JP6339875B2 - 信号用の表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、交通信号機に組み込まれる交通信号灯器等として用いられる表示装置に関する。

車両用信号灯器として、例えば青色の灯器において、青色発光ダイオードと緑色発光ダイオードとを交互に均等に配列したものや、灯器の中央領域で青色発光ダイオードのみを配列し、その周囲の外側領域で青色発光ダイオードと緑色発光ダイオードとを交互に均等に配列したものが公知となっている（特許文献１参照）。

しかしながら、青色の灯器において青色発光及び緑色発光のダイオードを交互に均等に配列した例は、特定の意味を持たせたパターンを表示するものでなく、また、２色のダイオードの密度をバランスさせているので組み合わせるべき一対の色に制限が生じやすい。他方、青色の灯器において中央領域及び外側領域でダイオードの色パターンを変更する例では、一般色覚者（すなわち色覚健常者）と、色覚特異者（すなわち色弱者）とで認識するパターンが異なるものとなり、好ましくない場合も生じ得る。

特開平９−２７１２９８号公報

本発明は上記した点に鑑みてなされたものであり、色の選択に関する自由度を高めつつ特定の意味を持たせたパターンを表示可能であり、一般色覚者と色覚特異者とが同一のパターンを認識できる信号用の表示装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するための信号用の表示装置は、一般色覚者用の基本色の光を射出する基本発光デバイスと、色覚特異者が認識可能な追加色の光を射出する追加発光デバイスとを配列してなり、所定のパターンを表示する表示領域を備え、基本発光デバイスは、表示領域の全体に分布し、追加発光デバイスは、基本発光デバイスよりも少ない占有面積で表示領域の全体に均一に分散する。

上記表示装置によれば、基本発光デバイスが表示領域の全体に分布するので、一般色覚者は、表示領域に表示された所定のパターンを信号として認識することができる。また、追加発光デバイスが基本発光デバイスよりも少ない占有面積で表示領域の全体に均一に分散するので、一般色覚者のパターン認識が阻害されることを防止しつつ、色覚特異者にとっても、表示領域に表示された所定のパターンを信号として認識することができる。

本発明の具体的な側面では、基本発光デバイスの密度を追加発光デバイスの密度よりも大きくすることによって、追加発光デバイスを表示領域中に分散させる。この場合、基本発光デバイスと追加発光デバイスとの密度比によって基本色と追加色の輝度比を調整することができる。

本発明の別の側面では、基本色と追加色とは、同系色である。ここで、同系色とは、例えばＨＳＶ（Hue、Saturation Chroma、Value Lightness Brightness）色空間で９０°以下の色相差となっているような場合を意味する。基本色と追加色とを同系色とすることで、一般色覚者に、表示領域に表示された所定のパターンを本来の色の信号と認識させることが容易になり、信号の誤認を確実に回避することができる。

本発明のさらに別の側面では、基本発光デバイス及び追加発光デバイスは、固体発光素子である。固体発光素子は、一般に発光ピークの半値幅が狭くなる傾向があるが、上記のように基本色と追加色とを併用することで、一般色覚者にとって違和感がなく色覚特異者とって認識が容易な信号用の表示装置を提供することができる。

本発明のさらに別の側面では、表示領域は、表示枠内の局所的な領域に形成されている。ここで、表示枠内の表示領域を除いた非表示領域については、射出光の少ない黒っぽいものとすることで所定のパターンを目立たせることができる。

本発明のさらに別の側面では、表示領域は、歩行者用信号機に設けられている。この場合、一般色覚者だけでなく色覚特異者の往来の安全を図ることができる。

本発明のさらに別の側面では、表示領域は、交通信号機に付随する情報表示装機に設けられている。この場合、一般色覚者や色覚特異者に交通情報その他の多様な情報を提供することができる。

信号用の表示装置を説明する図である。 図１の表示装置を組み込んだ信号制御システムを説明する図である。 （Ａ）は、表示装置の表示領域における発光デバイスの一配置例を説明する図であり、（Ｂ）は、発光デバイスの別の配置例を説明する図である。 発光デバイスの発光特性等を説明する図である。 発光デバイスの断面構造を説明する概念図である。 変形例の信号制御システムを説明する図である。

