JPH11344943A - 透過形表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明では、発光ダイオードの数を極力少なく
して省電力化を計ると共に柔らかな発光絵柄や文字の照
光画や光源を作り出す透過形表示装置を得る。 【構成】発光ダイオードに電力を供給するための電源部
によって種々な状態で発光ダイオードを発光させる。こ
の発光によって得た光束を導くための光導路を半透明あ
るいは透明平板で構成し、この平板の何れかの辺には発
光ダイオードを挿入するための溝や孔を作り、この孔に
発光ダイオードを挿入し、光結合を密にする。また、平
板の全面あるいは一部分に光散乱部を構成し、面全部や
一部に構成した散乱部を発光させることで文字や絵柄の
透過光を作る。また、板を多層構造にして散乱部から発
する種々な色の透過光を作る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】最近発光ダイオード（ＬＥＤ）の
効率が急速に向上して、照光ランプとして用いる趨勢に
なってきた。ＬＥＤは、輝度はよいが光が直進する性質
を持っているため、目をいためるなどから照光装置に適
さないものとの考え方もあった。しかしながら、ＬＥＤ
が持つ魅力は、カラー表示が可能なことやエレメントが
非常に小型であること。また、電力効率が著しく改善さ
れてきたために可搬式装置へ用いるれば、電池の損耗が
少ない装置が得られるなどの考え方から再検討に、値す
る状況になってきた。しかしながら、現在多用されてい
るＬＥＤによる照光手段は、コヒレント性の強いＬＥＤ
（発光ダイオード）の光を直接見るなどしているため美
観構成に欠けたり目に悪影響を与える。ところが、この
ＬＥＤの発する光を透明な円柱状や平板を光導路とすれ
ば、光束は、光導路中では減衰が少なく走行し、また、
走行面に平行する表面に傷や溝を作ると、この傷や溝で
ＬＥＤから発生する光が乱反射したり、内部に屈折率の
異なる繊維状媒体を混入して散乱部を作り出すと、光束
と直角方向にこの散乱した像がくっきり浮かび上がるこ
とで、発光むらの少ない平板状の間接光による照光装置
が得られることが明らかになった。さらに、光導路を透
明体で構成すると、表裏面から絵柄や文字を見ることが
でき、避難灯が１枚の光導路で構成でき、厚みが薄く構
成できたり消費電力も低減できる。また、光導路を多数
層で構成し、かつそれぞれの光導路に発光色の異なる発
光ダイオードを用いると、発光面や、発光文字のみが種
々な色彩で目視でき、従来にない看板や案内標識が得ら
れる。また、この方式を情報機器などの液晶用バックラ
イト装置に用いれば電話機、データ収集装置（データキ
ャプチャとも呼ばれる）や照光式タッチパネル装置の省
電力化が得られ、著しく電池の寿命が伸びるなどが明ら
かになった。発明者は、すでにダイオードの数や電力が
比較的少ない状態で、ガラス単独やガラス板と種々な媒
体とを組み合わせた装飾壁、ガラスと樹脂との多層構造
での壁面の全体の立体的な発光体、透明体の空間に絵柄
を浮き上がらせるウインドウ、看板、床の発光なども上
記思想にもとづき容易に構成でることも明らかにした。
この考え方をさらに改善して、本発明では発光面にむら
の少なく小形で消費電力の少ない透過形表示装置を提供
するものである。

