JP4981274B2

JP4981274B2 - 交通規制用灯器の制御システム及び方法

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Publication number: JP4981274B2
Application number: JP2005218038A
Authority: JP
Inventors: 満依田
Original assignee: Optima Inc
Current assignee: Optima Inc
Priority date: 2005-07-27
Filing date: 2005-07-27
Publication date: 2012-07-18
Anticipated expiration: 2025-07-27
Also published as: JP2007034749A

Description

本発明は、道路の交差点などに設置されている交通規制用灯器の制御システム及び方法に関し、さらに詳しくは、ＬＥＤを発光して交通規制を行なう交通規制用灯器の制御システム及び方法に関する。

（技術用語）
本明細書中において、「通常時」とは、商用電源が停電していない時、つまり、商用電源が交通規制用灯器のＬＥＤに対して電力を供給している時を示し、「非常時」とは、商用電源が停電している時、つまり、非常用電源がＬＥＤに対して電力を供給している時を示す。

道路の交差点には、青、黄、赤の点灯表示を行なって道路の交通を規制する交通規制用灯器が設置されている。近年、交通規制用灯器の光源としてＬＥＤが用いられている。ＬＥＤは寿命が５〜６年と長く、消費電力も白熱灯の約１／５程度であり、省エネルギー効果が高いといったことから急速に普及している（例えば、特許文献１参照）。

ところで、主要な交差点における交通規制用灯器の近辺には、非常用電源及び制御装置が設置されている（例えば、特許文献２参照）。非常用電源は、停電事故が起こったときに交通規制用灯器に電力を供給する。制御装置は、商用電源または非常用電源からの電力供給を受けて交通規制用灯器の点灯表示を制御する。停電事故が起こると、商用電源が復旧するまでの間、非常用電源により交通規制用灯器を稼動させ続けることが必要になるが、交通規制用灯器の光源としてＬＥＤを用いることにより消費電力を抑え、交通規制用灯器を長時間稼動させることが可能となる。
特開２００４−８６４５８号特開２０００−２１５３８５号

しかしながら、最近では消費電力を更に抑えることが要求されている。光源としてＬＥＤを用いた場合、上述したようにある程度の省エネルギー化を図ることはできるが、人に点灯表示を的確に視認させるだけの発光量を得るにあたって連続的な電力供給が行われており、これが電力を大きく消費させてしまう要因の１つとなっていた。

また、停電事故が起こると商用電源の復旧作業に手間がかかるので、復旧作業が終了するまでの間（例えば、少なくとも約７時間程度の間）交通規制用灯器を稼動させ続ける非常用電源が必要となる。特に、阪神大震災のように都市部において大地震が起き、商用電源の復旧に目処が立たないような状態のときには、商用電源から非常用電源に迅速に切り替え、且つ、非常用電源による電力供給をできるだけ長く持続させることが要求される。単に電力供給を長期間にわたって持続させることだけを考慮するならば、大型の非常用電源を使用すれば良いということになるが、大型の非常用電源を使用するとなると設置場所の確保が困難になり、特に、都市部の交差点付近に設置する場合には交通の妨げになってしまう。したがって、コンパクトで長時間稼動する交通規制用灯器の制御システムが必要とされている。

本発明は、交通規制用灯器としての機能を十分に発揮しながらも消費電力を大幅に抑えることができるようにした交通規制用灯器の制御システム及び方法を提供することを目的とする。加えて、非常用電源のコンパクト化と長時間の稼動を可能にした交通規制用灯器の制御システム及び方法を提供することも本発明の別の目的とする。

かかる目的を達成するために、請求項１記載の発明は、青信号、黄信号及び赤信号の各ＬＥＤの点灯を制御して交通規制を行なう交通規制用灯器の制御システムにおいて、非常時に前記ＬＥＤに電力を供給する非常用電源と、商用電源から前記ＬＥＤへの給電が途切れたことを契機に前記非常用電源に切り替える電源切り替え手段と、通常時にのみ管制センターからの遠隔操作により前記ＬＥＤを制御する通常時用制御手段と、非常時にのみ予め記憶された各信号機を点灯させるタイミングと各信号機の点灯表示する時間帯とを定めた基準矩形波に基づいて前記非常用電源の電力を供給して前記ＬＥＤの点灯を制御する非常時用制御手段と、前記商用電源から前記ＬＥＤへの給電が途切れたことを契機に前記通常時用制御手段による制御から前記非常時用制御手段による制御に切り替える制御切り替え手段とを備え、かつ前記非常時用制御手段は前記ＬＥＤを断続的に発光させた際に、この断続的な発光が残像現象により連続的な発光として視認される周波数の矩形波に変調するための昼用矩形波の周波数と第１のデューティー比並びに夜用矩形波の周波数と前記第１のデューテー比よりも比率の小さい第２のデューテー比とを記憶した記憶手段と、前記ＬＥＤに電力を供給するオン状態と、前記ＬＥＤへの給電を停止するオフ状態とを前記矩形波に基づいて切り替える電力供給状態切り替え手段とを設け、前記電力供給状態切り替え手段は、昼には第１のデューティー比を有する前記昼用矩形波に基づいて前記オン状態と前記オフ状態とを切り替え、夜には前記第１のデューティー比よりも比率の小さい第２のデューティー比を有する前記夜用矩形波に基づいて前記オン状態と前記オフ状態とを切り替えるようにしている。

また、請求項２記載の発明は、青信号、黄信号及び赤信号の各ＬＥＤの点灯を制御して交通規制を行なう交通規制用灯器の制御方法において、商用電源から前記ＬＥＤへの給電が途切れたことを契機に前記商用電源から非常用電源に切り替えるステップと、前記非常用電源への切り替えに伴って、管制センターからの遠隔操作により前記ＬＥＤを制御する通常時用制御から、前記非常用電源の電力を供給して予め記憶された各信号機を点灯させるタイミングと各信号機の点灯表示する時間帯とを定めた基準矩形波に基づいて前記ＬＥＤの点灯を制御する非常時用制御へと切り替えるステップと、前記ＬＥＤを断続的に発光させた際に、この断続的な発光が残像現象により連続的な発光として視認される周波数の矩形波に変調するための昼用矩形波の周波数と第１のデューティー比並びに夜用矩形波の周波数と前記第１のデューテー比よりも比率の小さい第２のデューテー比とを記憶手段から読み込むステップと、前記非常用電源から前記ＬＥＤに電力を供給するオン状態と、前記ＬＥＤへの給電を停止するオフ状態とを前記矩形波に基づいて電力供給状態切り替え手段で切り替えるステップとを設け、かつ前記電力供給状態切り替えステップは、昼には第１のデューティー比を有する前記昼用矩形波に基づいて前記オン状態と前記オフ状態とを切り替え、夜には前記第１のデューティー比よりも比率の小さい第２のデューティー比を有する前記夜用矩形波に基づいて前記オン状態と前記オフ状態とを切り替えるようにしている。

したがって、ＬＥＤによる断続的な発光は残像現象により視覚的には連続的な発光として視認され、連続発光の場合と同様に交通規制用灯器から交通規制に関する情報を的確に読み取ることができる。しかも、ＬＥＤに供給される電力が断続的になるため消費電力を大幅に抑えることができる。

