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【発明の名称】 発光装置及び表示装置
【発明者】 【氏名】藤原 喜將
【要約】 【課題】本発明は、光源とする発光ダイオードから色々な光を拡散させることにより、高い視認性が得られる発光装置を提供することを目的とする。

【解決手段】発光装置１は、主に、透明で棒状の拡散部材１１と、その側壁に巻回された螺旋状拡散部材１３と、光源２１を内側に備えたキャップ部材３１とから構成される。発光ダイオードで構成される光源２１は、主光源２３と副光源２５とからなり、主光源２３からの光は拡散部材１１に伝搬し、副光源２５からの光は螺旋状拡散部材１３に伝搬する。光の経路であるキャップ部材３１の内側には、絶縁性オイル４１が封入されている。また、拡散部材１１と螺旋状拡散部材１３の光源２１とは反対の端面には夫々第１反射板５１、第２反射板５３があり、キャップ部材には、第１反射板と対向するように、第３反射板５５が設けられている。拡散部材１１の側壁には、放射状に複数の側壁反射板５７が設けられている。
【特許請求の範囲】
【請求項１】 発光ダイオードを光源とし、該光源からの光を拡散するための透明な棒状の拡散部材を備えた発光装置であって、該光源からの光を拡散するために、該拡散部材の一端から該拡散部材の側壁に沿って螺旋状に巻回された螺旋状拡散部材と、該拡散部材及び該螺旋状拡散部材の一端に嵌合され、内側に前記光源が固定されたキャップ部材と、を備えたことを特徴とする発光装置。
【請求項２】 前記光源は、前記拡散部材に伝搬する光を発光する主光源と、前記螺旋状拡散部材に伝搬する光を発光する副光源とからなることを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
【請求項３】 前記キャップ部材に固定された前記光源から前記拡散部材及び前記螺旋状拡散部材の一端に入射する光の経路には、該光源からの光の透過率を高めるための液体が封入されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の発光装置。
【請求項４】 前記拡散部材には、該拡散部材の内部からその先端方向へ伝搬する光を該拡散部材の内部へ反射するための第１反射板が、該拡散部材の前記光源とは反対側の端面に設けられていることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の発光装置。
【請求項５】 前記螺旋状拡散部材には、該螺旋状拡散部材の内部からその先端方向へ伝搬する光を該螺旋状拡散部材の内部へ反射するための第２反射板が、該螺旋状拡散部材の前記光源とは反対側の端面に設けられていることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の発光装置。
【請求項６】 発光ダイオードを光源とし、該光源からの光を拡散するための透明な棒状の拡散部材を備えた発光装置であって、該拡散部材に、該拡散部材の長手方向に貫穿され、拡散部材とは光の伝搬特性の異なる拡散物質が内側に充填された貫通孔を形成するとともに、該拡散部材の一端に嵌合され、内側に前記光源が固定されたキャップ部材を備えたことを特徴とする発光装置。
【請求項７】 前記光源は、前記拡散部材に伝搬する光を発光する主光源と、前記貫通孔に伝搬する光を発光する副光源とからなることを特徴とする請求項６に記載の発光装置。
【請求項８】 前記キャップ部材に固定された前記光源から前記拡散部材及び前記貫通孔の一端に入射する光の経路の少なくとも一つの経路には、該光源からの光の透過率を高めるための液体が封入されていることを特徴とする請求項６又は請求項７に記載の発光装置。
【請求項９】 前記拡散部材には、該拡散部材の内部からその先端方向へ伝搬する光を該拡散部材の内部へ反射するための第１反射板が、該拡散部材の前記光源とは反対側の端面に設けられていることを特徴とする請求項６〜請求項８のいずれかに記載の発光装置。
【請求項１０】 前記貫通孔の内部からその先端方向へ伝搬する光を該貫通孔の内部へ反射するための第２反射板が、該貫通孔の前記光源とは反対側の端部に設けられていることを特徴とする請求項６〜請求項９のいずれかに記載の発光装置。
【請求項１１】 前記第１反射板から反射され光源方向に入射する光を再び前記拡散部材の内部に反射させるための第３反射板が、光源側の端部に設けられていることを特徴とする請求項４又は請求項９に記載の発光装置。
【請求項１２】 前記拡散部材には、該拡散部材の内部からその側壁方向へ伝搬する光を該拡散部材の内部へ反射するための側壁反射板が、該拡散部材の長手方向に沿って設けられていることを特徴とする請求項１〜請求項１１のいずれかに記載の発光装置。
【請求項１３】 前記側壁反射板は、前記拡散部材の側壁に、該拡散部材の長手方向の中心軸から放射状に配置されていることを特徴とする請求項１２に記載の発光装置。
【請求項１４】 文字、図形若しくは記号又はこれらの組み合わせからなる表示図柄が立体表示可能な表示装置であって、請求項１〜請求項１３のいずれかに記載の発光装置を複数個備え、複数個の該発光装置を組み合わせて前記表示図柄が形成されていることを特徴とする表示装置。
【請求項１５】 文字、図形若しくは記号又はこれらの組み合わせからなる表示図柄が立体表示可能な表示装置であって、請求項１〜請求項１３のいずれかに記載の発光装置を備え、該発光装置の前記拡散部材は前記表示図柄に対応した形状に形成されていることを特徴とする表示装置。
