JP6937044B2 - 視線誘導装置 - Google Patents

Description

本発明は、上方から道路の外側線等に向けてラインレーザー光を照射してライン標示を行う視線誘導装置に関する。

従来、視線誘導装置として、道路脇に立設した支柱に設置されてラインレーザー光を出射する光源部を備え、この光源部により上方から路面に向けてラインレーザー光を出射して道路の外側線に沿ったライン標示を行うことにより、積雪時等の視程障害時でも車両の運転者に道路の外側線を認識させるものがある（特許文献１、２）。

特開２０１７−８９３７０号公報 特開２０１８−８０４５９号公報

上記視線誘導装置は、道路脇に設置されているため、自然界の風や道路を走行する車両によって路面等から舞い上がった土埃や泥水等が本体ケースの表面に付着し、レーザー出射窓部が汚されることがある。レーザー出射窓部が汚れた状態では、ラインレーザー光の照射が妨げられ、路面に鮮明なライン標示が行えなくなる。一方、そのうち雨になれば雨水によってレーザー出射窓部の汚れが洗い流されることも期待されるが、雨水が本体ケースの縁を伝って流下したり大粒となって滴下したりし、本体ケースのレーザー出射窓部に上手く雨水が流れてこない場合もある。

本発明は、以上の事情に鑑みてなされたものであり、土埃等の付着によるレーザー出射窓部の汚れを雨水によって洗い流すためのセルフクリーニングを確実かつ効果的に行なえる視線誘導装置を提供することを目的とする。

本発明に係る視線誘導装置は、
ラインレーザー光を上方から道路の路面に向けて照射して路面上にライン標示を行う視線誘導装置であって、
ラインレーザー光を出射するレーザー発振器と、レーザー発振器を収容する本体ケースとを備え、
本体ケースの前面部は、レーザー発振器から出射されたラインレーザー光を透過させる透明なレーザー出射窓部が形成され、
本体ケースの上面部には、雨水を本体ケースの上面部の前端に流す水路を形成するように、前方に向かって延びる複数の仕切部が設けられているものである。

また、必要に応じて、本体ケースの上面部の前端には、この前端に至る雨水を本体ケースの前面部に導くように隣り合う仕切部間に切欠部を設けるようにしたり、また、本体ケースの前面部には、前面部に沿って流下する雨水をレーザー出射窓部の表面に流すように前面部の上部からレーザー出射窓部に向かって延びる複数の誘導リブを設けるようにしたり、また、レーザー出射窓部の表面に防汚コートを施したり等の手段を講じることができる。

また、視線誘導装置において、本体ケースの上面部および側面部を覆って前方へ延びる庇を備える場合、庇の上壁部には、本体ケース上面部の複数の仕切部を上方から臨む開口部を設けるようにし、また、庇の上壁部の内側には、本体ケースの上面部の前端を前方から覆うように目隠し板を設けることが好ましい。

なお、レーザー発振器は、路面上のライン標示として、規定の光出力を有するライン中央部と、規定の光出力に満たないライン両端部とを形成する構成を備えるものであってもよい。

本発明に係る視線誘導装置によれば、雨降り時に本体ケース上面部に落下する雨水を本体ケース前面部へと流して、雨水を確実に前面部に沿って流下させて前面部のレーザー出射窓部に付着した土埃等の汚れを雨水によって確実に洗い流すことができる。すなわち、レーザー出射窓部に付着した土埃等の汚れを雨水によって洗い流すという自然の雨水を利用したセルフクリーニングを確実かつ効果的に行うことができる。従って、本体ケースのレーザー出射窓部からは十分な光量のラインレーザー光を照射することができ、路面に鮮明なライン標示を行い続けることができる。

実施形態の視線誘導装置の設置状態を示す図である。 実施形態の視線誘導装置の上方斜視図である。 実施形態の視線誘導装置の下方斜視図である。 実施形態の視線誘導装置の側方視縦断面図である。 実施形態の視線誘導装置の本体ケースの上方斜視図である。 実施形態の視線誘導装置の本体ケースの上面図である。 実施形態の視線誘導装置の本体ケースの下面図である。 光源部のレーザー発振器の変形例を説明するための模式図である。

