道路照明システム
【課題】無駄な電気エネルギーの使用を従来よりもさらに少なくすることができる道路照明システムを提供する。
【解決手段】複数のＬＥＤランプが設けられている照明器具５（Ａ１〜Ａ６）と親機コンピュータ４ｂとを通信線７で接続して、親機コンピュータ４ｂが光センサ３が測定した野外輝度に基づいて、トンネルの入口部照明曲線に沿ったＬＥＤランプごとの調光率を設定し、各照明器具５へ送信して、各照明器具５では、受信したＬＥＤランプの調光率で点灯させる。
【解決手段】複数のＬＥＤランプが設けられている照明器具５（Ａ１〜Ａ６）と親機コンピュータ４ｂとを通信線７で接続して、親機コンピュータ４ｂが光センサ３が測定した野外輝度に基づいて、トンネルの入口部照明曲線に沿ったＬＥＤランプごとの調光率を設定し、各照明器具５へ送信して、各照明器具５では、受信したＬＥＤランプの調光率で点灯させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、道路トンネル外部の野外の輝度条件に基づいて道路トンネル内の照明器具の輝度調整を行う道路照明システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、トンネル外部（野外）からトンネル内に通じる場所に配設される照明には、野外輝度により照度調整を行う制御方法が用いられている。例えば、一般道や高速道路のトンネルには、視覚の暗順応に対応した入口部照明が設置されている。このような入口部照明はトンネル外部の野外輝度に基づいて制御を行い必要な照度（輝度）を確保している。
【０００３】
従来のトンネルにおける照明システムを図１０に示す。図１０に示された、照明システム１０１は、受電設備１０２と、自動調光装置受光部１０３と、自動調光装置１０４と、が屋外に設けられ、トンネル内には、複数の照明器具１０５（Ａ１〜Ａ３、Ｂ１〜Ｂ３、Ｃ１〜Ｃ３、Ｄ１〜Ｄ３、Ｅ１〜Ｅ３）と、電力線１０６、１０７、１０８、１０９、１１０と、が設けられている。
【０００４】
受電設備１０２は、電力線１０６、１０７、１０８、１０９、１１０を介して複数の照明器具１０５に電源を供給している。自動調光装置受光部１０３は、トンネルの入口付近に設けられ野外の輝度を観測し、観測信号を自動調光装置１０４に出力している。自動調光装置１０４は、複数のスイッチ１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃ、１０４ｄ、１０４ｅを備え、自動調光装置受光部１０３からの観測信号に基づいて各スイッチのＯＮ／ＯＦＦを制御して電力線１０６、１０７、１０８、１０９、１１０への電力を供給するか否かの切り替えを行っている。
【０００５】
照明器具１０５は、トンネル内に設けられ、入口部の晴天用照明としてＡ１〜Ａ３、入口部の曇天用照明としてＢ１〜Ｂ３、基本の昼間用照明としてＣ１〜Ｃ３、基本の夜間用照明としてＤ１〜Ｄ３、基本の深夜用照明としてＥ１〜Ｅ３にグループ分けされ、そして、Ａ１〜Ａ３は電力線１０６で、Ｂ１〜Ｂ３は電力線１０７で、Ｃ１〜Ｃ３は電力線１０８で、Ｄ１〜Ｄ３は電力線１０９で、Ｅ１〜Ｅ３は電力線１１０で、それぞれ接続されている。
【０００６】
上述した構成の照明システム１０１は、自動調光装置受光部１０３が観測した観測情報に基づいて、グループごとに点灯する照明器具１０５の台数を増減させて照度を調整している。例えば、自動調光装置１０４が観測情報から野外が晴天であると判断した場合は、スイッチ１０４ａ及びスイッチ１０４ｂを閉制御して、Ａ１〜Ａ３、Ｂ１〜Ｂ３を点灯させる。また、自動調光装置１０４が観測情報から野外が曇天であると判断した場合は、スイッチ１０４ａを開制御スイッチ１０４ｂを閉制御して、Ａ１〜Ａ３を消灯させ、Ｂ１〜Ｂ３を点灯させる。なお、基本照明であるＣ１〜Ｃ３、Ｄ１〜Ｄ３、Ｅ１〜Ｅ３は、時間によって制御される照明であり自動調光装置受光部１０３が観測した観測情報による制御を受けない。
【０００７】
図１０の照明システム１０１では、各グループごとに電力線を設けなければならず、配管や配線などの施工が多くなってしまうという問題があった。
【０００８】
また、グループごとに照明器具の切り替えを行うと、路面輝度の均斉度が低下したり、照明器具の切り替えのタイミングで明るさが急変するといった問題がある。このような問題の影響により運転者がちらつきを感じるなど視環境に悪影響を及ぼす可能性があった。
【０００９】
このような問題に対して、例えば、特許文献１に記載の照度調整システムが提案されている。特許文献１に記載の照度調整システムは、制御室と複数の照明器具とをネットワークで接続し、制御室からの制御信号によって、個々の照明器具のＯＮ／ＯＦＦを行っている。
【００１０】
しかしながら、特許文献１に記載された照度調整システムでは、各照明器具は、ＯＮ／ＯＦＦの切り替え制御しか行われないため、グループ分けよりはよいものの、段階照明であることから、路面輝度の均斉度低下や、照明器具の切り替えのタイミングでの明るさ急変といった問題は解消しきれない。
【００１１】
また、トンネルの入口部照明には図１１に示すような入口部照明曲線Ｌが定められている。図１１は、縦軸に路面輝度、横軸にトンネル入口からの距離を指し、トンネルの入口からの距離が遠くなるに従って徐々に路面輝度を低下させることを表している。入口部照明は、入口部照明曲線Ｌに沿った路面輝度となるように制御されなければならないが、上述した図１０の照明システム１０１や特許文献１に記載された照度調整システムでは、段階調光であるために、図１２に示すような電気エネルギーが無駄に消費される部分が多くなってしまう。図１２のｌは、図１０の照明システムや特許文献１に記載された照度調整システムにおける路面輝度の変化であり、入口部照明曲線Ｌと図１０の照明システムや特許文献１に記載された照度調整システムにおける路面輝度の変化ｌとの差分（図１２の塗りつぶした部分）が無駄な電気エネルギーとなっている部分である。
【００１２】
また、照明器具は、故障したことを通知する手段が無いため、従来ではトンネル内に定期的に車両を走行させて照明器具の状態を点検していた。さらに、図１０の照明システムでは、曇天時に点灯する照明器具１０５（Ｂ１〜Ｂ３）は晴天時も点灯するため晴天時に点灯する照明器具１０５（Ａ１〜Ｂ３）よりも点灯時間が長くなるが、従来は点灯時間を把握することができなかったために一斉に交換を行っていた。そのため、照明器具内のランプの寿命が正確に反映されておらず、ライフサイクルコストが増大していた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２００８−１３０２５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
上述したような問題に対して、本出願人は、照度補正機能付きの照明器具と自動調光装置とを通信経路で接続して、自動調光装置が自動調光装置受光部が測定した野外輝度からトンネルの入口部照明曲線を算出し、その入口部照明曲線に基づいて各照明器具の目標光束値を算出して送信し、照明器具では、目標光束値に基づいて輝度の調整を行うことを提案している。
【００１５】
上述した各照明器具ごとに輝度の調整を行うことで、特許文献１に記載された照度調整システムよりも電気エネルギーの無駄を省き、入口部照明曲線に近づけることができるが、数メートル毎に設置される照明器具ごとの輝度調整であるので、設置間隔の範囲でしか調光することができないために、入口部照明曲線に完全に沿うようにするまでは至らず、図１２の塗りつぶした部分が存在し、電気エネルギーの無駄を省く余地を残していた。
【００１６】
また、上述した各照明器具ごとに輝度の調整や特許文献１に記載された照度調整システムでは、測定された野外輝度から晴天、曇天、夜間などの複数のモードに合わせて照明器具の輝度を調整したり、点灯／消灯を切替えていたが、例えば、曇天を示す野外輝度が検出されるまでは、晴天のモードで点灯するため、晴天を示す野外輝度と曇天を示す野外輝度の中間の輝度では無駄に明るい状態で点灯することとなり、無駄な電気エネルギーを消費していた。
【００１７】
本発明はかかる問題を解決することを目的としている。
【００１８】
すなわち、本発明は、無駄な電気エネルギーの使用を従来よりもさらに少なくすることができる道路照明システムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上記課題を解決するためになされた請求項１に記載された発明は、光源と、前記光源の輝度を予め定めた目標値に調整する調整部と、を備え、トンネル内に所定の間隔を空けて設置された複数の照明器具と、前記トンネルの外部の野外輝度を測定する野外輝度測定装置と、前記複数の照明器具と通信経路で接続されるとともに、前記野外輝度測定装置が測定した野外輝度に基づいて前記複数の照明器具の輝度を調整する輝度制御装置と、を備えた道路照明システムにおいて、前記照明器具には、連続的に輝度の調整が可能な前記光源を複数備えているとともに、前記輝度制御装置が、複数の前記光源それぞれに対応した輝度調整情報を前記通信経路を介して送信し、前記照明器具の前記調整部が、前記通信経路から受信した前記輝度調整情報を前記目標値として対応する前記光源の点灯輝度を調整することを特徴とする道路照明システムである。