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、発光ダイオードを光源として備えた発光装置、及び、該発光装置を備えた表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、発光ダイオードは、電光掲示板やその他の表示灯、警告灯などのうち、高い輝度の必要のない発光装置の光源として使用されることが多く、高い輝度の必要な発光装置の光源には、未だに白熱灯や蛍光灯、ハロゲンランプなどが使われているのが通常である。
【０００３】発光ダイオードが高い輝度を必要とする発光装置の光源として使用されないのは、白熱灯や蛍光灯、ハロゲンランプなどと比較してそれ単体では、十分な輝度が得られないからである。つまり、発光ダイオードを使用して高輝度の照明装置などを作るには、大量の発光ダイオードを取り付けて、その数で輝度を補うしかないのである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、発光ダイオードは、従来の白熱灯等に比べ、電力消費量や、耐久性の面で優れており、高い輝度で発光することが可能となって、照明灯や表示灯、警告灯、その他の発光装置に代替することができるようになれば、電力消費量を抑えることができるし、また、球切れなどによる光源の取り替えを頻繁にする必要がなくなるので、社会的にみて非常に有益である。
【０００５】このような理由から、以前より高輝度の発光ダイオードの開発への社会的要請は強く、各研究機関でこのような発光ダイオードの輝度の改善に関する研究や開発が行われており、その成果が得られつつある。しかし、未だ、発光ダイオードを利用した発光装置は、発光ダイオードをただ単に配置しただけのものが多く、十分に有用な発光装置が開発されているとは言い難い。つまり、このような発光装置は、点光源である発光ダイオードを並べただけであるので、必要な位置に光を拡散することができず、光源近くでは輝度が高すぎるし、離れた位置では輝度が十分得られないのである。したがって、改良により発光ダイオードそのものの輝度が十分に高くなっても、必要のない位置に光を照射しているので省電力であるがゆえの有益性を活かしきれないし、既述の点光源の発光装置にあっては、警告灯や表示灯などに使用すると、十分な視認性が得られないものとなってしまう。
【０００６】また、最近では、発光ダイオードを透明な棒状のアクリル樹脂などを介して光を効率よく拡散させて、広範囲に照明可能な発光装置が開発されているが、この場合においても、十分に輝度や視認性に関する改善がなされたとはいいがたい。そして、特に視認性を向上させるには、発光装置の輝度を上げることによる方法と、もう一つ、対象者の注意を惹くような光の演出をすることによる方法とがあるにもかかわらず、発光ダイオードを光源とした発光装置には、このような方法により視認性を高めたものは十分に開発されていない。
【０００７】本発明は、こうした問題に鑑みなされたものであり、発光ダイオードを光源とする発光装置において、輝度を高めつつ、色々な色の光を発光することにより高い視認性が得られる発光装置、及び、該発光装置を備えた表示装置、を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、発光ダイオードを光源とし、該光源からの光を拡散するための透明な棒状の拡散部材を備えた発光装置であって、該光源からの光を拡散するために、該拡散部材の一端から該拡散部材の側壁に沿って螺旋状に巻回された螺旋状拡散部材と、該拡散部材及び該螺旋状拡散部材の一端に嵌合され、内側に前記光源が固定されたキャップ部材と、を備えたことを特徴とする。
【０００９】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発光装置において、前記光源は、前記拡散部材に伝搬する光を発光する主光源と、前記螺旋状拡散部材に伝搬する光を発光する副光源とからなることを特徴とする。請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の発光装置において、前記キャップ部材に固定された前記光源から前記拡散部材及び前記螺旋状拡散部材の一端に入射する光の経路には、該光源からの光の透過率を高めるための液体が封入されていることを特徴とする。
【００１０】請求項４に記載の発明は、請求項１〜請求項３のいずれかに記載の発光装置において、前記拡散部材には、該拡散部材の内部からその先端方向へ伝搬する光を該拡散部材の内部へ反射するための第１反射板が、該拡散部材の前記光源とは反対側の端面に設けられていることを特徴とする。
【００１１】請求項５に記載の発明は、請求項１〜請求項４のいずれかに記載の発光装置において、前記螺旋状拡散部材には、該螺旋状拡散部材の内部からその先端方向へ伝搬する光を該螺旋状拡散部材の内部へ反射するための第２反射板が、該螺旋状拡散部材の前記光源とは反対側の端面に設けられていることを特徴とする。
【００１２】請求項６に記載の発明は、発光ダイオードを光源とし、該光源からの光を拡散するための透明な棒状の拡散部材を備えた発光装置であって、該拡散部材に、該拡散部材の長手方向に貫穿され、拡散部材とは光の伝搬特性の異なる拡散物質が内側に充填された貫通孔を形成するとともに、該拡散部材の一端に嵌合され、内側に前記光源が固定されたキャップ部材を備えたことを特徴とする。
【００１３】請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の発光装置において、前記光源は、前記拡散部材に伝搬する光を発光する主光源と、前記貫通孔に伝搬する光を発光する副光源とからなることを特徴とする。請求項８に記載の発明は、請求項６又は請求項７に記載の発光装置において、前記キャップ部材に固定された前記光源から前記拡散部材及び前記貫通孔の一端に入射する光の経路の少なくとも一つの経路には、該光源からの光の透過率を高めるための液体が封入されていることを特徴とする。