以下に、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
図１に示すように、実施形態の視線誘導装置１は、道路Ｒの外側線Ｒ１よりも外側の道路脇に立設する支柱Ｐに設置され、上方から下方の路面に向けてラインレーザー光７１を照射して道路Ｒの外側線Ｒ１に沿ったライン標示７を投影するものである。図１の実施形態では、視線誘導装置１は、支柱Ｐの所定高さ位置からラインレーザー光７１を車両Ｍの進行方向と逆方向（向かってくる車両Ｍの方向）の斜め下方に向けて照射してライン標示７を行うように設置されている。これにより、進行する車両Ｍの前面側に対して路面から反射するラインレーザー光７１の反射光量を多くでき、車両Ｍの運転者には遠くからでもライン標示７を明るく見せることができる。なお、視線誘導装置１は、ラインレーザー光７１の照射方向として、車両Ｍの進行方向と同方向の斜め下方に向けて照射するように設置してもよいし、視線誘導装置１の設置位置の下方に向けて照射するように設置してもよい。

視線誘導装置１は、光源部１０と、太陽光パネル１１と、制御箱１２とを備えている。図示しないが、制御箱１２には、光源部１０から出射するラインレーザー光７１を点滅又は点灯するように制御する制御回路が収容されている。また、制御箱１２には、太陽光パネル１１で発電した電気エネルギーを充電する蓄電池が収容されており、光源部１０は、この蓄電池の電気エネルギーを使ってラインレーザー光７１を出射する。なお、光源部１０の電源は、上記のように太陽光を利用するものに限らず、商用電源等を用いるようにしてもよい。

図２、図３、図４に示すように、光源部１０は、ラインレーザー光７１を出射するレーザー発振器２と、レーザー発振器２を収容する本体ケース３と、本体ケース３に上方から被せて一体化された庇４とを備えている。

レーザー発振器２において、ラインレーザー光７１は、先端面の出射口２４から前方に向かって三角形平面状に広がるように所定の指向角度αで出射される（図４参照）。この三角形におけるレーザー発振器２の出射口２４を頂点とする三角形の中心線がラインレーザー光７１の光軸７２となる（図４参照）。レーザー発振器２は、およそ４００ｎｍ〜７００ｎｍの波長範囲内の可視光レーザーであり、赤、青、黄、緑などの様々な発光色のものを用いることができ、好ましくは、緑色の可視光レーザーが用いられる。また、レーザー発振器２は、レーザー光出力が高出力のものを使用することが好ましく、例えば、レーザー光出力としてＪＩＳＣ６８０２（レーザー機器の安全基準）で定められる安全クラス２以上のものが用いられる。なお、レーザー発振器２が安全クラス２以上のものであっても、図４から明らかなように、光源部１０は、レーザー発振器２を収容する本体ケース３と庇４とを一体で備えているため、実際に人の目が最接近できる庇４の先端部４ａがレーザー光出力の測定基準となる。従って、光源部１０は、庇４の長さにより安全クラス２を満たすものとすることができる。

図５、図６、図７を参照して、本体ケース３は、前面部３３が下向きの傾斜面となった略四角形箱形に形成され、樹脂又は金属製で形成できるが、光源部１０の軽量化や低コスト化等のために樹脂製とするのが好ましい。本体ケース３内には、レーザー発振器２が横置き状態に固定され、本体ケース３の前面部３３には、その略中央部にレーザー発振器２からのラインレーザー光７１を出射するレーザー出射窓部３４が設けられている。なお、レーザー出射窓部３４は、前面部３３と面一となるようにプラスチック製の透明シート板を本体ケース３と一体成形にて形成可能であるが、ガラス板を嵌め込み接着等して形成してもよいし、前面部３３を透明樹脂で形成してレーザー発振器２の配置部分をレーザー出射窓部３４として構成してもよい。本体ケース３の前面部３３は、下向き傾斜面に形成して着雪、埃の付着等をさせにくくしているが、下向き傾斜面に限らず、垂直面等であってもよい。

