JPH08339493A - 交 通 信 号 装 置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 太陽光等強烈光を直接受けた場合であって
も、信号光を確実に目視判断可能とする新規な構造から
なる交通信号装置を提供する。 【構成】 灯箱２と、レンズ６，６，６あるいは１０，
１０，１０からなるレンズ群と、光源７，７，７と、全
反射鏡８，８，８とを備え、各レンズの光源側適所に、
入射光を光源光度以下にまで減衰可能とする入射光緩衝
膜１１および／または１２が設けられた交通信号装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の目的】この発明は、道路等の運行上の危険防止
や交通の円滑化を図るために設置される光学的な信号装
置に関するものであり、特に、太陽光等外部からの強力
な光を受けた場合であっても、表示された信号光の目視
判断が確実になし得るようにする新規な構造からなる交
通信号装置を提供しようとするものである。

【０００２】

【従来技術】複雑化する交通体系の中で、各種車両同士
あるいは車両と歩行者との間の危険を防止したり、交通
の整理、円滑化のために、交通信号装置は、極めて重要
な役割を果たしている。交通信号装置設置の適否につい
ては、自動車などの交通量とその変動状況、事故の発生
率、信号交差点間隔、道路等交通網の形態等々を合わせ
て考慮する必要があり、現在ではそれらを総合勘案した
交通信号機の先進的な制御システムが数多く開発され、
渋滞の防止や、無理な交差点侵入等を防ぐ上で大いに威
力を発揮している。こうした秀れた交通制御システムの
整備が進み、各所で交通信号装置に遭遇する機会が増え
ている多くのドライバーや歩行者側にとって、信号灯の
目視判断が如何に容易且つ正確になし得るものとなるか
は極めて重要な問題である。

【０００３】道路通行に際し、要所要所に設置されてい
る交通信号装置を頼りに移動する最中、ドライバーや歩
行者が不都合や危険を感じる事例について考察してみる
と、先ず最も頻繁に起こり得る事例としては、見通しの
利かない箇所に設置された信号装置、即ち曲線道路の中
途に設置されていたり、木立ちや建物、看板、電信柱等
に遮られる箇所に設置されている信号装置等視界に入り
にくい信号装置に突然遭遇して困惑する場合があり、続
いて、信号装置自体は十分目視できる箇所に設置されて
いるものの、時間帯によって不都合な角度から太陽光が
差し込んでいる信号装置や、夜間工事規制で工事用夜間
照明のような強烈な光が直前で照らし出している信号装
置等で、当該信号装置に用意された緑・黄・赤３色の信
号灯の中の何れかが発光しているにも係わらず、それら
３色の信号灯全てが点灯しているかのように見えてしま
う場合がある。

【０００４】設置箇所の悪い信号装置に起因して発生す
る前者の事例では、その設置箇所を変更するなり、周辺
の障害物を撤去する等、大掛かりな対策を必要とはする
ものの、取り敢えず行政指導を仰ぐ等の手段を講ずるこ
とによって何とか対策のしようもあり、また、それら信
号装置は、ドライバーや歩行者がより注意深く目視を続
け、移動して行く間には必ず見届けることが可能になる
ことから、慌てない限り、事故を起こす可能性はそれ程
高くないといえるが、後者の朝日や夕日を背にする等強
い光を直接レンズ前面から受けてしまっている信号装置
に遭遇した場合には、緑・黄・赤の３色の識別が物理的
に不可能となってしまい、特に交通量が閑散としている
場面等では周辺からの状況判断も利かず、専らドライバ
ーや歩行者自身の判断に委ねられてしまうという状況下
に置かれてしまうことから、その当事者判断を誤って不
幸な事故に巻き込まれてしまう可能性は、極めて高いも
のとなってしまう。

【０００５】強烈な光が直接信号装置に照射されてしま
ったときに発生するこうした現象を、従来の信号装置の
構造を理解しながら検討してみると、凡そ次のようなメ
カニズムが想定される。図４の縦断面図に示した従来の
信号装置１は、灯箱２と、この灯箱２の前面に装着され
た前蓋３および前蓋３の上部に取り付けられたフード４
とを備えており、前蓋３には３色分の３つの円形孔５、
５、５が穿設され、各色のレンズ６、６、６が、所定の
位置の円形孔５、５、５に夫々装着されてなる構造から
成り立っている。