【００２０】
請求項２に記載された発明は、請求項１に記載された発明において、前記輝度制御装置が、前記野外輝度測定装置が測定した前記野外輝度に基づいて野外から前記トンネル内への入口部照明曲線を決定し、その入口部照明曲線に基づいて各光源の調光率を算出して、算出した前記調光率を前記輝度調整情報として送信することを特徴とするものである。
【００２１】
請求項３に記載された発明は、請求項１または２に記載された発明において、前記輝度制御装置が、前記野外輝度測定装置が測定した前記野外輝度が連続的に変化するのに応じて前記輝度調整情報を連続的に変化させることを特徴とするものである。
【００２２】
請求項４に記載された発明は、請求項１乃至３のうちいずれか一項に記載された発明において、前記調整部が、受信した前記輝度調整情報から前記光源の輝度を調整するためのパルス幅変調信号を生成して前記光源の輝度を調整することを特徴とするものである。
【００２３】
請求項５に記載された発明は、請求項１乃至４のうちいずれか一項に記載された発明において、前記輝度調整装置が、前記複数の照明器具に対して点灯状況を示す情報を取得する点灯状況要求を出力することを特徴とするものである。
【００２４】
請求項６に記載された発明は、請求項５に記載された発明において、前記輝度調整装置が、前記複数の照明器具から送信されてきた前記点灯状況を示す情報から、寿命か否かを判断し、寿命である場合は、寿命であることを外部に出力することを特徴とするものである。
【００２５】
請求項７に記載された発明は、請求項５または６に記載された発明において、調整部が、複数の前記光源の各々の点灯時間を計測し、前記点灯状況要求に応じて前記点灯状況を示す情報として前記輝度制御装置へ送信することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２６】
請求項１に記載の発明によれば、輝度制御装置が、複数の光源それぞれに対応した輝度調整情報を通信経路を介して連続的に輝度の調整が可能な光源を複数備えている照明器具に送信し、照明器具の調整部が、通信経路から受信した輝度調整情報に合うように対応する光源の点灯輝度を調整するので、連続的に輝度の調整が可能な光源によるによる細かな明るさの調整が行えるとともに、ネットワークから得られる野外の輝度に基づいた目標値に合うように輝度を調整するので、照明器具単位で調光するよりも細かい分解能で調光が可能となり、より入口部照明曲線に近づけることができ、無駄な電気エネルギーの使用をさらに少なくすることができる。また、路面輝度の均斉度も保たれ、さらに、入口部照明の電力線を１つにまとめることができるので、電力線の取り回しの自由度が向上する。
【００２７】
請求項２に記載の発明によれば、輝度制御装置が、野外輝度測定装置が測定した野外輝度に基づいて野外からトンネル内への入口部照明曲線を決定し、その入口部照明曲線に基づいて各光源の調光率を算出して、算出した調光率を輝度調整情報として送信するので、例えば野外の天候に応じて各光源の明るさを変更することができる。
【００２８】
請求項３に記載の発明によれば、輝度制御装置が、野外輝度測定装置が測定した野外輝度が連続的に変化するのに応じて輝度調整情報を連続的に変化させるので、単に晴天、曇天とった２段階ではなく、天候や時刻によって逐次変化する野外輝度に追従して例えば１００％〜０％まで連続的に輝度を変化させることができ、よりきめ細かい調節を行うことができる。
【００２９】
請求項４に記載の発明によれば、調整部が、受信した輝度調整情報から光源の輝度を調整するためのパルス幅変調信号を生成して光源の輝度を調整しているので、輝度調整情報をパルスのデューティ比に変換して出力することで、従来パルス幅変調で輝度調整を行っている照明に対して容易に適用することができる。
【００３０】
請求項５に記載の発明によれば、輝度調整装置が、複数の照明器具に対して点灯状況を示す情報を取得する点灯状況要求を出力するので、照明器具が蓄積記憶している累積点灯時間などの点灯状況を示す情報を、輝度調整装置の必要とするタイミングで収集することができる。
【００３１】
請求項６に記載の発明によれば、輝度調整装置が、複数の照明器具から送信されてきた点灯状況を示す情報から、寿命か否かを判断し、寿命である場合は、寿命であることを外部に出力するので、各照明器具の寿命を判断して、例えば、表示装置や遠隔地にいる管理者などに通知するため、正確な寿命まで使用することができ、ライフサイクルコストの増大を抑えることができる。
【００３２】
請求項７に記載の発明によれば、調整部が、照明部の点灯時間を計測し、点灯状況要求に応じて点灯状況を示す情報として前記輝度制御装置へ送信するので、例えば、累積点灯時間などの寿命判断の目安となる情報を輝度制御装置に送信することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の一実施形態にかかる道路照明システムの構成図である。
【図２】図１に示された光センサの設置位置の説明図である。
【図３】図１に示された照明器具の内部構成図である。
【図４】入口部照明曲線と調光率調整後の路面輝度とを示した説明図である。
【図５】照明器具内のＬＥＤランプの調光率の例を示した説明図である。
【図６】曇天時の入口部照明曲線と路面輝度とを示した説明図である。
【図７】夜間時の路面輝度を示した説明図である。
【図８】図１に示された親機コンピュータの動作を示したフローチャートである。
【図９】図１に示された照明器具の動作を示したフローチャートである。
【図１０】従来の照明システムの構成図である。
【図１１】入口部照明曲線を示した図である。
【図１２】図１０に示した照明システムにおいて入口部照明曲線と実際の路面輝度とを示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下、本発明の一実施形態を、図１ないし図９を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態にかかる道路照明システムの構成図である。図２は、図１に示された光センサの設置位置の説明図である。図３は、図１に示された照明器具の内部構成図である。図４は、入口部照明曲線と調光率調整後の路面輝度とを示した説明図である。図５は、照明器具内のＬＥＤランプの調光率の例を示した説明図である。図６は、曇天時の入口部照明曲線と路面輝度とを示した説明図である。図７は、夜間時の路面輝度を示した説明図である。図８は、図１に示された親機コンピュータの動作を示したフローチャートである。図９は、図１に示された照明器具の動作を示したフローチャートである。
【００３５】
図１に本発明の一実施形態にかかる道路照明システム１を示す。図１に示した道路照明システム１は、受電設備２と、光センサ３と、自動調光部４と、がトンネル外（野外）に設けられ、トンネル内には、複数の照明器具５（Ａ１〜Ａ６、Ｃ１〜Ｃ３、Ｄ１〜Ｄ３、Ｅ１〜Ｅ３）と、電力線６、８、９、１０と、通信線７と、が設けられている。
【００３６】
受電設備２は、電力線６、８、９、１０を介して複数の照明器具５に電源を供給している。
【００３７】
野外輝度測定装置としての光センサ３は、トンネルの入口付近に設けられ野外の輝度を測定し、測定信号を自動調光部４に出力している。光センサ３は、図２に示したように、トンネル坑口から所定距離離れた場所にトンネル坑口に向かって設置され（図２は１５０ｍ）、トンネル坑口を中心とした所定の視角の視野範囲（図２では２０度）の輝度を測定している。
【００３８】
自動調光部４は、自動調光装置４ａと、親機コンピュータ４ｂと、を備えている。自動調光装置４ａは、光センサ３からの測定信号に基づいて電力線６、８、９、１０の受電設備２からの電源供給のＯＮ／ＯＦＦを切り替えて入口部照明や基本照明の点灯／消灯の切り替えを行うとともに、光センサ３からの測定信号を親機コンピュータ４ｂへ出力する。
【００３９】
親機コンピュータ４ｂは、光センサ３からの測定信号に基づいて入口部照明曲線を算出・決定し、各照明器具５に入口部照明曲線の輝度値に合うように調光率（明るさ）を輝度調整情報として出力する。なお、親機コンピュータ４ｂは、図１に示したように通信線７を介して入口部照明の各照明器具５と通信可能に接続されており、各照明器具５から送信されてきた情報等を格納する記憶装置を備え、本実施形態においては前記した調光率を通信線７を介して各照明器具５へ送信し、各照明器具５から送信されてきた累積点灯時間などを受信している。また、親機コンピュータ４ｂと照明器具５との通信経路は有線に限らず、無線通信や電力線通信などを用いてもよく、本発明を実施するための通信経路は特に限定されない。
