JP2005042344A

JP2005042344A - 標準電波を利用する同期発光装置及び同装置を用いる同期発光視線誘導標システム

Info

Publication number: JP2005042344A
Application number: JP2003201299A
Authority: JP
Inventors: Hideo Murakami; 英穂村上; Ryuji Sato; 龍司佐藤; Masaki Yoshino; 正樹吉野; Satoshi Nakamura; 中村　　聡; Genichi Nishino; 元一西野
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2003-07-24
Filing date: 2003-07-24
Publication date: 2005-02-17

Abstract

【課題】複数基の自発光視線誘導標を正確に同期発光させることができるし、長波長の標準電波を利用することにより制御用回路の簡素化、消費電力の節減、制御の容易性、プログラムの簡素化を実現する。
【解決手段】標準電波受信手段１は標準電波送信所から送信される４０ｋＨｚの長波長の信号を受信し、これに同期した信号を発生する。制御手段１１のマイコン１２は標準電波受信手段１が長波標準電波に同期して出力する信号と同期しないで出力する信号を区分して正確な同期信号を判定し、同期補正用リセット信号を出力する。制御手段１１の分周器１３は、マイコン１２の同期補正用リセット信号により発光タイミングクロックを同期補正してドライバ１５に出力し、ＬＥＤ、ＥＬ等の発光手段２１を正確に同期発光させる。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば大型遊戯施設や百貨店等の大型施設内で観客や来場者の注目を集める、注意を喚起する、広告機能を発揮させる等の目的で、光源を正確に同期させて発光させることに用いて好適な標準電波を利用する同期発光装置、また該同期発光装置を用いることにより複数基の自発光視線誘導標を正確に同期発光させることができるようにした標準電波を利用する自発光視線誘導標システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、複数の光源を正確に同期させて点滅発光させる機能を利用する装置として自発光視線誘導標システムが知られている。該自発光視線誘導標システムは、複数基の自発光視線誘導標を道路に沿って所定の間隔で立設し、光源を点滅発光させて道路の状況を運転者に案内することにより注意を喚起し、安全な走行を確保するものである。このシステムは所定の間隔で立設した複数の自発光視線誘導標の各々が自発光するものであるから、発光のタイミングが一致していないと運転者を安全に誘導することができないという問題や、運転者を幻惑させてしまうという問題、また目を疲れさせてしまうという問題がある。
【０００３】
そこで、光源を点滅発光させるタイミングを採る方式として、ＧＰＳ同期システム、即ちＧＰＳから送られる電波を受信してタイミングを採る方式、親子同期システム、即ち親機から基準となる電波を出力し、各子機は内蔵する受信器で受信してタイミングを採る方式等があるが、近年標準電波を利用するものが提案されている。
【０００４】
例えば、特開平１０−１７６３１２号公報には、自発光式の視線誘導標識において、標準電波を受信し、かつ前記標準電波に掛けられている変調信号を復調する機能を有する標準電波受信手段、前記標準電波受信手段から出力される信号から所定周波数の信号を検出する周波数検出手段、所定周期の計数信号を出力するタイマー、前記周波数検出手段の出力を読み取りに行き、前記所定周波数の信号を検出したことを示す信号を読み込んだ際には、経過時間の計測を開始するための基準時刻を前記所定周波数の信号を検出したことを示す信号に基づいて設定するとともに、前記基準時刻からの所定単位時間毎の時間の経過を前記計数信号により計測していき、前記昼夜判別手段から夜間を示す信号が入力したことを確認した後、前記基準時刻からの所定安易時間毎の時間の経過に基づいて、前記発光部を点滅させる制御手段、を具備して成る標準電波によって点滅のタイミングを取る視線誘導標識、が開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来技術は、配列されている一連の視線誘導標識が確実にタイミングを合わせて点滅することができるとするものであるが、５、８、１０ＭＨｚの短波長を利用しており、同期システムには秒信号とその他の信号を検出する周波数検出手段（トーンデコーダ）が必要であるため、回路が複雑であるし消費電力が大きく、価格も高いという欠点がある。また、長波帯の標準電波に比較すると電波の伝搬において電離層の反射による影響を受け易い為に受信時の精度も悪いという欠点がある。しかも、現在の標準電波は４０ｋＨｚと６０ｋＨｚの長波帯に移行していることから、対応できないという問題がある。
【０００６】
本発明は上述した従来技術の諸欠点に鑑みなされたもので、光源を正確に同期発光させることができるし、長波標準電波を利用することにより回路の簡素化、消費電力の節減、制御の容易性、プログラムの簡素化を実現した標準電波を利用する同期発光装置、また該装置を用いることにより複数基の発光視線誘導標を正確に同期発光させることができるようにした同期発光視線誘導標システムを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために構成された請求項１に係る本発明の手段は、標準電波を受信する標準電波受信手段と、該標準電波受信手段が受信した長波標準電波のパルス信号を同期補正する制御手段と、該制御手段により同期補正した信号に応じて点滅発光する発光手段と、該発光手段、標準電波受信手段及び制御手段を作動させるための電源手段とからなり、前記制御手段は、標準電波判定機能と前記発光手段の同期発光を制御する発光タイミングクロック機能を有し、該標準電波判定機能は前記標準電波受信手段が長波標準電波に同期して出力する信号と同期しないで出力する信号を区分することにより正確な同期信号を判定し、前記発光タイミングクロック機能に該同期信号に基づく同期補正用のリセット信号を出力することにより、前記発光手段を正確に同期発光させるようにしたものからなる。
