JPH0736393A - 面発光素子及び同面発光素子を用いた表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 小型の光源から発せられる光を平均化して発
光させる面発光素子及びこれを用いた表示装置を提供す
る。 【構成】 各面発光素子１には複数の発光ダイオード３
が配置され、それぞれ制御部１４に接続され独立に点灯
・消灯制御される。７セグメント数字表示装置である数
字表示手段９も制御部１４に接続される。各面発光素子
１により形成された点灯部には情報の種類を表示する表
示シールが貼り付けられ、面発光素子１のうちの一部を
点灯することによって特定の表示シールを点灯表示する
ことにより情報の種類（例えば株価）を示し、かつ数字
情報を数字表示手段９により具体的に示す。また観者の
注意を喚起するため、具体的な情報の表示に先立って各
面発光素子１を点灯・消灯制御することにより各種の点
灯パターンを表示する。これらの表示は制御部１４の中
央処理部１５がメモリー１６に格納されたデータに基づ
いて自動的に行われる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は表示装置に係り、特に小
型の光源から発せられる光を平均化して発光させる面発
光素子およびこの面発光素子を用いた表示装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】多数の発光ダイオード（ＬＥＤ）が配置
されることにより表示パネルが形成され、各発光ダイオ
ードの発光を制御することによって文字情報や、図形を
表示する表示装置が、例えば広告等の媒体として利用さ
れている。このような表示装置は通常１６×１６のドッ
トマトリックスで構成される発光ダイオードを極めて多
数、例えば数千個使用することにより、個々の発光ダイ
オードを個別に点灯制御して文字や図形、絵等を差替え
て表示し、あるいは動画として表示するように構成され
ている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述の表示装置は変化
に富んだ各種の情報が表示できる反面、次のような問題
点が指摘されている。

【０００４】先ず屋外で使用する場合には明るい昼間で
も視認可能なようにするため、発光ダイオードから発せ
られる光の指向性を高めることによって表示面の輝度が
高くなるようにしている。しかしこの高い指向性のため
表示装置としての視認角度は狭くなってしまう。また、
大量の発光ダイオードを制御するため、配線や制御部は
当然複雑な構成となって、高価な装置となってしまい装
置の用途は限定される。更に表示内容を変更するに当た
っては複雑な操作を必要とし、装置利用者が変更操作を
行うのは困難である。更にまた、極めて多数の発光ダイ
オードが設けられているため、個々の発光ダイオードの
消費電力は少なくても装置全体としては電力消費量が大
きく、この点からも小口の利用者では利用が困難であ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は上述の問題点に
鑑み構成されたものであって、比較的少数個の発光ダイ
オードが一面に配置されて発光ダイオード配置部たる反
射面が形成され、この反射面にほぼ直交するようにして
配置された反射壁面と、発光ダイオード配置面たる反射
面と対向する位置に形成配置された光拡散フィルタとに
より構成される面発光素子、及びこの面発光素子の複数
個により構成され、かつ個々の面発光素子が発光体とし
ての最小単位として制御されるよう構成された表示装置
であることを特徴とし、さらに同表示装置は、要すれ
ば、いわゆる７セグメント発光ダイオード表示器に代表
される数字／文字情報表示器が組み合わされ、文字情報
はこの数字／文字情報表示器により表示されるよう構成
された表示装置であることを特徴とする。

【０００６】

【作用】各々の面発光素子において発光ダイオードから
発せられた光は光拡散フィルタにおいて拡散され、この
結果面発光素子の出光面は発光ダイオードの配置個数が
少ないにも係わらず均一に照明される。この面発光素子
の各々は個々に発光制御されることにより面発光素子の
複数個から成る表示装置は面発光素子を最小の発光単位
として制御され、各種表示を行う。

【０００７】

【実施例】以下本発明の実施例を図面を参考に具体的に
説明する。

【００００】図１は面発光素子の構成の一例を示す。矢
印１は面発光素子を示し、この面発光素子１は個々が独
立して、或いは素子の構成面の少なくとも一部を共有し
て複数が連接されるようにして構成されるようになって
いる。図示の構成は構成面を共有することにより面発光
素子が連接形成された構成のものを示す。

【０００８】２は底部反射面であって、この底部反射面
２に対しては発光ダイオード３が等間隔で複数個配置さ
れている。例えば図示の構成おいて、反射面２の平面形
状がほぼ正方形となるよう形成されている場合には発光
ダイオード３は９個配置される。４は側部反射面であっ
て、前記底部反射面２に隣接し、かつ底部反射面２に対
して直立するよう配置されている。また発光ダイオード
３のうち一部を他とは異なる色彩で発光するものとして
もよい。

