赤外光照射装置
【課題】雪・霜・氷の融解と霧の消去を効率良く行うことができ、かつ、装置の費用や維持費を抑制できる装置を提供する。
【解決手段】赤外光照射装置１の制御部１０は、氷センサ３が雪・霜・氷のいずれかを検出すると、反射角変更部２６Ａ〜２６Ｄ、ユニット方向変更部６Ｃ，６Ｄ、及びユニット高さ変更部６Ｅ，６Ｆを制御して、照射ユニット２の赤外光照射方向、高さ、及び反射板２３Ａ〜２３Ｄの角度を変更し、融氷領域９１に赤外光を照射する。また、制御部１０は、霧センサ４が霧を検出すると、同様に照射ユニット２の赤外光照射方向、高さ、及び反射板２３Ａ〜２３Ｄの角度を変更し、消霧領域９３に赤外光を照射する。制御部１０は、雪・霜・氷のいずれかが融解して氷センサ３が検出しなくなるか、または霧が晴れて霧センサ４が検出しなくなると、ハロゲンランプ２２Ａ，２２Ｃを消灯する。
【解決手段】赤外光照射装置１の制御部１０は、氷センサ３が雪・霜・氷のいずれかを検出すると、反射角変更部２６Ａ〜２６Ｄ、ユニット方向変更部６Ｃ，６Ｄ、及びユニット高さ変更部６Ｅ，６Ｆを制御して、照射ユニット２の赤外光照射方向、高さ、及び反射板２３Ａ〜２３Ｄの角度を変更し、融氷領域９１に赤外光を照射する。また、制御部１０は、霧センサ４が霧を検出すると、同様に照射ユニット２の赤外光照射方向、高さ、及び反射板２３Ａ〜２３Ｄの角度を変更し、消霧領域９３に赤外光を照射する。制御部１０は、雪・霜・氷のいずれかが融解して氷センサ３が検出しなくなるか、または霧が晴れて霧センサ４が検出しなくなると、ハロゲンランプ２２Ａ，２２Ｃを消灯する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、赤外光を照射して、路面の雪、霜、氷などの融解や、路面から所定高さの空間における霧の消去を行う赤外光照射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、交通を円滑化するために、様々な対策が行われている。
【０００３】
例えば、寒冷な地域では、冬季に路面に雪が積もったり霜が発生したり水分が凍結して氷が発生したりすると、交通に障害が発生して様々な問題が生じている。そこで、従来、雪・霜・氷の対策として、凍結防止剤の散布、除雪車による積雪の除去、融雪（融氷）装置による雪・霜・氷の融解などが行われている。
【０００４】
従来の融雪装置には、道路に電熱線や温水循環パイプを埋設して路面を加熱するもの（ロードヒーティング）や、道路の上側から赤外光を照射して路面を加熱するものがあった（例えば、特許文献１、２を参照。）。
【０００５】
また、霧の発生が多い地域では、道路上に霧が発生すると視界が不良となって危険なため、車両の通行速度が制限されたり通行止めとなったりする。しかし、このような対策では交通が滞って物流が停止するなどの問題が発生する。そこで、従来、消霧装置により、路面の上の空間に発生した霧が除去されていた（特許出願３、４を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１０−２１２７０２号公報
【特許文献２】特開平１１−２４１３０４号公報
【特許文献３】特開２００７−５１５４０号公報
【特許文献４】特開２００２−３０６３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
寒冷な地域では、上記のように冬季において雪が降ったり霜が発生したりするが、春季や秋季には霧が発生することが多い。そのため、このような地域では、従来、雪や霜の対策と霧の対策として、高速道路の路側帯などに融雪（融氷）装置と消霧装置を設置しなければならない。
【０００８】
融雪装置と消霧装置の設置方法としては、道路の上側から赤外光を照射して路面を加熱する赤外光照射型の融雪装置と、路面の上の空間に発生した霧に対して側方から赤外光を照射する赤外光照射型の消霧装置と、を水平方向に一列になるように交互に並べて、路側帯などに設置する方法がある。しかしながら、この方法では、一方の装置の間に他方の装置を設置するので、融雪装置の設置間隔や消霧装置の設置間隔が開いてしまうため、雪・霜・氷の融解や霧の消去を、同じ場所において効率良く行うことができないという問題があった。
【０００９】
融雪装置と消霧装置の別の設置方法としては、赤外光照射型の融雪装置を水平方向に一列に並べて複数台設置し、赤外光照射型の消霧装置を、融雪装置と平行に、複数台を並べて設置する方法がある。このように融雪装置と消霧装置を２列に並べて水平に設置することで各装置の設置間隔が開くことがなく、雪・霜・氷の融解と霧の消去を、同じ場所において効率良く行うことができる。しかしながら、この設置方法は、１つ目に述べた設置方法と比べて装置の設置台数が増加するため、装置の費用や維持費が高額になるという問題があった。
【００１０】
そこで、この発明は、雪・霜・氷の融解と霧の消去を効率良く行うことができ、かつ、装置の費用や維持費を抑制することができる赤外光照射装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この発明の赤外光照射装置は、照射ユニットと、方向変更手段と、氷検出手段と、霧検出手段と、制御手段と、を備えている。照射ユニットは、赤外光放射手段と、反射手段と、反射角変更手段と、を備えており、対象物に赤外光を照射する。赤外光放射手段は、赤外光を放射する。反射手段は、赤外光放射手段から放射された赤外光を反射する。反射角変更手段は、反射手段が赤外光を反射する角度を変更する。方向変更手段は、照射ユニットが赤外光を照射する方向を変更する。氷検出手段は、照射ユニットの周囲に設定した氷を融解する領域である融氷領域における氷の有無を検出する。霧検出手段は、照射ユニットの周囲に設定した霧を消す領域である消霧領域における霧の有無を検出する。制御手段は、氷検出手段が氷を検出すると、反射角変更手段と方向変更手段を制御して照射ユニットが赤外光を照射する方向と反射角を変更して、照射ユニットに赤外光を融氷領域に対して照射させ、霧検出手段が霧を検出すると、反射角変更手段と方向変更手段を制御して照射ユニットが赤外光を照射する方向と反射角を変更して、照射ユニットに赤外光を消霧領域に対して照射させる。
【００１２】
この構成において、氷検出手段が検出する氷には、氷の一種である雪や霜が含まれるものとする。この構成によれば、雪・霜・氷を検出したときと、霧を検出したときと、で照射ユニットが赤外光を照射する方向と反射板の角度を変更できる。これにより、赤外光照射装置のみを設置することで、雪・霜・氷の融解と霧の消去を効率良く行うことができる。また、一種類の装置を取り付ければよいので、装置の費用や維持費を抑制できる。
【００１３】
上記発明において、赤外光照射装置は、高さ変更手段を備えている。高さ変更手段は、照射ユニットが赤外光を照射する高さを変更する。制御手段は、氷検出手段が氷を検出すると、さらに高さ変更手段を制御して照射ユニットが赤外光を照射する高さを変更して、照射ユニットに赤外光を融氷領域に対して照射させ、霧検出手段が霧を検出すると、さらに高さ変更手段を制御して照射ユニットが赤外光を照射する高さを変更して、照射ユニットに赤外光を消霧領域に対して照射させる。
【００１４】
この構成によれば、照射ユニットの高さを変更できるので、赤外光を照射する領域を自由に変更して、雪・霜・氷や霧を消去できる。また、照射ユニットに高い位置から赤外光を照射させることができるので、反射角変更手段が反射板の角度を大きく変更しなくても広い範囲に赤外光を照射することが可能となり、反射手段や反射角変更手段の構成をシンプルにすることができる。
【００１５】
上記発明において、赤外光照射装置は、光量切替手段を備えている。光量切替手段は、赤外光放射手段が放射する赤外光の光量を切り替える。制御手段は、光量切替手段を制御して、霧検出手段が霧を検出したときには、氷検出手段が氷を検出したときよりも強い光量の赤外光を赤外光放射手段に放射させる。
【００１６】
消霧領域が広い場合などには、霧を消すには融氷時よりも強い光量の赤外光を照射するのが好ましく、赤外光放射手段が放射する赤外光の光量を切り替えて強い光量の赤外光を照射することで、霧を確実に消すことができる。
【００１７】
上記発明において、赤外光照射装置は、距離変更手段を備えている。距離変更手段は、反射手段に対する赤外光放射手段の距離を変更する。制御手段は、氷検出手段が氷を検出すると、さらに距離変更手段を制御して照射ユニットが赤外光を照射する領域を変更して、照射ユニットに赤外光を融氷領域に対して照射させ、霧検出手段が霧を検出すると、さらに距離変更手段を制御して照射ユニットが赤外光を照射する領域を変更して、照射ユニットに赤外光を消霧領域に対して照射させる。
【００１８】
この構成においては、反射手段に対する赤外光放射手段の距離を変更することで、赤外光の照射範囲を変更できる。これにより、雪・霜・氷を融解するときと、霧を消去するときと、で赤外光の照射範囲を変更することで、雪・霜・氷の融解と、霧の消去と、を効率良く行うことができる。
【００１９】
上記発明において、赤外光照射装置は、選択手段を備えている。選択手段は、融氷領域に優先的に赤外光を照射させる融氷優先機能、または消霧領域に赤外光を優先的に放射させる消霧優先機能を選択する。制御手段は、氷検出手段が氷を検出し、かつ霧検出手段が霧を検出しているときには、少なくとも反射角変更手段と方向変更手段を制御して、選択手段が選択した優先機能に応じた領域に赤外光を照射させる。
【００２０】
この構成においては、選択手段により融氷と消霧のいずれを優先的に行うかを予め選択しておくことで、雪、霜または氷と、霧を同時に検出した場合に、どちらかを先に除去することができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、雪・霜・氷の融解と霧の消去を効率良く行うことができ、かつ、取り付け費用や維持費を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】（Ａ）は、本発明の実施形態に係る赤外光照射装置の設置例を示す概観図である。（Ｂ）は、赤外光照射装置の概略構成を示す外観図である。
【図２】照射ユニットの構成を示す断面図である。
【図３】赤外光照射装置のブロック図である。
【図４】赤外光照射装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【図５】赤外光照射装置が融氷領域に赤外光を照射する状態と、消霧領域に赤外光を照射する状態を示す図である。
【図６】（Ａ）は、図２とは異なる構成のユニットの断面図である。（Ｂ）は、図２及び図６（Ａ）とは異なる構成のユニットの断面図である。
【図７】図５とは異なる構成の赤外光照射装置が融氷領域に赤外光を照射する状態と、消霧領域に赤外光を照射する状態を示す図である。
