(57)【要約】  【課題】  ３原色のＬＥＤを用いなくても、２種類のＬＥＤを用いるだけで、フルカラーに似た画像表示が可能となる疑似フルカラー表示装置および道路標識を提供することである。【解決手段】  赤色ＬＥＤ１１とブルーグリーンＬＥＤ１２とのそれぞれのＬＥＤを水平方向に重ならないように斜め方向に近接して配設した一対の２色ＬＥＤから１画素を形成し、この画素をマトリックス状に配列して縦型表示画面とし、ブルーグリーンＬＥＤ１２の発光階調を赤色ＬＥＤ１１の発光階調の２倍とする構成とした。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
赤色ＬＥＤとブルーグリーンＬＥＤとの２種類のＬＥＤをマトリックス状に配列した発光表示パネルと、該発光表示パネルの上面を覆うように設けられる透光パネルと、前記発光表示パネルに表示する画像を設定するデータ選択制御ユニットおよびそれぞれのＬＥＤの発光強度を設定する調光制御ユニットを介して所定のＬＥＤの発光強度を制御する画像表示コントローラと、を備え、前記ブルーグリーンＬＥＤの各画素単位の発光階調を前記赤色ＬＥＤの発光階調の２倍としたことを特徴とする疑似フルカラー表示装置。
【請求項２】
前記赤色ＬＥＤは１６階調に変換可能とし、前記ブルーグリーンＬＥＤを３２階調に変換可能としたことを特徴とする請求項１に記載の疑似フルカラー表示装置。
【請求項３】
前記画像表示コントローラが、外部データの入力部であると共に記憶部ともなるメモリー制御部を備えていることを特徴とする請求項１または２に記載の疑似フルカラー表示装置。
【請求項４】
前記赤色ＬＥＤと前記ブルーグリーンＬＥＤとをマトリックス状に配列して縦型表示画面を構成する際に、それぞれのＬＥＤを水平方向に重ならないように斜め方向に近接して配設した一対の２色ＬＥＤから１画素を形成し、この画素をマトリックス状に配列して縦型表示画面としたことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の疑似フルカラー表示装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれかに記載の疑似フルカラー表示装置を用いて案内表示することを特徴とする道路標識。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤ表示装置に関し、特に２色の発光ダイオードを用いて疑似フルカラーを現出する疑似フルカラー表示装置および該疑似フルカラー表示装置を用いて案内表示する道路標識に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオード（以下、「ＬＥＤ」と称する。）は、スペクトル半値幅が狭いため高い色純度を有する半導体素子であり、小型で効率が良く鮮やかな色に発光する発光素子である。また、近年、青色ＬＥＤが実用化され、それにより赤、緑、青の３原色のＬＥＤが揃い、これらのＬＥＤを用いてフルカラーの表示を行うことが可能となっている。
【０００３】
また、ＬＥＤは、消費電力が少なく発熱せず、寿命が長いので、各種の表示部分に使用されており、道路標識や、ビル内部の案内標識等に好適に適用されている。これらの表示装置は、一般に単色表示であって、緑色や赤色等の単色で表示している。
【０００４】
上記した単純な記号や文字表示であれば、単色表示でもよいが、映像表示を行う場合には、複数色のＬＥＤを用いるカラー表示であることが好ましい。しかし、赤、緑、青の３原色のＬＥＤを用いて多階調のフルカラーの表示を行うことは、コストが高くなって好ましくない。そのために、赤色と緑色との２色ＬＥＤをドットマトリックス状に配置して、所望の画像等を表示する２色ＬＥＤディスプレイ装置が提供されている。このディスプレイ装置は、画素単位となる各２色ＬＥＤを階調制御して、疑似カラー表示を行うものであり、赤色、緑色及び青色の３原色のＬＥＤを階調制御するフルカラーディスプレイ装置より安価であり、また、回路構成も簡単にできる等の効果を有する。
【０００５】
