JP2003195792A - 面発光表示盤および標識装置 - Google Patents
面発光表示盤および標識装置Info
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Abstract
発光表示盤および標識装置を提供する。 【解決手段】 面発光表示盤は、導光板の一端面に列状
に配置され且つ複数の組に分割された複数の発光ダイオ
ード(LED)10と、複数の組の各組毎にLEDを同
一位相でパルス点灯し且つ各組のパルス点灯する位相を
ずらしてパルス点灯させるタイミングを発生するタイミ
ング発生回路15を備えており、各組は複数のLEDを
電気的に直列接続した回路を含み、各組のLEDは列状
に分散して配置されている。
Description
に発光ダイオード(LED)列を配置した面照明光源を
もつ面発光表示盤およびこの面発光表示盤を備える標識
装置に関する。
光表示盤が用いられており、この光源には発光ダイオー
ド(LED)が使用されている。例えば、特開平10−
321020号公報に示すように、LEDを光源とする
エッジライト型のバックライトを形成した照明装置およ
び案内表示装置が知られている。この装置は、直列に接
続したLEDを択一的に選択して順次に電源に接続し点
灯するように構成されている。
来の照明装置および案内表示装置では、50cmないし
1m角の寸法の面積を持つ標識について、発光効率の高
いLEDを使用して照明を行っても、昼間の太陽電池に
よる発電で夜間の全点灯を行うと、遠方から識別できる
ような高い輝度を持つことができない、あるいは表示面
のチラツキが発生する、あるいは照度ムラ(均整度=最
大照度/最小照度)が大きいなどの課題がある。
な大きさの太陽電池パネルを設置すると、面発光表示盤
の面積と同程度以上の大きさの太陽電池パネルが必要と
なり、そのような太陽電池パネルを面発光表示盤の近く
に配置すると標識などの表示に支障を生じ、コスト高に
なるという課題がある。
み、小電力で作動し、高輝度でちらつきの少ない、均整
度の優れた面発光表示盤およびこの面発光表示盤を備え
る標識装置を提供することを目的とする。
め、本発明の面発光表示盤は、導光板の少なくとも一端
面に列状に配置され且つ複数の組に分割された複数の発
光ダイオード(LED)と、複数の組の各組毎にLED
を同一位相でパルス点灯し且つ各組のパルス点灯する位
相をずらしてパルス点灯させるタイミングを発生するタ
イミング発生回路とを備えることを特徴とする。
EDを電気的に直列接続した回路を含むことを特徴とす
る。
置することを特徴とする。
表示盤と、太陽電池と、太陽電池の発電する電力を蓄え
る蓄電池と、蓄電池と太陽電池の出力を切り替える電源
制御器とを備えることを特徴とする。
識装置では、LEDをパルス点灯するので、連続点灯よ
りもLEDの電流を上げて高輝度で発光し、発光効率を
改善することができる。さらに、LEDを同一位相で点
灯する複数のLEDの組に分割して各組の位相をずらせ
ながら点灯するので、チラツキを防止して省電力が可能
となる。
接続した回路を含むので、制限抵抗やスイッチング素子
による一灯あたりの電力損失を単独のLED駆動時より
も下げることができる。
散配置しているので、他の組の点灯も重なる部分では、
連続点灯と類似する輝度パターンとなり、優れた均整度
を得ることができる。
ルス点灯制御によってLEDの省電力を実現できるの
で、道路標識としての性能を満たし、全点灯可能な表示
を小さく安価な太陽電池で表示できるようになる。さら
に、本発明の標識装置は、省電力で、夜間に遠方から充
分識別できるような高い輝度を持ち、表示面のチラツキ
が少なく、照度ムラの小さい面発光表示盤を備えるの
で、道路標識・案内標識・広告塔等に広く利用できるよ
うになる。
面に基づいて説明する。図1は本発明の実施形態に係る
標識装置の構成図である。図1の標識装置1は、一般的
な道路標識性能を満足する道路標識の例であって、夜間
に発光する面発光表示盤2、太陽光を受けて発電する太
陽電池3および面発光表示盤2と太陽電池3を制御する
制御装置4を備えている。制御装置4は蓄電池および電
気回路を内蔵する。
盤の構成図であって、面発光表示盤2の一部を図2
(a)に示し、図1の面発光表示盤2のA−Aの断面を
図2(b)に示す。面発光表示盤2は、LED10の光
を導く導光板5、導光板5の裏面に反射機能を持つ網点
