JPH09185337A - 面照光表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 任意の色で光学的な面照光表示を行うことが
できる面照光表示装置を提供する。 【解決手段】 第１波長の光を発光する光源１２が設け
られ、この光源１２からの光がホログラム拡散板２１を
介して蛍光板２２に入射する。この蛍光板２２は、光源
１２からの第１波長の光を受け、その入射光の一部をそ
のまま表示面側（同図の上側）に向けて透過するととも
に、その残りによって第１波長よりも長い第２波長の光
を発光し、当該第２波長の光を表示面側に出射する。蛍
光板２２から出射した第１および第２波長の光が記名板
２３およびカバープレート２４を通過し、これらの光で
光学的表示が行われる。したがって、第１および第２波
長の組み合わせ、つまり光源１２と蛍光板２２の組み合
わせを制御することで表示色を任意に設定できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、産業用（特に工
業用）の表示灯などのように光源からの光を所定の表示
面側に導き、当該表示面全体で光学的な表示を行う面照
光表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】工場内等のシステムを安全に稼働させる
ためには、常に作業者が機械・設備等の状態をモニタし
つつ、それらの機械類の操作や制御、管理、運転などを
行う必要がある。このため、工場内の制御盤等にはその
システムの状態を表示する表示灯が設けられる。このよ
うな表示灯には「ＯＮ」，「ＯＦＦ」，「運転中」，
「異常」などの文字が表示された光透過性の板（記名
板）を有しており、システムの動作状態に応じてそれら
の記名板の背後に設けた光源を点灯することによって、
表示面全体で光学的な表示が行われ、作業者から視認さ
れるようになっている。表示灯は種々の形態をとりうる
ものであり、代表的なものとしては、単一の情報を表示
する単体の表示灯、複数の情報の表示をする集合表示
灯、また運転・停止などのシステムに対する操作機能を
付加した表示灯付きの照光式押しボタンスイッチなどが
ある。

【０００３】すなわち、表示灯とは制御盤などの盤面に
おいて、作業者に対してシステムの状態を伝達する装置
であり、作業者がシステムを安全に稼働させるためのマ
ンマシンインターフェイスとして重要な位置づけにあ
る。

【０００４】ところで、このような表示灯においては色
分け表示をしたいという要請がある。というのも、通
常、１つの制御盤等には複数の表示灯が取り付けられて
いるため、単色で文字表示するのではなく、表示灯の目
的に応じて色分けし、その色とともに文字表示すること
で表示灯の視認性を向上させることができるためであ
る。そこで、相互に異なる波長の光を発光する複数の光
源、例えば赤色、緑色および青色の光を発光するＬＥＤ
発光素子をそれぞれ用意し、目的に応じて相互に種類の
異なる光源を用いることで色分け表示を達成することが
できる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、現在、
表示灯用として使用可能な光源は数種類であり、色分け
表示にも限界がある。

【０００６】また、光源を点灯し、その光源からの光を
記名板を介して表示面側に導くことで表示面全体で光学
的な表示を行う従来の表示灯では、表示面側から視認す
る作業者に対して、発光面が奥まった位置に存在する感
じを与え、視認性を低下させる方向に作用している。

【０００７】また、従来の表示灯では、光源の発光体自
身の形状（ＬＥＤ発光素子の場合には各発光ドットであ
り、後述するように白熱電球の場合にはフィラメント形
状や電球の球形の輪郭形状）を外部から認識させないよ
うにして作業者が文字等の表示の内容すなわち文字等の
内容を認識しやすくするため、例えば乳白色の記名板を
用いているが、この場合には次のような問題を有してい
る。すなわち、光の拡散性を向上させようとすると記名
板の乳白色を濃くせざるを得ないが、乳白色を濃くする
と光の透過率が減少して輝度が低下してしまい、作業者
による表示状態の認識にとって悪影響を及ぼす。逆に、
記名板の乳白色を薄くすると、透過率に増大による高輝
度化が可能となるが、その反面、光の拡散性が低下して
光源の発光体自身の形状が外部から認識されるようにな
ってしまう。このように、従来の表示灯では、「高輝度
化」と「光の高拡散性」とはトレードオフの関係となっ
ており、双方を満足させることは困難である。

【０００８】また、表示灯の色（以下「表示色」とい
う）として従来より最も要望の高い色のひとつが「白
色」であるが、純粋な白色の表示灯を得るためには、赤
色、緑色および青色の光を発光するＬＥＤ発光素子を１
つにパッケージした光源を用いる必要があり、単色のＬ
ＥＤ発光素子を光源として用いた表示灯より、各ＬＥＤ
発光素子それぞれに電流制御を要するため複雑な回路と
なる他、製造上複雑な工程を経ることから高価となる。

【０００９】さらに、純粋な白色の表示灯を得るため
に、赤色、緑色および青色のＬＥＤ発光素子を一体化し
た光源の代わりに、光源としてハロゲンランプを用いる
ことも可能であるが、この場合、発熱量が多く、光源の
寿命が短くなるという問題もあり、現状では実使用に耐
えない。

【００１０】なお、当該技術分野においては、従来、白
熱電球を光源として用い、この光源からの光を乳白色の
板を介して表示側に導光することで光学的表示を行った
時に得られる表示色を「白色」と称しているが、白熱電
球の色温度は白色とはいえず、光源として赤色、緑色お
よび青色のＬＥＤ発光素子を一体化したものやハロゲン
ランプを用いた時に得られる純粋な白色とは程遠く、上
記要望を満足するものではない。

