JP2000057489A - 交通信号灯 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 車両が通行する交差点において、少ない数の
光源で信号灯を点灯させることができ２方向に同色が点
灯する誤点灯がなく、交差点での安全が確保でき、装置
の設置が容易で小型で経済性および安全性に優れた交通
信号灯を提供する。 【解決手段】 光を発光する光源２と、この光源２から
の光を、２次元の所定の範囲に偏向して反射させる反射
手段３と、この反射手段３を制御する制御手段６と、２
方向に設置した色ガラスの窓を備えた交通信号灯１０
２。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、道路交通制御に使
用し、歩行者および運転手への標識と合図の連絡手段と
しての交通信号灯に関する。

【０００２】

【従来の技術】道路に設置された信号灯は、一定の時間
で発光する色が切り替わり、歩行者および車両は、交通
信号灯の表示に従って道路の横断および通行を行ってい
る。この信号灯の信号色の配置、発光順序は、決まって
いて変ることがない。また、信号灯が誤って点灯すると
重大な事故を引き起こすおそれがあるので誤点灯は許さ
れない装置である。ほとんどの交差点には、交通信号灯
がそれぞれの進行方向に設置されていて、それぞれに信
号色の数だけの白熱電球が使用されている。

【０００３】図７は従来の信号灯の構成図である。図７
において、従来の信号灯１０は、ＧＹＲの三色の灯器で
構成され、その一つ一つはそれぞれが白熱電球Ｗ、反射
鏡Ｍ、多眼レンズＩ、カバーレンズＬとで構成されてい
る。白熱電球は、順番にＧＹＲと点灯し、同時に複数は
点灯しないように制御される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の交通信号灯は、
信号色の数だけ白熱電球が必要であり、信号灯１基に対
して点灯電球は１つであるが交差点などは信号機が４基
必要であり、消費電力が大きいという課題がある。ま
た、電球の数が多く点灯、消灯を何回も繰返すので、電
球の故障率も大きくなるという課題がある。

【０００５】さらに、信号色に対応して電球が設置され
ているので、たとえば制御を間違えると、交差点で同時
に交差する２方向に緑が点灯するというような、誤点灯
になる可能性もあり、事故につながりかねないという課
題もある。また、信号色の数だけ白熱電球が必要である
のでコストアップを招くという課題がある。

【０００６】本発明は、このような課題を解決するため
になされたもので、その目的は少ない数の光源で交通信
号灯が実現でき、設置が容易で同時に２方向に緑色が点
灯する等の誤点灯が無く交差点での安全を確保できる信
号灯を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
この発明に係る交通信号灯は、光を発光する光源と、こ
の光源からの光を２次元の所定の範囲に偏向して反射さ
せる反射手段と、この反射手段を制御する制御手段と、
２方向に設置した色ガラスの窓を備えたことを特徴とす
る。

【０００８】この発明に係る交通信号灯は、光を発光す
る光源と、この光源からの光を２次元の所定の範囲に偏
向して反射させる反射手段と、この反射手段を制御する
制御手段と、２方向に設置した色ガラスの窓を備えたの
で、少ない数の光源で信号灯が実現できる。

【０００９】また、この発明に係る制御手段は、２方向
に設置した色ガラスのそれぞれの窓からの点灯光を検知
し、誤点灯および消灯による信号灯の異常を検出する安
全制御手段を備えたことを特徴とする。

【００１０】また、この発明に係る制御手段は、２方向
に設置した色ガラスのそれぞれの窓からの点灯光を検知
し、誤点灯および消灯による信号灯の異常を検出する安
全制御手段を備えたので信号灯の異常が検出できる。

【００１１】この発明に係る反射手段は、半導体プロセ
スを用いた２次元の所定の範囲に偏向し反射させる光学
的走査素子であることを特徴とする。

【００１２】この発明に係る反射手段は、半導体プロセ
スを用いた２次元の範囲に偏向し反射させる光学的走査
素子であるので１つの光源で両方向に点灯できる信号機
が実現できる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を添
付図面に基づいて説明する。なお、本発明は、道路上方
に信号灯を設置して交差点内での衝突事故防止等の交通
の安全を確保するためのものである。

