JP2007127909A - Ｌｅｄ表示器並びにｌｅｄ表示器の表面パネル及び遮光板 - Google Patents

Abstract

【課題】ＬＥＤ表示器の構成を簡略化し、少量生産毎に該ＬＥＤ表示器の形成に金型作成を行わずに、製造コストを低減する。
【解決手段】ＬＥＤ１の光を導光するために、導光体を有するＬＥＤ表示器を構成する。前記の導光体は前記のＬＥＤ１からの光を透過できる透明または半透明の部材であって該導光方向（図１中の矢印Ａで示す方向）に水平な断面の形状を櫛歯状に形成した導光部材２ａと導光部材２ｂとを用い、該導光部材２ａの前記櫛歯状の突出部（以下、櫛歯突出部と称す）２ａａ，前記櫛歯状の溝部（以下、櫛歯溝部と称す）２ａｂと該導光部材２ｂの櫛歯溝部２ｂｂ，櫛歯突出部２ｂａとを互いに咬合させて成る咬合部材２ｅ（図１Ｂ中のような咬合線２ｆを生じる）を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＬＥＤ表示器並びにＬＥＤ表示器の表面パネル及び遮光板であって、例えば、導光部材の形状並びにＬＥＤ表示器の表面パネルの形状及び遮光板の形状に関するものである。

一般的に、発光ダイオード（以下、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）と称する）は、種々の筐体の表示部や指示部（ＬＥＤは筐体を構成するプリント板に実装される表示部や指示部）に適用（例えば、自動車の計器パネルに適応）され、その筐体の使用目的に応じて点灯や消灯が行われる。

前記ＬＥＤの点灯や消灯の状態を前記筐体の利用者（例えば、自動車の運転者）に対し、使用目的に応じて確認（視認など）させたりする手段として、例えば、図９，図１０に示すようにＬＥＤからの発光を筐体の外周側に導光するための部材（以下、導光部材と称する）と、前記導光部材によって導光された光が透過する表示パネルと、を備えた光を導く物体（以下、導光体と称す）によりＬＥＤ表示器を構成する手段が採られている。

まず、図９Ａ（正面図；表示パネルを介してＬＥＤの発光を視認できる方向からの図），Ｂ（図９ＡにおけるＣ−Ｃ線に沿う横断面図）において、符号１００はＬＥＤ表示器を示し、プリント板５に実装されたＬＥＤ１からの発光を筐体（プリント板５を構成した筐体）の外周側に導光する（図中の矢印Ａ方向に導光する）ための導光部材２と、前記の導光部材２によって導光された光が透過する表示パネル３と、を備えた導光体から構成される。

前記の導光部材２は前記ＬＥＤ１の形状、個数、配置位置に合わせて形成（図９中ではＬＥＤの２個形成）され、前記ＬＥＤ１からの発光が通過する略筒状（図９Ａ中では、横断面略矩形状）の孔（以下、導光孔と称する）２ｃと、少なくとも各導光孔２ｃ間において前記ＬＥＤの発光が相互に干渉しないように遮光するための部材（以下、遮光部材と称する）２ｄと、を主体に構成する。

前記の表示パネル３は、光透過率の高い部材（例えば、透明または半透明の部材でＬＥＤ１からの発光が透過する部材）から成り、前記の導光部材２における各導光孔２ｃの一端側を覆うように設けられ、この表示パネル３の外周縁は筐体の一部である表面パネル４によって覆われる（例えば、表面パネル４に穿設された孔に表示パネル３を嵌入）。前記の表面パネル４は、例えばＬＥＤ表示器１００によって導光されたＬＥＤの点灯もしくは消灯表示と、機能名（機能を表示する文字列；表面パネルに印刷されたり、銘板として貼付されたりする）と、を表示するために使用される。

前記ＬＥＤ表示器１００においては、各導光孔２ｃの一端側（図９中では、プリント板５側）にそれぞれのＬＥＤ１の一部（図９中では、ＬＥＤ１の発光部１ａ）が挿入され、各導光孔２ｃの中心軸（導光する方向の軸）と各ＬＥＤ１の光軸（発光の中心軸）とがそれぞれ一致し、各ＬＥＤ１からの発光をそれぞれ各導光孔１ａの他端側（筐体の外周側）へ導光できるように構成される。

次に、図１０Ａ（正面図；表示パネルを介してＬＥＤの発光を視認できる方向からの図），Ｂ（図１０ＡにおけるＣ−Ｃ線に沿う横断面図）において、符号１０１はＬＥＤ表示器を示すものであり（なお、図９と同様のものの詳細な説明は省略する）、図９と同様に導光部材２及び表示パネル３が構成されると共に、ＬＥＤ表示器外部から入射する光（ＬＥＤ１以外で自然光や蛍光灯等の光；以下、外光と称する）や各ＬＥＤ１の発光の相互干渉を防ぐための補助遮光部材６を備えた導光体から構成される。

図１０の導光部材２においては、ＬＥＤ発光部１ａの直径よりも小さい直径の導光孔（横断面円形状の孔）が形成されている。なお、導光孔２ｃにおいては、受光側から筐体の外周側に向かって、該孔径が順次大きくなる形状のものも知られている（例えば、特許文献１参照）。

