(57)【要約】【課題】連動親機と連動子機間のケーブルを廃止して無線によりデータを交信することにより、融通性の高い信号制御装置を提供する。【解決手段】本実施形態の信号制御装置は、信号灯２のＧ（青）、Ｙ（黄）、Ｒ（赤）の各灯色を点灯制御する灯色制御部１と信号灯２から構成される連動親機１００と、連動親機１００の信号灯２の所定の色のみを透過させるフィルタ４と、それを透過した光を電気信号に変換するフォトダイオード（ＰＤ）５と、その信号を所定の閾値で増幅する増幅器６と、増幅された信号から内部のタイマーを起動させて、信号灯８のＧ（青）、Ｙ（黄）、Ｒ（赤）の各灯色を点灯制御する連動制御部７と、信号灯８から構成されている連動子機１１０を備えている。【選択図】　　　図１
2004126828.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
交通信号機の連動制御を行う連動親機と、該連動親機の起動タイミングに応じて信号制御する連動子機と、を備えた交通信号機制御装置であって、
前記連動子機は、前記連動親機の所定の信号光を受光する受光手段と、該受光手段により受光した光を電気信号に変換する光電変換手段と、を備え、前記光電変換手段により変換された電気信号により、前記信号制御を開始することを特徴とする交通信号機制御装置。
【請求項２】
前記連動子機は、前記光電変換手段により変換された電気信号が所定の閾値を所定の時間継続して超えた場合、所定の時間間隔毎に当該連動子機の信号灯を点滅するように制御することを特徴とする請求項１に記載の交通信号機制御装置。
【請求項３】
交通信号機の連動制御を行う連動親機と、該連動親機の起動タイミングに応じて信号制御する連動子機と、を備えた交通信号機制御装置であって、
前記連動親機は、所定の信号灯の発光を変調する変調手段を備え、前記連動子機は、前記変調手段により変調された信号光を受光する受光手段と、該受光手段により受光した光を電気信号に変換する光電変換手段と、該光電変換手段により変換された電気信号からデータを復調する復調手段と、を備えたことを特徴とする交通信号機制御装置。
【請求項４】
交通信号機の連動制御を行う連動親機と、該連動親機の起動タイミングに応じて信号制御する連動子機と、を備えた交通信号機制御装置であって、
前記連動親機は、該連動親機が制御する信号機の各信号灯の発光を変調する複数の変調手段を備え、前記連動子機は、前記複数の変調手段により変調された光信号を夫々受光する複数の受光手段と、該受光手段により受光した光を電気信号に変換する複数の光電変換手段と、該光電変換手段により変換された電気信号からデータを復調する復調手段と、を備えたことを特徴とする交通信号機制御装置。
【請求項５】
前記連動親機は、当該連動親機が制御する信号機の信号灯を点灯する際、同じ時間帯に前記連動子機の何れの信号灯を点灯させるかを指示するデータとして前記連動親機の信号灯の点灯を変調して前記連動子機に送信することを特徴とする請求項４に記載の交通信号機制御装置。
【請求項６】
前記連動親機は、前記連動子機が前記復調手段によりデータを復調した場合に、前記連動子機の信号灯の制御が連続して行われるように前記連動親機の信号灯の点灯を変調することを特徴とする請求項４又は５に記載の交通信号機制御装置。
【請求項７】
交通信号機の連動制御を行う連動親機と、該連動親機の起動タイミングに応じて信号制御する連動子機と、を備えた交通信号機制御装置であって、
前記連動親機は、所定の信号灯の発光を変調する変調手段と、該変調手段により変調された信号光を受光する受光手段と、該受光手段により受光した光を電気信号に変換する光電変換手段と、該光電変換手段により変換された電気信号からデータを復調する復調手段と、を備え、
前記連動子機は、前記変調手段により変調された信号光を受光する受光手段と、該受光手段により受光した光を電気信号に変換する光電変換手段と、該光電変換手段により変換された電気信号からデータを復調する復調手段と、所定の信号灯の発光を変調する変調手段と、を備えたことを特徴とする交通信号機制御装置。
【請求項８】
前記連動親機は、前記連動子機の変調手段により変調された信号光を前記復調手段により復調した結果、前記連動子機が異常状態であると判断した場合、該情報を管制センターに通知することを特徴とする請求項７に記載の交通信号機制御装置。
