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発明の名称 表示装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2007−258033(P2007−258033A)
公開日 平成19年10月4日(2007.10.4)
出願番号 特願2006−81948(P2006−81948)
出願日 平成18年3月24日(2006.3.24)
代理人 【識別番号】100100516
【弁理士】
【氏名又は名称】三谷 惠
発明者 井上 優 / 松野 将 / 佐藤 公仁 / 渡邉 智 / 辻 俊雄 / 田野 紀貴 / 熊谷 昌俊
要約 課題
LED基板のいずれかのLEDが開放破壊を起こしても、表示ユニットの視認性を確保できる表示装置を提供することである。

解決手段
LED基板21は直線状に配列された複数個のLED22を交互に直列接続して複数系列のLED配列を有する。そして、LED基板21のLED22からの光の入射面25とほぼ直交して形成された出射面26を有する導光板23を介して導光板23の出射面26に設けられた表示板18を照明する。器具本体11にはLED基板21のLED22を点灯制御する点灯ユニット12が収納され、器具本体11の前面部には表示板18が設けられる。
特許請求の範囲
【請求項1】
直線状に配列された複数個のLEDを交互に直列接続して複数系列のLED配列を有したLED基板と;
前記LEDを点灯制御する点灯ユニットを収納した器具本体と;
前記器具本体の前面部に設けられ前記LEDからの光が照射される表示ユニットと;
を備えたことを特徴とする表示装置。
【請求項2】
前記LED基板のLEDと前記点灯ユニットとを接続するコネクタが前記器具本体の片側に配置されることを特徴とする請求項1記載の表示装置。
【請求項3】
前記点灯ユニットは、常用時において前記LED基板のLED破壊を検出したときは正常な系列のLED配列を点滅制御することを特徴とする請求項1または2記載の表示装置。
【請求項4】
前記点灯ユニットは、前記LED基板のLED破壊を検出したときは正常な系列のLED配列の光出力を少なくとも非常時には大きくすることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか一記載の表示装置。
発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本発明は、光源としてLEDを使用した誘導灯や標識灯などの表示装置に関する。
【背景技術】
【0002】
誘導灯や標識灯などの表示装置は、器具本体の正面に配置された表示ユニットの背面から光源で表示ユニットを照明するように構成されている。通常、このような表示装置の表示ユニットは平面的であるので、光源は面光源であることが必要である。
【0003】
例えば、光源として直線状に複数のLEDを配置してLED基板を形成し、光が入射する入射面とほぼ直交して出射面を形成した導光板を設け、この導光板にLED基板の複数のLEDからの光を入射して面光源を得るようにした面光源装置がある(例えば、特許文献1参照)。
【特許文献1】特開2004−265813号公報(図5)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかし、複数のLEDを直線状に配置して構成されたLED基板は、複数のLEDが直列接続されているので、いずれかのLEDが開放破壊した場合には消灯してしまう。そこで、LED基板のLED直列回路を中央で左右両側に2回路に分岐し、一方側の回路のいずれかのLEDが開放破壊して消灯しても、他方側の回路が正常である場合には点灯を継続できるようにしたものがある。このような2回路の分岐型のLED基板では、一方側の回路が動作不具合を起こした場合には、他方側の半分のLEDしか点灯していない状態となるので、表示ユニットにおいて一方側が暗く他方側が明るくなり、充分な視認性を確保できないことになる。
【0005】
本発明の目的は、LED基板のいずれかのLEDが開放破壊を起こしても、表示ユニットの視認性を確保できる表示装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0006】
請求項1の発明に係わる表示装置は、直線状に配列された複数個のLEDを交互に直列接続して複数系列のLED配列を有したLED基板と;前記LEDを点灯制御する点灯ユニットを収納した器具本体と;前記器具本体の前面部に設けられ前記LEDからの光が照射される表示ユニットと;を備えたことを特徴とする。
【0007】
本発明及び以下の発明において、特に指定しない限り用語の定義及び技術的意味は以下による。
【0008】
直線状に配列された複数個のLEDを交互に直列接続するとは、例えば、2系列の場合には直線状に配列された複数個のLEDを1個おきに直列接続し、3系列の場合には直線状に配列された複数個のLEDを2個おきに直列接続することをいう。また、直線状の配列には、一直線状に配置することはもちろん千鳥配置した場合も含む。