【００１４】図１はこの発明に係る交通信号灯の設置イ
メージ図である。図１において、信号灯装置１は、十字
路交差点の対角線上の位置に設けられた支柱１０１の上
部に設置し、信号灯１０２はそれぞれの車線から正面方
向に見えるように設定されている。制御部１０３は、
緑、黄、赤、の３色の信号灯の点灯、消灯の制御等を行
う。また、制御部には、図示されない通信回線を使用し
て遠隔の制御装置からも、信号制御ができるようになっ
ている。

【００１５】信号灯は、上から赤黄緑の色ガラス付きの
窓の順に並んでいて、図示されない光源３個と、図示さ
れない反射手段３個で構成されている。緑の位置の光源
と、赤の位置の光源は、２方向がそれぞれ赤と緑が逆に
点灯するように制御されている。また、黄の光源は、緑
が消灯すると同時に、決められた時間だけ点灯して消灯
するように制御されている。

【００１６】図２はこの発明に係る信号灯の構成図であ
る。図２において信号灯１０２は、光源２、反射手段
３、色ガラス４、色ガラス５、遮蔽筒２０とで構成され
る。光源２は、レーザ光等の発光光源で構成され、光源
２で発光された光は、反射手段３により偏向反射され
て、色ガラス４または色ガラス５のどちらかの色ガラス
を透過する。

【００１７】反射手段３は、半導体プロセスを用いた２
次元方向に偏向して反射できる光学的走査素子であっ
て、その一例としてガルバノミラーがある。反射手段３
は、光源２からの光を偏向して反射し、色ガラス４およ
び色ガラス５のどちらかの色ガラスに光を透過させる。
また、反射手段３は、光源からの光をＸＹの偏向で反射
させ、色ガラスレンズの全面に照射するようにする。さ
らに、反射手段３は、バネ性を持っていて、制御信号が
ない時は緑の位置の反射手段と赤の位置の反射手段は、
必ず互いに９０度違う方向に反射するような位置設定に
なっている。

【００１８】色ガラス４および色ガラス５は、プラスチ
ックレンズ、ガラスレンズ等の球面状の色付きカバーレ
ンズを外側において、遮光板を間に組込んだ２枚の多眼
レンズを内側においた構成になっていて、反射手段３で
反射された光を透過する。

【００１９】色ガラス４および色ガラス５は、それぞれ
上から、赤、黄、緑の順にならんでいて、かつ横の並び
が同じ色で構成されている。色ガラス４および色ガラス
５は、２つのうちどちらかが光を透過しているか、両方
透過していないかで、両方同時に光が透過することはな
い。遮蔽筒２０は、金属又はプラスチックの筒で構成
し、内部は黒色塗料が塗布されていて外部に光が漏れな
い構造になっている。

【００２０】図３はこの発明に係る信号灯の点灯イメー
ジの順序図である。図３にあるように、交差点での安全
を考慮すると信号灯の点灯順序は、片側がＧ−Ｙ−Ｒ−
Ｒ−Ｇ−Ｙ−Ｒ−Ｒの順に点灯したとき、９０度違う方
向の信号灯の点灯順序は、それぞれに対応して、Ｒ−Ｒ
−Ｇ−Ｙ−Ｒ−Ｒ−Ｇ−Ｙの順に点灯するのが通行車両
が安全である。

【００２１】ここで、Ｇは緑、Ｙは黄、Ｒは赤をそれぞ
れ表わしている。片側が緑のときは、９０度違う方向
は、必ず赤にならなくてはならない。同様に、片側が黄
のときは、９０度違う方向は必ず赤になる。赤は、常に
どちらかが点灯しており、緑と黄は順番に点灯消灯をし
ている。

【００２２】また、図４は、両方向赤を表示する場合の
信号灯点灯イメージ図である。図４にあるように、両方
向、赤の点灯も安全対策状必要になる。このとき点灯の
順序は、ＲＲ−Ｒ−Ｇ−Ｙ−Ｒ−ＲＲの順に点灯する
と、９０度違う方向の信号灯の点灯順序は、それぞれに
対応して、Ｙ−Ｒ−ＲＲ−ＲＲ−Ｒ−Ｇの順に点灯す
る。図３と同様にＧは緑、Ｙは黄、Ｒは赤をそれぞれ表
わしている。信号灯は、上から赤、赤、黄、緑の順に４
色の信号灯器が並び、それぞれに光源、反射手段、色ガ
ラス、が付いている。点灯方法は、通常は、片側が赤信
号の時、上二つの赤が点灯するが両方向赤の場合は、９
０度違う方向に赤が点灯し、この時黄と緑は必ず消灯す
る。

