特許 6363085 ＬＥＤ交通用ランプ制御システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6363085

(24)【登録日】2018年7月6日

(45)【発行日】2018年7月25日

(54)【発明の名称】ＬＥＤ交通用ランプ制御システム

(51)【国際特許分類】

   G08G 1/095 20060101AFI20180712BHJP

   H01L 33/00 20100101ALI20180712BHJP

【ＦＩ】

   G08G1/095 E

   H01L33/00 J

【請求項の数】17

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2015-536922(P2015-536922)

(86)(22)【出願日】2013年10月11日

(65)【公表番号】特表2016-505910(P2016-505910A)

(43)【公表日】2016年2月25日

(86)【国際出願番号】US2013064500

(87)【国際公開番号】WO2014059247

(87)【国際公開日】20140417

【審査請求日】2016年9月30日

(31)【優先権主張番号】13/650,681

(32)【優先日】2012年10月12日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】507114761

【氏名又は名称】ジーイー・ライティング・ソルーションズ，エルエルシー

(74)【代理人】

【識別番号】100137545

【弁理士】

【氏名又は名称】荒川 聡志

(74)【代理人】

【識別番号】100105588

【弁理士】

【氏名又は名称】小倉 博

(74)【代理人】

【識別番号】100129779

【弁理士】

【氏名又は名称】黒川 俊久

(72)【発明者】

【氏名】ネザー，モーン

(72)【発明者】

【氏名】ニュエン，トロウン−コア

(72)【発明者】

【氏名】ポワリエール，クリスティアン

【審査官】 岩田 玲彦

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００６−０４８３４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−０９２５１２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０８Ｇ １／０９５

Ｈ０１Ｌ ３３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

交通用ランプであって、
光を発するように構成された発光素子と、
発光素子に個別に結合されたコントローラであって、電力信号が交通用ランプに供給された時点で発光素子の点灯を始動し、経過した時間間隔をモニタするためにカウンタを増分し、かつカウンタが所定の数に達した時点で点灯を中断することによって、別個の遠隔制御システムなしで発光素子の発光を制御するように構成されたコントローラと
を備える交通用ランプ。

【請求項2】

発光素子が発光ダイオードである、請求項１記載の交通用ランプ。

【請求項3】

発光素子の発光タイミングは、所定の発光タイミングシーケンスに基づく、請求項１記載の交通用ランプ。

【請求項4】

電力信号がＡＣ電力信号であり、コントローラがＡＣ電力信号の周波数又は周期に基づいて発光素子の発光タイミングを制御する、請求項１記載の交通用ランプ。

【請求項5】

交通用ランプがフラッシャランプである、請求項１記載の交通用ランプ。

【請求項6】

交通用ランプを制御する方法であって、
交通用ランプに電力供給する電力信号を受け取るステップと、
発光素子に個別に結合されたコントローラを用いて、交通用ランプの発光を制御するとともに、電力信号が交通用ランプに供給された時点で発光素子の点灯を始動し、経過した時間間隔をモニタするためにカウンタを増分し、かつカウンタが所定の数に達した時点で点灯を中断することによって、別個の遠隔制御システムなしで発光素子の発光を制御するステップと
を含む方法。

【請求項7】

発光素子が発光ダイオードである、請求項６記載の方法。

【請求項8】

コントローラが、所定の発光タイミングシーケンスに基づいて発光素子を制御するように構成されている、請求項６記載の方法。

【請求項9】

電力信号がＡＣ電力信号であり、発光素子を制御するステップが、
ＡＣ電力信号の周波数を決定するステップと、
ＡＣ電力信号の周波数に基づいて発光素子を制御するステップと
を含む、請求項６記載の方法。

【請求項10】

電力信号がＡＣ電力信号であり、発光素子を制御するステップが、
ＡＣ電力信号の周期を決定するステップと、
ＡＣ電力信号の周期に基づいて発光素子を制御するステップと
を含む、請求項６記載の方法。

【請求項11】

発光素子を制御するステップが、複数の発光素子を制御するステップを含んでいて、各発光素子が別個のコントローラに結合されている、請求項６記載の方法。

【請求項12】

コントローラが、交通用ランプに供給される電力信号に基づいて複数の発光素子を同期させるように構成されている、請求項１１記載の方法。

【請求項13】

交通用ランプであって、
光を発するように構成された複数の発光素子と、
複数の発光素子の各々に個別に結合された複数のコントローラであって、各コントローラが、電力信号が交通用ランプに供給された時点で所定のシーケンスに従ってそれぞれに結合した発光素子の点灯を始動又は中断し、経過した時間間隔をモニタするためにカウンタを増分し、かつカウンタが所定の数に達した時点でそれぞれに結合した発光素子の点灯を中断又は始動することによって、別個の遠隔制御システムなしで発光素子の発光を制御するように構成されている、複数のコントローラと
を備える交通用ランプ。

