JP3258376B2 - 交通制御用検出器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、緊急車両が交通信号を
遠隔制御できるようにするシステム、さらに限定的に言
うと、このようなシステムの中で用いることを目的とし
しかも接近する緊急車両からの光のパルスを受けとり、
位相セレクタに対し接近する車両の距離を表す信号を送
り、この位相セレクタが交通信号制御装置に対して優先
要求を出すことができるような交通制御用検出器に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】交通信号はずいぶん以前から、交差点に
おける交通の流れを調整するのに用いられてきた。一般
に交通信号は、交通信号灯をいつ変更するかを決定しそ
れにより交互の通行方向に停止、他の方向に進行という
信号を送るのに、タイマーや車両センサなどに依存して
いる。

【０００３】緊急の車、例えば消防車及び救急車といっ
た緊急車両は、一般に、交通信号に逆らって交差点を横
断する権利を有する。緊急車両は、標準的に、この緊急
車両が交差点を横断しようとしていることをその交差点
に接近してくる他のドライバー達に警告するため、警
笛、サイレン及び点滅灯などを頼りにしてきた。しかし
ながら、聴力障害、空調、オーディオシステム及びその
他の娯楽のため、交差点に接近する車両のドライバー
は、往々にして、上記の接近してくる緊急車両が発する
警告に気づかない。こうして、緊急車両が交通信号に逆
らって交差点を横断しようとし、しかもその交差点に接
近するもう１台の車両のドライバーがこの緊急車両の発
する警報に気づいていないという危険な状況が生み出さ
れる可能性がある。

【０００４】この問題については最初に、本出願と同じ
譲渡人に対して譲渡された米国特許第３，５５０，０７
８号（ロング（Ｌｏｎｇ））が取り組んでいた。このロ
ングの特許では、ストロボライト（Stroboscopic ligh
t) を備えた緊急車両、各々交差点への接近を見下して
おりかつ交差点に沿って取りつけられた複数の光電セ
ル、接近してくる緊急車両の距離を表す信号を生成する
複数の増幅器、及び、増幅器からの信号を処理しかつ接
近する緊急車両を優先させるべく通常の交通信号シーケ
ンスを先取りするよう交通信号制御装置に対し要求を発
することのできる位相セレクタが開発されている。

【０００５】ロングの特許は、緊急車両が、交差点に接
近するにつれて、各パルスが数ミリ秒（msec) の長さを
もつ状態で１秒（sec)あたり１０パルスといったような
予め定められた速度で一連の光のパルスを発することを
開示している。検出器チャンネルの一部である光電セル
が、接近する緊急車両により発せられる光のパルスを受
けとる。検出器チャンネルの１つの出力が、位相セレク
タによって処理され、次にこの位相セレクタが、交差点
への緊急車両の接近を制御する交通信号灯を緑に変える
よう交通信号制御装置に対し要求を発する。

【０００６】ロングの特許において、各検出器チャンネ
ルは、誘導器と平行な２つの光電セルで構成されてい
る。光電セルはコンデンサとしても作用し、こうして光
電セルと誘導器はＬＣ共振回路を形成するようになって
いる。共振回路は、予め定められた６kHz といった周波
数で振動するように同調されている。光電セルのキャパ
シタンス及び誘導器のインダクタンスが周波数を決定す
る。

【０００７】誘導器は同様に直流短絡としても作用す
る。誘導器が無ければ、一定の又はゆっくりと変化する
光源、例えば太陽又は接近する車のヘッドライトが光電
セルを飽和させ、この光電セルを役に立たないものとし
てしまう。したがって、誘導器は又、共振回路が急速に
変化する入力に対してのみ応答するようにするためにも
作用する。

【０００８】光電セルに光のパルスが与えられた場合、
共振回路は、減衰する正弦波信号を発生する。この信号
は増幅され、位相セレクタへ送られる。減衰する正弦波
信号の絶対値を測定することにより、位相セレクタは接
近する緊急車両の距離を決定することができる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ロングにより教示され
たシステムは、予め定められた周波数を生成するため
に、光学セルのキャパシタンスと誘導器のインダクタン
スに依存しているので、各々の検出器チャンネルは常に
２つの光電セルをもっていなくてはならない。標準的な
交差点においては４つの通路（approach) が存在する。
例えば、１本の街路が東西方向から交差点に接近し、も
う１本の街路が南北方向から交差点に接近している場合
を考えられる。一つの実施態様においては、１つの検出
器チャンネル中の２つの光電セルは、例えば１方が北、
もう１方が南というふうに相反する方向に照準をあてる
ことができる。もう１つの検出器チャンネルを他の街路
に用い、上記検出器チャンネル中の一方の光電セルを東
にもう一方の光電セルを西に照準させる。一台の緊急車
両が例えば南から接近したとすると、南を指している光
電セルは南北の検出器チャンネルを動作させることにな
る。検出器チャンネル出力信号は位相セレクタにより処
理され、この位相セレクタが次に交通信号制御装置に対
して南北方向で緑へ、東西方向で赤へと交通信号灯を変
えるよう要求を発生する。ここで交通信号灯は、緊急車
両が交差点を通過して進み、また一方で、この緊急車両
と交差する通行が停止しなければならなくなるようにセ
ットされた状態となる。

【００１０】もう１つの実施態様では、標準的な４方通
路の交差点は４つの検出器チャンネルを用い、各々の検
出器回路がほぼ同じ方向を指した２つの光電セルを有し
ている。この実施態様では、１つの通路において接近す
る緊急車両が検出された場合、他の３つの通路の交通信
号灯が赤に変わることになる。緊急車両の通路を制御す
る交通信号灯は緑に変わることになる。

【００１１】この実施態様では、ロングにより開示され
ている検出器回路が、共振回路が予め定められた周波数
で振動するのに必要とされるキャパシタンスを作り出す
のに検出器チャンネル１本あたり２つの光電セルをもっ
ていなくてはならないことから、全ての通路を検出する
のに物理的に必要とされるよりもさらに４つ多い光電池
が必要である。ロングは、１つの検出器チャンネルにつ
き可変的な数の光電セルを有し得る回路又は方法を開示
していない。

【００１２】ロングが開示している共振回路は次のよう
なもう１つの問題を提起する；すなわち、誘導器がアン
テナとして作用し、回路内に雑音を誘発するという問題
である。検出器回路は、雑音を最小限に抑えるため広範
なシールドを必要とする。

【００１３】米国特許第４，７０４，６１０号（スミス
（Ｓｍｉｔｈ）他）も、緊急車両交通制御システムを開
示している。スミスらの特許は、交差点の近くに取りつ
けられた受信機に対し赤外線エネルギーを送る緊急車両
を開示している。この緊急車両によって伝送された赤外
線エネルギーは好ましくは、約０．９５０ミクロン（μ
ｍ）を中心とする波長をもち、４０kHz のキャリャ（ｃ
ａｒｒｉｅｒ）で変調されている。

【００１４】スミスらの赤外線受信機は、同調可能な誘
導器と並列に接続した光起電検出器で構成されている。
同調可能な誘導器は、４０kHz のキャリャで変調された
信号のみが増幅器／復調器回路により検出されうるよう
に調整されている。同調された光起電検出器／誘導器回
路は、背景の太陽照射による直流信号を効果的に取り除
く。

