JP5228871B2 - 交通信号灯器 - Google Patents
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Description
このような路側通信装置と車載通信装置との間の通信(路車間通信)を無線によって行なう場合、無線通信の見通しを確保する観点から、歩道等に設置した支柱から車道側にアームを張り出し、このアーム上に路側通信装置のアンテナを取り付けている。また、前記アームを設けなくても見通しが確保できる場合、前記支柱に路側通信装置のアンテナを取り付けることができる。
そこで、道路には車両感知器や光ビーコンのヘッド等が設置されているため、これらを取り付けている支柱やアームにアンテナを併設することが考えられる。しかし、この場合においても、煩雑となり、美観の点で好ましくない。
この交通信号灯器によれば、アンテナは、交通信号灯器の光学ユニットに格納されているため、当該アンテナを目立たなくすることができる。さらに、アンテナを光学ユニットに組み込むことで、アンテナ設置用の専用の支柱を不要とできる。
図1は本発明の交通信号灯器の実施の一形態を示す正面図である。図1の交通信号灯器1(以下、単に信号灯器1ともいう)は、道路に設置された車両用である。
信号灯器1の設置構造について説明すると、歩道等の路側に支柱40が設置され、この支柱40から車道側にアーム41が張り出されて設けられており、このアーム41に信号灯器1が取り付けられている。
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、信号灯器1を歩道橋に架設してもよい。また、本発明の信号灯器1は図示しないが、歩行者用であってもよい。
前記支柱40には、制御装置5aが取り付けられていて、この制御装置5aは、信号灯器1の点灯を制御する。なお、制御装置5aは、信号灯器1の筐体3内に設けられていてもよい。
収容空間部Sのうち、LED基板8よりも前方が前空間部S1であり、LED基板8よりも後方が後空間部S2である。なお、反射防止部材10を省略してもよく、この場合、LED基板8は収容部材6に直接取り付けられる。また、この場合、後述のアンテナ4は、スペーサ等を介してLED基板8に取り付けられる。
図3及び図4に示しているアンテナ4はパッチアンテナ4aであり、パッチ素子11とグランド素子12とを有している。すなわち、パッチ素子11とグランド素子12とが、光学ユニット2内に格納されている。
パッチ素子11は、LED基板8から前方へ離れて設けられているが、LED7の前端39(レンズ部7eの前端39:図5参照)よりも後方に位置している。
グランド素子12は、パッチ素子11の後方に設けられている。さらに、グランド素子12は、LED基板8の前方に位置している。
なお、路車間通信での無線通信の領域を限定的としたり確実性を増したりすることを目的として、アンテナ4aをLED基板8に対して上下方向又は左右方向に傾けるようにしてもよい。つまり、アンテナ4aの指向性を調整するために、パッチ素子11及びグランド素子12の一方又は双方を、LED基板8に対して傾けて配置してもよい。
また、図1の制御装置5aから延びるLED7用の電源ケーブル(図示せず)が、収容部材6の底部6aに取り付けた端子部(図示せず)を介して、LED基板8と接続されている。
そこで、図4と図5において、前記反射防止部材10は、光学ユニット2の外部から入射する光(太陽光)がLED基板8及びLED7の少なくとも一方により反射するのを防止する機能を有している。これにより、信号灯器1が見づらくなったり擬似点灯が生じたりするのを防止することができる。また、前記のとおり、この反射防止部材10を用いてパッチ素子11等を支持することによって、部品の兼用による構造の簡素化や、製造コストの低減を図ることができる。
板状部10aは、主にLED基板8に対して太陽光が直接当たることを防止している。反射防止部材10は、黒色の合成樹脂材により形成されるか、少なくとも板状部10aの前面が黒色に塗装され、太陽光の反射が防止されている。板状部10aの外周部を収容部材6の段部6cに嵌合させ、段部6cに形成された図示しない爪を板状部10aに係合することによって、反射防止部材10は収容部材6に固定される。
又は、図示しないが、庇部10hが省略された反射防止部材10であってもよい。この場合、板上部10aの前面とLED7の前端39とを、前後方向にほぼ一致させるのがよい。
図6は、第二の形態のアンテナ4が格納された信号灯器1の光学ユニット2の斜視図であり、図7及び図8は、その正面図及び断面図である。図6のアンテナ4もパッチ素子11とグランド素子12とを有しているパッチアンテナ4bであり、これらパッチ素子11とグランド素子12とが、光学ユニット2内に格納されている。
第二の形態のパッチ素子11は、光学ユニット2内における前後方向の取り付け位置、LED7を挿通させる孔34(図5参照)が形成されていない点、当該パッチ素子11が可視光透過性を有している点で、第一の形態と異なる。これら異なる点を主に説明する。
パッチ素子11は、平面状(平板状)に形成されており、反射防止部材10から前方へ立設されたスペーサ22によって支持され、固定されている。なお、反射防止部材10を省略する場合、パッチ素子11及びグランド素子12はLED基板8に取り付けられる。
