JP2005142116A - トンネル照明器具 - Google Patents

Abstract

【課題】ドライバーが安全又は快適に運転することができるトンネル照明器具を提供する。
【解決手段】照明器具１は、シャーシ３等から構成された器具本体２を備えている。シャーシ３内には基板１０が配置されており、基板１０にはＬＥＤ１２が実装されている。ＬＥＤ１２は、赤色光を発するＬＥＤ１２ａと緑色光を発するＬＥＤ１２ｂと青色光を発するＬＥＤ１２ｃとの３種類のＬＥＤから構成されている。ＬＥＤ１２の色温度を変化させる際には、ＬＥＤ１２ａ〜１２ｃを点灯、消灯、及び調光等して、ＬＥＤ１２の色温度を変化させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、トンネル内を照らすトンネル照明器具に関する。

従来から、高速道路等のトンネル内にはトンネル内を照らす照明器具が設置されている。このような照明器具の光源には、現在、高圧ナトリウムランプ、低圧ナトリウムランプ、蛍光ランプ等が使用されているが、寿命等の点から発光ダイオードを光源として使用することが注目されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００２−３２４４０８号公報

ところで、ドライバーは、トンネル侵入時にトンネル内とトンネル外との色温度の違いから違和感を覚え、不安を感じ、速度を低下させてしまうことがある。このような速度の低下は、事故や渋滞を引き起こす要因となり得るため、最小限に留めさせることが望ましい。また、ドライバーは渋滞等により不快感を覚えることがある。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものである。即ち、ドライバーが安全又は快適に運転することができるトンネル照明器具を提供することを目的とする。

請求項１記載のトンネル照明器具は、内部空間を有する器具本体と；器具本体に取り付けられた基板と；基板に実装され、色温度を変化させることが可能な半導体発光素子と；を具備することを特徴としている。

本発明において、特に言及しない限り用語の定義及び技術的意義は次のとおりとする。半導体発光素子は、色温度を変化させることが可能なものである。このような半導体発光素子は、半導体発光素子自体の色温度を変化させることが可能なもの、或いは色温度が互いに異なる少なくとも２種類のものから構成することが可能である。

半導体発光素子を色温度が互いに異なる少なくとも２種類のものから構成する場合には、混色する割合を変化させることにより、全体としての色温度を変化させることができる。

請求項２記載のトンネル照明器具は、請求項１記載のトンネル照明器具であって、半導体発光素子が、色温度が互いに異なる少なくとも２種類の半導体発光素子から構成されていることを特徴としている。

色温度が互いに異なる少なくとも２種類の半導体発光素子としては、例えば、赤色光を発する赤色系半導体発光素子と、緑色光を発する緑色系半導体発光素子と、青色光を発する青色系半導体発光素子から半導体発光素子とが挙げられる。また、これらのもの他に白色光を発する白色系半導体発光素子を加えてもよい。

請求項１及び請求項２記載のトンネル照明器具によれば、ドライバーが安全又は快適に運転することができる。

（第１の実施の形態）
以下、第１の実施の形態について説明する。図１は本実施の形態に係る照明器具の模式的な平面図であり、図２は本実施の形態に係る照明器具の模式的な垂直断面図である。図３は本実施の形態に係る照明器具をトンネル内壁に取り付けたときの様子を表した模式図であり、図４は本実施の形態に係るブロック配線図である。

図１及び図２に示すように照明器具１は、例えばステンレス製等の密閉形の器具本体２等から構成されている。器具本体２は、例えばＪＩＳ Ｃ８１４０で規定する防噴流用器具本体等の密閉形に構成されており、如何なる方向からの水の直接噴流を受けても有害な影響が出ないように構成されている。

器具本体２は、シャーシ３等から構成されている。シャーシ３には、照明器具１をトンネル内壁に固定するための複数の取付耳３ａが形成されている。各取付耳３ａには、ネジ穴が形成されている。ネジ穴を利用してトンネル内壁などに設けられたステー等の取り付け装置にネジ止めすることによって、器具本体２が約４５度の角度でトンネル内壁に固定される。

シャーシ３の投光開口端には、パッキン４を介してほぼ長方形の投光開口を有する蓋体５が取り付けられている。蓋体５は、ヒンジ６によりシャーシ３に開閉可能に取り付けられ、ヒンジ６の反対側にシャーシ３に設けられたラッチ７によって閉塞された状態が保持される。蓋体５による閉塞縁はパッキンにより水気や粉塵が浸入しないような処理が施されている。

