JP3366717B2 - 情報表示装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、縦横マトリクス状に発
光ダイオード（以下、ＬＥＤと称する）等の点発光素子
を表示素子として配列した表示装置に関するもので、特
に表示素子の汚れを監視し、かつ表示素子の汚れと周囲
の明るさを基に、表示素子の発光出力を制御するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】図５は情報表示装置の正面図であり、情
報表示装置１は複数の表示素子をマトリクス状に配列し
て構成した表示ユニット２を更にマトリクス状に配列し
て、広い表示面を構成し、各表示素子を点綴りで表示制
御することによって例えば「通行止」等の文字、あるい
は必要な図形等の情報を表示させるようにしている。

【０００３】表示素子のドットピッチは短いほどきめ細
かな表示ができることから、最近は屋外用の情報表示装
置ではドットピッチ１０ミリ程度のものが多用されてい
る。また、近年のものは長寿命でかつ多色表示が要求さ
れることから、表示素子にの要求からＬＥＤが用いられ
ることが多いが、ＬＥＤは太陽光線がその表面で反射す
ることから、コントラストが低下し、表示が見難くな
る。そこで遮光フードを設けて、ＬＥＤを遮光フード開
口部の奥まった位置に配置するようにしている。

【０００４】ところが、ＬＥＤは長寿命であることか
ら、交換することがきわめて少ないことから、その表面
に道路上の塵埃、車両の排気ガス中の固形成分等が付着
し、汚れることによって発光出力が低下し、視認性が低
下する。そのため、ＬＥＤ表面を定期的に清掃している
が、汚れの程度は情報表示装置の設置場所で大きく異な
り、例えばトンネル内あるいはその入り口では一般道路
以上に汚れがひどく、また、都心部等の交通量の多い場
所と郊外の交通量の少ない場所ではその汚れ度合いは異
なる。

【０００５】更に、風雨による自然の浄化作用により、
表示素子の表面が清掃されるが、遮光フードと表示素子
の位置、遮光フードの形状等でも自然の浄化作用による
効果が異なり、表示素子が遮光フードの奥に入るほど自
然の浄化作用は期待できなくなる反面、空気が澱むこと
で表示素子が汚れにくい等の状況もあり、その汚れ度合
いは様々である。

【０００６】また、最近では情報表示装置１の表面付近
に光電変換回路１０を設けて、そこで周囲の明るさを検
出し、その情報を基に図６に示すように、表示素子の光
出力を制御するようにしているものもある。この場合
は、周囲の明るさが明るいときには表示素子の光出力を
高め、周囲が暗いときは光出力を下げるようにして、視
認性が向上するようにしている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら情報表示
装置の設置場所、遮光フードの構造等で表示素子の汚れ
度合いが異なることから、表示素子の清掃周期を長くす
ると汚れのひどい場所では表示素子の発光出力が汚れに
より阻まれて表示が見難くなり、清掃周期を短くすると
汚れの少ない場所では清掃費用が無駄になるという問題
がある。また、高速道路上で交通情報、道路情報を表示
している情報表示装置では清掃作業そのものも通過車両
の妨げになり、清掃も危険であるという問題がある。こ
のことの解決には周囲の明るさを基に表示素子の光出力
を制御することによって、清掃周期を一律に長くすれば
良い。しかしその場合は周囲の明るさを検出する光電変
換回路も表示素子と同様に汚れるので、検出出力も低下
して情報表示装置では周囲が暗くなったものと判断し、
表示素子の発光出力を低下させるように制御することか
ら、表示素子の汚れと相俟って、より表示素子の発光出
力が低下し、表示の視認性低下は表示素子の汚れによる
低下以上に悪くなると言う問題があった。