【請求項９】
前記連動親機は、前記連動子機の信号灯を点滅するタイミング情報を前記変調手段により変調して前記連動子機に送信することを特徴とする請求項３乃至７の何れか一項に記載の交通信号機制御装置。
【請求項１０】
前記連動子機は、前記連動親機から受光した信号光を前記復調手段により復調し、復調されたタイミングに基づいて当該連動子機の信号を点滅するように制御することを特徴とする請求項３乃至７の何れか一項に記載の交通信号機制御装置。
【請求項１１】
前記受光手段は、光を集光するレンズと、所定の波長の光を透過するフィルタと、迷光を遮断する遮光筒と、を備えていることを特徴とする請求項１乃至１０の何れか一項に記載の交通信号機制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、交通信号機制御装置に関し、さらに詳しくは、連動親機と連動子機間の信号制御に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、道路の交差点等に設置される交通信号機の信号制御は、管制センターが複数の連動親機を管制して、所定の区間に設置された複数の信号機に対する制御を統括的に行っている。信号機の制御を各信号機ごとに個別に行っていたのでは、交通量等のコントロールをスムーズに行うことができないため、管制センターの制御のもとに、連動親機により一カ所に設けた信号機の制御を行い、管制センターは各連動親機が制御する信号機の状況を見ながら、全体の交通がスムーズに行われるように管制している。しかし、交通量の増加に伴って、道路の新設が行われ、そこに新たに交差点や横断歩道等が設けられると、当然、信号機を設置する必要性が出てくる。この場合、新たに連動親機を設置して管制センターと接続したのでは、莫大な費用と時間を要してしまう。そこで、新たな設置場所の近傍（１００ｍ〜２００ｍ）に既設の連動親機がある場合は、その連動親機と連動する連動子機を新設することにより、費用を最小限に抑えることができる。
図９は、従来の連動親機と連動子機の関係を表す図である。道路５２と道路５３が交叉する交差点Ａに、道路５３の交通を制御する信号機ａ１と、道路５２の交通を制御する信号機ａ２を設け、それらの信号を連動親機５０が制御する。また、道路５２と道路５４が交叉する交差点Ｂに、道路５４の交通を制御する信号機ｂ１と、道路５２の交通を制御する信号機ｂ２を設け、それらの信号を連動子機５１が制御する。そして、連動親機５０と連動子機５１はケーブル５５により接続されている。尚、この図では、一方向の信号のみ表し、他方向の信号は省略している。
【０００３】
図１０は、前記の連動親機５０と連動子機５１の関係を模式的に表した図である。管制センター５６からの信号により、連動親機５０は信号機ａ２の各信号灯Ｇ（青）、Ｙ（黄）、Ｒ（赤）の点滅を制御する。また、連動親機５０のＹ（黄）信号はケーブル５５により連動子機５１に接続され、その信号により連動子機５１が起動され、信号機ｂ２の各信号灯Ｇ（青）、Ｙ（黄）、Ｒ（赤）の点滅を制御する（詳細は図１１参照）。
図１１は、図１０の連動親機５０と連動子機５１の動作を説明するタイムチャートである。横軸に各タイムスロットを表す。連動親機５０が信号灯ａ２をタイムスロット１〜３でＧ（青）に、タイムスロット３〜４でＹ（黄）に、タイムスロット４以降をＲ（赤）に制御するものとすると、タイムスロット３〜４で信号灯ａ２をＹ（黄）にしたとき、ケーブル５５から信号灯Ｙ（黄）を点灯するためのＡＣ電圧が発生される。そのＡＣ電圧を受信した連動子機５１は、その電圧の立ち上がりから内部のタイマーを起動させて信号を制御する。例えば、連続した動作の中で、連動親機５０がＹ（黄）点灯した時点では、連動子機５１の信号灯ｂ２は既にＲ（赤）であり、時間ｔ１後にＧ（青）に変化させる。そして、時間ｔ２後にＹ（黄）に変化させ、ｔ３後に再びＲ（赤）に変化させる。この動作が、連動親機５０がＹ（黄）に点灯するたびにタイマーを起動させて連動子機５１の信号灯ｂ２を制御する。ここで内部にあるタイマーの時間設定は、連動親機との距離により適宜設定される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このように従来の連動親機と連動子機の間はケーブルにより接続されているため、その敷設工事のために多大の時間と労力を要し、敷設費用も大きな負担になっていた。
