JP6032475B2 - 照明装置 - Google Patents

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Description

本発明は、照明装置に関するものである。
蛍光灯や発光ダイオード(LED素子)等の種々の照明装置では、一般的に明るい環境(明所視)においては明所視輝度を高める様な設計がなされている。これは明所視において明るさを知覚する錐体を働かせるためであり、明所視輝度を高めることで人がより明るく知覚することができる。
しかしながら、夜間の街路空間や道路空間などの所謂薄明視においては、分光視感効率のピーク値が555nmである前記錐体に加えて分光視感効率のピーク値が507nmである桿体が働くため、明所視輝度だけを高めてもその効果は低い。このような分光視感効率の変化はプルキンエ現象として知られる。
そこで、例えば特許文献1の照明装置では、人の網膜に存在する前記錐体及び桿体の両方が薄明視において働くことを考慮して、錐体及び桿体のそれぞれに効果が現れるように複数の光源部を備えている。そして、その光源部の内の少なくとも1つが前記桿体の分光視感効率のピーク波長である507nmを含む波長領域となるようにピーク値が450〜550nmの間となる構成とされる。
特開2008−91232号公報
ところで、上記のような照明装置では、薄明視環境下において生じるプルキンエ現象に対応させることで、薄明視環境下での視認性の向上を図っている。しかしながら、例えば、路面が積雪等により非積雪時よりも白っぽくなると、反射率が変わってしまいプルキンエ現象が起きない虞がある。これにより、上記のような照明装置を用いてもプルキンエ現象が生じていないため、視認性の向上に寄与することが難しい。
また、プルキンエ現象を考慮した照明装置では、照射する光において短波長成分を比較的多く含むこととなるため、青っぽい光となってしまい、景観の面で改善の余地が残されている。
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、積雪により路面状況が変化に応じて、より好適に光を照射することが可能な照明装置を提供することにある。
上記課題を解決するために、本発明の照明装置は、第1光源部と、該第1光源部よりもS/P比が高い第2光源部と、該第2光源部を少なくとも積雪時に独立して調光制御可能な制御部を備えた照明装置において、前記制御部は、非積雪時における前記第2光源部の光出力を前記第1光源部の光出力の1.1〜2.6倍の範囲となるように制御することを特徴とする。
また上記構成において、前記制御部は、照射対象の路面がアスファルトである場合、非積雪時における前記第2光源部の光出力を前記第1光源部の光出力の2.4〜2.6倍の範囲となるように制御することが好ましい。
また上記構成において、前記制御部は、照射対象の路面がコンクリートである場合、非積雪時における前記第2光源部の光出力を前記第1光源部の光出力の1.1〜1.3倍の範囲となるように制御することが好ましい。
また、本発明の照明装置は、第1光源部と、該第1光源部よりもS/P比が高い第2光源部と、該第2光源部を少なくとも積雪時に独立して調光制御可能な制御部を備えた照明装置において、前記第1光源部及び第2光源部の合成光のS/P比が2.0以上であることが好ましい。
また、本発明の照明装置は、第1光源部と、該第1光源部よりもS/P比が高い第2光源部と、該第2光源部を少なくとも積雪時に独立して調光制御可能な制御部を備えた照明装置において、積雪の有無を検出する積雪検出部を備え、前記積雪検出部により積雪が検知されると前記制御部は前記第2光源部を減光又は消灯させるように調光制御することが好ましい。
また上記構成において、前記積雪検出部は、積雪の有無に加えて積雪量を検出するものであり、前記制御部は、前記積雪検出部にて検出された積雪量が多いほど前記第2光源部の減光させることが好ましい。
また上記構成において、使用者による操作が可能な操作スイッチを備え、前記制御部は、前記操作スイッチの操作に基づいて前記第2光源部を減光又は消灯させるように調光制御することが好ましい。
