JP2011086489A - ライトパイプとライトパイプを備える電子装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光源と表示部との距離に拘わらず汎用可能なライトパイプと、そのライトパイプを備える電子装置とを提供することを目的とする。
【解決手段】電子装置の多層基板に実装された発光ダイオードから、電子装置の表示部へと光を伝達するライトパイプにおいて、発光ダイオードからの光を受光し、少なくとも多層基板に垂直な方向へとガイドするように、多層基板に係止される第一ライトパイプ部と、第一ライトパイプ部から光を受光し、表示部へとガイドするように、第一ライトパイプ部と摺接して多層基板に係止される第二ライトパイプ部とを備え、ライトパイプを係止する場合に、第一ライトパイプ部と第二ライトパイプ部とが多層基板に平行な方向に摺動して、発光ダイオードと表示部との多層基板上における距離に対応するように、第一ライトパイプ部と第二ライトパイプ部との間が調整されるライトパイプとする。
【選択図】図１

Description

本発明は、ライトパイプとライトパイプを備える電子装置とに関する。

パソコン等の液晶表示装置や液晶表示部を備える電子装置は、一般にサイドライト型の照明装置が使用される。また、透過型の液晶表示装置の場合には、液晶パネルの背面側に面状の照明装置（バックライト）が用意される。サイドライト型バックライトは、導光板と、導光板の一側部に配置された光源と、リフレクタとを含むものが知られている。

この場合のリフレクタは、例えば断面半円形状あるいはＵ字状の形状を有し、光源を覆い且つ導光板の端部部分まで延びて、導光板と部分的にオーバーラップするように配置される。

また、導光板の入射面に入射した光は、反射しながら導光板内を進行する。また、導光板を楔形断面形状に形成したり、プリズムアレイやマイクロレンズアレイ等からなる光学素子を配置して、光を導光板の出射面から出射させる。

また、リフレクタの端部部分の内面に複数の突起又は凹部を設ければ、リフレクタと導光板とのオーバーラップ領域の空間あるいは導光板の不完全なエッジから導光板に入射して輝線となる光が緩和される。これにより、均一な輝度分布の平面光源が得られることが知られている。

また、入射面に導光板の出射面とほぼ平行に延びる複数の突起又は凹部を設けることにより、入射面から導光板に進入した光の角度分布を均一化させ、明暗のムラを改善した導光板が提案されている。

更に、プリズム入光面と、プリズム反射面、プリズム出射面を持つ導光板、および正反射率が８割程度以上の反射シートを組み合わせにより、高輝度でかつ光源近傍から遠方までほぼ均一な輝度分布の照明装置を得ることが可能である。

また、光源とリフレクタとの組み合わせの代わりに、長い導光体の両側に点光源であるＬＥＤを配置したライトパイプが使用される場合がある。ライトパイプを構成する導光体は、導光板の一側部に配置され、ＬＥＤを発した光が導光体を通って導光板に入射する。導光板の入射面には、光の向きを調整する複数の突起又は凹部が形成されることもある。

また、リフレクタの端部部分の内面に複数の突起又は凹部を設けることにより、リフレクタと導光板とのオーバーラップ領域の空間あるいは導光板の不完全なエッジから導光板に入射して輝線となる光が緩和されることにより、均一な輝度分布の平面光源が得られる。

上述したようなリフレクタ及び照明装置及び導光板及び表示装置は、例えば下記特許文献１に開示されている。

特開２００９−１３５１１６号公報

基板上に配置された発光ダイオード等の光源と、その光を利用する表示部との間は、電子装置の種類や用途目的、回路配置の設計上の制約等によって、基板上での長さが異なる。このため、電子装置の種類毎に、それぞれの電子装置の光源と、光源の光を利用する表示部との間の長さに対応して、その間の光ガイドを担う異なる長さ、形状のライトパイプを用いる必要があった。

このため、複数の電子装置を組み立てて作製する場合には、長さや形状が異なる複数のライトパイプを準備しなければならず、部品点数の増大を招来していた。ライトパイプは、光を透過する透明の樹脂等を成型して作製される。このため、長さや形状が異なる複数のライトパイプに対応して、それぞれ型枠や金型等を作製する必要があるので、コストアップの要因となっていた。

本発明は、上述の問題点に鑑みなされたものであり、光源と表示部との距離に拘わらず汎用可能であり、光源の光を表示部へとガイドすることが可能なライトパイプと、そのライトパイプを備える電子装置とを提供することを目的とする。

本発明のライトパイプは、電子装置の多層基板に実装された発光ダイオードから、電子装置の表示部へと光を伝達するライトパイプにおいて、発光ダイオードからの光を受光し、少なくとも多層基板に垂直な方向へとガイドするように、多層基板に係止される第一ライトパイプ部と、第一ライトパイプ部から光を受光し、表示部へとガイドするように、第一ライトパイプ部と摺接して多層基板に係止される第二ライトパイプ部とを備え、ライトパイプを係止する場合に、第一ライトパイプ部と第二ライトパイプ部とが多層基板に平行な方向に摺動して、発光ダイオードと表示部との多層基板上における距離に対応するように、第一ライトパイプ部と第二ライトパイプ部との間が調整されることを特徴とする。

また、本発明のライトパイプは、好ましくは、発光ダイオードから表示部への光路内の端面を除く、第一ライトパイプ部の表面の少なくとも一部に、第一ライトパイプの外側への光の漏れを低減する光吸収材が設けられることを特徴とする。

また、本発明のライトパイプは、さらに好ましくは、発光ダイオードから表示部への光路内の端面を除く、第一ライトパイプ部の表面と第二ライトパイプ部の表面とに、ライトパイプの外側への光の漏れを低減する光吸収材が設けられることを特徴とする。

また、本発明のライトパイプは、さらに好ましくは、発光ダイオードから表示部への光路内の端面を除く、第一ライトパイプ部の表面の少なくとも一部に、光反射材が設けられることを特徴とする。

