JP2009009992A - 照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 使用する発光素子の数を少なくでき、しかもその発光素子の配置の自由度を高められる照明装置を提供する。
【解決手段】 基板６の一方の面に取り付けられたロータリエンコーダ８の操作軸８ｄに取り付けた摘み４の周囲に拡散部１２を配置してある。ロータリエンコーダ８から離れた基板６上にＬＥＤ１８が設けられている。拡散部１２と一体に形成された導光部１４が、ＬＥＤ１８が発光する光を拡散部１２に導光する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、照明装置に関し、特に電気機器や電子機器に設けられている操作子の摘みを照明するものに関する。

電気機器や電子機器を暗い場所で使用する場合に、その操作を容易にするために、これら機器が備えている操作子の摘みを、照明装置によって照明することがある。このような照明装置の例が特許文献１乃至３に開示されている。

特許文献１に開示されている照明装置では、基板上に設けたロータリスイッチの操作軸に取り付けられたつまみの周囲を覆うように導光部が設けられている。この導光部は、その上面から光を透過するものである。この導光部の下方に、複数の発光素子を操作軸の周囲に間隔をおいて配置するようにフレキシブルプリント基板が設けられている。

特許文献２に開示されている照明装置では、基板の一方の面と間隔をおいて位置するように電子部品を配置し、この電子部品の下方に該当する基板上に発光素子を設け、この発光素子の周囲に、導光部が設けられ、この導光部の外縁を電子部品の外縁よりも外方に位置させている。この導光部の外縁には、発光素子から導光部を通過してきた光を電子部品側に反射させる反射部が形成されている。

特許文献３に開示された照明装置では、基板に操作子を取り付け、その操作子の操作軸に筒状の操作部を取り付け、この操作部の外周に円筒状の導光体を配置し、この導光体の下端に対応する基板上に複数の発光素子を設けている。

特開２００２−１９０２２４号公報 特開２００６−１７２７５５号公報 特開２００５−２１６７９８号公報

特許文献１に開示された照明装置では、発光素子は、必ず導光部の下方にフレキシブルプリント基板を用いて配置しなければならず、発光素子の配置位置に自由度が無い。従って、その取付作業が面倒になる。しかも、摘みの周囲を覆うように多数の発光素子を使用しなければならない。

特許文献２の照明装置によれば、発光素子は必ず電子部品の下方のプリント基板上に取り付けなければならず、発光素子の配置に自由度が無く、取付作業が面倒である。

特許文献３の照明装置によれば、発光素子は、円筒状の導光体の下端に位置するように基板に取り付けなければならず、その配置に自由度が無く、取付作業が面倒である。しかも、特許文献１と同様に多数の発光素子を使用しなければならない。

本発明は、少ない数の発光素子で操作子の摘みの周囲を均等に照明することができ、しかも、その配置に自由度があり、取付作業を容易にできる照明装置を提供することを目的とする。

本発明の一態様の照明装置は、基板の一方の面に取り付けられた操作子の操作軸に取り付けた摘みの周囲に拡散部が配置されている。この拡散部は、前記摘みの周囲から前記摘み側に向けて光を拡散可能である。操作子としては、例えば操作軸が回転する電子部品、例えばロータリエンコーダやロータリスイッチや回転式の可変抵抗器等を使用することができる。拡散部は、摘みの全周囲を包囲するように配置することが望ましいが、摘みの周囲の一部にのみ配置することも可能である。操作子から離れた位置に発光素子が設けられている。この発光素子は、摘み側に発光する。拡散部と一体に形成された導光部が、発光素子が発光する光を前記拡散部に導光する。

このように構成された照明装置では、発光素子が発光する光は、導光部を介して拡散部に導かれ、拡散部から摘みの周囲に拡散する。従って、摘みを照明することができる。しかも、導光部を設けているので、発光素子の配置位置は、発光素子から離れた任意の位置とすることができ、発光素子の配置位置の自由度が高く、取付作業が容易になる。更に、使用する発光素子は１つでよい。しかも、拡散部と導光部とは一体に形成されているので、拡散部と導光部とを個別に取り付ける必要が無く、取付作業が容易になる。

前記拡散部は、前記摘みの全周を包囲する筒状体に形成することができる。この場合、発光素子は、操作子が取り付けられている基板の一方の面に、操作子から離れて取り付けられる。導光部は、発光素子と対面する一端部を有し、他端部が記拡散部に結合されている。

このように構成すると、導光部の一端部と発光素子とが対面しているので、発光素子からの光の大部分を導光部内に導くことができる。その結果、拡散部に導入される光量も多くなり、摘みを明るく照明することができる。

