JP2004279485A - Ｌｅｄ表示器 - Google Patents

Abstract

【課題】消灯時においても、ＬＥＤ素子でかたどった文字などが認識されないようにしたＬＥＤ表示器を提供する。
【解決手段】ＬＥＤ表示器１に収容する回路基板４１上において、ＬＥＤ素子４１を実装しない領域４１ａにシルク印刷などでできる光反射膜７をドットマトリクス状に施す。回路基板４１上の全域においては、ＬＥＤ素子４２と光反射膜７とを混合したドットマトリクス状の模様を形成する。ＬＥＤ素子４２が文字などをかたどるように配列したものであっても、パネル３上に映るケース２内部は、このドットマトリクス状の模様が視認されることとなり、ＬＥＤ素子４２の配列を識別し難くすることで、疑似点灯の防止をもたらす。
【選択図】 図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板上に並べた複数個のＬＥＤ（発光ダイオード）素子を点灯させて文字や図形などを表示するＬＥＤ表示器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
兼ねてより、ＬＥＤなどの発光素子を光源にして文字や図形などを表示させる表示器がある。ＬＥＤ表示器は、ＬＥＤ素子を複数個適宜配列し、各ＬＥＤ素子への点灯・消灯を制御することによって、表示器全体より文字や図形などを表示する。ＬＥＤ表示器は、かかる表示を通じて、利用者など周囲の者に注意喚起や誘導、案内などを行うこと目的として使用される。例えば、工場や生産ライン、施設に設置して、材料の不足や機械の故障などを表示する他、道路作業車などの車両に取り付けて、作業中である旨の表示をするのに使用される。最近においては、車体の後部壁面に設置して、緊急時に応じて警告文字を表示させ、後続車など周囲へ注意喚起することにも使用されている。
【０００３】
その中、表示する文字や図形などが少数特定されている場合においては、表示に応じたＬＥＤ素子のみを用意すれば足りるので、ＬＥＤ素子を一文字ずつまたは一図形毎にかたどって基板上に配列実装させる仕様がある。この仕様は、基板上の所定区画内に実装したＬＥＤ素子を一斉に点灯させることで、ＬＥＤの配列になぞって表示器上に文字などが光を帯びて現れる構成である。表示する文字や図形などが複数の場合でも、それらを同一区画内にて重ねるように基板上へＬＥＤ素子を実装し、スイッチなどの切替手段を介して切替え表示させれば行える。
これらの仕様では、多くの表示パターンに応じるべくＬＥＤ素子をマトリクス状に配列実装した仕様に比べて、用意するＬＥＤ素子の個数を最小源に抑えることができ、複雑な制御回路などを別途用意する必要がない。そのため、大幅なコストダウンや、製品の軽量化、また構造の簡略化によるメンテナンス性の向上などをもたらすこととなり、好都合となる。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２２５６２６
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、この種のＬＥＤ表示器では、ＬＥＤ素子が外部に剥き出しとなって表示器上に現れる構成ものや、配列したＬＥＤに臨んで透光性のパネルを配置し、ＬＥＤ素子を外部からの雨水や粉塵などから防ぐ構成のものとに大別される。
いずれの構成においても、ＬＥＤ素子を媒体にして文字などを表示する構成上、かかるＬＥＤ素子が外部より視認される構成となっている。かかる場合、ＬＥＤ素子が点灯しない状態であっても、外部の光でＬＥＤ素子は視認される。とりわけ、ＬＥＤ素子を用いた表示器では、配列したＬＥＤ素子の背景を黒色などの暗色にしてＬＥＤ素子の光との明暗を広げ、ＬＥＤ素子の光量を補い視認性を確保する構成となっているのが一般的である。したがって、暗色を背景にしてＬＥＤ素子の立体感が浮き彫りに表れ、ＬＥＤ素子の存在が点灯しなくとも十分視認されるものとなっていた。
