JP4528971B2 - Luminescent lamp, control box, and lighting system including these - Google Patents
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Description
本発明は、車道と歩道とを備えたトンネルの内部に所定間隔で設置される発光鋲、発光鋲を制御する制御ボックス、およびこれらを備えた照明システムに関する。 The present invention relates to a light-emitting rod installed at a predetermined interval inside a tunnel including a roadway and a sidewalk, a control box for controlling the light-emitting rod, and a lighting system including these.
発光鋲は、一般に、道路の路面上に設置されるなどして、例えば、交通誘導標識、防災避難誘導灯、等に使用されている（特許文献１参照）。発光鋲は、道路上に所定間隔で配置されて、光を点滅させることにより、自動車を運転するドライバーに注意を喚起させて交通誘導などさせる。このような道路のうちトンネル内道路には車道に加えて歩道を備えて児童の通学路、近隣住民の生活路に加えて他府県からの旅行者等の通過路になっているものがあり、このような生活トンネルでは歩行者の安全確保上、発光鋲に加えて照明灯の設置は必須である。 Luminescent lamps are generally used on traffic guidance signs, disaster prevention evacuation guide lights, etc., for example, by being installed on the road surface (see Patent Document 1). The light-emitting rods are arranged on the road at predetermined intervals and blink the light to alert the driver who drives the car and to guide traffic. Among such roads, there are roads in tunnels that are equipped with sidewalks in addition to roadways, and are used as passages for children from other prefectures in addition to school roads for children and neighborhood residents. In such a life tunnel, in order to ensure the safety of pedestrians, it is essential to install an illuminating lamp in addition to the light emitting lamp.
ところで、このような生活トンネルの中には歩道が狭い上に照明が少なくて暗いトンネルがある一方で、トンネル内の歩行者の中には無灯火車両や通過風圧が大きい大型車があるために、トンネル内の暗い照明の中を歩行する歩行者に危険を及ぼすことがあり、また、車両のドライバーからは発光鋲の点滅輝度が低い場合では発光鋲の点滅で車道と歩道との境界が視認しづらく安全走行に支障を来たすことがある。 By the way, in such a life tunnel, there is a dark tunnel with a narrow sidewalk and a small amount of lighting. On the other hand, among pedestrians in the tunnel, there are lightless vehicles and large vehicles with high passing wind pressure. May cause danger to pedestrians walking in the dark lighting in the tunnel, and if the luminance of the flashing lamp is low from the driver of the vehicle, the boundary between the roadway and the sidewalk is visible by flashing the flashing lamp. It may be difficult to drive safely.
以上の事情に鑑みてトンネル内道路の歩行者の歩行の安全確保のためのトンネル内道路では、照明灯とは別途にドライバーへの注意喚起のため発光鋲を設置する場合、照明設備の敷設コストが高価となるとともに、電力コストも相当に嵩むという課題がある。また、発光ダイオード（ＬＥＤ）に照明灯機能と発光鋲機能とを兼用させることがある。しかしながら、発光ダイオードは点状光源であって面状光源ではないために、照明灯としての機能を実現するには発光ダイオードを多数設置することが必要となり、その敷設コストが膨大となる上に、発光ダイオードの発光輝度を高めるために大電流が必要となり電力コストが著しく高価になるとともに発熱により寿命の早期劣化を来たし長期設置には不向きであるという課題がある。
したがって、本発明により解決すべき課題は、
（１）発光鋲に照明灯機能を持たせる際に蛍光灯や発光ダイオード等の他のランプ類よりも低電力消費でありながら高発光輝度構造のものを用いて敷設数少なくして敷設コストを低減可能となし、
（２）さらに発光ダイオードのごとき点光源ではなく面状光源として使用可能となして照明灯機能を実現可能となし、
（３）かつ、トンネル内道路の照明時（照明モード）の発光輝度よりもドライバーへの注意喚起時（注意喚起モード）にはより高発光輝度で点滅可能としてドライバーの注意喚起をより高いレベルで促してトンネル内道路の歩行者の安全歩行を図ることら加えて、
（４）さらに、照明モードと注意喚起モードの切り替えに際して瞬時にそのモードの切り替えを可能としかつどのモードにおいても立上がり時から高輝度、高効率で発光可能としかつそのための電力消費も低減可能とすることである。
Therefore, the problem to be solved by the present invention is:
(1) When a light emitting lamp is provided with an illumination lamp function, the power consumption is lower than other lamps such as fluorescent lamps and light emitting diodes, but the number of installations is reduced by using a high emission luminance structure, thereby reducing the installation cost. Possible and none,
(2) Furthermore, it can be used as a planar light source instead of a point light source such as a light-emitting diode, making it possible to realize an illumination lamp function.
(3) In addition, it is possible to flash with a higher light emission brightness at the time of alerting the driver (attention mode) than the light intensity at the time of lighting of the road in the tunnel (lighting mode). In addition to encouraging pedestrians to walk safely in the tunnel road,
(4) Further, when switching between the lighting mode and the alert mode, the mode can be switched instantaneously, and in any mode, it is possible to emit light with high brightness and high efficiency from the start-up, and to reduce power consumption for that purpose. That is.
