージを示した説明図である。 図１１に示された照明システムの動作を示したフローチャートである。 落下物を検知しても配光制御しない場合の説明図である。 落下物を検知して配光制御した場合の説明図である。 従来の照明システムの構成図である。 入口部照明曲線を示した図である。 図２１に示した照明システムにおいて入口部照明曲線と実際の路面輝度とを示した図である。

［第１実施形態］
以下、本発明の第１の実施形態を、図１ないし図１０を参照して説明する。図１は、本発明の第１の実施形態にかかる照明システムの構成図である。図２は、図１に示された照明器具の内部構成図である。図３は、電源投入時の入口部照明曲線と初期の路面輝度とを示した説明図である。図４は、照度補正後の入口部照明曲線と補正後の路面輝度とを示した説明図である。図５は、光束調整後の入口部照明曲線と調整後の路面輝度とを示した説明図である。図６は、曇天時の入口部照明曲線と路面輝度とを示した説明図である。図７は、夜間時の入口部照明曲線と路面輝度とを示した説明図である。図８は、図１に示された自動調光装置の動作を示したフローチャートである。図９は、図１に示された照明器具内の通信対応制御装置の基本動作を示したフローチャートである。図１０は、図２に示された通信対応制御装置の割り込み動作を示したフローチャートである。

図１に本発明の第１の実施形態にかかる照明システム１を示す。図１に示した照明システム１は、受電設備２と、自動調光装置受光部３と、自動調光装置４と、が屋外に設けられ、トンネル内には、複数の照明器具５（Ａ１〜Ａ６、Ｃ１〜Ｃ３、Ｄ１〜Ｄ３、Ｅ１〜Ｅ３）と、電力線６、８、９、１０と、が設けられている。

受電設備２は、電力線６、８、９、１０を介して複数の照明器具５に電源を供給している。

屋外輝度測定装置としての自動調光装置受光部３は、トンネルの入口付近に設けられ屋外の輝度を観測し、観測信号を自動調光装置４に出力している。

輝度制御装置としての自動調光装置４は、自動調光装置受光部３からの観測信号に基づいて入口部照明曲線を算出し、各照明器具５に入口部照明曲線の輝度値に合うように輝度調整情報としての目標光束値を制御情報として出力する。なお、自動調光装置４は、図示しないが各照明器具５と無線通信するための通信手段（無線通信回路やアンテナ等）や、各照明器具５から送信されてきた情報等を格納する不揮発性メモリを備え、本実施形態においては前記した目標光束値を無線通信によって各照明器具５へ送信し、各照明器具５から送信されてきた累積点灯時間などを受信している。また、自動調光装置４と照明器具５との通信経路は無線に限らず、電力線通信などを用いてもよく、本発明を実施するための通信経路は特に限定されない。

照明器具５は、屋内としてのトンネル内に所定の間隔を空けて設けられ、入口部照明としてＡ１〜Ａ６、基本の昼間用照明としてＣ１〜Ｃ３、基本の夜間用照明としてＤ１〜Ｄ３、基本の深夜用照明としてＥ１〜Ｅ３にグループ分けされ、そして、Ａ１〜Ａ６は電力線６で、Ｃ１〜Ｃ３は電力線８で、Ｄ１〜Ｄ３は電力線９で、Ｅ１〜Ｅ３は電力線１０で、それぞれ受電設備２と接続されている。つまり、基本照明は従来と同様である。

照明器具５は、図２に示すように、ランプ１１と、調光形電子安定器１２と、通信対応制御装置１３と、光センサ１４と、を備えている。

照明部としてのランプ１１は、調光形電子安定器１２から出力される高周波によって点灯され、高周波の周波数によって輝度（照度）が調整可能となっている。ランプ１１は、高圧ナトリウムランプ、低圧ナトリウムランプ、水銀ランプ、メタルハライドランプ、蛍光ランプ、ＬＥＤ（発光ダイオード）ランプなどを用いることができる。

