JP6674697B2 - 道路照明方法およびシステム - Google Patents

Description

本発明は、道路照明方法およびシステムに関し、より詳しくは、夜間やトンネル内において高速道路や一般道路、歩道等を照明する道路照明方法およびシステムに関する。

トンネル内における従来の道路照明方法として、路面に対して垂直に照明する対称照明と、車両の進行方向に照明するプロビーム照明および／または車両の進行方向と反対方向に照明するカウンタービーム照明とを併用し、路上落下物の視認性を高めることが従来から検討されている。例えば、特許文献１には、トンネル内に設置したカメラが落下物を検知すると、プロビーム照明または対称照明からカウンタービーム照明に切り換えて、落下物と背景路面とのコントラストを確保する照明システムが開示されている。

また、特許文献２には、プロビーム照明および対称照明を併用した路面輝度と鉛直面照度が所用値となるようにそれぞれの出力レベルを制御することにより、トンネル内における路上障害物および先行車の視認性向上を図った照明制御システムが開示されている。

特開２０１１−１４１９９９号公報 特開２００５−１２９２６９号公報

ところが、特許文献１に開示された発明は、落下物の視認性を高める配光制御を行うためにカメラ等の検知手段が必要になることから、コスト高の要因になるだけでなく、落下物の大きさ、形状、反射率等によってはカウンタービーム照明が必ずしも適切でない場合もあり、落下物を確実に視認できないおそれがあった。また、特許文献２に開示された発明についても、プロビーム照明および対称照明の最適な出力レベルは、実際には障害物によって異なることから、路上障害物を確実に視認できないおそれがあった。

そこで、本発明は、路上障害物を確実に視認することができる道路照明方法およびシステムを提供することを目的とする。

本発明の前記目的は、主照射方向が互いに異なる複数の光源をトンネル内に設置して、複数の前記光源により車両走行用の道路上の障害物を照明する照明方法であって、一方の前記光源の光束を一定にし、他方の前記光源の光束のみを経時的に変化させることで、複数の前記光源の光束比率を変化させる道路照明方法により達成される。

この道路照明方法は、他方の前記光源の光束変化を周期的に行うことが好ましい。あるいは、主照射方向が互いに異なる複数の光源の少なくともいずれかの光束を経時的に変化させることで、複数の前記光源の光束比率を変化させ、一の前記光源から光束を出力した後、時間間隔をあけて他の前記光源から光束を出力することにより、複数の前記光源の光束を時分割で出力することが好ましい。

また、本発明の前記目的は、主照射方向が互いに異なるようにトンネル内に設置されて車両走行用の道路上の障害物を照明する複数の光源と、前記光源の光束を経時的に変化させる調光手段とを備え、前記調光手段は、一方の前記光源の光束を一定にし、他方の前記光源の光束のみを経時的に変化させることで、複数の前記光源の光束比率を変化させる道路照明システムにより達成される。

本発明によれば、路上障害物を確実に視認することができる道路照明方法およびシステムを提供することができる。

本発明の一実施形態に係る道路照明システムをトンネル内に設置した状態を示す概略斜視図である。 図１に示す道路照明システムの概略構成図である。 調光信号の一例を示す図である。 路上障害物に対する照明の一例を示す模式図である。 光束変化の一例を示す図である。 調光信号の他の例を示す図である。 調光信号の更に他の例を示す図である。 調光信号の更に他の例を示す図である。 図１に示す道路照明システムが備える照明器具の一例を示す概略構成図である。

以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る道路照明システムをトンネル内に設置した状態を示す概略斜視図である。図１に示すように、道路照明システム１は、トンネル２内の左右側壁に車両進行方向に沿って間隔をあけて配置される複数の照明器具１０と、各照明器具１０に接続された調光装置２０とを備えている。

各照明器具１０は、ＬＥＤモジュール等からなる第１の光源１２および第２の光源１４を備えている。第１の光源１２および第２の光源１４は、配光のピークを示す方向である主照射方向が互いに異なるように配置されており、第１の光源１２は、主照射方向が車両進行方向側を向くプロビーム照明（非対称照明）を行う一方、第２の光源１４は、主照射方向がトンネルの横断面に沿う対称照明を行う。第１の光源１２および第２の光源１４の主照射方向の調整は、図９（ａ）に示すように、所定の傾斜角度を有する支持台１５を用いて、それぞれの光源自体の向きを変えて行ってもよく、あるいは、図９（ｂ）に示すように、それぞれの光源が備える光学レンズ１２ａ，１４ａの形状を変えて行ってもよい。第１の光源１２および第２の光源１４は、本実施形態においては照明器具１０において一体化されているが、第１の光源１２および第２の光源１４を互いに分離して配置することも可能である。

