JP2005011885A - ライトガイド及びそれを用いた照光スイッチ装置 - Google Patents
ライトガイド及びそれを用いた照光スイッチ装置Info
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Abstract
【解決手段】ライトガイド6は、透光材料からなり、光源からの光を受光する受光面61と、受光面61に対向して配置され受光面で受光した光を出射する出射面62とを備え、出射面62は、概ね平滑な面を有すると共に受光面61の面積よりも小さく設定されており、受光面61には当該受光面61に立てた垂線に対して傾斜角θが25度以上で35度以内に傾斜する傾斜面をもつ凹凸63が縦横にかつ周期的に形成され、凹凸63の頂部63aと谷部63bとが曲面(R=0.2mm程度)をなす。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、ライトガイド及びそれを用いた照光スイッチ装置に関し、特に、ライトガイドの出射面からの光を出射角度の依存性が低くなるよう出射できるライトガイド及びそれを用いた照光スイッチ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来のライトガイド及びそれを用いた照光スイッチ装置は、例えば車載用エアコンの照光スイッチ装置として、ライトガイドの照光面がキートップの表面に露出するように設けられたものがある。このような照光スイッチ装置に適用するライトガイドは、セレーションと呼ばれる、断面が波形状を規則的に繰り返す受光面と、表面が概ね平滑な出射面とを有し、表示部から出射される光を主としてドライバの方向に向けて導くようにしたものである。
【0003】
他に、特許文献1に断面が波状プリズム形状の表面をもつ導光体が開示されているが、波状プリズム形状が形成された面は本発明のように受光面ではないばかりか、波状プリズム形状が縦横に配置・形成されたものではない。
【0004】
【特許文献1】
特開平9−101521号公報
【0005】
【特許文献2】
特開2001−236811号公報
【0006】
【特許文献3】
特開2000−57654号公報
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来のライトガイドは、夜間の助手席からスイッチ装置を操作しようとすると、キートップの表示部から助手席に向けて出射される光量が少ないので、助手席からの視認性に劣るという問題がある。
【0008】
本発明の目的は、ライトガイドの出射面からの光を出射角度の依存性が小さくなるよう出射できるライトガイド及びそれを用いた照光スイッチ装置を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明のライトガイドでは、透光材料からなり、光源からの光を受光する受光面と、前記受光面に対向して配置され受光面で受光した光を出射する出射面とを備え、前記出射面は、概ね平滑な面を有すると共に前記受光面の面積よりも小さく設定されており、前記受光面には当該受光面に立てた垂線に対して25度以上で35度以内に傾斜する傾斜面をもつ凹凸が縦横にかつ周期的に形成されている構成した。かかる構成によれば、受光面から入射した光を効率良く出射面から出射させることができると共に、出射角度の依存性を小さくして出射面から出光させることができる。
【0010】
上記の構成において、前記凹凸のピッチは、前記受光面の最大外形の1/2以下であることが好ましい。かかる構成によれば、受光面に複数の凹凸形状を規則的に形成できるので、安定して効率良く出射面から光を出射させることができる。
【0011】
また、上記の構成において、前記凹凸の凸部の形状は略円錐であることが好ましい。かかる構成によれば、出射角度の依存性をさらに小さくして出射面から光を出射させることができる。
【0012】
また、上記の構成において、前記受光面の面積が前記出射面の面積より大きく設定されると共に、前記ライトガイドの側部の一部が、前記受光面から前記出射面に向けて断面先細形状になるように傾斜部を有することが好ましい。かかる構成によれば、受光面で受光した光を出射面に向けて効率良く導くことができ、さらに効率良く出射面から光を出射させることができる。
【0013】
また、本発明の照光スイッチ装置は、上記ライトガイドを用いた構成としてある。かかる構成によれば、受光面から入射した光を効率良く出射面から出射させることができると共に、効率良く出射面から光を出射させることができる照光スイッチ装置を提供できる。
【0014】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【0015】
