JP2010008678A

JP2010008678A - 発光表示装置

Info

Publication number: JP2010008678A
Application number: JP2008167486A
Authority: JP
Inventors: Koichi Murayama; 光一村山; Yasunobu Okubo; 康信大久保; Junichi Sakai; 淳一酒井; Kyosuke Koizumi; 京佑小泉
Original assignee: MK Seiko Co Ltd
Current assignee: MK Seiko Co Ltd
Priority date: 2008-06-26
Filing date: 2008-06-26
Publication date: 2010-01-14
Anticipated expiration: 2028-06-26
Also published as: JP5148386B2

Abstract

【課題】所定距離を置きながら配置したＬＥＤの光をＬＥＤ配列方向へむらを極力無くしながら連続的に拡散発光させ、しかも強い光の照射を受けた場合にもＬＥＤの発する光の視認性が低下することのない発光表示装置を提供する。
【解決手段】基板上に複数配置した発光体をトンネル状の透光カバー体４で覆い、この透光カバー体４の外側面に第１シリンドリカルレンズ４ａを形成し、内側面に第２シリンドリカルレンズ４ｂを形成する。それら第１シリンドリカルレンズ４ａと第２シリンドリカルレンズ４ｂは、半円柱形状の軸方向が互いに直交するようにレンズを形成し、そして基板上に配置されている発光体の位置に対応する透光カバー体４の外側面または内側面に、第１シリンドリカルレンズ及び第２シリンドリカルレンズのレンズ幅より大きいレンズ幅を持つ第３シリンドリカルレンズ４ｃを形成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＬＥＤ（発光ダイオード）等の発光体をプリント基板上に複数配置し、各発光体を点滅制御することで電飾、イルミネーション等の装飾発光を行う発光表示装置に関する。

従来、看板やアミューズメント機器、あるいは電飾サイン等に用いる発光表示装置としてＬＥＤを使用した装置が知られている。例えば、特許文献１に示すように、透光性カバー体の内部にＬＥＤを収容する収容凹部を形成し、その内面に光を拡散させる複数の凹曲面部を形成し、収容凹部の中に配置したＬＥＤから照射された光を透光性カバー体の周側面方向に拡散させるようにした発光具がある。また、特許文献２に示すように、ＬＥＤを碁盤目状に配置した表示部の周囲に飾りＬＥＤを配置して飾り部を形成し、この飾り部のＬＥＤを特許文献１と同様にトンネル状の光拡散板で覆い、やはり同じように光拡散板によってＬＥＤが並べられた方向に光を拡散させるようにした表示装置もある。
特開平９−２５８６７６号特開２００３−２８０５３４号

特許文献１に記載の発光具では、透光性カバー体の内面に凹曲面部を形成し、ＬＥＤの光を透光性カバー体を透過して周側部に拡散させることで発光具全体を照らすようにしている。しかし、ＬＥＤの光を拡散させるための凹曲面部は、透光性カバーの内面のみに連設する構造であるため、カバー体の全体をむらのない状態で発光させるには不十分であった。カバー体内面に複数連設する凹曲面部は、断面円弧状の溝をカバー体内面の短手方向に形成するものであるため、ＬＥＤランプから照射された光は溝の長手方向に連続して拡散し、その結果、1つ1つの凹曲面部ごとにケース体の短手方向に一続きで光が拡散し、ケース体の長手方向には光が不連続で視認されることになるのである。ＬＥＤランプとＬＥＤランプの間に位置する凹曲面部にも光は入射するものの、それは隣接する凹曲面部から漏れる光や、ＬＥＤランプから広がって照射された光であるため、ケース体の長手方向に不連続な状態で並んで視認される発光群はＬＥＤランプから離れるに従って徐々に暗くなり、従ってカバー体全体を見たときにカバー体の長手方向に対して明るさのむらが生じるのである。

特許文献２に記載の表示装置でも、飾りＬＥＤを覆うトンネル状の光拡散板には、光拡散用の凹凸（特許文献１の凹曲面部に相当）がＬＥＤの並ぶ方向へ連続して形成されており、やはり特許文献１と同様の問題を抱えている。

そして、こうした従来の光拡散効果を利用した装置では、光拡散用のカバー体に太陽光等の強い光を受けた場合にカバー体の表面や内側の凹曲面で光が散乱して白っぽく認識され、ＬＥＤの発した光がほとんど認識できなくなるという問題があった。

本発明は、上記従来の問題点に対処してなされたものであり、所定距離を置きながら配置したＬＥＤの光をＬＥＤ配列方向へむらを極力無くしながら連続的に拡散発光させ、しかも強い光の照射を受けた場合にもＬＥＤの発する光の視認性が低下することのない発光表示装置を提供することを目的としている。