【図８】図５に示した赤外光照射装置と構成が一部異なる赤外光照射装置が融氷領域に赤外光を照射する状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
図１（Ａ）に示すように、本発明の実施形態に係る赤外光照射装置１は、道路面または道路面上方の空間に赤外光を照射する照射ユニット２と、路面の雪・霜・氷を検出する氷センサ（氷検出部）３と、道路面上の空間を漂う霧を検出する霧センサ（霧検出部）４と、照射ユニット２を取り付けるポール５Ａ，５Ｂと、を備えている。図１（Ａ）には、高速道路１００の路側帯に赤外光照射装置１を設置して、１つの氷センサ３と１つの霧センサ４により検出した情報に基づいて複数の照射ユニット２を制御する例を示している。
【００２４】
赤外光照射装置１は、照射ユニット２が赤外光（赤外線）を照射する方向を変更するユニット方向変更部６Ｃ，６Ｄと、照射ユニット２の高さを変更するユニット高さ変更部６Ｅ，６Ｆと、を備えている。図１（Ｂ）には、ユニット方向変更部とユニット高さ変更部を兼ねる変更ユニット６Ａと６Ｂを示している。
【００２５】
照射ユニット２は、背面においてバー２８に固定されている。バー２８の両端部は、それぞれ変更ユニット６Ａと変更ユニット６Ｂに挿入されている。変更ユニット６Ａ，６Ｂのユニット方向変更部６Ｃ，６Ｄは、バー２８を回転させる回転機構を備えており、バー２８を回転させることで照射ユニット２が赤外光を放射する方向を変更する。また、変更ユニット６Ａと変更ユニット６Ｂは、高速道路１００の路面に対して垂直に立てられたポール５Ａ（５Ｂ）に対し上下に移動する移動機構を内蔵している。変更ユニット６Ａと変更ユニット６Ｂは、ポール５Ａ，５Ｂに対し上下に移動することで、照射ユニット２が赤外光を放射する高さを変更する。
【００２６】
氷センサ３は、バー３１に固定されている。バー３１は、固定具３２Ａ、３２Ｂによりポール５Ｃ、５Ａに固定されている。また、霧センサ４は、バー４１に固定されている。バー４１は、固定具４２Ａ、４２Ｂによりポール５Ｂ、５Ｄに固定されている。氷センサ３は、例えば路面から高さ３．１ｍの位置に取り付けられている。また、霧センサ４は、例えば路面から高さ１．３ｍの位置に取り付けられている。氷センサ３及び霧センサ４は、照射ユニット２の影響を受けないように、照射ユニット２を取り付けたポール５Ａ、５Ｂ間と異なるポール間に取り付けられている。
【００２７】
氷センサ３としては、反射率計または距離計の機能と、放射温度計の機能と、を備えたものが好適である。路面上の雪・霜・氷の有無により、路面の反射率やセンサから路面までの距離が異なるので、氷センサ３の反射率計または距離計の機能により路面の反射率または路面までの距離を計測することで、雪・霜・氷の有無を検出できる。なお、路面の反射率及び路面までの距離を計測することで、雪・霜・氷の検出精度を向上できる。また、氷センサ３の放射温度計の機能により路面の温度を計測することで、水と氷の反射率が同じであっても温度は異なるので、水を誤検出することなく、雪・霜・氷を正確に検出できる。なお、図１には氷センサ３を１個設置した場合を示したが、赤外光照射装置１の設置数や設置場所に応じて必要な数を設置するとよい。
【００２８】
霧センサ４としては、例えば、透過率計（ＶＩ計）が好適である。透過率計（ＶＩ計）は、公知の計測器で、ビーム状の光線の送受を行う本体部と、所定距離離れて配置される反射部（不図示）とから構成されたものである。透過率計の基本動作を説明すると、本体部から、霧に対して吸収率の高い波長域を有する光線が射出され、２分岐されて一方は参照光とされ、他方は測定光として反射部へ向けて進行させられ、反射部で反射された測定光は本体部に帰来して受光され、前記参照光とレベル比較されることで、測定光の吸収量の計測を行って、測定光の伝搬空間内の霧の発生状況を計測するものである。測定結果は、具体的には視界距離（視程という）で表される。透過率計は、対象区間を走行路方向に分割して、所定数を設置することができ、また、走行路を挟んで両側に設置してもよい。透過率計は、赤外光照射装置１の設置数や設置場所に応じて必要な数を設置するとよい。
【００２９】
図２に示すように、照射ユニット２は、第１ユニット２０Ａと第２ユニット２０Ｂを備えている。第１ユニット２０Ａと第２ユニット２０Ｂは同じ構成なので、第１ユニット２０Ａの構成について説明する。
【００３０】
第１ユニット２０Ａは、直方体形状の筐体２１Ａの内部に、ハロゲンランプ２２Ａ、反射板２３Ａ，２３Ｂ、反射板支持部２５Ａ，２５Ｂ、及び反射角変更部２６Ａ，２６Ｂを備えている。
【００３１】
筐体２１Ａは、一面が開口しており、この開口部には、格子状の防護網２１Ｂが取り付けられている。
【００３２】
ハロゲンランプ２２Ａは、管型（棒状）で、黒色の遠赤外線放射セラミックスが外周面にコーティングされている。ハロゲンランプ２２Ａは、本発明の赤外光放射手段に相当し、石英ガラスで作られたバルブ内のほぼ中央部に、タングステンを材料とするフィラメントが配置され、ハロゲンガスと、アルゴンや窒素などの不活性ガスが封入されている。ハロゲンランプにコーティングされた遠赤外線放射セラミックスは、ハロゲンランプから放射された可視光線や近赤外線を吸収して発熱し、２．５μｍから１５μｍの波長領域にピークを有する遠赤外線（遠赤外光）を放射する。例えば、約３μｍ及び約６μｍがピーク値である遠赤外線を放射する。また、雪・霜・氷の融解、及び霧の消去に好適な遠赤外線の波長は、約３μｍ及び約１０μｍである。ハロゲンランプ２２Ａが放射する遠赤外線は、上記のように約３μｍ及び約６μｍにピーク値を有しているので、約３μｍ及び約１０μｍの遠赤外線の放射輝度も高い。したがって、雪・霜・氷の融解、霧の消去を行うのに好適な遠赤外線を大量に照射して、雪・霜・氷の融解、霧の消去を効率良く行うことができる。また、遠赤外線放射セラミックスは、ハロゲンランプのフィラメントと同様に熱容量が小さいので、短時間で昇温を行うことができる。
【００３３】
反射板２３Ａ，２３Ｂは、Ｕ字型に曲げ加工されており、ハロゲンランプ２２Ａに対向する部分に設けられた可動接続部２４Ａにより接続されている。反射板２３Ａ（２３Ｂ）は反射角変更部２６Ａ（２６Ｂ）に接続されており、反射角変更部２６Ａ（２６Ｂ）により位置が変更されると、ハロゲンランプ２２Ａが放射した赤外光の反射角が変更される。反射角変更部２６Ａ，２６Ｂとしては、ソレノイドやアクチュエータが好適である。反射板２３Ａ（２３Ｂ）の可動範囲は、反射板支持部２５Ａ（２５Ｂ）により規制されており、第１ユニット２０Ａにおいて反射板２３Ａ，２３Ｂは、点線で示す第１反射位置２３−１と、第１ユニット２０Ａにおいて反射板２３Ａ，２３Ｂを実線で示す第２反射位置２３−２と、の間を移動可能である。
【００３４】
筐体２１Ａと筐体２１Ｃは、支持板２７に接続されており、バー２８が支持板２７に接着材料２９により接着されている。バー２８は支持板２７に溶接されていてもよい。
【００３５】
次に、赤外光照射装置１の制御系統を説明する。図３に示すように、制御部１０は、氷センサ３が雪・霜・氷のいずれかを検出するか、または霧センサ４が霧を検出すると、反射角変更部２６Ａ〜２６Ｄ、ユニット方向変更部６Ｃ，６Ｄ、及びユニット高さ変更部６Ｅ，６Ｆを制御して、反射板２３Ａ〜２３Ｄの反射角、照射ユニット２が赤外光を照射する方向、及び照射ユニット２の高さを変更する。また、制御部１０は、光量切替手段である電源部３０を制御して、ハロゲンランプ２２Ａ，２２Ｃを点灯したり、赤外光の光量を変更したりする。また、制御部１０は、遠隔操作部７Ａまたは操作部７Ｂで受け付けた操作に応じて、各部を制御する。また、制御部１０は、各部の制御状況やユーザに伝達する事項等を遠隔表示部８Ａや表示部８Ｂに表示させる。制御部１０は、記憶部９から読み出したプログラムに基づいて各部を制御する。また、制御部１０は、反射角変更部２６Ａ〜２６Ｄ、ユニット方向変更部６Ｃ，６Ｄ、及びユニット高さ変更部６Ｅ，６Ｆを制御するためのデータを予め記憶部９に記憶しており、随時データを読み出す。
【００３６】
次に、赤外光照射装置１の動作について説明する。以下の説明では、融氷領域９１の雪・霜・氷と消霧領域９３の霧を検出する場合を説明する。図４に示すように、制御部１０は、氷センサ３が雪・霜・氷を検出するかまたは霧センサ４が霧を検出するまでハロゲンランプ２２Ａ，２２Ｃを消灯した状態で、検出動作を繰り返している（Ｓ１：Ｎ、Ｓ１１：Ｎ、Ｓ２１：Ｎ、Ｓ３１）。
【００３７】
制御部１０は、氷センサ３のみが雪・霜・氷のいずれかを検出すると（Ｓ１：Ｙ）、図５に示す融氷領域９１に赤外光を照射可能な状態（姿勢）になっているかを確認する（Ｓ２）。ここで、融氷領域９１は、例えば赤外光照射装置１の直下から前方の路面上に設定した、縦（道幅の方向）３ｍ、横（道の進行方向：図５における前後方向）４ｍの領域である。赤外光照射装置１を片側２車線の路側に設置した場合には、融氷領域９１は路側帯及び走行車線に相当する。なお、融氷領域９１は、実際には、短軸３ｍ、長軸４ｍの楕円形の領域である。融氷領域９２も、融氷領域９１と同様の大きさの領域である。
【００３８】
なお、赤外光照射装置１は、変更ユニット６Ａと６Ｂにより照射ユニット２が赤外光を照射する方向を変更して、別の融氷領域に赤外光を照射することができる。例えば、追い越し車線に相当する領域を融氷領域９２に設定した場合、この融氷領域９２にも赤外光を照射して融氷を行うことができる。
【００３９】
制御部１０は、照射ユニット２が融氷領域９１に赤外光を照射可能な状態（姿勢）になっていないときには（Ｓ２：Ｎ）、融氷領域９１に赤外光を照射するときにおける照射ユニット２の赤外光照射方向と高さ、及び反射板２３Ａ〜２３Ｄの角度のデータを記憶部９から読み出す。そして、制御部１０は、反射角変更部２６Ａ〜２６Ｄ、ユニット方向変更部６Ｃ，６Ｄ、及びユニット高さ変更部６Ｅ，６Ｆを制御して、照射ユニット２の赤外光照射方向、高さ、及び反射板２３Ａ〜２３Ｄの角度を変更し（Ｓ３）、続いてステップＳ４の処理を実行する。
【００４０】
図５に示した例では、照射ユニット２の赤外光照射方向は、融氷領域９１に赤外光を照射するときには、路面に対して防護網２１Ｂ，２１Ｄが約２０度傾斜した状態（ポール５Ａ，５Ｂに対して約７０度傾斜した状態）である。また、照射ユニット２の高さは、融氷領域９１に赤外光を照射するときには、路面に対してバー２８の高さが約３．０ｍである。また、反射板２３Ａ〜２３Ｄは、第１反射位置である。第１反射位置のときには照射ユニット２から拡散光が照射されるので、赤外光照射装置１は、融氷領域９１のような広い範囲に対して、照射ユニット２から赤外光を照射することができる。なお、図５に示した例では、融氷領域９１の中央部９１１は、照射ユニット２の第１ユニット２０Ａと第２ユニット２０Ｂから赤外光が照射されるので、赤外光の照射エネルギーが高くなり、融氷領域９１の周縁部９１２よりも早く融氷することができる。