【００１４】請求項９に記載の発明は、請求項６〜請求項８のいずれかに記載の発光装置において、前記拡散部材には、該拡散部材の内部からその先端方向へ伝搬する光を該拡散部材の内部へ反射するための第１反射板が、該拡散部材の前記光源とは反対側の端面に設けられていることを特徴とする。
【００１５】請求項１０に記載の発明は、請求項６〜請求項９のいずれかに記載の発光装置において、前記貫通孔の内部からその先端方向へ伝搬する光を該貫通孔の内部へ反射するための第２反射板が、該貫通孔の前記光源とは反対側の端部に設けられていることを特徴とする。
【００１６】請求項１１に記載の発明は、請求項４又は請求項９に記載の発光装置において、前記第１反射板から反射され光源方向に入射する光を再び前記拡散部材の内部に反射させるための第３反射板が、光源側の端部に設けられていることを特徴とする。
【００１７】請求項１２に記載の発明は、請求項１〜請求項１１のいずれかに記載の発光装置において、前記拡散部材には、該拡散部材の内部からその側壁方向へ伝搬する光を該拡散部材の内部へ反射するための側壁反射板が、該拡散部材の長手方向に沿って設けられていることを特徴とする。
【００１８】請求項１３に記載の発明は、請求項１２に記載の発光装置において、前記側壁反射板は、前記拡散部材の側壁に、該拡散部材の長手方向の中心軸から放射状に配置されていることを特徴とする。請求項１４に記載の発明は、文字、図形若しくは記号又はこれらの組み合わせからなる表示図柄が立体表示可能な表示装置であって、請求項１〜請求項１３のいずれかに記載の発光装置を複数個備え、複数個の該発光装置を組み合わせて前記表示図柄が形成されていることを特徴とする。
【００１９】請求項１５に記載の発明は、文字、図形若しくは記号又はこれらの組み合わせからなる表示図柄が立体表示可能な表示装置であって、請求項１〜請求項１３のいずれかに記載の発光装置を備え、該発光装置の前記拡散部材は前記表示図柄に対応した形状に形成されていることを特徴とする。
【００２０】
【発明の実施の形態】請求項１に記載の発光装置は、光源からの光を外部に拡散するための透明な棒状の拡散部材と、この拡散部材の側壁に螺旋状に巻回された螺旋状拡散部材と、内側に発光ダイオードからなる光源が固定されたキャップ部材とを備えた発光装置である。
【００２１】このようにすると、光源から拡散部材と螺旋状拡散部材に伝搬する光のうち、螺旋状拡散部材の側壁から外部に拡散する光は、螺旋状拡散部材の一端から伝搬して外部に拡散する光と、拡散部材の一端から伝搬して、その側壁から拡散した後に螺旋状拡散部材の内部を伝搬し螺旋状拡散部材の側壁から拡散する光と、から構成されることになる。すなわち、螺旋状拡散部材から拡散する光は、拡散部材から拡散される光とは、異なる強度で、対象者の目に届くために、対象者は、視界に入ったその光に注意を惹くこととなる。したがって、螺旋状拡散部材を備えることにより、発光装置としての視認性を高めることができるのである。
【００２２】請求項２に記載の発光装置は、発光装置の光源を、拡散部材に伝搬する光を発光する主光源と、螺旋状拡散部材に伝搬する光を発光する副光源とにより構成したものである。このようにすると、主光源を構成する発光ダイオードと副光源を構成する発光ダイオードを異なる種類のもので構成することができるので、拡散部材から拡散する光と比較して、その色や強度の異なる光を螺旋状拡散部材から拡散させることができる。この結果、拡散部材から拡散する光と螺旋状拡散部材から拡散する光は、互いの光を引き立てることができて、このような光が対象者も視界に入った際に、対象者は、その光に対して注意を惹くことになる。よって、発光装置の視認性が向上することとなる。
【００２３】請求項３に記載の発光装置は、光源から拡散部材及び螺旋状拡散部材に入射する光の経路に、液体を封入したものである。ここで使用される液体は、透明状で、屈折率が拡散部材の屈折率に近いものを選択し、光源からの光の透過率を高めることができるものとする。このような液体を封入すると、発光装置は、屈折率の違いにより反射されていた光の大部分を拡散部材及び螺旋状拡散部材に伝搬させることができて、液体を封入しない時に比べ拡散部材及び螺旋状拡散部材に入射する光の強度を高めることができる。したがって、拡散部材及び螺旋状拡散部材の側壁から拡散する光の強度も増し、発光装置は高い輝度で発光することができるのである。この結果、遠くの対象者の視界まで光は伝搬されるから、発光装置の視認性は向上する。
【００２４】請求項４に記載の発光装置は、光源とは反対側の拡散部材の端面に、第１反射板を設けたものである。この発光装置は、光源を拡散部材の一端に備えているから、光源から発光した光の大部分は拡散部材の先端方向へ伝搬する。しかし、発光装置としては、先端方向から光を拡散させるよりも、その側壁から光を拡散させ、対象から発光装置を視認できるようにした方が良い場合が多い。そのため、このように第１反射板を拡散部材に設けて、本来、拡散部材の先端方向の端面から出射されていた光を、第１反射板で内部に戻し、拡散部材の側壁から拡散できるようにすれば、その側壁から拡散される光の強度は増し、発光装置の輝度を高めることができるのである。この結果、発光装置の視認性を向上させることができる。
【００２５】請求項５に記載の発光装置は、光源とは反対側の螺旋状拡散部材の端面に、第２反射板を備えたものである。このようにすると、螺旋状拡散部材の該端面から外部に拡散される光がなくなる代わりに、螺旋状拡散部材の側壁から拡散される光の強度が増して、発光装置の輝度が高まり、この結果として、発光装置の視認性を高めることができるのである。
