JP2019036430A - 光拡散装置及びその装置を使用した表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】小型化し得る光表示装置とする。【解決手段】一面開口１３の筐体１１の反射底面に発光ダイオード２１を配置し、その発光ダイオードの発光方向前方に反射板３１、光反射拡散透光板４１及び透光性装飾板５０を順々に設ける。発光ダイオードからの発光ｃは、反射板３１に至り、中心の無孔部分３２で反射して反射面１４に至って反射する。一方、その無孔部分の周りの多孔３３内に至った発光や反射光はその孔を通って光反射拡散透光板４１に至って反射するとともに拡散し、孔に入らなかった発光は反射して反射面１４に至る。また、反射板３１と光反射拡散透光板４１の間では、光反射と拡散が繰り返される。この反射作用と拡散が繰り返されて、光反射拡散透光板から出てくる光は乱反射状態になり、さらに透光性装飾板に至って照射ムラの無いものとなる。透光性装飾板は溝１８への嵌め込みによって筐体１０に取付自在とする。【選択図】図２

Description

この発明は、発光ダイオード（ＬＥＤ）からの光を拡散させる装置及びその装置を使用した広告装置等の表示装置に関するものである。

広告や写真等の大型の表示板のバックライトとして、近年、ランニングコストや耐久性の点などから発光ダイオードが使用されている。この発光ダイオードからの光は直進性が高いため、通常、途中に拡散レンズを介在して表示板に照明ムラが生じないようにしている（特許文献１、２参照）。

特開２００１−２９０４４６号公報 特開２０１０−２１１０６５号公報

上記レンズによる光拡散は、照明ムラをなくすためには、装飾板とレンズ及び発光ダイオードとの間にある程度の距離が必要であり、勢い表示装置が嵩高いものとなっている。

この発明は、以上の実状の下、小型化し得る光拡散装置及び表示装置とし得るようにすることを課題とする。

上記課題を達成するため、この発明は、反射面上に配置した発光ダイオードと、その発光ダイオードの発光方向前方に位置する反射板とからなり、前記反射板は、前記発光ダイオードからの直接光が至る部分を無孔とするとともにその無孔部の周りが多孔となった構成を採用したのである。

このように構成すると、発光ダイオードからの発光部は、反射板に至り、その反射板は、直接光が至る部分を無孔としているため、その部分で反射して反射面に至る。一方、その無孔部分の周りの多孔内に至った発光はその孔を通って拡散する。反射面に至った光は、さらに反射して、反射板において、前記の反射又は孔の通過をする。
この反射作用と拡散が繰り返されて、反射板から出てくる光は乱反射状態になって照射ムラの少ないものとなる。

この構成において、反射板のさらに前方に光反射拡散透光板を設ければ、反射板から出た光を反射拡散してその光反射拡散透光板から出る光がさらに乱反射状態になって照射ムラの無いものとなる。その光反射拡散透光板の数（段数）は、照射ムラが生じなく、かつ照射明るさ（照度、光度、輝度）が許容範囲内に納まる限度において任意である。また、反射板を透光性とすることもできる。
この構成の光拡散装置は、レンズを使用していないため、小型化が可能であり、広告や写真等の大型の表示板のバックライトとして有効であり、例えば、一面開口の筐体の底面に上記光拡散装置の複数を配置して筐体の底面を上記反射面とし、前記筐体の開口に広告紙や写真等の装飾体を設け、その装飾体は、その縁を筐体周囲の溝に嵌め込むことによって筐体に取付自在となっている構成の表示装置とし得る。このとき、同様に、表示装置の開口に向かって任意数の光反射拡散透光板を設けることができる。
この構成の表示装置は、装飾体が取り替え自在であって、種々の装飾体を簡単に取り替えることができる。

この発明は、以上のように構成して狭い範囲で反射・拡散が繰り返されるので、従来に無かった構成の小型の光拡散装置となる。また、その光拡散装置の複数を有する表示装置は、装飾体が取り替え可能であって、前記光拡散装置によるバックライトによって鮮明な光表示となる。

この発明に係る表示装置の一実施形態の斜視図 同実施形態の分解斜視図 （ａ）は同実施形態の要部の下方からの分解斜視図、（ｂ）は（ａ）の要部拡大平面図 同実施形態の組み立て途中の要部断面図 同実施形態の要部斜視図 この発明に係る表示装置の他の実施形態の斜視図 同実施形態の組み立て途中の要部断面図 この発明に係る表示装置のさらに他の実施形態の一部分解斜視図 同実施形態の作用説明用要部断面図

この発明係る表示装置の一実施形態を図１〜図５に示し、この実施形態の表示装置Ａは、Ａ３サイズの大きさの開口１３を有する筐体１０と、発光ダイオード２１と、発光ダイオード２１の発光方向前方（開口１３側）に位置する反射板（シート）３１と、その反射板３１のさらに前方に位置する光反射拡散透光板４１、その光反射拡散透光板４１のさらに前方に位置する透光性装飾板５０とを有する。