調整部としての調光形電子安定器１２は、通信対応制御装置１３から出力されるパルス変調（ＰＷＭ）信号のデューティ比に応じた周波数の高周波を出力してランプ１１の輝度を変更する。

調整部としての通信対応制御装置１３は、自動調光装置４と通信するための無線通信回路やアンテナなどを備え、さらに、通信するための固有のアドレスが付与されている。そして、自動調光装置４から送信された目標光束値を受信する。

通信対応制御装置１３は、光センサ１４から出力されたランプ１１の輝度を示す信号から換算した実際の光束値が予め設定されている目標光束値と異なる値の場合は、目標光束値となるようなデューティ比のＰＷＭ信号を生成して調光形電子安定器１２に出力する。この目標光束値は初期値が予め設定されているが、自動調光装置４からの目標光束値を受信すると、以降は受信した目標光束値を使用する。また、通信対応制御回路１２は、タイマ及び不揮発性メモリを備え、ランプ１１の点灯時間をタイマで計測し、その累積点灯時間を不揮発性メモリに記憶させる。

測定部としての光センサ１４は、ランプ１１が点灯した際の輝度を測定して通信対応電子安定器１２へ出力する。

照明器具５は上述したように、通信対応制御装置１３で、光センサ１４から出力された輝度を示す信号と内部に設定される目標光束値とを比較して、目標光束値と異なる場合は目標光束値に近づけるようにＰＷＭ信号のデューティ比を変更して調光形電子安定器１２に出力する照度補正機能を備えている。

次に、上述した構成の照明システム１の動作を図３ないし図７を参照して説明する。

図３ないし図７は、トンネル内の各照明器具５の配置と入口部照明曲線と実際の路面輝度とを示した図である。図３は電源投入時の入口部照明曲線と初期の路面輝度とを示した図である。図３は図２２などと同様に縦軸に路面輝度、横軸にトンネル入口からの距離を指し、図３では晴天時の入口部照明曲線Ｌｆと初期の路面輝度ｌ１とを示している。

また、図の上部には横軸に沿うように入口部照明と基本照明が示されている。入口部照明は図１ではＡ１〜Ａ６までしか表示していないが、図３ないし図７ではＡ１〜Ａ２０までの２０個が設けられていることとしている。また、入口部照明はトンネルの入口から徐々に光束の小さい（出力の小さい）ランプ１１を使用した照明器具５を設置している。図３ないし図７では、Ａ１〜Ａ４、Ａ５〜Ａ８、Ａ９〜Ａ１２、Ａ１３〜Ａ１６、Ａ１７〜Ａ２０の５グループに分け、トンネルの奥に設置されるグループほど光束の小さい（出力の小さい）ランプ１１を使用した照明器具５を設置することを示している。なお、各照明器具５は、上述した自身の出力の他にトンネル内の設置位置も内部に設定される。

まず、図３の場合、電源投入時であるため、各照明器具５自身の光束補正機能は動作せず自動調光装置４からの目標光束値も受信していないため、初期の路面輝度ｌ１は、晴天時の入口部照明曲線Ｌｆとの差が大きい状態かつ、各照明器具５間の光束のバラツキもある状態となっている。

次に、各照明器具５で照度補正機能が働くと、路面輝度は図４に示すように目標光束値の初期値に基づいた補正後の路面輝度ｌ２となり、各グループ内の照明器具５間の光束のバラツキが殆ど無い状態となる。

そして、自動調光装置受信部３からの観測信号に基づいて自動調光装置４が晴天と判断して、晴天時の入口部照明曲線Ｌｆを算出し、各照明器具５ごとに目標光束値を送信する。各照明器具５では、晴天時の入口部照明曲線Ｌｆに基づいて送信されてきた目標光束値を受信し、図５に示すように晴天時の入口部照明曲線Ｌｆに近づけるように光束調整が行われ、調光実施後の路面輝度ｌ３となる。