【００２６】請求項６に記載の発光装置は、透明で棒状の拡散部材と内側に光源を備えたキャップ部材により構成され、拡散部材とは光の伝搬特性の異なる拡散物質が内側に充填された貫通孔が拡散部材の長手方向に貫穿して形成されている発光装置である。このようすると、光源から拡散部材に伝搬する光と光源から貫通孔に伝搬する光とでは光の伝搬の態様が異なるから、貫通孔が形成されていない拡散部材に比べて、拡散部材の側壁から出射される光の拡散の態様も異なることになる。したがって、光が対象者の視界に入った際に、その光に対して対象者は注意を惹くことになり、この結果、発光装置の視認性が向上する。
【００２７】請求項７に記載の発光装置は、発光装置の光源を、拡散部材に伝搬する光を発光する主光源と、貫通孔に伝搬する光を発光する副光源とにより構成したものである。このようにすると、主光源を構成する発光ダイオードと副光源を構成する発光ダイオードを異なる種類のもので構成することができるので、貫通孔から拡散される光を、拡散部材の側壁から拡散される主光源からの光とは色や強度が異なる光とすることができて、それを拡散部材の側壁から外部へ拡散させることができる。この結果、これらの光は、互いの光を引き立てることができて、このような光が対象者の視界に入った際に、対象者は、その光に対して注意を惹くことになって、発光装置の視認性は向上することとなる。
【００２８】請求項８に記載の発光装置は、光源から拡散部材及び貫通孔の一端に入射する光の経路のうち、少なくとも一つの経路に、液体を封入したものである。尚、ここで使用される液体は、光源からの光の透過率を高めることができるものとする。このような液体を封入すると、発光装置は、屈折率の違いにより反射されていた光の大部分を拡散部材及び貫通孔に伝搬させることができて、液体を封入しない時に比べ拡散部材及び貫通孔に入射する光の強度が増す。したがって、拡散部材の側壁から拡散する光の強度も増し、発光装置は高い輝度で発光することができるのである。この結果、遠くの対象者の視界まで光は伝搬されるから、発光装置の視認性は向上する。
【００２９】請求項９に記載の発光装置は、光源とは反対側の拡散部材の端面に、第１反射板を設けたものである。このようにすると、拡散部材の該端面から拡散される光がなくなる代わりに、拡散部材の側壁から拡散される光の強度が増して、発光装置の輝度が高まり、この結果として、発光装置の視認性を高めることができるのである。
【００３０】請求項１０に記載の発光装置は、光源とは反対側の貫通孔の端部に、第２反射板を設けたものである。このようにすると、貫通孔の該端部から拡散される光がなくなる代わりに、貫通孔の側壁から拡散される光の強度が増して、発光装置の輝度が高まり、この結果として、発光装置の視認性を高めることができる。
【００３１】請求項１１に記載の発光装置は、第１反射板とは反対側となる発光装置の光源側の端部に、第３反射板を設けたものである。このようにすると、拡散部材の端面に設けられている第１反射板から反射された光のうち、光源方向に伝搬する光を再び拡散部材の内部に反射することができて、発光装置の輝度を、より一層高くすることができる。
【００３２】請求項１２に記載の発光装置は、拡散部材に、その長手方向に沿って側壁反射板を備えたものである。側壁反射板のない発光装置では、光は、拡散部材から均一に拡散されるが、必ずしも発光装置は、周囲全体に光を拡散させる必要はなく、その用途によっては、特定方向に光を拡散させた方がよい場合もある。そのため、側壁反射板を備えて、本来、拡散する必要のない方向に出射される光を、側壁反射板で拡散部材の内部に戻すようにすると、側壁反射板に遮られていない方向の出射光の強度が増し、発光装置の輝度を高めることができる。
【００３３】請求項１３に記載の発光装置は、側壁反射板を、拡散部材の側壁に放射状に配置したものである。発光装置を警告灯などの主に視認性を必要とする装置に使用する場合、視認させる必要のある対象者が、周囲にいる可能性が高く、その対象者から視認させるように光を周囲に拡散させる必要がある。しかし、このような場合には、あらゆる方向に均一に光が拡散されていなければならないということはなく、対象者の視野の範囲内に光が拡散されるようにすればよい。そのため、放射状に配置された側壁反射板を用いて、対象者が視認できる程度に、光の出射方向を分散し、代わりに光の輝度を高めてやれば、遠くの対象者まで発光装置からの光を視認させることができて、かつ周囲の対象者に光を視認させることができるのである。
【００３４】また、請求項１〜請求項１３のいずれかに記載の発光装置を用いて表示装置を構成することもできる。請求項１４に記載の表示装置は、請求項１〜請求項１３のいずれかに記載の発光装置を複数個組み合わせることにより表示図柄を形成したものであり、発光装置から拡散される光によって表示図柄が表示されるものである。
【００３５】本発明の発光装置は、螺旋状拡散部材を用いたり、貫通孔を用いたりして、視認性を向上させたものであるから、このように本発明の発光装置を用いて表示図柄を形成すると、該表示図柄を形成している発光装置からの光が、直接対象者の目に届き、表示図柄の視認性が向上する。
【００３６】また、本発明の表示装置では、拡散部材を用いて発光ダイオードからの光を周囲に拡散させているから、従来のように発光ダイオードを沢山並べて表示図柄を形成する必要がなく、表示装置の省電力化を図ることができるのである。また更に、発光ダイオードを用いた本発明の発光装置は、消費電力が少なく、また、従来の白熱灯などに比べ長期間使用することができるから、球切れ等による発光装置の交換等の表示装置の管理にかかる労力を大幅に軽減することができる。