【００１５】スミスらにより開示された検出器回路は、
ロングにより開示されている検出器回路と同じ問題を有
している；すなわち、予め定められた振動数を維持する
ため共振回路を同調し直すことなく１つの検出器チャン
ネルあたりの光電セルの数を変えることが不可能なこと
である。同様に、スミスらが開示している誘導器は、ロ
ングにより開示されている誘導器と同様、アンテナとし
て作用するおそれがあり、したがって検出器回路内に無
線周波数の雑音を導く。本発明は上記問題点に鑑みてな
されたものであり、検出器回路内の各光電セルのキャパ
シタンスと共振回路を形成するための複数の誘導器を使
用しなくとも、緊急車両を優先させて交通制御を行うこ
とが可能な交通制御用検出器を提供することを目的とす
るものである。

【００１６】

【課題を解決するための手段および作用】本発明は、誘
導器もＬＣ共振回路も無しに構成された検出器回路を提
供する。本発明では、１つの光電セルと立上り時間フィ
ルタ手段を有する光電セルモジュールが用いられてい
る。この立上り時間フィルタは、急速に変化する電気信
号のみを通過させるようにするものである。光電セルモ
ジュールは、接近する緊急車両からの光のパルスを受け
とり、この接近する緊急車両により発せられる光のパル
スの強度と共に変化する振幅を有する電流信号を生成す
る。１つの光電セルモジュール又は多数の光電セルモジ
ュールによって生成された電流信号は加算され、電流電
圧（Ｉ／Ｖ）変換器に供給される。Ｉ／Ｖ変換器は、１
つの電圧信号を生成する。

【００１７】緊急車両が発する光のパルスを表す鋭いパ
ルスをもつ電圧信号が、６．５kHzといった予め定めら
れた中心周波数をもつ帯域フィルタの中を通過させられ
る。この帯域フィルタは、上記の鋭いパルス内に存在す
る周波数スペクトルから、減衰する正弦波信号を分離す
る。本発明は、同様に、検出器チャンネルの近くに位置
しない位相セレクタへと送信されうるような減衰する正
弦波信号に基づいた信号を供給する出力電力増幅器をも
使用する。かくして、本発明では、交通制御システムに
おける検出器回路内に複数の光電セルからなる光電セル
モジュール、立上り時間フィルタ及び出力電力増幅器等
を設け、急速に変化する電気信号のみを容易に検出する
ようにしているので、雑音の源となる誘導器等を用いな
くとも、接近してくる緊急車両を速やかに検出して緊急
車両を優先させた交通制御を行うことが可能となる。

【００１８】

【実施例】図１は、本発明の検出器アセンブリを使用し
た交通信号灯を伴う標準的な交差点の斜視図である。交
通信号制御装置１４は、通行車両が交差点の中を交互に
進行できるようにするべく交通信号灯１２を順序づけす
る。検出器アセンブリ１６が、交差点に接近する緊急車
両の発する光のパルスを検出するべく取りつけられてい
る。検出器アセンブリ１６は、標準的には交通制御装置
１４と同じキャビネット内にある位相セレクタ１７と連
結している。

【００１９】図１では、緊急車両１８が交差点１０に接
近しつつある。接近する緊急車両１８を制御する交通信
号灯１２は、緊急車両１８の交差点接近につれて赤に変
わる可能性が高い。

【００２０】緊急車両１８の上には、検出器アセンブリ
１６に光のパルスを伝送する光学式送信機２０′が取り
つけられている。光学式送信機２０′は、１sec あたり
１０パルスといった予め定められた間隔で光のパルスを
発する。各々の光のパルスは数マイクロ秒（μsec)の長
さをもつ。検出器アセンブリ１６は光のパルスを受けと
り、位相セレクタ１７に対して出力信号を送る。位相セ
レクタ１７は、検出器アセンブリ１６からの出力信号を
処理し、通常の交通信号シーケンスを先取りするよう交
通信号制御装置１４に要求を出す。図１では、緊急車両
１８上の光学式送信機２０′が、各々充分な強度と充分
に速い立ち上がり時間を有する光のパルスを予め定めら
れた間隔で発した場合、位相セレクタは、南行き及び北
行きの方向を制御する交通信号灯１２を赤にし西行き方
向を制御している交通信号灯を緑にするよう交通信号制
御装置１４に要求することになる。

【００２１】１つの実施例態様においては、位相セレク
タ１７は、接近する緊急車両を制御する交通信号灯のみ
が緑になりその他３つの接近を制御する交通信号灯が赤
になるように要求する。もう一つの実施態様において
は、位相セレクタ１７は、緊急車両がその上を接近しつ
つある街路を制御している交通信号灯が両方向において
緑になるよう要求する。緊急車両の接近に対して直交す
る方向の街路を制御する交通信号灯は赤に変わる。これ
ら２つの実施態様の相違点は、前者の実施態様では４本
のチャンネルが必要であり、後者の実施態様では２本の
チャンネルが必要であるということにある。２本のチャ
ンネルが用いられる場合、反対方向を指す２つの光検出
器が同じチャンネルを動作させる。４本のチャンネルが
用いられる場合、各々の光電セルが独自のチャンネルを
動作させる。

【００２２】図２は、図１の検出器アセンブリの分解図
である。検出器アセンブリ１６は、ベースユニット２０
と、検出器タレット（ｔｕｒｒｅｔ）２２Ａ及び２２Ｂ
と、キャップ２６とを含む。

【００２３】ベースユニット２０は、矩形の突出部２８
及び円形開口部３０を有する円筒形ハウジングである。
さらに、矩形開口部３２が、矩形突出部２８の上にあ
る。検出器アセンブリ１６が組み立てられると、カバー
３４がねじ３６によって矩形開口部３２の上に締めつけ
られる。カバー３４が取り外されると、カバー３４がネ
ジ３６を保持し、つなぎ部品３７によってベースユニッ
ト２０の近くに保たれる。端子板３８が、ケーブル４０
及び４２からの電源に接続されている。ケーブル４０は
ケーブル入口ポート４４を通ってベースユニット２０内
に入る。円形開口部３０の近くには、ネジ切りされた中
心シャフト穴４６及びストッパプレート（stop plate）
４８がある。スパン線クランプ５０にはネジ切りされた
部分５２があり、ネジ切り穴８０の中にネジ込むことが
できる（図３に示されている）。検出器アセンブリ１６
が組み立てられると、ガスケット５４Ａが検出器タレッ
ト２２Ａとベースユニット２０との間に位置づけされ
る。

【００２４】ベースユニット２０は、交差点近くで検出
器アセンブリ１６を取りつけるための取付け点として機
能する。検出器アセンブリ１６は、次の２つの方法のう
ちのいずれかで設置できる；すなわち、ベースユニット
２０が検出器アセンブリ１６の底面にある状態で直立し
てか、又はベースユニット２０が検出器アセンブリ１６
の上面にある状態で逆転してかのいずれかである。検出
器アセンブリ１６が直立位置に設置された場合、プラグ
を打ち抜くことにより水抜き穴５６を開けることができ
る。水抜き穴５６により、蓄積した湿気を検出器アセン
ブリ１６の内部から消散させることができる。

【００２５】検出器アセンブリ１６が交通制御信号の電
柱アーム上に設置される場合、検出器１６は直立位置で
も逆転位置でも設置可能である。電柱アームが中空で配
線を支持することができる場合には、検出器アセンブリ
１６を電柱アームに取りつけるのに用いられるものと同
じネジ切り穴８０（図３に示されている）を通して検出
器アセンブリ１６内に入ることができる。しかしなが
ら、電柱アームが配線を支持できない場合又はネジ切り
穴８０を通してケーブルを導くのが便利でない場合、ケ
ーブル４０はケーブル入口ポート４４を通って検出器ア
センブリ１６内に入ることができる。