図６に晴天から曇天になった場合の図を示す。自動調光装置受信部３からの観測信号に基づいて自動調光装置４が曇天であると判断すると、曇天時の入口部照明曲線Ｌｃを算出し、各照明器具５ごとに目標光束値を送信する。各照明器具５では、曇天時の入口部照明曲線Ｌｃに基づいて送信されてきた目標光束値を受信し、図６に示すように曇天時の入口部照明曲線Ｌｃに近づけるように光束調整が行われ、調光実施後の路面輝度ｌ４となる。なお、この際に目標光束値が０ルーメンとなった照明器具５（Ａ１８〜Ａ２０）は消灯する。

図７に夜間の場合の図を示す。自動調光装置受信部３からの観測信号に基づいて自動調光装置４が夜間であると判断すると、夜間時の入口部照明曲線Ｌｎを算出し、各照明器具５ごとに目標光束値を送信する。各照明器具５では、夜間時の入口部照明曲線Ｌｎに基づいて送信されてきた目標光束値を受信し、図７に示すように夜間時の入口部照明曲線Ｌｎに近づけるように光束調整が行われ、調光実施後の路面輝度ｌ５となる。ただし、夜間の場合は、各照明器具５の目標光束値として０ルーメンを送信するため、各照明器具５（Ａ０〜Ａ２０）は消灯する。したがって、トンネル内は基本照明のみとなる。

なお、このような動作は入口部照明曲線に合わせて輝度（光束）を変更する必要がある入口部照明Ａ１〜Ａ２０が行うものであり、基本照明Ｃ１〜Ｃ３、Ｄ１〜Ｄ３、Ｅ１〜Ｅ３は適用範囲外である。そのため、基本照明Ｃ１〜Ｃ３、Ｄ１〜Ｄ３、Ｅ１〜Ｅ３に使用される照明器具５は通信対応制御装置１３の通信機能が予めＯＦＦになるように設定されている。或いは、通信機能のない周知の照度補正機能付きの照明器具を用いてもよいし、照度補正機能のない従来技術で示した照明器具を用いてもよい。

次に、上述した動作の詳細を図８ないし図１０のフローチャートを参照して説明する。図８は自動調光装置４の動作を示したフローチャートである。

まず、ステップＳ１０１において、屋外輝度を観測しステップＳ１０２へ進む。このステップでは、自動調光装置受光部３が計測した屋外輝度を示す観測信号を取得する。

次に、ステップＳ１０２において、入口部照明曲線を算出しステップＳ１０３へ進む。入口部照明曲線は、トンネル入口付近の地形や形状と、設計速度やトンネル延長などから予め基準が定められており、その基準に沿った入口部照明曲線を算出する。

次に、ステップＳ１０３において、全照明器具５の輝度調整情報としての目標光束値Φｔｉを算出してステップＳ１０４に進む。目標光束値Φｔｉ（ｌｍ）は、例えば、平均路面輝度をＬｒ（ｃｄ／ｍ²）、平均路面輝度１ｃｄ／ｍ²を得るために必要な平均路面輝度の値である平均照度換算計数をＫ、車道幅をＷ（ｍ）、照明器具５の取り付け間隔をＳ（ｍ）、片側配列か千鳥配列か向き合せ配列かを示す係数である照明器具の配列による係数をＮ、ランプ全光束のうち車道幅員に入射する光束の割合である照明率をＵ、照明器具の汚れや光源の劣化に伴うランプ光束の低下などによって初期の光束が次第に減衰することを考慮した割合である保守率をＭとすると、次の（１）式で求められる。
Φｔｉ＝（Ｌｒ×Ｋ×Ｗ×Ｓ）／（Ｎ×Ｕ×Ｍ）・・・（１）

次に、ステップＳ１０４において、変数ｉを“１”に設定しステップＳ１０５に進む。

次に、ステップＳ１０５において、変数ｉが入口部照明に用いられている照明器具５の全台数ｎ以下か否かを判断し、ｎ以下である場合（Ｙｅｓの場合）はステップＳ１０６に進み、ｎを超える場合（Ｎｏの場合）はステップＳ１０８に進む。