前記の補助遮光部材６はＬＥＤ１の個数，形状に応じて導光部材２の一端側（図１０中では、プリント板５側）に形成（図１０中ではＬＥＤの２個形成）され、ＬＥＤ配列方向の光を遮光できるように配置される（例えば、特許文献２、特許文献３参照）。

図１０中のＬＥＤ表示器１０１は、図９中のＬＥＤ表示器１００と比較すると、光源であるＬＥＤ１と導光部材２との間の距離が大きく、各ＬＥＤ１の発光の相互干渉が発生し易くなっているが、導光部材２に補助遮光部材６を設けたことにより前記の干渉の防止が図られている。

また、図１０中の遮光部材２ｄは、図９中の遮光部材２ｄと比較すると、より厚く形成されていることが読み取れる。これは、図１０では前記のようにＬＥＤ１を各導光孔２ｃの外部に位置させ、図９よりも遮光部材２ｄを厚くすることが可能になったためであり、前記遮光部材２ｄをより厚くすることによって、該遮光部材２ｄ内部を透過しようとする光を更に減衰する効果を得られる。
特開２００２−１１１５４（段落［００４３］〜［００４４］等）。 特開平５−６６７２２（段落［００１３］〜［００１５］等）。 特開２００１−２４２８０８（段落［００１５］〜［００１７］等）

上述のようなＬＥＤ表示器においては、例えば、補助遮光部材の形成，厚さ，ＬＥＤ位置を考慮する必要があるため、該ＬＥＤ表示器の組立作業時間が長くなり、製造コストの上昇を招く恐れがあった。

また、前記のようなＬＥＤ表示器は、目的とする製品の表面パネルやプリント板に適合させて形成する必要があり、その製品の種類ごとに適合した金型を使用すると、さらに製造コストが高価になる恐れがあった。さらに、たとえ機械（例えば、彫刻器）加工で前記のようなＬＥＤ表示器の製造を行っても、該ＬＥＤ表示器の構成が一般的なＬＥＤ表示器より複雑になるため、高コストになることが避けられなかった。このような製造コストの上昇は、特に少量生産において顕著となる。

本発明の目的は、ＬＥＤ表示器の構成を簡略化し、少量生産毎に該ＬＥＤ表示器の形成に金型作成を行わずに、製造コストを低減することが可能なＬＥＤ表示器並びにＬＥＤ表示器の表面パネル及び遮光板を提供することにある。

本発明は、前記課題の解決を図るものであり、請求項１記載の発明は、ＬＥＤ表示器であって、ＬＥＤの光を導光するための導光体を有し、前記導光体は、前記ＬＥＤからの光が透過する透明または半透明の部材であって該導光方向に水平な断面の形状が櫛歯状の第１導光部材及び第２導光部材を用い、その第１導光部材の櫛歯突出部，櫛歯溝部をそれぞれ第２導光部材の櫛歯溝部，櫛歯突出部に咬合させて成る咬合部材によって構成され、前記第１導光部材の咬合面と前記第２導光部材の咬合面との間には、前記第１導光部材より屈折率の小さい、かつ、前記第２導光部材より屈折率の小さい媒質が介在したことを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記の各櫛歯突出部におけるＬＥＤ側に位置し該ＬＥＤからの光を受光する受光面と、前記の各櫛歯突出部における受光面と対向する側に位置し該受光面から導光された光を投映する表示面と、を有し、前記の各櫛歯突出部における咬合面は、前記の受光面から第１，第２導光部材に導光される光の入射角の大きさが臨界角以上となる遮光面であることを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、表面処理を施された遮光面を有することを特徴とする。

請求項４記載の発明は、請求項１乃至３の何れかに記載の発明において、前記の導光体は、前記咬合部材を２つ以上組み合わせて構成されたことを特徴とする。

請求項５記載の発明は、請求項１乃至４の何れかに記載のＬＥＤ表示器の表示面に設置される表面パネルであって、前記ＬＥＤ表示器を介したＬＥＤの光を視認できる孔を、該孔の中心軸が前記ＬＥＤの光軸と一致する位置に形成し、少なくとも、前記表示面に露出する咬合線を被覆することを特徴とする。

請求項６記載の発明は、ＬＥＤ表示器であって、ＬＥＤの光を導光するための導光体を有し、前記導光体は該ＬＥＤからの光が透過する透明または半透明の部材であって、前記導光部材のＬＥＤ側には、該ＬＥＤの光軸方向断面の形状が凸状で、前記ＬＥＤの光を受光する受光面を有する突起部が設けられたことを特徴とする。

請求項７記載の発明は、請求項６に記載の発明において、前記突起部に設けられた受光面と、前記受光面と対向する側に位置し該受光面から導光された光を投映する表示面と、を有することを特徴とする。

請求項８記載の発明は、請求項６または７に記載の発明において、前記の導光部材の受光側における前記受光面を除く面は、少なくとも空間を介したＬＥＤの発光を反射する角度の遮光面であることを特徴とする。