また、本発明の照明装置は、第1光源部と、該第1光源部よりもS/P比が高い第2光源部と、該第2光源部を少なくとも積雪時に独立して調光制御可能な制御部を備えた照明装置において、前記第1光源部は、その相関色温度が4150K以下であることが好ましい。
本発明によれば、積雪により路面状況が変化した場合に、路面を適切に照射することが可能な照明装置を提供することができる。
実施形態における照明装置の概略構成を説明するための断面図である。 同上における照明装置の概略構成を説明するためのブロック図である。 第1光源部の条件A1のスペクトル特性図である。 第1光源部の条件A2のスペクトル特性図である。 第1光源部の条件A3のスペクトル特性図である。 第1光源部の条件A4のスペクトル特性図である。 第2光源部の条件B1のスペクトル特性図である。 第2光源部の条件B2のスペクトル特性図である。 第2光源部の条件B3のスペクトル特性図である。 第2光源部の条件B4のスペクトル特性図である。 第2光源部の条件B5のスペクトル特性図である。 第2光源部の条件B6のスペクトル特性図である。 第2光源部の条件B7のスペクトル特性図である。 第1光源部及び第2光源部の各条件によって得られる色偏差及びS/P比について説明するための説明図である。 別例における照明装置の概略構成を説明するための断面図である。 (a)(b)は、別例における照明装置の概略構成を説明するための断面図である。 別例における照明装置の制御例について説明するための説明図である。 別例における照明装置の制御例について説明するための説明図である。 第1光源部及び第2光源部の各条件によって得られる色偏差及びS/P比について説明するための説明図である。 別例における照明装置の制御例について説明するための説明図である。 別例における照明装置の制御例について説明するための説明図である。
以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図1に示すように、本実施形態の照明装置10は、筐体11内に、2種類の第1及び第2光源部12,13を備える。
図1に示すように、筐体11は、略有底筒状の筐体本体11aと、この筐体本体11aの開口部を閉塞するとともに光を透過する透過部11bとで構成される。筐体本体11aの底部には、平板状の載置部CBが設けられ、この載置部CB上に第1及び第2光源部12,13が配設される。透過部11bは、拡散フィルタを備えて光の拡散性が高められている。
図1に示すように第1光源部12は、前記載置部CBの中央部に複数配設され、第2光源部13は、前記載置部CBの外側(外縁部)に複数配設される。また、第1光源部12は、第2光源部13よりも低色温度の光源とされる。第2光源部13は、前記第1光源部12よりもS/P比の高い構成とされる。ちなみに、S/P比とは、暗所視での分光視感効率V’(λ)にランプの分光特性を積算して算出される暗所視輝度Lsと、明所視での分光視感効率V(λ)にランプの分光特性を積算して算出される明所視輝度Lpとの比率のことである。
図2に示すように、本実施形態の照明装置10は、前記第1及び第2光源部12,13を制御する点灯制御部14を備える。この点灯制御部14は、図2に示す電源PSから第1及び第2光源部12,13への電力供給(電流量)を調整するものである。点灯制御部14は、照射対象の路面がアスファルトの場合、非積雪時(通常時)において第2光源部13の光出力を第1光源部12の光出力の2.4〜2.6倍となるように制御することが好ましく。より好ましくは略2.5倍となるように制御する。
図2に示すように点灯制御部14は、少なくとも積雪の有無を検出する積雪検出部15と電気的に接続される。この積雪検出部15は、積雪の有無を検出してその旨の信号を点灯制御部14に出力するものであり、例えば明るさセンサ、画像センサ及び赤外線センサのいずれかを備えて構成される。例えば積雪検出部15を明るさセンサ(照度センサ又は輝度センサ)で構成した場合、明るさセンサの検出エリアでの通常時(非積雪時)の照度又は輝度と積雪時の照度又は輝度との差異から積雪の有無を判定することが可能となる。また、積雪検出部15を例えば画像センサで構成した場合、通常時(非積雪時)のアスファルト等の路面の色と、積雪時の路面の色との差異から積雪の有無を判定することが可能となる。また、積雪検出部15を例えば赤外線センサで構成した場合、照明装置10(積雪検出部15)と路面との距離を測定し、通常時(非積雪時)と積雪時とでの距離の差異から積雪の有無を判定することが可能となる。なお、積雪検出部15の積雪検出エリアは照明装置10の光の照射範囲とする。
