JP4607361B2 - 文字表示方法およびその装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、屋外に設置され、道路情報や河川情報などを表示する情報表示装置であって、昼夜何れにおいても高速で走行している車両等から、遠方に表示されている注意文字、例えば、「地震警戒」等の画数の多い文字を確実に視認することができるようにした文字表示方法およびその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
屋外用の表示装置には、表示素子として発光ダイオード（ＬＥＤ）が用いられるようになったが、点綴りにより形成される文字の形状（以下文字フォントと呼ぶ）は表示素子に電球が使用されていた情報表示板の開発当時と同じ線幅３０ｍｍでＪＩＳの標準書体を用いた文字フォントが通常使用されているため、例えば、画数の多い「警」のような文字を文字高さ４５ドット×文字幅３９ドットの文字が表示できる表示ユニット（４８ドット×４８ドット）で表示する場合には図３に示すように線間が１ドット（１０ｍｍ）になる部分が生じた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
そのために、遠方、例えば１００ｍからその文字を見た場合には、上下の線同士が繋がり文字が団子になって見えるといった問題があった。また、電球１素子が１０ｍｍピッチに配置された９（＝３×３）素子の発光ダイオードに置き換えられて表示が行われているため、使用する発光ダイオードの総使用数が多くなり、本来エネルギー消費の少ない表示素子である発光ダイオードの特長を十分に発揮させることができないといった問題があった。
【０００４】
本発明は前記した問題点を解決せんとするもので、その目的とするところは、視認性を向上すると共に表示に要する消費電力を低減することができる文字表示方法およその装置を提供せんとするにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の文字表示方法は前記した目的を達成せんとするもので、人間の視覚特性に着目すると共に、その視覚特性の１つであるところの空間周波数に対する見え方の特性を利用したことであって、請求項１の手段は、屋外用の表示装置において、必要とする視認距離における昼間時の空間周波数に基づく線幅と線間が小さい文字フォントを、また、夜間時の空間周波数に基づく線幅と線間が大きい文字フォントを記憶し、該異なる文字フォントを用いて昼間時と夜間時で切り替えて表示を行うことを特徴とする。
【０００６】
請求項２の手段は、前記した請求項１において、前記昼間時の空間周波数が４６ｃｐｄ以下で、また、夜間時の空間周波数が４０ｃｐｄ以下の線幅と線間であることを特徴とする。
【０００７】
請求項３の手段は、前記した請求項１において、前記空間周波数を越える文字にあっては、画数を減らしたデフォルメした４６ｃｐｄ以下または４０ｃｐｄ以下の線幅と線間からなる文字フォントを用いて表示を行うことを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の文字表示装置の手段は、必要とする視認距離に対する空間周波数が４６ｃｐｄ以下の線幅と線間が小さい昼間用の文字フォントと、空間周波数が４０ｃｐｄ以下の線幅と線間が大きい夜間用の文字フォントおよび画数の多い文字に関してはその画数を減らしたデフォルメした文字フォントからなる表示データを記憶する表示データ記憶部と、外部からの照度検出信号あるいは表示切替信号により上記昼間用と夜間用の文字フォントの切替えを行う制御手段と、昼間時と夜間時とで前記昼間用文字フォントと前記夜間用文字フォントの文字を表示する表示手段とより構成したものである。
【０００９】
次に、本発明の文字表示方法およびその装置の理論について説明する。
最初に、空間周波数特性について、図５によって説明する。空間周波数特性は、各空間周波数の縞模様に対して、それぞれの周囲の明るさ（ｃｄ／ｍ２ ) 毎に視認ができる限界のコントラストを計測し、縦軸にコントラストの逆数であるコントラスト感度を、横軸に空間周波数（ｃｐｄ＝cycle ／degree）を配置したグラフ上にその計測値をプロットした特性である。
【００１０】
次に、従来の文字フォントの問題を検証するに、図３に示した「警」の場合には１０mmの線間が識別できるかが問題であるが、これは１０mm間隔で濃淡が繰り返されること、すなわち２０mmの周期で１本の縞模様が形成されている場合の視認性を評価することに等しい。
