(57)【要約】      （修正有）【課題】従来よりも少ない電力で反射抑制材を加熱することができる表示ユニット、表示装置および道路情報表示装置を提供する。【解決手段】表示ユニット１０は、側壁４２と透光性を有する底壁４１を有するケース４０と、実装面２２が底壁４１に対向するよう設けられる回路基板２０と、底壁４１に設けられ第１庇部５５を有するルーバ５０と、回路基板２０とケース４０の間に設けられる光センサ６０と、ルーバ５０を加熱する電熱線７１と、電熱線７１への通電状態を切り替える制御装置を備える。光センサ６０は発光部６１と受光部６２を有し、ルーバ５０には光センサ６０が設けられる位置に対応する位置に透光部５８が設けられる。制御装置は、受光部６２で検出する検出光の反射光の強度が基準強度以上であるときには電熱線７１に通電し、基準強度未満であるときには電熱線７１への通電を停止する。【選択図】図３
2020148885.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
側壁と透光性を備える底壁を有する箱状のケースと、
実装面が前記ケースの前記底壁に対向するように前記ケースに設けられる回路基板と、
前記ケースの前記底壁において、前記回路基板に対向する面と反対側の面に設けられ、前記底壁に垂直な方向に突出する複数の庇部を有する反射抑制部材と、
前記回路基板の前記実装面と前記ケースの前記底壁の間に設けられる光センサおよび複数の発光素子と、
通電により発熱して前記反射抑制部材を加熱する加熱部材と、
前記加熱部材への通電状態を切り替える制御装置と、を備え、
前記光センサは、前記ケースの前記底壁に向けて検出光を出射する発光部および前記検出光の反射光を受光する受光部を有し、
前記反射抑制部材は、光センサが設けられる位置に対応する位置に、透光性を備える透光部を有し、
前記制御装置は、前記受光部にて検出する前記検出光の前記反射光の強度が基準強度以上であるときには前記加熱部材に通電し、前記受光部にて検出する前記検出光の前記反射光の強度が前記基準強度未満であるときには前記加熱部材への通電を停止する
ことを特徴とする表示ユニット。
【請求項２】
前記複数の庇部のうち、少なくとも１つの庇部は、透明部材を備える第１庇部として構成され、
前記第１庇部は、前記透光部を構成する
ことを特徴とする表示ユニット。
【請求項３】
前記第１庇部は、水平方向に延びるように構成され、
前記光センサの前記発光部と前記光センサの前記受光部は、水平方向に隙間を空けて設けられている
ことを特徴とする請求項１または２に記載の表示ユニット。
【請求項４】
側壁と透光性を備える底壁を有する箱状のケースと、
実装面が前記ケースの前記底壁に対向するように前記ケースに設けられる回路基板と、
前記回路基板の前記実装面と前記ケースの前記底壁の間に設けられる光センサおよび複数の発光素子と、
前記ケースの前記底壁において、前記回路基板に対向する面と反対側の面に設けられる反射抑制部材および検出部と、
通電により発熱して前記反射抑制部材を加熱する加熱部材と、
前記加熱部材への通電状態を切り替える制御装置と、を備え、
前記光センサは、前記ケースの前記底壁に向けて検出光を出射する発光部および前記検出光の反射光を受光する受光部を有し、
前記反射抑制部材は、前記ケースの前記底壁に垂直な方向に突出する複数の庇部を有し、
前記検出部は、前記光センサが設けられる位置に対応する位置に設けられ、前記ケースの前記底壁に垂直な方向に突出し、透光性を備える突出部を有し、
前記制御装置は、前記受光部にて検出する前記検出光の前記反射光の強度が基準強度以上であるときには前記加熱部材に通電し、前記受光部にて検出する前記検出光の前記反射光の強度が前記基準強度未満であるときには前記加熱部材への通電を停止する
ことを特徴とする表示ユニット。
【請求項５】
前記検出部は、水平方向に延びるように構成され、
前記光センサの前記発光部と前記光センサの前記受光部は、水平方向に隙間を空けて設けられている
ことを特徴とする請求項４に記載の表示ユニット。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の表示ユニットを複数備える表示装置。
【請求項７】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の表示ユニットを複数備える道路情報表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示ユニット、表示装置および道路情報表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
表示装置および道路情報表示装置は、複数の表示ユニットをマトリクス状に配置して構成される。表示ユニットは、回路基板と、回路基板に設けられる複数の発光素子と、回路基板への外光の入射を抑制する反射抑制部材を備えている。反射抑制部材には、外光の入射を抑制するため、回路基板に対して垂直方向に突出する複数の庇部が設けられている。
【０００３】
このような表示装置では、反射抑制部材の庇部に雪が積もり、発光素子からの出射光が遮られることがある。そこで、近年、表示ユニットに、反射抑制部材を加熱する加熱部材を設けた表示装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１６−１２６１５１号公報（段落［００４０］、［００４１］参照）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
