JP3947825B2 - Ｌｅｄ車両専用道路交通信号灯 - Google Patents

Description

本発明は車両専用道路交通信号灯に関する。詳しくは健常者と色覚異常者の双方にとって識別可能となるＬＥＤ車両専用道路交通信号灯に係るものである。

現在、電球を光源として、電球から放射された光を着色されたフィルターを透過させて赤、黄、青のそれぞれの信号光を得る信号灯から赤、黄、青の光を放射する同一の色度および高輝度のＬＥＤ素子の集合体よりなるＬＥＤ信号灯に替わりつつある。

このＬＥＤ信号灯は、単一の輝度および色度の光を放射させるＬＥＤ素子を集合させたものであり、電球の信号灯に比べて視認性が高く、反射鏡を必要としないことから朝日や西日による擬似点灯防止にも優れており急速に普及している。

いっぽう、車両専用道路交通信号灯の色は、おもに色覚正常者に対する視認性や識別性をもとに規定されており、電球による信号灯では明暗の差によって識別をしていた色覚異常者への配慮が必ずしも十分ではなかった。特にＬＥＤ信号灯のように輝度および色度とも常に最大で差がほとんどない場合では色覚異常者にとっては黄と赤が同じように見える問題が指摘されている。

そこで色覚異常者にも識別可能なＬＥＤ信号灯として図７に示す交通信号灯がある。この交通信号灯１０１は、各ランプ１０２、１０３、１０４のそれぞれが多数の発光ダイオードを保持する保持板を備え、各ランプ１０２、１０３、１０４は多数の発光ダイオードの配置によってそれぞれ異なる形状を点灯表示する。具体的には、赤色ランプ１０２は多数の発光ダイオードの点灯によって×形を表示し、黄色ランプ１０３は多数の発光ダイオードの点灯によって△形を表示し、青色ランプ１０４は多数の発光ダイオードの点灯によって○形を表示することで色覚異常者は点灯形状により識別ができる構成とする（例えば、特許文献１参照。）。

また、図８に示す道路交通信号灯では、主波長の異なる複数種類の小光源１０５、１０６と、青色信号の発光面１０７から構成される。１０８は発光面１０７の部分の拡大図である。小光源１０５、１０６を分布させ、全体として一つの青色信号灯を得ることにより色覚異常者が青色信号光を認識させる構成とする（例えば、特許文献２参照。）。

特開平１０−３５９６号公報（要約書、第１図） 特開平８−１３８１９２号公報（要約書、第１図）

しかしながら前記特許文献１における発明では、交通信号灯の赤色ランプ、黄色ランプ、青色ランプの何れかが点灯表示しているのを色覚異常者が識別できるように×、△、○形状に点灯させるものであるが、色覚健常者にとっては通常の信号灯とは根本的に全く異なるものとなり、色覚異常者専用の信号灯としての認識が強くなる問題がある。

また、交通信号灯は警交仕規第９号に色度範囲や輝度が規定されており、前記×、△、○形状に点灯させた場合には、点灯面積が通常の信号灯面積よりも小さくなり、定められた輝度を確保するのが非常に困難となる。したがって昼間にあっては色覚健常者が赤色ランプ、黄色ランプ、青色ランプの何れかが点灯表示しているのかの識別に支障をきたすことが考えられる。

次に、前記特許文献２における発明では、第一色覚異常者が赤信号と青信号との誤認することを軽減するために、主波長が異なる複数種類の小光源を複数個集合させて２色以上の光を混光する青色信号光を提供するものである。

ここで、色覚異常者には第一異常と第二異常とがあり、特許文献２における発明では第一異常が最も多いと記述されているが、最も多いのは第二異常であり、第一異常の約３倍以上といわれている。しかも第一異常者と第二異常者とも青信号と赤信号とを誤認することを問題定義しているが、そもそも国内の青信号は緑より青寄りの色度を採用しており、実際には色覚異常者は青色への感度はむしろ高い面があり、実情としてむしろ赤と黄との識別誤認が問題となっている。

したがって特許文献２の信号灯では第一異常者のみが青色の誤認を軽減できるとしたものであり、色覚異常者全般を対象とするものではない。また、青色のみの誤認が軽減されたとしても赤、黄の識別に問題がある場合には色覚異常者の識別誤認が解消されたことにはならない。

本発明は、以上の点に鑑みて創案されたものであって、赤色または黄色のＬＥＤ信号灯に色覚異常者が一定距離からでも判別可能かつ全体に混合変色を及ぼさない色度による記号パターン化を備えたＬＥＤ車両専用道路交通信号灯を提供することを目的とするものである。

