(57)【要約】【課題】独立型電源を用いた情報提供システムの負荷容量を日照に比例して制御、調整することにより、消費電力を低減する。【解決手段】自然エネルギーを利用した独立型電源装置（３０）を用いて情報の電光表示を行う情報提供システムにおいて、太陽光発電装置（３１）を含む独立型電源装置と、監視局舎内に設置されかつ独立型電源装置と送電線により接続された監視局舎システム（２０）であって、送電線を介して送電された電気を蓄積するバッテリを含み、監視局舎システムと通信線及び電力供給線により接続された情報提供装置（１０）であって電力供給線を介してバッテリから電力供給を受ける超高輝度ＬＥＤ表示板を具備する該情報提供装置とを有する。【選択図】  図２
2004348355.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自然エネルギーを利用した独立型電源装置を用いて情報の電光表示を行う情報提供システムにおいて、
太陽光発電装置を含む独立型電源装置と、
監視局舎内に設置されかつ前記独立型電源装置と送電線により接続された監視局舎システムであって、該送電線を介して送電された電気を蓄積するバッテリを含む該監視局舎システムと、
前記監視局舎システムと通信線及び電力供給線により接続された情報提供装置であって、該電力供給線を介して前記バッテリから電力供給を受ける超高輝度ＬＥＤ表示板を具備する該情報提供装置とを有することを特徴とする
情報提供システム。
【請求項２】
前記情報提供装置がさらに、
周囲照度を検知する照度センサと、
前記照度センサからの照度データに基づいて適応輝度レベルを決定し該適応輝度レベルに対応する輝度指定データを出力する輝度決定部と、
前記輝度決定部からの前記輝度指定データに基づいて前記超高輝度ＬＥＤを駆動するドライバ部に対し輝度調整信号を出力する輝度調整部とを有することを特徴とする請求項１に記載の情報提供システム。
【請求項３】
前記輝度決定部が、照度データの数値の高低に対して適応輝度レベルの数値の高低を予め対応づけた対照表に基づいて、前記適応輝度レベルを決定することを特徴とする請求項２に記載の情報提供システム。
【請求項４】
前記監視局舎システムがさらに、
前記バッテリの充放電量を監視しかつ充放電データを出力するバッテリ充放電監視制御装置と、
前記バッテリ充放電監視制御装置から出力される充放電データを記録する記録部並びに該充放電データのうち少なくとも充電電圧データを前記通信線を介して前記情報提供装置へ送信する送信部を具備する局舎警報監視装置とを有し、
前記情報提供装置がさらに、
周囲照度を検知する照度センサと、
前記照度センサからの照度データ及び前記局舎警報監視装置からの充電電圧データに基づいて適応輝度レベルを決定し該適応輝度レベルに対応する輝度指定データを出力する輝度決定部と、
前記輝度決定部からの前記該輝度指定データに基づいて前記超高輝度ＬＥＤ表示板を駆動するドライバ部に対し輝度調整信号を出力する輝度調整部とを有することを特徴とする請求項１に記載の情報提供システム。
【請求項５】
前記輝度決定部が、前記照度データに基づいて得た第１適応輝度レベルと前記充電電圧データに基づいて得た第２適応輝度レベルを対比し、小さい方を前記適応輝度レベルとして決定することを特徴とする請求項４に記載の情報提供システム。
【請求項６】
前記輝度決定部が、照度データの数値の高低に対して適応輝度レベルの数値の高低を予め対応づけた第１対照表と、充電電圧データの数値の高低に対して適応輝度レベルの数値の高低を予め対応づけた第２対照表とに基づいて、前記第１適応輝度レベル及び前記第２適応輝度レベルをそれぞれ得ることを特徴とする請求項５に記載の情報提供システム。
【請求項７】
前記輝度調整部が、前記超高輝度ＬＥＤ表示板のドライバ部を制御する表示制御部から出力される表示制御データに含まれる輝度信号を入力し、前記輝度指定データに基づいて該輝度信号を調整することにより前記輝度調整信号を生成し、前記超高輝度ＬＥＤ表示板のドライバ部に対して出力することを特徴とする請求項２〜６のいずれかに記載の情報提供システム。
【請求項８】
前記輝度信号が前記超高輝度ＬＥＤ表示板の各素子の点灯消灯を決定するイネーブル信号であることを特徴とする請求項７に記載の情報提供システム。
【請求項９】
前記監視局舎システムがさらに、
監視局舎に関する環境変化を検知する局舎環境センサと、
局舎環境を適正状態に維持する局舎環境維持装置と、
前記局舎環境センサからの環境変化データに基づいて前記局舎環境維持装置を制御する局舎設備制御部とを有することを特徴とする
請求項１〜８のいずれかに記載の情報提供システム。
【請求項１０】
前記局舎環境センサが局舎内温度を検知する温度センサであり、前記局舎環境維持装置が室内換気ファン及びヒータであることを特徴とする請求項９に記載の情報提供システム。
【請求項１１】
前記監視局舎システムがさらに、