【請求項14】

複数の発光素子が２つの発光素子を含み、発光タイミングが発光素子について交互の発光を含む、請求項１３記載の交通用ランプ。

【請求項15】

交通用ランプがフラッシャである、請求項１３記載の交通用ランプ。

【請求項16】

複数の発光素子が発光ダイオードである、請求項１３記載の交通用ランプ。

【請求項17】

電力信号がＡＣ電力信号であり、各コントローラが、ＡＣ電力信号の周波数又は周期に基づいて発光タイミングを制御するように構成されている、請求項１３記載の交通用ランプ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、交通用ランプに関し、より詳細には、電力信号に基づいて交通用ランプを制御するシステム及び方法に関する。

【背景技術】

【0002】

交通用ランプは、交通の流れを制御する、又は交通に対して警告若しくは指示を与えるシグナリングデバイスであってもよい。従来、交通用ランプは、光源として白熱灯を使用した。しかし、発光ダイオード（ＬＥＤ）は、少ないエネルギー消費及びより長い寿命のために白熱灯に代わりつつある。

【0003】

従来、ＬＥＤ交通用ランプは交通用白熱灯と同じ方法で制御される。例えば、単一の制御ボックスが、交通用ランプの外部に設けられ、交通用ランプの全てのランプに結合される。制御ボックスは、交通用ランプのランプに供給される電力信号をオン及びオフすることによって光のタイミングを制御し得る。この構成は、交通用ランプ制御システムの複雑さを増す。その理由は、交通用ランプ内の複数のランプを同期させるため、更なる構成要素及び制御方法が必要であるからである。

【0004】

したがって、交通用ランプ内の複数のランプの間でタイミング同期を改善することのできるシステム及び方法が求められている。

【発明の概要】

【0005】

本開示は、電力信号に基づいて交通用ランプを制御するための改良型システム及び方法を対象とする。システム及び方法の実施形態は、従来のシステム及び方法に優る１つ以上の違い及び／又は利点を提供する。

【0006】

本開示の実施形態は、電力信号に基づいて交通用ランプを制御するシステム及び方法を提供する。交通用ランプのタイミングシーケンスの制御が交通用ランプから遠隔で実施される従来のシステムと違って、本明細書で述べる交通用ランプの実施形態は、交通用ランプ内の発光素子に結合されたコントローラを備える。電力信号が交通用ランプに供給され、コントローラが、電力信号に基づいて電力信号特性を決定し得る。電力信号特性は、発光素子の発光タイミングを制御するために使用し得る。別個の遠隔の制御システムをなくすことによって、本開示の実施形態は、交通用ランプ内で発光をより正確に制御し、同期させることができるよりコンパクトな回路によって、より少ないシステムデバイスを実装することを特徴とし得る。

【0007】

本開示の１つの例示的な態様は、交通用ランプを対象とする。交通用ランプは、光を発するように構成された発光素子と、交通用ランプの内部に配設されたコントローラとを備える。コントローラは発光素子に結合し得る。コントローラは、交通用ランプに供給される電力信号に基づいて発光素子の発光タイミングを制御するように構成し得る。

【0008】

本開示の別の例示的な態様は、交通用ランプを制御する方法を対象とする。方法は、交通用ランプに電力供給する電力信号を受け取ること、電力信号に基づいて交通用ランプの発光タイミングを決定すること、及び、発光タイミングに従って光を発するよう交通用ランプ内に配設されたコントローラによって発光素子を制御することを含む。

【0009】

本開示の更に別の例示的な態様は、交通用ランプを対象とする。交通用ランプは、光を発するように構成された複数の発光素子と、交通用ランプの内部に配設される複数のコントローラとを備える。各コントローラは発光素子に結合し得る。複数のコントローラは、交通用ランプに供給される電力信号に基づいて発光素子の発光タイミングを制御するように構成し得る。

【0010】

本発明のこれらのまた他の特徴、態様、及び利点は、以下の説明及び添付特許請求の範囲を参照してより良く理解されるであろう。本明細書に組み込まれ、本明細書の一部を構成する添付図面は、本発明の実施形態を示し、説明と共に、本発明の原理を説明するのに役立つ。

【0011】

次に、添付図面を簡単に参照する。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本開示の例示的な実施形態に係る例示的な交通用ランプを示す図である。