【００１１】この発明は、従来の面照光表示装置におけ
る上記の問題の克服を意図しており、任意の色で光学的
な表示を行うことができる面照光表示装置を提供するこ
とを第１の目的とする。

【００１２】また、上記第１の目的に加え、視認性を向
上させることができる面照光表示装置を提供することを
第２の目的とする。

【００１３】また、上記第１の目的に加え、表示の高輝
度化と光の高拡散性とを高い次元で両立させることがで
きる面照光表示装置を提供することを第３の目的とす
る。

【００１４】さらに、長寿命で、しかも純粋な白色で光
学的な表示を行うことができる面照光表示装置を安価に
提供することを第４の目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、上記
第１の目的を達成するため、第１波長の光を発光する光
源と、前記光源からの光を受ける入射面と、所定の表示
面側を向いた出射面とを有し、前記入射面を介して入射
する光の一部をそのまま前記出射面より出射するととも
に、前記入射光の残りによって前記第１波長よりも長い
第２波長の光を発光し、当該第２波長の光を前記出射面
より出射する蛍光板とを備え、前記蛍光板の前記出射面
から出射する前記第１および第２波長の光により前記表
示面全体で光学的な表示を行うようにしている。

【００１６】請求項２の発明は、上記第２の目的を達成
するため、前記蛍光板の前記入射および出射面を相互に
対向させ、しかも前記入射面が前記光源と対面するよう
に前記蛍光板を配置している。

【００１７】請求項３の発明は、上記第１の目的を達成
するため、第１波長の光を発光する光源と、入射する光
の一部をそのまま出射するとともに、前記入射光の残り
によって前記第１波長より長く、しかも互いに異なる波
長の光をそれぞれ発光する複数の蛍光板を積層してな
り、前記光源からの光を受ける入射面と、所定の表示面
側を向いて前記第１波長の光および前記複数の蛍光板で
それぞれ発光した光を出射する出射面とを有する蛍光体
とを備え、前記蛍光体の前記出射面から出射する前記第
１波長の光および前記複数の蛍光板で発光される複数の
光により前記表示面全体で光学的な表示を行うようにし
ている。

【００１８】請求項４の発明は、上記第２の目的を達成
するため、前記蛍光体の前記入射および出射面を相互に
対向させ、しかも前記入射面が前記光源と対面するよう
に前記蛍光体を配置している。

【００１９】請求項５の発明は、上記第３の目的を達成
するため、前記光源から前記表示面側に進む光の光学経
路上で当該光を拡散する光拡散手段をさらに設けてい
る。

【００２０】請求項６の発明は、前記光拡散手段として
ホログラム拡散板を用いている。

【００２１】請求項７の発明は、前記蛍光板に光拡散材
を混入している。

【００２２】請求項８の発明は、上記第４の目的を達成
するため、前記光源として前記第１波長の光として青色
の光を発光する半導体発光素子を用いるとともに、前記
蛍光板が前記半導体発光素子から発光される青色の光の
一部を吸収して前記第２波長の光として黄色の光を発光
する蛍光特性を有しており、前記光学的表示のための光
の色が実質的に白色となるようにしている。

【００２３】請求項９の発明は、前記蛍光板の前記出射
面の近傍に配置されたフィルタをさらに設け、前記光学
的表示のための光の色が実質的に前記フィルタで規定さ
れるようにしている。

【００２４】

【発明の実施の形態】

Ａ．第１実施形態 図１は、この発明にかかる面照光表示装置の第１実施形
態が適用された集合表示灯を示す斜視図である。この集
合表示灯１を実際に設置して使用する際には、図１の上
側を表示面側として作業者側に向けて設置するが、ここ
では図示の便宜上、表示面側を上にして図示している。

【００２５】この集合表示灯１は、ハウジング２の中に
複数の単位表示灯１０ａ，１０ｂ，…，１０ｉを組み付
けて構成されている。これらの単位表示灯１０ａ，１０
ｂ，…，１０ｉはそれらのサイズおよび表示色は異なる
が、基本的構成は同一であり、各単位表示灯１０ａ，１
０ｂ，…，１０ｉは本発明にかかる面照光表示装置の第
１実施形態に相当する。なお、以下においては、このう
ちの単位表示灯１０ａについてその構成を説明し、その
他の構成の説明については省略する。

【００２６】図２は、単位表示灯１０ａの分解斜視図で
ある。また、図３は、図２の単位表示灯１０ａの模式断
面図である。この単位表示灯１０ａにおいては、ウイン
ドウＷを有する樹脂製のケース１１の内部に複数の光源
１２（ＬＥＤ発光素子）がマトリクス状に配列されてい
る。各光源１２はプリント基板の主面上に実装されてこ
のケース１１中に収容されており、その発光部がケース
１１の上面側に向けて露出している。これらの光源１２
を構成するＬＥＤ発光素子は、この単位表示灯１０ａに
割り当てられた波長（第１波長）の光を発光する。

【００２７】一方、上記ウインドウＷの上面周囲にはフ
レーム１３が配置される。このフレーム１３はケース１
１を介して図１のハウジング２の中に嵌合するようにな
っており、このフレーム１３に複合板２０が嵌込まれ
る。この複合板２０は、光源１２側から、 ホログラム面２１ａを有するホログラム拡散板２１， 蛍光板２２、 透明樹脂製の記名板２３、 透明樹脂性のカバープレート２４、 の４者を重ね合わせた構造となっている。記名板２３に
は、表示すべき文字や記号が記入されている。