前記情報提供装置の前記超高輝度ＬＥＤ表示板のドライバ部を制御する表示制御部に格納された表示制御データを、前記通信線を介して書き換え可能な副制御装置を有することを特徴とする
請求項１〜１０のいずれかに記載の情報提供システム。
【請求項１２】
前記独立型電源装置が風力発電機を含むことを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載の情報提供システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、太陽光発電等による自然エネルギーを利用した独立型電源を用いて道路情報等の表示を行う情報提供システム及びその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
太陽光発電装置すなわち太陽電池による独立型電源を用いた各種の電光表示装置には、例えば、離島灯台、交通安全標識、道路誘導灯、街路灯、サテライト等がある。従来の装置には、日中に太陽電池で発電して蓄電池に充電、蓄積し、夜間にこれを放電、消費して光源を点灯する夜間利用タイプのもの、及び道路情報板、避難誘導案内板等のように、日中発電した電気を充放電しながら消費し、常時点灯する終日利用タイプのものがある。その他、特許文献１では、太陽光発電装置により電力供給する道路情報表示装置であって、車両接近を検知して車両通過時にのみ電光表示装置を点灯させるものが開示されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１０−９６２１４号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の太陽光発電装置を用いた情報提供システムは、概ね、太陽電池電源、制御装置（インバータ、コンバータ含む）、蓄電池（バッテリ）、負荷（光源、表示板）等からなっている。エネルギー密度が希薄でかつ変動する日射量に対して一定容量の負荷を、しかも通年にわたって作動させるためには、大規模な太陽電池やバッテリを要し、特に終日タイプにおいては発電・蓄電設備は過大なものにならざるを得ない。あるいは、特許文献１のように太陽光発電装置による電力が不足する場合にはエンジン式発電装置で補う必要がある。従って、設備費が嵩むために費用対効果は望めない。
【０００５】
しかしながら、商用電力線が引かれていない山岳峠道や僻地において各種情報を表示、提供するためには、太陽電池等による独立型電源に頼らざるを得ない。このような典型的な情報提供装置としては道路情報提供装置があるが、道路利用者の交通安全を十分に確保するためには、昼夜を問わず表示板を常時点灯させることが要件となる。
【０００６】
太陽電池による独立型電源では、基本的に日射量に比例した発電が行われるため、得られる電力は日中は大きいが夜間はゼロになる。一方、電光表示装置は、周囲が明るい日中は輝度を上げる必要があるが、周囲が暗い夜間は輝度を下げても視認性は確保できる。従って、常時同じ輝度で表示するならば、日中は輝度が不足し夜間は輝度が過剰となり、効率的ではない。
【０００７】
以上の現状に鑑み、本発明による独立型電源を用いた情報提供システムは、システムの負荷容量、具体的には情報提供装置の電光表示装置の負荷容量を日照に比例して制御、調整することにより、消費電力を低減することを目的とする。これにより、発電や蓄電のための設備容量を極小化することを目的とする。これにより、設備費が大幅に削減され、かつ法規上の効果も期待できる。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成すべく、本発明は以下の構成の情報提供システムを提供する。
【０００９】
（１）請求項１に係る情報提供システムは、自然エネルギーを利用した独立型電源装置を用いて情報の電光表示を行う情報提供システムにおいて、次の構成を有することを特徴とする。
・太陽光発電装置を含む独立型電源装置
・監視局舎内に設置されかつ前記独立型電源装置と送電線により接続された監視局舎システムであって、該送電線を介して送電された電気を蓄積するバッテリを含む該監視局舎システム
・前記監視局舎システムと通信線及び電力供給線により接続された情報提供装置であって、該電力供給線を介して前記バッテリから電力供給を受ける超高輝度ＬＥＤ表示板を具備する該情報提供装置とを有する。
請求項１に係る情報提供システムは、超高輝度ＬＥＤ表示板を採用することにより省電力化を図るものである。
【００１０】
（２）請求項２に係る情報提供システムは、請求項１において前記情報提供装置がさらに、次の構成を有することを特徴とする。
・周囲照度を検知する照度センサ
・前記照度センサからの照度データに基づいて適応輝度レベルを決定し該適応輝度レベルに対応する輝度指定データを出力する輝度決定部
・前記輝度決定部からの前記輝度指定データに基づいて前記超高輝度ＬＥＤを駆動するドライバ部に対し輝度調整信号を出力する輝度調整部