【００４０】
照明器具５は、屋内としてのトンネル内に所定の間隔を空けて設けられ、入口部照明としてＡ１〜Ａ６、基本の昼間用照明としてＣ１〜Ｃ３、基本の夜間用照明としてＤ１〜Ｄ３、基本の深夜用照明としてＥ１〜Ｅ３にグループ分けされ、そして、Ａ１〜Ａ６は電力線６で、Ｃ１〜Ｃ３は電力線８で、Ｄ１〜Ｄ３は電力線９で、Ｅ１〜Ｅ３は電力線１０で、それぞれ受電設備２と接続されている。つまり、基本照明は従来と同様である。
【００４１】
照明器具５は、図３に示すように、ＬＥＤランプ１１と、定電流駆動回路１２と、ＰＷＭ信号処理回路１３と、を備えている。
【００４２】
光源としてのＬＥＤランプ１１は、定電流駆動回路１２から出力される定電流によって点灯される発光ダイオード素子を用いたランプであり、ＰＷＭ制御によって輝度（照度）が調整可能となっている。そして、ＬＥＤランプ１１は、１つの照明器具５に複数設けられている。図３の例では５個設けられているが２個以上であって照明器具５内に配置できる数であれば特に限定しない。なお、本発明における光源としてはＬＥＤランプ１１に限らず、有機ＥＬを用いた光源など連続的に輝度の調整が可能なものであればよい。
【００４３】
調整部としての定電流駆動回路１２は、ＰＷＭ信号処理回路１３から出力されるパルス変調（ＰＷＭ）信号のデューティ比に応じた電圧の定電流を出力して親機コンピュータ４ｂから指定されたＬＥＤランプ１１の輝度を変更する。
【００４４】
調整部としてのＰＷＭ信号処理回路１３は、自動調光部４と通信するための通信回路などを備え、さらに、ＬＥＤランプ１１ごとに割り当てられた固有のアドレスが記憶されている。そして、自動調光部４から送信された調光率を受信する。
【００４５】
ＰＷＭ信号処理回路１３は、自動調光部４からの調光率を受信すると、指定されたアドレスのＬＥＤランプ１１が受信した調光率となるようなデューティ比のＰＷＭ信号を生成して定電流駆動回路１２に出力する。また、ＰＷＭ信号処理回路１３は、タイマ及び不揮発性メモリを備え、ＬＥＤランプ１１ごとの点灯時間をタイマで計測し、その累積点灯時間を不揮発性メモリに記憶させる。
【００４６】
照明器具５は上述したように、ＰＷＭ信号処理回路１３で、受信した調光率となるようにＰＷＭ信号のデューティ比を変更して定電流駆動回路１２に出力することでＬＥＤランプ１１の輝度を連続的に変化させることができる。
【００４７】
次に、上述した構成の道路照明システム１の動作を図４ないし図７を参照して説明する。
【００４８】
図４、図６および図７は、トンネル内の各照明器具５の配置と入口部照明曲線と実際の路面輝度とを示した図である。図４は晴天時の入口部照明曲線と調光率調整後の路面輝度とを示した図である。図４は図１２などと同様に縦軸に路面輝度、横軸にトンネル入口からの距離を指し、晴天時の入口部照明曲線Ｌｆと晴天時の路面輝度ｌ１とを示している。
【００４９】
また、図の上部には横軸に沿うように入口部照明と基本照明が示されている。入口部照明は図１ではＡ１〜Ａ６までしか表示していないが、図４、図６および図７ではＡ１〜Ａ２０までの２０個が設けられていることとしている。また、入口部照明はトンネルの入口から徐々に出力の小さいＬＥＤランプ１１を使用した照明器具５を設置している。図４、図６および図７では、Ａ１〜Ａ４、Ａ５〜Ａ８、Ａ９〜Ａ１２、Ａ１３〜Ａ１６、Ａ１７〜Ａ２０の５グループに分け、トンネルの奥に設置されるグループほど出力の小さいＬＥＤランプ１１を使用した照明器具５を設置することを示している。
【００５０】
まず、図４を説明する。光センサ３からの測定信号（野外輝度）を参照して、その野外輝度が晴天を示す輝度であった場合は、親機コンピュータ４ｂにおいて入口部照明曲線Ｌｆを設定し、ＬＥＤランプ１１毎に入口部照明曲線Ｌｆに沿った調光率を算出して送信する。各照明器具５では、入口部照明曲線Ｌｆに基づいて送信されてきた調光率を受信し、調光率と同時に指定されるアドレスのＬＥＤランプ１１を当該調光率に調整する。
【００５１】
ここで、照明器具５は、上述したようにＬＥＤランプ１１毎に調光率が指定される。これは、例えば、図５に示すように、トンネルの入口に近いＬＥＤランプ１１から徐々に調光率を低く設定してＬＥＤランプ１１の輝度が徐々に低くなるようにすることで、入口部照明曲線Ｌｆに近づくようにしている。図４では反映されていないが、実際は図５に示したように照明器具５は２〜３ｍ程度の間隔で設置されているので、ＬＥＤランプ１１毎に調光率を設定することで、設置間隔よりも細かい分解能での調光が可能になるとともに、トンネルの入口に近いＬＥＤランプ１１から徐々に調光率を低く設定することで、照明器具５間の輝度を入口部照明曲線Ｌｆに近づけることができる。なお、図５に示した調光率は、説明を容易にするために例示した数値であって、実際はＬＥＤランプ１１の出力や設置間隔などを考慮して設定する。
【００５２】
図６に晴天から曇天になった場合の図を示す。トンネルの入り口の天候が曇天になって光センサ３からの測定信号が変化すると、親機コンピュータ４ｂがその変化した野外輝度に応じた調光率を算出する。この場合の調光率は、例えば測定された野外輝度の晴天時の野外輝度を１００％とした場合の割合で示す。図６の場合、曇天で野外輝度が晴天時の８０％まで下降した場合は、入口部照明曲線Ｌｆが輝度方向に２０％低下した入口部照明曲線Ｌｃとなり、この入口部照明曲線Ｌｃに沿うように各ＬＥＤランプ１１の調光率を算出し、路面輝度ｌ２に示したようになる。なお、この際に調光率が０％となったＬＥＤランプ１１が設けられている照明器具５（Ａ１８〜Ａ２０）は消灯している。
【００５３】
図６の例では、野外輝度の変化を分かり易く説明するために晴天、曇天といった天候を示して説明したが、本実施形態では、実際には野外輝度の測定値に応じて連続的に変化させる。例えば、晴天時の野外輝度を３３００ｃｄ／ｍ2とすると、
野外輝度３３００ｃｄ／ｍ2のときは調光率１００．０％、
野外輝度３２５０ｃｄ／ｍ2のときは調光率９８．５％、
野外輝度３２００ｃｄ／ｍ2のときは調光率９７．０％、
・
・
・
野外輝度１６５０ｃｄ／ｍ2のときは調光率５０．０％、
などとして天候や時刻などによる野外輝度の変化に追従して調光率を変化させる。上記では５０ｃｄ／ｍ2ごと野外輝度が変化するように記載しているが、勿論もっと細かい分解能としてもよい。要するに、晴天時など調光率１００％とする野外輝度を設定し、その野外輝度よりも低下した場合は、その割合に応じて調光率も低下させるように制御している。即ち、光センサ３が測定した野外輝度が連続的に変化するのに応じて調光率を連続的に変化させている。
【００５４】
図７に夜間の場合の図を示す。トンネルの入り口の天候が曇天になって光センサ３からの測定信号が変化し、夜間であると判断できる場合は、調光率０％を全てのＬＥＤランプ１１に送信し、各照明器具５（Ａ０〜Ａ２０）を消灯させる。したがって、トンネル内は基本照明のみとなる（路面輝度ｌ３）。
【００５５】
なお、このような動作は入口部照明曲線に合わせて輝度を変更する必要がある入口部照明Ａ１〜Ａ２０が行うものであり、基本照明Ｃ１〜Ｃ３、Ｄ１〜Ｄ３、Ｅ１〜Ｅ３は適用範囲外である。そのため、基本照明Ｃ１〜Ｃ３、Ｄ１〜Ｄ３、Ｅ１〜Ｅ３に使用される照明器具５は通信機能が予めＯＦＦになるように設定されている。或いは、通信機能のない周知の照明器具を用いてもよい。
【００５６】
次に、上述した動作の詳細を図８および図９のフローチャートを参照して説明する。図８は親機コンピュータ４ｂの動作を示したフローチャートである。なお、図８に示したフローチャートにおいて、なお、照明器具５内の複数のＬＥＤランプ１１の各々をＬＥＤランプＣｉ（ｉ＝１、２、…、ｍ）、複数の照明器具５各々を照明器具Ｂｊ（ｊ＝１、２、…、ｎ）と表記して識別する。
【００５７】
まず、ステップＳ１１において、変数ｉ，ｊを１に初期化してステップＳ１２に進む。この変数ｉは、上述したように照明器具５内でのＬＥＤランプ１１の識別を示す値であり、変数ｊは、上述したように照明器具５の識別を示す値である。
【００５８】
次に、ステップＳ１２において、照明器具1灯当たりのＬＥＤランプ１１数ｍ、照明器具５の灯数ｎを設定し、ステップＳ１３に進む。
【００５９】
次に、ステップＳ１３において、調光率（Ｘ１（１）、Ｘ２（１）・・・Ｘｍ（１）、Ｘ１（２）、Ｘ２（２）・・・Ｘｍ（２）、・・・Ｘｍ（ｎ））を親機コンピュータ４ｂにて設定し、ステップＳ１４に進む。本ステップでは、光センサ３測定された野外輝度に応じた入口部照明曲線に合う各ＬＥＤランプ１１の調光率が算出され設定される。なお、初期値として例えば晴天時の入口部照明曲線Ｌｆを設定して、晴天時の入口部照明曲線Ｌｆに基づいた調光率を算出し、後述するステップＳ１７から戻った場合は、光センサ３測定された野外輝度に応じた入口部照明曲線に合う調光率が算出されるようにしてもよい。