【０００２】

【従来の技術】図９は 第１の従来技術の代表的案内板
等の構造を説明するための図であり、９１は散乱光源体
に線状発光する蛍光灯を用いた俗称サイドライト方式と
呼ばれている表示装置の説明図を図示したものである。
この従来例では、主に避難灯や看板などに用いられ、９
１の蛍光灯や白熱電球などの散乱発光源を用いている。
さらに、当該散乱光源体９１は、反射枠体９４の中に組
み込まれ、表示部９２からわずかに離して、発光体の熱
を直接受けないように図示していない金具などによって
取り付けられている。また時として、この枠体９４には
照光調節器なども組み込まれている。さらに、この表示
部２は、ガラスが用いられたり、プラスチックスが用い
られ、その表面には、絵柄が印刷されたり、彫刻が施さ
れたり、また、スモーク状の面を構成して、散乱光源９
１からの光をやわらげたり、２枚からなる表示板に光遮
蔽物９６をはさみ込んで、２枚の表示板が光干渉を起こ
さない工夫もしている。また、ものによっては、散乱光
源９１を枠体９４の内部に組み込んだり、表示部の面に
外部から直接光を当てたりしている。このように構成さ
れた散乱光源９１から発せられる光の大半が空中を走行
し、光は、カバー体で乱反射するが完全平行状態で媒体
中を走行することはない。図１０は、図の従来例を覇習
した考え方をもとに、前記光源９１を発光ダイオード９
７、９７’で構成した第２の従来例を図示したものであ
る。この第２の従来例では多数の発光ダイオード９７
が、図示したようにプリント基板９８に取り付けられ、
かつ反射枠体９９の中に配置され、表示部９２からわず
かに離して、図示していない金具などによって取り付け
られている。また時としてこの枠体９９には照光調節器
なども組み込まれている。なお９４は飾り枠である。し
かしながら、第２の従来例図に示した発光ダイオード９
７による照光装置では、図中Ａに示したように発光ダイ
オード９７から発せられる光は、基本的にはコーヒレン
ト性を持ち、表示面９２の表面を走ったり、強い指向性
を持ち隣接した発光ダイオード９７’と９９が発する光
の重なり合う表示面９２のＢで示した部分の発光が異常
に強く、光のむらが生じる。この第２の従来例で発生す
るむら現象を避けようとするためには、図上の下側ばか
りでなく上や両側面にも多くの発光ダイオード９７を配
置する必要がある。このようなことから、パネル全体の
消費電力は、発光ダイオードの数にほぼ比例するので、
例え発光ダイオードの１個当たりの消費電力が少なくて
も、パネル全体での消費電力は大きなものとなる。その
ため近年では、情報処理装置に用いられている液晶表示
パネルのバックライトととしては消費電力が少なく、さ
らに面発光を基本とするＥＬ（エレクトロルミネッセン
ス）素子が用いられている。がしかし、ＤＣ−ＡＣコン
バータや特殊な駆動回路を必要として高価になるばかり
でなく消費電力は、必ずしも少なくない。一方、従来の
考え方にもとずき発光ダイオードを用いて絵柄を表現す
る従来例では、平面の表示面全面に発光ダイオードをマ
トリックス状に配置して、この発光ダイオードを人間の
目のレスポンス以下の速度で順次点灯し、絵柄を作って
いるか、或いは発光ダイオードの表面にポジ写真などを
配置して透過像を作っている。しかしながら、この方法
では、人間は発光ダイオードが発する光を直接見るので
非常に明るく感じるとともに、感情を錯乱し人間には適
合しない点状の非常にどぎつい絵柄になる。また、非常
に多くのダイオードが必要になる。ところで、近年発光
ダイオードの発光効率は、長足の進歩を示し、さらに、
発光状態を緩和するものや、指向性を改善するために、
発光ダイオードそのものにポリエチレンやエポキシレン
ズなどを取り付けたりして、照明用ランプを対象にして
検討を進められてきた。その結果発光ダイオードの発光
効率は、白熱電球を上回り、種々な分野への展開が可能
となってきた。本発明は以上の点に鑑み、情報機器や表
示板などの産業分野に適合する小形で軽量な発光むらの
少なく、かつ、消費電力が非常に少ない透過形表示装置
を提供するものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明では、発光ダイ
オードの数を低減して省電力化を計り、絵柄や照光面を
作り出すための発光むらのない透過形表示装置を得る。

【０００４】

【課題を解決するための手段】１個以上の発光ダイオー
ドを装着した透明あるいは半透明の少なくても１枚以上
の平板形光導路を有し、当該光路を部分的に発光させる
ためのいち部分に凹凸面や微少な凹凸による光散乱部を
構成するとことによって、それぞれのパネル面の必要部
分を発光させる。

【０００５】発光ダイオードを発光させるための電源部
と、少なくても１個以上の発光ダイオードと水晶、ガラ
スなどの無機質透明体、エポキシ樹脂、ポリカーボネー
イト、アクリル系樹脂などの有機質透明体を一連の発光
源に対して透明あるいは半透明か、目視したとき透明あ
るいは半透明な少なくても１枚以上の平板形光導路とす
る。また、光導路端の発光ダイオード取り付け部分を必
要に応じて前記平板より厚くし、さらに、発光ダイオー
ドの取り付け孔や溝を構成して発光ダイオードを当該孔
や溝の中に挿入する。そして、光導路の一部や当該光路
体の表面や裏面に微少な光散乱面を構成することによっ
て、コーヒレントな光束を当該光散乱面で散乱させるこ
とで、光導路面を面状で発光させ、この散乱光を用いて
パネル表面に設置された透明或いは半透明な書画を暗闇
でも目視可能ならしめるための均一な発光面を持った透
過形表示装置とする。

【０００６】発光ダイオードを発光させるための電源部
と、１個以上の発光ダイオードと透明あるいは半透明の
少なくても１枚以上の平板形光導路を構成し、光導路端
の発光ダイオード取り付け部分は、必要に応じて前記平
板よりわずかに厚くして発光ダイオードの取り付け孔を
構成すると共に、当該孔中に発光ダイオードを挿入す
る。また、当該光導路の表面あるいは裏面や全面に構成
した光散乱部を、透明あるいは半透明な書画面で構成
し、さらに微少な凸部や凹部で光散乱部を構成すること
によって、光散乱部を面状や線状に発光した透過形表示
装置とする。

