(57)【要約】【課題】光のぎらつきやばらつきの少ない表示装置を提供する。【解決手段】文字または図形を含む表示対象の輪郭に沿って配置された導光板と、導光板の一端に繋がった遮光性のボックスと、ボックスの内部に配置された複数の固体光源とを有し、導光板の一端は、直にまたは他の導光板を介してボックスの内部空間に光学的に連結され、複数の固体光源は、ボックスの内部の、導光板の一端に非対面の位置に配置されている表示装置を提供する。【選択図】図２
2015031886.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
文字または図形を含む表示対象の輪郭に沿って配置された導光板と、
前記導光板の一端に繋がった遮光性のボックスと、
前記ボックスの内部に配置された複数の固体光源とを有し、
前記導光板の一端は、直にまたは他の導光板を介して前記ボックスの内部空間に光学的に連結され、
前記複数の固体光源は、前記ボックスの内部の、前記導光板の一端に非対面の位置に配置されている、表示装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記表示対象の輪郭に沿って配置された一対の前記導光板を含み、
前記複数の固体光源は、前記一対の導光板の一端同士の間に対応する位置の、前記導光板の一端と重複しない位置に配置されている、表示装置。
【請求項３】
請求項２において、
前記複数の固体光源は、前記ボックスの内部の前記導光板の一端と同じ側に前記一端と反対側を照明するように配置されている、表示装置。
【請求項４】
請求項２または３において、
前記ボックスの内部の、前記一対の導光板の一端同士の中間に対応する位置に配置された導光性の複数の柱状または壁状の支持部材を有し、
前記複数の固体光源は、前記支持部材の両側に配置されている、表示装置。
【請求項５】
請求項２ないし４のいずれかにおいて、
乳白色の前記他の導光板を有する、表示装置。
【請求項６】
請求項２ないし５のいずれかにおいて、
前記ボックスは、前記表示対象の輪郭に沿った形状を含む、表示装置。
【請求項７】
請求項６において、
前記一対の導光板を含み、下端が前記表示対象の輪郭に沿った形状で、前記一対の導光板の間が遮光性の壁面となった上部ブロックと、
前記表示対象の輪郭に沿った形状の開口を含み、前記開口に前記上部ブロックが取り付けられることにより前記ボックスが構成される下部ブロックとを有する、表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、文字または図形を示す表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、光源の光を有効に用いて高輝度で均等に所定の情報を報知することができる表示装置及びチャンネル文字装置を提供することが記載されている。この表示装置は、所定の面内に配設される光源を設けた光源部と、光源からの光が一端面から入射され該一端面に対向する他端面から出射される板状の導光板を光源部の所定の面内から起立させて設けた発光部と、光源部及び発光部を保持する筐体を設けた筐体部とを有し、導光板の他端面は、文字、図形、記号、又はこれらの組み合わせた所定の情報の少なくとも外郭を縁取りした形状から形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−１９４５１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の表示装置は、基板に複数実装されたＬＥＤ光源の発光面を所定の面内とし、その面内から導光板を起立させて導光板の他端面を高輝度で光らせようとしている。これに対し、図形または文字を、より均一な光で、光源のばらつきやぎらつきが直に外界に表れにくい状態で表示することが要望される場合がある。
【０００５】
ＬＥＤ、半導体レーザ、有機ＥＬなどのある物質（固体）に電気を流すと物質そのものが発光する固体光源と称される光源は高輝度化が進んでいる。アクリル板、ポリカーボネート板またはその他の透明な板を含む導光板の端面に対面するようにＬＥＤを配置したエッジライトタイプの看板や照明装置などにおいては、高輝度のＬＥＤを使用することにより、いっそう明るく、視認しやすい看板等を提供できる。その一方、点光源に近い高輝度なＬＥＤにより光のばらつきやぎらつきが表れやすく、文字や図形などのサインをクリアに視認しにくくなることがある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様は、文字または図形を含む表示対象（表示形状）の輪郭に沿って配置された導光板と、導光板の一端に繋がった遮光性のボックスと、ボックスの内部に配置された複数の固体光源とを有する表示装置である。導光板の一端は、直にまたは他の導光板を介してボックスの内部空間に光学的に連結され、複数の固体光源は、導光板の一端に対し非対面の位置に配置されている。
