ＬＥＤ表示灯

トップ :: F 機械工学照明加熱武器爆破 :: F21 照明

【発明の名称】	ＬＥＤ表示灯
【発明者】	【氏名】池田安輝人
【要約】	【課題】表示部に対して均一な発光ができ、ＬＥＤによる拡散放光の効率を高めるとともに構造を簡素化でき、コストメリットを発揮できるＬＥＤ表示灯の提供。【解決手段】ＬＥＤ２を光源とし、表示部となる一段または複数段のグローブ１を有する表示灯であって、グローブ１の内周または内周に接近した位置に複数のＬＥＤ２を所定間隔をあけて備え、ＬＥＤ２と対向したグローブ１周囲部へ拡散放光をさせるようにしてあることを特徴とするＬＥＤ表示灯。

【特許請求の範囲】
【請求項１】ＬＥＤを光源とし、表示部となる一段または複数段のグローブを有する表示灯であって、グローブの内周または内周に接近した位置に複数のＬＥＤを所定間隔をあけて備え、ＬＥＤと対向したグローブ周囲部へ拡散放光をさせるようにしてあることを特徴とするＬＥＤ表示灯。
【請求項２】ＬＥＤがグローブ内周に沿って設けたリング状基材に複数が装着されてあることを特徴とする請求項１記載のＬＥＤ表示灯。
【請求項３】リング状基材がグローブと一体形成され、グローブ内周に位置するリブからなることを特徴とする請求項２記載のＬＥＤ表示灯。
【請求項４】リング状基材がグローブ内周に沿うよう取付けた細幅板からなることを特徴とする請求項２記載のＬＥＤ表示灯。
【請求項５】リング状基材がグローブ内周に沿うよう取付けたシートまたはフィルムによる筒状体からなることを特徴とする請求項２記載のＬＥＤ表示灯。
【請求項６】リング状基材が複数の枠体をリング状に接続し、これをグローブ内周に沿うよう取付けたものからなることを特徴とする請求項２記載のＬＥＤ表示灯。
【請求項７】リング状基材がグローブの内周に沿うよう取付けたワイヤからなることを特徴とする請求項２記載のＬＥＤ表示灯。
【請求項８】ＬＥＤがグローブの遮蔽板に接続してグローブ内周に位置するよう設けた部材に装着されてあること特徴とする請求項１記載のＬＥＤ表示灯。
【請求項９】ＬＥＤが斜め方向に放光できるように設けてあることを特徴とする請求項１～８の何れかに記載のＬＥＤ表示灯。
【請求項１０】グローブが液晶パネルとして形成されてあることを特徴とする請求項１～９の何れかに記載のＬＥＤ表示灯。

【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は光源にＬＥＤを採用し、表示部となるグローブ内周の周囲部から対向する周囲部へ効率よく拡散放光できるようにしたＬＥＤ表示灯に関する。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】従来より信号報知表示灯などの表示灯として、光源にＬＥＤを採用したものは、従来の白熱球光源のように頻繁な電球交換を要しないことと、振動等の要因にも強いことから普及し、特に注意喚起を要する各種の出入口や、工事現場などに多く使用されているのが現状である。
【０００３】しかしながら、ＬＥＤは光量が少ないためＬＥＤを多数実装した基板等の部材を表示部となるグローブの中心部に設けて中心からグローブ周囲へ放光させるようにしていたが、ＬＥＤからグローブ周囲部までの距離が短く、ＬＥＤからの光が充分に拡散する前にグローブに当ることになり、看者からは粒状光源として視認されることになり、多くのＬＥＤを実装しても効率的な活用ができないことになる。
【０００４】そこで、反射手段を利用して光を拡散させる工夫が提案された。例えば鼓状反射部を利用したもの（実開昭６２－７８７７０号）や、回転放物面反射鏡を用いたもの（実開昭６３－１７６２１４号）、などがあったが、ＬＥＤからの放光状態が粒状光源や線状光源として視認されて視認性に劣るため、ＬＥＤからの放光を十分にすべく円錐状反射面を用いたもの（実用新案登録第２５６８８９９号）も考案されたが、反射効率の点から直接光に比べ輝度が減衰され、しかもＬＥＤからの放光を拡散するための反射手段を表示部となるグローブ内に装備すると、コスト高になることと、表示灯全体としては装置的にどうしても大型化するという課題が残るものであった。