上記の目的を達成するために、本発明に係るＬＥＤ車両専用道路交通信号灯は、 赤色発光のＬＥＤ素子群により構成される赤色ＬＥＤ信号灯にあって、前記赤色ＬＥＤ素子群に、一定距離から色覚異常者のみ識別できる、その発光される色度が赤紫色とされる識別用ＬＥＤ素子がＸ字状にパターン化される。

ここで、色覚異常者には第１異常、第2異常、第3異常の３パターンに分類される。これらの第１異常、第2異常、第3異常の混同色線を図９（ａ）、（ｂ）、（ｃ）で示す。

第１異常および第２異常の混同色線（ａ）、（ｂ）では赤色、黄色が同一線上となり第１異常および第２異常にとっては識別が非常に困難となる。それに対して第３異常の混同色線（ｃ）では赤色、黄色、青色が同一線上ではないためにそれぞれの色の識別が行えるものである。したがって信号灯に対する色覚異常の対象となるのは第１異常および第２異常となる。

そこで日本の信号光の色については、警交仕規第９号色度範囲と標準色度座標が規定されている。この標準色度座標は図１０の色度座標図で示すように、赤色、黄色、青色のｘｙ座標の範囲が決められている。このｘｙ座標から赤色と黄色とは同一線上にあり、青色が緑色の指定範囲のなかで第１色覚異常者および第２色覚異常者の混同色線より外れた青色寄りの座標に定められている。したがって青色の点灯は第１異常者および第２異常者にとっても識別可能であるが、赤色と黄色との識別は困難である。

本発明では赤色と黄色の識別を行うために、赤色のＬＥＤ素子群の中に該赤色のＬＥＤ素子と色度の異なる紫色系の識別用ＬＥＤ素子を例えば×状にパターン化した状態で配列する。光源色として色覚異常者には赤色が沈んだ色に見え、紫色が明るい色として浮かび上がるようにパターン化した紫色系の識別用ＬＥＤ素子を色覚異常者は光源色としての色相差と明度差で健常者より明確に識別することができる。

さらに、識別用ＬＥＤ素子の発光色は、健常者には判別することが困難となる赤色と隣接する類似色である紫、赤紫、青紫などの紫色系とするため、健常者には違和感のない両者共通のＬＥＤ信号灯を得ることが可能となる。

ここで、色覚異常者は色相の判断が苦手なだけ、明度や彩度にはむしろ敏感な傾向がある。したがって、異なる色合いの弁別が苦手でも、同系色の明暗の分別能力は健常者よりも数段優れている。

本発明では、赤色ＬＥＤ信号灯のＬＥＤ素子群に色覚異常者（第１・第２）が明確に認識できる色度を発光する識別用ＬＥＤをパターン（例えば×印）配列するとともに、この識別用ＬＥＤ素子を紫色系とすることで健常者に違和感がなく、健常者と色覚異常者の双方にとって識別可能となるＬＥＤ信号灯を得ることが可能となる。

以下、本発明の実施の形態を図面を参酌しながら説明し、本発明の理解に供する。
図１に、本発明を適用したＬＥＤ道路交通信号灯の一例を示す断面説明図である。

ここで示すＬＥＤ信号灯１は、プリント基板２に多数の赤色ＬＥＤ素子３が並列配置され、その前方に無色透明又は淡有色の透明性レンズカバー４が装着された構成となっている。
これらのＬＥＤ素子３群は、発光制御装置（図示せず。）によって点灯、消灯、点滅させると共に各ＬＥＤ素子３の輝度を自在に調整できる構成とされる。

次に図２は、赤色ＬＥＤ信号灯におけるＬＥＤ素子の配列の一例を示す説明図である。
円形状のプリント基板２上に赤色ＬＥＤ素子３が円形状に配列され、この赤色ＬＥＤ素子３群の中に識別用ＬＥＤ素子５が×形状に配列されるものである。

この識別用ＬＥＤ素子５は、色覚異常者が容易に識別できる色度として赤紫、紫、青紫などの紫色系の発光色を点灯させることができるフルカラーＬＥＤまたは当該範囲内の中で最大距離から識別でき、かつ混色を生じないような指定色度のＬＥＤを使用するものである。
ところでフルカラーＬＥＤとは、一個のＬＥＤ素子内に緑・赤・青の３原色の発光を行うことにより互いの色の交わりによって２４色以上の色を作り出すことができるＬＥＤ素子である。

したがって赤色ＬＥＤ素子と同じ電流および電圧によって赤紫、紫、青紫の色を発光するように調整したフルカラーＬＥＤ素子を×形状に配列することで赤色ＬＥＤ素子群の中に赤紫、紫、青紫のいずれかが×形状に点灯することになる。

また、識別用ＬＥＤ素子の発光色を、赤紫、紫、青紫などの紫色系とするのは図３に示すように、色光の色度座標における信号灯の赤色のｘｙ座標を含むＡ部分に、赤紫、紫、青紫、青を要素とする色度が含まれるものである。

