7844065 信号機

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2026-04-03

(45)【発行日】2026-04-13

(54)【発明の名称】信号機

(51)【国際特許分類】

   G08G 1/095 20060101AFI20260406BHJP

   H05B 45/00 20220101ALI20260406BHJP

【ＦＩ】

G08G1/095 M

H05B45/00

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2025068246

(22)【出願日】2025-04-17

【審査請求日】2025-04-17

(73)【特許権者】

【識別番号】390031037

【氏名又は名称】日本フェンオール株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001737

【氏名又は名称】弁理士法人スズエ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】武田 文博

【審査官】宮本 礼子

(56)【参考文献】

【文献】特開２００８－２１８０４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－０６８２３９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０８Ｇ １／００－９９／００

Ｇ０１Ｃ ２１／００－２１／３６

Ｇ０１Ｃ ２３／００－２５／００

Ｈ０５Ｂ ４５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

特定の色で点灯する表示灯と、
前記表示灯の点灯および消灯を制御する制御機と、
を備え、
前記表示灯は、少なくとも１つのＬＥＤ素子をそれぞれ含む３つ以上のＬＥＤグループを有し、
前記制御機は、前記ＬＥＤ素子を点灯させるオン電圧と前記ＬＥＤ素子を消灯させるオフ電圧とが繰り返す駆動電圧にて前記３つ以上のＬＥＤグループをそれぞれ駆動し、
前記表示灯の点灯時に、前記３つ以上のＬＥＤグループそれぞれの前記駆動電圧が全て前記オフ電圧となるタイミングが存在せず、いずれかのＬＥＤグループが点灯状態から消灯状態に切り替わる際に少なくとも１つの他のＬＥＤグループが点灯しているように、前記３つ以上のＬＥＤグループそれぞれの前記駆動電圧の位相がずれている、信号機。

【請求項2】

前記３つ以上のＬＥＤグループは、第１ＬＥＤグループと、第２ＬＥＤグループと、第３ＬＥＤグループとを含み、
前記第１ＬＥＤグループ、前記第２ＬＥＤグループおよび前記第３ＬＥＤグループの前記駆動電圧の位相がそれぞれ１２０°ずれている、
請求項１に記載の信号機。

【請求項3】

前記表示灯は、前記３つ以上のＬＥＤグループにそれぞれ対応する３つ以上のサブ表示領域を含み、
前記３つ以上のＬＥＤグループのＬＥＤ素子は、各々のＬＥＤグループに対応する前記サブ表示領域に配置されている、
請求項１または２に記載の信号機。

【請求項4】

前記３つ以上のＬＥＤグループのＬＥＤ素子は、前記表示灯の表示領域において分散配置されている、
請求項１または２に記載の信号機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ＬＥＤ素子を含む表示灯を備えた信号機に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、道路等に設置される交通用の信号機としては、電球式の表示灯を備えるものが主流であった。近年では、多数のＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）素子にて構成されたＬＥＤ式の表示灯を備える信号機が普及している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０２４－０７２５１４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

一般的に、ＬＥＤ式の表示灯は交流電源によって駆動される。そのため、電源の周波数に応じて各ＬＥＤ素子が短周期で点滅する。例えば電源の周波数が５０Ｈｚであり、全波整流回路を介して表示灯の各ＬＥＤに電流が供給される場合、ＬＥＤ素子の点滅の周波数は１００Ｈｚとなる。

【0005】

このように点滅するＬＥＤ素子をドライブレコーダや自動運転システム等のカメラで撮影する場合、撮影のフレームレートと消灯のタイミングが一致すると、実際には特定の色で点灯している表示灯が、画像データにおいては非点灯の状態となり得る。これにより、ドライブレコーダが正確な状況を記録できなかったり、自動運転システムが誤動作を生じたりする可能性がある。

【0006】

本発明は、上記のような事情に基づいてなされたものであり、カメラによる撮影に適した信号機を提供することを目的の一つとする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