加熱部材を有する表示装置においては、電力消費量を低減するため、加熱部材に通電する時間を短縮することが求められる。例えば、特許文献１では、表示装置の外部に降雪センサを設け、降雪が検出されないときには加熱部材への通電を停止することで、加熱部材に通電する時間の短縮を図っている。
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の降雪センサは表示装置の周囲における降雪の有無を検出するものであるので、特許文献１の表示装置では、表示装置の周囲で雪が降っていることが検出されると、庇部に雪が積もっていなくても、加熱部材への通電が実施される。このため、特許文献１に記載の表示装置によれば、実際には、庇部に雪が積もっていないにもかかわらず、加熱部材への通電が実施されることがある。このように、特許文献１に記載の表示装置では、加熱部材への通電時間が長くなり、消費電力量が多くなってしまうという課題がある。
【０００７】
本発明は、かかる問題を解決するためになされたものであり、加熱部材への通電時間を従来よりも短くし、消費電力量を少なくすることのできる表示ユニット、表示装置および道路情報表示装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明にかかる表示ユニットは、側壁と透光性を備える底壁を有する箱状のケースと、実装面がケースの底壁に対向するようにケースに設けられる回路基板と、ケースの底壁において、回路基板に対向する面と反対側の面に設けられ、底壁に垂直な方向に突出する複数の庇部を有する反射抑制部材と、回路基板の実装面とケースの底壁の間に設けられる光センサおよび複数の発光素子と、通電により発熱して反射抑制部材を加熱する加熱部材と、加熱部材への通電状態を切り替える制御装置と、を備え、光センサは、ケースの底壁に向けて検出光を出射する発光部および検出光の反射光を受光する受光部を有し、反射抑制部材は、光センサが設けられる位置に対応する位置に、透光性を備える透光部を有し、制御装置は、受光部にて検出する検出光の反射光の強度が基準強度以上であるときには加熱部材に通電し、受光部にて検出する検出光の反射光の強度が基準強度未満であるときには加熱部材への通電を停止する。
【０００９】
本発明にかかる表示ユニットは、側壁と透光性を備える底壁を有する箱状のケースと、実装面がケースの底壁に対向するようにケースに設けられる回路基板と、回路基板の実装面とケースの底壁の間に設けられる光センサおよび複数の発光素子と、ケースの底壁において、回路基板に対向する面と反対側の面に設けられる反射抑制部材および検出部と、通電により発熱して反射抑制部材を加熱する加熱部材と、加熱部材への通電状態を切り替える制御装置と、を備え、光センサは、ケースの底壁に向けて検出光を出射する発光部および検出光の反射光を受光する受光部を有し、反射抑制部材は、ケースの底壁に垂直な方向に突出する複数の庇部を有し、検出部は、光センサが設けられる位置に対応する位置に設けられ、ケースの底壁に垂直な方向に突出し、透光性を備える突出部を有し、制御装置は、受光部にて検出する検出光の反射光の強度が基準強度以上であるときには加熱部材に通電し、受光部にて検出する検出光の反射光の強度が基準強度未満であるときには加熱部材への通電を停止する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の表示ユニットによれば、反射抑制部材に雪が積もっている場合は、発光部から出射された検出光が、透光部を通過した後、反射抑制部材に積もった雪にて反射し、基準強度以上の強度を有する反射光として受光部に入射する。この場合、加熱部材への通電が実施される。一方、反射抑制部材に雪が積もっていない場合、発光部から出射された検出光は、透光部を通過した後、大気中に拡散する。この場合、基準強度以上の強度の反射光は受光部に入射しないため、加熱部材への通電は停止される。このように、本構成によれば、光センサによって反射抑制部材に積もっている雪を検出することができるため、反射抑制部材に雪が積もっていない場合には発熱部材への通電を停止することができる。したがって、加熱部材への通電時間を従来よりも短くし、消費電力量を少なくすることができる。
【００１１】
本発明の表示ユニットによれば、検出部に設けられた突出部は、反射抑制部材と同様にケースの底壁に設けられてケースの底壁に垂直な方向に突出するものであるため、突出部に雪が積もっている場合には、反射抑制部材にも雪が積もっているものと推定され、突出部に雪が積もっていない場合は、反射抑制部材にも雪は積もっていないものと推定される。本発明の表示ユニットによれば、突出部に雪が積もっている場合、発光部から出射された検出光は、検出部を通過した後、突出部に積もった雪にて反射し、基準強度以上の強度を有する反射光として受光部に入射する。この場合、加熱部材への通電が実施される。一方、突出部に雪が積もっていない場合、発光部から出射された検出光は、検出部を通過した後、大気中に拡散する。この場合、基準強度以上の強度の反射光は受光部に入射しないため、加熱部材への通電は停止される。このように、本構成によれば、光センサによって突出部に積もっている雪を検出することで反射抑制部材に雪が積もっていることを推定することができるため、突出部に雪が積もっていない場合、すなわち反射抑制部材に雪が積もっていないと推定される場合には発熱部材への通電を停止することができる。したがって、加熱部材への通電時間を従来よりも短くし、消費電力量を少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態１にかかる表示装置の斜視図。
