JPH087362Y2 - 発光表示装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案の発光表示装置は、透明な表示板の広い面上
に、所要の表示を発光状態で顕出させるものであり、特
に暗所、夜間等の表示機能を高めるものである。

この種発光表示装置は、建物の出入口、通路等の指示
標として、また、消火栓、消火器具置場等の物件の所在
表示として用いられる他、看板、広告等各種の用途に供
せられる。

［従来の技術］ 透明な表示板に対し、その端面から光を導入し、透明
表示板の広い面上の文字、模様等を発光顕出させるもの
としては、透明の表示板の広い面上の一部に文字、模様
等のパターンを彫刻して凹凸面を設け、該表示板内を全
反射して進む光をこの部分で拡散させ、透明の表示板の
外方に射出させるようにしたものがある。

［考案が解決しようとする課題］ 然しながら、前述したような従前技術による発光表示
装置では、透明な表示板に対し彫刻またはエッチング処
理をもって、文字、模様等のパターンを形成する為に、
その生産コストは高価なものとなる。更に、文字、模様
等のパターンは、光源光による単一色光しか発光顕出し
ないので、変化に乏しく、表示機能として単調であっ
た。加えて、彫刻、エッチング等によるパターンの形成
は、経年的な使用によって埃をかぶり、発光表示の顕出
機能が阻害され、時に応じて洗浄する必要があって、保
守上も不便であった。本考案では、こうした欠点や不利
益な点を改善して、表示用の光の導入を容易となし、而
も発光表示に多様な変化を与えることができ、更に保守
上も手間のかからない発光表示装置を安価に提供しよう
とするものである。

［課題を解決するための手段］ 光学的に疎なる媒質と、光学的に密なる媒質との境界
面に光を入射させると、境界面の入射点において光の屈
折が生じることは周知の事実である。この場合、入射点
における光の入射角をｉとし、屈折角をｒとすると、 なる関係式が成立ち、この値Ｎは、夫々の媒質による相
対的な屈折率として知られ、一般に入射光側の媒質が空
気である場合に屈折光の側の媒質の固有の屈折率として
認識されている。即ち、空気層の屈折率を１として各種
媒質の屈折率が上記関係式によって定められ、各種媒質
の屈折率Ｎは固有の一定値をもつものとされている。

この関係式によれば、逆に光学的に密なる媒質から光
学的に疎なる媒質に向けて光が進むとき、境界面に達し
た光は、入射角如何によって、光学的に疎なる媒質に向
けて屈折射出せず、入射点において全反射をすることに
なる。この場合、全反射が始まり、屈折射出を生じなく
なる際の入射角を臨界角と呼び、屈折と反射の限界点と
して認識されている。この臨界角は、従って、２つの異
なる媒質によって境界面が形成されている際の関係屈折
率に支配される。

透明なパネル板、例えばガラス板やアクリル樹脂板の
端面から導入した光が、同板内で全反射を繰り返しなが
ら進み他の端面に達し、広い板面の外方に向けては射出
しないという現象も、また光ファイバーによって光を外
部に放出させずに伝送させ得るのも、この関係屈折率に
よって定まる現象として理解されている。

このような関係屈折率に着目すると、前記光の全反射
機能をもつ透明な表示板に対し、その一部に該表示板と
は僅かに異なる屈折率をもつ接着剤をもってテープ状ま
たは薄膜状のパターンを接着し、必要に応じて、接着剤
とはまた異なる屈折率をもつ前記パターンを使用するこ
とにより、表示板と接着剤層との境界面で接着剤層へ向
かう屈折光を期待することができ、またこの屈折光がパ
ターン面に達した際にこれを乱反射させて、パターンを
貼着した表示板の板面とは反対側の広い板面から外部に
光を射出させることができ、或は、透明の表示板と接着
剤層との境界面で、表示板内を全反射する光を捉えてこ
れを接着剤層に向かう屈折光とした後、接着剤層とパタ
ーンとの関係屈折率を考慮して、それらの境界面でパタ
ーンへの屈折光として取出し、更にパターンから外部へ
光射出させることも考え得る。