【００６０】
次に、ステップＳ１４において、ステップＳ１３で設定した調光率Ｘｉを照明器具ＢｊのＬＥＤランプＣｉへ送信してステップＳ１５に進む。つまり、照明器具ＢｊのＬＥＤランプＣｉを指定して対応する調光率Ｘｉを送信している。
【００６１】
次に、ステップＳ１５において、変数ｉをインクリメント（＋１）してステップＳ１６に進む。
【００６２】
次に、ステップＳ１６において、変数ｉが照明器具５内のＬＥＤランプ１１数ｍ以上か否かを判断し、照明器具５内のＬＥＤランプ１１数ｍ以上である場合（ｙｅｓの場合）はステップＳ１７に進み、そうでない場合（ｎｏの場合）はステップＳ１４に戻る。即ち、本ステップで、１つの照明器具５内の各ＬＥＤランプ１１に対する調光率の送信が終了したかを判断している。
【００６３】
次に、ステップＳ１７において、変数ｊをインクリメント（＋１）してステップＳ１８に進む。
【００６４】
次に、ステップＳ１８において、変数ｊが照明器具５の灯数ｎ以上か否かを判断し、照明器具５の灯数ｎ以上である場合（ｙｅｓの場合）はステップＳ１１開始前に戻り、そうでない場合（ｎｏの場合）はステップＳ１３に戻る。即ち、本ステップで、入口部全ての照明器具５のＬＥＤランプ１１に対する調光率の送信が終了したかを判断している。そして、全ての調光率の送信を終了した場合は、変数ｉ、ｊの初期化をするためにステップＳ１１開始前に戻って、改めて変化した野外輝度に応じた調光率を算出・設定する。
【００６５】
図９は照明器具５の動作を示したフローチャートである。図９に示したフローチャートにおいて、ｍは図８と同様に照明器具５内のＬＥＤランプ１１数を示している。
【００６６】
まず、ステップＳ２１において、親機コンピュータ４ｂから調光率Ｘｉを受信してステップＳ２２に進む。この調光率Ｘｉは、親機コンピュータ４ｂから送信された際に指定されるアドレス（Ｂｊ、Ｃｉ）が自照明器具５内のＬＥＤランプ１１を示すものであるかＰＷＭ信号処理回路１３で判断し、自照明器具５内のＬＥＤランプ１１を示すものである場合は受信する。
【００６７】
次に、ステップＳ２２において、調光率Ｘｉが通信フォーマットのデータであるか否かを判断し、通信フォーマットのデータである場合（ｙｅｓの場合）はステップＳ２３に進み、通信フォーマットのデータでない場合（ｎｏの場合）はステップＳ２５に進む。本ステップでは、親機コンピュータ４ｂから送信されてきた調光率Ｘｉが正しいフォーマットで送信されてきたかをチェックしている。
【００６８】
次に、ステップＳ２４において、調光率Ｘｉの値が５％〜１００％の範囲であるか否かを判断し、５〜１００の範囲である場合（ｙｅｓの場合）はステップＳ２４に進み、そうでない場合（ｎｏの場合）はステップＳ２１に戻る。
【００６９】
次に、ステップＳ２４において、ＬＥＤランプＣｉをデューティ比Ｘｉ％のＰＷＭ制御で点灯しステップＳ２８に進む。つまり、親機コンピュータ４ｂから指定されたＬＥＤランプＣｉを、受信した調光率Ｘｉ％の輝度で点灯させる。
【００７０】
一方、ステップＳ２５においては、ＬＥＤランプＣｉを常時点灯してステップＳ２１に戻る。常時点灯とは、調光率１００％で点灯することである。本ステップの場合は、通信フォーマットが正しくない場合や、調光率Ｘｉの値が５％〜１００％の範囲でない場合といった異常と判定された場合であり、この場合は、フェールセーフの観点から調光率１００％で点灯することとしている。なお、本実施形態では調光率Ｘｉの値が５％〜１００％の範囲でない場合を異常と判定しているが、この範囲は任意に設定すればよい。
【００７１】
本実施形態によれば、複数のＬＥＤランプ１１が設けられている照明器具５（Ａ１〜Ａ２０）と親機コンピュータ４ｂとを通信線７で接続して、親機コンピュータ４ｂが光センサ３が測定した野外輝度に基づいて、トンネルの入口部照明曲線に沿ったＬＥＤランプ１１ごとの調光率を設定し、各照明器具５へ送信して、各照明器具５では、受信したＬＥＤランプ１１の調光率で点灯させるので、照明器具５単位で調光するよりも細かい分解能で調光が可能となり、より入口部照明曲線に近づけることができ、無駄な電気エネルギーの使用をさらに少なくすることができる。また、路面輝度の均斉度も保たれ、さらに、入口部照明の電力線を１つにまとめることができるので、電力線の取り回しの自由度が向上する。
【００７２】
また、親機コンピュータ４ｂが、光センサ３で測定した野外輝度が連続的に変化するのに応じて調光率を連続的に変化させるので、単に晴天、曇天とった２段階ではなく、天候や時刻によって逐次変化する野外輝度に追従して例えば１００％〜５％まで連続的に輝度を変化させることができ、よりきめ細かい調節を行うことができる。
【００７３】
また、ＰＷＭ信号処理回路１３が、受信した調光率からＬＥＤランプ１１の輝度を調整するためのＰＷＭ信号を生成して出力しているので、調光率をパルスのデューティ比に変換して出力することで、従来ＰＷＭで輝度調整を行っている照明に対して容易に適用することができる。
【００７４】
なお、上述した実施形態の道路照明システム１において、照明器具５では、各ＬＥＤランプ１１の累積点灯時間を計測し保存し、親機コンピュータ４ｂからの問い合わせに応じて保存した累積点灯時間を送信し、親機コンピュータ４ｂでは、取得した累積点灯時間から寿命か否かを判断し、寿命である場合は、寿命であることを表示装置等に表示してもよい。このようにすることで、ＬＥＤランプ１１の累積点灯時間を蓄積記憶し、親機コンピュータ４ｂの必要とするタイミングで収集して、ＬＥＤランプ１１（或いは各照明器具５）の寿命を判断することができるため、正確な寿命まで使用して、ライフサイクルコストの増大を抑えることができる。
【００７５】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
【符号の説明】
【００７６】
１ 道路照明システム
３ 光センサ（野外輝度測定装置）
４ 自動調光部
４ａ 自動調光装置（輝度制御装置）
４ｂ 親機コンピュータ（輝度制御装置）
５ 照明器具
１１ ＬＥＤランプ（光源）
１２ 定電流駆動回路（調整部）
１３ ＰＷＭ信号処理回路（調整部）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、道路トンネル外部の野外の輝度条件に基づいて道路トンネル内の照明器具の輝度調整を行う道路照明システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、トンネル外部（野外）からトンネル内に通じる場所に配設される照明には、野外輝度により照度調整を行う制御方法が用いられている。例えば、一般道や高速道路のトンネルには、視覚の暗順応に対応した入口部照明が設置されている。このような入口部照明はトンネル外部の野外輝度に基づいて制御を行い必要な照度（輝度）を確保している。
【０００３】
従来のトンネルにおける照明システムを図１０に示す。図１０に示された、照明システム１０１は、受電設備１０２と、自動調光装置受光部１０３と、自動調光装置１０４と、が屋外に設けられ、トンネル内には、複数の照明器具１０５（Ａ１〜Ａ３、Ｂ１〜Ｂ３、Ｃ１〜Ｃ３、Ｄ１〜Ｄ３、Ｅ１〜Ｅ３）と、電力線１０６、１０７、１０８、１０９、１１０と、が設けられている。
【０００４】
受電設備１０２は、電力線１０６、１０７、１０８、１０９、１１０を介して複数の照明器具１０５に電源を供給している。自動調光装置受光部１０３は、トンネルの入口付近に設けられ野外の輝度を観測し、観測信号を自動調光装置１０４に出力している。自動調光装置１０４は、複数のスイッチ１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃ、１０４ｄ、１０４ｅを備え、自動調光装置受光部１０３からの観測信号に基づいて各スイッチのＯＮ／ＯＦＦを制御して電力線１０６、１０７、１０８、１０９、１１０への電力を供給するか否かの切り替えを行っている。
【０００５】
照明器具１０５は、トンネル内に設けられ、入口部の晴天用照明としてＡ１〜Ａ３、入口部の曇天用照明としてＢ１〜Ｂ３、基本の昼間用照明としてＣ１〜Ｃ３、基本の夜間用照明としてＤ１〜Ｄ３、基本の深夜用照明としてＥ１〜Ｅ３にグループ分けされ、そして、Ａ１〜Ａ３は電力線１０６で、Ｂ１〜Ｂ３は電力線１０７で、Ｃ１〜Ｃ３は電力線１０８で、Ｄ１〜Ｄ３は電力線１０９で、Ｅ１〜Ｅ３は電力線１１０で、それぞれ接続されている。
【０００６】