本発明は、かかる課題に鑑み、連動親機と連動子機間のケーブルを廃止して無線によりデータを交信することにより、融通性の高い交通信号機制御装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明はかかる課題を解決するために、請求項１は、交通信号機の連動制御を行う連動親機と、該連動親機の起動タイミングに応じて信号制御する連動子機と、を備えた交通信号機制御装置であって、前記連動子機は、前記連動親機の所定の信号光を受光する受光手段と、該受光手段により受光した光を電気信号に変換する光電変換手段と、を備え、前記光電変換手段により変換された光信号により、前記信号制御を開始することを特徴とする。
以下、全ての説明において、連動親機とは、管制センターからの指示により信号機を制御する信号制御装置であり、連動子機とは、連動親機からの指示により信号機を制御する信号制御装置である。また、信号光とは、Ｇ（青）、Ｙ（黄）、Ｒ（赤）の信号灯からの光を指し、信号灯とは、Ｇ（青）、Ｙ（黄）、Ｒ（赤）の各灯器を指し、信号機とはＧ（青）、Ｙ（黄）、Ｒ（赤）の３色の信号灯が集合したものを言う。連動親機と連動子機間の距離は１００ｍ〜２００ｍの範囲が一般的である。この間をケーブルによらないで信号のやり取りを行うには、電波や光により行う方法がある。電波による方法は最も一般的であるが、外来ノイズによる誤動作の問題があり、安全を大前提とする信号機の制御には多少の不安が残る。そこで、本発明では、光が到達する距離に限定して、連動親機の信号光を受光手段により受光して光電変換し、その電気信号をトリガにして連動子機を制御するものである。
かかる発明によれば、連動親機の所定の信号光を受光手段により受光して連動子機の制御を開始するので、連動親機と連動子機の時間関係が常に連動しており、信号制御の連動性を保つことができる。
請求項２は、前記連動子機は、前記光電変換手段により変換された光信号が所定の閾値を所定の時間継続して超えた場合、所定の時間間隔毎に当該連動子機の信号を点灯若しくは滅灯するように制御することを特徴とする。
連動親機の所定の信号光を正確に受光するには、予め、周囲の外光や昼夜の状況により最適な閾値を設定しておくことが重要である。また、閾値を超えた時間が短い信号はノイズの可能性があるので、所定の時間以上その閾値を維持したとき正しい信号と認識する。そして、そこからタイマーを起動して各信号光の点灯時間を設定するものである。
かかる発明によれば、連動親機からの信号光の閾値をレベルと継続時間により判定し、そこから内部タイマーを起動して信号を制御するので、連動親機の信号灯を正確に確認することができる。
【０００６】
請求項３は、交通信号機の連動制御を行う連動親機と、該連動親機の起動タイミングに応じて信号制御する連動子機と、を備えた信号制御装置であって、前記連動親機は、所定の信号灯の発光を変調する変調手段を備え、前記連動子機は、前記変調手段により変調された信号光を受光する受光手段と、該受光手段により受光した光を電気信号に変換する光電変換手段と、該光電変換手段により変換された電気信号からデータを復調する復調手段と、を備えたことを特徴とする。
請求項１では、連動親機からの信号光が点灯したか否かを検出して連動子機を制御していた。しかし、信号灯が発光ダイオード等で構成されている場合、発光ダイオードをＯＮ／ＯＦＦして変調することにより、信号光にデータを重畳させることができる。そこで、本発明では、連動親機側に変調器を備え、所定の信号灯を変調して送信する。また、連動子機側では、その変調された信号光を受光して復調し、その復調データに基づいて連動子機の制御を行うものである。従って、その変調データに連動子機の信号タイミングを送信すれば、連動子機側ではタイマーを設置する必要がなくなる。
かかる発明によれば、連動親機は信号光にデータを変調して送るので、連動子機側でその信号光からデータを復調して制御を行うことにより、複雑な制御を連動親機側で指示することができる。