【００２８】これらのうち、蛍光板２２がこの発明の主
たる特徴に応じて設けられたものであり、光源１２から
の第１波長の光を受け、その入射光の一部をそのまま表
示面側（同図の上側）に向けて透過するとともに、その
残りにより第１波長よりも長い第２波長の光を発光し、
当該第２波長の光を表示面側に出射する。この光学現象
を模式的に表したのが図４である。

【００２９】図４は、蛍光板２２の光学的特性を示す模
式図である。この蛍光板２２は、透明樹脂材料に後述す
る蛍光特性を有する蛍光材料（色変換塗料）を混ぜ合わ
せシート状あるいは板状等に成形したものであり、同図
の符号ＦＭが蛍光材料を示している。この蛍光材料ＦＭ
は同図の実線で示す第１波長の光Ｌ1により励起された
後、基底状態に戻る時、第１波長よりも長い第２波長の
光Ｌ2（同図の波線）を放出するという蛍光特性を有し
ている。なお、この蛍光特性については、後の実施例に
おいて具体例を挙げて説明する。

【００３０】このような蛍光特性を有する蛍光板２２の
全体としては、光源１２からの第１波長の光Ｌ1がホロ
グラム拡散板２１を介して入射面２２ａに入射すると、
同図に示すように、その入射光Ｌ1の一部がそのまま出
射面２２ｂより表示側に出射するとともに、その残りが
蛍光材料ＦＭに吸収されて第１波長よりも長い第２波長
の光（蛍光）Ｌ2が発光され、出射面２２ｂより出射す
る。

【００３１】次に、図２に戻って説明を続ける。上記の
ようにして蛍光板２２より出射する第１および第２波長
の光は記名板２３およびカバープレート２４を介して表
示面側に導かれ、光学的な表示がなされる。

【００３２】このように、この実施形態にかかる表示灯
（面照光表示装置）１０ａによれば、表示面側での光学
的表示のための光の色（表示色）が第１および第２波長
の組み合わせ、つまり光源１２と蛍光板２２との種類の
組み合わせにより規定されるので、この組み合わせの調
整により任意の色で光学的に表示することができる。な
お、光源１２と蛍光板２２の組み合わせについては、後
の実施例で具体例を挙げて説明する。

【００３３】また、図４に示すように、蛍光板２２の入
射面２２ａと出射面２２ｂとは相互に対向しており、し
かも入射面２２ａが光源１２と対面するように、蛍光板
２２が配置されているので、次のような効果が得られ
る。すなわち、従来のように光源からの光を記名板など
を介して表示面側に導光することで光学的表示を行った
場合、表示面側より観察する作業者には発光面が奥まっ
たところに位置するように感じられるのに対し、蛍光板
２２を介在させた場合には当該蛍光板２２で第２波長の
光が発光するので、蛍光板２２の表面で光って発光面が
表示面近くに浮きあがったような感じを作業者に与え、
その結果、従来に比べて視認性を向上させることができ
る。

【００３４】さらに、この実施形態では、ホログラム拡
散板２１を設け、光源１２からの光を所定の拡散角で拡
散した後、当該拡散光を蛍光板２２に入射するようにし
ている。このホログラム拡散板２１は透明部材の一方面
に光の回折現象を利用した拡散面（ホログラム面）２１
ａを設けたものであって、光の減衰を伴わずに拡散を行
うことが可能である。このため、単位表示灯１０ａで
は、従来技術における乳白色の記名板などのように光を
実質的に吸収ないしは減衰させるような要素を設けるこ
となく、光源１２自身の形状が外部から認識されるのを
防止することができる。つまり、この実施形態によれ
ば、「表示の高輝度化」および「光の高拡散性」とを同
時に達成することができる。

【００３５】ところで、上述したように、従来より表示
色として最も要望の高い色のひとつが「純粋な白色」で
あるが、この実施形態にかかる表示灯１０ａにおいて、
「純粋な白色」を得るためには、光源１２として青色の
光を発光するＬＥＤ発光素子を用いるとともに、光源１
２から発光される青色の光（第１波長の光）の一部によ
って黄色の光（第２波長の光）を発光するという蛍光特
性を有する蛍光板２２を用意すればよい。この場合、従
来のように赤色、緑色および青色の光を発光するＬＥＤ
発光素子を１つにパッケージした光源を用いる必要がな
く、単色のＬＥＤ発光素子を光源として用いることがで
きるので、白色の表示灯（面照光表示装置）を安価に提
供することができる。また、この光源１２では発熱量が
少ないので、ハロゲンランプを光源として用いた場合に
問題となっていた光源の発熱に関する諸問題を発生させ
ることなく、白色の光学的表示を行う表示灯の長寿命化
を図ることができる。

【００３６】また、上記のように白色の光学的表示が可
能となるため、蛍光板２２の出射面２２ｂ（図４）側の
適当な位置、例えば記名板２３の表面に特定の波長成分
のみを透過させるフィルタを取り付けることで表示灯１
０ａの表示色を当該フィルタに対応する色に変更するこ
とができる。つまり、青色のＬＥＤ発光素子の光源１２
と、光源１２からの青色の光の一部により黄色の光を発
光する蛍光特性を有する蛍光板２２とを備えた表示灯１
０ａにおいて、蛍光板２２の出射面２２ｂの近傍にフィ
ルタを追加配置することで、光学的表示のための光の色
を白色から実質的にフィルタで規定される色に変更する
ことができる。したがって、フィルタを適当に変更する
ことで表示灯１０ａの表示色を任意の色に変更すること
ができる。