上述した構成の照明システム１０１は、自動調光装置受光部１０３が観測した観測情報に基づいて、グループごとに点灯する照明器具１０５の台数を増減させて照度を調整している。例えば、自動調光装置１０４が観測情報から野外が晴天であると判断した場合は、スイッチ１０４ａ及びスイッチ１０４ｂを閉制御して、Ａ１〜Ａ３、Ｂ１〜Ｂ３を点灯させる。また、自動調光装置１０４が観測情報から野外が曇天であると判断した場合は、スイッチ１０４ａを開制御スイッチ１０４ｂを閉制御して、Ａ１〜Ａ３を消灯させ、Ｂ１〜Ｂ３を点灯させる。なお、基本照明であるＣ１〜Ｃ３、Ｄ１〜Ｄ３、Ｅ１〜Ｅ３は、時間によって制御される照明であり自動調光装置受光部１０３が観測した観測情報による制御を受けない。
【０００７】
図１０の照明システム１０１では、各グループごとに電力線を設けなければならず、配管や配線などの施工が多くなってしまうという問題があった。
【０００８】
また、グループごとに照明器具の切り替えを行うと、路面輝度の均斉度が低下したり、照明器具の切り替えのタイミングで明るさが急変するといった問題がある。このような問題の影響により運転者がちらつきを感じるなど視環境に悪影響を及ぼす可能性があった。
【０００９】
このような問題に対して、例えば、特許文献１に記載の照度調整システムが提案されている。特許文献１に記載の照度調整システムは、制御室と複数の照明器具とをネットワークで接続し、制御室からの制御信号によって、個々の照明器具のＯＮ／ＯＦＦを行っている。
【００１０】
しかしながら、特許文献１に記載された照度調整システムでは、各照明器具は、ＯＮ／ＯＦＦの切り替え制御しか行われないため、グループ分けよりはよいものの、段階照明であることから、路面輝度の均斉度低下や、照明器具の切り替えのタイミングでの明るさ急変といった問題は解消しきれない。
【００１１】
また、トンネルの入口部照明には図１１に示すような入口部照明曲線Ｌが定められている。図１１は、縦軸に路面輝度、横軸にトンネル入口からの距離を指し、トンネルの入口からの距離が遠くなるに従って徐々に路面輝度を低下させることを表している。入口部照明は、入口部照明曲線Ｌに沿った路面輝度となるように制御されなければならないが、上述した図１０の照明システム１０１や特許文献１に記載された照度調整システムでは、段階調光であるために、図１２に示すような電気エネルギーが無駄に消費される部分が多くなってしまう。図１２のｌは、図１０の照明システムや特許文献１に記載された照度調整システムにおける路面輝度の変化であり、入口部照明曲線Ｌと図１０の照明システムや特許文献１に記載された照度調整システムにおける路面輝度の変化ｌとの差分（図１２の塗りつぶした部分）が無駄な電気エネルギーとなっている部分である。
【００１２】
また、照明器具は、故障したことを通知する手段が無いため、従来ではトンネル内に定期的に車両を走行させて照明器具の状態を点検していた。さらに、図１０の照明システムでは、曇天時に点灯する照明器具１０５（Ｂ１〜Ｂ３）は晴天時も点灯するため晴天時に点灯する照明器具１０５（Ａ１〜Ｂ３）よりも点灯時間が長くなるが、従来は点灯時間を把握することができなかったために一斉に交換を行っていた。そのため、照明器具内のランプの寿命が正確に反映されておらず、ライフサイクルコストが増大していた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２００８−１３０２５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
上述したような問題に対して、本出願人は、照度補正機能付きの照明器具と自動調光装置とを通信経路で接続して、自動調光装置が自動調光装置受光部が測定した野外輝度からトンネルの入口部照明曲線を算出し、その入口部照明曲線に基づいて各照明器具の目標光束値を算出して送信し、照明器具では、目標光束値に基づいて輝度の調整を行うことを提案している。
【００１５】
上述した各照明器具ごとに輝度の調整を行うことで、特許文献１に記載された照度調整システムよりも電気エネルギーの無駄を省き、入口部照明曲線に近づけることができるが、数メートル毎に設置される照明器具ごとの輝度調整であるので、設置間隔の範囲でしか調光することができないために、入口部照明曲線に完全に沿うようにするまでは至らず、図１２の塗りつぶした部分が存在し、電気エネルギーの無駄を省く余地を残していた。
【００１６】
また、上述した各照明器具ごとに輝度の調整や特許文献１に記載された照度調整システムでは、測定された野外輝度から晴天、曇天、夜間などの複数のモードに合わせて照明器具の輝度を調整したり、点灯／消灯を切替えていたが、例えば、曇天を示す野外輝度が検出されるまでは、晴天のモードで点灯するため、晴天を示す野外輝度と曇天を示す野外輝度の中間の輝度では無駄に明るい状態で点灯することとなり、無駄な電気エネルギーを消費していた。
【００１７】
本発明はかかる問題を解決することを目的としている。
【００１８】
すなわち、本発明は、無駄な電気エネルギーの使用を従来よりもさらに少なくすることができる道路照明システムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上記課題を解決するためになされた請求項１に記載された発明は、光源と、前記光源の輝度を予め定めた目標値に調整する調整部と、を備え、トンネル内に所定の間隔を空けて設置された複数の照明器具と、前記トンネルの外部の野外輝度を測定する野外輝度測定装置と、前記複数の照明器具と通信経路で接続されるとともに、前記野外輝度測定装置が測定した野外輝度に基づいて前記複数の照明器具の輝度を調整する輝度制御装置と、を備えた道路照明システムにおいて、前記照明器具には、連続的に輝度の調整が可能な前記光源を複数備えているとともに、前記輝度制御装置が、複数の前記光源それぞれに対応した輝度調整情報を前記通信経路を介して送信し、前記照明器具の前記調整部が、前記通信経路から受信した前記輝度調整情報を前記目標値として対応する前記光源の点灯輝度を調整することを特徴とする道路照明システムである。
【００２０】
請求項２に記載された発明は、請求項１に記載された発明において、前記輝度制御装置が、前記野外輝度測定装置が測定した前記野外輝度に基づいて野外から前記トンネル内への入口部照明曲線を決定し、その入口部照明曲線に基づいて各光源の調光率を算出して、算出した前記調光率を前記輝度調整情報として送信することを特徴とするものである。
【００２１】
請求項３に記載された発明は、請求項１または２に記載された発明において、前記輝度制御装置が、前記野外輝度測定装置が測定した前記野外輝度が連続的に変化するのに応じて前記輝度調整情報を連続的に変化させることを特徴とするものである。
【００２２】
請求項４に記載された発明は、請求項１乃至３のうちいずれか一項に記載された発明において、前記調整部が、受信した前記輝度調整情報から前記光源の輝度を調整するためのパルス幅変調信号を生成して前記光源の輝度を調整することを特徴とするものである。
【００２３】
請求項５に記載された発明は、請求項１乃至４のうちいずれか一項に記載された発明において、前記輝度調整装置が、前記複数の照明器具に対して点灯状況を示す情報を取得する点灯状況要求を出力することを特徴とするものである。
【００２４】
請求項６に記載された発明は、請求項５に記載された発明において、前記輝度調整装置が、前記複数の照明器具から送信されてきた前記点灯状況を示す情報から、寿命か否かを判断し、寿命である場合は、寿命であることを外部に出力することを特徴とするものである。
【００２５】
請求項７に記載された発明は、請求項５または６に記載された発明において、調整部が、複数の前記光源の各々の点灯時間を計測し、前記点灯状況要求に応じて前記点灯状況を示す情報として前記輝度制御装置へ送信することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２６】
請求項１に記載の発明によれば、輝度制御装置が、複数の光源それぞれに対応した輝度調整情報を通信経路を介して連続的に輝度の調整が可能な光源を複数備えている照明器具に送信し、照明器具の調整部が、通信経路から受信した輝度調整情報に合うように対応する光源の点灯輝度を調整するので、連続的に輝度の調整が可能な光源によるによる細かな明るさの調整が行えるとともに、ネットワークから得られる野外の輝度に基づいた目標値に合うように輝度を調整するので、照明器具単位で調光するよりも細かい分解能で調光が可能となり、より入口部照明曲線に近づけることができ、無駄な電気エネルギーの使用をさらに少なくすることができる。また、路面輝度の均斉度も保たれ、さらに、入口部照明の電力線を１つにまとめることができるので、電力線の取り回しの自由度が向上する。
【００２７】
請求項２に記載の発明によれば、輝度制御装置が、野外輝度測定装置が測定した野外輝度に基づいて野外からトンネル内への入口部照明曲線を決定し、その入口部照明曲線に基づいて各光源の調光率を算出して、算出した調光率を輝度調整情報として送信するので、例えば野外の天候に応じて各光源の明るさを変更することができる。
