(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持部材からそれぞれ並行に配置した複数本の発光部から成る表示部と、この表示部を駆動する駆動制御部と、を含んでおり、
上記表示部の上記各発光部が、複数個の発光ブロックとこれらの複数個の発光ブロックを互いに直列に接続する連結部材とから構成され、
上記発光ブロックが、複数個の光散乱体と、これらの複数個の光散乱体を互いに直列に接続する接続部とから構成され、
上記光散乱体が、全方位に発光させる全方位発光素子と、この全方位発光素子を覆う光散乱性材料または光透過性材料とから構成され、
上記接続部が、光散乱性材料または光透過性材料から構成され、
さらに、上記全方位発光素子は、単色もしくはフルカラーＬＥＤチップと、このＬＥＤチップを搭載する透明基板と、該ＬＥＤチップ及び該透明基板を収容していて両側縁に電極を設けた透光性の絶縁ケースとから成り、上記ＬＥＤチップと上記絶縁ケースの各電極とを電気的に接続し、
上記全方位発光素子を有する上記光散乱体と上記接続部とにより全方位に表示することを特徴とする全方位表示装置。
【請求項２】
前記光散乱体の形状は、球体または多面体であり、光散乱性材料で上記光散乱体を形成する場合には、この材料による光散乱と上記光散乱体表面の光多重反射によって、また、光透過性材料で上記光散乱体を形成する場合には、上記光散乱体の表面での光多重反射によって、全方位に光が出射することを特徴とする、請求項１に記載の全方位表示装置。
【請求項３】
前記接続部は、光散乱性材料または光透過性材料から形成されており、前記発光素子の出射光の一部を導光し、かつ散乱して出射させることを特徴とする、請求項１に記載の全方位表示装置。
【請求項４】
前記駆動制御部から前記各光散乱体内の発光素子への電気配線が、前記各発光ブロック内に埋め込まれた細い導線あるいは発光ブロックにそって配置された細い導線から構成されていることを特徴とする、請求項１に記載の全方位表示装置。
【請求項５】
前記各光散乱体が、２次元または３次元マトリックス状に配列するように前記発光部を配設し、前記駆動制御部が、すべての前記発光素子を駆動制御することにより、全体として文字，図形等のパターンを発光表示することを特徴とする、請求項１または２に記載の全方位表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、全方位に対して光を出射させることにより、全方位から発光表示を視認できるようにした全方位表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えばＬＥＤ等の発光素子を使用した二次元表示装置が知られており、特にフルカラーＬＥＤを使用することにより、フルカラー画像の表示が行なわれている。
ところが、従来のＬＥＤを使用する表示装置では、出射光が指向性を有するＬＥＤを使用し、ＬＥＤの出射光を表示装置の前方に向かって出射するように配設されており、前方から表示装置を見たときのみ、表示装置の各発光素子による発光パターンを視認できるようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
一方、警告表示、道路標識、装飾照明あるいは広告等の用途においては、全方位から視認できる表示装置が望まれている。
【０００４】
全方位から視認できる表示装置としては、全方位に光を出射する小型の白熱電球を使用したものがある。しかしながら、このような全方位表示装置は、白熱電球を多数連ねて構成するため、消費電力が大きい、寿命が短い、信頼性が低い等の問題があった。また、照明効果に影響する光拡散体は、白熱電球の発熱を考慮して耐熱ガラスを使用しており、耐熱ガラスを使用すると重量が重くなり、破損しやすく、破損した場合には怪我等のおそれがあり、また白熱電球の発熱によって耐熱ガラスが熱くなってしまい火傷のおそれがあった。
さらに、これらの従来装置では、表示面全体が１枚の剛体面として形成されていることから、表示面が大きい場合には、搬送、据え付け等の取り扱いに多大な労力を要するものであった。また、装飾及び広告等の用途には、剛体平面表示に限られるため、照明効果に限界があった。
【０００５】