即ち、空気屈折率１に対し、透明な表示板に固有の屈
折率が大きい為に、透明の表示板内を進む光が表示板内
で全反射する現象を考えれば、透明な表示板の屈折率に
近い屈折率をもった接着剤と透明な表示板の屈折率との
関係屈折率は１に近づき、その結果臨界角も大きくなっ
て、全反射しながら透明な表示板中を進む光をパターン
部分の接着剤層に屈折導入させることができる。同様に
して、接着剤層と、パターンとの夫々の関係屈折率を１
に近づけまたは１を超える値とすることによって、パタ
ーンの層内に向けて屈折光を導き、これをパターン層か
ら外部に屈折射出させることもできる。

このような知見と推理とによって、透明な表示板、例
えばアクリル樹脂板、メタクリル樹脂板、ガラス板等に
対し、粘着性のある透明な接着剤を塗布したメタルテー
プやビニールテープ等をパターンとして貼付けて実験し
た結果、現実にこれらのパターン部分を光輝的に表示板
から顕出させ、充分な視覚を得ることに成功した。

［実施例］ 以下本考案の発光表示装置における各実施例によっ
て、その実態を詳細に述べる。

第１図、第２図に示した第１の実施例は、その構成上
最も簡潔な実施し易いものであって、図中11は、透明な
表示板として用いられるアクリル樹脂等の透明な厚みを
もったパネル板であり、このパネル板11には、パネル板
11の屈折率と僅かに異なる屈折率をもった透明な接着剤
12によって文字、模様等の切抜きパターン13が接着され
ている。パネル板11の上端縁には、多数本の光ファイバ
ー14,14……の端末部を支持するファイバー取付板15を
設けてあり、これによって、各光ファイバーの截端面
は、パネル板11の上端縁と相対する位置を占める。図示
実施例では、パネル板11は横長の形状をなしているの
で、これに対応してファイバー取付板15には多数本の光
ファイバー14,14……の端末部が一列に設けられている
が、縦長棒状の細長い表示板として用いる場合は、パネ
ル板11とは異なる棒状の表示板として、同種の透明な棒
状体が使用され、この場合、単一の光ファイバー14また
は、これを集束させた光ファイバー群が用いられ、ま
た、発光表示効率を高める為に、一列に列装された光フ
ァイバー14,14……の数本乃至数十本を集束した光ファ
イバー群を列装してもよいことは勿論である。16は、光
ファイバー14,14……によって導入される光を、パター
ン13を利用して発光表示させる上で、その効率を高める
為に、パネル板11の反対側の端面に設けた反射板であ
り、これによってパネル板11内で全反射して反射板16に
達する光を再び逆行させ、パターン13による発光表示作
用を高めるものである。

このような構成からなる第１の実施例では、第６図に
示すように、光源17から光ファイバー14を経てパネル板
11の端面に達する光は、空気よりも大きな屈折率を有す
るパネル板11内で全反射しながらパネル板11内を進み、
パネル板11の反対側の端面で反射板16によって反射され
て、再びパネル板11内を逆行し、全反射を繰り返しなが
ら、パネル板11の上部端面に向けて進む。この過程にお
いて、パネル板11内で全反射しながら進む光のうち、透
明な接着剤12によって接合貼着されたパターン13の部分
に達した光は、第７図にその拡大図をもって示すよう
に、パネル板11と接着剤12との境界面で反射してしまう
光と、同境界面で屈折して接着剤12の層内に向かう光と
に分たれ、前記反射光は、再びパネル板11内を全反射し
ながら進むが、接着剤12の層内に向かう光は、接着剤12
の層とパターン13の層との境界面に達し、ここで再び反
射して接着剤12の層を進んでパネル板11内で屈折する光
と、接着剤12の層とパターン13の層との境界面で乱反射
して、接着剤12の層を経てパネル板11内で屈折し、更に
パネル板11から広い板面の外の空気層に向けて屈折する
光とに分けられる。この場合、パターン13が金属膜のよ
うに光を透過しない材質であれば、接着剤12の層内で屈
折する光は、接着剤12の層とパターン13の層との境界面
で総て反射されるが、パターン13が光の透過性をもつ薄
膜であれば、接着剤12の屈折率とパターン13の屈折率と
の相対屈折率によって、即ちパターン13の屈折率が接着
剤12の屈折率より小さければ、パターン13の層内を屈折
して進み、更にパターン13の層から外部空気層に向け
て、更に屈折して進む光も生じる。

