(57)【要約】【課題】  数少ないＬＥＤによって、表示面をほぼ均等な明るさにすることができ、また例えば文字のようにＲ部分を含んだ表示面を必要とする場合でも、誰でも簡単に、かつ少ない作業工数で取り付けや配線が可能な光源を提供すること。【解決手段】  ＬＥＤ５ａの光に対して、ケースへの入射角が４５度以下にならないようなケース形状を追求した結果、図６のケース７の形状、つまりは、ＬＥＤ５ａを中心とし、ＬＥＤ５ａからケース７の内面および外面までの距離が、ＬＥＤ５ａの光軸方向に全角で１８０度の範囲で一定であることが好ましい。【選択図】  図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定幅で所定長さの基板と、前記基板の一方の面に所定間隔をあけて配設された複数の発光ダイオードとを有し、前記発光ダイオードを固着する前記基板が、ケースに収納された光源で、個々の前記発光ダイオードにおいて、前記発光ダイオードの素子自体中心の高さよりも光軸方向に、全角で１２０度以内に位置する前記ケースの内面と外面のいずれもが、前記素子自体の中心と前記ケースの内面とを結ぶ仮想直線と、前記ケース内面またはその接線の交わる角度が、広角および狭角側ともに４５度以上であり、なおかつ、前記素子自体の中心と前記ケースの外面とを結ぶ仮想直線と、前記ケース外面またはその接線の交わる角度が、広角および狭角側ともに４５度以上であることを特徴とする光源。
【請求項２】
請求項１に記載の光源において、複数個の前記光源を格子状に配列し、一括で電源供給を可能にしたことを特徴とする光源。
【請求項３】
請求項１に記載の光源において、３箇所以上の電源供給用の被覆付電線またはコネクターまたはその双方を配設したことを特徴とする光源。
【請求項４】
発光ダイオードを発光体とする光源において、３箇所以上の電源供給用の被覆付電線またはコネクターまたはその双方を配設したことを特徴とする光源。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、発光ダイオードを用いた光源に関する。
【背景技術】
【０００２】  防滴性を有しない、基板に発光ダイオード（以下、「ＬＥＤ」ともいう。）を取り付けたものや、防滴性を持たせるために、基板に発光ダイオードを取り付けたものを四角い樹脂製のケースに収納したものがある。
もちろん両方のタイプともに、電源供給用の被覆付電線等が取り付けられているが、２箇所以内の取り付け箇所となっている。
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】  防滴構造にして、例えばチャンネル文字等のバックライトとして使用する場合に、取り付けを容易にする必要がある。
ただし、防滴構造にするためには、樹脂等で形成されるケース等に収納する必要があるが、ケースの形状によってはＬＥＤの光をロスしてしまうことになり、結果的に暗くて不均一な発光となってしまう。
この問題を解消して、例えばチャンネル文字等の内照用の光源として使用する場合に、表示面を少ないＬＥＤでほぼ均一な明るさにできるようにする必要がある。
また、チャンネル文字等の内照光源として使用する場合「大」などの文字に代表されるように文字線結合部が３箇所以上になる場合が多く、２箇所以内の電源供給用の電線等では、チェーン状に配置しなければならないため、必要以上に光源を使用しなければならない。
【０００４】  そこで本発明は、数少ないＬＥＤによって、表示面をほぼ均等な明るさにすることができ、また例えば文字のようにＲ部分含んだ表示面を必要とする場合でも、誰でも簡単に、かつ少ない作業工数で取り付けや配線が可能な光源を提供すること、必要最小限の光源数とすることを目的とする。