【０００８】
そして、前記電源手段と発光手段との間に発光作動手段を接続し、該発光作動手段からの信号により該発光手段の始動及び停止を制御するようにしてもよい。
【０００９】
そして、前記電源手段は、太陽電池と、該太陽電池により発電した電力を蓄電するレドックスキャパシタとから構成するとよい。
【００１０】
また、前記標準電波を利用する同期発光装置を、道路に沿って離間して立設する複数基のポストの各々に搭載して構成した同期発光視線誘導標システムにするとよい。
【００１１】
そして、前記発光作動手段は、前記発光手段を夜間に作動させる昼夜判別手段にするとよい。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態として、標準電波を利用する同期発光装置を用いる自発光視線誘導標システムを例に挙げて図面に基づき詳述する。図１は自発光視線誘導標システムを構成を示すブロック図を示し、図中実線は信号系統を、太い実線は電源系統を示す。図において、１は標準電波を受信する標準電波受信手段を示す。標準電波は周波数が４０ｋＨｚ及び６０ｋＨｚの長波長で、振幅変調の幅（パルス幅）の組み合わせによって時刻データを送出しており、データの立ち上がりは日本標準時の秒に同調しており、これを同期信号として使用する。
【００１３】
以下、４０ｋＨｚの長波長の標準電波を利用するものとして説明する。前記標準電波受信手段１は標準電波送信所から送られてくる４０ｋＨｚの長波標準電波をアンテナ２によって受信して、これを後述する自動利得調節器７により自動利得制御を行っている第１の増幅器３により増幅し、次いで第２の増幅器４で増幅した後、クリスタルフィルタ５により４０ｋＨｚの長波長のみを選択する。選択した４０ｋＨｚの長波長は検波器６により全波整流するが、該検波器６には自動利得調節器７が接続してあり、検波器６の振幅から第１の増幅器３に利得調整信号を出力する。検波器６により検波した信号はフィルタ８の回路によって検波信号の立ち上りに同期したリセット信号、立ち下がりに同期したセット信号の夫々を次段のデコーダー９に出力し、デコーダー９はＲ−Ｓフリップフロップ機能を持ち、前段のセット−リセット信号を基に検波信号に同調した信号、即ち日本標準時の秒に同期した信号を出力し続ける。
【００１４】
図２中、▲１▼は標準電波送信所から送信される長波標準電波を示す。長波標準電波を受信した標準電波受信手段１は、長波標準電波に同期した▲２▼に示す信号を発生する。なお、タイムチャートは簡素化するために、０．５秒幅のパルスで表しているが、実際の信号には日本標準時（ＪＳＴ）に同期した３種類のパルスの他に、呼出し符号送出時の信号や電波状態や受信環境によるノイズによって日本標準時に同期していない信号も含まれている。
【００１５】
次に、１１は前記標準電波受信手段１の制御手段を示す。上述の如く、長波標準電波を受信して標準電波受信手段１が送出する同期信号には日本標準時に同期する信号と同期しないノイズの信号が含まれている。そこで、該制御手段１１の標準電波判定機能を担うマイコン１２により図２、▲３▼に示す正確な同期信号を判定する。マイコン１２は、長波標準電波を受信した標準電波受信手段１が出力する信号が正しい秒信号かノイズ信号かの判定を以下のようにして行う。
【００１６】
図３は、マイコン１２による標準電波から基準信号を判定する処理を示すフローチャートである。受信した標準電波に含まれる３種類のタイムコードである「マーカー」、「１」及び「０」を処理して得られる信号（ｔｃｏ信号）のレベルをチェックし、±数ｍｓｅｃ以内の精度で１秒間隔の立上がりを検出し、検出される立上がり信号が所定回数連続したか否かを判定して所定回数連続した場合には同期した立上がりを検出したとしてリセット信号を出力する。この条件が成立している間は、リセット信号の出力を繰り返す。このようにして、標準電波判定機能は、標準電波受信手段１が長波標準電波に同期して出力する信号と同期しないで出力する信号を区分することにより、正確な同期信号を判定する。
【００１７】
また、制御手段１１は発光手段２１の同期発光を制御する発光タイミングクロック機能を担う分周器１３を有している。該分周器１３及びマイコン１２に発振器１４が接続してあり、分周器１３は発振器１４から３２．７６８ｋＨｚの信号が送られることにより、図２、▲４▼に示す発光タイミングクロック信号を発生している。なお、図２、▲４▼の発光タイミングクロック信号は、簡素化して１秒クロックとしているが、分周器１３の分周によっては、０．５秒、０．２５秒等（発信器周波数×１／２^ｎ）の発光タイミングクロックでも容易に出力することができる。マイコン１２から正確な同期信号である図２、▲３▼に示すタイミング補正用のリセット信号が分周器１３に入力されることにより、分周器１３は発振器１４からの信号をリセット信号に同期させ、かつ分周して図２、▲５▼に示す信号をドライバ１５に出力する。このようにして、制御手段１１の標準電波判定機能と発光タインミングクロック機能により、長波標準電波のパルス信号に同期補正したリセット信号をドライバ１５に出力することにより、発光手段２１を図２、▲５▼に示すように正確に同期発光させることができる。
【００１８】
２１は発光手段を示し、該発光手段２１は例えばＬＥＤ、ＥＬ等の電気発光素子により構成してあり、前記ドライバ１５から送出される１Ｈｚの信号に基づいて発光する。
【００１９】
３１は電源手段としての太陽電池で、該太陽電池３１は図示しない視線誘導標を構成する柱（ポスト）の上部に設置してある。３２は太陽電池で発電した電力を蓄える充電手段で、該充電手段３２は太陽電池３１に電気的に接続され、逆流防止と過充電防止機能を有する充電装置から構成してある。
【００２０】
