JP2009140713A - イルミネーションユニット、及びオーディオ機器 - Google Patents

Abstract

【課題】オーディオ機器を始めとした各種機器類の外装パネルに装備されて電飾効果を発揮させるために、プリント基板上に支持したＬＥＤ等の点光源からの微細な光を光拡散機能を備えた透光部材に照射して輝度バラツキを低減するように構成した場合に、透光部材で反射してプリント基板面へ戻る光を効果的に拡散させつつ透光部材へ戻して照光ムラを大幅に低減させるようにする。
【解決手段】少なくとも一部に照明穴６を有した外ケース５と、照明穴内に配置される透光部材１０と、外ケースの内側に配置され前記透光部材に向けて発光する発光素子１６を支持したプリント基板１５と、を備えたイルミネーションユニット４であって、透光部材と対面する前記プリント基板面の少なくとも一部に、規則的な模様を構成した膜を光拡散領域２０として配置した。
【選択図】図４

Description

本発明は、例えばオーディオ機器のフロントパネルに装備されて電飾効果を発揮するイルミネーションユニットの改良に関し、特にプリント基板上に支持したＬＥＤ等の点光源からの微細な光により広い照光範囲をむら無く発光させるためにプリント基板面に形成する光拡散領域の改良に関するものである。

オーディオ機器のフロントパネルには、ディスプレイと共に、ボリューム調整用、モード選択用等の各種操作ノブが設けられる。
図６は従来のフロントパネルの分解斜視図であり、フロントパネルは、操作ノブ１０１を配置するための開口１００ａを備えた前ケース１００と、前ケース１００の背面側に組み付けられる後ケース１０２と、操作ノブ１０１を回転自在に支持するベース部品１０４、及びチップＬＥＤ１０５を前面に搭載し且つ両ケース内に配置されたプリント基板１０３と、開口１００ａ内に固定される透光板（採光板）１０６等を備えている。
透光板１０６は例えば乳白色の透光材料から構成されており、中心部の孔１０６ａ内に露出したベース部品１０４の軸部に操作ノブ１０１の軸孔を装着することにより操作ノブの組み付けが行われる。ＬＥＤ１０５はベース部品１０４周辺の基板面に複数個配置されており、ＬＥＤからの光は、操作ノブ１０１の外周縁と開口部１００ａの内周縁との間に環状に露出する透光板１０６の一部を経由して前方へ出射されることによりイルミネーション効果を発揮する。乳白色の透光板１０６に入射した光は透光板内で拡散されて前方へ出射されるため、点光源としてのＬＥＤからの微細な可視光による輝度のバラツキが緩和される。

しかし、チップＬＥＤ１０５は点光源であるため、ＬＥＤからの出射光のビーム径を大幅に上回る面積を有した透光板１０６に出射した場合、透光板よる拡散作用だけでは光を均一、且つ広い範囲に亘って拡散することが困難であり、前方から透光板を視認した際にＬＥＤ近傍の輝度が高く、ＬＥＤから遠くなるほど輝度が低くなる光量ムラ、輝度ムラが認識され易い。ＬＥＤから出射された可視光の一部は透光板で反射してプリント基板面に戻るが、樹脂基板自体、或いは樹脂基板面に塗布されるソルダーレジストの反射率が低いため、基板面での反射光の大半は透光板へ戻ることはない。
このような不具合に対処するために、図７に示すように透光板１０６が投影されるプリント基板面にプリント基板面よりも反射率が大幅に高い高反射塗料（白色インキ）をベタ塗り（間断なく面状に塗布）した高反射膜１２０を形成することにより、高反射膜で再反射した光を可能な限り透光板側へ戻して輝度のバラツキを解消する試みがなされている。高反射膜１２０は、透光板１０６からの反射光を有効利用して透光板全体輝度を高めるという点では効果を発揮するが、ＬＥＤ周辺の局部的な輝度が他の部位に比して高いという輝度バラツキは依然として解消できない。仮に、透光板の形状に工夫を施して輝度の均一化を図ったとしても限界があった。

