JP5421817B2 - 照明装置 - Google Patents

Description

本発明は、主として道路灯に用いる照明装置に関するものである。

一般に、道路灯は、道路の側方上方に配置され、路上とともに道路の側部も照明している。また、近年では、光源に発光ダイオード（以下、ＬＥＤと略称する）を用いた道路灯が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。ＬＥＤを光源に用いた道路灯は、反射板を用いなくとも目的の配光を得ることが容易であり、また小型・軽量であるという利点を有している。

特開２００７−２４２２５８号公報

ところで、道路灯の照明範囲は、自動車の運転者から見た場合に、車道のような視野の中央部だけではなく道路の側部のような視野の周辺部にも及んでいる。一方、人の視細胞には、錐体と桿体とがあり、錐体は網膜の中心窩に集中しているから、視野内の中央部においては主として錐体が機能している。すなわち、視野の周辺部では錐体が主として機能している。また、錐体と桿体とは視感度の特性が異なっている。

特許文献１に記載の構成では、人の視感度の特性については考慮されておらず、視野内の中央部と周辺部との視感度の相違に考慮して視認性を高めることについて言及がない。

本発明は上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、視野内の中央部と周辺部との視感度特性の相違に考慮した照明を行うことにより、視野内の周辺部における視認性を高めた照明装置を提供することにある。

本発明は、上記目的を達成するために、視野内の中央部に対応した空間領域である主照明空間と視野内の周辺部に対応した空間領域である副照明空間とを照明する照明装置であって、前記主照明空間を照明する主照明部と、前記副照明空間を照明する副照明部とを有し、主照明部と副照明部とについて、それぞれの分光分布と暗所視感度との積により求められる暗所視輝度と、それぞれの分光分布と明所視感度との積により求められる明所視輝度との比をＳ／Ｐ比とし、副照明部のＳ／Ｐ比を主照明部のＳ／Ｐ比よりも大きくなるように、主照明部と副照明部との光色が設定されていることを特徴とする。

また、主照明部と副照明部とは、発光ダイオードを光源に用いることが望ましい。

照明対象となる空間領域の上方に配置される灯具を備え、灯具は、副照明空間から主照明空間に向かう向きにおいて上り傾斜する第１配置面と、主照明空間から副照明空間に向かう向きにおいて上り傾斜する第２配置面とを備え、主照明部は、第１配置面に光源を配列することにより形成され、副照明部は、第２配置面に光源を配列することにより形成されている構成を採用することができる。

さらに、主照明部の光色を電球色とし、副照明部の光色を白色とするのが望ましい。

本発明の構成によれば、視野内の中央部に対応する主照明空間を照明する主照明部と、視野内の周辺部に対応する副照明空間を照明する副照明部とを設け、視野内の視感度特性の相違に考慮して主照明部と副照明部との光色を異ならせることにより、視野内の周辺部における視認性を高めることが可能になるという利点を有する。

実施形態を示し、（ａ）は使用例の斜視図、（ｂ）は要部断面図である。 視感度の特性を示す図である。 実施形態における他の構成例を示す要部断面図である。

以下に説明する実施形態では、照明装置として道路灯を例示する。ただし、前方を注視しながらも周辺も視認する必要がある作業において用いる照明装置であれば、他の用途の照明装置であっても本発明の技術思想を適用することができる。たとえば、スキー場の照明では、スキーヤの前方の視認性だけではなく側方の視認性も高めなければならないから、本発明の技術を適用することが可能である。

（原理）
人の眼の視感度の特性は、視野内の中央部では錐体の機能により明所視の視感度の特性に対応し、視野の周辺部では桿体の機能により暗所視の視感度の特性になる。したがって、視野内の中央部の視感度は、図２に実線で示す曲線のように、波長が５５５ｎｍ付近で最大になり、視野の周辺部の視感度は、図２に破線で示す曲線のように、波長が５０７ｎｍ付近で最大になる。この視感度の特性から、照明装置により照明を行うにあたって、視野の周辺部における光色を視野内の中央部における光色とは異ならせると、視野の周辺部における視認性が高まると言える。

本発明では、この知見に基づいて、視野の中央部に対応する空間領域である主照明空間の照明（主照明部）と、視野内の周辺部に対応した空間領域である副照明空間の照明（副照明部）とにおいて分光分布特性を異ならせる技術を採用している。

いま、照明装置から放射する光の分光分布をｆ（λ）で表し、明所視の視感度の特性をｇ（λ）、暗所視の視感度の特性ｈ（λ）として、可視光領域の全波長の範囲で、∫ｆ（λ）・ｇ（λ）ｄλと、∫ｆ（λ）・ｈ（λ）ｄλとを求めるものとする。以下では、前者の値を明所視輝度Ｌｐと呼び、後者の値を暗所視輝度Ｌｓと呼ぶことにする。また、暗所視輝度Ｌｓの明所視輝度Ｌｐに対する比（＝Ｌｓ／Ｌｐ）をＳ／Ｐ比と呼ぶことにする。

