(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の表示面を照光して表示を行う面照光表示装置であって、
(a) 第１波長の光を発光する第１発光体と、前記第１波長とは異なる別波長の光を発光する第２発光体とを有する光源と、
(b) 前記光源からの光を受ける入射面と、前記表示面側を向いた出射面とを有し、前記第１波長の光の一部を当該第１波長より長い第２波長の光に変換する蛍光板と、
を備え、
前記別波長は、前記第２波長より長い波長であり、
前記蛍光板は、前記第２波長よりも長い波長の光をそのまま透過させ、
前記第１発光体と前記第２発光体との点灯状態を変更することにより、前記出射面から出射する光の色を変更可能であることを特徴とする面照光表示装置。
【請求項２】
所定の表示面を照光して表示を行う面照光表示装置であって、
(a) 第１波長の光を発光する第１発光体と、前記第１波長とは異なる別波長の光を発光する第２発光体とを含む光源と、
(b) 前記光源からの光を受ける入射面と、前記表示面側を向いた出射面とを有し、前記第１波長の光の一部を当該第１波長より長い複数の波長の光に変換する複数の蛍光板を積層してなる蛍光体と、
を備え、
前記別波長は、前記複数の波長それぞれより長い波長であり、
前記複数の蛍光板は、前記複数の波長より長い波長の光をそのまま透過させ、
前記第１発光体と前記第２発光体との点灯状態を変更することにより、前記出射面から出射する光の色を変更可能であることを特徴とする面照光表示装置。
【請求項３】
前記第１発光体が前記第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、
前記第１発光体のみを点灯したときにおける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に記載の面照光表示装置。
【請求項４】
前記第１および第２の発光体のいずれか一方を点灯する場合と、前記第１および第２の発光体の双方を点灯する場合とで、前記第１発光体および前記第２発光体の輝度を変更する輝度可変手段、
をさらに備えることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の面照光表示装置。
【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】
一方、複数の表示灯の相互における色分け表示ではなく、個々の表示灯における表示色の変更機能が期待される場合もある。たとえば、表示面側から視認する作業者に対して状況の変化を知らせるために表示色を変更することができる。また、この種の表示色変更機能を照光型の押しボタンスイッチに適用したときには、スイッチング操作を許容する期間とスイッチング操作が禁止される期間で表示色を変えて表示させるなど、種々の利用態様において有効な機能となる。
【０００６】
ところが、ＬＥＤ発光素子の固有の発光色として知られている色はその種類が少ないため、表示色変更機能における色の選択幅が狭いという問題がある。すなわち、赤、青、緑、アンバーなどの限られた色についてのみ、それらの色の光を発生するＬＥＤ発光素子が知られているが、表示灯などにおいてはさらに多くの色から表示色を選択したい場合が多い。
【０００７】
この問題を解決するためにはカラーフィルタを利用することも考えられる。しかしながら、任意の１色だけについてはカラーフィルタで対応可能であるが、カラーフィルタを使用して複数の色に切り換えるためにはフィルタの切り替え機構などが必要となり、シンプルな構造が要求される表示灯には現実的ではない。
【０００８】
また、表示色としての需要が高いにもかかわらずＬＥＤ発光素子の固有の発光色では実現できない色として代表的かつ重要なものとして「白色」がある。ところが、純粋な白色を発光するＬＥＤ発光素子はまだ知られていないだけでなく、半導体内のエネルギーバンド構造に応じて特定の波長を選択的に出射するというＬＥＤ発光素子の本質上、広い範囲の波長の光の混合として認識される「白色」を１種類のＬＥＤ発光素子だけで実現することは原理的に無理がある。
【０００９】
これに対して、「青」「赤」「緑」の３原色のＬＥＤ発光素子を近接配置して一体化し、それらをすべて発光させれば白色を実現可能である。しかしながら、外部から一様な白色として視認されるためには３原色のＬＥＤ発光素子をかなり密接配置しなければならず、電気的な構造が複雑になる。
【００１０】
また、それら３原色のＬＥＤ発光素子を同時発光させたときに純粋な白色となるように調整しておいても、ＬＥＤ発光素子の経時劣化の程度が発光色ごとに異なるために、表示灯を長期間使用すると純粋な白色で表示できなくなってしまう。実際、「赤」のＬＥＤ発光素子は比較的長期間にわたって安定した発光状態を保つが、「青」および「緑」のＬＥＤ発光素子は劣化が早く、その結果としてこれら３原色のＬＥＤ発光素子を同時点灯すると赤っぽい表示になってしまうという問題がある。
【００１１】
【発明の目的】
この発明は従来技術における上記のような課題の解決を意図しており、比較的簡単な構成で表示色を複数に切り替え可能であり、かつ発光体固有の発光色以外の色を複数の表示色の中に含める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】
この発明の第２の目的は、特に、切り替え可能な複数の色の中に純粋な白色を含めることが可能であり、かつ長期間使用しても純粋な白色を維持できるような面照光表示装置を提供することである。
【００１３】
【発明の原理】
