JPH0216779A

JPH0216779A - 発光ダイオード式表示器

Info

Publication number: JPH0216779A
Application number: JP63167591A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiro Shiraishi; 白石　芳裕
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1988-07-04
Filing date: 1988-07-04
Publication date: 1990-01-19

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野この発明は、１Ｎ！路情報用表示板や広告用表示板に使
用される文字や図形表示のための発光ダイオード式表示
器に関する。

従来の技術従来のこの種の表示器は第４図または第５図、第６図の
ようになっている。

第４図の発光ダイオード（以Ｆ、ｒ　ＬＥＤＪと称する
）式表示器の場合は、赤色ＬＥＤ素子１６と緑色ＬＥＤ
素子１７を交互に配列した縦４個、横４個のＬＥＤで１
つの表示器を構成して、プリント基板１８に半田付けし
たものである。しかも、プリント基板直付けの電子部品
が雨風を受けないように１強化ガラス１９で保護をして
いる。２０はケースである。

もう１つの従来例としての第５図および第６図の場合は
、１つの表示器をガラスでおおって耐候性を実現し、か
つソケットと脱＠可能としている。

その構造は、赤色ＬＥＤ素子２１と緑色ＬＥＤ素子２２
を６対６の数で配列させ、それらをプリント基板２４に
実装させて１つの表示器としている。またガラス製の筒
状筺体２３の中では支えがないため、この表示器を発光
軸が傾かないようにするためのプリント基板２４ａと接
合し、これら接合された合体部をＸ−Ｘ方向に位置決め
するため支持棒兼電極２５を口金２６の一方の電極２７
に半田付けしている。また他方の電極２８はプリント基
板２４から延びて口金２６に接続している。これらの構
成部品は、外部環境から守るため、前述のガラス性の筒
状筺体２３でおおわれている。

発明が解決しようとする課題しかし、第４図に示した従来例の場合は、文字として点
灯し続けて５年、程度経過すると、複数の表示器のうち
よく使用されるものは光度が低下してくる。そこで、新
しいＬＥＤの交換のため現地で半田付けし直す作業を必
要とし、保守管理における作業費が高くなり不経済であ
る。また、耐候性を得るための強化ガラス１９を設けた
ことにより、このガラス１９において前方からの光の乱
反射、全反射を起こし、この反射光が中のＬＥＤ表示器
からの光に唄なるおそれがある。その結果、点灯、不点
灯の明暗が不鮮明となるため、表示文字の視認性低下と
なって、表示板の最大の目的を損う結果となってしまう
。その他、１文字の大きざが第４図の場合のような縦１
３列、横１５列のｆｉｂに、縦１６列、横１５列または
縦１６列、横１６列などがあり、その都度プリント基板
の種坊を変える必要が生じる。また前面の強化ガラス１
９も継ぎ目の無いものを選ばなければならないが、製作
できる大きさには限界があり、表示板前面の文字の大き
さはガラスの大きさで制限され、表示板の製作＝Ｉ能な
大きさに自ずと限界が生じるという問題を何している。

第５図および第６図の従来例の場合は、運用後に光度が
低下したＬＥＤ表示器があっても、現地で容酷に交換す
ることができるという点で第４図の従来例より実用性は
高いが、次の問題点を何している。

まず第４図の従来例と同様に前方に依然ガラスがあると
いうことである。この結果、前方の光の乱反射、全反射
を起こし、この反射光がＬＥＤ素子の発光と重なり、前
例と同様に視認性低下を招（。

しかもこれは、電光式やＬＥＤ式のような発光式表示板
に共通して見られる、周囲が明るい時は視認性が低下す
るという短所をさらに強調する結果となって、太陽光線
下では見えにくい表示器となってしまう。

また防護筐体２３にガラスを採用していることにより、
内部部品であるプリント基板２４を支えることができな
いため、支持棒２５を用いなければならない欠点がある
。しかも表示軸ｘ−Ｘに対して完全に直角に設置するこ
とが困難であり、表示のための光度の方向を一定に保つ
という点で、品質の均一がはかり維＜、製品にバラツキ
が生じる。

第６図の回路図で示されるように、ＬＥＤ表示素子２１
　、２２の電流制限抵抗２９　、３０は、ガラス筒の気
体２３内に入れることができず、外部配線とじている。

この結果、１個の表示器に対して５本の線、５つの端子
台が増加し、通常表示板１台当り３３６０個の表示器を
用いるので、製作工数が増大する。

抵抗２９　、３０　　をガラス製の筐体２３の内部に封
入しない理由は、抵抗２９　、３０　　によって熱せら
れた気体が改体２３内で対流を起こし、ＬＥＤ素子（学
導体）２１．２２に熱云導（９０℃前後）するので、寿
命唖縮の要因となるためである。