さらに、複数の光源を必要とする場合に、さらに少ない作業工数で配線が可能な光源を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】  請求項１記載の本発明の表示装置は、所定幅で所定長さの基板と、前記基板の一方の面に所定間隔をあけて配設された複数の発光ダイオードとを有し、前記発光ダイオードを固着する前記基板が、ケースに収納された光源で、個々の前記発光ダイオードにおいて、前記発光ダイオードの素子自体中心の高さよりも光軸方向に、全角で１２０度以内に位置する前記ケースの内面と外面のいずれもが、前記素子自体の中心と前記ケースの内面とを結ぶ仮想直線と、前記ケース内面またはその接線の交わる角度が、広角および狭角側ともに４５度以上であり、なおかつ、前記素子自体の中心と前記ケースの外面とを結ぶ仮想直線と、前記ケース外面またはその接線の交わる角度が、広角および狭角側ともに４５度以上であることを特徴とする。
これにより、特にＬＥＤの光軸に対して半角で４５℃付近の、ＬＥＤの光がケースを通過する際に発生するロスを、必要最小限に押さえることができるので、表示面をほぼ均等な明るさにすることができるし、柔軟性を有するリード線によって光源どうしが連結されているので、光源どうしに角度を持たせて取り付けることが容易に可能となる。
【０００６】  請求項２記載の本発明の光源は、請求項１に記載の光源において、複数個の前記光源を格子状に配列し、一括で電源供給を可能にしたことを特徴とする。
これにより、誰でも簡単に、さらに少ない作業工数で取り付けが可能となる。
【０００７】  請求項３記載の本発明の光源は、請求項１に記載の光源において、３箇所以上の電源供給用の被覆付電線またはコネクターまたはその双方を配設したことを特徴とする。
これにより、誰でも簡単に、さらに少ない作業工数で取り付けが可能となる。
【０００８】  請求項４記載の本発明の光源は、発光ダイオードを発光体とする光源において、３箇所以上の電源供給用の被覆付電線またはコネクターまたはその双方を配設したことを特徴とする。
これにより、誰でも簡単に、さらに少ない作業工数で取り付けが可能となる。
【実施例】
【０００９】  以下、本発明の実施例により発明の実施の形態を説明する。
この実施例は、本発明の光源部１を、比較的小さいサイズの屋外使用可能な赤色発光の内照式の表示装置であるチャンネル文字に適用したものである。【００１０】  まず、図１から図４を用いて光源１の全体構成を説明する。
本実施例では例えば外形寸法、縦１５０ｍｍ、横１１２ｍｍ、厚さ３０ｍｍ、文字幅２２ｍｍのアルファベットのＢの文字を例にあげて説明することとする。
表示装置は、図１に示すように、内部に配された光源部１と筐体部２と表示部３を主要部品として形成される。
筐体部２は、底面１３と、この底面１３の外周に立設される周壁１１とにより構成され、この周壁１１によって囲まれる空間によりアルファベットのＢの文字を構成している。従って、筐体部２の断面形状は、上部開口のコの字形をしており、正面から見るとＢの文字をかたどっている。筐体部２は亜鉛鋼板に塗装を施したものを使用した。
内側面１２と底面１３には、光の反射効率および散乱効率を高めるために、白色塗装を施してあることが好ましい。【００１１】  本実施例では、光源部１は、ＬＥＤ５と基板４とケース７と被覆付電線８と定電流ダイオード９で構成されている。
ＬＥＤ５はランプタイプのＬＥＤ５ａ（以下、「ランプＬＥＤ」ともいう）を使用し、ＬＥＤ５ａの光軸が基板４の表面方向となるように、基板４に固着されている。
本実施例においては、赤色発光のＬＥＤ５ａを使用した。【００１２】  本実施例では、基板４は、ＬＥＤ５ａ２個と１個の定電流ダイオード９を直列結線して、ＬＥＤ５ａ駆動を容易におこなえるような回路構成になっている。
また、基板４の裏面側には、電源供給用のパターンが設けられており、プラス側とマイナス側の被覆付電線８が取り付けられる。