蓋体５の投光開口には、透光性カバー８が水密かつ気密に嵌合されている。透光性カバー８には、透明なガラス板が使用されている。透光性カバー８は、蓋体５にシリコーン系等の接着剤９により固着されている。

器具本体２内には、基板１０が透光性カバー８と略平行になるように配置されている。基板８の裏面側には、交流電源から供給される交流を脈流または直流に変える整流回路等を備えた点灯回路１１等が配置されている。

基板１０には、発光ダイオード１２（以下、「ＬＥＤ」という。）が基板１０の表面側に実装されている。ＬＥＤ１２は、色温度が互いに異なる少なくとも２種類のＬＥＤから構成されている。本実施の形態では、ＬＥＤ１２は、赤色光を発するＬＥＤ１２ａと緑色光を発するＬＥＤ１２ｂと青色光を発するＬＥＤ１２ｃとの３種類のＬＥＤから構成されている。ここで、「赤色光」とは発光ピーク波長が約６０５〜６３５ｎｍの範囲内に存在する光を意味し、「緑色光」とは発光ピーク波長が約５３０〜５７０ｎｍの範囲内に存在する光を意味し、「青色光」とは発光ピーク波長が約４５０〜４９０ｎｍの範囲内に存在する光を意味する。

また、ＬＥＤ１２は複数のユニット１２ｄに分かれており、各ユニット１２ｄはＬＥＤ１２ａ〜ＬＥＤ１２ｃから構成されている。ユニット１２ｄは基板の長手方向及び短手方向に列をなしている。本実施の形態では基板の長手方向にユニット１２ｄの列が４列（第１列〜第４列）存在している。ここで、第１列〜第４列は互いに配光が等しくなっている。各列においてはユニット１２ｄは互いに配光が異なっており、各ユニット１２ｄにおいてはＬＥＤ１２ａ〜１２ｃは互いに配光が等しくなっている。

このような照明器具１は、図３及び図４に示されるようにトンネルＴ内壁に複数取り付けられる。トンネルＴの入口付近には、トンネルＴの入口付近の色温度及び輝度を測定可能な色彩輝度計１３が設置されている。各照明器具１と色彩輝度計１３には、色彩輝度計１３の測定結果に基づいて各照明器具１におけるＬＥＤ１２を制御するコントローラ１４が電気的に接続されている。具体的には、色彩輝度計１３の測定結果に基づいてＬＥＤ１２から発せられる光の色温度がトンネルＴの入口付近の色温度とほぼ等しくなるようにＬＥＤ１２ａ〜１２ｃを点灯、消灯、及び調光等して、色温度を変化させる。

本実施の形態では、色彩輝度計１３によりトンネルＴの入口付近の色温度を測定し、測定結果に基づいてＬＥＤ１２から発せられる色温度がトンネルＴの入口付近の色温度とほぼ等しくなるようにＬＥＤ１２の色温度を変化させるので、トンネルＴ侵入時にトンネルＴ内とトンネルＴ外との色温度の違いから生じる違和感を軽減させることができる。これにより、不安を軽減させることができ、ドライバーが安全に運転することができる。

本実施の形態では、ＬＥＤ１２が透光性カバー８で覆われているので、ＬＥＤ１２の損傷を抑制することができる。即ち、トンネルＴ内は砂等が巻き上げられるので、定期的に照明器具１を清掃する必要がある。ここで、ＬＥＤ１２が器具本体２の表面に露出している場合には、清掃の際ＬＥＤ１２が損傷してしまうことがある。これに対し、本実施の形態ではＬＥＤ１２が透光性カバー８で覆われているので、ＬＥＤ１２の損傷を抑制することができる。

（実施例１）
以下、実施例１について説明する。本実施例では、色温度が異なるＬＥＤを点灯させて、色温度が３０００Ｋ，５０００Ｋ，６５００Ｋの光を得る場合における各ＬＥＤの光束比について調べた。

実験条件について説明する。本実施例では、ＬＥＤとして、発光ピーク波長が約６２０ｎｍに存在し、かつ発光スペクトルの半値幅が約１６．１ｎｍである赤色系ＬＥＤと、発光ピーク波長が約５５０ｎｍに存在し、かつ発光スペクトルの半値幅が約４８．０ｎｍである緑色系ＬＥＤと、発光ピーク波長が約４７０ｎｍに存在し、かつ発光スペクトルの半値幅が約６８．８ｎｍの青色系ＬＥＤとを用いた。このようなＬＥＤを点灯させて色温度が３０００Ｋ，５０００Ｋ，６５００Ｋの光をそれぞれ作り出し、そのときの各ＬＥＤにおける光束比を調べた。

