JP2014229722A - チップｌｅｄ搭載プリント基板およびチップｌｅｄ搭載プリント基板を備えた電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】チップＬＥＤ（１４）からの光を機器筐体端に伝導するための部品である光伝導パイプ等が不要であるとともに、外部に取り出されたチップＬＥＤ（１４）からの光の視認性が従来と比べて良好であるチップＬＥＤ搭載プリント基板（１０）およびチップＬＥＤ搭載プリント基板（１０）を備えた電子機器を得る。【解決手段】プリント基板（１１）の側面にハーフスルーホール部（１５）またはフットプリント部（１６）等を設けて、チップＬＥＤ（１４）をこのプリント基板（１１）の側面上に実装する。【選択図】図１

Description

本発明は、プリント基板に実装されたチップＬＥＤからの光を外部に取り出す際の視認性を改善するためのチップＬＥＤ搭載プリント基板およびチップＬＥＤ搭載プリント基板を備えた電子機器に関するものである。

従来、電子機器の動作状態および電子機器による測定・検出結果等を表示するために、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ；発光ダイオード）が広く使用されている（例えば、特許文献１、２参照）。また、部品搭載面（通常、プリント基板の表面または裏面）の縁近くにチップＬＥＤが実装されたプリント基板が電子機器の内部に備えられる（内蔵される）。そして、このチップＬＥＤが発光した光（チップＬＥＤからの光）が電子機器の外部に取り出されるとともに、この光が視認される。

ここで、チップＬＥＤからの光が外部に取り出される場合においては、例えば、光伝導パイプ等が使用される。そして、光伝導パイプ等が電子機器の筐体端（機器筐体端）に光を伝導することで外部に光が取り出され、この光が視認されることとなる。

なお、ここでいう光伝導パイプは、具体的には、光を伝導する樹脂製のスペーサのことであり、樹脂の一端をチップＬＥＤに接触させることによって、チップＬＥＤからの光が樹脂中を通過し、他端に伝導される。通常、プリント基板上に実装されるチップＬＥＤと、機器筐体との間に空間があるとともに、チップＬＥＤの発光面と異なる方向に光が取り出される場合に、このような光伝導パイプが使用される。

特開２００４−１０３７７５号公報 特開２００８−２３５７５７号公報

しかしながら、従来技術には以下のような課題がある。
前述したように、従来技術においては、光伝導パイプ等を使用することによって、プリント基板の部品搭載面の縁近くに実装されたチップＬＥＤからの光を、機器筐体端に伝導しなければならなかった。

このような場合、光伝導パイプ等の専用スペーサが必要となる上、チップＬＥＤからの光が光伝導パイプ等を伝導するにしたがって劣化していき、外部に取り出された光の視認性が悪くなるおそれがあるという問題点があった。

本発明は、前記のような課題を解決するためになされたものであり、チップＬＥＤからの光を機器筐体端に伝導するための部品が不要であるとともに、外部に取り出されたチップＬＥＤからの光の視認性が従来と比べて良好となるチップＬＥＤ搭載プリント基板およびチップＬＥＤ搭載プリント基板を備えた電子機器を得ることを目的とする。

本発明におけるチップＬＥＤ搭載プリント基板は、プリント基板と、プリント基板の表面または裏面に実装される電子部品と、電子部品とともにプリント基板に実装されるチップＬＥＤとを備え、チップＬＥＤは、プリント基板の側面に実装されているものである。

また、本発明におけるチップＬＥＤ搭載プリント基板を備えた電子機器は、チップＬＥＤ搭載プリント基板を備えた電子機器であって、機器筐体の内部に保持されるプリント基板の側面に実装されるチップＬＥＤと対向する、機器筐体の内部側の側面および機器筐体の外部側の側面の間を貫通するＬＥＤ露出用開口部が設けられ、チップＬＥＤからの光がＬＥＤ露出用開口部を介して視認されるように、プリント基板が機器筐体の内部に保持されるものである。

