JP2004109407A - ディスプレイ管及びディスプレイシステム - Google Patents

Abstract

【課題】一旦設置した看板や広告の内容を、看板や広告を造り直すことなく、ソフトにより多彩な表現を可能にする、ディスプレイ管、該ディスプレイ管からなるディスプレイシステムを提供する。更に、視野角度の広い、ＬＥＤを使用するディスプレイ管を提供し、もって、見る角度により異なった色に見えるという問題をも解消しようとするものである。
【解決手段】本発明は、ＬＥＤを複数個管内に配置したディスプレイ管である。このＬＥＤはフルカラーＬＥＤを使用するのがよい。また、ディスプレイ管の内側に複数の凹凸部を設けることができる。該凹凸部は、半球状の突起、断面が半円状の帯状突起にするのが好ましい。そして、この突起は一定間隔に設けるのがよい。これらのディスプレイ管を複数本整列配置することにより、表示能力に優れたディスプレイシステムを構成することができる。
【選択図】図５

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＬＥＤからなるディスプレイ管、複数の該ディスプレイ管からなるディスプレイシステムに関する。該ディスプレイ管及び該ディスプレイシステムは、視野角度が広く、看板、広告に広く利用できるものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、看板や広告にはネオンサインが一般的に使用されている。ネオンサインにおいては、ネオン管は単色のみを表示するので、１本のネオン管で複数の色を表示することはできない。そのため、複数の色を表示して看板や広告の表現を豊かにするには、複数のネオン管を組み合わせる必要がある。複数のネオン管を組み合わせると、看板や広告が大きくなり、要する費用もかさむ。更には、ネオン管は一般的に寿命が短いという問題もある。
【０００３】
また、ネオンサインにおいては、看板や広告は使用目的に応じて作成されるが、作成された看板や広告はその使用目的のみに適用できるもので、例えば、表示方法を変えたい場合、使用先、使用目的を変えたい場合には、新たに作成し直す必要がある。
【０００４】
一方、発光ダイオードを看板や広告に使用する試みが進んでいる。発光ダイオードを使用するディスプレイは、ランプは信頼性が高く寿命が長い、ランプの消費電力が小さい、点灯は非常に大きい応答性を有する、最近は輝度の高いものが出現した等のメリットがあるからである。
【０００５】
発光ダイオード（ＬＥＤ）は基本的には赤（Ｒ）、緑（Ｇ）及び青（Ｂ）の三原色を発するダイオードが知られている。この三者を適宜組み合わせることにより、希望の色を表示することが可能である。発光ダイオードを使用した表示装置としては、交通標示板、踏切警告灯、交通情報板等がある。特に、１個の球内に３個の三原色を発光するＲ、Ｇ、Ｂのダイオードを封じ、それぞれの輝度を調節することによりフルカラーを表示することができるものがある。このＬＥＤは、フルカラーＬＥＤとして知られている。このフルカラーＬＥＤを使用した大型情報板、平面状の表示板、即ち、ドットマトリックスユニットが知られている（例えば、トランジスタ技術編集部編「光エレクトロニクスの基礎と活用法」２００２年　ＣＱ出版社）。しかしながら、ＬＥＤ表示板は、視野角度が狭い、見る角度が異なると、見える色が異なるという問題がある。
【０００６】
発光ダイオードを看板や広告に利用する例として、特開２０００−１３２１２０に、広告装置を、複数色の発光ダイオード（Ｇ、Ｗ等）を用いて所定の図柄、文字を描いて構成される第一表示部と、単色（赤色）の発光ダイオードを縦横行列状に配設し、これら配設した単色発光ダイオードをビットマップ形式で駆動表示して文字を変化させて表示する第二表示部とで構成されたものが記載されている。
