JP3110022B1 - 信号機を用いた通信方式及び信号伝達装置 - Google Patents

Abstract

【要約】 【課題】 交差点等に設けられている信号機の特性を利
用して、種々の情報を車両の乗員等に簡易に伝達できる
安価な通信方式を提供する。 【解決手段】 信号機１１は、各表示部１１ａ〜１１ｃ
が発色の異なる発光ダイオードを用いて構成される。信
号伝達系１０では、表示部を点灯させるための点灯信号
が点灯信号発生装置１３において発生され、情報発信源
から通信網を通して集められた情報信号を変調器１５で
変調して変調パルス信号として出力し、加算器１８によ
り点灯信号に基づいて変調パルス信号と同一周期のパル
ス信号に変換して出力し、この出力に基づいて駆動装置
１２ａ〜１２ｃにより表示部を駆動する。信号受信処理
系２０では、表示部から放射される光信号が受光素子２
２により受信し電気信号に変換され、変換された出力信
号が復調器２５によって復調され、その復調信号がフォ
ーマッタ２６において出力形式を同一にしてディスプレ
ー２７等に出力される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、道路の交差点等に
設置される信号機を用いた通信方式及びそれに用いる信
号伝達装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】道路の交差点等に設置される信号機は、
白熱ランプと赤，青，黄色のカラーフィルタにより構成
されており、点灯及び消灯あるいは点滅動作が繰り返し
行なわれることにより、交差点等における車両、人の通
行の整理を行なうものである。このような信号機は、交
差点等の特別な場所に設置されており、変更されること
はまれなので、場所を表示する手段として適していると
共にその場所の周囲の離れた場所の情報を提供すること
も可能性もある。しかし、現状は、信号機に付設された
文字盤等での表示は行なわれているものの、固定的な表
示手段であるため，その情報発信力は著しく低く、従っ
て、信号機はほとんど本来の交通整理機能のみに拘束さ
れているのが現状である。

【０００３】ところで、近年自動車交通システムの高度
な情報化を計るいわゆるＩＴＳ（Intelligent Transpor
t System）の構想が提唱されており、それに伴った道路
交通情報通信システム（ＶＩＣＳ）が実用化され始めて
いる。このＶＩＣＳによれば，例えば、道路の路肩に信
号塔を設置し、この信号塔に光ビーコン(光学式車両感
知器)や、電波ビーコン(電波式車両感知器)を設け、こ
の光ビーコン等により車両を感知して交通制御に利用す
ると共に、光ビーコン等から信号塔位置を通過する車両
に対し公共情報，ローカル情報、コマーシャル情報等の
種々の情報信号を発信するものである。車両側では、こ
の情報信号を受信できる受信装置を設けることにより、
道路情報等の有益な情報を得ることができるという利益
がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記ＶＩＣ
Ｓは、全国の道路に信号塔を設置するには膨大な予算が
必要となるものであり、早急な全国展開は困難な状況に
ある。例えば、高速道路の場合、ＶＩＣＳの採用が効果
的であると思われるが、都市部においては、特に設置に
費用が掛かるため、早急な採用も困難であると思われ
る。一方、特に都市部においては、従来より交差点等に
おいて車両等の通行状態を指令する信号機が設置されて
おり、上述のように、このような信号機は、特定の場所
に設置され、かつ変更されることはまれなので、場所を
表示する手段として適していると共にその場所の周囲の
離れた場所の情報を提供することも可能性もある。

