(57)【要約】  【課題】３色の発色と３種以上の形状を示す交通信号灯を１灯で得ることで、交通指示を正確にし、誤認を防ぎ、さらに色弱者にも配慮した交通指示とし、設置を易しくし、交通の安全性を向上させる。  【解決手段】３色の単色ＬＥＤを使用し、各々を正三角形の頂点の位置に各々の色のＬＥＤの配置位置を作り、その中に３色のＬＥＤを丸形、３角形、バツ印形、矢印形、人形などが作られる位置に配置することで、それぞれの色がそれぞれの形で誤りなく点灯することを基本とする、１灯の交通信号で形と色を使って交通の指示を行う。  【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
単色の発光ダイオードの３種を正三角形の頂点に置く関係として並べ、その３色を密に配置することを基本とし、配置した１灯の信号灯の中の、この３色の発光位置が、赤色の発光ダイオードではバツ印形状が、橙色の発光ダイオードでは三角形状が、緑色の発光ダイオードでは丸形状と矢印形状或いは人形形状が出来るように発光ダイオードを配置し、必要な色と形状を順に発光させる如くしたことを特徴とする交通信号灯。
【請求項２】
１灯の中に３種類の色でバツ印形状、三角形状、丸形状、矢印形状、人形形状などの指示を表示する場合、正三角形状の３つの頂点にそれぞれの色の発光ダイオードを配置することを基本とし、なお形状の周辺部においては、他の色に影響の無い範囲で、丸形状、三角形状、バツ印形状、矢印形状、人形形状を示すのに適する位置に、発光ダイオードを配置することを特徴とする請求項１の交通信号灯。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、色弱者でも判断を間違えず、また灯数を一灯として設備を簡便にし、それを設備の簡略化に生かすか、或いは信号機を大きくして識別機能の強化に供するもので、それを単色の発光ダイオード（以下ＬＥＤという）を使用することで、安価に行わせる技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
道路に於ける交通信号灯は緑橙赤の３色を単独の灯の中に収めて３つ横に並べているのが通例であり、緑色は進め、橙色は注意、赤色は停止を示し、それを補助する矢印形状の緑色の灯をつける場合もある。この色のレンズを前面につけた信号灯は、夕日などを受けて反射すると、その指示が何色なのか解らなくなることがあり、また電球の寿命が短いという問題もあって、最近はＬＥＤに切り替えられはじめられている。
【０００３】
ＬＥＤは、発光していないときは無色であるために太陽光の反射による誤認もトラブルも無く、ＬＥＤの輝度も大きくなり、寿命も長いために信号灯に使えるレベルとなっていて、３灯式の信号灯に使われるようになっている。しかし電球方式と全く同じ形状で単に発光体を変えただけで使用されている状況である。
【０００４】
ＬＥＤは１個の球が小さく、これを約２００個並べて直径約３０ｃｍの信号灯の大きさの発光面を作っている。このものは従来のレンズ式の信号灯よりも、寿命が長いこと、反射による誤認を起こさないなどの優れた特徴を持つが、この三灯を基本とする方式は色弱者に対して、あるいは盲導犬に対しての指示の正確さにおいては、今一つの問題が残っている。
【０００５】
信号灯の並べ方は、左から、緑色、橙色、赤色、と決められており、色弱者はこの位置により色の判定をしている。しかし通常の人はその位置の重要さに気がつかづ、設置の時に間違えることがある。本発明者自身、現実にこの配置が逆になっている信号灯を見た経験がある。
さらに最大の問題はこの位置による指示は夜間においては通用しないのである。
【０００６】
また、交通事故をめぐる証言で信号が赤色だった緑色だったなどで食い違うことがある。これは信号の周辺に誤認し易い似た色と形の発光体が有るためで、その供述の信憑性が無罪有罪の決め手になることがあり、その表現に色は赤色でバツだった、緑色で丸だったなどと証言出来るならばその信憑性が重くなり、誤った判決を少なくすることにも役立ち、証言の確実性を増すのである。