【０００９】次に符号５は光拡散フィルタであって、発
光ダイオード３からの光を透過させると共に、その光を
拡散する作用を果たす。フィルタの具体的な構成例とし
ては、例えば透明若しくはこれに近い光透過度を有する
フィルムの少なくとも一面に微小な凹凸加工が施された
構成、或いは基材である特定のフィルムに対して屈折率
の異なるフィルムを格子状に配置し、さらに前記基材フ
ィルムと同じ材料のフィルムをこの格子状フィルム状に
配置固定することにより全体を積層フィルムとした構成
等がある。この光拡散フィルタ５は前記底部反射面２に
平行するようにしてこの底部反射面２に対向するよう配
置され、これら底部反射面２、側部反射面４および光拡
散フィルタ５により一つの面発光素子１が区画形成され
る。図示の構成では底部反射面２および光拡散フィルタ
５は一体的な大型のものが使用され、側部反射面４を形
成する板材が立設配置されることにより複数の面発光素
子１が連接して区画形成される構成と成っている。な
お、前述の如くこの構成の外に、各面発光素子１をそれ
ぞれ独立に形成することももとより可能である。

【００１０】図示の構成では面発光素子１内は空間部し
て形成されているが、例えばこれら壁面により区画形成
される空間に対応する部分をアクリル樹脂等の透明材料
により形成し、かつこの透明材料の各面のうち前記底部
反射面２、側部反射面４及び光拡散フィルタ５に対応す
る面にそれぞれ反射機能、光拡散機能を持たせることに
より各面発光素子１を透明材料により個別に形成するこ
とも可能である。この場合には前記発光ダイオード３の
各々は面発光素子の基材たる透明材料中に埋め込まれる
ことになる。

【００１１】このように構成された面発光素子１につい
ての発光状態を次に説明する。先ず発光ダイオード３自
体は光の指向性が比較的低い構成と成っており、発光し
た光は発光ダイオード３を中心として比較的広い角度で
分散照射される。このうち主として側部反射面４にほぼ
平行して進行する光成分に関して発光ダイオード３ａを
例に説明すると、この光Ｌ１は光拡散フィルタ５に直接
照射され、ここにおいて同光Ｌ１は分散する。図２はこ
の分散状態を模式的に示したものであって、中心の光Ｌ
１ａの周囲に分散光Ｌ１ｂが出光する状態を示す。一方
発光ダイオード３から発光されかつ大きな角度で分散す
る光Ｌ２を発光ダイオード３ｂからの光を例に示すと、
この光Ｌ２は一旦側部反射面４で反射し、続いて光拡散
フィルタ５において分散されて出光することになる。各
発光ダイオード３ａ、３ｂを用いて示した光の進行は実
際には個々の発光ダイオードで生じるので、光拡散フィ
ルタ５を透過した時点では各発光ダイオード３の光はほ
ぼ均一に分散され、出光面たる光拡散フィルタ５は、内
蔵している発光ダイオードが少数であるにも係わらずほ
ぼ均一に照明されることになる。

【００１２】図３は上記面発光素子を用いた表示装置の
構成例を示し、かつ図４はこの表示装置の制御の概略を
示す。

【００１３】先ず図３において、側部反射面４により仕
切られることによって一つの底部反射面２に対して４個
の面発光素子１が区画形成され、この４個の面発光素子
１が透明ケース６内に収納され、かつこの透明ケース６
の出光面に前記光拡散フィルタ５が取り付けられること
により矢印７で示す如く一つの面発光素子ユニットが形
成される。図示の構成では１０個の面発光素子ユニット
７が表示装置ケース本体８内に、中央に空間を形成する
ようにして平面略ロの字型となるように配置される。中
央の面発光素子ユニットが配置されていない空間部には
簡単な文字或いは数字を表示する手段が配置される。図
示の構成では数字表示手段９が配置される。この数字表
示手段としては各セグメントの点灯または消灯により数
字を表示する７セグメント表示手段が好適である。また
数字表示手段９の背面には装置全体の点灯制御を行う制
御部たる基板１０が制御部として配置される。