そこで、図8の実施形態では、LED基板8の前面8aからLED7の前端39までの距離が小さくても、パッチ素子11をこの前端39よりも前方に配置することで、グランド素子12とパッチ素子11との前後方向の間隔を所望の値に設定しやすくなる。
なお、透明導電体としては、金属薄膜(Au,Ag,Pt,Cu,Rh,Pd,Al,Cr)、酸化物半導体薄膜(In2O3、SnO2、ZnO、CdO、TiO2、CdIn2O4、Cd2SnO4、Zn2SnO4、In2O3−ZnO系)、スピネル形化合物(MgInO4、CaGaO4)、導電性窒化物薄膜(TiN、ZrN、HfN)、導電性ホウ化物薄膜(LaB6)、導電性高分子膜等を採用することができる。この透明導電体は、アンテナ用基板16にスパッタリングや真空蒸着等を行なうことにより得られる。
なお、メッシュ形状は、図9のような四角形状に限らず、三角形状、ハニカム形状とすることができ、また、全体として放射形状(蜘蛛の巣形状)等とすることができる。
また、前記パッチ素子11と同様にグランド素子12にも可視光透過性を備えさせれば、グランド素子12を、LED7の前端39よりも前とすることができる。
図10は、第三の形態のアンテナ4が格納された信号灯器1の光学ユニット2の斜視図であり、図11及び図12は、その正面図及び断面図である。図10のアンテナは、ダイポールアンテナ4cであり、このダイポールアンテナ4cが、光学ユニット2に格納されている。
ダイポール部25は、アンテナ素子25a,25bを有している。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。
そして、ダイポールアンテナ4cに可視光透過性を備えさせるために、第二の形態と同様に、アンテナ用基板16が透明であると共に、一面側及び他面側の前記薄膜導電体は、可視光透過性を有する透明導電体であり、例えば、酸化インジウムスズ(ITO)等からなり、また、透明導電体としては、前記のとおり、金属薄膜や酸化物半導体薄膜等がある。この透明導電体は、アンテナ用基板16にスパッタリングや真空蒸着等を行なうことにより得られる。
又は、一面側及び他面側の前記薄膜導電体は、可視光透過用の微細な開口を有するように、微細なメッシュとしてもよい。メッシュ構造とする場合、前記第二の形態と同様の構成を採用することができる。
また、図11のダイポールアンテナ4cにおいて、短絡部28を省略し、後に説明する第四の形態のアンテナのグランド素子12(図15(a)参照)を設けてもよい。
バルン29は、例えばアンテナ用基板16の後方、さらには、LED基板8の後方に設けられていて、前記同軸ケーブル15aと繋がっている。そして、このバルン34とアンテナ4cとは、2線のリード線24a,24bを介して繋がっている。
図14は、第四の形態のアンテナ4が格納された信号灯器1の光学ユニット2の断面図である。このアンテナは平衡型であり、図示しているものは、平衡二線で給電されるダイポールアンテナ4dである。そして、このダイポールアンテナ4dが、光学ユニット2に格納されている。
アンテナ用基板16の他面側には、ストリップ線路26が設けられていて、このストリップ線路26は、薄膜導電体としてパターン形成された線路からなる。
ダイポール部25、平衡給電線部27a,27b、及びストリップ線路26の材質としては、導電性があり、導電率の高い材料が好ましく、例えば、銅、真鍮などの銅合金、アルミ等による金属箔が好ましく、鉄、ニッケル又はその他の金属箔とすることもできる。
そして、ストリップ線路26、平衡給電線部27a,27b及びグランド素子12によってバルン(平衡不平衡変換部)が構成されている。
さらに、ダイポール部25は、LED7の前端39よりも前方に位置しているため、LED7が障害となることなく所望のアンテナ性能を発揮させることができる。
無線通信の制御を行なう制御装置5b(図1参照)から延びる同軸ケーブル15の外導体15dは板状のグランド素子12に接続されている。グランド素子12から前方に第一導体12aと、第二導体12bとが設けられ、電気的に接続されている。第一導体12aは筒状であり、ダイポール部25のアンテナ素子25aと接続されている。第二導体12bは板状又は棒状であり、ダイポール部25のアンテナ素子25bと接続されている。そして、同軸ケーブル15の中心導体15bが、第二導体12bに接続されている。これにより、同軸ケーブル15、グランド素子12、第一導体12a及び第二導体12bによって、バルンが構成される。
図17は、第五の形態のアンテナ4が格納された信号灯器1の光学ユニット2の正面図である。このアンテナは平衡型であり、図示しているものは、平衡二線で給電される折り返しダイポールアンテナ4eである。そして、この折り返しダイポールアンテナ4eが、光学ユニット2に格納されている。
第三の形態のダイポールアンテナ4dのダイポール部25は(図11)、直線状に展開したアンテナ素子25a,25bを有していて、アンテナ素子25a,25bそれぞれが、λ/4(λ=波長)を有しているのと同様に、図17の折り返しダイポールアンテナ4eのダイポール部25も、両側に展開したλ/4の長さのアンテナ素子25a,25bを有していているが、アンテナ素子25a,25bそれぞれが、中央からλ/4の位置で折り返されていて、ダイポール部25がループ状となっている構造である。
ダイポール部25、平衡給電線部27a,27b及び短絡部28、並びに、ストリップ線路26は、アンテナ用基板16の一面側並びに他面側に薄膜導電体としてパターン形成された線路からなる。