請求項２に係る情報提供システムは、周囲照度に基づいた輝度調整を行うことによりさらに省電力化を図るものである。
【００１１】
（３）請求項３に係る情報提供システムは、請求項２において前記輝度決定部が、照度データの数値の高低に対して適応輝度レベルの数値の高低を予め対応づけた対照表に基づいて、前記適応輝度レベルを決定することを特徴とする。
【００１２】
（４）請求項４に係る情報提供システムは、請求項１において、さらに次の要素を有することを特徴とする。
先ず、監視局舎システムが、次の要素をさらに有する。
・前記バッテリの充放電量を監視しかつ充放電データを出力するバッテリ充放電監視制御装置
・前記バッテリ充放電監視制御装置から出力される充放電データを記録する記録部並びに該充放電データのうち少なくとも充電電圧データを前記通信線を介して前記情報提供装置へ送信する送信部を具備する局舎警報監視装置
そして、情報提供装置が、次の要素をさらに有する。
・周囲照度を検知する照度センサ
・前記照度センサからの照度データ及び前記局舎警報監視装置からの充電電圧データに基づいて適応輝度レベルを決定し該適応輝度レベルに対応する輝度指定データを出力する輝度決定部
・前記輝度決定部からの前記該輝度指定データに基づいて前記超高輝度ＬＥＤ表示板を駆動するドライバ部に対し輝度調整信号を出力する輝度調整部
請求項４に係る発明は、バッテリ充電量及び周囲照度に基づいた輝度調整を行うことによりさらに省電力化を図るものである。
【００１３】
（５）請求項５に係る情報提供システムは、請求項４において、前記輝度決定部が、前記照度データに基づいて得た第１適応輝度レベルと前記充電電圧データに基づいて得た第２適応輝度レベルを対比し、小さい方を前記適応輝度レベルとして決定することを特徴とする。
【００１４】
（６）請求項６に係る情報提供システムは、請求項５において、前記輝度決定部が、照度データの数値の高低に対して適応輝度レベルの数値の高低を予め対応づけた第１対照表と、充電電圧データの数値の高低に対して適応輝度レベルの数値の高低を予め対応づけた第２対照表とに基づいて、前記第１適応輝度レベル及び前記第２適応輝度レベルをそれぞれ得ることを特徴とする。
【００１５】
（７）請求項７に係る情報提供システムは、請求項２〜６のいずれかにおいて、前記輝度調整部が、前記超高輝度ＬＥＤ表示板のドライバ部を制御する表示制御部から出力される表示制御データに含まれる輝度信号を入力し、前記輝度指定データに基づいて該輝度信号を調整することにより前記輝度調整信号を生成し、前記超高輝度ＬＥＤ表示板のドライバ部に対して出力することを特徴とする。
【００１６】
（８）請求項８に係る情報提供システムは、請求項７において、前記輝度信号が前記超高輝度ＬＥＤ表示板の各素子の点灯消灯を決定するイネーブル信号であることを特徴とする。
【００１７】
（９）請求項９に係る情報提供システムは、請求項１〜８のいずれかにおいて、前記監視局舎システムがさらに次の要素を有することを特徴とする。
・監視局舎に関する環境変化を検知する局舎環境センサ
・局舎環境を適正状態に維持する局舎環境維持装置
・前記局舎環境センサからの環境変化データに基づいて前記局舎環境維持装置を制御する局舎設備制御部
【００１８】
（１０）請求項１０に係る情報提供システムは、請求項９において、前記局舎環境センサが局舎内温度を検知する温度センサであり、前記局舎環境維持装置が室内換気ファン及びヒータであることを特徴とする。
【００１９】
（１１）請求項１１に係る情報提供システムは、請求項１〜１０のいずれかにおいて、前記監視局舎システムがさらに、前記情報提供装置の前記超高輝度ＬＥＤ表示板のドライバ部を制御する表示制御部に格納された表示制御データを、前記通信線を介して書き換え可能な副制御装置を有することを特徴とする。
【００２０】
（１２）請求項１２に係る情報提供システムは、請求項１〜１１のいずれかにおいて、前記独立型電源装置が風力発電機を含むことを特徴とする。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明による情報提供システムを道路情報の提供システムに適用した一実施例の概要を模式的に示した構成図である。以下、典型的な例である道路情報提供システムを用いて説明するが、本発明の情報提供システムにより提供される情報は、道路情報に限られない。本発明は、商用電源を利用できない地域における自然エネルギーを利用した独立型電源装置を用いて各種情報を電光表示するための情報提供システムに係るものである。
【００２２】
