JP2006047661A - 発光装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 固定された装置側から移動体側に制御信号を送り、当該制御信号によって表示内容の変更その他の制御行うことを可能とした装置等を提供すること。
【解決手段】 発光装置１は、周期的な動作を行う動作体２と当該動作体２を動作可能に支持する支持体３とを有し、前記動作体２は、可視光を発光する複数の発光体５を視認可能に配列するとともに、当該発光体の発光を駆動制御する制御手段１０と、当該制御手段１０に入力される制御信号を光信号によって受信する受光手段３５（８）を有しており、前記受光手段３５は、前記動作体２の動作とともに動作する遮光された空間に収容された可動体７に設けることにより、前記遮光された空間内で発光するように設けられた発光手段４５からの制御信号を受光し、前記可視光を発光する複数の発光体５は、前記受光した制御信号に基づく前記制御手段１０による駆動制御によって発光するように構成されている。
【選択図】図１

Description

本願発明は、発光装置に関するものであり、さらに発光素子等の発光手段が発信した光信号を受光素子等の受光手段によって受信させる光信号伝達装置に関するものである。

従来、回転体の周囲に複数の発光ダイオードを配置し、回転しながら発光点滅する当該発光ダイオードの残像効果を利用して、文字等を表示するように構成した特許文献１乃至３等の装置が知られている。
特許文献１記載の「回転看板」は、多数の発光ダイオードを縦方向に設けた表示部を有し、該表示部の縦方向をＭビット、回転方向をＮビットとした仮想の表示領域を形成し、当該仮想表示領域に対応させた表示データをビットイメージによりＭビット単位で記憶する記憶手段を有し、回転に応じて記憶手段からＭビット単位のＮ個のデータを順次出力することにより発光ダイオードを発光させるものである。また、回転によって定位置に来たときにアドレスデータをリセットし、当該リセットによって前記Ｎ個のデータを最初から順次読み出し、回転させながら発光ダイオードを発光させ所定の表示を行わせるようになっている。
特許文献２および特許文献３記載の「回転式表示装置」は、アームによって回転軸に対して回転するように支持された発光素子支持部に発光素子を設け、当該発光素子を回転させながら発光点滅させ、文字等が表示されるように構成されたものである。発光によって表示される文字等は、アーム、発光素子支持部等で構成される回転体部分に搭載された制御回路の制御によって行われるものである。また、発光される文字等は、固定された本体に設けられた選択スイッチ部の操作内容を、回転体に設けられた受光体と本体に固定された発光体による表示内容選択部によって前記制御回路に伝えられ、表示されるようになっているものである。
特開昭６３−２６４７８９号公報 特開平６−５９６３３号公報 特開平６−５９６３４号公報

上記特許文献１乃至３記載の回転看板および回転式表示装置は、回転体の表面に設けた複数の発光素子により所定の表示を行わせるものであるが、いずれも表示される内容が固定的なものである。これは、回転する表示体に表示制御を行う制御手段を設けているので、表示体の外部との制御信号の送受信ができず、外部から表示情報の更新等の制御ができないからである。
また、装置間で電気的な信号の送受信を行う場合には、信号ケーブルによって両装置を接続する場合がある。しかし、信号ケーブルを用いる場合には、固定された装置と回転体をケーブルで接続し、信号の伝達を行わせることはできない。回転体の表面に電極を設け当該電極表面に導電性ブラシを摺接させて信号の伝達をさせることも考えられるが、この場合には接点間で発生するノイズ等によって信号の伝達が阻害される場合がある。そして、相対的な速度が高速になるほど当該ノイズの影響は大きくなり、接続が瞬間的に途切れて信号の伝達が行われなくなる場合もある。
また、電磁波による近距離無線通信によって信号の送受信を行わせることで、装置間で電気的な信号の送受信を行う技術もある。しかし、この場合には、無線信号を生成し発信する手段や、無線信号を受信して復号するような装置を搭載しなければならず、高価な装置になるか、装置が大型化してしまう等の問題がある。

本願発明は、上記課題に鑑み発明されたものであって、移動する物体表面上に表示手段を設けて表示駆動させる装置や、移動する物体表面上に表示手段発光体を点滅等させて残像により視覚情報を表示するように構成した装置、その他移動体上に残像による表示手段を設けて表示駆動させる装置であって、固定された装置側から移動体側に制御信号を送り、当該制御信号によって表示内容の変更その他の制御行うことを可能とした装置の提供を課題とするものである。
また、高速で動作する移動体に対して制御信号等の伝達を行う装置であって、機械的にも電気的にも構造が簡単であり、ノイズの影響を受けずに高速で信号の送受信が可能となる小型かつ安価な信号伝達装置を提供することを課題とする。