以上のように、請求項１記載の交通規制用灯器の制御システム、請求項２記載の交通規制用灯器の制御方法によれば、断続的な発光を残像現象により視覚的には連続的な発光として視認可能にし、交通規制用灯器としての機能を損なわずにＬＥＤでの消費電力を大幅に抑えることができるので、ＬＥＤを用いた交通規制用灯器の省エネルギー効果をさらに高めることができる。
また、オン状態の時間を昼間よりも夜間の方を短くすることで夜間のＬＥＤの発光量を昼間のときよりも低減させることができるので、効率的な省エネルギー化を図ることができる。
また、消費電力が少なくて済むので長時間に及ぶ電力の確保に寄与することができる。これにより、仮に大震災などが起こり、非常用電源を用いなければならなくなったとき、停電状態が長引いたとしても復旧作業が終了するまでの間、例えば７時間程度の電力供給が可能となる。また、消費電力が少なくて済むので、非常用電源を用いる場合にはそれを小型化することができる。これにより、非常用電源の設置スペースも小さくて済むので、歩行者や乗り物の往来を妨げることなく、非常時の給電に備えることができる。また、非常用電源の小型化に伴ってそれを収容する収容箱も小型化することができるので、コストの削減を図ることができる。さらに、非常用電源や収容箱の取り付け、取り外し作業やメンテナンスなども容易に行なうことができる。
また、停電事故が起こった際にＬＥＤに対して迅速に電力を供給することができるので、空白時間がなく、交通の安全を確保することができる。
さらに、通常時と非常時とで別々の制御手段によりＬＥＤを制御するようにしたので、通常時のＬＥＤの制御と非常時のＬＥＤの制御とを１つの制御手段で処理する場合に比べて、各制御手段にかかる負荷を軽減することができ、これにより非常時の消費電力を抑えることができる。したがって、消費電力が少なくて済むので、制御手段を小型化することができる。また、非常用電源を用いる場合には、長時間に及ぶ電力の確保に寄与することができ、さらには、非常用電源の小型化にも寄与することができる。

以下、本発明の構成を図面に示す最良の形態に基づいて詳細に説明する。

図１〜６に本発明の交通規制用灯器の制御システム及び方法の第１の実施形態を示す。本発明を適用した交通規制用灯器の制御システム１（以下、「制御システム１」と称する）は、ＬＥＤ５ａ、６ａ、７ａを発光させて交通規制を行なうものであり、ＬＥＤを断続的に発光させた際に、この断続的な発光が残像現象により連続的な発光として視認される周波数の矩形波を記憶した記憶手段としてのメモリ２３と、ＬＥＤに電力を供給するオン状態と、ＬＥＤへの給電を停止するオフ状態とを矩形波に基づいて切り替える電力供給状態切り替え手段としての出力制御回路２２とを設けたものである。

図１に示すように、制御システム１は、交通規制用灯器３並びに制御装置４を支持する柱体２、この柱体２の上部に設置されている交通規制用灯器３、及び設置されている制御装置４とを備えている。

交通規制用灯器３は、青色のＬＥＤ５ａ（図２参照）がマトリクス状に配置された青信号５と、黄色のＬＥＤ６ａ（図２参照）がマトリクス状に配置された黄信号６と、赤色のＬＥＤ７ａ（図２参照）がマトリクス状に配置された赤信号７と、青信号５、黄信号６、及び赤信号７が収容される筐体８とを備えている。筐体８は柱体２の上部に固定バンド９で強固に固定されている。青信号５、黄信号６、及び赤信号７は、交通信号制御装置１３（図２参照）から入力される電気信号に従って点灯する。

図２に示すように、青信号５は、約２００個の青色のＬＥＤ５ａを備えている。通常時、商用電源１０がＬＥＤ５ａに電力を供給し、これによりＬＥＤ５ａが発光する。これと同様に、黄信号６及び赤信号７も約２００個の黄色のＬＥＤ６ａ及び赤色のＬＥＤ７ａを備えており、これらのＬＥＤに対しても商用電源１０が電力を供給している。

図３に示すように、交通信号制御装置１３は、交通規制用灯器３の青信号５、黄信号６、及び赤信号７を遠隔操作するものである。交通信号制御装置１３は、管制センター（図示省略）に設置されており、制御基板２９を介して交通規制用灯器３の青信号５、黄信号６、及び赤信号７の点灯表示、すなわちＬＥＤ５ａ、６ａ、７ａに対する商用電源１０の電力供給を制御する。

リレー回路１１と交通信号装置１３との間には制御基板２９が設けられている。この制御基板２９は、通常時にＬＥＤ５ａ、６ａ、７ａを制御する通常時用制御手段として機能するものであり、交通信号制御装置１３との間で通信を行なう。そして、交通信号制御装置１３からの命令に従って青、黄、赤信号５〜７の点灯を制御する。

制御装置４（図１参照）は、ＬＥＤ５ａ、６ａ、７ａに対して非常用電源１４の電力を予め定められた供給パターンに従って供給するものであり、リレー回路１１、１２、非常用電源１４、制御基板１５、及び筐体１６（図１参照）から構成されている。筐体１６は、リレー回路１１、１２、非常用電源１４及び制御基板１５、２９が収容された状態で柱体２の途中部に固定バンド１７で強固に固定されている。

非常用電源１４としては、例えば、燃料電池や充電式電池などを用いれば良い。燃料電池を用いる場合、例えば、酸素が封入されたボンベと、水素が封入されたボンベと、電解液が溜められたタンクとを筐体１６の中に設置しておく。また、化学反応によって生じた水を外部に排出する排出管をタンクに設け、これの排出口を筐体１６を介して屋外に突出させておく。そして、通常時から非常時に移行したことを契機に、例えばソレノイドなどの駆動手段によって各ボンベのバルブを開き、酸素と水素を電解液に注入し、化学反応を起こさせることで電力を発生させる。また、ニッカドカドミウム電池などの充電式電池を用いる場合、これを筐体１６に収容しておく。そして、通常時は商用電源１０により充電しておき、通常時から非常時に移行したことを契機に放電させる。このように非常用電源１４の形態は適宜に決定すれば良い。

リレー回路１１、１２は、商用電源１０からＬＥＤ５ａ、６ａ、７ａへの給電が途切れたことを契機に商用電源１０から非常用電源１４に切り替える電源切り替え手段と、商用電源１０からＬＥＤ５ａ、６ａ、７ａへの給電が途切れたことを契機に制御基板２９による制御から制御基板１５による制御に切り替える制御切り替え手段として機能するものである。リレー回路１１は、所謂自己保持型のリレー回路であり、電磁コイル（図示省略）と、交通規制用灯器３を交通信号制御装置１３または後述する出力制御回路２２に選択的に接続するスイッチ（図示省略）とを備えている。通常時は電磁コイルの励磁作用により交通規制用灯器３が交通信号制御装置１３に電気的に接続されている。停電事故などにより商用電源１０からの給電が途切れると、励磁状態が解除され、これにより交通規制用灯器３と交通信号制御装置１３との接続状態が解除され、交通規制用灯器３が出力制御回路２２に接続される。

他方、リレー回路１２も所謂自己保持型のリレー回路であり、電磁コイル（図示省略）と、非常用電源１４と制御基板１５とを電気的に接続するスイッチ（図示省略）とを備えている。通常時、電磁コイルは商用電源１０から受電しており、スイッチは電磁コイルの励磁作用によりオフ状態となっている。停電事故などにより商用電源１０からの給電が途切れると、励磁状態が解除され、非常用電源１４と制御基板１５とが電気的に接続される。これにより非常用電源１４が制御基板１５に電力を供給することとなる。制御基板１５の各部は非常用電源１４からの電力を受けて作動する。

以上のように、電事故が起こると、リレー回路１１、１２によって商用電源１０がＬＥＤに対して電力を供給する系統から非常用電源１４がＬＥＤに対して電力を供給する系統へと移行する。また、電事故が起こると、リレー回路１１、１２によって制御基板２９がＬＥＤ５ａ、６ａ、７ａを制御する系統から制御基板１５がＬＥＤ５ａ、６ａ、７ａを制御する系統へと切り替えられる。

制御基板１５は、非常時にＬＥＤ５ａ、６ａ、７ａを制御する非常時用制御手段として機能するものであり、定周期制御回路１８、パルス変調回路１９、ＲＴＣ（リアルタイムクロック）２０、インバータ２１、及び出力制御回路２２を備えている。定周期制御回路１８は、青信号５、黄信号６、及び赤信号７のそれぞれを予め定められた時間帯（図４のＴ（ｓ））点灯表示させるための矩形波を一定の周期で発生させるための回路である。定周期制御回路１８のメモリ（図示省略）には、各信号機を点灯させるタイミングと各信号機の点灯表示を実行する時間帯とを示すプログラムが記憶されている。このプログラムとは、例えば、青信号５、黄信号６、及び赤信号７を順次に２０秒間、５秒間、２４秒間点灯表示させ、この処理を繰り返すといったものであり、定周期制御回路１８は、上記のプログラムに対応した電気信号をパルス変調回路１９に入力する。この電気信号はパルス変調回路１９において上記の予め定められた時間帯を示すパルス幅を有する矩形波（以下、「基準矩形波」と称する）として認識される（図４（ａ）参照）。なお、上記のプログラムは、交通規制用灯器３の近辺に設置されている交通規制用灯器の各信号機の点灯表示との兼ね合いを考慮して作成されている。