そこでＡ部分のｘｙの座標範囲で赤に最も近いのが赤紫であり、次に紫、青紫の順となる。この場合に健常者に最も識別しやすい色としては青紫、紫、赤紫の順となり、その反面色覚異常者にとってはいずれの色度も他の赤色ＬＥＤと区別して認識することができ、より青味を強くすればより遠方から識別できるものである。

ここで、健常者が図２に示す赤色ＬＥＤ信号灯におけるＬＥＤ素子の配列による点灯状態を図４に示すものである。この場合識別用ＬＥＤ素子の発光色を、赤色と隣接する類似色である紫、赤紫、青紫などの紫色系とするため、健常者には違和感のないＬＥＤ車両専用道路交通信号灯を得ることが可能となる。
なお、上述のことは参考図１に示すフルカラー画像によればより明確に判るものである。

また、色覚異常者の見え方を図４に示す点灯状態を基にコンピュータ・シミュレーションしたものを図４に示すものである。この場合、赤色ＬＥＤ素子は色覚異常者には赤色が沈んだ褐色に見え、紫色系の識別用ＬＥＤ素子は明るい色に浮かび上がるように見え、パターン化した識別用ＬＥＤ素子を色相差と明度差でより明確に識別することができる。
なお、上述のことは参考図２に示すフルカラー画像によればより明確に判るものである。

図６に、本発明を適用した赤色ＬＥＤ車両専用道路交通信号灯におけるＬＥＤ素子の配列の他の例を示す説明図である。
ここで、円形状のプリント基板２上に赤色ＬＥＤ素子３が円形状に配列され、この赤色ＬＥＤ素子３群の中に識別用ＬＥＤ素子５が×形状に配列されるものである。
この識別用ＬＥＤ素子５は、他の赤色ＬＥＤ素子と同様であり、発光制御装置によって×形状に配列されたＬＥＤ素子の輝度を他のＬＥＤ素子の輝度よりも３０％以内程度に低下させる。

したがって色覚異常者は健常者よりも輝度に関して敏感であるために、健常者にはほとんど気にならないような×形状に配列されるＬＥＤ素子の点灯をより明確に明暗の差として識別することが可能となる。

なお、識別用ＬＥＤ素子の配列パターンは必ずしも×形状とする必要性は無く赤色信号灯が点灯・点滅していることを判別できるパターン配列であればいかなるものであってもかまわないが、×形状は万国共通で"ＮＯ"の意味を表すために赤色信号灯の中で表示することで色覚異常者は"止まれ"の判別が即座に認識することができることから最も望ましい。

このように赤色ＬＥＤ信号灯の中に×形状に配列される識別用ＬＥＤ素子を色覚異常者が一定距離からでも判別可能かつ全体に混合変色を及ぼさないような色度、あるいは輝度を下げることにより、健常者には従来の赤色ＬＥＤ信号灯と同じようにほとんど違和感がないものと認識されるが、色覚異常者には赤色ＬＥＤ信号灯の点灯・消灯の必要な情報が正確に認識されることになる。

本発明を適用したＬＥＤ車両専用道路交通信号灯の一例を示す断面説明図である。 本発明を適用した赤色ＬＥＤ車両専用道路交通信号灯における紫色系の識別用ＬＥＤ素子の配列の一例を示す説明図である。 本発明を適用した赤色ＬＥＤ車両専用道路交通信号灯における色光のｘｙ色度図を示す。 健常者が図２に示す赤色ＬＥＤ車両専用道路交通信号灯におけるＬＥＤ素子の配列による点灯状態を示す写真である。 色覚異常者の見え方を図４に示す点灯状態の写真を基に一般に認定された専用ソフトウェアでコンピュータ・シミュレーション化した写真を示す。 本発明を適用した赤色ＬＥＤ車両専用道路交通信号灯における低輝度用の識別用ＬＥＤ素子の配列の他の例を示す説明図である。 従来の色覚異常者用としての交通信号灯の一例を示す説明図である。 従来の色覚異常者用としての交通信号灯の他の例を示す説明図である。 第１異常、第2異常および第3異常の混同色線を示す。 警交仕規第９号における標準色度座標を示す。

符号の説明

１ ＬＥＤ信号灯
２ プリント基板
３ 赤色ＬＥＤ素子
４ 透明性レンズカバー
５ 識別用ＬＥＤ素子

Claims (1)

1. 赤色発光のＬＥＤ素子群により構成される赤色ＬＥＤ信号灯にあって、
   前記赤色ＬＥＤ素子群に、一定距離から色覚異常者のみ識別できる、その発光される色度が赤紫色とされる識別用ＬＥＤ素子がＸ字状にパターン化される
   ことを特徴とするＬＥＤ車両専用道路交通信号灯。

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