この発明では蛍光板の波長変換機能に着目する。一般に、蛍光板は、それに固有の蛍光波長よりも短波長の光（第１波長の光）が入射したときにはその一部を蛍光波長の光（第２波長の光）に変換するという特性を有している一方で、蛍光波長よりも長波長の光が入射したときにはそれに対する実質的な波長変換を行わずに、その入射光をそのまま透過させるという性質がある。
【００１４】
そこで、蛍光板の蛍光波長よりも短波長の光と長波長の光とを選択的に蛍光板に入射させるように構成すれば、短波長の光を蛍光板に入射させたときにはその短波長の光と蛍光波長の光との加色混合光が表示光となり、長波長の光を蛍光板に入射させたときにはその長波長の光そのものが表示光となる。さらに、短波長の光と長波長の光との双方を蛍光板に入射させたときには、短波長の光、蛍光波長の光、および長波長の光の混合色が表示色となる。
【００１５】
このため、これらを相互に切り替えることにより、複数の色の間での表示色の切り替えが可能である。
【００１６】
ここにおいて、短波長の光と蛍光波長の光との加色混合に相当する色は、発光体の発光色そのものではないことが重要である。したがって、発光体そのものが発光できないような色を、相互に切り替え可能な複数の色の中に含めることができる。
【００１７】
特に、第１波長の光として青色の光を使用し、蛍光体として黄色蛍光体を使用すれば、第２波長の光として黄色の光が得られるとともに、それらの加色混合としてほぼ純粋な白色が得られる。この白色光は「青」「赤」「緑」の３原色の発光体を使用して生成したものとは異なり、特定の色の発光体の経時劣化によって純粋な白からの色ずれが生じることはなく、青色の発光体に経時劣化が生じても単に輝度が低下するだけである。したがって、この発明における切り替え可能な複数の表示色のひとつとして純粋な白色を含めることは格別の意義がある。
【００１８】
また、上記の原理を拡張して、蛍光波長よりも短くかつ互いに異なる波長の複数の光を選択的または同時に蛍光板に入射させるように構成することもできる。この場合には、切り替え可能な複数の色の中に、発光体だけで発生可能な色以外の複数の色を含めることができる。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
上記の原理に従って構成したこの発明の第１の面照光表示装置は、所定の表示面を照光して表示を行う面照光表示装置であって、(a)第１波長の光を発光する第１発光体と、前記第１波長とは異なる別波長の光を発光する第２発光体とを有する光源と、(b)前記光源からの光を受ける入射面と、前記表示面側を向いた出射面とを有し、前記第１波長の光の一部を当該第１波長より長い第２波長の光に変換する蛍光板とを備えている。
【００２０】
そして、前記別波長は、前記第２波長より長い波長であり、前記蛍光板は、前記第２波長よりも長い波長の光をそのまま透過させ、前記第１発光体と前記第２発光体との点灯状態を変更することにより、前記出射面から出射する光の色を変更可能であることを特徴とする。
【００２２】
一方、この発明の第２の面照光表示装置は、所定の表示面を照光して表示を行う面照光表示装置であって、(a)第１波長の光を発光する第１発光体と、前記第１波長とは異なる別波長の光を発光する第２発光体とを含む光源と、(b)前記光源からの光を受ける入射面と、前記表示面側を向いた出射面とを有し、前記第１波長の光の一部を当該第１波長より長い複数の波長の光に変換する複数の蛍光板を積層してなる蛍光体とを備える。
【００２３】
そして、前記別波長は、前記複数の波長それぞれより長い波長であり、前記複数の蛍光板は、前記複数の波長より長い波長の光をそのまま透過させ、前記第１発光体と前記第２発光体との点灯状態を変更することにより、前記出射面から出射する光の色を変更可能であることを特徴とする。
【００２７】
この発明の特に特徴的な適用態様として、前記第１発光体が前記第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、前記第１発光体のみを点灯したときにおける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することができる。
【００２９】
また、前記第１および第２の発光体のいずれか一方を点灯する場合と、前記第１および第２の発光体の双方を点灯する場合とで、前記第１発光体および前記第２発光体の輝度を変更する輝度可変手段をさらに備えることにより、点灯状態切り替えに伴って表示光の輝度が大きく変化してしまう事態を防止できる。
【００３０】
【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。
【００３１】
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，１０ｂ，…，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，１０ｂ，…，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。
【００３２】
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（図示例では４個のＬＥＤユニット）がマトリクス状に配列されている。そして、各光源１２はプリント基板の主面上に実装されて図２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。
【００３３】