【００３７】Ｂ．第２実施形態 図５は、この発明にかかる面照光表示装置の第２実施形
態が適用された照光式押しボタンスイッチを示す斜視図
であり、図６は、図５の部分斜視分解図である。このう
ち、図５は制御盤などのパネル７０に照光式押しボタン
スイッチ４０を取り付ける場合を例としている。この照
光式押しボタンスイッチ４０はセパレートタイプであっ
て、その構成要素は、パネル７０の表側（操作側）から
取り付け孔７１に挿入される操作部ユニット６０と、パ
ネル７０の裏側にて操作部ユニット６０の胴部６２に連
結される接点ユニット５０とに大別される。このうち接
点ユニット５０はスイッチ接点を内蔵しているととも
に、ＬＥＤユニット光源５４が装着される。このＬＥＤ
ユニット光源５４は略円筒状であってその頂部には複数
のＬＥＤ発光素子５４Ｌが配列されている。また、操作
部ユニット６０をパネル７０に取り付ける際に使用され
るリング５５が別途設けられるとともに、操作部ユニッ
ト６０と接点ユニット５０とを連結した後でその連結を
固定するロックレバー５３が設けられている。この接点
ユニット５０は端子５２を介して所要の機器に電気的に
接続される。

【００３８】一方、操作部ユニット６０は、操作部本体
６１とプッシュ部８０とからなる。操作部本体６１の胴
部６２には取り付け孔５１Ｈ内壁に形成した突条部５１
ａと嵌合可能に挿入用溝６２ａが設けられており、この
挿入用溝６２ａに突条部５１ａを係合させながら操作部
ユニット６０の胴部６２を接点ユニット５０の取り付け
孔５１Ｈに挿入するようになっている。また、挿入完了
後に、ロックレバー５３を回動させると、突条部５１ａ
内に配置されていたロックレバー５３の突起部（図示せ
ず）が回動し挿入用溝６２ａと直交して設けられた固定
用溝６２ｂに嵌合されて操作部ユニット６０と接点ユニ
ット５０とが連結固定される。なお、この胴部６２には
雄ねじ面６２Ｓが形成されており、リング５５の雌ねじ
面５５Ｓと螺合されることにより、操作部本体６１がパ
ネル７０に装着されることになる。

【００３９】操作部本体６１の上部には矩形の受け口６
３が形成されており、この受け口６３にプッシュ部８０
が収容される。このプッシュ部８０の詳細は後述する
が、組立て後にこのプッシュ部８０を手動で押下するこ
とによってプッシュ部８０が接点ユニット５０内の接点
を開閉する。ＬＥＤユニット光源５４はこの接点の開閉
に応答して点灯または消灯するようにされていることも
あり、また、この照光式押しボタンスイッチ４０が接続
されている外部機器（コントローラなど）からの信号に
応答して点灯または消灯するようにされていることもあ
る。プッシュ部８０の操作面８０Ｓは透光性であり、Ｌ
ＥＤユニット光源５４からの光によってこの操作面８０
Ｓの内部に表示されている文字などが照光され、外部か
ら認識される。

【００４０】プッシュ部８０の分解状態が図６に示され
ている。同図において、プッシュ部８０の下部は透孔Ｗ
１を有する中空の基体８１となっており、その上には、 ホログラム拡散板８２、 第１実施形態における蛍光板２２と同一の蛍光特性を
有する蛍光板８３、 アクリルなどの樹脂で形成された無色透明の記名板８
４、 がこの順序で積層されている。そして図５の操作面８０
Ｓを規定する部材として、たとえばアクリルで生成され
た無色透明のフロントプレート８５が設けられる。ま
た、記名板８４には所要の文字などが記入されている。

【００４１】ＬＥＤユニット光源５４は透孔Ｗ１を介し
て拡散板８２に対向するように挿入される。したがっ
て、ＬＥＤユニット光源５４の点灯時にはＬＥＤ発光素
子５４Ｌからの第１波長の光がホログラム拡散板８２を
介して蛍光板８３の入射面８３ａに入射する。そして、
入射光の一部はそのまま表示面側（同図の上側）に進む
一方、入射光の残りは蛍光板８３の蛍光材料（図示省
略）に入射され、第１波長よりも長い第２波長の光に波
長変換されて、出射面より第１および第２波長の光が出
射する。これら第１および第２波長の出射光が記名板８
４およびフロントプレート８５を順次透過して表示面側
で第１および第２波長で規定される表示色で面照光表示
を行う。

【００４２】このように、第２実施形態においても、第
１実施形態と同様に、表示面側での光学的表示のための
光の色が第１および第２波長の組み合わせ、つまりＬＥ
Ｄユニット光源５４と蛍光板８３との種類の組み合わせ
により規定されるので、この組み合わせの調整により任
意の色で光学的に表示することができる。

【００４３】また、図６に示すように、蛍光板８３の入
射面８３ａと出射面とが対向しており、しかも当該入射
面８３ａがＬＥＤユニット光源５４と対面するように、
蛍光板８３が配置されているので、上記第１実施形態と
同様に、作業者に対して発光面が表示面側に浮きあがっ
たような視覚効果を与えて視認性を向上させることがで
きる。

【００４４】また、ホログラム拡散板８２を設けたこと
で、上記第１実施形態と同様に、「表示の高輝度化」お
よび「光の高拡散性」とを同時に達成することができ
る。

【００４５】また、ＬＥＤ発光素子５４Ｌとして青色の
ＬＥＤ発光素子を用いるとともに、蛍光板８３としてＬ
ＥＤユニット光源５４から発光される青色の光の一部に
よって黄色の光を発光する蛍光特性を有する蛍光板を用
いることで、第１実施形態と同様に、照光式押しボタン
スイッチの表示灯の表示色を少ない発熱量で白色に設定
することができる。