【０００６】レンズ６は、灯箱２の前面に装着された前
蓋３に、夫々の色毎に、例えばガラス又はポリカーボネ
ート等のような硬質で光透過性が高く、着色された素材
からなるものとして用意され、プリズムを構成して主に
斜め下方に光を拡散するように工夫されている。このレ
ンズ６の内側所定距離を置いた位置、即ち灯箱２内に
は、光源としての信号用電球７が設けられ、該信号用電
球７の背後に、回転放物曲面を成して形成された碗状の
全反射鏡８が組み合わされている。

【０００７】信号装置１は、例えば、緑色に点灯する場
合、緑色に対応する信号用電球７が発光し、この光Ｌ
が、信号用電球７の背後に有る全反射鏡８に反射して、
略平行な光に集光されるようにした上、この集光された
光が、先のレンズ６の内側から外側に向けて透過し、レ
ンズ６により斜め下方向に照射されてドライバーや歩行
者側に目視できる状態となり、緑・黄・赤３色の中の何
れが点灯しているかを認識させるようになっている。

【０００８】こうして所定の色に発光するレンズ６に対
し、ドライバーや歩行者が目視する側となる方向のある
角度から強烈な光、例えば太陽光Ｔ等を浴びてしまう
と、その強い光は、光透過率の高い材質からなるレンズ
６を通過した後、信号用電球７背後に組み込まれた全反
射鏡８に達し、そのまま全反射されて恰も信号用電球７
が発光した場合と同様の状態を作り出してしまう。その
結果、緑・黄・赤と３色用に用意されたレンズ６，６，
６全てにおいて、全反射鏡８，８，８からの太陽光Ｔ等
による反射光が、各信号用電球７，７，７からの光のよ
うに同時に作用して外部に向けた同一の発光現象を惹起
してしまうことから、ドライバーや歩行者の殆どの人
に、３つ配列されたレンズ６，６，６が一斉に点灯した
かのように錯覚する見え方となってしまい、交通整理が
なされなければならない交差点等を混乱状態に陥れてし
まう。

【０００９】この現象を回避する手段としては、例え
ば、夫々のレンズ６、６、６の外側表面を擦りガラス状
の光乱反射面に形成するか、反射鏡面に形成し、各レン
ズ６，６，６の表面で強烈光を反射して内部に強烈光が
透過してしまわないようにするか、あるいは太陽光Ｔよ
りも強く発光する信号用電球７，７，７を採用し、全反
射鏡８，８，８からの太陽光Ｔ等による反射光が各レン
ズ６，６，６を通して発光し、外部から着色光となって
目視されたとしても、信号灯としての１灯だけがそれら
よりも強く着色、発光するようにする対策等が考えられ
る。

【００１０】しかし、前者の各レンズ６の表面で太陽光
Ｔを反射してしまう手段による場合には、各レンズ６，
６，６の表面が白昼何時でも白く光ることとなり、信号
灯として着色、発光する１灯との識別性を悪くしてしま
う虞があって、普段の信号灯としての機能に支障を来す
という難点があり、また、後者の信号用電球７の光度を
更に高めるようにする手段では、膨大な台数の信号機全
てに採用するとすれば、その消費電力が極端に増大する
ことになって、維持管理費上に大きな問題を生じてしま
う外、次第に老朽化していく過程で、信号用電球７の光
度は自然に低下していって、結局現況に近い状態に帰し
てしまう可能性があり、その持続効果の点に課題を残す
という難点を抱えていることから、これらの対策では抜
本的な解決策となり得ないことが判明する。

【００１１】そこで、本願発明者は、前記までの課題に
着目し、太陽光Ｔ等の強烈光がレンズ６に直接照射した
場合であっても、レンズ６を透過した光Ｔが全反射鏡８
まで到達しないようにする構造について、鋭意開発、研
究を継続してきた結果、遂に以下で詳述するとおりの新
規な構成からなる交通信号装置の実現化に成功したもの
である。

