JP2010163749A - 交通信号設備 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】交通信号灯器1は、道路上に設けられた支柱に設置され、交通に関する情報として停止又は進行可能について示す灯色を道路上の領域に対して投光する。この交通信号灯器1にアンテナ4が組み込まれている。アンテナ4は、交通信号灯器1の投光方向と同一方向に電波を放射する指向性アンテナである。
【選択図】 図1
Description
そこで、アンテナ設置用の専用の支柱を不要とできる新たな技術的手段を提供することを目的とする。
本発明によれば、道路上に設けられた、支柱や歩道橋等の構造物に設置される情報報知手段に、アンテナが組み込まれていることから、アンテナ設置用の専用の支柱を不要とできる。
情報報知手段は、交通に関する情報を道路上のある領域に対して報知するという機能を発揮させるために、当該領域に存在している例えば車両(運転者)に対して、見通しが良い位置に設置されている。したがって、このような情報報知手段にアンテナが組み込まれ、当該アンテナが、当該情報報知手段が交通に関する情報を報知することを意図する方向と同一方向に電波を放射する指向性アンテナであるため、このアンテナにより、例えば前記車両に搭載された車載通信装置との間で良好な通信状態が得られる。
この場合、道路上に設けられた、支柱や歩道橋等の構造物に設置される交通信号灯器に、アンテナが組み込まれていることから、アンテナ設置用の専用の支柱を不要とできる。
そして、交通信号灯器は、停止又は進行可能について示す灯色を前方の道路上のある領域に対して投光するという機能を発揮させるために、当該領域に存在している例えば車両(運転者)に対して、見通しが良い位置に設置されている。したがって、このような交通信号灯器にアンテナが組み込まれ、当該アンテナが、当該交通信号灯器の投光方向と同一方向に電波を放射する指向性アンテナであるため、このアンテナにより、例えば前記車両に搭載された車載通信装置との間で良好な通信状態が得られる。
この場合、交通信号灯器を下から見た際に、アンテナは庇に隠れ、アンテナを目立たなくすることができる。
この構成によれば、アンテナを取り替える場合、庇を交換すればよく、交通信号灯器全体を取り替える必要がない。
(6)この場合において、前記アンテナは、前記庇の下方からの投影面の範囲で当該庇に取り付けられているのが好ましい。
この場合、交通信号灯器を下から見た際に、アンテナは庇に隠れ、アンテナを目立たなくすることができる。
(8)この場合において、前記交通信号灯器は、前記光学ユニットに対する太陽光の入射を制限する庇を有し、前記アンテナは、前記庇の下方からの投影面の範囲で前記筐体に取り付けられているのが好ましい。
この場合、交通信号灯器を下から見た際に、アンテナは庇に隠れ、アンテナを目立たなくすることができる。
この場合、複数のアンテナを有していても、これらアンテナを設置するための専用の支柱を不要とできる。
図1は本発明の交通信号設備の実施の一形態を示す正面図である。本発明の交通信号設備は、交通に関する情報を道路上のある領域に対して報知する情報報知手段を備えている。図1の実施形態では、前記情報報知手段は、前記交通に関する情報として停止又は進行可能について示す灯色を前方へ投光する交通信号灯器1(以下、単に信号灯器1ともいう)からなる。なお、図1の信号灯器1は主として車両用であり、赤青黄いずれか一つの灯色を投光し、道路を走行する車両の運転者に対して、停止又は進行可能についての情報を報知する。
なお、信号灯器1の設置構造は図示したもの以外であってもよい。例えば、図示しないが、前記支柱40及び前記アーム41の形態が異なっていてもよく、また、前記構造物は歩道橋であってもよい。すなわち、信号灯器1は歩道橋に設置されていてもよい。
庇30は、光学ユニット2に対する太陽光の入射を制限する機能を有している。庇30は、正面視円形である光学ユニット2のほぼ上半分の範囲を上及び左右から覆うように、正面視円弧状に形成されていて、筐体3から前方に延伸している。つまり、庇30は、ほぼ下半分が開口している円筒形状である。庇30は、筐体3の前部にネジ等の留め具33(図5参照)によって着脱可能として取り付けられている。