【００２６】検出器アセンブリ１６がスパン線に取りつ
けられている場合、検出器アセンブリ１６は標準的には
逆転位置に取りつけられる。スパン線クランプ５０がス
パン線に締めつけられ、クランプ５０のネジ切り部分５
２がベースユニット２０のネジ切り穴８０の中にねじ込
まれる。検出器アセンブリ１６はスパン線から逆転位置
に懸架される。このタイプの設置においては、ケーブル
４０はケーブル入口ポート４４を通して検出器アセンブ
リ１６の中に入らなくてはならない。

【００２７】検出器アセンブリ１６が組み立てられる
と、端子板３８はベースユニット２０の内側に位置づけ
される。端子板３８は、図１の位相セレクタ１７に通じ
るケーブル４０を、検出器タレット２２Ａに通じるケー
ブル４２に接続する。各々の検出器チャンネルに対して
１本のケーブル４２が必要とされる。図２に示されてい
る実施態様においては、１つの検出器チャンネルに対し
連結されている光電セルが２つある。したがって１本の
ケーブル４２だけが必要とされる。しかしながら、その
他の実施態様では検出器アセンブリ１６は複数のチャン
ネルを含んでいる可能性があり、したがって、端子板３
８に接続されている電線を有するケーブル４２が複数あ
ることになる。

【００２８】円形開口部３０は、回転可能な形でガスケ
ット５４Ａ及び検出器タレット２２Ａを支持する。検出
器タレット２２Ａがベースユニット２０に対して３６０
度以上回転するのを防ぐため、ストッパプレート４８が
検出器タレット２２Ａ内のストッパプレートと接触す
る。検出器アセンブリ１６を一緒に保持するネジ付きシ
ャフトを受け入れるべく、ネジ付き中心シャフト穴４６
が具備されている。

【００２９】検出器タレット２２Ａは、ウィンドウ６０
Ａによってカバーされている開口部を有する管５８Ａを
備えている。検出器アセンブリ１６が組み立てられると
き、一体として成形されたレンズとレンズ管６４Ａとが
主回路盤６２に連結されると共に管５８Ａの中に延びて
いる状態で、検出器タレット２２Ａ内に主回路盤６２が
位置づけされる。一体形で形成されたレンズとレンズ管
６４Ａは、光電セル６５Ａの前面に位置づけされる。ケ
ーブル４２は、端子板３８と主回路盤６２を接続する。
ケーブル６６は、検出器タレット２２Ｂ内の回路と回路
盤６２とを接続する。検出器タレット２２Ａは、同様
に、ストッパプレート６８Ａ及び管５８Ａの下のストッ
パプレート（図２には図示せず）を有する。

【００３０】管５８Ａは、一体形レンズ及びレンズ管６
４Ａが照準されている方向の視覚的表示を提供してい
る。これは、検出器タレットの照準方向を街路レベルか
ら見極めることができるという点で、検出器アセンブリ
１６の設置者及び保全作業員にとって有益である。くも
およびその他の虫又は動物が検出器アセンブリ１６の中
に入り障害物（例えばくもの巣など）を作り出さないよ
うにするため、ウィンドウ６０Ａが具備されている。こ
のウィンドウ６０Ａはまた、検出器アセンブリ１６を
雨、雪、及びその他の要素から遮へいしている。

【００３１】一体として成形されたレンズとレンズ管６
４Ａは、主回路盤６２に連結され、管５８Ａ内に入る光
を光電セル６５Ａへと導く。一体成形のレンズとレンズ
管６４Ａ内のレンズは、光電セル６５Ａに当たる光を強
めると共に約８度程の視界を選択する広いアパーチャの
レンズである。

【００３２】ケーブル４２は、図１内の位相セレクタ１
７に対して端子板３８及びケーブル４０を通して主回路
盤６２を接続する。ケーブル４２は主回路盤６２に対し
電源電圧を供給し、かつ、主回路盤６２から位相セレク
タ１７まで検出器チャンネル出力信号を返す。ケーブル
６６は主回路盤６２を検出器タレット２２Ｂ内の補助回
路盤に接続する。ガスケット５４Ｂは、検出器タレット
２２Ｂから検出器タレット２２Ａを分離し、２つの検出
器タレットの間の回転可能な界面を湿気、汚れ及びその
他の要素から密封して保護する。

【００３３】検出器タレット２２Ｂは、検出器タレット
２２Ａと類似している。検出器タレット２２Ｂは管５８
Ｂ、ウィンドウ６０Ｂ、一体型レンズ及びレンズ管６４
Ｂ、光電セル６５Ｂ（図９に示されている）、ストッパ
プレート６８Ｂ及び管５８Ｂの下のストッパプレート
（図２では図示せず）を有する。しかしながら、検出器
タレット２２Ａとは異なり、検出器タレット２２Ｂは補
助回路盤７０を有している。

【００３４】補助回路盤７０は、主回路盤６２上に小さ
い回路サブセット（ｓｕｂｓｅｔ）を有する。光電セル
６５Ｂが光のパルスを受けとった場合、ケーブル６６を
介して主回路盤６２に信号が送られる。主回路盤６２は
この信号を処理し、それを図１内の位相セレクタ１７に
送る。図２に示されている実施態様においては、位相セ
レクタ１７は、検出器アセンブリ１６の出力信号が補助
回路盤７０上の光電セル６５Ｂから出たものか或いは又
主回路盤６２上の光電セル６５Ａから出たものかを決定
することができない。

【００３５】検出器アセンブリ１６が組み立てられたと
き、ガスケット５４Ｃが検出器タレット２２Ｂとキャッ
プ２６の間の界面を湿気、汚れ及びその他の要素から密
封して保護する。ベースユニット２０内の水抜き穴５６
と同様に、キャップ２６内の水抜き穴７２は、検出器ア
センブリ１６が逆転位置に設置されなくてはならない場
合、プラグを打ち抜くことによって開けることができ
る。

【００３６】中心シャフト７４は、Ｏリング７６と、キ
ャップ２６内の穴７８と、検出器タレット２２Ｂ及び２
２Ａと、付随するガスケットとを通して、ベースユニッ
ト２０内のネジ付き中心シャフト穴４６まで延びてい
る。検出器アセンブリ１６を設置し検出器タレットを適
正な方向に照準した後、中心シャフト７４を締めつけて
検出器タレット２２Ａ及び２２Ｂを所定の位置に固定し
検出器アセンブリ１６を合せて保持する。

【００３７】ベースユニット２０と、検出器タレット２
２Ａ及び２２Ｂと、キャップ２６とは、好ましくは、成
形されたポリカーボネート・プラスチックといった材料
で構成されている。この材料は、検出器回路の適切な動
作を保証するため可視及び赤外線スペクトル内の電磁放
射線に対し不透明でなくてはならない。このようなポリ
カーボネートプラスチックは、Ｍｏｂａｙ（モベイ）社
により製造されている。この材料のモベイ社製品番号は
Ｍ３９Ｌ１５１０である。

【００３８】図３は、図２の組立てられた検出器アセン
ブリ１６を示している。図２に示されている要素に加え
て、図３には、検出器アセンブリ１６を交通信号電柱ア
ーム又は図２のスパン線クランプ５０に取りつけるため
のネジ穴８０が示されている。

【００３９】管５８Ａ及び５８Ｂは、一定の角度でカッ
トされた端部を有する。検出器アセンブリ１６は、常
に、各管５８Ａ及び５８Ｂの短い方の辺が地面に対しよ
り近くなるように管が位置づけされた状態で設置され
る。図３は、直立位置での設置のために組み立てられた
検出器アセンブリ１６を示している。検出器アセンブリ
１６を逆転位置に取りつけなくてはならない場合、検出
器アセンブリ１６が逆転されたときに各管の短い方の辺
が地面に対しより近くなるように検出器タレット２２Ａ
及び２２Ｂを逆転させなくてはならない。