次に、ステップＳ１０６において、照明器具５のアドレスＡｉ宛に目標光束値Φｔｉを送信してステップＳ１０７に進む。例えば、最初は照明器具５のＡ１にＡ１の目標光束値Φｔ１を送信する。

次に、ステップＳ１０７において、変数ｉをインクリメントしてステップＳ１０５に戻る。

一方、ステップＳ１０８においては、変数ｉを“１”に設定しステップＳ１０９に進む。

次に、ステップＳ１０９において、変数ｉが入口部照明に用いられている照明器具５の全台数ｎ以下か否かを判断し、ｎ以下である場合（Ｙｅｓの場合）はステップＳ１１０に進み、ｎを超える場合（Ｎｏの場合）はステップＳ１０１に戻る。

次に、ステップＳ１１０において、アドレスＡｉ宛に状態問い合わせを行ってステップＳ１１１へ進む。このステップでは、アドレスＡｉをもつ照明器具５の後述するランプ１１の累積点灯時間Ｔｉや現在光束値Φｉを取得するための問い合わせ情報を送信している。即ち、複数の照明器具５に対して点灯状況要求を出力している。

次に、ステップＳ１１１において、ステップＳ１０の問い合わせに応じてアドレスＡｉを持つ照明器具５側から送信されてきたランプ１１の累積点灯時間Ｔｉを受信して不揮発性メモリに保存しステップＳ１１２に進む。

次に、ステップＳ１１２において、ステップＳ１１０の問い合わせに応じてアドレスＡｉを持つ照明器具５側から送信されてきたランプ１１の現在光束値Φｉが目標光束値Φｔｉよりも十分に小さいか否かを判断し、十分に小さい場合（Ｙｅｓの場合）はステップＳ１１３に進み、そうでない場合（Ｎｏの場合）はステップＳ１１４に進む。現在光束値Φｉが目標光束値Φｔｉよりも十分に小さいことの具体的差分値は適宜定めればよい。

次に、ステップＳ１１３において、アドレスＡｉを持つ照明器具５の光束低下を自動調光装置４の外部に設けられている表示装置等に表示してステップＳ１１６に進む。

一方、ステップＳ１１４においては、不揮発性メモリに保存したランプ１１の累積点灯時間Ｔｉを読み出して、累積点灯時間Ｔｉがランプ１１の寿命Ｔｉｍａｘを超えたか否かを判断し、超えた場合（Ｙｅｓの場合）はステップＳ１１５に進み、超えていない場合（Ｎｏの場合）はステップＳ１１６に進む。

次に、ステップＳ１１５において、アドレスＡｉを持つ照明器具５のランプ寿命超過を自動調光装置４の外部に設けられている表示装置等に表示してステップＳ１１６に進む。即ち、照明器具５から送信されてきた点灯状況を示す情報から、寿命か否かを判断し、寿命である場合は、寿命であることを外部に出力している。

次に、ステップＳ１１６において、変数ｉをインクリメントしてステップＳ１０９に戻る。

次に、照明器具５内の通信対応制御装置１３の基本動作を図９のフローチャートを参照して説明する。

まず、ステップＳ２０１において、目標光束値Φｔｉを基準光束値ΦｓｉとしてステップＳ２０２に進む。この基準光束値とは、各照明器具５の設置時に予め定められる初期値である。

次に、ステップＳ２０２において、目標光束値Φｔｉが“０”より大きいか否かを判断し、“０”より大きい場合（Ｙｅｓの場合）はステップＳ２０３に進み、０である場合（Ｎｏの場合）はステップＳ２０７に進む。即ち、目標光束値Φｔｉが０ルーメンか否かを判断している。