【図２】本発明の実施の形態１にかかる表示ユニットの正面図。
【図３】図２のＡ−Ａ線断面図。
【図４】本発明の実施の形態１にかかる表示装置の構成を示すブロック図。
【図５】本発明の実施の形態１にかかる表示装置の制御フローチャート。
【図６】図６（ａ）および（ｂ）は、図３の領域Ｂを拡大して示す拡大図。
【図７】本発明の実施の形態２にかかる表示ユニットの正面図。
【図８】図７のＣ−Ｃ断面図。
【図９】図９（ａ）および（ｂ）は、図７のＣ−Ｃ断面図。
【図１０】本発明の実施の形態３にかかる表示ユニットの図３に相当する断面図。
【図１１】他の実施の形態にかかる表示ユニットの図３に相当する断面図。
【図１２】他の実施の形態にかかる表示ユニットの図６（ａ）および（ｂ）に相当する断面図。
【図１３】他の実施の形態にかかる表示ユニットの正面図。
【図１４】図１３のＤ−Ｄ断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明を実施するための形態について添付の図面を参照しながら説明する。なお、各図中、同一または相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。また説明の便宜上、各図中に示す部分のサイズ、形状の比例関係等が誇張されている場合がある。
【００１４】
（実施の形態１）
図１〜図６を参照しながら、本発明の実施の形態１にかかる表示ユニット１０および表示装置１００について説明する。
図１は、本発明の実施の形態１にかかる表示装置１００の斜視図である。図１に示すように、本実施の形態１にかかる表示装置１００は、画像を表示する複数の表示ユニット１０をマトリクス状に配列して構成される。表示装置１００において画像が表示される面を画像表示面１０１とする。
【００１５】
表示装置１００は、高速道路または一般道路に設置されて注意喚起情報または各種の道路情報等を表示する道路情報表示装置として使用されることが好ましいが、道路情報表示装置以外の画像表示装置として野外スタジアム等に設置することもできる。
【００１６】
各表示ユニット１０は、各表示ユニット１０の画像が表示される面である画像表示面１０１が、表示装置１００の正面を向くようにマトリクス状に敷き詰められ、支持フレーム２００にネジ止め等により固定されている。これにより、表示装置１００および画像表示面１０１が構成される。
【００１７】
図２は、本実施の形態１にかかる表示ユニット１０を正面から見た正面図を示し、図３は図２のＡ−Ａ線断面図を示す。
【００１８】
図２、図３に示すように、表示ユニット１０は、底壁４１および側壁４２を有する箱状のケース４０と、実装面２２がケース４０の底壁４１に対向するようにケース４０に設けられる回路基板２０を備える。回路基板２０の実装面２２には、底壁４１との間に、複数の発光素子３０、光センサ６０および電熱線７１（特許請求の範囲における「加熱部材」）が設けられている。複数の発光素子３０全体で画像が表示され、各発光素子３０は、画像を構成する画素となる。
【００１９】
ケース４０は、画像表示面１０１と平行に延びる底壁４１と、底壁４１から垂直な方向に突出する側壁４２とを有する箱状の筐体であり、透光性を有する透明材料を用いて作成される。ケース４０を作成する透明材料としては、例えば、ポリカーボネート樹脂またはアクリル樹脂等の透明樹脂、シリコーン、ガラス等が挙げられる。
【００２０】
回路基板２０は、実装面２２がケース４０の底壁４１に対向するように、ケース４０に嵌め込められ、ネジ止め等によりケース４０に固定されている。このように回路基板２０の実装面２２は画像表示面１０１側を向くように配置される。
【００２１】
回路基板２０は、絶縁性の樹脂材料、ガラス材料またはセラミック材料等を用いて作成される。
回路基板２０の実装面２２には、Ｒ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）のＬＥＤチップを封止した３ｉｎ１型の表面実装型ＬＥＤ素子である発光素子３０がマトリクス状に実装されている。発光素子３０は、後述する制御装置９０により駆動され、任意の色彩および任意の強度の光をケース４０の底壁４１に向けて出射する。
【００２２】
また、回路基板２０の実装面２２には、ニクロム等の電熱性導電金属を有する電熱線７１が設けられている。電熱線７１は、エナメルまたはフッ素樹脂にて被覆されていることが好ましい。電熱線７１は、一端部が回路基板２０を貫通して、回路基板２０の実装面２２の反対側に設けられたコネクタ２９に接続している。
【００２３】
さらに、回路基板２０の実装面２２には、発光部６１と受光部６２を有する反射型光センサ６０が設けられている。
反射型光センサ６０は制御装置９０に接続されており、制御装置９０からの出力に応じて、発光部６１から検出光を出射する。検出光は、例えば赤外光であり、その光路上に何らかの物体が存在すると、当該物体に反射して反射光となる。
【００２４】
受光部６２は、受光した反射光の強度に応じた強さの電気信号を受光信号として、後述する制御装置９０に出力する。なお、検出光としては、レーザ光等を用いることもできるが、赤外光が最も好ましい。
【００２５】
次に、ケース４０について説明する
