JP2009180948A - 光ガイド - Google Patents

Abstract

【課題】細長の照射面を均一に照射でき、しかも光源の数を少なくすることができる光ガイドを提供する。
【解決手段】光源３から入射された光を操作パネル前面と平行の平板部１ａ内で放射状に導き、前記平板部１ａと垂直の薄板状部１ｂとの連結部の外面１ｃで反射し、前記操作パネル前面と平行の前記薄板状部１ｂの幅狭で線状に延びる先端面から出射させる合成樹脂製の光ガイド１において、前記連結部の外面１ｃの前記平板部の下面に対する傾斜角度を前記光源３に最も近い場所から最も遠い場所に向けて４５°より小さい角度から４５°に近付くように変化させた。
【選択図】図２

Description

この発明は合成樹脂製の光ガイドに関する。

従来の特開平７−２３００２４号公報に開示されたＬＥＤ発光ガイド部材は、段落００３０〜段落００４０および図４〜図７に記載されているように、光源である単一のＬＥＤ８から出射した大部分の光が入射面から入射し、反射面で全反射され、所望の出射面に導かれる。

そして、入射光の拡がりを押さえて、所望位置の出射面に効率よく導光するために、反射面また入射面の光軸を含む光路面内での傾斜角を、入射した大部分の光が全反射されるように反斜面または入射面が、複数の平面または複数の曲面となるように変化させ、あるいは連続した曲面となるように変化させている。上記構成のＬＥＤ発光ガイド部材では、出射面が細長い形状となる場合に、出射面を長手方向に亘り均一に照射することができない。

そこで、同公報の段落００４１〜００４２および図８に出射面が細長い形状である場合に、出射面を長手方向に亘り均一に照射するＬＥＤ発光ガイド部材の例が示されている。同例では、ＬＥＤ発光ガイド部材における反斜面の断面は長手方向に亘り同一であり、複数個のＬＥＤ８、８…がＬＥＤ発光ガイド部材の長手方向に等間隔に配置されている。

このような構成によると、ＬＥＤ８、８…から放射された光は強度分布において、ＬＥＤ発光ガイド部材に対して略平行に変化し、ＬＥＤ発光ガイド部材内での光路はＬＥＤ発光ガイド部材の長手方向で一様となり、出射面を長手方向に亘り均一に照射することが可能となる。

そして、同例に示されたＬＥＤ発光ガイド部材は出射面を長手方向に亘り均一に照射することができるが、光源（ＬＥＤ）が多数必要となるために、製造コスト高くなり、また、省スペース化を達成することができないという問題があった。

従来から電子機器の操作パネル前面の幅狭で線状に延びる照射面に光を導く光ガイドが用いられていた。図５によりそのような光ガイドの例を説明する。図５（ａ）は従来の光ガイドの例を示す平面図、図５（ｂ）は図５（ａ）におけるＡ−Ａ断面図、図５（ｃ）は同光ガイドの作用を示す平面図である。

図５に示す透明合成樹脂製の光ガイド６は平板部６ａと薄板状部６ｂとが連結された形状であり、この連結部の外面には平板部６ａの下面に対して４５°の角度で傾斜する傾斜面６ｃが設けられている。そして、平板部６ａの略中央下面にＬＥＤ収納凹部６ｄが形成されている。

光ガイド６はプリント基板２と図示していない操作パネルとの間に配置され、光ガイド６のＬＥＤ収納凹部６ｄにプリント基板２に実装されたＬＥＤ３が収納される。ＬＥＤ３から光ガイド６の平板部６ａに入射され、図５（ｃ）に矢印で示すように平板部６ａ内を放射状に平板部６ａと平行に進む光は、図５（ｂ）に矢印で示すように傾斜面６ｃで反射されて薄板状部６ｂの中を薄板状部６ｂの外面と平行方向に導かれる。

なお、平板部６ａに対して僅かに傾斜した方向に進む光も薄板状部６ｂの外面と略平行方向に導かれる。このように光ガイド６に導かれる光は薄板状部６ｂの上端面から放射して操作パネルに設けられた薄板状部６ｂの上端面と略同形状の照射面を照光する。

上記した図５に示す光ガイド６は１個の光源で細長い照射面を照光することができる。しかしながら図５（ｃ）に示すように、平板部６ａ内を矢印で示すように放射状に進む光は薄板状部６ｂのＬＥＤ３と近い部分の傾斜面６ｃが受ける光は単位長さ当たりの放射角が広く、またＬＥＤ３からの距離が短いため、ＬＥＤ３と遠い部分の傾斜面６ｃが受ける光より強い。