次に、ステップＳ２０３において、タイマのカウンタｔｉを“０”にクリアしてタイマをスタートさせてステップＳ２０４に進む。

次に、ステップＳ２０４において、ランプ１１を点灯させてステップＳ２０５に進む。

次に、ステップＳ２０５において、光束を補正してステップＳ２０６に進む。このステップでは、現在光束値Φｉが目標光束値Φｔｉとほぼ等しく（Φｉ≒Φｔｉ）なるようにＰＷＭ信号のデューティ比を調整する。つまり、送信されてきた目標光束値Φｔｉと光センサ１４からの測定値である現在光束値Φｉに基づいてランプ１１の輝度を調整している。

次に、ステップＳ２０６において、ランプ１１の累積点灯時間Ｔｉにタイマのカウンタｔｉを加算して不揮発性メモリに保存しステップＳ２０２に戻る。

一方、ステップＳ２０７においては、タイマをストップさせてステップＳ２０８に進む。

次に、ステップＳ２０８において、ランプ１１を消灯させてステップＳ２０２に戻る。つまり、目標光束値Φｔｉが０ルーメンを示しているのでランプを消灯させている。

次に、照明器具５内の通信対応制御装置１３の割り込み動作を図１０のフローチャートを参照して説明する。割り込み動作とは、自動調光装置４から制御情報が送信されてきた場合に発生する動作である。

まず、ステップＳ３０１において、制御情報の指令内容が目標光束値Φｔｉの変更を示すものか状態問い合わせを示すものかを判断し、目標光束値Φｔｉの変更を示すものである場合はステップＳ３０２へ進み、状態問い合わせを示すものである場合はステップＳ３０３に進む。このステップでは、例えば、制御情報に、指令の種別を示すフィールドを設定しておくなどといった方法で、受信時にそのフィールドを参照して判断することができる。

次に、ステップＳ３０２において、目標光束値Φｔｉを送信されてきた制御情報に含まれるものに更新して基本動作に復帰する。

一方、ステップＳ３０３においては、現在光束値Φｉとランプ１１の累積点灯時間Ｔｉとを自動調光装置４に送信して基本動作に復帰する。

本実施形態によれば、照度補正機能付きの照明器具５（Ａ１〜Ａ２０）と自動調光装置４とを無線通信で接続して、自動調光装置４が自動調光装置受光部３が測定した屋外輝度からトンネルの入口部照明曲線を算出し、その入口部照明曲線に基づいて各照明器具５の目標光束値Φｔｉを算出して送信し、照明器具５では、目標光束値Φｔｉに基づいて輝度の調整を行っているので、連続調光可能な照明器具による細かな明るさの調整が行えるとともに、無線通信ネットワークから得られる屋外の輝度に基づいた光束目標値Φｔｉに合うように自身で光束を調整するため、細かな明るさの調整が行え、点灯および消灯の切り替えと比較して路面輝度の均斉度を保たれるとともに、無駄な電気エネルギーの使用を少なくすることができる。また、屋外の天候などに応じて目標光束値Φｔｉを変更することができる。

また、入口部照明の電力線を１つにまとめることができるので、電力線の取り回しの自由度が向上する。

また、通信対応制御装置１３が、受信した目標光束値Φｔｉからランプ１１の輝度を調整するためのＰＷＭ信号を生成して出力しているので、目標光束値Φｔｉをパルスのデューティ比に変換して出力することで、従来ＰＷＭで輝度調整を行っている照明に対して容易に適用することができる。

また、通信対応制御装置１３が、受信した目標光束値Φｔｉが０ルーメンであった場合は、ランプ１１を消灯させているので、０ルーメン、即ち点灯する必要が無い照明器具５は消灯して、無駄な電気エネルギーを削減することができる。

また、自動調光装置４が、各照明器具５に対して状態問い合わせを送信し、照明器具５の通信対応制御装置１３が、ランプ１１の累積点灯時間Ｔｉを計測し、状態問い合わせの応答として自動調光装置４へ送信して、自動調光装置４では、照明器具５から送信されてきた累積点灯時間Ｔｉから、寿命か否かを判断し、寿命である場合は、寿命であることを表示装置等に表示するので、照明器具５で寿命判断の目安となるランプ１１の累積点灯時間Ｔｉを蓄積記憶し、自動調光装置４の必要とするタイミングで収集して、各照明器具５の寿命を判断することができるため、正確な寿命まで使用して、ライフサイクルコストの増大を抑えることができる。