一実施形態に係る信号機は、特定の色で点灯する表示灯と、前記表示灯の点灯および消灯を制御する制御機と、を備えている。前記表示灯は、少なくとも１つのＬＥＤ素子をそれぞれ含む３つ以上のＬＥＤグループを有している。前記制御機は、前記ＬＥＤ素子を点灯させるオン電圧と前記ＬＥＤ素子を消灯させるオフ電圧とが繰り返す駆動電圧にて前記３つ以上のＬＥＤグループをそれぞれ駆動している。さらに、前記表示灯の点灯時に、前記３つ以上のＬＥＤグループそれぞれの前記駆動電圧が全て前記オフ電圧となるタイミングが存在せず、いずれかのＬＥＤグループが点灯状態から消灯状態に切り替わる際に少なくとも１つの他のＬＥＤグループが点灯しているように、前記３つ以上のＬＥＤグループそれぞれの前記駆動電圧の位相がずれている。

【0008】

例えば、前記３つ以上のＬＥＤグループは、第１ＬＥＤグループと、第２ＬＥＤグループと、第３ＬＥＤグループとを含み、前記第１ＬＥＤグループ、前記第２ＬＥＤグループおよび前記第３ＬＥＤグループの前記駆動電圧の位相がそれぞれ１２０°ずれている。

【0009】

前記表示灯は、前記３つ以上のＬＥＤグループにそれぞれ対応する３つ以上のサブ表示領域を含んでもよい。この場合において、前記３つ以上のＬＥＤグループのＬＥＤ素子は、各々のＬＥＤグループに対応する前記サブ表示領域に配置されてもよい。

【0010】

他の例として、前記３つ以上のＬＥＤグループのＬＥＤ素子は、前記表示灯の表示領域において分散配置されてもよい。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、カメラによる撮影に適した信号機を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】図１は、第１実施形態に係る信号機の概略的な構成図である。

【図2】図２は、第１表示灯および第１表示制御部に適用可能な構成の一例を示す図である。

【図3】図３は、駆動電圧の一例を示す波形図である。

【図4】図４は、図３に示したタイミングにおける第１表示灯の点灯状態を示す図である。

【図5】図５は、第２実施形態に係る構成を説明するための図である。

【図6】図６は、第３実施形態に係る構成を説明するための図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

いくつかの実施形態につき図面を参照して説明する。各実施形態においては、一例として一般道等に設置される車両用の３灯式の信号機を開示する。ただし、各実施形態にて開示する構成は、矢印灯器、歩行者用や鉄道用等の他種の信号機にも適用可能である。

【0014】

［第１実施形態］
図１は、第１実施形態に係る信号機１の概略的な構成図である。信号機１は、灯器２と、信号制御機３とを備えている。灯器２は、第１表示灯２１と、第２表示灯２２と、第３表示灯２３とを含む。例えば、第１表示灯２１は青色を表示し、第２表示灯２２は黄色を表示し、第３表示灯２３は赤色を表示する。ただし、各表示灯２１，２２，２３の表示色はこの例に限られない。

【0015】

信号制御機３は、主制御部３０と、第１表示制御部３１と、第２表示制御部３２と、第３表示制御部３３とを備えている。信号制御機３は、電源装置ＰＷから供給される交流電源に基づいて動作する。

【0016】

主制御部３０には、例えば外部の交通管理システムから各表示灯２１，２２，２３の点灯および消灯のタイミングを示す制御信号ＳＩＧが入力される。主制御部３０は、この制御信号ＳＩＧに基づいて各表示制御部３１，３２，３３に表示灯２１，２２，２３を点灯させるための点灯信号を出力する。表示制御部３１，３２，３３は、主制御部３０からの点灯信号に基づいて、それぞれ表示灯２１，２２，２３を点灯または消灯させる。

【0017】

図２は、第１表示灯２１および第１表示制御部３１に適用可能な構成の一例を示す図である。第１表示灯２１は、複数のＬＥＤ素子５を備えている。本実施形態においては、これらＬＥＤ素子５が第１ＬＥＤグループＧＰａ、第２ＬＥＤグループＧＰｂおよび第３ＬＥＤグループＧＰｃに分けて駆動される場合を想定する。

【0018】

第１表示灯２１は、円形の表示領域２４を有している。図２の例においては、表示領域２４が第１サブ表示領域２４ａ、第２サブ表示領域２４ｂおよび第３サブ表示領域２４ｃに分割されている。