上述したように、ケース４０は、底壁４１と側壁４２を有する。ケース４０の底壁４１は、回路基板２０に対向する裏面４１ａと、裏面４１ａとは底壁４１の厚み方向において反対側に位置する表面４１ｂを有する。表面４１ｂには、ルーバ５０（特許請求の範囲における「反射抑制部材」に相当）と、複数の集光レンズ４７が設けられている。
【００２６】
ルーバ５０は、例えば、ポリカーボネート樹脂またはアクリル樹脂等の透明樹脂材料（特許請求の範囲における「透明部材」）を用いて作成され、平板状のベース部５１と、互いに平行に延びる第１庇部５５および複数の第２庇部５６とを備える。第１庇部５５と第２庇部５６は、表示ユニット１０の上辺または下辺に沿って延びる形状となっている。また、ルーバ５０には、第１庇部５５を含む透光部５８が設けられている。
【００２７】
ベース部５１は、画像表示面１０１と平行な面に沿って延びるように構成されている。第１庇部５５および第２庇部５６は、ベース部５１に設けられ、ケース４０の底壁４１に垂直な方向に突出するように構成されている。ルーバ５０は、ネジ止め等により底壁４１の表面４１ｂに固定されている。
【００２８】
ベース部５１の表面には、外光の回路基板２０への入射を抑制するため、黒色塗料を用いた黒色塗装が施されている。黒色塗料は特に限定されないが、艶消しの黒色塗料が好ましい。
また、外光の反射をより効率よく抑制するため、ベース部５１の表面には、図２に示すようにシボ加工が施されていることが好ましい。
【００２９】
また、ルーバ５０のベース部５１には、複数の収容部５４が設けられている。収容部５４は、発光素子３０が実装される位置に対応して設けられる矩形形状の開口部である。なお、収容部５４の形状は矩形形状に限られるものではなく、円形状または楕円形状であってもよい。
【００３０】
各収容部５４には、ケース４０に設けられた集光レンズ４７がそれぞれ収容されている。集光レンズ４７は、各発光素子３０からの出射光の輝度を向上させることを目的として設けられたものであり、発光素子３０から出射された光を集約して外部へ出射する。
【００３１】
次に、第１庇部５５、第２庇部５６および透光部５８について詳述する。
上述したように、第１庇部５５および第２庇部５６は、いずれも水平方向に延びるように構成されている。図３に示すように、第１庇部５５は、反射型光センサ６０が設けられた位置に対応する位置に、１列に設けられている。また、第２庇部５６は６列に配列して設けられている。なお、第１庇部５５および第２庇部５６の配列数は、図３に示す構成に限られるものではなく、任意に変更することができる。
【００３２】
第２庇部５６の表面は、外光の回路基板２０への入射を抑制するため、黒色塗装が施されている。一方、第１庇部５５は、表面塗装は施されていない。このため、第１庇部５５は、透光性を有する。
【００３３】
透光部５８は、第１庇部５５と、第１庇部５５が接続するベース部５１を有する。上述したように、第１庇部５５と、ベース部５１は、いずれも透光性を有する透明樹脂材料を用いて作成されており、第１庇部５５の表面に表面塗装がなされていないため、透光部５８は、透光性を有することとなる。
【００３４】
したがって、第１庇部５５に雪が積もっている場合、発光部６１から出射された検出光は、ケース４０の底壁４１と透光部５８を通過した後、第１庇部５５に積もった雪に反射して反射光となり、再び透光部５８と底壁４１を通過して受光部６２に入射する。
【００３５】
次に、図４を参照しながら、表示装置１００の構成について説明する。図４に示すように、表示装置１００は、外部から入力された電力を各表示ユニット１０の発光素子３０と反射型光センサ６０にそれぞれ供給する第１電源回路９１、外部から入力された電力を各表示ユニット１０の電熱線７１にそれぞれ供給する第２電源回路９２、第１電源回路９１から反射型光センサ６０への通電状態を制御する第１切替回路９３、第２電源回路９２から電熱線７１への通電状態を制御する第２切替回路９４、外気温度を測定する外気温センサ１２０、および各種制御を実行する制御装置９０を含んで構成される。
【００３６】
制御装置９０には、外部指示器１１０が接続されている。外部指示器１１０は制御装置９０に対して、表示すべき画像を指示する表示指示信号を出力する。外部指示器１１０は、表示装置１００に指令を出す指令室等に設置されている。
【００３７】
制御装置９０は、発光素子３０の駆動制御と、電熱線７１および反射型光センサ６０への電力供給制御を含む各種制御を実行する。
制御装置９０は、発光素子３０の駆動制御においては、まず、外部指示器１１０から供給された表示指示信号に各種変換処理を施す。次に、変換した表示指示信号に基づき、発光素子３０を制御するためのＰＷＭ信号を生成し、各表示ユニット１０の駆動回路２８に出力する。ここで、制御装置９０が行う各種変換処理は、表示装置１００のスクリーンサイズにあわせた画像の拡大／縮小処理、高画質化処理等を含む。
【００３８】
第１電源回路９１は、ＡＣ／ＤＣ変換回路を備える。ＡＣ／ＤＣ変換回路は、外部から入力される一定の電圧の交流電流を直流電流に変換し、制御装置９０、各表示ユニット１０の駆動回路２８および第１切替回路９３にそれぞれ出力する。
駆動回路２８は、第１電源回路９１から供給される直流電流の電圧を、制御装置９０から入力されるＰＷＭ信号のデューティ比に応じて定められる電圧に制御して、各発光素子３０に出力する。各発光素子３０は、駆動回路２８から供給される電力を受けて発光する。
【００３９】
第１切替回路９３は、制御装置９０からの出力に基づいて反射型光センサ６０の通電状態を制御する。反射型光センサ６０に通電されると、発光部６１から検出光が出射される。
【００４０】
