JP2014022047A - 照光表示構造 - Google Patents

Abstract

【課題】表示窓の個数に関係なく共通の導光体が使用でき、十分な遮光性能が発揮でき、設計・製作・組立が容易な、照光表示付電子機器を提供する
【解決手段】電子回路を構成する基板（２）に取付けられた発光体（３）と、前記基板の前記発光体を取付けた側を覆い、且つ前記発光体に対向する部分に窓（４ａ）を設けたケース体（４）と、前記発光体の近傍から前記ケース体に設けた窓まで達する導光体（５）とを備えた照光表示付電子機器（１）において、前記基板と前記導光体の間に、前記発光体に対応する部分に穴（６ａ）を設けた不透明弾性体（６）を介在させることにより、隣接する他の発光体の光を遮光する。
【選択図】図１

Description

本発明は、電子回路を構成する基板上に設けられた発光体の光を、ケース表面に導く構造に関する。

従来、電子回路を構成するプリント基板上に実装された発光体（主にＬＥＤ）の光を、所定の距離離れたケースの表面まで導く構造として、多くの発明が成されている。
例えば、特許文献１には、一様な断面を有する軟質光透過体からなる導光体を電子機器のパネルに設けた挿入孔に圧入し、その上端面がパネルの表面側に露出し、下端面がパネルの裏面側に突出した状態で、発光部に対向する構造が開示されている。
しかしながらこの構造においては、導光体の下端面と発光体の間に、クリアランス（隙間）があるため、複数の発光体が近接している場合には、隣の発光体の光が混入してしまうという問題があった。

また、特許文献２には、複数の窓にそれぞれ対応する発光体の光を導くための、連結したレンズ（導光体）と、窓どうしの間の遮光を行う遮光壁を設けた構造が示されている。
しかしながら特許文献２の構造では、複数連結したレンズと、各発光体の４方向を囲った遮光壁をパネルの内側面に突設しているので、レンズとパネルの形状が複雑で、表示窓の個数に対応した専用部品が必要になり、高コストになるという問題があった。

特許第３７５３１１７号公報 特許第２５２４３７２号公報

本発明は、上記従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、表示窓の個数に関係なく共通の導光体が使用でき、十分な遮光性能が発揮でき、しかも設計・製作・組立が容易な、照光表示構造を提供することにある。

電子回路を構成する基板に取付けられた発光体と、前記基板の前記発光体を取付けた側を覆い、且つ前記発光体に対向する部分に窓を設けたケース体と、前記発光体の近傍から前記ケース体に設けた窓まで達する導光体とを備えた照光表示付電子機器において、前記基板と前記導光体の間に、前記発光体に対応する部分に穴を設けた不透明弾性体を介在させることにより、隣接する他の発光体の光を遮光することを特徴とする照光表示構造である。

前記照光表示構造において、前記基板と前記導光体の間に挟持された不透明弾性体により、前記導光体が前記ケース体の窓部に押し付けられることにより保持されていることを特徴とする照光表示構造である。

前記不透明弾性体が、シート状であり、該シート状の不透明弾性体が前記基板に貼り付けられていることを特徴とする照光表示構造である。

請求項１の発明によれば、発光体を実装した基板と導光体の隙間に、発光体に対応する部分に穴を開けた不透明弾性体を介在させるだけで、十分な遮光効果を得ることができる。

上記において、不透明弾性体が、基板と導光体に挟まれて圧縮変形するようにすれば、導光体と不透明弾性体の間に隙間ができることを防ぐことができる。
このとき不透明弾性体の材料として例えばスポンジゴムを採用すれば、圧縮可能な変形量を大きく設定できる。
つまり、基板と導光体の隙間の許容ばらつき量を大きくできるので、予め導光体をカバーに固定する場合にも、その製造が容易になる。

請求項２の発明によれば、導光体をケース体に固定する必要が無いので、ケース体に設ける窓の寸法や、導光体の外形寸法を厳しく管理する必要がなく、圧入や、溶着などの工程も不要である。
また、請求項３の発明と組み合わせれば、ケース体の表面を下にして、裏側から導光体を挿入し、その上から不透明弾性体を貼り付けた基板を固定することにより、組立が容易に完了する。

請求項１〜３の発明とも、構造及び部品形状が簡単なので、設計工数の低減、部品の共通化が可能である。

本発明による発光表示構造の断面図である。 図１に対応する平面図である。 本発明の請求項２に対応する発光表示構造の断面図である。 本発明の請求項２に対応する発光表示構造の他の実施例である。

図１は、本発明請求項１に対応する照光表示構造の部分断面図、図２は図１に対応する平面図である。
基板２の片面に、発光体３（通常はＬＥＤ）が実装され、発光体３に対向する位置に窓４ａを設けたケース体４が基板を覆っている。
発光体３として多く使用される表面実装用ＬＥＤは、厚さが０．５ｍｍ程度なので、他の回路素子７に比べて小さい場合が多く、従って、ＬＥＤの光をケース表面まで導くために導光体５が必要である。