【０００７】少なくても１枚以上の平板形光導路を有
し、当該平板中の面方向にそって切り込み部を構成しパ
ネル面全体を均一に発光させるための透過形表示装置と
することもある。

【０００８】光導路を透明度の良い多数層で構成し、そ
れぞれの層に発光色の異なる発光ダイオードを取り付
け、層間の種々な色模様をパネル面に表示することもあ
る。

【０００９】光散乱部を凹凸面で構成したり、光散乱部
を絵柄や文字の輪郭にそった切り込みで構成したり、パ
ネル側面には少なくても１個以上の発光ダイオードと水
晶、ガラス、エポキシ樹脂、ポリカーボネーイト、アク
リル系樹脂などの一連の透明あるいは半透明の少なくて
も１本以上の多角柱形光導路を付加したり、光散乱部を
単純な切り込みによって構成したり、板の表裏のいずれ
かに文字などの絵柄を凹凸面で構成し、その凹面か凸面
のいずれかの一方に砂目のような微少な凹凸を持った光
散乱部を構成するとことによって、当該光散乱部の表面
や裏面に光像を作ることでパネル面の任意な箇所を発光
させることもある。

【００１０】光散乱部を微少な砂目模様で構成すること
もある。

【００１１】

【実施の形態】以下図面に従って本発明の実施例につい
て詳述する。

【００１２】

【実施例１】図１は、本発明に依る透過形表示装置の第
１の実施例の構成例を破断面図（イ）と正面図（ロ）と
して図示したものである。なお、図中には同一機能の部
所は、同一数字で付番してあり、以下の図でも同様に同
一付番する。図１において１は、水晶、ガラス、エポキ
シ樹脂、ポリカーボネイト、アクリル系樹脂などの一連
の透明あるいは半透明な有機質や無機質媒体で構成した
板形光導路を示し、５は、上記１の角板光導路の上部に
構成した微少凹凸面、例えば砂目で構成した光散乱部
で、さらに光導路１のいずれかの側面の一部分に発光ダ
イオード３を挿入するための孔２を構成した。試作例で
は、１０ｍｍ角のアクリル系角板を光導路１として用
い、深さ７ｍｍ、５ｍｍ径の孔２を図示したようにほぼ
中央に作った。また、発光ダイオード３は、この孔２中
に勘合するように挿入しても良く、場合によっては瞬間
接着剤を用いて孔２中に固着してもよい。断面や正面図
で図で示したように発光ダイオード３を、１の光導路に
作った５ｍｍ径の孔２の中に配置し、この発光ダイオー
ド３は図示していない電気制御回路にリード線４を介し
て接続し、発光ダイオードが制御動作に従って発光する
ように構成した。また、制御動作は、電話機であればそ
の動作機能に従った動作態様であり、情報機器などの液
晶パネルであったり、タッチパネルであればその機能動
作に従ったものとなる。而して、電源スイッチをオン状
態にし発光ダイオード３が発光すると、光束が光導路１
中を走行する。また、この光束は、切り込み８で構成さ
れた光散乱部に到達すると、散乱を起こし、この散乱光
は、透明な光導路１の溝８にそって綺麗な光像を作り出
すと共にこの部分で光が屈折され面の巾方向に広がりが
生じると同時に、光の指向性がやわらげられパネル面６
の全面に光が広がる。続いてこの光束は、さらに直進
し、第２の散乱部５に到達して、散乱光パネルの開口面
全面を発光ダイオードの色彩に従って、ＥＬ素子による
バックライト以上の光量で鮮やかで均一な色を映し出し
た。このようにして作られた光は、液晶パネル９を透過
し、かつ、液晶で表示された文字や絵柄中の透過すべき
部分をほぼ完全に透過し、パネル面６では良好な光量が
えられた。図１に示したような、単色だけでなく種々な
色彩のバックライトが、下記する構成により得られる。
つまり、図１では単色発光の発光ダイオードを用いた事
例としてリード線４をただ単に２本で示したが、緑、赤
の２素子封入形発光ダイオードでは、共通端子１本と駆
動線２本の計３本のリード線、更に，３素子封入形発光
ダイオードでは４本のリード線を持ち、発光ダイオード
をそれぞれの機能に従って電圧レベルやダイオードの発
光色を変えたりすることで種々な色彩によるパネル面が
発光できた。ここではリード線形発光ダイオードを図示
したが、側面形面実装発光ダイオードやダイオードチッ
プを組み込むとさらに発光効率が向上する。述上した試
作例の消費電力は、１色光当たりわずか０．０５Ｗであ
り、ＥＬ式バックライトに比べ１／１０以下の小さな電
力で良好な輝度をもったバックライトが構成できること
が確認できた。また、発光状態の制御動作は、電話機で
あれば電池の損耗状態をパネル全体を赤色で点灯した
り、また、通常のパネル表示は緑色と、その動作機能に
従った動作態様であり、同様に情報機器などの液晶パネ
ルであったり、タッチパネルであればその機能動作に従
ったものとなることはここで言及するまでもない。なお
１０はカバーレイである。