本発明による照明システムは、車道と歩道とを備えたトンネルに設置される照明システムにおいて、フィールドエミッションランプ内蔵発光鋲をトンネル内部に所定間隔で配置するとともに、照明モードでは第１の発光輝度で歩道を照明するよう駆動し、注意喚起モードでは第１の発光輝度よりも高い第２の発光輝度で点滅動作させる、ことを特徴とするものである。 The lighting system according to the present invention is a lighting system installed in a tunnel having a roadway and a sidewalk. In the lighting mode, the light emitting lamps with built-in field emission lamps are arranged at predetermined intervals inside the tunnel, and in the lighting mode, the sidewalk has a first emission luminance. In the alert mode, the flashing operation is performed with the second light emission luminance higher than the first light emission luminance.
フィールドエミッションランプは、真空封止管内に発光面が面状である蛍光体付き陽極と、この蛍光体付き陽極と対向配置された１つないし複数の線状陰極とを備えた面状光源であり、線状陰極は導電性ワイヤとこの導電性ワイヤの外周面に形成されたカーボン膜からなる電界電子放出部が形成されてなるものであることが好ましい。 A field emission lamp is a planar light source that includes a phosphor-equipped anode having a planar light emitting surface in a vacuum sealed tube and one or more linear cathodes disposed opposite to the phosphor-equipped anode. The linear cathode is preferably formed by forming a field electron emission portion made of a conductive wire and a carbon film formed on the outer peripheral surface of the conductive wire.
発光鋲はトランスを内蔵しており、そのトランスから蛍光体付き陽極と線状陰極との間に、照明モードではパルス状高電圧を連続印加し、注意喚起モードではパルス状高電圧を周期的に印加することが好ましい。 The light emitting lamp has a built-in transformer, and a pulsed high voltage is continuously applied from the transformer to the phosphor-attached anode and the linear cathode in the illumination mode, and periodically in the alert mode. It is preferable to apply.
トンネル内の歩行者または進入車両の有無に対応したセンサ信号を出力するセンサを備え、発光鋲の点灯状態をこのセンサからのセンサ信号に応答して照明モードと注意喚起モードとにモード切り換えしてもよい。 A sensor that outputs a sensor signal corresponding to the presence or absence of pedestrians or vehicles entering the tunnel is provided, and the lighting state of the light-emitting lamp is switched between the illumination mode and the alert mode in response to the sensor signal from this sensor. Also good.
本発明の照明システムは、照明モードでは発光鋲を照明灯として第１の発光輝度で発光することができ、注意喚起モードでは発光鋲を第１の発光輝度よりも高輝度の第２の発光輝度で発光することができる。そして、発光鋲に内蔵するランプとしてフィールドエミッションランプを用いているので、蛍光灯や発光ダイオード等の他のランプ類よりも低電力消費でありながら高発光輝度することができるから、発光鋲の敷設数少なくして敷設コストを低減することができる。 The illumination system of the present invention can emit light with a first light emission luminance using a light emitting lamp as an illumination lamp in the illumination mode, and the light emission lamp has a second light emission luminance higher than the first light emission luminance in the alert mode. Can emit light. And since a field emission lamp is used as the lamp built in the light emitting lamp, it is possible to achieve higher emission brightness while consuming less power than other lamps such as fluorescent lamps and light emitting diodes. The laying cost can be reduced by reducing the number.
また、フィールドエミッションランプを、真空封止管内に発光面が面状である蛍光体付き陽極と、この蛍光体付き陽極と対向配置された１つないし複数の線状陰極とを備えた面状光源とした場合、発光ダイオードのごとき点光源とは異なって、該フィールドエミッションランプを内蔵する発光鋲の使用数が少なくても照明灯として十分な明るさで歩道を広範囲に照明することができる。さらに、トンネル内道路の照明時（照明モード）の発光輝度よりもドライバーへの注意喚起時（注意喚起モード）には、より高発光輝度で点滅するのでドライバーにはトンネルに進入する以前からトンネル内道路の歩行者に対する注意を喚起することができ、歩行者は明るい照明でかつ安全に歩行することができる。 Further, a field emission lamp is a planar light source comprising a phosphor-equipped anode whose light-emitting surface is planar in a vacuum sealed tube, and one or more linear cathodes disposed opposite to the phosphor-equipped anode. In this case, unlike a point light source such as a light emitting diode, the sidewalk can be illuminated over a wide area with sufficient brightness as an illumination lamp even if the number of light emitting lamps incorporating the field emission lamp is small. In addition, when the driver is alerted (at alert mode), it flashes at a higher brightness than when the road is illuminated in the tunnel (illumination mode). Attention can be drawn to the pedestrians on the road, and the pedestrians can walk safely with bright lighting.