請求項４は、交通信号機の連動制御を行う連動親機と、該連動親機の起動タイミングに応じて信号制御する連動子機と、を備えた信号制御装置であって、前記連動親機は、各信号色の発光を変調する複数の変調手段を備え、前記連動子機は、前記複数の変調手段により変調された光信号を夫々受光する複数の受光手段と、該受光手段により受光した光を電気信号に変換する複数の光電変換手段と、該光電変換手段により変換された電気信号からデータを復調する復調手段と、を備えたことを特徴とする。
前記請求項３までは、３色の信号灯の何れか１つの信号灯により連動子機を制御していたが、本発明は、連動親機の３色の信号灯全てに変調器を備え、連動子機でその信号光を合成して復調することにより、連動子機の信号機制御を直接行うものである。
かかる発明によれば、連動親機からの３色の信号灯を夫々変調して連動子機に送信し、連動子機でそれらの信号光を合成して復調するので、連動親機から連動子機を直接制御することができ、連動子機の制御手段が簡易となる。
【０００７】
請求項５は、当該連動親機が制御する信号機の信号灯を点灯する際、同じ時間帯に前記連動子機の何れの信号灯を点灯させるかを指示するデータとして前記連動親機の信号灯の点灯を変調して前記連動子機に送信することを特徴とする。
信号灯データを連動親機から連続して連動子機に送るためには、連動親機の点灯している信号灯を変調する必要がある。そこで、本発明では連動親機の点灯している信号灯に連続して連動子機の信号灯データを変調して送り、連動子機ではそれらの信号光を合成して復調し、その復調データに基づいて信号灯を点灯させる。そのため、連動子機ではタイミングを計測する必要がなく、信号タイミングの変更も連動親機から指示される。
かかる発明によれば、連動子機の信号灯の点灯タイミングを連動親機から直接指示されるので、連動子機はタイミングの制御が必要なくなり、回路構成を簡略化することができ、しかも、タイミングの変更が容易に可能である。
請求項６は、前記連動親機は、前記連動子機が前記復調手段によりデータを復調した場合に、前記連動子機の信号灯の制御が連続して行われるように前記連動親機の信号灯の点灯を変調することを特徴とする。
連動親機からは、信号灯が切り替るたびに変調する信号灯の色が変化する。そのため、連動子機では３色全ての信号灯からの信号光を合成する必要がある。それにより、光電変換手段からの信号はシリアルに連続した信号として取り出すことができる。
かかる発明によれば、連動子機では３色全ての信号灯からの信号光を合成して取り出すので、その信号を復調した結果は、連動子機の信号灯の点灯手順そのものとなる。
【０００８】
請求項７は、交通信号機の連動制御を行う連動親機と、該連動親機の起動タイミングに応じて信号制御する連動子機と、を備えた交通信号機制御装置であって、前記連動親機は、所定の信号灯の発光を変調する変調手段と、該変調手段により変調された信号光を受光する受光手段と、該受光手段により受光した光を電気信号に変換する光電変換手段と、該光電変換手段により変換された電気信号からデータを復調する復調手段と、を備え、前記連動子機は、前記変調手段により変調された信号光を受光する受光手段と、該受光手段により受光した光を電気信号に変換する光電変換手段と、該光電変換手段により変換された電気信号からデータを復調する復調手段と、所定の信号灯の発光を変調する変調手段と、を備えたことを特徴とする。
前記請求項６までは連動親機から連動子機への一方的な信号の流れであった。そこで、本発明では連動子機側に連動親機に信号を伝達する手段を備え、連動親機側にはその信号を受信する手段を備える。それには、連動子機の所定の信号灯を変調できるようにし、連動親機にその信号を受光して復調する手段を備える。これにより、例えば連動子機の異常状態を連動親機が監視することができる。
かかる発明によれば、連動親機と連動子機が双方向の通信が可能となるので、連動子機の状態監視を連動親機が行うことができ、異常時発生に対して迅速な対応が可能となる。
請求項８は、前記連動親機は、前記連動子機の変調手段により変調された信号光を前記復調手段により復調した結果、前記連動子機が異常状態であると判断した場合、該情報を管制センターに通知することを特徴とする。
連動子機は正常な場合は連動親機に対して特に情報を送る必要はない。そのときは、所定の信号灯を変調しないが、異常が発生した場合は、直ちに所定の信号灯を変調してその異常状況をデータとして連動親機に通報する。連動親機でそのデータを復調した結果、連動子機が異常であると判断すると、管制センターに連絡して指示を仰ぐ。