庇４は、断面逆Ｕ字状の長尺な構造物により形成され、樹脂又は金属等で形成できるが、光源部１０の軽量化や低コスト化等のために樹脂製とするのが好ましい。庇４は、本体ケース３の上面部３１及び左右の側面部３２を覆い、ラインレーザー光７１の出射方向に延ばすように本体ケース３の前方に向かって延設されている（図４参照）。庇４の上壁部４１の頂部には、本体ケース３の上面部３１を上方から臨むように貫通した開口部４５が設けられている（図２参照）。なお、庇４は、レーザー出射窓部３４から出射するラインレーザー光７１を遮らない形状であれば、逆Ｕ字状に限らず、三角屋根状、衝立状、下部にスリットを備えた筒状など、様々な形状とすることができる。また、この庇４を設けない構成であってもよい。

本実施形態の視線誘導装置１においては、レーザー出射窓部３４に付着した土埃等の汚れを雨水によって洗い流すためのセルフクリーニング機構を備えている。以下に、このセルフクリーニング機構について説明する。

セルフクリーニング機構の一つとして、本体ケース３の上面部３１には、前端３１１付近の前領域に矩形状の凹部３０が形成され、この凹部３０内には、雨水を本体ケース３の上面部３１の前端３１１に流すため、凹部３０の後面から前端３１１まで前方に向かって略まっすぐ延びる複数の仕切部３６が設けられている。凹部３０は、本体ケース３における前面部３３のレーザー出射窓部３４に対応した上方位置に設けられている。本体ケース３の上面部３１は、後方から前方に向かって緩やかに下降する傾斜面となっている。凹部３０の底面は、略平坦面となっている。また、光源部１０は、前側が斜め下を向くように支柱Ｐに設置されるから、この設置状態では、光源部１０の本体ケース３も前側が斜め下を向き、本体ケース３の上面部３１も前側が低くなるよう傾いた状態となる。また、庇４の上壁部４１の開口部４５は、本体ケース３の上面部３１の凹部３０を上から臨む位置に設けられている。従って、雨降り時には、庇４の開口部４５を通して雨水が本体ケース３の上面部３１の凹部３０に落下される。

上記構成より、本体ケース３の上面部３１の凹部３０内には、複数の仕切部３６で画成されて仕切部３６間に雨水を溜めると同時に前端３１１へと流す水路３６０が形成される。これにより、本体ケース３の上面部３１の凹部３０に落下した雨水は、左右方向に流れて前面部３３の左右の縁に沿って流下したり、雨水が集まって大粒の水滴となって滴下したりすることが防止される。すなわち、本体ケース３の上面部３１の凹部３０に落下した雨水は、複数の仕切部３６によって仕切られた各水路３６０から上面部３１の前端３１１へと流される。そして、前端３１１に流されてきた雨水は、前端３１１にて左右方向に広がって配置される各水路３６０の出口からそれぞれ流出して本体ケース３の前面部３３に沿って流下する。このようにして、上面部３１の凹部３０に落下した雨水を前面部３３のレーザー出射窓部３４へと導くことができ、レーザー出射窓部３４に付着した土埃等の汚れを洗い流すことができる。

また、セルフクリーニング機構の一つとして、本体ケース３上面部３１の前端３１１には、この前端３１１に至る雨水を本体ケース３の前面部３３に導くように隣り合う仕切部３６間にＶ字状に切り込んだ切欠部３７が設けられている。各切欠部３７は、隣り合う仕切部３６間の略中間位置に設けられ、本体ケース３の上面部３１から前面部３３に連続して形成されている。

凹部３０の底面は、略平坦面に形成されているので、各水路３６０の底に溜まった雨水は、水路３６０の左右の仕切部３６側に片寄ることなく水路３６０の底面中央からも前端３１１に向かって流される。従って、前端３１１に流れてきた雨水は、Ｖ字状の切欠部３７の内側部分との接触による表面張力の作用等により切欠部３７内に浸入して、滴下しないように切欠部３７によって保持されて前面部３３側へと導かれて前面部３３に沿って流下させることができる。よって、前端３１１に流れてきた雨水を確実に前面部３３に沿って流下させてレーザー出射窓部３４の汚れを洗い流すことができる。