視野の中央部では明所視輝度Ｌｐが高いほうが視認性が高く、視野の周辺部では暗所視輝度Ｌｓが高いほうが視認性が高いと言える。したがって、Ｓ／Ｐ比は、視野の中央部に対応する空間領域においては小さいほうが視認性が高くなり、視野の周辺部に対応する空間領域においては大きいほうが視認性が高くなる。

（実施形態）
本実施形態では、自動車の運転者から見た路上および路側の視認性を高めた道路灯を例として、上述の原理を用いた実施形態について説明する。自動車の運転者にとっては、視野内の中央部に対応する空間領域は路上であり、視野の周辺部に対応する空間領域は路側である。

図１（ａ）に示すように、道路は、車道１と歩道２とを有しているものとする。また、歩道２において車道１側の側部には支柱３が立てられ、支柱３の上端部に車道１および歩道２の照明を行う灯具４が設けられているものとする。したがって、灯具４の直下は、車道１と歩道２との境界付近になる。

灯具４は、図１（ｂ）に示すように、光源となる発光ダイオード（以下、ＬＥＤと略称する）１１と、下面に開口を有し内側にＬＥＤ１１を収納する上カバー１２と、上カバー１２の開口を覆う透光性の下カバー１３とを有する。上カバー１２は、金属製であることが望ましい。上カバー１２を金属製とし、複数個のＬＥＤ１１を上カバー１２の内周面に密着させて配列することにより、上カバー１２を通してＬＥＤ１１の放熱を行うことができる。

上カバー１２の内周面は、車道１の延長方向（すなわち、自動車が進行する方向）に直交する断面（図１に示す断面）において上に凹んだ凹面をなしている。この内側面は、道路の側部から道路の中央部に向かって（つまり、歩道２から車道１に向かって）上り傾斜する第１の配置面１４と、道路の側部から道路の中央部に向かって下り傾斜する第２の配置面１５とを備える。

したがって、ＬＥＤ１１を第１配置面１４に配置すると、車道１に向かって照明光が放射され、ＬＥＤ１１を第２配置面１５に配置すると、車道１から離れる向きに照明光が放射されることになる。また、灯具４の内側面が上に凹んだ凹面であるから、第１配置面１４と第２配置面１５との境界付近にＬＥＤ１１を配置すれば、灯具４のほぼ直下を照明することが可能になる。

一方、原理として上述したように、視野内の中央部と周辺部とでは視感度が異なっているから、視野内の中央部に対応する空間領域を照明する照明光と、視野の周辺部に対応する空間領域を照明する照明光とは、分光分布を異ならせておくことが望ましい。すなわち、上述の原理に従えば、自動車の運転者にとっては、車道１を照明する照明光と歩道２を照明する照明光との分光分布が異なっていることが望ましいと言える。

本実施形態では、上述の知見に従って、灯具４に複数種類の発光色のＬＥＤ１１を光源として配置し、しかも、各発光色のＬＥＤ１１による照明範囲を異ならせている。具体的には、車道１の照明に必要な光色および輝度を確保するＬＥＤ１１１を主として第１配置面１４に配置し、歩道２の照明に必要な光色および輝度を確保するＬＥＤ１１２を主として第２配置面１５に配置する。したがって、第１配置面１４およびＬＥＤ１１１により主照明部が構成され、第２配置面１５およびＬＥＤ１１２により副照明部が構成される。ＬＥＤ１１１（主照明部）とＬＥＤ１１２（副照明部）との光色は、原理として説明した条件を満たしていれば、種々の組み合わせが可能である。

望ましくは、主として車道１を照明するＬＥＤ１１１の発光色には電球色を用い、歩道２を照明するＬＥＤ１１２には白色を用いる。この組み合わせでは、歩道２におけるＳ／Ｐ比を車道１におけるＳ／Ｐ比よりも高くすることができる。したがって、歩道２の照明に車道１と同様の電球色を用いる場合に比較すると、運転者にとっては、歩道２の近辺の視認性が高くなる。すなわち、運転者は、歩道２から車道１への人や動物の飛び出しに素早く気付くことができる。

上述の例では、第１配置面１４と第２配置面１５とをほぼ対称に形成し、第１配置面１４に配置するＬＥＤ１１１の個数を、第２配置面１５に配置するＬＥＤ１１２の個数よりも多くしている。このように、ＬＥＤ１１２の個数が、ＬＥＤ１１１よりも少なくてもよい場合には、第１配置面１４と第２配置面１５とを非対称に形成してもよい。いずれにしても、第１配置面１４および第２配置面１５の形状と、ＬＥＤ１１１およびＬＥＤ１１２の個数との少なくとも一方を適宜に調節すれば、車道１と歩道２との必要範囲のみを照明することができ、結果的に光害を抑制することができる。