【０００８】本発明はこのような状況に鑑みてなされた
もので、第１の目的は視認性が低下した場合警報を出力
するものであり、第２の目的は光電変換回路および発光
素子が汚れても情報表示装置の視認性を低下させないよ
うにしたものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、表示
素子と同一面上に光電変換回路とその光電変換回路に一
定の光を随時出力する発光器を屋外雰囲気に暴露する状
態で設けて構成した汚れ検出手段と、汚れ検出手段の検
出出力を監視しその検出出力が所定値以下になったとき
に警報を送出する警報送出手段とを備えたものである。
請求項２の発明は、表示素子と同一面上に設け外部の光
に対応したレベルの照度信号を出力する光電変換回路
と、その光電変換回路に夜間の外部からの光より十分強
い強度の光を随時出力する発光器と、発光器による照度
信号レベルの経時変化による低下量を基に発光器出力信
号がない場合における外部からの光に基づく照度信号レ
ベルを補正する補正手段と、その補正された照度信号に
基づいてＬＥＤの発光強度を制御する制御部を備えたも
のである。

【００１０】

【作用】請求項１の発明は、発光器からの光出力が光電
変換回路で受光され、その光電変換回路出力信号が所定
レベル以下になると警報信号が送出される。請求項２の
発明は、発光器からの光出力が光電変換回路で受光され
ることによって得られる照度信号レベルの低下量を基
に、発光器出力がないときの夜間における周囲光による
照度信号レベルを補正し、その補正結果によってＬＥＤ
の発光強度を制御するようにしたものである。

【００１１】

【実施例】図１は本発明の一実施例を示すブロック図で
あり、光電変換回路１０と発光器１２は後述する図２の
ように構成されており、光電変換回路１０は周囲の光１
５または発光器１２の発光出力１３を受けて照度信号１
８を監視回路１６および制御部１７に供給するようにな
っている。この光電変換回路１０は入力される光の強度
が高いときはレベルの高い照度信号１８を出力し、光の
強度が低いときはレベルの低い照度信号１８を出力する
ようになっている。

【００１２】発光器１２は制御部１７から発光指令信号
１９を受けたときに一定の発光出力１３を光電変換回路
１０に向けて発光するようになっており、例えばＬＥＤ
で構成する。ＬＥＤはその特性として図７に示すように
発光出力がそこを流れる電流に比例し、図８に示すよう
に周囲温度に反比例する特性を有することから、図示し
ない温度センサと電流制御回路で一定の発光出力を得る
ようにしている。

【００１３】監視回路１６は制御部１７から発光指令信
号１９を受けたときに、光電変換回路１０から受けた照
度信号１８のレベルが一定値以下となったときに警報信
号を伝送線２１を介して警報器２２に出力するようにな
っている。発光指令信号１８によって発光器１２が発光
し、その発光出力１３が光電変換回路１０によって検出
されることによって照度信号１８が得られるが、このと
き太陽光のように発光出力１３よりも桁違いに強度の強
い光があると、発光出力１３のレベル監視は不可能にな
るので、照度信号のレベル監視は太陽光の影響がない夜
間に行うようにしている。このためにはタイマによって
昼間と夜間を識別するか、桁違いにレベルの高い照度信
号１８が制御部１７に供給されたときは制御部１７は発
光指令信号１９を送出しないようにしておけば良い。

【００１４】また、発光器１２の通電時間が長くなると
その温度が上昇し、発光出力１３が変わることと、発光
器１２の発光により情報表示装置を利用する人への影響
を与えるので、短時間だけ発光させることによって、発
熱を抑え、視認性への影響をを少なくしている。また、
夜間は自動車の前照灯の影響もあるので、発光回数は複
数回とし、誤動作を起こさないようにしている。

【００１５】制御部１７は表示素子であるＬＥＤ５を選
択して発光させ、表示面に文字あるいは図形等を表示さ
せると共に、発光指令信号１９を出力しないときの夜間
における周囲の光１５による光電変換回路１０からの照
度信号１８を受け、ＬＥＤ５の発光出力を周囲の明るさ
に対応するようにしている。すなわち、照度信号１８の
レベルが高いときはＬＥＤ５の発光出力を高め、照度信
号１８のレベルが低いときはＬＥＤ５の発光出力を下げ
るように制御している。