【0019】

第１サブ表示領域２４ａには第１ＬＥＤグループＧＰａのＬＥＤ素子５が配置され、第２サブ表示領域２４ｂには第２ＬＥＤグループＧＰｂのＬＥＤ素子５が配置され、第３サブ表示領域２４ｃには第３ＬＥＤグループＧＰｃのＬＥＤ素子５が配置されている。なお、図２においては各サブ表示領域２４ａ，２４ｂ，２４ｃに配置されるＬＥＤ素子５の一部のみを示している。

【0020】

各サブ表示領域２４ａ，２４ｂ，２４ｃは、例えば中心角が１２０°の扇状である。ただし、サブ表示領域２４ａ，２４ｂ，２４ｃの形状はこの例に限られない。

【0021】

第１表示制御部３１は、タイミング制御回路４０と、第１駆動回路４１ａと、第２駆動回路４１ｂと、第３駆動回路４１ｃとを備えている。タイミング制御回路４０は、各駆動回路４１ａ，４１ｂ，４１ｃに駆動波形を供給する。これら駆動波形は、例えば電源装置ＰＷの交流電源に応じた周期を有し、かつ互いに位相がずれている。

【0022】

第１駆動回路４１ａは、第１ＬＥＤグループＧＰａに属するＬＥＤ素子５に対し、タイミング制御回路４０から供給される駆動波形に応じた駆動電圧Ｖａを供給する。第２駆動回路４１ｂは、第２ＬＥＤグループＧＰｂに属するＬＥＤ素子５に対し、タイミング制御回路４０から供給される駆動波形に応じた駆動電圧Ｖｂを供給する。第３駆動回路４１ｃは、第３ＬＥＤグループＧＰｃに属するＬＥＤ素子５に対し、タイミング制御回路４０から供給される駆動波形に応じた駆動電圧Ｖｃを供給する。

【0023】

図３は、駆動電圧Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃの一例を示す波形図である。駆動電圧Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃは、ＬＥＤ素子５を消灯させるオフ電圧（ＯＦＦ）と、ＬＥＤ素子５を点灯させるオン電圧（ＯＮ）とを含む。駆動電圧Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃの各々において、これらオフ電圧およびオン電圧は、交互に繰り返される。駆動電圧Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃにおけるオフ電圧とオン電圧の長さはそれぞれ同じである。

【0024】

図３の例においては、駆動電圧Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃの位相が１２０°ずれている。これにより、どのタイミングでも駆動電圧Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃの少なくとも１つがオン電圧となり、駆動電圧Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃの全てがオフ電圧となるタイミングが存在しない。

【0025】

また、駆動電圧Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃがそれぞれオフ電圧とオン電圧の間で切り替わるタイミングが互いにずれている。すなわち、駆動電圧Ｖａがオフ電圧とオン電圧の間で切り替わる際には駆動電圧Ｖｂ，Ｖｃの一方がオン電圧である。同様に、駆動電圧Ｖｂがオフ電圧とオン電圧の間で切り替わる際には駆動電圧Ｖａ，Ｖｃの一方がオン電圧であり、駆動電圧Ｖｃがオフ電圧とオン電圧の間で切り替わる際には駆動電圧Ｖａ，Ｖｂの一方がオン電圧である。

【0026】

図４は、図３に示したタイミングＴ１，Ｔ２，Ｔ３における第１表示灯２１の点灯状態を示す図である。タイミングＴ１においては、駆動電圧Ｖａ，Ｖｂがオン電圧であり、駆動電圧Ｖｃがオフ電圧である。したがって、第１サブ表示領域２４ａおよび第２サブ表示領域２４ｂのＬＥＤ素子５が点灯し、第３サブ表示領域２４ｃのＬＥＤ素子５が消灯する。

【0027】

タイミングＴ２においては、駆動電圧Ｖｂ，Ｖｃがオン電圧であり、駆動電圧Ｖａがオフ電圧である。したがって、第２サブ表示領域２４ｂおよび第３サブ表示領域２４ｃのＬＥＤ素子５が点灯し、第１サブ表示領域２４ａのＬＥＤ素子５が消灯する。

【0028】

タイミングＴ３においては、駆動電圧Ｖａ，Ｖｃがオン電圧であり、駆動電圧Ｖｂがオフ電圧である。したがって、第１サブ表示領域２４ａおよび第３サブ表示領域２４ｃのＬＥＤ素子５が点灯し、第２サブ表示領域２４ｂのＬＥＤ素子５が消灯する。