請求項９記載の発明は、請求項６乃至８の何れかに記載の発明において、表面処理を施された遮光面を有することを特徴とする。

請求項１０記載の発明は、請求項１乃至９の何れかに記載のＬＥＤとＬＥＤ表示器との間の位置に対する遮光板であって、中心軸が該ＬＥＤの光軸と一致し直径が前記受光面の直径以下である孔を、該ＬＥＤと所定距離隔てて配置したことを特徴とする。

なお、請求項８記載の発明において、前記の導光部材はＬＥＤの光を透過できる部材のため、前記の遮光面に到達した光は全反射されずに、その光の一部は屈折して、前記の導光部材へ入射することもある。

そして、前記の請求項１記載の発明によれば、前記導光体を透過させてＬＥＤからの光を導光することができる。また、前記導光部材内から前記咬合面と前記媒質とで成す境界面へ入射する光において、入射角が臨界角以上の光を全反射することができる。

前記の請求項２記載の発明によれば、前記の各櫛歯突出部における受光面から前記導光部材内部へ透過させてＬＥＤの光を導光し、該受光面に対向する表示面に導光された光を投映させることができる。また、ＬＥＤからの光が前記導光部材内で放射状に広がり、遮光効果を有する咬合面に対して到達する光が生じても、その光の多くを乱反射して減衰することもできる。

前記の請求項３記載の発明によれば、遮光面に到達する光を乱反射させることができる。

前記の請求項４記載の発明によれば、前記導光体を介して、より多くのＬＥＤの光を導光することができる。

前記の請求項５記載の発明によれば、前記咬合部材の表示面に露出した咬合線を被覆しても、ＬＥＤの光を視認することができる。また、表示面上でＬＥＤの光が到達する部分に入射する外光を遮光することができる。さらに、表示面に投映されたＬＥＤの光を表面パネルに穿設された孔内で導光することができる。

前記の請求項６記載の発明によれば、ＬＥＤ側に突設された突起部の受光面からＬＥＤの光を受光し、前記の導光部材内へ導光される光量を調節すること、さらに、その受光した光（光束）を収束もしくは発散することができる。

前記の請求項７記載の発明によれば、前記の突起部を透過したＬＥＤの光を表示面に投映することができる。

前記の請求項８記載の発明によれば、前記の各櫛歯突出部の受光側における前記受光面を除く面へ空間を介して到達したＬＥＤの発光を遮光することができる。

前記の請求項９記載の発明によれば、遮光面に到達する光を乱反射させることができる。

前記の請求項１０記載の発明によれば、前記の導光部材において、受光面以外に到達するＬＥＤの光を減じることができる。

以上示したように本発明によれば、前記の咬合部材の咬合面に形成された遮光面または遮光板が遮光部材を代替し、ＬＥＤ表示器を構成する部品数を減少させ、そのＬＥＤ表示器の構成を簡略化できている。さらに、前記のように部材内部に光を透過させて導光する構成は、ＬＥＤ表示器の構成から表示パネルを削減させ、そのＬＥＤ表示器全体の構成を簡略化する効果を有している。これらの簡略化によって、少生産量案件毎の金型作成を行う必要がなく、低コスト化も図られる。

それらに加えて、前記の咬合部材の組み合わせは、より多くの発光部を有するＬＥＤ表示器の構成を容易にする。また、前記の各櫛歯突出部のＬＥＤ側に突設された突起部は、その突起部の形状に応じた光を表示面に投映する。そして、前記の表面パネルは、表示面に投映されたＬＥＤの光を際立たせることができる。これらを以ってＬＥＤ表示器の分野に貢献することができる。

以下、本発明の実施の第１乃至第４形態におけるＬＥＤ表示器を図面等に基づいて詳細に説明する。本実施の第１乃至第４形態では、光を光透過率（ＬＥＤの光を透過できる程度の光透過率）の高い部材の内部に透過させて導光することと、前記導光部材の受光側に突起部を設け、該突起の形状に応じて、光量の制御（ＬＥＤからの光量の絞り）と光束の制御（ＬＥＤからの光の収束もしくは発散）とを行うことと、を応用して、ＬＥＤ表示器を成すことである。

図１１Ａ（正面図；導光部材を介してＬＥＤの発光を視認できる方向からの図），Ｂ（図１１ＡにおけるＣ−Ｃ線に沿う横断面図）は、本実施の形態のＬＥＤ表示器における導光の原理を説明するための概略図である。図１１中の符号２は、ＬＥＤ１の発光を受光する面（以下、受光面と称する）１０と、該受光面１０から入射した光を導光部材２内部に透過させて投映する面（以下、表示面と称する）９と、から成る導光部材であり、該受光面１０がＬＥＤ１の発光部に対向するように配置される。前記ＬＥＤ１（点光源）からの発光は、前記受光面１０（例えば、該受光面１０は導光方向（図１１Ｂ中の矢印Ａ方向）に対して垂直に形成される面）にて受光され、前記導光部材２内部へ導光されるが、前記ＬＥＤ１が点光源であるため、導光された発光は放射状に（指向性を持って直進せずに）広がって進行する。そのため、前記ＬＥＤ１から発光された光の全てが前記導光部材２内部に入射するわけではなく、乱反射される光（図１１Ｂ中の符号α）も存在する。

