JP7305649B2 - 道路照明システム - Google Patents
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Description
本出願は、2017年12月21日付で出願された「道路照明」と題する米国特許仮出願第62/608,963号、2018年3月21日付で出願された「道路照明」と題する欧州特許出願第18163162.3号、2018年12月20日付で出願された「道路照明」と題する米国特許出願第16/228,506号、2018年12月20日付で出願された「道路照明」と題する米国特許出願第16/228,514号、及び2018年12月20日付で出願された「道路照明」と題する米国特許出願第16/228,516号に対する優先権を主張している。これらの各出願は全体的に参照によって本願に援用される。
本発明は一般に照明に関連し、特に道路照明に関連する。
交差点その他の横断歩道に接近しつつある人間の車両運転手又は自動化された車両のドライバは、車両の経路の中にいる又は入りつつある歩行者及び自転車その他の個人輸送機(以下、本願では総称して「歩行者」という)を識別して避けなければならない。典型的には、これは信号灯及び照明灯を組み込んだ指定横断歩道(designated cross-walks)の利用によって支援されるが、それでも様々な道路及び照明状態において、ドライバは、事故を回避するのに間に合うように歩行者又は自転車利用者を識別することが困難である場合がある。更に、歩行者及び自転車利用者は、そのような装置が存在しない場所で、道路(又は車道)を横切ったり、あるいは道路の縁に沿って移動したりすることが多い。
E=I/D2=I/(h/sinφ)2
光源直下の道路上の地点の場合(φ=90°)、E=I/h2である。
Evert=Icosφ/D2
=(Icosφ)/((h-hp)/sinφ)2
=Icosφ・sin2φ/(h-hp)2
L=RE/π
であり、ここでRは反射率、Eは照度、πはパイ・ステラジアンである。
C=(Lp-Lbackground)/Lbackground
コントラストは、正又は負である可能性があり、背景輝度が非常に低い場合の非常に大きな正の数から、オブジェクト輝度が非常に低い場合の-1に近いものまで、さまざまである可能性がある。
C=((RpEvert/π)-Lbackground)/Lbackground
VL=CActual/CThreshold=CActual/CThreshold(α,tobserve,Ladaption,age)
VLが高いほど、歩行者が見える可能性は高くなる。VLは、照明設備のパフォーマンスの尺度を提供する。
更に他の実施形態では2500~5000、更に別の他の実施形態では5000~10000であるとすることが可能であり、これらは、例えば、適応車両ヘッドライト、適応街路灯、適応横断歩道照明などで使用されることが可能である。更に他の実施形態は、LED光源又はレーザー光源を使用することが可能な10000~100000及び100000~500000個を含み、レーザー光源又はラスタ走査レーザーなどの光源を使用することが可能な500000~1000000、及び1000000~100000000個が使用されてもよい。ラスタ走査は、マイクロエレクトロメカニカル・システム(MEMS)ベースのミラー、又は音響光学反射器又は偏向器により達成されることが可能である。これらの実施形態は、ディスプレイに好適である可能性がある。
100~500 lx、500~1000 lx、1000~50000 lx、50000~500000 lx、0.5×106~1×106 lx、1×106~10×106 lx、及び10×106~5000×106 lxであり得る。これらのアレイの照度は、幾つかの実施形態では、10~100ニト(nit)、100~1000ニト、1000~10000ニト、10000~100000ニト、0.1×106~1×106ニト、1×106~1000×106ニトであり得る。これらのアレイの輝度及び照度は、外部光学系なしで測定されることが可能であり、レーザー及びLEDアレイを含むことが可能である。幾つかの実施形態において、発光効率は、1~20 lm/W、20~200 lm/W、及び200~500 lm/Wであり得る。これらのアレイは、小型レンズ・アレイ又は複合放物面集光器(CPC)のような一次光学系と共にパッケージ化されてもよく、投影レンズのような二次光学系を含んでもよい。
付記1.光源;検出器;プロセッサ;及びコントローラを備える照明システムであって、システムは、光源からの光が路面の一部を照明し、路面上で移動する物体にスポット照明を提供するように構成され、それによりスポット照明は路面の一部に沿って移動する物体の後に続く、照明システム。