【０００７】
３灯の色に形状による指示を加えようという試みはある。また１灯の中に３色の発色ができるＬＥＤを並べて構成して、色と形を関係づけて発色させる事は容易に考えられる。  しかし多色のＬＥＤは単色より１０倍ほど高価であり、そのため色と形状を１灯の中で構成しようという発明が生まれなかったものと思われる。
【０００８】
また街には色が氾濫し、車の尾灯の赤も氾濫し、その中に溶け込んでこの交通信号灯の丸い形状を認知できない場合も時に起きる。そこでこの問題に対するよりよい指示のできる交通信号への要求があった。
【０００９】
本発明は、安価であり、なお発色が１色と決まっていて発色ミスの可能性のない、単色のＬＥＤを使用して、１灯の中に赤色のバツ印形状による停止、橙色の三角形状による注意、緑色の丸形状による通行可など、多くの指示を１灯の中に盛り込んだ交通信号灯を得ようというものである。
また赤色のバツ印の中に緑色の矢印をいれて右折のみ可のようなサインを一灯の中で行うことも出来るもので、色と形状を１灯の交通信号灯の中で行い、かつ価格が多色のＬＥＤの１／１０以下という安価な単色のＬＥＤを使用して、多色の場合のほぼ１／３の価格でこれを可能としようという技術に関する要求があった。
【００１０】
これらの要求に対して、各種の優れた発明が提示されているが、いずれも実用化されていない。これはそれぞれに着眼を生かし切れない矛盾をはらんでいたからだと考えられる。    
【特許文献１】特開平６−６０２９４号公報
【特許文献２】特開平８−８７６９６号公報
【特許文献３】特開平１０−６３９９４号公報
【特許文献４】特開２００１−６７５９７号公報
【特許文献５】特開２００１−１１８１９２号公報
【特許文献６】特開２００１−２５０１９１号公報
【特許文献７】特開２００２−２６０１７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
従来より、交通信号灯において、その表示は３色の色とその配置のみで行われており、ネオンサインなどの色や、車の尾灯など、誤認を誘発する環境がますます広まっている。ＬＥＤの出現により、夕日などの反射光のよる誤認の可能性は減って来ているが、まだ色弱者などへの配慮は欠けており、交通信号の指示を強く的確に全ての人に伝える手段には欠けている。
多色のＬＥＤによる１灯方式の試みもあるが、これは高価であり、その表示を色と形状で同時に行い、なおその信号を一つの信号灯として、軽量化して設置の便をはかり、色弱者、盲導犬に限らず、すべての人に交通信号の指示を的確に伝えることのできる信号灯が易しく実現されることが求められていた。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、従来の発明のごとく複数の信号灯を使ったり、一つの信号灯の中で色だけを変えようというものではなく、通常のＬＥＤを使ってその配置を考え、配線と切り替えスイッチのみで、有効な交通信号の役を果たさせようとするもので、一つの信号灯で色と形状を表すことを最も主要な特徴とする。
【００１３】
その方法の基本は正三角形の升目が集積する如き関係を作り、６０度に交わる線を等間隔に作った場合のその交点の場所をＬＥＤを置く位置とする。その位置の関係は１つの色を囲んで他の２つの色が一つおきに配置されるものとし、この関係が３色全てに対してお互いに作られる。この結果図１の如く、３色のＬＥＤは均一に密に配置される。
【００１４】
このＬＥＤの色の配置の位置において、全体の輪郭が赤色ではバツ印形状に、橙色では三角形状に、緑色では丸形状、矢印形状又は人形形状となる位置にＬＥＤを固定する。
【００１５】