図１１の場合、前記ＬＥＤ１から前記導光部材２内部へ入射した光は、該導光部材２内部を透過し、前記受光面１０に対向する前記表示面９（例えば、該受光面１０に対して略平行に形成される面）に到達する光（図１１Ｂ中の符号β）と、光の広がりによって該導光部材２の側面に到達する光と、に分類される。前記表示面９に到達した光は該表示面９に投映され、該表示面９を明るくする。

一方、前記導光部材２内部を透過し、該導光部材２の側面に到達した光は、屈折率の大きい媒質（該導光部材２）内から屈折率の小さい媒質（空気）へ進行することになるため、その光の入射角が臨界角以上の光は境界面（該導光部材２と該導光部材２の周囲の空気が成す境界面）で前記導光部材２内へ反射され、入射角が臨界角より小さい光は境界面を透過して前記導光部材２外へ射出される。従って、入射角と臨界角の関係により、前記導光部材２外部に射出される光（図１１Ｂ中の符号γ１）と該導光部材２内部で乱反射されるうちに減衰する光（図１１Ｂ中の符号γ２）が存在し、符号γ２で示す光の多くは乱反射され減衰する。すなわち、前記導光部材２において光の入射角が臨界角以上となる面は、遮光効果を有する面（図１１Ｂ中の符号７；以下、遮光面と称す）として機能する。

次に、本実施の形態のＬＥＤ表示器における光量の制御と光束の制御の原理を図１２Ａ（正面図；導光部材を介してＬＥＤの発光を視認できる方向からの図），Ｂ（図１２ＡにおけるＣ−Ｃ線に沿う横断面図）に基づいて説明する。なお、図１１中のものと同様のものについては、詳細な説明は省略する。図１２中の導光部材２の受光側には、ＬＥＤ１からの光束を制御するための突起部２ｇが突設されており、該突起部２ｇの先端面には前記受光面１０が形成されている。

図１１と同様に、ＬＥＤ１からの光は前記受光面１０で受光され、前記導光部材２内部へ導光されるが、該受光面１０の面積の大きさによって、該導光部材２の内部へ入射する光量が調節される(すなわち、該受光面１０が該導光部材２へ入射する光量を絞る機能を有することになる)。さらに、前記ＬＥＤ１の光は前記突起部２ｇの形状に応じて、収束もしくは発散されて前記表示面９に投映される。例えば、図１２中の突起部２ｇは円柱形のため、該円柱形の底面の形状である円状に光が絞られ、その光が導かれる経路（以下、導光路と称する）が円柱形に形成（図１２中の符号８で示す三点鎖線の間部分に形成）される。また、受光面１０が片側凸レンズ状の曲面に形成された場合、光束が円錐状に収束され、円錐状の導光路８´が形成（図１２中の符号８´で示す三点鎖線の間部分に形成）されることもある。

一方、図１２中のＬＥＤ１から空気（ＬＥＤ１と受光面１０との間の空気）中を通過し突起部２ｇ内に導光された光のうち、図１２中の符号７ａで示す面（前記導光部材２の受光側における前記受光面１０以外で面）に到達した光は、面７ａは導光方向から入射する光を反射する角度で形成されているため、反射され減衰する。すなわち、図１２中の面７ａも、遮光面として機能する。また、面７ａの表面に微細な凹凸を形成（遮光面に光の波長程度の小さな凹凸を多く形成）するような表面処理を行った場合には、その遮光面に到達する光に関しての乱反射を増加させ、遮光効果を高めることも可能である。なお、符号７ｂで示す面は、前記導光部材２を透過して該面７ｂに到達する光に対して、図１１中の面７と同じ遮光面であるため、詳細な説明は省略する。

本発明の実施の第１乃至第４形態は、前述のような原理に基づいており、図１Ａ（正面図；各導光部材を介してＬＥＤの発光を視認できる方向からの図），Ｂ（正面図；各導光部材を咬合した咬合部材の図），Ｃ（図１ＢにおけるＣ−Ｃ線に沿う横断面図）に示すように、ＬＥＤ１の光を導光するための導光体を有し、該導光体は該ＬＥＤ１からの光を透過できる透明または半透明の部材であって該導光方向（図１中の矢印Ａで示す方向）に水平な断面の形状を櫛歯状に形成した導光部材２ａと導光部材２ｂとを用い、該導光部材２ａの前記櫛歯状の突出部（以下、櫛歯突出部と称す）２ａａ，前記櫛歯状の溝部（以下、櫛歯溝部と称す）２ａｂと該導光部材２ｂの櫛歯溝部２ｂｂ，櫛歯突出部２ｂａとをそれぞれ互いに咬合させて成る咬合部材２ｅ（図１Ｂ中のような咬合線２ｆを生じる）によって構成されたことを特徴とするＬＥＤ表示器に関するものである。また、前記のＬＥＤ表示器において、少なくとも前記咬合部材２ｅにおける前記咬合線２ｆを被覆する表面パネルに関するものである。