付記2.照明システムは、静止しており、歩行者の歩道横断のために照明を提供する、付記1に記載の照明システム。
付記3.照明システムは、携帯可能であり、歩行者及び個人輸送機を使用する歩行者のうちの一方に照明を提供する、付記1に記載の照明システム。
付記4.個人輸送機は、自転車、スクーター、セグウェイ、及びスケートのうちの1つである、付記3に記載の照明システム。
付記5.光源はLED及びレーザーのうちの1つを備える、付記1に記載の照明システム。
付記6.光源はLEDアレイを備える、付記1に記載の照明システム。
付記7.光源はマイクロLEDアレイを備える、付記1に記載の照明システム。
付記8.光源はレーザー及び波長コンバータを備える、付記1に記載の照明システム。
付記9.システムは、コントラストを増加させるために、路面の一部に沿って動く対象の後を追う縮小された水平照射のスポットを提供するように構成されている、付記1に記載の照明システム。
付記10.システムは、歩行者を少なくとも部分的に包囲して随伴する投影を更に含む、付記1に記載の照明システム。
付記11.投影は、円形、楕円形、正方形、長方形のうちの1つである、付記10に記載の照明システム。
付記12.投影は、歩行者の方向を示す矢印を更に含む、付記11に記載の照明システム。
付記13.システムは、車両ドライバとって可視的である交通標識及び文字メッセージのうちの1つの投影を更に含む、付記1に記載の照明システム。
付記14.システムは1つ以上の色を含む投影を更に提供する、付記1に記載の照明システム。
付記15.マイクロLEDアレイは、シリコン・ウェハ上のCMOS回路に搭載されて電気的に接続されたLEDチップを含み、LEDチップは、LEDチップの半導体表面上に延在し、波長コンバータで満たされる誘電体及び金属によって分離される、付記7に記載の照明システム。
付記16.システムは、水平照度の少なくとも2倍である垂直照明を含む、付記1に記載の照明システム。
付記17.システムは、水平照度の少なくとも5倍である垂直照度を含む、付記1に記載の照明システム。
付記18.投影の水平照度は、歩道周辺の水平照度の少なくとも2倍である、付記10に記載の照明システム。
付記19.投影の水平照度は、少なくとも歩行者の垂直照度に等しい、付記10に記載の照明システム。
付記20.投影の水平照度は、歩行者の垂直照度よりも小さい、付記10に記載の照明システム。
付記21.システムは、ネットワークと通信することが可能なトランシーバを更に備える、付記1に記載の照明システム。
付記22.システムは、車両、移動電話機、及びリモート・サーバーのうちの少なくとも1つとネットワークを介して通信することが可能なトランシーバを更に備える、付記21に記載の照明システム。
付記23.照明システムは、非自動車両照明システムを備える、付記1に記載の照明システム。
付記24.光源と、検出器と、コンピュータと、トランシーバとを備える携帯型照明デバイスであって、光がホルダーを照らし、画像を地面に投影する携帯型照明デバイス。
付記25.光源が、LED及びレーザーのうちの1つを含む、付記24に記載の携帯型照明装置。
付記26.検出器は、加速度計、ジャイロスコープ、及びGPSのうちの1つである、付記24に記載の携帯型照明装置。
付記27.トランシーバは、車両、移動電話機、及びリモート・サーバーのうちの少なくとも1つとネットワークを介して通信することが可能である、付記24に記載の携帯型照明装置。
付記28.画像は、少なくとも部分的にホルダーを取り囲んで随伴する、付記24に記載の携帯型照明装置。
付記29.画像は、ホルダーの方向を示す矢印を更に含む、付記24に記載の携帯型照明装置。
付記30.画像は、車両ドライバにとって可視的な交通標識及びテキスト・メッセージのうちの1つを含む、付記24に記載の携帯型照明装置。
付記31.画像は1つ以上の色を含む、付記24に記載の携帯型照明装置。
付記32.ホルダーは、歩行者及び個人輸送機に乗っている歩行者のうちの1人である、付記24に記載の携帯型照明装置。
付記33.個人輸送機は、自転車、スクーター、セグウェイ、及びスケートのうちの1つである、付記32に記載の携帯型照明装置。
付記34.ホルダーは、自転車、スクーター、セグウェイ及びスケートのうちの1つである、付記24に記載の携帯型照明装置。
付記35.ホルダーは非自動車両を備える、付記24に記載の携帯型照明装置。
Claims (12)
- 道路の上又は近辺に配備された道路照明システムであって:
1つ以上の光源;
前記道路の上又は近辺の歩行者を検出するように構成された1つ以上の検出器;