【００２８】
請求項３に記載の発明によれば、輝度制御装置が、野外輝度測定装置が測定した野外輝度が連続的に変化するのに応じて輝度調整情報を連続的に変化させるので、単に晴天、曇天とった２段階ではなく、天候や時刻によって逐次変化する野外輝度に追従して例えば１００％〜０％まで連続的に輝度を変化させることができ、よりきめ細かい調節を行うことができる。
【００２９】
請求項４に記載の発明によれば、調整部が、受信した輝度調整情報から光源の輝度を調整するためのパルス幅変調信号を生成して光源の輝度を調整しているので、輝度調整情報をパルスのデューティ比に変換して出力することで、従来パルス幅変調で輝度調整を行っている照明に対して容易に適用することができる。
【００３０】
請求項５に記載の発明によれば、輝度調整装置が、複数の照明器具に対して点灯状況を示す情報を取得する点灯状況要求を出力するので、照明器具が蓄積記憶している累積点灯時間などの点灯状況を示す情報を、輝度調整装置の必要とするタイミングで収集することができる。
【００３１】
請求項６に記載の発明によれば、輝度調整装置が、複数の照明器具から送信されてきた点灯状況を示す情報から、寿命か否かを判断し、寿命である場合は、寿命であることを外部に出力するので、各照明器具の寿命を判断して、例えば、表示装置や遠隔地にいる管理者などに通知するため、正確な寿命まで使用することができ、ライフサイクルコストの増大を抑えることができる。
【００３２】
請求項７に記載の発明によれば、調整部が、照明部の点灯時間を計測し、点灯状況要求に応じて点灯状況を示す情報として前記輝度制御装置へ送信するので、例えば、累積点灯時間などの寿命判断の目安となる情報を輝度制御装置に送信することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の一実施形態にかかる道路照明システムの構成図である。
【図２】図１に示された光センサの設置位置の説明図である。
【図３】図１に示された照明器具の内部構成図である。
【図４】入口部照明曲線と調光率調整後の路面輝度とを示した説明図である。
【図５】照明器具内のＬＥＤランプの調光率の例を示した説明図である。
【図６】曇天時の入口部照明曲線と路面輝度とを示した説明図である。
【図７】夜間時の路面輝度を示した説明図である。
【図８】図１に示された親機コンピュータの動作を示したフローチャートである。
【図９】図１に示された照明器具の動作を示したフローチャートである。
【図１０】従来の照明システムの構成図である。
【図１１】入口部照明曲線を示した図である。
【図１２】図１０に示した照明システムにおいて入口部照明曲線と実際の路面輝度とを示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下、本発明の一実施形態を、図１ないし図９を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態にかかる道路照明システムの構成図である。図２は、図１に示された光センサの設置位置の説明図である。図３は、図１に示された照明器具の内部構成図である。図４は、入口部照明曲線と調光率調整後の路面輝度とを示した説明図である。図５は、照明器具内のＬＥＤランプの調光率の例を示した説明図である。図６は、曇天時の入口部照明曲線と路面輝度とを示した説明図である。図７は、夜間時の路面輝度を示した説明図である。図８は、図１に示された親機コンピュータの動作を示したフローチャートである。図９は、図１に示された照明器具の動作を示したフローチャートである。
【００３５】
図１に本発明の一実施形態にかかる道路照明システム１を示す。図１に示した道路照明システム１は、受電設備２と、光センサ３と、自動調光部４と、がトンネル外（野外）に設けられ、トンネル内には、複数の照明器具５（Ａ１〜Ａ６、Ｃ１〜Ｃ３、Ｄ１〜Ｄ３、Ｅ１〜Ｅ３）と、電力線６、８、９、１０と、通信線７と、が設けられている。
【００３６】
受電設備２は、電力線６、８、９、１０を介して複数の照明器具５に電源を供給している。
【００３７】
野外輝度測定装置としての光センサ３は、トンネルの入口付近に設けられ野外の輝度を測定し、測定信号を自動調光部４に出力している。光センサ３は、図２に示したように、トンネル坑口から所定距離離れた場所にトンネル坑口に向かって設置され（図２は１５０ｍ）、トンネル坑口を中心とした所定の視角の視野範囲（図２では２０度）の輝度を測定している。
【００３８】
自動調光部４は、自動調光装置４ａと、親機コンピュータ４ｂと、を備えている。自動調光装置４ａは、光センサ３からの測定信号に基づいて電力線６、８、９、１０の受電設備２からの電源供給のＯＮ／ＯＦＦを切り替えて入口部照明や基本照明の点灯／消灯の切り替えを行うとともに、光センサ３からの測定信号を親機コンピュータ４ｂへ出力する。
【００３９】
親機コンピュータ４ｂは、光センサ３からの測定信号に基づいて入口部照明曲線を算出・決定し、各照明器具５に入口部照明曲線の輝度値に合うように調光率（明るさ）を輝度調整情報として出力する。なお、親機コンピュータ４ｂは、図１に示したように通信線７を介して入口部照明の各照明器具５と通信可能に接続されており、各照明器具５から送信されてきた情報等を格納する記憶装置を備え、本実施形態においては前記した調光率を通信線７を介して各照明器具５へ送信し、各照明器具５から送信されてきた累積点灯時間などを受信している。また、親機コンピュータ４ｂと照明器具５との通信経路は有線に限らず、無線通信や電力線通信などを用いてもよく、本発明を実施するための通信経路は特に限定されない。
【００４０】
照明器具５は、屋内としてのトンネル内に所定の間隔を空けて設けられ、入口部照明としてＡ１〜Ａ６、基本の昼間用照明としてＣ１〜Ｃ３、基本の夜間用照明としてＤ１〜Ｄ３、基本の深夜用照明としてＥ１〜Ｅ３にグループ分けされ、そして、Ａ１〜Ａ６は電力線６で、Ｃ１〜Ｃ３は電力線８で、Ｄ１〜Ｄ３は電力線９で、Ｅ１〜Ｅ３は電力線１０で、それぞれ受電設備２と接続されている。つまり、基本照明は従来と同様である。
【００４１】
照明器具５は、図３に示すように、ＬＥＤランプ１１と、定電流駆動回路１２と、ＰＷＭ信号処理回路１３と、を備えている。
【００４２】
光源としてのＬＥＤランプ１１は、定電流駆動回路１２から出力される定電流によって点灯される発光ダイオード素子を用いたランプであり、ＰＷＭ制御によって輝度（照度）が調整可能となっている。そして、ＬＥＤランプ１１は、１つの照明器具５に複数設けられている。図３の例では５個設けられているが２個以上であって照明器具５内に配置できる数であれば特に限定しない。なお、本発明における光源としてはＬＥＤランプ１１に限らず、有機ＥＬを用いた光源など連続的に輝度の調整が可能なものであればよい。
【００４３】
調整部としての定電流駆動回路１２は、ＰＷＭ信号処理回路１３から出力されるパルス変調（ＰＷＭ）信号のデューティ比に応じた電圧の定電流を出力して親機コンピュータ４ｂから指定されたＬＥＤランプ１１の輝度を変更する。
【００４４】
調整部としてのＰＷＭ信号処理回路１３は、自動調光部４と通信するための通信回路などを備え、さらに、ＬＥＤランプ１１ごとに割り当てられた固有のアドレスが記憶されている。そして、自動調光部４から送信された調光率を受信する。
【００４５】
ＰＷＭ信号処理回路１３は、自動調光部４からの調光率を受信すると、指定されたアドレスのＬＥＤランプ１１が受信した調光率となるようなデューティ比のＰＷＭ信号を生成して定電流駆動回路１２に出力する。また、ＰＷＭ信号処理回路１３は、タイマ及び不揮発性メモリを備え、ＬＥＤランプ１１ごとの点灯時間をタイマで計測し、その累積点灯時間を不揮発性メモリに記憶させる。
【００４６】
照明器具５は上述したように、ＰＷＭ信号処理回路１３で、受信した調光率となるようにＰＷＭ信号のデューティ比を変更して定電流駆動回路１２に出力することでＬＥＤランプ１１の輝度を連続的に変化させることができる。
【００４７】
次に、上述した構成の道路照明システム１の動作を図４ないし図７を参照して説明する。
【００４８】
図４、図６および図７は、トンネル内の各照明器具５の配置と入口部照明曲線と実際の路面輝度とを示した図である。図４は晴天時の入口部照明曲線と調光率調整後の路面輝度とを示した図である。図４は図１２などと同様に縦軸に路面輝度、横軸にトンネル入口からの距離を指し、晴天時の入口部照明曲線Ｌｆと晴天時の路面輝度ｌ１とを示している。
【００４９】