上記課題を解決するために、本願発明に係る発光装置は下記の構成を有する。
すなわち、
周期的な動作を行う動作体と当該動作体を動作可能に支持する支持体とを有し、前記動作体は、可視光を発光する複数の発光体を視認可能に配列するとともに、当該発光体の発光を駆動制御する制御手段と、当該制御手段に入力される制御信号を光信号によって受信する受光手段を有しており、前記受光手段は、前記動作体の動作とともに動作する遮光された空間に収容された可動体に設けることにより、前記遮光された空間内で発光するように設けられた発光手段からの制御信号を受光し、前記可視光を発光する複数の発光体は、前記受光した制御信号に基づく前記制御手段による駆動制御によって発光するように構成されたことを特徴とする。

また、本願発明に係る発光装置は、上記課題を解決するために、上記手段に加えて下記の構成を有する。すなわち、
前記発光体は、前記駆動制御による点滅と前記動作体の周期的な動作によって生じる残像を視覚的に表示するようになっていることを特徴とする。

また、本願発明に係る発光装置は、上記課題を解決するために、上記各手段に加えて下記の構成を有する。すなわち、
外部に設けられた他の制御手段と接続し、当該他の制御手段からの制御信号を入力する接続手段が設けられていることを特徴とする。

また、上記課題を解決するために、本願発明に係る光信号伝達装置は下記の構成を有する。すなわち、
発光手段が発光した光信号を受光手段によって受光させる光信号伝達装置であって、遮光された遮光空間と、当該遮光空間内で可動する可動体を有し、前記発光手段は、前記遮光空間内に向かって発光可能となる位置に設けられており、前記受光手段は、前記遮光空間内で可動する可動体に設けられており、前記発光手段による光信号を、前記遮光空間を形成する内壁によって乱反射させ、当該乱反射した光信号を前記可動体に設けた受光手段によって受光させるように構成したことを特徴とする光信号伝達装置。

また、本願発明に係る光信号伝達装置は、上記課題を解決するために下記の構成を有する。すなわち、
複数の受光手段および当該受光手段を区画するように配置された区画壁を設けた可動体と、前記可動体の各区画壁とともに遮光された複数の空間を形成する仕切壁と、前記各受光手段に対応した発光手段を配置可能に構成した収容体とを有し、前記区画壁および仕切壁によって形成された遮光された空間の内面の全部又は一部は、前記発光手段が発光した信号光を反射するように構成されており、前記各発光手段が発光した信号光が、それぞれ対応する受光手段によって受光されるように構成されていることを特徴とする。

また、本願発明に係る光信号伝達装置は、上記課題を解決するために下記の構成を有する。すなわち、
回転可能に構成された可動体と、当該可動体の全部又は一部を収容する収容体を有し、前記可動体の外周には、その回転軸方向に亘って配置された複数の受光手段と、各受光手段の間に立設し各受光手段を区画する複数の区画壁が設けられ、前記収容体の内周壁には、前記可動体に立設した区画壁と近接して、前記各受光手段を内部に有する遮光された空間を形成する複数の仕切壁が設けられており、前記遮光された各空間の一部を形成する収容体の内周壁には、当該空間内に向かって光信号を発光する発光手段が配置され、前記発光手段が発光した光信号は前記遮光された空間内で乱反射して拡散し、前記可動体に設けられた各受光手段が、前記拡散した光信号を回転しながら受光するように構成されたことを特徴とする。

また、本願発明に係る光信号伝達装置は、上記課題を解決するために下記の構成を有する。すなわち、
遮光された空間内において回転可能に支持された回転軸に受光手段を設け、前記空間を形成する内周壁の一部に発光手段を設け、当該発光手段の発光した光を前記空間の内周壁による反射によって拡散させ、当該散乱した光を前記回転軸に設けた受光手段が回転しながら受光するように構成した光信号伝達装置。

また、本願発明に係る光信号伝達方法は、上記課題を解決するために下記の構成を有する。すなわち、
遮光された空間内において回転可能に支持された回転軸に受光手段を設け、前記空間を形成する内周壁の一部に発光手段を設け、当該発光手段の発光した光を前記空間の内周壁による反射によって拡散させ、当該散乱した光を前記回転軸に設けた受光手段が回転しながら受光することを特徴とする。

本願発明に係る発光装置は、高速で動作する動作体に対して、その動作体の状態によらず確実に信号の伝達を行わせることができる光信号伝達装置を有しているので、当該光信号伝達装置を用いて、発光装置によって表示される内容を動作体の外に設けられた外部装置から制御することができる。したがって、可動する動作体内に予め表示内容を記憶させるためのＲＯＭ等を搭載する必要がなく、表示のために使用する動作体内の制御回路を簡単なものにすることができる。
また、本願発明に係る発光装置が内蔵する光信号伝達装置は、固定側に設けた発光素子と動作体に設けた受光素子を一つの遮光された空間内に配置するだけの構造であるから構造が極めて簡単であり、小型に形成することができる。さらに、上記のように、本願発明に係る発光装置は、特定の表示内容に限定されない種々の情報が表示可能であるにもかかわらず、装置を小型に形成することができ、当該発光装置を搭載する各種の装置の大きさや形状に合わせて形成することができるという効果を有する。