上記の光源１２のそれぞれは、図４に平面図として示すように、異なる発光色を有する複数種類の発光体Ｓ1，Ｓ2（この実施形態では複数種類のＬＥＤ発光素子）を交互にマトリクス状に配置して構成されている。典型的な例のひとつにおける第１発光体Ｓ1は、第１波長としての青色の波長の光を発生する青色ＬＥＤである。また、第２発光体Ｓ2は、第１波長とは異なる別波長の光として赤色の波長の光を発生する赤色ＬＥＤとすることができる。
【００３４】
図５は図４における光源１２（ＬＥＤユニット）のＡ−Ａ断面を含む模式図である。電源ＰＷからの電力がスイッチＳＷ1、ＳＷ2に並列的に与えられており、このうち第１のスイッチＳＷ1には、光源１２を構成する２種類の発光体Ｓ1、Ｓ2のうち、第１発光体Ｓ1のそれぞれが電気的に接続されている。また、第２のスイッチＳＷ2には、第２発光体Ｓ2のそれぞれが電気的に接続されている。したがって、第１のスイッチＳＷ1だけをＯＮにすれば、複数の第１発光体Ｓ1が点灯して第１波長の光Ｌ1（図３参照）が光源１２から出射し、第２のスイッチＳＷ2だけをＯＮにすれば、複数の第２発光体Ｓ2が点灯して別波長の光Ｌ0が光源１２から出射する。第１と第２のスイッチＳＷ1，ＳＷ2の双方をＯＮとすれば、第１波長の光Ｌ1と別波長の光Ｌ0との混合光が光源１２から出射する。第１と第２のスイッチＳＷ1，ＳＷＳ2の双方をＯＦＦとすれば、光源１２からは実質的になんらの光も出射しない。図３はこの事情を示しており、第１波長の光Ｌ1のみ、別波長の光Ｌ0のみ、または第１波長の光Ｌ1と別波長の光Ｌ0の混合光（Ｌ1＋Ｌ0）が光源１２から選択的に出射されることが模式的に示されている。
【００３５】
一方、図２における上記ウインドウ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１１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、
▲１▼ホログラム面２１ａを有するホログラム拡散板２１，
▲２▼蛍光板２２、
▲３▼透明樹脂製の記名板２３、
▲４▼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。
【００３６】
これらのうち、蛍光板２２は、光源１２のうちの第１発光体Ｓ1からの第１波長の光Ｌ1を受けたとき、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Ｌ2を発光し、当該第２波長の光Ｌ2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６である。
【００３７】
図６は、蛍光板２２の光学的特性を示す模式図である。ただし、図２のホログラム拡散板２１は光の拡散を行うのみであり、光の波長の変換機能を有していないため、図６〜図８ではホログラム拡散板２１は図示を省略されている。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
その一方で、この蛍光板２２は、その固有の蛍光波長よりも長い波長の光については実質的な波長変換機能を持っていない。したがって、上記別波長として第１波長よりも長くかつ蛍光板２２の固有の蛍光波長（第２波長）よりも長い波長を選択しておけば、上記別波長の光Ｌ0のみが図７に示すように光源１２から入射する場合には、実質的にこの別波長の光Ｌ0をそのまま透過させる。したがって、この場合には波長の変化による色の変化も生じない。
【００４１】
また、図８に示すように、光源１２から第１波長の光Ｌ1と別波長の光Ｌ0とが蛍光板２２に入射した場合には、第１波長の光Ｌ1についてはその一部が第２波長の光Ｌ2へ変換されるとともに、別波長の光Ｌ0はそのまま蛍光板２２を透過する。したがって、蛍光板２２からは、第１波長の光Ｌ1と第２波長の光Ｌ2とに、さらに別波長の光Ｌ0が混合された混合光が出射する。
【００４２】
このように、光源１２から出射する光の状態によって蛍光板２２から出射する光の状態が異なるが、以下、図２中に示すように、蛍光板２２に入射する光を「入力光Ｌin」と呼び、また、蛍光板２２から出射する光を「出力光Ｌout」と呼ぶ。さらに実際に表示面で認識される光を「表示光Ｌd」と呼ぶ。
【００４３】
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より出射する出力光Ｌin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、表示光Ｌdとなって光学的な表示がなされる。この実施形態のようにカラーフィルタを使用しておらず、かつ記名板２３やカバープレート２４も着色されていない場合は、表示光Ｌdは出力光Ｌoutと実質的に同じ波長成分（色）を有する。
【００４４】
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表示光Ｌdの色（表示色）が、
▲１▼第１および第２波長の組み合わせに相当する色、
▲２▼上記別波長に相当する色、
▲３▼第１および第２波長の組合せに、さらに上記別波長を混合したものに相当する色、
の３種類に切り替え可能である。
【００４５】
このうち、第１および第２波長の組み合わせの色については、第１発光体Ｓ1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。
【００４６】
特に、この実施形態にかかる表示灯では、蛍光板２２の選択的な波長変換機能を利用することにより、第２発光体Ｓ2による表示色に実質的影響を与えることなく、第１発光体Ｓ1だけでは実現できない色を生成可能であるという点が大きな利点である。このような選択的な波長変換機能を利用する第１発光体Ｓ1と蛍光板２２と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。