【００４０】図４は、図３に示されている検出器アセン
ブリ１６の平面図である。図４は、１８０度未満の角度
だけ管５８Ａ及び５８Ｂを分離させることにより、検出
器アセンブリ１６が設置されるはずの交差点の地形に適
合させるべく管５８Ａ及び５８Ｂをどのようにして調整
できるかを示している。

【００４１】図５は、図２の主回路盤６２の側面図であ
る。主回路盤６２は、光電セル６５Ａ及び一体成形され
たレンズとレンズ管６４Ａを含む光電セル側８４と、検
出器回路を形成するコンポーネントを含むコンポーネン
ト側８６とを有する。

【００４２】一体成形されたレンズ及びレンズ管６４Ａ
は主回路盤６２を通して突出する２つの保持用タブ８２
により主回路盤６２に取りつけられている。一体成形さ
れたレンズ及びレンズ管６４Ａは、好ましくは、射出成
形プロセスによりポリカーボネート・プラスチックで形
成されている。この材料及びプロセスは、コスト面の利
点、高温に対する優れた強度及び光電セル６５Ａとの関
係におけるより優れたアラインメントを提供する。レン
ズは、約ｆ１．０のアパーチャ、約０．６４４インチの
直径、及び、その中心における約０．２１８インチの最
大厚みを有し、約８度の視界を選択する。

【００４３】図６は、主回路盤６２の光電セル側８４の
正面図である。図５に示されている要素に加えて、図６
は、接地面格子９０を示している。接地面格子９０は、
２つの側面を互いに遮へいすることにより、コンポーネ
ント側８６から発生する電気的雑音が検出器側８４の光
電セル６５Ａの動作と干渉するのを防止するための助け
となる。主回路盤６２上のコンポーネントの多くに対し
表面実装がなされていることから、コンポーネントの端
子は回路盤を通して突出しなくてもよい。このため、接
地面格子９０の遮へい効果がさらに高められる。

【００４４】主回路盤６２の光電セル側８４は、図２の
補助回路盤７０上の光電セル側とほぼ同じである。補助
回路盤７０は、光電セル６５Ｂ、一体成形されたレンズ
とレンズ管６４Ｂ、及び接地面格子を図６に示されてい
るものと類似の配置で光電セル側に有している。補助回
路盤７０及び主回路盤６２は似たような光電セル側面を
有しているが、それらのコンポーネント側面は異なって
いる。

【００４５】図７は、主回路盤６２のコンポーネント側
８６を示している。コンポーネント側８６は、検出器チ
ャンネルを形成するのに必要なコンポーネントで全面的
に占有されている。さらに、図７においては、図５の一
体成形されたレンズとレンズ管６４Ａを主回路盤６２に
連結する保持用タブ８２が示されている。

【００４６】図８は、補助回路盤７０のコンポーネント
側９２を示す。コンポーネント側９２は、ほんの一部分
だけ占有されているにすぎない。コンポーネント側９２
が有している唯一の回路は、抵抗器及びコンデンサから
成るフィルタ、及び補助回路盤７０を主回路盤６２に接
続するコネクタである。このとき、主回路盤６２は、こ
の主回路盤６２上のコンポーネント６５Ａ及び補助回路
盤７０上の光電セル６５Ｂから発生する信号から組み合
わされた１つの信号に対して信号処理を行なう。

【００４７】図９は、図２の検出器アセンブリ１６内に
示されたものに類似した全面的に占有された主回路盤６
２及び部分的に占有された補助回路盤７０の上に含まれ
ている回路のブロックダイヤグラムである。この回路に
は、光電セル６５Ａ及び６５Ｂ、立上り時間フィルタ９
６Ａ及び９６Ｂ、回路接続点９７、電流電圧（Ｉ／Ｖ）
変換器９８、帯域フィルタ１００、出力電力増幅器１０
２及び検出器チャンネル出力端１０４が含まれる。

【００４８】光電セル６５Ａ及び６５Ｂは緊急車両から
の光のパルスを受けとる。立上り時間フィルタ９６Ａ及
び９６Ｂは、光のパルスによりひき起こされた急速に変
化する信号のみが通過できるようにする。立上り時間フ
ィルタ９６Ａ及び９６Ｂは、２kHz といった特定の周波
数に同調された高域フィルタである。

【００４９】各々の立上り時間フィルタ９４Ａ及び９６
Ｂは光電セルにより受けとられた光のパルスを表す電流
を有する電気信号を生成する。回路接続点９７は立上り
時間フィルタ９６Ａ及び９６Ｂにより生成された電流を
加算する。図９に示されている実施態様は２つの光電セ
ルしか有していないが、回路接続点９７は、同じ検出器
チャンネル上に付加的な光電セルを持つことを可能にし
ている。すなわち、これは、共振周波数が光電セルの数
に基づいて同調されなくてはならなかった先行技術に対
する１つの進歩である。

【００５０】Ｉ／Ｖ変換器９８は、回路接続点９７によ
り加算された電流信号を、この電流信号に比べさらに便
利に処理されうる電圧信号の形に変換する。帯域フィル
タ１００は、光のパルスに応答して光電セル及び立上り
時間フィルタにより生成されたパルス信号内に存在する
周波数スペクトルから、減衰する正弦波信号を分離す
る。出力電力増幅器１０２は、帯域フィルタ１００によ
り分離された減衰する正弦波信号を増幅し、図１の位相
セレクタ１７に対して検出器チャンネル出力１０４を供
給する。光電セル６５Ａ又は６５Ｂにより受けとられた
各々の光のパルスについて、検出器チャンネル出力１０
４は、一定数の方形波パルスを生成する。なお、ここ
で、方形波パルスの数は、光電セルにより受けとられた
光のパルスの強さに応じて変化する。

【００５１】図１０は、図９でブロックダイヤグラムと
して示された、主回路盤６２上に含まれる回路の一実施
態様を示す詳細な回路図である。図１０では、主回路盤
６２は、光電セル６５Ａ、立上り時間フィルタ９６Ａ、
回路接続点９７、Ｉ／Ｖ変換器９８、帯域フィルタ１０
０、出力電力増幅器１０２、検出器チャンネル出力端１
０４、電源１０６、バイアス電圧供給源１０８、及びコ
ネクタＪＰ１とＪＰ２を有している。

【００５２】コネクタＪＰ２は、図においてケーブル４
２により端子板３８に接続されているピンプラグであ
る。コネクタＪＰ２は、全面的に占有されている主回路
盤６２のみに接続されており、回路盤に対して直流供給
電圧及び接地電圧（アース電位）を供給する。この実施
態様においては、コネクタＪＰ２により供給される直流
供給電圧は約２６ボルト（Ｖ）である。コネクタＪＰ２
は同様に、検出器チャンネル出力端１０４を、図１の位
相セレクタ１７にも接続されている端子板３８に接続す
る。

【００５３】電源１０６は、コネクタＪＰ２から供給さ
れる直流供給電圧を、調整された電圧Ｖ１に変化する。
電源１０６には、ダイオードＤ３及びＤ７と、コンデン
サＣ９及びＣ１０と、調整器Ｕ３と、出力端とが含まれ
ている。