【００４１】
制御部１０は、ステップＳ２において、照射ユニット２が融氷領域９１に赤外光を照射可能な状態（姿勢）になっているときには（Ｓ２：Ｙ）、続いてステップＳ４の処理を実行する。
【００４２】
制御部１０は、ハロゲンランプ２２Ａ，２２Ｃを点灯して、融氷領域９１に赤外光を照射させる（Ｓ４）。このとき、制御部１０は、電源部３０を制御して、ハロゲンランプ２２Ａ，２２Ｃの光量を消霧領域９３に赤外光を照射する場合よりも弱い光量に設定する。例えば、ハロゲンランプ２２Ａ，２２Ｃについて、４ｋＷと８ｋＷの切り替えが可能な場合には４ｋＷに設定する。
【００４３】
制御部１０は、ハロゲンランプ２２Ａ，２２Ｃを点灯させると、ステップＳ１以降の処理を繰り返し、雪・霜・氷が融解して氷センサ３が検出しなくなったら、電源部３０を制御してハロゲンランプ２２Ａ，２２Ｃを消灯し（Ｓ３１）、雪・霜・氷または霧を検出するまで待機する。
【００４４】
なお、赤外光照射装置１では、ステップＳ１において、制御部１０が氷センサ３により融氷領域９２において雪・霜・氷を検出した場合、上記ステップＳ１〜Ｓ４を行って融氷領域９２の融氷を行うように設定できる。但し、図５に示すように照射ユニット２と各反射板の角度を、融氷領域９１に赤外光を照射するときとは異なる角度に変更して、融氷領域９２全体に赤外光を照射させる。融氷領域９２は、融氷領域９１よりも赤外光照射装置１から離れており、ハロゲンランプ２２Ａ，２２Ｃの光量が融氷領域９１に照射する光量と同じであると、完全に融氷できない場合がある。そのため、融氷領域９２に対して赤外光を照射する際には、ステップＳ４において、ハロゲンランプ２２Ａ，２２Ｃを強い光量に切り替えるとよい。例えば、４ｋＷと８ｋＷの切り替えが可能な場合には８ｋＷに設定する。
【００４５】
また、融氷領域９１と融氷領域９２において雪・霜・氷を同時に検出した場合には、融氷領域９１を先に融氷するように設定しておくと良い。これは、通常、走行車線の方が通行車両が多く、走行車線の融氷を優先することで、交通を早く円滑化できるからである。
【００４６】
制御部１０は、ステップＳ１において、氷センサ３が雪・霜・氷を検出しておらず（Ｓ１：Ｎ）、霧センサ４が霧を検出したときには（Ｓ１１：Ｙ）、図５に示す消霧領域９３に赤外光を照射可能な状態（姿勢）になっているかを確認する（Ｓ１２）。ここで、消霧領域９３は、例えば赤外光照射装置１の前方における路面の上方（路面からの高さが１．１ｍ〜１．６ｍ）であって、縦（道幅の方向）８ｍ、横（道の進行方向：図５における前後方向）４ｍの領域に設定されている。消霧領域９３は、片側２車線の走行車線と追い越し車線（道路全体）上の領域に相当する。消霧領域９３を、路面から高さ１．１ｍ〜１．６ｍに設定するのは、乗用車の運転手の目の高さが、一般的にこの高さだからである。なお、赤外光照射装置１から消霧領域９３に向かって赤外光を照射した場合、実際には、図５に示した消霧領域９３だけでなく、消霧領域９３を中心としてその上下の領域を含む、高さ方向において１．５ｍ〜２．０ｍ程度の消霧領域９３よりも広い領域の霧を消すことができる。これは、赤外光の照射エネルギーが消霧領域９３の周囲にも伝搬するためだと考えられる。
【００４７】
制御部１０は、消霧領域９３に赤外光を照射可能な状態（姿勢）になっていないときには（Ｓ１２：Ｎ）、消霧領域９３に赤外光を照射するときにおける照射ユニット２の赤外光照射方向、高さ、及び反射板２３Ａ〜２３Ｄの角度のデータを記憶部９から読み出す。そして、制御部１０は、反射角変更部２６Ａ〜２６Ｄ、ユニット方向変更部６Ｃ，６Ｄ、及びユニット高さ変更部６Ｅ，６Ｆを制御して、照射ユニット２の赤外光照射方向、高さ、及び反射板２３Ａ〜２３Ｄの角度を変更し（Ｓ１３）、続いてステップＳ１４の処理を実行する。
【００４８】
また、制御部１０は、ステップＳ１２において、消霧領域９３に赤外光を照射可能な状態（姿勢）になっているときには（Ｓ１２：Ｙ）、続いてステップＳ４の処理を実行する。
【００４９】
図５に示した例では、照射ユニット２の赤外光照射方向は、消霧領域９３に赤外光を照射するときには、路面に対して防護網２１Ｂ，２１Ｄが約９０度傾斜した状態である。また、照射ユニット２の高さは、消霧領域９３に赤外光を照射するときには、路面に対してバー２８の高さが約１．３５ｍである。また、反射板２３Ａ〜２３Ｄは、第２反射位置である。第２反射位置のときには照射ユニット２から平行光が照射される。赤外光照射装置１は、消霧領域９３に対して、照射ユニット２から照射領域が広がらずに水平な赤外光（平行光）を照射する（Ｓ１４）。照射ユニット２から照射される赤外光が平行光の場合、拡散光の場合より単位面積あたりの照射エネルギーが高くなる。そのため、消霧領域９３の霧を効率良く消すことができる。
【００５０】
このとき、制御部１０は、電源部３０を制御して、ハロゲンランプ２２Ａ，２２Ｃの光量を融氷領域９１に赤外光を照射する場合よりも強い光量に設定する。例えば、４ｋＷと８ｋＷの切り替えが可能な場合には８ｋＷに設定する。上記のように、消霧領域が広い場合には、霧を消すには融氷時よりも強い光量の赤外光を照射するのが好ましく、ハロゲンランプ２２Ａ，２２Ｃが放射する赤外光の光量を切り替えて強い光量の赤外光を照射することで、霧を確実に消すことができる。
【００５１】
制御部１０は、ステップＳ１１において、霧センサ４が霧のみを検出しているのではなく（Ｓ１１：Ｎ）、氷センサ３も雪・霜・氷のいずれかを検出している場合には（Ｓ２１：Ｙ）、氷センサ３と霧センサ４が共に検出している場合の優先情報を記憶部９から読み出して確認する（Ｓ２２）。
【００５２】
なお、赤外光照射装置１では、氷センサ３が雪・霜・氷のいずれかを検出し、かつ霧センサ４が霧を検出した場合には、融氷を優先するか消霧を優先するかを、選択手段である遠隔操作部７Ａまたは操作部７Ｂにより予め選択しておくことができる。制御部１０は、融氷領域に優先的に赤外光を照射させる融氷優先機能と、消霧領域に赤外光を優先的に放射させる消霧優先機能のうち、選択された優先機能を記憶部９で記憶している。
【００５３】
制御部１０は、雪・霜・氷のいずれかの融解を優先する場合には（Ｓ２３：Ｙ）、ステップＳ２以降の処理を行う。
【００５４】
また、制御部１０は、霧の消去を優先する場合には（Ｓ２３：Ｎ、Ｓ２４：Ｙ）、ステップＳ１２以降の処理を行う。
【００５５】
また、制御部１０は、いずれの優先設定もなされていない場合には（Ｓ２４：Ｎ）、一定時間毎に、照射ユニット２の赤外光照射方向を切り替える（Ｓ２５〜Ｓ２８）。図１（Ａ）に示したように複数の照射ユニット２を備えている場合には、例えば、融氷領域９１に赤外光を照射する照射ユニット２と、消霧領域９３に赤外光を照射する照射ユニット２と、が交互または所定数毎に配置されるように設定して（Ｓ２５）、各照射ユニット２のハロゲンランプ２２Ａ，２２Ｃを点灯する（Ｓ２６、Ｓ２７：Ｎ）。このとき、前記のように、消霧領域９３に赤外光を照射する照射ユニット２のハロゲンランプ２２Ａ，２２Ｃを、融氷領域９１に赤外光を照射する照射ユニット２のハロゲンランプ２２Ａ，２２Ｃよりも強い光量の赤外光を照射するように設定するとよい。
【００５６】
制御部１０は、一定時間（例えば、５分乃至１０分）が経過すると（Ｓ２７：Ｙ）、消霧領域９３に赤外光を照射する照射ユニット２と、融氷領域９１に赤外光を照射する照射ユニット２と、の赤外光照射方向を切り替える（Ｓ２８）。
【００５７】
また、ステップＳ２５においては、複数の照射ユニット２を全て融氷領域９１に赤外光を照射させて（Ｓ２５）、ハロゲンランプ２２Ａ，２２Ｃを点灯後に（Ｓ２６、Ｓ２７：Ｎ）、一定時間が経過すると（Ｓ２７：Ｙ）、複数の照射ユニット２を全て消霧領域９３に赤外光を照射させるように制御してもよい（Ｓ２８）。すなわち、全照射ユニット２の赤外光照射方向と光量を一定時間毎に切り替えることも可能である。
【００５８】
照射ユニット２の照射方向及び切り替え方法は、これに限らず他の方法でもよい。
【００５９】
制御部１０は、ステップＳ４、ステップＳ１４、またはステップＳ２８の処理を行うと、続いてステップＳ１以降の処理を繰り返し行う。また、制御部１０は、氷センサ３及び霧センサ４が検出しなくなると（Ｓ２１）、電源部３０を制御してハロゲンランプ２２Ａ，２２Ｃを消灯して（Ｓ３１）、次に雪・霜・氷または霧を検出するまで、検出動作を繰り返す（Ｓ１：Ｎ、Ｓ１１：Ｎ、Ｓ２１：Ｎ、Ｓ３１）。
【００６０】
次に、赤外光照射装置の別の実施形態を説明する。赤外光照射装置１は、図２に示した第１ユニット２０Ａと第２ユニット２０Ｂに代えて、図６（Ａ）に示すユニット１２０Ａを備えた構成とすることも可能である。図６（Ａ）に示すユニット１２０Ａは、図２に示した第１ユニット２０Ａのハロゲンランプ２２Ａと、反射板２３Ａ及び反射板２３Ｂと、の距離を変更するランプ移動部（距離変更手段）６０を設けたものである。ユニット１２０Ａの他の構成は、第１ユニット２０Ａと同じあり、同符号を付して説明を省略する。
【００６１】
図６（Ａ）に示したように、ハロゲンランプ２２Ａと、反射板２３Ａ及び反射板２３Ｂと、の距離を変更することで、ユニット１２０Ａが照射する赤外光の照射範囲を変更することができる。例えば、図６（Ａ）において、反射板２３Ａ，２３Ｂを実線で示す第２反射位置に設定した場合、ハロゲンランプ２２Ａが実線で示す位置のときには、ユニット１２０Ａから平行光が照射される。一方、図６（Ａ）において、反射板２３Ａ，２３Ｂを実線で示す第２反射位置に設定した場合、ハロゲンランプ２２Ａが点線で示す位置のときには、第１ユニット１２０Ａから拡散光が照射される。また、ランプ移動部６０によりハロゲンランプ２２Ａの位置を変更したときに、さらに、反射角変更部２６Ａ，２６Ｂにより反射板２３Ａ，２３Ｂの反射位置を変更することで、ユニット１２０Ａから照射される赤外光の照射範囲を制御できる。これにより、任意の範囲に赤外光を照射することが可能となる。
【００６２】
なお、ハロゲンランプ２２Ａを移動させる構成に限らず、反射板２３Ａ，２３Ｂを移動させて、ハロゲンランプ２２Ａに対する反射板２３Ａ，２３Ｂの位置を変更する構成にすることも可能である。
【００６３】
なお、図６（Ａ）には、反射板２３Ａ，２３Ｂの反射位置を反射角変更部２６Ａ，２６Ｂにより変更可能な構成を示したが、これに限らず、ユニット１２０Ａにおいて、反射角変更部２６Ａ，２６Ｂを設けずに、ランプ移動部６０のみを設けた構成であっても、ユニット１２０Ａの赤外光照射範囲を十分変更可能である。
【００６４】
次に、赤外光照射装置のさらに別の実施形態を説明する。赤外光照射装置１は、図２に示した第１ユニット２０Ａと第２ユニット２０Ｂに代えて、図６（Ｂ）に示すユニット２２０Ａを備えた構成とすることも可能である。図６（Ｂ）に示すユニット２２０Ａは、図２に示した第１ユニット２０Ａの反射板２３Ａ及び反射板２３Ｂを、Ｎ個の反射板２２３−１〜２２３−Ｎに変更し、反射角変更部２６Ａ，２６Ｂを反射角変更部２２６（一点鎖線で図示）に変更したものである。ユニット２２０Ａの他の構成は、第１ユニット２０Ａと同じあり、同符号を付して説明を省略する。