【0009】
表示ユニットは、例えばLEDからの光を導く導光板と、導光板で導かれた光で照明表示する表示板とを有し、図形や文字等を照明表示するためのものである。例えば、表示装置が誘導灯である場合には非常出口の案内表示が表示され、交通標識灯である場合には標識等が表示される。
【0010】
請求項2の発明に係わる表示装置は、請求項1の発明において、前記LED基板のLEDと前記点灯ユニットとを接続するコネクタが前記器具本体の片側に配置されることを特徴とする。
【0011】
本発明は、LED基板のLEDと点灯ユニットとを接続するコネクタの配置位置を器具本体の片側にしたものである。通常、器具本体の中央部には外部電源からの引き込み線が導入されるので、その引き込み線との干渉を避けるためである。
【0012】
請求項3の発明に係わる表示装置は、請求項1または2の発明において、前記点灯ユニットは、常用時において前記LED基板のLED破壊を検出したときは正常な系列のLED配列を点滅制御することを特徴とする。
【0013】
常用時とは外部電源からLED点灯用の電力が供給されている状態を言う。LED破壊にはLEDに電流が流れなくなる開放破壊とLEDが短絡状態となる短絡破壊との双方を含む。例えば、LEDが開放破壊した場合には、その系列のLED配列のLEDは消灯する。常用時にLEDにおいては正常な系列のLED配列のLEDの光出力を点滅制御して、LED破壊が発生したことを報知する。
【0014】
請求項4の発明に係わる表示装置は、請求項1ないし3にいずれか一の発明において、前記点灯ユニットは、前記LED基板のLED破壊を検出したときは正常な系列のLED配列の光出力を少なくとも非常時には大きくすることを特徴とする。
【0015】
非常時とは外部電源からの電力供給がなくなり非常用電源からの電力でLEDが点灯している状態を言う。例えば、非常時においては正常な系列のLED配列の光出力を大きくし、表示ユニットの表示を一方のLED系列が正常の場合と略同等の明るさとなるようにする。なお、略同等とは、一方のLED系列が正常な場合の明るさに近づけばよいものである。
【発明の効果】
【0016】
請求項1の発明によれば、LED基板は、直線状に配列された複数個のLEDを交互に直列接続した複数系列のLED配列を有するので、いずれかの系列のLEDが破壊した場合でも、表示ユニットの表示面に対してほぼ均等に照明できるので視認性を確保できる。
【0017】
請求項2の発明によれば、器具本体内の配線における電源線の干渉が無くなり器具配線を容易に引き回すことが可能となる。また、LED基板のLEDと点灯ユニットとの接続線と、外部電源の引き込み線とを距離を保って配置できるので、点灯ユニットへのノイズ混入を抑制でき点灯ユニットの動作を安定させることができる。
【0018】
請求項3の発明によれば、常用時にLED破壊したときには正常な系列のLED配列を点滅表示するのでLED破壊を報知できる。
【0019】
請求項4の発明によれば、LED破壊したときには正常な系列のLED配列の光出力を少なくとも非常時には大きくして表示ユニットの表示を常用時と同等に保つので、特に非常時においては安全の確保をできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0020】
図1は本発明の実施の形態に係わる表示装置の一部分解斜視図、図2は本発明の実施の形態に係わる表示装置の表示ユニットと光源部の断面図、図3は本発明の実施の形態に係わる表示装置のLED基板と光源カバーの一部切欠斜視図、図4は本発明の実施の形態に係わる表示装置のLED基板の一例を示す正面図、図5は本発明の実施の形態に係わる表示装置のLED基板の他の一例を示す正面図、図6は本発明の実施の形態に係わる表示装置の点灯ユニットの回路図である。
【0021】
図1において、本発明の実施の形態に係わる表示装置として、非常口への誘導を行う誘導灯である場合を示している。器具本体11にはLEDを点灯制御する点灯ユニット12やバッテリー13が収納されている。器具本体11の上面部及び背面部のほぼ中央には電源穴14や取付用穴15が設けられている。電源穴14を通して外部電源から電力を供給する電源線が器具本体11内に引き込まれる。器具本体11内に引き込まれた外部電源からの電源線は端子台16に接続され、この端子台16から器具本体11内の各要素、例えば点灯ユニット12やバッテリー13、さらには後述の光源部のLEDに電力が供給される。バッテリー13は通常時は外部電源からの電力を充電し、外部電源が外部電源が停電したときには器具本体11内の各要素に電力を供給する。また、器具本体11内にはバッテリー13の充電状態やLEDの点灯状態を点検する点検スイッチ17が収納されている。
【0022】