筐体１０は、アルミニウム板、鋼板、プラスチック板等からなり、四角状底板１１とその周囲の側板１２とからなる上面開口１３の偏平箱から成る。底板１１内面（筐体１０の底面）は、白色の塗料の塗布やフィルムの貼着等によって滑度の高い請求の範囲でいう反射面１４となっている。
筐体１０の側板１２の内側全周に断面Ｌ字状の溝枠１５が支持枠１６を介して設けられ、この枠１５と側板１２によって筐体１０の全周に亘る嵌合溝１８が形成されている。
枠１５の内側には、中程で水平に折曲した後下方に向かって底板１１に至る支持枠１７が設けられている。

上記筐体１０の底面からなる反射面１４の左右前後等間隔に発光ダイオード２１が配置されている。この発光ダイオード２１の数や間隔は、開口１３の大きさ、即ち、照射する装飾板５０の大きさによって、最適な照明（光拡散）ができるように、実験等によって適宜に設定する。この発光ダイオード２１は、基板２２上に設けられて、電源端子２３からリード線２４を介した電源供給によって発光する。この発光は、光反射拡散透光板４１に直交する方向としている。図２中、２５は抵抗である。

発光ダイオード２１の発光方向前方（開口側）に位置する各反射板３１は、遮光性シートからなって、この反射板３１は、発光ダイオード２１からの直接光ｃが至る部分３２を無孔とするとともにその無孔部３２の周りに多数の孔が形成されて多孔３３となっている。この反射板３１の大きさ・形状、無孔部３２の大きさ・形状、及び孔３３の大きさ・位置、数、及び発光ダイオード２１との間隔ｓ_１は、最適な光反射・拡散ができるように、発光ダイオード２１の性状等を考慮して実験等によって適宜に設定する。なお、無孔部３２の大きさ（広さ）は、発光ダイオード２１の直接光ｃが至る部分の全てを意味するのではなく、その全てを含めて最適な光透過及び反射ができる範囲を意味する。

光反射拡散透光板４１は、乳白色のアクリル等の半透明板からなり、反射機能を有するとともに一部の光を上方に拡散通過させる機能を有する。この光反射拡散透光板４１の下面に、同じく乳白色のアクリル等の半透明板からなる四角状板片４２を介して上記反射板（シート）３１が設けられている（貼着されている）。この板片４２の厚さは上記発光ダイオード２１との間隔ｓ_１に応じて適宜に設定する。光反射拡散透光板４１は、支持枠１７にビスｂによってねじ止め固定される。図中、４３は光反射拡散透光板４１の中央下面に設けた底板１１との間隔保持ピンである。

この発光ダイオード２１に対する反射板３１、板片４２及び光反射拡散透光板４１の位置関係によって、発光ダイオード２１からの発光（直接光）ｃは反射板３１に至り、その反射板３１は、直接光ｃが至る部分３２を無孔としているため、その部分３２で反射して反射面１４に至って反射する。一方、その無孔部分３２の周りの多孔３３内に至った発光ｃ及び前記反射光はその孔３３を通って光反射拡散透光板４１に至って反射するとともに拡散し、孔３３に入らなかった発光ｃは反射して反射面１４に至る。反射面１４に至った光ｃはさらに反射して、反射板３１において、前記の反射又は孔３３の通過をする。このとき、反射面１４と反射板３１との間における反射光の交差衝突によって光の乱反射が促進される。
また、反射板３１と光反射拡散透光板４１の間では、板片４２を介して光反射と拡散が繰り返される。
この反射作用と拡散が繰り返されて、光反射拡散透光板４１から出てくる光は乱反射状態になって照射ムラの極めて少ないものとなる。

透光性装飾板５０は乳白色のアクリル板からなり、その周囲下面に透明アクリル板製脚５１を有する。この脚５１を筐体１０の溝１８に嵌め込むことによって、図１に示す表示装置Ａとなる。透光性装飾板５０の表面には各種に絵を描いたり、彫刻を施したり、ポスターを貼ったり等する。

この表示装置Ａは以上の構成であって、各発光ダイオード２１が発光すると、その光ｃは、上記のように、反射板３１における反射・通過、反射面１４との反射、反射面１４と反射板３１との間等における空間内における光交差衝突、光反射拡散透光板４１における反射・拡散の繰り返しによって、透光性装飾板５０の表面は、照明ムラの無い明るさとなる。