第２電源回路９２は、ＡＣ／ＡＣ変換回路を備える。ＡＣ／ＡＣ変換回路は、外部から入力される一定の電圧の交流電流を、電熱線７１に適した電圧の交流電流に変換する。各表示ユニット１０に設けられた電熱線７１は、各表示ユニット１０に設けられたコネクタ２９を通じて第２電源回路９２にそれぞれ接続されており、第２電源回路９２から供給される電力を受けて発熱する。電熱線７１が発熱すると、第１庇部５５および第２庇部５６を含むルーバ５０、および回路基板２０等が加熱される。
【００４１】
制御装置９０は、受光部６２から出力された受光信号に基づき、第２切替回路９４を制御する。制御装置９０は、受光信号に基づき、反射光の強度が基準強度Ａ以上であると判断する場合は、第２切替回路９４を制御して第２電源回路９２に通電する。すなわち、電熱線７１に通電する。
【００４２】
一方、制御装置９０は、反射光の強度が基準強度Ａ未満であると判断する場合は、第２切替回路９４を制御して第２電源回路９２への通電を停止する。すなわち、電熱線７１への通電を停止する。
【００４３】
基準強度Ａは、第１庇部５５に雪が積もっている場合に検出される反射光の強度であり、制御装置９０に予め記憶させておく。表示装置１００の設置場所や装置特性等によって異なる値とすることが好ましく、事前試験やシミュレーション等により予め求めておくことができる。また、季節や時間帯によって異なる値を求めておくこともできる。
【００４４】
次に、図５のフローチャートを参照しながら、制御装置９０にて実行する制御処理について詳述する。
まず、表示装置１００がオンとなると、外気温センサ１２０が外気温度Ｔを検出し、検出結果を制御装置９０に出力する。制御装置９０は、外気温センサ１２０が検出した外気温度Ｔが設定温度α未満であるか否かを判断する（ステップＳ１０）。なお、設定温度αは、第１庇部５５または第２庇部５６に雪が積もり得る最高温度、例えば、３℃または５℃に設定することができるが、これらに限られるものではない。
【００４５】
制御装置９０は、外気温度Ｔが設定温度α以上であると判断する場合（ステップＳ１０；ＮＯ）、反射型光センサ６０への通電を停止する（ステップＳ３０）。次に、制御装置９０は、電熱線７１への通電を停止し（ステップＳ３５）、この処理を一旦終了する。
【００４６】
一方、制御装置９０は、外気温度Ｔが設定温度α未満であると判断する場合（ステップＳ１０；ＹＥＳ）、制御装置９０は第１切替回路９３を制御して反射型光センサ６０に通電する（ステップＳ１５）。
【００４７】
次に、制御装置９０は、受光部６２にて検出された反射光の強度が基準強度Ａ以上であるか否かを判断する（ステップＳ２０）。反射光の強度が基準強度Ａ以上であると判断する場合（ステップＳ２０；ＹＥＳ）、制御装置９０は、第２切替回路９４を制御して電熱線７１に通電する（ステップＳ２５）。
【００４８】
一方、制御装置９０は、受光部６２にて検出された反射光の強度が基準強度Ａ未満であると判断する場合（ステップＳ２０；ＮＯ）、電熱線７１への通電を停止する（ステップＳ３５）。
【００４９】
このような構成によれば、外気温度Ｔが設定温度α未満である場合は、図６（ａ）に示すように、発光部６１から検出光が出射される。この検出光は、ケース４０の底壁４１と透光部５８を通過して外部に出射する。
【００５０】
このとき、同図６（ａ）に示すように、第１庇部５５に雪Ｙ１が積もっていると、検出光が雪Ｙ１にて反射して反射光となり、当該反射光の一部が、再び透光部５８とケース４０の底壁４１を通過して、受光部６２に入射する。受光部６２は、受光信号を制御装置９０に出力し、制御装置９０は、電熱線７１に通電する。
【００５１】
一方、同図６（ｂ）に示すように、第１庇部５５に雪が積もっていない場合、発光部６１から出射された検出光は大気中に拡散するため、受光部６２に入射する反射光の強度は基準強度Ａ未満となる。この場合、制御装置９０は電熱線７１への通電を停止する。
【００５２】
なお、同図６（ｂ）に示すように、気候条件によっては、第１庇部５５に雪Ｙ１は積もらず、集光レンズ４７の表面にのみ、雪Ｙ２が付着する場合がある。このような集光レンズ４７の表面に付着する雪Ｙ２は、発光素子３０から出射される出射光の出射方向における厚みが薄いため、雪Ｙ２によって、発光素子３０から出射される光が遮られてしまう可能性は極めて低い。本実施の形態１によれば、図６（ｂ）に示すように、集光レンズ４７の表面にのみ雪Ｙ２が付着している場合、すなわち、第１庇部５５に雪Ｙ１が積もっていない場合は、電熱線７１への通電を停止することができるため、発光素子３０から出射された光が、ほとんど雪に遮られてないにも関わらず、電熱線７１に通電してしまうことを抑制することができる。
【００５３】
上述した本実施の形態１によれば、以下に示す効果を奏することができる。
（１）本実施の形態１によれば、第１庇部５５に雪が積もっている場合、発光部６１から出射された検出光は雪にて反射し、一部は、基準強度Ａ以上の強度を有する反射光となって再び透光部５８を通過して受光部６２に入射する。この場合、制御装置９０は、電熱線７１に通電する。一方、第１庇部５５に雪が積もっていない場合、すなわち受光部６２に基準強度Ａ以上の強度を有する反射光が入射しない場合、制御装置９０は、電熱線７１への通電を停止する。このため、本構成によれば、第１庇部５５に雪が積もっていない場合に、電熱線７１に通電が実施されることを抑制することができる。したがって、電熱線７１への通電時間を従来よりも短くし、消費電力量を少なくすることができる。
【００５４】