このような構成では、ＬＥＤ素子の存在だけでなく、その配列までもが視認される。そのため、上述の文字などをかたどった仕様だと、ＬＥＤ素子を点灯しない状態でもＬＥＤ素子の配列で文字などが外部より視認されてしまい、疑似点灯が生じるおそれがあった。
【０００６】
そこで、パネルの表面を曇らせてケース内部のＬＥＤ素子を見えにくくする仕様が考え出されるが、この構成では、曇らせる度合いを大きくとりすぎると、ＬＥＤ素子の透光を遮り、かえって視認性が十分得られないものとなってしまう他、パネルを備えない仕様においては活用できない。また、ＬＥＤ素子を実装した基板上に、シリコン剤などを塗布して一面をコーティングさせ、ＬＥＤ素子の配列を見え難くする方法もあるが、この場合だと多量のシリコン剤を用意せねばならず、またシリコン剤を乾燥させるための時間や手間などがかかり、結果として製品を高価なものにしてしまう。
そこで、本発明の目的は、上述の技術的課題を解決し、消灯時における誤認を与えさせないＬＥＤ表示器を提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するための請求項１記載のＬＥＤ表示器は、ケース内部に支持された基板上へ、文字や図形、または記号などをかたどるようにＬＥＤ素子を適宜配列して実装したＬＥＤ表示器であって、ＬＥＤ素子を実装した領域外の基板表面上に、光反射膜を、視認されるＬＥＤ素子のドット単位の大きさで等間隔に施し、外部より視認される基板上の全域に、ＬＥＤ素子と光反射膜とで構成するドットマトリクス状の模様を形成したことを特徴とする。
【０００８】
この発明によれば、ＬＥＤ素子を実装した領域外の基板表面上に、光反射膜をドット単位で施すことで、基板上に、ＬＥＤ素子と光反射膜とが合わさって形成するドットマトリクス状の模様が出来上がる。このため、文字や図形、または記号などをかたどるようにＬＥＤ素子を配列した場合でも、看者からは、ドットマトリクス状に整然とした模様が視認される。したがって、ＬＥＤ素子を点灯しない状態においても、ＬＥＤ素子の配列によって誤認されることがない。なお、光反射膜の大きさは、視認されるＬＥＤ素子のドット単位の大きさとすれば、ＬＥＤ素子と見分けがつきにくくなって誤認防止の効果が上がる。また、ＬＥＤ素子を実装する領域には光反射膜を施さないことから、ＬＥＤ素子を実装した後にできあがるドットマトリクス状の模様の中に、空いた箇所を見つけることで、ＬＥＤ素子を設計通りに実装したか確認することができる。このため、製造時において、簡易にＬＥＤ素子の実装確認が行える。さらに、基板上に光反射膜を施すだけで疑似点灯防止の効果を発揮できるため、安価で行え、経済的にも好まれる。
【０００９】
また、請求項２に記載の発明は、ケース内部に支持された基板上へ、文字や図形、または記号などをかたどるようにＬＥＤ素子を適宜配列して実装したＬＥＤ表示器であって、基板表面上に、光反射膜を、視認されるＬＥＤ素子のドット単位の大きさでドットマトリクス状に施し、ＬＥＤ素子は、施した光反射膜に臨んで適宜実装されることを特徴とする。
この発明によれば、光反射膜上にＬＥＤ素子を実装することで、ＬＥＤ素子の底面などに漏れる照射光を、光反射膜が反射して外部へ放光される。このため、外部へ照射する光の量が増えて一層明るくなり、ＬＥＤ素子に特別の負荷を与えなくても視認性が向上できる。また、視認される基板上には光反射膜がドットマトリクス状に施されることで、後に文字などをかたどるようにＬＥＤ素子を実装しても、基板上にドットマトリクス状の模様が失われることはない。そのため、消灯時における誤認防止にも効果を出す。