【００６５】
反射板２２３−１〜２２３−Ｎは、それぞれ中央部に回転軸２２４−１〜２２４−Ｎを備えており、各回転軸２２４−１〜２２４−Ｎの端部は、反射角変更部２２６に接続されている。反射角変更部２２６は、角度変更機構（モータ、歯車など）を内蔵しており、回転軸２２４−１〜２２４−Ｎが赤外光を反射する角度を個別に変更することができる。これにより、ユニット２２０Ａが照射する赤外光の照射範囲を、図６（Ａ）に示したユニット１２０Ａと同様に変更することができ、任意の範囲に赤外光を照射することが可能となる。
【００６６】
次に、赤外光照射装置のさらに別の実施形態を説明する。図７に示す赤外光照射装置１０１は、図１及び図５に示した赤外光照射装置１の変更ユニット６Ａと６Ｂからユニット高さ変更部６Ｅ，６Ｆを取り除いて、ユニット方向変更部６Ｃ，６Ｄのみを有する変更ユニット１０６Ａと１０６Ｂに変更している。また、照射ユニット２の第１ユニット２０Ａ，第２ユニット２０Ｂを、図６（Ａ）に示したユニット１２０Ａに変更した照射ユニット１０２に変更している。また、上記のように変更ユニット１０６Ａと１０６Ｂは、ユニット高さ変更部を備えておらず、照射ユニット１０２（２０２）の高さを変更しないので、ポール５Ａ，５Ｂを長さの短いポール１０５Ａ，１０５Ｂに変更している。
【００６７】
照射ユニット１０２は一例として路面から１．３５ｍの高さに固定しており、変更ユニット１０６Ａと１０６Ｂにより、赤外光の照射方向が変更される。
【００６８】
なお、この場合、氷センサ３は、例えば高さ１．０ｍ〜１．７ｍの位置に取り付けるとよい。
【００６９】
なお、照射ユニット１０２の第１ユニット１２０Ａ，第２ユニット１２０Ｂを、図６（Ｂ）に示したユニット２２０Ａを備えた照射ユニット２０２に変更することも可能である。
【００７０】
赤外光照射装置１０１は、融氷領域９１と、消霧領域９４に赤外光を照射するように設定されている。図７に示すように、融氷領域９１は、図５に示した融氷領域９１と同様の範囲に設定されている。消霧領域９４は、赤外光照射装置１０１の前方における路面の上方（路面からの高さが１．１ｍ〜１．６ｍ）であって、縦（道幅の方向）４ｍ、横（道の進行方向：図７における前後方向）４ｍの領域に設定されている。消霧領域９３は、片側１車線の走行車線上の領域に相当する。
【００７１】
赤外光照射装置１０１では、照射ユニット１０２の高さが１．３５ｍに固定されており、高さ３ｍから赤外光を照射する赤外光照射装置１よりも、照射ユニット１０２が赤外光を照射する放射角を大きくする必要がある。そこで、赤外光照射装置１０１では、前記のように照射ユニット１０２に、図６（Ａ）に示したユニット１２０Ａ、または図６（Ｂ）に示したユニット２２０Ａを備えた構成に変更している。ユニット１２０Ａは、前記のように、反射角変更部２６Ａ，２６Ｂに加えてランプ移動部６０を備えているので、反射板の角度を変更するとともにハロゲンランプ２２Ａの位置を変更することで、赤外光の照射角をさらに大きくすることができる。また、図６（Ｂ）に示したユニット２２０Ａは、前記のように、複数の反射板２２３−１〜２２３−Ｎの反射角を個別に変更できるので、反射板の角度の設定によって、赤外光の照射角をさらに大きくすることができる。
【００７２】
したがって、照射ユニット１０２（２０２）の高さを変更しなくても、融氷領域９１全体に赤外光を照射することができる。
【００７３】
また、照射ユニット１０２（２０２）は、上記のような構成なので、ハロゲンランプ２２Ａの位置や反射板の角度を調整することで、当然平行な赤外光を照射することができ、消霧領域９４に対しても赤外光を照射して、霧を消すことができる。
【００７４】
なお、図２及び図５に示した照射ユニット２では、路面からの高さが１．３５ｍであると、融氷領域９１全体に赤外光を照射することができない。しかし、反射板２３Ａ〜２３Ｄの形状変更や、反射板２３Ａ〜２３Ｄが赤外光を反射する角度を変更することで、融氷領域９１全体に赤外光を照射することが可能である。
【００７５】
次に、赤外光照射装置のさらに別の実施形態を説明する。赤外光照射装置３０１の照射ユニット３０２は、図２に示した照射ユニット２の第１ユニット２０Ａを、別の第１ユニット３２０Ａに変更したものであり、第２ユニット３２０Ｂは照射ユニット２の第２ユニット２０Ｂと同様である。第１ユニット３２０Ａは、第１ユニット２０Ａの反射板２３Ａの可動範囲をさらに広くした反射板３２３Ａと、反射板２３Ｂと同様の可動範囲の反射板３２３Ｂを備えている。赤外光照射装置３０１の制御部１０は、融氷領域９１に赤外光を照射する際には、図８に示すように、反射板３２３Ａと反射板３２３Ｂを非対称な位置（角度）に設定する。一方、第２ユニット３２０Ｂの２つの反射板３２３Ｃと反射板３２３Ｄは、対照的な位置（角度）に設定する。
【００７６】
融氷領域９１における赤外光照射装置３０１から遠い側の端部である遠端領域９１６は、赤外光照射装置３０１からの距離が離れているので、融氷領域９１の赤外光照射装置３０１に近い領域よりも赤外光の照射量が少なく、第１ユニット３２０Ａから照射した赤外光だけでは、融氷領域９１の赤外光照射装置３０１に近い領域よりも雪・霜・氷が解けにくいことがある。そこで、本発明では、図５に基づいて説明したように、反射板の位置を変更することで、照射ユニット２から照射される赤外光を、拡散光または平行光に切り替えて、単位面積あたりの照射エネルギーを変更できることを用いて、遠端領域９１６の雪・霜・氷を融解する。すなわち、赤外光照射装置３０１は、反射板３２３Ａが反射する赤外光が平行光になるように、第１ユニット３２０Ａの反射板３２３Ａの反射角を変更して、遠端領域９１６に照射する赤外光の単位面積あたりの照射エネルギーを高くする。一方、赤外光照射装置３０１は、第１ユニット３２０Ａの反射板３２３Ｂ、第２ユニット３２０Ｂの反射板３２３Ｃと３２３Ｄについては、各反射板が反射する赤外光が拡散光となるように、反射角を設定する。これにより、融氷領域９１の遠端領域９１６には赤外光の平行光が照射されて雪・霜・氷を効率良く融解できる。また，融氷領域９１の遠端領域９１６以外の領域については、拡散光が照射されるが、赤外光照射装置１からの距離が近いので、雪・霜・氷を問題なく融解できる。
【００７７】
なお、赤外光照射装置１の直下に赤外光を照射しないように照射ユニット３０２のポール５Ａ，５Ｂに対する角度を、例えば７０度から６５〜６８度に変更するとともに、反射板３２３Ａの反射角（反射方向）を調整することで、第１ユニット３２０Ａの反射板３２３Ａからの平行光が照射される領域（遠端領域９１６）に、第２ユニット３２０Ｂから照射される拡散光も照射させることができる。これにより、遠端領域９１６に照射される赤外光の単位面積あたりの照射エネルギーがさらに高くなるので、遠端領域９１６の雪・霜・氷をより確実に融解できる。
【００７８】
以上のように、本発明では、雪・霜・氷の融解と霧の消去を効率良く行うことができる。
【符号の説明】
【００７９】
１，１０１，３０１…赤外光照射装置 ２，１０２，２０２…照射ユニット ３…氷センサ ４…霧センサ ５Ａ，５Ｂ，５Ｃ…ポール ６Ａ，６Ｂ…変更ユニット ６Ｃ，６Ｄ…ユニット方向変更部 ６Ｅ，６Ｆ…ユニット高さ変更部 ７Ａ…遠隔操作部 ７Ｂ…操作部 ８Ａ…遠隔表示部 ８Ｂ…表示部 ９…記憶部 １０…制御部 ２０Ａ，１２０Ａ，２２０Ａ…第１ユニット ２０Ｂ…第２ユニット ２１Ａ，２１Ｃ…筐体 ２１Ｂ，２１Ｄ…防護網 ２２Ａ，２２Ｃ…ハロゲンランプ ２３Ａ，２３Ｂ，２２３−１〜２２３−Ｎ，３２３Ｃ，３２３Ｄ…反射板 ２４Ａ…可動接続部 ２５Ａ，２５Ｂ…反射板支持部 ２６Ａ，２６Ｂ…反射角変更部 ２７…支持板 ２８…バー ２９…接着材料 ３０…電源部 ３１…バー ３２Ａ…固定具 ４１…バー ４２Ａ…固定具 ６０…ランプ移動部 ９１…融氷領域 ９２…消霧領域 １００…高速道路 １０１…赤外光照射装置 １０２…照射ユニット １０５Ａ，１０５Ｂ…ボール １０６Ａ…変更ユニット ２０２…照射ユニット ２２４−１〜２２４−Ｎ…回転軸 ２２６…反射角変更部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、赤外光を照射して、路面の雪、霜、氷などの融解や、路面から所定高さの空間における霧の消去を行う赤外光照射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、交通を円滑化するために、様々な対策が行われている。
【０００３】
例えば、寒冷な地域では、冬季に路面に雪が積もったり霜が発生したり水分が凍結して氷が発生したりすると、交通に障害が発生して様々な問題が生じている。そこで、従来、雪・霜・氷の対策として、凍結防止剤の散布、除雪車による積雪の除去、融雪（融氷）装置による雪・霜・氷の融解などが行われている。
【０００４】
従来の融雪装置には、道路に電熱線や温水循環パイプを埋設して路面を加熱するもの（ロードヒーティング）や、道路の上側から赤外光を照射して路面を加熱するものがあった（例えば、特許文献１、２を参照。）。
【０００５】
また、霧の発生が多い地域では、道路上に霧が発生すると視界が不良となって危険なため、車両の通行速度が制限されたり通行止めとなったりする。しかし、このような対策では交通が滞って物流が停止するなどの問題が発生する。そこで、従来、消霧装置により、路面の上の空間に発生した霧が除去されていた（特許出願３、４を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１０−２１２７０２号公報
【特許文献２】特開平１１−２４１３０４号公報
【特許文献３】特開２００７−５１５４０号公報
【特許文献４】特開２００２−３０６３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
寒冷な地域では、上記のように冬季において雪が降ったり霜が発生したりするが、春季や秋季には霧が発生することが多い。そのため、このような地域では、従来、雪や霜の対策と霧の対策として、高速道路の路側帯などに融雪（融氷）装置と消霧装置を設置しなければならない。
【０００８】
融雪装置と消霧装置の設置方法としては、道路の上側から赤外光を照射して路面を加熱する赤外光照射型の融雪装置と、路面の上の空間に発生した霧に対して側方から赤外光を照射する赤外光照射型の消霧装置と、を水平方向に一列になるように交互に並べて、路側帯などに設置する方法がある。しかしながら、この方法では、一方の装置の間に他方の装置を設置するので、融雪装置の設置間隔や消霧装置の設置間隔が開いてしまうため、雪・霜・氷の融解や霧の消去を、同じ場所において効率良く行うことができないという問題があった。