【００５４】コネクタＪＰ２からの直流供給電圧は、ダ
イオードＤ３の陽極に接続されている。コンデンサＣ９
は、負の端子がアースＧＮＤに接続されると共に正の端
子がダイオードＤ３の陰極に接続されている極性付きコ
ンデンサである。調整器Ｕ３は入力端ＶＩ、出力端ＶＯ
及び接地端子ＧＤを有する。この接地端子ＧＤはアース
ＧＮＤに接続されている。入力端ＶＩはダイオードＤ３
の陰極に接続されている。ダイオードＤ７は調整器Ｕ３
の入力端ＶＩに接続された陰極と、調整器Ｕ３の出力端
ＶＯに接続された陽極とを有する。極性付きコンデンサ
Ｃ１０は、調整器Ｕ３の出力端ＶＯに接続された正の端
子とアースＧＮＤに接続された負の端子とを有する。調
整器Ｕ３の出力端ＶＯは、電源１０６のための出力を供
給する。電源１０６の出力は、供給電圧Ｖ１である。こ
の実施態様において、Ｖ１は１５Ｖである。供給電圧Ｖ
１は、コネクタＪＰ２からの接地電圧と共に、主回路盤
６２全体を通して分配される。

【００５５】バイアス電圧電源１０８は供給電圧Ｖ１を
分割してバイアス電圧Ｖ２を生成する。この実施態様に
おいては、バイアス電圧Ｖ２は供給電圧Ｖ１の半分つま
り７．５Ｖである。バイアス電圧電源１０８は、抵抗器
Ｒ１１及びＲ１２及びコンデンサＣ８を含む。バイアス
電圧電源１０８の出力は、バイアス電圧Ｖ２である。

【００５６】抵抗器Ｒ１１及びＲ１２は、抵抗器Ｒ１２
が供給電圧Ｖ１とバイアス電圧Ｖ２との間に接続される
と共に抵抗器Ｒ１１がバイアス電圧Ｖ２とアースＧＮＤ
との間に接続された状態で、分圧器を形成する。バイア
ス電圧電源１０８は同様に、極性付きコンデンサＣ８を
有し、正の端子はバイアス電圧Ｖ２に、負の端子はアー
スＧＮＤに接続されている。

【００５７】光電セル６５ＡはフォトダイオードＤ１で
構成されている。フォトダイオードＤ１は、光起電モー
ドで動作し、光に当たったときに低レベルの電流信号を
生成する。フォトダイオードＤ１は、アースＧＮＤに接
続された陽極と、光電セル６５Ａの出力端として機能す
る陰極を有する。フォトダイオードＤ１は、陰極がアー
スＧＮＤに接続されると共に陽極が光電セル６５Ａの出
力端として機能する場合、図１０の回路において同等に
良い性能を示す。

【００５８】フォトダイオードＤ１は、約０．１インチ
×０．０９インチの比較的小さい有効面積を持つシリコ
ンＰＩＮ光電セルである。種々のフォトダイオード間の
ばらつきを最小限に抑えるために、比較的小さな有効面
積が望まれる。フォトダイオードＤ１は、水平検出角を
最小限にし垂直検出角を最大限にするために、長軸を垂
直にした状態で回路盤に取りつけられる。

【００５９】フォトダイオードＤ１は緊急車両上にとり
つけられているストロボライトからの光のパルスを受け
とるのに用いられるが、工業規準では、標準的に、２８
００°Ｋのタングステンライトの照明を受けるフォトダ
イオードについての電気的仕様を与えることが必要とさ
れている。フォトダイオードＤ１が遵守しなくてはなら
ない仕様に含まれるのは、以下のようなものである。す
なわち、２３℃でフォトダイオードＤ１について２８０
０°Ｋのタングステンライトで１cm² あたり１００マイ
クロワットの照射を受けた場合、フォトダイオードＤ１
は、少なくとも０．２５０Ｖの順方向開放電圧と、少な
くとも１．２マイクロアンペア（μＡ）の１０００
（Ω）直列抵抗内への順方向電流とを有する。フォトダ
イオードＤ１に全く照明がなされていない場合、このフ
ォトダイオードＤ１は、２５±３℃で直流電圧１０００
±０．００２Ｖで１．５μＡを超えない逆方向電流を有
する。フォトダイオードＤ１の順方向電圧降下は、１０
ミリアンペア（mA）の順方向電流印加された状態で、
２．０Ｖを超えてはならない。

【００６０】立上り時間フィルタ９６Ａは、急速に変化
する信号のみを通過させる高域フィルタである。立上り
時間フィルタ９６Ａは、抵抗器Ｒ１とコンデンサＣ１と
を含む。抵抗器Ｒ１の一方の端子はアースＧＮＤに接続
され、もう一方の端子は光電セル６５Ａの出力端に接続
されている。コンデンサＣ１の一方の端子は光電セル６
５Ａの出力端に接続され、もう一方の端子は立上り時間
フィルタ９６Ａのための出力端として機能する。

【００６１】立上り時間フィルタ９６Ａの出力端は、Ｉ
／Ｖ変換器９８に接続される。このＩ／Ｖ変換器９８
は、演算増幅器（ｏｐ ａｍｐ）Ｕ１Ａ、抵抗器Ｒ２及
び出力端を含む。演算増幅器Ｕ１Ａは、供給電圧Ｖ１及
びアースＧＮＤへの接続により給電を受けている。演算
増幅器Ｕ１Ａは，バイアス電圧Ｖ２に接続されている非
反転入力端と、立上り時間フィルタ９６Ａの出力端に接
続されている反転入力端を有する。抵抗器Ｒ２は演算増
幅器Ｕ１Ａの反転入力端と演算増幅器Ｕ１Ａの出力端と
の間に接続される。演算増幅器Ｕ１Ａの出力端は、Ｉ／
Ｖ変換器９８の出力端である。

【００６２】図１０に示されている実施態様において
は、帯域フィルタ１００は、第１の帯域フィルタ段１１
０及び第２の帯域フィルタ段１１２として実施されてい
る。２つの帯域フィルタ段１１０及び１１２は、ほぼ同
じ構造を持ち、それゆえに、一方の詳細説明は他方にも
あてはまる。

【００６３】第１の帯域フィルタ段１１０は、抵抗器Ｒ
３と、Ｒ４及びＲ５と、コンデンサＣ２及びＣ３と、演
算増幅器Ｕ１３と、共通接続点１１４と、入力端と、出
力端とを有する。Ｉ／Ｖ変換器９８の出力端は抵抗器Ｒ
３の端子に接続されている。抵抗器Ｒ３のこの端子は、
第１の帯域フィルタ段１１０への入力端として機能す
る。抵抗器Ｒ３のもう１つの端子は、共通接続点１１４
に接続されている。同様に共通接続点１１４に接続され
ているのは、抵抗器Ｒ４の端子、コンデンサＣ２の端子
及びコンデンサＣ３の端子である。抵抗器Ｒ４はバイア
ス電圧Ｖ２に接続された第２の端子を持ち、コンデンサ
Ｃ３は演算増幅器Ｕ１Ｂの出力端に接続された第２の端
子を持つ。コンデンサＣ２は演算増幅器Ｕ１Ｂの反転入
力に接続された第２の端子を持つ。抵抗器Ｒ５は、演算
増幅器Ｕ１Ｂの反転入力端と演算増幅器Ｕ１Ｂの出力端
との間に接続される。演算増幅器Ｕ１Ｂは、電圧Ｖ１及
びアースＧＮＤに対して接続されることにより給電され
ており、かつ、バイアス電圧電源Ｖ２に接続されている
非反転入力端を有する。演算増幅器Ｕ１Ｂの出力端はま
た、第１の帯域フィルタ段１１０の出力端であり、か
つ、第２の帯域フィルタ段１１２の入力端に連結されて
いる。