又は、一面側及び他面側の前記薄膜導電体は、可視光透過用の微細な開口を有するように、微細なメッシュとしてもよい。メッシュ構造とする場合、前記第二の形態と同様の構成を採用することができる。
また、図示しないが、図13の形態のダイポールアンテナ4cを、折り返しダイポールアンテナとしてもよく、図15の形態のダイポールアンテナ4dを、折り返しダイポールアンテナとしてもよい。
図18は、第六の形態のアンテナ4が格納された信号灯器1の光学ユニット2の正面図である。このアンテナ4は、バットウイングアンテナ4fである。そして、このバットウイングアンテナ4fが、光学ユニット2に格納されている。
このバットウイングアンテナ4fは、第二の形態と同様に(図8を参考に説明すると)、光学ユニット2のカバー部材9からLED7の前端39までの範囲Bに設けられていて、可視光透過性を有している。バットウイングアンテナ4fは、LED7の前端39よりも前方に設けられているが、可視光透過性を有しているため、LED7による前方への発光(灯光)の妨げになることを防止することができる。
又は、バットウイングアンテナ4fに可視光透過性を備えさせるために、図示しないが、バットウイングアンテナ4fを導線(金属ワイヤ)によってメッシュ構造に構成する。これにより、バットウイングアンテナ4fは、ワイヤ間に可視光透過用の開口を有する。導線は例えば直径を2mmとすることができる。また、この場合、導線自体に構造物としての強度があるので、アンテナ用基板16を不要とできる。
図21は、第七の形態のアンテナ4が格納された信号灯器1の光学ユニット2の正面図である。このアンテナ4は、ループアンテナ4gであり、このループアンテナ4gが、光学ユニット2に格納されている。ループアンテナ4gは、その円周が1波長となるように構成されている。給電方法は、平衡二線によることができる。
そして、ループアンテナ4gの後方に反射板(図示せず)が設けられている。なお、ループアンテナ4gと反射板とは、LED基板8よりも前方に設けられている。
ループアンテナ4gに可視光透過性を備えさせるための構成は、第二の形態と同様であり、ループアンテナ4gは、ガラス等の可視光透過性を有しているアンテナ用基板16(誘電体)を有していて、ループ形状のアンテナ素子25dとして、このアンテナ用基板16の一面側に薄膜導電体として線路をパターン形成している。そして、前記薄膜導電体は可視光透過性を有する透明導電体であり、例えば、酸化インジウムスズ(ITO)等からなり、また、透明導電体としては、前記のとおり、金属薄膜や酸化物半導体薄膜等がある。この透明導電体は、アンテナ用基板16にスパッタリングや真空蒸着等を行なうことにより得られる。
又は、前記薄膜導電体は、可視光透過用の微細な開口を有するように、微細なメッシュとしてもよい。メッシュ構造とする場合、前記第二の形態と同様の構成を採用することができる。
また、図示しないが、光学ユニット2に格納するループアンテナは、図21と図22に示したもの以外に、双ループアンテナであってもよい。
このように、図23に示した矢印式信号灯器、文字情報表示装置53、待ち時間表示部54は、これら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、前記各実施形態と同様に、前記アンテナ4の指向性を信号灯器1の前方とすることにより、前記車両に搭載した車載通信装置(図示せず)との間で、良好な通信状態が得られる。
例えば、本発明の信号灯器1は、車両用以外にも、図23に示しているように、歩行者用の信号灯器55であってもよい。この歩行者用信号灯器55も、車両用と同様に、LEDを有する光学ユニット55aを有していて、この光学ユニット55aにアンテナ4が格納されている。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機以外に、歩行者が携帯している携帯通信端末であってもよい。
すなわち、この道路標識57は、文字(や図等)を示している板状の本体部57aを有していて、この本体部57aに例えばパッチアンテナ4が貼り付けられている。すなわち、パッチアンテナ4の上に、文字(や図等)の表示が形成されている。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、信号灯器1が有する発光体はLED以外に電球であってもよい。
2 光学ユニット
4 アンテナ
4a パッチアンテナ
4b パッチアンテナ
4c ダイポールアンテナ
4d ダイポールアンテナ
4e 折り返しダイポールアンテナ
4f バットウイングアンテナ
4g ループアンテナ
7 発光ダイオード(LED)
9 カバー部材
Claims (2)
- 前方に投光する発光体、前記発光体が前面に実装された基板、及び、可視光透過性を有し前記発光体を前方で覆うカバー部材を有する光学ユニットと、
前記光学ユニットに格納されたアンテナと、を備え、
前記アンテナが有するアンテナ素子は、前記基板に対して上下方向又は左右方向に傾けて前記光学ユニット内に配置されていることを特徴とする交通信号灯器。 - 前記アンテナは、パッチアンテナ、ダイポールアンテナ、折り返しダイポールアンテナ、バットウイングアンテナ及びループアンテナからなる群から選択される少なくとも一つである請求項1に記載の交通信号灯器。
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