図２は、図１に示す道路照明システムの概略構成図である。図２に示すように、調光装置２０は、商用電源等からなる電力供給部２１と、第１の光源１２および第２の光源１４の調光信号を生成する信号生成部２２とを備えている。電力供給部２１から電力ケーブル２３を介して供給された商用電力は、各照明器具１０に内蔵された電源部（図示せず）において整流され、直流電力に変換される。電力供給部２１は、商用電力以外に、自家発電器や無停電電源等から電力を供給することも可能であり、電力ケーブルを複数用意して、リレー操作等により使用する電力を適宜切り換えることもできる。なお、照明器具１０は、電源部と分離して配置することも可能であり、１つの電源部に複数の照明器具１０を接続した構成であってもよい。

信号生成部２２は、第１の光源１２および第２の光源１４のそれぞれに対応する２種類の調光信号（調光信号Ａおよび調光信号Ｂ）を生成する。調光信号Ａおよび調光信号Ｂは、調光信号線２４，２５を介して、第１の光源１２および第２の光源１４にそれぞれ入力される。調光信号Ａおよび調光信号Ｂはパルス信号であり、信号生成部２２が内蔵するメモリ（図示せず）に予め格納された調光パターンに基づきパルス幅（デューティ比）を調整することにより、第１の光源１２および第２の光源１４の光束を変化させることができる。

図３は、各照明器具１０に入力される調光信号（調光信号Ａおよび調光信号Ｂ）の一例を示す図である。調光信号Ａおよび調光信号Ｂは、いずれも矩形波からなるパルス信号であり、図３に示された期間において、調光信号Ａは、デューティ比（パルス時間幅ｔｐａ／周期ｔｃ）が時間の経過と共に徐々に増加する一方、調光信号Ｂは、デューティ比（パルス時間幅ｔｐｂ／周期ｔｃ）が時間の経過と共に徐々に減少するように、調光パターンが設定されている。これにより、この期間においては、調光信号Ａが入力される第１の光源１２は光束が経時的に増大するのに対し、調光信号Ｂが入力される第２の光源１４は光束が経時的に減少する。パルス信号の周波数（１／周期ｔｃ）は、人がちらつきを感じない程度に高いことが好ましく、例えば６０Ｈｚである。また、デューティ比の範囲は特に制限されず、例えば０．１〜１００％である。パルス信号の波形は、矩形波以外に、三角波やのこぎり波などであってもよい。

第１の光源１２および第２の光源１４が、このように調光されることにより、第１の光源１２の光束が小さく第２の光源１４の光束が大きい時には、図４（ａ）に示すように、対称照明１４ａがプロビーム照明１２ａよりも相対的に明るくなるため、例えば障害物Ｍ１および道路Ｒの光反射率がいずれも高い場合に、障害物Ｍ１のシルエットを生じさせて、車両Ｖの運転者が道路Ｒ上の障害物Ｍ１を視認し易くなる。一方、時間の経過により、第１の光源１２の光束が大きく第２の光源１４の光束が小さくなった時には、図４（ｂ）に示すように、プロビーム照明１２ａが対称照明１４ａよりも相対的に明るくなるため、例えば障害物Ｍ２の光反射率が低く道路Ｒの光反射率が高い場合に障害物Ｍ２を視認し易くなる。

障害物の視認性は、実際には、障害物の形状、色および大きさ、照明器具に対する障害物の相対位置、路面の材質などによる影響を受けるため、第１の光源１２および第２の光源１４の最適な光束比率は必ずしも一定ではないが、本実施形態の道路照明システム１は、第１の光源１２および第２の光源１４の光束を経時的に変化させて両者の光束比率を変化させるようにしているので、いずれかの時点において障害物を最も視認し易い光束比率となる。したがって、車両Ｖの運転者に対して、断続的にではあっても障害物を目立たせることができ、その存在を認知させることができる。

第１の光源１２および第２の光源１４の光束比率は、図５（ａ）に示すように、一方の光束が増大する間は他方の光束が減少し、一方の光束が減少する間は他方の光束が増大するように、周期的に変化させることで、種々の光束比率を繰り返し生じさせることができ、運転者に障害物を確実に視認させることができる。この場合、照明器具１０の全体の光束が常に略一定となるように第１の光源１２および第２の光源１４の光束を変化させることが好ましく、これによって、第１の光源１２および第２の光源１４の光束変化に伴う運転者の不快感を抑制することができると共に、障害物の視認性が向上するため、全体の光束を減少させて消費電力の低減を図ることができる。

但し、第１の光源１２および第２の光源１４の調光パターンは、両者の光束比率が経時的に変化するものであれば特に限定されるものではなく、第１の光源１２および第２の光源１４の光束変化は、連続的な変化以外に段階的な変化であってもよい。また、図５（ｂ）に示すように、一方の光源（例えば、第２の光源１４）の光束を一定にし、他方の光源（例えば、第１の光源１２）の光束のみを経時的に変化させることによっても、両者の光束比率を変化させることができる。