6を備え、裏面には反射板7を備え、表面には拡散板8
およびその上に透光性があるパターン9を備え、また側
面には、発光する光を導光板5のエッジに入射するよう
に取り付けてあるLED10と、LED10を駆動する
LED駆動回路11を備えている。網点6の印刷状態は
LED10に近い側で低密度とし、LED10から離れ
るほど高密度とし、LED10からの光がLED10か
らの距離によらず、ほぼ均一にパターン9を照明するよ
うになっている。
回路構成図である。昼間に太陽光を受けて発電する太陽
電池3の電力を、電源制御器13によって蓄電池12に
蓄える。夜間に太陽電池3が発電しなくなると、蓄電池
12の電力を、電源制御器13によって電源線17およ
び直流・直流変換器14に供給する。直流・直流変換器
14は、マイクロコンピュータなどを内蔵するタイミン
グ発生回路15およびLED駆動回路11に所定の電圧
の電源18を供給するために電源線17の電圧を所定の
電圧に変換する。タイミング発生回路15が発生する信
号19に従って、LED駆動回路11は所定のLED1
0に電流制限抵抗器20を介して電流を流してLED1
0を点灯する。
列接続して省電力化する技術を説明する図である。図4
(a)に示すように、単独のLED10を駆動素子36
によりパルス駆動する際に、電流値の増大によるLED
の破損を防止し、LED10に流れる電流を一定値IF
にするために電流制限抵抗器20を用いる。LED10
の点灯時にこの電流制限抵抗器20にかかる電圧電流
(図の斜線部に相当)は電力損失となる。図4(b)に
示すように、電源電圧をVaからVbに上げて、例えば
3個のLED10を直列に接続し、各LEDに共通の電
流制限抵抗器20を設けることで、LED一個あたりの
抵抗による電力損失は1/3となり、点灯のための電力
を節約することができる。
ルス点灯するタイミングを説明する第1の図である。図
5(a)および図5(b)は導光板5を正面から見た図
であり、導光板5の側面に配置したLED10を丸印で
示し、黒丸は点灯しているLEDを、白丸は消灯してい
るLEDを示す。また斜線部はLED点灯時に導光板5
を照明している範囲を示す。図4(c)および図4
(d)は各LEDの発光輝度を示す時間波形であり、図
5(a)および図5(b)の点灯状態と対応するように
時間軸の長さを調整しかつ時間軸を折り返して示してい
る。
ス幅τaの区間だけ点灯する場合の例を示す図である。
図5(b)は、LEDを同一位相で点灯する3組のLE
D組に分割して、各組の位相遅れを周期の3分割となる
ように点灯制御する場合の例を示す図である。LED列
のうち、LEDのNo.L1,L4,L7は繰り返し周
期Tbでパルス点灯する。LEDのNo.L2,L5,
L8は周期Tb/3の位相遅れで同様にパルス点灯す
る。LEDのNo.L3,L6(L9以下は図示省略)
はさらに周期Tb/3の位相遅れでパルス点灯する。導
光板面を周期Tb/3で照明し、それが残像効果範囲内
のときには盤面のチラツキがなく連続点灯しているよう
に見える。LEDの輝度Pbとパルス幅τbを調整する
ことによって、必要な表示盤面の照度を得ることができ
る。
導光板を分担して照明するので、導光板が大型化しても
LEDの輝度を変えずに必要な照度を得ることができ
る。位相3分割で点灯する各LEDの点灯周期は、導光
板が照明される周期が同じであっても、図5(a)に示
す同一位相で点灯するLEDの点灯周期(Ta)の3倍
にとることができるので、LED発光の効率を改善し、
同じ表示盤面の照度を得るのに消費電力を低減すること
ができる。
は、2組(周期の2分割)としてもよいが、電力の消費
を改善する割合が低下する可能性がある。また、4組以
上(周期を4分割以上)にした場合に電力消費をより改
善する場合もあるが、表示盤面輝度が不足する可能性が
ある。最適な分割数は設計条件に応じて試験によって決
定し、タイミング発生回路15に内蔵されたマイクロコ
ンピュータなどによりプログラマブルに設定する。
ルス点灯するタイミングを説明する第2の図である。4
個の直列LED群を3つの組に分けて点灯させる場合の
例で説明する。単純に同じ群のLEDのNo.A1〜A
4、No.B1〜B4およびNo.C1〜C4(C1〜
C4は図示を省略)をその順に並べて配置すると図6
(a)に示す照明状態となる。このとき、導光板のLE