【０００７】
この表示装置においては、導光板の端に遮光性のボックスを接続し、そのボックスの内部に、固体光源を、導光板の端とは非対面になるように配置する。従来の技術では、固体光源は小型で点光源に近いため、その利点を活かして導光板に密着して配置される。本発明においては、固体光源を用いた表示装置でありながら、遮光性のボックスを設け、固体光源を導光板とは非対面の位置に配置し、導光板の一端を、ボックス内の固体光源により、間接的に、または、導光板の一端から離れた位置から照明する。遮光性のボックスは、固体光源から光を貯めて供給する一種のバッファとして機能し、導光板をボックスの内部空間において散乱または拡散された光により照明する。このため、この表示装置においては、明るく、しかしながら、光のばらつきやぎらつきが少ない状態で導光板を光らせることができ、文字または図形の少なくともいずれかを含む表示対象（形状、サイン）の輪郭自体を明るく、視認しやすい状態で表示できる。
【０００８】
表示装置は、文字または図形の輪郭に沿って配置された一対の導光板を含んでもよく、この場合、複数の固体光源は、ボックスの内部における、一対の導光板の一端同士の間に対応する位置の、導光板の一端と重複しない位置に配置できる。複数の固体光源は、ボックス内の導光板の一端と反対側に配置されてもよく、導光板の一端と同じ側で導光板の一端と反対側を照明するように配置されていてもよい。
【０００９】
表示装置は、ボックスの内部の、一対の導光板の一端同士の中間に対応する位置に配置された導光性の複数の柱状または隔壁状の支持部材を有していてもよく、この場合、複数の固体光源は、複数の支持部材の両側に配置されていてもよい。
【００１０】
表示装置は、乳白色の他の導光板を有してもよく、図形または文字の輪郭を示す導光板は乳白色の他の導光板を介してボックスの内部空間に光学的に接続される。ボックスは、文字または図形の輪郭に沿った形状を含んでいてもよい。
【００１１】
また、表示装置は、一対の導光板を含み、下端が表示対象の輪郭に沿った形状で、一対の導光板の間が遮光性の壁面となった上部ブロックと、表示対象の輪郭に沿った形状の開口を含み、開口に上部ブロックが取り付けられることによりボックスが構成される下部ブロックとを有するものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】表示装置の概要を示す斜視図。
【図２】表示装置の一部の断面図。
【図３】表示装置を上下に展開して示す図。
【図４】表示装置の下部ブロックの平面図。
【図５】異なる表示装置の一部の断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１に、文字の輪郭を光で表示する表示装置（発光装置、看板、照明装置）１０の外観を示している。図２に、この表示装置１０の概略構成を断面図により示している。表示装置１０は、文字（記号を含む）、図形などを表示対象とした切り文字看板、チャンネル文字看板、チャンネル文字装置とも称される装置であり、店舗サインなどとして用いられる。本例の表示装置１０は、表示対象の文字の一例として文字「Ｈ」を表示する装置である。表示装置１０は、表示対象（文字Ｈ）の輪郭１１に沿って配置された導光板２０と、表示対象の輪郭１１に沿った形状のボックス３０と、ボックス３０の内部に配置されたＬＥＤ光源４０とを含む。導光板２０の一例はアクリル板またはポリカーボネート板である。
【００１４】
この表示装置１０は、文字などの表示対象の両側の輪郭１１に沿って、間隔を開けて配置された一対の導光板２１および２２を含む。導光板２０（２１および２２）は、透明あるいは半透明の樹脂製の板であれば良い。この表示装置１０では、一対の導光板２１および２２は、相互に対称的な形状で、ほぼ均等な間隔を開けて配置されているが、間隔は文字の場所により異なってもよく、また、導光板２１および２２の高さ、幅、色などは表示対象のデザインにより異なってもよい。