【００４７】
また、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）２１ａ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、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「光の均一拡散性」を同時に達成することができる。
【００４８】
ところで、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、第１発光体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、この第１発光体Ｓ1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、白色を得るために赤色、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い。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。さらに、第１発光体Ｓ1が経時劣化してもその輝度が低下するだけであり、表示光Ｌdの色が純粋な白色からずれることはない。
【００４９】
特に、複数の色の間での表示色の切り替えを行うにあたって純粋な白色であるべきものがその純粋性を失うと他の表示色との区別がつかなくなるというようなおそれがあるが、この発明ではそのような問題も解決される。
【００５０】
第１波長の光と第２波長の光との混合光として白色を採用した場合、別波長の光としてはたとえば赤の光を使用可能である。この場合、第１発光体Ｓ1と第２発光体Ｓ2との点灯状態の変更により、純粋な白色、赤色、ピンク色、の３色での表示の切り替えが可能となる。
【００５１】
ここにおいて、光源１２内に含まれる第１発光体Ｓ1と第２発光体Ｓ2との数の比率を適宜に変更することにより、比較的濃いピンク色から比較的淡いピンク色まで、種々のピンク色を実現可能である。
【００５２】
もっとも、第１と第２の発光体Ｓ1，Ｓ2によって３種類の色の切り替えが可能であるとはいえ、常にこの３色全部を使用した色の切り替えを行うことが必須とされるわけではない。たとえば、第１発光体Ｓ1のみの点灯による第１の表示色と、第２発光体Ｓ2のみの点灯による第２の表示色との、２つの色の切り替えだけを利用してもよい。
【００５３】
また、第１発光体Ｓ1のみの点灯による第１の表示色と、第１発光体Ｓ1および第２発光体Ｓ2の双方の点灯による第３の表示色との切り替えだけを利用してもよい。さらに、第２発光体Ｓ1のみの点灯による第２の表示色と、第１発光体Ｓ1および第２発光体Ｓ2の双方の点灯による第３の表示色との切り替えだけを利用してもよい。
【００５４】
ところで、第１発光体Ｓ1だけ、あるいは第２発光体Ｓ2だけを点灯した場合と、第１発光体Ｓ1と第２発光体Ｓ2との双方を点灯した場合とでは、光源１２全体としての発光量（輝度）が異なる。このような発光量の相違を少なくしたい場合には、図９に例示するように、比較的低い電圧の電源ＰＷaからスイッチＳＷaを介して第１発光体Ｓ1と第２発光体Ｓ2との双方に電力を並列的に与える第１の回路部分と、比較的高電圧の電源ＰＷbからスイッチＳＷbを介して第１発光体Ｓ1と第２発光体Ｓ2とのいずれかだけに選択的に電力を与える第２の回路部分とを設ければよい。これらの回路は、点灯状態の違いによって第１発光体Ｓ1および第２発光体Ｓ2の輝度を変更する輝度可変手段として機能する。なお、図９では双方を点灯する場合の供給電圧を下げているが、一方を点灯する場合と双方を点灯する場合とのうちどちらにおいて個々の発光体の輝度を大きくするかは、表示色の視覚効果を考慮して適宜に定めればよい。
【００５５】
ところで、この発明は白色を含む複数の色での表示色の切り替えだけではなく、複数種類の有彩色の間での表示色の切り替えにも適用可能である。すなわち、第１発光体Ｓ1と蛍光板２２との組合せを、第１波長と第２波長との混合光が第１の有彩色となるように選択する。また、第２発光体Ｓ2が発光する別波長の光は、第２の有彩色の光にする。すると、第１発光体Ｓ1および第２発光体Ｓ2の双方を点灯したときには、上記第１の有彩色の光と上記第２の有彩色の光との加色混合によって第３の有彩色の光が表示色として得られるようにすることができる。これらの有彩色間の切り替えの具体例も後述するが、このような構成はこの第１の実施形態のみならず以下の他の実施形態にも適用可能である。
【００５６】
※  ＜Ｂ．第２実施形態＞
図１０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１１は、図１０の部分斜視分解図である。このうち、図１０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発光体群５４Ｐが配列されている。この発光体群５４Ｐは、第１発光体（第１の波長のＬＥＤ発光素子）Ｓ1と第２発光体（別波長のＬＥＤ発光素子）Ｓ2との交互配列である。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。
【００５７】
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５１ａ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。