【００１６】このときの制御は後述するように、発光器
１２の発光出力１３を光電変換回路１０で受光すること
によって発光器１２および光電変換回路１０の汚れ状態
に対応した照度信号１８が得られる。この結果、照度信
号１８は発光器１２と光電変換回路１０の双方の汚れを
検出していることになる。そして、その汚れ状態に対応
して汚れ度合いが高いとき、すなわち照度信号１８のレ
ベルが低いときにはＬＥＤ５の発光出力を高め、汚れ度
合いが低いときすなわち照度信号１８のレベルが高いと
きにはＬＥＤ５の発光出力を低めるようにしている。

【００１７】光電変換回路１０の配設位置は図５に示す
ように、汚れが表示素子とできるだけ同一になるよう
に、表示面のＬＥＤ近くに配置する。光電変換回路１０
の構造を図２（ａ）および図２（ｂ）に示す。図２
（ａ）は光電変換回路１０の実装状態を示す正面図であ
り、図２（ｂ）はそのＢ−Ｂ断面図である。光電変換回
路１０は厚い板にＬＥＤ５の直径よりも大きな丸穴４を
穿設することにより構成された筒状の遮光フード３の奥
に受光ダイオード等の受光素子１０ａを配設し、形状を
ＬＥＤ５に近似させることで、表示素子のＬＥＤと同様
の配設状況となり、排気ガス等のによる汚れ方も同じよ
うになる。

【００１８】そして、受光素子１０ａは、太陽光線に対
する条件も表示素子のＬＥＤ５と同様となり、光電変換
回路１０から出力される照度信号１８により、表示素子
の発光光度を制御するのに最適となる。遮光フード３の
上側の内壁で、ＬＥＤ５よりも入口に近い位置に発光器
１２がその発光面を下側に向け、発光器１２の発光出力
１３は受光素子１０ａで検出されるようになっている。
発光器１２は周囲の光１５が発光器１２によって遮られ
ないようにするため、遮光フード３の上側の内壁に設け
たが、これは周囲の光１５の受光素子１０ａによる検出
を妨げない位置であれば、例えば左右方向あるいは下側
であっても良い。

【００１９】発光器１２はレンズ、遮光板、反射板等を
用いて受光素子１０ａに光軸が向くように構成してい
る。これにより受光素子１０ａが効率良く照射され、か
つ極力外側に光が漏れないようにして、発光出力１３が
情報表示装置を視認する側に照射されることを防止し、
利用者を幻惑させないようにしている。

【００２０】１１は監視回路１６、制御部１７等の回路
を収容する収納部を示している。１４は防水剤であり、
受光素子１０ａの電気回路が風雨に直接晒されないよう
にしている。このように構成された光電変換回路１０が
外気に晒されると、排気ガス等による汚れは記号２３で
示すように膜となって、受光素子１０ａおよび発光器１
２の双方に付着し、透過する光を減衰させる。この結
果、発光器１２および受光素子１０ａが汚れていない場
合の照度信号１８のレベルを「１００」とするとそれが
汚れた場合は照度信号１８のレベルは「１００」未満に
低下する。

【００２１】図３は表示ユニット２の正面図を示し、表
示素子であるＬＥＤ５は、厚い板にＬＥＤ５の大きさよ
りも大きな丸穴４をマトリクス状に穿設して形成された
遮光フード３の開口部より奥まった位置すなわち、図４
に示す図３のIV−IV断面図に示す状態で取り付けられて
いる。なお、遮光フードはこの他、ＬＥＤ５を個々に包
むような筒状のものもあり、いずれの形状でも良い。