ガラス使用のための機械的強度が弱く割れやすい欠点が
ある。このため、組立時や運送時の取汲に注意を要子る
とともに、ヒビ割れなど半壊の状態が生じる可能性があ
り、運用後の問題につながる原因ともなっている。また
、ガラスでは複雑な形状を経済的には作りに（いことか
ら、これらＬＥＤ式よりも以前の方式である電光式のも
の（白熱電球、ＤＣ２４Ｖ、１．５Ｗ、管径２０１Ｎ、
ガラスレンズ形、ＪＩＳ漂準口金）と互換性ををする形
状、すなわち口金からＬｏｗ〜２０Ｗ！Ｍの範囲を直径
２０ｍに絞った形状にできない。このため、低設備にお
ける電光式表示器をＬＥＤ式表示器に交換して省電力を
実現するようなことができないという問題点かあ名。

同様にガラスを用いることにより製作工程手順表して、
ＬＥＤ素子２１．２２を実装した基板２４．２４ａおよ
び電極２５　、２８を筒状ガラス製の筐体２３に入れて
から、加熱してガラスをやわらかくし、口金２６に合う
大きさまで絞るのであるが、この時の熱がＬＥＤ素子（
半導体）２１．２２の寿命に影響を与えるという問題点
もある。

さらに、赤色ＬＥＤ素子２１と緑色ＬＥＤ素子２２を同
数の組合せとすると、両方が同時に点灯した場合に赤に
近い橙色となり、通常の情報表示色としては訴求力の強
すぎる発光色になる。

ＬＥＤ素子２１．２２はガラス製の筐体２３の内部に封
入されるため、このＬＥＤ素子２１．２２の発熱により
蓄熱が生じ、ＬＥＤ（半導体）素子２１．２２の寿命に
影響を与えるという問題点もある。

そこでこの発明はこのような問題点を解決し、現地での
交換が６酷であるとともに、前方からの光による乱反射
、全反射がなく、ガラス材を用いた封入構造とする必要
がな（、シかも製作工数を低減しうる表示器を提供する
ことを目的とする。

課題を解決するための手段上記目的を達成するためこの発明は、複数個の第１の発
光ダイオード素子と、この第１の発光ダイオード素子と
は発光色の異なる複数個の第２の発光ダイオード素子と
を基板に配列し、ソケットに着脱自在な口金に、先端部
が開口した外被筐体を取付け、この外被筐体の内部に、
前記第１および第２の発光ダイオード素子が外！！！筐
体の開口端より奥側へ一定距離をおいて位置するように
前記基板を取付け、かつ前記外被筐体の内部に、＋’ｔ
Ｍ記第１および第２の発光ダイオード素子に１覆気的に
接続される抵抗を設けたものである。

また、この発明は、第１の発光ダイオード素子が赤色発
光ダイオード素子であるとともに、第２の発光ダイオー
ド素子が前記赤色発光ダイオード素子よりも数の多い緑
色発光ダイオード素子であり、１つの赤色発光ダイオー
ド素子の周囲に煩数個の緑色発光ダイオード素子が配列
されて、赤色発光ダイオード素子どうしが接することの
ないように配列されている構成としたものである。

作　　用このような構成によれば、口金を打してソケットへ着脱
自在であるため、現地での交換作業が６酷に行われる。

また、先端部が開口した外被筐体の開口端より奥側へ一
定距離をおいた位置にＬＥＤ素子を配置するものである
ため、ＬＥＤ素子をガラス材でおおわなくても雨風にさ
らされることはなく、前方からの光による乱反射や全反
射の発生が防止される。しかもガラス材を使用する必要
がないため、破損などのおそれがなく、プリント基板の
支持および光軸合せかｇ６で、また外被筐体の製造が容
易でしかもＬＥＤ素子を損傷するような熱の発生もない
という利点を有する。さらに、電光式の表示器と互換性
を有した形状に形成することも容易で、ガラス筒へＬＥ
Ｄ素子を封入することも必要ない。