【００１１】
これを、視野角１度に何本の縞模様が存在するかを表す空間周波数（ｃｐｄ）に置き換えるに、必要視認距離１００ｍから見た場合の視野角αは図４に示すように、
ｔａｎα＝０．０２／１００から、α＝０．０１１４５９・・・
となる。
よって、１度当たりの空間周波数に換算すると、
１／α＝１／０．０１１４５９＝８７．２６６・・・
となる。
【００１２】
次に、約８７ｃｐｄの空間周波数が人間の目で視認可能かを前述の図５で確認するに、８７ｃｐｄは図５の太線ａで示したラインに相当する。故に、周囲の明るさが明るい場合（９００cd／ｍ２ ）の最大空間周波数の約４６ｃｐｄを大きく越えているため、線間が１ドット（１０mm）から構成される文字は明るくコントラストが高い（＝コントラスト感度が低い）環境下におかれても識別ができないことが証明された。
【００１３】
また、現在一般に用いられている３０mmの線幅が適切か否かを検証すると１００ｍから見た場合の視野角αは（図４参照）、
ｔａｎα＝０．０６／１００から、α＝０．０３４３７７・・・
となる。
よって、１度当たりの空間周波数に換算すると、
１／α＝１／０．０３４３７７＝２９．０８９・・・となる
この数値は、図５の周囲の明るさが暗い９cd／ｍ２の場合に必要とされる空間周波数４０ｃｐｄ以下であり、線幅３０mmは昼間用の文字としては太すぎると評価される。
【００１４】
そこで、線幅を２０ｍｍとした場合について検討するに、上記と同様に、４０ｍｍに１本の縞模様が存在する場合に相当し、
ｔａｎα＝０．０４／１００から、α＝０．０２２９１８・・・
となる。
よって、１度当たりの空間周波数に換算すると、
１／α＝１／０．０２２９１８＝４３．６３３・・・となる
この数値は、図５の周囲の明るさが暗い９cd／ｍ２ の場合に必要とされる空間周波数４０ｃｐｄ以上で、かつ、周囲の明るさが明るい９００cd／ｍ２ 場合の最高空間周波数である４６ｃｐｄ以下の範囲内にあり、線幅と線間が２０mmからなる空間周波数４３．６ｃｐｄの文字は必要視認距離を１００ｍとした場合の昼間用の文字として十分な太さの文字であると評価できる。
【００１５】
以上の検討結果から、昼間においては２０ｍｍの線幅と線間を持つ文字で十分な視認性が得られ、夜間においては３０ｍｍの線幅と線間を持つ文字で表示を行うことが望ましいといった結論が得られた。
【００１６】
よって、縦４５ドット×横３９ドットからなる文字を使用する場合に、線幅と線間のドット数が昼間用の文字フォントの場合には少なくなることから、画数の多い例えば「警」の場合にもフォントをデフォルメすることなく表示が可能となる（図７の中段の文字を参照）。一方、３０ｍｍの線幅と線間を理想とする夜間用の文字フォントの場合には、この規則を適用したフォントにデフォルメする（図７の下段の文字「警」を参照）。
【００１７】
次に、２０ｍｍの線幅の文字フォントを作成する方法を説明する。
図３の３０ｍｍの線幅の文字を２０ｍｍの線幅の文字にデフォルメする場合には、線幅３ドットを２ドットに変更すると同時に２ドット以上で線幅と線間が繰り返されているか、また、横の線同士が接近してないかを注意すると共に全体の文字バランスを考慮して図６の文字を作成する。これによって、発光ダイオードの点灯個数を９８５個から６９６個に減少させるため、約３０％の省電力化が可能となる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の文字表示方法を実施するための表示装置の一実施の形態を図１のブロック図と共に説明する。
表示装置１は、文字の表示を行う表示手段２と、外部からの文字コードを入力し表示項目を生成すると共に昼間用と夜間用の文字フォントの切替えを行う制御手段３と、前記の各手段に対して表示用電源と制御用電源を供給する電源部４とから構成されている。
【００１９】
そして、表示手段２は、発光ダイオードｄを４８ドット×４８ドットに配列した複数の表示ユニット２１と、発光ダイオードｄを点灯制御する表示駆動部２２と、各表示ユニット２１の表示データを記憶する表示データメモリ部２３とから構成されている。
【００２０】