【００６４】前述のように、第２の帯域フィルタ段１１
２は第１の帯域フィルタ段１１０とほぼ同じ構造を有す
る。第２の帯域フィルタ段１１２は、抵抗器Ｒ６と、Ｒ
７及びＲ８と、コンデンサＣ４及びＣ５と、演算増幅器
Ｕ２Ａと、共通接続点１１６と、入力端と、出力端とを
有する。以下のコンポーネントは、２つの帯域フィルタ
段において同等の機能を果たす：すなわち、抵抗器Ｒ３
と抵抗器Ｒ６、抵抗器Ｒ４と抵抗器Ｒ７、コンデンサＣ
２とコンデンサＣ４、コンデンサＣ３とコンデンサＣ
５、抵抗器Ｒ５と抵抗器Ｒ８、共通接続点１１４と共通
接続点１１６、及び演算増幅器Ｕ１Ｂと演算増幅器Ｕ２
Ａである。

【００６５】演算増幅器Ｕ２Ａの出力端である第２の帯
域フィルタ段１１２の出力端は、出力電力増幅器１０２
に連結されている。出力電力増幅器１０２は、抵抗器Ｒ
９及びＲ１０と、コンデンサＣ７と、ダイオードＤ４，
Ｄ５及びＤ６と、演算増幅器Ｕ２Ｂと、検出器チャンネ
ル出力端１０４とを含んでいる。

【００６６】第２の帯域フィルタ段１１２の出力端は抵
抗器Ｒ９の端子に接続されている。抵抗器Ｒ９のもう１
つの端子は、演算増幅器Ｕ２Ｂの反転入力端に接続され
ている。この演算増幅器Ｕ２Ｂは、供給電圧Ｖ１及びア
ースＧＮＤへ接続されることにより給電を受けており、
かつ、バイアス電圧Ｖ２に接続された非反転入力端を有
する。抵抗器Ｒ１０は、演算増幅器Ｕ２Ｂの反転入力端
とこの演算増幅器Ｕ２Ｂの出力端との間に接続されてい
る。ダイオードＤ４は、演算増幅器Ｕ２Ｂの反転入力端
に接続された陽極と、演算増幅器Ｕ２Ｂの出力端に接続
された陰極とを有する。ダイオードＤ５は、演算増幅器
Ｕ２Ｂの出力端に接続された陽極と、電源電圧Ｖ１に接
続された陰極とを有する。ダイオードＤ６は、アースＧ
ＮＤに接続された陽極と、演算増幅器Ｕ２Ｂの出力端に
接続された陰極とを有する。ダイオードＤ５及びＤ６
は、一緒になってサージ保護を行い、かつ、出力電力増
幅器１０２の出力が供給電圧Ｖ１及びアースＧＮＤの上
下限を超えない信号であるように保証する。コンデンサ
Ｃ７は、演算増幅器Ｕ２Ｂの出力端と検出器チャンネル
出力端１０４との間に接続される。コンデンサＣ７は、
検出器チャンネル出力１０４から直流電圧成分を取り除
く。

【００６７】この実施態様においては、図１０の回路
は、表１に列挙されているコンポーネントで構成されて
いる。 表 １ 抵 抗 器 Ｒ３，Ｒ６，Ｒ９ ４．３２ ｋΩ Ｒ１，Ｒ１１，Ｒ１２ ７．５０ ｋΩ Ｒ２ ４０．２ ｋΩ Ｒ４，Ｒ５，Ｒ７，Ｒ８，Ｒ１０ １４３ ｋΩ ダイオード Ｄ１ フォトダイオード Ｄ３，Ｄ５，Ｄ６，Ｄ７ ＩＮ４００２ Ｄ４ ＩＮ４１４８ コンデンサ Ｃ１ ０．０１ μＦ Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４，Ｃ５ ０．０００１μＦ Ｃ７ ０．１ μＦ Ｃ１０ １ μＦ Ｃ８，Ｃ９ ４．７ μＦ 演算増幅器 Ｕ１Ａ，Ｕ１Ｂ，Ｕ２Ａ，Ｕ２Ｂ ＭＣ３３０７８Ｄ 調 整 器 Ｕ３ ＬＭ７８１５

【００６８】図１０の回路の動作については、以下で、
図１０の回路のさまざまな区分の中に存在する波形を表
す図１１を参考にしながら、詳述する。図１１は、図１
０の回路の動作をより良く例示するため誇張されてお
り、したがって、図１１の（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）およ
び（Ｄ）の縮尺及びタイミングは、実際の波形を正確に
描いているものではない。

【００６９】光電セル６５ＡのフォトダイオードＤ１
は、光起電モードで動作する。このモードでは、フォト
ダイオードＤ１は、それが受けとる光の量に伴って変動
する小さな電流を生成する。図１１の（Ａ）は、接近す
る緊急車両（図１に示されているような）が図１の交通
信号灯１２の通常のシーケンスを先取りするために光の
パルスを発したときにフォトダイオードＤ１から出力さ
れる典型的な電流信号を示すグラフである。

【００７０】図１１の（Ａ）を見ればわかるように、フ
ォトダイオードＤ１からの信号は、（街路灯、日光及び
その他の恒常的な供給源による）一定の成分、（接近す
る車のヘッドライト及びその他のゆっくり変化する供給
源による）ゆっくりと変化する成分及び（接近する緊急
車両が発する光のパルスによる）急速に変化する成分を
有する。接近する緊急車両により発せられる光のパルス
は、その長さが数μsec であり、１sec あたり１０パル
スといった予め定められた速度で反復される。

【００７１】光電セル６５Ａの出力端は、立上り時間フ
ィルタ９６Ａに供給される。図１１の（Ｂ）を見ればわ
かるように、立上り時間フィルタ９６Ａは、図１１の
（Ａ）に示されているフォトダイオードＤ１により発せ
られた信号の一定の成分ならびにゆっくりと変化する成
分を除去する。

【００７２】本発明の重要な利点は、可変の数の光電セ
ルを同じ検出器チャンネル上に置くことが可能となると
いう点にある。回路接続点９７において、コネクタＪＰ
１のピン３に接続されたもう１つの光電セル及び立上り
時間フィルタの出力は、光電セル６５Ａ及び立上り時間
フィルタ９６Ａの出力と加算することができる。

【００７３】図１０の回路は、全面的に占有された主回
路盤６２を示している。しかしながら、第２の光電セル
６５Ｂを同じチャンネル上に付加しなくてはならない場
合、この第２の光電セル６５Ｂは、部分的に占有された
補助回路盤７０（図２、図８及び図９に示されているよ
うな）上に取りつけられる。図１０からわかるように、
補助回路盤７０上の唯一のコンポーネントは、光電セル
６５Ｂ、立上り時間フィルタ９６Ｂ、及び４ピンのプラ
グコネクタＪＰ１である。ケーブル６６（図２に示され
ている）は、主回路盤６２上のコネクタＪＰ１を補助回
路盤７０上のコネクタＪＰ１に接続する。接続点９７
は、一対の光電セル６５Ａ及び６５Ｂと一対の立上り時
間フィルタ９６Ａ及び９６Ｂによりそれぞれ生成される
電流信号を加算する。

【００７４】少なくとも１つの立上り時間フィルタ９６
Ａ又は９６Ｂの電流出力はＩ／Ｖ変換器９８の入力端に
結合される。図１１の（Ｃ）を見ればわかるように、Ｉ
／Ｖ変換器９８は、バイアス電圧Ｖ２に等しい一定の電
圧に付加される一連の電圧パルスを生成する。これらの
電圧パルスは、帯域フィルタ１００に印加される。

【００７５】帯域フィルタ１００は第１の帯域フィルタ
段１１０及び第２の帯域フィルタ段１１２で構成されて
いる。各々の帯域フィルタ段１１０及び１１２は、２つ
の極と１つの利得を有する。２つの帯域フィルタ段１１
０及び１１２の組合せによる効果として、単一の帯域フ
ィルタ段よりも大きくなるような中心周波数からのロー
ルオフ（ｒｏｌｌ−ｏｆｆ）を提供することが挙げられ
る。このことは６０Hz及び１２０Hzの信号のより優れた
阻止帯を提供する。