そのため、図５ｃに示すように、薄板状部６ｂの上端面から放射する光はＬＥＤ３に近い部分が明るく、ＬＥＤ３に遠い部分が暗くなる。このような、光ガイド６により操作パネルの細長い照射面を照光すると照射面の長さ方向に照射むらが発生するという問題があった。
特開平７−２３００２４号公報、段落００３０〜段落００４２および図４〜図８

この発明は上記した点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、細長の照射面を均一に照射でき、しかも光源の数を少なくすることができる光ガイドを提供することである。

この発明の光ガイドは、光源から入射された光をパネル前面と平行の平板部内で放射状に導き、前記平板部と垂直の薄板状部との連結部の外面で反射し、前記パネル前面と平行の前記薄板状部の線状に延びる先端面から出射させる合成樹脂製の光ガイドにおいて、前記連結部の外面の前記平板部の下面に対する傾斜角度を前記光源に最も近い場所から最も遠い場所に向けて４５°より小さい角度から４５°に近付くように変化させたことものである。

また、この発明の光ガイドは、光源から入射された光をパネル前面と平行の平板部内で放射状に導き、前記平板部と垂直の薄板状部との連結部の外面で反射し、前記パネル前面と平行の前記薄板状部の線状に延びる先端面から出射させる合成樹脂製の光ガイドにおいて、前記連結部の外面の前記平板部の下面に対する傾斜角度を前記光源に最も近い場所から最も遠い場所に向けて４５°より大きい角度から４５°に近付くように変化させたものである。

また、前記各光ガイドにおいて、前記連結部の外面が滑らかとなるように傾斜角度を連続的に変化させたものである。

また、前記各光ガイドにおいて、前記薄板状部の先端面が直線形状を形成しているものである。

また、前記各光ガイドにおいて、前記光源が１個のＬＥＤで構成されているものである。

また、前記各光ガイドにおいて、前記光源から放射され前記平板部を透過した光が前記パネル前面のスポット状の照光部を照射するように構成したものである。

この発明の光ガイドによれば、細長の照射面を均一に照射でき、しかも光源の数を少なくすることができる。

以下この発明を実施するための最良の形態を実施例に即して説明する。

図１はこの発明の実施例１である光ガイドを示す斜視図、図２（ａ）は図１に示す光ガイドを示す断面図、図２（ｂ）は同光ガイドの他の断面を示す断面図、図２（ｃ）は同光ガイドを示す平面図である。

図１に示す透明合成樹脂製の光ガイド１は平板部１ａと平面状の薄板状部１ｂとが連結された形状であり、この連結部の外面には平板部１ａの下面に対して傾斜する傾斜面１ｃが設けられている。そして、平板部１ａの略中央下面にＬＥＤ収納凹部１ｄが形成されている。

光ガイド１はプリント基板２と図示していない操作パネルとの間に配置され、光ガイド１のＬＥＤ収納凹部１ｄにプリント基板２に実装されたＬＥＤ３が収納される。ＬＥＤ３から光ガイド１の平板部１ａに入射され、平板部１ａ内を放射状に平板部１ａと平行に進む光は図２（ａ）および（ｂ）に矢印で示すように傾斜面１ｃで反射されて薄板状部１ｂの中を薄板状部１ｂにより薄板状部１ｂの上端面に導かれる。

傾斜面１ｃの平板部１ａの下面に対する傾斜角度は図１および図２で示すように、ＬＥＤ３に近いほうから遠い方に向けて大きくなるように滑らかに変化させている。図２（ａ）にＬＥＤ３に近い位置の光ガイド１の断面が示されている。この位置での傾斜角度は４５°より小さい。

図２（ｂ）はＬＥＤ３に最も遠い位置の光ガイド１の断面が示されている。この位置での傾斜角度は略４５°である。傾斜角度は除々に変化するように傾斜面１ｃは滑らかな局面となっている。

図２（ａ）に矢印で示すように、ＬＥＤ３に近い部分の傾斜面１ｃで反射された光は、先ず、薄板状部１ｂの外側面に向けて進み、さらに、薄板状部１ｂの外側面で反射され、反射を繰り返しながら薄板状部１ｂの上端面に至り上端面から放射される。