【図2】本開示の例示的な実施形態に係る例示的な交通用ランプ制御システムのブロック図である。

【図3】本開示の例示的な実施形態に係る例示的な交通用ランプ制御システムのブロック図である。

【図4】本開示の例示的な実施形態に係る交通用ランプを制御する例示的な方法のフローチャートである。

【図5】本開示の例示的な実施形態に係る交通用ランプを制御する例示的な方法のフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0013】

次に、その１つ以上の例が図面に示されている本発明の実施形態を詳細に参照する。各例は、本発明の制限としてではなく、本発明の説明として提供される。実際には、種々の変更及び変形を本発明の範囲又は精神から逸脱することなく本発明に加えることができることは当業者には明らかであろう。例えば、一実施形態の一部として示されるか又は述べられる特徴は、別の実施形態と共に使用されて、なお更なる実施形態をもたらすことができる。そのため、本発明が、添付特許請求の範囲及びその均等物の範囲内に入るこうした変更及び変形を包含することが意図される。

【0014】

一般に、本開示は、交通用ランプ及び電力信号に基づいて交通用ランプを制御する方法を対象とする。交通用ランプはコントローラ及び発光素子を備える。複数の発光素子が交通用ランプ内に含まれるとき、各発光素子は、別個のコントローラに結合し得る。各コントローラは、対応する発光素子用の所定の発光タイミングシーケンスを含むように構成し得る。電力信号が交通用ランプに供給されると、各コントローラは、電力信号の周波数又は周期等の電力信号特性を決定し、電力信号特性及び発光タイミングシーケンスに基づいて発光素子の光出力を制御する。複数の発光素子は、交通用ランプに印加される電力信号を使用して同期し得る。

【0015】

図１は、本開示の例示的な実施形態に係る例示的な交通用ランプ１００を示す。交通用ランプ１００が３つの発光素子を含むが、任意の構成の任意の数の発光素子が交通用ランプ内に含まれてもよい。例えば、交通用ランプは、発光素子が光を交互に放つように、並んで構成された２つの発光素子を含むフラッシャであってもよい。

【0016】

図１を参照すると、交通用ランプ１００は、ハウジング１４０内に第１の発光素子１１０、第２の発光素子１２０、及び第３の発光素子１３０を備えていてもよい。発光素子１１０、１２０、１３０は、各発光素子に対応する発光タイミングシーケンスに基づいて光を発するように制御し得る。

【0017】

発光タイミングシーケンスは、全体的な交通用ランプ１００内で光を発するように各発光素子が制御されるシーケンスに対応する情報を含んでいてもよい。発光タイミングシーケンスは、発光素子１１０、１２０、１３０に結合された各コントローラ内に予めプログラムされる所定のシーケンスであってもよい。一態様では、コントローラが発光タイミングシーケンスに従って発光素子を制御するとき、発光素子用の発光タイミングが生成されるように、発光素子が点灯される。複数の発光素子が単一のデバイス内に実装されるとき、交通用ランプ１００等のデバイスの全体的な発光タイミングシーケンスによる発光タイミングは、電力信号に基づいて同期し得る。換言すれば、各コントローラは、電力信号を使用して、発光タイミングシーケンスに基づいて、対応する発光素子用の個々の発光タイミングを決定し得る。その後、発光素子の全ての点灯は、電力信号に基づいて同じ基準点において全ての発光素子がそれぞれの発光タイミングシーケンスを始める発光タイミングシーケンスに従って発光素子が点灯されるように同期し得る。

【0018】

各発光素子が別々に点灯するように制御されても、複数の発光素子が同時に点灯するように制御されてもよい。更に、タイミングシーケンスは、シーケンス中に各発光素子がどれだけ長く光を発するかに関する情報を含んでいてもよい。例えば、交通用ランプ１００が、赤発光素子、黄発光素子及び緑発光素子を含む交通信号灯であるとき、タイミングシーケンスは、１分の周期を有することができ、緑発光素子が１番目に２５秒間点灯し、黄又はアンバー発光素子が２番目に５秒間点灯し、赤発光素子が３番目に３０秒間点灯する。

【0019】

代替的に、交通用ランプ１００がフラッシャ灯であるとき、タイミングシーケンスは、２秒の周期を有することができ、１つの発光素子が１秒間点灯し、第２の発光素子が１秒間点灯し得る。

【0020】

上記周期は、例示にすぎず、発光タイミングシーケンスの期間は、任意の期間であるように選択し得る。更に、発光タイミングシーケンスは、交通用ランプ１００を設置する前に予め決定し得る。