本発明によれば、チップＬＥＤをプリント基板の側面上に実装することによって、チップＬＥＤからの光を機器筐体端に伝導するための部品が不要であるとともに、外部に取り出されたチップＬＥＤからの光の視認性が従来と比べて良好となるチップＬＥＤ搭載プリント基板およびチップＬＥＤ搭載プリント基板を備えた電子機器を得ることができる。

本発明の実施の形態１におけるチップＬＥＤ搭載プリント基板の構造の一例を概略的に示した説明図である。 本発明の実施の形態１におけるチップＬＥＤ搭載プリント基板の構造の別例を概略的に示した説明図である。 本発明の実施の形態１における電子機器の筐体内部の構造を概略的に示した説明図である。 本発明の実施の形態１におけるチップＬＥＤ搭載プリント基板の構造の別例を概略的に示した説明図である。 本発明の実施の形態１における機器筐体に設けられたＬＥＤ露出用開口部の外側に光拡散用レンズを設けた場合の説明図である。

以下、本発明によるチップＬＥＤ搭載プリント基板およびチップＬＥＤ搭載プリント基板を備えた電子機器を、好適な実施の形態にしたがって図面を用いて説明する。なお、図面の説明においては、同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。

実施の形態１．
はじめに、本実施の形態１におけるチップＬＥＤ搭載プリント基板１０について、図１を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施の形態１におけるチップＬＥＤ搭載プリント基板１０の構造の一例を概略的に示した説明図である。具体的には、図１（ａ）は、チップＬＥＤ１４を実装した後のプリント基板１１の斜視図を示し、図１（ｂ）は、チップＬＥＤ１４を実装する前のプリント基板１１の斜視図を示す。なお、図１（ａ）には、一例として、チップＬＥＤ１４以外に実装される他の電子部品等も併せて示されている。

ここで、本実施の形態１におけるチップＬＥＤ搭載プリント基板１０は、プリント基板１１の側面にチップＬＥＤ１４を実装して構成することによって、外部に取り出されたチップＬＥＤ１４からの光を、チップＬＥＤからの光を機器筐体端に伝導するための部品である光伝導パイプ等を介さずに直接視認することができるという技術的特徴を有する。

図１（ａ）において、チップＬＥＤ搭載プリント基板１０は、プリント基板１１、１個以上の電子部品（半導体部品１２、チップ部品１３）、チップＬＥＤ１４を備える。具体的には、プリント基板１１の表面に半導体部品１２およびチップ部品１３が実装され、プリント基板１１の側面にチップＬＥＤ１４が実装される。なお、図１（ａ）においては、プリント基板１１の表面に１個の半導体部品１２および３個のチップ部品１３が実装され、プリント基板１１の側面に２個のチップＬＥＤ１４が実装されている場合を例示している。

なお、プリント基板１１の表面に実装される半導体部品１２の一例として、例えば、集積回路（ＩＣ）等といった半導体部品が挙げられ、チップ部品１３の一例として、例えば、抵抗器、コンデンサ、インダクタ等といったチップ部品が挙げられる。また、プリント基板１１の側面に実装されるチップＬＥＤ１４の一例として、例えば、上面発光型チップＬＥＤ等が挙げられる。

次に、プリント基板１１の側面へのチップＬＥＤ１４の実装について、具体例を挙げながら説明する。図１（ｂ）において、チップＬＥＤ１４が実装される前のプリント基板１１の側面には、１個以上のハーフスルーホール対からなるハーフスルーホール部１５が設けられている。具体的には、第１ハーフスルーホール対１５ａを構成する各ハーフスルーホールは、プリント基板１１の厚さ方向（側面の幅方向）で互いに隣接して平行に延在しており、プリント基板１１の表面および裏面の間を半円柱上に貫通している。また、第２ハーフスルーホール対１５ｂも第１ハーフスルーホール対１５ａと同様の構成となっている。

そして、２個のチップＬＥＤ１４のうちの一方は、第１ハーフスルーホール対１５ａ間に電気的に接続されて、プリント基板１１の側面に実装される。同様に、２個のチップＬＥＤ１４のうちの他方は、第２ハーフスルーホール対１５ｂ間に電気的に接続されて、プリント基板１１の側面に実装される。