上記の課題にかんがみ、本発明は、消費電力が少なく、発熱の問題がなく、寿命が長くかつ信頼性に優れ、軽量で柔軟性を有し、かつ照明効果に優れた全方位から視認できる全方位表示装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を解決するために本発明の全方位表示装置は、支持部材からそれぞれ並行に配置した複数本の発光部から成る表示部と、この表示部を駆動する駆動制御部と、を含んでおり、表示部の各発光部が、複数個の発光ブロックとこれらの複数個の発光ブロックを互いに直列に接続する連結部材とから構成され、発光ブロックが、複数個の光散乱体と、これらの複数個の光散乱体を互いに直列に接続する接続部とから構成され、光散乱体が、全方位に発光させる全方位発光素子と、この全方位発光素子を覆う光散乱性材料または光透過性材料とから構成され、接続部が、光散乱性材料または光透過性材料から構成され、さらに、全方位発光素子は、単色もしくはフルカラーＬＥＤチップと、このＬＥＤチップを搭載する透明基板と、ＬＥＤチップ及び透明基板を収容していて両側縁に電極を設けた透光性の絶縁ケースとから成り、ＬＥＤチップと絶縁ケースの各電極とを電気的に接続し、全方位発光素子を有する光散乱体と接続部とにより全方位に表示することを特徴とする。
【０００７】
上記光散乱体の形状は、球体または多面体であり、光散乱性材料の場合には材料による光散乱と表面における光多重反射によって、また、光透過性材料の場合には表面における光多重反射によって、全方位に光を出射する。
好ましくは、接続部は、光散乱性材料または光透過性材料から形成されており、発光素子の出射光の一部を導光し、かつ散乱して出射させる。
駆動制御部から各光散乱体内の発光素子への電気配線は、好ましくは、各発光ブロック内に埋め込まれた細い導線あるいは透明導線から構成されている。
各光散乱体は、２次元または３次元マトリックス状に配列するように発光部を配設し、駆動制御部は、すべての前記発光素子を輝度あるいは発光色駆動制御することにより全体として文字，図形等のパターンを発光表示する。
【０００９】
これらの構成により、全方位から視認でき、軽量かつフレキシブルで取り扱いが容易であり、消費電力が少なくかつ寿命が長く、かつ、照明効果に優れた全方位表示装置を提供することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面に示した実施形態に基づいて、本発明を詳細に説明する。
図１乃至図５はこの発明による全方位表示装置の一実施形態を示している。
図１において、全方位表示装置１０は、表示部１１と、表示部１１を駆動する駆動制御部１２と、電源部１３と、照度センサ１４と、を含んでいる。
【００１１】
上記表示部１１は、図２及び図３に示すように、上端がそれぞれほぼ水平に延びる支持部材２０に対して横方向に並んで、例えば、垂直に吊下げられた複数本（図示の場合、６本）の発光部２１から構成されている。
各発光部２１は、上下に順次に連結された複数個（図示の場合、２個）の発光ブロック２２から構成されている。
各発光ブロック２２は互いに屈曲可能に、上端及び下端が順次に連結部材２３により連結されている。
連結部材２３は、図３に示すように、例えばそれぞれ発光ブロック２２の上端または下端に取り付けられた金属製リングを組み合わせたチェーンにより構成されており、これによって、互いに隣接する発光ブロック２２が互いに屈曲可能に連結されている。
【００１２】
なお、連結部材２３はこれに限らず、プラスチック等の可撓性材料から構成されていてもよい。
また、図示の場合、表示部１１は、各発光部２１の下端に連結部材２３により連結された重り部材１１ａ（図２参照）を備えている。
この重り部材１１ａは、各発光部１１を安定してほぼ垂直に保持するためのものと駆動部を納めてもよい。あるいは省略されてもよい。
【００１３】
さらに、各発光ブロック２２は、垂直に並んだ複数個（図示の場合、３個）の光散乱体２４から構成されており、これらの光散乱体２４が互いに接続部２５によって一列に並ぶように固定保持されている。
上記光散乱体２４は透光性材料または光散乱性材料、例えばアクリル樹脂等のプラスチックや光散乱物質を添加したプラスチック等の高分子材料あるいは発光波長に対して透明な物質から構成されており、外形が球形または多角形に形成されていると共に、内部に発光素子２６（図４参照）を備えている。
ここで、発光素子２６は、例えばＬＥＤ（発光ダイオード）が使用され、後述するように全方位に光を出射するように構成されている。
これにより、表示部１１は、図２に示すように、全体としてドットマトリックス状に配設された複数個の発光素子２６を備えることになる。
【００１４】
また、上記接続部２５は、光散乱体２４と同様に透光性材料または光散乱材料から構成されており、隣接する光散乱体２４を互いに連結して固定保持する。