この実施形態においては、光反射拡散透光板４１の厚み：１．６ｍｍ、板片４２の厚み：５．６ｍｍ、透光性装飾板５０の厚み：３．０ｍｍ、発光ダイオード２１（≒反射面１４）と反射板３１との間隔ｓ_１：３．８ｍｍ、発光ダイオード２１と光反射拡散透光板４１との間隔ｓ_２：１０．２ｍｍ：、発光ダイオード２１と透光性装飾板５０との間隔ｓ_３：２２．８ｍｍ、反射板３１間の間隔ｓ_４、ｓ_５：２５ｍｍ、同無孔部３２の大きさ（周り正四辺形をなす孔３３間の距離）ｄ：１０ｍｍ、孔３３径ｒ：１．５ｍｍとしたところ（図３（ｂ）、図４参照）、光反射拡散透光板４１を上から見たとき、光反射拡散透光板４１の表面に反射板３１の薄い陰を確認したが、透光性装飾板５０の表面は、光反射拡散透光板４１上の反射板３１の薄い陰が全く消えた照明ムラの無い明るさとなった（照明となった）。

透光性装飾板５０は、図６、図７に示す、透光性の布５０ａによって構成することができる。この布製透光性装飾板５０ａはその周囲に当て帯５３を縫合し（縫合線ａ）、その帯５３を筐体１０の溝１８に押し込むことによって、布製透光性装飾板５０ａを張った状態で筐体１０に取り付ける。
このように、筐体１０が周囲に溝１８を有することによって、その溝１８を介して、各種態様の透光性装飾板５０（５０ａ）を筐体１０に取り付けることができる。すなわち、装飾体５０（５０ａ）は、その縁を筐体周囲の溝１８に嵌め込むことによって筐体１０に取付自在となっている。このとき、装飾体５０の周縁下面には、溝１８に嵌る上記脚５１や帯５３等のような嵌合片を適宜に設けることは勿論である。

図１の実施形態の表示装置Ａにおいて、図８、図９に示すように、透光性装飾板５０の周囲上面に鋼帯等の磁性金属帯６１又は磁石帯を固定し、透明シート６２を磁石帯６３又は磁性金属帯で縁取りしたカバー６４を設ければ、ポスターＰ等の絵画を透光性装飾板５０と透明シート６２との間に入れて（図９参照）、金属帯６１と磁石帯６３を磁着させれば、ポスターＰが電光表示された表示装置となる。
なお、上記各実施形態において、筐体１０の大きさは任意であることは勿論である。

上記各表示装置Ａにおいては、反射面１４上に配置した発光ダイオード２１と、その発光ダイオード２１の発光方向前方に位置する反射板３１とからなり、反射板３１は、発光ダイオード２１からの直接光ｃが至る部分３２を無孔とするとともにその無孔部３２の周りが多孔３３となった構成によって光拡散装置が構成されている。このとき、光反射拡散透光板４１の数（段数）は、照射ムラが生じなく、かつ照射明るさが許容範囲において任意である。また、反射板３１を透光性とすることもできる。この場合、反射板３１を剛性の板状とし、板片４２は、棒状の脚として反射板３１を支えるようにし得る。さらに、板片４２を孔を有するものとすることができ、そのとき、その孔は孔３３から外した（非同軸上）ものとするのが好ましい。

この光拡散装置は、上記表示装置Ａに限らず、光を拡散して照明したり、バックライトとしたり等の、ムラ無く光照明するための種々の装置に適用できる。また、筐体１０が周囲に溝１８を有することによって、その溝１８を介して、各種態様の透光性装飾板５０を筐体１０に取り付ける構成は、前記表示装置Ａに限らず、透光性装飾板５０を筐体１０に取り付ける各種態様の表示装置（照明装置）に採用することができる。
このように、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。この発明の範囲は、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

Ａ 表示装置
Ｐ ポスター
１０ 筐体
１１ 筐体の底板
１２ 同側板
１３ 同開口
１４ 反射面
１８ 筐体の周囲の溝
２１ 発光ダイオード
２２ 発光ダイオード用基板
２３ 電源端子
２４ リード線
３１ 反射板（シート）
３２ 反射板の中心部
３３ 多孔
４１ 光反射拡散透光板
４２ 反射板支持片（四角状板片）
５０、５０ａ 透光性装飾板
６１ 金属帯
６２ 透明シート
６３ 磁石帯

Claims (2)

1. 反射面（１４）上に配置した発光ダイオード（２１）と、その発光ダイオード（２１）の発光方向前方に位置する反射板（３１）とからなり、前記反射板（３１）は、前記発光ダイオード（２１）からの直接光（ｃ）が至る部分（３２）を無孔とするとともにその無孔部（３２）の周りが多孔（３３）となった光拡散装置。
2. 一面開口（１３）の筐体（１０）の底面に請求項１記載の複数の光拡散装置を配置して、前記筐体（１０）の底面を上記反射面（１４）とし、上記反射板（３１）の前記開口（１３）に向かう前方の前記筐体（１０）内に光反射拡散透光板（４１）を設けるとともに、そのさらに前方の前記筐体（１０）の開口（１３）に透光性装飾体（５０）を設け、その装飾体（５０）は、その縁を筐体（１０）周囲の溝（１８）に嵌め込むことによって筐体（１０）に取付自在となっている表示装置。

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