また、フィールドエミッションランプの線状陰極を、導電性ワイヤとこの導電性ワイヤの外周面に形成されたカーボン膜からなる電界電子放出部の構成とした場合においては、そのカーボン膜をカーボンナノウォール膜により構成することが好ましい。カーボンナノウォール膜は、基板上に多数のナノオーダの壁状炭素薄片が平面方向に集合連成された形態であり、カーボンナノウォール膜は、電気伝導度の高いグラファイトに近い結晶構造を持ち、数十層のグラフェンシートからなり、電圧印加により端部である壁状部の上面で高い電界集中が起こって電子を放出するものである。カーボンナノウォール膜は熱的安定性、機械的強度に優れており、低真空環境下でも安定した電子放出特性を有する。カーボンナノウォール膜の壁状部は両側壁面と上壁面（端部）からなり、この上壁面に電界集中が起こって該上壁面から電子放出が行われる。カーボンナノウォール膜は、比較的低温でかつ１０-1ないし１０-2Ｐａ程度の低真空環境下でも電子放出が行われるなど、環境負荷が極めて小さい。 In the case where the linear cathode of the field emission lamp has a configuration of a field electron emission portion composed of a conductive wire and a carbon film formed on the outer peripheral surface of the conductive wire, the carbon film is a carbon nanowall film. It is preferable to comprise. A carbon nanowall film is a form in which a large number of nano-order wall-like carbon flakes are assembled and coupled in a plane direction on a substrate, and the carbon nanowall film has a crystal structure close to that of graphite having high electrical conductivity. It consists of ten layers of graphene sheets, and emits electrons due to high electric field concentration occurring on the upper surface of the wall-like portion, which is the end portion, when voltage is applied. The carbon nanowall film is excellent in thermal stability and mechanical strength, and has stable electron emission characteristics even in a low vacuum environment. The wall-shaped portion of the carbon nanowall film is composed of both side wall surfaces and an upper wall surface (end portion). Electric field concentration occurs on the upper wall surface, and electrons are emitted from the upper wall surface. The carbon nanowall film has a very low environmental load, such as electron emission even at a relatively low temperature and in a low vacuum environment of about 10 −1 to 10 −2 Pa.
本発明によれば、従来よりも格段に、低電力消費、高効率高輝度発光、低敷設コストでもってトンネル内を安全に歩行させることができる照明システムを提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the illumination system which can be made to walk safely in a tunnel with low power consumption, high-efficiency high-intensity light emission, and low laying cost can be provided as compared with the past.
以下、添付した図面を参照して、本発明の実施形態に係る発光鋲およびそれを用いた照明システムを説明すると、図１（ａ）（ｂ）は、照明システムの概要を説明するためのトンネルを示す図であり、このトンネル１は車道２の両側に歩道３を備えたアーチ状をなし、そのトンネル内壁には多数の照明灯４がトンネル入口から出口に整列状に敷設されている。これら照明灯４はトンネル内部全体を照明する通常の蛍光灯である。歩道３の路肩側には防護柵５が設置されている。 Hereinafter, a light-emitting rod and an illumination system using the same according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIGS. 1A and 1B are tunnels for explaining an outline of the illumination system. The tunnel 1 has an arch shape with sidewalks 3 on both sides of the roadway 2, and a large number of illumination lamps 4 are laid in alignment from the tunnel entrance to the exit on the inner wall of the tunnel. These illumination lamps 4 are ordinary fluorescent lamps that illuminate the entire interior of the tunnel. A protective fence 5 is installed on the shoulder side of the sidewalk 3.
歩道３の路肩に等間隔で複数の発光鋲６と複数の制御ボックス７とが埋設され相互に配線接続されている。実施の形態では発光鋲６と制御ボックス７とは別体であるが、発光鋲６と制御ボックス７とを一体化してもよい。 A plurality of light emitting lamps 6 and a plurality of control boxes 7 are embedded at equal intervals on the shoulder of the sidewalk 3 and connected to each other by wiring. In the embodiment, the light emitting rod 6 and the control box 7 are separate bodies, but the light emitting rod 6 and the control box 7 may be integrated.
トンネル１の入口部分の壁にトンネル１内の歩行者を検知するための歩行者センサ８が設置されている。歩行者センサ８は公知のものを用いることができる。歩行者センサ８は各制御ボックス７に共通に配線され、トンネル１内の歩行者無しの場合は第１のセンサ信号を、歩行者有りの場合は第２のセンサ信号を各制御ボックス７それぞれに出力するようになっている。 A pedestrian sensor 8 for detecting a pedestrian in the tunnel 1 is installed on the wall of the entrance portion of the tunnel 1. A known pedestrian sensor 8 can be used. The pedestrian sensor 8 is wired in common to each control box 7. When there is no pedestrian in the tunnel 1, the first sensor signal is sent to each control box 7, and when there is a pedestrian, the second sensor signal is sent to each control box 7. It is designed to output.
制御ボックス７は、歩行者センサ８よりのトンネル内の歩行者無しの第１のセンサ信号の入力に応答して歩道３を照明する照明モードとし、歩行者センサ８よりのトンネル内の歩行者有りの第２のセンサ信号の入力に応答して車両９のドライバーに注意を喚起させる注意喚起モードとし、それに対応した制御信号を発光鋲６に出力する。 The control box 7 is set to an illumination mode in which the sidewalk 3 is illuminated in response to the input of the first sensor signal without a pedestrian in the tunnel from the pedestrian sensor 8, and there is a pedestrian in the tunnel from the pedestrian sensor 8. In response to the input of the second sensor signal, a warning mode is set to call attention to the driver of the vehicle 9, and a control signal corresponding to the warning mode is output to the light emitting lamp 6.