【０００５】そこで本発明においては、上記した従来のように、ＬＥＤを表示部となるグローブの中心部に装備する場合の課題や反射手段を採用した場合の課題を解消してＬＥＤからの光を効率よく活用できることを目的として発明したものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記したように従来技術の課題を解消し、ＬＥＤによる拡散放光の効率を高めるとともに構造を簡素化でき、コストメリットを発揮できるように発明された本発明による構成については、先ず請求項１に記載したようにＬＥＤを光源とし、表示部となる一段または複数段のグローブを有する表示灯であって、グローブの内周または内周に接近した位置に複数のＬＥＤを所定間隔をあけて備え、ＬＥＤと対向したグローブ周囲部へ拡散放光をさせるようにしてあることを特徴としている。
【０００７】このような構成の採用によって、表示部となるグローブ内面から対向面（対面部）に向けてＬＥＤ等の光源から光を照射するもので光が広がる距離が確保でき、表示部に対して均一な発光ができる。また反射手段も介さず直射しているので光が減衰することなくＬＥＤ等の光源の光を効率的に利用でき、省電力化を促進できる。
【０００８】また、反射手段が不要で低コストとなり、しかも構成部品が少ないため、故障要因も少なくなるという利点がある。次いで、ＬＥＤのグローブ内周または内周に接近した位置にＬＥＤを備える手段については、請求項２に記載したように、ＬＥＤがグローブ内周に沿って設けたリング状基材に複数が装着されてあることを特徴としていると、ＬＥＤを非常に装備し易くなる。
【０００９】特に請求項３に記載したように、リング状基材がグローブと一体形成され、グローブ内周に位置するリブからなることを特徴とすると、グローブと共に例えば合成樹脂材等にて一体に成形したリブをリング状基材として形成しておくと、リブの一部にＬＥＤの装着部を形成するのみで簡単にＬＥＤの装備が行なえて至便となる。
【００１０】次いで、請求項４に記載したように、リング状基材がグローブ内周に沿うよう取付けた細幅板からなることを特徴としていると、グローブとは別に形成されたリング状基材となる細幅板に予めＬＥＤを装備しておくことができ、これをグローブ内周に装備するだけで簡単にＬＥＤをグローブ内に取付けることができ、しかも細幅板をプリント配線基板として形成することもでき、一層のこと構造の簡素化が促進できる。
【００１１】また、請求項５に記載したようにリング状基材がグローブ内周に沿うよう取付けたシートまたはフィルムによる筒状体からなることを特徴としていると、軽量なシートまたはフィルムによる筒状体にＬＥＤを装備でき、全体の軽量化とコストダウン化をはかれることになる。次に請求項６に記載したようにリング状基材が複数の枠体をリング状に接続し、これをグローブ内周に沿うよう取付けたものからなることを特徴としていると、枠体ゆえに、先のシートまたはフィルムと同様に、軽量化とコストダウン化をはかれるのは勿論のこと、ＬＥＤの放光に対しての空間率の向上（遮へいされるものが少なくなる）につながることになる。
【００１２】さらに請求項７に記載したように、リング状基材がグローブの内周に沿うよう取付けたワイヤからなることを特徴としていると、さらにワイヤによるリング状基材は一層の軽量化とコストダウン化や空間率向上をはかれることになる。また、ＬＥＤがグローブまたはグローブに沿うリング状基材に取付けられるほか、請求項８に記載したようにＬＥＤがグローブの遮蔽板に接続してグローブ内周に位置するよう設けた部材に装着されてあること特徴としていると、上部の遮蔽板から垂下したり、下部の遮蔽板から起上した接続部材にＬＥＤを装着しておくことができ、遮蔽板の製造時にＬＥＤを実装しておくことが可能となり、グローブへの装備が簡単になる利点が大きい。
【００１３】またＬＥＤは対向するグローブ周囲部に対して真直ぐに放光するほか、請求項９に記載したように、ＬＥＤが斜め方向に放光できるように設けてあることを特徴としていると、斜め方向への放光が実現でき、放光についての方向性を変える場合に好都合となる。さらに表示部となるグローブについては、ＬＥＤの方向を透過させて外部へ放光して視認させるほか、請求項１０に記載したようにグローブが液晶パネルとして形成されてあることを特徴としていると、ＬＥＤの放光をバックライトとして活用し、グローブの外面に信号としての文字や、記号、図形等を液晶表示することができ、グローブを放光とは別な表示用途に用いることが可能となる。