特開２０００−２３１８５０公報には、携帯電話機の操作パネル上に配列されたキーボタンを内部のプリント基板上に設けたＬＥＤからの光により均一に照光させるため、ＬＥＤの設置位置に応じてプリント基板上にベタ状に塗布する高反射材（白インキ）と低反射材（黒インキ）とを区分けして塗り分けるようにした構成が開示されている。
しかし、ベタ塗りの高反射材と、ベタ塗りの低反射材を塗り分けただけの改善では、依然として輝度のバラツキを解消することは難しいのが実情である。
なお、このようなイルミネーションのための構造において発生する輝度バラツキの問題は、オーディオ機器のフロントパネルのみならず、各種電子機器、機械装置類の外装部材に装備されるイルミネーション構造においても同様に発生する問題である。
特開２０００−２３１８５０公報

以上のように従来、オーディオ機器を始めとした各種電子機器、機械装置類に装備されるイルミネーションのための構造においては、ＬＥＤを支持するプリント基板面にベタ塗りの高反射材と低反射材とを区分けして形成した反射領域を形成したとしても、点光源であるＬＥＤから出射され透光板内で拡散される光の輝度バラツキを解消することが困難であった。
本発明は上記従来の事情に鑑みてなされたものであり、オーディオ機器を始めとした各種機器類の外装パネルに装備されて電飾効果を発揮させるために、プリント基板上に支持したＬＥＤ等の点光源からの微細な光を光拡散機能を備えた透光部材に照射して輝度バラツキを低減するように構成した場合に、透光部材で反射してプリント基板面へ戻る光を効果的に拡散させつつ透光部材へ戻して照光ムラを大幅に低減させるようにしたイルミネーションユニット、及びオーディオ機器を提供することを目的としている。

上記目的を達成するため、請求項１の発明に係るイルミネーションユニットは、少なくとも一部に照明穴を有した外ケースと、該外ケースの照明穴内に配置される透光部材と、前記外ケースの内側に配置され且つ前記透光部材に向けて発光する発光素子を支持したプリント基板と、を備えたイルミネーションユニットであって、前記透光部材と対面する前記プリント基板面の少なくとも一部に、規則的な模様を構成した膜を光拡散領域として配置したことを特徴とする。
本発明によれば、発光素子からの微細な光を発光素子の発光面積よりも圧倒的に広い面積を有した透光部材に照射して拡散させる際に、発光素子を支持したプリント基板面に形成した光拡散領域からの反射光（拡散光）を有効利用して透光部材の輝度を高めるばかりでなく、均一化することが可能となる。光拡散領域は、規則的な模様を有するため、ベタ状に塗布した反射材料に比して、透光部材から反射して来た光を再反射する際の拡散性を高めることができる。即ち、光拡散領域では、反射材料から成る部分と基板面（低反射部分）とが交互に近接して混在しているため、光の拡散性を高めることが可能となる。

請求項２の発明は、請求項１において、前記光拡散領域は、前記透光部材が前記プリント基板面に投影する面積と同等、若しくはそれ以上の面積を有していることを特徴とする。
光拡散領域は透光部材からの反射光を受けて再反射する役割を有するため、透光部材からの光が到達する基板面に形成すればよい。
請求項３の発明は、請求項１、又は２において、前記発光素子を前記光拡散領域内に配置したことを特徴とする。
発光素子は透光部材の面積の範囲に対応したプリント基板面に形成することとなるため、光拡散領域も発光素子を含むように展開するのが好ましい。