また、本願発明に用いる光信号伝達装置および光信号伝達方法は、前述のように、固定側に設けた発光素子と動作体に設けた受光素子を一つの遮光された空間内に配置するだけの構造である。したがって、構造が極めて簡単であり、電波を用いた送受信装置を搭載する場合のように装置が複雑になったり大型化することもないという効果を有する。
また、光を利用しているので、高速で回転する動作体若しくは回転以外の動作であって周期的に動作するものに対して、外部からの信号を確実かつ高速に伝達することができるという効果を有している。また、伝達する情報量を増やしたい場合には、一対の発光素子と受光素子及びこれらを内蔵する遮光空間を増設すればよく、拡張性に優れるという効果を有する。
また、金属端子同士を摺接させることにより信号を伝達するものではないから、電磁的
なノイズの発生や、接続の瞬断等によって信号の送受信が妨げられることがないという効果を有している。

［第１実施形態］
以下、本願発明の第１の実施の形態に係る発光装置を図を用いて説明する。図１は、発光装置の分解斜視図であり、図２（ａ）は同発光装置の平面側からみた要部断面図であり、図２（ｂ）は同発光装置の側面側からみた要部断面図である。各図において１は発光装置を示している。図３は、発光装置の主な制御回路を表した回路ブロック図である。
発光装置１は、主な構成として動作体２と、当該動作体２を支持する支持体３と、前記動作体２を回転させるためのモータ４を有している。また、動作体２は、可視光を発光する発光体として複数の発光ダイオード５（５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅ、５ｆ、５ｇ、５ｈ）を設けた表示体６と、当該表示体６を前記モータ４によって回転可能とするための可動体７によって構成されている。当該可動体７には、前記発光ダイオード５を発光させるための制御信号を受信する光信号受信手段８が設けられており、当該可動体７は、支持体３の一端に設けた軸受ベアリング９、多端に設けた前記モータ４によって軸支されている。また、当該動作体２の一部を成す表示体６には、前記光信号受信手段８を介して入力された制御信号によって前記発光ダイオード５の点滅等の発光を駆動制御する半導体ＩＣ（制御手段）１０と、当該制御手段１０を搭載するプリント配線基板１１が設けられている。
以上の構成により、発光装置１は光信号受信手段８を介して制御信号を受信し、当該受信した制御信号に基づいて制御手段１０が発光ダイオード５の駆動制御を行い、周期的な運動である前記モータ４による回転に伴って発光ダイオード５を発光、点滅等させることにより、残像効果を生じさせ文字や図形等を表すものである。以下、各手段の具体的構成について説明する。なお、以下の説明では、各部材を締結等するためのネジ類や、各手段間を電気的に接続する配線類については図示しての説明は省略する。また、これらについては、特に説明を行わない限り一般的な手段、方法が用いられる。

表示体６の構造について説明する。
表示体６は、前記可動体７の先端部に取り付けられ、当該可動体７の回転に伴ってプロペラのように回転する部材として形成されている。表示体６は、表裏２分割された合成樹脂製の基部材１２と当該基部材１２に取り付けられる表部材１３の結合によって中空に形成されている。
当該表示体６は、長辺が略９９ｍｍ、短辺が略３１ｍｍ、圧さが略１３ｍｍ程度の略長方形の板状体に形成されている。また、当該表示体６内部には、前記プリント配線基板１１と当該プリント配線基板１１上に配置された発光ダイオード５を発光駆動させるための制御手段１０としての半導体ＩＣ、その他の電子デバイスや配線等を収容する空間が形成されている。

本実施の形態においては、制御手段１０として、東芝社製のＬＥＤドライバＴＢ６２７１７Ｆを使用している。当該ＴＢ６２７１７Ｆは、２４ビットの電流値を可変可能な定電流回路と、これをオン／オフ制御する８ビットシフトレジスタ・ラッチおよびＡＮＤゲート回路から構成されたＬＥＤドライバである。本実施の形態では、光信号受信手段８を構成する５つのフォトトランジスタによる５ビットの信号に他の情報を付加した８ビットの信号を制御信号として入力し、当該制御信号に基づいて８個の発光ダイオード５個々について、色、発光時間等を決定し駆動電流を出力するものである。なお、当該制御手段１０やＬＥＤに電力を供給するようなデバイスは一般に発熱量が多く、冷却を考慮した設計をすることが好ましい。本願発明に係る発光装置１も、前記制御手段１０等を冷却するための構造を備えているが、当該冷却構造については後述する。
光信号受信手段８からの制御信号は、光信号受信手段８を設けたプリント配線基板１４
に設けたコネクタ１５に接続された配線ケーブル（図示せず）を介して送られ、当該配線ケーブルがプリント配線基板１１上に設けたコネクタ１６に接続され、当該コネクタを介して制御手段１０に入力されるようになっている。また、制御手段１０をはじめ、プリント配線基板１１上で動作する各種デバイスに対する電力も、前記配線ケーブルによってコネクタ１６を介して供給されるようになっている。