また、本発明のライトパイプは、さらに好ましくは、発光ダイオードから表示部への光路内の端面を除く、第一ライトパイプ部の表面と第二ライトパイプ部の表面とに、光反射材が設けられることを特徴とする。

また、本発明のライトパイプは、さらに好ましくは第一ライトパイプ部が、多層基板に平行な方向の光を垂直な方向の光へと進行方向を変更して第二ライトパイプ部へと光をガイドする第一傾斜端面を備えることを特徴とする。

また、本発明のライトパイプは、さらに好ましくは第一傾斜端面が、多層基板に対して４５°の角度であることを特徴とする。

また、本発明のライトパイプは、さらに好ましくは第二ライトパイプ部が、多層基板に垂直な方向の光を平行な方向の光へと進行方向を変更して表示部へと光をガイドする第二傾斜端面を備えることを特徴とする。

また、本発明のライトパイプは、さらに好ましくは第二傾斜端面が、多層基板に対して４５°の角度であることを特徴とする。

また、本発明のライトパイプは、さらに好ましくは第二傾斜端面が、複数の傾斜面と各傾斜面の間に設けられたステップとを備えることを特徴とする。

また、本発明のライトパイプは、さらに好ましくは、発光ダイオードから表示部への光路を含む多層基板に垂直な断面において、傾斜面は、各々第一傾斜端面と同一の長さを有することを特徴とする。

また、本発明のライトパイプは、さらに好ましくは第一ライトパイプ部が凸部を備え、第二ライトパイプ部は凸部と嵌合して摺動する凹部を備え、凸部の先端面と凹部の底面との間で、第一ライトパイプ部から第二ライトパイプ部へと発光ダイオードの光が伝達されることを特徴とする。

また、本発明のライトパイプは、さらに好ましくは凸部の先端面と凹部の底面とが、ともに多層基板に対して垂直であることを特徴とする。

また、本発明のライトパイプは、さらに好ましくは第一ライトパイプ部が、多層基板に垂直な方向の光を平行な方向の光へと向きを変更する第三傾斜端面を備え、発光ダイオードから表示部への光路は、第三傾斜端面から表示部に至るまで多層基板に平行であることを特徴とする。

また、本発明のライトパイプは、さらに好ましくは発光ダイオードが、面発光ダイオードであることを特徴とする。

また、本発明の電子装置は、上述したいずれかに記載のライトパイプを備えることを特徴とする。

本発明により、光源と表示部との距離に拘わらず汎用可能であり、光源の光を表示部へとガイドすることが可能なライトパイプと、そのライトパイプを備える電子装置とを提供できる。

第一の実施形態にかかる電子機器のライトパイプを模式的に説明する断面図である。 電子機器のライトパイプの概要を説明する斜視図である。 発光ダイオードと表示部との距離が異なる二つの電子機器の部品配置を説明する図である。 発光ダイオードの光が、ライトパイプの中をガイドされる様子を、矢印を用いて模式的に説明する図である。 第二の実施形態にかかる電子機器のライトパイプを説明する図である。 電子機器において、発光ダイオードの光が、ライトパイプの中をガイドされる様子を、矢印を用いて模式的に説明する図である。 発光ダイオードと表示部との距離が異なる二つの電子機器の部品配置を説明する図である。 第三の実施形態にかかる電子機器のライトパイプを模式的に説明する断面図である。 電子機器のライトパイプの概要を説明する斜視図である。 発光ダイオードと表示部との距離が異なる二つの電子機器の部品配置を説明する図である。 第四の実施形態にかかる電子機器のライトパイプを模式的に説明する断面図である。 発光ダイオードと表示部との距離が異なる二つの電子機器の部品配置を説明する図である。 発光ダイオードの光がライトパイプの中をガイドされる様子を、矢印を用いて模式的に説明する図である。 一般的な電子機器のライトパイプを説明する図である。 発光ダイオードと表示部との多層基板上における距離が、より長い電子機器を説明する図である。

実施形態で説明するライトパイプは、電子機器の前面操作部分等に発光表示するために、内部プリント配線板上の発光素子からの光を、前面操作部分等まで誘導する樹脂で構成された光のガイド部材である。そこで、各実施形態での個別の説明に先立ち、一般的なライトパイプも含めて以下に実施形態の要旨を説明する。

実施形態で説明するライトパイプは、プリント配線板上の発光素子と隣接して配置される第一ライトパイプ部と、液晶表示装置等の表示視認部に隣接して配置される第二ライトパイプ部と、の少なくとも二つ以上のライトパイプ部材から構成される。

また、第一ライトパイプ部と、より装置表面に近い側に配置される第二ライトパイプ部と、がスライド接触して発光ダイオードからの光を伝達する構造とする。これにより、装置表面の表示部と発光ダイオードとの間隔を任意に設定した場合でも、第一ライトパイプ部と第二ライトパイプ部との間を適宜スライド調整することで対応し、汎用可能なライトパイプとする。

また、高密度に隣接して配置された複数のライトパイプ同士間の光漏れを防止するために、ライトパイプを光透過性樹脂で構成し、光を入射または出射（以下、適宜入出射と称する）させる端面を除く表面をメッキ、または塗装したライトパイプとする。メッキまたは塗装には、例えば金メッキ、銀メッキ、アルマイト等により黒塗装などとしてもよい。光反射率が高い光沢メッキ等を用いれば、高効率かつ低損失な光伝送が可能となる。

また、ライトパイプの先端を斜めにカットし、発光ダイオード等の発光素子からの光を効率良く表示視認部に伝達する反射面としてもよい。また、表示視認部側に配置された第二ライトパイプ部において、発光ダイオード側に配置された第一ライトパイプ部と接触する部分上部を斜めにカットし、表示視認部の先端に効率よく発光ダイオードの光を発光表示部に伝達する反射面としてもよい。