なお、説明図上では、被覆付電線８の先端部は省略している箇所もある。
この電源供給用のパターンは、プラス側とマイナス側ともに、次の光源部１への電源の送り配線が可能なように、２箇所に設けられることが好ましい。
さらに、この電源供給用のパターンは、プラス側とマイナス側ともに、次の光源部１への電源の送り配線が可能なように、３箇所以上に設けられることがより好ましい。
これにより、例えば３分岐部分を有する文字の場合でも、簡単に送り配線を施すことが可能となる。
なお、これらの場合、大きなパターンを設けることにより、複数箇所への電源供給を可能にする代替方法があることも付け加えておく。
送り配線は、次の光源部１に直接被覆付電線８を用いて供給されることもあるし、被覆付電線８の先端に取り付けられたコネクター等を介して供給されることもある。
また、基板４に直接コネクター等を取り付けてもよい。【００１３】  必要な部品を取り付けた基板４は、透明のポリカーボネートのケース７に収納される。ケース７は、上ケース７ａと下ケース７ｂで構成されているが、説明をわかりやすくするために、総称してケース７として説明する。
このケース７の形状は、図２および図３で示すように、２個あるＬＥＤ５ａのそれぞれ真上に位置する部分に、均一肉厚でドーム形状を形成している。
このドーム形状が、特にＬＥＤの光軸に対して半角で４５℃付近の、ＬＥＤ５ａの光がケースを通過する際に発生するロスを、必要最小限に押さえるのに有効なのである。
以下に、その内容について図５と図６を用いて詳しく説明する。
ＬＥＤ５ａから発せられた光の一次光を５１ａとし、ケースを通過または反射して発生した二次光を５１ｂとして説明することとする。
また、ＬＥＤ５ａから発せられた１０度刻みの光をピックアップして説明する。
なお、説明をわかりやすくするために、ケースへの入射角により、通過光と反射光の比率は異なるが、ここでは通過光または反射光のいずれか光の強いほうのみを図示している。
また、入射角の違いによるケース肉厚内を通過する際に光のズレに関しては、説明にはほとんど影響がないと判断して説明図上には反映していない。【００１４】  図５は、上記の基板４を、断面形状がコの字形の均一肉厚の透明ケース７ｃに収納し、ＬＥＤ５ａの光軸上で切断した断面図である。
ＬＥＤ５ａからの放射光はその光軸を中心として広がり、ケース７ｃの内面に到達する。このとき、ケース７ｃの素材によって角度は異なるものの、入射角が約４５度以上であれば、ケース７ｃを通過する光が反射光よりも強いが、入射角が４５以下になれば、反射光の比率が高くなってしまう。
よって、ケース７ｃの外に放出される光が減ってしまう結果となる。
したがって、２個あるＬＥＤ５ａの間の部分が暗くなってしまい、数少ないＬＥＤ５ａによって、表示面をほぼ均等な明るさにすることができなくなってしまう。【００１５】  そこで、ＬＥＤ５ａの光に対して、ケースへの入射角が４５度以下にならないようなケース形状を追求した結果、図６のケース７の形状、つまりは、ＬＥＤ５ａを中心とし、ＬＥＤ５ａからケース７の内面および外面までの距離が、ＬＥＤ５ａの光軸方向に全角で１８０度の範囲で一定であることが好ましい。
ただし、ＬＥＤ５ａから発せられた光の内、ＬＥＤ５ａの光軸方向に、全角で１２０度以上の光は、表示面に対しての照射率が極めて低いので、光軸に全角で１２０度以内のケースの内面および外面までの距離を一定に保つことで、ほぼ同等の効果を得ることができる。
さらに、多少の光のロスは多くなりデメリットは生ずるものの、ＬＥＤ５ａからケース７ａの内面および外面までの距離は必ずしも一定に保つ必要はなく、ケース７ａの内面と外面ともに、ＬＥＤ５ａとケース７ａの内面および外面またはその接線の交わる角度が、広角および狭角側ともに４５度以上であれば、ほぼ同等の効果を得ることができる。