しかし、従来の２色ＬＥＤは、上記のように、赤色及び緑色のＬＥＤチップを使用しているため、その発光色が、赤色、緑色及びその中間色の橙色近似の色となり、全体的に橙近似の単調な色となる。特に、かかる２色ＬＥＤを使用した２色ＬＥＤディスプレイ装置は、その表現色が全体的に橙色近似の色となる。よって、２色ＬＥＤディスプレイ装置の表示を見る者にとって、その疑似色が、現実の色と大きく相違するように感じられることとなる。その結果、従来の２色ＬＥＤディスプレイ装置は、表示すべき画像の色の再現性に乏しく、疑似カラーによる表現力が低かった。
【０００６】
そのために、２色のＬＥＤチップを具備する２色ＬＥＤの色を、色度図においてそれらの色の波長を結ぶ直線が白色領域を通る色として、色の再現性により優れた２色発光ダイオードディスプレイ装置が既に出願されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１０−１１００２号公報（第１−５頁、第６図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、２色のＬＥＤチップを具備する２色ＬＥＤを用いなくても、それぞれ別の所定色の２色のＬＥＤを所定のマトリックス状に配置することで、従来のフルカラーよりは若干ながら表示色に制約はあるが、従来のフルカラーＬＥＤ表示に疑似した表現が可能とならないか鋭意研究を行ったところ、所定の色合いの２色のＬＥＤを用いるだけで、フルカラーに似た画像表示が表現可能であることを見出した。
【０００８】
本発明の目的は、３原色のＬＥＤを用いなくても、２種類のＬＥＤを用いるだけで、フルカラーに似た画像表示が可能となる疑似フルカラー表示装置および道路標識を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成するために請求項１に係る発明は、赤色ＬＥＤとブルーグリーンＬＥＤとの２種類のＬＥＤをマトリックス状に配列した発光表示パネルと、該発光表示パネルの上面を覆うように設けられる透光パネルと、前記発光表示パネルに表示する画像を設定するデータ選択制御ユニットおよびそれぞれのＬＥＤの発光強度を設定する調光制御ユニットを介して所定のＬＥＤの発光強度を制御する画像表示コントローラと、を備え、前記ブルーグリーンＬＥＤの各画素単位の発光階調を前記赤色ＬＥＤの発光階調の２倍とした疑似フルカラー表示装置としたことを特徴としている。
【００１０】
上記の構成を有する請求項１に係る発明によれば、赤色ＬＥＤとブルーグリーンＬＥＤとの２種類のＬＥＤを配列した表示装置であっても、ブルーグリーンＬＥＤの発光階調を細かく制御することで、フルカラーに似た表示が可能となり、３色のＬＥＤを用いなくても、２色のＬＥＤを用いるだけで、所定の画像を表示して道路標識や構内標識等の案内表示が可能となる疑似フルカラー表示装置を形成することができる。
【００１１】
請求項２に係る発明は、前記赤色ＬＥＤは１６階調に変換可能とし、前記ブルーグリーンＬＥＤを３２階調に変換可能としたことを特徴としている。
【００１２】
上記の構成を有する請求項２に係る発明によれば、画素を構成するそれぞれのＬＥＤの発光階調を、高々１６階調と３２階調とに変換することで、画像を用いて道路標識や案内表示が可能となる疑似フルカラー表示装置を形成することができる。
【００１３】
請求項３に係る発明は、前記画像表示コントローラが、外部データの入力部であると共に記憶部ともなるメモリー制御部を備えていることを特徴としている。
【００１４】
上記の構成を有する請求項３に係る発明によれば、表示したい任意の画像を取り込んで疑似フルカラー表示することができる。
【００１５】
請求項４に係る発明は、前記赤色ＬＥＤと前記ブルーグリーンＬＥＤとをマトリックス状に配列して縦型表示画面を構成する際に、それぞれのＬＥＤを水平方向に重ならないように斜め方向に近接して配設した一対の２色ＬＥＤから１画素を形成し、この画素をマトリックス状に配列して縦型表示画面としたことを特徴としている。
【００１６】
上記の構成を有する請求項４に係る発明によれば、正面から見ても、右斜め方向から見ても、左斜め方向から見ても、それぞれの発光素子が重ならないので色合いが変化しない疑似フルカラー表示画面を構成することができる。
【００１７】
請求項５に係る発明は、請求項１から４のいずれかに記載の疑似フルカラー表示装置を用いて案内表示する道路標識としたことを特徴としている。
【００１８】
上記の構成を有する請求項５に係る発明によれば、動画を用いて種々の案内表示が可能な道路標識を得ることができる。
【発明の効果】