従来、多種多様な電子機器において、装置表面等の表示視認部背面に装置内部の多層基板上の発光ダイオードなど発光素子からの光を伝えるために、透明な樹脂をカーブさせたライトパイプを用いている。

これらは樹脂性のため、製造には成型用の型などが必要となるので投資金額が大きい。また、装置表面から発光ダイオードなどの発光素子までの距離は、装置の構造条件が各々異なるため、専用設計となる。また、初期投資の増加による原価高と型製造などに時間がかかっていた。一方、開発期間の短縮と費用の節減が求められている昨今、これらに対応したライトパイプが求められていた。

さらに、多数の異なる表示を行う場合、ライトパイプを並列に配置するが、配置間隔が狭い場合では、隣の光が漏れて、表示していないのに、発光しているように見える場合が生じる。

その対策として、ライトパイプ間に光遮蔽物を追加するなどした場合には、コストアップとなるだけでなく高密度実装を妨げる要因となっていた。多くの装置構造において、装置個々のライトパイプ専用の型が個別に必要になる原因は、装置により発光部と表示視認部との距離がバラバラであるため、装置条件に合致した専用のライトパイプが必要となるからである。

例えば、図１４に示すように、表示部１４１３０を備えた電子機器１４０００において、発光ダイオ−ド１４１６０の光を表示部１４１３０にガイドするために、ライトパイプ１４１１０が用いられる。図１４は、一般的な電子機器１４０００のライトパイプ１４１１０を説明する図である。図１４においては、ライトパイプ１４１１０に関連する部分のみを模式的に示している。

図１４に示すように電子機器１４０００のライトパイプ１４１１０は、多層基板１４１５０にネジ等の係止部材１４１４０で係止されている。図１５は、発光ダイオード１５１６０と表示部１５１３０との多層基板１５１５０上における距離が、電子機器１４０００より長い構造を有する電子機器１５０００を説明する図である。図１５に示すように、発光ダイオード１５１６０から表示部１５１３０への長くなる光路に対応して、ライトパイプ１５１１０の光路方向での長さも長くなる。なお、ライトパイプ１５１１０は、ネジ等の係止部材１５１４０で多層基板１５１５０に係止されている。

図１４と図１５とに示したように、ライトパイプ１４１１０，１５１１０と表示部１４１３０，１５１３０との間の各距離が、種々異なる電子機器１４０００，１５０００を作製する場合には、個々別途に異なる形状のライトパイプ１４１１０，１５１１０を各々作製し準備する必要がある。

また、多くの装置では、多種の表示視認部を配置しており、多層基板への密度実装の増大化とも併せ、隣接した複数の表示部との間隔が非常に狭くなる場合も生じる。このような場合には、隣接した表示部の光が漏れて、発光していないにもかかわらず、薄く発光しているように見える場合がある。光の漏れを低減するため、一方、光遮蔽の板等を、表示部と表示部との間に配置すれば、コストアップになるだけではなく、実装密度の低下（すなわち大型化）と重量化を招いていた。

実施形態においては、ライトパイプを二分割し、表示視認部側設けられた第二ライトパイプ部に、発光ダイオードからの光を効率よく伝達するために、発光ダイオード側に設けられた第一ライトパイプ部の先端部分に第一傾斜端面を設ける構造を開示する。

また、実施形態においては、第一ライトパイプ部から入射された発光ダイオードからの光が、電子機器の表示部に効率よく伝達されるために、第二ライトパイプ部の上部に、適切な角度の第二傾斜端面をもたせる構造を開示する。

また、第一ライトパイプ部と第二ライトパイプ部とでライトパイプを分割して摺接させる構成とする。すなわち、第一ライトパイプ部は、発光ダイオードの光が入射されて、摺接部分において第二ライトパイプ部へと光を出射してもよい。また、第二ライトパイプ部は、摺接部分において第一ライトパイプ部から光が入射されて、表示部裏面側へと光を透過させて出射させてもよい。第一ライトパイプ部と第二ライトパイプ部との組み合わせ部分がスライドできる構造を具備することで、視認可能な表示部と発光ダイオードとの距離に対応して、自由に配置できるライトパイプを実現できる。

また、例えば第一ライトパイプ部と第二ライトパイプ部との摺接部及び第二ライトパイプ部の先端視認部側を除く外周部分を有色メッキ、または光吸収部材を塗布してもよく、これにより外部への光漏れを防ぐライトパイプを実現できる。

また、例えば第一ライトパイプ部の表面の有色メッキ等の内側を、光沢のある有色メッキ、金メッキ、銀メッキ等とし、２層被膜構造にしてもよく、これにより第一ライトパイプ部内を透過する発光ダイオードの光を反射させて効率良く第二ライトパイプ部に伝達できるライトパイプを実現できる。

また、例えば第二ライトパイプ部の表面の有色メッキ等の内側を、光沢のある有色メッキ等にしてもよく、第二ライトパイプ部内を透過する発光ダイオードの光を内部で反射させて閉じ込め効率良く装置の表示視認部へと伝達できるライトパイプを実現できる。

（第一の実施形態）
図１は、第一の実施形態にかかる電子機器１００のライトパイプ１７０を模式的に説明する断面図である。図１に示すように、電子機器１００は、外部から視認可能な液晶表示装置等の表示部１３０と、各種の電子素子が実装される多層基板１５０とを備える。

表示部１３０は、ライトパイプ１７０により導かれた発光ダイオード１６０の光を背面側から照射されて、電子機器１００の外部等からオペレータ等が視認できるように表示する。

また、ライトパイプ１７０は、第一ライトパイプ部１１０と第二ライトパイプ部１２０との二つの部材から構成される。ライトパイプ１７０は、任意の複数のライトパイプ部から構成されてもよく、二つに部材に制限されるものではない。

第一ライトパイプ部１１０は、ネジ等の係止部材１４０（１）で多層基板１５０に係止される。また、第二ライトパイプ部１２０は、ネジ等の係止部材１４０（２）で多層基板１５０に係止される。