基部材１２は、回転中心となる中央部の裏面側に突出する凸部１７を設けた、前面開口のやや細長く形成された立方体である。前記裏面側の凸部１７の内周には、可動体７の先端部１８を挿入して固定するための装着部が設けられており、当該装着部に挿入装着した可動体７の先端部１８と基部材１２とをネジ１９によって固定するようになっている。また、基部材１２の側面および裏面には、多数の孔２０が設けられており、表示体６内部に空気を取り入れることで内部を冷却することができるようになっている。
基部材１２は、プリント配線基板１１を内部に装着し、当該状態で表部材１３を装着して結合させることによって、プリント配線基板１１を収容した表示体６を形成するようになっている。

プリント配線基板１１上の８個の発光ダイオード５（５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅ、５ｆ、５ｇ、５ｈ）は等間隔で一列に並んでおり、当該一列に並んだ発光ダイオード５は、透明な窓を構成するカバー体２１によって覆われている。前記８個の発光ダイオード５は、回転中心の若干外側となる位置から半径を大きくする方向に向かって等間隔で配置されている。当該配置によって、各発光ダイオード５は、等間隔で重ならない円を描くような軌跡で回転するようになっている。前記プリント配線基板１１上に配置される発光ダイオード５には、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の三色の光が発光可能となっているものが用いられている。当該３色光を発光することができるダイオードを用いて、各発光色の光量を調節することにより種々の色の光を発光することができるようになっている。
カバー体２１は、正面に窓となる透明な平坦部を有し、左右に当該平坦部から垂下する側壁部を設けた断面略コ字状の部材であり、側壁部の一部を利用してプリント配線基板１１上に固定するものである。カバー体２１の平坦部は、発光ダイオード５が発光した光を透過し、正面方向から当該発光ダイオード５が発光した光を見せることができるように構成したものである。
表部材１３の表面には、前記カバー体２１と干渉する部分に開口が設けられており、基部材１２に表部材１３を装着した状態で前記開口からカバー体２１の平坦部が表出するようになっている。当該構造によって、少なくとも表示体６の正面から発光ダイオード５の発光が視認できるようになっている。

可動体７について説明する。
可動体７は、前述のように先端部に前記表示体６を取り付け、当該表示体６を取り付けた状態で支持体３内で回転する部材である。可動体７は、先端部から大まかに、軸受部２２、被給電部２３、受光部２４、回転検出部２５、モータ軸挿入部２６とから構成されている。
軸受部２２は、表示体６に装着される前記先端部１８を有した軸部２７と、当該軸部２７に対して略直角に設けられた円形版２８を端部に設けた構造を有している。軸部２７の略中間の位置は、軸受ベアリング９の内周に挿嵌されて回転可能に支持される被軸受部となっている。また、軸部２７表面には、長手方向に沿って溝２９が設けられている。当該溝２９は、円形版２８を貫通して受光部２４に連通するようになっており、前述したコネクタ１５とコネクタ１６間を接続する配線ケーブルを収容する部分となっている。
また、先端部１８は若干先細となるような円錐状のテーパ面を有している。さらに、前記基部材１２裏面の凸部１７に形成した装着部の内周も、先端部１８と同様のテーパ面を有している。このように、受け側および差し込み側をそれぞれテーパ面としたのは、テーパ面同士を密着させることにより、軸部２７に対して表示体６の中央部に正確に装着させ
ることができ、かつ表示体６の長手方向を軸部２７に対して精度良く直角に取り付けることができるので、表示体６が偏って取り付けられることを防止し、これにより回転ムラ等の発生等を防止するためである。

軸部２７上の前記円形版２８近傍には、被給電部２３が設けられている。被給電部２３は、絶縁性を有する円形の絶縁板３０を金属等の導電性を有する２枚の被給電用円板３１、３２で狭持するように構成した部分である。被給電用円板３１、３２は、外部から電力の供給が行われる導電性ブラシ３３、３４の先端とそれぞれ摺接して、回転しながら電力の供給を受けるようになっている。被給電用円板３１、３２に給電された電力は、ケーブル（図示せず）を介して、一度プリント配線基板１４に送られ、当該プリント配線基板１４からコネクタ１５、コネクタ１６を介してプリント配線基板１１に供給されるようになっている。