図１に示すように、自然エネルギーを利用した独立型電源装置３０が適切な立地条件を満たす場所に設置される。本発明における独立型電源装置３０は、太陽光発電装置すなわち太陽電池３１を主体とするが、風力発電装置３２を補助的に用いてもよい。これは、太陽エネルギー（日射）の変動及び希薄性を補うために風力エネルギーを併用し、独立型電源装置３０全体の安定性を補完するためである。一例として、太陽電池パネル（１．２ｍ×０．８０２ｍ、定格出力１４５Ｗ）６枚からなる太陽光発電装置３１を１基の支柱に取り付けると、８基の支柱の太陽光発電の定格出力は６９６０Ｗとなる。さらに、各支柱にそれぞれ定格出力７２Ｗの風力発電装置３２を取り付けると８基の支柱の風力発電の定格出力は５７６Ｗとなる。
【００２３】
独立型電源装置３０と送電線４０ａ、４０ｂにより接続された監視局舎システムが適宜の場所に設置される。独立型電源装置３０により発電された電気は、太陽光発電装置３１及び風力発電装置３２のそれぞれから別個の送電線４０ａ、４０ｂを介して監視局舎システム２０へ送られる。監視局舎システム２０は、監視局舎２０１内に設置されており、後述する種々の装置から構成される。それら種々の装置の１つがバッテリであり、送電線を介して送られた電気はバッテリに蓄積される。
【００２４】
さらに、監視局舎システム２０と通信線４１及び電力供給線４２により接続された道路情報提供装置１０が、道路情報を表示すべき適切な場所に設置される。道路情報提供装置１０は、超高輝度ＬＥＤ表示板１１を具備する。この超高輝度ＬＥＤ表示板１１は、電力供給線４２を介して監視局舎システム２０のバッテリから電力供給を受けることにより電光表示を行う。
【００２５】
超高輝度ＬＥＤ表示板１１は、例えば、最大輝度約９０００ｃｄ／ｍ２の２色（赤色、緑色）超高輝度ＬＥＤ素子を縦横に所定個数マトリクス状に配列したパネル型装置（ドットマトリクスパネル）である。赤色と緑色の同時点灯による橙色を加えた３色表示とすることもできる。好適には、超高輝度ＬＥＤ表示板１１は、定格輝度約３０００ｃｄ／ｍ２以上であるが、この値に限定するものではない。ここで定格輝度とは、点灯直後の表示面の非発光部を含めた平均輝度を示す。発光ダイオードの輝度は、デジタル制御により調整することができる。本発明では、後述する本発明独自の輝度調整手法を用いて輝度調整を行う。一方、点灯率とは、点灯しているドット数を表示面上の全てのドット数で割った比率をいい、輝度とは区別する。
【００２６】
ドットマトリクスパネルの１ドット（画素）に相当する各ＬＥＤ素子の点灯消灯を制御することにより、種々の文字、数字、図形等を静止画若しくは動画として表示可能である。大型表示板では、複数枚のドットマトリクスパネルを組み合わせて用いる。通常、ドットマトリクスパネルを駆動するためのドライバ部（駆動方式は任意）、及びこのドライバ部に表示制御データを送る表示制御部が論理ＩＣ等を用いて構成され、例えば電子回路基板としてパネル筐体内に取り付けられている。ドライバ部の構成は駆動方式により異なるが、例えば、ＬＥＤ素子の各色毎に設けたシフトレジスタ回路、ラッチ回路及び低電流ドライバ等から構成される。さらに、ＬＥＤ素子及び電子回路基板に対して電源供給する電源制御部も並設されている。これらの電気制御系については後述する。
【００２７】
本発明で採用する超高輝度ＬＥＤ素子は、電気光変換効率が従来のＬＥＤ素子の４〜５倍であり、最大電気消費量が３０％程度軽減されている。これにより、例えば、道路情報提供装置におけるＨＬ７型の形状寸法では、従来３．３Ｖ１０Ａであった定格電圧電流を、３Ｖ７Ａと低減することが実現されている。このＨＬ７型超高輝度ＬＥＤ表示板と従来のＨＬ７型ＬＥＤ表示板を商用電源を用いて駆動した場合の通常消費電力を対比すると、前者では３５０Ｗであるのに対し、後者では３ＫＷであった（点灯率３０％を２４時間運用した平均）。このように電力消費量の低い超高輝度ＬＥＤ表示板に対して、さらに自然エネルギーを利用した独立型発電装置を用いて電力供給することにより、商用電源を用いた従来のＬＥＤ表示板と比較して電力消費を１／６〜１／８に低減することを実現した。
【００２８】
図１の一実施例のシステムでは、監視局舎システム２０に衛星通信機２９が含まれ、人工衛星５０及び衛星アンテナ５２を介して道路情報管理事務所６０に設けた管理サーバ６１との間で双方向情報伝送が可能である。これにより、独立型電源装置の発電量、バッテリの充放電量、監視局舎内の環境（温度等）等のデータを監視局舎システム２０から管理サーバ６１へ送信することができる。また、道路情報提供装置１０の表示制御部に格納される表示制御データを書き換えるための書き換えデータを管理サーバ６１から監視局舎システム２０へ送信することができ、監視局舎システム２０から通信線４１を介して道路情報提供装置１０へ送信することができる。このような衛星通信を介した制御システムについては、任意に設ける。
【００２９】
図２は、図１の道路情報提供システムの主要部をさらに具体的に示した模式的な構成図である。図中、実線白矢印は主要なデータの流れを、波線黒矢印は主要な電力供給の流れを概略的に示している。
【００３０】