【０００５】本件発明者は、上記交差点等に設けられて
いる信号機の特性に注目し、種々の情報を車両の乗員
や、歩行者等に簡易に伝達できる通信方式を想到したの
である。すなわち、本発明は、上記した問題を解決しよ
うとするもので、道路の交差点等に設置されている信号
機を用いた広範囲な通信機能を得ることができる信号機
を用いた通信方式及び信号伝達装置を提供することを目
的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段及び発明の効果】上記目的
を達成するために上記請求項１の発明の構成上の特徴
は、複数種類の発色の異なる発光素子を配置することに
より構成された複数のそれぞれ発色の異なる表示部を有
し、道路に設置されて道路を通行する車両等の通行状態
を表示部の表示内容によって指令する信号機と、表示部
を点灯させるための点灯信号を発生する点灯信号発生手
段と、情報発信源から通信網を通して集められた情報信
号を変調して変調パルス信号として出力する変調手段
と、変調パルス信号に基づいて点灯信号を変調パルス信
号と同一周期のパルス信号に変換して出力する変調点灯
信号出力手段と、変調点灯信号出力手段からの出力に基
づいて表示部を駆動する駆動手段とを備えた信号伝達系
と、表示部から放射される光信号を受信して電気信号に
変換する受光手段と、受光手段からの出力信号を復調す
る復調手段と、復調手段からの出力の内容を表示する表
示手段とを備えた信号受信処理系と、により構成された
信号機を用いた通信方式であって、信号伝達系に、さら
に情報発信源からの情報信号をシーケンシャルに取り込
んで変調手段に出力するセレクタ手段と、セレクタ手段
の取り込み操作を指令すると共に変調手段の変調操作を
セレクタ手段の取り込み操作に同期させるように指令す
るコントロール手段とを加えたことにある。なお、点灯
信号による点灯表示には、経過的に行なわれる点滅表示
も含まれるもので、以下同様である。発光素子として
は、発光ダイオード、レーザーダイオード等が用いられ
る。

【０００７】上記のように構成した請求項１の発明にお
いては、変調手段で変調された情報信号であるを変調パ
ルス信号に基づいて、点灯信号を変調点灯信号出力手段
により変調パルス信号と同一周期のパルス信号に変換し
て出力し、この出力に基づいて駆動手段により表示部を
駆動することにより、表示部本来の機能である道路を通
過する車両等の通行指令表示と共に、発光素子により構
成された表示部により情報発信源からの公共情報、コマ
ーシャル情報等の情報信号を伝達するための変調信号に
基づいた光信号を送信できる。そして、この光信号を受
信系において電気信号に変換し、さらに変換信号を復調
手段において復調して出力し、表示手段に表示すること
ができる。

【０００８】その結果、請求項１の発明によれば、交差
点等に既設された信号機を用いることにより、公共情
報、ローカル情報、コマーシャル情報等の種々の情報を
送受信できる通信機能を得ることができる。また、既設
の信号機を利用できることにより、通信方式を安価に提
供することができる。そして、この通信方式により、車
両の乗員や、歩行者が情報発信源からの種々の情報を手
軽に利用することができる。また、表示部に発光素子を
用いたことにより、表示部の明度、輝度を上げることが
できるため、表示部の認知度を上げることができると共
に、消費電力を少なくすることができる。また、発光素
子を用いたパルス駆動であるため、表示部の寿命を長く
することができる。

【０００９】また、請求項１の発明によれば、コントロ
ール手段からの指令により、セレクタ手段において、外
部からの情報信号をシーケンシャルに取り込んで変調手
段に出力し、さらに変調手段の変調操作をセレクタ手段
の選択操作に同期させることができる。その結果、複数
の情報源からの情報信号を整理した形で発信できるので
便利である。

【００１０】また、上記請求項２の発明の構成上の特徴
は、前記請求項１に記載の信号機を用いた通信方式にお
いて、信号受信処理系に、復調手段からの復調信号を、
複数の表示手段に合わせた出力形式に調整するフォーマ
ッタ手段を設けたことにある。上記のように構成した請
求項２の発明においては、復調手段からの復調信号を、
複数の表示手段に合わせた出力形式に調整するフォーマ
ッタ手段を設けたことにより、ディスプレー、スピーカ
等を利用できる他に、カーナビ、パソコン、携帯電話等
の各種の表示手段を接続することにより利用できるの
で、利用者にとって便利である。