これにより、一つの発光ブロック２２を構成する光散乱体２４は一列に並んで固定される。
さらに、上記接続部２５は、図４に示すように扁平に形成されており、その両側縁に給電用の細い導線２５ａが埋め込まれている。
この細い導線２５ａは、図示の場合両側にそれぞれ一本づつ示されているが、実際には、一つの発光部２１を構成する光散乱体２４、すなわち発光素子２６の個数あるいは発光表示方法により複数本の導線２５ａが備えられている。
【００１５】
そして、各接続部２５の間の領域にて、一つの発光素子２６が、対応する導線及び一つの共通の導線に対してハンダ付けにより接続されている。
なお、図示の場合、発光素子２６は、電流制限抵抗としてのチップ抵抗（または固定抵抗）２６ａと直列に、導線２５ａに対して接続されているが、電流制限抵抗は駆動制御部１２に設けられていてもよい。
【００１６】
ここで、発光素子２６には、例えば図５に示すような構成のものを用いる。図５（Ａ）は発光素子２６の外観斜視図であり、図５（Ｂ）はその断面図である。発光素子２６は、透明基板または薄い半透明基板から成る２６ｂ上にＰ層２７ａ及びＮ層２７ｂから成るＬＥＤチップ２７が搭載されると共に、この透明基板２６ｂが、例えばセラミックから成る透光性の絶縁ケース２８に収容され、この絶縁ケース２８の両側縁に設けられた電極２８ａ，２８ｂに対して、上記Ｐ層２７ａ及びＮ層２７ｂがそれぞれワイヤボンディング２９ａ，２９ｂにより電気的に接続されることにより構成されている。これにより、電極２８ａ，２８ｂ間に駆動電圧が印加されたときＬＥＤチップ２７が発光し、その光が直接にあるいは基板２６ｂ及び絶縁ケース２８を透過して全方位に出射する。
【００１７】
さらに、ＬＥＤチップ２７の発光は、ＬＥＤチップ２７を覆う光透過性または光散乱性の部材、例えば透明プラスチックまたは光散乱物質を添加したプラスチック等で形成された光散乱体２４によって全方位に散乱され、また、光散乱体２４の表面で複雑に多重反射を繰り返して全方位に散乱して出射するので、光散乱体２４全体が発光しているように見え、独特の照明効果を生ずる。
さらに、接続部２５は、光透過性または光散乱性の部材、例えば透明プラスチックまたは光散乱物質を添加したプラスチック等で形成されているので、ＬＥＤチップ２７の発光の一部を導光し、かつ散乱して出射させるので、接続部２５に沿って独特の照明効果を生ずる。
ここで、発光素子２６は、所望の発光色の発光素子を使用することが可能である。
【００１８】
なお、各発光部２２は、実際には、インサート成形等により導線２５ａを埋め込んだ接続部２５の間の領域にて、露出する導線２５ａに対して発光素子２６及びチップ抵抗２６ａをハンダ付けした後、接続部２５の間の領域に対して、例えば、光透光性かつ接着性を有する熱硬化性樹脂液体を注入し、または、光散乱物質を添加した接着性を有する熱硬化性樹脂液体を注入し、好ましくは型材を使用して光散乱体２４を加熱成形し、かつ、接続部２５，２５との接続も形成することにより組立が行なわれる。
【００１９】
上記駆動制御部１２は、導線２５ａを介して各発光ブロック２２の発光素子２６を駆動制御することにより、所望の発光素子２６のみを発光させる。
【００２０】
さらに、上記照度センサ１４は公知の構成であって、周囲の明るさを検出するものであり、図３に示すように支持部材２０の下縁に取り付けられている。
【００２１】
本発明実施形態による全方位表示装置１０は、以上のように構成されており、使用する場合には以下のように動作する。
電源部１３から駆動電力が供給されることによって、駆動制御部１２は表示部１１を駆動制御する。電源部は太陽電池等を利用して昼間はバッテリに充電させることもできる。
この場合、周囲が明るい場合には照度センサ１４からの検出信号に基づいて、駆動制御部１２は表示部１１による発光表示を行なわない。
【００２２】
これに対して、周囲が暗い場合には、照度センサ１４からの検出信号に基づいて、駆動制御部１２は表示部１１を駆動制御して発光表示を行なう。
その際、駆動制御部１２は、個々の発光素子２６をそれぞれ独立に駆動制御することにより、個々の発光素子２６を選択的に発光させ、ドットマトリックス表示を行なう。これにより、例えば図２にて斜線を施した光散乱体２４の発光素子２６のみを発光させることにより、表示部１１は全体として「ア」という文字をドットマトリックス表示する。
【００２３】