【００２３】図５はこの発明に係る交通信号灯の制御手
段要部ブロック図である。図５において制御手段６は、
発光検知手段７、安全制御手段８、駆動制御手段９、と
で構成される。

【００２４】発光検知手段７は、フォトダイオード等の
光センサで構成され、色ガラス４または色ガラス５の外
側に、各色ガラスに対応して設置され、それぞれに対応
した光源からの光が色ガラスを透過しているかどうかを
検知する、緑色検知信号Ｇｃ、黄色検知信号Ｙｃ、赤色
検知信号Ｒｃ（それぞれ色ガラス４、色ガラス５からの
２種類の信号）を安全制御手段８に供給している。

【００２５】安全制御手段８は、ＡＮＤゲート等の論理
演算回路で構成され、例えば片側の信号灯が緑の時、９
０度違う方向の信号灯は必ず赤であるように、予めきめ
られたパターンで点灯しているかどうかをチェックして
いる。また、同じ面の信号灯が１つも点灯していない
か、２つ以上点灯しているかどうかをチェックし、正常
でない時は、異常信号Ｅｃを駆動制御手段９に供給す
る。

【００２６】駆動制御手段９は、マイクロプロセッサ、
記憶回路、演算回路、タイマ回路等で構成し、緑と黄の
光源の点灯、消灯の制御、および万年カレンダー等によ
る平日、土日等の決められたプログラムのパターンにそ
って点灯、消灯を繰返す制御と、光源を制御する光源制
御信号Ｌｃを光源２に出力する。また、駆動制御手段９
は、決められたパターンにそって反射手段３を制御する
反射駆動信号Ｃｃを出力する。

【００２７】さらに、駆動制御手段９は、異常信号Ｅｃ
を受信すると、異常の原因が光源にあるのか、反射手段
にあるのかをセルフチェックし、異常時に対応した対策
（例えば、黄と赤の光源と制御が正常に動作していれ
ば、片側が黄の点滅で、９０度違う方向が赤の点滅にす
る等）を行うとともに図示されない通信回線を使用して
交通官制センター等に通報する。

【００２８】このように、この発明に係る制御手段６
は、２方向に設置した色ガラスの窓からの点灯光を検知
し、誤点灯および消灯による交差点での事故防止のため
の安全制御手段８を備えたので、常に異常時のチェック
と対策が迅速にとれる。

【００２９】図６はこの発明に係る反射手段として用い
るガルバノミラーの構成図である。図６において、ガル
バノミラー３０は、半導体基板であるシリコン基板３２
の上下面を、それぞれホウケイ酸ガラス等からなる上側
ガラス基板３３、下側ガラス基板３４で上下方向からサ
ンドイッチ状に重ね合わせ、接合して３層構造とする。

【００３０】上側ガラス基板３３および下側ガラス基板
３４は、それぞれ中央部に、例えば超音波加工によって
形成した凹部３３Ａ，３４Ａを設け、シリコン基板３２
に接合する場合、凹部３３Ａ，３４Ａがそれぞれシリコ
ン基板３２側となるように配置する。このような配置に
より、反射ミラー３８を設ける可動板３５の揺動空間を
形成するとともに、密閉構造とする。

【００３１】シリコン基板３２には、枠状に形成された
外側可動板３５Ａと、外側可動板３５Ａの内側に軸支さ
れる内側可動板３５Ｂとからなる平板状の可動板３５を
設ける。外側可動板３５Ａは、第１のトーションバー３
６Ａ，３６Ａによってシリコン基板３２に軸支され、内
側可動板３５Ｂは、第１のトーションバー３６Ａ，３６
Ａと軸方向が直交する第２のトーションバー３６Ｂ，３
６Ｂで外側可動板３５Ａの内側に軸支点される。外側可
動板３５Ａ，内側可動板３５Ｂ，第１のトーションバー
３６Ａおよび第２のトーションバー３６Ｂは、シリコン
基板３２に異方性エッチングによって一体成形し、シリ
コン基板３２と同一の材料で形成する。