【００３７】請求項１５に記載の表示装置は、請求項１〜請求項１３のいずれかに記載の発光装置の拡散部材を表示図柄に対応した形状に形成することにより、表示図柄を表示可能としたものである。このようにすると、高い視認性を有する発光装置により表示図柄を形成することができるから、表示図柄の視認性も向上する、また、本発明の発光装置は従来の白熱灯などと比較して長期間の使用に耐えるものであるから、球切れ等による発光装置の交換等の表示装置の管理の労力等を軽減することができる。
【００３８】
【実施例】以上に説明した本発明の発光装置の構成、作用を一層明らかにするために、以下に本発明の実施例について、図面とともに説明する。第１実施例の発光装置１は、主に、光を外部に拡散させるための棒状の拡散部材１１と、その側壁に螺旋状に巻回された螺旋状拡散部材１３と、光源２１を内側に備えたキャップ部材３１により構成されている。図１は、この第１実施例の発光装置１の構成を表す概略図であり、その斜視図を示す。また、図２は、この第１実施例の発光装置１の構成を表す説明図であり、図２（ａ）は発光装置１の長手方向に平行な面である発光装置１の断面図、図２（ｂ）は発光装置１の長手方向に垂直な面である拡散部材１１の断面図、図２（ｃ）は発光装置１の一端に嵌合されたキャップ部材３１の底面図である。
【００３９】拡散部材１１は、光源２１からの光が拡散部材１１の内部で減衰しないように、透明なアクリル樹脂で形成され、さらに、円柱状に形成されている。一方、螺旋状拡散部材１３は、拡散部材１１と同様の理由からアクリル樹脂製であり、さらに、拡散部材１１の側壁に巻回するように円柱状の棒状部材を用いて螺旋状に形成されている。そして、この螺旋状拡散部材１３の両端は、拡散部材１１の長手方向の両端に位置するように配置され、拡散部材１１の側壁に螺旋状に巻回されている。
【００４０】次に、キャップ部材３１は、アルミ製で、略円筒状で一方の開口端を閉塞した形状となっており、その閉塞された端面である底面とは反対側の開口端で拡散部材１１に嵌合されている。そして、キャップ部材３１の側壁には、螺旋状拡散部材１３を嵌合するための嵌合孔３３が形成され、螺旋状拡散部材１３は嵌合孔３３に嵌合されている。さらに、合成樹脂などを用いて、螺旋状拡散部材１３が嵌合した嵌合孔３３の隙間を塞ぎ、螺旋状拡散部材１３をキャップ部材３１に固定している。
【００４１】ここで、図１に示す第１実施例の発光装置１は、キャップ部材３１に対して拡散部材１１の長手方向の長さはさほど変わらないが、図は概略図であって、実際には、キャップ部材３１に対して拡散部材１１を長手方向に十分に長く形成してもよいし、短く形成してもよい。
【００４２】キャップ部材３１の内側には、拡散部材１１をキャップ部材３１に嵌合する際に拡散部材１１をキャップ部材３１の奥まで差し込まないように、図２（ａ）に示されているような突起３５が設けられている。そして、キャップ部材３１の突起３５より底面側の内側には光源２１が固定され、光源２１を拡散部材１１で傷つけないようになっている。
【００４３】ここで、このキャップ部材３１の内側に固定された光源２１は、拡散部材１１に伝搬する光を発光する主光源２３と螺旋状拡散部材１３に伝搬する光を発光する副光源２５とから構成されており、さらに、主光源２３は、緑色光を発光する発光ダイオードと、青色光を発光する発光ダイオードとから構成され、副光源２５は、赤色光を発光する発光ダイオードから構成されている。
【００４４】そして、副光源２５となる発光ダイオードは、螺旋状拡散部材１３の一端に嵌合することのできるようにキャップ状に形成され底面に発光ダイオードのリードを取り出すための孔が形成された固定部材３７の内側に固定され、固定部材３７の一端は、螺旋状拡散部材１３に嵌合され固定されている。
【００４５】さらに、主光源２３と副光源２５を構成するこれらの発光ダイオードのリードをキャップ部材３１の底面から取り出すために、キャップ部材３１の底面にはリード孔３９が２つ形成されており、このリード孔３９から発光ダイオードのリードを外部に取り出した後に合成樹脂などでリード孔３９を塞いで発光ダイオードを固定できるようになっている。
【００４６】尚、図２（ａ）に示すように、主光源２３となる発光ダイオードは、発光装置１の長手方向に平行な方向に並べて固定されているが、このように発光ダイオードを配置するのは、拡散部材の径が大きくならないようにして、発光装置自体をコンパクトにするためである。使用される発光ダイオードは、発光体を透明な樹脂で覆ったものであるので、その方向に並べて配置しても、それぞれの発光ダイオードからの光は、他の発光ダイオードによって光の進行が妨げられないようになっている。ただし、第１実施例の発光装置に使用される副光源２５となる発光ダイオードはそのような発光ダイオードでなくてもよく、主光源からの光を副光源２５の発光ダイオードの一面で遮断し、副光源２５の発光ダイオードからの光のみを螺旋状拡散部材に伝搬させるようにしてもよい。
【００４７】その他、光源２１が固定されたキャップ部材３１の内側には、光源２１から拡散部材１１及び螺旋状拡散部材１３への光の透過率を高めるための液体として、絶縁性オイル４１が充填されている。このように光源２１から拡散部材１１に入射する光の経路であるキャップ部材３１の内側に絶縁性オイル４１を封入すると光源２１からの光の透過率が高まるのは、空気の屈折率に比べ、絶縁性オイル４１の屈折率の方がアクリル樹脂の屈折率に近いからである。
【００４８】つまり、光は空気の層からアクリル樹脂製の拡散部材１１に入射すると、アクリル樹脂の空気に対する比屈折率が非常に大きいために、そのほとんどが反射するのに対して、光源から拡散部材１１までの光の経路に絶縁性オイル４１が封入されていると、アクリル樹脂の絶縁性オイル４１に対する比屈折率が空気に対する比屈折率よりも小さいために光の透過率が高まり、拡散部材１１の内部に入射する光の強度が増すのである。したがって、キャップ部材３１に絶縁性オイル４１を封入すると、拡散部材１１から外部へ拡散される光の強度が増し、発光装置１の輝度が向上する。