第一ライトパイプ部１１０と第二ライトパイプ部１２０との係止位置を調整する場合に、第一ライトパイプ部１１０と第二ライトパイプ部１２０とは、互いに摺接部１１５で摺接し、摺接が解除されない範囲内で図面上左右方向での相対的な位置決めを自由に調整することが可能である。摺接部１１５においては、第一ライトパイプ部１１０と第二ライトパイプ部１２０とが、光の伝達に障害が生じない程度に面一かつ密接に接する。

図２は、電子機器１００のライトパイプ１７０の概要を説明する斜視図である。図２においては、図１と対応する部位には同一の符号を付して、説明の重複を避けるためにその説明を省略する。

また、図３は、発光ダイオード１６０と表示部１３０との距離が異なる二つの電子機器１００（ａ），１００（ｂ）の部品配置を説明する図である。図３（ａ）が、発光ダイオード１６０と表示部１３０との距離が比較的近い場合を示し、図３（ｂ）が、発光ダイオード１６０と表示部１３０との距離が比較的遠い場合を示す。図３においては、図１と図２とに対応する部位には同一の符号を付している。

図３に示すように、ライトパイプ１７０は、発光ダイオード１６０と表示部１３０との距離が比較的遠い場合には、摺接部１１５が比較的小さくなり、発光ダイオード１６０と表示部１３０との距離が比較的近い場合には、摺接部１１５が比較的大きくなる。

図３（ａ）に示す場合においても、図３（ｂ）に示す場合においても、摺接部１１５での摺接が解除されない限り、発光ダイオード１６０と表示部１３０との任意の距離に対応して、ライトパイプ１７０は光を伝達する機能を発揮する。

すなわち、第一ライトパイプ部１１０は、多層基板１５０に対して略平行方向の光を垂直方向へと向きを変えて、摺接部１１５へと光を導く第一傾斜端面１１１を備える。第一傾斜端面１１１により、摺接部１１５では、光が略直角に出射されることとなるので、第二ライトパイプ部１２０に良好に光が入射されることとなる。

第一傾斜端面１１１は、好ましくは多層基板１５０に対して４５°の角度である。これにより、より効率良く第二ライトパイプ部１２０に光を伝達することが可能な第一ライトパイプ部１１０となる。

また、第二ライトパイプ部１２０は、第一傾斜端面１１１からの入射光について、多層基板１５０に対して垂直方向から平行方向に向きを変える第二傾斜端面１２１を備える。第二傾斜端面１２１は、好ましくは多層基板１５０に対して４５°の角度である。これにより、より効率良く第二ライトパイプ部１２０内を伝達し、表示部１３０へと光をガイドすることが可能な第二ライトパイプ部１２０となる。

また、摺接部１１５と、第二ライトパイプ部１２０の光出射端面１２２と、を除いて、第一ライトパイプ部１１０と第二ライトパイプ部１２０との表面の全てまたは一部には、光反射部材や光吸収部材をメッキまたは塗布・蒸着等により設けることが好ましい。

特に、光反射部材は、第一傾斜端面１１１や第二傾斜端面１２１に設けること好ましく、効率的な光反射による光進行向きを変える上で効果的である。また、光反射部材により、所望の端面以外からの光出射を抑制することができるので、効率良い光伝達が可能となる。

また、光吸収部材を第一ライトパイプ部１１０と第二ライトパイプ部１２０との表面に設けることで、予期せぬ箇所からの光の漏れを低減できる。これにより、表示部１３０やライトパイプ１７０が隣接して複数設けられる場合においても、隣接する表示部１３０等に光が漏れることを抑制し、予期せぬ表示誤認等が生じることを低減できる。光吸収部材は、例えば黒色に染色処理をされたアルマイトを用いた被覆膜としてもよい。

図４は、電子機器１００（ｂ）において、発光ダイオード１６０の光が、ライトパイプ１７０の中をガイドされる様子を、矢印を用いて模式的に説明する図である。発光ダイオード１６０は、発光の光軸が、多層基板１３０に対して略垂直上方である面発光ダイオードであることが好ましい。

（第二の実施形態）
図５は、第二の実施形態にかかる電子機器５００のライトパイプ５７０を説明する図である。図５に示すように、電子機器５００は、外部から視認可能な液晶表示装置等の表示部５３０と、各種の電子素子が実装される多層基板５５０とを備える。

表示部５３０は、ライトパイプ５７０により導かれた発光ダイオード５６０の光を背面側から照射されて、電子機器５００の外部等からオペレータ等が視認できるように表示する。

また、ライトパイプ５７０は、第一ライトパイプ部５１０と第二ライトパイプ部５２０との二つの部材から構成される。なお、ライトパイプ５７０は、任意の複数のライトパイプ部から構成されてもよく、二つに部材に制限されるものではない。

第一ライトパイプ部５１０は、ネジ等の係止部材５４０（１）で多層基板５５０に係止される。また、第二ライトパイプ部５２０は、ネジ等の係止部材５４０（２）で多層基板５５０に係止される。

第一ライトパイプ部５１０と第二ライトパイプ部５２０とを多層基板５５０に係止する場合に、第一ライトパイプ部５１０と第二ライトパイプ部５２０とは、互いに摺接部５１５で摺接し、摺接が解除されない範囲内で図面上左右方向での相対的な位置決めを自由に調整することが可能である。摺接部５１５においては、第一ライトパイプ部５１０と第二ライトパイプ部５２０とが、光の伝達に障害が生じない程度に面一かつ密接に接する。

また、第一ライトパイプ部５１０は、多層基板５５０に対して略平行方向の光を垂直方向へと向きを変えて、摺接部５１５へと光を導く第一傾斜端面５１１を備える。第一傾斜端面５１１により、摺接部５１５では、第一ライトパイプ部５１０から光が略直角に出射されることとなるので、第二ライトパイプ部５２０に良好に光が入射されることとなる。