パルス変調回路１９は、定周期制御回路１８から入力された基準矩形波を昼用矩形波プログラム２４または夜用矩形波プログラム２５に基づいて変調するものである。パルス変調回路１９のメモリ２３には、定周期制御回路１８から入力された基準矩形波を昼用の矩形波（図４（ｂ）参照）に変調するための昼用矩形波プログラム２４と、夜用の矩形波（図４（ｃ）参照）に変調するための夜用矩形波プログラム２５とが記憶されている。また、パルス変調回路１９には例えばＲＴＣ２０が接続されており、パルス変調回路１９はＲＴＣ２０から入力される現在の時刻を示す信号に基づいて昼用矩形波プログラム２４または夜用矩形波プログラム２５を選択する。

昼用矩形波プログラム２４の内容は、定周期制御回路１８から入力された基準矩形波を２ｋＨｚの周波数でデューティー比が１：３の矩形波（以下、「昼用矩形波」と称する）に変調するといったものであり、夜用矩形波プログラム２５の内容は、基準矩形波を２ｋＨｚの周波数でデューティー比が１：５の矩形波（以下、「夜用矩形波」と称する）に変調するといったものである。

パルス変調回路１９は、定周期制御回路１８から電気信号が入力されたことを契機に、ＲＴＣ２０から現在の時刻を取得する。そして、その時刻が昼を示す時刻であった場合、メモリ２３から昼用矩形波プログラム２４を読み出し、このプログラムに従って基準矩形波を昼用矩形波に変調した後、その昼用矩形波を示す電気信号を出力制御回路２２に入力する。他方、ＲＴＣ２０から取得した時刻が夜を示す時刻であった場合、メモリ２３から夜用矩形波プログラム２５を読み出し、このプログラムに従って基準矩形波を夜用矩形波に変調した後、その夜用矩形波を示す電気信号を出力制御回路２２に入力する。なお、本実施形態では、上記の「昼を示す時刻」とは、ＡＭ７時以降ＰＭ７時迄の時間帯に属する時刻を示し、上記の「夜を示す時刻」とは、ＰＭ７時以降ＡＭ７時迄の時間帯に属する時刻を示す。

非常用電源１４は、定周期制御回路１８及びインバータ２１に接続されており、制御基板１５の各部に電力を供給するとともに、制御基板１５及びリレー回路１１を介してＬＥＤ５ａ、６ａ、７ａに電力を供給する。

非常用電源１４の電力は、その電圧がインバータ２１で１２Ｖから１００Ｖに昇圧され、ダイオード２６を介して出力制御回路２２に供給される。

出力制御回路２２は、非常用電源１４からＬＥＤ５ａ、６ａ、７ａのいずれかに対して電力を供給するオン状態と、その給電を停止するオフ状態とをパルス変調回路１９から入力された電気信号に基づいて切り替えるものである。出力制御回路２２にはスイッチ２２ａ、２２ｂ、２２ｃが設けられている。スイッチ２２ａは、ＬＥＤ５ａと非常用電源１４とを電気的に接続するものであり、スイッチ２２ｂは、ＬＥＤ６ａと非常用電源１４とを電気的に接続するものであり、スイッチ２２ｃは、ＬＥＤ７ａと非常用電源１４とを電気的に接続するものである。これらのスイッチは、通常、オフ状態となっており、出力制御回路２２の命令信号に従ってオン、オフを切り替える。この切り替え動作は、例えば、自己保持型のリレーによって実現される。スイッチ２２ａをオンすると、非常用電源１４の電力がＬＥＤ５ａに供給可能となる。他方、スイッチ２２ａをオフすると、非常用電源１４の電力がＬＥＤ５ａに供給不能となる。スイッチ２２ｂ、２２ｃについても同様にして、スイッチのオン、オフの切り替え動作によってＬＥＤ６ａ、７ａへの給電状態が制御される。

昼用矩形波がパルス変調回路１９から出力制御回路２２に入力された場合、出力制御回路２２は、昼用矩形波の周波数とデューティー比とに基づいてスイッチ２２ａを開閉させる。つまり、「昼用矩形波の周波数に基づいてスイッチ２２ａを開閉させる」とは、昼用矩形波の周波数が２ｋＨｚであることから、スイッチ２２ａを１秒間に２０００回開閉させることを示し、「昼用矩形波のデューティー比に基づいてスイッチ２２ａを開閉させる」とは、（スイッチ２２ａのオン状態の時間）：（スイッチ２２ａのオフ状態の時間）＝１：３となるようにスイッチ２２ａを開閉させることを示す。ＬＥＤ６ａ、７ａを発光させることを示す昼用矩形波がパルス変調回路１９から出力制御回路２２に入力された場合も上記と同様にして、スイッチ２２ｂ、２２ｃを制御する。

夜用矩形波がパルス変調回路１９から出力制御回路２２に入力された場合、出力制御回路２２は、夜用矩形波の周波数とデューティー比とに基づいてスイッチ２２ａを開閉させる。つまり、つまり、「夜用矩形波の周波数に基づいてスイッチ２２ａを開閉させる」とは、夜用矩形波の周波数が２ｋＨｚであることから、スイッチ２２ａを１秒間に２０００回開閉させることを示し、「夜用矩形波のデューティー比に基づいてスイッチ２２ａを開閉させる」とは、（スイッチ２２ａのオン状態の時間）：（スイッチ２２ａのオフ状態の時間）＝１：５となるようにスイッチ２２ａを開閉させることを示す。ＬＥＤ６ａ、７ａを発光させることを示す夜用矩形波がパルス変調回路１９から出力制御回路２２に入力された場合も上記と同様にして、スイッチ２２ｂ、２２ｃを制御する。

このように出力制御回路２２は、昼には、第１のデューティー比を有する矩形波、つまり、昼用矩形波に基づいてスイッチ２２ａ、２２ｂ、２２ｃのオン、オフ動作を実行し、夜には、第２のデューティー比を有する矩形波、つまり、夜用矩形波に基づいてスイッチ２２ａ、２２ｂ、２２ｃのオン、オフ動作を実行する電力供給状態切り替え手段として機能する。

出力制御回路２２は、夜用矩形波が入力された場合、ＬＥＤ５ａに供給する電力を昼のときの約２／３となるように非常用電源１４の電力の出力レベルを制御する（図４（ｃ）参照）。ＬＥＤ６ａ、７ａを発光させることを示す夜用矩形波がパルス変調回路１９から出力制御回路２２に入力された場合も上記と同様にして非常用電源１４から供給される電力を制御する。

このように出力制御回路２２は、ＬＥＤ５ａ、６ａ、７ａへの給電量を昼のときよりも夜になったときに小さくする給電量調節手段として機能する。なお、本実施形態では、夜用矩形波が入力された場合、ＬＥＤ５ａ、６ａ、７ａに供給する電力を昼のときの約２／３としたが、夜用矩形波が入力された場合にＬＥＤ５ａ、６ａ、７ａに供給する電力は、昼のときよりも小さく、且つ、交通規制用灯器としての機能を十分に発揮できる程度の発光量を得ることができれば良く、適宜に設定すれば良い。

上記のようにしてスイッチ２２ａ、２２ｂ、２２ｃの開閉動作を制御することによりＬＥＤ５ａ、６ａ、７ａには断続的に電力が供給される。ＬＥＤ５ａ、６ａ、７ａに対して断続的に電力が供給されると、ＬＥＤ５ａ、６ａ、７ａは、２ｋＨｚの周波数に基づいて高速で点滅することとなる。しかし、その断続的な発光は残像現象により連続的な発光として視認される。

