特許 7045683 立体的表示装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-03-24

(45)【発行日】2022-04-01

(54)【発明の名称】立体的表示装置

(51)【国際特許分類】

   G09F 19/12 20060101AFI20220325BHJP

   G09F 9/37 20060101ALI20220325BHJP

   G03B 21/00 20060101ALI20220325BHJP

   G03B 21/60 20140101ALI20220325BHJP

【ＦＩ】

G09F19/12 J

G09F9/37

G03B21/00 Z

G03B21/60

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2017179042

(22)【出願日】2017-09-19

(65)【公開番号】P2019053260

(43)【公開日】2019-04-04

【審査請求日】2020-09-17

(73)【特許権者】

【識別番号】591044614

【氏名又は名称】株式会社足立ライト工業所

(74)【代理人】

【識別番号】100112531

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 浩二

(72)【発明者】

【氏名】▲高▼木 康一

【審査官】稲荷 宗良

(56)【参考文献】

【文献】特開２０００－２８７２２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－１３４０５５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０９Ｆ １９／１２

Ｇ０９Ｆ ９／３７

Ｇ０３Ｂ ２１／００

Ｇ０３Ｂ ２１／６０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の発光体が制御基板により点滅制御されるように設けられており該各発光体の光が一方向に平行に放射されるようにした投光部と、
前記投光部からの光の放射方向と直交する面内にて回転するように駆動源により回転駆動される回転受光体とからなり、
前記回転受光体には前記発光体の光を受けて輝く光輝部が前記投光部からの距離が異なるように立体的に設けられるとともに、該回転受光体の該光輝部は回転中心から離れるに従い円周方向に長く形成されていることを特徴とした立体的表示装置。

【請求項2】

前記発光体の点滅周期と前記回転受光体の回転速度とを同期させ、該回転受光体の所定部分が所定の回転位置にあるときに該回転受光体の所定部分に前記発光体の光が照射されて該所定部分を光輝させることにより、当該光輝部が目の残像現象により空中に浮遊する如くに視認されるようにしたことを特徴とする請求項１に記載した立体的表示装置。

【請求項3】

前記投光部の発光体は、前記回転受光体の回転中心を中心とする同心円上に適宜間隔で複数配設されていることを特徴とする請求項１または２に記載した立体的表示装置。

【請求項4】

前記回転受光体は螺旋状に形成されていることを特徴とする請求項１～３のいずれかに記載した立体的表示装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は図形、文字等を立体的に表示することができる表示装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

回転体にＬＥＤ等の多数の発光体が設けられ、該回転体をモータによって回転駆動すると同時に該発光体を点滅させることにより、図形、文字等が光輝するように表示される表示装置は、レジャー施設内のディスプレイや遊技機の電飾装置、その他の表示装置として従来から一般的に使用されている。
ところで、このようにＬＥＤ等の発光体を回転可能に設けてなる電飾装置、或いは表示装置では、回転する発光体に電気を供給するため、回転電極に対して導電ブラシを摺接させる構造のスリップリングを設ける必要がある。しかし一般的にスリップリングを設けることによっては、その接点からノイズが発生し易いとともに、短期間で導電ブラシが摩耗し接点不良を起こし易く、メンテナンスが不可欠となるなど、製品全体として大幅なコストアップになるという問題がある。

【0003】

一方、下記特許文献１に示された回転表示装置は、板状の導光部材ホルダに複数本の光ファイバーを組み込み、該各光ファイバーの一端と相対するようにＬＥＤ等の発光体を設け、該導光部材ホルダをモータにより回転動するとともに該発光体を点滅制御することにより、該各光ファイバーの他端が位置する該導光部材ホルダの回転周面から光が放出され、文字、図形等の情報が光輝表示されるようにしたものであり、発光体を回転させるものではないのでスリップリングは必要でなく上記のような問題が生じない利点がある。しかしながら、この回転表示装置は、導光部材ホルダの回転周面である円筒形の平面を光らせるだけであるので、面白みが少なく人目を惹くような魅力がないといった問題がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特許第４８１７３２５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

そこで本発明は、スリップリングを使用することなく構成でき、かつ、奥行がある立体的で精細な表示をすることができる新しい構造の立体的表示装置を提供しようとするものである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