また、セルフクリーニング機構の一つとして、本体ケース３の前面部３３には、上面部３１の前端３１１から前面部３３に沿って流下する雨水をレーザー出射窓部３４の表面に流すように、本体ケース３の上面部３１の前端３１１から下方に向かってレーザー出射窓部３４の上辺まで延びる凸状の誘導リブ３８が複数本設けられている。誘導リブ３８は、実施形態では３本形成され、そのうち外側２本の誘導リブ３８は、凹部３０の左右外側位置からレーザー出射窓部３４の上辺の中央に向かって斜めに延設されている。

切欠部３７から本体ケース３の前面部３３に導かれた雨水（例えば、先頭の球形となった水滴）は、凸状の誘導リブ３８との接触による表面張力の作用等により誘導リブ３８に沿って流下する。これより、誘導リブ３８によって雨水を横方向にそらさないようレーザー出射窓部３４の表面へと確実に流すことができ、かつ雨水を集中的にレーザー出射窓部３４の表面へと流すことができる。また、真ん中の真っすぐ延びる誘導リブ３８は、前端３１１の各水路３６０から前面部３３に導かれた雨水を左右に分けるので、前面部３３に沿って流れる雨水が集まって大粒となって滴下することを防ぐことができる。従って、雨水によってレーザー出射窓部３４の汚れをより確実に洗い流すことができる。なお、誘導リブ３８は、３本に限らず、２本以上形成されていればよい。また、各誘導リブ３８の下端位置は、レーザー出射窓部３４の上辺の左右端よりも内側に配置して、レーザー発振器２の出射口２４が臨む窓部中心部に雨水が流れやすくなるようにしている。なお、左右外側の２本の誘導リブ３８は、下端位置をレーザー出射窓部３４の上辺の左右端付近に配置してもよい。

また、前記セルフクリーニングを確保するための手段として、図３を参照して、庇４の上壁部４１の内側面には、本体ケース３の上面部３１の前端３１１を前方から覆う目隠し板４７が設けられている。この目隠し板４７の左右幅は、上面部３１に設けた凹部３０の左右幅と同じか、それより少し大き目に形成され、また、目隠し板４７の下端は、凹部３０より少し下に位置するように延出形成されている。この目隠し板４７によって、吹雪などの際、前方から庇４内の空間Ｓに吹き込んできた雪が本体ケース３の前端３１１に着雪することを防止できる。すなわち、庇４内の着雪は、日光や雨に晒されず着雪状態が保持されやすいため、目隠し板４７によって積極的に本体ケース３の前端３１１への着雪防止を行うようにしている。従って、雨降り時に凹部３０の前端３１１に流れてきた雨水は、着雪によって堰き止められることなく確実に本体ケース３の前面部３３に沿って流れるようにすることができる。

以上のように、本実施形態の視線誘導装置１によれば、雨降り時に本体ケース３の上面部３１に落下する雨水を本体ケース３の前面部３３へと流して、雨水を確実に前面部３３に沿って流下させて前面部３３のレーザー出射窓部３４に付着した土埃等の汚れを雨水によって確実に洗い流すことができる。このようにしてレーザー出射窓部３４の汚れを雨水によって洗い流すという自然の雨水を利用したセルフクリーニングを確実かつ効果的に行うことができる。よって、本体ケース３のレーザー出射窓部３４からは十分な光量のラインレーザー光７１を照射することができ、路面に鮮明なライン標示７を行い続けることができる。なお、庇４の開口部４５や本体ケース３の上面部３１の凹部３０に雪が積もることもあるが、日光や雨によって雪が溶けて、この雪解け水によっても、上記の雨水の場合のようにレーザー出射窓部３４に付着した土埃等の汚れを洗い流すことができる。

本発明は、以上の実施形態に限定されず、特許請求の範囲の記載内で様々な変形を施すことが可能である。
例えば、実施形態では、複数の仕切部３６は、ケース本体の上面部３１に設けた凹部３０内に形成するが、このような凹部３０を設けずケース本体の上面部３１上に形成するようにしてもよい。この場合、仕切部３６を形成する本体ケース３の上面部３１の前領域は、平坦面とし、また、この前領域の後部に立壁部を形成することが好ましい。
また、上述した切欠部３７、誘導リブ３８、目隠し板４７のそれぞれは、必要に応じて設けたり設けなかったりしてもよい。
また、レーザー出射窓部３４の表面に防汚コートを施すようにしてもよい。この場合、レーザー出射窓部３４表面に土埃等の汚れが付きにくくなり、また、雨水が流れることでレーザー出射窓部３４表面の汚れを簡単かつ綺麗に除去することができる。