［第２実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態にかかる照明システム１について図１１ないし図２０を参照して説明する。なお、前述した第１の実施形態と同一部分には、同一符号を付して説明を省略する。図１１は、本発明の第２の実施形態にかかる照明システムのトンネル内の構成図である。図１２は、図１１に示されたＬＥＤランプを用いたランプ部分の概略構成図である。図１３は、対称照明時のトンネル内の照明イメージを示した説明図である。図１４は、カウンタービーム照明時の照明器具の配光を示す説明図である。図１５は、カウンタービーム照明時のトンネル内の照明イメージを示した説明図である。図１６は、プロビーム照明時の照明器具の配光を示す説明図である。図１７は、プロビーム照明時のトンネル内の照明イメージを示した説明図である。図１８は、図１１に示された照明システムの動作を示したフローチャートである。図１９は、落下物を検知しても配光制御しない場合の説明図である。図２０は、落下物を検知して配光制御した場合の説明図である。

本実施形態では、照明器具５のランプ１１としてＬＥＤランプを用いている。また、本実施形態では図１１に示すように車両の進行方向に沿って所定間隔で落下物を検知する装置としての一対のカメラ２０、２１が設けられている。この一対のカメラ２０、２１は互いに向かい合うように設けられ、カメラ２０はトンネルの入口から出口方向に向かって路面を撮影し、カメラ２１はトンネルの出口から入口方向に向かって路面を撮影している。そして、カメラ２０は、主にトンネル内の車両Ｖなどの交通量を計測し、カメラ２１は、主に落下物Ｘの検知をする。

次に、図１２にＬＥＤランプを用いたランプ１１部分の概略構成図を示す。図１２に示したランプ１１は、ＬＥＤモジュール１０ａ、１０ｂから構成されており、ＬＥＤモジュール１０ａ、１０ｂは、発光ダイオードＬＥＤや、その発光ダイオードＬＥＤの駆動回路１０ｃなどで構成されている。また、駆動回路１０ｃはスイッチＳＷが設けられ、このスイッチＳＷを開閉制御することで発光ダイオードＬＥＤの点灯または消灯の制御を行うことができる。つまり、モジュールごとに点灯または消灯の制御を行うことができる。このスイッチＳＷの制御は配光制御部としての通信対応制御装置１３が行う。また、ＬＥＤモジュール１０ａとＬＥＤモジュール１０ｂは、車両の進行方向に対して平行な方向に並べて設けられている。

ここで、トンネル内の照明方式について説明する。

（１）対称照明：道路縦断方向に対して対称に照明する方式であり、先行車、落下物の視認性など、総合的なバランスが良好で、入口照明、基本照明、出口照明に広く採用されている。本方式は、上述した構成のランプ１１では、図１２に示すようにＬＥＤモジュール１０ａ、１０ｂともに点灯している状態である。図１３にトンネル内の照明イメージを示す。

（２）カウンタービーム照明：車両の進行方向の逆方向に照明する方式であり、落下物と背景路面のコントラストを高くすることで視認性を改善でき、交通量の少ないときに有効である。本方式は、上述した構成のランプ１１では、図１４に示すようにＬＥＤモジュール１０ａのみを点灯させている状態である。図１５にトンネル内の照明イメージを示す。

（３）プロビーム照明：車両の進行方向に照明する方式であり、先行車の背景輝度を高めることでその視認性を改善でき、交通量の多いときに有効である。本方式は、上述した構成のランプ１１では、図１６に示すようにＬＥＤモジュール１０ｂのみを点灯させている状態である。図１７にトンネル内の照明イメージを示す。