以上のように、本考案の発光表示装置では、パネル板
11内で全反射して進む光のうち、接着剤12によってパタ
ーン13を接合貼着した部分に達した光の一部が、パター
ン13によって乱反射されて、パネル板11の外部へ射出さ
れるので、パネル板11とパターン13とによって形成され
る表示板は、パターン13の示す文字、模様に応じた光反
射による発光表示がなされ、殊に暗所、夜間等において
は、パターン13の形状に従った光文字、光模様となっ
て、透明なパネル板11にそのパターンを光輝状態で浮き
上がらせることになる。

現実に実施に当たって、この発光表示機能をより高め
る為に、パネル板11の下端面に反射板16を設けたのと同
様、ファイバー取付板15についても、これがパネル板11
と相対する面に、光ファイバー14の截端面を除いて反射
板を設けたり、ファイバー取付板15と同面上に、光ファ
イバー14の截端面を除いて金属蒸着面を形成すれば、パ
ネル板11の上端面から光ファイバー14,14……によって
導入される光は、パネル板11内で全反射を繰り返し、パ
ネル板11の外表面から射出する光は、パターン13を設け
た部分のみに局限される。その結果所期の発光表示機能
をより優れたものとすることになる。

本考案の第２の実施例として示した第３図及び第４図
における実例では、水平な支持棚18を用いて、これに光
源となる光源装置27とパネル板11を吊り付ける為の支持
枠体19とを取付けたものを示してある。図中、第１の実
施例と同じ符号で示した部分は同じ部材を示すものであ
る。光源装置27は、支持棚18の上面に載置されて固定さ
れ、これから導かれる束ねられた光ファイバー14の群
は、支持棚18に穿たれた孔20を通して、支持棚18の下面
に固着される箱状の支持枠体19内で夫々分かれた、個々
の光ファイバー14,14……は、パネル板11の上端縁に向
き合って位置させたファイバー取付板15に列装されてい
る。この場合、パネル板11にはその上縁に透孔21,21が
穿たれ、支持枠体19の互に対向する支持縁部22,22に穿
った透孔23,23と位置合わせをした上で、これらの各透
孔21,23を貫通するボルト24と、その端部に螺合させた
ナット25とによって、支持縁部22,22の間にパネル板11
を挟着保持するようにしてある。この実施例に示すもの
は、第１の実施例と比較すると、光源からの光を効果的
にパネル板11の光入射端面に導くために、支持枠体19に
至る間を集束した光ファイバー群で構成し、且つ、現実
の表示装置としての取付態様を明らかにした点で異な
る。

これら第1,第２の実施例では、単一の光、例えば白色
光によってパターン13をパネル板11上に浮き立たせるも
のを示したが、パターン13自体に着色すれば、浮き出す
表示パターンは、その着色の色に支配された色光とな
る。

第５図では、発光表示のパターン13による色光を経時
的に順次変化させるようにした実例を示してある。第５
図の実施例においても、第１図、第２図及び第６図に示
した第１実施例に関して用いた符号と同じ符号をもって
示す部分は、夫々同じ部材を現わすものである。この場
合、光ファイバー14,14……を集束した光源側の端面に
は、光源17となるランプからの光が直接投入されず、同
ランプと光ファイバー14,14……を集束したファイバー
群の端面との間には、同端面の外径より偏倚した位置に
回転中心を有するカラーフィルターディスク26を介在さ
せてある。このカラーフィルターディスク26は、その円
形面を適宜区分した夫々扇形をなす色フィルター部分、
例えば、赤フィルター、黄色フィルター、緑色フィルタ
ー、青色フィルター等を具えており、これらを適当な中
心角をもって区分し、同カラーフィルターディスクの微
速回転によって、光ファイバー群に順次異なる色光を入
射させるようにしてある。28は、このカラーフィルター
ディスク26を微速回転させるように、減速機構とともに
組込まれた駆動用のモーターであり、その減速軸29にカ
ラーフィルターディスク26の回転中心を取付けてある。
従って、光源17としてのランプを点灯し、モーター28に
供電してこれを回転させると、カラーフィルターディス
ク26の微速回転とともに、光ファイバー14,14……を集
束した端面には、光源17と同端面とを連らねる部分に順
次位置する色フィルターの色に従った色光が入射し、光
ファイバー14,14……を経てパネル板11には、この色光
が経時点に順次導入され、パネル板11内で全反射が行な
われる。パネル板11内を進み、またその端面の反射板で
反射する全反射光が、パターン13の部分でパネル板11の
外側へ射出されることは、既に第１実施例における第７
図の説明に関して述べた通りである。