第一傾斜端面５１１は、好ましくは多層基板５５０に対して４５°の角度である。これにより、より効率良く第二ライトパイプ部５２０に光を伝達することが可能な第一ライトパイプ部５１０となる。

また、第二ライトパイプ部５２０は、第一傾斜端面５１１からの光の向きを、多層基板５５０に対して垂直方向から平行方向に変える第二傾斜端面５２１を備える。第二傾斜端面５２１は、好ましくは多層基板５５０に対して４５°の角度である複数の傾斜面と多層基板５５０に平行なステップ面とを有する。

これにより、図面左右方向での摺動可能範囲をステップ面の長さに応じて増大させることができ、すなわち摺接部５１５が摺接を解除せずに光を伝達可能な摺動範囲をより大きくできる。換言すれば、発光ダイオード５６０と表示部５３０との距離がより大きな場合、またはより小さな場合においても、対応可能なライトパイプ５７０とできる。なお、ステップ面は、多層基板５５０に必ずしも平行な面に限定されるものではなく、摺動範囲を増大し得る限り平行でなくてもよい。

また、多層基板５５０に対して４５°の傾斜面を複数備えることにより、摺動範囲の増大にも拘わらず、より効率良く第二ライトパイプ部５２０内を伝達し、表示部５３０へと光をガイドすることが可能な第二ライトパイプ部５２０となる。

また、摺接部５１５と第二ライトパイプ部５２０の光出射端面５２２とを除いて、第一ライトパイプ部５１０と第二ライトパイプ部５２０との表面の全てまたは一部には、光反射部材や光吸収部材をメッキまたは塗布・蒸着等により設けることが好ましい。

特に、光反射部材を第一傾斜端面５１１や第二傾斜端面５２１に設けることにより、効率的な光反射による光進行向きを効果的に変えることができるので好ましい。また、光反射部材により、所望の端面以外からの光出射を抑制できるので、効率良い光伝達が可能となる。

また、光吸収部材を第一ライトパイプ部５１０と第二ライトパイプ部５２０との表面に設けることで、予期せぬ箇所からの光の漏れを低減できる。これにより、表示部５３０やライトパイプ５７０が隣接して複数設けられる場合においても、隣接する表示部５３０等に光が漏れることを抑制し、予期せぬ表示誤認等が生じることを低減できる。光吸収部材は、黒色に染色処理等されたアルマイトを用いた被膜としてもよい。

図６は、電子機器５００において、発光ダイオード５６０の光が、ライトパイプ５７０の中をガイドされる様子を矢印を用いて模式的に説明する図である。図６においては、図５と対応する部位には同一の符号を付してその説明を省略する。

また、図７は、発光ダイオード５６０と表示部５３０との距離が異なる二つの電子機器の部品配置を説明する図である。図７（ａ）が、発光ダイオード５６０と表示部５３０との距離が比較的近い電子機器５００（ａ）を示し、図７（ｂ）が、発光ダイオード５６０と表示部５３０との距離が比較的遠い電子機器５００（ｂ）を示す。図７においては、図５と図６と対応する部位には同一の符号を付している。

図７に示すように、ライトパイプ５７０は、発光ダイオード５６０と表示部５３０との距離が比較的遠い場合には、摺接部５１５が比較的小さくなり、発光ダイオード５６０と表示部５３０との距離が比較的近い場合には、摺接部５１５が比較的大きくなる。

電子機器５００（ａ）においても、電子機器５００（ｂ）においても、摺接部５１５での摺接が解除されない限り、発光ダイオード５６０と表示部５３０との任意の距離に対応して、ライトパイプ５７０は光を伝達する機能を発揮する。発光ダイオード５６０は、発光の光軸が、多層基板５３０に対して略垂直上方である面発光ダイオードであることが好ましい。

（第三の実施形態）
図８は、第三の実施形態にかかる電子機器８００のライトパイプ８７０を模式的に説明する断面図である。また、図９は、電子機器８００のライトパイプ８７０の概要を説明する斜視図である。また、図１０は、発光ダイオード８６０と表示部８３０との距離が異なる二つの電子機器の部品配置を説明する図である。図９と図１０とにおいては、図８と対応する部位には同一の符号を付している。以下、図８乃至図１０を適宜参照しながら、電子機器８００のライトパイプ８７０について詳述する。

図８に示すように、電子機器８００は、外部から視認可能な液晶表示装置等の表示部８３０と、各種の電子素子が実装される多層基板８５０とを備える。

表示部８３０は、ライトパイプ８７０により導かれた発光ダイオード８６０の光を背面側から照射されて、電子機器８００の外部等からオペレータ等が視認できるように表示する。

また、ライトパイプ８７０は、第一ライトパイプ部８１０と第二ライトパイプ部８２０との二つの部材から構成される。なお、ライトパイプ８７０は、任意の複数のライトパイプ部から構成されてもよく、二つに部材に制限されるものではない。

第一ライトパイプ部８１０は、ネジ等の係止部材８４０（１）で多層基板８５０に係止される。また、第二ライトパイプ部８２０は、ネジ等の係止部材８４０（２）で多層基板８５０に係止される。

第一ライトパイプ部８１０と第二ライトパイプ部８２０とを多層基板８５０に係止する場合に、第一ライトパイプ部８１０と第二ライトパイプ部８２０とは、互いに摺接部８１５で摺接し、摺接が解除されない範囲内で図面上左右方向での相対的な位置決めを自由に調整することが可能である。摺接部８１５においては、第一ライトパイプ部８１０と第二ライトパイプ部８２０とが、光の伝達に障害が生じない程度に面一かつ密接に接する。

また、図１０（ａ）が、発光ダイオード８６０と表示部８３０との距離が比較的近い場合を示し、図１０（ｂ）が、発光ダイオード８６０と表示部８３０との距離が比較的遠い場合を示す。図１０においては、図８と図９と対応する部位には同一の符号を付している。