【０００７】
特開２０００−３２２０１２には、異なる色彩で点滅する発光ダイオード、電球等の発光素子をボード上に多数配置した情報照明部と、該情報照明部の前面に取付けられた透明又は半透明の文字や図形等の浮き出された情報表示部を有する表示板と、前記発光素子を各種の態様で点滅させる制御回路とで構成した色彩変化表示看板が記載されている。
【０００８】
また、特開２００１−１５４６２０には、３つの表示面を有する三角柱形状の１の表示面に発光ダイオードを有する発光セルを長手方向に整列配置し、他の２つの表示面に表示画像の要素となる文字や絵柄を形成してなる表示モジュールを、複数個並列させかつ回転可能に設置した表示装置が記載されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
従来のネオン管を用いる看板や広告は、使用先、使用目的が限定されたもので、例えば、表示内容を変えたい場合には、新たに作成し直す必要がある。また、上記発光ダイオードを使用した看板や広告は、同様に、使用先が限定されたものでしかない。本発明者等はこの点に鑑み、発光ダイオード（ＬＥＤ）を使用した看板や広告を一般化し、その利用を広めることを目的に本発明を完成させたのである。即ち、本発明は、一旦設置した看板や広告の内容を、看板や広告を造り直すことなく、ソフトにより多彩な表現を可能にする、ディスプレイ管、該ディスプレイ管からなるディスプレイシステムを提供しようとするものである。このディスプレイ管、ディスプレイシステムを使用することにより、看板や広告を容易に作成するものである。更に、視野角度の広い、ＬＥＤを使用するディスプレイ管を提供しようとするものである。視野角度が広くなることにより、看板や広告に有効に使用しうるＬＥＤディスプレイ管、ディスプレイシステムを提供しようとするものである。更に、視野を拡げることにより、見る角度により異なった色に見えるというＬＥＤ固有の問題をも解消しようとするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の要旨は、ＬＥＤを複数個管内に配置したディスプレイ管である。このＬＥＤはフルカラーＬＥＤを使用するのがよい。また、ディスプレイ管の内側に複数の凹凸部を設けることができる。該凹凸部は、半球状の突起にするのが好ましい。そして、この半球状の突起は一定間隔に設けるのがよい。更に、該凹凸部は、断面が半円状の帯状突起にするのが好ましく、その断面が半円状の帯状突起は一定間隔に設けるのがよい。これらのディスプレイ管を複数本整列配置することにより、表示能力に優れたディスプレイシステムを構成することができる。
【００１１】
本発明の基本は、ＬＥＤを複数個管内に配置したディスプレイ管にある。ディスプレイ管内に配置したＬＥＤの発光状態を調節することにより、希望する表示を実現しようとするものである。ディスプレイ管１本では、その表現範囲、表現能力に限界があるが、該ディスプレイ管を複数配列させることにより、表現を少なくとも２次元的に行うことが可能になる。ＬＥＤとして、フルカラーＬＥＤを使用することにより、ディスプレイの内容を豊かにすることができる。
【００１２】