本実施形態では、カメラ２０で交通量に合わせた照明になるように配光制御するとともに、カメラ２１で検出した落下物Ｘを運転者が速やかに視認できるように配光制御する。この配光制御（落下物Ｘの検出、照明器具５への切り替え指令）は自動調光装置４が行う。詳細動作を図１８のフローチャートを参照して説明する。

まず、ステップＳ４０１において、対称照明となるように配光制御してステップＳ４０２に進む。即ち、図１２や図１３のような状態の照明となるように各照明器具５に制御信号を送信し、各照明器具５では、通信対応制御装置１３が、ＬＥＤモジュール１１ａ、１１ｂのスイッチＳＷを閉制御する。

次に、ステップＳ４０２において、交通量計測を行ってステップＳ４０３に進む。交通量計測は、例えば、カメラ２０が撮影した映像から車両を認識して計測する。

次に、ステップＳ４０３において、カメラ２０で落下物Ｘを検知したか否かを判断して、検知した場合（Ｙｅｓの場合）はステップＳ４０４に進み、検知しない場合（Ｎｏの場合）はステップＳ４０５に進む。落下物Ｘの検知はカメラ２０が撮影した映像からの解析により検知する。

次に、ステップＳ４０４において、落下物検知を表示装置などに表示してステップＳ４０２に戻る。なお、この際は照明器具５の配光制御は行わない。これは、カメラ２０において落下物Ｘを検知したとしても、落下物Ｘと背景路面とのコントラストが十分高い場合は運転者の視認性に影響はないと考えられるためである。そのため、図１９に示すように、例えば通常の交通量の場合は対称照明をそのまま維持する。

一方、ステップＳ４０５において、カメラ２１で落下物Ｘを検知したか否かを判断して、検知した場合（Ｙｅｓの場合）はステップＳ４０６に進み、検知しない場合（Ｎｏの場合）はステップＳ４０７に進む。落下物Ｘの検知はカメラ２０と同様にカメラ２１が撮影した映像からの解析により検知する。

次に、ステップＳ４０６において、カウンタービーム照明となるように配光制御をしてステップＳ４０４に進む。本ステップは、カメラ２０で落下物を検知しなかった、もしくはコントラストが不十分で検知不能であったにもかかわらず、カメラ２１で落下物を検知した場合であり、この場合、運転者視点での落下物と背景路面とのコントラストが低い可能性がある。これは交通量の多いときに行うプロビーム照明や、通常の交通量の場合の対称照明の場合に発生する可能性があるため、カウンタービーム照明となるよう配光制御を行い、落下物と背景路面とのコントラストを確保する。つまり、各照明器具５に制御信号を送信し、各照明器具５では、通信対応制御装置１３が、ＬＥＤモジュール１１ａのスイッチＳＷを閉制御、ＬＥＤモジュール１１ｂのスイッチＳＷを開制御する。即ち、輝度制御装置が、照明器具の配光を変更させる情報を照明器具５に送信し配光制御部が、照明器具５の配光を変更させる情報に基づいて配光を変更している。

また、ステップＳ４０７においては、交通量を判断し、通常の場合はステップＳ４０８に進む、少ない場合はステップＳ４０９に進み、多い場合はステップＳ４１０に進む。

そして、ステップＳ４０８では、対称照明となるように配光制御し、ステップＳ４０２に戻る。ステップＳ４０９では、カウンタービーム照明となるように配光制御し、ステップＳ４０２に戻る。ステップＳ４１０では、プロビーム照明となるように配光制御し、ステップＳ４０２に戻る。

本実施形態によれば、ランプ１１がＬＥＤで構成されているとともに、複数の照明器具５の照明範囲にある落下物を検知するカメラ２０、２１を備え、自動調光装置４が、カメラ２１が落下物を検知した場合は、落下物Ｘが認識しやすくするようにプロビーム照明となるように配光制御しているので、路上の落下物Ｘを検知して、その落下物Ｘを運転者が視認しやすいようにコントラストが高くなるように配光制御を行うことができる。