上記の目的を達成するために、請求項１記載の発光表示装置では、基板上に配置した複数の発光体を複数個ごとにトンネル状の透光カバー体で連続して覆い、発光体を点滅制御することで装飾発光表示を行う発光表示装置において、前記透光カバー体に、透光カバー体の外側面に透光カバー体の長手方向または短手方向に沿って複数形成する第１シリンドリカルレンズと、透光カバー体の内側面に前記第１シリンドリカルレンズの形成方向と直交する方向に沿って複数形成する第２シリンドリカルレンズと、前記透光カバー体で覆う発光体の位置に対応する透光カバー体の外側面または内側面に、前記第１シリンドリカルレンズ及び第２シリンドリカルレンズよりレンズ幅が大きい第３シリンドリカルレンズを形成すると共に、発光体の正面と対向する位置の透光カバー体の外側面及び内側面に前記第１シリンドリカルレンズ及び第２シリンドリカルレンズを形成しないことを特徴としている。

また、本発明の発光表示装置では、前記第３シリンドリカルレンズの長手方向を、第３シリンドリカルレンズを形成する面と同一の面に形成する前記第１シリンドリカルレンズまたは第２シリンドリカルレンズの形成方向と同じくすることを特徴とする。

請求項１記載の発明によれば、基板上に複数配置した発光体をトンネル状の透光カバー体で覆い、この透光カバー体の外側面に第１シリンドリカルレンズを形成し、内側面に第２シリンドリカルレンズを形成する。それら第１シリンドリカルレンズと第２シリンドリカルレンズは、半円柱形状の軸方向が互いに直交するようにレンズを形成し、そして基板上に配置されている発光体の位置に対応する透光カバー体の外側面または内側面に、第１シリンドリカルレンズ及び第２シリンドリカルレンズのレンズ幅より大きいレンズ幅を持つ第３シリンドリカルレンズを形成し、更に、発光体の正面と対向する位置の透光カバー体の外側面及び内側面には第１シリンドリカルレンズと第２シリンドリカルレンズを形成しない構造としている。こうした構造とすることにより、発光体から照射された光は先ず透光カバー体の内側面に形成された第２シリンドリカルレンズに入射して屈折し、第２シリンドリカルレンズの曲率を備える断面の幅寸法（レンズ幅の寸法）でレンズの軸方向に拡散する。次に、透光カバー体の内部を通過して外側面側に達した光は第１シリンドリカルレンズで屈折を起こし、第１シリンドリカルレンズの曲率を備える断面の幅寸法でレンズの軸方向に拡散しながら透光カバー体の外部へ向けて照射されることになる。第１シリンドリカルレンズと第２シリンドリカルレンズとはレンズの軸方向が互いに直交している為、レンズの軸方向へ線状に拡散する複数本の光が直交して視認されることになり、透光カバー体を通して見る発光体の光は透光カバー体の長手方向にも短手方向にも連続した状態で発光させることができる。特に、透光カバー体の長手方向にも連続した状態で光を拡散する為、ＬＥＤが配列する方向に明るさのむらが発生するのを防ぐことができる。

また、発光カバー体の発光体を覆う箇所にはレンズ幅の大きい第３シリンドリカルレンズを形成していることにより、発光カバー体を外側から見たときに発光体から直接放たれる一際明るい光を第３シリンドリカルレンズのレンズ幅に広げて視認させることができる。これによって、発光カバー体全体が発光する中に一段と明るい帯状の光を等間隔置きに出現させることができ、装飾表示上のアクセント効果を得ることができる。そして、発光カバー体の発光体に正対する位置には第１シリンドリカルレンズ及び第２シリンドリカルレンズを形成しない構造としていることにより、発光体の真正面に照射される強い明るさの光を第１シリンドリカルレンズと第２シリンドリカルレンズで屈折させることなく外部へ直接照射させることができる。これにより、太陽光等の強い光が発光カバー体を照らしているような状況の中においても、発光体の正面から照射される直接光の視認性を保つことができ、外光の散乱によって発光カバー全体が視認不能に陥るのを防ぐことができる。

（実施の形態１）
以下、本発明による好適な実施形態を図面を参照しながら説明する。
図１は本発明実施例の外観を示す説明図である。本発明の発光表示装置１は、プリント基板２の表面に実装した多色発光可能なＬＥＤ３と、このＬＥＤ３をトンネル状に覆う透光カバー体４と、ＬＥＤ３を発光駆動するための発光駆動回路（図示しない）とによって全体が構成されている。なお、発光駆動回路は、予め設定された発光表示パターンデータに基づいてＬＥＤ３の発光輝度や点滅タイミング、あるいは発光色を可変させながら発光駆動する機能を備えており、多彩な装飾表示を可能にしている。