【０００９】
融雪装置と消霧装置の別の設置方法としては、赤外光照射型の融雪装置を水平方向に一列に並べて複数台設置し、赤外光照射型の消霧装置を、融雪装置と平行に、複数台を並べて設置する方法がある。このように融雪装置と消霧装置を２列に並べて水平に設置することで各装置の設置間隔が開くことがなく、雪・霜・氷の融解と霧の消去を、同じ場所において効率良く行うことができる。しかしながら、この設置方法は、１つ目に述べた設置方法と比べて装置の設置台数が増加するため、装置の費用や維持費が高額になるという問題があった。
【００１０】
そこで、この発明は、雪・霜・氷の融解と霧の消去を効率良く行うことができ、かつ、装置の費用や維持費を抑制することができる赤外光照射装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この発明の赤外光照射装置は、照射ユニットと、方向変更手段と、氷検出手段と、霧検出手段と、制御手段と、を備えている。照射ユニットは、赤外光放射手段と、反射手段と、反射角変更手段と、を備えており、対象物に赤外光を照射する。赤外光放射手段は、赤外光を放射する。反射手段は、赤外光放射手段から放射された赤外光を反射する。反射角変更手段は、反射手段が赤外光を反射する角度を変更する。方向変更手段は、照射ユニットが赤外光を照射する方向を変更する。氷検出手段は、照射ユニットの周囲に設定した氷を融解する領域である融氷領域における氷の有無を検出する。霧検出手段は、照射ユニットの周囲に設定した霧を消す領域である消霧領域における霧の有無を検出する。制御手段は、氷検出手段が氷を検出すると、反射角変更手段と方向変更手段を制御して照射ユニットが赤外光を照射する方向と反射角を変更して、照射ユニットに赤外光を融氷領域に対して照射させ、霧検出手段が霧を検出すると、反射角変更手段と方向変更手段を制御して照射ユニットが赤外光を照射する方向と反射角を変更して、照射ユニットに赤外光を消霧領域に対して照射させる。
【００１２】
この構成において、氷検出手段が検出する氷には、氷の一種である雪や霜が含まれるものとする。この構成によれば、雪・霜・氷を検出したときと、霧を検出したときと、で照射ユニットが赤外光を照射する方向と反射板の角度を変更できる。これにより、赤外光照射装置のみを設置することで、雪・霜・氷の融解と霧の消去を効率良く行うことができる。また、一種類の装置を取り付ければよいので、装置の費用や維持費を抑制できる。
【００１３】
上記発明において、赤外光照射装置は、高さ変更手段を備えている。高さ変更手段は、照射ユニットが赤外光を照射する高さを変更する。制御手段は、氷検出手段が氷を検出すると、さらに高さ変更手段を制御して照射ユニットが赤外光を照射する高さを変更して、照射ユニットに赤外光を融氷領域に対して照射させ、霧検出手段が霧を検出すると、さらに高さ変更手段を制御して照射ユニットが赤外光を照射する高さを変更して、照射ユニットに赤外光を消霧領域に対して照射させる。
【００１４】
この構成によれば、照射ユニットの高さを変更できるので、赤外光を照射する領域を自由に変更して、雪・霜・氷や霧を消去できる。また、照射ユニットに高い位置から赤外光を照射させることができるので、反射角変更手段が反射板の角度を大きく変更しなくても広い範囲に赤外光を照射することが可能となり、反射手段や反射角変更手段の構成をシンプルにすることができる。
【００１５】
上記発明において、赤外光照射装置は、光量切替手段を備えている。光量切替手段は、赤外光放射手段が放射する赤外光の光量を切り替える。制御手段は、光量切替手段を制御して、霧検出手段が霧を検出したときには、氷検出手段が氷を検出したときよりも強い光量の赤外光を赤外光放射手段に放射させる。
【００１６】
消霧領域が広い場合などには、霧を消すには融氷時よりも強い光量の赤外光を照射するのが好ましく、赤外光放射手段が放射する赤外光の光量を切り替えて強い光量の赤外光を照射することで、霧を確実に消すことができる。
【００１７】
上記発明において、赤外光照射装置は、距離変更手段を備えている。距離変更手段は、反射手段に対する赤外光放射手段の距離を変更する。制御手段は、氷検出手段が氷を検出すると、さらに距離変更手段を制御して照射ユニットが赤外光を照射する領域を変更して、照射ユニットに赤外光を融氷領域に対して照射させ、霧検出手段が霧を検出すると、さらに距離変更手段を制御して照射ユニットが赤外光を照射する領域を変更して、照射ユニットに赤外光を消霧領域に対して照射させる。
【００１８】
この構成においては、反射手段に対する赤外光放射手段の距離を変更することで、赤外光の照射範囲を変更できる。これにより、雪・霜・氷を融解するときと、霧を消去するときと、で赤外光の照射範囲を変更することで、雪・霜・氷の融解と、霧の消去と、を効率良く行うことができる。
【００１９】
上記発明において、赤外光照射装置は、選択手段を備えている。選択手段は、融氷領域に優先的に赤外光を照射させる融氷優先機能、または消霧領域に赤外光を優先的に放射させる消霧優先機能を選択する。制御手段は、氷検出手段が氷を検出し、かつ霧検出手段が霧を検出しているときには、少なくとも反射角変更手段と方向変更手段を制御して、選択手段が選択した優先機能に応じた領域に赤外光を照射させる。
【００２０】
この構成においては、選択手段により融氷と消霧のいずれを優先的に行うかを予め選択しておくことで、雪、霜または氷と、霧を同時に検出した場合に、どちらかを先に除去することができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、雪・霜・氷の融解と霧の消去を効率良く行うことができ、かつ、取り付け費用や維持費を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】（Ａ）は、本発明の実施形態に係る赤外光照射装置の設置例を示す概観図である。（Ｂ）は、赤外光照射装置の概略構成を示す外観図である。
【図２】照射ユニットの構成を示す断面図である。
【図３】赤外光照射装置のブロック図である。
【図４】赤外光照射装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【図５】赤外光照射装置が融氷領域に赤外光を照射する状態と、消霧領域に赤外光を照射する状態を示す図である。
【図６】（Ａ）は、図２とは異なる構成のユニットの断面図である。（Ｂ）は、図２及び図６（Ａ）とは異なる構成のユニットの断面図である。
【図７】図５とは異なる構成の赤外光照射装置が融氷領域に赤外光を照射する状態と、消霧領域に赤外光を照射する状態を示す図である。
【図８】図５に示した赤外光照射装置と構成が一部異なる赤外光照射装置が融氷領域に赤外光を照射する状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
図１（Ａ）に示すように、本発明の実施形態に係る赤外光照射装置１は、道路面または道路面上方の空間に赤外光を照射する照射ユニット２と、路面の雪・霜・氷を検出する氷センサ（氷検出部）３と、道路面上の空間を漂う霧を検出する霧センサ（霧検出部）４と、照射ユニット２を取り付けるポール５Ａ，５Ｂと、を備えている。図１（Ａ）には、高速道路１００の路側帯に赤外光照射装置１を設置して、１つの氷センサ３と１つの霧センサ４により検出した情報に基づいて複数の照射ユニット２を制御する例を示している。
【００２４】
赤外光照射装置１は、照射ユニット２が赤外光（赤外線）を照射する方向を変更するユニット方向変更部６Ｃ，６Ｄと、照射ユニット２の高さを変更するユニット高さ変更部６Ｅ，６Ｆと、を備えている。図１（Ｂ）には、ユニット方向変更部とユニット高さ変更部を兼ねる変更ユニット６Ａと６Ｂを示している。
【００２５】
照射ユニット２は、背面においてバー２８に固定されている。バー２８の両端部は、それぞれ変更ユニット６Ａと変更ユニット６Ｂに挿入されている。変更ユニット６Ａ，６Ｂのユニット方向変更部６Ｃ，６Ｄは、バー２８を回転させる回転機構を備えており、バー２８を回転させることで照射ユニット２が赤外光を放射する方向を変更する。また、変更ユニット６Ａと変更ユニット６Ｂは、高速道路１００の路面に対して垂直に立てられたポール５Ａ（５Ｂ）に対し上下に移動する移動機構を内蔵している。変更ユニット６Ａと変更ユニット６Ｂは、ポール５Ａ，５Ｂに対し上下に移動することで、照射ユニット２が赤外光を放射する高さを変更する。
【００２６】
氷センサ３は、バー３１に固定されている。バー３１は、固定具３２Ａ、３２Ｂによりポール５Ｃ、５Ａに固定されている。また、霧センサ４は、バー４１に固定されている。バー４１は、固定具４２Ａ、４２Ｂによりポール５Ｂ、５Ｄに固定されている。氷センサ３は、例えば路面から高さ３．１ｍの位置に取り付けられている。また、霧センサ４は、例えば路面から高さ１．３ｍの位置に取り付けられている。氷センサ３及び霧センサ４は、照射ユニット２の影響を受けないように、照射ユニット２を取り付けたポール５Ａ、５Ｂ間と異なるポール間に取り付けられている。
【００２７】
氷センサ３としては、反射率計または距離計の機能と、放射温度計の機能と、を備えたものが好適である。路面上の雪・霜・氷の有無により、路面の反射率やセンサから路面までの距離が異なるので、氷センサ３の反射率計または距離計の機能により路面の反射率または路面までの距離を計測することで、雪・霜・氷の有無を検出できる。なお、路面の反射率及び路面までの距離を計測することで、雪・霜・氷の検出精度を向上できる。また、氷センサ３の放射温度計の機能により路面の温度を計測することで、水と氷の反射率が同じであっても温度は異なるので、水を誤検出することなく、雪・霜・氷を正確に検出できる。なお、図１には氷センサ３を１個設置した場合を示したが、赤外光照射装置１の設置数や設置場所に応じて必要な数を設置するとよい。
【００２８】
霧センサ４としては、例えば、透過率計（ＶＩ計）が好適である。透過率計（ＶＩ計）は、公知の計測器で、ビーム状の光線の送受を行う本体部と、所定距離離れて配置される反射部（不図示）とから構成されたものである。透過率計の基本動作を説明すると、本体部から、霧に対して吸収率の高い波長域を有する光線が射出され、２分岐されて一方は参照光とされ、他方は測定光として反射部へ向けて進行させられ、反射部で反射された測定光は本体部に帰来して受光され、前記参照光とレベル比較されることで、測定光の吸収量の計測を行って、測定光の伝搬空間内の霧の発生状況を計測するものである。測定結果は、具体的には視界距離（視程という）で表される。透過率計は、対象区間を走行路方向に分割して、所定数を設置することができ、また、走行路を挟んで両側に設置してもよい。透過率計は、赤外光照射装置１の設置数や設置場所に応じて必要な数を設置するとよい。