図６は、図３に示された調光信号の変形例を示す図である。図３に示す調光信号は、調光信号Ａおよび調光信号Ｂのそれぞれのオン期間が重複しているのに対し、図６に示す調光信号は、調光信号Ａがオフになった後に空白期間ｔｂ１をあけて調光信号Ｂがオンになり、調光信号Ｂがオフになった後に空白期間ｔｂ２をあけて調光信号Ａが再びオンになるというように、調光パターンが設定されている。これにより、第１の光源１２および第２の光源１４の光束は、空白期間ｔｂ１，ｔｂ２に相当する時間間隔をあけて、交互に時分割で出力される。このような調光パターンによれば、第１の光源１２および第２の光源１４の双方がオフとなる空白期間ｔｂ１，ｔｂ２が存在することによって、その後に第１の光源１２または第２の光源１４の光束を出力した時に、運転者が障害物をより視認し易くすることができる。図６に示す調光パターンにおいても、パルス信号の周波数を人がちらつきを感じない程度に高く設定することで、空白期間ｔｂ１，ｔｂ２の存在を運転者に認識させ難くすることができる。

図６に示す調光パターンは、図３に示す調光パターンと同様に、調光信号Ａおよび調光信号Ｂによる光束比率が経時的に変化するように設定されているが、図７に示す調光パターンのように、空白期間ｔｂ１，ｔｂ２を設定しつつ、調光信号Ａおよび調光信号Ｂのパルス時間幅ｔｐａ，ｔｐｂを常に一定にして、光束比率を変化させないようにしてもよい。この場合も、空白期間ｔｂ１，ｔｂ２を設けたことによる障害物の視認性向上を図ることができる。

本実施形態においては、第１の光源１２および第２の光源１４によってプロビーム照明および対称照明を行うように構成しているが、主照射方向が互いに異なるように複数の光源が配置されていればよく、それぞれの光束比率を変化させることにより本実施形態と同様の効果を奏することができる。例えば、主照射方向が車両進行方向と反対側を向くカウンタービーム照明や、主照射方向が略水平である側射照明などを、第１の光源１２および第２の光源１４の一方または双方と組み合わせて照明してもよい。

図８は、３つの光源から、プロビーム照明、対称照明およびカウンタービーム照明を行う場合の調光パターンの一例を示している。光束比率を経時的に変化させる方法として、例えば、調光信号Ｄによる対称照明の光束を一定に維持しつつ、調光信号Ｃによるプロビーム照明の光束を増大させる間は調光信号Ｅによるカウンタービーム照明の光束を減少させる一方、プロビーム照明の光束を減少させる間はカウンタービーム照明の光束を増大させる制御が可能である。このように、主照射方向が異なる３つ以上の光源で道路照明を行うこともできる。

本実施形態の道路照明システム１は、トンネル内に設置しているが、夜間の路面を照明する道路灯、街灯、防犯灯、常夜灯、低位置照明などとして使用することもできる。

上記各実施形態において使用する光源（例えば、第１の光源１２および第２の光源１４）は、ＬＥＤモジュール以外に、白熱電球、ハロゲンランプ、蛍光ランプ、ＨＩＤランプ、ナトリウムランプ等の他の光源を使用することもできる。また、各光源から照射される光は、白色光以外に、赤色光、緑色光、青色光等の種々の波長域の色光であってもよく、各光源の主照射方向に応じた色光を設定し、一の光源の色光と他の光源の色光とが互いに相違するように照明することで、種々の色が含まれる障害物の視認性を高めることができる。

光源の発光色は、第１の光源１２および第２の光源１４のように、主照射方向である光軸が異なるもの同士で互いに相違させることができる。また、光源がＬＥＤ素子等の発光素子を複数備える場合には、同一の光源内で各発光素子の発光色が互いに相違するように構成することも可能であり、これによっても障害物の視認性の向上を図ることができる。

１ 道路照明システム
１０ 照明器具
１２ 第１の光源
１４ 第２の光源
２０ 調光装置

Claims (5)

1. 主照射方向が互いに異なる複数の光源をトンネル内に設置して、複数の前記光源により車両走行用の道路上の障害物を照明する照明方法であって、
   一方の前記光源の光束を一定にし、他方の前記光源の光束のみを経時的に変化させることで、複数の前記光源の光束比率を変化させる道路照明方法。
2. 他方の前記光源の光束変化を周期的に行う請求項１に記載の道路照明方法。
3. 主照射方向が互いに異なる複数の光源により道路上を照明する照明方法であって、
   前記光源の少なくともいずれかの光束を経時的に変化させることで、複数の前記光源の光束比率を変化させ、
   一の前記光源から光束を出力した後、時間間隔をあけて他の前記光源から光束を出力することにより、複数の前記光源の光束を時分割で出力する道路照明方法。
4. 一の前記光源が照射する色光と、他の前記光源が照射する色光とが、互いに相違する請求項１から３のいずれかに記載の道路照明方法。
5. 主照射方向が互いに異なるようにトンネル内に設置されて車両走行用の道路上の障害物を照明する複数の光源と、
   前記光源の光束を経時的に変化させる調光手段とを備え、
   前記調光手段は、一方の前記光源の光束を一定にし、他方の前記光源の光束のみを経時的に変化させることで、複数の前記光源の光束比率を変化させる道路照明システム。

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