以下、図面を参照しつつ、本発明の一実施形態である信号用の表示装置について詳細に説明する。

図１に例示する信号用の表示装置１０は、外観上、赤色の第１灯１１と、青色の第２灯１２と、カバー１４と、フード１９とを備える。

第１灯１１は、進行不可信号であり、実質的に赤色に点灯する。第１灯１１は、矩形の表示枠１５内に、立ち止まった人（停止者）のシルエットに対応するパターン状の表示領域１１ａと、表示領域１１ａを囲む暗い背景状の非表示領域１１ｂとを有する。表示領域１１ａは、表示枠１５内の中央の局所的な領域に形成されていると言える。表示領域１１ａは、後に詳述するが、２種類以上の有機ＥＬ素子等からなる多数の固体発光素子を２次元的に配列することによって形成されている。表示領域１１ａは、準赤色に発光する点灯状態と黒に近い暗い消灯状態とに切り替えることができる。なお、非表示領域１１ｂには、固体発光素子を配置する代わりに光吸収体を配置しており、常に暗い消灯状態となっている。このため、表示領域１１ａが点灯状態のとき、非表示領域１１ｂは、準赤色の表示領域１１ａを囲む黒っぽい背景領域となる。一方、表示領域１１ａが消灯状態のとき、表示領域１１ａ及び非表示領域１１ｂ、つまり矩形の表示枠１５内は、全体として黒っぽい領域となる。

第２灯１２は、進行許可信号であり、実質的に青色に点灯する。第２灯１２は、矩形の表示枠１６内に、歩行する人（横断者）のシルエットに対応するパターン状の表示領域１２ａと、表示領域１２ａを囲む暗い背景状の非表示領域１２ｂとを有する。表示領域１２ａは、表示枠１６内の中央の局所的な領域に形成されていると言える。表示領域１２ａは、後に詳述するが、２種類以上の有機ＥＬ素子等からなる多数の固体発光素子を２次元的に配列することによって形成されている。表示領域１２ａは、準青色に発光する点灯状態と黒に近い暗い消灯状態とに切り替えることができる。なお、非表示領域１２ｂには、固体発光素子を配置する代わりに光吸収体を配置しており、常に暗い消灯状態となっている。このため、表示領域１２ａが点灯状態のとき、非表示領域１２ｂは、準青色の表示領域１２ａを囲む黒っぽい背景領域となる。一方、表示領域１２ａが消灯状態のとき、表示領域１２ａ及び非表示領域１２ｂ、つまり矩形の表示枠１６内は、全体として黒っぽい領域となる。

図２を参照して、図１の表示装置１０を組み込んだ信号制御システム１００について説明する。信号制御システム１００は、一般的な信号機であり、信号制御装置４０と、複数の歩行者用信号灯器２０と、複数の車両用信号灯器３０と、複数の音声報知器５０とを有する。ここで、信号制御装置４０は、制御回路４１と、駆動回路４２と、現示メモリー４３とを有する。これらのうち、制御回路４１は、全体の動作を統括し、駆動回路４２は、制御回路４１の指示に基づいて歩行者用信号灯器２０、車両用信号灯器３０等を駆動し、現示メモリー４３は、信号灯器２０，３０の表示の切り替え手順のほか、現在の灯色、表示の残り時間等の点灯状態に関する情報を保管する。

信号制御システム１００において、歩行者用信号灯器２０は、図１に示す表示装置１０に相当するものである。各歩行者用信号灯器２０又は表示装置１０には、２色の灯器部分（第１及び第２灯１１，１２）を個別かつ択一的に順次点灯する際に給電等を行う付属回路１０ｆが内蔵されている。なお、歩行者用信号灯器２０と信号制御装置４０とを組み合わせたものを歩行者用信号機とする。
一方、車両用信号灯器３０は、車両用に設けられた一般的なものであり、詳細な説明を省略するが３色の円形の灯器部分つまり赤色灯３１と青色灯３２と黄色灯３３とを備える。各車両用信号灯器３０には、３色の灯器部分３１，３２，３３を個別かつ択一的に順次点灯する際に給電等を行う付属回路３０ｆが内蔵されている。各色の灯器部分３１，３２，３３は、ＬＥＤ等からなる多数の固体発光素子を２次元的に配列したものである。なお、車両用信号灯器３０と信号制御装置４０とを組み合わせたものを車両用信号機とする。
音声報知器５０は、スピーカーや駆動回路を含む。音声報知器５０は、信号制御装置４０からの指示に基づいて、信号灯器２０，３０と同期して動作する。具体的には、歩行者用信号灯器２０が進行不可信号を表示する状態となっているときに横断禁止の音声ガイダンスや警告音を出力し、歩行者用信号灯器２０が進行許可信号を表示する状態となっているときに横断許容の音声ガイダンスや誘導音を出力する。