また、赤色ＬＥＤ素子に比べ緑色ＬＥＤ素子の数を多く
し、１つの赤色ＬＥＤ素子の周囲に複数の緑色ＬＥＤ素
子を配列することにより、従来の白熱電球の橙色に近い
表示色が実現される。

実施例以下、本発明の一実施例を添付図面にもとづいて説明す
る。第１図において、赤色ＬＥＤ素子１および緑色ＬＥ
Ｄ素子２はプリント基板３に固定されている。このプリ
ント基板３は、樹脂成型で先端部が開口した筒状の外被
筐体４の内部にはめ込まれ、筐体４の角部５で位置決め
されて固定されている。筐体４は口金（ＪＩＳｆｌ準）
８に取付けられている。口金８とプリント基板３との間
における筐体４の内部には電流制限抵抗６．７が収容さ
れ、この抵抗６．７のリード線は口金８の電極９に学田
付けされている。口金８には、他の電極リード線１０が
学田付けされている。

樹脂筐体４において、口金８から１０ｗ〜２０ｆｌの範
囲Ｌｌは、直径Ｄ　＝　２０＋ｎに成形され、また表示
器の先端部からＬＥＤ素子１，２の発光点までの距離Ｌ
ｔを約１３輔としている。また、プリント基板３よりも
前方は、外部環境に対する保護を行うため、常温硬化性
樹脂１１を充てんしている。

第１図におけるし２を約１３ｆｌとする理由は次の通り
である。第２図において、最下部のＬＥＤ素子１５に注
目する。ここで素子径ｄ　＝　５　ｔｍ、開口端におけ
る筺体４の外径Ｄ１＝　２５　ｓｍ　、　ａ体４の肉厚
ｔｍ２謂である。このＬＥＤ素子１５からの光路の下端
が筐体４の壁部にかからないようにしなければならない
。ここで、建設電気協会の省電力型白熱電球の規洛に準
拠すると、放射角±１５度以内を基準光源の範囲として
いる。そこで、ここでは、ある程度の余裕をみて±１６
度とした。この１６度の角度αは、第３図で表わされて
いるように、車両１４の運転台１３からこのＬＥＤ素子
１５が見える最小視認距離Ｌｏを決定するものである。

車両１４がＬＥＤ式表示器（表示板）に近づくにつれて
、最上部の表示器から見えなくなり始めるが、その表示
器として最後に消失するのはその表示器の中の最下部の
ＬＥＤ素子１５である。このＬＥＤ素子１５の設置高ざ
Ｈが路面より７ｍ、路面から運転台１３までの高さＨｌ
が１ｍとすると、運転台１３からＬＥＤ素子１５までの
高さＨｌは６ｍとなり、消失点はＬｏ　＝　６　／　ｔ
ａｎ　１６°中２０ｍ　となる。規格では約４０ｍとし
ているので、倍の余裕を有する。第２図によりこの２０
ｍを可能にするＬ２を求めるとＬｔ　＝　ｈ　／　ｔａ
ｎ　１６°　となる。ここでｈは上述の各位より定まり
、３．５ｆｌである。よってＬｘ　＝１２．２　ｆｌと
なる。ここでは表示筒としての筺体４の開口端の内側に
テーパ１２を設け、Ｌ２＝１３−Ｈに定めた。

また、第１図における赤色ＬＥＤ素子１と緑色ＬＥＤ素
子２との数を４対８に定めた理由は次のＩｌｌりである
。ＬＥＤ素子の選定により組合せは多様となるが、上述
のように素子径ｄ　＝　５　ｍ、表示器筐体径Ｄ１＝２
５ｍ　　という条件下にて配列できる最大素子数は、互
いに隙間なく接した場合１２素子となる。１２素子の内
、赤色ＬＥＤ素子１を６個、緑色ＬＥＤ素子２を６個と
した場合は、２色点灯時に赤色に近い橙色となり、従来
の白熱電球と異和感を生じる。また、通常の情報内容に
赤色は好ましくない。そこで赤色ＬＥＤ素子１を減らし
て、赤色どうしが接することな（、複数の緑色ＬＥＤ素
子２で１個の赤色ＬＥＤ素子１の周囲を囲むように配列
すると、第１図のような配列となる。

第１図のような構造にすることによって、従来の構成に
比べ次のような効果を得ることができる。

＋１１　　ＬＥＤ素子１，２の前面にガラスを用いない
ため、前方から入射する光の乱反射や全反射現象が無く
、視認性が高（なる。

（２）従来のＪＩＳＩＩ準口金の白熱電球と互換性を有
するように筺体４の胴体の一部を２０ｍ＋の直径にして
いるため、既設の表示板の電球と交換ができ、消費電力
が半分以下の省電力型に改造できる。