更に、前記導光部の一端部を、前記基板に接触し、その一端部には、内部に前記発光素子を収容する凹部が形成されている。このように構成すると、発光素子が発光した光は、導光部の外部に漏れることなく、拡散部に導入され、拡散部に導入される光量を更に多くすることができる。

更に、導光部は、その中途に一端部から導光した光を記拡散部側に反射させる第１の反射部を設けることができる。このように構成すると、導光部内に導入された光は、反射部で拡散部側に反射され、拡散部に導入される光量を更に多くすることができる。

前記発光素子は所定の波長の光を前記基板の一方の面に対してほぼ垂直に発光するものとできる。この場合、前記導光部は前記一端部から前記基板の一方の面に垂直に前記摘み側に伸延した直線状部を有している。この直線状部の先端に第１の反射部が前記拡散部側に上り勾配に傾斜して形成されている。その傾斜角は、前記直線状部を導光された前記所定波長の光の入射角を、前記所定波長の光が全反射するために必要な臨界角以上とするように、定められている。このように構成すると、所定の波長の光は拡散部側に全反射され、第１の反射部から導光部の外部に光が漏れることがなく、より拡散部に導入される光の光量を多くすることができる。

前記拡散部における前記導光部の他端部が結合されている部分から最も離れた部分に、光を前記摘み側に反射させる第２の反射部が形成されている。

拡散部における導光部の他端部が結合されている部分から最も離れた部分に、導光部から導入された光が最も伝搬し、途中で外部に漏れたりして光量が少なくなる可能性のある光も、摘み側に反射させることができ、摘みの周囲を均一に照明することができる。

また、拡散部は、前記操作子に支持させることもできる。このように構成することによって、拡散部を支持するための取付部を、基板に別途設ける必要が無く、組み立てが容易になる。

以上のように、本発明によれば、発光素子の配置の自由度を高められ、その結果、発光素子の取付作業を容易にすることができ、更に、拡散部と導光部とが一体に形成されているので、これらの取付作業を容易にすることができる。また、導光部によって光を拡散部に導く構成であるので、拡散部の下方に複数の発光素子を設置する必要が無く、小数の発光素子で操作子の摘みの周囲を均等に照明することができ、コストの低減を図ることができる。

本発明の１実施形態の照明装置１は、図１に示すように電気機器または電子機器の操作パネル２に設けた摘み４を照明するものである。

操作パネル２の内側には、操作パネル２と平行に基板６が間隔をおいて配置されている。基板６の操作パネル２側の面に、操作子、例えばロータリエンコーダ８が配置されている。ロータリエンコーダ８は、例えば円柱状の大径部８ａを有し、大径部８ａが基板６上の操作パネル２側の面に取り付けられている。大径部８ａの操作パネル２側の面には、大径部８ａよりも直径の小さい円柱状の中径部８ｂが形成されている。この中径部８ｂの操作パネル２側の面に更に直径の小さい円柱状の小径部８ｃが形成されている。この小径部８ｃから操作パネル２側に操作軸、例えば回転軸８ｄが基板６に対してほぼ垂直に伸びている。回転軸８ｄの先端部は、操作パネル２に形成した円形開口１０を通過して外方に突出している。この先端部に上記摘み４が取り付けられている。摘み４は、例えばわずかにテーパを持つ円柱状に形成され、その下部の直径は上記開口１０の直径よりも幾分小さく設定されている。

照明装置１は、拡散部１２を有している。拡散部１２は、ほぼ円筒状に形成されており、ロータリエンコーダ８の大径部８ａ上に、拡散部１２の長手方向の中心が回転軸８ｄの中心に一致するように配置されている。この配置状態において、拡散部１２の操作パネル２側の先端縁部は、開口１０内に侵入し、その外周縁部が開口１０の全周に接触し、その内周縁部が摘み４の下部全周を僅かな隙間を介して包囲している。また、拡散部１２の内部は、中径部８ｂの全周に接触して包囲し、更に小径部８ｃにおける中径部８ｂとの結合部付近に接触している。このように拡散部１２は、ロータリエンコーダ８上に配置されているので、拡散部１２を取り付けるための金具を別個設ける必要がない。

図２（ａ）、（ｂ）に示すように、拡散部１２は、両端部が開口した中空の概略円筒状に形成され、その一方の端部が操作パネル２側に位置し、他方の端部が大径部８ａ側に位置している。操作パネル２側の端部の外径は、開口１０の直径に一致し、内径は摘み４の下部の直径よりも僅かに大きい。また、大径部８ａ側の端部の外径は、開口１０の直径よりも幾分大きく、その内径は、中径部８ｂの直径に一致している。この内径は、中径部８ｂの高さ寸法に対応する寸法まで継続し、その後、一部だけ小径部８ｃの外径に一致するように内径が狭められている。