図1は本発明の実施形態例に係る照光スイッチ装置の説明図、図2は該照光スイッチ装置に使用したライトガイドの底面図、図3は図2の3−3線に沿った断面図、図4は該照光スイッチ装置に使用したライトガイドの平面図、図5は図4の5−5線に沿った断面図、図6はライトガイドに入射した光の光路状態を示す説明図、図7は比較のためのライトガイドの底面図、図8は図7の8−8線に沿った断面図、図9は比較例ライトガイドの光学シュミレーション結果を示す説明図、図10は比較例のライトガイドの光学シュミレーション結果を示す説明図である。
【0016】
車載用エアコン等に使用されてる照光スイッチ装置は、図1に示すように、図示しない固定接点及び回路パターンが形成された基板1と、基板1上に搭載されたロータリースイッチ2と、ロータリースイッチ2内であって基板1に取り付けられたLED3と、基板1に取り付けられ、LED3を保持するLEDホルダー4と、図示しない接点機構を回転によってオンオフする円筒形状のロータリースイッチ2と、図示しない接点機構を上下にスライドさせてオンオフするスライド5と、スライド5の上端に嵌め込まれたライトガイド6と、スライド5の上端に被せられたノブ7とで構成されている。
【0017】
ライトガイド6は透光材料からなり、スライド5内の中空部を通ってくるLED3の光を下面の受光面61で受け、上面の出射面62から全方位に出射させている。このライトガイド6は、図2乃至図5に示すように、LED3からの光を受光する受光面61と、受光面61に対向して配置され受光面61で受光した光を出射する出射面62とを備えている。出射面62は、概ね平滑な面を有すると共に受光面61の面積よりも小さく設定されている。また、図3に示すように、受光面61には受光面に立てた垂線に対して傾斜角θが25度以上で35度以内に傾斜する傾斜面をもつ凹凸63が縦横にかつ周期的に形成されている。凹凸63の凸部の形状は略円錐形状である。出射面に立てた垂線と凸部の傾斜面とがなす角度をθとすると、25度≦θ≦35度に設定するのが好ましい。その傾斜角度θの範囲では、受光面から入射した光を効率良く出射面から出射させることができると共に、出射角度の依存性を小さくして出射面から出光させることかできる。傾斜角度θが25度未満では、出射面からの全出射光量が少なくなると共に出射光の出射角度の依存性が大きくなり、出射面に立てた垂線となす角度が大きくなるほど出射光量が少なくなる。また、傾斜角度θが35度を越えると出射面からの光の指向性が強くなって、出射面に立てた垂線となす角度が大きくなるほど出射光量が少なくなる。
【0018】
この凹凸63の頂部63aと谷部63bとが曲面(曲面半径R=0.2mm程度)に形成され、また、凹凸63のピッチPは1.5mmである。なお、上記ピッチP=1.5mmに限らず、ピッチPは受光面の最大外形(図2の受光面61の長手方向の長さ)の1/2以下であればよく、この範囲であれば受光面61に複数の凸凹63形状を規則的に作ることができる。もし、ピッチPを外形寸法の1/2に近い値に設定する場合、多くの凸部の頂部を外形縁部に配置すると、ライトガイド6内に受光面で受光した光をより多く取り込むことができるので望ましい。すなわち、受光面の外形縁部に凸部の頂部を配置すると、凸部の傾斜面が内方に向かって傾斜するので、LED3から発せられた光が傾斜面で全反射して外方へ逃がすことを防止できるので、ライトガイド6内に受光面で受光した光をより多く取り込むことができる。
【0019】
また、受光面61と出射面62との面積比は9:4であり、かつ受光面61と出射面62との距離が14mmである。なお、受光面61と出射面62との面積比は、受光面:出射面=a:b(ただしa>b)であればよく、したがって、ライトガイド6の側部の一部が、受光面61から出射面62に向けて断面先細形状になるように傾斜部64aが形成されており、図6に示すように、受光面61に入射した光は傾斜部64aによってライトガイド6の内部で反射されて出射面62に効率良く導かれる。ライトガイド6の傾斜部64aの下方の側部は、傾斜しない側面64bが形成され、受光面61に至っている。受光面61は、図2に示すように、長方形状に形成されており、したがって、受光面61とその上部の傾斜部64aまでの部分で、全体に概ね直方体形状であり、この部分が図1に示すようにスライダ5の四角形状の内壁面に嵌め込まれて密着保持されている。
【0020】
出射面62は、ライトガイド6の上部に突設された第1突出部65の先端に設けられている。この第1突出部65は、図4に示すように、長円形状に形成されており、図1に示すように、ノブ7の開口部7aに嵌入されて出射面62が露出されている。また、第2突出部64の受光面61側、つまり、第1突出部65の根本部には鍔部66が図4に示す形状でライトガイド6の全周に亘って形成されている。この鍔部66は、図1に示すように、ノブ7の下端とスライダ5の上端に挟持されて保持されている。