本発明において、光源部１０のラインレーザー光７１を発射するレーザー発振器２は、線状にレーザー光を発光するものだけでなく、面状にレーザー光を発光するものを使用することができる。面状にレーザー光を発光するレーザー発振器２は、略長方形の面状にレーザー光を発光することにより、道路Ｒの路面Ｒ０上に太幅のライン標示７を行うことができ、車両Ｍの運転者においてライン標示７の視認性を高めることができる。従って、車両Ｍの運転者に対する安全性が高められる。なお、面状にレーザー光を発光する場合、レーザー発振器２として、例えば、面発光レーザー（ＶＣＳＥＬ：Vertical Cavity Surface Emitting LASER）を使用することができる。また、レーザー発振器２においてレンズ等の光学系により略長方形の面状にレーザー光を発光するようにしてもよい。さらに、線状のラインレーザー光５１を発光するレーザー発振器２を複数個配設して複数本のラインレーザー光７１を線幅方向に複数本発光させて太幅のライン標示７として車両Ｍの運転者に認識させるようにしてもよい。

また、本発明において、光源部１０におけるレーザー発振器２は、図８に示すように、道路Ｒの路面Ｒ０上のライン標示７として、規定の光出力を有するライン中央部７３と、規定の光出力に満たないライン両端部７４，７５とを形成する構成を備えるものとすることができる。このようなレーザー発振器２として、例えば、半導体レーザー素子と、コリメートレンズと、シリンドリカルレンズとを備え、半導体レーザー素子から出力されるレーザー光は、コリメートレンズにより平行光に変換され、この平行光がシリンドリカルレンズを通過することによりラインレーザー光として出力されるものが例示される。この場合、半導体レーザー素子から出力されるレーザー光は、光強度分布がガウス分布となっているので、コリメートレンズ及びシリンドリカルレンズを通過して出力されるラインレーザー光は、ライン照射光の中心部分が最も高い光出力（光強度）となり、ライン照射光の両端部に向かうにしたがって光出力が低くなる。従って、このレーザー発振器２によれば、路面Ｒ０上のライン標示７において、光出力が高く保持されて規定の光出力以上有するライン中央部７３と、光出力が低くなり規定の光出力に満たないライン両端部７４，７５とが形成される。

ここで、路面Ｒ０上のライン標示７においてライン中心部分（ラインレーザー光７１の光軸７２の延長上の部分）が最も高い光出力値を有する。前記「規定の光出力を有するライン中央部７３」とは、路面Ｒ０上のライン標示７に対して車両Ｍのヘッドライト光が当たっても運転者にはライン標示７が認識できる明るさを有するライン長さ部分と定義される。規定の光出力を有するライン中央部７３のライン長さ部分は、レーザー発振器２の初期設定において、例えば、ラインレーザー光７１の指向角度αの範囲内におけるライン標示７の長さと略一致させるようにすることができる。

一方、前記「規定の光出力に満たないライン両端部７４，７５」とは、路面Ｒ０上のライン標示７に対して車両Ｍのヘッドライト光が当たると運転者にはライン標示７が認識し難くなるが、ヘッドライト光が当たっていない場合は運転者にはライン標示７が認識できる明るさを有するライン長さ部分と定義される。因みに、本発明者らは、レーザー発振器２として、ラインレーザー光７１の指向角度αが１０°に設定されるが、この１０°の指向角度αよりも広角にラインレーザー光７１を発射するものを用い、照射距離４ｍの地点でのライン照射光の光出力値を測定した。その結果、ライン照射光において指向角度１０°の両端位置（指向角度１０°の中心線に対して±５°の各頂点位置）の光出力値は、ライン照射光のライン中心部分の位置（光軸５２延長上の位置であり、指向角度１０°の中心線上の位置）における光出力値の約１／２であった。これより、前記「規定の光出力に満たないライン両端部７４，７５」は、目安として、例えば、このライン中心部分の最も高い光出力値の１／２〜１／３に満たない光出力値相当となる端部分とすることができる。なお、前記「１／２〜１／３」の数値は、あくまで目安に過ぎず、「規定の光出力に満たないライン両端部７４，７５」のライン長さ部分は、前記定義が優先される。すなわち、視線誘導装置１から路面Ｒ０までの照射距離や照射角度（光軸７２の俯角）等によって、ライン標示７のライン両端部７４，７５において車両Ｍのヘッドライト光が当たると運転者には見えなくなるか見えにくくなるライン長さ部分の範囲が変動するからである。