なお、本発明を実施する上では、請求項３に記載したように、白色またはそれに類似した色のシルク印刷で光反射膜を形成した方が好ましい。このシルク印刷で、ＬＥＤ素子の底面などに漏れる光を前方へ反射し、視認性を高めることができる。また、シルク印刷では一度の印刷で基板上に施すことができるので、製作時間の縮小やコストダウン化にも寄与することとなる。
【発明の実施の形態】
【００１０】
本発明の実施例を、以下、図面に従って説明する。図１は、本発明のＬＥＤ表示器における一実施形態の外観正面図（ａ）と、側断面図（ｂ）である。
ＬＥＤ表示器１は、図１で示すように、外形を形成するケース２の内部に、光源となるＬＥＤ（発光ダイオード）素子とその制御機構とを収容して構成される。ＬＥＤ表示器１は、車体や建物、設備などの壁面に取り付け、ＬＥＤ素子からの照射光を通じて、ケース前方の表示面より文字や図形などを表示する。ＬＥＤ表示器１は、その表示する文字などの行や列によって全体の形状が異なるが、本実施例では、複数文字を縦に並べて一列の文字列を表示する仕様を取り上げ、説明する。
【００１１】
ケース２は、表示面を形成するための開口を設けた前ケース２１と、この前ケース２１に臨んで配置した板状の後ケース２２とを組み合わせて構成される。前ケース２１と後ケース２２とは、共にプラスチックなどの樹脂材料や板金を加工して形成されるが、収容する光源からの照射光を透過しないよう、非透光性の材料で形成する、或いは着色するなどの加工を施す。これにより、ＬＥＤ表示器１は開口以外の部分から光源光が透過しないように構成される。なお、ケース２を暗色に施せば、光源の照射光との明暗が明確になり、表示する文字などがより鮮明に見えて効果的である。
【００１２】
前ケース２１の開口２１ａには、パネル３を嵌め込んで表示面を形成する。パネル３は、メタクリル樹脂、ガラス樹脂などの透光性を有する材料でできた板状の部材である。パネル３は、無色透明のものでも良いが、ケース２内部へ面する側にシボ加工を一面或いは部分的に施すと、透過の度合いが適度に抑えられて良い。すなわち、パネル上に映し出されるケース内部の模様が見え難くなって、疑似点灯の防止につながる傍ら、必要十分な視認性を保てることができる。パネル３を前ケース２１に嵌め込むには、それぞれに嵌合手段を形成させておく他、開口に嵌め込んだパネル３の周囲に接着剤（図示せず）を塗布して固定するなど、種々の方法が挙げられる。なお、パネル３にレンズとしての機能をもたせて、ＬＥＤ素子４２の光を拡散させて表示する文字などの面積を広げることもできる。
後ケース２２は、ＬＥＤ素子４２を適宜配置した回路基板４１を固定することができ、当該回路基板を配置した面の反対側を壁面に取り付け、ねじ機構を介してＬＥＤ表示器１の装着ができる。ねじ機構は、軸部をもつボルト６２と、その軸部に座金６４を介してナット６３をねじ込み、締結されるもので、ケース２の上下に設けられている。壁面に取り付けるにあたっては、後ケース２２にボルト６２を挿通し、後ケース２２背面へ出た軸部を取り付ける面に挿通して、その先に座金６４とナット６３を組み込み、締結することで行われる。
後ケース２２の中央には、回路基板４１へ繋げるキャブタイヤ配線５１が挿通されており、コネクタ４３などの接続端子を介して回路基板４１へ配線される。
挿通したキャブタイヤ配線５１には、ケーブルタイ５２などの抜け止め処理を施し、挿通した孔との隙間を埋めるように防水用のシール剤５３をケース内部側より塗布して、ケース２内部への水の侵入を防ぐ。
前ケース２１と後ケース２２とは、それぞれに施した嵌合手段を介して組み合わせ、後ケース２２側の上下並びに左右より雄ねじ６１を挿通して締結される。