【0029】

なお、図２乃至図４においては第１表示灯２１と第１表示制御部３１の構成について説明したが、第２表示灯２２と第２表示制御部３２、および、第３表示灯２３と第３表示制御部３３も同様の構成を備えている。

【0030】

従来のＬＥＤ式の信号機においては、１つの表示灯を構成するＬＥＤ素子に同一の駆動電圧が印加されている。そのため、表示灯が人の目では連続的に点灯しているように見えても、実際には高周波で点灯と消灯を繰り返している。

【0031】

このように点滅するＬＥＤ素子をドライブレコーダや自動運転システム等のカメラで撮影する場合、撮影のフレームレートと消灯のタイミングが一致すると、実際には特定の色で点灯している表示灯が、画像データにおいては非点灯の状態となり得る。これにより、ドライブレコーダが正確な状況を記録できなかったり、自動運転システムが誤動作を生じたりする可能性があった。

【0032】

これに対し、本実施形態においては、第１表示灯２１のＬＥＤ素子５が複数のグループに分けられ、各々のグループの駆動電圧の位相がずれている。これにより、第１表示灯２１の点灯時に全てのＬＥＤ素子５が消灯することがない。したがって、どのようなフレームレートのカメラで第１表示灯２１を撮影した場合であっても、実際の点灯状態を反映した画像データを得ることができる。第２表示灯２２および第３表示灯２３についても同様である。

【0033】

なお、本実施形態においては表示灯２１，２２，２３のＬＥＤ素子５を３つのグループに分ける場合を例示したが、４つ以上のグループに分けた場合でも同様の効果を得ることができる。

【0034】

また、図３においては矩形波状の駆動電圧Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃを例示したが、駆動電圧Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃは正弦波状であってもよい。さらに、駆動電圧Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃは、整流回路によって正弦波に全波整流を施した波形を有してもよい。

【0035】

［第２実施形態］
図５は、第２実施形態に係る構成を説明するための図である。この図においては、第１表示灯２１の表示領域２４の一部に含まれるＬＥＤ素子５の点灯および消灯が、上述のタイミングＴ１，Ｔ２，Ｔ３で切り替えられていく様子を示している。

【0036】

図５の例においては、ＬＥＤグループＧＰａ，ＧＰｂ，ＧＰｃのＬＥＤ素子５が表示領域２４において分散配置されている。具体的には、ＬＥＤグループＧＰａ，ＧＰｂ，ＧＰｃのＬＥＤ素子５が横方向Ｄに交互に並んでいる。

【0037】

なお、図５の例においては、第１ＬＥＤグループＧＰａのＬＥＤ素子５がＶ字型に屈曲した列Ｒａを形成し、第２ＬＥＤグループＧＰｂのＬＥＤ素子５がＶ字型に屈曲した列Ｒｂを形成し、第３ＬＥＤグループＧＰｃのＬＥＤ素子５がＶ字型に屈曲した列Ｒｃを形成している。これら列Ｒａ，Ｒｂ，Ｒｃは、横方向Ｄに交互に並んでいる。

【0038】

本実施形態のように各ＬＥＤグループＧＰａ，ＧＰｂ，ＧＰｃのＬＥＤ素子５を分散配置した場合には、点灯中の１つまたは２つのＬＥＤグループによって表示領域２４の点灯形状（例えば円形）を保つことができる。

【0039】

なお、各ＬＥＤグループＧＰａ，ＧＰｂ，ＧＰｃのＬＥＤ素子５を分散する態様は図５の例に限られない。例えば、各ＬＥＤグループＧＰａ，ＧＰｂ，ＧＰｃのＬＥＤ素子５は、横方向Ｄだけでなく、横方向Ｄと交差する方向においても交互に繰り返すように配置されてもよい。

【0040】

［第３実施形態］
図６は、第３実施形態に係る構成を説明するための図である。本実施形態においては、第１または第２実施形態に係る信号機１を利用した交通管理システム１００を開示する。

【0041】

交通管理システム１００は、信号機１と、交通管理サーバ６と、送信装置７とを備えている。交通管理サーバ６は、信号機１に上述の制御信号ＳＩＧを供給する。また、交通管理サーバ６は、送信装置７に信号情報を供給する。