【００１１】また、上記請求項３の発明の構成上の特徴
は、複数種類の発色の異なる発光素子を配置することに
より構成された複数のそれぞれ発色の異なる表示部を有
し、道路に設置されて道路を通行する車両等の通行状態
を表示部の表示内容によって指令する信号機と、表示部
を点灯させるための点灯信号を発生する点灯信号発生手
段と、情報発信源から通信網を通して集められた情報信
号を変調して変調パルス信号を出力する変調手段と、変
調パルス信号に基づいて点灯信号を変調パルス信号と同
一周期のパルス信号に変換して出力する変調点灯信号出
力手段と、変調点灯信号出力手段からの出力に基づいて
表示部を駆動する駆動手段とを備えた信号機を用いた信
号伝達装置であって、さらに情報発信源からの情報信号
をシーケンシャルに取り込んで変調手段に出力するセレ
クタ手段と、セレクタ手段の取り込み操作を指令すると
共に変調手段の変調操作をセレクタ手段の取り込み操作
に同期させるように指令するコントロール手段とを加え
たことにある。

【００１２】上記のように構成した請求項３の発明にお
いては、変調手段で変調された情報信号であるを変調パ
ルス信号に基づいて、点灯信号を変調点灯信号出力手段
により変調パルス信号と同一周期のパルス信号に変換し
て出力し、この出力に基づいて駆動手段により表示部を
駆動することにより、表示部本来の機能である道路を通
過する車両等の通行指令表示と共に、情報発信源からの
公共情報、コマーシャル情報等の情報信号を伝達するた
めの変調信号に基づいた光信号を送信できる。

【００１３】その結果、請求項３の発明によれば、信号
機を用いて広範囲な情報を光信号により車両の乗員や、
歩行者に対して発信することができる。また、既設の信
号機を利用できることにより、信号伝達装置を安価に提
供することができる。また、表示部に発光素子を用いた
ことにより、表示部の明度、輝度を上げることができる
ため、表示部の認知度を上げることができると共に、消
費電力を少なくすることができる。また、発光素子を用
いたパルス駆動であるため、表示部の寿命を長くするこ
とができる。

【００１４】また、請求項３の発明によれば、コントロ
ール手段からの指令により、セレクタ手段において、外
部からの情報信号をシーケンシャルに取り込んで変調手
段に出力し、さらに変調手段の変調操作をセレクタ手段
の選択操作に同期させることができる。その結果、複数
の情報源からの情報信号を整理した形で発信できるので
便利である。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態につ
いて図面を用いて説明すると、図1及び図２は同実施形
態である道路の交差点等に設けた信号機を用いた通信方
式を構成する信号伝達系１０と、信号受信処理系２０の
概略構成をブロック図により示したものである。

【００１６】信号伝達系１０は、図１に示すように、道
路の交差点に設けられた信号機１１と、信号機１１を点
灯させるための点灯信号を発生する点灯信号発生装置１
３と、外部情報発信源からの情報信号を連続的に取り込
んで変調器１５に出力するセレクタ１４と、セレクタ１
４からのシーケンシャルな情報信号をパルス変調して出
力する変調器１５と、セレクタ１４と変調器１５の信号
の同期を取るコントローラ１６と、点灯信号発生装置１
３からの点灯信号を色コード信号にしてセレクタ１４に
出力するコード１７と、点灯信号発生装置１３からの点
灯信号を変調器１５からの変調信号によりパルス化する
変調点灯信号出力手段である加算器１８とを備えてい
る。

【００１７】信号機１１は、青色表示部１１ａと、黄色
表示部１１ｂと、赤色表示部１１ｃとを備えている。青
色表示部１１ａは、青色発光ダイオードにより構成され
ており、黄色表示部１１ｂは、赤色発光ダイオードと青
色発光ダイオードにより構成されており、また赤色表示
部１１ｃは、赤色発光ダイオードにより構成されてい
る。各表示部１１ａ〜１１ｃには、それぞれ発光ダイオ
ードを駆動する駆動装置１２ａ〜１２ｃが設けられてい
る。なお、発光体ダイオードの代わりに、レーザダイオ
ードを用いることも可能である。