（２）第１庇部５５に雪が積もっていない場合であっても、透光部５８を通じて受光部６２にノイズとしての反射光が入射する場合がある。本実施の形態１によれば、反射光の強度が基準強度Ａ以上であるときに電熱線７１に通電する。すなわち、反射光の強度が基準強度Ａ未満である場合には、電熱線７１への通電を停止する。このため、ノイズによる反射光が検出されたことによって、電熱線７１への通電が実施されてしまうことを抑制することができる。
【００５５】
（３）表示装置１００の周囲で降雪が発生していない場合であっても、表示装置１００の周囲に屋根等の構造物が存在する場合、当該構造物に積もった雪が落下して表示装置１００に降りかかり、第１庇部５５および第２庇部５６に雪が積もることがある。このような場合、従来の降雪センサを用いた構成では、第１庇部５５および第２庇部５６に雪が積もったことを検出することができないため、電熱線７１に通電することができなかった。この点、本実施の形態１によれば、表示装置１００の周囲で降雪が発生していない場合であっても、第１庇部５１に雪が積もったことを検出することができるため、電熱線７１に通電して、第１庇部５５および第２庇部５６に積もった雪を融解することができる。
【００５６】
（４）雪は、赤外領域において、最も反射率が高くなる特徴を有する。本実施の形態１では、検出光として赤外光を用いているため、高い感度で雪の有無を検出することができる。
【００５７】
（５）第１庇部５５に対応する位置に反射型光センサ６０を配置したため、表示ユニット１０の表示領域を狭めることなく、降雪を検知することができる。
【００５８】
（６）第２庇部５２を黒色塗装しているため、第１庇部５１にて降雪を検知することができる一方、第２庇部５２は、反射抑制機能を確保することができる。
【００５９】
（実施の形態２）
実施の形態２の表示ユニット１０と表示装置１００について、先の図１、図２、図４および図５の他、更に図７〜図９を併せ参照して説明する。なお、特に断りの無い場合、同一符号は同一の構成を示すことによりその詳細な説明を適宜割愛する。
【００６０】
図７は、本実施の形態２にかかる表示ユニット１０を正面から見た正面図を示し、図８および図９は、図７のＣ−Ｃ線断面図を示す。本実施の形態では、図８に示すように、反射型光センサ６０を構成する発光部６１と受光部６２が、水平方向に隙間Ａを空けて設けられている。
【００６１】
発光部６１と受光部６２は、いずれも制御装置９０に接続されており、発光部６１は制御装置９０からの出力に応じて赤外線を含む検出光を出射し、受光部６２は反射光を受光すると受光信号を制御装置９０に出力する。なお、上述の通り、検出光としては、赤外光が最も好ましいが、これに限られず、他の波長の光を用いることもできる。
【００６２】
図９（ａ）に、第１庇部５５において、隙間Ａに対応する位置に途切れなく雪Ｙ３が積もっている場合における検出光と反射光の経路の一例を示す。同図９（ａ）に示すように、第１庇部５５に積もった雪Ｙ３に入射した検出光は、反射と拡散を繰り返しながら雪Ｙ３の内部を伝搬した後、一部は雪Ｙ３の内部から出射し、反射光として受光部６２に入射する。この場合、受光部６２は受光信号を制御装置９０に出力する。
【００６３】
これに対して、図９（ｂ）に、第１庇部５５の一部にのみ雪Ｙ４が積もっている場合、すなわち、第１庇部５５において隙間Ａに対応する位置の一部に雪Ｙ４が積もっていない箇所がある場合を示す。同図９（ｂ）に示すように、雪Ｙ４に入射した検出光は、雪Ｙ４の内部を伝搬した後、一部は雪Ｙ４の外部に反射光として出射される。しかし、図９（ｂ）に示すように、雪Ｙ４が積もっていない箇所があると、反射光は、雪Ｙ４から出射された後、減衰または拡散するため、受光部６２にまで伝搬されず、受光部６２にはほとんど入射しない。したがって、図９（ｂ）に示すように、第１庇部５５において隙間Ａに対応する位置の一部に雪Ｙ４が積もっていない箇所がある場合は、図９（ａ）に示すように隙間Ａに対応する位置に途切れなく雪Ｙ３が積もっている場合と比較して、受光部６２に入射する反射光の強度は、著しく少なくなる。
【００６４】
本実施の形態２においては、上記実施の形態１と同様に、制御装置９０は、受光部６２から出力された受光信号に基づき、第２切替回路９４を制御して電熱線７１への通電状態を切り替える。
【００６５】
但し、上記実施の形態１では、図５のステップＳ２０において、反射光の強度が基準強度Ａ以上であるか否かに基づいて電熱線７１への通電状態を切り替えたが、本実施の形態２では、基準強度Ａよりも低い値である基準強度Ｂを設定し、反射光の強度が基準強度Ｂ以上であるか否かに基づいて電熱線７１への通電状態を切り替えることが好ましい。雪Ｙ４の内部を伝搬する際、反射光は反射と拡散を繰り返して減衰するため、発光部６１から出射される検出光の強度が実施の形態１と等しい場合、受光部６２に入射する反射光の強度は、上記実施の形態１にて説明した場合よりも小さくなるためである。
【００６６】
図５を参照しながら詳細に説明すると、制御装置９０は、反射光の強度が基準強度Ｂ以上であると判断する場合は、電熱線７１に通電し（ステップＳ２５）、反射光の強度が基準強度Ｂ未満であると判断する場合は、電熱線７１への通電を停止する（ステップＳ３５）ことが好ましい。基準強度Ｂは、予め事前試験やシミュレーション等により求めておく。また、季節や時間帯によって異なる値を求めておくこともできる。
【００６７】
上述した本実施の形態２によれば、上記実施の形態１にて説明した効果（１）〜（６）に加え、以下に示す効果を奏することができる。