【００１９】
上記したように本発明によれば、赤色ＬＥＤとブルーグリーンＬＥＤとの２種類のＬＥＤをマトリックス状に配列した発光表示パネルと、それぞれのＬＥＤの発光階調を制御する画像表示コントローラを備えていると共に、前記ブルーグリーンＬＥＤの各画素単位の発光階調を前記赤色ＬＥＤの発光階調の２倍とした疑似フルカラー表示装置としたので、ブルーグリーンＬＥＤの発光階調を細かく制御することで、フルカラーに似た画像表示が可能となり、２色のＬＥＤを用いるだけで所定の画像を用いた案内表示が可能となる疑似フルカラー表示装置を得ることができる。また、２色のＬＥＤを用いるだけで、動画を用いた案内表示が可能となる道路標識を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明に係る疑似フルカラー表示装置および道路標識の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。
【００２１】
図１に示す疑似フルカラー表示装置１は、後述する赤色ＬＥＤとブルーグリーンＬＥＤとの２種類で２色のＬＥＤをマトリックス状に配列した発光表示パネル２と、該発光表示パネルの上面を覆うように設けられる透光パネル７を備えている。
【００２２】
前記透光パネル７は、図１（ｂ）の断面図に示すように、表示本体１Ａの凹部に敷設される発光表示パネル２の上面を被覆する保護パネルを兼ねており、透明で且つ硬質であることが好ましく、本実施の形態では硬質透明樹脂であるポリカーボネート板を好適に用いている。
【００２３】
また、前記発光表示パネル２は、それぞれに制御ユニット３（３Ａ、３Ｂ・・・）を備えてユニット化された発光表示パネル２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄ・・・の集合体として、一枚の表示装置として構成されている。そのために、発光表示パネル２Ａは制御ユニット３Ａを備え、発光表示パネル２Ｂは制御ユニット３Ｂを備えており、例えば図１（ａ）に示すように発光表示パネル２Ａ〜２Ｈの８面のパネルからなる表示装置であれば、制御ユニット３Ｈを備える発光表示パネル２Ｈまでで一枚の表示装置となっている。
【００２４】
さらに、前記疑似フルカラー表示装置１は、外部データの入力部であると共に記憶部ともなるメモリー制御部と、外部信号制御インターフェースと、調光制御インターフェースとを備える画像表示コントローラ４を装着している。
【００２５】
前記メモリー制御部には表示データを保存しているデータカセット５を装着可能であって、任意の所望される画像を表示することができる。前記外部信号制御インターフェースはデータ選択制御ユニットを介して表示する画像を選択し、前記調光制御インターフェースは調光制御ユニットを介して選択された画像情報に対応する所定のＬＥＤを所定の明るさに発光させる制御を行う装置である。また、６は所望の電力を供給するための電源ユニットである。
【００２６】
図２（ａ）には、本発明に係る疑似フルカラー表示装置１を用いた実施例として、赤色ＬＥＤ１１とブルーグリーンＬＥＤ１２との２種類で２色のＬＥＤを用いて縦型表示画面とした道路標識１０を示している。この道路標識１０は、例えば６枚のパネルからなる発光表示パネル２と、警報を行うための照明装置１３と、所定の情報を表示する内照式表示部１４と、バッテリ等の電源装置１５を備えた構成とされている。また、それぞれ一枚の発光表示パネルは、赤色ＬＥＤ１１とブルーグリーンＬＥＤ１２との２色ＬＥＤを図２（ｂ）に示すようなマトリックス状配列状態にしている。さらに、架台本体にキャスタ１６を装着しており、移動自在な構成の道路標識１０とされている。
【００２７】
また、所定の色合いを現出する１画素は、図２（ｃ）に示すように、前記赤色ＬＥＤ１１と前記ブルーグリーンＬＥＤ１２とを、それぞれのＬＥＤを水平方向に重ならないように斜め方向に近接して配設した一対の２色ＬＥＤから形成されている。
【００２８】
そのために、正面から見ても、右斜め方向から見ても、左斜め方向から見ても、それぞれの発光素子が重ならず陰にならないので、色合いが変化しない表示画面を構成することができる。
【００２９】