そのために本発明に係る立体的表示装置は、複数の発光体が制御基板により全点灯又は個々に点滅制御されるように設けられており該各発光体の光が一方向に平行に放射されるようにした投光部と、前記投光部からの光の放射方向と直交する面内にて回転するように駆動源により回転駆動される回転受光体とからなり、前記回転受光体には前記発光体の光を受けて輝く光輝部が前記投光部からの距離が異なるように立体的に設けられていることを特徴とする。

【0007】

また、本発明は上記立体的表示装置において、前記発光体の点滅周期と前記回転受光体の回転速度とを同期させ、該回転受光体の所定部分が所定の回転位置にあるときに該回転受光体の所定部分に前記発光体の光が照射されて該所定部分を光輝させることにより、当該光輝部が目の残像現象により空中に浮遊する如くに視認されるようにしたことを特徴とする。

【0008】

また、本発明は上記立体的表示装置において、前記投光部の発光体は、前記回転受光体の回転中心を中心とする同心円上に適宜間隔で複数配設されていることを特徴とする。
このように発光体を複数配設することにより、限られた空間内で奥行きのある表示をすることができ、より複雑な文字や図形を表示することが可能となる。

【0009】

また、本発明は上記立体的表示装置において、前記回転受光体は螺旋状に形成されていることを特徴とする。
このように螺旋状に形成することにより、回転受光体の投光部からの距離が順に変えられ、該回転受光体に当たる光により投光部に向けて立体的で奥行きのある表示ができる。

【0010】

また、本発明は上記立体的表示装置において、前記回転受光体の光輝部は回転中心から離れるに従い円周方向に長く形成されていることを特徴とする。
回転受光体の外周近くに位置する光輝部は、内周近くに位置する光輝部よりも高速で移動するが、円周方向に長く形成することによっては、発光体の光を内周近くに位置する光輝部と略々同等に受けられるようになるので、光輝部の位置による明暗の差がないようにできる。このため輝度が均一化され明瞭な表示をすることができる。

【0011】

また、本発明は上記立体的表示装置において、前記回転受光体は前記発光体の光を受けて輝く光輝部が各発光体と相対するように個々に形成され、該各光輝部の周囲に光遮蔽部が形成されていることを特徴とする。
このように光輝部を光遮蔽部により囲うことにより光の拡散が防がれ、各光輝部が受けた光が周囲に拡散して隣接する他の光輝部を光らせることがないので、複雑な図形や文字でも明確に表示することができる。

【0012】

また、本発明は上記立体的表示装置において、前記投光部は、前記回転受光体の回転中心から離れるに従い強い光を放射するように設定したことを特徴とする。
回転受光体の外周近くに位置する光輝部は、内周近くに位置する光輝部よりも高速で移動するが、このように強い光を放射するように設定することによっては、光輝部の位置による明暗の差がないようにできる。このため輝度が均一化され明瞭な表示をすることができる。

【発明の効果】

【0013】

この立体的表示装置によれば、人目を惹く興趣ある表示をすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明に係る立体的表示装置の保護カバーを取り外した状態の斜視図。