発光鋲６は、制御ボックス７よりの照明モードであるとの制御信号に応答して第１の発光輝度で連続発光させて歩道３を照明し、制御ボックス７よりの注意喚起モードであるとの制御信号に応答して第１の発光輝度よりも高い第２の発光輝度で点滅発光して車両９のドライバーに注意を喚起させるようになっている。 In response to a control signal from the control box 7 that indicates the lighting mode from the control box 7, the light emitting lamp 6 illuminates the sidewalk 3 by continuously emitting light at the first emission luminance, and is in the alert mode from the control box 7. In response to the control signal, the flashing light is emitted at a second light emission luminance higher than the first light emission luminance to alert the driver of the vehicle 9.
図２に、上記複数の発光鋲６と、複数の発光鋲６それぞれに個別に対応する複数の制御ボックス７と、複数の制御ボックス７に共通に配線接続された歩行者センサ８との配線接続構成を示す。この場合、図３で示すように、複数の発光鋲６を１つの制御ボックス７に共通に配線接続する構成とすることができる。 In FIG. 2, wiring connection between the plurality of light emitting rods 6, a plurality of control boxes 7 individually corresponding to the plurality of light emitting rods 6, and a pedestrian sensor 8 commonly connected to the plurality of control boxes 7. The configuration is shown. In this case, as shown in FIG. 3, a plurality of light emitting lamps 6 can be connected to one control box 7 in common.
図４を参照して、発光鋲６と制御ボックス７との構成を説明する。発光鋲６は、面状光源であるフィールドエミッションランプ１０と、制御ボックス７からの制御信号に応答してフィールドエミッションランプ１０を発光駆動するトランス１１とを内蔵している。 With reference to FIG. 4, the structure of the light emitting lamp 6 and the control box 7 is demonstrated. The light emitting lamp 6 includes a field emission lamp 10 that is a planar light source and a transformer 11 that drives the field emission lamp 10 to emit light in response to a control signal from the control box 7.
制御ボックス７は、ブレーカ１２と、直流電源１３と、制御基板１４とを内蔵しており、ブレーカ１２を介して入力する商用交流を直流電源１３で直流電圧に変換したうえで制御基板１４に入力し、制御基板１４は歩行者センサ８からのセンサ信号を処理して歩行者の有無に対応した制御電圧を発光鋲６内のトランス１１に印加するようになっている。 The control box 7 includes a breaker 12, a DC power supply 13, and a control board 14. The commercial AC input via the breaker 12 is converted into a DC voltage by the DC power supply 13 and then input to the control board 14. And the control board 14 processes the sensor signal from the pedestrian sensor 8, and applies the control voltage corresponding to the presence or absence of a pedestrian to the transformer 11 in the light emitting basket 6.
図５ないし図８を参照して、フィールドエミッションランプ１０を詳細に説明する。図５はフィールドエミッションランプ１０の斜視図、図６はフィールドエミッションランプ１０の断面図、図７はフィールドエミッションランプ１０の内部平面図、図８はカーボンナノウォール膜のＳＥＭ写真である。 The field emission lamp 10 will be described in detail with reference to FIGS. 5 is a perspective view of the field emission lamp 10, FIG. 6 is a sectional view of the field emission lamp 10, FIG. 7 is an internal plan view of the field emission lamp 10, and FIG. 8 is an SEM photograph of the carbon nanowall film.
これらの図に示すフィールドエミッションランプ１０は、面状光源として、フロントパネル１５と、リアパネル１６と、サイドパネル１７とにより内部を真空密封された直方体形状の真空封止管構成であり、フロントパネル１５の内面に蛍光体付き陽極１８が形成されているとともに、この蛍光体付き陽極１８に対向して互いに平行な２本の線状陰極１９が設けられている。線状陰極１９は１本でも、また、多数本でもよい。 The field emission lamp 10 shown in these drawings has a rectangular parallelepiped vacuum sealed tube configuration in which the inside is vacuum-sealed by a front panel 15, a rear panel 16, and a side panel 17 as a planar light source. An anode 18 with a phosphor is formed on the inner surface, and two linear cathodes 19 that are parallel to each other are provided facing the anode 18 with a phosphor. The number of the linear cathodes 19 may be one or many.
蛍光体付き陽極１８は、ガラス基板からなるフロントパネル１５上に形成されたＩＴＯなどからなる透明の陽極１８ａと、この陽極１８ａ上に形成された蛍光体１８ｂとから構成されている。 The anode 18 with a phosphor is composed of a transparent anode 18a made of ITO or the like formed on a front panel 15 made of a glass substrate, and a phosphor 18b formed on the anode 18a.
線状陰極１９は、断面円形の導電性ワイヤ１９ａの外周面にカーボン膜であるカーボンナノウォール膜１９ｂが形成されている。導電性ワイヤ１９ａはニッケル、鉄、コバルト等からなる。導電性ワイヤ１９ａの断面形状は円形に限らず、楕円、半楕円、半円形、矩形状、多角形状、等があり、これらのいずれであってもよい。導電性ワイヤ１９ａの外周面には研磨により粗くされて電界集中がより起り易くなっている。 In the linear cathode 19, a carbon nanowall film 19b, which is a carbon film, is formed on the outer peripheral surface of a conductive wire 19a having a circular cross section. The conductive wire 19a is made of nickel, iron, cobalt or the like. The cross-sectional shape of the conductive wire 19a is not limited to a circle but may be an ellipse, a semi-ellipse, a semi-circle, a rectangle, a polygon, or the like, and any of these may be used. The outer peripheral surface of the conductive wire 19a is roughened by polishing so that electric field concentration is more likely to occur.