【００４９】この絶縁性オイル４１をキャップ部材３１の内側に封入するために、第１実施例の発光装置１のキャップ部材３１の底面には、図２（ｃ）のキャップ部材３１の底面図で示すような絶縁性オイル４１を注入するための螺子孔４３が形成されている。したがって、拡散部材１１の一端にキャップ部材３１を嵌合させた後に、この螺子孔４３から絶縁性オイル４１を注入し螺子４５を螺合すれば、絶縁性オイル４１を密封することができる。尚、螺子孔４３を２つ形成したのは、絶縁性オイル４１を注入する際に、キャップ部材３１の内部の空気を抜けやすくするためである。
【００５０】このように第１実施例の発光装置１は、絶縁性オイル４１をキャップ部材３１の内側に封入して発光装置１の輝度を向上させ、視認性を高めたものであるけれども、その他、この発光装置１に光を反射するための部材を設けて発光装置１の視認性が高められている。
【００５１】つまり、拡散部材１１の光源２１とは反対側の端である先端方向の端面には、第１反射板５１が設けられており、主光源２３から拡散部材１１の長手方向に伝搬し、拡散部材１１の先端方向の端面から外部に拡散しようとする光を、拡散部材１１の内部に戻し拡散部材１１の側壁から外部に拡散させることができるようになっている。
【００５２】したがって、第１反射板５１がない場合と比較して、第１実施例の発光装置１の輝度は高くなり、同時に視認性も高まることになる。さらに、同様の理由から、螺旋状拡散部材１３の先端方向の端面には、第２反射板５３が設けられており、副光源２５から螺旋状拡散部材１３の先端方向に伝搬する光を第２反射板５３で内部に反射させ、螺旋状拡散部材１３の側壁から外部に拡散する光の強度を高めている。
【００５３】また、第１反射板５１、第２反射板５３からそれぞれの内部に反射される光のうち、キャップ部材３１の光源側に戻ってくる光を再び拡散部材１１の内部に戻すために、キャップ部材３１の底面には、第３反射板５５が設けられており、これによって、発光装置１の輝度を一層高めることができるようになっている。尚、既述のようにキャップ部材３１には螺子孔４３が形成され、そこから絶縁性オイル４１を注入するようになっているため、第３反射板５５にもキャップ部材３１の螺子孔４３に対応するように孔を形成して、絶縁性オイル４１をキャップ部材３１の内部に注入できるようにしている。
【００５４】また更に、第１実施例の発光装置１には、図２（ｂ）の発光装置の長手方向に垂直な面である拡散部材の断面図に示されているように、側壁反射板５７が、拡散部材１１の長手方向に沿って、その中心軸から放射状となる拡散部材１１の側壁に複数個配置されている。このようにするのは、周囲からの視認性を確保しつつ、発光装置１の輝度を高めて、より遠くの対象からの発光装置１の視認性を高めるためである。
【００５５】つまり、側壁反射板５７が位置する方向に伝搬する光は、その側壁反射板５７で拡散部材１１の内部に戻され、１２０度ずつ等間隔で配置された側壁反射板５７の間から外部へ拡散することになるから、側壁反射板５７のない発光装置１と比較して発光装置１の輝度が高まる一方、発光装置１の周囲からの視認性は確保されることになるのである。
【００５６】以上に説明した第１実施例の発光装置１は、用途の幅が広く、例えば交通整理などの際に使用される警告灯や誘導灯として使用すると、周囲の対象からも、遠くの対象からも視認性が良いので各状況においてその効果を発揮することのできる有利な発光装置１となるし、拡散部材１１と螺旋状拡散部材１３との組み合わせによる発光装置１のデザイン性からコンサート等のペンライトにも使用することができて非常に便利である。
【００５７】次に、第２実施例の発光装置６１に関して、図３、図４を用いて説明する。第２実施例の発光装置６１は、主に、内側に貫通孔６３を有する棒状の拡散部材１１と、内側に光源２１を備えたキャップ部材３１とから構成される発光装置６１である。図３は、この第２実施例の発光装置６１の構成を表す概略図であり、その斜視図を示す。また、図４は、この第２実施例の発光装置６１の構成を表す説明図であり、図４（ａ）は発光装置６１の長手方向に平行な面である発光装置６１の断面図、図４（ｂ）は発光装置６１の長手方向に垂直な面である拡散部材１１の断面図、図４（ｃ）は発光装置６１の一端に嵌合されたキャップ部材３１の底面図である。
【００５８】拡散部材１１は、第１実施例の拡散部材１１と同様に、透明なアクリル製で、円柱状に形成されており、内部には、拡散部材１１の長手方向に沿って、その先端から反対側の端に貫穿する貫通孔６３が形成されている。そして、貫通孔６３の内側には、光の伝搬特性の異なる拡散物質６５である空気が充填されている。
【００５９】次に、キャップ部材３１は、アルミ製で、略円筒状で一方の開口端を閉塞した形状となっており、その閉塞された端面である底面とは反対側の開口端で拡散部材１１に嵌合されている。また、第１実施例と同様にキャップ部材３１の内側には図４（ａ）で示すような突起３５が設けられており、キャップ部材３１の突起３５より底面側の内側には光源２１が固定され、光源２１を拡散部材で傷つけないようになっている。
【００６０】そして、このキャップ部材３１の内側に固定された光源２１は、拡散部材１１に伝搬する光を発光する主光源２３と貫通孔６３に伝搬する光を発光する副光源２５とから構成されており、さらに、主光源２３は、緑色光を発光する発光ダイオードと、青色光を発光する発光ダイオードとから構成され、副光源２５は、赤色光を発光する発光ダイオードから構成されている。