【図2】本発明に係る立体的表示装置の正面図。

【図3】本発明に係る立体的表示装置の平面図。

【図4】本発明に係る立体的表示装置の分解斜視図。

【図5】本発明に係る立体的表示装置の分解斜視図。

【図6】本発明に係る立体的表示装置の縦断面図。

【図7】本発明に係る立体的表示装置の回転受光体の分解斜視図。

【図8】図７に示した回転受光体のスクリーン片の縦断面図。

【図9】本発明に係る立体的表示装置の表示状態を示す斜視図。

【図10】本発明に係る立体的表示装置の表示状態を示す斜視図。

【図11】図１０の正面図。

【図12】本発明に係る立体的表示装置の表示状態を示す斜視図。

【図13】図１２の正面図。

【発明を実施するための最良の形態】

【0015】

この立体的表示装置は、図１に示すように、機箱１の上に発光体基板２ａと投光板２ｂを配設することにより投光部３を構成するとともに、該機箱１の中央から発光体基板２ａおよび投光板２ｂを貫通して上方に突出するように設けられた回転軸４に螺旋形の回転受光体５を取着してなる。なお、６は回転受光体５を保護するためにビス７によって機箱１に止着される透明なプラスチック製の保護カバーである。
機箱１は正方形状であって、図４に示したように該機箱１の上面の四隅に前記発光体基板２ａをビス１０によって止着するための円柱１１、および前記投光板２ｂを前記保護カバー６とともに前記ビス７によって止着するための円柱１２が形成されている。なお、円柱１２は円柱１１よりも少し外周側に位置し、しかも該円柱１１よりも少し背高に形成されている。また、該機箱１の上面中央に前記回転軸４を突出させるための筒状部１３が形成されている。その他、該機箱１の上面にコネクタ収納用の窪み１４，１５が形成され、側面には電源コード挿通用の角孔１６が形成されている。

【0016】

前記発光体基板２ａは、略正方形板状であって中心に透孔２０が形成され、該発光体基板２ａの上面に複数の発光体（ＬＥＤ）２１が取り付けられる。即ち、この実施形態では、該発光体基板２ａの上面に描かれる直径が異なる８つの同心円上に等間隔で２０個ずつ合計１６０個の発光体２１が取り付けられる。なお、該各発光体２１は上面にレンズが一体的に形成されたＬＥＤからなる。そして該発光体基板２ａをビス１０によって前記円柱１１上に止着する。
また、投光板２ｂは略正方形で光の反射が少ない黒色のプラスチック板からなり、該投光板２ｂの中心に透孔２２を形成するとともに、前記各発光体２１と相対するように合計１６０個のピンホール２３が開設される。該投光板２ｂを前記ビス７によって前記円柱１２に止着することで、該投光板２ｂを前記発光体基板２ａ上に重なるように配設する。これにより該投光板２ｂの各ピンホール２３から各発光体２１の光が一方向（この場合、上方向）に平行に放射される。なお、投光板２ｂを厚手にすることによってはピンホール２３を深くできるので、各発光体２１から該ピンホール２３を通って上方向に投光される光の拡散を防ぎ上方への指向性を増すことができる。
該各発光体２１は発光体基板２ａの裏側に設けられたコネクタ２４，２５を介して制御基板（図示せず）に配線され、該制御基板の作動により個々に点滅が制御されるようにしている。

【0017】

前記機箱１の内部には図５，図６に示したように駆動源３０が設けられる。即ち、前記筒状部１３の上端開口部と下端開口部にそれぞれ軸受３１，３２を設け、Ｅリング４２が止着された回転軸４を該軸受３１，３２により回転自在に支持するとともに、横断面が略Ｄ字形に形成された該回転軸４の下方部４ａに半円板状体３３と小径歯車３４とをＥリング３５によって固着し、さらに、該機箱１内にビス３６によってステッピングモータ３７を固定し、該モータ３７の回転出力軸３８に大径歯車３９を固設し、該大径歯車３９を前記小径歯車３４に噛合させ、該モータ３７を作動させることにより大径歯車３９，小径歯車３４を介して回転軸４が回転駆動されるようにする。また、前記半円板状体３３を検知する光センサ４０をビス４１によって該機箱１内に固定し、該光センサ４０により回転軸４の回転原点が検出されるようにする。

【0018】

回転軸４の前記機箱１からの突出部４ｂは、図７にも示したように横断面が略Ｄ字形に形成され、該突出部４ｂに合計２０個のスクリーン片５０～６９が取着される。該各スクリーン片５０～６９は、光を遮蔽する黒色など濃い色のプラスチックにより略扇形に成形したものであるが、図７にはそのうちのスクリーン片５０とスクリーン片６８とスクリーン片６９を例示する。このように該各スクリーン片５０～６９の基端部５０ａ～６９ａに回転軸４の突出部４ｂに嵌合し得る略Ｄ字形の取付孔５０ｂ～６９ｂがそのＤ字形における平坦面の向きを１８度ずつ変えつつ成形される。このため、これらの取付孔５０ｂ～６９ｂに回転軸４の突出部４ｂを嵌合した際に、該各スクリーン片５０～６９は該回転軸４の外周にその取付角度が１８度ずつずれて積み重ねられる。このため、これらのスクリーン片５０～６９によって回転受光体５は回転軸４を一周する螺旋状に形成される。なお、最上段に積み重ねられるスクリーン片６９の基端部６９ａには突起６９ｃが一体に形成され、回転軸４の上端に止着したＥリング７０が該突起６９ｃに合致する。
また、図６に示したように、回転軸４の上端面には前記保護カバー６の内面中央に形成された支軸６ａを当接させることで該回転軸４の先端が支軸６ａにより回転可能に支持される。前記保護カバー６はこのように回転受光体５を保護するだけでなく、支軸６ａにより回転軸４の先端を支持することで、該回転軸４が軸ブレを起し回転が不安定になるのを防いでいる。