Dに近い側の任意点(△印)と、LEDから遠い側の任
意点(×印)の明るさを見ると、図6(e)に示すよう
に、両者は類似のパターンで照明されることになる。と
ころが、通常導光板は網点反射体の特性を調整してLE
Dからの距離が離れても均一な輝度で発光するように調
整している。従ってこの場合、発光面内の均整度が低下
する。
の進行方向に拡散があり、拡散の角度によっては、遠い
位置の輝度が近い位置に比べて低下し、導光板の均整度
が低下してしまうことがある。図6(b)に示すよう
に、同じ組のLEDを分散して配置しておくと、近傍の
点(△印)の輝度パターンは図6(e)と同じである
が、遠方の点(×印)の輝度パターンは他の群のLED
によっても照明されるので、繰り返し周期における輝度
パターンは図6(f)のようになり、連続点灯と類似す
る。このようなLEDの分散配置によって導光板の発光
の均整度を改善することができる。なお、最適な分散配
置位置は、LEDの光の広がり角度や、群・組の数に応
じて図面上での検討や実験によって決定し、タイミング
発生回路15に内蔵のマイクロコンピュータなどにより
プログラマブルに設定する。
説明する。面発光表示盤2は、内寸法90×90cm、
外形寸法100cm×100cm×5cm厚で、導光板
5、網点6、反射板7、拡散板8およびパターン9から
なる面照明光源には(株)荒川製のバランスボードを使
用する。中央の導光板5は、0.2mm厚さのプラスチ
ック板(アクリル樹脂製)であり、その両側に白色発光
するLED10(日亜化学製NSPW500S−R型)
を6mmピッチで一列に各144個配置し、発光した光
が透明板のエッジに入射するように取り付けてある。
路を示す図である。図7の回路を1ブロックとして計4
ブロック、すなわち72×4=288個のLEDを同時
並行して点滅する。並列に接続するLEDのうち、上側
のLED(LEDのNo.3,4,7,8・・・,7
1,72)は導光板5の一方の側面に、下側のLED
(LEDのNo.1,2,5,6・・・,69,70)
は、導光板の他方の側面に、それぞれ対角線上で同時点
灯するように配置する。
すLEDを、低電力のMOS型駆動用集積回路(ローム
社製BA829型)に電流制限抵抗20を通して接続す
る。点滅信号30をクロック信号31と同期して配送
し、シフトレジスタ32で1クロック毎に右方向へ転送
する。シフトレジスタ32の内容をラッチ信号34によ
りラッチ33で保持し、点灯信号が1の場合にストロボ
信号35の幅だけ駆動素子36が動作し、LEDを点灯
する。即ち、クロック信号に同期して、任意のLED組
数で任意の周期・パルス幅の点灯動作が可能になってい
る。これらLED駆動回路11の点滅信号30、クロッ
ク信号31、ラッチ信号34、ストロボ信号35の発生
タイミングは設定可能なものであって、タイミング発生
回路15に内蔵されたマイクロコンピュータなどにより
発生し、信号19から与える。
と動作タイムチャートを示す図である。図8は、パルス
繰り返し周期T1、パルス幅T2で点灯するLED群
を、同一位相で点灯する4組のLEDに分割し、各組を
(T1)/4の位相遅れで点灯する場合を示している。
図8の上部に示した横軸はLEDの配置位置を表し、L
ED.Noは図7のLED.Noに対応する。タイムチ
ャートは時間軸である。分かりやすくするために配置位
置と点灯時刻が一致するように表現している。
配置する。本実施例の場合、直列2個のLEDを分散配
置しなくとも、均整度=1.3が得られる。ちなみに蛍
光灯を用いたバックライト表示盤の場合、使用時の均整
度は3〜4程度であるから、上記均整度は極めて良い値
である。
ーティ比DTR=T2/T1は、表示のチラツキがな
く、輝度が良好となるようにタイミング発生回路15に
おいて設定する。本実施例の場合、直列接続したLED
を80mAのピーク電流で点灯し、パルス繰り返し周波
数2kHz、DTR=1/18(即ちパルス幅=500
μs/18=27.8μs)のとき、表示面全体に亘っ
てチラツキのない表示と道路標識に適する面発光表示盤
上の照度120〜150ルックスを得ることができた。
道路標識に最低必要な照度は63ルックス程度といわれ
ているので、上記照度は十分な値である。
の消費電力は8. 9ワットとなり、面発光表示盤よりも
小さな面積の太陽電池を用いた昼間の充電で夜間に照明
する電力を十分まかなうことができる。本実施例と同じ