【００１８】点灯信号発生装置１３は、各表示部１１ａ
〜１１ｃと青色信号線ｘ、黄色信号線ｙ及び赤色信号線
ｚによって接続されており、各表示部１１ａ〜１１ｃを
予め規定された時間間隔で点灯動作あるいは点滅動作を
行なわせるための青色、黄色及び赤色の３種類の点灯信
号を発生するものである。この点灯信号発生装置１３
は、通常は中央の管理センターに設けられているもので
あり、信号は通信回線によって伝達されるようになって
いる。ただし、これに限るものではなく、信号機自体に
発生装置が設置されるものであってもよい。

【００１９】セレクタ１４は、外部の情報発信源からの
各種の情報信号をコントローラ１６からの指令に基づい
てシーケンシャルな情報信号に配列して出力するもので
ある。情報発信源としては、官公庁から発信される公共
情報１（例えば、信号機Ｎｏ、位置情報(北緯度、東経
度)、ルート番号、交差するルート番号、水準高さ等の
固有固定情報）、公共情報２(交通情報、工事情報、天
候情報等)、公共情報３（周辺地図情報、交通ダイヤ
等）、広告代理店等から発信されるコマーシャル情報
（名物、観光地、催し物、等）等がある。これら情報発
信源からは通信回線を通してセレクタ１４の複数の入力
端子を通して入力される。セレクタ１４では、これら複
数の情報信号が、図３に示すように、情報毎に配列され
ヘッダで挟まれた一連のフォーマットに形成される。

【００２０】変調器１５は、コード変換した後、パルス
変調を行なうＰＣＭ変調を行なうものである。さらに、
コントローラ１６は、セレクタ１４と変調器１５にコン
トロール信号を送り、セレクタ１４の情報信号のシーケ
ンシャルな配列をコントロールすると共に、この情報信
号を変調するための同期をとるものであり、上記点灯信
号発生装置１３のように中央の管理センターからの指令
によりコントロールされる。コード１７は、上記青色信
号線ｘ、黄色信号線ｙ及び赤色信号線ｚからの信号を受
けて、点灯信号の種類の色コード信号に変換してセレク
タ１４に出力するものである。

【００２１】加算器１８は、３つのＡＮＤ回路を備えて
おり、各ＡＮＤ回路の入出力側が青色信号線ｘ、黄色信
号線ｙ及び赤色信号線ｚに介装接続されており、さらに
変調器１５から出力線が各ＡＮＤ回路の入力側に接続さ
れている。すなわち、点灯信号が入力されているいずれ
かの信号線において、変調信号と同一周期の変調点灯信
号が出力されるようになっている。

【００２２】信号受信処理系２０は、図２に示すよう
に、信号機１１の表示部１１ａ〜１１ｃから放射される
光パルス信号を受光して、固有の色の光を通過させる青
色、黄色及び赤色のフィルタ２１ａ〜２１ｃと、フィル
タ２１ａ〜２１ｃを通過した光パルス信号を電気信号に
変換する受光素子２２と、変換された変調パルス信号を
増幅する増幅器２４と、増幅された変調パルス信号を復
調させる復調器２５と、復調された信号をつぎに接続さ
れる出力装置の出力形式を同一にして出力するフォーマ
ッタ２６と、フォーマッタ２６からの出力を映像及び音
声表示するディスプレー２７及びスピーカ２８を備えて
いる。