【００１５】
それぞれの導光板２１および２２は、表示対象の輪郭１１に対してほぼ垂直方向を向くように配置された長方形または正方形の側面（表面、裏面、主面）２５と、表示対象の輪郭１１を表示する端面（出力端）２６と、反対側の端面（入力端）２７とを含む。導光板２０の入力面（入力端）２７は、ボックス３０の内部空間３１に光学的に接続されている。入力端２７から入射した光は導光板２０の内部を伝わり、たとえば、両側面２５に反射されながら内部を伝わり、反対側の出力端２６に達する。ボックス３０の内部空間３１に配置されているＬＥＤ光源４０を点灯することにより、入力端２７から入力された光により導光板２１および２２の全体が光り、さらに、出力面（出力端）２６が光ることにより、表示対象の輪郭１１が光により浮きでたように表示される。
【００１６】
端面（入力端）２７から入射した光の多くは、導光板２１および２２の側面２５で反射して（全反射して）前方の端面（出力端）２６に伝達される。導光板２１および２２の側面２５の一部に凹凸により模様２８が施されており、導光板２１および２２の内部を伝達する光は模様２８により乱反射されて側面２５からも外界に出力される。したがって、この表示装置１０の導光板２１および２２は自らが光る表示板としての機能を含む。導光板２１および２２の側面２５はすりガラスのような面であってもよく、側面２５に細かい凹凸がマトリクス状や格子状などの幾何学模様を描くように設けられていてもよく、凹凸によりランダムな模様が描かれていてもよい。表示対象の輪郭１１を表示する端面２６は平坦な面であってもよく、斜めにカットされた面であってもよく、側面２５のように適当な模様あるいは凹凸が付されたものであってもよい。
【００１７】
図３に、表示装置１０を、一対の導光板２１および２２を含む上部ブロック５１と、ボックス３０を構成する下部ブロック５２とに分解して展開した状態を示している。図３では、上部ブロック５１を上下反転させた状態で示しており、上部ブロック５１の下端５５の面（裏面）５７から見た様子を示している。上部ブロック５１は、一対の導光板２１および２２と、それらの入力側の端面２７を繋ぐ他の導光板５９とを含む。一対の導光板２１および２２と他の導光板５９とは、断面がコ字型になるように組み合わされ、光学的に連結されているとともに機械的にも連結されている。他の導光板５９は、表示対象の輪郭１１に沿った形状、すなわち「Ｈ」型にカットされた乳白色のアクリル板である。導光板５９は、ポリカーボネート板などであってもよい。
【００１８】
一対の導光板２１および２２を連結する導光板５９の上側の面（表面）５８には、図２に示すように、ボックス３０の上壁３５となる遮光性の金属板、たとえばステンレススチール板が、一対の導光板２１および２２の間を埋めるように取り付けられている。また、導光板５９の裏面５７には、Ｈ型形状の導光板５９の各部分の中央に沿い、表示対象と同じ形状または相似形状（本例ではＨ形状）のライン６１に沿って複数の支持部材６２が設けられている。支持部材６２の一例は、透明、半透明または乳白色のアクリル製であり、その他の透光性樹脂部材であってもよい。
【００１９】
下部ブロック５２は、全体（平面視）が表示対象である「Ｈ」形状であり、「Ｈ」型の底壁３７と、「Ｈ」型の輪郭１１に沿って立ち上がった側壁３６とを含み、上部が「Ｈ」型の開口３８となっている。下部ブロック５２の「Ｈ」形状の開口３８は、上部ブロック５１の「Ｈ」形状の下端５５とほぼ同じサイズであり、下部ブロック５２の開口３８に上部ブロック５１の下端５５を挿入することにより上部ブロック５１および下部ブロック５２を上下に組み合わせてボックス３０および表示装置１０を製造（組立）できる。
【００２０】
下部ブロック５２の底壁３７および側壁３６は、遮光性の金属板、たとえばステンレススチールで構成されている。下部ブロック５２の開口３８の上に上部ブロック５１の下端５５を挿入して表示装置１０を組み立てることにより、遮光性の底壁３７、側壁３６、および導光板５９の表面に設けられた上壁３５を含む遮光性のボックス３０が構成される。上部ブロック５１および下部ブロック５２を組み立てることにより一対の導光板２１および２２とボックス３０とが機械的に連結されるとともに、一対の導光板２１および２２および遮光性のボックス３０とが、入力端２７および乳白色の導光板５９を介してボックス３０の内部空間３１と光学的に連結される。
【００２１】