請求項４の発明は、請求項１乃至３の何れか一項において、前記規則的な模様は、メッシュ状、線状、又はドット状、であることを特徴とする。
本発明ではプリント基板面に反射材料をベタ状（非規則的）に塗布した場合の不具合である輝度のバラツキを解消するために反射材料部分と、それより反射率の低い低反射部分を近接して混在させるように構成したので、非ベタ状（規則状）の構成で有ればどのようなパターンであってもよいが、例えばメッシュ状、線状、ドット状、これらの組合せ、或いはその他の規則的な模様を例示することができる。
請求項５の発明は、請求項１乃至４の何れか一項において、前記光拡散領域を、前記プリント基板面に予め塗布した膜上に形成したことを特徴とする。
予めプリント基板上に塗布した膜としては、プリント基板面自体を利用してもよいが、プリント基板面よりも更に光反射率の低い塗料をプリント基板上に塗布した上で、その上に反射率の高い材料を非ベタ状（規則的）に形成してもよく、この場合には光の拡散性が更に向上する。

請求項６の発明は、請求項１乃至５の何れか一項において、前記規則的な模様は、前記発光素子を中心として同心円状に拡大するように配置されたメッシュ状、線状、又はドット状の模様であることを特徴とする。
反射材料から成る光拡散領域を形成する理由は、ＬＥＤ周辺部分の輝度が他の部位に比して高くなるバラツキを解消することにあるから、ＬＥＤを中心とした同心円状の模様を形成することが有効である。
請求項７の発明は、請求項１乃至６の何れか一項において、前記規則的な模様は、前記発光素子から離間する部位ほどピッチが密になるように構成されていることを特徴とする。
ＬＥＤの直近部位よりも、ＬＥＤから離間した部分の輝度が低下することを防止するには、離間した部位にある反射材料から成る線模様、点模様の密度を徐々に密にしてゆくことが好ましい。
請求項８の発明に係るオーディオ機器は、請求項１乃至７の何れか一項に記載のイルミネーションユニットを備えたことを特徴とする。

以上のように本発明によれば、外ケースの照明穴内に配置される透光部材に対して発光する発光素子を支持したプリント基板の基板面の少なくとも一部に、プリント基板面よりも高い光反射率を有した反射材料から成る非ベタ状膜（規則的模様の膜）から成る光拡散領域を配置したので、透光部材で反射してプリント基板面へ戻る光を効果的に拡散させつつ透光部材へ戻して照光ムラを大幅に低減させることができる。
即ち、点光源からの微細な光を面積が大きい透光部材に照射して拡散させる際に、点光源を支持したプリント基板面からの反射光を有効利用して透光部材の輝度を高めるばかりでなく、均一化することが可能となる。

以下、本発明を図面に示した実施の形態により詳細に説明する。
図１は本発明の一実施形態に係るイルミネーションユニットを備えたフロントパネルを有したオーディオ機器の一例の外観図であり、図２はフロントパネルの分解斜視図であり、図３はプリント基板上における光拡散領域の配置例を示す図であり、図４（ａ）乃至（ｆ）は光拡散領域の具体的構成例を示す拡大図であり、図５は光拡散領域で反射した光が拡散している状態を示す図である。
このオーディオ機器１は、各種回路部品を収容した本体２と、本体２の前面に取り付けられたフロントパネル３と、を備えている。
フロントパネル３は、その適所に設けた照明穴から電飾用の光を出射させるイルミネーションユニット４を備えている。即ち、イルミネーションユニット４は、少なくとも一部に照明穴６を有した外ケース５と、外ケース５の照明穴６内に配置される透光板（透光部材）１０と、外ケース５の内側に配置され且つ透光板１０に向けて発光するチップＬＥＤ（発光素子）１６等を支持したプリント基板１５と、外ケース５の背面側に組付けられて外ケースとの間でプリント基板１５を収容する内ケース３０と、を備えている。