【００１２】

【発明の構成】この発明の交通信号装置は、その代表的
な実施例として図面と共に後述する幾つかの事例からも
明確に把握されるとおり、基本的に次のような構成から
成り立つものである。即ち、灯箱と、灯箱の前蓋に設け
られた緑・黄・赤３色からなるレンズ群と、これらレン
ズ群の各レンズから所定距離を置き、夫々のレンズに対
応する如くして灯箱内に設けた光源と、灯箱内各光源の
背後から、光源後方側に拡散する光を夫々のレンズ側に
向けて反射する全反射鏡とを備え、各レンズの光源側適
所に、入射光を光源光度以下にまで減衰可能とする入射
光緩衝膜が設けられたことを特徴とする交通信号装置と
するものである。

【００１３】入射光緩衝膜は、アルミ蒸着層や着色透過
性フィルム、偏光フィルム等のような、それ自体では単
独介在性がなく、他の素材に積層状に一体化されて採用
されるか、他の補助部材に枠組みされる等して部品化さ
れるものと、それ自体が一枚板状の素材からなる偏光ガ
ラスのようなものとからなり、レンズを透過してきた光
を一部反射するか吸収する等、入射光に緩衝して全反射
鏡に達する光量を低下させ、全反射鏡に達して反射され
る光が、光源から発せられる光の強さよりも明確に弱め
られたものとなるよう機能する素材から形成されなけれ
ばならならない。

【００１４】この入射光緩衝膜は、灯箱への組込み構造
が、レンズ群と光源との間に規制して配される、後述の
各実施例に代表されるような構造のものに形成されなけ
ればならず、その最も代表的な組込み構造は、実施例１
に対応するような、レンズの光源側内面にアルミ蒸着層
その他、入射光透過率を低減できる薄膜層からなる入射
光緩衝膜を一体形成した構造のものとするか、あるいは
実施例２に対応する、それ自体が独立した部材として灯
箱内に組み込み可能となる板状部材であって、例えば光
吸収性素材が混入成型されたり、あるいは光透過性を制
限するよう分子間構造のものに規制して形成されたガラ
ス板やプラスチックス板、あるいはまた、通常の透明ガ
ラス板やプラスチックス板にアルミ蒸着層その他の入射
光透過率を低減できる薄膜層からなる入射光緩衝膜を積
層、一体化した構造のもの、更には、それらを組み合わ
せた構造のものとする外、特に実施例には示していない
が、入射光緩衝膜がフィルム状の素材からなり、それら
を枠材で支持するようにした構造のもの等も包含してい
る。

【００１５】したがって、この発明を構成する灯箱、レ
ンズ群、光源、および全反射鏡は、後述する実施例の中
に採用されているものに代表されるように、既に現状ま
でに採用されてきている素材、形状、組合せ構造のもの
を殆どそのまま採用可能であり、上記した入射光緩衝膜
の素材、組込み構造に対応させて、例えばレンズ群を構
成する各レンズが一部改良されたり、あるいは、灯箱内
部構造に適宜組込み用の取着部材が設置されるか、灯箱
自体を予めその組み込みに適した構造（例えば、隔壁や
フランジ等が灯箱の一部を構成するものとして一体化さ
れた構造等）のものに形成する。以下、この発明の交通
用信号装置の幾つかの代表的な実施例について説示し、
この発明が包含する技術的思想の理解をし易くなるよう
にすることとする。

【００１６】

【実施例１】この実施例は、入射光緩衝膜をレンズ６の
表面に積層一体化してレンズ１０としたものの代表的な
１実施例である。この信号装置１は、信号機用の柱（図
示せず。）に設置された灯箱２を備えており、その前面
には、円形孔５，５，５が穿設された前蓋３が装着さ
れ、それら３色分の３つの孔が水平方向に一列に穿設さ
れた円形孔５，５，５には、夫々レンズ１０，１０，１
０が装着されてレンズ群を構成している。なお、この前
蓋３の上部にはフード４が取り付けられ、特殊な場面を
除き、外部の光で信号用に発光する所定のレンズが見え
難くなるのを防止するようにしてある。