【００２３】フィルタ２１ａ〜２１ｃは、太陽光の影響
を避け、各表示部１１ａ〜１１ｃからの光信号のみを効
率よく入射させるようにするものである。受光素子２２
としては、例えば半導体式のフォトセンサが用いられ
る。受光素子２２と増幅器２４の間には、受光素子２２
により変換された電気信号に含まれる直流成分を除去で
きるコンデンサ２３が信号線に介装されている。フォー
マッタ２６は、多数の外部端子を備えており、上記ディ
スプレー、スピーカの他に、パソコン、カーナビ、自動
走行モジュール、携帯電話等の表示装置を接続できるよ
うになっている。信号受信処理系２０は、通常は、フィ
ルタ２１ａ〜２１ｃ、受光素子２２、コンデンサ２３、
増幅器２４、復調器２５、フォーマッタ２６、ディスプ
レー２７及びスピーカ２８を含めた信号受信装置として
販売されるようになっており、ディスプレー２７とスピ
ーカ２８を除いた装置としての販売も可能である。

【００２４】つぎに、上記のように構成した実施形態の
動作について説明する。信号伝達系１０において、コン
トローラ１６からの指令により、セレクタ１４では、外
部からの情報信号，，・・やコード１７からの色
コード信号をシーケンシャルに取り込んで変調器１５に
出力し、変調器１５の変調操作をセレクタ１４の取り込
み操作に同期させる。変調器１５で変調された情報信号
(図４(ｂ)参照)であるを変調パルス信号が加算器１８に
入力される。一方、点灯信号発生装置１３は、管理セン
ターの指令により、各表示部１１ａ〜１１ｃを予め規定
された時間間隔で点灯動作を行なわせるための青色、黄
色及び赤色の３種類の点灯信号(図４（ａ）参照)を発生
しており、点灯信号が発生している信号線においては、
加算器１８から変調信号と同一周期のパルス信号である
変調点灯信号（図４（ｃ）参照）が出力される。この変
調点灯信号に基づいて駆動装置１２ａ，１２ｂ，１２ｃ
が、表示部１１ａ，１１ｂ，１１ｃを駆動することによ
り、信号機１１本来の機能である道路を通過する車両等
の進行状態を指令する表示が行なわれる。

【００２５】さらに、変調点灯信号は、外部情報等を伝
達するための変調パルス信号であるため、これに基づい
た光パルス信号として送信される。そして、この光パル
ス信号を自動車等に設けた受信処理系２０である受信装
置においてフィルタ２１ａ〜２１ｃを通して受光素子２
２により検出され、電気信号に変換して出力される。こ
の出力信号は、直流分がコンデンサ２３でカットされ、
増幅器２４で増幅された後、復調器２５において復調さ
れる。さらに、フォーマッタ２６により復調信号の出力
形式をディスプレー２７及びスピーカ２８の信号処理形
式と同一にして出力することにより、出力表示される。
フォーマッタ２６には、種々の外部表示手段の信号処理
形式と同一にされた端子を有しており、パソコン、カー
ナビ、自動走行モジュール、携帯電話等の種々の情報表
示手段を接続することによりこれらに表示させることが
できる。したがって、フォーマッタ２６に、当初からデ
ィスプレー２７及びスピーカ２８が接続されている必要
はない。その結果、車両の乗員や、歩行者が信号受信装
置によって、公共情報、コマーシャル情報等の種々の情
報を手軽に利用することができる。

【００２６】以上に説明したように、本実施形態によれ
ば、交差点等に既設された信号機を用いることにより、
多様な情報源からの公共情報等を送受信できる通信方式
を提供することができる。また、既設の信号機を利用で
きることにより、通信方式を安価に提供することができ
る。そして、この通信方式により、道路上の車両の乗員
や、歩行者が情報発信源からの種々の情報を手軽に利用
することができる。また、表示部１１ａ〜１１ｃとして
発光ダイオードを用いたことにより、表示部の明度、輝
度を上げることができるため、表示部の認知度を上げる
ことができると共に、従来に比べてその消費電力を少な
くすることができる。また、発光ダイオードを用いたパ
ルス駆動であるため、表示部１１ａ〜１１ｃの寿命を長
くすることができる。なお、上記実施形態に示したもの
は一例であり、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変
更して実施することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態である信号機を用いた通信
方式の信号伝達系の概略構成を示すブロック図である。