【００４６】さらに、上記白色の光学的表示が可能な照
光式押しボタンスイッチにおいて、蛍光板８３の出射面
の近傍にフィルタを追加配置することで、光学的表示の
ための光の色を白色から実質的にフィルタで規定する色
に変更することができる。したがって、フィルタを適当
に変更することで照光式押しボタンスイッチの表示灯の
表示色を任意の色に変更することができる。

【００４７】Ｃ．第３実施形態 図７は、この発明にかかる面照光表示装置の第３実施形
態を示す模式断面図である。この実施形態にかかる面照
光表示装置が図４に示す第１実施形態と大きく相違する
点は、第１実施形態では単一の蛍光板２２を設けて第２
波長の光を発光させているのに対して、この第３実施形
態では２枚の蛍光板９１，９２を積層してなる蛍光体９
０を設けて第２波長のみならず第３波長の光をも発光さ
せている点である。なお、その他の基本的構成は同一で
ある。

【００４８】この蛍光体９０では、 光源１２からの第１波長の光Ｌ1の一部をそのまま出
射面側（同図の上側）に透過する一方、入射光Ｌ1の残
りによって第１波長よりも長い第２波長の光Ｌ2を出射
面側に向けて発光する蛍光板９１と、 蛍光板９１からの光Ｌ1の一部および光Ｌ2をそのまま
出射面側に透過する一方、光Ｌ1の残りによって第１波
長よりも長い第３波長の光Ｌ3を出射面側に向けて発光
する蛍光板９２と、 が積層されている。このため、光源１２からの第１波長
の光Ｌ1を蛍光体９０の入射面９０ａに与えると、まず
蛍光板９１において、第１波長の光Ｌ1の一部がそのま
ま蛍光板９２側に透過するとともに、入射光Ｌ1の残り
が蛍光材料ＦＭ1に吸収され、各蛍光材料ＦＭ1から第１
波長よりも長い第２波長の光Ｌ2が発光されて蛍光板９
２側に進む。そして、これら第１および第２波長の光Ｌ
1，Ｌ2を受けた蛍光板９２では、第１波長の光Ｌ1の一
部および第２波長の光Ｌ2がそのまま蛍光体９０の出射
面９０ｂから表示面側（同図の上側）に出射するととも
に、第１波長の光Ｌ1の残りが蛍光材料ＦＭ2に吸収さ
れ、さらに各蛍光材料ＦＭ2から第１波長よりも長い第
３波長の光Ｌ3が発光され、出射面９０ｂから表示面側
に出射する。こうして、第１ないし第３波長の光Ｌ1〜
Ｌ3により表示面全体で光学的な表示がなされる。

【００４９】なお、第２波長の光Ｌ2の一部は蛍光材料
ＦＭ2にに吸収され、当該蛍光材料ＦＭ2から第２波長よ
りも長い第４波長の光（図示せず）が発光され、出射面
９０ｂから表示面側に出射されている。

【００５０】このように、第３実施形態によれば、第１
ないし第３波長の光Ｌ1〜Ｌ3等により表示面での表示色
を規定するようにしているので、２つの波長の光Ｌ1，
Ｌ2で表示色を規定する第１実施形態に比べ、より細か
く表示色を制御することができる。

【００５１】なお、上記第３実施形態においても、蛍光
体９０の入射面９０ａと出射面９０ｂとが相互に対向す
るとともに、入射面９０ａが光源１２と対面するように
蛍光体９０が配置されているため、上記第１および第２
実施形態と同様に、表示灯（面照光表示装置）の発光面
が表示面側に浮かびあがったような視覚効果を作業者に
与えることができ、視認性を向上させることができる。

【００５２】また、上記実施形態では２枚の蛍光板９
１，９２を積層して蛍光体９０を構成しているが、３枚
以上の蛍光板を積層して蛍光体９０を構成してもよい。
また、蛍光板の積層順序は任意である。

【００５３】Ｄ．第４実施形態 ところで、上記実施形態では、透明樹脂材料に蛍光材料
ＦＭを混ぜ合わせシート状あるいは板状等に成形するこ
とで蛍光板２２，８３，９１，９２を形成しているが、
このように形成された蛍光板内で発生した蛍光（蛍光板
２２，８３，９１，９２でそれぞれ発生した光）の大部
分が全反射の法則にしたがって蛍光板内部を進行し、そ
の端面に誘導され、そこで濃密化された状態で放出され
るため、出射面から表示面側に出射される蛍光の量が減
少する傾向にある。この場合、蛍光材料ＦＭの他に拡散
材を混ぜ合わせて蛍光板を形成することで、蛍光板内部
で蛍光を拡散させることができ、蛍光板から出射する蛍
光が蛍光板の端面に集中するのを防止しながら蛍光を表
示面側に出射することができる。

【００５４】Ｅ．第５実施形態 第４実施形態のように蛍光板に拡散材を混入した場合、
光拡散材による光吸収ロスが生じ、表示の高輝度化にと
って障害となる。そこで、図８に示すように、ホログラ
ム拡散板２１の他方面（ホログラム面２１ａが設けられ
ていない面）に蛍光材料ＦＭを薄く塗布し、この塗布膜
を蛍光板１０１として機能させることができる。このよ
うに形成された蛍光板１０１によれば、光拡散材を混入
させることなく、蛍光板１０１内で発生した蛍光を表示
面側に効率よく出射することができる。

【００５５】また、こうして形成された膜状の蛍光板１
０１を保護するため、図９に示すように蛍光板１０１上
に透明板１０２を配置し、透明板１０２とホログラム拡
散板２１とで蛍光板１０１を挟み込んでもよい。