図１においては、前ケース２１の周縁一体に接合片２１ｂを施し、対応する後ケース２２には同じく周縁に沿って周壁溝２２ｂを施してある。前ケース２１と後ケース２２とを組み合わせることで、周壁溝２１ｂの窪みに接合片２２ｂが嵌合し、結合される。後ケース２２に固定した回路基板４１は、この前ケース２１と後ケース２２とを組み合わせてなる閉鎖空間内に収容される。
【００１３】
回路基板４１は、板状であり、ＬＥＤ素子４２を装着する側の面上を黒色などの暗色に着色加工している。照射するＬＥＤ素子の背景となる回路基板を暗色にすることで、照射光をより鮮明に見せるためである。回路基板４１は、後ケース２２の所定箇所に形成された複数本のねじ穴柱２２ａ上に配置し、ねじ止めによって後ケース２２に固定される。回路基板上４１には、複数個のＬＥＤ素子４２を適宜配列しており、接続したキャビネット配線５１からの出力を受けて、各ＬＥＤ素子４２に電源を供給する。この供給するパターンを制御することで、ＬＥＤ素子４２の発光を制御することができる。
【００１４】
図２は、回路基板４１にＬＥＤ素子４２を実装する工程を表した図であり、（ａ）は実装前の状態で、（ｂ）は実装後の状態を示したものである。表示する文字などは、ＬＥＤ表示器の用途によって千差万別であるが、本実施例では、乗り合いバスなどの車体後部に取り付け、バスジャックや火災などの緊急時が発生したときに外部に知らせるために使用される緊急表示用のＬＥＤ表示器を取り上げて説明する。この仕様では、緊急時となった場合に、運転手席の近くに設置した非常操作用のスイッチ（図示せず）をＯＮとすることで、バスの車体後部に取り付けたＬＥＤ表示器より「ＳＯＳ」などの表示を行うものである。
【００１５】
図２において、ＬＥＤ素子４２は「Ｓ」「Ｏ」「Ｓ」の各文字をかたどるように、必要個数分用意される。対応する回路基板４１側には、ＬＥＤ素子４２の配列に臨んで実装するための取付穴（図示せず）が所定箇所に穿設されている。そして、ＬＥＤ素子４２を実装しない領域４１ａにおいては、円形状の光反射膜７がドットマトリクス状に形成されている。光反射膜７の大きさは、視認されるＬＥＤ素子４２の、ドット単位の大きさに合わせて決定すれば良い。本実施例においては、使用するＬＥＤ素子４２が略釣鐘形状であり、回路基板４１上に実装したＬＥＤ素子４２は、円形のドット単位で連なった形態として視認される。この円形の大きさに合わせて光反射膜７の大きさが決定される。したがって、使用するＬＥＤ素子が角形のものであれば、光反射膜７も角型のドット単位で形成すれば良い。このように、視認されるＬＥＤ素子の大きさに合わせて光反射膜を施すことで、ＬＥＤ素子４２を実装した後に、周辺の光反射膜４３と見極めがつかなくなって、疑似点灯の防止を向上することができる。
【００１６】
光反射膜７は、光反射部材を材料の中に含んだもので、例えば金属などの粒子が入ったインクを使用してできるシルク印刷などが挙げられる。シルク印刷は、光が当たると反射する性質をもち、一度の工程で回路基板上の全域に光反射膜を施すことができるので、製作時間の短縮やコストダウン化にもつながる。シルク印刷は、図２において薄墨に塗りつぶした円形として描いているが（図３においても同様）、実際は白色またはそれに類似した色のものを採用する。白色とすることで、実装したＬＥＤ素子４２の透明な色合いに近似する他、僅かな光を当てても十分に視認され、ドットマトリクス状の模様ＬＥＤ素子の輝度を向上させる上でも効率が良いため望ましい。光反射膜７は、暗色に加工された回路基板４１上にシルク印刷することで施すことができる。
【００１７】