図８と図１０とに示すように、ライトパイプ８７０は、発光ダイオード８６０と表示部８３０との距離が比較的遠い場合には、摺接部８１５が比較的小さくなり、発光ダイオード８６０と表示部８３０との距離が比較的近い場合には、摺接部８１５が比較的大きくなる。

また、図１０（ａ）に示す場合においても、図１０（ｂ）に示す場合においても、摺接部８１５での摺接が解除されない限り、発光ダイオード８６０と表示部８３０との任意の距離に対応して、ライトパイプ８７０は光を伝達する機能を発揮する。

すなわち、第一ライトパイプ部８１０は、多層基板８５０に対して略平行方向の光を垂直方向へと向きを変えて、摺接部８１５へと光を導く第一傾斜端面８１１を備える。第一傾斜端面８１１により、摺接部８１５では、光が略直角に出射されることとなるので、第二ライトパイプ部８２０に良好に光が入射されることとなる。

第一傾斜端面８１１は、好ましくは多層基板８５０に対して４５°の角度である。これにより、より効率良く第二ライトパイプ部８２０に光を伝達することが可能な第一ライトパイプ部８１０となる。

また、第二ライトパイプ部８２０は、第一傾斜端面８１１からの光の向きを、多層基板８５０に対して垂直方向から平行方向に変える第二傾斜端面８２１を備える。第二傾斜端面８２１は、好ましくは多層基板８５０に対して４５°の角度かつ第一傾斜端面８１１に平行である複数の傾斜面８２１（１）と、多層基板８５０に平行なステップ面８２１（２）とを有する。

これにより、図面左右方向（すなわち光路方向）での摺動可能範囲がステップ面８２１（２）の総計長に応じて増大し、すなわち摺接部８１５が摺接を解除せずに光を伝達可能な摺動範囲をより大きくできる。換言すれば、発光ダイオード８６０と表示部８３０との光路方向における距離がより大きな場合、またはより小さな場合においても、対応可能なライトパイプ８７０とできる。

なお、ステップ面８２１（２）は、多層基板８５０に必ずしも平行な面に限定されるものではなく、摺動範囲を増大し得る限り任意である。本実施形態のライトパイプ８７０においては、第二のライトパイプ８２０が上側のステップ面８２１（２）ａと、下側のステップ面８２１（２）ｂとの二つのステップ面を備える例を示している。

また、４５°の傾斜面８２１（１）を複数（図９においては傾斜面８２１（１）ａ，８２１（１）ｂ，８２１（１）ｃの三つ）備えることにより、摺動可能範囲が増大するにも拘わらず、より効率良く第二ライトパイプ部８２０内を伝達し、表示部８３０へと光をガイドすることが可能な第二ライトパイプ部８２０となる。

また、摺接部８１５と第二ライトパイプ部８２０の光出射端面８２２とを除いて、第一ライトパイプ部８１０と第二ライトパイプ部８２０との表面の全てまたは一部には、光反射部材や光吸収部材をメッキまたは塗布・蒸着等により設けることが好ましい。

特に、光反射部材を第一傾斜端面８１１や第二傾斜端面８２１に設けることにより、効率的な光反射により効果的に光進行向きを変えることができる。また、光反射部材により、所望の端面以外からの光出射を抑制できるので、効率良い光伝達が可能となるので好ましい。

また、光吸収部材を第一ライトパイプ部８１０と第二ライトパイプ部８２０との表面に設けることで、予期せぬ箇所からの光の漏れを低減できる。これにより、表示部８３０やライトパイプ８７０が隣接して複数設けられる場合においても、隣接する表示部８３０等に光が漏れることを抑制し、予期せぬ表示誤認等が生じることを低減できる。光吸収部材は、黒色に染色処理されたアルマイトを用いた被膜としてもよい。

図１０から理解されるように、ライトパイプ８７０は、第一ライトパイプ部８１０と第二ライトパイプ部８２０との間を、複数の傾斜面８２１（１）ａ，８２１（１）ｂ，８２１（１）ｃのいずれか一つ以上と第一傾斜部８１１とを対応させて、段階的に間隔を調整して配置することが可能である。

これにより、無駄な光や廃棄光を低減させた効率的な光伝達が可能なライトパイプ８７０となる。発光ダイオード８６０は、発光の光軸が、多層基板８３０に対して略垂直上方である面発光ダイオードであることが好ましい。さらに好ましくは、複数の傾斜面８２１（１）ａ，８２１（１）ｂ，８２１（１）ｃの各々と、第一傾斜部８１１とはいずれも長さＬであって、一対一に対応する配置とする。

（第四の実施形態）
図１１は、第四の実施形態にかかる電子機器１１００のライトパイプ１１７０を模式的に説明する断面図である。また、図１２は、発光ダイオード１１６０と表示部１１３０との距離が異なる二つの電子機器の部品配置を説明する図である。図１３は、電子機器１１００において、発光ダイオード１１６０の光が、ライトパイプ１１７０の中をガイドされる様子を矢印を用いて模式的に説明する図である。図１２、図１３においては、図１１と対応する部位には同一の符号を付している。以下、図１１乃至図１３を適宜参照しながら、電子機器１１００のライトパイプ１１７０について詳述する。

図１１に示すように、電子機器１１００は、外部から視認可能な液晶表示装置等の表示部１１３０と、各種の電子素子が実装される多層基板１１５０とを備える。

表示部１１３０は、ライトパイプ１１７０により導かれた発光ダイオード１１６０の光を背面側から照射されて、電子機器１１００の外部からオペレータ等が視認できるように表示する。

また、ライトパイプ１１７０は、第一ライトパイプ部１１１０と第二ライトパイプ部１１２０との二つの部材から構成される。なお、ライトパイプ１１７０は、任意の複数のライトパイプ部から構成されてもよく、二つに部材に制限されるものではない。

第一ライトパイプ部１１１０は、ネジ等の係止部材１１４０（１）で多層基板１１５０に係止される。また、第二ライトパイプ部１１２０は、ネジ等の係止部材１１４０（２）で多層基板１１５０に係止される。