［考案の効果］ 以上各実施例に関して述べた構造と、それによる作用
から明らかなように、本考案の発光表示装置では、パネ
ル板11の端面から入射させた光によって、同板の広い面
上に貼着したパターン13の形状、模様に従う光輝表示を
浮き出させることができるだけでなく、パネル板11と接
着剤12、及びこれによって貼着されるパターン13の夫々
の屈折率の僅かな相違を活用して、それらの各境界面に
おける屈折光及び乱反射をもってパターン13による光輝
表示をしているので、現実の製作に当たっては、透明の
粘着性接着剤を裏面に塗布したメタルテープまたは色テ
ープを用いて、これを所要の文字、模様に切抜き、パネ
ル板11の広い面上に貼り付けるという簡単な作業から、
よく発光表示機能を発揮させることができる。また、光
源17からの光導入を光ファイバー14,14……によってい
るので、外部漏光などの光損失なしに効果的な発光表示
を行なわせ得るので、実用上稗記するところが多大であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る発光表示装置の一実施例を示す側
面図、第２図はその一部を示した正面図、第３図は水平
な支持棚を用いて発光表示部を吊り付けた実施例の一部
縦断側面図、第４図は上記支持棚に取付けられる支持枠
体と発光表示板との関係を示す分解斜視図、第５図は色
光変換用回転フィルターを用いて表示文字に対し時間的
推移とともに異なる色光の発光表示を行なわせる実例を
示した概略斜面図、第６図は第１図及び第２図に示した
実施例における光進路を示した概略説明図であって、第
７図は、パターンを重設した部分における光進路の実態
を拡大して示す部分側面図である。 11…透明なパネル板、12…接着剤 13…パターン、14…光ファイバー 17…光源、26…カラーフィルターディスク 28…減速駆動用のモーター

Claims (5)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】透明な表示板の端面を光導入部となし、 該光導入部に光源からの光を導く光ファイバーの光射出
   端を列装し、 前記表示板の板面に対し、該表示板の屈折率に近い異る
   屈折率をもつ透明な接着剤を塗布した文字、模様等から
   成るパターンを貼着した ことを特徴とする発光表示装置。
2. 【請求項２】透明な表示板の端面を光導入部となし、 該光導入部に光源からの光を導く光ファイバーの光射出
   端を列装し、 前記表示板の端面における前記光導入部とは反対側の端
   面に光反射部を設け、 前記表示板の板面に対し、該表示板の屈折率に近い異る
   屈折率をもつ透明な接着剤を塗布した文字、模様等から
   成るパターンを貼着した ことを特徴とする発光表示装置。
3. 【請求項３】透明な表示板の端面を光導入部となし、 該光導入部に光源からの光を導く光ファイバーの光射出
   端を列装し、 前記表示板の前記光導入部を除く総ての端面に光反射部
   を設け、 前記表示板の板面に対し、該表示板の屈折率に近い異る
   屈折率をもつ透明な接着剤を塗布した文字、模様等から
   成るパターンを貼着した ことを特徴とする発光表示装置。
4. 【請求項４】透明な表示板の端面を光導入部となし、 該光導入部に光源からの光を導く光ファイバーの光射出
   端を列装し、 前記表示板の板面に対し、該表示板の屈折率に近い異る
   屈折率をもつ透明な接着剤を塗布した文字、模様等から
   成り、而も前記接着剤の塗布される面において金属性の
   反射面を有するパターンを貼着した ことを特徴とする発光表示装置。
5. 【請求項５】透明な表示板の端面を光導入部となし、 該光導入部に光源からの光を導く光ファイバーの光射出
   端を列装し、 前記表示板の板面に対し、該表示板の屈折率に近い異る
   屈折率をもつ透明な接着剤を塗布した文字、模様等から
   成るパターンを貼着し、 文字、模様等から成る前記パターンを、その屈折率が前
   記接着剤の屈折率に近い異る屈折率をもった光透過性の
   材質によって形成した ことを特徴とする発光表示装置。