道路情報提供装置１０は、主たる電気制御系として、超高輝度ＬＥＤ表示板１１を駆動するドライバ部１７、表示制御部１３及び電源制御部１４を具備している。尚、これらの構成上の区分は、概念上の機能に基づいたものであり、必ずしも実際の電子回路基板上の個々の素子に対応するものではない。道路情報提供装置１０の電気制御系の各機能は、例えば、ＰＩＣ（ｐｅｒｉｈｅｒａｌ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）を含む論理ＩＣ等で構成した論理回路により実施可能であるが、その具体的設計には多様性がある。好適に利用されるＰＩＣは、所定の論理プロセスを記述するプログラムを記憶したプログラムメモリ、プログラムを実行する演算処理部、必要なデータを記憶したデータメモリ等を内蔵した論理ＩＣであり、比較的単純な制御を行うためにコンピュータ周辺機器や小型電子機器において多用されている。
【００３１】
表示制御部１３は、適宜のデータメモリ１３１を含む。メモリ１３１には、表示すべき情報内容に従ってドライバ部１７を制御するための表示制御データが記憶されている。例えば、駆動方式に従ってメモリ１３１から表示制御データを取り出し、ラッチ信号やイネーブル信号等と共にドライバ部１７に対して出力する。
【００３２】
電源制御部１４は、監視局舎システム２０から電力供給線４２を介して供給される電力を、道路情報提供装置１０の各構成要素であるＬＥＤ表示板や電子回路の電源として供給するための制御（符号１４１）を行っている。多くの実施例では、ＬＥＤ表示板の情報は、常に点灯されるのではなく、不要なときは表示しない。しかし、いつ情報を表示する必要があるかわからないので待機状態にある。待機時にも電力が消費される。この電力消費を極力抑えるため、電源制御部１４は、表示制御のための論理回路用電源（図示せず）をオン、オフする制御を行っている。論理回路用電源は、パネル当たり省エネタイプで最大３００ｍＡ消費する。実際、実施例の超高輝度ＬＥＤ表示板（ＨＬ７形）では、１パネル当たり４ｍＡの１６×１６ドットマトリクスパネルを１２６枚使用しており、メモリを使用しない場合、最小５００ｍＡ、最大１８９Ｗの電力を消費する。待機時の無駄な消費を省くことにより得られる電力は無視できない値である。一実施例では、パネル１２６枚からなるＬＥＤ表示板を、横に３ブロック、縦に２ブロック配置した合計６ブロックに分割し、各ブロックに対しそれぞれ電力制御を行っている。点灯していないブロックには電力供給は行わない。
【００３３】
さらに本発明では、電気制御系として、後述する輝度決定部１５及び輝度調整部１６を含む。これらもまた、例えば、ＰＩＣを含む論理ＩＣ等で構成した論理回路として実施できる。
【００３４】
さらに、道路情報提供装置１０は、その周囲照度を検知するための照度センサ１２を具備する。照度センサ１２は、表示の妨げにならない適宜の場所にてパネル筐体に一体的に取り付けられる。照度センサ１２の照度データ出力がアナログデータである場合はデジタルデータに変換されて、輝度決定部１５へ入力される（符号１５１）。一方、本発明の好適な実施例では、監視局舎システム２０からバッテリ２５の充放電データのうち少なくとも充電電圧データが通信線４１を介して送信され、輝度決定部１５はこれを受信する（符号１５２）。通信線４１は、例えばＬＡＮであり、通信プロトコルは、例えばＴＣＰ／ＩＰが用いられる。輝度決定部１５は、照度データ及び充電電圧データの双方に基づいて、現時点における超高輝度ＬＥＤ表示板の適切な輝度レベル（これを「適応輝度レベル」と称する）を決定する論理プロセスを実行する（符号１５３）。適応輝度レベルが決定されたならば、その適応輝度レベルに対応する輝度指定データを輝度調整部１６に対して出力する（符号１５４）。輝度指定データは、例えば、１００段階の輝度を区別することができる７ビットのデジタルデータである。
【００３５】
輝度調整部１６では、輝度決定部１５から送られた輝度指定データを入力し（符号１６１）、これに基づいて超高輝度ＬＥＤ表示板１１を駆動するドライバ部１７に対し輝度調整信号を出力する。ここで、輝度調整信号とは、表示制御部１３が出力する一定の輝度信号を、上記の論理プロセスで決定された適応輝度レベルに合致させるべく輝度指定データを用いて調整したものである。具体的には、例えば、表示制御部１３の出力する表示制御データに含まれるイネーブル信号を利用する。ここでのイネーブル信号は、各ＬＥＤ素子の点灯消灯を制御する信号（例えばＨで点灯、Ｌで消灯）であるが、その点灯時間の長短により輝度を調整することができる。具体的には、イネーブル信号が一定周波数（例えば１ｋＨｚ）のＨレベルとＬレベルの繰り返しパルスからなる場合、ＨレベルとＬレベルのパルス幅の比を調整する。点灯時間が長ければ輝度が高く、短ければ輝度が低くなる。従って、表示制御部１３が出力したイネーブル信号を、一旦輝度調整部１６が取り込み（符号１６２）、輝度指定データに従ってそのイネーブル信号を調整した後（符号１６３）、調整されたイネーブル信号を再びドライバ部１７へ出力する（符号１６４）ことにより、超高輝度ＬＥＤ表示板１１を適切な輝度で点灯させることができる。