【００５６】Ｆ．第６実施形態 図１０は、この発明にかかる面照光表示装置の第６実施
形態を示す模式断面図である。この装置が図３に示す第
１実施形態の装置と大きく相違する点は、この実施形態
では第１実施形態の蛍光板２２と記名板２３との機能を
兼ね備えた蛍光板１１１が設けられている点である。つ
まり、この蛍光板１１１は、透明樹脂材料に蛍光材料と
拡散材を混ぜ合わせシート状あるいは板状等に形成する
とともに、その表面に表示すべき文字や記号を記入した
ものである。なお、その他の構成は第１実施形態と同様
である。

【００５７】Ｇ．変形例 なお、上記第１実施形態ではホログラム拡散板２１を光
源１２と蛍光板２２との間に、第２実施形態ではホログ
ラム拡散板８２をＬＥＤユニット光源５４と蛍光板８３
との間に、また第６実施形態ではホログラム拡散板２１
を光源１２と蛍光板１１１との間に、それぞれ配置して
いるが、ホログラム拡散板の配置位置はこれに限定され
るものではなく、光源から表示面側に進む光の光学経路
上であれば、任意の位置に配置することができる。ただ
し、視認性を考慮した場合、蛍光板に対し光源側にホロ
グラム拡散板を配置するのが望ましい。というのも、こ
のように配置した場合、上記したようにホログラム拡散
板を通過した光は所定の拡散角で拡散されて種々の方向
に進む分散光として蛍光板に入射し、蛍光材料に当たる
確率が高くなるため、蛍光板全体で発光することとな
り、視認性を向上させることができるからである。

【００５８】また、上記においては、光源から表示面側
に進む光をその光学経路上で拡散させる光拡散手段とし
てホログラム拡散板を用いているが、ホログラム拡散板
の代わりに従来より周知の光拡散板を用いていもよい。

【００５９】また、上記実施形態では、ホログラム拡散
板などの光拡散手段を設けているが、表示色に関しては
光拡散手段は何等の影響を与えないので、光拡散手段は
表示色を制御するための必須構成要素ではないが、作業
者などが文字などの表示内容を認識しやすいようにする
ためには設けるのが望ましい。

【００６０】

【実施例】次に、蛍光板として緑色蛍光板、オレンジ色
蛍光板および赤色蛍光板の３種類を用意し、青色のＬＥ
Ｄ発光素子からの光（図１１の１点鎖線で示すスペクト
ルを有する光）を各蛍光板の入射面に入射するととも
に、その入射面と直交する面より出射する蛍光を受光す
ることで入射光がどのようなスペクトルを有する蛍光に
変換されるかを調べた。図１２は青色のＬＥＤ発光素子
からの光を緑色蛍光板に入射したときに当該緑色蛍光板
から出射される蛍光のスペクトル（１点鎖線）を示すグ
ラフであり、図１３は青色のＬＥＤ発光素子からの光を
オレンジ色蛍光板に入射したときに当該オレンジ色蛍光
板から出射される蛍光のスペクトル（１点鎖線）を示す
グラフであり、図１４は青色のＬＥＤ発光素子からの光
を赤色蛍光板に入射したときに当該赤色蛍光板から出射
される蛍光のスペクトル（１点鎖線）を示すグラフであ
る。なお、参考のため、図１１の実線で示すスペクトル
を有するブラックライト（紫外光源）を緑色蛍光板、オ
レンジ色蛍光板および赤色蛍光板に入射したときに各蛍
光板から出射する蛍光のスペクトルをそれぞれ図１２な
いし図１４に実線で示している。

【００６１】これら図１２ないし図１４に示すように、
青色のＬＥＤ発光素子からの第１波長の光を蛍光板に入
射することで蛍光板から第１波長よりも長い第２波長の
光（蛍光）を出射することができ、上記実施形態におい
て説明したように、第１波長および第２波長の光を表示
面側に導光して、表示面全体で第１および第２波長の組
み合わせにより決まる表示色で光学的表示を行うことが
できる。

【００６２】緑色のＬＥＤ発光素子からの光（図１５の
１点鎖線で示すスペクトルを有する光）を上記蛍光板に
入射した場合にも、上記と同様の結果が得られる。図１
６は緑色のＬＥＤ発光素子からの光を緑色蛍光板に入射
したときに当該緑色蛍光板から出射される蛍光のスペク
トル（１点鎖線）を示すグラフであり、図１７は緑色の
ＬＥＤ発光素子からの光をオレンジ色蛍光板に入射した
ときに当該オレンジ色蛍光板から出射される蛍光のスペ
クトル（１点鎖線）を示すグラフであり、図１８は緑色
のＬＥＤ発光素子からの光を赤色蛍光板に入射したとき
に当該赤色蛍光板から出射される蛍光のスペクトル（１
点鎖線）を示すグラフである。なお、参考のため、図１
５の実線で示すスペクトルを有するブラックライトを緑
色蛍光板、オレンジ色蛍光板および赤色蛍光板に入射し
たときに各蛍光板から出射する蛍光のスペクトルをそれ
ぞれ図１６ないし図１８に実線で示している。

【００６３】次に、図４に示す表示灯（面照光表示装
置）を構成する光源１２として青色ＬＥＤ発光素子を用
意する一方、蛍光板２２として黄色蛍光板を用意し、こ
の組み合わせにおいて表示面全体がどのような表示色で
光学的に表示されるかを実験した。