【0019】

該各スクリーン片５０～６９は、図８にスクリーン片６９について縦断面図を例示したように基端部５０ａ～６９ａと一体に扇形の光遮蔽部５０ｄ～６９ｄが形成され、該各光遮蔽部５０ｄ～６９ｄに前記各発光体２１と相対し前記回転軸４を中心とする円弧状なるように光輝部７１～７８をそれぞれ８個所ずつ合計１６０個所形成している。なお、該各光輝部７１～７８は、光遮蔽部５０ｄ～６９ｄに複数の円弧状の透孔を形成し、該透孔に半透明乳白色の樹脂（例えば電熱式溶融型の接着剤（エチレン酢酸ビニル共重合体（５０～６０％）と炭化水素系樹脂（４０～５０％）を混合したもの）を盛り付けて硬化させることにより形成される。このため該各光輝部７１～７８は、周囲が黒色のプラスチックからなる枠状の光遮蔽部５０ｄ～６９ｄによって夫々囲われた形態となる。該各光輝部７１～７８は、回転軸４を中心とする円弧状の形態であるとともに、回転軸４から離れるに従い次第に円周方向に長くに形成される。こうして、各光輝部７１～７８（合計１６０個所）は、投光部３に設けられた合計１６０個の発光体２１とそれぞれ一対一の関係で相対する。

【0020】

このように回転受光体５は、スクリーン片５０～６９によって立体的に形成され、該スクリーン片５０～６９ごとに設けられる光輝部７１～７８がそれぞれ前記投光部３からの距離が異なるように立体的に配設される。そして、前記駆動源３０を作動させることにより、回転受光体５の各光輝部７１～７８は前記発光体２１からの光の放射方向と直交する面内にて回転動する。こうすることで、各発光体２１から放射された光はそれぞれ回転軸４に沿って該回転軸４と平行な方向に進み、回転受光体５の各光輝部７１～７８に該各発光体２１毎に独立して受光される。

【0021】

このため例えば該回転受光体５を１２００ｒｐｍにて回転させ、前記各発光体２１を毎秒４００回点滅させると、該各発光体２１から放射された光が該回転受光体５の各光輝部７１～７８に受光され、該各光輝部７１～７８の受光部位を定位置にて光輝させる。そして、光輝した点状部分が目の残像現象により光輝状態に持続されることから、図９に示したように光る点が空中に浮遊する如くに視認される。即ち、各発光体２１を点滅させ、その光を回転する光輝部７１～７８に照射することにより、回転中の光輝部７１～７８を定位置にあるときに限定的に光輝させるので、光輝した点状部分が目の残像現象により定位置に持続的に視認され、光輝する点が空中に浮遊する如くに見える。このため、各発光体２１から放射された光により多数の光輝する点が３次元方向に連なるように表示することができる。そのため複数の光輝する点の羅列により直線や曲線、或いは、平面や曲面をも表示することが可能となり、所望の図形や文字等を立体的に表示できる。なお、回転受光体５の回転は、前記光センサ４０により常時検出され、制御基板の制御に反映される。

【0022】

そして該制御基板の制御により、各発光体２１の点滅のタイミングを変えることによっては、例えば図１０，図１１に例示したように星形を立体的に表示したり、そのタイミングをさらに少しずつ変化させることによっては星形がゆっくり回転動するが如くの動画的な表示をすることもできる。同様に図１２，図１３に示したような花形を表示したり、或いはその他の任意の図形、文字等を立体的、動画的に表示することができる。そしてその制御如何により、図形、文字等が動いて次第に変形する如くに表示することもできる。また、発光体２１から放射される光の色を変化させることで、任意の図形、文字等を様々な色でカラー表示することも可能となる。
このため人目を惹くとともに、この表示装置を見た人を大いに楽しませることができる。従って、この表示装置は、斬新なディスプレイ装置として遊技場や遊技機、或いは公共のレジャー施設等に設置し得るなど、多方面に設置することができ、スリップリングを必要としないので、製造コストが軽減されるとともに長期にわたって安定した使用ができる。