なお、ケース７は必ずしも透明である必要はなく、ＬＥＤの発光色に合わせた色としてもよいし、拡散剤等を含有させて拡散効果を持たせたほうが、使用用途によっては好ましいことがあることも付け加えておく。【００１６】  必要な部品を取り付けた基板４は、ケース７に収納された後、防滴処理のために必要な箇所にシリコン等の注入が施される。
もちろん、屋内限定で使用する製品の場合にはこれらの処理は必要ない。
また、図４に示すように、光源部１はケース７ｂに設けられた、位置決めおよび接着箇所を目的とした突起により、光源部１どうしを連結可能としてある。
この突起の箇所は、１箇所でも複数箇所でもよい。
これにより、光源部１を等ピッチで連結することができ、例えば、大きなサイズのチャンネル文字に使用する場合、取り付け時に光源部１どうしの距離あわせ等をする必要もなく、また光源部１のピッチが揃っているので、ほぼ均一な発光を得ることができるようになる。
また、光源部１の中央部には、本光源部１をビス等で固定できるように、ビス穴１０が設けられている。【００１７】  図１に示すように、光源部１は、筐体部２の底面１３に両面粘着テープ６を用いて固定されるのが好ましい。光源部１の取り付けや電源配線等の手間が必要最小限に押さえられるからである。
したがって、光源部１の底面側には両面粘着テープ６を取り付けている。
この際、使用する両面粘着テープ６は、筐体部２と基板４の線膨張係数の違いによる収縮寸法の違いを吸収するためにも、両面粘着テープ６は所定の厚さを有し、変形可能なクッション性のあるもののほうが好ましい。
具体的には、日東電工株式会社製の発泡ブチルゴムを基材とした、厚さ０．７５ｍｍのＮｏ．５４１である。所定の厚さとは、０．３ｍｍ以上であればよく、より好ましくは０．５から０．８ｍｍの厚さである。
本実施例においては、基板４の裏面全面に両面粘着テープ６を配してある。
ただし、両面粘着テープ６を基板４の裏面全面に配するのではなく、基板４の所定長さよりも短い両面粘着テープ６を部分的（例えば１０ｍｍピッチ）に配することにより、さらに寸法収縮に有利な取り付けができるようになる。
また、基板４の所定幅よりも狭い両面粘着テープ６を使用することも可能である。
また、両面粘着テープ６の替わりに、マジックテープを用いることで、同様の効果を得ることもできるし、例えばイベントなど短期間で取り付け場所が変えなければならない用途で使用する場合にはこちらのほうが適している。
その場合の、貼り付けエリア等は、前述の両面粘着テープ６と同様である。【００１８】  筐体部２の上部開口部には、表示部３が取り付けられる。
表示部３はエポキシ樹脂で形成されている。
表示部３は筐体部２の上部開口部と同じ形状をしており、後々メンテナンスができるように、脱着可能な方式が採用されている。【００１９】  ここで更に詳しく光源部１の構造とその製法について説明する。
基板４は所定長さ（具体的には２８ｍｍ）、所定幅（具体的には１０ｍｍ）の短冊状で４隅をカットした形状をしている。
ＬＥＤ５ａは基板４上に、複数個（具体的には２個）を、等間隔（具体的には２２ｍｍピッチ）で、直線状（複数段でもよい）に半田を用いて固定および電気接続されるのが好ましい。
したがって、クオリティーにデメリットが生じる可能性が高いものの、等間隔でなくても、また、直線状でなく千鳥状としてもよい。
基板４は、両面配線パターンタイプを用いており、ＬＥＤ５ａや定電流ダイオード９等の部品を取り付けるスルーホールが形成されている。
さらに、基板４に形成された配線パターン上には、絶縁処理の目的で、レジスト層を設けてある。
レジスト層の色は、光源部１から発せられた光の反射効率および拡散効率を高めることを目的として、白色のものを使用するのが好ましい。具体的には、サンワ化学工業社製のＵＲ−３１００Ｗ  ＪＨ−２を使用した。
また、裏面側の配線パターン上にも絶縁処理を施すために、レジスト層を形成してある。【００２０】  また、前述のとおり、基板４の裏面側には、電源供給用のパターンが次の光源部１への電源の送り配線が可能なように、２箇所に設けられている。