【００１３】

【実施例２】図２は、本発明に依る透過形表示装置の第
２の実施例の構成例を図示したものである。また、
（イ）は案内板の斜視図、（ロ）は斜視図中に書かれた
文字の部分拡大図で、凸面に微少な凹凸部を構成した略
解図、（ハ）に凸面に微少な凹凸面を構成して光散乱部
を構成したときの略解図をそれぞれ示した。なお、図中
では図１と同一機能の部所は、同一数字で付番してあ
る。図２において１、１’は、水晶、ガラス、エポキシ
樹脂、ポリカーボネイト、アクリル系樹脂などの一連の
透明あるいは半透明な有機質や無機質媒体などを適宜選
別して用いた２枚構成の板状光導路の構成図を示し、５
は、上記１の角板光導路の上部に構成した微少凹凸面、
例えば、砂目で構成した光散乱部で、発光ダイオード
３、３’は図示していない光導路１のいずれかの側面の
一部に構成された溝や孔の中に挿入される。また、発光
ダイオード３、３’は、この孔２中に勘合するように挿
入しても良く、場合によっては瞬間接着剤を用いて孔２
中に固着してもよい。２１、２２、は文字などの絵柄で
構成した第２の光散乱部を示し、図では第一光導路１に
「受付」と発光するように光散乱部２１を後述する構造
で構成する。さらに、第２光導路１’には「終了」と発
光するように光散乱部３２を構成する。図では斜傾した
面に文字を刻んだ例を図示したが、目視面や裏面に構成
しても良い。当該光散乱部２１，２２は、文字の輪郭に
そって１ｍｍ程度の深さの溝をレザー加工機を用いて彫
り込んだり、図２（ロ）、（ハ）に拡大図で示したよう
に文字面を凸２５或いは凹形２６にして、さらにこの面
に微少な凹２５ａ凸２５ｂ部分で構成したり、また、接
着剤で文字を作成しても文字の輪郭にそって、つまり、
境界部分に光散乱が生じ発光する。発光ダイオード３、
３’の発光は、図示していない電気制御回路にリード線
４を介して接続し、発光ダイオードを切り替え点灯させ
たりして発光状態を選択した。以上のように構成した第
２の実施例では、発光ダイオード３或いは３’で発光し
た光束は、光散乱部２１、或いは２２’で散乱を起こ
し、パネル面に文字を浮き上がらせる。いまここで第１
光導路の発光ダイオード３が緑色で発光すれば、パネル
面に「受付」とかかれた緑色の文字をあざやかに浮き上
がらせる。このときパネル面後部に配置された光導路
１’の発光ダイオード３’が点灯されていないので、
「終了」の文字はほぼ透明状態となり、注意深く見ない
かぎり、パネル面からほとんど確認できない。また、第
１光導路１の発光ダイオード３が断状態で第２光導路
１’の発光ダイオード３’が接状態になると、発光ダイ
オード３’が点灯し、第２光導路に光束は、「終了」と
かかれた文字をあざやかな赤色で発光させ、パネル面に
この文字を浮き上がらせる。さらに、図では正面のみに
「終了」の文字が浮き上がって目視できるように示した
が、この発光状態は、種々な方向からも目視できる。な
お、図では第２光散乱部５を上面に構成しているので
「受付」の文字とともにパネル面上部には、第１光導路
の発光によって作られた線状の輝きも得られる。ここで
は煩雑さをさけるため、ただ単に２層構成の透明体光導
路１、１’を用いた事例について詳述したが、層構成は
２層のみに止まるものではなく、さらに、光導路の厚み
は、用途に適合したものが適宜用いられる。この第２の
実施例のように、種々な絵柄を第一光導路１と第二光導
路１’に光束が重なるように描き、発光ダイオード３と
３’を同時に発光させれば、パネル面にはこの絵柄の干
渉図が綺麗な発光として描画される。