【００６８】
（７）本実施の形態２によれば、第１庇部５５の全域にわたって雪Ｙ３が積もっている場合は電熱線７１に通電する一方、第１庇部５５の一部にのみ雪Ｙ４が積もっている場合、すなわち、第１庇部５５の一部に雪が積もっていない箇所がある場合は、電熱線７１への通電を停止することができる。したがって、電熱線７１への通電時間をより効果的に短縮することができる。
【００６９】
（８）本実施の形態２では、発光部６１から出射された検出光は、反射と拡散を繰り返した後に受光部６２に入射するため、受光部６２に入射する光は強度が低下している。この点、本実施の形態２では、基準強度Ｂを基準強度Ａよりも小さい値としているため、第１庇部５５に雪Ｙ３が積もっているか否かについて、適切に判断することができる。
【００７０】
（実施の形態３）
実施の形態３の表示ユニット１０と表示装置１００について、先の図１、図２、図４および図５の他、更に図１０を併せ参照して説明する。なお、特に断りの無い場合、同一符号は同一の構成を示すことによりその詳細な説明を適宜割愛する。
【００７１】
図１０に、本実施の形態３にかかる表示ユニット１０の図３に相当する断面図を示す。図１０に示すように、本実施の形態３では、ケース４０の表面４１ｂにおいて、反射型光センサ６０が設けられる位置に対応した位置に、突出部４３が設けられている。突出部４３は、透明樹脂部材を用いて作成され、表面塗装がされておらず、透光性を有する。また、突出部４３は、水平方向に延び、第２庇部５６に平行となるように構成されることが好ましいが、第２庇部５６よりも水平方向の長さが短くてもよい。
【００７２】
突出部４３は、ケース４０の底壁４１を作成する際に、モールド加工によって底壁４１と一体として形成してもよいし、ケース４０とは別体として作成した後、ケース４０に固定してもよい。また、樹脂部材ではなく、金属部材またはガラス部材等を用いて作成してもよい。
【００７３】
本実施の形態３では、検出部４４は、突出部４３と、突出部４３が接続する底壁４１を有する。突出部４３および底壁４１は、いずれも透光性を有する透明樹脂部材を用いて作成され、突出部４３の表面には表面塗装がなされていない。
【００７４】
突出部４３が上述のように構成されているため、本実施の形態３にかかる表示ユニット１０によれば、突出部４３に雪が積もっている場合、発光部６１から出射された検出光は、検出部４４を通過して外部に出射されるが、当該雪に反射して反射光となり、その一部は、再び検出部４４を通過して、受光部６２に入射する。
【００７５】
突出部４３は、第２庇部５６と同様に、ケース４０の底壁４１に垂直な方向に突出して設けられるものであるため、突出部４３に雪が積もっている場合、第２庇部５６にも雪が積もっているものと推定される。一方、突出部４３に雪が積もっていない場合は、第２庇部５６にも雪が積もっていないものと推定される。このため、突出部４３に積もった雪の有無を検出することで、第２庇部５６に積もった雪の有無を推定することができる。
【００７６】
制御装置９０は、受光部６２からの受光信号に基づき、基準強度Ａ以上の強度を有する反射光が検出されたと判断する場合は、電熱線７１に通電し、基準強度Ａ以上の強度を有する反射光は検出されていないと判断する場合は、電熱線７１への通電を停止する。
【００７７】
上述した本実施の形態３によれば、上記実施の形態１にて説明した効果（１）〜（６）に加え、以下に示す効果を奏することができる。
【００７８】
（９）検出光は、検出部４４が単一の部材を用いて作成されるため、検出光および反射光が、検出部４４にて減衰することを抑制することができる。
【００７９】
（その他の実施の形態）
・図１１に示すように、ケース４０の底壁４１の裏面４１ａに、拡散反射光を集光する反射光用集光レンズ４８を設けてもよい。
本変形例によれば、反射光用集光レンズ４８によって反射光を集約することができるため、検出精度を向上させることができる。
【００８０】
・図１２に示すように、ルーバ５０において、第１庇部５５が設けられている位置に対応した位置に、検出光が通過する通過部５７を設けてもよい。通過部５７は、第１庇部５５およびベース部５１を貫通する貫通孔とすることができる。または、通過部５７は、透光性を有する透光部材を第１庇部５５とベース部５１に挿入することによって作成してもよい。
【００８１】
・図１３、および、図１３のＤ−Ｄ断面図を示す図１４に示すように、光センサ６０が設けられた位置に対応する位置に、第１庇部５５に代えて、透光性を有する検出補助部５９を設けてもよい。本変形例では、検出補助部５９と、検出補助部５９が接続するベース部５１によって、透光部５８が構成される。検出補助部５９は、垂直方向の長さが、第２庇部５６と等しいことが好ましい。
【００８２】
検出補助部５９は、透明樹脂材料またはシリコーン、ガラス等の透明材料を用いて作成され、表面塗装がなされておらず、透光性を有する。検出補助部５９は、ベース部５１と一体として作成してもよいし、ベース部５１とは別体として作成した後にベース部５１に取り付けてもよい。なお、透光補助部５９は、第２庇部５６より、水平方向における長さが短くすることもできる。
【００８３】
本変形例によれば、検出補助部５９において雪が積もっていることが検出されると、第２庇部５６にも雪が積もっていると推定され、検出補助部５９に雪が積もっていない場合は、第２庇部５６に雪は積もっていないと推定される。このため、検出補助部５９に積もった雪の有無を検出することで、第２庇部５６に積もった雪の有無を推定することができる。