また、制御手段３は、昼間用と夜間用およびそれぞれのデフォルメした文字フォントを記憶する文字フォント記憶部３１と、本発明の文字フォントを用いて予め作成された昼間用と夜間用の文字フォントからなる表示項目を記憶する固定項目記憶部３２と、表示する昼間用と夜間用の表示項目を一旦記憶する表示データ記憶部３３と、遠隔制御を行う中央装置（図示せず）との間の通信を行う伝送制御部３４と、表示手段２に表示データの出力と監視データの入力を行う入出力部３５と、表示装置の表示面に配置された光センサ（図示せず）の信号により表示面の外周照度を検出する外部照度検出部３６と、表示制御用プログラムを記憶する制御プログラム記憶部３７と、表示制御用プログラムに従い上記の各部を制御すると共に中央装置からの制御に従い、予め作成された項目による固定項目制御か、文字コードの指定による準フリーパターン制御か、ドット単位の表示データからなるフリーパターン制御かの何れかを実行するＣＰＵ３８から構成されている。
【００２１】
なお、上記の昼間用と夜間用の文字フォントの切り分けは、外部照度検出部３６の検出信号、あるいは、中央装置からの表示切替信号により行うものとする。また、本発明の構成に影響を及ぼさない電源部の詳細等に関しては、説明を省略する。
【００２２】
次に、表示装置１の制御を図２の表示制御用プログラムのフローチャートに従い説明する。
表示装置１の制御手段２は、伝送制御部３４で該表示装置のアドレス信号を検出することにより表示制御信号の受信を開始し、以下の処理を実行する。
【００２３】
最初に、表示制御信号中の制御コードを読み取り、固定項目制御か( ステップＳ１) 、準フリーパターン制御か（ステップＳ２）、フリーパターン制御か（ステップＳ３）の選択を行う。そして、ステップＳ１でＹＥＳと判定された場合に、指定された固定項目コードに該当する昼間用と夜間用の文字フォントからなる表示項目（例えば、「地震警戒宣言発令中」）を固定項目記憶部３２から選択して表示データ記憶部３３に記憶する（ステップＳ４）。
【００２４】
また、ステップＳ２でＹＥＳと判定された場合には、昼間用と夜間用の文字フォントからなる指定された文字コードに該当する表示項目（例えば、「 事」 「故」「車」「線」「規」「制」「 」「走」「行」「注」「意」→（「事故車線規制 走行注意」）を文字フォント記憶部３１から選択して表示データ記憶部３３に記憶する( ステップＳ５) 。
【００２５】
次に、外部照度検出部３６の信号状態が高か否かを判定して（ステップＳ６）ＹＥＳ（高＝昼間）の場合には昼間用の文字フォントからなる表示項目を表示データ記憶部３３から選択して表示手段２の表示データメモリ部２３に出力する（ステップＳ７）。これにより、表示データメモリ部２３は、表示ユニット毎の表示データを記憶する。次に、表示データメモリ部２３の終端から返送されたデータ（監視データ）を入出力部３５に入力して表示データとの照合を行う（ステップＳ８）。
【００２６】
そして、照合が一致するか否かを判定し( ステップＳ９) 、一致した場合（ＹＥＳ）には、表示用電源を供給し表示データメモリ部２３に記憶した「ＯＮ」信号に該当する発光ダイオードｄを点灯する（ステップＳ１０）。そして、点灯後、外部照度が高か否かを監視し（ステップＳ１１）、高の場合には表示停止信号の有無を確認し（ステップＳ１２）、無い場合には表示を継続し、有る場合には表示を中止する。
【００２７】
一方、外部照度検出部３６の信号状態が高か否かを判定して（ステップＳ６）ＮＯ（低＝夜間）の場合には、夜間用の文字フォントからなる表示項目を表示データ記憶部３３から選択して表示手段２の表示データメモリ部２３に出力し（ステップＳ１３）、以下ステップＳ１４〜Ｓ１８で上記の表示データの照合、発光ダイオードの点灯、外部照度が低かの監視と表示停止信号の有無の確認を繰り返し表示を継続する。
【００２８】
最後に、ステップＳ３でＹＥＳ（フリーパターン制御）と判定された場合には、伝送されたドット単位の表示データを表示データ記憶部３３に記憶し（ステップＳ１９）、表示手段２の表示データメモリ２３にその表示データ（表示項目）を出力する（ステップＳ２０）。そして、前記と同様に、表示データと監視データを照合し（ステップＳ２１）、照合が一致するかを判定する（ステップＳ２２）。
【００２９】
次に、判定が一致した場合に、表示駆動部部２２に表示用電源を供給し表示データメモリ部２３に記憶した「ＯＮ」信号に該当する発光ダイオードｄを点灯する（ステップＳ２６）。そして、表示停止信号が有るかを判定し（ステップＳ２４）、停止信号が入力されるまで表示を継続する。
【００３０】
なお、上記の実施形態においては、昼間用と夜間用の文字フォントを用いる場合を例示したが、昼間用の文字フォントのみを用いて、夜間にはそのフォントを線幅が膨張気味になる輝度で点灯させても、必要とする視認距離が１００ｍ程度の場合には従来以上の視認性が得られる。