【００６１】これらの発光ダイオードのリードをキャップ部材３１の底面から取り出すために、キャップ部材３１の底面には第１実施例の発光装置１と同様にしてリード孔３９が２つ形成されており、このリード孔３９から発光ダイオードを外部に取り出した後に合成樹脂などで孔を塞いで発光ダイオードを固定できるようになっている。
【００６２】また、光源２１が固定されたキャップ部材３１の内側には、主光源２３から拡散部材１１へ伝搬する光の透過率を高めるための液体として、絶縁性オイル４１が充填されている。ここで、主光源２３から拡散部材１１に入射する光の経路であるキャップ部材３１の内側に絶縁性オイル４１を封入するのは、第１実施例の発光装置１と同様の理由からであり、絶縁性オイル４１を封入すると、拡散部材１１から拡散される光の強度が増し、発光装置６１の輝度が向上する。
【００６３】ただし、この絶縁性オイル４１をキャップ部材３１の内側に封入する際には、拡散部材１１の貫通孔６３の内側には空気のみを充填して、拡散部材１１を上下左右に傾けても貫通孔６３の内側に絶縁性オイル４１が流れ込まないようにしつつ、主光源２３から拡散部材１１に伝搬する経路に絶縁性オイル４１を密閉する必要がある。
【００６４】そのため、キャップ部材３１の底面には図４（ｃ）で示すような絶縁性オイル４１を注入するための螺子孔３９が形成されると共に、副光源２５である発光ダイオードには光を遮断しないようにゴム筒６７が被せられ、そのゴム筒６７はキャップ部材３１の内側で貫通孔６３に挿入されている。このようにすると、拡散物質６５である空気を貫通孔６３の内側に密閉できるので、螺子孔４３から絶縁性オイル４１が注入されても、貫通孔６３に絶縁性オイル４１が流れ込むことはない。
【００６５】この結果、キャップ部材３１の底面に形成された螺子孔４３から絶縁性オイル４１を注入して螺子４５を螺合すれば、主光源２３から拡散部材１１までの光の経路のみに絶縁性オイル４１を密封することができることとなる。尚、第１実施例と同様に螺子孔４３を２つ形成したのは、絶縁性オイル４１を注入する際にキャップ部材３１の内部の空気を抜けやすくするためである。
【００６６】また、第２実施例の発光装置６１には、第１実施例の発光装置１と同様に、光を反射するための第１反射板５１、第２反射板５３、第３反射板５５、側壁反射板５７が設けられている。つまり、第１反射板５１は、第１実施例の発光装置１と同様に拡散部材１１の先端方向の端面に設けられており、第２反射板５３は、貫通孔６３の副光源２５が設けられた端とは反対側の端部に設けられている。そのため、キャップ部材３１の内側に固定された主光源２３からの光は、第１反射板５１で拡散部材１１の内部に反射され、その側壁から外部に拡散することになり、副光源２５からの光は、第２反射板５３で貫通孔６３の内部に反射され、貫通孔６３の側壁から拡散し、拡散部材１１を通過して外部に出射されることとなる。尚、第１反射板と第２反射板を形成する際には、それぞれを個々に形成する必要はなく、それらを合わせて一つの反射板として形成してもよい。
【００６７】また、第３反射板５５は、第１実施例の発光装置１と同様にして、キャップ部材３１の底面に設けられ、第１反射板５１、第２反射板５３からそれぞれの内部に反射される光のうち、キャップ部材３１の光源側に戻ってくる光を再び拡散部材１１の内部に戻し、これによって、発光装置１の輝度を一層高めることができるようになっている。
【００６８】側壁反射板５７は、第１実施例の発光装置１と同様にして、拡散部材１１の側壁に、拡散部材１１の長手方向の中心軸から放射状に配置されている。したがって、側壁反射板５７に遮られずに拡散部材１１の側壁から外部に拡散する光の強度は増し、発光装置６１は、周囲からの視認性が確保されつつ、遠くの対象からの視認性が良いものとなっている。
【００６９】このような第２実施例の発光装置６１は、第１実施例の発光装置１と同様に誘導灯や警告灯などとして使用することができるし、多色の光を発光することによるその照明効果は対象に美的感覚を起こさせるから、コンサート等のペンライトなどにも使用することができる。
【００７０】また、貫通孔６３に充填する拡散物質６５を空気以外のものに変更すれば、その発光装置６１は発光する光の照明効果は異なって現れる。例えば、貫通孔６３に固体物質である透明な石英ガラスを貫通孔６３に充填すれば、対象から発光装置６１を見た時にその貫通孔６３から拡散する光がよりはっきりと見えるし、貫通孔６３にポリ塩化ビニル樹脂やポリカーボネート等の半透明の拡散物質６５を充填すれば、拡散部材１１から拡散する光に比べ貫通孔６３から拡散する光の輝度は弱まって、対象から発光装置６１を見た時にその貫通孔６３から拡散する光は薄暗く見えることとなる。
【００７１】尚、固体状の拡散物質６５を貫通孔６３に充填する場合には、絶縁性オイル４１は貫通孔６３の内部に浸入しないので、ゴム筒６７を使用する必要はなく、その固定状の拡散物質６５の一端に、副光源２５となる発光ダイオードを固定すればよい。
【００７２】また、このような固体状の拡散物質６５を貫通孔６３に充填する場合には、副光源２５からその固体状の拡散物質６５に伝搬する光の経路に光の透過率を高めるための液体を封入して空気の層ができないようにする必要があるが、キャップ部材３１の内側には絶縁性オイル４１が封入されるので、特に、絶縁性オイル４１が副光源２５から拡散物質６５に伝搬する光の経路に浸入しないような構成としないかぎり、その経路には、キャップ部材３１の内側に封入された絶縁性オイル４１が浸入して、その絶縁性オイル４１でその光の経路が満たされることになる。