【００１７】レンズ群の各レンズは、例えばガラス又は
ポリカーボネート等の硬質の光透過性の高い材質からな
り、プリズムを成して主に斜め下方に光を拡散するよう
に構成され、夫々異なる所定の３色に着色されたレンズ
１０，１０，１０からなり、左から緑・黄・赤の順に配
列されている。各レンズ１０の内側には、光源としての
信号用電球７が設けられ、更にその背後に、回転放物曲
面を成して形成された碗状の全反射鏡８が設けられてい
る。信号用電球７の図示しないフィラメント（光源）は
全反射鏡８の焦点に配置されている。

【００１８】更に、前記レンズ１０の信号用電球７側の
内側面には、入射光緩衝膜としての、例えば蒸着薄膜１
１が真空蒸着により形成されている。この蒸着薄膜１１
は、所定の厚さの屈折率の異なる金属薄膜を多数重ねた
ものであり、膜の境界面での反射光による干渉を利用し
て、反射増加膜を構成している。つまり、レンズ１０の
外側面から入射した太陽光Ｔは、多層膜の各境界面で、
夫々の薄膜層の反射能に対応する波長帯域が反射され、
総じて太陽光Ｔの殆ど全てが、レンズ１０の外側に向け
て反射又は干渉されて光度が減少されるようになってい
る。

【００１９】このように、レンズ１０の内壁面に蒸着薄
膜１１を形成したことにより、信号装置１のレンズ１０
に太陽光Ｔが照射された場合でも、蒸着薄膜１１で入射
光が大巾に制限され、外部からの光Ｔが全反射鏡８に到
達し、反射されたとしても、光源である信号用電球７の
光度よりも強くならないようにする。したがって、入射
光緩衝膜である蒸着薄膜１１は、太陽光Ｔを半反射およ
び半吸収するように設定したものとしなければならな
い。また、蒸着薄膜１１は、信号用電球７からの光（太
陽光Ｔとは逆向きの光）が略完全に透過するように設定
されていなければならない。

【００２０】なお、前記蒸着薄膜１１は、多層膜誘電体
反射鏡、即ち、高屈折率と低屈折率の誘電体薄膜を交互
に層状に数層から十数層重ねた反射膜をもつ反射鏡で代
替することも可能であり、この多層膜誘電体反射鏡によ
る場合には、各層の境界のフレネル反射係数と光学的膜
厚とにより、その多層膜の反射率を決定することができ
ることから、分光反射率が自由に選択可能となる上、レ
ンズ１０の内側面に蒸着薄膜１１を施すという製造工程
を必要とせず、それだけ経済的に目的を達成することが
可能となる。

【００２１】

【実施例２】図２には、レンズ６と信号装置電球７との
間に入射光緩衝膜を配した事例が示されている。図中に
示される信号装置１は、前記実施例１同様、灯箱２と、
その前面に装着した前蓋３と、前蓋３の上部に取り付け
たフード４とを有し、前蓋３には、左右方向に３つ配列
された円形孔５，５，５（図では１つだけを示してい
る。）が穿設されており、レンズ６が、夫々の円形孔
５，５，５に夫々装着され、レンズ群を構成している。
レンズ群は、３色のレンズ６，６，６からなり、円形孔
５，５，５に対し、左から緑・黄・赤の順に取り付けら
れ、それら各レンズ６，６，６に対応する如くして、灯
箱２の内側、各レンズ６毎に所定距離を置いて、光源と
しての信号用電球７が夫々に設けられ、更に、各信号用
電球７の背後には、回転放物曲面を成して形成された碗
状の全反射鏡８が設けられている。

【００２２】そして、入射光緩衝膜としての、例えばポ
リカーボネート製の光学フィル夕一１２は、前記レンズ
６と信号用電球７との間に設けられている。この光学フ
ィルター１２は、レンズ６の全面に対応可能な大きさの
プレート状に形成され、その周縁部をネジ（図中省略）
によって前蓋３側に取着されている。