【００７６】図１１の（Ｄ）は、帯域フィルタ１００に
より生成される信号を例示したものである。帯域フィル
タ１００は、図１１の（Ｃ）に示されている電圧パルス
を受けとり、この電圧パルス内に含まれる周波数スペク
トルから、減衰する正弦波信号を分離する。この実施態
様においては、帯域フィルタ１００は約６．５kHz の中
心周波数を有する。

【００７７】帯域フィルタ１００により生成される減衰
する正弦波信号は、出力電力増幅器１０２に印加され
る。出力電力増幅器１０２は、バイアス電圧より小さな
Ｖ値の帯域フィルタ１００からの信号の一部分を分流す
るダイオードＤ４を有する。さらに、第１の帯域フィル
タ段１１０、第２の帯域フィルタ段１１２及び出力電力
増幅器１０２の各利得段の組合せによる効果は、供給電
圧Ｖ１及びアースＧＮＤにより与えられる限界（上下
限）に達するまで、減衰する正弦波信号を増幅すること
にある。図１１の（Ｅ）は、信号の正の成分のみを保持
し、かつ、演算増幅器Ｕ２Ｂの範囲の限界まで信号を増
幅することの最終的な効果を示している。

【００７８】図１１の（Ｅ）は、図１の位相セレクタ１
７へと図１０の回路が伝送する信号をも示している。図
１１の（Ｅ）は、各々接近する緊急車両から発せられた
単一の光のパルスに相応する一連のパルスパケットを示
す。緊急車両が接近するにつれて、図１０の回路により
伝送される１パケットあたりのパルスの数は増大するこ
とになる。一般に、パルスの振幅は出力電力増幅器１０
２の最大出力に等しくなる。しかしながら、出力電力増
幅器１０２の最大出力まで増幅されないために比較的小
さなパルスを生成するような小さな振幅のパルスが、減
衰する正弦波信号の終りの部分に存在する可能性があ
る。図１１の（Ｅ）は、図１１の（Ｅ）内の各パルスパ
ケットの最後のパルスにおける上記のような比較的小さ
なパルスを示している。

【００７９】図１の位相セレクタ１７は、１パケットあ
たりのパルス数を計数することによって接近する車両の
距離を決定することができる。この情報を用いて、位相
セレクタ１７は、交通信号制御装置１４に対して通常の
交通制御灯シーケンスを先取りし緊急車両と直交する交
通に対し停止信号を送り接近する緊急車両に交差点を通
過するべく信号を送るよう要求することができる。

【００８０】本発明は、ミネソタ マイニング アンド
マニュファクチャリング カンパニー（Minnesota Mi
ning and Manufacturing Company) により製造されたオ
プティコン（Opticom)優先性制御システムの一部分とし
て用いるために開発されたものである。上記のオプティ
コン・システムは、米国特許第３，５５０，０７８号に
おいてロングにより開示されたシステムに類似してい
る。本発明は、予め設置されたオプティコン・システム
と互換性ある信号を提供する。

【００８１】信号フォーマット互換性の他に、本発明は
従来のオプティコン検出器に比べて増大した範囲を提供
している。従来のオプティコン検出器は、検出器から１
８００フィート（ｆｔ）以内に達するまで接近する緊急
車両を検出することができなかった。本発明は、システ
ムの残りを交換する必要なくより大きい範囲をもつオプ
ティコン・システムを提供する。交換の必要があるのは
検出器アセンブリだけである。

【００８２】本発明は、検出器チャンネルの信号対雑音
比及び感度を増大させることにより、従来のオプティコ
ン検出器に比べて大きな範囲を達成する。これらの改善
には次のようないくつかの要因が寄与している。まず第
１の要因として、光電セル全体にわたり１つのレンズが
配置されており、このレンズによって、光電セルにより
受けとられた光を強めたり集束させたりすると共に、光
電セルの面積を減少させている点が挙げられる（こうし
て光電セルにより生成される雑音は減少する）。第２の
要因として、先行技術の回路において使用されていた誘
導器が除去されている点が挙げられる。この誘導器は大
きなアンテナとして作用し、検出器チャンネル内に雑音
を誘導していた。上記誘導器は検出器チャンネルに対
し、広範なシールド、付加的コスト及び複雑性を要求し
た。第３の要因として、フォトダイオード近くの表面実
装回路盤上にコンポーネントが配置されているために、
増幅されていない信号が増幅されるまでに進行しなくて
はならない距離が減少し、かくして、雑音が回路内に誘
導される可能性が減少した点が挙げられる。従来の検出
器においては、検出器回路は、光電セルの近くではなく
検出器アセンブリのベース内に置かれていた。

【００８３】本発明のもう１つの利点は、モジュール性
の増大にある。先行技術の検出器では、各々の検出器チ
ャンネルは２つの光電セルを持っていなくてはならなか
った。交差点への１つの車両の接近がその独自のチャン
ネルを必要とした場合、両方の光電セルが同一方向に照
準された。さらに、従来の検出器は、検出器アセンブリ
１つあたり１本だけのチャンネルを許容していた。した
がって、各検出器アセンブリは２つの光電セルと１つの
チャンネルを有していた。

【００８４】本発明は、１本のチャンネルにつき可変の
数の検出器、そして１台の検出器アセンブリにつき可変
の数のチャンネルを可能にしている。必要とされるキャ
パシタンスを提供するために２つの光電セルを有するこ
とに依存していた共振回路を立上り時間フィルタ及びＩ
／Ｖ変換器で置換することにより、任意の数の光電セル
を１本のチャンネルに接続することができる。光電セル
を実装した単一の回路盤上に、１本の検出器チャンネル
に関連した回路を配置することにより、同一アセンブリ
内に多数の検出器チャンネルを設置することができる。

【００８５】本発明は好ましい実施態様に関して記述さ
れてきたが、当業者であれば、本発明の精神及び範囲か
ら逸脱することなく形状及び細部に変更を加えることも
可能であることがわかるであろう。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の検出器アセンブリを使用した交通交差
点の斜視図である。

【図２】図１の検出器アセンブリの分解図である。

【図３】図２の組み立てられた検出器アセンブリの側面
図である。

【図４】図３に示されている組み立てられた検出器アセ
ンブリの平面図である。

【図５】図２の検出器アセンブリの一部である主回路盤
の側面図である。

【図６】図５に示されている主回路盤の光電セル側の正
面図である。

【図７】図５の主回路盤のコンポーネント側の正面図で
ある。

【図８】図２の検出器アセンブリ内で用いられている補
助回路盤のコンポーネント側の正面図である。

【図９】図２の検出器アセンブリの主回路盤及び補助回
路盤に含まれている回路のブロック図である。

【図１０】図９の主回路盤の詳細な回路図である。

【図１１】図１０の主回路盤の回路内のさまざまな段に
おける波形のグラフである。

【符号の説明】 １６…検出器アセンブリ １７…位相セレクタ ６５Ａ，６５Ｂ…光電セル ９６Ａ，９６Ｂ…立上り時間フィルタ １００…帯域フィルタ １０２…出力電力増幅器

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭50−64688（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−140198（ＪＰ，Ａ) 実開 昭58−24899（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭51−17880（ＪＰ，Ｂ１) 米国特許3550078（ＵＳ，Ａ) 米国特許4704610（ＵＳ，Ａ) 米国特許5187476（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G08G 1/087