ＬＥＤ素子４２を実装すると、図２（ｂ）で示すように、回路基板４１上には一面をドットマトリクス状にした模様ができる。この模様は、実装したＬＥＤ素子４２と、回路基板４１上に形成した光反射膜（シルク印刷）７とが混在してできたものである。この回路基板４１上を前ケース２１が覆って、後ケース２２と組み合わされる。このとき、前ケース２１にあるパネル３には、上述したドットマトリクス状の模様が映し出される。このため、消灯時において、看者からはパネル３上にドットマトリクス状の模様があるものとして視認される。つまり、配置したＬＥＤ素子４２のかたどる文字（「Ｓ」「Ｏ」「Ｓ」）を読み取れることがないので、点灯しない通常の状況において、後方車両の運転手などＬＥＤ表示器１を見た者が、緊急時と誤って救助を求めるような行動に移ることもなくなる。
また、図２（ａ）で示されるように、回路基板４１上のＬＥＤ素子４２を配置する領域４１ｂにはシルク印刷が施されていない。そのため、ＬＥＤ素子４２が実装されていないと図２（ｂ）の状態では回路基板の表面が現れたままとなる。
そうすると、周辺がドットマトリクス状の模様であるため、製造時においてかかる模様の中に空いた箇所を見つけることで、ＬＥＤ素子４２を設計通りに実装したかどうかの確認が容易に行える。
【００１８】
図３は、第２の実施形態を示したものであり、（ａ）はＬＥＤ素子４２を実装する前の状態を示した図で、（ｂ）はＬＥＤ素子４２を実装した状態における要部拡大図である。第２の実施形態では、回路基板４１上の全域において光反射膜（シルク印刷）７を施している。この回路基板４１上にＬＥＤ素子４２を実装すると、図２（ｂ）で示したものと同様に、ドットマトリクス状の模様ができあがる。このとき、ＬＥＤ素子を実装した箇所においては、図３（ｂ）で示すように、光反射膜７上にＬＥＤ素子４２が配置された状態となる。そうすると、ＬＥＤ素子４２からは、先方にあるパネル３に向かって直接照射する傍ら、当該ＬＥＤ素子４２の底面などに漏れる光が下面に位置する光反射膜７上に反射して照射する。このため、照射光は全体として輝度が高まり、視認性が向上する。したがって、光源光を有効に利用することができることとなる。
なお、ＬＥＤ素子４２の実装について、図３（ｂ）では回路基板４１上を僅かに浮かせた状態で実装されているが、これに限らず、回路基板４１上に当着するようにして実装するものでも行える。また、表示する文字は上記の「Ｓ」「Ｏ」「Ｓ」に限らず、「乗降中」、「１１０」などといった文字や、図形、記号といったものでも行える。さらに、「乗降中」と「ＳＯＳ」とを切替表示する仕様のように、同一画面上に複数の文字列を切り替え表示する仕様においても、重ね合わせた一方の文字列が読み取れるようであれば、本発明を採用すると誤認されることなく使用できる。
【００１９】
図４は、形成する光反射膜（シルク印刷）７のパターンを示した図であり、何れも光反射膜７を平面的に見たものである。各図に描かれている点線は、光反射膜の領域を示したものであり、実際には点線を含まないパターンが形成される。
また、各図に描かれている実線や黒色に塗りつぶした領域は、光反射膜７を施さない領域を示したものであり、回路基板４１上の表面である地が現れて見えるものである。
光反射膜７のパターンとして、例えば（ａ）〜（ｃ）の方法が挙げられるが、何れも実装するＬＥＤ素子４２の立体感を平面上において見せるためのものである。図４（ａ）は、円形の周囲に放射状のライン７１ａをくり貫いてできた光反射膜７１の形状である。この場合は、ライン７１ａを用いてＬＥＤ素子４２の立体感を表現したものであり、放射状にライン７１ａを施すことで、平面上に***したものがあるかのような印象を与える効果をもたらす。同様にラインを用いた図４（ｂ）に示す光反射膜７２は、（ａ）の形状を下にして、中央に円形のライン７１ｂが表れた形状を示す。この場合では、ＬＥＤ素子４２が、略釣鐘形状のように先端を半球状とした形態に応じて形成したものであり、かかる先端などの輪郭をラインとして表現したものである。