この制御装置5aの他に、後述するアンテナ4を用いた無線通信の制御を行なう制御装置5bも設けられている。両制御装置5a,5bは別のものであってもよいが、一方の制御装置が他方の制御装置を兼ねていてもよい。また、両制御装置5a,5bが別々である場合であっても、両制御装置を同一の筐体に内蔵させることができる。又は、筐体をそれぞれ別々とし、無線通信用の制御装置5bを点灯用の制御装置5aの近傍(同一の支柱40)に設置してもよい。
第一の組み込み構造として、前記指向性アンテナ(以下、アンテナという)は、信号灯器1の内の庇30に取り付けられている。この組み込み構造は、図2の信号灯器1の中央にある、中央ユニットU1に示されている。なお、中央ユニット1は、中央の単一の光学ユニット2、当該光学ユニット2の上に設けられた庇30及び当該光学ユニット2を組み込んでいる筐体3の中央部からなる。
アンテナ4を庇30に取り付ける場合、庇30の材質は樹脂製等の誘電体であり、例えば、強度面、加工の容易性から、FRP、ポリカーボネート、アクリルが好ましい。
さらに、アンテナ用基板16の他面側には、ストリップ線路26が形成されている。平衡給電線部27a,27b及び短絡部28が、ストリップ線路26のグランドを兼ねている。
また、信号灯器1の筐体3を金属製とし、ダイポールアンテナ4をこの筐体3の前に設置することで、この筐体3の前面3aが反射板としての機能を奏することが可能となり、前方への指向性を有することができる。
図7(a)は給電部を説明する説明図である。コネクタ17は、内導体17aと外導体17bとを有している。さらに、外導体17bには金属部材18が接続されている。同軸ケーブル15は、内導体15a、絶縁体、外導体15b及び被覆部を有していて、同軸ケーブル15の内導体15aがコネクタ17の内導体17aを介して前記ストリップ線路26に接続され、同軸ケーブル15の外導体15bがコネクタ17の外導体17b及び金属部材18を介してグランド(前記短絡部28)に接続されている。
さらに、図15(a)はアンテナ用基板(プリント基板)16を用いたダイポールアンテナ4の変形例を説明する説明図である。このダイポールアンテナ4では、アンテナ用基板16の一面16aに第一のアンテナ素子25a及び第一のストリップ線路26aが形成され、他面16bに第二のアンテナ素子25b及び第二のストリップ線路26bが形成されている。そして、第二のストリップ線路26bの基部のグランド部26dを漸次細くなるように形成することで、バルンとしての機能を有するものとなる。
そして、信号灯器1は、当該信号灯器1の前方であって当該信号灯器1が設置されている道路を走行する車両、及び、信号灯器1の前方の領域に対して、見通しが良い位置に設置される。したがって、このダイポールアンテナ4の指向性によって、この信号灯器1が設置されている道路を走行している前記車両に搭載した車載通信装置(図示せず)との間、及び、この信号灯器1の前方の領域に設置されている他の路側通信装置(図示せず)との間で、良好な通信状態が得られる。
図8において、庇30は、光学ユニット2の左端2aから上端2bを経て右端2cまでを覆う形状であり、光学ユニット2の中心C周りに180°(以上)の範囲(光学ユニット2の上半分)にわたって設けられている形状である。庇30の内面30bの半径rは約160mmであり、庇30の前後方向寸法Lは約340mmである。
このダイポールアンテナ4を、前記上端2bを周方向の中心として、庇30の上面30aに沿うように設けると、当該ダイポールアンテナ4は、周方向にθ=68°〜80°の範囲を占めることになる。つまり、ダイポールアンテナ4は、庇30が存在している180°の範囲よりも狭くなっており、また、ダイポールアンテナ4の前後方向の寸法Bも、庇30の前後方向寸法Lよりも小さくなっている。
すなわち、ダイポールアンテナ4は、庇30の下方からの投影面の範囲で当該庇30に取り付けられた構成となる。この構成によれば、信号灯器1を下から見た際に、ダイポールアンテナ4は庇30に隠れた状態にあり、ダイポールアンテナ4を目立たなくすることができる。
また、ダイポールアンテナ4を庇30に直接取り付けてもよいが、ダイポールアンテナ4を誘電体からなるアンテナ筐体に収納した状態として、ダイポールアンテナ4をアンテナ筐体を介して庇30に取り付けてもよい。なお、この場合、アンテナ筐体の全体(又はアンテナ筐体の少なくとも下面)は、庇30の上面30aの形状に沿った湾曲形状とする。
また、ダイポールアンテナ4を他の周波数帯で使用されるように設定してもよく、例えば2.4GHz帯とすることができる。