図２（ｂ）に矢印で示すように、ＬＥＤ３に遠い部分の傾斜面１ｃで反射された光は、先ず、薄板状部１ｂの中を薄板状部１ｂと略平行に向けて進み、薄板状部１ｂ上端面に至り上端面から放射される。このように、ＬＥＤ３に近い部分ではＬＥＤ３に遠い部分よりも薄板状部１ｂで大きく減衰される。

図５の従来例で説明したように、光ガイドの傾斜面に至る光はＬＥＤ３に近い部分では強く、ＬＥＤ３に近い部分では弱いので、傾斜面１ｃの形状を最適に設計することにより薄板状部１ｂの上端面からの放射光を略均一の強さとすることができる。そして、薄板状部１ｂの上端面から放射する光により操作パネルに設けられた薄板状部１ｂの上端面と略同形状の照射面を均一に照光することができる。

なお、平板部１ａを透過して平板部１ａ上方に放射する光により平板部１ａ上方に配置されたポット状の照光部を照射するようにようにしてもよい。このように構成することにより１個の光源により多くの照光部を照射することができる。

図３（ａ）はこの発明の実施例２である光ガイドを示す平面図、図３（ｂ）は図３（ａ）におけるＡ−Ａ断面図、図３（ｃ）は図３（ａ）におけるＢ−Ｂ断面図である。

図３に示す透明合成樹脂製の光ガイド４は平板部４ａと部分円筒形状の薄板状部４ｂとが連結された形状であり、この連結部の外面には平板部４ａの下面に対して傾斜する傾斜面４ｃが設けられている。そして、平板部４ａの略中央下面にＬＥＤ収納凹部４ｄが形成されている。

光ガイド４は図示していないプリント基板と操作パネルとの間に配置され、光ガイド４のＬＥＤ収納凹部４ｄにプリント基板に実装されたＬＥＤ３が収納される。ＬＥＤ３から光ガイド４の平板部４ａに入射され平板部４ａ内を放射状に平板部４ａと平行に進む光は、図３（ｂ）および（ｃ）に矢印で示すように傾斜面４ｃで反射されて薄板状部４ｂの中を薄板状部４ｂにより薄板状部４ｂの上端面に導かれる。

傾斜面４ｃの平板部４ａの下面に対する傾斜角度は図３（ｂ）および（ｃ）で示すように、ＬＥＤ３に近いほうから遠い方に向けて小さくなるように変化させて、ＬＥＤ３に最も遠い位置で略４５°となっている。

図３（ｂ）に黒矢印で示すように、ＬＥＤ３に近い部分の傾斜面４ｃで反射された光は、先ず、薄板状部１ｂの内側面に向けて進み、さらに、薄板状部１ｂの内側面で反射され、反射を繰り返しながら薄板状部４ｂの上端面に至り上端面から放射される。なお、図３（ｂ）では、傾斜面４ｃに臨界角より小さい入射角で入射した光が屈折して傾斜面４ｃから出射する光を白矢印で示している。

図３（ｃ）に矢印で示すように、ＬＥＤ３に遠い部分の傾斜面４ｃで反射された光は、薄板状部４ｂの中を薄板状部４ｂと略平行に向けて進み、薄板状部４ｂ上端面に至り上端面から放射される。このように、ＬＥＤ３に近い部分ではＬＥＤ３に遠い部分よりも薄板状部１ｂで大きく減衰される。このような構成によっても実施例１と同様に操作パネルに設けられた薄板状部４ｂの上端面と略同形状の照射面を均一に照光することができる。

図４（ａ）はこの発明の実施例３である光ガイドを示す平面図、図４（ｂ）は図４（ａ）におけるＡ−Ａ断面図、図４（ｃ）は図４（ａ）におけるＢ−Ｂ断面図である。

図４に示す透明合成樹脂製の光ガイド５は平板部５ａと断面Ｓ字形状の薄板状部５ｂとが連結された形状であり、この連結部の外面には平板部５ａの下面に対して傾斜する傾斜面５ｃが設けられている。そして、平板部５ａの略中央下面にＬＥＤ収納凹部５ｄが形成されている。

光ガイド５は図示していないプリント基板と操作パネルとの間に配置され、光ガイド５のＬＥＤ収納凹部５ｄにプリント基板に実装されたＬＥＤ３が収納される。ＬＥＤ３から光ガイド５の平板部５ａに入射され平板部５ａ内を放射状に平板部５ａと平行に進む光は、図４（ｂ）および（ｃ）に矢印で示すように傾斜面５ｃで反射されて薄板状部５ｂの中を薄板状部５ｂにより薄板状部５ｂの上端面に導かれる。