【００３２】外側可動板３５Ａの上面に、シリコン基板
３２の上面に形成した一対の外側電極端子３９Ａ，３９
Ａに第１のトーションバー３６Ａの一方の部分を介して
両端がそれぞれ電気的に接続される平面コイル３７Ａが
絶縁層で被覆されて形成される。一方、内側可動板３５
Ｂの上面に、シリコン基板３２の上面に形成した一対の
内側電極端子３９Ｂ，３９Ｂに第２のトーションバー３
６Ｂから外部可動板３５Ａ部分を通り、第１のトーショ
ンバー３６Ａの他方を介してそれぞれ電気的に接続され
る平面コイル３７Ｂが絶縁層で被覆されて形成される。

【００３３】平面コイル３７Ａ，平面コイル３７Ｂは、
電解メッキによる電鋳コイル法で形成する。なお、外側
可動板３５Ａ，内側電極端子３９Ｂは、シリコン基板３
２上に電鋳コイル法により平面コイル３７Ａ，３７Ｂと
同時に形成する。平面コイル３７Ｂで囲まれた内側可動
板３５Ｂの中央部には、反射ミラー３８を形成する。

【００３４】上側ガラス基板３３および下側ガラス基板
３４には、それぞれ２個づつ対となった円柱状の永久磁
石４０Ａ〜４３Ａ，４０Ｂ〜４３Ｂが図のように配置さ
れている。上側ガラス基板３３の対向する永久磁石４０
Ａ，４１Ａと、下側ガラス基板３４の対向する永久磁石
４０Ｂ，４１Ｂとで外側可動板３５Ａ上の平面コイル３
７Ａに磁界を作用させ、平面コイル３７Ａに流す駆動電
流との相互作用で外側可動板３５Ａを回動させる。

【００３５】一方、上側ガラス基板３３の対向する永久
磁石４２Ａ，４３Ａと、下側ガラス基板３４の対向する
永久磁石４２Ｂ，４３Ｂとで内側可動板３５Ｂ上の平面
コイル３７Ｂに磁界を作用させ、平面コイル３７Ｂに流
す駆動電流との相互作用で内側可動板３５Ｂを回動させ
る。

【００３６】対向した永久磁石４０Ａと４１Ａは、上下
の極性が互いに反対、例えば永久磁石４０Ａの上面がＳ
極ならば、永久磁石４１Ａの上面はＮ極となるよう配置
し、しかも、磁束が可動板３５の平面コイル部分に対し
て平行に横切るように配置する。他の対向した永久磁石
４２Ａと４３Ａ、永久磁石４０Ｂと４１Ｂ、永久磁石４
２Ｂと４３Ｂについても同様である。

【００３７】上下方向で対向する永久磁石４０Ａと４０
Ｂとの関係は、上下の極性は同じ、例えば永久磁石４０
Ａの上面がＳ極ならば、永久磁石４０Ｂの上面もＳ極と
なるように配置する。他の上下方向で対向する永久磁石
４１Ａと４１Ｂ、永久磁石４２Ａと４２Ｂ、永久磁石４
３Ａと４３Ｂも同様に配置する。これにより、可動板３
５の両端部で互いに相反する方向に力が作用する。

【００３８】下側ガラス基板３４の下面には、平面コイ
ル３７Ａ，３７Ｂとそれぞれ電磁結合するよう配置され
た検出コイル４５Ａ，４５Ｂと検出コイル４６Ａ，４６
Ｂがパターンで形成される。検出コイル４５Ａ，４５Ｂ
は、第１のトーションバー３６Ａに対して対称に配置さ
れ、検出コイル４６Ａ，４６Ｂは、第２のトーションバ
ー３６Ｂに対して対称に配置される。

【００３９】一対の検出コイル４５Ａ，４５Ｂは、外側
可動板３５Ａの変位角を検出するためのもので、平面コ
イル３７Ａに流す駆動電流に重畳して流す検出用電流に
基づいて発生する平面コイル３７Ａと検出コイル４５
Ａ，４５Ｂとの相互インダクタンスが外側可動板３５Ａ
の角度変位によって変化し、この相互インダクタンスの
変化から外側可動板３５Ａの変位角を検出することがで
きる。