このようにして、本発明実施形態による全方位表示装置１０によれば、表示部１１の各発光素子２６を適宜に選択的に駆動することにより、表示部１１は所望の文字，図柄等のパターンを表示することができる。
さらに、各発光素子２６は全方位に発光するＬＥＤであり、かつ光散乱体２４を介して全方位に向かって光を照射するので、例えば図２において前側または後側から見ても、あるいは斜め方向から見ても、表示部１１による発光表示を視認することができる。すなわち、全方位表示装置１０の表示部１１による発光表示は、全方位からから視認することができる。
【００２４】
さらに、各発光素子２６がＬＥＤチップであることから、発熱が少なく、寿命が長くなると共に、発光効率が大きく消費電力を低減することができる。
さらに、光散乱体２４及び接続部２５として、プラスチック等の軽量材料を使用することができるので、破損のおそれがなく、取り扱いが容易になる。
さらに、発光ブロック２２は、屈曲性のある連結部材２３によって互いに連結されているので、設置、移動などの取り扱いが容易である。
さらに、ＬＥＤチップ２７の発光は、ＬＥＤチップ２７を覆う光透過性または光散乱体２４によって全方位に散乱されて出射するので、光散乱体２４全体が発光しているように見え、独特の照明効果を生ずる。
さらに、接続部２５は光透過性または光散乱性の部材で形成されているので、ＬＥＤチップ２７の発光を導光し、かつ散乱して出射させるので、接続部２５に沿って独特の照明効果を生ずる。
【００２５】
なお、上述した実施形態においては、表示部１１の各発光素子２６として、単色の発光素子を使用した場合について説明したが、これに限らずフルカラー発光素子を使用することも可能であり、その場合、光散乱体を着色したり着色フィルタを設けることなく、簡単に所望の色の発光表示を行なうことができる。
また、上述した実施形態においては、発光部２１を横一列に並べて、平面型の表示部１１を形成しているが、これに限らず、この平面型の表示部１１を複数枚重ねて、表示部自体を３次元形状にしても良い。この場合、表示部１１は、三次元方向（全方位方向）からの視認だけでなく、表示自体を三次元表示にすることができる。
さらに、上記した実施の形態では、表示部１１の各発光素子２６を、支持部材２０から垂直に吊り下げた例を示したが、表示部１１の各発光素子２６を水平方向に並列配置してもよいことは明らかである。
【００２６】
さらに、上述した実施形態においては、ドットマトリックス状に配設された各発光素子を駆動制御部により選択的に駆動して、所望のパターンの発光表示を行なう場合について説明したが、これに限らず、所定のパターンを構成する光伝送体２４のみに発光素子２６を設けて、すべての発光素子２６を駆動して発光させることにより、所定のパターンの発光表示を行なうようにしてもよい。この場合、接続部２５に埋め込まれる導線２５ａは一対あればよく、また駆動制御部もすべての発光素子を駆動すればよいので、構成が簡単になる。
【００２７】
【発明の効果】
以上の説明から理解されるように、本発明によれば、消費電力が少なく、発熱の問題がなく、寿命が長くかつ信頼性に優れ、軽量で柔軟性を有し、かつ照明効果に優れた全方位から視認できる全方位表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による全方位表示装置の一実施形態の構成を示すブロック図である。
【図２】図１の全方位表示装置の表示部の構成を示す概略正面図である。
【図３】図２の表示部の要部の詳細な構成を示す部分拡大斜視図である。
【図４】図２の表示部の発光ブロックの要部を示す部分拡大斜視図である。
【図５】図４の発光ブロックにおける発光素子の構成を示し、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）はその断面図である。
【符号の説明】
１０    全方位表示装置
１１    表示部
１２    駆動制御部
１３    電源部
１４    照度センサ
２０    支持部材
２１    発光部
２２    発光ブロック
２３    連結部材
２４    光散乱体
２５    接続部
２５ａ  導線
２６    発光素子
２６ａ  チップ抵抗
２６ｂ  基板
２７    ＬＥＤチップ
２８    絶縁ケース
２８ａ，２８ｂ  電極
２９ａ，２９ｂ  ワイヤボンディング
【図１】
0003567235.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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