３３は該充電装置３２に電気的に接続された蓄電手段としてのキャパシタで、該キャパシタ３３には電気化学キャパシタを用いるとよいが、特にレドックスキャパシタを用いるとよい。該レドックスキャパシタは特開２０００−３６４４１号公報、特開２００３−９２１０４号公報に開示されているもので、呼称はレドックスキャパシタ、疑似容量キャパシタ、スードキャパシタとも呼ばれている。いずれも電気二重層容量と疑似容量を利用した電気化学キャパシタであり、同じ電気化学キャパシタである電気二重層キャパシタと比較して蓄電容量が約１０倍あるので電源システムを小型化できるという利点がある。また、充電サイクルを１日１回程度とすると商品寿命は約３０年間で、バッテリー交換が不要なメンテナンスフリーの自発光視線誘導標にすることができる。
【００２１】
更に、４１は太陽電池３１と制御手段１１のマイコン１２との間に接続した昼夜判別手段を示す。該昼夜判別手段４１は太陽電池３１の電圧の変化を検知して昼夜判別信号をマイコン１２に送出し、夜間帯にマイコン１２から点灯信号が送出されることにより発光手段２１は夜間帯にのみ点滅発光を行う。
【００２２】
本実施の形態によれば、長波長の標準電波を利用することにより周波数が低くなるので、消費電流を少なくできる。従って、標準電波受信手段１を常時通電することが可能であり、高い精度で標準電波の同期補正ができる。
【００２３】
また、制御手段１１のマイコン１２は、長波標準電波の秒のデータのみ（信号の立上がりのみ）をみて発光タイミングクロックの同期リセットを行うのであり、時、分のデータは扱わないので、時計機能も不要であり、標準電波判定機能のプログラムも簡略化することができる。これにより、マイコン１２はクロック速度を落し、低電圧で作動させることができるから一層の省電力化を実現できる。また、省電力化により終日通電（動作）が可能であるから、非常に精度の高い同期が可能である。
【００２４】
上述の如く、省電力化による終日通電が可能になったことにより、終日通電が不可能な場合と比較して、点滅開始時から同期補正が可能であるから、高い精度の同期信号を送出することができる。かつ、同期点滅のずれの最大の原因である屋外等での大きな温度変化は水晶発信回路の温度特性による発信周波数ずれに影響するが、終日通電（作動）することによりこの発信周波数ずれによる影響は少なくなるので精度の高い同期点滅が可能になる。例えば、温度特性が１００ｐｐｍであれば、（１時間に１回の受信として）３６００秒で最大３６０ｍｓｅｃずれる計算になるが、かくしては発光手段２１の点滅がずれて見える結果になる。
【００２５】
なお、本実施の形態では４０ｋＨｚの長波長の標準電波を利用するものとして説明したが、本発明は６０ｋＨｚの長波長の標準電波を利用することも可能であるし、今後長波帯に属する他の周波数の標準電波が送信される場合にも利用することができるものである。
【００２６】
また、本実施の形態では、制御手段１１はマイコン１２と分周器１３を組み合わせて構成したが、内部でクロックタイミングを作れるマイコン、ワンチップマイコン等を用いてもよい。なお、図１のブロック図では、発光作動手段である昼夜判別手段１４の出力をＣＰＵに入力しているが、分周器１３とドライバ１５の間にＡＮＤ等のゲートを設け、ＣＰＵを介さずに直接発光動作を制御する構成にすることも可能である。
【００２７】
更に、本実施の形態では発光手段２１を始動停止するための発光作動手段として昼夜判別手段４１を用いたが、例えば霧センサ、吹雪センサ等の気象センサの外部信号を基にした発光作動手段とすれば濃霧地や降雪地のような地域に適応した自発光視線誘導標システムを設置することができる。また、近接センサ、光センサ、或は音センサ等の外部信号を用いる発光作動手段にしてもよい。また、冬期間は終日点滅発光させるために遠隔操作による始動スイッチを発光作動手段としてもよい。なお、本発明において、発光作動手段は必須の構成要素ではなく、発光手段を終日運転させる同期発光装置に構成する場合には、発光作動手段は設けなくてもよい。
【００２８】
【発明の効果】
本発明は以上詳述した如く構成したから、下記の諸効果を奏する。
（１）制御手段は標準電波判定機能により、標準電波受信手段が長波標準電波に同期して出力する信号と同期しないで出力する信号を区分することにより正確な同期信号を判定し、これを発光タイミングクロック機能に同期補正用のリセット信号として出力するようにしたから、複数基の同期発光装置の各発光手段を正確に同期発光させることができる。
（２）周波数検出手段は不要になるので、回路を簡素化できるし、省電力化を図ることができる。従って、標準電波受信手段の常時通電か可能になり、小型で安価であり、しかも高い精度の同期補正が可能である。
（３）同期発光装置は、標準電波の長波長を利用することにより周波数が低くなるから、消費電力を節減することができる。
（４）上記３のように消費電力を少なくすることができるから、制御手段の終日動作が可能になることにより、非常に精度の高い同期発光を実現できる。
（５）電源手段は太陽電池とレドックスキャパシタとから構成したから、蓄電容量が大きい分だけ電源システムを小型化できるし、充電サイクルを１日１回程度とすると商品寿命は約３０年間で、バッテリー交換が不要なメンテナンスフリーの同期発光装置にすることができる。
（６）同期発光装置は精度の高い同期発光を可能にしたから、自動車の運転者を安全に誘導することができるし、運転者を幻惑させたり目を疲れさることのない同期発光視線誘導標システムにすることができる。
（７）発光作動手段に昼夜判別手段を用いたから、季節を問わず発光手段の点滅発光が必要な状況で自動的に点滅始動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態に係る標準電波を利用する自発光視線誘導標システムの構成を示すブロック図である。
【図２】図１の動作タイムチャートである。
【図３】制御手段による同期発光タイミング補正のフローチャートである。
【符号の説明】
１標準電波受信手段
１１制御手段
１２マイコン（標準電波判定機能）
１３分周器（発光タイミングクロック機能）
２１発光手段
３１太陽電池
３３レドックスキャパシタ
４１昼夜判別手段