【００３６】
図３は、図２の輝度決定部１５による適応輝度レベルの決定処理フローを概略的に示す流れ図である。ステップＳ１において、照度センサからの照度データを入力し、周囲照度情報を得る。ステップＳ２において、監視局舎システムの局舎警報監視装置から充電電圧データを受信し、充電電圧情報を得る。尚、ステップＳ１とＳ２は時系列的には前後してもよい。
【００３７】
ステップＳ３において、周囲照度情報に基づいて適切な輝度レベルである第１適応輝度レベルを得る。ここで、図４を参照する。図４（Ａ）は、周囲照度と対応する適応輝度レベル（第１適応輝度レベル）との対照表であり、左欄は周囲照度の数値レベルを段階別に示し、右欄は対応する適応輝度レベルを段階別に示している。この対照表では、高い周囲照度から低い周囲照度へ順次低下していくに従って、適応輝度レベルも高い値から低い値へと順次低下させている。これは、例えば昼間のように周囲照度の高い場合は、輝度を高くして視認できるようにする必要があるし、夜間のように周囲照度の低い場合は、輝度が低くても視認できるからである。尚、輝度レベルの数値は、輝度８８００ｃｄ／ｍ２、すなわち採用する超高輝度ＬＥＤ素子の最高輝度を１００％としている。
【００３８】
さらにステップＳ４において、充電電圧情報に基づいて適切な輝度レベルである第２適応輝度レベルを得る。尚、ステップＳ３とステップＳ４は時系列的に前後してもよい。ここで、再び図４を参照する。図４（Ｂ）は、充電電圧と対応する適応輝度レベル（第２適応輝度レベル）との対照表であり、左欄は充電電圧の数値レベルを段階別に示し、右欄は対応する適応輝度レベルを段階別に示している。この対照表では、高い充電電圧から低い充電電圧へ順次低下していくに従って、適応輝度レベルも高い値から低い値へと順次低下させている。これは、充電電圧が高い場合は、負荷を大きくしても駆動可能であるが、充電電圧が低い場合は負荷を小さくしなければ十分に駆動できないからである。またこれにより、バッテリが過充電、過放電の状態とならないように保護することができる。つまり、充電電圧が高い場合は負荷を大きくして電力消費を促進し、充電電圧が低い場合は負荷を小さくして電力消費を抑制する働きがあるからである。
【００３９】
尚、図４に示すような対照表データは、例えばＰＩＣ内のデータメモリであるＲＯＭ内に予め記憶させておき、プログラムメモリに記憶されたプログラムを演算処理部が実行する際に適宜読み出すようにしてもよい。
【００４０】
次にステップＳ５において、ステップＳ３及びＳ４で得られた第１適応輝度レベルと第２適応輝度レベルのいずれが低いかを判断する。本発明では、省電力を基本方針とするので、より低い方を選択する。第１適応輝度レベルの方が低ければ、ステップＳ６において第１適応輝度レベルを「適応輝度レベル」として決定する。一方、第２適応輝度レベルの方が低ければ、ステップＳ７において第２適応輝度レベルを「適応輝度レベル」として決定する。
【００４１】
ステップＳ８において、決定した適応輝度レベルを示す輝度指定データを生成し、輝度調整部へ出力する。
【００４２】
一実施例において、超高輝度ＬＥＤ表示板を点灯するまでの処理の流れをまとめると、例えば次の（１）〜（８）のようになる。
（１）表示制御データに含まれる点灯するビットマップ情報（いずれのドットを点灯させるか）を解析する。
（２）表示する内容が６ブロックのどのブロックかを解析する。
（３）照度センサから周囲照度を検知する。
（４）局舎警報監視装置から充電電圧データを取得する。
（５）周囲照度及び充電電圧データに基づいて適応輝度レベルを決定する。
（６）必要なブロックに電力を供給し、論理回路用電源の論理回路にリセット信号を送出する。
（７）点灯すべきドットを示す表示制御データ信号を転送する。
（８）点灯開始信号（イネーブル信号を調整した輝度調整信号）を送出する。
【００４３】
尚、図示しないが、図３の適応輝度レベルの決定処理フローを簡素化した別の実施例を挙げておく。この別の実施例では、照度センサからの周囲照度情報のみに基づいて適応輝度レベルを決定する。すなわち、図４の（Ａ）の対照表のみを用いて周囲照度情報に基づいて適応輝度レベルを求め、これに対応する輝度指定データを生成し、輝度調整部へ出力する。輝度調整部では、上述のようにこの輝度指定データに基づいて輝度信号を調整する。
【００４４】
図５は、一実施例における表示制御部１３、輝度調整部１６、ドライバ部１７及び超高輝度ＬＥＤ表示板（但し、１６×１６ドットマトリクスパネル１枚のみ）１１の回路構成を概略的に示した図である。インタフェース回路を介して順次接続される他のドットマトリクスパネルについても同様の構成となる。
【００４５】