下部ブロック５２の表示対象（「Ｈ」）の輪郭１１を持つ底壁３７の各部分の中央に沿い、表示対象と同形または相似する形状、すなわち、「Ｈ」型のライン６５に沿って複数の支持部材６６が設けられている。支持部材６６の一例は、透明、半透明または乳白色のアクリル製であり、その他の透光性樹脂部材であってもよい。上部ブロック５１の支持部材６２と下部ブロックの支持部材６６とは対面する位置に配置されており、上部ブロック５１と下部ブロック５２とを組み合わせると支持部材６２および６６が積層され、一体の支持部材となる。これら支持部材６２および６６は、上部ブロック５１の強度部材であるＨ型の導光板５９または上板３５と底壁３７との間隔を維持するスペーサ、および底壁３７に対して上部ブロック５１を支持する構造部材として機能する。
【００２２】
支持部材６２および６６には対応する位置にねじ孔６７が設けられている。上部ブロック５１と下部ブロック５２とを積層した後、図２に示すように、下部ブロック５２の底壁３７の裏面からネジ６８を差し込んで上部ブロック５１および下部ブロック５２をさらに強固に固定できる。したがって、下部ブロック５２を店舗の壁などの表示装置１０を取り付ける場所に固定することにより、表示装置１０を、文字（表示対象）を表示する所定の位置に固定できる。
【００２３】
図４にボックス３０の底壁３７を上方から見た様子を示している。表示装置１０は、ボックス３０の底壁３７の支持部材６６の両側に沿って、支持部材６６を囲むように配置された複数のＬＥＤ光源（ＬＥＤチップ）４０を含む。具体的には、「Ｈ」形状の中央線６５の両側に沿って「Ｈ」形状を描くようにＬＥＤテープ（ＬＥＤラインテープ、ＬＥＤフレキシブルテープ）４５が貼り付けられている。ＬＥＤテープ４５は、粘着性のテープ４６に、たとえば２〜５ｃｍ程度の間隔をあけて複数のＬＥＤチップ４０が取り付けられたものであり、底壁３７の「Ｈ」型の中央線６５に沿ってＬＥＤ４０により光る「Ｈ」型のラインが構成されている。
【００２４】
図２に断面図で示すように、この表示装置１０は、文字または図形を含む表示対象（表示形状）の輪郭１１に沿って配置された導光板２０、具体的には一対の導光板２１および２２と、導光板２１および２２の一端（入力端）２７に繋がった遮光性のボックス３０と、ボックス３０の内部に配置された複数のＬＥＤ光源（固体光源）４０とを有する。一対の導光板２１および２２は表示対象の輪郭１１に沿って配置され、ボックス３０も表示対象の輪郭１１に沿った形状を備えている。したがって、表示装置１０の断面構造を参照すると、一対の導光板２１および２２は、ボックス３０の両側壁３６の内側に接触するようにボックス３０から立ち上がり、ＬＥＤ光源４０は、ボックス３０の中央の支持部材６６の両側に沿って、両側壁３６から離れた位置に配置されている。
【００２５】
一対の導光板２１および２２それぞれの厚みｔは数ｍｍから数ｃｍ程度（たとえば、５ｍｍ程度から５ｃｍ程度）であり、一対の導光板２１および２２は、厚みｔの数倍から数１０倍（たとえば、５倍から２０倍程度）の間隔Ｓを開けて配置されている。ボックス３０の中央に配置されている支持部材６６の幅ｗは導光板の厚みｔと同程度であり、さらに、支持部材６６の両側に配置されたＬＥＤ光源４０は幅が数ｍｍ程度以下の点光源に近い。このため、ＬＥＤ光源４０と導光板２１および２２の端面（入力端）２７との距離Ｌは、ＬＥＤ光源４０の発光面の大きさに対して数倍から数１０倍程度と十分に大きく、平面視で入力端２７の位置とＬＥＤ光源４０の位置とは重複せず、端面２７とＬＥＤ光源４０とは対面していない。このため、ＬＥＤ光源４０から出射された光のほとんどは、ボックス３０の内面に乱反射された後に端面２７に達する。
【００２６】
すなわち、ＬＥＤ光源４０の光は、ボックス３０の内部で直にではなく、乱反射され、間接的な照明に近い状態で導光板２１および２２に伝達される。したがって、ＬＥＤ光源４０からの強い光が導光板２１および２２を介して直に外部に出力されたり、導光板２１および２２を介してＬＥＤ光源４０が直に見えたりすることは実質的になく、ぎらつきが発生したり、導光板２１および２２から出力される光強度が大きく変動したりすることは少ない。その一方、ボックス３０の内部でＬＥＤ光源４０から出力された光は、ボックス３０の内部で乱反射された後、そのほとんどが導光板２１および２２を介して外界に出力されるので、十分な強度で導光板２１および２２を光らせることができる。
【００２７】