【図２】同信号機を用いた通信方式の信号受信処理系の
概略構成を示すブロック図である。

【図３】セレクタにおいてシーケンシャルに取り込まれ
た情報信号のデータフォーマットを説明する説明図であ
る。

【図４】信号伝達系における信号波形の一部を示す説明
図である。

【符号の説明】

１０…信号伝達系、１１…信号機、１１ａ…青色表示
部、１１ｂ…黄色表示部、１１ｃ…赤色表示部、１２ａ
〜１２ｃ…駆動装置、１３…点灯信号発生装置、１４…
セレクタ、１５…変調器、１６…コントローラ、１７…
コード、１８…加算器、２０…信号受信処理系、２１ａ
〜２１ｃ…フィルタ、２２…受光素子、２３…コンデン
サ、２４…増幅器、２５…復調器、２６…フーマッタ、
２７…デイスプレー、２８…スピーカ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｈ０４Ｌ 27/10 (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G08G 1/07 G08G 1/09 H04B 10/10 H04B 10/105 H04B 10/22 H04L 27/10

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数種類の発色の異なる発光素子を配置
   することにより構成された複数のそれぞれ発色の異なる
   表示部を有し、道路に設置されて該道路を通行する車両
   等の通行状態を該表示部の表示内容によって指令する信
   号機と、 前記表示部を点灯させるための点灯信号を発生する点灯
   信号発生手段と、 情報発信源から通信網を通して集められた情報信号を変
   調して変調パルス信号として出力する変調手段と、 前記変調パルス信号に基づいて前記点灯信号を該変調パ
   ルス信号と同一周期のパルス信号に変換して出力する変
   調点灯信号出力手段と、 該変調点灯信号出力手段からの出力に基づいて前記表示
   部を駆動する駆動手段とを備えた信号伝達系と、 前記表示部から放射される光信号を受信して電気信号に
   変換する受光手段と、 該受光手段からの出力信号を復調する復調手段と、 該復調手段からの出力の内容を表示する表示手段とを備
   えた信号受信処理系と、 により構成される信号機を用いた通信方式であって、 前記信号伝達系に、さらに前記情報発信源からの情報信
   号をシーケンシャルに取り込んで前記変調手段に出力す
   るセレクタ手段と、該セレクタ手段の取り込み操作を指
   令すると共に前記変調手段の変調操作を該セレクタ手段
   の取り込み操作に同期させるように指令するコントロー
   ル手段とを加えたことを特徴とする信号機を用いた通信
   方式。
2. 【請求項２】 前記信号受信処理系に、前記復調手段か
   らの復調信号を、複数の前記表示手段に合わせた出力形
   式に調整するフォーマッタ手段を設けたことを特徴とす
   る前記請求項１に記載の信号機を用いた通信方式。
3. 【請求項３】 複数種類の発色の異なる発光素子を配置
   することにより構成された複数のそれぞれ発色の異なる
   表示部を有し、道路に設置されて該道路を通行する車両
   等の通行状態を該表示部の表示内容によって指令する信
   号機と、 前記表示部を点灯させるための点灯信号を発生する点灯
   信号発生手段と、 情報発信源から通信網を通して集められた情報信号を変
   調して変調パルス信号を出力する変調手段と、 前記変調パルス信号に基づいて前記点灯信号を該変調パ
   ルス信号と同一周期のパルス信号に変換して出力する変
   調点灯信号出力手段と、 該変調点灯信号出力手段からの出力に基づいて前記表示
   部を駆動する駆動手段とを備えた信号機を用いた信号伝
   達装置であって、 さらに前記情報発信源からの情報信号をシーケンシャル
   に取り込んで前記変調手段に出力するセレクタ手段と、
   該セレクタ手段の取り込み操作を指令すると共に前記変
   調手段の変調操作を該セレクタ手段の取り込み操作に同
   期させるように指令するコントロール手段とを加えたこ
   とを特徴とする信号機を用いた信号伝達装置。