ＬＥＤを単に円筒形の管に配置しただけでは、視野角度が小さい。この視野角度を拡げ、いわば１８０度視野内に入るように、本発明では、ディスプレイ管の内側に複数の凹凸部を設けている。ＬＥＤから発光した光が、該凹凸部で反射し、透過し、更には屈折しながら透過して、視野角度を広くすることができる。この凹凸部は、半球状の突起やその断面が半円状の帯状突起とすることができる。半球状の突起、断面が半円状の帯状突起にすれば、例えば、射出成形で管を容易に製造することができる。また、この半球状の突起、断面が半円状の帯状突起は一定間隔に設けるのが、視野角度の広がりの点で好ましい。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明を、以下実施形態に基づいて説明する。ディスプレイ管の一例を図１に示した。細長い透明な管１にＬＥＤ５が複数個配置される。図１には、同時に管の断面４を示している。ＬＥＤ５が基板６の上に配置されている。管内にＬＥＤを配置するには、実際上は、予め複数個のＬＥＤを１枚の基板に配置しておき、該基板をディスプレイ管１に挿入するのがよい。ＬＥＤを搭載する基板をディスプレイ管内に挿入した状態を、図５に示した。
【００１４】
ディスプレイ管の断面を図２及び図３に示した。図２は、通常の円筒形のディスプレイ管を示している。図３は、円筒形状管の内側に凹凸部を設けたディスプレイ管を示している。管１０又は１４のやや下方において、基板７又は１６が基板止め９、１１又は１２、１７に挿入されており、基板７の中央部にＬＥＤ８が、また、基板１６の中央部にＬＥＤ１５が配置されている。
【００１５】
ディスプレイ管の外観を図４に示した。ディスプレイ管２１は、取付アダプター（図示していない）により所定の場所に取り付けられる。ディスプレイ管２１内には、ＬＥＤ２６を搭載した基板が挿入され、ＬＥＤに電気を供給する電源ケーブル２８及びＬＥＤを操作する信号を送る信号ケーブル２７が接続されている。ディスプレイ管２１の両端には蓋がされるが、防水ジョイント２９を雨水等の進入を防止する。
【００１６】
ディスプレイ管内に設けるＬＥＤとして、フルカラーＬＥＤを使用するのがよい。複数個のフルカラーＬＥＤそれぞれを、例えば、コンピュータからの信号により制御することにより、幅広い表示を行うことが可能になる。更に、該ディスプレイ管を複数本整列配置することにより、表現能力に優れたディスプレイシステムを構成することができる。複数本のディスプレイ管を整列配置したディスプレイシステムの例を、図６に示した。複数本のディスプレイ管を整列配置したディスプレイシステムは、種々の文字をはじめとして、画像を表現することができるし、動く文字、動画等を表示することができるようになる。ディスプレイシステムに表現する内容は、コンピュータによりプログラムに基づいて制御することができる。従って、表現内容を変えることも、コンピュータのプログラムを変えることにより、容易に達成することができる。本ディスプレイシステムによる表示例を図１２に示した。
【００１７】
ＬＥＤを光源とするディスプレイにおいては、ＬＥＤが点光源となるので、視野角度が必然的に狭くなる。このため、ＬＥＤを使用する表示板が急速に普及しない一因ともなっている。発光面の面積がＡ、その面の法線方向の光度（これを法線光度という）がＩｎである一つの光源があるとする。この光源面をその法線とθの角をなす方向から見た場合、眼に見える光源面の面積は光源面をその方向に正射影した面積、すなわち見掛けの面積Ａ’である。この光源面の見掛け面積Ａ’でその方向の光度Ｉを割ったものを光源のその方向の輝度というが、この輝度Ｂは、数１に示すように、光源の見掛けの単位面積あたりの光度である。この場合もし光源のある方向の光度Ｉが法線光度Ｉｎに対して数２の関係があれば、輝度Ｂは数３になり、見る角度とは関係無しにどの方向から見ても輝度の一定の光源面となる。どの方向から見ても輝度が一定となる光源面を完全拡散面という。完全拡散面をもつディスプレイ管が望ましいことは言うまでもない。
【００１８】
【数１】