【００１４】

【実施例３】図３は、本発明に依る透過形表示装置の第
１の実施例の構成例をさらに展開したものである。図３
では図１と同様に破断面図（イ）と正面図（ロ）として
図示したものである。さらに、図３（ハ）では切り込み
１１と光導路３１と発光ダイオード３とを別の配置例と
して鳥瞰的に図示した説明図である。なお、図中には同
一機能の部所は、同一数字で付番してある。図３におい
て１は、水晶、ガラス、エポキシ樹脂、ポリカーボネイ
ト、アクリル系樹脂などの一連の透明あるいは半透明な
有機質や無機質媒体で構成した四角の板形光導路を示
し、この光導路は、切り込み１１によって分割された
１、１’とそれよりも厚い光導路１３とに三分割した。
５は、上記１の角板光導路の上部に構成した微少凹凸
面、例えば砂目で構成した光散乱部で、さらに光導路１
３のいずれかの側面の一部に発光ダイオード３を挿入す
るための溝や孔２を構成した。また、発光ダイオード
は、この孔２中に勘合するように挿入しても良く、場合
によっては瞬間接着剤を用いて孔２中に固着してもよ
い。さらにこの第２の実施例では、断面図に示すように
光導路１にパネル面にほぼ並行かややテーパを持たせた
切り込み１１を入れた。図３（イ）、（ロ）の断面図や
表面図で図示したように発光ダイオード３を１３の光導
路に作った孔２の中に配置し、この発光ダイオード３
は、図示していない電気制御回路にリード線４を介して
接続し、発光ダイオードが制御動作に従って発光するよ
うに構成した。また、切り込み１１の対向面には、微少
な凹凸状の光散乱面１０、１０’を両面あるいはいずれ
かの一方の面に構成した。また、必要に応じては、光導
路１、１’の裏面にも光散乱部を設ける。図中１２は装
飾枠体７と光導路１との間の空隙を示し、この図では空
隙１２を広く構成したものを図示したが、装飾枠体７の
内面を光沢面で構成したときには、空隙１２を設けず、
光導路１’は装飾枠体７にほぼ接した状態に配置する。
以上のように構成した第２の実施例では、発光ダイオー
ド２で発光した光束は、切り込み１１の発光ダイオード
３の近傍に構成された光散乱部８’でまず散乱を起こす
と共に屈折され、面の巾方向に広がりを生じることによ
って、光の指向性がやわらげられ、パネル面全面に光が
広がる。そして、この光は切り込み部分の微少な凹凸面
で構成された光散乱部１０、１０’でさらに散乱を起こ
し、パネル面全体を発光させる。この切り込み１１には
図示していないが、透明フィルム上に絵柄が作られたポ
ジフィルムなどの媒体を挿入することもある。また、発
光状態の制御動作は、電話機であればその動作機能に従
い、情報機器などの液晶パネルであったりタッチパネル
であればその機能動作に従ったものとなる。

【００１５】

【実施例４】図４は、本発明に依る透過形表示装置の光
導路の厚みが発光ダイオードの径より薄いものに適合す
る第４の実施例の構成例を図１，３と同様に破断面図
（イ）と正面図（ロ）として図示したものである。な
お、図中にはすでに詳述した同一機能の部所は、同一数
字で付番してある。図４において１光導路を図示したも
のである。５は、上記１の角板光導路の背面部上に構成
した微少凹凸面、例えば砂目で構成した光散乱部で、さ
らに光導路１と連続した発光ダイオード３を取り付ける
ための光導路４１の部分は、発光ダイオードを挿入する
ための溝や孔２より厚く、また、光導路１よりも厚く構
成した。この光導路４１は、いずれかの側面に設ける
が、当該光導部４１の一部分に発光ダイオード３を挿入
するための溝や孔２を少なくても１個以上構成した。ま
た、発光ダイオード３は、この孔２中に勘合するように
挿入しても良く、場合によっては瞬間接着剤を用いて孔
２中に固着してもよい。実施例１や実施例２で詳述した
態様でダイオード２は発光し、その光束は、光導部１と
４１間の段差による散乱部８’でまず散乱を起こすと共
に屈折され面の巾方向に広がりを生じることによって、
光の指向性がやわらげられパネル面６の全面に光が広が
る。そして、この光は光導部１の部分に構成された微少
な凹凸面で構成された光散乱部１０でさらに散乱を起こ
し、パネル面６の全面を発光させる。また、発光状態の
制御動作は、電話機であればその動作機能に従った動作
態様であり、情報機器などの液晶パネルであったり、タ
ッチパネルであればその機能動作に従ったものとなる。

【００１６】

【実施例５】図５は、本発明に依る透過形表示装置の第
３の実施例の変形であり破断面図（イ）と正面図（ロ）
として図示したものである。なお、すでに述べた実施例
と同様に、図中には同一機能の部所は、同一数字を付番
してある。図５において図４で述べた構造や機能は省略
するが、発光ダイオード３の取り付け部分の光導路の部
分は、発光ダイオードを挿入するための孔２より十分厚
く、かつ、光導路１よりも大きな厚みで図示したように
テーパ部５１で構成した。また、実施例１や実施例２で
詳述した態様でダイオード２は発光し、その光束は、光
導部１と５１間の段差によるテーパ部５１の散乱部８’
でまず散乱を起こすと共に屈折され、面の巾方向に広が
りを生じることによって、光の指向性がやわらげられパ
ネル面６の全面に光が広がる。テーパ部５１の発光は図
５（ロ）に図中に塗りつぶし部分で示した散乱部５２の
ように巾広く発光する。そして、この光は光導部１の部
分に構成された微少な凹凸面で構成された光散乱部１０
でさらに散乱を起こし、パネル面６全体を発光させる。
この光導路１は、角形であっても扇形であっても円弧状
であっても多角形であてあっても、その用途に適合すれ
ば良い。