また、図の上部には横軸に沿うように入口部照明と基本照明が示されている。入口部照明は図１ではＡ１〜Ａ６までしか表示していないが、図４、図６および図７ではＡ１〜Ａ２０までの２０個が設けられていることとしている。また、入口部照明はトンネルの入口から徐々に出力の小さいＬＥＤランプ１１を使用した照明器具５を設置している。図４、図６および図７では、Ａ１〜Ａ４、Ａ５〜Ａ８、Ａ９〜Ａ１２、Ａ１３〜Ａ１６、Ａ１７〜Ａ２０の５グループに分け、トンネルの奥に設置されるグループほど出力の小さいＬＥＤランプ１１を使用した照明器具５を設置することを示している。
【００５０】
まず、図４を説明する。光センサ３からの測定信号（野外輝度）を参照して、その野外輝度が晴天を示す輝度であった場合は、親機コンピュータ４ｂにおいて入口部照明曲線Ｌｆを設定し、ＬＥＤランプ１１毎に入口部照明曲線Ｌｆに沿った調光率を算出して送信する。各照明器具５では、入口部照明曲線Ｌｆに基づいて送信されてきた調光率を受信し、調光率と同時に指定されるアドレスのＬＥＤランプ１１を当該調光率に調整する。
【００５１】
ここで、照明器具５は、上述したようにＬＥＤランプ１１毎に調光率が指定される。これは、例えば、図５に示すように、トンネルの入口に近いＬＥＤランプ１１から徐々に調光率を低く設定してＬＥＤランプ１１の輝度が徐々に低くなるようにすることで、入口部照明曲線Ｌｆに近づくようにしている。図４では反映されていないが、実際は図５に示したように照明器具５は２〜３ｍ程度の間隔で設置されているので、ＬＥＤランプ１１毎に調光率を設定することで、設置間隔よりも細かい分解能での調光が可能になるとともに、トンネルの入口に近いＬＥＤランプ１１から徐々に調光率を低く設定することで、照明器具５間の輝度を入口部照明曲線Ｌｆに近づけることができる。なお、図５に示した調光率は、説明を容易にするために例示した数値であって、実際はＬＥＤランプ１１の出力や設置間隔などを考慮して設定する。
【００５２】
図６に晴天から曇天になった場合の図を示す。トンネルの入り口の天候が曇天になって光センサ３からの測定信号が変化すると、親機コンピュータ４ｂがその変化した野外輝度に応じた調光率を算出する。この場合の調光率は、例えば測定された野外輝度の晴天時の野外輝度を１００％とした場合の割合で示す。図６の場合、曇天で野外輝度が晴天時の８０％まで下降した場合は、入口部照明曲線Ｌｆが輝度方向に２０％低下した入口部照明曲線Ｌｃとなり、この入口部照明曲線Ｌｃに沿うように各ＬＥＤランプ１１の調光率を算出し、路面輝度ｌ２に示したようになる。なお、この際に調光率が０％となったＬＥＤランプ１１が設けられている照明器具５（Ａ１８〜Ａ２０）は消灯している。
【００５３】
図６の例では、野外輝度の変化を分かり易く説明するために晴天、曇天といった天候を示して説明したが、本実施形態では、実際には野外輝度の測定値に応じて連続的に変化させる。例えば、晴天時の野外輝度を３３００ｃｄ／ｍ2とすると、
野外輝度３３００ｃｄ／ｍ2のときは調光率１００．０％、
野外輝度３２５０ｃｄ／ｍ2のときは調光率９８．５％、
野外輝度３２００ｃｄ／ｍ2のときは調光率９７．０％、
・
・
・
野外輝度１６５０ｃｄ／ｍ2のときは調光率５０．０％、
などとして天候や時刻などによる野外輝度の変化に追従して調光率を変化させる。上記では５０ｃｄ／ｍ2ごと野外輝度が変化するように記載しているが、勿論もっと細かい分解能としてもよい。要するに、晴天時など調光率１００％とする野外輝度を設定し、その野外輝度よりも低下した場合は、その割合に応じて調光率も低下させるように制御している。即ち、光センサ３が測定した野外輝度が連続的に変化するのに応じて調光率を連続的に変化させている。
【００５４】
図７に夜間の場合の図を示す。トンネルの入り口の天候が曇天になって光センサ３からの測定信号が変化し、夜間であると判断できる場合は、調光率０％を全てのＬＥＤランプ１１に送信し、各照明器具５（Ａ０〜Ａ２０）を消灯させる。したがって、トンネル内は基本照明のみとなる（路面輝度ｌ３）。
【００５５】
なお、このような動作は入口部照明曲線に合わせて輝度を変更する必要がある入口部照明Ａ１〜Ａ２０が行うものであり、基本照明Ｃ１〜Ｃ３、Ｄ１〜Ｄ３、Ｅ１〜Ｅ３は適用範囲外である。そのため、基本照明Ｃ１〜Ｃ３、Ｄ１〜Ｄ３、Ｅ１〜Ｅ３に使用される照明器具５は通信機能が予めＯＦＦになるように設定されている。或いは、通信機能のない周知の照明器具を用いてもよい。
【００５６】
次に、上述した動作の詳細を図８および図９のフローチャートを参照して説明する。図８は親機コンピュータ４ｂの動作を示したフローチャートである。なお、図８に示したフローチャートにおいて、なお、照明器具５内の複数のＬＥＤランプ１１の各々をＬＥＤランプＣｉ（ｉ＝１、２、…、ｍ）、複数の照明器具５各々を照明器具Ｂｊ（ｊ＝１、２、…、ｎ）と表記して識別する。
【００５７】
まず、ステップＳ１１において、変数ｉ，ｊを１に初期化してステップＳ１２に進む。この変数ｉは、上述したように照明器具５内でのＬＥＤランプ１１の識別を示す値であり、変数ｊは、上述したように照明器具５の識別を示す値である。
【００５８】
次に、ステップＳ１２において、照明器具1灯当たりのＬＥＤランプ１１数ｍ、照明器具５の灯数ｎを設定し、ステップＳ１３に進む。
【００５９】
次に、ステップＳ１３において、調光率（Ｘ１（１）、Ｘ２（１）・・・Ｘｍ（１）、Ｘ１（２）、Ｘ２（２）・・・Ｘｍ（２）、・・・Ｘｍ（ｎ））を親機コンピュータ４ｂにて設定し、ステップＳ１４に進む。本ステップでは、光センサ３測定された野外輝度に応じた入口部照明曲線に合う各ＬＥＤランプ１１の調光率が算出され設定される。なお、初期値として例えば晴天時の入口部照明曲線Ｌｆを設定して、晴天時の入口部照明曲線Ｌｆに基づいた調光率を算出し、後述するステップＳ１７から戻った場合は、光センサ３測定された野外輝度に応じた入口部照明曲線に合う調光率が算出されるようにしてもよい。
【００６０】
次に、ステップＳ１４において、ステップＳ１３で設定した調光率Ｘｉを照明器具ＢｊのＬＥＤランプＣｉへ送信してステップＳ１５に進む。つまり、照明器具ＢｊのＬＥＤランプＣｉを指定して対応する調光率Ｘｉを送信している。
【００６１】
次に、ステップＳ１５において、変数ｉをインクリメント（＋１）してステップＳ１６に進む。
【００６２】
次に、ステップＳ１６において、変数ｉが照明器具５内のＬＥＤランプ１１数ｍ以上か否かを判断し、照明器具５内のＬＥＤランプ１１数ｍ以上である場合（ｙｅｓの場合）はステップＳ１７に進み、そうでない場合（ｎｏの場合）はステップＳ１４に戻る。即ち、本ステップで、１つの照明器具５内の各ＬＥＤランプ１１に対する調光率の送信が終了したかを判断している。
【００６３】
次に、ステップＳ１７において、変数ｊをインクリメント（＋１）してステップＳ１８に進む。
【００６４】
次に、ステップＳ１８において、変数ｊが照明器具５の灯数ｎ以上か否かを判断し、照明器具５の灯数ｎ以上である場合（ｙｅｓの場合）はステップＳ１１開始前に戻り、そうでない場合（ｎｏの場合）はステップＳ１３に戻る。即ち、本ステップで、入口部全ての照明器具５のＬＥＤランプ１１に対する調光率の送信が終了したかを判断している。そして、全ての調光率の送信を終了した場合は、変数ｉ、ｊの初期化をするためにステップＳ１１開始前に戻って、改めて変化した野外輝度に応じた調光率を算出・設定する。
【００６５】
図９は照明器具５の動作を示したフローチャートである。図９に示したフローチャートにおいて、ｍは図８と同様に照明器具５内のＬＥＤランプ１１数を示している。
【００６６】
まず、ステップＳ２１において、親機コンピュータ４ｂから調光率Ｘｉを受信してステップＳ２２に進む。この調光率Ｘｉは、親機コンピュータ４ｂから送信された際に指定されるアドレス（Ｂｊ、Ｃｉ）が自照明器具５内のＬＥＤランプ１１を示すものであるかＰＷＭ信号処理回路１３で判断し、自照明器具５内のＬＥＤランプ１１を示すものである場合は受信する。
【００６７】
次に、ステップＳ２２において、調光率Ｘｉが通信フォーマットのデータであるか否かを判断し、通信フォーマットのデータである場合（ｙｅｓの場合）はステップＳ２３に進み、通信フォーマットのデータでない場合（ｎｏの場合）はステップＳ２５に進む。本ステップでは、親機コンピュータ４ｂから送信されてきた調光率Ｘｉが正しいフォーマットで送信されてきたかをチェックしている。
【００６８】
次に、ステップＳ２４において、調光率Ｘｉの値が５％〜１００％の範囲であるか否かを判断し、５〜１００の範囲である場合（ｙｅｓの場合）はステップＳ２４に進み、そうでない場合（ｎｏの場合）はステップＳ２１に戻る。
【００６９】
次に、ステップＳ２４において、ＬＥＤランプＣｉをデューティ比Ｘｉ％のＰＷＭ制御で点灯しステップＳ２８に進む。つまり、親機コンピュータ４ｂから指定されたＬＥＤランプＣｉを、受信した調光率Ｘｉ％の輝度で点灯させる。
【００７０】