受光部２４は、回転軸となる部分に光信号受信手段８を構成する５つのフォトトランジスタ３５（３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、３５ｄ、３５ｅ）を長手方向に沿って配列し、各フォトトランジスタ３５に外来光や、各フォトトランジスタ３５に対応すべき発光素子以外からの入光を制限する複数の円板状の遮光板３６（３６ａ、３６ｂ、３６ｃ、３６ｄ、３６ｅ）を設けたものである。
また、受光部２４は半径方向に２分割された合成樹脂製の回転体３７（３７ａ、３７ｂ）を有しており、当該２分割された各部材を接合することにより、回転軸となる付近にフォトトランジスタ３５等を搭載したプリント配線基板１４を内蔵し、前記遮光板３６ｂ、３６ｃ、３６ｄ、３６ｅを形成するようになっている。また、各フォトトランジスタ３５は、前記プリント配線基板が内蔵された状態で回転体３７の軸部付近に表出するようになっている。また、遮光板３６ａは、回転体３７と円形版２８の間に設けられている。
上記の状態で、遮光板３６ａと３６ｂの間にフォトトランジスタ３５ａが配置され、遮光板３６ｂと３６ｃの間にフォトトランジスタ３５ｂが配置され、遮光板３６ｃと３６ｄの間にフォトトランジスタ３５ｃが配置され、遮光板３６ｄと３６ｅの間にフォトトランジスタ３５ｄが配置され、遮光板３６ｅ外側にフォトトランジスタ３５ｅが配置される構造となっている。

受光部２４の後方には、回転検出部２５が設けられている。回転検出部２５は、円板外周の一部に突出した板状部を設け、当該部位を支持体３側に固定されたフォトインタラプタ３８の検出部を通過する遮蔽板３９としたものである。これにより、回転体３７の回転に伴って周期的に遮蔽板３９がフォトインタラプタ３８の検出部を通過し、フォトインタラプタ３８によって回転が検出されるようになっている。フォトインタラプタ３８によって回転を検出する場合には、図３に示したＴ１で示した回路を使用する。
なお、回転検出部２５は必ずしも必要ではなく、モータの回転数に変動が少ない場合には、当該回転数に併せて制御信号を発生させることにより発光装置を駆動することができる。この場合には、前記図３に示したＴ１の代わりにＴ２で示した回路を使用する。
受光部２４の後方には、モータ軸挿入部２６が設けられている。モータ軸挿入部２６は、回転体３７の回転中心となる軸端にモータ４の回転軸４０を挿入する孔を有した部分であり、モータ４によって回転体３７の回転が支持されるように構成された部分である。

次に、支持体３について説明する。支持体３は、前述した軸受部２２、被給電部２３、受光部２４、回転検出部２５、モータ軸挿入部２６等から構成される可動体７を、内部に回転可能に収容し支持するものである。
本実施の形態では、支持体３は主に前記回転体３７の外周部を覆う筒状体として構成された筒状体４１と、当該筒状体４１を含め可動体７の他の構成部分を保持するハウジング４２とから構成されている。筒状体４１は、略対称形状の分割体４１ａ、４１ｂを結合させることにより筒状となるように構成されている。ハウジング４２も、略対称形状の分割
体４２ａ、４２ｂを結合させることにより略筒状となるように構成されている。

筒状体４１の内周には、各遮光板３６ｂ、３６ｃ、３６ｄ、３６ｅの外周縁と近接し、当該外周縁を表裏両面から挟むように配置された２枚一組の内周壁４３（４３ａ、４３ｂ、４３ｃ、４３ｄ）が設けられている。すなわち、２枚一組の内周壁４３ａ、４３ｂ、４３ｃ、４３ｄによって構成される溝部分に遮光板３６ｂ、３６ｃ、３６ｄ、３６ｅの外周縁が入り込むような状態となり、可動体７の回転軸方向への光の通過を阻害するようになっている。
また、筒状体４１の内周壁には、５つの小孔４４（４４ａ、４４ｂ、４４ｃ、４４ｄ、４４ｅ）が設けられている。小孔４４は、詳細には後述するようにハウジング４２に取り付けられ、回転する前記フォトトランジスタ３５（３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、３５ｄ、３５ｅ）に対応して設けられた発光ダイオード４５（４５ａ、４５ｂ、４５ｃ、４５ｄ、４５ｅ）の発光部を配置するための孔である。５つの小孔４４は等間隔に配置されており、発光ダイオード４５ａと４５ｂの間に４３ａが設けられ、発光ダイオード４５ｂと４５ｃの間に４３ｂが設けられ、発光ダイオード４５ｃと４５ｄの間に４３ｃが設けられ、発光ダイオード４５ｄと４５ｅの間に４３ｄが設けられた構造となっている。