【００１４】１１は前記面発光素子ユニット７を覆うよ
うにうして配置される透明なカバープレートであって、
このカバープレート１１が表示装置の表面となるように
して前記各構成要素がケース本体８内に収納され、かつ
ケース枠１２で固定されることによって表示装置として
一体化される。１３は前記カバープレート１１に対して
着脱可能に貼り付けられる表示シールであって、同表示
装置の用途に応じた表示が印刷されたものが適宜貼り付
けられる。

【００１５】図４は上述の表示装置の制御例を示すブロ
ック図である。

【００１６】符号１４は図３に示される基板１０に対応
する制御部であって、同制御部１４は基本的には制御の
中枢を成す中央処理部（ＣＰＵ）１５と、各種データを
格納するメモリー１６とから構成され、かつこのメモリ
ー１６に対しては入力手段１７により外部から所望のデ
ータが書き込まれるように構成されている。またメモリ
ー１６に格納されているデータとしては例えば各面発光
素子１の点灯又は消灯により表示装置全体としての発光
パターンを実施するデータを格納するパターンデータ、
各面発光素子１内に設置された発光ダイオード３の発色
が相違する場合には、各面発光素子１の発色を制御する
色データ、さらには中央に配置された数字／文字表示手
段を制御する数字／文字データ等である。

【００１７】以上の構成によって制御部１４はメモリー
１６内に格納されたパターンデータに従って各々の面発
光素子ユニット７内の各面発光素子１を点灯・消灯制御
することにより、後述する如く数字表示手段９の周囲に
各種のパターンを連続的に表示する。また中央の数字表
示手段９に対して数字／文字データに従って所定の表示
を行う。

【００１８】図５は図３に示される装置における表示シ
ール１３の使用例を示す。なお図３の構成では表示シー
ル１３は４枚とされており、この構成に対応して図５も
４枚のシール１３を用いて４種類の情報を示す場合を例
に説明しているが、例えば１０個の面発光素子ユニット
７の各々に対応するよう表示シールの枚数を１０枚とす
る等、各面発光素子ユニット７の点灯を制御することに
より表示シール枚数は適宜選択可能である。

【００１９】先ず図５の（Ａ）はガソリンスタンド向け
の表示装置であって、表示シール１３のうち所定のシー
ル部分を点灯させることにより点灯されたシールが示す
内容の価格が中央の数字表示手段９に示されるようにな
っている。同様にして（Ｂ）はスーパーマーッケト向け
装置、（Ｃ）は証券会社向け装置、（Ｄ）は高速道路等
に設置される気象情報伝達用の装置、（Ｅ）は警察の事
故情報用装置、（Ｆ）は金券販売所用装置である。な
お、これら各装置の表示シールを一部若しくは全部を貼
り替えることにより別の表示が可能であることはもとよ
り当然である。

【００２０】図６および図７は表示装置の作動状態の一
例を示すものであって、図５に示される表示シールを用
いた装置の作動例を示す。即ち本図に示される点灯パタ
ーンは図５の如く個々の特定の情報を示す前に、観者が
装置に注目するよう注意を喚起する点灯パターンを示し
ている。

【００２１】先ず図６の（１）において各面発光素子ユ
ニット７を形成する４個の面発光素子１を交互に点灯さ
せることにより数字表示手段９の周囲に市松模様の点灯
パターンを形成し、注意を喚起する。なお図中符号Ｌで
示される部分は点灯中の部分を示す。続いて（２）の如
く、装置の左上部分のみ点灯させて、この点灯部分を
（３）、（４）、（５）の如く右上、右下、左下の順で
点灯させることよって点灯部分を時計回りに回転させ
る。この回転を例えば三回程度、比較的高速（例えば一
回転５秒程度）で行う。

【００２２】次に図７の（６）の如く装置周囲部分を点
灯させ、かつ（７）において、点灯・消灯部分を逆転さ
せ、これも比較的高速で数回行い、さらに（８）の如く
点灯部分を図の左方向を示す矢型とし、かつの矢尻型の
点灯部分を（９）において部分を逆転させ、（８）、
（９）の点灯パターンを数回繰り返すことによってこの
矢尻型が左方向にスクロールするように表示する。この
様な点灯パターンが終了したならば、所定の表示シール
部分のみを点灯させ、点灯により表示された内容に対応
する数値を中央の数値表示手段９において表示する。