【００１４】
【発明の実施の形態】次いで、本発明の実施態様について図を参照しながら以下に説明する。先ず、第１実施例について、図１は平面図、図２は断面図を示しており、断面図については、後述する図にも共通していることとして、左右に位置するＬＥＤ間の向こう側に位置するＬＥＤは、便宜上図示を省略してある。図中におけるＡは表示部となる一段または複数段のグローブ１を有する表示灯であって、グローブは透過可能な合成樹脂、ガラス等の素材からなり、ＬＥＤ２を光源としてグローブ１に直か付けにて装備してあり、その装備の具体例としては、グローブ１の内周に複数のＬＥＤ２（図の場合、６個）を所定間隔をあけて取付けてある。そして取付け部３の取付手段については接着剤を用いたり、ビス止めによるほか、グローブ１内にインサートした金属材と、ＬＥＤの取付座とした金属部材とをポイント的にスポット溶接して取付けることもでき、ＬＥＤ２の配線については既知の方法にて接続できるものであって図示するのを省略してある。図中の１１，１１′はグローブ１の相互の接続部であり、遮蔽板１０，１０′を介在して接続されることになる。遮蔽板１０，１０′の効果としては、色の異なるＬＥＤが上下にある場合に混ざった色による照射になるのを防ぐことと、ＯＦＦになった側のＬＥＤの照射範囲にＯＮ状態のＬＥＤの照射が可及してＯＮと誤認することのないように遮蔽している。
【００１５】上記のように、グローブ１の内周に装備されたＬＥＤ２からの発光は、ＬＥＤ２と対向したグローブ１の周囲部（対面部）へ拡散して放光され、グローブ１から透過拡散して放光されることになる。グローブ１の内周に位置するＬＥＤ２からの発光は、グローブ１の周囲部までの距離が充分長くとれるため拡散効率が高く外部へのＬＥＤ２による照射範囲は反射手段を用いなくとも大きくなり、非常に視認性が向上できることになる。従って、ＬＥＤ２を効率よく利用でき、装着するＬＥＤが少数で足りるので、省電力化をもたらし得る。
【００１６】なお、グローブ１には図では省略されてあるが、既知のごとく内外面双方または片方に拡散性レンズとなるようなスリットが形成されてある。またＬＥＤ２への電源供給は、図示しないがグローブ１の内部に回路を構成する導電性経路を内蔵させてある。上記した第１実施例はＬＥＤ２をグローブ１に直か付けした場合であったが、以下の第２～第６迄の実施例はグローブ１の内周または内周に接近した位置において、内周に沿って設けたリング状基材にＬＥＤ２が装着されてある場合を示しており、ＬＥＤ２を装着し易くなるもので、リング状基材としては順次符号５０，６０，……として具体的に記載することにする。
【００１７】先ず、第２実施例では、平面図の図３および断面図の図４に示すように、グローブ１とグローブ内周のリブ５０とを合成樹脂、ガラス等の素材にて一体に形成してあり、このリブ５０がリング状基材となる場合であって、部分斜視図の図５に示すようにリブ５０には挿入口５１，５１′を設けておき、ＬＥＤ２に設けた挿入脚２１，２１′を押入して簡単に取付け得るようにしてある。図中Ｔは電源供給用の端子を示している。なお、上記リング状基材となるリブ５０の表面にはプリント配線基板の回路に相当するコーティング部５２を形成しておくことが好ましい。上記のようにＬＥＤ２をリブ５０に取付けることで、同時にＬＥＤ２を配線基板に取付けたことになる。これによって、配線基板がグローブと一体に形成されるものとなり、表示部を作製するのに配線基板を用意する必要がなくなり、部品点数、作製工数の低減につながる。
【００１８】第３実施例では、平面図の図６および断面図の図７に示すようにグローブ１の内周に沿うようにグローブ１に取付けた円形の細幅板６０をリング状基材とした場合であって、グローブ１と、細幅板６０とを孔付受材と鉤材等、相互の係合手段を用いて取付けたり、ビス止め等の手段にて取付ける。当該細幅板６０には予め適当間隔をあけてＬＥＤ２の複数を取付けておくことができる点で至便である。上記リング状基材となる細幅板６０は、図示したようにプリント配線６１を施した基板として回路構成しておくと非常に至便である。第３実施例の場合、グローブ１とリング状基材とが別体であるゆえ、グローブ１の高さに応じて適当高さの基材を設けることができ、基材が複数に分けられていてもよい。