また、カメラ２０が路上の交通量を計測し、自動調光装置４が、その交通量が通常な場合は対称照明とし、少ない場合はカウンタービーム照明とし、多い場合はプロビーム照明としているので、交通量に応じて適切な照明方式に配光制御することができる。

なお、自動調光装置４と照明器具５とが通信する際に、トンネルの長さによっては直接通信できない場合があるため、リピータをトンネル内に設置してもよい。または、照明器具５の通信対応制御装置１３にリピータ機能を持たせてもよい。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。

１ 照明システム
３ 自動調光装置受光部（屋外輝度測定装置）
４ 自動調光装置（輝度制御装置）
５ 照明器具
１１ ランプ（照明部）
１２ 調光形電子安定器（調整部）
１３ 通信対応制御装置（調整部、配光制御部）
１４ 光センサ（測定部）
２０ カメラ（落下物を検知する装置）
２１ カメラ（落下物を検知する装置）
Φｔｉ 目標光束値（輝度調整情報）

Claims (6)

1. 照明部と、前記照明部の輝度を測定する測定部と、前記測定部の測定結果に基づいて前記照明部の輝度を予め定めた目標値に調整する調整部と、を備え、屋内に所定の間隔を空けて設置された複数の照明器具と、
   屋外輝度を測定する屋外輝度測定装置と、
   前記複数の照明器具と通信経路で接続されるとともに、前記屋外輝度測定装置が測定した屋外輝度に基づいて前記複数の照明器具の輝度を調整する輝度制御装置と、
   を備えた照明システムにおいて、
   前記輝度制御装置が、前記複数の照明器具それぞれに対応した輝度調整情報および前記複数の照明器具に対して累積点灯時間および現在光束値を取得するための問い合わせ情報を前記通信経路を介して送信して、前記複数の照明器具から受信した前記現在光束値から当該照明器具が目標光束値よりも十分に小さいか否かを判断し、前記目標光束値よりも十分に小さい場合は、前記目標光束値よりも十分に小さいことを外部に出力し、前記目標光束値よりも十分に小さくない場合は、前記複数の照明器具から送信されてきた前記累積点灯時間から当該照明器具が寿命に達したか否かを判断し、寿命に達した場合は、寿命に達したことを外部に出力し、
   前記照明器具の前記調整部が、前記通信経路から受信した前記輝度調整情報を前記目標値として前記照明部の輝度を調整するとともに、前記照明部の点灯時間を計測し、前記問い合わせ情報に応じて前記累積点灯時間および前記現在光束値を前記輝度制御装置へ送信する、
   ことを特徴とする照明システム。
2. 前記輝度制御装置が、前記屋外輝度測定装置が測定した屋外輝度に基づいて屋外から屋内への入口部照明曲線を算出し、その入口部照明曲線に基づいて各照明器具の目標光束値を算出して、算出した前記目標光束値を前記輝度調整情報として送信することを特徴とする請求項１に記載の照明システム。
3. 前記調整部が、受信した前記輝度調整情報から前記照明部の輝度を調整するためのパルス幅変調信号を生成して前記照明部の輝度を調整することを特徴とする請求項１または２に記載の照明システム。
4. 前記調整部が、受信した前記輝度調整情報が０ルーメンを示す情報であった場合は、前記照明部を消灯させることを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか一項に記載の照明システム。
5. 前記照明器具は、前記照明部が発光ダイオードで構成されているとともに、配光方向を制御する配光制御部を備えており、
   さらに、前記複数の照明器具の照明範囲にある落下物を検知する落下物検知装置を備え、
   前記輝度制御装置が、前記落下物検知装置が落下物を検知した場合は、該落下物が認識しやすくするように前記照明器具の配光を変更させる情報を前記照明器具に送信し、前記配光制御部が、前記照明器具の配光を変更させる情報に基づいて配光を変更する
   ことを特徴とする請求項１乃至４のうちいずれか一項に記載の照明システム。
6. 前記落下物検知装置が、前記複数の照明器具の照明範囲にある路面を撮影するカメラで構成されていることを特徴とする請求項５に記載の照明システム。

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