【００１７】

【実施例６】図６は、本発明に依る透過形表示装置の第
５の実施例のさらに変形したものであり、その破断面図
を図示したものである。なお、すでに述べた実施例と同
様に図中には同一機能の部所は、同一数字で付番してあ
る。図６において図５と同一構成や機能の説明は省略す
るが、光導路１の端部の光導路５１を厚く構成した。こ
の厚い光導路５１は、図示した側面に設けるが、当該光
導部５１の一部分に発光ダイオード３を挿入するための
溝や孔２を少なくても１個以上構成した。また、発光ダ
イオード３は、この孔２中に勘合するように挿入しても
良く、場合によっては瞬間接着剤を用いて孔２中に固着
してもよい。さらに、この第６の実施例では、光導路１
の厚みが薄い部分の目視面からみた背面に金属やその類
似物による反射鏡を狭間して取り付けて発光効率を改善
したものである。 そして、実施例１や実施例２で詳述
した態様でダイオード２が発光し、その光束は、光導部
１と５１間の段差による散乱部８’でまず散乱を起こす
と共に屈折され面の巾方向に広がりを生じることによっ
て、光の指向性がやわらげられパネル面全面に光が広が
る。そして、この光は光導部１の表面で反射を起こしな
がら光導部１目視面の背面部分に構成された微少な凹凸
面で構成された光散乱部１０でさらに散乱を起こし、パ
ネル面全体を発光させる。この光導路１は、角形であっ
ても扇形であっても円弧状であっても多角形であても任
意な形状であっても良い。また、発光状態の制御動作
は、電話機であればその動作機能に従ったものであり、
情報機器などの液晶パネルであったりタッチパネルであ
ればその機能動作に従ったものとなる。

【００１８】

【実施例７】図７は、以上詳述した実施例を具体的な事
例に適用するものであって、例えば、避難灯の事例を図
示したものである。なお、図７ですでに述べた同一機能
に対する図中の記号は同一数字で付番してある。図７に
おいて１は、四角の板形光導路で、水晶、ガラス、エポ
キシ樹脂、ポリカーボネイト、アクリル系樹脂などの一
連の透明あるいは半透明な有機質や無機質媒体を用い随
時材料を選定すればよいが、試作では１ｃｍの厚みを持
った透明アクリル系樹脂を用いた。このような樹脂を光
導路１に用いる時には、表面に静電防止剤やＵＶカット
処理を行うことが好ましい。また、できれば発光体と同
色系や減衰の少ない染料を用いて染色したり、有機系着
色剤が色材になっている塗料や印刷インクを用いて、書
画、背景などを表面や裏面、あるいは上面に印刷するす
れば光導路表面を走っている光束の減衰が少ない。図中
５は、上記１の角板光導路の上部に構成した微少凹凸
面、例えば砂目などの凹凸で構成した光散乱部であっ
て、第７の実施例では、図中では人５’、また絵や文字
５’’を構成する。また、光散乱部５’、５’’は、す
でに図２（ロ）、（ハ）で示したような凸部２５あるい
は凹部２６で構成し、さらに、当該凸に微細な凹凸面２
５ａを構成すれば、絵柄や文字全体が発光するが、この
微少な凹凸が鋭い鋭角状で強く、逆に鈍角ではやわらか
な発光となる。。さらに、逆に絵柄や文字を凸面で構成
し、それ以外の凹面に微細な凹凸面を構成すれば文字や
絵柄以外の背景の部分が発光したり、すでにのべたよう
な絵柄や文字を印刷などの手法を用いて付加し、前記発
光文字や絵柄と組み合わせれば、美観構成が良いパネル
面が構成できる。そして、光導路１の側面を微少な凹凸
構成したり、綾部を面取りすることで、第２散乱部７３
が構成され、図示したように輪郭部分を強く発光させる
ことで部分的な強調線も構成できる。光導路１の装飾枠
体７中の側面に、高輝度発光ダイオード３、３’、
３’’を挿入するための孔２、２’、２’’、２’’’
を構成した。高輝度発光ダイオード３、３’ ３’’、
３’’’は、電気回路部７２に結合され、後述する操作
によって発光する。さらに、発光ダイオード３、３’を
この孔２中に勘合するように挿入しても良く、場合によ
っては瞬間接着剤を用いて孔２中に固着してもよい。発
光ダイオードに高輝度形をもちれば非常に強く発光した
避難灯が構成できる。ただ、シアノアクリレート系の透
明な瞬間接着剤を用いて固着したときには輝度が改善で
きた。第７の実施例の避難灯のように両面から標識中の
絵や文字を目視する用途では、いかんなく本発明の効力
が発揮できる。つまり、図示した避難灯では、両面から
人や文字が認識できる。さらに、「非常口」の文字のよ
うな左右対称文字では表面か裏面のいずれかの一面のみ
に文字や絵柄を構成しただけで、表面や裏面からも透過
した同じ絵柄や文字が正しく読みとれた。