前記構成のレーザー発振器２によれば、ライン標示７における規定の光出力に満たないライン両端部７４，７５は、車両Ｍのヘッドライト光が当たればヘッドライト光に打ち消されて運転者にはほぼ見えなくなるが、ヘッドライト光が当たっていない場合は、運転者には前記ライン両端部７４，７５のライン長さ分だけライン標示５が長く見える。従って、車両Ｍの運転者は、ヘッドライト光照射位置よりも遠くの前方の道路線形を容易に認識することができる。よって、夜間、積雪時や降雨時等の視程障害時等において、車両Ｍの運転者に対する安全性が高められる。

また、前記の視線誘導装置１が道路Ｒの長さ方向に沿って複数台設置される場合、前記ライン中央部７３のライン長さ部分の長さよりも間隔を離して設置しても、前記ライン両端部７４，７５のライン長さ部分の長さ分だけライン標示７が長く認識し得ることから、運転者は、複数台の視線誘導装置１から照射された各ライン標示７が繋がって連続した１本の明るく長い線として認識することができる。従って、車両Ｍの運転者は、複数の視線誘導装置１が設置された場所から更に遠く離れた位置からでも、視界の範囲内における前方の道路線形を容易に認識することができる。よって、車両Ｍの運転者に対する安全性が更に高められる。

１ 視線誘導装置
２ レーザー発振器
３ 本体ケース
４ 庇
７ ライン標示
１０ 光源部
１１ 太陽光パネル
１２ 制御箱
２４ 出射口
３０ 凹部
３１ 上面部
３２ 側面部
３３ 前面部
３４ レーザー出射窓部
３６ 仕切部
３７ 切欠部
３８ 誘導リブ
４１ 上壁部
４５ 開口部
４７ 目隠し板
７１ ラインレーザー光
７２ 光軸
７３ ライン中央部
７４，７５ ライン端部
３１１ 前端
３６０ 水路
Ｍ 車両
Ｐ 支柱
Ｒ 道路
Ｒ０ 路面
Ｒ１ 外側線
Ｓ 空間
α 指向角度

Claims (6)

1. ラインレーザー光を上方から道路の路面に向けて照射して路面上にライン標示を行う視線誘導装置であって、
   ラインレーザー光を出射するレーザー発振器と、レーザー発振器を収容する本体ケースとを備え、
   本体ケースの前面部は、レーザー発振器から出射されたラインレーザー光を透過させる透明なレーザー出射窓部が形成され、
   本体ケースの上面部には、雨水を本体ケースの上面部の前端に流す水路を形成するように、前方に向かって延びる複数の仕切部が設けられている視線誘導装置。
2. 請求項１に記載の視線誘導装置において、
   本体ケースの上面部の前端には、この前端に至る雨水を本体ケースの前面部に導くように、隣り合う仕切部間に切欠部が設けられている視線誘導装置。
3. 請求項１又は２に記載の視線誘導装置において、
   本体ケースの前面部には、前面部に沿って流下する雨水をレーザー出射窓部の表面に流すように、前面部の上部からレーザー出射窓部に向かって延びる複数の誘導リブが設けられている視線誘導装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の視線誘導装置において、
   本体ケースの上面部および側面部を覆って前方へ延びる庇を備え、
   庇の上壁部には、本体ケース上面部の複数の仕切部を上方から臨む開口部が設けられ、
   庇の上壁部の内側には、本体ケースの上面部の前端を前方から覆うように、目隠し板が設けられている視線誘導装置。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の視線誘導装置において、
   レーザー出射窓部の表面には、防汚コートが施されている視線誘導装置。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の視線誘導装置において、
   前記レーザー発振器は、路面上のライン標示として、規定の光出力を有するライン中央部と、規定の光出力に満たないライン両端部とを形成する構成を備える視線誘導装置。

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