以下、図５及び図６のフローチャートに従って制御システム１の処理の流れについて説明する。通常時、商用電源１０がＬＥＤ５ａ、６ａ、７ａに電力を供給する（Ｓ１）。停電事故が起こったことをリレー回路１１、１２が識別すると（Ｓ２）、商用電源１０から非常用電源１４に切り替わり（Ｓ３）、停電事故が起こっていない場合、商用電源１０による電力供給が続行される（Ｓ１）。定周期制御回路１８が基準矩形波を発生させ、それをパルス変調回路１９に入力する（Ｓ４）。パルス変調回路１９がＲＴＣ２０から現在の時刻を取得する（Ｓ５）。その時刻が昼を示す時刻であるか、夜を示す時刻であるかを識別し、その時刻が昼を示す時刻であれば（Ｓ６）、メモリ２３から昼用矩形波プログラム２４を読み出し（Ｓ７）、夜を示す時刻であれば（Ｓ６）、メモリ２３から夜用矩形波プログラム２５を読み出す（Ｓ９）。基準矩形波を夜用矩形波プログラム２５に基づいて夜用矩形波に変調し、それを出力制御回路２２に入力する（Ｓ１０）。基準矩形波を昼用矩形波プログラム２４に基づいて昼用矩形波に変調し、それを出力制御回路２２に入力する（Ｓ８）。出力制御回路２２は、パルス変調回路１９から入力されたパルスが青信号５を点灯表示させるものであるか否かを識別し、青信号５を点灯表示させるパルスであれば（Ｓ１１）、次いで昼用矩形波であるか否かの識別が行われ（Ｓ１２）、青信号５を点灯表示させるパルスでなければ（Ｓ１１）、次いでパルス変調回路１９から入力されたパルスが黄信号６を点灯表示させるものであるか否かの識別が行われる（Ｓ１５）。

パルス変調回路１９から入力されたパルスが昼用矩形波であれば（Ｓ１２）、出力制御回路２２は、青信号５のＬＥＤ５ａを昼用矩形波の周波数及びデューティ比に基づいて発光させ（Ｓ１３）、パルス変調回路１９から入力されたパルスが夜用矩形波であれば（Ｓ１２）、出力制御回路２２は、青信号５のＬＥＤ５ａを夜用矩形波の周波数及びデューティ比に基づいて発光させるとともに非常用電源１４からＬＥＤ５ａに供給される電力を昼のときの約２／３となるように制御する（Ｓ１４）。

出力制御回路２２は、パルス変調回路１９から入力されたパルスが黄信号６を点灯表示させるものであるか否かを識別し、黄信号７を点灯表示させるパルスであれば（Ｓ１５）、次いでパルス変調回路１９から入力されたパルスが昼用矩形波であるか否かの識別が行われ（Ｓ１６）、赤信号７を点灯表示させるパルスであれば（Ｓ１５）、次いでパルス変調回路１９から入力されたパルスが昼用矩形波であるか否かの識別が行われる（Ｓ１９）。

パルス変調回路１９から入力されたパルスが昼用矩形波であれば（Ｓ１６）、出力制御回路２２は、黄信号６のＬＥＤ６ａを昼用矩形波の周波数及びデューティ比に基づいて発光させ（Ｓ１７）、パルス変調回路１９から入力されたパルスが夜用矩形波であれば（Ｓ１６）、出力制御回路２２は、黄信号６のＬＥＤ６ａを夜用矩形波の周波数及びデューティ比に基づいて発光させるとともに非常用電源１４からＬＥＤ６ａに供給される電力を昼のときの約２／３となるように制御する（Ｓ１８）。

パルス変調回路１９から入力されたパルスが昼用矩形波であれば（Ｓ１９）、出力制御回路２２は、赤信号７のＬＥＤ７ａを昼用矩形波の周波数及びデューティ比に基づいて発光させ（Ｓ２０）、パルス変調回路１９から入力されたパルスが夜用矩形波であれば（Ｓ１９）、出力制御回路２２は、赤信号７のＬＥＤ７ａを夜用矩形波の周波数及びデューティ比に基づいて発光させるとともに非常用電源１４からＬＥＤ７ａに供給される電力を昼のときの約２／３となるように制御する（Ｓ２１）。

次に、本発明を交差点の交通規制用灯器に適用した第２の実施形態について説明する。第１の実施形態と同一の部材については同一の符号を付し、説明は省略する。

図７に示すように、主道路３０には交通規制用灯器３１（以下、「主道路用灯器３１」と称する）が設置されており、主道路３０と交差している従道路３２には交通規制用灯器３３（以下、「従道路用灯器３３」と称する）が設置されている。主道路用灯器３１には、青信号３１ａ（以下、「Ｇ１」と称する）、黄信号３１ｂ（以下、「Ｙ１」と称する）、及び赤信号３１ｃ（以下、「Ｒ１」と称する）が設けられており、従道路用灯器３３には、青信号３３ａ（以下、「Ｇ２」と称する）、黄信号３３ｂ（以下、「Ｙ２」と称する）、及び赤信号３３ｃ（以下、「Ｒ２」と称する）が設けられている。なお、青信号３１ａ、３３ａ、黄信号３１ｂ、３３ｂ、及び赤信号３１ｃ、３３ｃは、第１の実施形態の青信号５、黄信号６、及び赤信号７に対応しており、ＬＥＤ５ａ、６ａ、７ａによって構成されている。

図９に示すように、ＣＰＵ３４は、Ｇ１、Ｙ１、Ｒ１、Ｇ２、Ｙ２、及びＲ２の点灯制御を行なう。ＣＰＵ３４は、ハードディスクなどの大容量記憶手段に格納されたプログラムを実行することによって制御部３５、交差点パターンテーブル選択部３７、昼夜検出部３８、発振回路部３９、点灯回路部４０、及びＧＧ検出部４１として機能する。

制御部３５は、交差点パターンテーブル選択部３７、昼夜検出部３８、発振回路部３９、及びＧＧ検出部４１から入力された信号に応答して点灯回路部４０を制御する。図１０に示すように、制御部３５のメモリ３５ａには、交差点パターンテーブル３６（図８参照）と点滅パターンテーブル（図示省略）が記憶されている。交差点パターンテーブル３６には、Ｇ１、Ｙ１、及びＲ１と、Ｇ２、Ｙ２、及びＲ２との組み合わせ（以下、これを「交差点パターン」と称する）が書き込まれており、例えば、図１０に示すように、Ｇ１、Ｙ１、Ｒ１、Ｇ２、Ｙ２、及びＲ２のいずれを何秒間オンにするかを示すビットパターンが「１０００００」のように書き込まれている。この場合はＧ１がオンで他は全てオフとなる。他方、点滅パターンテーブルには、後述するＧＧ検出部４１によりＧ１及びＧ２の点灯が同時に検出された際に点滅させるＹ１及びＲ２に関するデータ（以下、「点滅パターン」と称する）が書き込まれており、例えば、Ｙ１及びＲ２を点滅させるにあたって、Ｙ１及びＲ２を点灯させる時間を示すビットパターンが書き込まれている。つまり、Ｙ１及びＲ２を点滅させる場合、点灯と消灯が繰り返されるが、この点灯の周期と点灯時間が点滅パターンテーブルによって予め定められている。

このように１周期分の交差点パターンが書き込まれた交差点パターンテーブル３６をメモリ３５ａに予め記憶させておき、カウンター（図示省略）によって交差点パターンのアドレスを１つずつインクリメントしていくことにより点灯を制御する。また、１周期分の点灯の終了を示すアドレスには終了ビットが立てられている。制御部３５は終了ビットを認識して、カウンターをリセットする。これを契機に１周期の開始を示すアドレスに戻る。このようにして１周期がサイクルする。

メモリ３５ａには、交差点パターンテーブル３６とは異なる複数種類の交差点パターンテーブル（図示省略）が設けられている。つまり、Ｇ１、Ｙ１、Ｒ１、Ｇ２、Ｙ２、及びＲ２の１周期分の点灯時間がテーブルごとに異なっている。