導電性ワイヤ１９ａ上のカーボンナノウォール膜１９ｂは、反応ガスがＣＨ4／Ｈ2の混合ガスでガス圧５０〜１００ｔｏｒｒとした直流プラズマＣＶＤ法により成膜されたものであり、図８にそのＳＥＭ写真を示す。 The carbon nanowall film 19b on the conductive wire 19a is formed by a direct-current plasma CVD method using a gas mixture of CH 4 / H 2 and a gas pressure of 50 to 100 torr. Show photos.
直流プラズマＣＶＤの詳細は省略するが、簡単には、炭化水素であるＣＨ4とＨ2とを含む反応ガスを反応室に導入するとともに反応室内でプラズマを発生させ、その内部に配置したターゲットである導電性ワイヤ１９ａの表面にカーボンナノウォール膜１９ｂを成膜したものである。この反応室内においては陽極と陰極との間に直流電圧を印加し、導電性ワイヤ１９ａは陽極側に配置する。 Details of the direct current plasma CVD are omitted, but simply, a reaction gas containing hydrocarbons CH 4 and H 2 is introduced into the reaction chamber, plasma is generated in the reaction chamber, and a target disposed inside the reaction chamber is used. A carbon nanowall film 19b is formed on the surface of a certain conductive wire 19a. In this reaction chamber, a DC voltage is applied between the anode and the cathode, and the conductive wire 19a is disposed on the anode side.
以上のフィールドエミッションランプ１０の電圧、電流特性を図９に示している。横軸は蛍光体付き陽極１８と線状陰極１９との間に印加される電圧（陽陰極間電圧ＶＡＫ）であり、縦軸は蛍光体付き陽極１８と線状陰極１９との間に流れる電流である。図９で示すように印加電圧がほぼ３ｋＶ未満では電流は流れずほぼゼロであり、この印加電圧ではフィールドエミッションランプ１０は発光しない。印加電圧が３ｋＶ超になってくると電流が流れ始める。 The voltage and current characteristics of the field emission lamp 10 are shown in FIG. The horizontal axis represents the voltage (positive-cathode voltage VAK) applied between the anode 18 with phosphor and the linear cathode 19, and the vertical axis represents the current flowing between the anode 18 with phosphor and the linear cathode 19. It is. As shown in FIG. 9, when the applied voltage is less than about 3 kV, the current does not flow and is almost zero, and the field emission lamp 10 does not emit light at this applied voltage. When the applied voltage exceeds 3 kV, current begins to flow.
フィールドエミッションランプ１０の発光輝度、印加電圧特性を図１０に示している。横軸は印加電圧、縦軸は発光輝度である。図１０で示すように、３〜４ｋＶを超えて発光輝度が増大している。 The light emission luminance and applied voltage characteristics of the field emission lamp 10 are shown in FIG. The horizontal axis represents the applied voltage, and the vertical axis represents the light emission luminance. As shown in FIG. 10, the light emission luminance is increased over 3-4 kV.
フィールドエミッションランプ１０の発光輝度、電力特性を図１１に示している。横軸は電力、縦軸は発光輝度である。図１１で示すように、数ワットの電力で高い発光輝度が得られる。このフィールドエミッションランプ１０をより高い電力で高周波駆動すると、より高い発光輝度が得られる。 FIG. 11 shows the light emission luminance and power characteristics of the field emission lamp 10. The horizontal axis is power, and the vertical axis is emission luminance. As shown in FIG. 11, high luminance can be obtained with a power of several watts. When this field emission lamp 10 is driven at a high frequency with higher power, higher emission luminance can be obtained.
図１２は、トランス１１からフィールドエミッションランプ１０の蛍光体付き陽極１８と線状陰極１９との間に印加する電圧（陽陰極間電圧ＶＡＫ）波形例を示している。図１２で示すように、トランス１１は、フィールドエミッションランプ１０の動作開始電圧超でかつ蛍光体１８ｂを励起発光させる動作電圧の下限値未満の低い直流電圧Ｖ１に重畳ピーク電圧値が動作電圧の下限値以上となる微分パルス電圧Ｖ２を重畳したパルス状高電圧を、照明モードでは連続出力してフィールドエミッションランプ１０を連続点灯可能とし、注意喚起モードでは間欠的に出力してフィールドエミッションランプ１０を点滅可能としている。 FIG. 12 shows a waveform example of voltage (positive-cathode voltage VAK) applied from the transformer 11 between the phosphor-equipped anode 18 and the linear cathode 19 of the field emission lamp 10. As shown in FIG. 12, the transformer 11 has a superimposed peak voltage value that is higher than the operation start voltage of the field emission lamp 10 and lower than the lower limit value of the operating voltage that excites and emits the phosphor 18b. The pulsed high voltage superimposed with the differential pulse voltage V2 that is greater than or equal to the value is continuously output in the illumination mode so that the field emission lamp 10 can be continuously lit, and in the alert mode, it is intermittently output and the field emission lamp 10 blinks. It is possible.