また、それぞれの画素を１０ｍｍピッチあるいは２０ｍｍピッチで配列するという、かなり大まかな配列構成としても、前記ブルーグリーンＬＥＤ１２の各画素単位の発光階調を前記赤色ＬＥＤ１１の発光階調の２倍とすることで、例えば、前記赤色ＬＥＤ１１は１６階調に変換可能とし、前記ブルーグリーンＬＥＤ１２を３２階調に変換可能とする表示装置とすることで、フルカラーに似た表示が可能となり、画像を用いて道路標識や案内表示が可能となる疑似フルカラー表示装置を形成することができる。
【００３０】
上記したように、本発明に係る疑似フルカラー表示装置１が有する画素は、赤色ＬＥＤ１１とブルーグリーンＬＥＤ１２とを、水平方向に重ならないように斜め方向に近接して配設される一対の２色ＬＥＤからなる画素である。そのために、それぞれの画素単位毎に赤色とブルーグリーン色とを所定配合割合で混合した色合いが現出可能であり、青色ＬＥＤを使用せずに、フルカラーに似た表示が可能となる。もちろん、三原色のＬＥＤを用いて表示されるフルカラー画面には劣るが、従来、主に単色表示されていた道路標識や、ビル内部の構内標識等の案内表示に、本発明に係る疑似フルカラー表示装置１を用いることで、従来表示できなかったカラーの画像情報を低い装備コストで実現することが可能となる。
【００３１】
ＬＥＤユニットのマトリックス構成を図３に示す。図中の破線で囲った円はそれぞれの画素単位（画素４１、４２、４３，４４）を示している。それらの画素を形成する赤色ＬＥＤ１１Ａは縦ライン２１と横ライン２４とで結線されており、赤色ＬＥＤ１１Ｂは縦ライン２３と横ライン２４とで結線されている。また、ブルーグリーンＬＥＤ１２Ａは縦ライン２０と横ライン２４（ライン２４Ａを介して）とで結線されており、ブルーグリーンＬＥＤ１２Ｃは縦ライン２０と横ライン２５（ライン２５Ａを介して）とで結線されている。
【００３２】
つまり、画素４１は、縦ライン２０と横ライン２４とでブルーグリーン色の発光強度を制御し、縦ライン２１と横ライン２４とで赤色の発光強度を制御して所定の色合いを現出することができる。また、画素４２は、縦ライン２２と横ライン２４とでブルーグリーン色の発光強度を制御し、縦ライン２３と横ライン２４とで赤色の発光強度を制御して所定の色合いを現出する。また、画素４３は、縦ライン２０と横ライン２５とでブルーグリーン色の発光強度を制御し、縦ライン２１と横ライン２５とで赤色の発光強度を制御して所定の色合いを現出する。さらに、画素４４は、縦ライン２２と横ライン２５とでブルーグリーン色の発光強度を制御し、縦ライン２３と横ライン２５とで赤色の発光強度を制御して所定の色合いを現出する。
【００３３】
このように、それぞれの画素毎に、ある範囲内ではあるが、任意の色合いを発色するように制御可能であり、所定の画像情報に近似した疑似フルカラー表示を行うことが可能となる。
【００３４】
次に図４に示すシステムブロック図より、本発明に係る疑似フルカラー表示装置１のシステムについて説明する。疑似フルカラー表示装置１は、メモリー制御部４１と、外部信号制御インターフェース４２と、調光制御インターフェース４３とを備える画像表示コントローラ４を装着しており、この画像表示コントローラ４を介して各発光表示パネル２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄ・・・を制御する構成である。
【００３５】
それぞれの発光表示パネル２や画像表示コントローラ４への電力は、電源ユニット６より供給されている。また、前記メモリー制御部４１には表示データを保存しているデータカセット５を装着可能であって、任意の所望される画像を表示することができる。前記外部信号制御インターフェース４２は別に設けるデータ選択制御ユニット３１を介して表示する画像を選択する。さらに、前記調光制御インターフェース４３は別に設ける調光制御ユニット３２を介して選択された画像情報に対応する所定のＬＥＤを所定の明るさに発光させる制御を行う。前記データ選択制御ユニット３１は発光表示パネル２（２Ａ、２Ｂ・・・）に表示する画像を設定する装置であり、前記調光制御ユニット３２は、それぞれのＬＥＤの発光強度を設定する装置である。
【００３６】
また、前記データカセット５はデータライター装置３３を介して任意の画像データを書き込み自在であって、さらに、パソコン等の情報記憶手段３４が保存する画像データを書き込むことも可能である。
【００３７】