ＬＥＤ３は、プリント基板上に所定距離を置きながら直線状に複数配置しており、その直線配置したＬＥＤを長尺形状の透光カバー体４によって連続して覆っている。透光カバー体４の短手方向の断面形状は、ＬＥＤ３の側方から上方を連続的に覆うように略半円状のトンネル形状としている。透光カバー体４の外側面に複数形成される４ａは第１シリンドリカルレンズであり、半円柱形状を呈すレンズの軸を透光カバー体４の長手方向に沿わせて形成している。この第１シリンドリカルレンズ４ａは、透光カバー体４の短手方向の一方の側端から他方の側端にかけて隙間無く密に隣接させながら形成しており、透光カバー体４の内側からＬＥＤ３が放射した光をレンズの曲率に応じて屈折させながらカバー体の長手方向へ線状に拡散する。

一方、透光カバー体４の内側面に複数形成される４ｂは第２シリンドリカルレンズであり、レンズの軸を透光カバー体４の短手方向に揃えながらトンネル形状の内側面に沿わせて形成している。この第２シリンドリカルレンズ４ｂは、透光カバー体４の長手方向の一端から他端にかけて隙間無く密に隣接させながら形成しておりＬＥＤ３が放射した光をレンズの曲率に応じて屈折させながらカバー体の短手方向へ線状に拡散する。

４ｃは第３シリンドリカルレンズであり、透光カバー体４の内側面に第２シリンドリカルレンズ４ｂと同じように形成される。但し、この第３シリンドリカルレンズは、透光カバー体４内側面のＬＥＤ３に対向する箇所にのみ形成されており、シリンドリカルレンズの円弧状に膨らむ断面で見たレンズ幅が第２シリンドリカルレンズより大きい幅寸法を有している。第３シリンドリカルレンズのレンズ幅寸法は、少なくともＬＥＤ３の幅寸法より大きい寸法に設定されており、ＬＥＤ３から広がりながら照射された光を第３シリンドリカルレンズのレンズ幅内で屈折させ、レンズの軸方向に対して拡散させる。これにより、ＬＥＤ３から照射される強い明るさの直接光が第３シリンドリカルレンズ４ｃのレンズ幅でレンズ軸方向へ線状に集光され、図４に示すようにレンズを形成しない場合と比較して、透光カバー体４を外から見たときにＬＥＤ３から照射された直接光がレンズ幅まで広がって視認される効果が得られる。ちなみに、第１シリンドリカルレンズのレンズ幅と第２シリンドリカルレンズのレンズ幅は、ＬＥＤ３の縦及び横寸法より小さい寸法を有しており、透光カバー体４を外から見たときにＬＥＤ３の発する光を細い複数の線状に視認させ、透光カバー体４がところどころ点状に発光した状態ではなく、透光カバー体４全体が面として発光しているように視認される効果を得るようにしている。

透光カバー体４のレンズ外側面において、ＬＥＤ３の直上に相当する箇所には平滑部４ｄが形成される。この平滑部４ｄは、透光カバー体４の外側部全体に複数の第１シリンドリカルレンズ４ａが形成される中で、部分的にレンズ構造を持たない平面が形成されたものであり、レンズの機能を備えていない。この平滑部４ｄは矩形に形成されており、その縦横寸法は、平滑部を正面より見たときに直下に位置するＬＥＤ３の発光部が隠れることなく確認できる大きさであれば良い。また、透光カバー体４の長手方向に相当する平滑部４ｄの寸法は、透光カバー体４の内側面側に形成される第３シリンドリカルレンズのレンズ幅の範囲に収まる寸法であることが望ましい。そうすることにより、ＬＥＤ３から広がりながら放射された光が第３シリンドリカルレンズによって屈折し、光の放射方向が平滑部４ｄの表面に垂直な方向に揃った状態で平滑部４ｄから放射されることになる。従って平滑部４ｄの正面方向に対してＬＥＤ３の発する光をより高い輝度で視認させることが可能になり、透光カバー体４に直射日光等の強い光が照射されたような状況の中でも、平滑部４ｄを通してＬＥＤ３の光を視認させることができる。

図２は透光カバー体４を示した図であり、図２（ａ）は平面図、図２（ｂ）は側面図、図２（ｃ）は底面図を示している。図１に基づいて説明した通り、透光カバー体４の外側面にはカバー体の長手方向に沿ってレンズ軸を形成した複数の第１シリンドリカルレンズ４ａが密に隣接配置され、カバー体４の内側に配置されるＬＥＤ３に対応して第３シリンドリカルレンズ４ｃのレンズ幅に収まる寸法の平滑部４ｄが形成されている。また、透光カバー体４の内側面には、カバー体４の短手方向に沿ってレンズ軸を形成した第２シリンドリカルレンズ４ｂが密に隣接配置されており、ＬＥＤ３の配置位置に相当する箇所に第３シリンドリカルレンズ４ｃが広いレンズ幅で形成されている。