【００５８】
操作部本体６１の上部には矩形の受け口６３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。表示色の切り替えについても、接点ユニット５０を使用して行ってもよく、また外部機器からの信号に応答して行ってもよい。また、プッシュ部８０の操作面８０Ｓは透光性であり、ＬＥＤユニット光源５４からの光によってこの操作面８０Ｓ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。
【００５９】
プッシュ部８０の分解状態が図１１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Ｗ１を有する中空の基体８１となっており、その上には、
▲１▼ホログラム拡散板８２、
▲２▼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、
▲３▼アクリルなどの樹脂で形成された無色透明の記名板８４、
がこの順序で積層されている。そして図１０の操作面８０Ｓ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。
【００６０】
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のうち第１発光体Ｓ1のみの点灯時にはＬＥＤ発光素子５４Ｐ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８４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。
【００６１】
また、第２発光体Ｓ2のみが点灯した場合には上記の別波長の光がそのまま表示光として表示面側での面照光表示を行う。さらに、第１発光体Ｓ1および第２発光体Ｓ2の双方が点灯した場合には、第１波長の光、第２波長の光および上記の別波長の光の混合光が表示面側から出射する。
【００６２】
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、蛍光板８３の選択的な波長変換機能を利用することにより、第２発光体Ｓ2による表示色に実質的影響を与えることなく、第１発光体Ｓ1だけでは実現できない色を生成可能である。
【００６３】
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、従来より周知の光拡散板使用時に比して、「表示の高輝度化」および「光の均一拡散性」を同時に達成することができる。
【００６４】
特に、第１発光体Ｓ1として青色のＬＥＤ発光素子を用いるとともに、蛍光板８３として第１発光体Ｓ1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れば、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。
【００６５】
※  ＜Ｃ．第３実施形態＞
図１２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６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９０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。
【００６６】
この蛍光体９０では、
▲１▼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、
▲２▼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９２側に進む。そして、これら第１および第２波長の光Ｌ1，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。
【００６７】
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。
【００６８】
このように、第３実施形態によれば、光源１２の中の第１発光体Ｓ1を発光させたばあいに、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。
【００６９】
一方、第２発光体Ｓ2だけを点灯した場合における表示色は第２発光体Ｓ2が発光する上記別波長の色そのものであり（図１３）、第１発光体Ｓ1と第２発光体Ｓ2とを同時点灯させた場合の表示色は、第１ないし第３波長の光Ｌ1〜Ｌ3と、上記別波長の色との混合色になる（図１４）。
【００７０】
なお、上記実施形態では２枚の蛍光板９１，９２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。
【００７１】
※  ＜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の他に光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。
【００７２】
※  ＜Ｅ．第５実施形態＞
第４実施形態のように蛍光板に光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１５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。
【００７３】
また、こうして形成された膜状の蛍光板１０１を保護するため、図１６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。