次に、本発明者等により、上記構成の照明装置10の第1光源部12及び第2光源部13の条件を変更してS/P比及び色偏差(黒体放射軌跡からのずれ)を表すDuvについて検討した検討結果について記載する。
ここで、本発明者らが第1光源部12及び第2光源部13として検討した条件の一例を記載する。
[条件A1]第1光源部12は、図3に示すようなスペクトル特性を有し、相関色温度が2830Kで、S/P比が1.08となるように構成される。
[条件A2]第1光源部12は、図4に示すようなスペクトル特性を有し、相関色温度が3080Kで、S/P比が1.44となるように構成される。
[条件A3]第1光源部12は、図5に示すようなスペクトル特性を有し、相関色温度が3600Kで、S/P比が1.53となるように構成される。
[条件A4]第1光源部12は、図6に示すようなスペクトル特性を有し、相関色温度が4070Kで、S/P比が1.68となるように構成される。
[条件B1]第2光源部13は、図7に示すようなスペクトル特性を有し、相関色温度が8000Kで、S/P比が3.11となるように構成される。
[条件B2]第2光源部13は、図8に示すようなスペクトル特性を有し、相関色温度が10000Kで、S/P比が3.40となるように構成される。
[条件B3]第2光源部13は、図9に示すようなスペクトル特性を有し、相関色温度が11900Kで、S/P比が3.63となるように構成される。
[条件B4]第2光源部13は、図10に示すようなスペクトル特性を有し、相関色温度が7920Kで、S/P比が2.07となるように構成される。
[条件B5]第2光源部13は、図11に示すようなスペクトル特性を有し、相関色温度が10000Kで、S/P比が2.28となるように構成される。
[条件B6]第2光源部13は、図12に示すようなスペクトル特性を有し、相関色温度が12000Kで、S/P比が3.46となるように構成される。
[条件B7]第2光源部13は、図13に示すようなスペクトル特性を有し、相関色温度が15200Kで、S/P比が2.52となるように構成される。
そして、本発明者らは、条件A1〜A4のいずれかの構成の第1光源部12と、条件B1〜B7のいずれかの構成の第2光源部13とを組合せて、その組合せ例(計28例)についてS/P比及び色偏差Duvを算出した(図14参照)。
図14からわかるように、いずれの組合せであっても色偏差Duvが20〜−20の範囲とされ、S/P比が1.5以上となる。また、組合せ例1〜4,6,8〜10,13,15〜18,20,22〜27においては、色偏差Duvが10〜−10の範囲となる。また、組合せ例1〜3,6,8〜10,13,15〜17,20,22〜24,27,28においては、S/P比が以上となる。
次に、上記構成の照明装置の一動作例(作用)を説明する。
本実施形態の照明装置10の点灯制御部14は、積雪検出部15により積雪が検出されない場合、電源PSからの電力供給を受けて第1光源部12及び第2光源部13に電流を流して第1光源部12及び第2光源部13を点灯させる。また、点灯制御部14は、積雪検出部15により積雪が検出された場合、第2光源部13を消灯させ、第1光源部12のみを点灯させる。ここで、第1光源部12は、上記各条件A1〜A4として示したように、相関色温度が4150K以下の比較的温かみのある光が照射される。
また、第2光源部13は、非積雪時における光出力が第1光源部12の光出力の2.4〜2.6倍であり、より好ましくは2.5倍である。ここで、アスファルトの路面の反射率が約20%であり、積雪時の路面の反射率が約70%と考えられる。すなわち、積雪時は人が観測する路面の反射率が約3.5倍となるため、積雪時に第2光源部13を消灯させて第1光源部12のみを点灯させて照明装置10の光出力をおよそ1/3.5としても、同等の明るさと歩行者等に認識させることができる。なお、路面の経年劣化や製造誤差等を考慮して第2光源部13の光出力を2.4〜2.6倍としている。