【００２２】このように構成された表示ユニットは太陽
光線６の直射を受けると、その表面から反射光８が生ず
るが、遮光フード３を設けているので太陽光線６はかな
り小さい角度で入射しない限りＬＥＤ５に届かないの
で、反射光８が生じ難い。しかし、道路上の塵埃あるい
は排気ガスの油脂成分あるいは固形成分からなる汚れた
外気７は自由に丸穴４の奥まで進入し、やがてＬＥＤ５
の表面に汚れ２３として付着する。ＬＥＤ５と図２の受
光素子１０ａおよび発光器１２は同じような条件で取り
付けられているので、それらはいずれも同じように汚れ
２３が付着する。

【００２３】監視回路１６が警報信号を出力するレベル
設定を、ＬＥＤ５の表面の汚れ２３による発光出力の低
下が５０％となったときであるようにするには、照度信
号１８のレベルは発光器１２の汚れ２３および、光電変
換回路１０の受光素子１０ａの汚れ２３の双方で減衰す
る。それらの汚れが同等とすると減衰は５０％×５０％
＝２５％となる。従って、監視回路１６は発光指令信号
１９を受けたときの照度信号１８のレベルが２５％にな
ったときに警報信号を出力するように設定すれば良い。

【００２４】以上は警報信号を送出するレベルの設定基
準であるが、次ぎにＬＥＤ５の発光出力を周囲の明るさ
によって制御するときの状態について説明する。発光器
１２の発光出力１３による照度信号１８のレベルが５０
％の場合において、制御部１７が周囲の光１５を受光し
た照度信号１８に基づいてＬＥＤ５の発光出力を制御し
ている状態を例にとって説明する。なお、発光器１２の
発光出力１３による照度信号のレベル検出は前述したよ
うに太陽光線の影響を受けないように夜間に行う。ま
た、発光器１２の発光出力は周囲の光１５の影響を受け
ないように、周囲の光１５の強度よりも数十倍の強度と
して発光するようにしている。

【００２５】発光器１２の発光出力１３による照度信号
１８のレベルが５０％に低下していることから、発光器
１２および受光部１０ａの汚れ２３が同等とすると、光
電変換回路１０の受光素子１０ａの受光部の減衰は５０
％の平方根であり、約７０％であることから、周囲の光
１５による照度信号１８も汚れがないときより約３０％
減衰している。このときのＬＥＤ５の発光出力９は光電
変換回路１０の受光素子１０ａの汚れを介した周囲の光
１５をもとにした照度信号１８の低下を補正しない場合
は、周囲の光が３０％低下したとして制御する。

【００２６】すなわち、受光素子１０ａが汚れていない
場合のＬＥＤ５の発光出力９を「１００」とすると、図
６に示すようにＬＥＤ５の発光強度はその表面の汚れ２
３で３０％減衰するから、７０％×７０％＝５０％とな
り、半分の発光強度となってしまい、視認上問題が生じ
る。そこで、ＬＥＤ５の発光出力９の７０％を受光素子
１０ａの汚れ２３による減衰３０％と、ＬＥＤ５の汚れ
２３による減衰３０％分補正すると、７０％÷７０％÷
７０％≒１４２％となり、ＬＥＤ５の発光出力９を１４
２％となるように制御部１７が制御する。

【００２７】これにより、ＬＥＤ５の発光出力９がＬＥ
Ｄ５の表面の汚れ２３で３０％減衰しても利用者には１
００％の発光出力として見え、視認性の問題を解決する
ことができる。以上の説明では制御部１７と監視回路１
６を分けて説明したが、一つにまとめても良く、最近で
はＣＰＵが多用されており、それを用いソフトウェア処
理により本発明の機能を実現しても良い。また、伝送線
を介して警報器を動作させるとして説明したが、情報表
示装置を電話線を介して制御監視する場合は、この監視
データに汚れの警報信号を重畳して警報器を動作させて
も良い。