【００７４】
※  ＜Ｆ．第６実施形態＞
図１７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。
【００７５】
※  ＜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。
【００７６】
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。
【００７７】
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。
【００７８】
さらに、蛍光板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変更することもできる。たとえば、表示色のひとつとして純粋な白色の光学的表示を可能とした表示灯や照光式押しボタンスイッチにおいて、蛍光板２２，８３の出射面の近傍にフィルタを追加配置すると、その蛍光板より出射される光スペクトルの内、フィルタで抽出される光スペクトルによる表示色に変更できる。
【００７９】
この場合、上記の別波長に相当する表示色もそのフィルタの色によって変化する。たとえば、上記の別波長の光として赤の光を使用し、フィルタとして黄色のフィルタを使用すれば、黄色、黄と赤の混合色、黄色とピンクの混合色、という３色での切り替えが可能である。
【００８０】
第１発光体Ｓ1および第２発光体Ｓ2として、蛍光板の蛍光波長よりも短く、かつ互いに異なる波長の２つの光をそれぞれ発生する発光体を使用してもよい。たとえば、黄色の蛍光板を使用する場合、黄色よりも短波長の青色の発光体および緑色の発光体を使用することができる。いずれの発光体を点灯しても、蛍光板によってその光の一部の波長が変換され、発光体自身の発光色とは異なる表示色が得られる。
【００８１】
光源に組み込む発光体は２種類に限定されるものではなく、３種類以上であってもよい。この場合、１種類以上の発光体を、蛍光板での波長変換を受ける光を発生する発光体にする。
【００８２】
【実施例】
次に、上記の構成において利用可能な蛍光板と、それと合わせて使用される発光波長との具体例について、実験結果とともに説明する。最初に蛍光板による波長変換機能が働く第１波長の選択について説明し、その後に別波長の光との組合せ例について説明する。
【００８３】
※  ＜第１波長と蛍光板との組合せ例＞
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ＬＥＤ発光素子からの光（図１８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１９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２０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２１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１８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１９ないし図２１に実線で示している。
【００８４】
これら図１９ないし図２１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。
【００８５】
緑色のＬＥＤ発光素子からの光（図２２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２３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２４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２５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２２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２３ないし図２５に実線で示している。
【００８６】
次に、図４に示す表示灯（面照光表示装置）を構成する第１発光体Ｓ1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。
【００８７】
表１は、この組み合わせにおける表示色を示す表である。
【００８８】
【表１】
0004056608.tif 000002
【００８９】
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については第１発光体Ｓ1からの発光色を、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。
【００９０】
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。
【００９１】
表２は、図４に示す表示灯（面照光表示装置）を構成する第１発光体Ｓ1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。
【００９２】
【表２】
0004056608.tif 000003
【００９３】
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。
【００９４】
次に、図１２に示す表示灯（面照光表示装置）を構成する第１発光体Ｓ1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。