図１３は、トランス１１からフィールドエミッションランプ１０の蛍光体付き陽極１８と線状陰極１９との間に印加する他の電圧（陽陰極間電圧ＶＡＫ）波形例を示している。図１３で示すように、トランス１１は、フィールドエミッションランプ１０の動作電圧範囲のパルス状高電圧を照明モードでは連続出力してフィールドエミッションランプ１０を連続点灯可能とし、注意喚起モードでは間欠的に出力してフィールドエミッションランプ１０を点滅可能としている。 FIG. 13 shows another voltage (positive-cathode voltage VAK) waveform example applied from the transformer 11 between the anode 18 with a phosphor of the field emission lamp 10 and the linear cathode 19. As shown in FIG. 13, the transformer 11 continuously outputs a pulsed high voltage in the operating voltage range of the field emission lamp 10 in the illumination mode so that the field emission lamp 10 can be continuously lit, and intermittently outputs in the alert mode. Thus, the field emission lamp 10 can be blinked.
図１４は、トランス１１からフィールドエミッションランプ１０の蛍光体付き陽極１８と線状陰極１９との間に印加する、さらに他の電圧（陽陰極間電圧ＶＡＫ）波形例を示している。図１４で示すように、トランス１１は、正負二つの微分パルス状電圧を立上がりを同期させて生成し、正の微分パルス状電圧を蛍光体付き陽極１８に、また、負の微分パルス状高電圧を線状陰極１９にそれぞれ印加するようになっている。これら正負の微分パルス状高電圧を同期させた状態で照明モードでは連続出力してフィールドエミッションランプ１０を連続点灯可能とし、注意喚起モードでは間欠的に出力してフィールドエミッションランプ１０を点滅可能としている。 FIG. 14 shows still another voltage (positive-cathode voltage VAK) waveform example applied between the transformer-equipped anode 18 and the linear cathode 19 of the field emission lamp 10 from the transformer 11. As shown in FIG. 14, the transformer 11 generates two positive and negative differential pulse voltages in synchronism with rising, and generates a positive differential pulse voltage on the anode 18 with a phosphor and a negative differential pulse high voltage. Are respectively applied to the linear cathodes 19. In a state where these positive and negative differential pulsed high voltages are synchronized, the field emission lamp 10 can be continuously turned on in the illumination mode to enable continuous lighting, and in the alert mode, the field emission lamp 10 can be blinked by intermittent output. .
以上説明したように本実施の形態では、照明モードでは発光鋲６を照明灯として第１の発光輝度（例えば１．５〜数ワット電力で５０００〜８０００ｃｄ／ｍ2）で発光することができ、注意喚起モードでは発光鋲６を第１の発光輝度よりも高輝度の第２の発光輝度（第１の発光輝度の場合より高い電力であるが数ワット電力で１５０００〜３５０００ｃｄ／ｍ2）で発光することができる。 As described above, in the present embodiment, in the illumination mode, the light emitting lamp 6 can be used as the illumination lamp to emit light at the first emission luminance (for example, 5000 to 8000 cd / m 2 at 1.5 to several watts power) In the alert mode, the light-emitting lamp 6 emits light with a second light emission luminance higher than the first light emission luminance (higher power than the first light emission luminance but 15000 to 35000 cd / m 2 at several watts power). can do.
そして、フィールドエミッションランプ１０を用いているので、蛍光灯や発光ダイオード等の他のランプ類よりも低電力消費でありながら照明モードでも注意喚起モードでも共に高効率、高輝度発光することができるから、発光鋲６の敷設数少なくして敷設コストを低減することができる。また、発光ダイオードのごとき点光源ではなく面状光源であるからフィールドエミッションランプ１０の使用数が少なくても照明灯として十分な明るさで歩道を広範囲に高効率、高輝度で照明することができる。さらに、照明モード時よりもドライバーへの注意を喚起する注意喚起モード時には、より高輝度で発光点滅するのでドライバーにはトンネルに進入する以前からトンネル内道路の歩行者に対する注意を効果的に促し喚起することができ、歩行者は、従来よりも明るい照明でかつより安全に歩行することができる。さらには、パルス状高電圧の印加仕様とすることにより、照明モードと注意喚起モードの切り替えに際しての発光の立上がりが良好であり、立ち上がり時から高輝度、高効率で即応性高く発光することができるとともに電力消費も大幅に低減することができる。 Since the field emission lamp 10 is used, it can emit light with high efficiency and high brightness in both the illumination mode and the alert mode, while consuming less power than other lamps such as fluorescent lamps and light emitting diodes. The laying cost can be reduced by reducing the number of luminescent rods 6 installed. Further, since it is not a point light source such as a light emitting diode but a planar light source, it can illuminate a sidewalk in a wide range with high efficiency and high brightness with sufficient brightness as an illumination lamp even if the number of field emission lamps 10 is small. . In addition, in the alert mode, which alerts the driver more than in the lighting mode, the light emission flashes with higher brightness. The pedestrian can walk safely with brighter illumination than before. Furthermore, by applying the pulsed high voltage application specification, the rise of light emission is good when switching between the illumination mode and the alert mode, and it is possible to emit light with high brightness, high efficiency and quick response from the start. At the same time, power consumption can be greatly reduced.