一方、ステップＳ２５においては、ＬＥＤランプＣｉを常時点灯してステップＳ２１に戻る。常時点灯とは、調光率１００％で点灯することである。本ステップの場合は、通信フォーマットが正しくない場合や、調光率Ｘｉの値が５％〜１００％の範囲でない場合といった異常と判定された場合であり、この場合は、フェールセーフの観点から調光率１００％で点灯することとしている。なお、本実施形態では調光率Ｘｉの値が５％〜１００％の範囲でない場合を異常と判定しているが、この範囲は任意に設定すればよい。
【００７１】
本実施形態によれば、複数のＬＥＤランプ１１が設けられている照明器具５（Ａ１〜Ａ２０）と親機コンピュータ４ｂとを通信線７で接続して、親機コンピュータ４ｂが光センサ３が測定した野外輝度に基づいて、トンネルの入口部照明曲線に沿ったＬＥＤランプ１１ごとの調光率を設定し、各照明器具５へ送信して、各照明器具５では、受信したＬＥＤランプ１１の調光率で点灯させるので、照明器具５単位で調光するよりも細かい分解能で調光が可能となり、より入口部照明曲線に近づけることができ、無駄な電気エネルギーの使用をさらに少なくすることができる。また、路面輝度の均斉度も保たれ、さらに、入口部照明の電力線を１つにまとめることができるので、電力線の取り回しの自由度が向上する。
【００７２】
また、親機コンピュータ４ｂが、光センサ３で測定した野外輝度が連続的に変化するのに応じて調光率を連続的に変化させるので、単に晴天、曇天とった２段階ではなく、天候や時刻によって逐次変化する野外輝度に追従して例えば１００％〜５％まで連続的に輝度を変化させることができ、よりきめ細かい調節を行うことができる。
【００７３】
また、ＰＷＭ信号処理回路１３が、受信した調光率からＬＥＤランプ１１の輝度を調整するためのＰＷＭ信号を生成して出力しているので、調光率をパルスのデューティ比に変換して出力することで、従来ＰＷＭで輝度調整を行っている照明に対して容易に適用することができる。
【００７４】
なお、上述した実施形態の道路照明システム１において、照明器具５では、各ＬＥＤランプ１１の累積点灯時間を計測し保存し、親機コンピュータ４ｂからの問い合わせに応じて保存した累積点灯時間を送信し、親機コンピュータ４ｂでは、取得した累積点灯時間から寿命か否かを判断し、寿命である場合は、寿命であることを表示装置等に表示してもよい。このようにすることで、ＬＥＤランプ１１の累積点灯時間を蓄積記憶し、親機コンピュータ４ｂの必要とするタイミングで収集して、ＬＥＤランプ１１（或いは各照明器具５）の寿命を判断することができるため、正確な寿命まで使用して、ライフサイクルコストの増大を抑えることができる。
【００７５】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
【符号の説明】
【００７６】
１ 道路照明システム
３ 光センサ（野外輝度測定装置）
４ 自動調光部
４ａ 自動調光装置（輝度制御装置）
４ｂ 親機コンピュータ（輝度制御装置）
５ 照明器具
１１ ＬＥＤランプ（光源）
１２ 定電流駆動回路（調整部）
１３ ＰＷＭ信号処理回路（調整部）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、前記光源の輝度を予め定めた目標値に調整する調整部と、を備え、トンネル内に所定の間隔を空けて設置された複数の照明器具と、
前記トンネルの外部の野外輝度を測定する野外輝度測定装置と、
前記複数の照明器具と通信経路で接続されるとともに、前記野外輝度測定装置が測定した野外輝度に基づいて前記複数の照明器具の輝度を調整する輝度制御装置と、
を備えた道路照明システムにおいて、
前記照明器具には、連続的に輝度の調整が可能な前記光源を複数備えているとともに、
前記輝度制御装置が、複数の前記光源それぞれに対応した輝度調整情報を前記通信経路を介して送信し、
前記照明器具の前記調整部が、前記通信経路から受信した前記輝度調整情報を前記目標値として対応する前記光源の点灯輝度を調整する
ことを特徴とする道路照明システム。
【請求項２】
前記輝度制御装置が、前記野外輝度測定装置が測定した前記野外輝度に基づいて野外から前記トンネル内への入口部照明曲線を決定し、その入口部照明曲線に基づいて各光源の調光率を算出して、算出した前記調光率を前記輝度調整情報として送信することを特徴とする請求項１に記載の道路照明システム。
【請求項３】
前記輝度制御装置が、前記野外輝度測定装置が測定した前記野外輝度が連続的に変化するのに応じて前記輝度調整情報を連続的に変化させることを特徴とする請求項１または２に記載の道路照明システム。
【請求項４】
前記調整部が、受信した前記輝度調整情報から前記光源の輝度を調整するためのパルス幅変調信号を生成して前記光源の輝度を調整することを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか一項に記載の道路照明システム。
【請求項５】
前記輝度調整装置が、前記複数の照明器具に対して点灯状況を示す情報を取得する点灯状況要求を出力することを特徴とする請求項１乃至４のうちいずれか一項に記載の道路照明システム。
【請求項６】
前記輝度調整装置が、前記複数の照明器具から送信されてきた前記点灯状況を示す情報から、寿命か否かを判断し、寿命である場合は、寿命であることを外部に出力することを特徴とする請求項５に記載の道路照明システム。
【請求項７】
調整部が、複数の前記光源の各々の点灯時間を計測し、前記点灯状況要求に応じて前記点灯状況を示す情報として前記輝度制御装置へ送信することを特徴とする請求項５または６に記載の道路照明システム。
【請求項１】
光源と、前記光源の輝度を予め定めた目標値に調整する調整部と、を備え、トンネル内に所定の間隔を空けて設置された複数の照明器具と、
前記トンネルの外部の野外輝度を測定する野外輝度測定装置と、
前記複数の照明器具と通信経路で接続されるとともに、前記野外輝度測定装置が測定した野外輝度に基づいて前記複数の照明器具の輝度を調整する輝度制御装置と、
を備えた道路照明システムにおいて、
前記照明器具には、連続的に輝度の調整が可能な前記光源を複数備えているとともに、
前記輝度制御装置が、複数の前記光源それぞれに対応した輝度調整情報を前記通信経路を介して送信し、
前記照明器具の前記調整部が、前記通信経路から受信した前記輝度調整情報を前記目標値として対応する前記光源の点灯輝度を調整する
ことを特徴とする道路照明システム。
【請求項２】
前記輝度制御装置が、前記野外輝度測定装置が測定した前記野外輝度に基づいて野外から前記トンネル内への入口部照明曲線を決定し、その入口部照明曲線に基づいて各光源の調光率を算出して、算出した前記調光率を前記輝度調整情報として送信することを特徴とする請求項１に記載の道路照明システム。
【請求項３】
前記輝度制御装置が、前記野外輝度測定装置が測定した前記野外輝度が連続的に変化するのに応じて前記輝度調整情報を連続的に変化させることを特徴とする請求項１または２に記載の道路照明システム。
【請求項４】
前記調整部が、受信した前記輝度調整情報から前記光源の輝度を調整するためのパルス幅変調信号を生成して前記光源の輝度を調整することを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか一項に記載の道路照明システム。
【請求項５】
前記輝度調整装置が、前記複数の照明器具に対して点灯状況を示す情報を取得する点灯状況要求を出力することを特徴とする請求項１乃至４のうちいずれか一項に記載の道路照明システム。
【請求項６】
前記輝度調整装置が、前記複数の照明器具から送信されてきた前記点灯状況を示す情報から、寿命か否かを判断し、寿命である場合は、寿命であることを外部に出力することを特徴とする請求項５に記載の道路照明システム。
【請求項７】
調整部が、複数の前記光源の各々の点灯時間を計測し、前記点灯状況要求に応じて前記点灯状況を示す情報として前記輝度制御装置へ送信することを特徴とする請求項５または６に記載の道路照明システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１２−２０４０５４（Ｐ２０１２−２０４０５４Ａ）
【公開日】平成２４年１０月２２日（２０１２．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−６５６７７（Ｐ２０１１−６５６７７）
【出願日】平成２３年３月２４日（２０１１．３．２４）
【出願人】（３９００１００５４）コイト電工株式会社 (136)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月２２日（２０１２．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月２４日（２０１１．３．２４）
【出願人】（３９００１００５４）コイト電工株式会社 (136)
【Ｆターム（参考）】
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