交差点パターンテーブル選択部３７は、メモリ３５ａに記憶されている交差点パターンテーブルのいずれかを選択するものである。例えば、交差点パターンテーブル選択部３７は、ＣＰＵ３４に対して電気的に接続されているディップスイッチ（図示省略）の入力操作に基づいて、その入力操作に対応した命令信号を制御部３５に入力する。制御部３５は、交差点パターンテーブル選択部３７から入力された命令信号に対応している交差点パターンテーブルを選択する。制御部３５は、交差点パターンテーブル選択部３７によって選択された交差点パターンテーブルから交差点パターンを読み出す。このように複数の交差点パターンテーブルを準備しておくことで、広い交差点や狭い交差点に適した点灯表示を行なうことができる。

昼夜検出部３８は、屋外の明るさを検出するものであり、例えば、屋外に設置されている光学式センサから入力される信号に基づいて昼夜を識別し、その識別結果を制御部３５に入力する。

発振回路部３９は、制御部３５からの命令に従って矩形波を発生させるものである。例えば、交差点パターンテーブルに書き込まれている交差点パターンに基づいて１周期分の点灯に対応した矩形波を発生させる。また、昼夜検出部３８での識別結果に基づいて昼用矩形波または夜用矩形波を発生させる。つまり、昼には昼用矩形波、夜には夜用矩形波を発生させる。このように発振回路部３９は、ＬＥＤを断続的に発光させた際に、この断続的な発光が残像現象により連続的な発光として視認される周波数の矩形波を記憶した記憶手段として機能する。

制御部３５は、昼用矩形波または夜用矩形波と、交差点パターンに対応した矩形波とをＡＮＤ回路部４２に入力する。ＡＮＤ回路部４２は昼用矩形波または夜用矩形波と、交差点パターンに対応した矩形波とを合成し、その合成した矩形波（以下、これを合成矩形波と称し、特に、昼用矩形波によって合成されたものを「昼用合成矩形波」、夜用矩形波によって合成されたものを「夜用合成矩形波」と称する）を点灯回路部４０に入力する。昼用合成矩形波は、その周波数が２ｋＨｚで、且つ、デューティー比が１：３となり、夜用合成矩形波は、その周波数が２ｋＨｚで、且つ、デューティー比が１：５となる。

点灯回路部４０は、第１の実施形態における出力制御回路２２に相当するものであり、灯器電源部４３から信号機のＬＥＤに対して電力を供給するオン状態と、その給電を停止するオフ状態とをＡＮＤ回路部４２から入力された合成矩形波に基づいて切り替える。また、夜用合成矩形波が入力された場合、ＬＥＤに供給する電力を昼のときの約２／３となるように灯器電源部４３の電力の出力レベルを制御する。このように点灯回路部４０は、ＬＥＤに電力を供給するオン状態と、ＬＥＤへの給電を停止するオフ状態とを矩形波に基づいて切り替える電力供給状態切り替え手段としての機能を有している。また、夜になったとき、ＬＥＤへの給電量を昼のときよりも小さくする給電量調節手段としての機能を有している。

ＧＧ検出部４１は、点灯回路部４０の動作を常時監視しており、点灯回路部４０においてＧ１及びＧ２を点灯させる処理が同時に行われたか否かを識別する。ＧＧ検出部４１は、点灯回路部４０においてＧ１及びＧ２を点灯させる処理が同時に行われた場合、メモリ３５ａの交差点パターンをメモリ３５ａに格納されている点滅パターンに切り替えることを示すパターン切り替え信号を制御部３５に入力するとともにＧ電源供給部４４によるＧ１及びＧ２への給電を停止する。制御部３５は、ＧＧ検出部４１から入力されたパターン切り替え信号に応答して交差点パターンを点滅パターンに切り替える。

灯器電源部４３は、第１の実施形態で説明した非常用電源１４を備えており、点灯回路部４０の命令に従ってＧ１、Ｙ１、Ｒ１、Ｇ２、Ｙ２、及びＲ２に対して給電を行なう。Ｇ電源供給部４４は、ＧＧ検出部４１の命令に従ってＧ１及びＧ２への給電を停止する。これによりＧ１及びＧ２は消灯される。

以下、本実施形態における処理の流れを図１１のフローチャートを参照しながら説明する。

交差点パターンテーブル選択部３７によって選択された交差点パターンテーブルに基づいてＧ１、Ｙ１、Ｒ１、Ｇ２、Ｙ２、及びＲ２を点灯させる時間を決定する（Ｓ１０１）。昼夜検出部の検出結果に基づいてデューティー比を決定する（Ｓ１０２）。交差点パターンテーブル選択部３７によって選択された交差点パターンテーブルに基づいてＧ１、Ｙ１、Ｒ１、Ｇ２、Ｙ２、及びＲ２のサイクルを開始するように設定し、且つ、Ｒ１及びＲ２を点灯させる時間を設定し、且つ、昼夜検出部の検出結果に基づいて決定されたデューティー比に基づいてＬＥＤへの給電をオンにする時間を設定する（Ｓ１０３）。ＬＥＤへの給電をオンにする場合（Ｓ１０４）、ＬＥＤへの給電をデューティー比に基づいて予め定められた時間だけオンにし（Ｓ１０５）、ＬＥＤへの給電をオフにする場合（Ｓ１０４）、ＬＥＤへの給電をオフにする（Ｓ１０８）。

ＬＥＤへの給電をオンにする時間が終了した場合（Ｓ１０６）、デューティー比に基づいてＬＥＤへの給電をオフにする時間を設定し（Ｓ１０７）、ＬＥＤへの給電をオンにする時間が終了していない場合はＬＥＤへの給電をオンにする処理を続ける（Ｓ１０６）。

ＬＥＤへの給電をオフにする時間が終了した場合（Ｓ１０９）、デューティー比に基づいてＬＥＤへの給電をオンにする時間を設定し（Ｓ１１０）、ＬＥＤへの給電をオフにする時間が終了していない場合はＬＥＤへの給電をオフにする処理を続ける（Ｓ１０９）。

ＧＧ検出部４１での検出結果を制御部３５に入力する（Ｓ１１１）。Ｇ１及びＧ２を点灯させる処理が同時に実行された場合（Ｓ１１２）、Ｇ１及びＧ２への給電を停止するとともに、点滅パターンに基づいて点滅表示を行ない（Ｓ１１３）、Ｇ１及びＧ２を点灯させる処理が同時に実行されなかった場合（Ｓ１１２）、サイクルが終了したか否かの識別を行なう（Ｓ１１４）。サイクルが終了した場合は上記の処理をＳ１から開始し、サイクルが終了していない場合にはＳ４に戻る（Ｓ１１４）。

次に、図１１に示すＯＮ制御での処理の流れを図１２及び１３のフローチャートを参照しながら説明する。

Ｒ１及びＲ２を点灯させる時間が設定されている状態で、且つ、Ｒ１及びＲ２を点灯させる時間が残されている場合（Ｓ２０１）、Ｒ１及びＲ２のＬＥＤに対して給電を行ない、Ｒ１及びＲ２を点灯させ（Ｓ２０２）、それ以外の場合（Ｓ２０１）、Ｒ１及びＧ２を点灯させる時間が設定されている状態で、且つ、Ｒ１及びＧ２を点灯させる時間が残されているか否かの識別を行なう（Ｓ２０６）。

Ｒ１及びＲ２を点灯させる時間から１ずつ減算していく（Ｓ２０３）。Ｒ１及びＲ２を点灯させる時間が残されている場合（Ｓ２０４）、Ｒ１及びＧ２を点灯させる時間が設定されている状態で、且つ、Ｒ１及びＧ２を点灯させる時間が残されているか否かの識別を行ない（Ｓ２０６）、Ｒ１及びＲ２を点灯させる時間が残されていない場合（Ｓ２０４）、交差点パターンに基づいてＲ１及びＧ２を点灯させる時間を設定する（Ｓ２０５）。