【００１９】図８は避難灯用電源の電源回路部の動作機
能図を図示したもので、８１は商用電源を示し、当該商
用電源８１の電圧は、１００Ｖかそれ以上の電源電圧が
用いられている。このような高い電圧では、発光ダイオ
ードを点灯することができないので、発光ダイオードの
適正電圧まで商用電源８１を１次側に接続したステップ
ダウントランス８４で電圧を降圧させる。この図では発
光ダイオード用電源として２系列の電源回路を図示し
た。また、発光ダイオードを常時点灯させるには直流電
源が必要であるから、図示していない平滑コンデンサや
整流器からなる整流回路８５，８６に電源トランスの２
次側を電気的に結合して直流電圧に変換する。このよう
にして作られた直流電圧を発光ダイオード３ａ（高輝度
発光ダイオードの青、緑は３．４Ｖ）．３ｂ（高輝度発
光ダイオードの赤は２．４Ｖ）に印加すれば発光ダイオ
ードは所望の輝度で点灯する。しかしながら、非常灯で
は、商用電源が切断されても最低３０分以上非常灯が点
灯していなければいけないので、そのための補助電源９
０が必要となる。この補助電源９０は周知な電源電圧検
出用ＩＣが組み込まれた商用電源の切断検出回路８８に
電気的に接続する。また、この補助電源検出回路８８
は、直流電源切り替え回路８９に切断信号を送るととも
に、商用電源切り替え回路８９に補助電源９０からの電
源供給が受けられるように切り替え回路８９にも電気的
に結合されている。なお、８２はフューズ、８３は主ス
イッチ、８７は補助電源９０の点検スイッチである。以
上図８に示す点灯回路は、商用電源８１が正常に供給さ
れて８３の主スイッチが閉状態でかつ点検スイッチ８７
も閉状態であるならば、降圧トランスによって降圧され
た交流電圧が８５、８６の整流回路に送られる。当該整
流回路８６は、３ａの緑や青に適合した電源電圧を発光
ダイオード３ａに送り発光ダイオード３ａが発光する。
また同様に、低い電圧で発光する発光ダイオード３ｂも
同時に発光する。従って、避難灯は赤と緑の混合色で発
光することになる。またもし、避難灯を緑のみで発光さ
せるときには、赤色発光ダイオード３ａは必要ない。商
用電源８１が断状態になったときの表示として赤の発光
ダイオード３ｂのみを点灯させたいときには、検出回路
８８で断状態を検出して、補助電源９０が電源切り替え
回路８９を介して接続され、電力を３ｂの発光ダイオー
ドに供給する。さらに商用電源８１が正常でも点検スイ
ッチ８７が断状態になるとトランスの２次側が切断され
た時と同様の状態になり、もし、補助電源や回路が正常
であれば前述した点灯状態になるはずであるが、何らか
の異常があればダイオードは点灯しない。以上のように
点検スイッチ８７の開閉と、発光ダイオード３ａ、３ｂ
の発光状態を確認することによって点検作業がおこなわ
れる。以上のように構成した第７の実施例では、発光ダ
イオード３が電源などに異常がなけれえば常時発光す
る。また、発光ダイオードからの光束は、光散乱部５で
まず散乱を起こすと共に屈折され、表面に光像が絵や文
字を作り出す。そして、この光はさらに直進して板の端
部に作られた第２の光散乱部に到達し、側面を発光させ
る。以上詳述したように、本発面では、コーヒレント性
を持つ発光ダイオードと透明もしくは半透明な光導路と
を効率よく結合し、さらに、光導路上に光散乱部で絵柄
や文字などの均一な発光が得られるばかりでなく、均一
な面発光も構成できので情報処理装置などに用いられて
いる液晶用バックライトにも使用できる透過形表示装置
を提供する。

【００２１】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によって得ら
れる透過形表示装置では、光道路が透明であることから
多層構造にして、それぞれの発色光の異なる発光ダイオ
ードを各層に配置して、その発光を重ね合わせたりすれ
ば種々色合いの絵柄が簡単に構成できる。また、避難灯
のように表面や裏面のいづれの面からも発光状態の確認
を必要とする用途でも、１枚の光導路で簡単に表示面が
構成できるばかりでなく、非常に小さな電力で表示装置
が構成できるので多大な省電力効果がある。さらに、散
乱光であるから目に優しく明度の良い表示装置が得られ
る。また、透明体を光導路に用いているので光散乱部を
面の中央部に設けると、絵柄や文字があたかも空間に浮
き出たような種々な色彩の書画が構成できるばかりでな
く、光導体が薄くても光が良く通るので光導体の全面に
光散乱部を構成すれば軽量な可搬装置などに用いられる
バックライトが得られるなどの効果を有する透過形表示
装置である。