図１（ｂ）に示すように、プリント基板１１の側面にハーフスルーホール部１５を設けることによって、図１（ａ）に示すように、チップＬＥＤ１４をプリント基板１１の側面に実装することができる。

なお、ここでは、２個（２対）のハーフスルーホール対１５ａ、１５ｂがプリント基板１１の側面に設けられる場合を例示したが、これに限定されず、プリント基板１１の側面に実装するチップＬＥＤ１４の個数に応じて、ハーフスルーホール対の個数を変更すればよい。また、プリント基板１１の側面へのチップＬＥＤ１４の実装について、前述した実装方法に限定されない。

すなわち、例えば、図２に示すように、チップＬＥＤ１４をプリント基板１１の側面に実装してもよい。図２は、本発明の実施の形態１におけるチップＬＥＤ搭載プリント基板の構造の別例を概略的に示した説明図である。また、図２（ａ）は、チップＬＥＤ１４を実装した後のプリント基板１１の斜視図を示し、図２（ｂ）は、チップＬＥＤ１４を実装する前のプリント基板１１の斜視図を示す。

図２（ｂ）において、プリント基板１１の側面には、１個以上のフットプリント対からなるフットプリント部１６が設けられている。具体的には、第１フットプリント対１６ａを構成する各フットプリントは、プリント基板１１の側面に沿って形成されている。また、第２フットプリント対１６ｂも第１フットプリント対１６ａと同様の構成となっている。

そして、２個のチップＬＥＤ１４のうちの一方は、第１フットプリント対１６ａ間に電気的に接続されて、プリント基板１１の側面に実装される。同様に、２個のチップＬＥＤ１４のうちの他方は、第２フットプリント対１６ｂ間に電気的に接続されて、プリント基板１１の側面に実装される。

図２（ｂ）に示すように、プリント基板１１の側面にフットプリント部１６を設けることによって、図２（ａ）に示すように、チップＬＥＤ１４をプリント基板１１の側面に実装することができる。

なお、ここでは、２個（２対）のフットプリント対１６ａ、１６ｂがプリント基板１１の側面に設けられる場合を例示したが、これに限定されず、プリント基板１１の側面に実装するチップＬＥＤ１４の個数に応じて、フットプリント対の個数を変更すればよい。

以上のように、チップＬＥＤ１４をプリント基板１１の側面上に実装することによって、光伝導パイプ等が不要となり、外部に取り出されたチップＬＥＤ１４からの光を直接視認することができるので、結果として、従来と比べて光の視認性が良好となる。

次に、チップＬＥＤ搭載プリント基板１０を備えた電子機器について図３を参照しながら説明する。なお、以降では、チップＬＥＤ搭載プリント基板１０を備えた電子機器の筐体を機器筐体２０と称す。

図３は、本発明の実施の形態１における機器筐体２０の内部の構造を概略的に示した説明図である。具体的には、図３（ａ）は、機器筐体２０の内部の斜視図を示し、図３（ｂ）は、チップＬＥＤ搭載プリント基板１０が内部に保持された機器筐体２０の断面図を示し、図３（ｃ）は、機器筐体２０のＬＥＤ表示面の正面図を示す。

なお、図３（ａ）〜（ｃ）のそれぞれの位置関係について、図３（ａ）内の矢印Ａ方向から見た場合の機器筐体２０の断面図が図３（ｂ）に相当し、矢印Ｂ方向から見た場合の機器筐体２０の正面図が図３（ｃ）に相当する。また、図３（ｂ）には、機器筐体２０に設けられたＬＥＤ露出用開口部２２の付近の拡大図も併せて示されている。

図３（ａ）において、機器筐体２０の内側の側面には、チップＬＥＤ搭載プリント基板１０が筐体内部で保持（固定）できるように、プリント基板保持用溝２１が設けられている。そして、チップＬＥＤ搭載プリント基板１０の端部をプリント基板保持用溝２１に嵌め込むことによって、チップＬＥＤ１４の発光面と、後述するＬＥＤ露出用開口部２２が設けられている側面とが対向するように機器筐体２０の内部で保持される。