本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内で、種々な変更ないしは変形を含むものである。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and includes various changes or modifications within the scope described in the claims.
１ トンネル
２ 車道
３ 歩道
４ 照明灯
５ 防護柵
６ 発光鋲
７ 制御ボックス
８ 歩行者センサ
９ 車両
１０ フィールドエミッションランプ
１１ トランス
１２ ブレーカ
１３ 直流電源
１４ 制御基板
１５ フロントパネル
１６ リアパネル
１７ サイドパネル
１８ 蛍光体付き陽極
１９ 線状陰極
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Tunnel 2 Roadway 3 Sidewalk 4 Illumination light 5 Guard fence 6 Luminous fence 7 Control box 8 Pedestrian sensor 9 Vehicle 10 Field emission lamp 11 Transformer 12 Breaker 13 DC power supply 14 Control board 15 Front panel 16 Rear panel 17 Side panel 18 With fluorescent substance Anode 19 Linear cathode
Claims (18)
制御ボックスは、発光鋲内のトランスに配線接続されて、蛍光体付き陽極と線状陰極との間に、照明モードでは第１の発光輝度で少なくとも歩道をフィールドエミッションランプにより照明させるよう、また、注意喚起モードでは第１の発光輝度よりも高い第２の発光輝度でフィールドエミッションランプを点滅動作させるようにトランスを駆動制御する、ことを特徴とする照明システム。 An illumination system installed in a tunnel having a roadway and a sidewalk includes a light emitting lamp and a control box for controlling the light emitting lamp. The light emitting lamp includes a field emission lamp and a transformer. An anode with a phosphor is provided on the inner surface of a light emitting surface in a vacuum sealed tube having a planar or curved light emitting surface, and one or more linear cathodes are arranged opposite to the anode with a phosphor. A planar light source, and a linear cathode is formed with a field-electron emission portion composed of a conductive wire and a carbon nanowall film formed on the outer peripheral surface of the conductive wire, and the transformer is a pulsed high voltage Is applied between an anode with a phosphor and a linear cathode,
The control box is wired to a transformer in the light emitting basket so that at least a sidewalk is illuminated with a field emission lamp at a first emission luminance between the anode with phosphor and the linear cathode in the illumination mode. An illumination system, wherein the transformer is driven and controlled to cause the field emission lamp to blink at a second emission luminance higher than the first emission luminance in the alert mode.
フィールドエミッションランプと、トランスとを内蔵し、フィールドエミッションランプは、平面状ないしは曲面状の発光面を備えた真空封止パネル内の該発光面内面に蛍光体付き陽極を設けるとともにこの蛍光体付き陽極と対向して１つないし複数の線状陰極を配置してなり、かつ、線状陰極は導電性ワイヤとこの導電性ワイヤの外周面に形成されたカーボンナノウォール膜からなる電界電子放出部が形成されており、トランスはパルス状高電圧を蛍光体付き陽極と線状陰極との間に印加する、ことを特徴とする発光鋲。 A light-emitting lamp installed in a tunnel with a roadway and a sidewalk to illuminate the tunnel,
The field emission lamp has a built-in field emission lamp and a transformer. The field emission lamp is provided with an anode with a phosphor on the inner surface of the light emitting surface in a vacuum-sealed panel having a planar or curved light emitting surface, and the anode with the phosphor. One or a plurality of linear cathodes are arranged opposite to each other, and the linear cathode has a field electron emission portion comprising a conductive wire and a carbon nanowall film formed on the outer peripheral surface of the conductive wire. A light emitting lamp formed, wherein the transformer applies a pulsed high voltage between an anode with a phosphor and a linear cathode.
トランスに配線接続されて、蛍光体付き陽極と線状陰極との間に、フィールドエミッションランプを照明モードでは第１の発光輝度で少なくとも歩道を照明動作させるよう、また、注意喚起モードでは第１の発光輝度よりも高い第２の発光輝度で点滅動作させるようにトランスを駆動制御する、ことを特徴とする制御ボックス。 A control box used in the lighting system according to claim 6,
Wired to the transformer, the field emission lamp is operated to illuminate at least the sidewalk at the first emission luminance in the illumination mode between the anode with the phosphor and the linear cathode, and in the alert mode, the first emission is performed. A control box, wherein the transformer is driven and controlled to blink at a second light emission luminance higher than the light emission luminance.