【数２】

【数３】

【００１９】
ディスプレイ管から拡散するＬＥＤの光の視野角度を広くするために、該ディスプレイ管の内側に凹凸部を設けた。ディスプレイ管の内側に凹凸部を設けることにより、光源から拡散した光は管から直接管外に透過拡散すると共に、屈折透過し、更には、該凹凸部で反射した光、反射を繰り返した光が管外に拡散する。この過程で、ディスプレイ管から拡散する光の視野角が拡がることを認めた。
【００２０】
ディスプレイ管の断面が図３に示した様に、管の内側に断面が半円状の帯状突起を管の長手方向に沿って連続した帯状に、管の半径方向に対して一定間隔に設けた場合の効果を、断面が図２に示したような凹凸部のない通常の透明な管を使用した場合と比較した。該半円状の断面を持つ帯状突起は、ディスプレイ管の長手方向に沿って帯状に設けられている。オシロスコープで観測した光の波形を模式的に図７に示した。▲１▼で示した波形が、通常の透明な管を使用した場合のものであり、▲２▼で示した波形が管の内側に凹凸部を設けた場合のものである。通常の管の場合は、ＬＥＤが点発光しているため、一つの波形のみが観測される。一方、凹凸部を設けた場合の波形は、複数の波形から構成されている。即ち、反射光による波形が、加わって複数の波形となっている。
【００２１】
次に、ディスプレイ管から拡散する光の方向特性を調べた。光源面の法線に対する角度をとり、角度毎の輝度を読み取った。輝度の最高値を１として、各角度における輝度を、該最高値に対する割合で方向特性を示した。図８に、通常の管に於ける方向特性を示した。角度９０度では輝度はゼロであり、角度が９０度から小さくなるに従い、輝度は大きくなっている。輝度は角度がゼロ度で最大となる。しかし、角度は６０度近辺で、輝度が急激に変化していることがわかる。即ち、光源面の法線に対して６０度以上の角度からディスプレイ管を見るときには、その輝度が急激に低下し、ディスプレイ管の表示内容が、見にくくなることがわかる。
【００２２】
一方、管の内側に凹凸部、即ち、断面が半円状の帯状突起を設けた場合は、図９に示したように、９０度を超した角度でも、輝度はゼロではないことがわかる。これは、ディスプレイ管の視野角度が、１８０度以上になることを示している。更に、輝度は全体的に緩やかに低下し、８０度を超える角度になって、輝度がやっと低下することがわかる。即ち、ディスプレイ管の視野角度が広くなっていることがわかる。波形▲４▼及び▲５▼の方向特性を、同様に、図１０及び図１１に示した。▲４▼及び▲５▼の波形はかなり角度により輝度が比較的大きく変化していることが認められる。また、波形▲４▼の方向特性は、９０度においてもゼロにはなっていないことがわかる。これら波形の総合的な効果として、視野角度が広くなっている。
【００２３】
本発明は、ディスプレイ管として、その管の内側に凹凸部を設ける。該凹凸部は、半球状の突起状、断面が半円状の帯状突起とし、一定間隔毎に設けるのがよい。勿論、ランダムに設けることができる。ディスプレイ管の製造の観点からは、一定間隔に設けるのがよい。凹凸部を光が直接透過するもの、凹凸部で反射するもの、凹凸部で屈折して透過するものがある。これら光の総合的な効果として、視野角度が広くなっているのである。視野角度が広くなるとともに、見る角度によって色が異なるという問題も同時に解消する。凹凸部を設けたディスプレイ管は、透明性のあるプラスチックを射出成形することにより容易に得ることができる。
【００２４】
凹凸部は、半球状の突起、断面が半円状の帯状突起にすることにより、容易に製造することができるが、凹凸部の形状はこれに限定されるものではない。半球状の代わりに、三角形状、楕円形状、多角形状にすることができるし、帯状突起の半円状の代わりに、三角形状、楕円形状、多角形状にすることができる。これらの形状は、複数組み合わせて併用することもできる。また、帯状突起は、図３ではディスプレイ管の長手方向に沿って連続した帯状に設けているが、半径方向に設けることもできる。また、帯状突起は、連続した帯状に設けてもよいし、不連続の帯状に複数設けてることもできる。半球状突起、帯状突起等の凹凸部は、一定間隔に設けてもよいし、ランダムに設けてもよい。凹凸部の大きさについては、前記した方向性のテストを行った実施形態としては、断面形状が半円状の帯状突起で、ディスプレイ管の長手方向に沿って帯状に設けられ、その半円の直径は２ｍｍで、１ｍｍ間隔に凹凸部を設けたものである。より詳細には、内径（直径）２５ｍｍの内円に接し内径２ｍｍの半円で内径２６ｍｍの円に接する面の深さの凹凸部を１ｍｍ間隔に設けたものである。凹凸部の寸法は、これに限定されるものではない。半円状の凹凸部の直径は、そのディスプレイ管の内径（直径）に対して、０．０７〜０．１５程度のものとし、間隔は同様にディスプレイ管の内径に対して０．０１〜０．３程度とすることができる。