【００１９】なお、細幅板６０に対して複数箇所に縦方向への支柱６２を図７に示す二点鎖線のごとく設けて細幅板６０の安定化をはかることができ、その他、支柱をもって上下表示部への給電を兼ねることができる。第４実施例については、斜視図の図８および展開図の図９のごとくシートまたはフィルムによる筒状体７０をリング状基材としてグローブ１の内周に沿うよう取付けている場合であって、筒状体７０に適当間隔をあけてＬＥＤ２の複数を取付けてあり、ＬＥＤ２，２相互は筒状体７０に埋設その他の手段（接合等）にて取付けてある導電性膜部７１にて接続され、筒状体７０を形成するシートまたはフィルムの接合部７２，７２′にコネクタＣ，Ｃによる電気的接続部を設けてあり、これと対応するコネクタを表示部内の電源供給側に設けて実施する。
【００２０】なお、筒状体７０は透明体に形成して実施する場合が、ＬＥＤ２の放光拡散性を高める上でも好ましいものである。当該実施例における筒状体７０に取付けるＬＥＤ２としては、フィルムの作製と同時にＬＥＤ、コーティングが実装された状態を示す図１０（ａ）のごとくＬＥＤチップ２３の裏側に反射材２４を設けて表側にＬＥＤに損傷を与えないように保護することと、ＬＥＤ光を集光するためのコーティング２５を行なう場合と、導電性膜部を施したフィルムにＬＥＤ、レンズカバーを装着した状態を示す図１０（ｂ）のごとくＬＥＤチップ２３をレンズカバー２６で包被している場合とを例示できる。レンズカバー２６はＬＥＤ２の保護とＬＥＤ光を集光する機能を有している。
【００２１】何れの場合も、ＬＥＤ２の配列については、例えば図形状、文字状等配列を自由に設定でき、筒状体７０としては、フィルムまたはシートにて形成されているから、軽量化が促進できるほか、コストダウン化にも好都合となる。第５実施例については、平面図の図１１、それぞれ断面図の図１２および図１３、さらには展開図の図１４に示してあり、複数の枠体８０，８０……をリング状に接続し、これをグローブ１内周に沿う取付けたものであり、枠体８０としては、導電性の材質（例えば薄板プレス材等）からなり、枠体８０，８０間の位置にＬＥＤ２を半田付け等の取付手段にて装着してあるもので、リング状となるための枠体８０，８０の接合端部は、先に示した第４実施例と同じように、コネクタ等の接合部８１，８１′となるように形成してあるもので、ＬＥＤ２の装着個数を増加して実施する場合には枠体８０の個数を増加して枠体８０，８０間の位置を増加すればよい。何れの場合にも枠体８０の上下間隔はＬＥＤによる発光が拡散放光されるのに妨げとならない間隔が必要である。当該実施例５の場合も、実施例４と同様軽量化やコストダウン化には好都合であるほか、装着前の枠体８０はリール状に巻回しておくと保管上至便である。
【００２２】さらに第６実施例によると、リング状基材としては、平面図の図１５および断面図の図１６に示すようにワイヤ９０を用いてグローブ１の内周に沿わせ、ワイヤ９０に取付けたＬＥＤ２をグローブ１の内周に沿う装備した場合であり、一層ＬＥＤ２の装備手段として簡略化且つ軽量化を促進できることになるほか、ワイヤの場合、ＬＥＤ光の妨げを最小限に抑制できる。
【００２３】上記第１実施例～第６実施例ではグローブ１に対して直接的または間接的にＬＥＤ２を装備する場合であったが、底面図の図１７および断面図の図１８には第７実施例として、グローブ１の遮蔽板１００に接続してグローブ１内に垂下させてある接続部材１０１の内方側にＬＥＤ２を装備することにより、グローブ１の内周に接近した位置に複数のＬＥＤ２を装備できるよう実施しているもので、この場合もＬＥＤ２と対向したグローブ１の周囲部（対面部）へＬＥＤ２による発光を拡散放光できることになる。また、グローブに特別な細工を必要としないので、既製品に対する取付けも可能となる。さらにグローブと光源部分の交換が簡単に行える。
【００２４】なお、上記図示したものは、グローブ１の上方側となる遮蔽板１００の下方側へ接続部材１０１を垂下した場合であるが、グローブ１の下方側となる遮蔽板から起上させて接続部材を設けてもよく、何れの場合も遮蔽板の製造時にＬＥＤを実装させておける点で至便であり、接続部材１０１としてはアーム状の形態のほか第４実施例で示した形状による透明な筒状体や、第５実施例で示した枠体によるリング状基材を接続部材として遮蔽板１００に接続して実施することも可能である。