前記1つ以上の検出器から信号を受信して処理するように構成されたプロセッサ;及び
前記プロセッサから信号を受信し、これに応答して、路面の一部分を照明してスポット照明を前記歩行者に提供するために前記1つ以上の光源を制御するように構成されたコントローラであって、前記スポット照明は前記歩行者が前記道路の上又は近辺を移動する場合に前記歩行者を追跡する、コントローラ;
を備え、前記1つ以上の光源からの前記歩行者の照明は、前記道路に垂直な面内にある垂直照度成分と、前記道路に平行な面内にある水平照度成分とを含み、前記垂直照度成分は前記水平照度成分の少なくとも2倍であり;
前記歩行者の前記スポット照明は、前記道路に平行な面内で縮小された水平照度のスポットを含み、該スポットは増進した視覚コントラストを提供し且つ前記歩行者を包囲して追跡する、道路照明システム。 - 前記垂直照度成分は前記水平照度成分の少なくとも5倍である、請求項1に記載の道路照明システム。
- 前記1つ以上の検出器は、前記歩行者に接近しつつある前記道路上の自動車両を検出するように構成されており;及び
前記コントローラは、前記歩行者における前記垂直照度成分が前記自動車両から見えるように、前記歩行者の照明を制御するように構成されている、請求項1に記載の道路照明システム。 - 前記1つ以上の光源はLEDアレイを備え;及び
前記コントローラは、前記プロセッサから信号を受信し、これに応答して、前記歩行者が前記道路の上又は近辺を移動する場合に前記歩行者を追跡する前記スポット照明を前記歩行者に提供するために、前記LEDアレイのピクセルを制御するように構成されている、請求項1に記載の道路照明システム。 - 前記1つ以上の光源はLEDアレイを備え;及び
前記コントローラは、前記プロセッサから信号を受信し、これに応答して、前記歩行者が前記道路の上又は近辺を移動する場合に前記歩行者を追跡して少なくとも部分的に包囲する投影を含む照明を提供するために、前記LEDアレイのピクセルを制御するように構成されている、請求項1に記載の道路照明システム。 - 前記投影は前記歩行者が移動しつつある方向を示す矢印を含む、請求項5に記載の道路照明システム。
- 前記投影は、前記歩行者に接近しつつある車両ドライバにとって可視的な交通標識、文字メッセージ、又は交通標識及び文字メッセージを含む、請求項5に記載の道路照明システム。
- 前記道路に平行な面内における前記投影の水平照度は、前記道路周辺の水平照度の少なくとも2倍である、請求項5に記載の道路照明システム。
- 前記1つ以上の検出器は、前記歩行者に接近しつつある前記道路上の自動車両を検出するように構成されており;
前記コントローラは、前記歩行者における前記垂直照度成分が前記自動車両から見えるように、前記歩行者の照明を制御するように構成されており;及び
前記歩行者の前記スポット照明は、前記道路に平行な面内で縮小された水平照度のスポットを含み、該スポットは増進した視覚コントラストを提供し且つ前記歩行者を包囲して追跡する、請求項1に記載の道路照明システム。 - 前記1つ以上の検出器は、前記歩行者に接近しつつある前記道路上の自動車両を検出するように構成されており;
前記コントローラは、前記歩行者における前記垂直照度成分が前記自動車両から見えるように、前記歩行者の照明を制御するように構成されており;
前記1つ以上の光源はLEDアレイを備え;及び
前記コントローラは、前記プロセッサから信号を受信し、これに応答して、前記歩行者が前記道路の上又は近辺を移動する場合に前記歩行者を追跡する前記スポット照明を前記歩行者に提供するために、前記光源における前記LEDアレイのピクセルを制御するように構成されている、請求項1に記載の道路照明システム。 - 前記1つ以上の検出器は、前記歩行者に接近しつつある前記道路上の自動車両を検出するように構成されており;
前記コントローラは、前記歩行者における前記垂直照度成分が前記自動車両から見えるように、前記歩行者の照明を制御するように構成されており;
前記1つ以上の光源はLEDアレイを備え;及び
前記コントローラは、前記プロセッサから信号を受信し、これに応答して、前記歩行者が前記道路の上又は近辺を移動する場合に前記歩行者を追跡して少なくとも部分的に包囲する投影を含む照明を提供するために、前記LEDアレイのピクセルを制御するように構成されている、請求項1に記載の道路照明システム。 - 前記道路に平行な面内における前記投影の水平照度は、前記道路周辺の水平照度の少なくとも2倍である、請求項11に記載の道路照明システム。
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