この実施形態に係る照明穴６は、操作ノブ３５を配置するための開口であり、プリント基板１５上には、操作ノブ３５を回転自在に支持するベース部品３６（例えば、ロータリエンコーダ等）が取付けられている。照明穴６内に固定される透光板１０の中心部の孔１０ａ内に露出したベース部品３６の軸部３６ａに操作ノブ３５の軸孔を装着することにより操作ノブの組み付けが行われる。
なお、照明穴６内に配置される操作ノブとしては、モード切替え（機能選択）スイッチ、ボリュームつまみ、データの呼び出しスイッチ等々を例示することができる。

ＬＥＤ１６はベース部品３６周辺の基板面に複数個配置されており、ＬＥＤからの光は、操作ノブ３５の外周縁と照明穴６の内周縁との間に環状に露出する透光板１０の一部を経由して前方へ出射されることによりイルミネーション効果を発揮する。従って、ＬＥＤ１６は、透光板１０の形状がプリント基板面に投影される面積範囲内に配置するのが好ましい。
透光板１０は、ＬＥＤ１６からの入射光を内部で拡散させてから外側へ出射させる構成を備えている。例えば、透光板１０自体を乳白色、その他の濁色の半透明材料から構成したり、透明、或いは半透明材料から成る透光板の入射面、又は／及び、出射面に光拡散層を形成することにより、光を拡散させるように構成する。光拡散層は、透光板１０の入射面、又は／及び、出射面にブラスト加工、梨地加工、ローレット加工等の粗面加工（例えば、エッチング加工）を施すことにより形成した粗面化層、凹凸層であってもよいし、或いは光を拡散させる機能を有した光拡散フィルムを積層することによって形成してもよい。

本発明の特徴的な構成は、透光板１０と対面するプリント基板面の少なくとも一部に、プリント基板面よりも高い光反射率を有した高反射材料２１を非ベタ状（規則的な模様状）例えば、メッシュ状、線状、或いはドット状に形成（例えば、印刷等）した光拡散領域２０を配置した点にある。
プリント基板の表面には、樹脂基板材料が露出するか、或いは基板面にソルダーレジストが塗布された状態にあるため、光反射率が低くなっている。このように反射率が低い材料から成るプリント基板面に白色インク等の高反射材料を非ベタ塗り状態（規則的な模様状）、即ちメッシュ状（図４（ａ））、或いはドット状（図４（ｂ））に形成することにより、細い線状、或いは微小なドット状の高反射材料部分２１と低反射材料部分２２が均等に分散、混在した光拡散領域２０が形成される。このように線模様、点模様の構成を備えた光拡散領域２０は、図７に示すように高反射材料をベタ塗りした基板面に比して、ＬＥＤから出射され透光板１０の内側面で反射してきた光をむら無く拡散させて透光板１０側へ再度戻すことができる。このため、透光板１０を出射面側から見た場合の輝度の分布を均一化させることができる。

なお、本明細書においてベタ塗りとは、間断なく面状（面一状）に塗料が塗布されている状態であって当該面内に基板面（下地）が露出していない状態を意味し、非ベタ塗りとは線模様、点模様のように規則的に、且つ部分的に基板面（下地）が露出している状態を意味する。
或いは、図４（ａ）に示したメッシュ状の模様において、縦横の各線の部分が基板（低反射面）の露出部分となり、線により囲まれる矩形の部分が高反射材料となるようにしてもよい。線の部分は、直線状である必要はなく、湾曲線、屈曲線（ジグザグ等）であってもよい。
また、図４（ｂ）に示した個々のドットの形状は、円形である必要はなく、正五角形等の多角形、不定形等々任意の形状であって良いし、また任意の形状を有したドットの組合せであっても良い。