【００６４】表１は、この組み合わせにおける表示色を
示す表である。

【００６５】

【表１】

【００６６】同表および後の表２ないし表４において、
欄「ｘ」，「ｙ」はＣＩＥＸＹＺ表色系による色表現を
用いて表現した時の色度座標のｘ成分およびｙ成分をそ
れぞれ示しており、光源１２については発光色を、また
蛍光板２２，９１，９２については各蛍光板から出射さ
れる光の色を、それぞれｘ成分およびｙ成分に分けて示
している。

【００６７】表１からわかるように、蛍光板２２から出
射される光が表示面側での表示色であり、ｘ成分が０．
２８７で、ｙ成分が０．３２３の色となる。

【００６８】表２は、図４に示す表示灯（面照光表示装
置）を構成する光源１２として青色ＬＥＤ発光素子を用
意する一方、蛍光板２２として緑色蛍光板を用意し、こ
の組み合わせにおける表示色を示す表である。

【００６９】

【表２】

【００７０】同表からわかるように、蛍光板２２から出
射される光が表示面側での表示色であり、ｘ成分が０．
４０９で、ｙ成分が０．５５５の色となる。

【００７１】次に、図７に示す表示灯（面照光表示装
置）を構成する光源１２として青色ＬＥＤ発光素子を用
意する一方、蛍光板９１，９２としてそれぞれ黄色蛍光
板および赤色蛍光板を用意し、この組み合わせにおいて
表示面全体がどのような表示色で光学的に表示されるか
を実験した。

【００７２】表３は、この組み合わせにおける表示色を
示す表である。

【００７３】

【表３】

【００７４】同表からわかるように、蛍光板９２から出
射される光が表示面側での表示色であり、ｘ成分が０．
４２８で、ｙ成分が０．２２３の色となる。

【００７５】次に、図７に示す表示灯（面照光表示装
置）を構成する光源１２として青色ＬＥＤ発光素子を用
意する一方、蛍光板９１，９２としてそれぞれ緑色蛍光
板および橙色蛍光板を用意し、この組み合わせにおいて
表示面全体がどのような表示色で光学的に表示されるか
を実験した。

【００７６】表４は、この組み合わせにおける表示色を
示す表である。

【００７７】

【表４】

【００７８】同表からわかるように、蛍光板９２から出
射される光が表示面側での表示色であり、ｘ成分が０．
４４５で、ｙ成分が０．５１７の色となる。

【００７９】以上の実験結果が示すように、光源の種類
と蛍光板の種類を組み合わせることで表示面側での表示
色を高い自由度で制御することができる。

【００８０】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、光源からの第
１波長の光の一部をそのまま出射面より出射するととも
に、その残りによって第１波長よりも長い第２波長の光
を発光し、当該第２波長の光を出射面より出射する蛍光
板を設け、第１および第２波長の光で表示面側での光学
的な表示を行うようにしているので、第１および第２波
長の組み合わせを制御して任意の色で光学的な表示を行
うことができる。

【００８１】請求項２の発明によれば、蛍光板の入射お
よび出射面とを相互に対向させるとともに、蛍光板の入
射面を光源に対面させているので、光学的表示を観察す
る者に対して発光面が表示面側に浮きあがったような視
覚効果を与えることができ、その結果、視認性を向上さ
せることができる。

【００８２】請求項３の発明によれば、入射する光の一
部をそのまま出射するとともに、その入射光の残りによ
って第１波長より長く、しかも互いに異なる波長の光を
それぞれ発光する複数の蛍光板を積層して蛍光体を構成
しているので、その蛍光体の出射面から出射する第１波
長の光および複数の蛍光板で発光される複数の光で表示
面側での光学的な表示を行うようにしているので、これ
らの波長の組み合わせを制御して任意の色で光学的な表
示を行うことができる。

【００８３】請求項４の発明によれば、蛍光体の入射お
よび出射面とを相互に対向させるとともに、蛍光体の入
射面を光源に対面させているので、光学的表示を観察す
る者に対して発光面が表示面側に浮きあがったような視
覚効果を与えることができ、その結果、視認性を向上さ
せることができる。

【００８４】請求項５の発明によれば、前記光源から前
記表示面側に進む光の光学経路上で当該光を拡散する光
拡散手段をさらに設けているので、光源自身の形状が外
部から認識されるのを防止することができ、視認性を向
上させることができる。

【００８５】請求項６の発明によれば、特に前記光拡散
手段としてホログラム拡散板を用いているので、高透過
率で光を拡散させることができるので、「表示の高輝度
化」および「光の高拡散性」とを同時に達成することが
できる。

【００８６】請求項７の発明によれば、前記蛍光板に光
拡散材を混入しているので、当該蛍光板の内部で発生し
た第２波長の光が端面に集中するのを防止することがで
き、効率良く第２波長の光を表示面側に出射することが
できる。

【００８７】請求項８の発明によれば、光源として青色
の光を発光する半導体発光素子を用いるとともに、その
半導体発光素子から発光される青色の光の一部を吸収し
て黄色の光を発光する蛍光特性を蛍光板が有するように
しているので、光学的表示のための光の色を実質的に白
色とすることができる。

【００８８】請求項９の発明によれば、蛍光板の出射面
の近傍にフィルタを配置しているので、光学的表示のた
めの光の色を実質的に当該フィルタで規定することがで
き、フィルタを調整することで任意の色で光学的に表示
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明にかかる面照光表示装置の第１実施形
態が適用された集合表示灯を示す斜視図である。