ＬＥＤをこのように配置することにより、１個が多色のＬＥＤの１／１０と安価であり３倍の個数を使用しても全体で１／３の価格となるな単色のＬＥＤを使用して、１つの灯の中で、赤色のバツ印形状、橙色の三角形状、緑色の丸形状、緑色の矢印形状や人形形状等、を発光させることが出来、また多数のＬＥＤで構成される１つの灯であるゆえに、発光面積を大きくすることもできて、従来の交通信号灯よりも、認知度の高い指示を出せるものである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明による、単色のＬＥＤを３色がお互いに他の色を１色おきに囲む形に配置することにより、自由に形状をつくることができ、これにより安価な単色のＬＥＤを使って、１灯で３つの色の発色にあわせて３種以上の形状を確実に示すことが出来、また表示を大きくすることも出来る。これにより道路交通信号の認知機能を格段に向上させ、人々の便利と安全に貢献することに適する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
交通信号の指示を、色弱者も含めてより正確に行うために、３種の単色のＬＥＤを使用して、それぞれの色のＬＥＤが他の色のＬＥＤをお互いに均一に囲む位置に配置することとして、その位置にバツ印形状、三角印形状、丸形状又は矢印形状や人形形状がそれぞれ作られるようにＬＥＤを配置することにより、従来よりも認知度の高い道路交通信号灯を実現した。
【実施例】
【００１８】
図１は３色のＬＥＤの基本配置を示したものである。このように３色はお互いを囲みあうように配置され、その関係は図２に拡大部と示した図３の如くなり、全く均一な配置となる。図５はこの関係でＬＥＤが配置された状態を示し、ここでは緑・橙・赤を斜線・クロス線・黒ベタで表して３色のＬＥＤの配置の関係を理解し易くした。
【００１９】
ＬＥＤが正三角形の頂点を結ぶ或る線上に並ぶ様子、例えば図２のＡ−Ａ断面図を見たものが図４である、この図は並び方の関係を示し易くするために、ＬＥＤの間隔を空けてあるが、実際は構造上許される限り、或いは必要なＬＥＤ密度にするために、間隔を決めるのであり、今回の製作においては１ｍｍであった。ここにある記号のａは緑色、ｂは橙色、ｃは赤色である。
【００２０】
この場合使用したＬＥＤは、５ｍｍ径であり通電の無い場合は無色透明のもので、発光の色が赤色のものは輝度１２０００マイクロカンデラ（以下ｍｃｄで表す）、緑色のものは１１６００ｍｃｄ、橙色のものは５５００ｍｃｄを使用した。
この３色の輝度が異なるのは、ＬＥＤの現在の性能からくるもので、将来輝度が高くなりお互いに近い輝度のものが出現した場合は、各色の輝度をそろえることが望ましい。しかし今回の如き約２倍の差は、色に対する人の眼の感受性の差もあり実用上は問題が無かった。
【００２１】
緑色の丸形の直径が１７ｃｍになる今回の試作品では１色につき１００個のＬＥＤを直列と並列で１００Ｖの電圧に適するように配線し、整流器を通して得た直流を使用して、赤色、緑色、橙色の順に連続して点灯した。
【００２２】
現在使用されている通常のＬＥＤ交通信号灯の発光面の大きさは直径約３０ｃｍであり。ここに２００個のＬＥＤが並べられている、今回の５ｍｍ直径のＬＥＤを１ｍｍ間隔に並べた場合、緑の場合直径１７ｃｍに約１００個のＬＥＤが入り。現在使用されている３灯方式とほぼ同じＬＥＤ密度となった。
【００２３】
図１は原理の理解の便のために、１００個のＬＥＤで試作した図であるが、正三角形の頂点に３色のＬＥＤを配置するルールにそって、各３色のＬＥＤで形状を作ると、バツ形状、三角形状、丸形状、矢印形状がほぼその形状に作られる。しかし求める形状と少し異なる凹凸が各形状の周囲にできる。
【００２４】
図６は赤を点灯したときの状況を黒く塗りつぶして示した、ここでは丸形状が現れている。図７は橙色の点灯で三角形状が現れた状況を、図８は赤色の点灯でバツ印形状が現れた状況を同じく黒く塗りつぶして示してある。
【００２５】
この１００個のＬＥＤにより試作した図１で判るように、ＬＥＤの数を少なくして配置すると求める形状と少し異なる凹凸が周囲にできる。これは１００個のＬＥＤにおいて顕著に現れ、２００個のＬＥＤではこの影響は少なくなるが、求める形状と少し異なる場合に、形状の周辺部においては他の色のＬＥＤの配置に影響の無い範囲で、正三角形の頂点に置くルールからずらしてもよい。図６、図７、図８は、そのように行った結果であり、より好ましい形となっている。
【００２６】