上記の構造により、５つの各発光ダイオード４５が発光した光（光信号）は、遮光板３６と当該遮光板３６と対応して設けられた内周壁４３の遮光効果によって、対応していない他のフォトトランジスタ３５では受光することができないようになっている。また、各発光ダイオード４５が発光した光は、筒状体４１の内周面と前記遮光板３６および内周壁４３によって隔絶された各空間内に向けて発光され、当該各空間を構成する壁によって乱反射するようになっている。当該乱反射した光は、回転するフォトトランジスタ３５が発光ダイオード４５と互いに対向する位置関係にない場合であっても、フォトトランジスタ３５が反射光をとらえることができ、回転位置に関係なく受光することができるようになっている。
また、本実施の形態は、筒状体４１の内周壁にメッキ処理を行い、鏡のように反射光の減衰を低減するようになっている。これにより、発光ダイオード４５の発光出力を低減させ、消費電力を低くすることができるようになっている。また、回転するフォトトランジスタ３５は、発光ダイオード４５と近接する位置では受光量が多く、遠ざかった位置では受光量は小さくなるが、発光ダイオード４５の発光出力を増加させると、対向する位置では光が強すぎてフォトトランジスタ３５の受光限度を超えてしまい、正常な信号として受信できない場合がある。そのため、発光出力は受光可能な限度において小さい方が好ましく、このような点からも、筒状体４１の内周壁は光を反射しやすい構造となっている。

ハウジング４２について説明する。ハウジング４２の先端側には、軸受ベアリング９が装着されるようになっており、後端にはモータ４が固定されるようになっている。当該モータ４と軸受ベアリング９によって、前記可動体７を回転可能に支持するようになっている。また、軸受ベアリング９の装着部の若干後方には、被給電部２３を構成する被給電用円板３１、３２の外周に当接する導電性ブラシ３３、３４を保持し、当該導電性ブラシ３３、３４に外部電源を接続する給電部４６が設けられている。

ハウジング４２内周の略中間付近には、筒状体４１が、位置決めピン等を利用して精度良く保持されるようになっている。ハウジング４２の外側壁には、前記発光ダイオード４５を表面に配列したプリント配線基板４７を装着する装着部４８が設けられている。また、当該に装着部４８に装着されたプリント配線基板４７上の５つの発光ダイオード４５に対応して、ハウジング４２には小孔４９（４９ａ、４９ｂ、４９ｃ、４９ｄ、４９ｅ）が設けられている。各小孔４９は、前記筒状体４１の内周壁に設けた５つの小孔４４と開口位置が一致しており、プリント配線基板４７上の５つの発光ダイオード４５は、小孔４９および小孔４４に挿通され、発光部が筒状体４１内に面するようになっている。
また、プリント配線基板４７には、外部からの制御信号を入力するためのコネクタ５０が設けられており、当該コネクタ５０を介して入力された制御信号に応じて５つの発光ダイオード４５が発光し、発光ダイオード４５の発光による制御信号が回転する可動体７のフォトトランジスタ３５によって受信され、当該フォトトランジスタ３５によって受信された制御信号が表示体６の制御手段１０に入力され、発光ダイオード５（５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅ、５ｆ、５ｇ、５ｈ）が所定のタイミングで発光、点滅等を行うようになっている。すなわち、発光装置１の外部から制御信号が入力され、当該制御信号に応じて発光ダイオード５が発光を行うものである。
本実施の形態に係る制御手段１０は、発光ダイオード５の発光パターンを記憶するものではなく、入力された制御信号を順次処理して発光駆動を行うものであるので、表示体６に搭載されるプリント配線基板１１その他の電気的な手段は、回路構成も簡単で比較的小さく、軽く形成することができるという特徴を有している。

以上説明した発光装置１は、様々な装置に搭載することができるものである。例としては、アミューズメントゲーム機のスロット表示機、清涼飲料水などの自動販売機のおまけ抽選機、風力発電機のイルミネーション装置、イベント会場でのイルミネーションやアイキャッチ用の表示装置、店舗等での看板広告、太陽光（太陽電池）を利用したディスプレイの表示機、「工事中」等の情報を表示する道路標識、ダーツ等のゲーム用の的、ＭＤ、ＣＤプレイヤーのディスプレイ装置、福引抽選機、パソコン等に装着して使用するメール受信知らせ装置、自動車側部、後部などに搭載する広告ディスプレイ装置等に用いることができるものである。