なお、検出補助部５９の形状は、図１３および図１４に示すものに限られるものではなく、上面が傾斜するようにしてもよいし、庇形状としてもよい。
【００８４】
・上記変形例において、第１庇部５５の表面に黒色塗装を施すこともできる。または、ルーバ５０を、黒色の樹脂材料から射出成型によって作成した後、当該ルーバ５０に通過部５７を設けることもできる。
【００８５】
・第１庇部５５の表面は、透明塗料によって塗装が施されていてもよい。
【００８６】
・上記実施の形態３において、発光部６１と受光部６２を、水平方向に隙間Ａを開けて設けてもよい。
【００８７】
・上記各実施の形態および各変形例では、電熱線７１を、回路基板２０の実装面２２に設けるようにしたが、本発明はこれに限られるものではない。電熱線７１を、ルーバ５０またはケース４０に埋め込むこともできる。この場合、電熱線７１は、ニクロム等の電熱性導電金属を有する金属線によって構成し、エナメルまたはフッ素樹脂による被覆は省略することができる。
【００８８】
・上記各実施の形態および各変形例では、ベース部５１および第２庇部５６の表面を黒色塗装するようにしたが、本発明はこれに限られるものではなく、ベース部５１および第２庇部５６の表面に艶消しの黒色フィルムを付着させてもよい。または、黒色インクを用いて表面に黒色印刷を施してもよい。透光部５８以外の部分を、黒色の樹脂材料を用いて作成してもよい。
【００８９】
・上記各実施の形態および各変形例では、ケース４０を、透光性を有する透明材料を用いて作成するようにしたが、ケース４０は、少なくとも底壁４１が透光性を有しておればよく、側壁４２は透光性を有しない部材を用いて作成してもよい。
【００９０】
・上記各実施の形態または各変形例では、制御装置９０は、外気温度が設定温度α未満であると判断する場合、第２電源回路９２を導電状態とし、設定温度α以上であると判断する場合、第２電源回路９２を非導電状態とするようにしたが、本発明はこれに限られるものではない。第２電源回路９２を非導電状態から導電状態に切り替える条件を、外気温度が設定温度α未満であることとし、導電状態から非導電状態に切り替える条件を、外気温度が設定温度β以上であることとしてもよい。設定温度βは設定温度αとは異なる値であればよいが、設定温度αより高い値であることが好ましい。本変形例によれば、ハンチングの発生を抑制することができる。または、外気温センサ１２０を省略し、第２電源回路９２を常時ＯＮ状態とすることもできる。
【００９１】
・上記各実施の形態および各変形例では、第２電源回路９２は、ＡＣ／ＡＣ変換回路を備えるものとしたが、本発明はこれに限られるものではなく、ＡＣ／ＤＣ回路を備えるものとし、電熱線７１はＤＣ電源で駆動するものとしてもよい。
【００９２】
・上記各実施の形態および上記各変形例は、発光素子３０として、Ｒ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）のＬＥＤチップを封止した３ｉｎ１型の表面実装型のＬＥＤ素子を用いたが、本発明はこれに限られるものではなく、発光素子３０として、Ｒ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）のＬＥＤチップをそれぞれ個別に封止した１ｉｎ１型のＬＥＤ素子、または砲弾型のＬＥＤ素子を用いてもよい。
【００９３】
・上記各実施の形態では、複数の表示ユニット１０を配置して表示装置１００を構成するようにしたが、本発明はこれに限られるものではなく、一つの表示ユニット１０のみを支持フレーム２００に固定して表示装置１００としてもよい。または、上記各実施の形態または変形例に記載した表示ユニット１０を組み合わせて表示装置１００を構成してもよい。
【符号の説明】
【００９４】
１０  表示ユニット、２０  回路基板、２２  実装面、２８  駆動回路、２９  コネクタ、３０  発光素子、４０  ケース、４１  底壁、４２  側壁、４３  突出部、４４  検出部、４７  集光レンズ、４８  反射光用集光レンズ、５０  ルーバ、５１  ベース部、５４  収容部、５５  第１庇部、５６  第２庇部、５７  通過部、５８  透光部、５９  検出補助部、６０  光センサ、６１  発光部、６２  受光部、７１  電熱線、９０  制御装置、９１  第１電源回路、９２  第２電源回路、９３  第１切替回路、９４  第２切替回路、１００  表示装置、１０１  画像表示面、１２０  外気温センサ、１１０  外部指示器、２００  支持フレーム
【図１】
2020148885.tif 000003
【図２】
2020148885.tif 000004
【図３】
2020148885.tif 000005
【図４】
2020148885.tif 000006
【図５】
2020148885.tif 000007
【図６】
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【図７】
2020148885.tif 000009
【図８】
2020148885.tif 000010
【図９】
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【図１０】
2020148885.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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