【００２３】この光学フィルター１２のレンズ６側の全
面には、非金属の多層膜や金属薄膜と非金属薄膜とを重
ね合わせてなる干渉フィルター（図示せず。）が蒸着さ
れており、その膜厚および屈折率を適切に設定すること
により、入射光の吸収度合いを調節することができ、そ
の結果、全反射鏡８によって反射される外部からの光Ｔ
を光源の光度よりも低く押さえ、信号用電球７が点灯し
ていないときには、仮令、強い太陽光Ｔ等が入射したと
しても、点灯して発光している信号灯と明瞭に区別でき
るようにしている。なお、信号用電球７が発光した場合
には、全反射鏡８に反射して、光学フィル夕一１２を高
透過率で透過し、レンズ６に達するように設計されてい
なければならない。

【００２４】なお、この実施例の光学フィルター１２に
は干渉フィルターが蒸着されたものを採用しているが、
その他、光を吸収する色、例えば、透明なグレーや黒色
にを着色されたフィルターであって、入射光の一部ある
いは大部分を吸収してしまい、半透過して全反射鏡８で
反射される光が、光源である信号用電球７から発せられ
る光度以下に規制し得るものであれば採用可能である。
但し、この吸収フィルターを光学フィルター１２に採用
したものの場合には、信号用電球７からの光も弱めると
いう点でやや難点を伴うが、光を吸収することにより、
所期の目的を達成することができる。

【００２５】

【実施例３】第３の実施例が図３に示されている。この
実施例は、前記した実施例１および２を併用したものの
代表的な事例である。前記した各実施例同様、この実施
例の信号装置１の場合にも、灯箱２、その前面に装着さ
れた前蓋３、およびフード４を備え、前蓋３の３個の円
形孔５，５，５には、水平方向一列に３色のレンズ群の
レンズ１０，１０，１０が、左から緑・黄・赤の順に取
り付けられている。各レンズ１０，１０，１０の内側所
定距離離反させた位置には、光源としての信号用電球
７，７，７が設けられ、それらの背後に対応させて、回
転放物曲面を成して形成された碗状の全反射鏡８，８，
８が設けられ、前記までの事例同様、全反射鏡８の焦点
が、各信号用電球７，７，７の夫々のフィラメント（図
示せず）に合うように設定されている。

【００２６】こうして形成されるこの実施例の信号装置
１では、全てのレンズ１０，１０，１０の各信号用電球
７，７，７側の内側面に、入射光緩衝膜としての、例え
ば蒸着薄膜１１，１１，１１が真空蒸着により形成され
ると共に、更に、これらレンズ１０，１０，１０の夫々
の信号用電球７，７，７との間には、例えばポリカーボ
ネート製の入射光緩衝膜としての光学フィルター１２，
１２，１２が夫々設けられている。

【００２７】なお、レンズ１０内側面に夫々蒸着され
る、入射光緩衝膜としての蒸着薄膜１１、および、レン
ズ１０と信号用電球７との間に夫々配される光学フィル
ター１２は、共に前記した各実施例と同様にして形成さ
れ、夫々が同様の機能を果たすことによって、相乗的且
つ段階的に入射光の侵入を緩衝する作用を果たすように
するものであって、光源である信号用電球７から発せら
れる光度以下への規制が、より簡便になし得るものとな
る。以上、この発明を代表する実施例の幾つかを示した
が、各実施例とも、レンズ群を構成する各レンズ６，
６，６あるいは１０，１０，１０が、何れも水平方向一
列に並べられた事例によるものとしているが、勿論、こ
の発明がそれに限定される訳ではなく、例えば、縦配列
の形式のものや歩行者専用のものについても同様に採用
可能であることはいうまでもない。

【００２８】

【作用効果】上記のとおりの構成からなるこの発明の交
通信号装置は、レンズに強烈な外部光、例えば太陽光が
照り付けられて、その光がレンズを透過したとしても、
その入射光は、レンズの内側に配した入射光緩衝膜によ
ってその一部または殆どが反射および／または吸収され
るようにし、全反射鏡に達っして反射してくる光が、そ
れまで透過してきたレンズに戻ってきて、仮に作動して
いない光源に対応したレンズを着色発光させたとして
も、その光度が光源光度以下に規制されたものとなるよ
うにしていることから、信号灯として正規に光源が作動
して発光する着色光だけが、光源が作動していない他の
２個のレンズの着色発光よりも遥かに明瞭に目視判断で
きるものとなり、従前までのような、全てのレンズが着
色発光したかのように見えてしまう不都合を遍く解消す
ることができることになる。