実験結果について説明する。

ＬＥＤを表１に示すような光束比で点灯させた場合に、色温度が３０００Ｋ，５０００Ｋ，６５００Ｋの光がそれぞれ得られた。この結果から、ＬＥＤ１２を本実施例のＬＥＤから構成し、かつコントローラ１４により表１に示されるような光束比にＬＥＤをそれぞれ制御した場合には、色温度が３０００Ｋ，５０００Ｋ，６５００Ｋの光が得られることが確認された。

（実施例２）
以下、実施例２について説明する。本実施例では、上記実施例と同様に色温度が異なるＬＥＤを点灯させて、色温度が３０００Ｋ，５０００Ｋ，６５００Ｋの光を得る場合における各ＬＥＤの光束比について調べた。

実験条件について説明する。本実施例では、ＬＥＤとして、発光ピーク波長が約６２０ｎｍに存在し、かつ発光スペクトルの半値幅が約２４．５ｎｍである赤色系ＬＥＤと、発光ピーク波長が約５５０ｎｍに存在し、かつ発光スペクトルの半値幅が約３１．６ｎｍである緑色系ＬＥＤと、発光ピーク波長が約４７０ｎｍに存在し、かつ発光スペクトルの半値幅が約６８．８ｎｍの青色系ＬＥＤとを用いた。このようなＬＥＤを点灯させて色温度が３０００Ｋ，５０００Ｋ，６５００Ｋの光をそれぞれ作り出し、そのときの各ＬＥＤにおける光束比を調べた。

実験結果について説明する。

ＬＥＤを表２に示すような光束比で点灯させた場合に、色温度が３０００Ｋ，５０００Ｋ，６５００Ｋの光がそれぞれ得られた。この結果から、ＬＥＤ１２を本実施例のＬＥＤから構成し、かつコントローラ１４により表２に示されるような光束比にＬＥＤをそれぞれ制御した場合には、色温度が３０００Ｋ，５０００Ｋ，６５００Ｋの光が得られることが確認された。

（実施例３）
以下、実施例３について説明する。本実施例では、上記実施例と同様に色温度が異なるＬＥＤを点灯させて、色温度が３０００Ｋ，５０００Ｋ，６５００Ｋの光を得る場合における各ＬＥＤの光束比について調べた。

実験条件について説明する。本実施例では、ＬＥＤとして、発光ピーク波長が約６２０ｎｍに存在し、かつ発光スペクトルの半値幅が約１６．１ｎｍである赤色系ＬＥＤと、発光ピーク波長が約５４５ｎｍに存在し、かつ発光スペクトルの半値幅が約４８．０ｎｍである緑色系ＬＥＤと、発光ピーク波長が約４５５ｎｍに存在し、かつ発光スペクトルの半値幅が約４９．２ｎｍの青色系ＬＥＤとを用いた。このようなＬＥＤを点灯させて色温度が３０００Ｋ，５０００Ｋ，６５００Ｋの光をそれぞれ作り出し、そのときの各ＬＥＤにおける光束比を調べた。

実験結果について説明する。

ＬＥＤを表３に示すような光束比で点灯させた場合に、色温度が３０００Ｋ，５０００Ｋ，６５００Ｋの光がそれぞれ得られた。この結果から、ＬＥＤ１２を本実施例のＬＥＤから構成し、かつコントローラ１４により表３に示されるような光束比にＬＥＤをそれぞれ制御した場合には、色温度が３０００Ｋ，５０００Ｋ，６５００Ｋの光が得られることが確認された。

（第２の実施の形態）
以下、第２の実施の形態について説明する。本実施の形態では、交通状況に応じてＬＥＤの色温度を制御する例について説明する。

トンネルＴの入口付近には、交通状況を把握するためのカメラ（図示せず）が設置されている。カメラとコントローラ１４は電気的に接続されており、コントローラ１４はカメラの映像に基づいてＬＥＤ１２を制御するように構成されている。例えば、渋滞している場合には、低い色温度の光が発せられるようにＬＥＤ１２を制御する。この場合には、渋滞による不快感を軽減させることができ、ドライバーが快適に運転することができる。