１３１　　ＬＥＤ素子１．２を外部に露出し、放熱をさ
せた結果、ＬＥＤ素子１．２の電流制限抵抗６゜７を筐
体４に内蔵することができ、従来方式に比べて、表示板
全体での組立工数の低減が図れる。

＋４１　　ＬＥＤ素子１，２を配列したプリント基板３
が樹脂成型筐体４のかん合部に固定されるため、全体の
光軸が表示器の中心軸と平行となり、表示器の光軸合せ
の工数が不要となる。

（５）赤色ＬＥＤ素子１と緑色ＬＥＤ　２を４対８の数
で配列することにより、従来の白熱電球の橙色に近い表
示色を実現することができる。

＋６１　　ＬＥＤ素子１，２が外部に４出していること
から放熱効果があり、ＬＥＤ素子１，２の寿命への影響
が従来に比べて小さくなる。

（７）製作工程に加熱工程がないため、ＬＥＤ素子（＄
導体）１，２の寿命、への影響が小さ（なる。

１８１　　Ｌ　Ｅ　Ｄ　＄子１，２に放熱効果があり、
素子温度の上昇度が小さいと、赤色ＬＥＤ素子１と緑色
ＬＥＤ素子２の光度低下傾きが異なることによる色調の
変化が小さくなり、安定した表示色が得られる。

（９）樹脂成型による表示器の構成により、ガラス式よ
り軽く、割れにくいことから、組立時や運送時の取り扱
いがｇｈとなる。

発明の効果以上述べたように本発明によると、現地での交換作業が
寝坊であるうえに、ＬＥＤ素子をガラス材でおおわなく
ても風雨にさらされることはなく、かつ前方からの光に
よる乱反射や全反射を防止できる。また、筐体は樹脂な
どで成型でき、ガラス材を使用する必要がないため、破
損などのおそれがなく、しかもプリント基板の支持や表
示器の光軸合せが容易である。ざらに、　ＬＥＤ素子を
損傷するおそれのある熱の発生を防止できるうえに製造
が簡単で、また従来の電光式の表示器との交換も容特に
行うことができる。

また、赤色ＬＥＤ素子に比べ緑色ＬＥＤ素子の数を多く
し、１つの赤色ＬＥＤ素子の周囲に複数の緑色ＬＥＤ素
子を配列することにより、従来の白熱電球の橙色に近い
表示色を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ｆａｌ　（ｂｌは本発明の一実施例のＬＥＤ式表
示器の正面図および右側面断面図、第２図（ａ）　ｆｂ
ｌは第１図におけるＩＪ＊を決定するための条件を示す
図、第３図は第１図のＬＥＤ式表示ａ忌による最小視認
距離の確認図、第４図（ａｔ　（ｂｌ　（ｃ）　ｆｄ）
は従来のプリント基板直付式表示器を示す図、第５図は
従来のＬＥＤガラス封入式表示器を例示する図、第６図
は第５図の表示器のための回路図である。１・・・赤色ＬＥＤ素子、２−・・緑色ＬＥＤ素子、３
・・・プリント基板、４・・・外被筐体、６，７・・・
抵抗、８・・・口金、Ｌ！・・・距離。

Claims

【特許請求の範囲】１、複数個の第１の発光ダイオード素子と、この第１の
発光ダイオード素子とは発光色の異なる複数個の第２の
発光ダイオード素子とを基板に配列し、ソケットに着脱
自在な口金に、先端部が開口した外被筐体を取付け、こ
の外被筐体の内部に、前記第１および第２の発光ダイオ
ード素子が外被筐体の開口端より奥側へ一定距離をおい
て位置するように前記基板を取付け、かつ前記外被筺体
の内部に、前記第１および第２の発光ダイオード素子に
電気的に接続される抵抗を設けた発光ダイオード式表示
器。２、第１の発光ダイオード素子が赤色発光ダイオード素
子であるとともに、第２の発光ダイオード素子が前記赤
色発光ダイオード素子よりも数の多い緑色発光ダイオー
ド素子であり、１つの赤色発光ダイオード素子の周囲に
複数個の緑色発光ダイオード素子が配列されて、赤色発
光ダイオード素子どうしが接することのないように配列
されている請求項１記載の発光ダイオード式表示器。