Ｒ１及びＧ２を点灯させる時間が設定されている状態で、且つ、Ｒ１及びＧ２を点灯させる時間が残されている場合（Ｓ２０６）、Ｒ１及びＧ２のＬＥＤに対して給電を行ない、Ｒ１及びＧ２を点灯させ（Ｓ２０７）、それ以外の場合（Ｓ２０６）、Ｒ１及びＹ２を点灯させる時間が設定されている状態で、且つ、Ｒ１及びＹ２を点灯させる時間が残されているか否かの識別を行なう（Ｓ２１１）。

Ｒ１及びＧ２を点灯させる時間から１ずつ減算していく（Ｓ２０８）。Ｒ１及びＧ２を点灯させる時間が残されている場合（Ｓ２０９）、Ｒ１及びＹ２を点灯させる時間が設定されている状態で、且つ、Ｒ１及びＹ２を点灯させる時間が残されているか否かの識別を行ない（Ｓ２１１）、Ｒ１及びＧ２を点灯させる時間が残されていない場合（Ｓ２０９）、交差点パターンに基づいてＲ１及びＹ２を点灯させる時間を設定する（Ｓ２１０）。

Ｒ１及びＹ２を点灯させる時間が設定されている状態で、且つ、Ｒ１及びＹ２を点灯させる時間が残されている場合（Ｓ２１１）、Ｒ１及びＹ２のＬＥＤに対して給電を行ない、Ｒ１及びＹ２を点灯させ（Ｓ２１２）、それ以外の場合（Ｓ２１１）、Ｒ１及びＲ２を点灯させる時間が設定されている状態で、且つ、Ｒ１及びＲ２を点灯させる時間が残されているか否かの識別を行なう（Ｓ２１６）。

Ｒ１及びＹ２を点灯させる時間から１ずつ減算していく（Ｓ２１３）。Ｒ１及びＹ２を点灯させる時間が残されている場合（Ｓ２１４）、Ｒ１及びＲ２を点灯させる時間が設定されている状態で、且つ、Ｒ１及びＲ２を点灯させる時間が残されているか否かの識別を行ない（Ｓ２１６）、Ｒ１及びＹ２を点灯させる時間が残されていない場合（Ｓ２１４）、交差点パターンに基づいてＲ１及びＲ２を点灯させる時間を設定する（Ｓ２１５）。

Ｒ１及びＲ２を点灯させる時間が設定されている状態で、且つ、Ｒ１及びＲ２を点灯させる時間が残されている場合（Ｓ２１６）、Ｒ１及びＲ２のＬＥＤに対して給電を行ない、Ｒ１及びＲ２を点灯させ（Ｓ２１７）、それ以外の場合（Ｓ２１６）、Ｇ１及びＲ２を点灯させる時間が設定されている状態で、且つ、Ｇ１及びＲ２を点灯させる時間が残されているか否かの識別を行なう（Ｓ２２１）。

Ｒ１及びＲ２を点灯させる時間から１ずつ減算していく（Ｓ２１８）。Ｒ１及びＲ２を点灯させる時間が残されている場合（Ｓ２１９）、Ｇ１及びＲ２を点灯させる時間が設定されている状態で、且つ、Ｇ１及びＲ２を点灯させる時間が残されているか否かの識別を行ない（Ｓ２２１）、Ｒ１及びＲ２を点灯させる時間が残されていない場合（Ｓ２１９）、交差点パターンに基づいてＧ１及びＲ２を点灯させる時間を設定する（Ｓ２２０）。

Ｇ１及びＲ２を点灯させる時間が設定されている状態で、且つ、Ｇ１及びＲ２を点灯させる時間が残されている場合（Ｓ２２１）、Ｇ１及びＲ２のＬＥＤに対して給電を行ない、Ｇ１及びＲ２を点灯させ（Ｓ２２２）、それ以外の場合（Ｓ２２１）、Ｙ１及びＲ２を点灯させる時間が設定されている状態で、且つ、Ｙ１及びＲ２を点灯させる時間が残されているか否かの識別を行なう（Ｓ２２６）。

Ｇ１及びＲ２を点灯させる時間から１ずつ減算していく（Ｓ２２３）。Ｇ１及びＲ２を点灯させる時間が残されている場合（Ｓ２２４）、Ｙ１及びＲ２を点灯させる時間が設定されている状態で、且つ、Ｙ１及びＲ２を点灯させる時間が残されているか否かの識別を行い（Ｓ２２６）、交差点パターンに基づいてＹ１及びＲ２を点灯させる時間を設定する（Ｓ２２５）。

Ｙ１及びＲ２を点灯させる時間が設定されている状態で、且つ、Ｙ１及びＲ２を点灯させる時間が残されている場合（Ｓ２２６）、Ｙ１及びＲ２のＬＥＤに対して給電を行ない、Ｙ１及びＲ２を点灯させ（Ｓ２２７）、それ以外の場合、処理を終了する。

Ｙ１及びＲ２を点灯させる時間から１ずつ減算していく（Ｓ２２８）。Ｙ１及びＲ２を点灯させる時間が残されている場合（Ｓ２２９）、処理を終了し、Ｙ１及びＲ２を点灯させる時間が残されていない場合（Ｓ２２９）、サイクルを終了させることを示す設定を行なう（Ｓ３０）。

次に、図１１に示す点滅制御での処理の流れを図１４のフローチャートを参照しながら説明する。

メモリ３５ａに記憶されている点滅パターンテーブルに基づいてＹ１を点灯させる時間を設定する（Ｓ３０１）。デューティー比に基づいてＹ１のＬＥＤへの給電をオンにする時間を設定する（Ｓ３０２）。ＬＥＤへの給電をオンにする場合（Ｓ３０３）、Ｙ１を点灯させる時間が設定されている状態で、且つ、Ｙ１を点灯させる時間が残されているか否かの識別を行い、ＬＥＤへの給電をオフにする場合（Ｓ３０３）、ＬＥＤへの給電をオフにする（Ｓ３１６）。

Ｙ１を点灯させる時間が設定されている状態で、且つ、Ｙ１を点灯させる時間が残されている場合（Ｓ３０４）、Ｙ１のＬＥＤに対して給電を行なってＹ１を点灯させ（Ｓ３０５）、それ以外の場合、Ｒ２を点灯させる時間が設定されている状態で、且つ、Ｒ２を点灯させる時間が残されているか否かの識別を行なう（Ｓ３０９）。

Ｙ１を点灯させる時間から１ずつ減算していく（Ｓ３０６）。Ｙ１を点灯させる時間が残されている場合（Ｓ３０７）、Ｒ２を点灯させる時間が設定されている状態で、且つ、Ｒ２を点灯させる時間が残されているか否かの識別を行い（Ｓ３０９）、Ｙ１を点滅させる時間が残されていない場合（Ｓ３０７）、メモリ３５ａに記憶されている点滅パターンテーブルに基づいてＲ２を点灯させる時間を設定する（Ｓ３０８）。

Ｒ２を点灯させる時間が設定されている状態で、且つ、Ｒ２を点灯させる時間が残されている場合（Ｓ３０９）、Ｒ２のＬＥＤに対して給電を行ない、Ｒ２を点灯させ（Ｓ３１０）、それ以外の場合（Ｓ３０９）、ＬＥＤへの給電をオンにする時間が終了したか否かの識別を行なう（Ｓ３１４）。

Ｒ２を点灯させる時間から１ずつ減算していく（Ｓ３１１）。Ｒ２を点灯させる時間が残されている場合（Ｓ３１２）、ＬＥＤへの給電をオンにする時間が終了したか否かの識別を行ない（Ｓ３１４）、Ｒ２を点灯させる時間が残されていない場合（Ｓ３１２）、メモリ３５ａに記憶されている点滅パターンテーブルに基づいてＹ１を点灯させる時間を設定する（Ｓ３１３）。