第一ライトパイプ部１１１０と第二ライトパイプ部１１２０とを多層基板１１５０に係止する場合に、第一ライトパイプ部１１１０と第二ライトパイプ部１１２０とは、互いに摺接部１１１５で摺接し、摺接が解除されない範囲内で図面上左右方向での相対的な位置決めを自由に調整することが可能である。摺接部１１１５においては、第一ライトパイプ部１１１０と第二ライトパイプ部１１２０とが、光の伝達に障害が生じない程度に密接に接する。

また、図１１から理解されるように、第二ライトパイプ部１１２０は、第一ライトパイプ部１１１０の凸部が挿入される凹部を備える。第一ライトパイプ部１１１０の凸部は、第二ライトパイプ部１１２０の凹部と嵌合する。嵌合した状態の凹部は、凸部を被覆するように、凸部を包み込み包接若しくは内接することが光の伝達の効率上とライトパイプ１１７０の強度上との観点から好ましい。この場合には、光の出射端面となる先端面１１１６を除いて凸部の全周を摺接部１１１５としてもよい。

また、図１２に示すように、凸部の先端面１１１６から出射された光は、凹部の底面１１２３に入射される。図１２（ａ）が、発光ダイオード１１６０と表示部１１３０との距離が比較的近い電子機器１１００（ａ）を示し、図１２（ｂ）が、発光ダイオード１１６０と表示部１１３０との距離が比較的遠い電子機器１１００（ｂ）を示す。図１２においては、図１１に対応する部位には同一の符号を付している。

図１２において、ライトパイプ１１７０は、発光ダイオード１１６０と表示部１１３０との距離が比較的遠い場合には、摺接部１１１５が比較的小さくなり、発光ダイオード１１６０と表示部１１３０との距離が比較的近い場合には、摺接部１１１５が比較的大きくなる。

電子機器１１００（ａ）においても、電子機器１１００（ｂ）においても、摺接部１１１５での摺接が解除されない限り、発光ダイオード１１６０と表示部１１３０との任意の距離に対応して、ライトパイプ１１７０は光を伝達する機能を発揮することができる。

すなわち、第一ライトパイプ部１１１０は、多層基板１１５０に対して略垂直方向の光を平行方向へと向きを変えて、凸部の先端面１１１６へと光を導く第三傾斜端面１１１２を備える。第三傾斜端面１１１２により、凸部の先端面１１１６では、光が略直角に出射されることとなるので、第二ライトパイプ部１１２０において凹部の底面１１２３に良好に光が入射されることとなる。凸部の先端面１１１６と凹部の底面１１２３とは、共に多層基板１１５０に垂直であって、かつ互いに平行な面であることが好ましい。

第三傾斜端面１１１２は、好ましくは多層基板１１５０に対して４５°の角度である。これにより、より効率良く第二ライトパイプ部１１２０方向に光を伝達することが可能な第一ライトパイプ部１１１０となる。なお、第三傾斜端面１１１２は、複数の傾斜面と多層基板１１５０に平行なステップ面とを有していてもよい。

また、第二ライトパイプ部１１２０の光出射端面１１２２と凹部の底面１１２３と凸部の先端面１１１６とを除いて、第一ライトパイプ部１１１０と第二ライトパイプ部１１２０との表面の全てまたは一部には、光反射部材や光吸収部材をメッキまたは塗布・蒸着等により設けることが好ましい。

特に、光反射部材を第三傾斜端面１１１２に設けることにより、効率的な光反射により効果的に光進行向きを変えることができるので好ましい。また、光反射部材により、所望の端面以外からの光出射を抑制することができるので、効率良い光伝達が可能となる。

また、光吸収部材を第一ライトパイプ部１１１０と第二ライトパイプ部１１２０との外面に設けることで、予期せぬ箇所からの光の漏れを低減できる。これにより、表示部１１３０やライトパイプ１１７０が隣接して複数設けられる場合においても、隣接する表示部１１３０等に光が漏れることを抑制し、予期せぬ表示誤認等が生じることを低減できる。光吸収部材は、黒色に染色処理されたアルマイトを用いた被膜としてもよい。

なお、図１２と図１３とから理解されるように、凸部の先端面１１１６と凹部の底面１１２３との間には、発光ダイオード１１６０と表示部１１３０との距離に対応して、所定の空間が形成されることとなる。凸部の先端面１１１６と凹部の底面１１２３との空間は空気であってもよいし、ライトパイプ１１７０とさらに効率的な光入出射（入射または出射）が可能なように、例えば所望の屈折率や所望の光透過率を有するゲルや液体などを充填してもよい。この場合には、凸部の先端面１１１６と凹部の底面１１２３との形状は、平面に限られず各々任意の形状にしても良く、球面または非球面等としても良い。

本実施形態で示すライトパイプ１１７０は、発光ダイオード１１６０と表示部１１３０との距離に拘わらず、表示部１１３０への光出射面積や光出射位置及び光強度が一定である。すなわち、ライトパイプ１１７０は、第一ライトパイプ部１１１０と第二ライトパイプ部１１２０との距離に拘わらず、常に、凸部の先端面１１１６と凹部の底面１１２３とに対応する光出射面積と光量とを、光出射端面１１２２から一定の位置に出射することができる。また、発光ダイオード１１６０は、発光の光軸が、多層基板１１３０に対して略垂直上方である面発光ダイオードであることが好ましい。

以上各実施形態で説明したように、従来多くの異なる装置構造に対応するように、ライトパイプの装置専用のモールド型が個別に多数必要になる理由は、発光部と装置の表示視認部との距離が装置固有であることによる。一方、実施形態で開示したライトパイプは、装置の表面視認部と発光ダイオードとの距離に自由度があっても対応可能であるので、専用のライトパイプを別途個別に用意しなくて良く、低コストの製品を構成できる。