この拡散部１２の外周面の一部に、拡散部１２と一体に導光部１４が形成されている。導光部１４は、基板６の一方の面に一端部が接触し、この一端部から基板６に対してほぼ垂直に摘み４側に向かって角柱状の直線状部１４ａが形成され、この直線状部１４ａの先端に第１の反射部１４ｂが形成されている。第１の反射部１４ｂは、摘み４側に対して上り勾配に直線状に傾斜して、基板６と所定の角度をなしている。この所定角度については後述する。この第１の反射部１４ｂから基板６と平行にわずかに結合部１４ｃが拡散部１２側に伸びて、拡散部１２に結合されている。

図２（ｃ）に示すように、導光部１４の中途の両側からそれぞれ基板６側に向かって係止部１６が伸び、その先端部にはそれぞれ係止爪１６ａが形成されている。この係止爪１６ａが基板６に係止されることによって、たとえ基板６が図１に示す水平状態から垂直状態とされても、拡散部１２及び導光部１４は、その位置を保持する。

拡散部１２、導光部１４及び係止部１６は、共に、光を透過可能な透明体または半透明体によって一体に形成されている。

導光部１４の先端部には、図１及び図２（ａ）に示すように基板６側に向かって凹である凹部１４ｄが形成されている。この凹部１４ｄ内に位置するように基板６には発光素子、例えばＬＥＤ１８が１つ取り付けられている。ＬＥＤ１８は、操作パネル２側に向かって種々の方向に可視光を発光するように取り付けられている。ＬＥＤ１８の設置位置は、ロータリエンコーダ８の設置位置から離れた位置であり、ＬＥＤ１８を摘み４の下方や拡散部１２の下方に配置していない。また、ＬＥＤ１８は導光部１４の凹部１４ｄ内に配置されているので、ＬＥＤ１８が発光する光の大部分は、導光部１４内の直線状部１４ａに放射され、導光部１４の外部には殆ど漏れることはなく、直線状部１４ａの長さ方向に沿って操作パネル２側に導光される。

上述した第１の反射部１４ｂが基板６に対してなす角度は、ＬＥＤ１８の発光色に応じて異なったものとされている。第１の反射部１４ｂにおいてＬＥＤ１８からの光が全反射すれば、ＬＥＤ１８からの光は全て拡散部１２に入射する。そのためには、ＬＥＤ１８から放射され、直線状部１４ａを導光された光の第１の反射部１４ｂに対する入射角（第１の反射部１４ｂに入射する光が第１の反射部１４ｂの法線に対してなす角度）が、ＬＥＤ１８からの光に応じて決まる臨界角以上である必要がある。この臨界角は、ＬＥＤ１８からの光の屈折率の逆数によって定まり、屈折率はＬＥＤ１８からの光の波長によって決まる。ＬＥＤ１８からの光としては、様々な色が考えられるが、赤色の屈折率は、紫色の屈折率よりも小さい。従って、第１の反射部１４ｂにおいて光を全反射させて拡散部１２側に向かわせるには、ＬＥＤ１８の発光色が赤色の場合、臨界角は最も大きく、紫色の場合、臨界角は最も小さい。このようにＬＥＤ１８の発光色に応じた臨界角以上の入射角となるように、第１の反射部１４ｂの傾斜角を定めてある。

導光部１４とちょうど反対側に当たる拡散部１２の部分の基板６側には、図２（ｃ）に示すように、光を操作パネル２側に反射させるための第２の反射部１２ａが形成されている。第２の反射部１２ａは、プリント基板６側に凸の曲面に形成されている。従って、第２の反射部１２ａが拡散部１２の先端部となす角度は鋭角であり、拡散部１２内を進行して来た光は、第２の反射部１２ａで反射され、拡散部１２の先端側に反射される。

このように構成された照明装置では、ＬＥＤ１８が発光すると、その光は、導光部１４を伝わって第１の反射部１４ｂによって反射され、拡散部１２に導入される。拡散部１２に導入された光は、拡散部１２の外周面及び内周面で反射を繰り返しながら、反射部１２ａ側に向かって伝搬され、この間に、拡散部１２の先端部から拡散部１２の外方に放射され、摘み４を照明する。なお、このようにして光が伝搬していく際に、拡散部１２の先端部から拡散部１２の外方に光が放射されるので、拡散部１２における導光部１４と反対側の部分に到達した光の強度は、導光部１４付近と比較して小さくなっている。即ち、摘み４を照明する光の強度が不均一になっている。そこで、導光部１４と反対側付近での強度を高めるために、第２の反射部１２ａを設けて、拡散部１２の先端側に光を反射させて、より多く光の光を拡散部１２の先端側に導いて、摘み４を照明する光の強度を均一にしている。