【0021】
上記実施の形態にあっては、図6に示す光学シュミレーションから明らかなように、出射面から全方位に光を出射させることができるので、LED3から発せられた光を、受光面61で効率よく受光して出射面62に向けて導光させることができ、出射面62から出射角度の依存性が小さくなるように出射させることができる。また、ライトガイド6を用いた照光スイッチ装置にあっても、上記作用効果を奏する。なお、図中の1点鎖線は、LED3から発せられた光の光路を任意に選択したものである。
【0022】
ここで、本発明との比較のための比較例を図7乃至図10を参照して説明する。
【0023】
この比較例のライトガイド10は、図7及び図8に示すように、受光面11にピラミッド(四角錐)形状の凹凸13が形成されている。この凹凸13の頂部13aと谷部13bとは角部に形成されている。なお、上記実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明を省略する。
【0024】
この比較例である、受光面11にピラミッド(四角錐)形状をもつ凹凸13を有するライトガイド10の光学特性は、図9及び図10の光学シュミレーションの結果から明らかなように、光路が集中する部分が数か所見え、前記実施の形態のような全方位に光を出射するという出射特性は得られず、比較例では指向性の強いものとなっている。なお、図9は図7のA方向からみた光路状態を示し、図10は図7のB方向からみた光路状態を示す。
【0025】
本発明による照光スイッチは、本発明の実施の形態の図1に示すように構成したものであるため、夜間において使用する際、LED3から発せられた光を効率良く出射面62から出射させることができると共に、出射角度の依存性を小さくして出射面から光を出射させることができるので、運転席からの視認性はもちろんのこと、助手席からの視認性も良い状態で使用することができる。
【0026】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したような形態で実施され、以下に記載されるような効果を奏する。
【0027】
受光面から入射した光を効率良く出射面から出射させることができると共に、出射角度の依存性を小さくして出射面から出光させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態例に係る照光スイッチ装置の説明図である。
【図2】該照光スイッチ装置に使用したライトガイドの側面図である。
【図3】図2の3−3線に沿った断面図である。
【図4】該照光スイッチ装置に使用したライトガイドの平面図である。
【図5】図4の5−5線に沿った断面図である。
【図6】ライトガイドに入射した光の光路状態を示す説明図である。
【図7】比較のためのライトガイドの底面図である。
【図8】図8の8−8線に沿った端面図である。
【図9】比較例のライトガイドの光学シュミレーション結果を示す説明図である。
【図10】比較例のライトガイドの光学シュミレーション結果を示す説明図である。
【符号の説明】
2 ロータリースイッチ
3 LED
5 スライダ
6 ライトガイド
7 ノブ
61 受光面
62 出射面
63 凹凸
63a 頂部
63b 谷部
64 第2突出部
64a 傾斜部
65 第1突出部
66 鍔部
Claims (5)
- 透光材料からなり、光源からの光を受光する受光面と、前記受光面に対向して配置され受光面で受光した光を出射する出射面とを備え、
前記出射面は、概ね平滑な面を有すると共に前記受光面の面積よりも小さく設定されており、
前記受光面には当該受光面に立てた垂線に対して25度以上で35度以内に傾斜する傾斜面をもつ凹凸が縦横にかつ周期的に形成されていることを特徴とするライトガイド。 - 請求項1の記載において、前記凹凸のピッチは、前記受光面の最大外形の1/2以下であることを特徴とするライトガイド。
- 請求項1の記載において、前記凹凸の凸部の形状は略円錐であることを特徴とするライトガイド。
- 請求項1の記載において、前記受光面の面積が前記出射面の面積より大きく設定されると共に、前記ライトガイドの側部の一部が、前記受光面から前記出射面に向けて断面先細形状になるように傾斜部を有することを特徴とするライトガイド。
- 請求項1ないし4のいずれか1つに記載のライトガイドを使用したことを特徴とする照光スイッチ装置。
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