【0023】

この実施形態で示したように、回転受光体５に光遮蔽部５０ｄ～６９ｄを形成したことによっては、各光輝部７１～７８が受光した光が隣接する光輝部に拡散するのを防ぐことから、図形，文字等をより明瞭に表示することができる。
なお、この実施形態では、発光体２１と光輝部７１～７８とが一対一の関係で相対するようにしたが、必ずしもそうしなくても、複数の発光体と一つの光輝部が相対するようにしてもよく、一つの発光体と複数の光輝部が相対するようにしてもよい。また、この実施形態ではスクリーン片５０～６９の一部に光輝部７１～７８を形成したが、回転受光体５の全体を光輝部として発光体からの光を受光して光輝し得るようにしてもよい。
また、この実施形態では回転受光体５を螺旋状に形成したが、回転受光体５は螺旋状でなくても投光部３からの距離が異なるように光輝部が立体的に形成されていれば、発光体２１を点滅させるタイミングにより、投光部３からの所望の距離を隔てた光輝部を所望の回転位置にて光輝させることができるので、図形や文字を任意に表示できるようになる。

【0024】

この実施形態で示したように、光輝部７１～７８を回転受光体５の回転中心から離れるに従い円周方向に長く形成したことでは、該光輝部７１～７８が回転受光体５の外周寄りに位置するか或いは内周寄りに位置するかによって回転時の移動速度に差があるのに対し、発光体からの受光量が内外周で差が生じることなく同等にできるので、光輝部の位置による明暗の差がなく輝度が均一化され、明瞭な表示をすることが可能となる。
なお、このように光輝部の位置による明暗の差をなくすには、回転受光体５の回転中心から離れるに従い投光部３からより強い光が放射されるようにしてもよい。そのためには、例えば発光体２１を内周部に位置するものから外周部に位置するものに従い順に強い光を放射し得るものにし、該各発光体２１に流す電流を前記制御基板により制御すればよい。

【0025】

また、この実施形態では、駆動源３０に関し、回転軸４に支持された回転受光体５が大径歯車３９，小径歯車３４を介してモータ３７によって回転駆動されるようにしたが、これらの平歯車に代えて傘歯車を設けることでモータを該回転軸４と直交状に配置してもよい。また、回転軸４がモータによって直接回転駆動されるようにしてもよい。
またこの実施形態では回転軸４を鉛直に設けたが、回転軸４の向きは水平であってもよい。さらには回転軸４を無くし、回転受光体５を例えば透明なケース体（図示せず）の内周に支持し、その支持部を回転駆動することにより、該回転受光体５が回転するようにしてもよい。

【符号の説明】

【0026】

１…機箱、 ２ａ…発光体基板、 ２ｂ…投光板、 ３…投光部、 ４…回転軸、 ４ａ…下方部、 ４ｂ…突出部、 ５…回転受光体、 ６…保護カバー、 ６ａ…支軸、 ７…ビス、 １０…ビス、 １１，１２…円柱、 １３…筒状部、 １４，１５…窪み、 １６…角孔、 ２０…透孔、 ２１…発光体、 ２２…透孔、 ２３…ピンホール、 ２４，２５…コネクタ、 ３０…駆動源、 ３１，３２…軸受、 ３３…半円板状体、 ３４…小径歯車、 ３５…Ｅリング、 ３６…ビス、 ３７…モータ、 ３８…回転出力軸、 ３９…大径歯車、 ４０…光センサ、 ４１…ビス、 ４２…Ｅリング、 ５０～６９…スクリーン片、 ５０ａ～６９ａ…基端部、 ５０ｂ～６９ｂ…取付孔、 ５０ｄ～６９ｄ…光遮蔽部、 ６９ｃ…突起、 ７０…Ｅリング、 ７１～７８…光輝部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】