Claims

標準電波を受信する標準電波受信手段と、該標準電波受信手段が受信した長波標準電波のパルス信号を同期補正する制御手段と、該制御手段により同期補正した信号に応じて点滅発光する発光手段と、該発光手段、標準電波受信手段及び制御手段を作動させるための電源手段とからなり、前記制御手段は、標準電波判定機能と前記発光手段の同期発光を制御する発光タイミングクロック機能を有し、該標準電波判定機能は前記標準電波受信手段が長波標準電波に同期して出力する信号と同期しないで出力する信号を区分することにより正確な同期信号を判定し、前記発光タイミングクロック機能に該同期信号に基づく同期補正用のリセット信号を出力することにより、前記発光手段を正確に同期発光させることを特徴する標準電波を利用する同期発光装置。
前記電源手段と発光手段との間に発光作動手段を接続し、該発光作動手段からの信号により該発光手段の始動及び停止を制御するようにしたことを特徴とする請求項１記載の標準電波を利用する同期発光装置。
前記電源手段は、太陽電池と、該太陽電池により発電した電力を蓄電するレドックスキャパシタとから構成してあることを特徴とする請求項１記載の標準電波を利用する同期発光装置。
請求項１、２又は３のいずれかに記載の標準電波を利用する同期発光装置を、道路に沿って離間して立設する複数基のポストの各々に搭載して構成したことを特徴とする標準電波を利用する同期発光装置を用いる同期発光視線誘導標システム。
前記発光作動手段は、前記発光手段を夜間に作動させる昼夜判別手段であることを特徴とする請求項４に記載の標準電波を利用する同期発光装置を用いる同期発光視線誘導標システム。