図３（Ａ）を参照して、図１に示す表示装置（歩行者用信号灯器）１０の第１灯１１に設けたパターン状の表示領域１１ａについて説明する。ここで、図３（Ａ）は、表示領域１１ａ内の一部ＡＰを拡大した概念図である。表示領域１１ａにおいて、多数の基本発光デバイス１７ａは、全体に分布し、多数の追加発光デバイス１７ｂは、基本発光デバイス１７ａの隙間を埋めるように全体に均一に分散する。より具体的には、基本発光デバイス１７ａは、矩形（正方形を含む）の発光領域１７ｃを有し、ブロック状に２次元的に配列されている。追加発光デバイス１７ｂは、細長い帯状の発光領域１７ｄを有し、基本発光デバイス１７ａを囲んで縦横に延びる格子状に配列されている。結果的に、基本発光デバイス１７ａの発光領域１７ｃは、表示領域１１ａ内に均一に分布し、追加発光デバイス１７ｂの発光領域１７ｄは、基本発光デバイス１７ａの発光領域１７ｃの隙間を埋めるように少ない占有面積で均一に配列されている。つまり、表示領域１１ａにおいて、発光領域１７ｃの間に発光領域１７ｄが周期的に配置され、発光領域１７ｃの面積占有率は、発光領域１７ｄの面積占有率よりも大きくなっている。追加発光デバイス１７ｂの発光領域１７ｄの格子が細いか格子間隔が狭い場合、第１灯１１の表示領域１１ａを遠目に見ると、視力にもよるが、主たる発光領域１７ｃ中に副の発光領域１７ｄが埋もれる。一方、追加発光デバイス１７ｂの発光領域１７ｄの格子が太く格子間隔が広い場合、第１灯１１の表示領域１１ａを遠目に見ても、主たる発光領域１７ｃ中に副の発光領域１７ｄのパターンが視認されることを想定している。
なお、基本発光デバイス１７ａの発光領域１７ｃと追加発光デバイス１７ｂの発光領域１７ｄとの面積比は、発光領域１７ｃ，１７ｄの輝度等に応じて適宜設定することができる。

基本発光デバイス１７ａは、第１種の有機ＥＬ素子であり、基本色である赤色の光を射出する。具体的には、基本発光デバイス１７ａは、波長６２０〜６５０ｎｍ又はそれ以上の長波長域で発光する（図４の分布Ａ１参照）。追加発光デバイス１７ｂは、第２種の有機ＥＬ素子であり、追加色である橙色の光を射出する。具体的には、追加発光デバイス１７ｂは、波長５８０〜６００ｎｍ又はその周辺の波長域で発光する（図４の分布Ａ２参照）。なお、橙色は、赤色の同系色であり、ＨＳＶ色空間で９０°以下の色相差となっている。

図５は、表示装置１０の表示部１１ｐを構成する基本発光デバイス１７ａの断面構造を説明する概念図である。基本発光デバイス１７ａは、樹脂製の基板８１上に有機ＥＬ層８２を一対の電極８３，８４で挟んだ構造を有する有機ＥＬ素子８０ａを発光素子として形成し、樹脂製の透明な保護層８５で覆ったものである。ここで、少なくとも表側の電極８４は、透明電極である。また、指向性、発散度等を考慮して、保護層８５に隣接してマイクロレンズアレイ、フレネルレンズ等の光線制御部８８を設けることもできる。
表示部１１ｐを構成する基本発光デバイス１７ａの発光色については、有機ＥＬ層８２に添加された蛍光材料その他の発光材料の選択によって調整することができる。なお、有機ＥＬ素子８０ａについては、不要な光をカットするためフィルターを付加することもできる。

表示部１１ｐを構成する追加発光デバイス１７ｂの断面構造は、基本発光デバイス１７ａの断面構造と同様であるので説明を省略する。追加発光デバイス１７ｂの場合、有機ＥＬ層８２の成分が基本発光デバイス１７ａと異なっている。