【００２８】以上の実施例では発光器をＬＥＤとして説
明したが、これに限定されるものではなく、遮光フード
も円筒状に限らず、他の形状であっても良い。更に、太
陽光線の反射が問題にならない場合は遮光フードがなく
ても支障ない。発光器と受光素子の汚れは同等として説
明しているが、砂埃の多い海岸地域では細かい砂等が突
起物に引っ掛かり発光器の汚れよりも突起物の多い光電
変換回路の受光素子の汚れが多くなることもある。この
場合は発光器あるいは光電変換回路のいずれか一方を清
掃することで汚れの違いが分かるので、このデータを元
にそれぞれの汚れによる減衰を算出して警報を出力した
り、周囲の明るさに情報表示装置の汚れ分を補正してＬ
ＥＤの発光強度を制御することができるのは当然のこと
である。

【００２９】

【発明の効果】請求項１の発明は、表示素子と同一面上
に光電変換回路とその光電変換回路に一定の光を随時出
力する発光器を屋外雰囲気に暴露する状態で設けて構成
した汚れ検出手段の検出出力を監視しその検出出力が所
定値以下になったときに警報を送出する警報送出手段を
備えたので、視認性が低下したときに警報が出力される
という効果を有する。請求項２の発明は、外部の光に対
応したレベルの照度信号を出力する光電変換回路で発光
器からの光を受光することで照度信号を得て、その照度
信号レベルの経時変化による低下量を基に発光器出力信
号がない場合における外部からの光に基づく照度信号レ
ベルを補正し、その補正レベルによってＬＥＤ発光強度
を制御するようにしているので、ＬＥＤおよび発光素子
が汚れてもその汚れに対応して発光強度が補正され、常
に一定の視認性を確保できるという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の構成を示すブロック図であ
る。

【図２】光電変換回路の詳細を示す図である。

【図３】表示ユニットの詳細を示す図である。

【図４】図３のIV−IV断面図である。

【図５】情報表示装置を示す正面図である。

【図６】周囲相対照度とＬＥＤ発光光度の関係を示すグ
ラフである。

【図７】ＬＥＤ通電電流とＬＥＤ発光光度の関係を示す
グラフである。

【図８】ＬＥＤ周囲温度とＬＥＤ発光光度の関係を示す
グラフである。

【符号の説明】

１ 情報表示装置 ２ 表示ユニット ３ 遮光フード ４ 丸穴 ５ ＬＥＤ ６ 太陽光線 ７ 汚れた外気 ８ 反射光 ９ 発光出力 １０ 光電変換回路 １０ａ 受光素子 １１ 収納部 １２ 発光器 １３ 発光器の発光出力 １５ 周囲の光 １６ 監視回路 １７ 制御部 １８ 照度信号 １９ 発光指令信号 ２１ 伝送線 ２２ 警報器 ２３ 汚れの膜

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G09G 3/00 - 3/38 G08B 5/36

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 表示素子をマトリクス状に配列しその表
   示素子を点綴で制御することにより情報を表示する情報
   表示装置において、 前記表示素子と同一面上に光電変換回路とその光電変換
   回路に一定の光を随時出力する発光器を屋外雰囲気に暴
   露する状態で設けて構成した汚れ検出手段と、 前記汚れ検出手段の検出出力を監視しその検出出力が所
   定値以下になったときに警報を送出する警報送出手段と
   を備えたことを特徴とする情報表示装置。
2. 【請求項２】 表示素子をマトリクス状に配列しその表
   示素子を点綴で制御することにより情報を表示する情報
   表示装置において、 前記表示素子と同一面上に設け外部の光に対応したレベ
   ルの照度信号を出力する光電変換回路と、 その光電変換回路に対して夜間における外部からの光よ
   り十分強い強度の光を随時出力する発光器と、 その発光器による前記照度信号レベルの経時変化による
   低下量を基に前記発光器出力信号がない場合における外
   部からの光に基づく照度信号レベルを補正する補正手段
   と、 前記補正された照度信号レベルに基づいて表示素子の発
   光強度を制御する制御部とを備えたことを特徴とする情
   報表示装置。