フィールドエミッションランプと、トランスとを備え、フィールドエミッションランプは、面状の発光面を備えた真空封止パネル内の該発光面内面に蛍光体付き陽極を設けるとともにこの蛍光体付き陽極と対向して１つないし複数の線状陰極を配置してなる面状光源であり、線状陰極は導電性ワイヤとこの導電性ワイヤの外周面に形成されたカーボンナノウォール膜からなる電界電子放出部が形成されてなり、トランスは蛍光体付き陽極と線状陰極との間にパルス状高電圧を印加して、フィールドエミッションランプを照明モードでは第１の発光輝度で少なくとも歩道を照明動作させ、また、注意喚起モードでは第１の発光輝度よりも高い第２の発光輝度で点滅動作させる、ことを特徴とする発光鋲。 In a light-emitting fence installed in a tunnel with a roadway and a sidewalk,
A field emission lamp and a transformer are provided, and the field emission lamp is provided with an anode with a phosphor on the inner surface of the light emitting surface in a vacuum sealing panel having a planar light emitting surface and opposed to the anode with the phosphor. A planar light source in which one or a plurality of linear cathodes are arranged, and the linear cathode is formed by a field electron emission portion comprising a conductive wire and a carbon nanowall film formed on the outer peripheral surface of the conductive wire. The transformer applies a pulsed high voltage between the phosphor-equipped anode and the linear cathode to cause the field emission lamp to illuminate at least the sidewalk with the first emission luminance in the illumination mode. A light emitting lamp characterized in that the flashing operation is performed at a second light emission luminance higher than the first light emission luminance in the awakening mode.
各発光鋲それぞれのフィールドエミッションランプは、面状の発光面を備えた真空封止パネル内の該発光面内面に蛍光体付き陽極を設けるとともにこの蛍光体付き陽極と対向して１つないし複数の線状陰極を配置してなる面状光源であり、線状陰極は導電性ワイヤとこの導電性ワイヤの外周面に形成されたカーボンナノウォール膜からなる電界電子放出部が形成されてなり、かつ、トランスからの微分パルス状高電圧が蛍光体付き陽極と線状陰極との間に印加されて電界電子放出部から電子を放出させるとともに該電子を蛍光体付き陽極の蛍光体に衝突させて該蛍光体を励起発光させるものであり、
各制御ボックスは、それぞれ、照明モードでは第１の発光輝度で少なくとも各フィールドエミッションランプを照明動作させ、注意喚起モードでは第１の発光輝度よりも高い第２の発光輝度で各フィールドエミッションランプを点滅動作させるようトランスを駆動制御する制御信号を出力する、ことを特徴とする照明システム。 A plurality of light emitting lamps including at least a field emission lamp and a transformer, and a plurality of control boxes that are individually connected to the plurality of light emitting lamps to control driving of the transformer,
Each field emission lamp of each light-emitting lamp has an anode with a phosphor on the inner surface of the light-emitting surface in a vacuum-sealed panel having a planar light-emitting surface, and one or more facing the anode with the phosphor. A planar light source in which a linear cathode is disposed, and the linear cathode is formed with a field electron emission portion composed of a conductive wire and a carbon nanowall film formed on an outer peripheral surface of the conductive wire; and A differential pulsed high voltage from the transformer is applied between the anode with the phosphor and the linear cathode to emit electrons from the field electron emission section and collide the electrons with the phosphor of the anode with phosphor. The phosphor is excited to emit light,
Each control box causes at least each field emission lamp to illuminate at the first emission luminance in the illumination mode, and blinks each field emission lamp at the second emission luminance higher than the first emission luminance in the alert mode. A lighting system characterized by outputting a control signal for driving and controlling the transformer to operate.
各発光鋲それぞれのフィールドエミッションランプは、面状の発光面を備えた真空封止パネル内の該発光面内面に蛍光体付き陽極を設けるとともにこの蛍光体付き陽極と対向して１つないし複数の線状陰極を配置してなる面状光源であり、線状陰極は導電性ワイヤとこの導電性ワイヤの外周面に形成されたカーボンナノウォール膜からなる電界電子放出部が形成されてなり、かつ、トランスからの微分パルス状高電圧が蛍光体付き陽極と線状陰極との間に印加されて電界電子放出部から電子を放出させるとともに該電子を蛍光体付き陽極の蛍光体に衝突させて該蛍光体を励起発光させるものであり、
制御ボックスは、照明モードでは第１の発光輝度で各フィールドエミッションランプを照明動作させ、注意喚起モードでは第１の発光輝度よりも高い第２の発光輝度で各フィールドエミッションランプを点滅動作させるようトランスを駆動制御する制御信号を出力する、ことを特徴とする照明システム。 A plurality of light emitting lamps incorporating at least a field emission lamp and a transformer, and a control box that is connected to the plurality of light emitting lamps in common and drives and controls the transformer,
Each field emission lamp of each light-emitting lamp has an anode with a phosphor on the inner surface of the light-emitting surface in a vacuum-sealed panel having a planar light-emitting surface, and one or more facing the anode with the phosphor. A planar light source in which a linear cathode is disposed, and the linear cathode is formed with a field electron emission portion composed of a conductive wire and a carbon nanowall film formed on an outer peripheral surface of the conductive wire; and A differential pulsed high voltage from the transformer is applied between the anode with the phosphor and the linear cathode to emit electrons from the field electron emission section and collide the electrons with the phosphor of the anode with phosphor. The phosphor is excited to emit light,
In the lighting mode, the control box causes each field emission lamp to perform lighting operation at the first emission luminance, and in the alert mode, the control box causes the field emission lamp to blink at a second emission luminance higher than the first emission luminance. A lighting system characterized by outputting a control signal for controlling the driving of the lighting system.
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