【図２】図１の集合表示灯を構成する単位表示灯の分解
斜視図である。

【図３】図２の単位表示灯の模式断面図である。

【図４】蛍光板の光学的特性を示す模式図である。

【図５】この発明にかかる面照光表示装置の第２実施形
態が適用された照光式押しボタンスイッチを示す斜視図
である。

【図６】図５の部分斜視分解図である。

【図７】この発明にかかる面照光表示装置の第３実施形
態を示す模式断面図である。

【図８】この発明にかかる面照光表示装置の第５実施形
態における蛍光板の構成を示す模式断面図である。

【図９】図９の面照光表示装置の改良例を示す模式断面
図である。

【図１０】この発明にかかる面照光表示装置の第６実施
形態における蛍光板の構成を示す模式断面図である。

【図１１】青色のＬＥＤ発光素子およびブラックライト
からの光のスペクトルを示すグラフである。

【図１２】青色のＬＥＤ発光素子からの光を緑色蛍光板
に入射したときに当該緑色蛍光板から出射される蛍光の
スペクトルを示すグラフである。

【図１３】青色のＬＥＤ発光素子からの光をオレンジ色
蛍光板に入射したときに当該オレンジ色蛍光板から出射
される蛍光のスペクトルを示すグラフである。

【図１４】青色のＬＥＤ発光素子からの光を赤色蛍光板
に入射したときに当該赤色蛍光板から出射される蛍光の
スペクトルを示すグラフである。

【図１５】緑色のＬＥＤ発光素子およびブラックライト
からの光のスペクトルを示すグラフである。

【図１６】緑色のＬＥＤ発光素子からの光を緑色蛍光板
に入射したときに当該緑色蛍光板から出射される蛍光の
スペクトルを示すグラフである。

【図１７】緑色のＬＥＤ発光素子からの光をオレンジ色
蛍光板に入射したときに当該オレンジ色蛍光板から出射
される蛍光のスペクトルを示すグラフである。

【図１８】緑色のＬＥＤ発光素子からの光を赤色蛍光板
に入射したときに当該赤色蛍光板から出射される蛍光の
スペクトルを示すグラフである。

【符号の説明】

１０ａ，１０ｂ，…，１０ｉ 単位表示灯（面照光表示
装置） １２ 光源 ２１ ホログラム拡散板（光拡散手段） ２２，８３，９１，９２，１０１，１１１ 蛍光板 ２２ａ，８３ａ，９０ａ 入射面 ２２ｂ，９０ｂ 出射面 ４０ 照光式押しボタンスイッチ ５４ ＬＥＤユニット光源 ９０ 蛍光体 Ｌ1 第１波長の光 Ｌ2 第２波長の光 Ｌ3 第３波長の光

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西原 一寛 大阪市淀川区西宮原１丁目７番31号 和泉 電気株式会社内

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１波長の光を発光する光源と、 前記光源からの光を受ける入射面と、所定の表示面側を
   向いた出射面とを有し、前記入射面を介して入射する光
   の一部をそのまま前記出射面より出射するとともに、前
   記入射光の残りによって前記第１波長よりも長い第２波
   長の光を発光し、当該第２波長の光を前記出射面より出
   射する蛍光板とを備え、 前記蛍光板の前記出射面から出射する前記第１および第
   ２波長の光により前記表示面全体で光学的な表示を行う
   ことを特徴とする面照光表示装置。
2. 【請求項２】 前記蛍光板の前記入射および出射面が相
   互に対向しており、しかも前記入射面が前記光源と対面
   するように前記蛍光板が配置されたことを特徴とする請
   求項１記載の面照光表示装置。
3. 【請求項３】 第１波長の光を発光する光源と、 入射する光の一部をそのまま出射するとともに、前記入
   射光の残りによって前記第１波長より長く、しかも互い
   に異なる波長の光をそれぞれ発光する複数の蛍光板を積
   層してなり、前記光源からの光を受ける入射面と、所定
   の表示面側を向いて前記第１波長の光および前記複数の
   蛍光板でそれぞれ発光した光を出射する出射面とを有す
   る蛍光体とを備え、 前記蛍光体の前記出射面から出射する前記第１波長の光
   および前記複数の蛍光板で発光される複数の光により前
   記表示面全体で光学的な表示を行うことを特徴とする面
   照光表示装置。
4. 【請求項４】 前記蛍光体の前記入射および出射面が相
   互に対向しており、しかも前記入射面が前記光源と対面
   するように前記蛍光体が配置されたことを特徴とする請
   求項３記載の面照光表示装置。
5. 【請求項５】 前記光源から前記表示面側に進む光の光
   学経路上で当該光を拡散する光拡散手段をさらに設けた
   ことを特徴とする請求項１または３記載の面照光表示装
   置。
6. 【請求項６】 前記光拡散手段が、ホログラム拡散板で
   あることを特徴とする請求項５記載の面照光表示装置。
7. 【請求項７】 前記蛍光板に光拡散材を混入したことを
   特徴とする請求項１または３記載の面照光表示装置。
8. 【請求項８】 前記光源が前記第１波長の光として青色
   の光を発光する半導体発光素子であるとともに、前記蛍
   光板が前記半導体発光素子から発光される青色の光の一
   部を吸収して前記第２波長の光として黄色の光を発光す
   る蛍光特性を有しており、 前記光学的表示のための光の色が実質的に白色となるこ
   とを特徴とする請求項１記載の面照光表示装置。
9. 【請求項９】 前記蛍光板の前記出射面の近傍に配置さ
   れたフィルタをさらに備え、 前記光学的表示のための光の色が実質的に前記フィルタ
   で規定されることを特徴とする請求項８記載の面照光表
   示装置。