前記データ選択制御ユニット３１に赤外線リモコン受信機を設けておれば、リモコン送信機３５により、外部からのリモコン操作が可能となって、無線方式のデータ設定が行えるので好適である。また、発光表示パネルの発光強度を検知する調光センサ３６を設けて、前記調光制御ユニット３２をフィードバック制御し、設定された発光強度を維持する構成とすることも可能である。
【００３８】
また、表示するデータを書き換える操作手順について、図５に示す疑似フルカラーシステムデータ書き換えフローより説明する。
【００３９】
データ書き込み準備として、データ編集ソフトで画像データと取り込みを行い、文字の編集を行う。次いで、各画素単位の階調の変換処理（例えば、赤色ＬＥＤが１６階調でブルーグリーンＬＥＤが３２階調）を行い、文字および画像データの動きの設定を行う。つまり、表示希望の動画を設定することができる。
【００４０】
また、画像データを取り込む際に、別に行う画像データ作成準備により、画面構成に応じた画像を作成し、作成された画像をファイルデータとして、前記データ編集ソフトに取り込むこともできる。
【００４１】
上記の操作はいずれもパソコン等の情報記憶手段３４を用いて行うことができる。このようにして設定された画像情報を、データライターに装着するデータカセットに書き込んで、そのデータカセットを画像表示コントローラ４にセットし、電源を投入し、データ選択制御ユニットで表示番号を設定し、画像を表示する手順である。
【００４２】
本実施の形態で使用した赤色ＬＥＤ１１とブルーグリーンＬＥＤ１２の発光波長のピークは、それぞれ赤色ＬＥＤ１１が６３０ｎｍで、ブルーグリーンＬＥＤ１２が５０５ｎｍであった。これらの、２色のＬＥＤをマトリックス状に配列すると共にブルーグリーンＬＥＤ１２の発光階調を赤色ＬＥＤ１１の発光階調の２倍に設定することで、フルカラーに似た疑似フルカラー画像データを表示することが可能である。
【００４３】
上記したように、赤色ＬＥＤとブルーグリーンＬＥＤとのそれぞれのＬＥＤを水平方向に重ならないように斜め方向に近接して配設した一対の２色ＬＥＤから１画素を形成し、この画素をマトリックス状に配列して縦型表示画面とし、ブルーグリーンＬＥＤ１２の発光階調を赤色ＬＥＤ１１の発光階調の２倍に設定することで、正面から見ても、右斜め方向から見ても、左斜め方向から見ても、それぞれの発光素子が重ならずに色合いが変化しない疑似フルカラー表示画面を構成することができる。そのために、２色のＬＥＤを用いるだけで、道路標識や、ビル内部の構内標識等の案内表示に好適に適用可能な疑似フルカラー表示装置を構成することができる。
【００４４】
さらに、画素を構成するそれぞれのＬＥＤの発光階調を、前記赤色ＬＥＤは１６階調とし、前記ブルーグリーンＬＥＤを３２階調とし、高々１６階調と３２階調とに変換することで、画像を用いて道路標識や構内標識等の案内表示が可能となる疑似フルカラー表示装置を形成することができ、低コストで疑似フルカラーの動画をも表示することができる。
【００４５】
上記したように本発明に係る疑似フルカラー表示装置は、３色のＬＥＤを用いずに２色のＬＥＤで疑似フルカラー表示するので、ＬＥＤランプ数を減少することができる。さらには、高々１６階調と３２階調とに変換制御するだけでも、疑似フルカラー表示可能であるので、さらに低コスト化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明に係る疑似フルカラー表示装置の一例を示し、（ａ）は正面図であり、（ｂ）は断面図である。
【図２】本発明に係る疑似フルカラー表示装置が適用される道路標識を示しており、（ａ）は全体正面図であり、（ｂ）発光表示パネルの拡大図であり、（ｃ）は各ＬＥＤの配列状態を示す正面図である。
【図３】ＬＥＤの結線状態を示す概略説明図である。
【図４】疑似フルカラーシステムブロック図を示す。
【図５】疑似フルカラーシステムデータ書き換えフローを示す。
【符号の説明】
【００４７】
１  疑似フルカラー表示装置
２  発光表示パネル
３  制御ユニット
４  画像表示コントローラ
５  データカセット
１０  道路標識
１１  赤色ＬＥＤ
１２  ブルーグリーンＬＥＤ
【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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