本実施形態によれば、ＬＥＤ１６からの微細な光を、そのビーム径よりも圧倒的に広い面積を有した透光板１０に照射して拡散させる際に、ＬＥＤを支持したプリント基板面に形成した光拡散領域２０からの反射光（拡散光）を有効利用して透光板の輝度を高めるばかりでなく、均一化することが可能となる。光拡散領域２０は、非ベタ状の模様を形成するように塗布された高反射材料から構成されるため、ベタ状に塗布した高反射材料に比して、透光部材から反射して来た光を再反射する際の拡散性を高めることができる。即ち、高反射材料から成る部分と基板面（低反射部分）２２とが交互に近接して混在しているため、光の拡散性を高めることが可能となる。
本発明ではプリント基板面に高反射材料をベタ状に塗布した場合の不具合である輝度のバラツキを解消するために高反射材料部分２１と、低反射部分２２を近接して混在させるように構成したので、非ベタ状の構成で有ればどのようなパターンであってもよいが、例えばメッシュ状、線状、ドット状、或いはその他の規則的な模様を例示することができる。

また、図４（ｃ）に示すようにプリント基板面にベタ塗り状に形成した高反射材料膜２１に規則的に穴２１ａを形成し、各穴２１ａから基板面（低反射面）２２が露出するように構成してもよい。
また、図４（ｄ）のように、円形の透光板１０に対応した基板面（低反射部分２２）に所要形状（この例では円形）の光拡散領域２０を形成した場合において、光拡散領域２０の中心部から同心円状に線状の高反射材料膜２１を形成してもよい。なお、同心円に代えて螺旋状に形成してもよい。なお、線状の高反射材料膜を点状の高反射材料膜に代えても良い。
また、図４（ｅ）のように（ｄ）の構成に対して更に放射状に延びる高反射材料膜２１を追加してもよい。なお、線状の高反射材料膜を点状の高反射材料膜に代えても良い。

また、図４（ｆ）は光拡散領域２０内に複数個配置されたＬＥＤ１６を中心とした同心円状の線模様となるように高反射材料膜２１を形成した例を示す。即ち、高反射材料から成る光拡散領域２０を形成する理由は、ＬＥＤ周辺部分の輝度が他の部位に比して高くなるバラツキを解消することにあるから、ＬＥＤを中心とした同心円状の模様を形成することが有効である。また、同心円状に配置される線状の高反射材料膜２１のピッチを外径方向へ向かうほど密になるように構成することにより、ＬＥＤから離間した高反射材料膜から反射して透光板に戻る光量を増大させることができる。即ち、ＬＥＤの直近部位よりも、ＬＥＤから離間した部分の輝度が低下することを防止するには、離間した部位にある高反射材料から成る線模様、点模様の密度を徐々に密にしてゆくことが好ましい。
なお、図示しないが多数のドットから成る点模様を各ＬＥＤを中心として同心円状となるように配置してもよい。この場合も、外径方向へ向かう程、ドット間のピッチが密になるように構成してもよい。
高反射材料は、シルク印刷等によりプリント基板面に予め印刷しておく。

光拡散領域２０は、透光板１０がプリント基板１５面に投影する面積と同等、若しくはそれ以上の面積、形状を有するように形成する。即ち、光拡散領域は透光板１０からの反射光を受けて再反射する役割を有するため、透光板からの光が到達する基板面に形成すればよい。このように構成することにより、光拡散領域で反射して透光板に戻る光を透光板の全面に亘って照光させることができる。
或いは、本実施形態のように、透光板１０の一部が他の部材（操作ノブ３５）により隠蔽されている場合には、他の部材によって隠蔽されない領域（この場合、照明穴６と操作ノブ３５との間の環状の領域）に対応するプリント基板面のみに光拡散領域を形成してもよい。このように透光板１０の一部が他の部材により隠蔽されている場合には、透光板の全面積に対応する基板面に光拡散領域２０を展開する必要はなく、隠蔽されていない領域のみに対応する基板面にのみ光拡散領域を形成すればよい。