【0042】

送信装置７は、例えば信号機１の近傍の道路に設置され、信号機１に近接する車両８に対して信号情報を送信する。当該信号情報は、信号機１の現在の点灯状態（表示灯２１，２２，２３のいずれが点灯しているかを示す情報）を含む。なお、交通管理システム１００は、複数組の信号機１および送信装置７を備えてもよい。

【0043】

交通管理システム１００を利用する車両８は、自動運転システム８０を備えている。送信装置７が送信する信号情報は、車両８の受信装置８１により受信され、自動運転システム８０に入力される。送信装置７と受信装置８１との通信には、種々の無線通信プロトコルを適用できる。一例では、当該通信に光ビーコンを用いてもよい。

【0044】

車両８には、前方を撮影するカメラ８２が搭載されている。このカメラ８２が生成する画像データは、自動運転システム８０に入力される。車両８は、当該カメラ８２に加え、ドライブレコーダ用のカメラを備えてもよい。

【0045】

自動運転システム８０は、基本的にはカメラ８２の画像データやミリ波レーダ等のセンシング技術を利用して、アクセル開度、ブレーキおよびステアリングを制御する。さらに、送信装置７からの信号情報を受信した際には、当該信号情報も当該制御に活用する。

【0046】

具体的には、自動運転システム８０は、カメラ８２の画像データに基づいて信号機１の点灯色を判定する。信号機１は、第１または第２実施形態の構成を備えている。そのため、カメラ８２は、正確な表示色を反映した画像データを生成することが可能である。

【0047】

さらに、自動運転システム８０は、送信装置７から送信される信号情報を受信できる場合には、当該信号情報に基づいて信号機１の点灯色を判定する。そして、自動運転システム８０は、画像データに基づいて判定した点灯色と、信号情報に基づいて判定した点灯色とが一致する場合、その点灯色を現在の信号機１の点灯色として確定し、アクセル開度やブレーキの制御によって車速を調整する。

【0048】

具体例を挙げると、現在の点灯色が赤色または黄色である場合、自動運転システム８０は、信号機１の停止位置までに停車するように車両８を減速させる。また、現在の点灯色が青色である場合、自動運転システム８０は、信号機１の交差点等を安全に通行できる車速で車両８を運行させる。

【0049】

一方で、画像データに基づいて判定した点灯色と、信号情報に基づいて判定した点灯色とが一致しない場合、すなわち少なくとも一方の判定結果が赤または黄色である場合、自動運転システム８０は、信号機１の停止位置までに停車するように車両８を減速させる。

【0050】

このように、画像データに基づいて判定した点灯色と、信号情報に基づいて判定した点灯色とに基づいて車両８を制御することで、自動運転の安全性が大幅に向上する。なお、上記した判定結果と車両８の制御は一例にすぎず、その他にも判定結果を用いた種々の制御を適用できる。

【0051】

以上の各実施形態は、本発明の範囲をこれら実施形態に開示した構成に限定するものではない。本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の態様に変形して実施することができる。

【符号の説明】

【0052】

１…信号機、２…灯器、３…信号制御機、５…ＬＥＤ素子、２１，２２，２３…表示灯、２４…表示領域、２４ａ，２４ｂ，２４ｃ…サブ表示領域、３０…主制御部、３１，３２，３３…表示制御部、４０…タイミング制御回路、４１ａ，４１ｂ，４１ｃ…駆動回路。

【要約】

【課題】 カメラによる撮影に適した信号機を提供する。
【解決手段】 一実施形態に係る信号機は、特定の色で点灯する表示灯と、前記表示灯の点灯および消灯を制御する制御機と、を備えている。前記表示灯は、少なくとも１つのＬＥＤ素子をそれぞれ含む複数のＬＥＤグループを有している。前記制御機は、点灯と消灯が繰り返す駆動電圧にて前記複数のＬＥＤグループをそれぞれ駆動している。さらに、いずれかのＬＥＤグループが点灯状態から消灯状態に切り替わる際に少なくとも１つの他のＬＥＤグループが点灯しているように、前記複数のＬＥＤグループそれぞれの前記駆動電圧の位相がずれている。
【選択図】 図４

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】