288個のLEDを同じ輝度で連続点灯させるときは3
7. 5ワットの電力が必要であり、本実施例ではその1
/4〜1/5の消費電力となっている。
ス、均整度(発光面内の最大照度と最小照度との比)=
1.3の性能が得られた。30×40cmの太陽光パネ
ルにより発電し、制御装置内の小型蓄電池に蓄えられた
電力で、無日照日が2日間続いても、1日約13時間の
全点灯を実現できた。
明の面発光表示盤および標識装置では、表示面積よりも
小さい安価な太陽電池パネルで全点灯でき、省電力で、
夜間に遠方から充分識別できるような高い輝度を有する
とともに、表示面のチラツキが少なく、照度ムラの小さ
い面発光表示盤を実現することができ、道路標識・案内
標識・広告塔等に広く利用できるようになる。
る。
である。
である。
省電力する技術を説明する図である。
るタイミングを説明する第1の図である。
るタイミングを説明する第2の図である。
である。
ムチャートを示す図である。
Claims (4)
- 【請求項1】 導光板の少なくとも一端面に列状に配置
され且つ複数の組に分割された複数の発光ダイオード
と、 該複数の組の各組毎に発光ダイオードを同一位相でパル
ス点灯し且つ該各組のパルス点灯する位相をずらしてパ
ルス点灯させるタイミングを発生するタイミング発生回
路とを備えることを特徴とする、面発光表示盤。 - 【請求項2】 前記各組は、複数の発光ダイオードを電
気的に直列接続した回路を含むことを特徴とする、請求
項1に記載の面発光表示盤。 - 【請求項3】 前記各組の発光ダイオードは、列状に分
散して配置したことを特徴とする、請求項1に記載の面
発光表示盤。 - 【請求項4】 請求項1〜3のいずれかに記載の面発光
表示盤と、太陽電池と、この太陽電池の発電する電力を
蓄える蓄電池と、この蓄電池と上記太陽電池の出力を切
り替える電源制御器とを備えることを特徴とする、標識
装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001397128A JP2003195792A (ja) | 2001-12-27 | 2001-12-27 | 面発光表示盤および標識装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001397128A JP2003195792A (ja) | 2001-12-27 | 2001-12-27 | 面発光表示盤および標識装置 |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007068970A Division JP4877631B2 (ja) | 2007-03-16 | 2007-03-16 | 面発光表示盤および標識装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003195792A true JP2003195792A (ja) | 2003-07-09 |
Family
ID=27603014
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001397128A Pending JP2003195792A (ja) | 2001-12-27 | 2001-12-27 | 面発光表示盤および標識装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2003195792A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009264094A (ja) * | 2008-03-29 | 2009-11-12 | Sekisui Jushi Co Ltd | 自発光式視線誘導標および自発光式視線誘導装置 |
-
2001
- 2001-12-27 JP JP2001397128A patent/JP2003195792A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009264094A (ja) * | 2008-03-29 | 2009-11-12 | Sekisui Jushi Co Ltd | 自発光式視線誘導標および自発光式視線誘導装置 |
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