上記のように本願発明に係る発光装置１は、上述の種々の装置に内蔵することができる。前述した先行文献記載の従来の各装置は、固定部分と回転部分の間で高速に信号の伝達を行わせることができないものであるから、表示部を設けた回転部分に電源以外の発光に必要な装置をすべて搭載したものである。したがって、従来の装置は回転部分の外形が大きく重量も重くなり、しかも表示させるべき内容は、当初記憶させたいくつかの固定的な情報を選択的に読み出して表示するに止まるものである。したがって、極めて汎用性に乏しい装置である。
これに対して本願発明に係る発光装置１は、動作する回転体の回転位置（角度）によらず、複数チャンネル（複数ビット）の制御信号をどの位置でも確実かつ高速に伝達する光信号伝達装置を有しているので、発光装置１に表示させる表示情報を生成する装置を発光装置１の外部に設けることができる。また、光信号伝達装置は、基本的には一対の受光部と発光部による信号伝達部を、一つの空間内に収容しただけの構造であるから、複雑に機構がなく大きな外形を必要としないものである。
したがって、発光装置１の発光制御は、他の制御手段としての当該発光装置１の外部の各種装置の制御部によって発生させた制御信号を受信して行われるものなので、発光装置１が予め表示すべき情報を記憶しておく必要はなく、汎用性のある装置として、種々の装置に用いることができるようになっている。

また、本実施の形態では、回転する表示体６の内部に、受信した信号を処理し、当該処理に基づいて発光ダイオードに電流を印加する機能を有した半導体ＩＣである制御手段１０を有している。当該制御手段１０は、単に信号処理だけでなく発光駆動用の電力を供給するデバイスでもあるため発熱量が多い。また、当該制御手段１０に限らず、電力を必要とするＬＥＤやその他の被駆動体に電力を供給する機能を有したデバイスは一般的に発熱量の多いものが多い。このような発熱量の多いデバイスを使用する場合には、回路基板のグランド（接地）電極の面積を広く形成して放熱効果を向上させたり、冷却ファン等を用いて強制的に冷却する等の手段を用いることが望ましい。
これに対して、本願発明に係る発光装置１の表示体６は、制御手段１０を覆う基部材１２若しくは表部材１３に多数の孔２０若しくはスリットを設けた構造となっている。そし
て、制御手段１０を搭載した表示体６そのものを回転させるようになっているので、当該表示体６の回転に伴って孔２０等から風が進入し、制御手段１０を冷却することができるようになっている。このように本願発明に係る表示装置６は、発熱量の多いデバイスを搭載しているものの、制御手段１０等の冷却用として電極の面積を広く形成したり、別途冷却ファン等を設けたりする必要がないという特徴を有する。

［第２実施形態］
以下、本願発明の第２の実施の形態として、光信号伝達装置について説明する。光信号伝達装置の一つの例は、前述した発光装置１内に内蔵されたものであり、発光手段としての発光ダイオード４５と、当該発光手段の発光した光信号を受光する受光手段としてのフォトトランジスタ３５による信号伝達手段を、少なくとも一組備えたものである。
当該発光ダイオード４５とフォトトランジスタ３５による一対の伝達手段は、各受光部および発光部が遮光された遮光空間内に設けられている。当該遮光空間は、前述のように筒状体４１若しくはハウジング４２の内周部と、筒状体４１内で回転する可動体７に設けられた遮蔽板３９で囲まれた空間であり、少なくとも他の遮光空間内の発光手段が発光した光信号を、受光手段が検知しない程度にまで遮断することができる程度に覆われた空間である。また、遮光空間は、信号を構成する特定波長の光を遮断できればよいのであり、すべての可視光を遮断する必要はないものである。

なお、本実施の形態においては、発光手段としての発光ダイオード４５と、当該発光ダイオード４５と対を成す受光手段としてのフォトトランジスタ３５の組み合わせ（信号伝達手段）を５つ備えている。すなわち、一度に、５種類の情報を伝達することができるようになっている。

受光手段としての前記フォトトランジスタ３５は、前記遮光空間内で可動する可動体７に設けられており、発光手段としての発光ダイオード４５は、前記遮光空間内に向かって発光可能となる位置に設けられている。本実施の形態では、遮光空間の一部は円筒体の内周壁になっているので、発光ダイオード４５が発光した光は、当該内周壁によって乱反射し、遮光空間の隅々にまで届くようになっている。可動体７に設けられたフォトトランジスタ３５は、発光ダイオード４５と対向する位置関係にない状態であっても、遮光空間の内周壁によって反射した光を受光することができる。したがって、フォトトランジスタ３５が発光ダイオード４５の発光と反対の方向を向いていたとしても、信号の伝達が行われるようになっている。また、円筒体の内周壁にメッキその他の処理をしたり、光沢のあるような素材若しくは塗装等を行うことにより、光の反射の際に生じる光量の減衰量を低減させることができる。これにより、確実に受信させるための発光ダイオード４５の発光出力を低く抑えることができ省電力化を図ることができる。また、発光出力を大きくすると、フォトトランジスタ３５が発光ダイオード４５と対向して最も接近した際に、フォトトランジスタ３５が受光する光が、受光感度を超えてしまい正常な受信ができない場合がある。また、発光ダイオード４５の発光出力が高いと、他の遮光空間に漏れる光量が多くなる場合があるので、発光出力は低い方がよい。このような観点から、遮光空間内壁に反射効率の良い処理等を施し、発光出力を低することができるようになっている。