【0021】

交通用ランプ１００は、任意のカラー発光素子を含んでいてもよい。更に、交通用ランプ１００は、歩行者歩行シンボル又は矢印等の点灯するシンボル又は記号に対応する発光素子を含んでいてもよい。交通用ランプ１００が矢印を含むとき、タイミングシーケンスは、通常の交通信号動作に加えて、進相（ｌｅａｄｉｎｇ）又は遅相（ｌａｇｇｉｎｇ）ターンインジケータを企図し得る。

【0022】

交通用ランプ１００が垂直構成を有するものとして示されるとき、交通用ランプ１００は、垂直構成又は水平構成で並んだ発光素子を含む任意の構成を有し得る。

【0023】

上述したように、一実装態様では、交通用ランプ１００は、交通の１方向だけのための交通指示を与える単一の片面デバイスであってもよい。別の実装態様では、交通用ランプ１００は、単一のデバイス内に交通のそれぞれの方向用の発光素子の２つ以上のセットを更に含み得る。例えば、交通用ランプ１００は、それぞれの方向の交通用の交通指示を与えるため、４面等の複数面デバイスであってもよい。この実施形態では、交通用ランプ１００内に含まれる全ての発光素子は、単一の電源信号に接続し得る。これは、全ての発光素子が或るオフセットを持って同期されることを可能にすることになり、それにより、一方向の発光素子が緑のシグナルを送り、一方、別の方向の発光素子が赤のシグナルを送ることになる。別の実装態様では、複数の交通用ランプ１００は、単一のＡＣ電力信号が全ての交通用ランプ１００に供給され、全ての発光素子が、先に論じたようにまた以下で更に述べるように同期されるように結合し得る。

【0024】

図２は、本開示の例示的な実施形態に係る例示的な交通用ランプ制御システム４００のブロック図を示す。外部電力源４１０は、１つ以上の発光素子４４０を含む交通用ランプ４２０のコントローラ４３０に結合し得る。

【0025】

コントローラ４３０は、ＡＣ信号の周波数又は周期等の電力信号特性について電力信号をモニタし得る。電力信号特性が使用されて、発光タイミングシーケンスに基づいて発光タイミングを決定し得る。コントローラ４３０は、電力信号特性及び発光タイミングシーケンスに基づいて発光素子４４０内のルミネセンスを始動し得る。ルミネセンス期間が経過した後、コントローラ４３０は、発光素子４４０内のルミネセンスを非アクティブ化させ得る。コントローラ４３０は、発光タイミングシーケンスのルミネセンス期間と非ルミネセンス期間の両方の間、電力信号特性をモニタし得る。

【0026】

コントローラ４３０は、発光素子４４０に結合され、発光タイミングシーケンス及び電力信号に基づいて発光素子４４０の発光を制御するように構成し得る。コントローラ４３０及び発光素子４４０は、単一のプリント回路基板上にあるように構成し得る。代替的に、コントローラ４３０は、発光素子４４０に結合される場合、交通用ランプ４２０内のどんな所でも配置し得る。

【0027】

コントローラ４３０は、交通用ランプ制御システムに関連するプログラミング命令又はマイクロコントロールコードを実行するように動作可能な汎用又は専用マイクロプロセッサ等の、メモリ及びＣＰＵ又は同様なものを有する場合があるマイクロプロセッサを含んでいてもよい。メモリは、ＤＲＡＭ等のランダムアクセスメモリ又はＲＯＭ等の読出し専用メモリ又はＦＬＡＳＨを示す場合がある。一実施形態では、プロセッサは、メモリに記憶されたプログラミング命令を実行し得る。コントローラ４３０がメモリを含む場合、メモリは、プロセッサと別個の構成要素である場合があるか、又は、プロセッサ内でオンボードで含まれる場合がある。

【0028】

コントローラ４３０は、発光タイミングシーケンス及び電力信号に基づいて発光素子４４０の発光タイミングを制御し得る。電力信号は、或る周波数を有するＡＣ信号であってもよい。例えば、ＡＣ信号は、５０Ｈｚ又は６０Ｈｚの周波数を有し得る。

【0029】

コントローラ４３０は、電力信号をモニタし、電力信号特性を決定し得る。電力信号特性は、電力信号の周波数又は周期であってもよい。電力信号特性を使用して、コントローラ４３０は、発光素子４４０の発光タイミングを決定し得る。本発明の一実施形態では、コントローラ４３０は、ＡＣ電力信号の各サイクルについてカウンタを増分し得る。カウンタが発光タイミングシーケンスに対応する所定の数に達すると、コントローラ４３０は、発光素子４４０の発光を修正する。複数の発光素子が使用されるとき、各コントローラは、全体の発光タイミングシーケンス中にカウンタを維持する。