次に、上記のように構成される発光表示装置を発光表示させた状態を図３に示す。ＬＥＤ３が発光すると、第１シリンドリカルレンズ４ａ及び第２シリンドリカルレンズ４ｂの作用により、透光カバー体４の長手方向と短手方向にそれぞれ光が線状に拡散して透光カバー体４全体が面状に発光する。同時に、ＬＥＤ３から照射される直接光を受けて第３シリンドリカルレンズ４ｃのレンズ幅で一際明るい発光群が透光カバー体４の外側部に表れる。また、第３シリンドリカルレンズ４ｃの作用による発光群の中で、平滑部４ｄが形成された位置においては更に明るい発光点が視認されることになり、結果として、透光カバー体４全体がむらの無い状態で発光する中に帯状の発光群が一定間隔で表れ、その帯状発光群を透光カバー体４の正面から見たときに極めて高輝度の発光点が視認される。従って、周囲が暗い状態となる夜間はもとより、透光カバー体４に強い外光が照射されていない使用状態では、離間配置したＬＥＤの光が透光カバー体４の全体に拡散してチューブ状に発光する電飾表示効果が得られ、直射日光等の強い光の照射を受けたような悪条件の中でも、透光カバー体４の頂部を正面から見る方向に対しては非常に明るい点状の光を放つ電飾表示効果を得ることができる。

本発明は以上にように構成されるものであるが、特許請求の範囲を逸脱しない範囲で、上記実施例に限定されることなく種々の実施が可能である。例えば、透光カバー体４の短手方向の断面形状は逆Ｖ字状、伏せたコ字状など他の形状としても良く、全体形状も長尺の直線である必要は無く、曲部を備えた形状としても良い。また、第１シリンドリカルレンズ４ａのレンズ軸を透光カバー体４の外側面短手方向に沿わせて形成し、同じく外側面の短手方向に第３シリンドリカルレンズ４ｃを形成しても良い。その場合、第２シリンドリカルレンズ４ｂは透光カバー体４の内側面に長手方向に沿って形成する必要があり、平滑部４ｄも内側面のＬＥＤ直上位置に形成する必要がある。また、上記実施例ではＬＥＤ３を表面実装型のものとして図示しているが、ランプ型のものでも実施可能である。

本発明は、看板、アミューズメント機器、電飾サイン等に単独で使用することが可能である他、ＬＥＤを碁盤目状にドットマトリクス配置した情報表示部を備える表示装置の装飾表示部として利用可能である。その場合、ドットマトリクス情報表示部の周囲を囲むように配置可能なことは勿論、情報表示部の周囲に適宜箇所にのみ配置することも可能である。

本発明実施例に係る発光表示装置の外観を示す説明図である。透光カバー体の外観を示す説明図である。本発明実施例に係る発光表示装置の発光表示イメージを示す説明図である。第３シリンドリカルレンズによる表示効果を示す説明図である。

符号の説明

１発光表示装置
２プリント基板
３発光体たるＬＥＤ
４透光カバー体
４ａ第１シリンドリカルレンズ
４ｂ第２シリンドリカルレンズ
４ｃ第３シリンドリカルレンズ
４ｄ平滑部

Claims

基板上に配置した複数の発光体を複数個ごとにトンネル状の透光カバー体で連続して覆い、発光体を点滅制御することで装飾発光表示を行う発光表示装置において、
前記透光カバー体に、
透光カバー体の外側面に透光カバー体の長手方向または短手方向に沿って複数形成する第１シリンドリカルレンズと、
透光カバー体の内側面に前記第１シリンドリカルレンズの形成方向と直交する方向に沿って複数形成する第２シリンドリカルレンズと、
前記透光カバー体で覆う発光体の位置に対応する透光カバー体の外側面または内側面に、前記第１シリンドリカルレンズ及び第２シリンドリカルレンズよりレンズ幅が大きい第３シリンドリカルレンズを形成すると共に、発光体の正面と対向する位置の透光カバー体の外側面及び内側面に前記第１シリンドリカルレンズ及び第２シリンドリカルレンズを形成しないことを特徴とする発光表示装置。
前記第３シリンドリカルレンズの長手方向を、第３シリンドリカルレンズを形成する面と同一の面に形成する前記第１シリンドリカルレンズまたは第２シリンドリカルレンズの形成方向と同じくすることを特徴とする請求項１記載の発光表示装置。