［本実施の第１形態］
図２Ａ（正面図；導光部材を介してＬＥＤの発光を視認できる方向からの図），Ｂ（図２ＡにおけるＣ−Ｃ線に沿う横断面図），Ｃ（図２Ｂ中の導光部材２ａもしくは２ｂの側面図）は、本実施の第１形態の一例であるＬＥＤ表示器を説明するための概略図である。なお、図２Ｂでは、導光方向は光源から筐体の外周側に向かう方向（図２Ｂ中の矢印Ａで示す方向）とする。また、図２Ｃでは、受光面から導光部材の表示面に向かう導光路（受光面の外周縁から導光部材の表示面への垂線によって描かれる（外周面が描かれる）略矩形状の導光路）を符号８（図２Ｃ中では三点鎖線の間部分）で示す。さらに、符号１はＬＥＤ（図２中でＬＥＤは６個）、符号５はプリント板であるが、図９及び図１０に示すものと同じであるため、詳細な説明は省略する。

図２中の符号１０２はＬＥＤ表示器を示すものであり、導光部材２ａ，２ｂを咬合して成る咬合部材２ｅによって導光体が構成されたものである。また、前記ＬＥＤ表示器１０２の外周縁は、筐体の一部である表面パネル４によって覆われる（例えば、該表面パネル４に穿設された孔に該ＬＥＤ表示器１０２を嵌入する）。

図２中の導光部材２ａ，２ｂは、図１で説明したように、光透過率の高い材質であって、さらに、該導光方向に水平な断面が櫛歯状に形成（図２中では矩形の櫛歯状に形成）されたものであり、ＬＥＤ１からの発光を筐体（図２中のプリント板５を構成した筐体）の外周側に導光（図２Ｂ中の矢印Ａ方向へ導光）するためのものである。前記導光部材２ａ，２ｂの各櫛歯突出部２ａａ，２ｂａにおいては、例えば、同一形状に形成され、かつ、該櫛歯突出部２ａａ，２ｂａを合算した数が、ＬＥＤ１の個数と等しくなるようにする。また、前記櫛歯突出部２ａａ，２ｂａを合算した数は２Ｎ（Ｎは自然数）個となる。

図２中の受光面１０は櫛歯突出部２ａａ，２ｂａの受光側に形成され、例えば、表面が略平坦であって、かつ、前記導光方向に対して垂直となるように形成されている。前記の各導光部材２ａ，２ｂにおける受光面１０の反対側には、該受光面１０に対して略平行な表示面９が形成される。

図２中の導光部材２ａ，２ｂにおいて、各櫛歯突出部２ａａ，２ｂａの咬合面１１は、前記の受光面１０から導光部材２ａ，２ｂに導光される光の入射角の大きさが臨界角以上となる面であり、隣接する各導光路８間における光の相互干渉を防止できる遮光効果を有するもの（遮光面）である。なお、咬合面１１の表面に微細な凹凸を形成（遮光面に光の波長程度の小さな凹凸を多く形成）するような表面処理を行った場合には、その遮光面に到達する光に関しての乱反射を増加させ、遮光効果を高めることも可能である。

一般的に、ＬＥＤ１の光は、単に前記導光路８に沿って前記導光部材２ａ，２ｂ内部を透過して前記表示面９方向に直進するわけではなく、該表示面９に近づくにつれて放射状に広がりながら進行する。このため、前記の遮光面の無い導光部材が構成されている場合には、隣接する該導光路８間で光の干渉を起こすことがありうる。

一方、図２のように、導光部材２ａ，２ｂの咬合面１１に到達する光の入射角が臨界角以上になるように、導光体を形成し、さらに、前記導光部材２ａの咬合面１１と前記導光部材２ｂの咬合面１１の間に、前記導光部材２ａより屈折率の小さい、かつ、前記導光部材２ｂより屈折率の小さい媒質（本実施例では空気）を介在させることによって、該咬合面１１を遮光面として機能させることができる。これにより、前記のようにＬＥＤからの光が導光部材内で放射状に広がって咬合面１１に到達する光が生じても、その光の多くは乱反射して減衰する。

以上示したように本実施の第１形態によれば、図９，図１０のようなＬＥＤ表示器と異なり、導光孔を導光部材に穿設しなくとも、該導光部材自体の光透過性を利用し、ＬＥＤの発光を該導光部材の内部へ透過させることによって、導光が行われる。また、咬合面が遮光面として機能するため、前記導光部材に遮光部材や補助遮光部材を形成しなくとも、ＬＥＤの発光の相互干渉を防止できる。さらに、図９，図１０のようなＬＥＤ表示器より部品数が減少（図９中のＬＥＤ表示器１００と比較すると表示パネルの分、図１０中のＬＥＤ表示器１０１と比較すると表示パネルと補助遮光部材の分が減少）し、ＬＥＤ表示器の構成の簡略化を図ることができる。

［本実施の第２形態］
次に、本実施の第２形態の一例であるＬＥＤ表示器を図３Ａ（正面図；導光部材を介してＬＥＤの発光を視認できる方向からの図），Ｂ（図３ＡにおけるＣ−Ｃ線に沿う横断面図），Ｃ（図３Ｂ中の導光部材２ａもしくは２ｂの側面図）を用いて説明する。なお、図３Ｂでは、導光方向は光源から筐体の外周側に向かう方向（図３Ｂ中の矢印Ａで示す方向）とする。また、図３Ｃでは、導光路は符号８で示す三点鎖線によって描かれる部分である。さらに、符号１はＬＥＤであるが（図３中でＬＥＤは６個）、図９及び図１０中に示すものと同じものであるため説明は省略する。