第二の組み込み構造として、前記指向性アンテナ(以下、アンテナという)は、前記信号灯器1の内の筐体3に組み込まれている。この組み込み構造は、図2の信号灯器1の左側にある左側ユニットU2に示されている。
図9は、筐体3にアンテナが取り付けられた信号灯器1の側面図である。このアンテナも、前記実施形態と同様のダイポールアンテナ4であり、庇30の上方で信号灯器1の筐体3に取り付けられている。この形態においても、庇30の材質は樹脂製等の誘電体であるのが好ましい。
図10は、庇30の上方に設けられたダイポールアンテナ4を正面の斜め上方から見た斜視図である。なお、図10では、アンテナ筐体20を二点鎖線で示している。ダイポールアンテナ4の基本的な構成は前記形態(図6)と同様であるが、この実施形態ではダイポールアンテナ4を湾曲させていない。
さらに、アンテナ用基板16の他面側には、ストリップ線路26が形成されている。
このダイポールアンテナ4の給電部の構造は、前記第一の組み込み構造におけるアンテナと同様の構成(図7参照)であり、説明を省略する。
この場合のダイポールアンテナ4の大きさと、庇30の大きさとの関係を図10及び図11により説明する。なお、図11は庇30及びダイポールアンテナ4を正面から見た図である。
図11において、庇30は、光学ユニット2の左端2aから上端2bを経て右端2cまでを覆う形状であり、光学ユニット2の中心C周りに180°(以上)の範囲(光学ユニット2の上半分)にわたって設けられている形状である。そして、図11の庇30の内面30bの半径rは約160mmであり、庇30の前後方向寸法Lは約340mmである。
すなわち、ダイポールアンテナ4は、庇30の下方からの投影面の範囲で筐体3に取り付けられた構成となる。この構成によれば、信号灯器1を下から見た際に、ダイポールアンテナ4は庇30に隠れた状態にあり、ダイポールアンテナ4を目立たなくすることができる。
さらに、アンテナが大きくなると、図示しないが、下面が平坦であるアンテナ筐体20と、円弧形状である庇30との左右両側における隙間が大きくなり、信号灯器1を正面から見た場合に、アンテナ筐体20が目立つおそれがある。
そこで、この第二の組み込み構造の変形例として、アンテナ筐体20全体(又は少なくとも下面)を庇30の上面30aに沿った円弧形状としてもよい。
第三の組み込み構造では、庇30は、誘電体からなり、その内部にアンテナを格納するための空間部Kが形成されている。すなわち、この実施形態の指向性アンテナ(以下、アンテナという)は、信号灯器1の内の庇30の内部に格納されている。この組み込み構造は、図2の信号灯器1の右側にある右側ユニットU3に示されている。
なお、信号灯器1の筐体3は、中央ユニットU1、左側ユニットU2及び右側ユニットU3で分離可能であってもよく、分離不能の一体ものであってもよい。
この組み込み構造のために、庇30の上部に前記空間部Kが形成されている。庇30の上面30aは、信号灯器1の筐体3の上端よりも低く構成されている。
また、この第三の組み込み構造によれば、ダイポールアンテナ4は庇30に格納されているので、当該ダイポールアンテナ4を見えなくすることができる。また、下から見てアンテナ4を格納する空間部Kが見えない庇30となっている。
アンテナは、光学ユニット2の投光方向と同一方向の指向性を有するように構成されているが、アンテナの種類は、前記のようなダイポールアンテナ以外に、折り返しダイポールアンテナや、パッチアンテナ等であってもよい。
特にアンテナの種類を、折り返しダイポールアンテナとした場合、不平衡電流が流れにくいことからバルンを省略して、直接的に同軸ケーブルを平衡給電線部に接続してもアンテナ性能を確保し易いという利点がある。
また、アンテナをパッチアンテナとした場合、その指向性を投光方向と同一方向とするために、図13の右側ユニットU3に示しているように、パッチアンテナ104は、信号灯器1の筐体3の前面3aに取り付けられている。この場合、偏波は水平偏波にこだわらず、垂直偏波、円偏波など色々な偏波のアンテナを実現することができる。なお、各実施形態において、庇に取り付けたアンテナを、水平偏波として説明したが、垂直偏波となるように構成してもよい。
パッチアンテナ104の共振周波数を2.4GHz帯に設定した場合、パッチ素子11の大きさを(パッチ素子11を矩形とした場合)60mm程度とすることができる。
図13の形態では、パッチアンテナ104(第一アンテナ)が右側ユニットU3に組み込まれていて、ダイポールアンテナ4(第二アンテナ)が左側ユニットU2に組み込まれている。なお、第一アンテナ及び第二アンテナは、ユニットU1,U2,U3の内、異なるユニットに分かれて組み込まれていてもよいが(図13)、同一のユニットに組み込まれていてもよい(図示せず)。