ＬＥＤへの給電をオンにする時間が終了した場合（Ｓ３１４）、デューティー比に基づいてＬＥＤへの給電をオフにする時間を設定し（Ｓ３１５）、ＬＥＤへの給電をオンにする時間が終了していない場合はＬＥＤへの給電をオンにする処理を続ける（Ｓ３１４）。

ＬＥＤへの給電をオフにする時間が終了した場合（Ｓ３１７）、デューティー比に基づいてＬＥＤへの給電をオンにする時間を設定し（Ｓ３１８）、ＬＥＤへの給電をオフにする時間が終了していない場合はＬＥＤへの給電をオフにする処理を続ける（Ｓ３１７）。サイクルを繰り返し実行する場合はＳ３に戻り、サイクルを終了することを示す設定を行なうと処理が終了する（Ｓ３１９）。

なお、本実施形態ではＣＰＵ３４を用いた回路を例に挙げて説明したが、図１１〜１４と同様の処理を図１５に示すハードウェア回路で実現することもできる。以下、図１５を参照しながらハードウェア回路を用いた場合の第３の実施形態を説明するが、上記実施形態と同様の構成部材については同一の符号を付して説明を省略する。

パターンメモリ部５０には点滅パターンテーブルと複数種類の交差点パターンテーブルとが記憶されており、これらの交差点パターンテーブルのうちのいずれか１つを交差点パターンテーブル選択部３７により選択する。その選択された交差点パターンテーブルにおける交差点パターンのアドレスをカウンター回路部５１によって１つずつインクリメントしていくことにより、Ｇ１、Ｙ１、Ｒ１、Ｇ２、Ｙ２、及びＲ２の点灯を制御する。また、１周期の終了を示すアドレスには終了ビットが立てられている。同期リセット部５２は終了ビットを認識して、カウンター回路部５１を初期状態にリセットする。これを契機にカウンター回路部５１は１周期の開始を示すアドレスに戻り、再びアドレスを１つずつインクリメントしていく。このようにして１周期がサイクルする。

ＧＧ検出部４１は、点灯回路部４０においてＧ１及びＧ２を点灯させる処理が同時に行われた場合、パターンメモリ部５０の交差点パターンテーブルをパターンメモリ部５０に格納されている点滅パターンテーブルに切り替える。発振回路部３９は、交差点パターンテーブルに書き込まれている交差点パターンまたは点滅パターンテーブルに書き込まれている点滅パターンに基づいて矩形波を生成し、これをチョッピング制御部５４に入力する。

パルス幅生成部５３は、昼夜検出部３８での検出結果に基づいて、２ｋＨｚの周波数で、且つ、１：３のデューティー比に対応したパルス幅と、２ｋＨｚの周波数で、１：５のデューティー比に対応したパルス幅とのいずれか１つを生成し、その生成したパルス幅に関する信号をチョッピング制御部５４に入力する。

チョッピング制御部５４は、交差点パターンテーブルの交差点パターンまたは点滅パターンテーブルの点滅パターンに基づいて生成された矩形波をパルス幅生成部５３によって生成されたパルス幅に基づいて変調し、点灯回路部４０に入力する。点灯回路部４０はチョッピング制御部５４から入力された矩形波に基づいてＬＥＤに電力を供給するオン状態と、給電を停止するオフ状態とを切り替え、Ｇ１、Ｙ１、Ｒ１、Ｇ２、Ｙ２、及びＲ２の点灯を制御する。これによりＬＥＤは断続的に発光するが、その断続的な発光は残像現象により連続的な発光として視認される。したがって、交通規制用灯器としての機能を十分に発揮しながらも省電力化を図ることができる。

以上のように、パルス幅生成部５３は、ＬＥＤを断続的に発光させた際に、この断続的な発光が残像現象により連続的な発光として視認される周波数の矩形波を記憶した記憶手段として機能する。また、点灯回路部４０及びチョッピング制御部５４は、昼には第１のデューティー比を有する矩形波に基づいてＬＥＤに電力を供給するオン状態とＬＥＤへの給電を停止するオフ状態とを切り替え、夜には第１のデューティー比よりも比率の小さい第２のデューティー比を有する矩形波に基づいて前記オン状態と前記オフ状態とを切り替える電力供給状態切り替え手段として機能する。

以上のように、本発明の制御システム１によれば、２ｋＨｚの周波数に基づいてＬＥＤに対して断続的な電力供給を行なうようにしたので、ＬＥＤでの断続的な発光が残像現象により視覚的には連続的な発光として視認可能となり、交通規制用灯器としての機能を損なわずにＬＥＤでの消費電力を大幅に抑えることができる。

また、周波数のデューティー比を昼用（１：３）と夜用（１：５）とに分けることで夜間のＬＥＤの発光量を昼間のときよりも低減させることができるので、効率的な省エネルギー化を図ることができる。具体的には、表１に示すように、電力をＬＥＤに対して連続的に供給した場合、つまり基準矩形波によりＬＥＤを発行させた場合と、矩形波のデューティー比を１：３にして給電した場合、つまり、昼用矩形波によりＬＥＤを発行させた場合とを比較すると、デューティー比を１：３にして給電したときの消費電力は、電力をＬＥＤに連続的に供給したときの消費電力の約１／３となり、また、非常用電源１４の使用時間も約３倍となる。この計算例から、夜用矩形波による給電を行えば、消費電力は約１／５となり、非常用電源１４の使用時間も約５倍になることが予測できる。

また、夜にはＬＥＤ５ａ、６ａ、７ａへの給電量が昼の約２／３となるように制御されるので、夜における消費電力をより一層効率的に抑えることができる。

また、ＬＥＤでの消費電力を大幅に抑えることができるので、非常時には復旧作業が終了するまでの間のＬＥＤに給電する電力を十分に確保することができる。また、非常用電源１４も小型のものを用いることができるので、交通を妨げることなく、非常時の給電に備えることができる。

また、リレー回路１１、１２により商用電源１０から非常用電源１４に迅速に切り替えることができるので、仮に停電事故が起こったとしてもＬＥＤに対して迅速に電力を供給することができ、これにより停電事故時の交通の安全を確保することができる。

さらに、通常時には制御基板３ａを用いてＬＥＤの点灯を制御し、非常時には制御基板１５を用いてＬＥＤの点灯を制御するようにしたので、従来のように通常時と非常時とを区別せずに１つの制御基板でＬＥＤの点灯を制御する方式に比べて、各制御基板にかかる負荷を軽減することができる。これにより制御基板１５での消費電力を大幅に抑えることができ、非常時における非常用電源１４の電力確保に寄与することができる。また、非常用電源１４の小型化にも寄与することができる。

なお、上述の形態は本発明の好適な形態の一例ではあるがこれに限定されるものではなく本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。例えば上記実施形態では昼用のデューティー比を１：３、夜用のデューティー比を１：５としたが、これに限ることなく、例えば、昼用のデューティー比を１：４、夜用のデューティー比を１：１０としても良く、昼用のデューティー比よりも夜用のデューティー比が小さくなるように設定されていればその比は適宜に変更可能である。

上記実施形態では、昼用矩形波と夜用矩形波とを用いてＬＥＤ５ａ、６ａ、７ａの発光を制御するようにしたが、パルス変調回路１９において複数の時間帯に関して互いに異なるデューティー比を有する矩形波を発生させるようにしても良い。例えば、パルス変調回路１９において、ＡＭ５時以降ＡＭ７時迄の時間帯に対応した早朝用矩形波、ＡＭ８時以降ＡＭ１１時迄の時間帯に対応した朝用矩形波、ＡＭ１１時以降ＰＭ３時迄の時間帯に対応した昼用矩形波、ＰＭ３時以降ＰＭ７時迄の夕方用矩形波、ＰＭ７時以降ＰＭ１１時迄の夜用矩形波、ＰＭ１１時以降ＡＭ５時迄の深夜用矩形波を発生させる。その際、各時間帯に対応するようにデューティー比を設定する。例えば、早朝用矩形波のデューティー比を１：４、朝用矩形波のデューティー比を１：３、昼用矩形波のデューティー比を１：２、夕方用矩形波のデューティー比を１：３、夜用矩形波のデューティー比を１：５、深夜用矩形波のデューティー比を１：６とする。また、この場合、ＬＥＤへの電力の出力レベルが、昼の時間帯に対応している矩形波（例えば、早朝用矩形波、朝用矩形波、昼用矩形波、及び夕方用矩形波）と夜の時間帯に対応している矩形波（例えば、夜用矩形波及び深夜用矩形波）とで異なるように設定することが好ましい。つまり、夜間における電力の出力レベルが昼間のときよりも小さくなるように設定する。