【００２９】
図２に示すように、照射ユニット２は、第１ユニット２０Ａと第２ユニット２０Ｂを備えている。第１ユニット２０Ａと第２ユニット２０Ｂは同じ構成なので、第１ユニット２０Ａの構成について説明する。
【００３０】
第１ユニット２０Ａは、直方体形状の筐体２１Ａの内部に、ハロゲンランプ２２Ａ、反射板２３Ａ，２３Ｂ、反射板支持部２５Ａ，２５Ｂ、及び反射角変更部２６Ａ，２６Ｂを備えている。
【００３１】
筐体２１Ａは、一面が開口しており、この開口部には、格子状の防護網２１Ｂが取り付けられている。
【００３２】
ハロゲンランプ２２Ａは、管型（棒状）で、黒色の遠赤外線放射セラミックスが外周面にコーティングされている。ハロゲンランプ２２Ａは、本発明の赤外光放射手段に相当し、石英ガラスで作られたバルブ内のほぼ中央部に、タングステンを材料とするフィラメントが配置され、ハロゲンガスと、アルゴンや窒素などの不活性ガスが封入されている。ハロゲンランプにコーティングされた遠赤外線放射セラミックスは、ハロゲンランプから放射された可視光線や近赤外線を吸収して発熱し、２．５μｍから１５μｍの波長領域にピークを有する遠赤外線（遠赤外光）を放射する。例えば、約３μｍ及び約６μｍがピーク値である遠赤外線を放射する。また、雪・霜・氷の融解、及び霧の消去に好適な遠赤外線の波長は、約３μｍ及び約１０μｍである。ハロゲンランプ２２Ａが放射する遠赤外線は、上記のように約３μｍ及び約６μｍにピーク値を有しているので、約３μｍ及び約１０μｍの遠赤外線の放射輝度も高い。したがって、雪・霜・氷の融解、霧の消去を行うのに好適な遠赤外線を大量に照射して、雪・霜・氷の融解、霧の消去を効率良く行うことができる。また、遠赤外線放射セラミックスは、ハロゲンランプのフィラメントと同様に熱容量が小さいので、短時間で昇温を行うことができる。
【００３３】
反射板２３Ａ，２３Ｂは、Ｕ字型に曲げ加工されており、ハロゲンランプ２２Ａに対向する部分に設けられた可動接続部２４Ａにより接続されている。反射板２３Ａ（２３Ｂ）は反射角変更部２６Ａ（２６Ｂ）に接続されており、反射角変更部２６Ａ（２６Ｂ）により位置が変更されると、ハロゲンランプ２２Ａが放射した赤外光の反射角が変更される。反射角変更部２６Ａ，２６Ｂとしては、ソレノイドやアクチュエータが好適である。反射板２３Ａ（２３Ｂ）の可動範囲は、反射板支持部２５Ａ（２５Ｂ）により規制されており、第１ユニット２０Ａにおいて反射板２３Ａ，２３Ｂは、点線で示す第１反射位置２３−１と、第１ユニット２０Ａにおいて反射板２３Ａ，２３Ｂを実線で示す第２反射位置２３−２と、の間を移動可能である。
【００３４】
筐体２１Ａと筐体２１Ｃは、支持板２７に接続されており、バー２８が支持板２７に接着材料２９により接着されている。バー２８は支持板２７に溶接されていてもよい。
【００３５】
次に、赤外光照射装置１の制御系統を説明する。図３に示すように、制御部１０は、氷センサ３が雪・霜・氷のいずれかを検出するか、または霧センサ４が霧を検出すると、反射角変更部２６Ａ〜２６Ｄ、ユニット方向変更部６Ｃ，６Ｄ、及びユニット高さ変更部６Ｅ，６Ｆを制御して、反射板２３Ａ〜２３Ｄの反射角、照射ユニット２が赤外光を照射する方向、及び照射ユニット２の高さを変更する。また、制御部１０は、光量切替手段である電源部３０を制御して、ハロゲンランプ２２Ａ，２２Ｃを点灯したり、赤外光の光量を変更したりする。また、制御部１０は、遠隔操作部７Ａまたは操作部７Ｂで受け付けた操作に応じて、各部を制御する。また、制御部１０は、各部の制御状況やユーザに伝達する事項等を遠隔表示部８Ａや表示部８Ｂに表示させる。制御部１０は、記憶部９から読み出したプログラムに基づいて各部を制御する。また、制御部１０は、反射角変更部２６Ａ〜２６Ｄ、ユニット方向変更部６Ｃ，６Ｄ、及びユニット高さ変更部６Ｅ，６Ｆを制御するためのデータを予め記憶部９に記憶しており、随時データを読み出す。
【００３６】
次に、赤外光照射装置１の動作について説明する。以下の説明では、融氷領域９１の雪・霜・氷と消霧領域９３の霧を検出する場合を説明する。図４に示すように、制御部１０は、氷センサ３が雪・霜・氷を検出するかまたは霧センサ４が霧を検出するまでハロゲンランプ２２Ａ，２２Ｃを消灯した状態で、検出動作を繰り返している（Ｓ１：Ｎ、Ｓ１１：Ｎ、Ｓ２１：Ｎ、Ｓ３１）。
【００３７】
制御部１０は、氷センサ３のみが雪・霜・氷のいずれかを検出すると（Ｓ１：Ｙ）、図５に示す融氷領域９１に赤外光を照射可能な状態（姿勢）になっているかを確認する（Ｓ２）。ここで、融氷領域９１は、例えば赤外光照射装置１の直下から前方の路面上に設定した、縦（道幅の方向）３ｍ、横（道の進行方向：図５における前後方向）４ｍの領域である。赤外光照射装置１を片側２車線の路側に設置した場合には、融氷領域９１は路側帯及び走行車線に相当する。なお、融氷領域９１は、実際には、短軸３ｍ、長軸４ｍの楕円形の領域である。融氷領域９２も、融氷領域９１と同様の大きさの領域である。
【００３８】
なお、赤外光照射装置１は、変更ユニット６Ａと６Ｂにより照射ユニット２が赤外光を照射する方向を変更して、別の融氷領域に赤外光を照射することができる。例えば、追い越し車線に相当する領域を融氷領域９２に設定した場合、この融氷領域９２にも赤外光を照射して融氷を行うことができる。
【００３９】
制御部１０は、照射ユニット２が融氷領域９１に赤外光を照射可能な状態（姿勢）になっていないときには（Ｓ２：Ｎ）、融氷領域９１に赤外光を照射するときにおける照射ユニット２の赤外光照射方向と高さ、及び反射板２３Ａ〜２３Ｄの角度のデータを記憶部９から読み出す。そして、制御部１０は、反射角変更部２６Ａ〜２６Ｄ、ユニット方向変更部６Ｃ，６Ｄ、及びユニット高さ変更部６Ｅ，６Ｆを制御して、照射ユニット２の赤外光照射方向、高さ、及び反射板２３Ａ〜２３Ｄの角度を変更し（Ｓ３）、続いてステップＳ４の処理を実行する。
【００４０】
図５に示した例では、照射ユニット２の赤外光照射方向は、融氷領域９１に赤外光を照射するときには、路面に対して防護網２１Ｂ，２１Ｄが約２０度傾斜した状態（ポール５Ａ，５Ｂに対して約７０度傾斜した状態）である。また、照射ユニット２の高さは、融氷領域９１に赤外光を照射するときには、路面に対してバー２８の高さが約３．０ｍである。また、反射板２３Ａ〜２３Ｄは、第１反射位置である。第１反射位置のときには照射ユニット２から拡散光が照射されるので、赤外光照射装置１は、融氷領域９１のような広い範囲に対して、照射ユニット２から赤外光を照射することができる。なお、図５に示した例では、融氷領域９１の中央部９１１は、照射ユニット２の第１ユニット２０Ａと第２ユニット２０Ｂから赤外光が照射されるので、赤外光の照射エネルギーが高くなり、融氷領域９１の周縁部９１２よりも早く融氷することができる。
【００４１】
制御部１０は、ステップＳ２において、照射ユニット２が融氷領域９１に赤外光を照射可能な状態（姿勢）になっているときには（Ｓ２：Ｙ）、続いてステップＳ４の処理を実行する。
【００４２】
制御部１０は、ハロゲンランプ２２Ａ，２２Ｃを点灯して、融氷領域９１に赤外光を照射させる（Ｓ４）。このとき、制御部１０は、電源部３０を制御して、ハロゲンランプ２２Ａ，２２Ｃの光量を消霧領域９３に赤外光を照射する場合よりも弱い光量に設定する。例えば、ハロゲンランプ２２Ａ，２２Ｃについて、４ｋＷと８ｋＷの切り替えが可能な場合には４ｋＷに設定する。
【００４３】
制御部１０は、ハロゲンランプ２２Ａ，２２Ｃを点灯させると、ステップＳ１以降の処理を繰り返し、雪・霜・氷が融解して氷センサ３が検出しなくなったら、電源部３０を制御してハロゲンランプ２２Ａ，２２Ｃを消灯し（Ｓ３１）、雪・霜・氷または霧を検出するまで待機する。
【００４４】
なお、赤外光照射装置１では、ステップＳ１において、制御部１０が氷センサ３により融氷領域９２において雪・霜・氷を検出した場合、上記ステップＳ１〜Ｓ４を行って融氷領域９２の融氷を行うように設定できる。但し、図５に示すように照射ユニット２と各反射板の角度を、融氷領域９１に赤外光を照射するときとは異なる角度に変更して、融氷領域９２全体に赤外光を照射させる。融氷領域９２は、融氷領域９１よりも赤外光照射装置１から離れており、ハロゲンランプ２２Ａ，２２Ｃの光量が融氷領域９１に照射する光量と同じであると、完全に融氷できない場合がある。そのため、融氷領域９２に対して赤外光を照射する際には、ステップＳ４において、ハロゲンランプ２２Ａ，２２Ｃを強い光量に切り替えるとよい。例えば、４ｋＷと８ｋＷの切り替えが可能な場合には８ｋＷに設定する。
【００４５】
また、融氷領域９１と融氷領域９２において雪・霜・氷を同時に検出した場合には、融氷領域９１を先に融氷するように設定しておくと良い。これは、通常、走行車線の方が通行車両が多く、走行車線の融氷を優先することで、交通を早く円滑化できるからである。
【００４６】
制御部１０は、ステップＳ１において、氷センサ３が雪・霜・氷を検出しておらず（Ｓ１：Ｎ）、霧センサ４が霧を検出したときには（Ｓ１１：Ｙ）、図５に示す消霧領域９３に赤外光を照射可能な状態（姿勢）になっているかを確認する（Ｓ１２）。ここで、消霧領域９３は、例えば赤外光照射装置１の前方における路面の上方（路面からの高さが１．１ｍ〜１．６ｍ）であって、縦（道幅の方向）８ｍ、横（道の進行方向：図５における前後方向）４ｍの領域に設定されている。消霧領域９３は、片側２車線の走行車線と追い越し車線（道路全体）上の領域に相当する。消霧領域９３を、路面から高さ１．１ｍ〜１．６ｍに設定するのは、乗用車の運転手の目の高さが、一般的にこの高さだからである。なお、赤外光照射装置１から消霧領域９３に向かって赤外光を照射した場合、実際には、図５に示した消霧領域９３だけでなく、消霧領域９３を中心としてその上下の領域を含む、高さ方向において１．５ｍ〜２．０ｍ程度の消霧領域９３よりも広い領域の霧を消すことができる。これは、赤外光の照射エネルギーが消霧領域９３の周囲にも伝搬するためだと考えられる。
【００４７】
制御部１０は、消霧領域９３に赤外光を照射可能な状態（姿勢）になっていないときには（Ｓ１２：Ｎ）、消霧領域９３に赤外光を照射するときにおける照射ユニット２の赤外光照射方向、高さ、及び反射板２３Ａ〜２３Ｄの角度のデータを記憶部９から読み出す。そして、制御部１０は、反射角変更部２６Ａ〜２６Ｄ、ユニット方向変更部６Ｃ，６Ｄ、及びユニット高さ変更部６Ｅ，６Ｆを制御して、照射ユニット２の赤外光照射方向、高さ、及び反射板２３Ａ〜２３Ｄの角度を変更し（Ｓ１３）、続いてステップＳ１４の処理を実行する。
【００４８】
また、制御部１０は、ステップＳ１２において、消霧領域９３に赤外光を照射可能な状態（姿勢）になっているときには（Ｓ１２：Ｙ）、続いてステップＳ４の処理を実行する。
【００４９】