図３中の符号１０３はＬＥＤ表示器を示すものであり、前記ＬＥＤ表示器１０２と同様に、櫛歯形状の導光部材２ａ，２ｂを咬合して成る咬合部材２ｅによって導光体が構成されたものである。また、前記ＬＥＤ表示器１０３の外周縁は筐体の一部である表面パネル４によって覆われる。

図３中の導光部材２ａ，２ｂの各櫛歯突出部２ａａ，２ｂａの受光側には、円柱形突起部２ｇが突設されており、該円柱形突起部２ｇの先端面には前記受光面１０が形成されている。前記円柱形突起部２ｇは、例えば、前記導光部材２ａ及び２ｂにおける円柱形突起部２ｇを合算した数が、ＬＥＤ１の個数と等しくなるように形成され、該導光部材２ａと２ｂが同一形状の場合には、該円柱形突起部２ｇの個数は２Ｎ（Ｎは自然数）個となる。前記導光部材２ａ，２ｂに形成された受光面１０の反対側には、該受光面１０に対して略平行な表示面９が形成される。そして、前記導光部材２ａ，２ｂの受光側における前記受光面１０を除く面（図３Ｃ中の符号７ａで示す面）と、前記導光部材２ａ，２ｂにおける咬合面１１は、遮光面として機能する。

なお、図３中では、前記受光面１０の表面は略平坦であって、かつ、前記導光方向に対して垂直になるように、かつ、前記の各受光面１０の中心と前記の各ＬＥＤの発光部１ａの光軸方向が一致するように形成されている。また、前記の各受光面１０の直径は、好ましくは、それぞれ同じ長さで、前記の各ＬＥＤの発光部１ａの直径と一致するように設定される。

図３中の導光部材２ａ，２ｂにおいて遮光面として機能する面（側面７）は、空間（本実施例では空気）を通過して前記導光部材２ａ，２ｂの受光側における前記受光面１０を除く面に入射するＬＥＤ１の光と前記導光部材２ａ，２ｂ内部を透過する光との干渉を防止する面７ａと、隣接する導光路８間の光の相互干渉を防止する面（前記櫛歯突出部２ａａ，２ｂａにおける各々の咬合面１１）と、に分類される。前記のように遮光面として機能する面７ａや咬合面１１を有する導光部材は、たとえ前記のようにＬＥＤ１からの光が前記導光部材２ａ，２ｂ内外で放射状に広がり、該面７ａや該咬合面１１に到達する光が生じても、その光の殆どを乱反射し減衰させる。

図３中のプリント板５においては、ＬＥＤの発光部１ａの直径と同じ直径を有する孔（図３Ｂ中の符号５ａ；該孔をＬＥＤ用孔と称す）が、ＬＥＤ１とＬＥＤ表示器１０３との間の位置に対し、ＬＥＤ１と同じ個数穿設される。また、前記プリント板５は、該プリント板５の受光側の面が導光方向に対して垂直、かつ、該プリント板５に穿設されたＬＥＤ用孔５ａの中心軸とＬＥＤ１の光軸とが一致する位置に配置される。なお、前記ＬＥＤ用孔５ａにおいては、該ＬＥＤ用孔５ａと同じ形状で透明もしくは半透明の板状部材を嵌入しても良い。

次に、前記ＬＥＤ表示器１０３のデザイン性を向上させる表面パネルについて、図４Ａ（正面図；導光部材を介してＬＥＤの発光を視認できる方向からの図），Ｂ（図４ＡにおけるＣ−Ｃ線に沿う横断面図）を用いて説明する。なお、図３と同じものの詳細な説明は省略する。

図４中の表面パネル４には、直径が発光部１ａの直径よりも大きい孔（以下、ＬＥＤ表示用孔と称する）４ａが、該ＬＥＤ表示用孔４ａの中心軸が発光部１ａの光軸と一致するように、例えば、ＬＥＤ１の個数と同数穿設される。そして、前記表面パネル４は、図４中の咬合部材２ｅ（図４Ａ中では破線の長方形で示す）における筐体の外周側の面に露出する咬合線２ｆ（図４Ａ中では破線の矩形波形状で示す）を被覆するように設置される。

以上示したように、本実施の第２形態における導光部材は、前記受光面１０から入射する光が前記円柱形突起部２ｇにて絞られることにより、前記表示面９上には前記の各々のＬＥＤ１に対応した略円形状の光（図３Ａ中の破線円付近）を投映することができるものである。

また、本実施の第２形態におけるプリント板は、図９，図１０中のプリント板と異なり、ＬＥＤをプリント板の板面上に嵌入せずに、該プリント板に、中心軸が該ＬＥＤの光軸と一致し直径が前記受光面の直径以下である孔を、該ＬＥＤと所定距離隔てて配置して遮光機能を持たせ（即ち、該プリント板は遮光板を成し）、導光部材における受光面以外に到達するＬＥＤの光を減じている。このように、プリント板に遮光機能を持たせることは、部品数を減少させる一因でもある。