【００７３】その他、拡散物質６５として絶縁性オイル４１を貫通孔６３に充填してもよく、その場合には、ゴム筒６７を使用する必要はない。また、拡散物質６５として、固体物質と絶縁性オイルのような液体物質を組み合わせれば、固体物質と貫通孔６３の側壁との間にできた隙間に液体物質を流し込んで、拡散する光の伝搬損失を抑えることもできる。
【００７４】以上、第１実施例の発光装置１及び第２実施例の発光装置６１について説明したが、発光装置１、６１を用いて表示装置を構成することもできる。例えば、図５（ａ）に示すように、発光装置１を複数個用いて、それらを文字Ｅの各部に対応する位置に配置すれば、表示図柄７３である文字Ｅを立体表示することが可能な表示装置７１を形成することができる。
【００７５】つまり、支持板７５に発光装置１を固定するための固定部材７７を取り付け、固定部材７７に形成された図示しない溝にを発光装置１の両端を嵌合させて、発光装置１を支持板７５に固定し、表示図柄７３を形成すればよいのである。また、図５（ｂ）に示すように発光装置６１を変形して、支持板７５に固定すれば、一つの発光装置６１でも文字Ｃ等の表示図柄８３を立体表示することができる表示装置８１を形成することができる。尚、この場合には、固定部材７７を用いて発光装置６１を固定することができないから、例えば、固定部材７７の代わりにベルトなどを用いて支持板７５に発光装置６１を固定してもよい。また、尚、表示装置７１、８１に使用している発光装置１、６１の側壁反射板５７は、放射状に配置せず、支持板７５側に一枚だけ配置している。
【００７６】そして、このような発光装置１、６１を用いた表示装置７１、８１では、発光装置１、６１が人目を惹く装飾的な光を発光するものであり、高い視認性を有しているから、立体的且つ彩り鮮やかに表示図柄７３、８３を表示することができて、広告を表示する場合にあっては、高い宣伝効果が得られるし、警告を表示する場合にあっては、遠方からより早く効果的に警告することができるのである。尚、図５は、発光装置１、６１を用いた表示装置７１、８１の構成を表す説明図であり、図５（ａ）には発光装置１を複数個組み合わせることにより表示図柄７３である文字Ｅが形成された表示装置７１の斜視図、図５（ｂ）には、発光装置６１の拡散部材１１を変形することにより表示図柄８３である文字Ｃが形成された表示装置８１の正面図である。
【００７７】以上、本発明の実施例について説明したが、本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、種々の態様を採ることができる。例えば、本発明の発光装置１、６１のキャップ部材３１の内側には、拡散部材１１への光の透過率を高めるための液体として絶縁性オイル４１を使用したが、液体は、絶縁性オイル４１に限定するものではなく、絶縁性を有し、拡散部材１１へ透過する光の強度が高まればよいので、蒸留水などを用いてもよい。また、キャップ部材３１の底面に螺子孔４３を形成して螺子４５をそれに螺合することにより絶縁性オイル４１をキャップ部材３１の内側に密封したが、密封することができればどのような方法でもよく、拡散部材１１とキャップ部材３１との間にＯリングを填め込むことで絶縁性オイル４１を密封してもよい。
【００７８】その他、拡散部材１１や螺旋状拡散部材１３には、アクリル樹脂を用いたが、透明なものであれば、その他の合成樹脂でもよい。さらに、それらの形状は、必ずしも円柱状である必要はなく、角棒状など、棒状であればどのように形成してもよい。要は、発光装置１、６１の用途に合わせて、形状を決定すればよいのである。
【００７９】さらに、螺旋状拡散部材１３は、キャップ部材３１に形成された嵌合孔３３から挿入しキャップ部材３１に固定したが、必ずしもそのような態様を採る必要はなく、例えば、キャップ部材３１の底面を有する端とは反対側の端から拡散部材１１と同様して嵌合できるように、キャップ部材３１の形状を変更し、その隙間を合成樹脂などで塞ぐことで、螺旋状拡散部材１３をキャップ部材３１に固定してもよい。
【００８０】同様に、第２実施例の発光装置６１に形成された貫通孔６３は、必ずしも拡散部材１１の中心に円状に形成する必要はなく、中心から側壁方向にずれた位置に貫通孔６３を形成してもよいし、長方形状に貫通孔６３を形成してもよい。また、実施例に挙げた発光装置１、６１の側壁反射板５７は、特に発光装置１、６１の視認性をあげるために配置されたものであって、本発明の発光装置１、６１として、その数や配置を限定したものではない。つまり、本発明の発光装置１、６１の側壁反射板５７は、用途に合わせて数を決定し配置すればよい。
【００８１】さらにその他、光源２１は、主光源２３と副光源２５に分け、それぞれを異なる色の発光ダイオードにより構成したが、発光装置１、６１の光源として、ただ一つの発光ダイオードを備えたものとしてもよいし、主光源２３と副光源２５をそれぞれ複数個の発光ダイオードで構成してもよい。また、電流制御等で発光ダイオードを点滅したりさせれば、対象者の注意を惹くことができるので、より高い視認性を備えた発光装置１、６１とすることができる。
【００８２】また、表示装置７１、８１は用いられる発光装置を上記実施例に限定するものではなく、例えば、表示装置７１の場合においては、発光装置１の代わりに発光装置６１を用いることができるし、表示装置８１の場合においては、発光装置６１の代わりに発光装置１を用いることができる。
【出願人】 【識別番号】５９１２２５０５１
【氏名又は名称】マルワ工業株式会社
【出願日】 平成１２年１０月２７日（２０００．１０．２７）
【代理人】 【識別番号】１０００８２５００
【弁理士】
【氏名又は名称】足立 勉
【公開番号】 特開２００２−１３３９０９（Ｐ２００２−１３３９０９Ａ）
【公開日】 平成１４年５月１０日（２００２．５．１０）
【出願番号】 特願２０００−３２８７９８（Ｐ２０００−３２８７９８）