図５に示した例では、照射ユニット２の赤外光照射方向は、消霧領域９３に赤外光を照射するときには、路面に対して防護網２１Ｂ，２１Ｄが約９０度傾斜した状態である。また、照射ユニット２の高さは、消霧領域９３に赤外光を照射するときには、路面に対してバー２８の高さが約１．３５ｍである。また、反射板２３Ａ〜２３Ｄは、第２反射位置である。第２反射位置のときには照射ユニット２から平行光が照射される。赤外光照射装置１は、消霧領域９３に対して、照射ユニット２から照射領域が広がらずに水平な赤外光（平行光）を照射する（Ｓ１４）。照射ユニット２から照射される赤外光が平行光の場合、拡散光の場合より単位面積あたりの照射エネルギーが高くなる。そのため、消霧領域９３の霧を効率良く消すことができる。
【００５０】
このとき、制御部１０は、電源部３０を制御して、ハロゲンランプ２２Ａ，２２Ｃの光量を融氷領域９１に赤外光を照射する場合よりも強い光量に設定する。例えば、４ｋＷと８ｋＷの切り替えが可能な場合には８ｋＷに設定する。上記のように、消霧領域が広い場合には、霧を消すには融氷時よりも強い光量の赤外光を照射するのが好ましく、ハロゲンランプ２２Ａ，２２Ｃが放射する赤外光の光量を切り替えて強い光量の赤外光を照射することで、霧を確実に消すことができる。
【００５１】
制御部１０は、ステップＳ１１において、霧センサ４が霧のみを検出しているのではなく（Ｓ１１：Ｎ）、氷センサ３も雪・霜・氷のいずれかを検出している場合には（Ｓ２１：Ｙ）、氷センサ３と霧センサ４が共に検出している場合の優先情報を記憶部９から読み出して確認する（Ｓ２２）。
【００５２】
なお、赤外光照射装置１では、氷センサ３が雪・霜・氷のいずれかを検出し、かつ霧センサ４が霧を検出した場合には、融氷を優先するか消霧を優先するかを、選択手段である遠隔操作部７Ａまたは操作部７Ｂにより予め選択しておくことができる。制御部１０は、融氷領域に優先的に赤外光を照射させる融氷優先機能と、消霧領域に赤外光を優先的に放射させる消霧優先機能のうち、選択された優先機能を記憶部９で記憶している。
【００５３】
制御部１０は、雪・霜・氷のいずれかの融解を優先する場合には（Ｓ２３：Ｙ）、ステップＳ２以降の処理を行う。
【００５４】
また、制御部１０は、霧の消去を優先する場合には（Ｓ２３：Ｎ、Ｓ２４：Ｙ）、ステップＳ１２以降の処理を行う。
【００５５】
また、制御部１０は、いずれの優先設定もなされていない場合には（Ｓ２４：Ｎ）、一定時間毎に、照射ユニット２の赤外光照射方向を切り替える（Ｓ２５〜Ｓ２８）。図１（Ａ）に示したように複数の照射ユニット２を備えている場合には、例えば、融氷領域９１に赤外光を照射する照射ユニット２と、消霧領域９３に赤外光を照射する照射ユニット２と、が交互または所定数毎に配置されるように設定して（Ｓ２５）、各照射ユニット２のハロゲンランプ２２Ａ，２２Ｃを点灯する（Ｓ２６、Ｓ２７：Ｎ）。このとき、前記のように、消霧領域９３に赤外光を照射する照射ユニット２のハロゲンランプ２２Ａ，２２Ｃを、融氷領域９１に赤外光を照射する照射ユニット２のハロゲンランプ２２Ａ，２２Ｃよりも強い光量の赤外光を照射するように設定するとよい。
【００５６】
制御部１０は、一定時間（例えば、５分乃至１０分）が経過すると（Ｓ２７：Ｙ）、消霧領域９３に赤外光を照射する照射ユニット２と、融氷領域９１に赤外光を照射する照射ユニット２と、の赤外光照射方向を切り替える（Ｓ２８）。
【００５７】
また、ステップＳ２５においては、複数の照射ユニット２を全て融氷領域９１に赤外光を照射させて（Ｓ２５）、ハロゲンランプ２２Ａ，２２Ｃを点灯後に（Ｓ２６、Ｓ２７：Ｎ）、一定時間が経過すると（Ｓ２７：Ｙ）、複数の照射ユニット２を全て消霧領域９３に赤外光を照射させるように制御してもよい（Ｓ２８）。すなわち、全照射ユニット２の赤外光照射方向と光量を一定時間毎に切り替えることも可能である。
【００５８】
照射ユニット２の照射方向及び切り替え方法は、これに限らず他の方法でもよい。
【００５９】
制御部１０は、ステップＳ４、ステップＳ１４、またはステップＳ２８の処理を行うと、続いてステップＳ１以降の処理を繰り返し行う。また、制御部１０は、氷センサ３及び霧センサ４が検出しなくなると（Ｓ２１）、電源部３０を制御してハロゲンランプ２２Ａ，２２Ｃを消灯して（Ｓ３１）、次に雪・霜・氷または霧を検出するまで、検出動作を繰り返す（Ｓ１：Ｎ、Ｓ１１：Ｎ、Ｓ２１：Ｎ、Ｓ３１）。
【００６０】
次に、赤外光照射装置の別の実施形態を説明する。赤外光照射装置１は、図２に示した第１ユニット２０Ａと第２ユニット２０Ｂに代えて、図６（Ａ）に示すユニット１２０Ａを備えた構成とすることも可能である。図６（Ａ）に示すユニット１２０Ａは、図２に示した第１ユニット２０Ａのハロゲンランプ２２Ａと、反射板２３Ａ及び反射板２３Ｂと、の距離を変更するランプ移動部（距離変更手段）６０を設けたものである。ユニット１２０Ａの他の構成は、第１ユニット２０Ａと同じあり、同符号を付して説明を省略する。
【００６１】
図６（Ａ）に示したように、ハロゲンランプ２２Ａと、反射板２３Ａ及び反射板２３Ｂと、の距離を変更することで、ユニット１２０Ａが照射する赤外光の照射範囲を変更することができる。例えば、図６（Ａ）において、反射板２３Ａ，２３Ｂを実線で示す第２反射位置に設定した場合、ハロゲンランプ２２Ａが実線で示す位置のときには、ユニット１２０Ａから平行光が照射される。一方、図６（Ａ）において、反射板２３Ａ，２３Ｂを実線で示す第２反射位置に設定した場合、ハロゲンランプ２２Ａが点線で示す位置のときには、第１ユニット１２０Ａから拡散光が照射される。また、ランプ移動部６０によりハロゲンランプ２２Ａの位置を変更したときに、さらに、反射角変更部２６Ａ，２６Ｂにより反射板２３Ａ，２３Ｂの反射位置を変更することで、ユニット１２０Ａから照射される赤外光の照射範囲を制御できる。これにより、任意の範囲に赤外光を照射することが可能となる。
【００６２】
なお、ハロゲンランプ２２Ａを移動させる構成に限らず、反射板２３Ａ，２３Ｂを移動させて、ハロゲンランプ２２Ａに対する反射板２３Ａ，２３Ｂの位置を変更する構成にすることも可能である。
【００６３】
なお、図６（Ａ）には、反射板２３Ａ，２３Ｂの反射位置を反射角変更部２６Ａ，２６Ｂにより変更可能な構成を示したが、これに限らず、ユニット１２０Ａにおいて、反射角変更部２６Ａ，２６Ｂを設けずに、ランプ移動部６０のみを設けた構成であっても、ユニット１２０Ａの赤外光照射範囲を十分変更可能である。
【００６４】
次に、赤外光照射装置のさらに別の実施形態を説明する。赤外光照射装置１は、図２に示した第１ユニット２０Ａと第２ユニット２０Ｂに代えて、図６（Ｂ）に示すユニット２２０Ａを備えた構成とすることも可能である。図６（Ｂ）に示すユニット２２０Ａは、図２に示した第１ユニット２０Ａの反射板２３Ａ及び反射板２３Ｂを、Ｎ個の反射板２２３−１〜２２３−Ｎに変更し、反射角変更部２６Ａ，２６Ｂを反射角変更部２２６（一点鎖線で図示）に変更したものである。ユニット２２０Ａの他の構成は、第１ユニット２０Ａと同じあり、同符号を付して説明を省略する。
【００６５】
反射板２２３−１〜２２３−Ｎは、それぞれ中央部に回転軸２２４−１〜２２４−Ｎを備えており、各回転軸２２４−１〜２２４−Ｎの端部は、反射角変更部２２６に接続されている。反射角変更部２２６は、角度変更機構（モータ、歯車など）を内蔵しており、回転軸２２４−１〜２２４−Ｎが赤外光を反射する角度を個別に変更することができる。これにより、ユニット２２０Ａが照射する赤外光の照射範囲を、図６（Ａ）に示したユニット１２０Ａと同様に変更することができ、任意の範囲に赤外光を照射することが可能となる。
【００６６】
次に、赤外光照射装置のさらに別の実施形態を説明する。図７に示す赤外光照射装置１０１は、図１及び図５に示した赤外光照射装置１の変更ユニット６Ａと６Ｂからユニット高さ変更部６Ｅ，６Ｆを取り除いて、ユニット方向変更部６Ｃ，６Ｄのみを有する変更ユニット１０６Ａと１０６Ｂに変更している。また、照射ユニット２の第１ユニット２０Ａ，第２ユニット２０Ｂを、図６（Ａ）に示したユニット１２０Ａに変更した照射ユニット１０２に変更している。また、上記のように変更ユニット１０６Ａと１０６Ｂは、ユニット高さ変更部を備えておらず、照射ユニット１０２（２０２）の高さを変更しないので、ポール５Ａ，５Ｂを長さの短いポール１０５Ａ，１０５Ｂに変更している。
【００６７】
照射ユニット１０２は一例として路面から１．３５ｍの高さに固定しており、変更ユニット１０６Ａと１０６Ｂにより、赤外光の照射方向が変更される。
【００６８】
なお、この場合、氷センサ３は、例えば高さ１．０ｍ〜１．７ｍの位置に取り付けるとよい。
【００６９】
なお、照射ユニット１０２の第１ユニット１２０Ａ，第２ユニット１２０Ｂを、図６（Ｂ）に示したユニット２２０Ａを備えた照射ユニット２０２に変更することも可能である。
【００７０】
赤外光照射装置１０１は、融氷領域９１と、消霧領域９４に赤外光を照射するように設定されている。図７に示すように、融氷領域９１は、図５に示した融氷領域９１と同様の範囲に設定されている。消霧領域９４は、赤外光照射装置１０１の前方における路面の上方（路面からの高さが１．１ｍ〜１．６ｍ）であって、縦（道幅の方向）４ｍ、横（道の進行方向：図７における前後方向）４ｍの領域に設定されている。消霧領域９３は、片側１車線の走行車線上の領域に相当する。
【００７１】
赤外光照射装置１０１では、照射ユニット１０２の高さが１．３５ｍに固定されており、高さ３ｍから赤外光を照射する赤外光照射装置１よりも、照射ユニット１０２が赤外光を照射する放射角を大きくする必要がある。そこで、赤外光照射装置１０１では、前記のように照射ユニット１０２に、図６（Ａ）に示したユニット１２０Ａ、または図６（Ｂ）に示したユニット２２０Ａを備えた構成に変更している。ユニット１２０Ａは、前記のように、反射角変更部２６Ａ，２６Ｂに加えてランプ移動部６０を備えているので、反射板の角度を変更するとともにハロゲンランプ２２Ａの位置を変更することで、赤外光の照射角をさらに大きくすることができる。また、図６（Ｂ）に示したユニット２２０Ａは、前記のように、複数の反射板２２３−１〜２２３−Ｎの反射角を個別に変更できるので、反射板の角度の設定によって、赤外光の照射角をさらに大きくすることができる。
【００７２】
したがって、照射ユニット１０２（２０２）の高さを変更しなくても、融氷領域９１全体に赤外光を照射することができる。
【００７３】
また、照射ユニット１０２（２０２）は、上記のような構成なので、ハロゲンランプ２２Ａの位置や反射板の角度を調整することで、当然平行な赤外光を照射することができ、消霧領域９４に対しても赤外光を照射して、霧を消すことができる。
【００７４】
なお、図２及び図５に示した照射ユニット２では、路面からの高さが１．３５ｍであると、融氷領域９１全体に赤外光を照射することができない。しかし、反射板２３Ａ〜２３Ｄの形状変更や、反射板２３Ａ〜２３Ｄが赤外光を反射する角度を変更することで、融氷領域９１全体に赤外光を照射することが可能である。