そして、本実施の第２形態における図４中の表面パネルは外光を遮光するため、表示面に投映されたＬＥＤの光を際立たせることができる。さらに、前記の表示面に投映されたＬＥＤの光を表面パネルに穿設された孔内で導光され、該ＬＥＤの光をより際立たせることができる。

また、図４中の表面パネルは、咬合部材における筐体の外周側の面に露出する咬合線を被覆するため、図９中のＬＥＤ表示器と同等のデザイン性（咬合線が視認されないようにしたデザイン性）を確保できる。

［本実施の第３形態］
次に、本実施の第３形態の一例であるＬＥＤ表示器を図５Ａ（正面図；導光部材を介してＬＥＤの発光を視認できる方向からの図），Ｂ（図５ＡにおけるＣ−Ｃ線に沿う横断面図）を用いて説明する。なお、符号１はＬＥＤ（図５中では１２個のＬＥＤ）、符号５はプリント板（図５中では１２個の前記ＬＥＤ用孔５ａが穿設されたプリント板）であるが、図３と同じものであるため、詳細な説明は省略する。

図５中のＬＥＤ表示器１０４は、２組の導光部材２ａ，２ｂをそれぞれ咬合して２つの咬合部材２ｅを成し、それらの２つの咬合部材２ｅで導光体を構成するものである。さらに、前記の各咬合部材２ｅは、それらの各咬合部材２ｅの受光面１０が１直線状に位置するように構成されている。

以上示したように、本実施の第３形態における構成によれば、図１乃至図４中のＬＥＤ表示器よりもＬＥＤの発光部１ａの数が多いＬＥＤ表示器を容易に構成可能である。

［本実施の第４形態］
次に、本実施の第４形態の一例であるＬＥＤ表示器を図６Ａ（正面図；導光部材を介してＬＥＤの発光を視認できる方向からの図），Ｂ（図６ＡにおけるＣ−Ｃ線に沿う横断面図）を用いて説明する。なお、符号１はＬＥＤ（図６中では３個のＬＥＤ）、符号５はプリント板（図６中では３個の前記ＬＥＤ用孔５ａが穿設されたプリント板）であるが、図３と同じものであるため、詳細な説明は省略する。

図６中のＬＥＤ表示器１０６では、互いに異なった形状に形成された導光部材２ａと導光部材２ｂを咬合して咬合部材２ｅを成し、その咬合部材で導光体を構成するものである。なお、導光部材２ａの受光面１０は１つ、導光部材２ｂの受光面１０は２つであり、咬合面２ｅを成した時には、受光面１０を３つ（即ち、奇数個）持つ導光体を構成することになる。

以上示したように、本実施の第４形態における構成によれば、ＬＥＤの発光部が奇数個のＬＥＤ表示器を容易に構成することが可能である。

以上、本発明において、記載された具体例に対してのみ詳細に説明したが、本発明の技術思想の範囲で多彩な変形および修正が可能であることは、当業者にとって明白なことであり、このような変形および修正が特許請求の範囲に属することは当然のことである。

例えば、本実施の第２形態における変形例である図７Ａ（正面図；導光部材を介してＬＥＤの発光を視認できる方向からの図），Ｂ（図７ＡにおけるＣ−Ｃ線に沿う横断面図）中に示すＬＥＤ表示器１０３´のように、該導光方向に水平な断面の櫛歯形状が正弦波形（図７中の符号２´ｆ）である導光部材２´ａと２´ｂによって構成しても良い。この導光部材２´ａ，２´ｂを用いた場合も、咬合させることにより咬合部材２´ｅを成すことができ、該導光部材２´ａ，２´ｂの各々の櫛歯突出部２´ａａ，２´ｂａに形成された前記円柱形突起部２´ｇの先端面（受光面１０´）から入射した光を表示面９へ投映することが可能となる。なお、図７中の符号１，５は、図３中のものと同じであるため、詳細な説明を省略する。

さらに、本実施の第２形態における他の変形例である図８Ａ（正面図；導光部材を介してＬＥＤの発光を視認できる方向からの図），Ｂ（図８ＡにおけるＣ−Ｃ線に沿う横断面図）中に示す導光部材２´ａ，２´ｂによって構成されたＬＥＤ表示器１０５のように、図３中の円柱形突起部２ｇと同様の形状で受光側に片側凸レンズ形状の受光面１０´を有する円柱形突起部２´ｇを突設させた場合においても、該受光面１０´によってＬＥＤ１からの光束を収束して、表示面９に表示することが可能である。すなわち、前記のように光束が収束されることによって、前記導光部材２´ａ，２´ｂ内部に円錐状の導光路８´（図８Ｂ中の三点鎖線の間部分）が形成される。なお、図８中の符号１，５，９は図３中のものと同じであるため、詳細な説明は省略する。

さらに、本実施の形態において、図１中のような前記導光部材２ａの咬合面１１と前記導光部材２ｂの咬合面１１の間に、前記導光部材２ａより屈折率の小さい、かつ、前記導光部材２ｂより屈折率の小さい接着剤を媒質として介在させることによって、該咬合面１１を遮光面として機能させることもできる。