さらに図７に示すように、この電源供給用のパターンは、プラス側とマイナス側ともに、次の光源部１への電源の送り配線が可能なように、３箇所以上に設けられることがより好ましい。
本実施例においては、被覆付電線８の先端にコネクターオス１４およびコネクターメス１５を各２箇所ずつ、合計４箇所の電源供給を可能とした光源部２０として説明する。
これにより図８に示すように、例えば３分岐部分を有する文字の場合でも、簡単に送り配線を施すことが可能となる。
その場合、コスト面を考慮して、光源部１と光源部５０を組み合わせて使用することが好ましい。
なお、これらの場合、大きなパターンを設けることにより、複数箇所への電源供給を可能にする代替方法があることも付け加えておく。
送り配線は、次の光源部１に直接被覆付電線８を用いて供給されることもあるし、被覆付電線８の先端に取り付けられたコネクターを介して供給されることもある。
なお、この送り配線による光源部１の連結数は、被覆付電線８の許容電流値以内であれば何個でも連結可能である。
柔軟性を有する被覆付電線８によって、光源部１どうしが連結されているので、光源部１どうしに角度を持たせて取り付けることが容易に可能となる。
さらに、基板４の裏面側に、電源供給用のパターンを４箇所設けることで、左右上下方向つまりは格子状に配列した光源部１の電源ラインを共通にすることが可能となる。
これにより、さらに光源部１への電源の供給が容易に可能となる。【００２１】  以上の結果、本発明により、必要最小数のＬＥＤによって、表示面をほぼ均等な明るさにすることができ、また例えば文字のようにＲ部分含んだ表示面を必要とする場合でも、誰でも簡単に、かつ少ない作業工数で取り付けや配線が可能な光源を提供することが可能となる。
また、複数の光源を必要とする場合に、さらに少ない作業工数で配線が可能な光源を提供することが可能となる。【００２２】  なお、前記に説明した数種類の光源部について、基板４の外形形状を短冊状にと記載したが、部分的に凹凸を含む形状も含むものとする。
また、ＬＥＤ５を含む電子部品等の部品は、ディスクリート品を使用しても、面実装品を使用してもどちらでも同様の効果を得ることができる。
また、ＬＥＤ５の直列結線数や、コネクターの数量等についても、必要に応じて自由な数量とすることで同様の効果を得ることができる。【００２３】  以上、いくつかの実施例により発明の実施の形態を説明したが、本発明の実施の形態はこの例に限るものでなく、さまざまな形態とできる。
例えば、正方形の木板や樹脂板を用いて、文字や図形を掘り込んだものを筐体として使用してもよいし、連続する文字を１つの筐体や表示部で作製することも可能であるし、筐体部よりも大きな表示面を有するものもそのひとつの形態となるし、必ずしも筐体部の大きさと表示面の大きさや形が同一である必要はない。
また、表示面の中に、別の表示を印刷等の手段を用いて表現してもよいし、もちろん従来の点発光方式の表示と組み合わせて使用することも可能である。
また、図形等には正方形や長方形や三角形といった直線部のみで形成されるものも当然のことながら含まれている。
また、例えば表示部面に液晶画面を用いてもよいし、例えばスロットルマシーンのドラムのように移動（回転して表示が変わる）する表示面を有するものを用いてもよい。
また、光源部を組み合わせるまたは光源部単体で、筐体を有しないランプ単体での使用でも良い。
また、実施例において採用した材料については、同様の機能（物性）が得られる他の材料を採用することができる。例えば、実施例では筐体部の材質は亜鉛鋼板に塗装を施したものを使用したが、その他の金属板を使用してもよい。塗装は選択した金属の特性により省略することも可能である。また、樹脂や木材等を使用することも可能であるしその製法は問わない。