【００４０】一方、一対の検出コイル４６Ａ，４６Ｂも
同様にして内側可動板３５Ｂの変位角を検出することが
できる。なお、外側可動板３５Ａの変位を、例えばＸ軸
方向の変位に対応させ、内側可動板３５Ｂの変位をＹ軸
方向の変位に対応させることにより、反射ミラー３８の
２次元の変位が可能となる。

【００４１】このように、この発明に係る反射手段３
は、半導体プロセスを用いた２次元の範囲に偏向し反射
させる光学的走査素子であるので、１つの光源で両方向
に点灯できる信号機が実現できる。

【００４２】なお、本実施の形態では、図３に示すよう
に色ガラスを赤黄緑赤の３色としたがこの他に右折、左
折の矢印の表示を追加した構成としてもよい。また、色
ガラス上部にプリズムやミラーを配して反射手段からの
光を１８０度反対側の色ガラスにも到達するようにし
て、両面の色ガラスが光を透過して同色で点灯するよう
な構成としてもよい。さらに、図１に示すように、十字
路の対角線上に支柱を立て、両方に信号灯を取り付けて
いるが、１本の支柱を道路の真ん中まで伸ばし、そこに
十字路の４方向から見えるように本願発明の信号灯を２
つ合せて取り付けるような構成としてもよい。

【００４３】

【発明の効果】以上説明したように、この発明に係る交
通信号灯は、光を発光する光源と、この光源からの光を
２次元の所定の位置に反射させる反射手段と、この反射
手段を制御する制御手段と、２方向に設置した色ガラス
の窓を備えたので、少ない数の光源で信号灯を点灯する
ことができ経済的である。

【００４４】また、この発明に係る制御手段は、２方向
に設置した色ガラスのそれぞれの窓からの点灯光を検知
し、誤点灯および消灯による信号灯の異常を検出する安
全制御手段を備えたので信号灯の異常が検出でき、迅速
な対策がとれ交差点内の安全確保ができる。

【００４５】また、この発明に係る反射手段は、半導体
プロセスを用いた２次元の所定の位置に反射させる光学
的走査素子であるので、１つの光源で両方向に点灯する
ことができる信号灯が実現できる。

【００４６】よって、装置の設置が容易で、小型で経済
性および安全性に優れた交通信号灯を提供することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係る交通信号灯装置の設置イメージ
図

【図２】この発明に係る信号灯の構成図

【図３】この発明に係る信号灯の点灯イメージの順序図

【図４】この発明に係る両方向赤を表示する場合の信号
灯点灯イメージ図

【図５】この発明に係る交通信号灯装置の制御手段要部
ブロック図

【図６】この発明に係る偏向反射手段として用いるガル
バノミラーの構成図

【図７】従来の信号灯の構成図

【符号の説明】

１…交通信号装置、２…光源、３…反射手段、４…色ガ
ラス、５…色ガラス、６…制御手段、７…発光検知手
段、８…安全制御手段、９…駆動制御手段、１０…従来
の信号灯、３０…ガルバノミラー、２０…遮蔽筒、１０
１…支柱、１０２…信号灯、１０３…制御部、Ｃｃ…反
射駆動信号、Ｅｃ…異常信号、Ｇｃ…緑色検知信号、Ｉ
…多眼レンズ、Ｌ…カバーレンズ、Ｌｃ…光源制御信
号、Ｍ…反射鏡、Ｒｃ…赤色検知信号、Ｙｃ…黄色検知
信号、Ｗ…白熱電球。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】車両が通行する交差点で車両および人間の
   通行が円滑に行われるよう交通整理をする交通信号灯に
   おいて、 光を発光する光源と、この光源からの光を２次元の所定
   の範囲に偏向して反射させる反射手段と、この反射手段
   を制御する制御手段と、２方向に設置した色ガラスの窓
   を備えたことを特徴とする交通信号灯。
2. 【請求項２】前記制御手段は、前記２方向に設置した色
   ガラスのそれぞれの窓からの点灯光を検知し、誤点灯お
   よび消灯による交差点での事故防止のための安全制御手
   段を備えたことを特徴とする請求項１記載の交通信号
   灯。
3. 【請求項３】前記反射手段は、半導体プロセスを用いた
   ２次元方向に偏向して反射できる光学的走査素子である
   ことを特徴とする請求項１記載の交通信号灯。