このように、第１灯１１の表示領域１１ａでは、波長６２０ｎｍを越える赤色発光型の基本発光デバイス１７ａが発光するとともに、波長５８０〜６００ｎｍ周辺の橙色発光型の追加発光デバイス１７ｂが発光する。さらに、基本発光デバイス１７ａは、比較的占有面積が広い発光領域１７ｃに配置されて発光し、追加発光デバイス１７ｂは、比較的占有面積が狭い発光領域１７ｄに分散するように配置されて発光する。このため、視覚健常者にとって、表示領域１１ａは、大半が赤色で若干の橙色（同系色）が混ざった領域であり、略赤色に着色された停止歩行者のシルエットパターンと認識される。以下では、視覚健常者の刺激感度を基準とする（図４の感度パターンＢ０参照）。ところで、Ｐ型強度と呼ばれる第１色覚特異者は、赤色を殆ど感じることができず（図４の感度パターンＢ１参照）、基本発光デバイス１７ａからの光を感じることができない。その一方で、追加発光デバイス１７ｂからの光については、発光領域の密度が低いが黄色又は緑色に属する光として発光を感じることができる。よって、Ｐ型強度の第１色覚特異者にとって、表示領域１１ａは、比較的暗い黄色に着色された停止歩行者のシルエットパターンと認識される。さらに、Ｐ型弱度と呼ばれる第２色覚特異者は、赤色の感度が弱く（図４の感度パターンＢ２参照）、基本発光デバイス１７ａからの光に対して感度が低い。その一方で、追加発光デバイス１７ｂからの光については、発光領域の密度が低いが黄色に属する光として発光を感じることができる。よって、Ｐ型弱度の第２色覚特異者にとって、表示領域１１ａは、黄色又は橙色に着色された停止歩行者のシルエットパターンと認識される。つまり、Ｐ型強度又はＰ型弱度の色覚特異者であっても、第１灯１１の表示領域１１ａにおけるパターンの有無を認識することができる。

以上は、第１灯１１の説明であったが、第２灯１２にも同様の工夫を施すことができる。具体的には、第２灯１２の表示領域１２ａにおいて、全体に分布する基本発光デバイス１７ａを設け、基本発光デバイスの隙間を埋めるように全体に均一に分散する追加発光デバイス１７ｂを設ける（図３（Ａ）参照）。第２灯１２において、基本発光デバイス１７ａは、青色の光を射出し、波長４００〜４５０ｎｍ辺りの短波長域で発光し、追加発光デバイス１７ｂは、波長４５０〜５００ｎｍ辺りの青寄りの長域で発光する。Ｔ型と呼ばれる第３色覚特異者は、青色を殆ど感じることができず、基本発光デバイス１７ａからの光を感じることができない。その一方で、追加発光デバイス１７ｂからの光については、発光領域の密度が低いが緑色に属する光として発光を感じることができる。よって、Ｔ型の第３色覚特異者にとって、表示領域１２ａは、比較的暗い緑色に着色された横断者のシルエットパターンと認識される。つまり、Ｔ型の色覚特異者であっても、第２灯１２の表示領域１２ａにおけるパターンの有無を認識することができる。

図３（Ｂ）は、図３（Ａ）に示す表示領域１１ａの変形例を示す。この場合も、表示領域１１ａにおいて、多数の基本発光デバイス１７ａは、全体に分布し、多数の追加発光デバイス１７ｂは、基本発光デバイス１７ａの隙間を埋めるように少ない占有面積で全体に均一に分散する。ただし、基本発光デバイス１７ａは、有機ＥＬ素子に代えて、波長６２０ｎｍを越える波長域で発光する赤色発光型のＬＥＤ素子で構成されている。また、追加発光デバイス１７ｂも、波長５８０〜６００ｎｍ周辺の波長域で発光する橙色発光型のＬＥＤ素子で構成されている。なお、図３（Ａ）に示す発光デバイス１７ａ，１７ｂについては、ＬＥＤ素子に限らず、同様の配列の有機ＥＬ素子に置き換えることができる。

以上述べたように、本実施形態に係る表示装置１０によれば、基本発光デバイス１７ａが表示領域１１ａの全体に分布するので、一般色覚者は、表示領域１１ａに表示された所定のパターンを信号として認識することができる。また、追加発光デバイス１７ｂが基本発光デバイス１７ａよりも少ない占有面積で表示領域１１ａの全体に均一に分散するので、一般色覚者のパターン認識が阻害されることを防止しつつ、色覚特異者とっても、表示領域１１ａに表示された所定のパターンを信号として認識することができる。

以上の実施形態で説明された構造、形状、大きさ及び配置関係については、本発明を理解・実施できる程度に概略的に示したものに過ぎない。従って本発明は、説明された実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に示される技術的思想の範囲を逸脱しない限り様々な形態に変更することができる。