【００２５】
ディスプレイ管の寸法に規格を設けることにより、ディスプレイとして使用するに当たり、汎用性をもたせることができる。即ち、規格を設けることにより、ディスプレイ管の大量生産が可能になり、ディスプレイシステムを安価にしかも容易に組み立てることができる。その上、ディスプレイ管、ディスプレイシステムを制御するソフトも普遍化することができる。規格として、例えば、長さを、従来の広告や看板に使用されているものの寸法に合わせて、３尺、６尺及び９尺とすることができる。また、ディスプレイ管の外径は、ＬＥＤを組み込むスペースを考慮して、２８ｍｍ程度とすることができる。勿論、規格はこれに限定されるものではなく、適宜、きめることができる。
【００２６】
【発明の効果】
本発明は、ＬＥＤなかでもフルカラーＬＥＤを使用するディスプレイ管、該ディスプレイ管を複数本整列配置したディスプレイシステムである。例えば、コンピュータプログラムにより、これらのディスプレイ管、ディスプレイシステムを制御し、種々の表示を行うことができる。特に、該ディスプレイ管を複数整列配置したディスプレイシステムは、各種の文字、画像を表示することができ、更に、動画を表示することも可能である。即ち、ディスプレイ管、ディスプレイシステムは、看板や広告に広く使用することができる。ディスプレイ管、ディスプレイシステムで表示する内容は、いわゆるソフトで容易に変えることができるので、従来の看板や広告のように、表示内容を変えたい場合には、新たに作成し直す必要がない。
【００２７】
更に、ディスプレイ管、ディスプレイシステムは、視野角度の広いものである。従来、ＬＥＤを使用するディスプレイは視野角度が狭いものであったがこれを解消し、同時に、視野を拡げることにより、見る角度により異なった色に見えるという問題をも解消するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】ディスプレイ管の例を示す図である
【図２】通常のディスプレイ管の断面を示す図である
【図３】本発明のディスプレイ管の断面を示す図である。
【図４】本発明のディスプレイ管の外観を示す図である
【図５】本発明のディスプレイ管の外観を示す図である
【図６】本発明のディスプレイシステムを示す図である
【図７】観測波形を示す図である
【図８】通常のディスプレイ管に於ける輝度スペクトルを示す図である
【図９】本発明のディスプレイ管に於ける輝度スペクトルを示す図である
【図１０】本発明のディスプレイ管に於ける輝度スペクトルを示す図である
【図１１】本発明のディスプレイ管に於ける輝度スペクトルを示す図である
【図１２】本発明のディスプレイシステムに於ける表示例を示す図である
【符号の説明】
１、２１　　　　ディスプレイ管
２、３　　　　　蓋
４　　　　　　　断面部
５　　　　　　　ＬＥＤ
６、７、１６　　基板
８、１５　　　　ＬＥＤ
９、１１　　　　基板止め
１０　　　　　　ディスプレイ管
１２、１７　　　基板止め
１３　　　　　　凹凸部
１４　　　　　　ディスプレイ管
２６　　　　　　ＬＥＤ
２７　　　　　　信号ケーブル
２８　　　　　　電源ケーブル
２９　　　　　　防水ジョイント

Claims (8)

1. ＬＥＤを複数個管内に配置したディスプレイ管。
2. 前記ＬＥＤがフルカラーＬＥＤであることを特徴とする請求項１記載のディスプレイ管。
3. 前記ディスプレイ管の内側に複数の凹凸部を設けたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のディスプレイ管。
4. 前記凹凸部が半球状の突起であることを特徴とする請求項３記載のディスプレイ管。
5. 前記凹凸部がその断面が半円状の帯状突起であることを特徴とする請求項３記載のディスプレ管。
6. 前記半球状の突起が一定間隔に設けられたことを特徴とする請求項４記載のディスプレイ管。
7. 前記断面が半円状の帯状突起が一定間隔に設けられたことを特徴とする請求項５記載のディスプレイ管。
8. 請求項１から請求項５のいずれかに記載のディスプレイ管を複数本整列配置したディスプレイシステム。

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