また、機器筐体２０の内側の側面および外側の側面の間を貫通するＬＥＤ露出用開口部２２が機器筐体２０に設けられている。なお、機器筐体２０の内側の側面に設けられたプリント基板保持用溝２１を利用して、溝上にＬＥＤ露出用開口部２２を形成することで、構造をより簡略化することができる。

そして、機器筐体２０の内側の側面に設けられたプリント基板保持用溝２１およびＬＥＤ露出用開口部２２にチップＬＥＤ搭載プリント基板１０を嵌め込む。具体的には、プリント基板保持用溝２１にチップＬＥＤ１４が実装されていない側面の端部を嵌め込むとともに、図３（ｂ）に示すように、チップＬＥＤ１４が実装されている側面の端部をＬＥＤ露出用開口部２２に嵌め込む。

このように、機器筐体２０の内部にチップＬＥＤ搭載プリント基板１０を保持した場合、図３（ｂ）、（ｃ）に示すように、プリント基板１１の側面に実装されたチップＬＥＤ１４が機器筐体２０の外部からＬＥＤ露出用開口部２２を介して直接視認することができる。したがって、機器筐体２０の内部に保持されたチップＬＥＤ搭載プリント基板１０のチップＬＥＤ１４からの光を、光伝導パイプ等を介さずに直接視認することができる。

なお、ここでは、図３（ｂ）、（ｃ）に示すように、ＬＥＤ露出用開口部２２の開口幅と、プリント基板１１の厚さ（側面の幅）が同等であるとともに、チップＬＥＤ１４の幅がプリント基板１１の厚さよりも小さい場合を例示しているが、これに限定されない。すなわち、チップＬＥＤ１４の光がＬＥＤ露出用開口部２２を介して直接視認できれば、これらの幅がどのような大きさの関係であってもよい。

また、ここでは、機器筐体２０の内部にチップＬＥＤ搭載プリント基板１０を保持する具体的な方法として、機器筐体２０の内側の側面にプリント基板保持用溝２１を設ける場合を例示したが、これに限定されない。すなわち、チップＬＥＤ１４からの光がＬＥＤ露出用開口部２２を介して直接視認されるように、チップＬＥＤ搭載プリント基板１０を機器筐体２０の内部に保持されることが本願発明の技術的特徴であり、このチップＬＥＤ搭載プリント基板１０の保持方法については、前述した方法に限定されない。

以上、本実施の形態１によれば、チップＬＥＤをプリント基板の側面上に実装することによって、外部に取り出されたチップＬＥＤからの光を、光伝導パイプ等を介さずに直接視認することができる。結果として、チップＬＥＤからの光が劣化することなく、光の視認性を向上させることができ、従来と比べて視認性がより良好となる。

なお、本実施の形態１では、プリント基板１１の側面にハーフスルーホール部１５を設けてチップＬＥＤ１４を実装する場合を例示したが、プリント基板１１の側面形状を加工した後にハーフスルーホール部１５を設けてチップＬＥＤ１４を実装してもよい。以下、この具体例について、図４を参照しながら説明する。

図４は、本発明の実施の形態１におけるチップＬＥＤ搭載プリント基板１０の構造の別例を概略的に示した説明図である。具体的には、図４（ａ）は、チップＬＥＤ搭載プリント基板１０の斜視図を示し、図４（ｂ）は、チップＬＥＤ搭載プリント基板１０の平面図を示す。

図４（ａ）、（ｂ）において、プリント基板１１の側面に凹部が２箇所形成されている。また、この２箇所の凹部の一方には、第１ハーフスルーホール対１５ａが設けられ、他方には、第２ハーフスルーホール対１５ｂが設けられている。したがって、チップＬＥＤ１４は、プリント基板１１の端部よりも内側に実装されることとなる。これに対して、先の図１（ａ）においては、チップＬＥＤ１４は、プリント基板１１の端部よりも外側に実装されている。