次に、本実施形態の効果を記載する。
(1)第1光源部12と、この第1光源部12よりもS/P比が高い第2光源部13と、第2光源部13を少なくとも積雪時に独立して調光制御可能な点灯制御部14を備える。このような構成とすることで、非積雪時には第1光源部12及び第2光源部13とでS/P比の高い光を照射することが可能となる。また、積雪時にはS/P比の高い第2光源部13を消灯させる調光制御を実施し、相対的にS/P比の低い第1光源部12の光を照射することが可能となる。ここで、S/P比の低い第1光源部12は第2光源部13と比較して低色温度となるため、積雪時には温かみのある光を照射して景観向上に寄与することができる。
(2)点灯制御部14は、非積雪時における第2光源部13の光出力を第1光源部12の光出力よりも大きくなるように制御する。ここで、非積雪時におけるアスファルトやコンクリートなどの路面の反射率(20%〜30%程度)に対して、積雪時の路面の反射率(約70%)が2倍以上である。このため、非積雪時に第1光源部12及び第2光源部13を点灯させた時と、積雪時に第2光源部13を消灯させ第1光源部12のみを点灯させた時とで、人が認識する明るさを同程度とすることが可能となる。また、これに伴い、相対的に電力消費の大きい第2光源部13を消灯させることで省電力化に寄与することができる。
(3)第1光源部12及び第2光源部13の合成光のS/P比が2.0以上である。このような構成とすることで、非積雪時における薄明視環境下での視認性向上に寄与することができる。
(4)積雪の有無を検出する積雪検出部15を備え、積雪検出部15により積雪が検知されると前記点灯制御部14は第2光源部13を消灯させるように調光制御する。このような構成とすることで、積雪を検出した際に自動で第2光源部13を消灯させることが可能となる。また、積雪検出部15により積雪無し(非積雪)と判断されると、点灯制御部14により第2光源部13を点灯させることが可能となる。
(5)前記第1光源部12は、その光色がJIS Z9112で規定された白色(3800〜4500K)の中心値4150K以下であるため、温かみのある光を照射することができる。
尚、本発明の実施形態は、以下のように変更してもよい。
・上記実施形態では、点灯制御部14により、積雪時において第2光源部13を消灯させる構成としたが、これに限らず第2光源部13を減光させる構成を採用してもよい。
また、点灯制御部14により積雪時に減光させる際には、積雪検出部15により積雪量を検出して、積雪量が多いほど点灯制御部14は第2光源部13を減光させる制御方法を採用してもよい。このような制御方法の一例として図17及び図18を用いて説明する。なお、図17には、図14で組合せ例24として示す条件の第1光源部12及び第2光源部13を採用した制御例を示し、図18には図14で組合せ例17として示す条件の第1光源部12及び第2光源部13を採用した制御例を示す。
図17及び図18に示すように、先ず非積雪時の路面の状態を「一般状態」と規定し、積雪時の路面の状態を積雪量の少ない順に「若干積雪」「中間状態」「積雪進行」「積雪状態」の4段階と規定する。
そして、点灯制御部14は、いずれの路面状態においても第1光源部12を100%の光出力で点灯させる。点灯制御部14は、図17及び図18に示すように「若干積雪」の場合、第2光源部13を75%の光出力で点灯させる。点灯制御部14は、「中間状態」の場合、第2光源部13を50%の光出力で点灯させる。点灯制御部14は、「積雪進行」の場合、第2光源部13を25%の光出力で点灯させる。なお、第1光源部12及び第2光源部13が点灯中においては図17及び図18に示すようにS/P比が2以上であることが好ましい。また、点灯制御部14は、「積雪状態」の場合、第2光源部13を0%の光出力、即ち消灯させる。
このように、路面の状態の積雪量(積雪の度合い)に応じて段階的に第2光源部13を減光させることで、より適切に路面状況に応じた光を照射することが可能となる。