（第３の実施の形態）
以下、第３の実施の形態について説明する。本実施の形態では、季節或いは時間帯に応じてＬＥＤを制御する例について説明する。

コントローラ１４には時間を計測するタイマ（図示せず）が電気的に接続されており、コントローラ１４はタイマで計測された時間に基づいてＬＥＤ１２を制御するように構成されている。例えば、季節に応じてＬＥＤ１２を制御する場合には、夏は高い色温度の光が発せられるようにＬＥＤ１２を制御し、冬は低い色温度の光が発せられるようにＬＥＤ１２を制御する。この場合には、夏は清涼感を与えることができ、冬は暖かな感じを与えることができる。これにより、ドライバーが快適に運転することができる。

一方、時間帯に応じてＬＥＤ１２を制御する場合には、例えば、夜及び朝は高い色温度の光が発せられるようにＬＥＤ１２を制御する。この場合には、ドライバーの眠気を抑制することができ、ドライバーが安全に運転することができる。

（第４の実施の形態）
以下、第４の実施の形態について説明する。本実施の形態では、ＬＥＤが透光性カバーにより覆われていない例について説明する。図５は本実施の形態に係る照明器具の模式的な垂直断面図である。

図５に示されるように、蓋体５の投光開口には、ＬＥＤ１２が器具本体２外に位置するように基板１０が水密かつ気密に嵌合されている。そうして、本実施の形態ではＬＥＤ１２は透光性カバー８により覆われておらず、露出している。このとき、基板１０上に複数配置されたＬＥＤ１２の周囲を樹脂１５で覆い表面がほぼ平らになるようにしている。

樹脂１５としては、ＬＥＤ１２からの発光を屈折などによって妨げないように黒色の樹脂を使用することが好ましい。また、樹脂１５にＬＥＤ１２の発光を器具の外側により多く放出させるため光を拡散する粒状の拡散手段、及び清掃が簡略化できるように光触媒材を樹脂１５に混入してもよい。さらに、ＬＥＤ１２からの発光を器具の外側により多く放出させるためにＬＥＤ１２の周囲を反射層で覆ってもよい。

本実施の形態では、ＬＥＤ１２が透光性カバー８により覆われていないので、明るさを向上させることができる。即ち、ＬＥＤ１２が透光性カバー８により覆われている場合には、ＬＥＤ１２から発せられた光は透光性カバー８を透過して、器具本体２外に出射する。ここで、ＬＥＤ１２から発せられた光が透光性カバー８を透過する際には、透光性カバー８により多少光が遮られてしまう。これに対し、本実施の形態ではＬＥＤ１２が透光性カバー８により覆われていないので、透光性カバー８により光が遮られることがない。それ故、明るさを向上させることができる。

本実施の形態では、ＬＥＤ１２の周囲が樹脂１５で覆われているので、ＬＥＤ１２の間等に排気ガスの煤煙などの付着を抑制できる。また、表面を平らにしているので、清掃が複雑にならないなどの利点を有する。

本実施の形態では、ＬＥＤ１２が器具本体２外に配置されているので、器具本体２内を有効に活用することができる。

（第５の実施の形態）
以下、第５の実施の形態について説明する。本実施の形態では、ＬＥＤの累積点灯時間が均一になるようにＬＥＤを間引き点灯させる例について説明する。図６（ａ）〜図６（ｈ）及び図７（ａ）〜図７（ｈ）は本実施の形態に係る照明器具を点灯させたときの様子を表した模式図である。