そして、前述したように、２個のチップＬＥＤ１４のうちの一方は、第１ハーフスルーホール対１５ａ間に電気的に接続され、同様に、他方は、第２ハーフスルーホール対１５ｂ間に電気的に接続される。このように、プリント基板１１の側面形状を加工することによって、機器筐体２０に設けられたＬＥＤ露出用開口部２２に対する、チップＬＥＤ１４の位置決めが容易となる。

なお、本実施の形態１では、機器筐体２０に設けられたＬＥＤ露出用開口部２２の外側（機器筐体２０の外部側）に光拡散用レンズ２３を設けてもよい。以下、この具体例について、図５を参照しながら説明する。

図５は、本発明の実施の形態１における機器筐体２０に設けられたＬＥＤ露出用開口部２２の外側に光拡散用レンズ２３を設けた場合の説明図である。なお、図５は、先の図３（ｂ）と同様に機器筐体２０の断面図を示す。

図５において、チップＬＥＤ１４からの光が光拡散用レンズ２３を介して視認されるように、機器筐体２０に設けられたＬＥＤ露出用開口部２２の外側に光拡散用レンズ２３が設けられている。これにより、指向性が良好であるチップＬＥＤ１４からの光を拡散させることができ、結果として、光の視認性をより向上させることができる。

なお、本実施の形態１では、プリント基板１１の表面に半導体部品１２およびチップ部品１３が実装される場合を例示したが、これに限定されず、これらの部品の一部がプリント基板１１の裏面に実装される場合であっても同様の効果が得られる。

１０ ＬＥＤ搭載プリント基板、１１ プリント基板、１２ 半導体部品、１３ チップ部品、１４ チップＬＥＤ、１５ ハーフスルーホール部、１５ａ 第１ハーフスルーホール対、１５ｂ 第２ハーフスルーホール対、１６ フットプリント部、１６ａ 第１フットプリント対、１６ｂ 第２フットプリント対、２０ 機器筐体、２１ プリント基板保持用溝、２２ ＬＥＤ露出用開口部、２３ 光拡散用レンズ。

Claims (4)

1. プリント基板と、
   前記プリント基板の表面または裏面に実装される電子部品と、
   前記電子部品とともに前記プリント基板に実装されるチップＬＥＤと
   を備え、
   前記チップＬＥＤは、前記プリント基板の側面に実装されている
   チップＬＥＤ搭載プリント基板。
2. 請求項１に記載のチップＬＥＤ搭載プリント基板において、
   前記プリント基板の側面には、１対以上のハーフスルーホール対から構成されるハーフスルーホール部または１対以上のフットプリント対から構成されるフットプリント部が設けられ、
   前記チップＬＥＤは、前記プリント基板の側面に前記ハーフスルーホール部が設けられた場合には、前記ハーフスルーホール対の間に１個ずつ電気的に接続されて実装され、前記プリント基板の側面に前記フットプリント部が設けられた場合には、前記フットプリント対の間に１個ずつ電気的に接続されて実装される
   チップＬＥＤ搭載プリント基板。
3. 請求項１または２に記載のチップＬＥＤ搭載プリント基板を備えた電子機器であって、
   機器筐体の内部に保持される前記プリント基板の側面に実装される前記チップＬＥＤと対向する、前記機器筐体の内部側の側面および前記機器筐体の外部側の側面の間を貫通するＬＥＤ露出用開口部が設けられ、
   前記チップＬＥＤからの光が前記ＬＥＤ露出用開口部を介して視認されるように、前記プリント基板が前記機器筐体の内部に保持される
   チップＬＥＤ搭載プリント基板を備えた電子機器。
4. 請求項３に記載のチップＬＥＤ搭載プリント基板を備えた電子機器であって、
   前記ＬＥＤ露出用開口部の、前記機器筐体の外部側に光拡散用レンズが設けられている
   チップＬＥＤ搭載プリント基板を備えた電子機器。

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