また、信号灯器1の筐体3の前面に取り付けるアンテナを、ダイポールアンテナ又は、折り返しダイポールアンテナとし、例えば2.4GHz等の高周波用とした場合、このアンテナを小さくする(長手方向が60mm程度とする)ことができることから、アンテナ用基板16(図7参照)を、垂直面に沿う方向として、筐体3の前面3aに取り付けることができる。この場合、このアンテナは、垂直偏波となる。
また、信号灯器1は、赤青黄いずれか一つの灯色を前方の道路上のある領域に対して投光するという機能を発揮させるために、当該領域に存在している車両(運転者)に対して、見通しが良い位置に設置されている。すなわち、交通用の信号灯器1は、車両の運転者による視認性を考慮して道路に設置されている。そして、このような信号灯器1にアンテナが組み込まれ、当該アンテナは、信号灯器1の投光方向と同一方向に電波を放射する指向性アンテナである。したがって、信号灯器1のアンテナ4と車両の車載通信装置との間で無線通信を行なう上で、見通しが良好な状態を自然と得ることができる。
これにより、信号灯器1に組み込んだアンテナを、路車通信を行なう高度道路交通システム(ITS)に活用することができ、良好な通信状態が得られる。
そして、前記第一のアンテナを路路間通信用(2.4GHz帯)とし、前記第二のアンテナを路車間通信用(720MHz帯)とすることができる。
さらに、信号灯器1の筐体3を金属製とし、アンテナをこの筐体3の前に設置した場合、この筐体3の前面が反射板としての機能を奏することが可能となり、前方への指向性を有することができる。
歩行者用信号灯器55は、道路上に設けられた支柱40に設置されていて、交通に関する情報として停止又は進行可能について示す灯色(青赤いずれか一つの灯色)を道路上の領域に対して投光し、主に道路を歩行する歩行者に対して、停止又は進行可能についての情報を報知する。
そして、この歩行者用信号灯器55にアンテナ4が組み込まれていて、このアンテナ4は、歩行者用信号灯器55の投光方向(つまり、前方)と同一方向に電波を放射する指向性アンテナとなっている。
この場合、アンテナ4を用いた無線通信の相手は、車両に搭載された車載用通信装置以外に、歩行者が携帯している携帯無線通信端末であってもよい。
そして、この信号灯器51にアンテナ4が組み込まれていて、このアンテナ4は、信号灯器51の投光方向(つまり、前方)と同一方向に電波を放射する指向性アンテナとなっている。
この光学ユニット54aは、信号灯器の光学ユニットと同様に、内部に複数のLEDを有していて、これらLEDは数字を表示することができるように配置されている。そして、発光させるLEDの組み合わせを制御装置5aが制御することで、信号灯器が次に青の灯色に変わるまでの残り時間を車両等に対して表示することができる。
そして、この待ち時間表示装置54に、アンテナ4が組み込まれていて、このアンテナ4は、待ち時間表示装置54の投光方向(つまり、前方)と同一方向に電波を放射する指向性アンテナとなっている。そして、アンテナ4を、筐体54b又は庇54cに取り付けることができる。
そして、この文字情報表示装置53にアンテナ4が組み込まれていて、このアンテナ4は、文字情報表示装置53の投光方向(つまり、前方)と同一方向に電波を放射する指向性アンテナとなっている。そして、アンテナ4を、筐体53b又は庇53cに取り付けることができる。
そして、この音響装置56にアンテナ4が組み込まれていて、このアンテナ4は、スピーカ56aが音を発す方向(つまり、前方)と同一方向に電波を放射する指向性アンテナとなっている。そして、アンテナ4を、音響装置56が有している筐体56b(筐体56bの内部)に取り付けることができる。
道路標識57は、交通に関する情報として、前記のとおり信号灯器51が設置されている場所(交差点)の地名についての情報を、道路の交差点手前の領域に対して表示することを目的として設置されていて、主に交差点に進入しようとしている車両の運転者に対して、地名についての情報を視覚情報として報知する。このような道路標識57は、例えば当該道路標識57が設置されている交差点に向かって走行してくる車両に対向するように表示面57aが設置されている。
そして、この道路標識57にアンテナ4が組み込まれていて、このアンテナ4は、道路標識57の表示面57aによって情報を表示させる当該表示面57aの前方と、同一方向に電波を放射する指向性アンテナとなっている。