【００７５】
次に、赤外光照射装置のさらに別の実施形態を説明する。赤外光照射装置３０１の照射ユニット３０２は、図２に示した照射ユニット２の第１ユニット２０Ａを、別の第１ユニット３２０Ａに変更したものであり、第２ユニット３２０Ｂは照射ユニット２の第２ユニット２０Ｂと同様である。第１ユニット３２０Ａは、第１ユニット２０Ａの反射板２３Ａの可動範囲をさらに広くした反射板３２３Ａと、反射板２３Ｂと同様の可動範囲の反射板３２３Ｂを備えている。赤外光照射装置３０１の制御部１０は、融氷領域９１に赤外光を照射する際には、図８に示すように、反射板３２３Ａと反射板３２３Ｂを非対称な位置（角度）に設定する。一方、第２ユニット３２０Ｂの２つの反射板３２３Ｃと反射板３２３Ｄは、対照的な位置（角度）に設定する。
【００７６】
融氷領域９１における赤外光照射装置３０１から遠い側の端部である遠端領域９１６は、赤外光照射装置３０１からの距離が離れているので、融氷領域９１の赤外光照射装置３０１に近い領域よりも赤外光の照射量が少なく、第１ユニット３２０Ａから照射した赤外光だけでは、融氷領域９１の赤外光照射装置３０１に近い領域よりも雪・霜・氷が解けにくいことがある。そこで、本発明では、図５に基づいて説明したように、反射板の位置を変更することで、照射ユニット２から照射される赤外光を、拡散光または平行光に切り替えて、単位面積あたりの照射エネルギーを変更できることを用いて、遠端領域９１６の雪・霜・氷を融解する。すなわち、赤外光照射装置３０１は、反射板３２３Ａが反射する赤外光が平行光になるように、第１ユニット３２０Ａの反射板３２３Ａの反射角を変更して、遠端領域９１６に照射する赤外光の単位面積あたりの照射エネルギーを高くする。一方、赤外光照射装置３０１は、第１ユニット３２０Ａの反射板３２３Ｂ、第２ユニット３２０Ｂの反射板３２３Ｃと３２３Ｄについては、各反射板が反射する赤外光が拡散光となるように、反射角を設定する。これにより、融氷領域９１の遠端領域９１６には赤外光の平行光が照射されて雪・霜・氷を効率良く融解できる。また，融氷領域９１の遠端領域９１６以外の領域については、拡散光が照射されるが、赤外光照射装置１からの距離が近いので、雪・霜・氷を問題なく融解できる。
【００７７】
なお、赤外光照射装置１の直下に赤外光を照射しないように照射ユニット３０２のポール５Ａ，５Ｂに対する角度を、例えば７０度から６５〜６８度に変更するとともに、反射板３２３Ａの反射角（反射方向）を調整することで、第１ユニット３２０Ａの反射板３２３Ａからの平行光が照射される領域（遠端領域９１６）に、第２ユニット３２０Ｂから照射される拡散光も照射させることができる。これにより、遠端領域９１６に照射される赤外光の単位面積あたりの照射エネルギーがさらに高くなるので、遠端領域９１６の雪・霜・氷をより確実に融解できる。
【００７８】
以上のように、本発明では、雪・霜・氷の融解と霧の消去を効率良く行うことができる。
【符号の説明】
【００７９】
１，１０１，３０１…赤外光照射装置 ２，１０２，２０２…照射ユニット ３…氷センサ ４…霧センサ ５Ａ，５Ｂ，５Ｃ…ポール ６Ａ，６Ｂ…変更ユニット ６Ｃ，６Ｄ…ユニット方向変更部 ６Ｅ，６Ｆ…ユニット高さ変更部 ７Ａ…遠隔操作部 ７Ｂ…操作部 ８Ａ…遠隔表示部 ８Ｂ…表示部 ９…記憶部 １０…制御部 ２０Ａ，１２０Ａ，２２０Ａ…第１ユニット ２０Ｂ…第２ユニット ２１Ａ，２１Ｃ…筐体 ２１Ｂ，２１Ｄ…防護網 ２２Ａ，２２Ｃ…ハロゲンランプ ２３Ａ，２３Ｂ，２２３−１〜２２３−Ｎ，３２３Ｃ，３２３Ｄ…反射板 ２４Ａ…可動接続部 ２５Ａ，２５Ｂ…反射板支持部 ２６Ａ，２６Ｂ…反射角変更部 ２７…支持板 ２８…バー ２９…接着材料 ３０…電源部 ３１…バー ３２Ａ…固定具 ４１…バー ４２Ａ…固定具 ６０…ランプ移動部 ９１…融氷領域 ９２…消霧領域 １００…高速道路 １０１…赤外光照射装置 １０２…照射ユニット １０５Ａ，１０５Ｂ…ボール １０６Ａ…変更ユニット ２０２…照射ユニット ２２４−１〜２２４−Ｎ…回転軸 ２２６…反射角変更部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
赤外光を放射する赤外光放射手段と、前記赤外光放射手段から放射された赤外光を反射する反射手段と、前記反射手段が赤外光を反射する角度を変更する反射角変更手段と、を備え、所定の領域に赤外光を照射する照射ユニットと、
前記照射ユニットが赤外光を照射する方向を変更する方向変更手段と、
前記照射ユニットの周囲に設定した氷を融解する領域である融氷領域における氷の有無を検出する氷検出手段と、
前記照射ユニットの周囲に設定した霧を消す領域である消霧領域における霧の有無を検出する霧検出手段と、
前記氷検出手段が氷を検出すると、前記反射角変更手段と前記方向変更手段を制御して、前記照射ユニットに赤外光を前記融氷領域に対して照射させ、
前記霧検出手段が霧を検出すると、前記反射角変更手段と前記方向変更手段を制御して、前記照射ユニットに赤外光を前記消霧領域に対して照射させる制御手段と、
を備えた赤外光照射装置。
【請求項２】
前記照射ユニットが赤外光を照射する高さを変更する高さ変更手段を備え、
前記制御手段は、前記氷検出手段が氷を検出すると、さらに前記高さ変更手段を制御して、前記照射ユニットに赤外光を前記融氷領域に対して照射させ、
前記霧検出手段が霧を検出すると、さらに前記高さ変更手段を制御して、前記照射ユニットに赤外光を前記消霧領域に対して照射させる、請求項１に記載の赤外光照射装置。
【請求項３】
前記赤外光放射手段が放射する赤外光の光量を切り替える光量切替手段を備え、
前記制御手段は、前記光量切替手段を制御して、前記霧検出手段が霧を検出したときには、前記氷検出手段が氷を検出したときよりも強い光量の赤外光を前記赤外光放射手段に放射させる請求項１または２に記載の赤外光照射装置。
【請求項４】
前記反射手段に対する前記赤外光放射手段の距離を変更する距離変更手段を備え、
前記制御手段は、前記氷検出手段が氷を検出すると、さらに前記距離変更手段を制御して、前記照射ユニットに赤外光を前記融氷領域に対して照射させ、
前記霧検出手段が霧を検出すると、さらに前記距離変更手段を制御して、前記照射ユニットに赤外光を前記消霧領域に対して照射させる、請求項1乃至３のいずれかに記載の赤外光照射装置。
【請求項５】
前記融氷領域に優先的に赤外光を照射させる融氷優先機能、または前記消霧領域に赤外光を優先的に放射させる消霧優先機能を選択する選択手段を備え、
前記制御手段は、前記氷検出手段が氷を検出し、かつ前記霧検出手段が霧を検出しているときには、少なくとも前記反射角変更手段と前記方向変更手段を制御して、前記選択手段が選択した優先機能に応じた領域に赤外光を照射させる請求項１乃至４のいずれかに記載の赤外光照射装置。
【請求項１】
赤外光を放射する赤外光放射手段と、前記赤外光放射手段から放射された赤外光を反射する反射手段と、前記反射手段が赤外光を反射する角度を変更する反射角変更手段と、を備え、所定の領域に赤外光を照射する照射ユニットと、
前記照射ユニットが赤外光を照射する方向を変更する方向変更手段と、
前記照射ユニットの周囲に設定した氷を融解する領域である融氷領域における氷の有無を検出する氷検出手段と、
前記照射ユニットの周囲に設定した霧を消す領域である消霧領域における霧の有無を検出する霧検出手段と、
前記氷検出手段が氷を検出すると、前記反射角変更手段と前記方向変更手段を制御して、前記照射ユニットに赤外光を前記融氷領域に対して照射させ、
前記霧検出手段が霧を検出すると、前記反射角変更手段と前記方向変更手段を制御して、前記照射ユニットに赤外光を前記消霧領域に対して照射させる制御手段と、
を備えた赤外光照射装置。
【請求項２】
前記照射ユニットが赤外光を照射する高さを変更する高さ変更手段を備え、
前記制御手段は、前記氷検出手段が氷を検出すると、さらに前記高さ変更手段を制御して、前記照射ユニットに赤外光を前記融氷領域に対して照射させ、
前記霧検出手段が霧を検出すると、さらに前記高さ変更手段を制御して、前記照射ユニットに赤外光を前記消霧領域に対して照射させる、請求項１に記載の赤外光照射装置。
【請求項３】
前記赤外光放射手段が放射する赤外光の光量を切り替える光量切替手段を備え、
前記制御手段は、前記光量切替手段を制御して、前記霧検出手段が霧を検出したときには、前記氷検出手段が氷を検出したときよりも強い光量の赤外光を前記赤外光放射手段に放射させる請求項１または２に記載の赤外光照射装置。
【請求項４】
前記反射手段に対する前記赤外光放射手段の距離を変更する距離変更手段を備え、
前記制御手段は、前記氷検出手段が氷を検出すると、さらに前記距離変更手段を制御して、前記照射ユニットに赤外光を前記融氷領域に対して照射させ、
前記霧検出手段が霧を検出すると、さらに前記距離変更手段を制御して、前記照射ユニットに赤外光を前記消霧領域に対して照射させる、請求項1乃至３のいずれかに記載の赤外光照射装置。
【請求項５】
前記融氷領域に優先的に赤外光を照射させる融氷優先機能、または前記消霧領域に赤外光を優先的に放射させる消霧優先機能を選択する選択手段を備え、
前記制御手段は、前記氷検出手段が氷を検出し、かつ前記霧検出手段が霧を検出しているときには、少なくとも前記反射角変更手段と前記方向変更手段を制御して、前記選択手段が選択した優先機能に応じた領域に赤外光を照射させる請求項１乃至４のいずれかに記載の赤外光照射装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−１６２９０７（Ｐ２０１２−１６２９０７Ａ）
【公開日】平成２４年８月３０日（２０１２．８．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２３６６５（Ｐ２０１１−２３６６５）
【出願日】平成２３年２月７日（２０１１．２．７）
【出願人】（５０５３９８９５２）中日本高速道路株式会社 (94)
【出願人】（３９１００７４６０）中日本ハイウェイ・エンジニアリング名古屋株式会社 (47)
【出願人】（５０２３９０４７４）株式会社ユニ・ロット (3)
【公開日】平成２４年８月３０日（２０１２．８．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月７日（２０１１．２．７）
【出願人】（５０５３９８９５２）中日本高速道路株式会社 (94)
【出願人】（３９１００７４６０）中日本ハイウェイ・エンジニアリング名古屋株式会社 (47)
【出願人】（５０２３９０４７４）株式会社ユニ・ロット (3)
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