また、筐体部の構造等や表示部の取り付け方法等についても実施例にて説明したものに限定される必要はなく、同様の機能が得られれば他の方法を採用することも可能である。
また、実施例では表示部にはエポキシ樹脂を使用しているが、アクリルやポリカーボネートや塩化ビニルやガラス等を使用することもできる。
また、表示部の表面状態は、例えばダイヤカット状態やマット状態でも、真空成形に代表される凹凸状態であってもよく、もちろんドーム状やすり鉢状であってもよいし、複数の表面状態を組み合わせて使用しても、さらに別の表示板を表面に設けてもよい。
また、実施例では赤色発光のＬＥＤをメインに使用したが、ＬＥＤの発光色は表示装置の使用用途やデザインに合わせて、他の色を使用してもよいし、もちろん複数色のＬＥＤを組み合わせて使用してもよい。
また、同一の表示面の中で異なる発光色のＬＥＤを組み合わせて用いてもよい。
また、例えば小さな表示空間に適用する場合等には、複数のＬＥＤを用いることなく、単数個使いとしてもよい。
また、紫外線光のＬＥＤを用いて、表示面素材に蛍光体を混合したり、表示面に蛍光体を印刷したり、別の印刷したシート等を内部に配して発色させてもよい。
また、基板の構造説明に、両面配線パターンタイプという表現を用いたが、この表現には複層配線パターンタイプも含むものとする。
【発明の効果】
【００２４】  以上のように本発明によれば、必要最小数のＬＥＤによって、表示面をほぼ均等な明るさにすることができ、また例えば文字のようにＲ部分含んだ表示面を必要とする場合でも、誰でも簡単に、かつ少ない作業工数でＬＥＤの取り付けや配線が可能な光源を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  実施例における表示装置の構造の説明図であり、（ａ）は同表示装置の表示部を撤去した状態の正面図、（ｂ）は縦側面図、（ｃ）は横側面図であり、その一部は（ａ）のＡ−Ａ線による横断面図
【図２】  光源部１の構造の説明図であり、（ａ）は同光源の正面図、（ｂ）は横側面図であり、（ｃ）は縦側面図
【図３】  光源部１の構造の説明図であり、上ケースを撤去した状態の、（ａ）は同光源の正面図、（ｂ）は横側面図であり、（ｃ）は縦側面図
【図４】  光源部１を連結して使用した場合の説明図であり、（ａ）は同光源の正面図、（ｂ）は横側面図
【図５】  断面形状がコの字形のケースを用いた場合の光路の横断面図
【図６】  本実施例における光路の横断面図
【図７】  光源部２０の構造の説明図であり、（ａ）は同光源の正面図、（ｂ）はコネクターを撤去した状態の横側面図であり、（ｃ）は縦側面図
【図８】  実施例における光源部の使用方法の説明図であり、表示装置の表示部を撤去した状態の正面図
【符号の説明】
１    光源部
２    筐体部
３    表示部
４    基板
５    ＬＥＤ
５ａ  ランプＬＥＤ
６    両面粘着テープ
７    ケース
７ａ  上ケース
７ｂ  下ケース
７ｃ  断面形状がコの字形の均一肉厚のケース
８    被覆付電線
９    定電流ダイオード
１０    ビス穴
１１    周壁
１２    内側面
１３    底面
１４    コネクターオス
１５    コネクターメス
２０    光源部
５１ａ  ＬＥＤの一次光
５１ｂ  ケースを通過または反射して発生した二次光
【図１】
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【図２】
2006085119.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2006085119.tif 000009
【図８】
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