導光体５の材料としては透明なプラスチックが適しており、形状は円柱形又は角柱形が適している。
図１において、導光体５は、上端面５ａがケース体表面に露出し、下端面が発光体３に近接した状態で、ケース体４に設けられた窓部４ａに固定されている。
導光体を窓部４ａに固定する方法としては、圧入、溶着、接着、一体成型（二色射出成型等）などが考えられる。

基板２と導光体５の間に、発光体３に対応する部分に穴６ａを設けた不透明弾性体６を介在させる。このとき、不透明弾性体は基板と導光体に挟まれて、図１に示したＬの分だけ変形した状態で固定される。

発光体３が発した光のうちの多くが、導光体５の下端面５ｂから入射し、入射した光のうちの一部は直接上端面５ａに達し（図示しない）、残りは導光体の側面で全反射して上端面に達する。
ここで、透明プラスチック（アクリルやポリエチレンなど）の屈折率は約１．５なので、入射角が約４２°以上であれば全反射する。
発光体が発した光のうち、導光体５の下端面５ｂに入射しなかった光は不透明弾性体に阻まれるので、隣接する導光体に漏れることはない。

また、図１右に示したように、万が一、左の導光体の方向から、右の導光体の側面に光が入射したとしても、入射角θが小さいので、ほとんどの光が反対側の側面から出る。つまり導光体の側面から入射した光が、導光体の上端面に達することはほとんどないと考えてよい。

以上説明したように、基板２と導光体５の間に、発光体３に対応する部分に穴６ａを設けた不透明弾性体６を介在させることにより、十分な遮光効果を得ることができる。
つまり、導光体５の側面に遮光材を配置する必要はない。

図３は、本発明請求項２に該当する構造であり、ケース体４に設けた窓部４ａに、下方から導光体５を挿入し、導光体の下端面を不透明弾性体６によって上方に押すことにより、導光体の上部に設けた肩部５ｃがケース体４の下面に当接して保持されている。
この構造では、窓部４ａの大きさと、導光体５の上端近くの外周寸法は、比較的公差の甘いすきまばめで良いので、製作が容易である。

図３に示した導光体５においては、肩部５ｃを通過した光は、ケース表面に届かないので、図１の構造に比べて僅かに光量が低下する可能性がある。
図４は、この対策として、肩部をテーパー状５ｄにして、テーパー部に当たった光を全反射させて、導光体上端面に達するようにした例である。

また、テーパー部５ｄで反射した光は、上端面に対して入射角が大きめになるので、上端面で全反射してしまうことがある。
この対策として、図４左は、上端面を凹球面にして、全反射しにくくした形状、図４右は、上端面に波状の凹凸を付けて乱反射しやすくした形状の例である。
この例に限らず、導光体５の上端面５ａは、鏡面ではなく、梨地状の粗い面にして光が乱反射するようにすることが好ましい。

不透明弾性体６の材質としては、軟質のゴム、又はやや硬めのスポンジゴムが適しており、遮光性を高めるために黒色で、スポンジゴムの場合は独立気泡が好ましい。
耐熱性などの物性に関しては電子機器の用途により適宜選択する。
形状としては厚さ１〜５ｍｍの粘着付シート状が好ましく、必要な輪郭と発光体を覗かせる穴６ａを打ち抜いて、基板に貼り付けることで実質的な遮光体が完成する。

１ 照光表示付電子機器
２ 基板
３ 発光体
４ ケース体
４ａ ケースの窓
５ 導光体
５ａ 導光体の上端面
５ｂ 導光体の下端面
５ｃ 導光体上部の肩部
５ｄ 導光体上部のテーパー部
６ 不透明弾性体
６ａ 不透明弾性体に開けた穴
７ 回路素子
１０ 発光体が発した光
１１ 隣接する発光体が発した光
θ 入射角
Ｌ 不透明弾性体の圧縮変形量

Claims (3)

1. 電子回路を構成する基板（２）に取付けられた発光体（３）と、前記基板の前記発光体を取付けた側を覆い、且つ前記発光体に対向する部分に窓（４ａ）を設けたケース体（４）と、前記発光体の近傍から前記ケース体に設けた窓まで達する導光体（５）とを備えた照光表示付電子機器（１）において、前記基板と前記導光体の間に、前記発光体に対応する部分に穴（６ａ）を設けた不透明弾性体（６）を介在させることにより、隣接する他の発光体の光を遮光することを特徴とする照光表示構造。
2. 請求項１に記載した照光表示構造において、前記基板（２）と前記導光体（５）の間に介在する不透明弾性体（６）により、前記導光体が前記ケース体（４）の窓部（４ａ）に押し付けられることにより保持されていることを特徴とする照光表示構造。
3. 前記不透明弾性体（６）が、シート状であり、該シート状の不透明弾性体が前記基板に貼り付けられていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載した照光表示構造。