このように構成された照明装置１では、ＬＥＤ１８は、ロータリエンコーダ８から離れた基板６上に取り付けることができるので、即ち、その取付位置の自由度が高いので、その取付作業が容易に行えるし、既にロータリエンコーダ８等の配置位置等が決定されている状態においても、なんらロータリエンコーダ８等の配置位置を変更することなく、摘み４を照明することができる。しかも、使用するＬＥＤ１８は、１個と少なくてよい。また、拡散部１２及び導光部１４はロータリエンコーダ８上に配置すればよく、拡散部１２及び導光部１４を取り付けるための金具を別途準備する必要もない。

上記の実施形態では、拡散部１２及び導光部１４には透明体または半透明体を使用したが、これらの周面に完全遮光性を有する皮膜をメッキしたり、または半反射性皮膜をメッキしたり、屈折率が大きく異なる物質でコーティングすれば、拡散部１２及び導光部１４の周囲から外部に光が漏れることがなく、より明るく拡散部１２の先端部から摘みを照明することができる。上記の実施形態では、ロータリエンコーダを操作子として使用したが、これに代えてロータリボリュームや、ロータリスイッチ等を使用することもできる。また、拡散部１２及び導光部１４内に光を拡散させる物質を混入したり、拡散部１２の先端部の外面を梨地にすることによって、より光を散乱させることができる。また、上記の実施形態では、導光部１４とＬＥＤ１８とを１つずつ設けたが、複数の導光部１４を異なる拡散部１２上の位置に形成し、これら導光部１４に対して設けるＬＥＤ１８が発光する色を異なった色とし、発光させるＬＥＤ１８の組合せを種々に変更することによって、様々な色で摘み４を照明することができる。また、上記の実施形態では、第２の反射部１２ａを設けて拡散部１２の先端付近での光量を増加させて、拡散部１２から均一に光を放射したが、導光部１４の第１の反射部１４ｂに操作パネル２側に開口した凹所を設け、直線状部１４ａを導光された光の一部をこの凹所から操作パネル２側に漏らして、結合部１４ｃ付近の拡散部１２から摘み４側に放射される光量を減少させて、拡散部１２から均一に光を放射するようにすることもできるし、導光部１４の直線状部１４ａを、図１の紙面の表裏方向の中央付近で直線状部１４ａの長さ方向に沿って２分割することによっても、拡散部１２に入射される光量を減少させることができ、拡散部１２から均一に光を放射するようにすることもできる。

本発明の１実施形態の照明装置の縦断面図である。 図１の照明装置において使用する光拡散部及び導光部の縦断面図、側面図及び正面図である。

符号の説明

２ 操作パネル
４ 摘み
６ 基板
８ ロータリエンコーダ（操作子）
１２ 拡散部
１４ 導光部
１８ ＬＥＤ（発光素子）

Claims (7)

1. 基板の一方の面に取り付けられた操作子の操作軸に取り付けた摘みの周囲に配置され、前記摘みの周囲から前記摘み側に向けて光を拡散可能な拡散部と、
   前記操作子から離れた位置に設けられ、前記摘み側に発光する発光素子と、
   前記拡散部と一体に形成され、前記発光素子が発光する光を前記拡散部に導光する導光部とを、
   具備する照明装置。
2. 請求項１記載の照明装置において、前記拡散部は、前記摘みの全周を包囲する筒状体に形成され、前記発光素子は、前記基板の一方の面に前記操作子から離れて取り付けられ、前記導光部は、前記発光素子と対面する一端部を有し、他端部が前記拡散部に結合されている照明装置。
3. 請求項２記載の照明装置において、前記導光部の一端部は、前記基板に接触し、その一端部には、内部に前記発光素子を収容する凹部が形成されている照明装置。
4. 請求項２または３記載の照明装置において、前記導光部は、その中途に前記一端部から導光した光を前記拡散部側に反射させる第１の反射部を有する照明装置。
5. 請求項２または３記載の照明装置において、前記発光素子は所定の波長の光を前記基板の一方の面に対してほぼ垂直に発光し、前記導光部は前記一端部から前記基板の一方の面に垂直に前記摘み側に伸延した直線状部を有しており、この直線状部の先端に第１の反射部が前記拡散部側に上り勾配に傾斜して形成され、その傾斜角は、前記直線状部を導光された前記所定波長の光の入射角を、前記所定波長の光が全反射するために必要な臨界角以上とするように、定められた照明装置。
6. 請求項２または３記載の照明装置において、前記拡散部における前記導光部の他端部が結合されている部分から最も離れた部分に、光を前記摘み側に反射させる第２の反射部が形成されている照明装置。
7. 請求項１記載の照明装置において、前記拡散部は、前記操作子に支持されている照明装置。

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