図４（ｃ）に示す光反射膜７３、円形の四方に三角形状の切り欠き７３ａを加えた形状を示したものである。この形状では、ＬＥＤ素子４２の立体感に出る陰影を面で表現したものであり、黒色の面積が周縁に向かって広がる形態とすることで、ＬＥＤ素子４２の立体感を表現している。
このように、光反射膜７の形状において種々のものが挙げられるが、これに限らず、例えば、同心円状に複数の円形ラインを描くよう形成したものや、中央を円形でくり貫いて黒円を設けた形状など、他のパターンも考えられる。
【００２０】
以上で、本発明の実施の形態を説明したが、これに限らず、本発明の範囲内で種々の設計変更を行うことが可能である。例えば、シルク印刷以外にも、フィルム状のものを回路基板上に接着する、光反射性の材質をもつ塗料を吹付けるといった方策をとっても良いし、光反射する部材を回路基板上に埋め込むなどの構造を組み込むものでも同様の効果が得られる。また、光反射膜の色合いについても、実装するＬＥＤ素子に合わせて最適のものを選択すれば、疑似点灯防止の効果につながる。さらに、外部より視認される領域内においてドットマトリクス状に視認できればよいので、光反射膜を施す領域を、回路基板全域とせず必要最小限に抑えることも可能である。その他、実装するＬＥＤ素子にドーム状のレンズを被せて組み立てる仕様などにおいても、視認されるレンズの形状に似せるようにして光反射膜を施せばよく、光反射膜の形状をＬＥＤ素子に限定するものではない。
その他、ＬＥＤ表示器の形状や表示する文字などにおいても、その使用する用途などに応じて種々の態様を採用すればよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の外観正面図（ａ）と、側断面図（ｂ）である。
【図２】本発明の一実施形態の組立工程を示した図であり、（ａ）は実装前を、（ｂ）は実装後を示した図である。
【図３】本発明の第二の実施形態における組立工程を示した図であり、（ａ）は実装前を、（ｂ）は実装後における要部断面図である。
【図４】本発明における光反射膜（シルク印刷）の実施例を示した図である。
【符号の説明】
１ ＬＥＤ表示器
２１ 前ケース
２２ 後ケース
３ パネル
４１ 回路基板
４１ａ ＬＥＤ素子を実装しない領域
４１ｂ ＬＥＤ素子を実装する領域
４２ ＬＥＤ素子
７ 光反射膜（シルク印刷）

Claims (3)

1. ケース内部に支持された基板上へ、文字や図形、または記号などをかたどるようにＬＥＤ素子を適宜配列して実装したＬＥＤ表示器であって、
   ＬＥＤ素子を実装した領域外の基板表面上に、光反射膜を、視認されるＬＥＤ素子のドット単位の大きさで等間隔に施し、
   外部より視認される基板上の全域に、ＬＥＤ素子と光反射膜とで構成するドットマトリクス状の模様を形成したことを特徴とするＬＥＤ表示器。
2. ケース内部に支持された基板上へ、文字や図形、または記号などをかたどるようにＬＥＤ素子を適宜配列して実装したＬＥＤ表示器であって、
   基板表面上に、光反射膜を、視認されるＬＥＤ素子のドット単位の大きさでドットマトリクス状に施し、
   ＬＥＤ素子は、施した光反射膜に臨んで適宜実装されることを特徴とするＬＥＤ表示器。
3. 前記光反射膜は、白色または白色に類似した色のシルク印刷で形成されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のＬＥＤ表示器。

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