コントローラ１４には、時間を計測するタイマ（図示せず）が電気的に接続されている。コントローラ１４は、タイマにより計測された時間に基づいて、所定時間毎にＬＥＤ１２ａ〜１２ｃの累積点灯時間が均一になるようにＬＥＤ１２ａ〜１２ｃを制御するように構成されている。本実施の形態では、ユニット１２ｄの列毎にＬＥＤ１２ａ〜１２ｃを制御する。例えば、１日目の８時から１６時までは図６（ａ）に示されるように第１列〜第４列を点灯させ、１日目の１６時から２１時までは図６（ｂ）に示されるように第１列及び第３列を点灯させ、１日目の２１時から２日目の３時までは図６（ｃ）に示されるように第４列を点灯させ、２日目の３時から８時までは図６（ｄ）に示されるように第１列及び第３列を点灯させる。次いで、２日目の８時から１６時までは図６（ｅ）に示されるように第１列〜第４列を点灯させ、２日目の１６時から２１時までは図６（ｆ）に示されるように第２列及び第４列を点灯させ、２日目の２１時から３日目の３時までは図６（ｇ）に示されるように第３列を点灯させ、３日目の３時から８時までは図６（ｈ）に示されるように第２列及び第４列を点灯させる。続いて、３日目の８時から１６時までは図７（ａ）に示されるように第１列〜第４列を点灯させ、３日目の１６時から２１時までは図７（ｂ）に示されるように第１列及び第３列を点灯させ、３日目の２１時から４日目の３時までは図７（ｃ）に示されるように第２列を点灯させ、４日目の３時から８時までは図７（ｄ）に示されるように第１列及び第３列を点灯させる。そして、４日目の８時から１６時までは図７（ｅ）に示されるように第１列〜第４列を点灯させ、４日目の１６時から２１時までは図７（ｆ）に示されるように第２列及び第４列を点灯させ、４日目の２１時から５日目の３時までは図７（ｇ）に示されるように第１列を点灯させ、５日目の３時から８時までは図７（ｈ）に示されるように第２列及び第４列を点灯させる。これらの点灯を繰り返し行う。

本実施の形態では、ＬＥＤ１２ａ〜１２ｃの累積点灯時間が所定時間毎に均一になるようにＬＥＤ１２ａ〜１２ｃを間引き点灯させるので、トンネルＴの維持管理費を低減させることができるとともにＬＥＤ１２ａ〜１２ｃを交換する際の手間を軽減させることができる。即ち、間引き点灯を行い、必要のないＬＥＤ１２ａ〜１２ｃを消灯させることにより、トンネルＴの維持管理費を低減させることができる。また、上記のようにＬＥＤ１２ａ〜１２ｃの点灯を制御することにより、ＬＥＤ１２ａ〜１２ｃの累積点灯時間が所定時間毎にほぼ均一になり、ＬＥＤ１２ａ〜１２ｃがほぼ同時期に寿命を迎える。それ故、ＬＥＤ１２ａ〜１２ｃを交換する際の手間を軽減させることができる。

本実施の形態では、第１列〜第４列が互いに等しい配光になっており、かつユニット１２ｄの列毎にＬＥＤ１２ａ〜１２ｃの点灯を制御するので、間引き点灯させる際の配光の変化を抑制することができる。即ち、ＬＥＤ１２ａ〜１２ｃを点灯及び消灯させた場合には、配光が変化してしまい、所望の配光が得られない場合がある。これに対し、本実施の形態では、第１列〜第４列はそれぞれ互いに等しい配光が得られるように構成されており、ユニット１２ｄの列毎にＬＥＤ１２ａ〜１２ｃの点灯を制御するので、ＬＥＤ１２ａ〜１２ｃの点灯を制御した場合であっても配光が変わることがない。これにより、間引き点灯させた際の配光の変化を抑制することができる。

なお、本発明は上記実施の形態の記載内容に限定されるものではなく、構造や材質、各部材の配置等は、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。上記第１の実施の形態では、色彩輝度計１３を使用し、色彩輝度計１３の測定結果に基づいてＬＥＤ１２を制御しているが、通常の輝度計或いは照度計を使用し、この輝度計或いは照度計の測定結果に基づいてＬＥＤ１２を制御してもよい。

図１は第１の実施の形態に係る照明器具の模式的な平面図である。 図２は第１の実施の形態に係る照明器具の模式的な垂直断面図である。 図３は第１の実施の形態に係る照明器具をトンネル内壁に取り付けたときの様子を表した模式図である。 図４は第１の実施の形態に係るブロック配線図である。 図５は第４の実施の形態に係る照明器具の模式的な垂直断面図である。 図６（ａ）〜図６（ｈ）は第５の実施の形態に係る照明器具を点灯させたときの様子を表した模式図である。 図７（ａ）〜図７（ｈ）は第５の実施の形態に係る照明器具を点灯させたときの様子を表した模式図である。

符号の説明

１…照明器具、２…器具本体、１０…基板、１２，１２ａ〜１２ｃ…ＬＥＤ。

Claims (2)

1. 内部空間を有する器具本体と；
   前記器具本体に取り付けられた基板と；
   前記基板に実装され、色温度を変化させることが可能な半導体発光素子と；
   を具備することを特徴とするトンネル照明器具。
2. 前記半導体発光素子は、色温度が互いに異なる少なくとも２種類の半導体発光素子から構成されていることを特徴とする請求項１記載のトンネル照明器具。

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