この場合においても、道路標識57は、当該道路標識57が設置されている道路を走行する車両に対して、見通しが良い位置に設置されていて、アンテナ4の指向性を前方(標識を表示している道路へ向かう方向)とすることにより、車両に搭載した車載通信装置(図示せず)等との間で、良好な通信状態が得られる。
また、前記のような各情報報知手段は、交通に関する情報を道路上のある領域に対して報知するという機能を発揮させるために、当該領域に存在している例えば車両(運転者)に対して、見通しが良い位置に設置されている。したがって、このような情報報知手段にアンテナが組み込まれ、そして、当該アンテナは、当該情報報知手段が道路上のある領域に対して交通に関する情報を報知することを意図する方向と同一方向に、電波を放射する指向性アンテナであるため、このアンテナにより、例えば前記車両に搭載された車載通信装置との間で良好な通信状態が得られる。
また、アンテナを信号灯器1の筐体3に組み込む場合、前記実施形態では、筐体3の外(前面3aの前方)にアンテナを取り付ける場合を説明したが、筐体3の内部(前面3aの後方)にアンテナを格納してもよい。この場合、アンテナの性能を発揮させるために、筐体3の全体又は一部(アンテナに対応する部分)を樹脂により作製する必要がある。
2 光学ユニット
3 筐体
4 アンテナ
7 発光ダイオード(発光体)
30 庇
40 支柱(構造物)
51 矢印式交通信号灯器(情報報知手段)
53 文字情報表示装置(情報報知手段)
54 待ち時間表示装置(情報報知手段)
55 歩行者用の交通信号灯器(情報報知手段)
56 音響装置(情報報知手段)
57 道路標識(情報報知手段)
K 空間部
Claims (10)
- 道路上に設けられた構造物に設置され交通に関する情報を当該道路上の領域に対して報知する情報報知手段と、
前記情報報知手段に組み込まれたアンテナと、を備えていることを特徴とする交通信号設備。 - 前記アンテナは、前記情報報知手段が前記領域に対して前記交通に関する情報を報知することを意図する方向と同一方向に電波を放射する指向性アンテナである請求項1に記載の交通信号設備。
- 前記情報報知手段は、前記交通に関する情報として停止又は進行可能について示す灯色を投光する交通信号灯器からなり、
前記アンテナは、前記交通信号灯器の投光方向と同一方向に電波を放射する指向性アンテナである請求項2に記載の交通信号設備。 - 前記交通信号灯器は、内部に発光体を有している光学ユニットと、前記光学ユニットを組み込んでいる筐体と、前記光学ユニットに対する太陽光の入射を制限する庇と、を有し、
前記アンテナは、前記庇の下方からの投影面の範囲で前記交通信号灯器に取り付けられている請求項3に記載の交通信号設備。 - 前記交通信号灯器は、内部に発光体を有している光学ユニットと、前記光学ユニットを組み込んでいる筐体と、前記光学ユニットに対する太陽光の入射を制限する庇と、を有し、
前記アンテナは、前記庇に取り付けられている請求項3に記載の交通信号設備。 - 前記アンテナは、前記庇の下方からの投影面の範囲で当該庇に取り付けられている請求項5に記載の交通信号設備。
- 前記交通信号灯器は、内部に発光体を有している光学ユニットと、前記光学ユニットを組み込んでいる筐体と、を有し、
前記アンテナは、前記筐体に組み込まれている請求項3に記載の交通信号設備。 - 前記交通信号灯器は、前記光学ユニットに対する太陽光の入射を制限する庇を有し、
前記アンテナは、前記庇の下方からの投影面の範囲で前記筐体に取り付けられている請求項7に記載の交通信号設備。 - 前記交通信号灯器は、内部に発光体を有している光学ユニットと、前記光学ユニットを組み込んでいる筐体と、前記光学ユニットに対する太陽光の入射を制限する庇と、を有し、
前記庇は、誘電体からなり、内部に前記アンテナを格納するための空間部が形成されている請求項3に記載の交通信号設備。 - 前記交通信号灯器は、内部に発光体を有している光学ユニットと、前記光学ユニットを組み込んでいる筐体と、前記光学ユニットに対する太陽光の入射を制限する庇と、を有し、
前記アンテナは、前記筐体に取り付けられている第一アンテナと、前記庇に取り付けられている第二アンテナと、を有している請求項3に記載の交通信号設備。
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