次に、図２に戻って、監視局舎システム２０についてさらに詳細に説明する。監視局舎システム２０は、バッテリ２５の充放電量を監視しかつ充放電データを出力するバッテリ充放電監視制御装置２４を具備する。バッテリ２５の具体的構成は、例えば、定格６Ｖ２００Ａｈのバッテリを４個直列結束して定格２４Ｖを１ユニットとし、さらに１２ユニットを並列接続する（定格２４Ｖ２４００Ａｈ）。各ユニットの入出力部にそれぞれバッテリ充放電監視制御装置２４を接続し、充電電圧、充電電流、消費（放電）電圧、消費（放電）電流をそれぞれ検知し、検知された充放電量に対応したアナログ信号出力を局舎警報監視装置２１に送る。実施例では、充放電量の検知信号の伝送を１秒間隔で行っている。
【００４６】
局舎警報監視装置２１は、監視局舎システム２０に含まれる種々の装置のいわば主制御装置である。局舎警報監視装置２１は、各装置の制御及びデータ処理に関する論理プロセス（プログラム）を実行する演算処理部（図示せず）の他に、制御用プログラム及び各装置から送られるデータを記録するための記憶装置を含む記録部２１１と、道路情報提供装置１０へ通信線４１を介してデータ伝送するための通信装置を含む送信部２１３を具備する。通信線４１は、例えばＬＡＮであり、ＴＣＰ／ＩＰプロトコルを用いて通信する。
【００４７】
局舎警報監視装置２１は、バッテリ充放電監視制御装置２４からの充放電量の検知信号をアナログデジタル変換し、充放電データのうち少なくとも充電電圧データについては送信部２３１及び通信線４１を介して道路情報提供装置１０へ伝送する。さらに、局舎警報監視装置２１は、デジタル変換された充放電量データを所定時間毎に積算し、記録部２１１へ記録する。
【００４８】
監視局舎システム２０はさらに、各独立型電源装置、すなわち太陽電池３１及び風力発電機３２からのそれぞれの発電量を監視する太陽光発電電力監視装置２２及び風力発電電力監視装置２３を具備する。これらの発電電力監視装置２２、２３は、発電量を検知するための電流計等の計測装置と、発電された電気の電圧を安定化する電圧制御回路とをそれぞれ内蔵する。検知された発電量すなわち、発電電流及び発電電圧に対応するアナログ信号出力は、局舎警報監視装置２１に送られる。
【００４９】
局舎警報監視装置２１は、それぞれの発電電力監視装置２２、２３からの発電量の検知信号をアナログデジタル変換し、デジタル変換された発電量データを所定時間毎に積算し、記録部２１１へ記録する。
【００５０】
またさらに、監視局舎システム２０は、監視局舎に関する環境変化を検知する局舎環境センサ２６と、局舎環境を適正状態に維持する局舎環境維持装置２７とを具備する。具体的には、例えば、前者は局舎内温度を計測する温度センサであり、後者は室内換気ファン及びヒータである。さらに、局舎環境センサ２６の出力する環境変化データに基づいて局舎環境維持装置２７を制御する局舎設備制御部２１２が、例えば局舎警報監視装置２１内に設けられている。局舎設備制御部２１２は、温度センサ２６の出力により監視局舎内温度が上限を超えたと判断した場合は、ファン２７を作動させて監視局舎内の温度を下げ、正常温度まで低下したならばファンを停止させる。これは特に、春夏秋の間の過剰発電による温度上昇を防止する効果がある。また、監視局舎内温度が下限より低下したと判断した場合は、ヒータ２７を作動させて監視局舎内の温度を上げ、正常温度まで上昇したならばヒータを停止させる。
【００５１】
その他の局舎環境センサ２６としては、監視局舎のドアが開いたことの検知、各独立型電源装置からの発電入力ブレーカの切断検知、ヒータ及びファンの出力ブレーカの切断検知、バッテリ温度上限検知（この場合も冷却のためにファンを稼働する）、バッテリ液量不足検知、バッテリ保護ブレーカ切断検知等のためのセンサがある。
【００５２】
これらの局舎環境センサ２６からの出力は、例えば、１秒間隔で局舎設備制御部２１２に入力される。異常を検知した場合は、通信線４１を介して道路情報提供装置１０へ異常通知データが送信される。道路情報提供装置１０の表示制御部１３若しくは電源制御部１４は、異常検知データの内容に応じて予め定められた処理を実行する。また、記録部２１１へも記録される。
【００５３】
好適には、監視局舎システム２０は、コンピュータ操作端末装置である副制御装置２８を具備する。副制御装置２８もまた、道路情報提供装置１０と通信線４１を介して接続されており、双方向情報伝送可能である。そして、副制御装置２８を操作することにより、道路情報提供装置１０の超高輝度ＬＥＤ表示板１１の表示内容を変更することができる。例えば、超高輝度ＬＥＤ表示板１１の表示内容を制御する表示制御部１３を構成するＰＩＣに格納された表示制御データを書き換えるためのアプリケーションが副制御装置２８に導入されており、副制御装置２８と表示制御部１３とはＬＡＮにより接続され、ＴＣＰ／ＩＰプロトコルにより通信する。
【００５４】
【実施例】
次に、前述の図１において説明した本発明の独立型電源装置を用いた情報提供システムにおける１年間（４月〜翌年３月）の計測結果を示す。４月から９月までの前期６ヶ月間の結果は次の通りである。