かかる発明によれば、連動親機により連動子機が異常と判断して管制センターに通知するので、管制センターは異常時に対して迅速に対応することができる。
【０００９】
請求項９は、前記連動親機は、前記連動子機の信号を点滅するタイミング情報を前記変調手段により変調して前記連動子機に送信することを特徴とする。
連動親機が連動子機に送信するデータにはさまざまなものがある。例えば、連動子機の信号灯の点灯タイミングであり、また、信号灯の停止信号である。この中で信号灯の点灯タイミングは、例えば、赤１分、青１分３０秒、黄１５秒等の具体的な数字や、各色の信号灯を点灯させる信号と滅灯させる信号である。
かかる発明によれば、連動親機から連動子機へ信号を点滅するタイミング情報を送るので、連動子機の制御回路を単純化することができる。
請求項１０は、前記連動子機は、前記連動親機から受光した信号光を前記復調手段により復調し、復調されたタイミングに基づいて当該連動子機の信号を点滅するように制御することを特徴とする。
変調された信号は所定のアルゴリズムに基づいて元の信号に復調する必要がある。連動親機と連動子機の間はこの所定のアルゴリズムに基づいた変復調により成り立っている。
かかる発明によれば、連動親機で変調された信号を連動子機で所定のアルゴリズムに基づいて復調するので、正確な信号を受信することができる。
請求項１１は、前記受光手段は、光を集光するレンズと、所定の波長の光を透過するフィルタと、迷光を遮断する遮光筒と、を備えていることを特徴とする。連動親機と連動子機の距離は１００ｍ〜２００ｍはなれている。従って、連動親機の信号灯の光を連動子機の受光手段が正確に受光するには、できるだけ、不要な外光を除去することが重要である。その手段として、光を集光するレンズと、集光された光から不要な波長を除去する色フィルターと、連動親機の所定の信号灯の光だけを狙うための筒が必要である。
かかる発明によれば、受光手段がレンズとフィルタと筒により構成されているので、所定の信号灯の光のみを受光して不要な光を除去して受光の精度を高めることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載される構成要素、種類、組み合わせ、形状、その相対配置などは特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する主旨ではなく単なる説明例に過ぎない。
図１は、本発明の第１の実施形態に係る信号制御装置の概略構成図である。本実施形態の信号制御装置は、信号灯２のＧ（青）、Ｙ（黄）、Ｒ（赤）の各灯色を点灯制御する灯色制御部１と信号灯２から構成される連動親機１００と、連動親機１００の信号灯２の所定の色のみを透過させるフィルタ４と、それを透過した光を電気信号に変換するフォトダイオード（ＰＤ）５と、その信号を所定の閾値で増幅する増幅器６と、増幅された信号から内部のタイマーを起動させて、信号灯８のＧ（青）、Ｙ（黄）、Ｒ（赤）の各灯色を点灯制御する連動制御部７と、信号灯８から構成されている連動子機１１０を備えている。尚、この例では連動親機１００の信号灯２のＹ（黄）の灯色を受光することにする。これは、現状の信号制御装置の多くが採用しているため、現用機との互換性を保つためである。しかし、他の灯色を使用しても本発明の主旨を逸脱するものでないことは明確である。
図２は、本発明の第１の実施形態に係る信号制御装置の動作タイミングチャートである。この図を参照して動作を説明する。横軸に各タイムスロットを表す。連動親機１００が信号灯２をタイムスロット１〜３でＧ（青）に、タイムスロット３〜４でＹ（黄）に、タイムスロット４以降をＲ（赤）に制御するものとすると、タイムスロット３〜４で信号灯２をＹ（黄）にしたとき、その灯色は光３として連動子機１１０のフィルタ４を透過する。フィルタ４はＹ（黄）の波長のみを透過させる特性を持っている。そして、透過したＹ（黄）の光はフォトダイオード（ＰＤ）５により光電変換され、増幅器６に入力される。増幅器６は所定の閾値を超えた信号のみを増幅する構成であり、それ以下のノイズを除去するようになっている。