傾斜面５ｃの平板部５ａの下面に対する傾斜角度は図４（ｂ）および（ｃ）で示すように、ＬＥＤ３に近いほうから遠い位置またはＬＥＤ３の方向に対して傾斜している位置に向けて小さくなるように変化させてＬＥＤ３に最も遠い位置または最も傾斜している位置で略４５°となっている。

図４（ｂ）に矢印で示すように、ＬＥＤ３に対して最も傾斜している位置の傾斜面５ｃで反射された光は、薄板状部の５ｂの中を薄板状部５ｂと略平行に向けて進み、薄板状部５ｂ上端面に至り上端面から放射される。

図４（ｃ）に矢印で示すように、ＬＥＤ３に近い部分の傾斜面５ｃで反射された光は、先ず、薄板状部４ｂの外側面に向けて進み、さらに、薄板状部５ｂの外側面で反射され、反射を繰り返しながら薄板状部５ｂの上端面に至り上端面から放射される。このような構成によっても実施例１と同様に操作パネルに設けられた薄板状部５ｂの上端面と略同形状の照射面を均一に照光することができる。

実施例は以上のように構成されているが発明はこれに限られず、例えば、光ガイドを透明合成樹脂製とする替わりに乳白色製してもよい。この場合は、薄板状部上端部から放射される光むらをより小さくできる。また、分岐を有する薄板状部を備えた光ガイドにこの発明を適用することも可能である。

この発明の実施例１である光ガイドを示す斜視図である。 図２（ａ）は同光ガイドを示す断面図、図２（ｂ）は同光ガイドの他の断面を示す断面図、図２（ｃ）は同光ガイドを示す平面図である。 図３（ａ）はこの発明の実施例２である光ガイドを示す平面図、図３（ｂ）は図３（ａ）におけるＡ−Ａ断面図、図３（ｃ）は図３（ａ）におけるＢ−Ｂ断面図である。 図４（ａ）はこの発明の実施例３である光ガイドを示す平面図、図４（ｂ）は図４（ａ）におけるＡ−Ａ断面図、図４（ｃ）は図４（ａ）におけるＢ−Ｂ断面図である。 図５（ａ）は従来の光ガイドの例を示す平面図、図５（ｂ）は図５（ａ）におけるＡ−Ａ断面図、図５（ｃ）は同光ガイドの作用を示す平面図である。

符号の説明

１ 光ガイド、１ａ 平板部、１ｂ 薄板状部、１ｃ傾斜面、１ｄ ＬＥＤ収納凹部
２ プリント基板
３ ＬＥＤ
４ 光ガイド、４ａ 平板部、４ｂ 薄板状部、４ｃ傾斜面、４ｄ ＬＥＤ収納凹部
５ 光ガイド、５ａ 平板部、５ｂ 薄板状部、５ｃ傾斜面、５ｄ ＬＥＤ収納凹部
６ 光ガイド、６ａ 平板部、６ｂ 薄板状部、６ｃ傾斜面、６ｄ ＬＥＤ収納凹部

Claims (6)

1. 光源から入射された光をパネル前面と平行の平板部内で放射状に導き、前記平板部と垂直の薄板状部との連結部の外面で反射し、前記パネル前面と平行の前記薄板状部の線状に延びる先端面から出射させる合成樹脂製の光ガイドにおいて、前記連結部の外面の前記平板部の下面に対する傾斜角度を前記光源に最も近い場所から最も遠い場所に向けて４５°より小さい角度から４５°に近付くように変化させたことを特徴とする光ガイド。
2. 光源から入射された光をパネル前面と平行の平板部内で放射状に導き、前記平板部と垂直の薄板状部との連結部の外面で反射し、前記パネル前面と平行の前記薄板状部の線状に延びる先端面から出射させる合成樹脂製の光ガイドにおいて、前記連結部の外面の前記平板部の下面に対する傾斜角度を前記光源に最も近い場所から最も遠い場所に向けて４５°より大きい角度から４５°に近付くように変化させたことを特徴とする光ガイド。
3. 前記連結部の外面が滑らかとなるように傾斜角度が連続的に変化する請求項１または２の光ガイド。
4. 前記薄板状部の先端面が直線形状を形成している請求項１から３のいずれかに記載した光ガイド。
5. 前記光源が１個のＬＥＤで構成されている請求項１から４のいずれかに記載した光ガイド。
6. 前記光源から放射され前記平板部を透過した光が前記パネル前面のスポット状の照光部を照射するように構成した請求項１から５のいずれかに記載した光ガイド。

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