ボックス３０の厚み（高さ）ｈは任意であるが、たとえば、導光板の厚みｔの数倍（たとえば、２倍から１０倍程度）である。ボックス３０を構成する各壁の内面は白色などの光を反射するのに適した色に塗装され、または反射面となっており、ＬＥＤ光源４０から出力された光はボックス３０の内部空間３１で散乱される。このため、ボックス３０は、ＬＥＤ光源４０からの光を貯めて導光板２１および２２に供給するバッファとしての機能を果たす。
【００２８】
さらに、ボックス３０の中央に配置された透光性の支持部材６２および６６は、近傍に配置されたＬＥＤ光源４０から出力された光の一部を反射し、一部を吸収および透過する。このため、支持部材６２および６６は、複数のＬＥＤ光源４０から出力される光を場所的（位置的）に、および時間的に平均化する機能を備えている。これらの要素により、点光源であるＬＥＤ光源４０から出力される光は、ボックス３０の内部空間３１で、時間的に、位置的に、さらに波長的にも、より均質な光に変換（平均化）され、導光板２１および２２に供給される。支持部材６２および６６としては、円柱、角柱、四角壁、多角形の壁など、さまざまな形状を採用できる。
【００２９】
また、この表示装置１０においては、導光板２１および２２の端面２７は乳白色の導光板５９を介してボックス３０の内部空間３１に面しており、ボックス３０の内部空間３１に蓄積された光は、乳白色の導光板５９の内部を散乱しながら導光板２１および２２に伝達される。したがって、導光板２１および２２から出力される光には、点光源である複数のＬＥＤ光源４０のばらつきやぎらつきはほとんど見られず、導光板２１および２２は均等な強度で光り輝き、先端の面（出力側の端面）２６は、表示対象の輪郭１１に沿って均等な強度および色で輝く。
【００３０】
図５に、表示装置の異なる例を断面図により示している。この表示装置１０ａでは、ＬＥＤ光源４０が、ボックス３０の上面にあたる導光板５９の下面５７の支持部材６２の両側に沿って配置されている。上記の表示装置１０においては、複数のＬＥＤ光源４０がボックス３０の内部３１の導光板２１および２２の入力端２７と反対側の底壁３７に配置されていた。これに対し、表示装置１０ａでは、ＬＥＤ光源４０を、ボックス３０の内部３１で、導光板２１および２２の入力端２７と同じ側から入力端２７に対し反対側を照明するように配置することにより、さらに、ＬＥＤ光源４０から出力された光が直に入力端２７に到達するのを抑制できる。
【００３１】
ボックス３０の内部のＬＥＤ光源４０の位置は、入力端２７と重複しない。たとえば、入力端２７とＬＥＤ光源４０とが直線的に並んだり、中心が一致したりしないような配置であればよく、上記の配置に限定されない。ＬＥＤ光源４０の位置は、一対の導光板２１および２２の間であれば、いずれかの導光板の方向に偏心した位置であってよい。また、ボックス３０が表示対象と同じ形状ではなく、たとえば、「Ｈ」形状の表示対象に対して平面視が正方形のボックス３０であれば、導光板２１および２２と重ならない位置で、「Ｈ」形状とは異なる形状に複数のＬＥＤ光源４０を配置してもよい。
【００３２】
また、一対の導光板２１および２２の代わりに、一枚の導光板により表示対象の輪郭の一部（一方）を表示する表示装置であってもよく、この場合は、導光板と重ならいようにＬＥＤ光源を配置できる形状およびサイズのボックス３０を設けることが望ましい。さらに、一対の導光板２１および２２に加えて、導光板２１および２２の間に１または複数の導光板を導光板２１および２２と平行に、または角度をなすように配置してもよい。また、導光板の側面は模様があってもなくてもよく、導光板は透明であっても、半透明であっても、色つきの板であってもよく、表示対象の輪郭に応じて湾曲した板であってももちろんよい。
【００３３】
なお、上記では文字「Ｈ」を表示対象（表示対象物）として表示する装置１０を例に説明したが、表示対象は「Ｈ」以外の文字であってもよく、記号、絵などを含む図形であってもよい。また、上記では、固体光源としてＬＥＤ光源を用いた表示装置１０を例に説明したが、固体光源は半導体レーザ、有機ＥＬなどであってもよい。
【符号の説明】
【００３４】
１０  表示装置、  ２１、２２  導光板、  ４０  ＬＥＤ光源
【図１】
2015031886.tif 000003
【図２】
2015031886.tif 000004
【図３】
2015031886.tif 000005
【図４】
2015031886.tif 000006
【図５】
2015031886.tif 000007