【００２３】なお、図６および図７に示す点灯パターン
を順次実施する間は特定の数値表示は行わないため、中
央の数値表示手段９は消灯しておいても良いが、例えば
全て８の数字を点滅させたり、或いはセグメントうち、
数字を構成しない部分を敢えて点灯させるなど、観者の
注意を喚起する手段の一つとして利用するようにしても
よい。また図６および図７に連続して示されるパタンー
を何回か繰り返すことも当然可能である。さらに制御装
置１４のメモリー１６に格納されたパターンデータのう
ち別のデータを選択することにより上述したものと別の
点灯パタンーを容易に実施することができるし、入力手
段を用いて新たな点灯パターンをメモリー１６に格納す
ることも可能である。

【００２４】次に、面発光素子１内の発光ダイオード３
の一部を他の発光ダイオードと別の色彩で発光する発光
ダイオードとしておけば、各発光ダイオードの点灯・消
灯を制御することにより面発光素子ユニット点灯時の色
彩を変化させることが可能である。即ち、制御装置１４
の中央処理装置１５はメモリー１６内に格納されている
色彩データに基づき発光ダイオード３を制御して各面発
光素子ユニット７の発光時の色彩を制御する。

【００２５】

【発明の効果】以上具体的に説明したように、本発明に
係る面発光素子は比較的少数個の発光ダイオードから成
り、かつこの発光ダイオードを特定の面においてほぼ均
一に発光させることが可能であるため装置全体を少ない
光源で構成でき経済的である。

【００２６】また、この面発光素子を用いた表示装置は
基本的には各面発光素子の点灯・消灯を制御するもので
あるため、制御機構は簡単なもので済み、装置全体を安
価に提供でき、かつ特別な技術力を必要とせずに装置の
使用、及び仕様変更が可能であって、大規模事業者のみ
ならず小規模事業者にも幅広く利用可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す面発光素子の断面図であ
る。

【図２】図１に示す光拡散フィルタにおける発光ダイオ
ードからの光の出光状態を模式的に示す図である。

【図３】図１に示す面発光素子を用いた表示装置の分解
斜視図である。

【図４】図３に示す表示装置の制御系統を示すブロック
図である。

【図５】（Ａ）乃至（Ｆ）は図４に示す表示装置の利用
例を示す表示装置の正面図である。

【図６】（１）乃至（５）は各面発光素子ユニットにお
ける各々の面発光素子の点灯・消灯による表示パターン
の変化を示す図である。

【図７】（６）乃至（９）は図６に示す表示パターン変
化の続きを示す図である。

【符号の説明】

１ 面発光素子 ２ 底部反射面 ３ 発光ダイオード ４ 側部反射面 ５ 拡散フィルタ ７ 面発光素子ユニット ９ 数字表示手段 １３ 表示シール

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の発光ダイオードが設けられ、かつ
   これら複数の発光ダイオードが一つの発光単位を成す発
   光素子であって、本体は反射面とこの反射面に対向位置
   する出光面と、反射面及び出光面との間に介在位置する
   側壁とにより一単位として形成され、反射面には複数の
   発光ダイオードが配置され、この反射面に対向する出光
   面には発光ダイオードからの光を拡散して外部に出光さ
   せる拡散フィルタが配置され、側壁には発光ダイオード
   からの光を拡散フィルタ側に反射するよう反射面が形成
   されることにより、各発光ダイオードからの光は前記出
   光面においてほぼ均一に出光するよう構成されたことを
   特徴とする面発光素子。
2. 【請求項２】 前記複数の発光ダイオードは、少なくと
   も一部が相互に異なる色彩で発光するものとしたことを
   特徴とする請求項１記載の面発光素子。
3. 【請求項３】 数字または文字情報を表示する手段と、
   前記面発光素子の複数個とから表示部が形成され、数字
   または文字情報を表示する手段と各面発光素子とはそれ
   ぞれ制御部に接続されて個別に制御されることにより、
   表示部において装置の注意喚起用の点灯動作、情報の種
   類の特定および特定された情報の種類に対応する文字或
   いは数字情報の提供を行うよう構成したことを特徴とす
   る面発光素子を用いた表示装置。
4. 【請求項４】 面発光素子の複数個が一体的に形成され
   ることによって一つの面発光素子ユニットが形成され、
   かつこの面発光素子ユニットの複数個と、各面発光素子
   ユニットの中央に配置された数字または文字情報を表示
   する手段とにより表示部が形成され、かつ面発光素子ユ
   ニット配置部には表示すべき情報の種類を記載した表示
   シールが着脱可能に取り付けられるよう構成したことを
   特徴とする請求項３記載の面発光素子を用いた表示装
   置。