【００９５】
表３は、この組み合わせにおける表示色を示す表である。
【００９６】
【表３】
0004056608.tif 000004
【００９７】
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。
【００９８】
次に、図１２に示す表示灯（面照光表示装置）を構成する第１発光体Ｓ1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。
【００９９】
表４は、この組み合わせにおける表示色を示す表である。
【０１００】
【表４】
0004056608.tif 000005
【０１０１】
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。
【０１０２】
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。
【０１０３】
※  ＜別波長の選択＞
これらの実験結果に対応して、複数の表示色が純粋な白色を含む場合と、すべての表示色が有彩色である場合とにつき、蛍光板２２における選択的な波長変換機能の状態を測定結果として示したのが図２６および図２７である。ただし、これらの測定で使用された波長変換ユニットＴＷ，ＴＧのうち、図２６の波長変換ユニットＴＷは、表１に示した黄色蛍光板２２Ｙと、乳白色拡散板２１Ｄと、透明のカバープレート２４とによって構成されている。また、図２７の波長変換ユニットＴＧは、表２で示した緑色蛍光板２２Ｇと、乳白色拡散板２１Ｄと、透明のカバープレート２４とによって構成されている。これらの波長変換ユニットＴＷ、ＴＧは図２の構造と完全に同一ではないが、青の発光体Ｓ1と蛍光板２２Ｗ，２２Ｇとの組合せによる色の変換機能については波長変換ユニットＴＷ、ＴＧによる測定結果によって十分に理解可能である。
【０１０４】
まず図２６を参照する。このグラフは、光源として青色のＬＥＤ発光素子１２Ｂを使用した場合、赤色のＬＥＤ発光素子１２Ｒを使用した場合、およびアンバーのＬＥＤ発光素子１２Ａを使用した場合、の３つの場合についてのそれぞれの表示色スペクトルを示している。これらのうち青色のＬＥＤ発光素子１２Ｂは表１および表２に示した青色のＬＥＤ発光素子である。
【０１０５】
図２６からわかるように、青のＬＥＤ発光素子１２Ｂを発光させた場合には、４００nmから６５０nmまでの広い範囲でほぼフラットなスペクトルが得られ、純粋な白色に近い表示色になる。すなわ、蛍光板２２Ｙは黄色の蛍光色を有するが、そのスペクトル分布範囲はかなり広く、青色の光と混合されると純粋な白色に近い状態になることがわかる。
【０１０６】
これに対してアンバーのＬＥＤ発光素子１２Ａを発光させた場合には、６００nm近辺をピークとするスペクトルが得られ、ほぼ入力光と同様のアンバーの表示色になる。さらに赤のＬＥＤ発光素子１２Ｒを発光させた場合には、６５０nm近辺をピークとするスペクトルが得られ、ほぼ入力光と同様の赤の表示色になる。
【０１０７】
したがって、第１発光体Ｓ1として青のＬＥＤ発光素子１２Ｂを使用し、第２発光体Ｓ2としてアンバーのＬＥＤ発光素子１２Ａを使用した場合には、純粋な白色、アンバー、白みがかったアンバー、の３種類に表示色を変更できる。また、第１発光体Ｓ1として青のＬＥＤ発光素子１２Ｂを使用し、第２発光体Ｓ2として赤のＬＥＤ発光素子１２Ｒを使用した場合には、純粋な白色、赤色、白みがかった赤色（すなわちピンク）、の３種類に表示色を変更できる。
【０１０８】
次に図２７を参照する。このグラフは、図２６と同様の３種類の発光体をそれぞれ点灯した場合における緑色蛍光板２２Ｇによる表示色スペクトルを示している。青のＬＥＤ発光素子１２Ｂを発光させた場合には、５１０nmあたりをピークとする純粋な緑色の表示色になる。この緑色は、緑色のＬＥＤ発光素子によって生成される緑よりもさらに純粋な緑である。これに対してアンバーのＬＥＤ発光素子１２Ａを発光させた場合には、６００nm近辺をピークとするスペクトルが得られ、ほぼ入力光と同様のアンバーの表示色になる。さらに赤のＬＥＤ発光素子１２Ｒを発光させた場合には、６５０nm近辺をピークとするスペクトルが得られ、ほぼ入力光と同様の赤の表示色になる。
【０１０９】
したがって、第１発光体Ｓ1として青のＬＥＤ発光素子１２Ｂを使用し、第２発光体Ｓ2としてアンバーのＬＥＤ発光素子１２Ａを使用した場合には、純粋な緑色、アンバー、緑色とアンバーとの加色混合色、の３種類に表示色を変更できる。また、第１発光体Ｓ1として青のＬＥＤ発光素子１２Ｂを使用し、第２発光体Ｓ2として赤のＬＥＤ発光素子１２Ｒを使用した場合には、純粋な緑色、赤色、赤色と緑色との加色混合色（おおむね黄色領域〜オレンジ領域の色）の３つの有彩色に表示色を変更できる。
【０１１０】
このように、蛍光板は第１波長の光の一部をそれよりも長波長の第２波長の光に変換する一方で、その固有の蛍光色よりも長波長の光については実質的にその光を透過させることを利用することにより、複数の色の間での表示色の切り替えが可能になる。
【０１１１】
また、蛍光波長よりも短い複数の光をそれぞれ発光可能な複数種類の発光体を光源に配置し、それらを選択的に発光させるようにすれば、ＬＥＤ発光素子そのものでは実現できない複数の色の間での表示色の切り替えが可能になる。
【０１１２】