Claims (15)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 緊急車両からの光のパルスを受信し遠隔
   の位相セレクタに出力信号を送信するための交通制御用
   検出器において、 受信した光のパルスに応答して電気信号を供給するため
   の第１の光電セル手段、 該第１の光電セル手段により供給される電気信号から一
   定の成分及びゆっくりと変化する成分を除去し電気信号
   の急速に変化するパルスを通過できるようにするため
   の、前記第１の光電セル手段に連結された第１の立上り
   時間フィルタ手段、 該第１の立上り時間フィルタ手段からの電気パルス信号
   内に存在する周波数スペクトルから減衰する正弦波信号
   を分離するための、前記第１の立上り時間フィルタ手段
   に連結された帯域フィルタ手段、及び、 該減衰する正弦波信号に基づいて出力信号を供給するた
   めの、前記帯域フィルタ手段に連結された出力手段を含
   むことを特徴とする交通制御用検出器。
2. 【請求項２】 前記第１の光電セル手段が、光起電モー
   ドで動作するフォトダイオードであり、前記第１の立上
   り時間フィルタ手段が、コンデンサ（Ｃ１）及び抵抗器
   （Ｒ１）を具備し、さらに、前記フォトダイオードは、
   第１の端子と第２の端子を有し、該フォトダイオードの
   第１の端子はアースに接続されており、前記抵抗器（Ｒ
   １）は第１の端子と第２の端子を有し、該抵抗器（Ｒ
   １）の第１の端子はアースに接続されると共に第２の端
   子は前記フォトダイオードの第２の端子に接続されてお
   り、前記コンデンサ（Ｃ１）は第１の端子及び第２の端
   子を有し、該コンデンサ（Ｃ１）の第１の端子は前記フ
   ォトダイオードの第２の端子に接続されると共に第２の
   端子は前記第１の立ち上り時間フィルタ手段への出力端
   子として用いられる請求項１記載の交通制御用検出器。
3. 【請求項３】 前記コンデンサ及び抵抗器が、前記第１
   の光電セル手段によって供給された電流信号から２kHz
   以下の周波数成分を、除去する高域フィルタを形成する
   請求項２記載の交通制御用検出器。
4. 【請求項４】 前記帯域フィルタ手段が第１及び第２の
   帯域フィルタ段を具備し、該帯域フィルタ段の各々は、 反転入力端、非反転入力端及び出力端を有し、かつ、該
   非反転入力端がバイアス電圧に接続されると共に該出力
   端が前記帯域フィルタ段のための出力端としても機能す
   るような演算増幅器、 該演算増幅器の出力端と該演算増幅器の反転入力端との
   間に接続されている第１の抵抗器、 前記帯域フィルタ段への入力端と共通接続点との間に接
   続されている第２の抵抗器、 前記バイアス電圧と前記共通接続点との間に接続されて
   いる第３の抵抗器、 前記演算増幅器の出力端と前記共通接続点との間に接続
   されている第１のコンデンサ、及び、 前記演算増幅器の反転入力端と前記共通接続点との間に
   接続されている第２のコンデンサを具備している請求項
   １記載の交通制御用検出器。
5. 【請求項５】 前記出力手段が、前記交通制御用検出器
   から所定の距離だけ離れた位置にある位相セレクタによ
   って受信されうる出力信号を供給するための出力電力増
   幅器手段を具備している請求項１記載の交通制御用検出
   器。
6. 【請求項６】 前記出力手段が、 前記出力電力増幅器手段の出力信号から負の成分を除去
   するための分路手段をさらに具備している請求項５記載
   の交通制御用検出器。
7. 【請求項７】 前記出力手段が、 前記出力電力増幅器手段の出力信号が接地電圧及び供給
   電圧により与えられる限界を超えないようにするための
   サージ保護手段をさらに具備している請求項５記載の交
   通制御用検出器。
8. 【請求項８】 前記出力手段が、 前記出力電力増幅器手段の出力信号からバイアス電圧を
   除去するための直流阻止手段をさらに具備している請求
   項５記載の交通制御用検出器。
9. 【請求項９】 前記出力電力増幅器手段が、 反転入力端、非反転入力端及び出力端を有し、該非反転
   入力端がバイアス電圧に接続され、該出力端が前記出力
   電力増幅器手段のための出力端としても用いられるよう
   な演算増幅器、 該演算増幅器の出力端と該演算増幅器の反転入力端との
   間に接続されている第１の抵抗器、 該演算増幅器の反転入力端に接続される陽極及び該演算
   増幅器の出力端に接続される陰極を有する第１のダイオ
   ード、及び、 該演算増幅器の反転入力端と前記出力電力増幅器手段へ
   の入力端との間に接続されている第２の抵抗器を具備し
   ている請求項５記載の交通制御用検出器。
10. 【請求項１０】 前記出力電力増幅器手段が、 前記演算増幅器の出力端に接続された陽極及び供給電圧
    に接続された陰極を有する第２のダイオード、及び、 接地電圧に接続された陽極及び前記演算増幅器の出力に
    接続された陰極を有する第３のダイオードをさらに具備
    している請求項９記載の交通制御用検出器。
11. 【請求項１１】 前記出力電力増幅器手段の出力端と前
    記位相セレクタとの間に接続されている第２のコンデン
    サをさらに具備している請求項９記載の交通制御用検出
    器。
12. 【請求項１２】 緊急車両からの光のパルスを受けとり
    前記位相セレクタに対して信号を送るための検出器チャ
    ンネルをさらに具備し、該検出器チャンネルは、 第２の光電セル手段に当たる光の強度と共に変化する電
    気信号を供給するための第２の光電セル手段、 該第２の光電セル手段により供給された電気信号から一
    定の成分及びゆっくり変化する成分を除去し、電気信号
    の急速に変化する成分を通過できるようにするための、
    該第２の光電セル手段に連結された第２の立上り時間フ
    ィルタ手段、 前記第１の立上り時間フィルタ手段及び前記第２の立上
    り時間フィルタ手段に連結され、かつ、そこからの出力
    を組み合せるための加算手段、 電気パルス信号内に存在する周波数スペクトルから正弦
    波信号を分離するための、該加算周波数に連結された帯
    域フィルタ手段、及び、 減衰する正弦波信号に基づいて出力信号を生成するため
    の、該帯域フィルタ手段に連結された出力手段を具備す
    る請求項１記載の交通制御用検出器。
13. 【請求項１３】 前記加算手段が、前記第１の 立上り時間フィルタ手段及び前記第２の立上
    り時間フィルタ手段の少なくとも一方から電流信号を受
    けとり、受けとられた電流の和を表す出力電流信号を供
    給する回路接続点、及び 該回路接続点の出力電流信号を受けとり該回路接続点の
    出力電流信号を表す出力電圧信号を供給するための電流
    電圧変換器手段を具備している請求項１２記載の交通制
    御用検出器。
14. 【請求項１４】 前記電流電圧変換器手段が、 反転入力端、非反転入力端及び出力端を有し、該反転入
    力端は電流電圧変換器手段への入力端としても機能し、
    かつ、該非反転入力端はバイアス電圧に接続されると共
    に該出力端は前記電流電圧変換器手段への出力端として
    機能するような演算増幅器、及び、 該演算増幅器の出力端と該演算増幅器の反転入力端との
    間に接続されている抵抗器を具備している請求項１３記
    載の交通制御用検出器。
15. 【請求項１５】 第２の光電セル手段に当たる光の強度
    と共に変化する電気信号を供給するための第２の光電セ
    ル手段、及び、 該第２の光電セル手段により供給される電気信号から一
    定の成分及びゆっくりと変化する成分を除去し、該電気
    信号の急速に変化するパルス成分が通過できるようにす
    るための前記第２の光電セル手段及び前記加算手段に連
    結された第２の立上り時間フィルタ手段をさらに具備し
    ている請求項１２記載の交通制御用検出器。