そして、本実施の形態に示した導光部材を適応する材料においては、所望の透過性、屈折率等を付与できるものであれば、種々の材料（例えば、プラスチック樹脂）を適宜使用しても良い。

本実施の形態における導光部材の一例を示す概略図。 本実施の第１形態におけるＬＥＤ表示器の一例を示す概略説明図。 本実施の第２形態におけるＬＥＤ表示器の一例を示す概略説明図。 本実施の第２形態における表面パネルの一例を示す概略説明図。 本実施の第３形態におけるＬＥＤ表示器の一例を示す概略説明図。 本実施の第４形態におけるＬＥＤ表示器の一例を示す概略説明図。 本実施の第２形態におけるＬＥＤ表示器の変形例を示す概略説明図。 本実施の第２形態におけるＬＥＤ表示器の他の変形例を示す概略説明図。 一般的なＬＥＤ表示器の一例を示す概略説明図。 一般的なＬＥＤ表示器の他の例を示す概略説明図。 本実施の形態のＬＥＤ表示器における導光の原理図。 本実施の形態のＬＥＤ表示器における光量の制御と光束の制御の原理図。

符号の説明

１…ＬＥＤ
１ａ…ＬＥＤの発光部
２，２ａ，２ｂ，２´ａ，２´ｂ…導光部材
２ａａ，２ｂａ，２´ａａ，２´ｂａ…櫛歯突出部
２ａｂ，２ｂｂ…櫛歯溝部
２ｃ…導光孔
２ｄ…遮光部材
２ｅ，２´ｅ…咬合部材
２ｆ，２´ｆ…咬合線
２ｇ，２´ｇ…突起部
３…表示パネル
４…表面パネル
４ａ…ＬＥＤ表示用孔
５…プリント板
５ａ…ＬＥＤ用孔
６…補助遮光部材
７，７ａ，７ｂ…遮光面
８，８´…導光路
９…表示面
１０，１０´…受光面
１１…咬合面
１００，１０１，１０２，１０３，１０３´，１０４，１０５，１０６…ＬＥＤ表示器
α，β，γ１，γ２…光

Claims (10)

1. ＬＥＤの光を導光するための導光体を有し、
   前記導光体は、前記ＬＥＤからの光が透過する透明または半透明の部材であって該導光方向に水平な断面の形状が櫛歯状の第１導光部材及び第２導光部材を用い、その第１導光部材の櫛歯突出部，櫛歯溝部をそれぞれ第２導光部材の櫛歯溝部，櫛歯突出部に咬合させて成る咬合部材によって構成され、
   前記第１導光部材の咬合面と前記第２導光部材の咬合面との間には、前記第１導光部材より屈折率の小さい、かつ、前記第２導光部材より屈折率の小さい媒質が介在したことを特徴とするＬＥＤ表示器。
2. 前記の各櫛歯突出部におけるＬＥＤ側に位置し該ＬＥＤからの光を受光する受光面と、前記の各櫛歯突出部における受光面と対向する側に位置し該受光面から導光された光を投映する表示面と、を有し、
   前記の各櫛歯突出部における咬合面は、前記の受光面から第１，第２導光部材に導光される光の入射角の大きさが臨界角以上となる遮光面であることを特徴とする請求項１記載のＬＥＤ表示器。
3. 表面処理を施された遮光面を有することを特徴とする請求項１または２に記載のＬＥＤ表示器。
4. 前記の導光体は、前記咬合部材を２つ以上組み合わせて構成されたことを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載のＬＥＤ表示器。
5. 請求項１乃至４の何れかに記載のＬＥＤ表示器の表示面に設置される表面パネルであって、前記ＬＥＤ表示器を介したＬＥＤの光を視認できる孔を、該孔の中心軸が前記ＬＥＤの光軸と一致する位置に形成し、少なくとも、前記表示面に露出する咬合線を被覆することを特徴とするＬＥＤ表示器の表面パネル。
6. ＬＥＤの光を導光するための導光体を有し、
   前記導光体は該ＬＥＤからの光が透過する透明または半透明の部材であって、前記導光部材のＬＥＤ側には、該ＬＥＤの光軸方向断面の形状が凸状で、前記ＬＥＤの光を受光する受光面を有する突起部が設けられたことを特徴とするＬＥＤ表示器。
7. 前記突起部に設けられた受光面と、前記受光面と対向する側に位置し該受光面から導光された光を投映する表示面と、を有することを特徴とする請求項６に記載のＬＥＤ表示器。
8. 前記の導光部材の受光側における前記受光面を除く面は、少なくとも空間を介したＬＥＤの発光を反射する角度の遮光面であることを特徴とする請求項６または７に記載のＬＥＤ表示器。
9. 表面処理を施された遮光面を有することを特徴とする請求項６乃至８の何れかに記載のＬＥＤ表示器。
10. 請求項１乃至９の何れかに記載のＬＥＤとＬＥＤ表示器との間の位置に対する遮光板であって、
    中心軸が該ＬＥＤの光軸と一致し直径が前記受光面の直径以下である孔を、該ＬＥＤと所定距離隔てて配置したことを特徴とするＬＥＤ表示器の遮光板。

Images