また、本実施の形態においては、遮光空間を形成するために可動体７に区画壁となる遮光板３６を設け、さらに可動体７を収容する収容体としての筒状体４１の内周に、仕切壁として前記遮光板３６を挟むように設けた２枚の内周壁４３が設けられている。
可動体７は固定された筒状体４１内で回転するものであるが、遮光板３６と内周壁４３は接触することなく常に一定の位置関係となっている。遮光板３６と内周壁４３は、回転軸の長手方向に向かって重なり合うように配置されているので、当該長手方向に対する光の漏れを防ぐようになっている。

以上説明した光信号伝達装置は、発光手段の発光した光信号を受光手段が受光するものであるが、受光手段が高速に移動しながら信号の受信をすることができるという特徴を有する。また、受光手段が発光手段の方向を直接向いていなくとも、受信することができるという特徴を有する。そして、当該特徴は、受光手段が少なくとも誤受信を起こすような光線を遮光するように構成された遮光空間内で乱反射させた信号を受信するように構成したことにより得られるものである。
当該光信号伝達装置は、前述した発光装置１以外にも用いることができるものであり、信号伝達用のコネクタの一種として、回転や往復移動等を高速で行うような物体に対して信号の送受信を行わせる場合に使用することができる。
なお、前記発光装置１および光信号伝達装置では、可動体側に受光手段を設ける例を説明したが、用途に応じて可動体側に発光手段を設ける構成としても差し支えなく、受光手段と発光手段の配置を入れ替えたとしても本願発明の技術的範囲に属するものである。

本願発明に係る発光装置および光信号伝達装置の分解斜視図である。 本願発明に係る発光装置および光信号伝達装置の要部断面図である。 本願発明に係る発光装置および光信号伝達装置の回路ブロック図である。

符号の説明

１ 発光装置
２ 動作体
３ 支持体
４ モータ
５（５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅ、５ｆ、５ｇ、５ｈ） 発光ダイオード
６ 表示体
７ 可動体
８ 光信号受信手段
９ 軸受ベアリング
１０ 半導体ＩＣ（制御手段）
１１ プリント配線基板
１２ 基部材
１３ 表部材
１４ プリント配線基板
１５ コネクタ
１６ コネクタ
１７ 凸部
１８ 先端部
１９ ネジ
２０ 孔
２１ カバー体
２２ 軸受部
２３ 被給電部
２４ 受光部
２５ 回転検出部
２６ モータ軸挿入部
２７ 軸部
２８ 円形版
２９ 溝
３０ 絶縁板
３１、３２ 被給電用円板
３３、３４ 導電性ブラシ
３５（３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、３５ｄ、３５ｅ） フォトトランジスタ
３６（３６ａ、３６ｂ、３６ｃ、３６ｄ、３６ｅ） 遮光板
３７（３７ａ、３７ｂ） 回転体
３８ フォトインタラプタ
３９ 遮蔽板
４０ 回転軸
４１ 筒状体
４２ ハウジング
４３（４３ａ、４３ｂ、４３ｃ、４３ｄ、４３ｅ） 内周壁
４４（４４ａ、４４ｂ、４４ｃ、４４ｄ、４４ｅ） 小孔
４５（４５ａ、４５ｂ、４５ｃ、４５ｄ、４５ｅ） 発光ダイオード
４６ 給電部
４７ プリント配線基板
４８ 装着部
４９（４９ａ、４９ｂ、４９ｃ、４９ｄ、４９ｅ） 小孔
５０ コネクタ

Claims (3)

1. 周期的な動作を行う動作体と当該動作体を動作可能に支持する支持体とを有し、
   前記動作体は、可視光を発光する複数の発光体を視認可能に配列するとともに、当該発光体の発光を駆動制御する制御手段と、当該制御手段に入力される制御信号を光信号によって受信する受光手段を有しており、
   前記受光手段は、前記動作体の動作とともに動作する遮光された空間に収容された可動体に設けることにより、前記遮光された空間内で発光するように設けられた発光手段からの制御信号を受光し、
   前記可視光を発光する複数の発光体は、前記受光した制御信号に基づく前記制御手段による駆動制御によって発光するように構成されたことを特徴とする発光装置。
2. 前記発光体は、前記駆動制御による点滅と前記動作体の周期的な動作によって生じる残像を視覚的に表示するようになっていることを特徴とする請求項１記載の発光装置。
3. 外部に設けられた他の制御手段と接続し、当該他の制御手段からの制御信号を入力する接続手段が設けられていることを特徴とする請求項１又は２記載の発光装置。
   

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