パターン状の表示領域１１ａ，１２ａは、図形、標識等に限らず、文字、記号等とすることができる。
具体的には、例えば図６に示すように、信号制御システム１００に１つ以上の情報表示機６０を追加し、歩行者用信号灯器２０又は車両用信号灯器３０と連動させて動作させる。この際、情報表示機６０は、文字、記号等によって表現される交通関連情報を表示するため、有機ＥＬ素子等の発光素子からなるディスプレイ部分１１１と、ディスプレイ部分１１１に描画を行わせる駆動回路６０ｆとを備える。ディスプレイ部分１１１は、それ自体で変化するパターンである表示領域１１１ａにおいて、波長６２０ｎｍを越える赤色発光型の基本発光デバイスが画素として発光するとともに、波長５８０〜６００ｎｍ周辺の橙色発光型の追加発光デバイスが画素として発光する（図３（Ａ）参照）。表示領域１１１ａの外側の非表示領域１１１ｂにおいて、画素を構成する基本発光デバイス及び追加発光デバイスは消灯している。表示領域１１１ａは、文字、記号等に対応するものであり、表示すべき交通関連情報の変更に伴って変化する動的なものとできる。交通関連情報は、例えば信号機の進行許可又は進行不可の状態を説明するものとできるが、これに限らず、事故の発生、交通制限区間、渋滞状況、コマーシャル等を表示するものとすることもできる。
なお、ディスプレイ部分１１１については、カラー表示とし、画像上で波長６２０ｎｍを越える赤色のみが表示されるべき局所領域について、波長５８０〜６００ｎｍ周辺の橙色を混在させるといった、色に関する画像処理を行うことによっても同等の効果を達成することができる。

以上の実施形態では、追加発光デバイス１７ｂに追加色として橙色の光を射出させているが、追加発光デバイス１７ｂに黄色の光（あるいは、２種の追加発光デバイス１７ｂに黄色又は橙色の２色の光）を射出させることもできる。

以上では、マトリックス状に配列された矩形の基本発光デバイス１７ａの周囲に追加発光デバイス１７ｂを配置しているが、配置パターンはこれに限らず様々なものとできる。例えば、基本発光デバイス１７ａを背景的に配置し、小面積の追加発光デバイス１７ｂを点在させるといった手法も可能である。

１０…表示装置、 １０ｆ…付属回路、 １１，１２…灯器部分、 １１ａ，１２ａ…表示領域、 １１ｂ，１２ｂ…非表示領域、 １１ｐ…表示部、 １４…カバー、 １５，１６…表示枠、 １７ａ…基本発光デバイス、 １７ｂ…追加発光デバイス、 １７ｃ，１７ｄ…発光領域、 ２０…歩行者用信号灯器、 ３０…車両用信号灯器、 ３０ｆ…付属回路、 ３１，３２，３３…灯器部分、 ４０…信号制御装置、 ４１…制御回路、 ４２…駆動回路、 ４３…現示メモリー、 ５０…音声報知器、 ６０…情報表示機、 １００…信号制御システム、 １１１…ディスプレイ部分、 １１１ａ…表示領域、 １１１ｂ…非表示領域

Claims (7)

1. 一般色覚者用の基本色の光を射出する基本発光デバイスと、色覚特異者が認識可能な追加色の光を射出する追加発光デバイスとを配列してなり、所定のパターンを表示する表示領域を備え、
   前記基本発光デバイスは、前記表示領域の全体に分布し、前記追加発光デバイスは、前記基本発光デバイスよりも少ない占有面積で前記表示領域の全体に均一に分散して発光時に前記所定のパターンと略同一のパターンを表す、信号用の表示装置。
2. 前記基本発光デバイスの密度を前記追加発光デバイスの密度よりも大きくすることによって、前記追加発光デバイスを前記表示領域中に分散させる、請求項１に記載の信号用の表示装置。
3. 前記基本色と前記追加色とは、同系色である、請求項１及び２のいずれか一項に記載の信号用の表示装置。
4. 前記基本発光デバイス及び前記追加発光デバイスは、固体発光素子である、請求項１〜３のいずれか一項に記載の信号用の表示装置。
5. 前記表示領域は、表示枠内の局所的な領域に形成されている、請求項１〜４のいずれか一項に記載の信号用の表示装置。
6. 前記表示領域は、歩行者用信号機に設けられている、請求項１〜５のいずれか一項に記載の信号用の表示装置。
7. 前記表示領域は、交通信号機に付随する情報表示機に設けられている、請求項１〜５のいずれか一項に記載の信号用の表示装置。

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