【００２９】特に、この発明の基本的な構成を最もよく
代表している実施例１に示す信号用では、既存の信号装
置の構造をそのまま改変する必要がなく、単にそれまで
のレンズ群を構成する各レンズ６，６，６を加工処理し
て内側面に蒸着薄膜１１等の入射光緩衝膜を形成したレ
ンズ１０，１０，１０とすれば、直ちにこの発明の効果
的な信号装置を実現可能とし、極めて経済的ものとして
所期の目的を達成できるという秀れた特徴を有するもの
となる。

【００３０】一方、実施例２および３のものでは、従前
までの灯箱をそのまま採用できない恨みはあるものの、
光学フィルター１２を独立した構造で組み込む構造とし
ていることから、その光吸収作用を最適なものに調整し
た入射光緩衝膜の形成が容易になり、レンズ機能に全く
支障を来すことなく入射光の入射を緩衝する構造の実現
化が可能になるという秀れた特徴を有し、特に実施例３
に示したもののもののように、レンズ１０の蒸着薄膜１
１の光の反射効果および吸収効果と、光学フィルター１
２の光吸収効果とを併用したものにあっては、それらの
特徴を段階的に利用可能とするため、段階的に入射光の
入射を緩衝でき、したがって、信号灯として作動すべき
光源から発せられる光が、できる限りそれら入射光緩衝
膜に影響されることなく外部に透過して、本来の信号灯
としての表示機能を全うすることができるようにする構
成の実現化が極めて容易となり、より効果的なこの発明
の信号用とすることができるものとなる。

【００３１】叙上の如く、この発明の交通用信号装置
は、場所や日時によって必ずしも頻繁に発生するとはい
えないものの、一旦その現象が発生してしまうと多くの
ドライバーや通行者に多大の影響を及ぼし、最悪の場合
には極めて悲惨な交通事故を誘発してしまい、交通混乱
を起こした上、尊い人命までをも奪ってしまうことにも
なり兼ねない、太陽光等強烈な光による信号装置の目視
判断不能とする現象が、信号用電球の光度を高める対策
等で、膨大な消費電力を覚悟しなければならないといっ
た不都合もなく、極めて経済的且つ確実に解消できるよ
うにするするものであり、自動車を初めとする各種交通
手段が益々整備、発展していく社会環境の中で、この発
明の果たす役割は極めて重要なものになるといえる。

【図面の簡単な説明】

【図 １】この発明の第１実施例における交通信号装置
を示す縦断面図である。

【図２】この発明の第２実施例における交通信号装置を
示す縦断面図である。

【図３】この発明の第３実施例における交通信号装置を
示す縦断面図である。

【図４】従来の信号装置を示す縦断面図である。

【符号の説明】

１ 信号装置（交通信号装置） ２ 灯箱 ３ 前蓋 ４ フード ６ レンズ ７ 信号用電球（光源） ８ 全反射鏡 １０ 入射光緩衝膜を積層一体化したレンズ １１ 蒸着薄膜（入射光緩衝膜） １２ 光学フィルター（入射光緩衝膜） Ｔ 太陽光

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 灯箱と、灯箱の前蓋に設けられた緑・黄
   ・赤３色からなるレンズ群と、これらレンズ群の各レン
   ズから所定距離を置き、夫々のレンズに対応する如くし
   て灯箱内に設けた光源と、灯箱内各光源の背後から、光
   源後方側に拡散する光を夫々のレンズ側に向けて反射す
   る全反射鏡とを備え、各レンズの光源側適所に、入射光
   を光源光度以下にまで減衰可能とする入射光緩衝膜が設
   けられたことを特徴とする交通信号装置。
2. 【請求項２】 入射光緩衝膜が、レンズの光源側内面に
   蒸着、一体化した入射光透過率の低い薄膜層からなるも
   のとしたことを特徴とする請求項１記載の交通信号装
   置。
3. 【請求項３】 入射光緩衝膜が、レンズと光源との間に
   配してなる独立したフィルターであって、入射光透過率
   を低く設定してなるものとしたことを特徴とする請求項
   １記載の交通信号装置。