２００個の構成で製作するとこの凹凸は小さくなり、実用上はさしつえないが、これをさらに完全な形状に近づけるために、形状の周辺の他の色に影響の無い部分に限り、正三角形の頂点に置くとのルールを外して望む形状になる位置にＬＥＤを置いても良い。
【００２７】
３色の各々のＬＥＤの個数を同数にそろえると図１の如くなるが、特にバツ印の赤色を多くして、バツ印の表示を大きくするなどの方策を取ることも良い方法である。
【００２８】
また緑色のＬＥＤを矢印形状や人形形状とするために、丸形状よりはみ出して配置しておき、その矢印形状を赤色のバツ印形状の中で、その部分のみを赤色を点灯させず緑色のみを点灯させることも良い。これにより右折可や人のみ通行可の表示とすることができ、試みた結果では良好な指示認知を与えることが出来た。図９は赤色のバツ印の中に右へ向かった緑色の矢印を緑で点灯した状況である。黒く塗つぶした四角が赤色、丸の中に小さい黒丸の有るのが緑色の点灯である。これを行う場合は、小さい黒丸のみの部分に緑色のＬＥＤを増やしておく必要がある。
【００２９】
これを現実の信号灯の近くに取り付けてみて比較した。簡易輝度計で測ったところ、従来の信号の明るさがおおむね１０００〜２０００ｃｄ／ｍ2であり、昼の背景の５００〜１００００ｃｄ／ｍ2の中で良く認知出来るのにたいし、本試作品は、おおむね５００〜１０００ｃｄ／ｍ2であった。しかし視覚的な認知度では劣らないので、数値による測定値は小さくても、通常の信号機の如く明るさに差がある場合に比べ、広く面で均一な光を発する場合は、指示の認知にむしろ有効であるのだと推察する。
さらに約２倍ＬＥＤの密度を上げることも可能であり、また全体の面積を大きくすることも可能であるので、さらに有効な交通信号にすることが可能である。
【００３０】
試みに、視覚による認知の効果を２００人の歩行者と３０人の運転者に聞いたところ昼夜共に、本発明の方をよしとした回答が９２パーセント。他は習慣でどちらでも良いというものであった。
【００３１】
また信号灯が構造的に単純であって軽量であり、ポールなどの設備が単純な構造となり軽量化される。この状況を図１０に示した。この特徴により信号灯を大きくすることも可能であり、さらにネオンサインや車の丸い尾灯の中で、バツ印形状の赤色の停止指示は特に目立って視覚による認知の効果が大きいものであった。
【００３２】
さらにまた多色のＬＥＤを使うことは高価であるばかりでなく、切れた場合にその直列の系列が誤った色となるもので、単色の場合はその危険がないものである。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
単色のＬＥＤを使用することにより、１灯で色と形状を同時に示す交通信号とすることは、軽量化、人による認知度の向上が得られる。また同種のことを行える多色のＬＥＤを使用する場合より安価であり、また灯が切れた場合の誤発色がなく、交通信号を本方式に変えることは、道路管理の経費節減、事故の減少につながり、また順次切り変えていくことが可能で、無理なく交換して普及させて行けるものであり、産業上の利用に便なるものである。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】３色のＬＥＤの基本配置図
【図２】基本配置図に拡大部と切断部を示した図
【図３】３色のＬＥＤの配置を示した拡大図
【図４】Ａ−Ａ断面のＬＥＤとその配線図
【図５】３色のＬＥＤが装着された図
【図６】緑色の丸形状が点灯した図
【図７】橙色の三角形状が点灯した図
【図８】赤色のバツ印形状が点灯した図
【図９】赤色のバツ印形状の中に緑色の矢印形状が点灯した図
【図１０】３灯式の信号灯と１灯式の信号灯の比較図
【符号の説明】
【００３５】
ａ  緑色のＬＥＤ
ｂ  橙色のＬＥＤ
ｃ  赤色のＬＥＤ
Ａ  断面線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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