【００３１】
また、上記の実施形態において、フリーパターンの場合にのみ昼間用か夜間用の何れかの文字フォントからなる表示項目を中央装置から伝送する実施例を示したが、これは、全ドットの表示データを伝送することによる表示開始の遅れを防止することを目的とするもので、表示点灯後にもう一方（夜間用または昼間用）の文字フォントの表示データを伝送し、表示データ記憶部３３に記憶して、上記の文字フォントの切替えを行っても良い。
【００３２】
このようなフリーパターンによる表示制御を制御の主体とする場合には、中央装置側に昼間用と夜間用の文字フォントを持ち、表示装置には表示データ記憶部のみを配置するようにしてもよい。
【００３３】
また、昼間と夜間の文字フォントによる表示項目の切替えを表示装置側で外部照度を検出して行う方法を例示したが、中央装置からの切替え信号により表示項目の切替えを実行してもよいし、上記の実施形態のように１つの文字コードに昼間用と夜間用の文字フォントを対応させるのではなく昼間用と夜間用の項目コードまたは文字コードを伝送することによって昼間と夜間の文字フォントの切替えを行ってもよい。
【００３４】
すなわち、本発明は、必要とする視認距離から識別可能な文字フォントを予め記憶して表示を行うことを発明の要旨とし、実施形態の表示装置の制御方法や構成に限定されるものではない。例えば、その構成に関しては、表示手段２の各々の表示ユニット２１が制御手段３の表示制御機能を含む独立したユニットであってもよいし、表示データメモリ２３を無くして、表示データ記憶部３３に記憶した表示項目により表示手段２をダイナミック点灯させるようにしてもよい。
【００３５】
【発明の効果】
前記したように、本発明の文字表示方法およびその方法を用いた表示装置によれば、空間周波数に対する見え方の特性に着目し、必要とする視認距離に応じた線幅と線間の文字を提案したことで、遠方からの視認性の高い鮮明な文字表示が可能になる。
【００３６】
また、従来の３０ｍｍの線幅を２０ｍｍを採用することで、画数の多い文字を鮮明に表示することが可能になると共に、表示に使用する表示素子の総数が抑えられるため省電力化が図られるといった優れた効果を有するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る文字表示装置の実施の形態を示すブロック図である。
【図２】同上のブロック図の動作説明を示すフローチャートである。
【図３】（ａ）は従来の文字例を示す説明図、（ｂ）は同上の枠部分のＬＥＤの配列状態を示す拡大図である。
【図４】視野距離１００ｍから見た視野角を示す図である。
【図５】空間周波数特性を示す特性図である。
【図６】本発明の表示例を示す説明図である。
【図７】従来例と本発明の表示例を示す説明図である。
【符号の説明】
１ 表示装置
２ 表示手段
３ 制御手段
４ 電源部

Claims (4)

1. 屋外用の表示装置において、必要とする視認距離における昼間時の空間周波数に基づく線幅と線間が小さい文字フォントを、また、夜間時の空間周波数に基づく線幅と線間が大きい文字フォントを記憶し、該異なる文字フォントを用いて昼間時と夜間時で切り替えて表示を行うことを特徴とする文字表示方法。
2. 前記昼間時の空間周波数が４６ｃｐｄ以下で、また、夜間時の空間周波数が４０ｃｐｄ以下の線幅と線間であることを特徴とする請求項１記載の文字表示方法。
3. 前記空間周波数を越える文字にあっては、画数を減らしたデフォルメした４６ｃｐｄ以下または４０ｃｐｄ以下の線幅と線間からなる文字フォントを用いて表示を行うことを特徴とする請求項１記載の文字表示方法。
4. 必要とする視認距離に対する空間周波数が４６ｃｐｄ以下の線幅と線間が小さい昼間用の文字フォントと、空間周波数が４０ｃｐｄ以下の線幅と線間が大きい夜間用の文字フォントおよび画数の多い文字に関してはその画数を減らしたデフォルメした文字フォントからなる表示データを記憶する表示データ記憶部と、
   外部からの照度検出信号あるいは表示切替信号により上記昼間用と夜間用の文字フォントの切替えを行う制御手段と、
   昼間時と夜間時とで前記昼間用文字フォントと前記夜間用文字フォントの文字を表示する表示手段と、
   より構成したことを特徴とする文字表示装置。

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