たとえば、紫外光を発生するＬＥＤ発光素子と、青の光を発生するＬＥＤ発光素子との２種類のＬＥＤ発光素子を有する光源を使用するとともに、それらを選択的に発光させたときの光を黄色の蛍光板を介して出射させる。紫外光を発生するＬＥＤ発光素子だけを点灯させたとき、それによって生成される紫外光の一部は蛍光板によって黄色の光に変換されるが、残りの部分は紫外光のまま蛍光板を通過する。周知のように紫外光は視覚的に認識することはできないため、紫外光を発生するＬＥＤ発光素子だけを点灯させたとき、外部から観察することができる色は黄色となる。
【０１１３】
一方、青のＬＥＤ発光素子だけを点灯した場合には、その一部が蛍光板によって黄色の光に変換され、青の光の残部はそのまま青の光として蛍光板を通過する。このため、この場合に外部から観察すれば白の表示色となる。
【０１１４】
したがって、この例では２種類のＬＥＤ発光素子を選択的に点灯することにより、黄色と青とで表示色を切り替えることができる。
【０１１５】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１〜４の発明によれば、複雑な構成をとることなく複数の色での表示色の切り替えが可能になるとともに、蛍光板の作用によって、第１発光体自身の発光色とは異なる表示色を複数の表示色に含ませることが可能になるとともに、第２発光体による表示色に影響を与えることなく第１発光体だけでは実現できない色を生成可能となる。
【０１１６】
特に、請求項２の発明によれば、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おり、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。
【０１２０】
請求項３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の中に実質的に純粋な白色を含めることが可能である。また、この場合には発光体に経時劣化が生じても単に輝度が減少するだけであり、純粋な白色からの色ずれは生じないという格別の効果がある。
【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】光源１２の平面図である。
【図５】図２の単位表示灯の構造を、光源１２とその給電回路を中心にして示す図である。
【図６】第１波長の光に対する蛍光板の光学的特性を示す模式図である。
【図７】第１波長とは異なる別波長の光に対する蛍光板の光学的特性を示す模式図である。
【図８】第１波長の光と別波長の光との双方を入射させたときに蛍光板の光学的特性を示す模式図である。
【図９】図２の単位表示灯における光源１２の給電回路の変形例を示す図である。
【図１０】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１１】図１０の部分斜視分解図である。
【図１２】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１３】第１波長とは異なる別波長の光に対する蛍光板積層体の光学的特性を示す模式図である。
【図１４】第１波長の光と別波長の光との双方を入射させたときに蛍光板積層体の光学的特性を示す模式図である。
【図１５】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１６】図１５の面照光表示装置の改良例を示す模式断面図である。
【図１７】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１８】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１９】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２０】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２１】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２２】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２３】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２４】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２５】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。
【図２６】種々の波長の光を黄色蛍光板に入射したときに当該黄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２７】種々の波長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。
【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
Ｌ0  別波長の光
【図１】
0004056608.tif 000006
【図２】
0004056608.tif 000007
【図３】
0004056608.tif 000008
【図４】
0004056608.tif 000009
【図５】
0004056608.tif 000010
【図６】
0004056608.tif 000011
【図７】
0004056608.tif 000012
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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