【0030】

例えば、先に論じたように、例示的な交通信号灯の発光タイミングシーケンスは、緑発光素子を２５秒間、黄又はアンバー発光素子を５秒間、赤発光素子を３０秒間点灯することを含む。電力信号が交通信号灯に供給されると、コントローラは、緑発光素子の点灯を始動し得る。コントローラは、電源をモニタし、カウンタが２５秒と同値になるまでカウンタを増分し得る。この期間中、黄及び赤発光素子に対応するコントローラは、経過した時間間隔をモニタするため、カウンタを同様に増分している。その後、緑発光素子のコントローラが点灯を中断し、黄発光素子のコントローラが点灯を始動し得る。カウンタが５秒期間に対応する間隔に達した後、黄発光素子のコントローラは、点灯を中断し、赤発光素子のコントローラが、３０秒期間点灯を始動し得る。

【0031】

発光素子４４０は、１つ以上の発光ダイオードを含んでいてもよい。更に、コントローラ４３０はまた、発光素子４４０の寿命にわたる発光劣化を補償し得る。例えば、コントローラは、発光素子の温度及び使用を測定し、それらの値を使用して、均一なルミネセンスレベルを維持するために必要な補償を決定し得る。

【0032】

図３は、本開示の別の例示的な実施形態に係る例示的な交通用ランプ制御システム５００のブロック図を示す。交通用ランプ制御システム５００は、複数の発光素子５４０、５４１、５４２を含む。各発光素子は、交通用ランプ５２０内の対応するコントローラ５３０、５３１、５３２に結合される。外部の電力源５１０は、コントローラ５３０、５３１、５３２に結合される。各コントローラ５３０、５３１、５３２は、電力信号特性をモニタして、各発光素子５４０、５４１、５４２についてルミネセンス期間を決定する。発光タイミングシーケンスは、全てのコントローラ５３０、５３１、５３２が電力信号特性をモニタするときに同期し得る。

【0033】

図４は、本開示の例示的な実施形態に係る例示的な方法６００のフローチャートを示す。方法６００は、図１に示す例示的な交通用ランプを参照して論じられる。しかし、方法６００は、任意の適した交通用ランプ制御システムによって実装し得る。更に、図４は、例示及び議論のために特定の順序で実施されるステップを示すが、本明細書で論じる方法は、任意の特定の順序又は配置構成に限定されない。当業者は、本明細書で提供される開示を使用して、方法の種々のステップが、種々の方法で省略し得る、再配置し得る、組み合わし得る、かつ／又は適合し得ることを理解するであろう。

【0034】

交通用ランプ内のコントローラは、（６１０）にて電力信号を受け取ることができる。（６２０）にて、コントローラは、電力信号に基づいて電力信号特性を決定し得る。コントローラは、（６３０）にて発光素子の発光タイミングを決定し、発光素子の発光タイミングは、（６４０）にて、電力信号特性に基づいて制御し得る。

【0035】

図５は、本開示の例示的な実施形態に係る例示的な方法７００のフローチャートを示す。方法７００は、図１に示す例示的な交通用ランプを参照して論じられる。しかし、方法７００は、任意の適した交通用ランプ制御システムによって実装し得る。更に、図５は、例示及び議論のために特定の順序で実施されるステップを示すが、本明細書で論じる方法は、任意の特定の順序又は配置構成に限定されない。当業者は、本明細書で提供される開示を使用して、方法の種々のステップが、種々の方法で省略し得る、再配置し得る、組み合わし得る、かつ／又は適合し得ることを理解するであろう。

【0036】

交通用ランプが複数の発光素子を含むとき、各発光素子は別個のコントローラに対応し得る。各コントローラは、（７１０）にて電力信号を受け取り、（７２０）にて、電力信号に基づいて電力信号特性を決定し得る。各発光素子の発光タイミングは、（７３０）にて決定され、発光素子の全ての間の同期は、（７４０）にて判定し得る。各コントローラは、（７５０）にて電力信号特性に基づいて、対応する発光素子の発光タイミングを制御し得る。

【0037】

この書面による説明は、最良モードを含む本発明を開示するために、また同様に、任意のデバイス又はシステムを作り使用すること、及び、組み込まれる任意の方法を実施することを含む、本発明を任意の当業者が実施することを可能にするために例を使用する。本発明の特許可能な範囲は、特許請求の範囲によって規定され、当業者が思い付く他の例を含んでいてもよい。こうした他の例は、特許請求の範囲の文言と異ならない構造的要素を含む場合、又は、特許請求の範囲の文言とわずかな相違を有する均等な構造的要素を含む場合、特許請求の範囲内にあることを意図される。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】