【００２５】第８実施例として示す平面図の図１９および断面図の図２０の場合は、適宜長さを有する複数の長方形の基板１０２の内側にＬＥＤ２を取付けているもので、ＬＥＤ２は、グローブ中心に向かうようにしてある。この場合、個々の基板１０２の取り扱いがし易くなり、且つコストメリットも大きい。また、実施上ＬＥＤ２の装備としては、グローブ１の対向する側と直角に真っ直ぐ対向して放光するような場合のほか、第９実施例としてＬＥＤ２を斜め方向に放光できるように平面図の図２１および断面図の図２２のごとく上下の遮蔽板１０，１０′に装備して実施することもでき、この場合、放光の方向を変えて異なった放光状態を得ることができることになり、放光用途を拡大できる。また、ＬＥＤ２は上下の一方だけで実施することもできる（図示せず）。
【００２６】また、表示部に対して周方向に適当間隔をあけて設けたＬＥＤ２を順次周方向に点滅させて、あたかも回転しているかのごとく見せると、回転表示灯のごとく実施できる。上記した各実施例のグローブ１は透過できるものを想定しての実施例であったが、第１０実施例として、平面図の図２３および断面図の図２４のごとくグローブを液晶パネル１′として形成して実施することもでき、液晶パネルとしての表示部１５に対してＬＥＤ２による放光をバックライトとして活用し、液晶パネルとなるグローブ表面に文字、記号、図柄等の液晶表示を表示内容として表すことができ、前記した各実施例によるＬＥＤの装備形態がそのまま採用可能となる。
【００２７】上記した各実施例において、表示部となるグローブは円筒形を例示したが多角形その他、円筒形以外の形状にして実施してもよい。実施上、上記した各実施例における構造は指向性の強いＬＥＤを光源とする場合にのみ、適用される。比較上、電球など全方向に一様に発光する光源の場合、利点はほとんどない。また、ＬＥＤの照射角が広い場合、従来構造でもある程度の広い照射面積を確保できるが、本発明構造ではそれ以上に広い照射面積を確保でき、より効果的にＬＥＤ光が利用できる。
【００２８】例えば図２５に示すように、通常使用される集光型のＬＥＤを用いた場合について、グローブ中央部にＬＥＤを装備した場合を（ａ）に、反射鏡を用いた場合を（ｂ）に、本発明による場合を（ｃ）に図示して、拡散された方向の視認を比べてみたが、本発明の場合は照射範囲がきわめて広い。同様にして照射角度の広いＬＥＤを用いて比較したが、図２６の（ａ）（ｂ）に比べ本発明の場合、非常に広い照射範囲として視認された。
【００２９】これらの点を以下の比較表にまとめた。
【００３０】
【表１】

【００３１】
【発明の効果】本発明は上記したように、従来技術におけるように表示部となるグローブの中央部にＬＥＤを設けてグローブ周囲部へ拡散放光させる場合や、反射鏡などの反射手段を用いて拡散放光させる場合の課題を解消し、以下のような効果を奏することができる。
(1) ＬＥＤと表示部の間に何も無いので、ＬＥＤ光が減衰することもなく、ＬＥＤ光を効率的に利用できる。
(2) ＬＥＤは表示部内面より中心方向へ対面を照射する構造をとっているが、ＬＥＤ光同志の交差による光の減衰を生じることはない。
(3) グローブの内周に沿う位置からグローブ周囲部（対面部）へとＬＥＤ光を照射しているので、従来の中央部から周囲部への照射に比べ１／２の直径で同じ広さの照射範囲にて均一に発光させることができる。同一直径では２倍の照射距離をとれる。
(4) 構成部品が少ないので故障要因も少なく信頼性が高くなる。
(5) 最低限の部品しかないので、従来より軽量になる（振動に強くなる）。
(6) 使用するＬＥＤが少なくてすむので省電力となることと、構造の簡素化が相まって低コスト化が促進される。

【出願人】	【識別番号】０００１４３６９５【氏名又は名称】株式会社パトライト
【出願日】	平成１１年３月１９日（１９９９．３．１９）
【代理人】	【識別番号】１０００７５１５５【弁理士】【氏名又は名称】亀井弘勝（外２名）
【公開番号】	特開２０００－２６８６０４（Ｐ２０００－２６８６０４Ａ）
【公開日】	平成１２年９月２９日（２０００．９．２９）
【出願番号】	特願平１１－７６１１０