１時間当たり平均発電量：１５７１Ｗｈ
最大発電量：３１０７Ｗｈ（８月３日）
最小発電量：５５１Ｗｈ（７月２３日）
１時間当たり平均消費電力量：２０６Ｗｈ
最大消費電力量：５１３Ｗｈ（９月１６日）
最小消費電力量：１４９Ｗｈ（５月２５日）
尚、夏場の監視局舎内のバッテリ温度上昇を抑止するために、６月２５日より余剰電力を使ってファンを稼働して監視局舎内の自動換気制御を行った。
【００５５】
図６に、１０月以降の計測結果を示す。この時期は、日照時間、日射量が減少する気象的に厳しい条件下にある。各グラフの縦軸の発電電力は、前述の支柱１基分（太陽電池６枚分、風力発電機１台）に換算した値を示す。横軸は、１週間にわたる時間経過を示す。実線が時間当たり発電電力であり、波線が時間当たり消費電力である。図６（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ異なる期間についての計測結果である。尚、独立型電源装置における太陽電池／風力発電機の発電容量比は、１２対１であり、発電量のほとんどが太陽エネルギーによるものであった。
【００５６】
図６（ａ）では、１１月３、４、６日は晴れであり、それ以外の日は曇りであった。本発明の情報提供装置の超高輝度ＬＥＤ表示板は、日中の周囲照度に合わせてＬＥＤ輝度を上げるために消費電力が増加しているが、朝晩は減少し、夜間は１８０Ｗの一定を保って順調に作動した。
【００５７】
図６（ｂ）では、１２月２２、２５日が晴れであり、それ以外の日は曇りであった。それぞれ天候に合わせた輝度制御がなされたことがわかる。２６日は厚雲の曇りの日で周囲照度が極めて低かったため、輝度調整はほとんど行われなかった。
【００５８】
図６（ｃ）では、１月３日のみが晴れであり、それ以外の日は曇りであった。特に、１２月末頃の発電電力は極めて低い状態が継続した。しかし、数少ない晴天日のバッテリ充電電力と日々の発電量で、連続曇天日の消費電力を賄い、１８０Ｗのベースラインは維持し、なおかつ日中の輝度調整が行われている。
【００５９】
【発明の効果】
以上の通り、本発明は、自然エネルギーを利用した独立型電源装置を用いて情報の電光表示を行う情報提供システムにおいて、情報提供装置の超高輝度ＬＥＤ表示板を具備することにより、電力消費の低減を実現する。
さらに、周囲照度に基づいて適応輝度レベルを決定し、さらに好適には、周囲照度とバッテリ充電電圧に基づいて適応輝度レベルを決定し、超高輝度ＬＥＤの輝度調整をすることにより、無駄な電力消費を省くことを実現する。これは同時に、バッテリの過充電、過放電も防止する効果がある。
このように低消費電力化が実現されたので、発電や蓄電のための設備容量を極小化することができる。これにより、設備費が大幅に削減され、かつ法規上の効果も期待できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による情報提供システムを道路情報の提供システムに適用した実施例の概要を模式的に示した構成図である。
【図２】図１の道路情報提供システムの主要部をさらに具体的に示した模式的な構成図である。
【図３】図２の輝度決定部１５による適応輝度レベルの決定処理フローを概略的に示す流れ図である。
【図４】（Ａ）は、周囲照度と対応する適応輝度レベル（第１適応レベル）との対照表であり、（Ｂ）は、充電電圧と対応する適応輝度レベル（第２適応レベル）との対照表である。
【図５】一実施例における表示制御部、輝度調整部、ドライバ部及び超高輝度ＬＥＤ表示板（但し、１６×１６ドットマトリクスパネル１枚のみ）の回路構成を概略的に示した図である。
【図６】（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ、本発明の独立型電源装置を用いた情報提供システムにおける１１月〜翌年１月の間の３つの期間における計測結果を示すグラフである。
【符号の説明】
１０  道路情報提供装置
１１  ＬＥＤパネル
１２  照度センサ
１３  表示制御部
１４  電源制御部
１５  輝度決定部
１６  輝度調整部
１７  ドライバ部
２０  監視局舎システム
２１  局舎警報監視装置（主制御装置）
２２  太陽光発電電力監視装置
２３  風力発電電力監視装置
２４  バッテリ充放電監視制御装置
２５  バッテリ
２６  局舎環境センサ
２７  局舎環境維持装置
２８  副制御装置
２９  衛星通信機
３０  独立型電源装置
３１  太陽電池
３２  風力発電機
４０ａ、４０ｂ  送電線
４１  通信線
４２  電力供給線
５０  人工衛星
５２  衛星アンテナ
６０  道路管理事務所
６１  管理サーバ
６２  通信装置
２０１  監視局舎
【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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