上記実施形態に係る光拡散領域２０は、プリント基板１５の表面（基板の基材表面、或いはソルダーレジスト面）に、該基板表面よりも光反射率の高い材料を非ベタ塗りにより形成したが、プリント基板１５の表面に予め基板面よりも反射率の低い材料、例えば黒色インクから成るベタ塗り層（低反射膜）を形成し、この低反射膜上に高反射材料を非ベタ塗り状（例えば図４（ａ）乃至（ｆ）に示した各パターン状）に形成してもよい。このように構成すると、線状、或いはドット状の高反射部分と、その間に配置される低反射部分との混在により、光拡散領域２０による拡散効果を更に高め、透光板１０の表面側から視認される輝度を均一化することができる。
即ち、低反射部分としてはプリント基板面を利用してもよいが、プリント基板面よりも更に光反射率の低い塗料をプリント基板上に塗布した上で、その上に高反射材料を非ベタ状に形成してもよく、この場合には光の拡散性が更に向上する。
なお、上記実施形態とは逆に、プリント基板面に高反射材料をベタ塗りで塗布しておき、この上に低反射材料を非ベタ塗り（図４に示した如きメッシュ状、線状、或いはドット状等）の模様となるように形成しても同様の効果を得ることができることは勿論である。

また、本発明のイルミネーションユニット４は、オーディオ機器のフロントパネルのみならず、各種電子機器、機械装置類のパネル、ボード、外装板等に配置される電飾部分、照光部分に適用することができる。
また、本発明のイルミネーションユニット４は、フロントパネル等に設けた操作ノブを配置するための開口のみならず、あらゆる照光箇所に適用することができる。

本発明の一実施形態に係るイルミネーションユニットを備えたフロントパネルを有したオーディオ機器の一例の外観図である。 フロントパネルの分解斜視図である。 プリント基板上における光拡散領域の配置例を示す図である。 （ａ）乃至（ｆ）は光拡散領域の具体的構成例を示す拡大図である。 光拡散領域で反射した光が拡散している状態を示す図である。 従来のフロントパネルの分解斜視図である。 図６の要部拡大図である。

符号の説明

１ オーディオ機器、２ 本体、３ フロントパネル、４ イルミネーションユニット、５ 外ケース、６ 照明穴、１０ 透光板（透光部材）、１０ａ 孔、１５ プリント基板、１６ ＬＥＤ、２０ 光拡散領域、２１ 高反射材料膜（高反射材料部分）、２２ 低反射材料膜（低反射材料部分）、３０ 内ケース、３５ 操作ノブ、３６ ベース部品、３６ａ 軸部

Claims (8)

1. 少なくとも一部に照明穴を有した外ケースと、該外ケースの照明穴内に配置される透光部材と、前記外ケースの内側に配置され且つ前記透光部材に向けて発光する発光素子を支持したプリント基板と、を備えたイルミネーションユニットであって、
   前記透光部材と対面する前記プリント基板面の少なくとも一部に、規則的な模様を構成した膜を光拡散領域として配置したことを特徴とするイルミネーションユニット。
2. 前記光拡散領域は、前記透光部材が前記プリント基板面に投影する面積と同等、若しくはそれ以上の面積を有していることを特徴とする請求項１に記載のイルミネーションユニット。
3. 前記発光素子を前記光拡散領域内に配置したことを特徴とする請求項１、又は２に記載のイルミネーションユニット。
4. 前記規則的な模様は、メッシュ状、線状、又はドット状、であることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載のイルミネーションユニット。
5. 前記光拡散領域を、前記プリント基板面に予め塗布した膜上に形成したことを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載のイルミネーションユニット。
6. 前記規則的な模様は、前記発光素子を中心として同心円状に拡大するように配置されたメッシュ状、線状、又はドット状の模様であることを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載のイルミネーションユニット。
7. 前記規則的な模様は、前記発光素子から離間する部位ほどピッチが密になるように構成されていることを特徴とする請求項１乃至６の何れか一項に記載のイルミネーションユニット。
8. 請求項１乃至７の何れか一項に記載のイルミネーションユニットを備えたことを特徴とするオーディオ機器。

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