第１配置面１４に配置するＬＥＤ１１１と第２配置面１５に配置するＬＥＤ１１２との光色の組み合わせは、上述の組み合わせに限らず、Ｓ／Ｐ比に基づいて適宜に選択することができる。たとえば、車道１を照明するＬＥＤ１１１を白色とし、歩道２を照明するＬＥＤ１１２を緑色としてもよい。単純化して言えば、分光分布において、歩道２の照明色が車道１の照明色よりも短波長の成分をより多く含むように光色を選定すればよい。

灯具４は、図３（ａ）のように、断面（車道１の延長方向に直交する断面）を矩形状に形成してもよい。図３（ａ）に示す構成では、上カバー１２の内部に取付台１６を配置している。取付台１６の下面は下に凸となる凸面になっており、歩道２から車道１に向かって上り傾斜する第１配置面１４と、歩道２から車道１に向かって下り傾斜する第２配置面１５とを有する。第１配置面１４と第２配置面１５とはともに平面状であり、第１配置面１４と第２配置面１５との境界が取付台１６の下端になる。

この構成では、第１配置面１４に配置したＬＥＤ１１１（主照明部）と、第２配置面１５に配置したＬＥＤ１１２（副照明部）とは、それぞれ車道１と歩道２との照明にそれぞれ用いられる。しかも、下カバー１３に拡散透過性を付与したとしても、主照明部と副照明部との光色を分離させて投光することができる。

この形状の灯具４を採用した場合、ＬＥＤ１１１，１１２から灯具４の直下に達する直接光の光量は相対的に少なくなる。ただし、灯具４の直下へは、ＬＥＤ１１１，１１２から放射される光に広がりがあり、また上カバー１２の内面での反射光が回り込むので、灯具４の直下においても図１（ｂ）に示した構成と同程度の照度とすることが可能である。しかも、図３（ａ）に示す構成では、ＬＥＤ１１１，１１２から放射された光を広範囲に放射することが可能になる。

図３（ｂ）に示すように、図３（ａ）に示した平面状の下カバー１３に代えて、取付台１６の下面に沿う形状に形成した下カバー１３を用いてもよい。図３（ｂ）に示す形状では、灯具４の薄型化が可能になる。また、図３（ｂ）に示す形状では、灯具４の直下への配光が相対的に少なくなるから、車道１と歩道２との間が植え込みなどで分離されているような場合には、不要範囲の照明を防止できるので有効である。図３（ｂ）の構成では、上カバー１２の側壁による反射がないから、図３（ａ）に示す構成よりもさらに広範囲に光を放射することが可能になる。

支柱３の上端部に灯具４を設けた構成を例示したが、道路の上方に配置した適宜の構造物に灯具４を取り付けることも可能である。また、道路の上方ではなく、路側に形成されている建物や防音壁のような構造物に灯具４を配置することも可能である。ただし、これらの灯具４では、上述した実施形態とは、第１配置面１４および第２配置面１５の設計を変更することが必要である。

１ 車道（主照明空間）
２ 歩道（副照明空間）
４ 灯具
１１ 発光ダイオード
１１１ 発光ダイオード（主照明部）
１１２ 発光ダイオード（副照明部）
１４ 第１配置面（主照明部）
１５ 第２配置面（副照明部）

Claims (4)

1. 視野内の中央部に対応した空間領域である主照明空間と視野内の周辺部に対応した空間領域である副照明空間とを照明する照明装置であって、
   前記主照明空間を照明する主照明部と、
   前記副照明空間を照明する副照明部とを有し、
   前記主照明部と前記副照明部とについて、それぞれの分光分布と暗所視感度との積により求められる暗所視輝度と、それぞれの分光分布と明所視感度との積により求められる明所視輝度との比をＳ／Ｐ比とし、
   前記副照明部のＳ／Ｐ比を前記主照明部のＳ／Ｐ比よりも大きくなるように、前記主照明部と前記副照明部との光色が設定されていることを特徴とする照明装置。
2. 前記主照明部と前記副照明部とは、発光ダイオードを光源に用いていることを特徴とする請求項１記載の照明装置。
3. 照明対象となる空間領域の上方に配置される灯具を備え、前記灯具は、副照明空間から主照明空間に向かう向きにおいて上り傾斜する第１配置面と、主照明空間から副照明空間に向かう向きにおいて上り傾斜する第２配置面とを備え、前記主照明部は、前記第１配置面に光源を配列することにより形成され、前記副照明部は、前記第２配置面に光源を配列することにより形成されていることを特徴とする請求項１又は２記載の照明装置。
4. 前記主照明部の光色を電球色とし、前記副照明部の光色を白色としたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の照明装置。

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