・上記実施形態では、積雪検出部15により積雪検出のエリアを照明装置10の光の照射範囲としたが、これに限らず、照明装置10の光の照射範囲を含まない範囲から積雪検出を行ってもよい。
・上記実施形態では、特に言及していないが、例えば図2に示すように照明装置10に使用者が操作可能な調光スイッチ20を備え、その調光スイッチ20により第2光源部13を消灯又は減光させる調光制御を実施してもよい。
・上記実施形態では、第1光源部12の一例として図3〜6に示すスペクトル特性を開示したが、これに限らない。また、第2光源部13の一例として図7〜13に示すスペクトル特性を開示したが、これに限らない。例えば、S/P比が第1光源部<第2光源部となるような構成であれば適宜変更してもよい。
・上記実施形態では、第1光源部12を平板状の載置部CBの中央部に配設し、第2光源部13を載置部CBの外側に配設する構成としたが、これに限らない。例えば、図15に示すように、第1光源部12と第2光源部13とを混合させて配置してもよい。
・上記実施形態では、第1光源部12及び第2光源部13を配設する載置部CBを平板状として、載置部CBの平面方向に第1光源部12及び第2光源部13を配設する構成としたがこれに限らない。例えば、図16(a)(b)に示すように載置部CBの一面側を曲面形状として、この載置部CBの曲面形状に沿って第1光源部12及び第2光源部13を配設する構成を採用してもよい。
・上記実施形態では、第1光源部12を例えば3個、第2光源部13を例えば6個設ける構成としたが、これらの数は適宜変更してもよい。
・上記実施形態では、路面としてアスファルトを基準に第1光源部12及び第2光源部13の光出力比を決定したが、これに限らない。コンクリートやその他の路面に応じて第1光源部12及び第2光源部13の光出力比を変更してもよい。
ここで、コンクリートを基準とした場合での光出力比の一例について説明する。
先ず、コンクリートの路面の反射率が約31%であり、積雪時の路面の反射率が約70%と考えられる。すなわち、積雪時は人が観測する路面の反射率が約2.2倍となる。このため、点灯制御部14は、非積雪時(通常時)において第2光源部13の光出力を第1光源部12の光出力の1.1〜1.3倍となるように制御し、より好ましくは略1.2倍となるように制御する。点灯制御部14は、積雪時において第2光源部13を消灯させて第1光源部12のみを点灯させて照明装置の光出力を1/2.2としても、同等の明るさと歩行者等に認識させることができる。なお、路面の経年劣化や製造誤差等を考慮して第2光源部13の光出力を1.1〜1.3倍としている。
また、本発明者らは、コンクリート(反射率:略31%)を基準とした場合について、前記条件A1〜A4のいずれかの構成の第1光源部12と条件B1〜B7のいずれかの構成の第2光源部13とを組合せて、S/P比及び色偏差Duvを算出した。
図19からわかるように、いずれの組合せであっても色偏差Duvが15〜−15の範囲とされ、S/P比が1.5以上となる。また、組合せ例X1〜X6,X8〜X11,X15〜X20,X22〜X28においては、色偏差Duvが10〜−10の範囲となる。また、組合せ例X2,X3,X8〜X10,X13,X15〜X17,X20,X22〜X24,X27においては、S/P比が2以上となる。
また、コンクリートを基準とした場合であっても点灯制御部14により積雪時に減光させる際には、積雪検出部15により積雪量を検出して、積雪量が多いほど点灯制御部14は第2光源部13を減光させる制御方法を採用することができる。このような制御方法の一例として図20及び図21を用いて説明する。なお、図20には、図19で組合せ例X24として示す条件の第1光源部12及び第2光源部13を採用した制御例を示し、図21には図19で組合せ例X17として示す条件の第1光源部12及び第2光源部13を採用した制御例を示す。
図20及び図21に示すように、先ず非積雪時の路面の状態を「一般状態」と規定し、積雪時の路面の状態を積雪量の少ない順に「若干積雪」「中間状態」「積雪進行」「積雪状態」の4段階と規定する。