増幅された信号は連動制御部７に入力され所定の時間（ｔ０）継続したかを監視し、所定の時間継続すると、その時点から内部のタイマーを起動させて信号を制御する。例えば、連続した動作の中で、連動親機１００がＹ（黄）点灯した時点（タイムスロット３〜４）では、連動子機１１０の信号灯８は既にＲ（赤）であり、時間ｔ１後（タイムスロット５）にＧ（青）に変化する。そして、時間ｔ２後（タイムスロット７）にＹ（黄）に変化し、ｔ３後（タイムスロット８）に再びＲ（赤）に変化する。この動作が、連動親機１００がＹ（黄）に点灯するたびにタイマーを起動させて連動子機１１０の信号灯８を制御する。従って、内部にあるタイマーの時間設定は、連動親機１００との距離により適宜設定される。
【００１１】
図３は、本発明の第２の実施形態に係る信号制御装置の概略構成図である。本実施形態の信号制御装置は、信号灯１２のＧ（青）、Ｙ（黄）、Ｒ（赤）の各灯色を点灯制御する灯色制御部１０と、灯色Ｙ（黄）信号を変調する変調器１１と、信号灯１２から構成される連動親機１２０と、連動親機１２０の信号灯１２の所定の色のみを透過させるフィルタ１４と、それを透過した光を電気信号に変換するフォトダイオード（ＰＤ）１５と、その信号を所定の閾値で増幅する増幅器１６と、増幅した信号からデータを復調する復調器１７と、復調されたデータに基づいて、信号灯１９のＧ（青）、Ｙ（黄）、Ｒ（赤）の各灯色を点灯制御する連動制御部１８と、信号灯１９から構成されている連動子機１３０を備えている。
図４は、本発明の第２の実施形態に係る信号制御装置の動作タイミングチャートである。この図を参照して動作を説明する。横軸に各タイムスロットを表す。連動親機１２０が信号灯１２をタイムスロット１〜３でＧ（青）に、タイムスロット３〜４でＹ（黄）に、タイムスロット４以降をＲ（赤）に制御するものとすると、タイムスロット３〜４で信号灯１２をＹ（黄）にしたとき、灯色制御部１０は連動子機１３０の信号タイミング情報を変調器１１により変調する。その変調された灯色は光１３として連動子機１３０のフィルタ１４を透過する。フィルタ１４はＹ（黄）の波長のみを透過させる特性を持っている。そして、透過したＹ（黄）の光はフォトダイオード（ＰＤ）１５により光電変換され、増幅器１６に入力される。増幅器１６は所定の閾値を超えた信号のみを増幅する構成であり、それ以下のノイズを除去するようになっている。増幅された信号は復調器１７により元のデータに復調されて連動制御部１８に入力される。連動制御部１８では復調したデータに基づいて信号灯１９を制御する。例えば、連続した動作の中で、連動親機１２０がＹ（黄）点灯した時点（タイムスロット３〜４）では、連動子機１３０の信号灯１９は既にＲ（赤）であり、時間ｔ１後（タイムスロット５）に滅灯し、続けてＧ（青）が点灯して時間ｔ２後（タイムスロット７）に滅灯し、続けてＹ（黄）が点灯して時間ｔ３後（タイムスロット８）に再びＲ（赤）が点灯する。この動作が、連動親機１２０がＹ（黄）に点灯するたびにデータとして送信されて連動子機１３０の信号灯１９を制御する。従って、連動親機１２０のタイマーの時間設定は、連動子機１３０との距離により適宜設定される。
【００１２】
図５は、本発明の第３の実施形態に係る信号制御装置の概略構成図である。本実施形態の信号制御装置は、信号灯２９のＧ（青）、Ｙ（黄）、Ｒ（赤）の各灯色を点灯制御する灯色制御部２５と、各灯色信号を変調する変調器２６、２７、２８と、信号灯２９から構成される連動親機１４０と、連動親機１４０の信号灯２９の各色を個別に透過させるフィルタ３１と、それらを透過した光を電気信号に変換する複数のフォトダイオード（ＰＤ）３２と、その信号を合成して所定の閾値で増幅する増幅器３３と、増幅した信号からデータを復調する復調器３４と、復調されたデータに基づいて、信号灯３６のＧ（青）、Ｙ（黄）、Ｒ（赤）の各灯色を点灯制御する連動制御部３５と、信号灯３６から構成されている連動子機１５０を備えている。