【図面の簡単な説明】

【図１】（イ）第１の実施例の断面図。 （ロ）第１の実施例の正面図。

【図２】（イ）第２の実施例の斜視図。 （ロ）凸部に微少凹凸部を構成した例図。 （ハ）凹部や凹部にさらに微少凹凸部を構成した例図。

【図３】（イ）第３の実施例の断面図。 （ロ）第３の実施例の正面図。 （ハ）切り込みの鳥瞰的な説明図。

【図４】（イ）第４の実施例の断面図。 （ロ）第４の実施例の正面図。

【図５】（イ）第５の実施例の断面図。 （ロ）第５の実施例の正面図。

【図６】第６の実施例の断面図。

【図７】（イ）第７の実施例、避難灯の断面図。 （ロ）第７の実施例、避難灯の正面図。

【図８】避難灯の電気回路図。

【図９】（イ）第１の従来例の正面図。 （ロ）第１の従来例の断面図。

【図１０】（イ）第２の従来例の正面図。 （ロ）第２の従来例の断面図。

【符号の説明】

１、１’、１’’、１’’、２１、２２、３１、４１、
５１、７３ 光導路。 ２、２’、２’’ 孔。 ３、３’、３ａ、３ｂ、９７、９７’ 発光ダイオー
ド。 ４ 発光ダイオードのリード線。 ５、８、１０、１０’ ３１、４１、５１、７３ 光散
乱部。 ５’、５’’、２５ａ、２５ｂ 文字や絵柄による光散
乱部。 ４ ダイオードのリード線。 ６ パネル面や表示面。 ７ 装飾枠体。 ８、８’ 切り込みの光散乱部。 ９ 液晶パネル。 １１ 切り込み。 １２ 空隙。 １３ カバーレイ。 ２５ 凹部。 ２６ 凸部。 ２５ テーパ部。 ７１ 棒。 ７２ 電源部。 ７８ ９８プリント基板。 ８１ 商用電源。 ８２ フューズ。 ８３、８７ スイッチ。 ８４ ステップダウントランス。 ８５、８６ 整流回路。 ８８ 検出部。 ８９ 切り替え部。 ９０ 補助電源。 ９１ 蛍光灯。 ９２ 表示部。 ９４、９９ 反射枠体。 ９６ 光遮蔽物。 Ａ 発光束。 Ｂ 光の重なり部分。 ＥＬ エレクトロルミネッセンス。 ＩＣ 集積回路。 ＵＶ 紫外線。 ＬＥＤ 発光ダイオード。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】発光ダイオードを発光させるための電源部
   と、１個以上の発光ダイオードを装着した透明あるいは
   半透明の少なくても１枚以上の平板形光導路を有し、当
   該光導路の表面あるいは裏面のいち部分や全面に微少な
   凹凸面による光散乱部を構成することによって均一な発
   光面を構成し、当該発光面の面上に相当する部分の書画
   像を透過像として目視可能ならしめたことを特長とした
   透過形表示装置。
2. 【請求項２】発光ダイオードを発光させるための電源部
   と、１個以上の発光ダイオードと、透明あるいは半透明
   の少なくても１枚以上の平板形光導路を有し、光導路端
   の発光ダイオードの取り付け部分は、前記平板よりわず
   かに厚くして発光ダイオードの取り付け孔を構成すると
   共に、当該孔中に発光ダイオードを挿入し、かつ、当該
   光導路の表面あるいは裏面に光散乱部を構成すると共
   に、当該光散乱部を透明或いは半透明な書画面で構成
   し、面状や線状に発光させ、暗闇で目視可能ならしめた
   ことを特長とした透過形表示装置。
3. 【請求項３】少なくても１枚以上の平板形光導路を有
   し、当該平板中に面方向に平行な切り込み部を構成した
   ことを特長とした特許請求項１記載の透過形表示装置。
4. 【請求項４】光散乱部が砂目模様であることを特長とし
   た特許請求項１、２記載の透過形表示装置。
5. 【請求項５】光散乱部がそれぞれ独立した積層形多数平
   板で構成し、当該それぞれの平板にそれぞれ発光ダイオ
   ードを取り付け、当該発光ダイオードを単独或いは一度
   に発光できるように構成したことを特長とした請求項
   １、２記載の透過形表示装置。
6. 【請求項６】平板状光導路を少なくても２枚以上で構成
   し、それぞれに発光色の異なる発光ダイオードを装着す
   ると共に平板光導路間で光緩衝像を作成したことを特長
   とした請求項１、２、５記載の透過形表示装置。