また、専用のライトパイプは、個々に型が必要なため、モールド型を製造する期間が必要となり、製品出荷までの期間が長くなる傾向があったが、二つ以上の共通のライトパイプ部を使用することで、個別にモールド型を準備する必要がないことから、製品の出荷までの期間を短縮することができる。

また、実施形態で開示したライトパイプは、多種多様の表示視認部が配置された高密度実装の電子装置であって、隣接表示部との間隔が非常に狭い場合であっても、隣接部の光が漏れて、発光していないにもかかわらず、薄く発光しているように見える懸念を回避できる。また、その対策として、光遮蔽のための板など表示視認部間に配置する必要がないので、コストアップと実装密度の低下とを回避可能である

上述した各実施形態におけるライトパイプとそれを備える電子装置とは、各実施形態での説明に限定されることはなく、自明な範囲で構成を適宜変更してもよく、また自明な範囲で形状や構造やそれらの組み合わせ及び材料を適宜変更してもよい。

本発明は、表示視認部を備える汎用の電子装置類や電子機器類等に幅広く適用できる。

１００・・電子機器、１１０・・第一ライトパイプ部、１２０・・第二ライトパイプ部、１３０・・表示部、１４０・・係止部材、１５０・・多層基板、１６０・・発光ダイオード、１７０・・ライトパイプ。

Claims (16)

1. 電子装置の多層基板に実装された発光ダイオードから、前記電子装置の表示部へと光を伝達するライトパイプにおいて、
   前記発光ダイオードの光を受光し、少なくとも前記多層基板に垂直な方向へとガイドするように、前記多層基板に係止される第一ライトパイプ部と、
   前記第一ライトパイプ部から光を受光し、前記表示部へとガイドするように、前記第一ライトパイプ部と摺接して前記多層基板に係止される第二ライトパイプ部と、を備え、
   前記ライトパイプを係止する場合に、前記発光ダイオードと前記表示部との前記多層基板上における距離に対応するように、前記第一ライトパイプ部と前記第二ライトパイプ部とが前記多層基板に平行な方向に摺動して、前記第一ライトパイプ部と前記第二ライトパイプ部との間隔が調整される
   ことを特徴とするライトパイプ。
2. 請求項１に記載のライトパイプにおいて、
   前記発光ダイオードから前記表示部への光路内の入出射端面を除く、前記第一ライトパイプ部の表面の少なくとも一部に、前記第一ライトパイプの外側への光の漏れを低減する光吸収材が設けられる
   ことを特徴とするライトパイプ。
3. 請求項２に記載のライトパイプにおいて、
   前記発光ダイオードから前記表示部への光路内の入出射端面を除く、前記第一ライトパイプ部の表面と前記第二ライトパイプ部の表面とに、前記ライトパイプの外側への光の漏れを低減する光吸収材が設けられる
   ことを特徴とするライトパイプ。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載のライトパイプにおいて、
   前記発光ダイオードから前記表示部への光路内の入出射端面を除く、前記第一ライトパイプ部の表面の少なくとも一部に、光反射材が設けられる
   ことを特徴とするライトパイプ。
5. 請求項４に記載のライトパイプにおいて、
   前記発光ダイオードから前記表示部への光路内の入出射端面を除く、前記第一ライトパイプ部の表面と前記第二ライトパイプ部の表面とに、光反射材が設けられる
   ことを特徴とするライトパイプ。
6. 請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載のライトパイプにおいて、
   前記第一ライトパイプ部は、前記多層基板に平行な方向の光を垂直な方向の光へと向きを変更して前記第二ライトパイプ部へと光をガイドする第一傾斜端面を備える
   ことを特徴とするライトパイプ。
7. 請求項６に記載のライトパイプにおいて、
   前記第一傾斜端面は、前記多層基板に対して４５°の角度である
   ことを特徴とするライトパイプ。
8. 請求項６または請求項７に記載のライトパイプにおいて、
   前記第二ライトパイプ部は、前記多層基板に垂直な方向の光を平行な方向の光へと向きを変更して前記表示部へと光をガイドする第二傾斜端面を備える
   ことを特徴とするライトパイプ。
9. 請求項８に記載のライトパイプにおいて、
   前記第二傾斜端面は、前記多層基板に対して４５°の角度である
   ことを特徴とするライトパイプ。
10. 請求項８または請求項９に記載のライトパイプにおいて、
    前記第二傾斜端面は、複数の傾斜面と前記各傾斜面の間に設けられたステップ面とを備える
    ことを特徴とするライトパイプ。
11. 請求項１０に記載のライトパイプにおいて、
    前記発光ダイオードから前記表示部への光路を含む前記多層基板に垂直な断面において、前記各傾斜面と前記第一傾斜端面との長さが同一である
    ことを特徴とするライトパイプ。
12. 請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載のライトパイプにおいて、
    前記第一ライトパイプ部は凸部を備え、前記第二ライトパイプ部は前記凸部と嵌合して摺動する凹部を備え、
    前記凸部の先端面と前記凹部の底面との間で、前記第一ライトパイプ部から前記第二ライトパイプ部へと前記発光ダイオードの光が伝達される
    ことを特徴とするライトパイプ。
13. 請求項１２に記載のライトパイプにおいて、
    前記凸部の先端面と前記凹部の底面とは、ともに前記多層基板に対して垂直である
    ことを特徴とするライトパイプ。
14. 請求項１３に記載のライトパイプにおいて、
    前記第一ライトパイプ部は、前記多層基板に垂直な方向の光を平行な方向の光へと向きを変更する第三傾斜端面を備え、
    前記発光ダイオードから前記表示部への光路のうち、前記第三傾斜端面から前記表示部に至るまでの間は、前記多層基板に平行である
    ことを特徴とするライトパイプ。
15. 請求項１乃至請求項１４のいずれか一項に記載のライトパイプにおいて、
    前記発光ダイオードは、面発光ダイオードである
    ことを特徴とするライトパイプ。
16. 請求項１乃至請求項１５のいずれか一項に記載のライトパイプを備える電子装置。

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