図６は、本発明の第３の実施形態に係る信号制御装置の動作タイミングチャートである。この図を参照して動作を説明する。横軸に各タイムスロットを表す。連動親機１４０が信号灯２９をタイムスロット１〜３でＧ（青）に、タイムスロット３〜４でＹ（黄）に、タイムスロット４〜８でＲ（赤）に、タイムスロット８以降Ｇ（青）に制御するものとすると、連動親機１４０はタイムスロット１〜３でＧ（青）にしたとき、その光を連動子機１５０の信号灯３６のＲ（赤）が点灯するデータに変調する。次に信号灯３６がタイムスロット３でＹ（黄）になると、連続してＲ（赤）が点灯するデータに変調する。次に信号灯３６がタイムスロット４でＲ（赤）になると、タイムスロット５まで連動子機１５０の信号灯３６のＲ（赤）が点灯するデータに変調するが、途中でＧ（青）のデータに変調してタイムスロット７まで継続する。タイムスロット７でＹ（黄）のデータに変更して変調し、タイムスロット８で連動親機１４０のＲ（赤）がＧ（青）に変わるので、そこから灯色Ｇ（青）を連動子機１５０の信号灯３６のＲ（赤）が点灯するデータに変調する。このように変調したデータを連動子機１５０に送信すると、フォトダイオード（ＰＤ）３２の出力は、図６のＰＤ合成出力のように各変調データが連続した信号として取り出せる。この信号を増幅器３３に入力する。増幅器３３は所定の閾値を超えた信号のみを増幅する構成であり、それ以下のノイズを除去するようになっている。増幅された信号は復調器３４により元のデータに復調されて連動制御部３５に入力される。連動制御部３５では復調したデータに基づいて信号灯３６を制御する。例えば、連続した動作の中で、図６のＲ復調波が発生されるとそれに基づいて信号灯３６のＧ（青）が点灯し、Ｙ復調波が発生されるとそれに基づいて信号灯３６のＹ（黄）が点灯する。
【００１３】
図７は、本発明の第４の実施形態に係る信号制御装置の概略構成図である。本実施形態の信号制御装置は、信号灯４２のＧ（青）、Ｙ（黄）、Ｒ（赤）の各灯色を点灯制御する灯色制御部４０と、Ｙ（黄）灯色信号を変調する変調器４１と、連動子機１７０の信号灯５４のＹ（黄）色を透過させるフィルタ４３と、それを透過した光を電気信号に変換するフォトダイオード（ＰＤ）４４と、その信号を所定の閾値で増幅する増幅器４５と、増幅した信号からデータを復調する復調器４６と、信号灯４２から構成される連動親機１６０と、連動親機１６０の信号灯４２の所定の色のみを透過させるフィルタ４８と、それを透過した光を電気信号に変換するフォトダイオード（ＰＤ）４９と、その信号を所定の閾値で増幅する増幅器５０と、増幅した信号からデータを復調する復調器５１と、復調されたデータに基づいて、信号灯５４のＧ（青）、Ｙ（黄）、Ｒ（赤）の各灯色を点灯制御する連動制御部５２と、信号灯５４から構成されている連動子機１７０を備えている。
【００１４】
図８は、本発明の第４の実施形態に係る信号制御装置の動作タイミングチャートである。この図を参照して動作を説明する。横軸に各タイムスロットを表す。連動親機１６０が信号灯４２をタイムスロット１〜３でＧ（青）に、タイムスロット３〜４でＹ（黄）に、タイムスロット４以降をＲ（赤）に制御するものとすると、タイムスロット３〜４で信号灯１２をＹ（黄）にしたとき、灯色制御部４０は連動子機１７０の信号タイミング情報を変調器４１により変調する。その変調された灯色は光４７として連動子機１７０のフィルタ４８を透過する。フィルタ４８はＹ（黄）の波長のみを透過させる特性を持っている。そして、透過したＹ（黄）の光はフォトダイオード（ＰＤ）４９により光電変換され、増幅器５０に入力される。増幅器５０は所定の閾値を超えた信号のみを増幅する構成であり、それ以下のノイズを除去するようになっている。増幅された信号は復調器５１により元のデータに復調されて連動制御部５２に入力される。連動制御部５２では復調したデータに基づいて信号灯５４を制御する。例えば、連続した動作の中で、連動親機１６０がＹ（黄）点灯した時点（タイムスロット３〜４）では、連動子機１７０の信号灯５４は既にＲ（赤）であり、時間ｔ１後（タイムスロット５）に滅灯し、続けてＧ（青）が点灯して時間ｔ２後（タイムスロット７）に滅灯し、続けてＹ（黄）が点灯して時間ｔ３後（タイムスロット８）に再びＲ（赤）が点灯する。この動作が、連動親機１６０がＹ（黄）に点灯するたびにデータとして送信されて連動子機１７０の信号灯５４を制御する。従って、連動親機１６０のタイマーの時間設定は、連動子機１７０との距離により適宜設定される。ここまでは、正常な信号制御であり、前記で説明した内容と同じであるが、本実施形態では、連動子機１７０に変調器５３を備え、連動子機１７０が異状事態になった場合に、連動親機１６０に情報を連絡する手段を備えている。つまり、異常が発生すると、連動制御部５２は信号灯５４のＹ（黄）を使用して変調器５３により光信号を変調し、連動親機１６０に送信する。連動親機１６０ではその信号を復調器４６により復調して、異常信号であることを検出すると、図示しない管制センターに通知する。