器具本体11の前面部には、表示ユニットの表示板18が前面枠19で支持されて配置される。表示板18の上部には、複数個のLEDが装着されたLED基板を収納する光源カバー20が搭載されている。光源カバー20はLED基板21を埃や衝撃などから保護するために、LED基板21を器具本体11に組み込んだ際にLED基板21が直接露出しないように覆うものである。この光源カバー20内に収納されたLED基板の複数個のLEDは、光源として表示板18に描かれた図形や文字等を照明表示する。図1では、表示板18に非常口に案内する図柄が描かれているものを示している。
【0023】
図2は表示板18と光源部の断面図である。光源部は光源カバー20内に収納されたLED基板21と、LED基板21のLED22からの光を表示板18に導く導光板23とからなる。導光板23の表示板18の反対面には反射シート24が設けられている。光源カバー20内に収納されたLED基板21は導光板23の上部に配置され、導光板23の入射面25はLED基板21のLED22に対面して形成されている。導光板23はLED基板21のLED22からの光を入射面25で入射し、入射面25とほぼ直交して形成された出射面26から出射し表示板18を背面から照明する。これにより、LED基板21のLED22からの光を面光源として表示板18を照明するようにしている。
【0024】
図3はLED基板21と光源カバー20の一部切欠斜視図であり、図3(a)は光源カバー20へのLED基板21の装着前の状態を示す斜視図、図3(b)は光源カバー20へのLED基板21の装着後の状態を示す斜視図である。
【0025】
図3(a)及び図3(b)に示すように、光源カバー20はLED基板21のLED22が装着される部分が開口しており、LED基板21のLED22が開口部の外側に向くようにLED基板21を光源カバー20に装着する。LED基板21には、LED基板21のLED22を点灯ユニット12に接続するコネクタ27が光源カバー20の端部に位置するように設けられている。これにより、コネクタ27の器具本体11内での位置は、器具本体11の片側に配置されることになる。これにより、コネクタ27は器具本体11の中央部の電源穴14と離れた位置に配置されることになるので、外部電源からの引き込み線とコネクタ27の配線28との干渉を避けることができ、また、配線28が外部電源からの引き込み線から受けるノイズの影響を抑制できる。
【0026】
図4はLED基板の一例を示す正面図である。LED基板21は複数個のLED22を直線状に配列して構成され、複数個のLED22の配線は交互に直列接続して複数系列のLED配列を形成している。図4では2系列のLED配列を形成した場合を示している。すなわち、一直線状に配置された複数個のLED22を1個おきにA系列のLED22a1〜22a3とB系列のLED22b1〜22b3とに区分し、それぞれ点灯ユニット12の正極と負極との間に接続している。
【0027】
このように、LED配列が2系列の場合には直線状に配列された複数個のLED22を1個おきに直列接続してLED基板21を形成するので、例えば、A系列のLED22a2が開放破壊した場合には、A系列のすべてのLED22a1〜22a3が消灯することになるが、B系列のLED22b1〜22b3は点灯しているので、LED基板21からの光はほぼ均等に分布した状態を保持できる。LED配列が3系列の場合には、直線状に配列された複数個のLED22を2個おきに直列接続することになる。
【0028】
図5はLED基板の他の一例を示す正面図である。図5に示した一例は、図4に示したものに対し、一直線状の配置に代えて千鳥配置したものである。図5に示すように、複数個のLED22を直線状に配列する場合に一直線状の配置に代えて千鳥配置にしてもよい。この場合も、図4と同様に、直線状に千鳥配置された複数個のLED22を1個おきにA系列のLED22a1〜22a3とB系列のLED22b1〜22b3とに区分し、それぞれ点灯ユニット12の正極と負極との間に接続することになる。
【0029】
図6は点灯ユニット12の回路図である。商用電源である外部電源29を整流器30で整流し、得られた直流電源をスイッチング電源部31で調整する。電源監視部32で外部電源29が停電したか否かを監視する。スイッチング電源部31からの直流電源は、トランス33、ダイオードD1、D2を介してLED基板21のLED22a1〜22a3、LED22b1〜22b3に供給される。図6では2系列のLED配列を有したLED基板21を示している。
【0030】
一方、トランス33からダイオードD3及び抵抗R1を介してDC−DCコンバータ34に直流電源が供給されるともに、バッテリー13に充電電力が供給される。DC−DCコンバータ34はダイオードD4を介してLED基板21のLED22a1〜22a3、LED22b1〜22b3に供給される電力を調整する。また、トランス33からダイオードD3、抵抗R1及びダイオードD5を介してDC−DCコンバータ35に直流電源が供給され、DC−DCコンバータ35はマイコン36への制御電源を調整する。コンデンサC1、C2は平滑用のコンデンサである。
【0031】