上記実施形態では、ＲＴＣ２０を用いて昼夜を識別し、時間帯（昼と夜）に対応して矩形波のデューティー比を変えたが、これに限ることなく、光学式センサを用いて昼夜を識別し、この識別結果に応じてデューティー比を変えるようにしても良い。具体的には、屋外の明るさを光学式センサで検知し、その明るさを示す値が予め定められた閾値を超えたときにデューティー比を変更する。このようにデューティー比を変更する契機は適宜に変更可能である。

上記実施形態では、リレー回路１１、１２を用いて電力供給系を切り替えたが、これに限ることなく、ソレノイドで駆動するスイッチなどの別の手段を用いて電力供給系を切り替えるようにしても良い。

上記実施形態では、昼用矩形波及び夜用矩形波の周波数を２ｋＨｚとしたが、これに限ることなく、残像現象により断続的な発光が連続的な発光として視認することができるだけの周波数であれば良く、適宜に変更可能である。例えば、少なくとも１００Ｈｚ程度の周波数でも連続的な発光として視認することができる。

上記実施形態では、リレー回路１１、１２によって商用電源１０から非常用電源１４に切り替えられた後、すぐに青信号５、黄信号６、及び赤信号７のいずれかを点灯表示させるようにしたが、リレー回路１１、１２によって商用電源１０から非常用電源１４に切り替えられたことを契機に、先ず、黄信号６を予め定められた時間（例えば、１５秒程度）点滅させ、その後に青信号５、黄信号６、及び赤信号７による点灯表示を実行すると良い。これにより交通の安全をより一層確実に図ることができる。

上記実施形態では、青信号５、黄信号６、及び赤信号７からなる交通規制用灯器３を用いたが、本発明は、ＬＥＤを用いた灯器であればどのようなものであっても適用することができる。例えば、横断歩道付近に設置されている青信号と赤信号とからなる歩行者用信号機やＬＥＤを用いて道路の渋滞情報などを表示する情報表示装置に対しても適用することができる。

上記実施形態では、非常時の省電力化に寄与する例を示したが、本発明は、通常時においても適用することができる。つまり、商用電源１０による電力供給が行なわれている場合であっても本発明を適用することにより省電力化を図ることができる。

本発明の交通規制用灯器の制御システムの外観を示す正面図である。青信号の要部を示す回路図である。第１の実施形態における交通規制用灯器の制御システムの電気的構成の要部を示す機能ブロック図である。（ａ）は基準矩形波のオン状態とオフ状態とを示すタイミングチャートであり、（ｂ）は昼用矩形波のオン状態とオフ状態とを示すタイミングチャートであり、（ｃ）は夜用矩形波のオン状態とオフ状態とを示すタイミングチャートである。制御システムの処理の流れを示すフローチャートである。図５に示すフローチャートの続きである。交差点に設置されている主道路用灯器及び従道路用灯器を示す概略平面図である。交差点パターンテーブルを示す図である。第２の実施形態における交通規制用灯器の制御システムの電気的構成の要部を示す機能ブロック図である。メモリに記憶されている交差点パターンテーブルを示す図である。制御システムの処理の流れを示すフローチャートである。ＬＥＤに対して給電を行なうときの処理の流れを示すフローチャートである。図１２に示すフローチャートの続きである。点滅制御における処理の流れを示すフローチャートである。第３の実施形態における交通規制用灯器の制御システムの電気的構成の要部を示す機能ブロック図である。

符号の説明

１制御システム
３交通規制用灯器
４制御装置
５，３１ａ，３３ａ青信号
５ａ，６ａ，７ａＬＥＤ
６，３１ｂ，３３ｂ黄信号
７，３１ｃ，３３ｃ赤信号
１０商用電源
１１，１２リレー回路
１４非常用電源
１５，２９制御基板
１８定周期制御回路
１９パルス変調回路
２０ＲＴＣ
２２出力制御回路
２２ａ〜２２ｃスイッチ
２３メモリ
３１主道路用灯器
３３従道路用灯器
３５制御部
３５ａメモリ
３８昼夜検出部
３９発振回路部
４０点灯回路部
４２ＡＮＤ回路部
５０パターンメモリ部
５３パルス幅生成部
５４チョッピング制御部

Claims

青信号、黄信号及び赤信号の各ＬＥＤの点灯を制御して交通規制を行なう交通規制用灯器の制御システムにおいて、非常時に前記ＬＥＤに電力を供給する非常用電源と、商用電源から前記ＬＥＤへの給電が途切れたことを契機に前記非常用電源に切り替える電源切り替え手段と、通常時にのみ管制センターからの遠隔操作により前記ＬＥＤを制御する通常時用制御手段と、非常時にのみ予め記憶された各信号機を点灯させるタイミングと各信号機の点灯表示する時間帯とを定めた基準矩形波に基づいて前記非常用電源の電力を供給して前記ＬＥＤの点灯を制御する非常時用制御手段と、前記商用電源から前記ＬＥＤへの給電が途切れたことを契機に前記通常時用制御手段による制御から前記非常時用制御手段による制御に切り替える制御切り替え手段とを備え、かつ前記非常時用制御手段は前記ＬＥＤを断続的に発光させた際に、この断続的な発光が残像現象により連続的な発光として視認される周波数の矩形波に変調するための昼用矩形波の周波数と第１のデューティー比並びに夜用矩形波の周波数と前記第１のデューテー比よりも比率の小さい第２のデューテー比とを記憶した記憶手段と、前記ＬＥＤに電力を供給するオン状態と、前記ＬＥＤへの給電を停止するオフ状態とを前記矩形波に基づいて切り替える電力供給状態切り替え手段とを設け、前記電力供給状態切り替え手段は、昼には第１のデューティー比を有する前記昼用矩形波に基づいて前記オン状態と前記オフ状態とを切り替え、夜には前記第１のデューティー比よりも比率の小さい第２のデューティー比を有する前記夜用矩形波に基づいて前記オン状態と前記オフ状態とを切り替えることを特徴とする交通規制用灯器の制御システム。
青信号、黄信号及び赤信号の各ＬＥＤの点灯を制御して交通規制を行なう交通規制用灯器の制御方法において、商用電源から前記ＬＥＤへの給電が途切れたことを契機に前記商用電源から非常用電源に切り替えるステップと、前記非常用電源への切り替えに伴って、管制センターからの遠隔操作により前記ＬＥＤを制御する通常時用制御から、前記非常用電源の電力を供給して予め記憶された各信号機を点灯させるタイミングと各信号機の点灯表示する時間帯とを定めた基準矩形波に基づいて前記ＬＥＤの点灯を制御する非常時用制御へと切り替えるステップと、前記ＬＥＤを断続的に発光させた際に、この断続的な発光が残像現象により連続的な発光として視認される周波数の矩形波に変調するための昼用矩形波の周波数と第１のデューティー比並びに夜用矩形波の周波数と前記第１のデューテー比よりも比率の小さい第２のデューテー比とを記憶手段から読み込むステップと、前記非常用電源から前記ＬＥＤに電力を供給するオン状態と、前記ＬＥＤへの給電を停止するオフ状態とを前記矩形波に基づいて電力供給状態切り替え手段で切り替えるステップとを設け、かつ前記電力供給状態切り替えステップは、昼には第１のデューティー比を有する前記昼用矩形波に基づいて前記オン状態と前記オフ状態とを切り替え、夜には前記第１のデューティー比よりも比率の小さい第２のデューティー比を有する前記夜用矩形波に基づいて前記オン状態と前記オフ状態とを切り替えることを特徴とする交通規制用灯器の制御方法。