【００１５】
【発明の効果】
以上記載のごとく請求項１の発明によれば、連動親機の所定の信号光を連動子機の受光手段により受光してそこから連動子機の制御を開始するので、連動親機と連動子機の時間関係が常に連動しており、信号制御の連動性を保つことができる。
また請求項２では、連動親機からの信号光の閾値をレベルと継続時間により判定し、そこから内部タイマーを起動して信号を制御するので、外光によるノイズと連動親機の信号灯を正確に区別して正確に信号光のみを確認することができる。
また請求項３では、連動親機は信号光を用いてデータを変調して送れるので、連動子機側でその変調光からデータを復調して制御を行うことにより、複雑な制御を連動親機側で指示することができ、連動子機の構成を簡略化することができる。
また請求項４では、連動親機からの３色の信号灯を夫々変調して連動子機に送信し、連動子機でそれらの信号を合成して復調するので、連動親機から連動子機を直接制御することができ、連動子機の構成を簡略化することができコストダウンとなる。
また請求項５では、連動子機の信号灯の点灯タイミングを連動親機から直接指示されるので、連動子機はタイミングの制御が必要なくなり、回路構成を簡略化することができ、しかも、タイミングの変更が連動親機から容易に行うことができる。
また請求項６では、連動子機では３色全ての信号灯からの変調信号を合成して取り出すので、その信号を復調した結果は、連動子機の信号灯の点灯手順そのものとなるため、制御が非常に簡略化される。
また請求項７では、連動親機と連動子機が双方向の通信が可能となるので、連動子機の状態監視を連動親機が行うことができ、異常時発生に対して迅速な対応が可能となる。
また請求項８では、連動親機により連動子機が異常と判断して管制センターに通知するので、管制センターは異常時に対して迅速に対応することができる。
また請求項９では、連動親機から連動子機へ信号を点灯若しくは滅灯するタイミング情報を送るので、連動子機ではタイマーを必要とせず、制御回路を単純化することができる。
また請求項１０では、連動親機で変調された信号を連動子機で所定のアルゴリズムに基づいて復調するので、正確な信号を受信することができる。
また請求項１１では、受光手段がレンズとフィルタと筒により構成されているので、所定の信号灯の光のみを受光して不要な光を除去して受光の精度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る信号制御装置の概略構成図。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る信号制御装置の動作タイミングチャート。
【図３】本発明の第２の実施形態に係る信号制御装置の概略構成図。
【図４】本発明の第２の実施形態に係る信号制御装置の動作タイミングチャート。
【図５】本発明の第３の実施形態に係る信号制御装置の概略構成図。
【図６】本発明の第３の実施形態に係る信号制御装置の動作タイミングチャート。
【図７】本発明の第４の実施形態に係る信号制御装置の概略構成図。
【図８】本発明の第４の実施形態に係る信号制御装置の動作タイミングチャート。
【図９】従来の連動親機と連動子機の関係を表す図。
【図１０】従来の連動親機と連動子機の関係を模式的に表した図。
【図１１】従来の連動親機と連動子機の動作を説明するタイムチャート。
【符号の説明】
１　灯色制御部、２　連動親機１００の信号灯、３　光、４　フィルタ、５　フォトダイオード（ＰＤ）、６　増幅器、７　連動制御部、８　連動子機１１０の信号灯、　１００　連動親機、１１０　連動子機
【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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【図１１】
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