LED基板21のA系列のLED22a1〜22a3の直列回路には、トランジスタQ1及び抵抗Raが直列接続され、抵抗RaにはトランジスタQ2が並列接続されている。同様に、LED基板21のB系列のLED22b1〜22b3の直列回路には、トランジスタQ3及び抵抗Rbが直列接続され、抵抗RbにはトランジスタQ4が並列接続されている。
【0032】
外部電源が停電でない状態では、マイコン36は抵抗R2を介してトランジスタQ1にベース電流を供給しトランジスタQ1をオンするとともに、抵抗R3を介してトランジスタQ3にベース電流を供給しトランジスタQ3をオンする。これにより、LED基板21のA系列のLED22a1〜22a3及びB系列のLED22b1〜22b3に直流電源が供給され、これらのLED22が点灯して表示装置の表示板18が照明されている常用状態となる。
【0033】
この常用状態で、例えばLED基板21のA系列のLED22a2が開放破壊した場合には、A系列のLED22a1〜22a3は消灯状態となり、抵抗Raに電流が流れなくなる。マイコン36は抵抗Raに電流が流れなくことを検知すると、A系列のいずれかのLED22a1〜22a3にLED破壊が発生したと判断し、正常な系列であるB系列のLED配列のLED22b1〜22b3を点滅制御する。すなわち、抵抗R3を介してトランジスタQ3に供給するベース電流を断続的としてトランジスタQ3をオンオフ制御し、B系列のLED配列のLED22b1〜22b3に供給する電力をオンオフして点滅制御する。これにより、LED破壊が発生したことを報知する。
【0034】
一方、常用状態で外部電源が停電したときは、LED基板21のLED22及びマイコン36にはバッテリー13から電源が供給される非常状態となる。この非常状態で、例えばLED基板21のA系列のLED22a2が開放破壊した場合には、A系列のLED22a1〜22a3は消灯状態となるので、抵抗Raに電流が流れなくなる。マイコン36は抵抗Raに電流が流れなくなることを検知すると、A系列のいずれかのLED22a1〜22a3にLED破壊が発生したと判断し、正常な系列であるB系列のLED配列のLED22b1〜22b3を光出力を大きくする。すなわち、抵抗R5を介してトランジスタQ4にベース電流を供給してトランジスタQ4をオンする。
【0035】
これにより、抵抗Rbをバイパスした回路が構成されるので、B系列のLED配列のLED22b1〜22b3に流れる電流が増大し、LED配列のLED22b1〜22b3の光出力が増大する。従って、LED破壊が発生したとしても表示板18への光出力が減少することを防止でき、非常時においても表示板18の視認性が確保できる。
【0036】
以上の説明では、常用状態でLED破壊が発生した場合に点滅制御して報知するようにしたが、正常な系列であるB系列のLED配列のLED22b1〜22b3を光出力を大きくし、LED破壊の報知手段を別に設けるようにしてもよい。LED破壊の報知手段としては、音出力装置に音で出力したり、別個の警報表示器を設けて警報表示するようにしてもよい。
【0037】
以上述べたように、本発明の実施の形態によれば、LED基板は、直線状に配列された複数個のLEDを交互に直列接続して複数系列のLED配列を有しているので、複数系列のいずれかのLEDが破壊しても、正常な系列の点灯により表示ユニットをほぼ均等な明るさで表示できる。
【0038】
また、LED基板21のLED22と点灯ユニット12とを接続するコネクタ27が器具本体11の片側に配置されるので、外部電源の引き込み線との干渉がなく配線を容易に引き回すことが可能でありノイズの影響も低減できる。
【0039】
また、常用時においてLED基板21のLED破壊を検出したときは正常な系列のLED配列の点滅制御するのでLED破壊を容易に報知することができ、非常時においてLED基板21のLED破壊を検出したときは正常な系列のLED配列の光出力を大きくするので、表示ユニットの視認性を適正に確保できる。
【図面の簡単な説明】
【0040】
【図1】本発明の実施の形態に係わる表示装置の一部分解斜視図。
【図2】本発明の実施の形態に係わる表示装置の表示ユニットと光源部の断面図。
【図3】本発明の実施の形態に係わる表示装置のLED基板と光源カバーの一部切欠斜視図。
【図4】本発明の実施の形態に係わる表示装置のLED基板の一例を示す正面図。
【図5】本発明の実施の形態に係わる表示装置のLED基板の他の一例を示す正面図。
【図6】本発明の実施の形態に係わる表示装置の点灯ユニットの回路図。
【符号の説明】
【0041】
11…器具本体、12…点灯ユニット、13…バッテリー、14…電源穴、15…取付用穴、16…端子台、17…点検スイッチ、18…表示板、19…前面枠、20…光源カバー、21…LED基板、22…LED、23…導光板、24…反射シート、25…入射面、26…出射面、27…コネクタ、28…配線、29…外部電源、30…整流器、31…スイッチング電源部、32…電源監視部、33…トランス、34…DC−DCコンバータ、35…DC−DCコンバータ、36…マイコン




 

 


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