そして、点灯制御部14は、いずれの路面状態においても第1光源部12を100%の光出力で点灯させる。点灯制御部14は、図20及び図21に示すように「若干積雪」の場合、第2光源部13を75%の光出力で点灯させる。点灯制御部14は、「中間状態」の場合、第2光源部13を50%の光出力で点灯させる。点灯制御部14は、「積雪進行」の場合、第2光源部13を25%の光出力で点灯させる。なお、第1光源部12及び第2光源部13が点灯中においては図20及び図21に示すようにS/P比が2以上であることが好ましい。また、点灯制御部14は、「積雪状態」の場合、第2光源部13を0%の光出力、即ち消灯させる。
以上のように、路面の状態の積雪量(積雪の度合い)に応じて段階的に第2光源部13を減光させることで、より適切に路面状況に応じた光を照射することが可能となる。
・上記実施形態では、特に言及していないが、路面の種類(アスファルトやコンクリート)を例えば使用者により選択可能とし、その選択結果に応じて、第1光源部12及び第2光源部13の光出力を自動で設定する構成を採用してもよい。また、非積雪時における路面の反射率から路面の種類を自動で選択し、第1光源部12及び第2光源部13の光出力を自動で設定する構成を採用してもよい。
・上記実施形態では、透過部11bに拡散フィルタを備える構成としたが、拡散フィルタを省略して透過部11bを構成してもよい。また、透過部11bの表面にシボ加工などの拡散処理を施してもよい。
10…照明装置、12…第1光源部、13…第2光源部、14…制御部としての点灯制御部、15…積雪検出部、20…操作スイッチとしての調光スイッチ。

Claims (8)

  1. 第1光源部と、該第1光源部よりもS/P比が高い第2光源部と、該第2光源部を少なくとも積雪時に独立して調光制御可能な制御部を備えた照明装置において、
    前記制御部は、非積雪時における前記第2光源部の光出力を前記第1光源部の光出力の1.1〜2.6倍の範囲となるように制御することを特徴とする照明装置。
  2. 請求項に記載の照明装置において、
    前記制御部は、照射対象の路面がアスファルトである場合、非積雪時における前記第2光源部の光出力を前記第1光源部の光出力の2.4〜2.6倍の範囲となるように制御することを特徴とする照明装置。
  3. 請求項に記載の照明装置において、
    前記制御部は、照射対象の路面がコンクリートである場合、非積雪時における前記第2光源部の光出力を前記第1光源部の光出力の1.1〜1.3倍の範囲となるように制御することを特徴とする照明装置。
  4. 第1光源部と、該第1光源部よりもS/P比が高い第2光源部と、該第2光源部を少なくとも積雪時に独立して調光制御可能な制御部を備えた照明装置において、
    前記第1光源部及び第2光源部の合成光のS/P比が2.0以上であることを特徴とする照明装置。
  5. 第1光源部と、該第1光源部よりもS/P比が高い第2光源部と、該第2光源部を少なくとも積雪時に独立して調光制御可能な制御部を備えた照明装置において、
    積雪の有無を検出する積雪検出部を備え、前記積雪検出部により積雪が検知されると前記制御部は前記第2光源部を減光又は消灯させるように調光制御することを特徴とする照明装置。
  6. 請求項に記載の照明装置において、
    前記積雪検出部は、積雪の有無に加えて積雪量を検出するものであり、
    前記制御部は、前記積雪検出部にて検出された積雪量が多いほど前記第2光源部の減光させることを特徴とする照明装置。
  7. 請求項1〜のいずれか一項に記載の照明装置において、
    使用者による操作が可能な操作スイッチを備え、
    前記制御部は、前記操作スイッチの操作に基づいて前記第2光源部を減光又は消灯させるように調光制御することを特徴とする照明装置。
  8. 第1光源部と、該第1光源部よりもS/P比が高い第2光源部と、該第2光源部を少なくとも積雪時に独立して調光制御可能な制御部を備えた照明装置において、
    前記第1光源部は、その相関色温度が4150K以下であることを特徴とする照明装置。
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