JP2015170704A - 指示装置、発光ダイオード素子、光表示装置、及び、光表示装置製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】プリント基板に装着された発光素子の光を光表示位置まで効率的に伝える装置を提供する。【解決手段】ファイバ位置指示装置１０は、電子部品が実装される回路ユニット２０、複数の発光パイプ４４を備える発光パイプユニット４０、及び使用時にファイバ位置指示装置１０を固定するための取付部３６を備える。発光パイプユニット４０は、光を透過可能なプリント基板用の基材で構成される。回路ユニット２０の発光ダイオード素子の一つが発光すると、その光を受けて対応する発光パイプ４４が発光する。【選択図】図１

Description

本発明は、可視光によりユーザに情報を示す光表示技術に関する。

厳しいコスト競争や納期短縮の競争の中にある製造業において生産性の向上は重要なテーマであり、人が実施している作業を自動化するための様々な装置が開発され、利用されている。例えば特許文献１には、多数の光ファイバ対を連続自動接続可能な光ファイバスプライサが記載されている。

また、機器のステータス表示等のために発光ダイオード素子が幅広く利用されている。例えば特許文献２には、長尺多芯ケーブルの導通と誤接続の有無の検査の作業性を高める多芯ケーブルの接続確認装置が記載されている。この接続確認装置は、ケーシングの表面に埋設させた小型発光素子の点灯により位置を示すことが記載されている。

特開２００５−１７６９３号公報 特開平６−１８５９２号公報

今日では、配線工数を削減し、また装置を小型化するために、高密度実装が可能なプリント回路基板による配線が広く用いられており、発光ダイオード素子もプリント回路基板上に実装される場合が多い。しかしながら、プリント基板上の発光ダイオード素子の取付位置と、実際に光を表示すべき位置とが一致するとは限らない。

本発明はこうした課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、プリント基板に装着された発光素子の光を光表示位置まで効率的に伝えることにある。

上記課題を解決するために、本発明のある態様の指示装置は、電子部品が装着されるプリント基板と、プリント基板に装着される発光デバイスと、光を透過可能なプリント基板用基材で構成され、発光デバイスからの出力光を受けて発光する発光部と、を備えることを特徴とする。

本発明の別の態様は、発光ダイオード素子である。この発光ダイオード素子は、プリント基板に装着される発光ダイオード素子であって、該プリント基板内部に入光させるための光出力面をプリント基板に向けて装着されるよう構成される。

本発明のさらに別の態様は、光表示装置である。この装置は、電子部品が装着されるプリント基板と、光出力面をプリント基板に向けてプリント基板に装着される発光デバイスと、光を透過可能なプリント基板用基材で形成され、発光デバイスからの出力光を受けて発光する発光部と、を備えることを特徴とする。

本発明のさらに別の態様は、光表示装置製造方法である。この方法は、電子部品と発光デバイスとが装着される回路部と、発光デバイスからの出力光を受けて発光する発光部とを備える光表示装置の製造方法であって、光を透過可能な基材で形成される一枚の基板から、スルーホール加工及び外形加工により回路部および発光部を成形する。

なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置などの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。

本発明によれば、プリント基板に装着された発光ダイオード素子の光を表示位置まで効率的に伝達し、表示できる。

第１の実施形態にかかるファイバ位置指示装置の構成を示す図である。 ファイバ位置指示装置の回路ユニット、及び、発光パイプユニットを示す図である。 ファイバ位置指示装置の回路ユニットを発光パイプユニット側から見た斜視図である。 図１のファイバ位置指示装置の鎖線ＡＡにおける断面の一部を示す図である。 隣り合う発光パイプ間のスリットに遮光部を設けた発光パイプユニットの一部を示す図である。 ファイバ位置指示装置の動作を説明するための図である。 回路ユニットの回路基板および発光パイプユニットの発光パイプ基板の製造方法を説明するための図である。 第２の実施形態にかかるファイバ位置指示装置の構成を示す図である。 ファイバ位置指示装置の一部の拡大図である。 図９のファイバ位置指示装置の鎖線ＢＢにおける断面の一部を示す図である。 図９のファイバ位置指示装置の鎖線ＢＢにおける断面の一部の別の例を示す図である。 第３の実施形態にかかる発光パイプ一体型回路基板、及び、装置の筐体壁の一部を示す図である。 発光パイプ一体型回路基板及び筐体壁の図１２の鎖線ＣＣにおける断面図である。 発光パイプ一体型回路基板の別の例、及び、装置の筐体壁の一部を示す図である。 第３の実施形態にかかる発光パイプ一体型回路基板の発光パイプに補助ライトパイプを装着した状態を示す図である。 発光パイプ一体型回路基板、補助ライトパイプ、及び筐体壁の図１５の鎖線ＤＤにおける断面図である。 発光パイプ一体型回路基板の発光パイプに別の補助ライトパイプを装着した状態を示す図である。 従来のライトパイプの使用例を示す図である。

＜第１の実施形態＞
光通信機器内の光ファイバ同士の接続には、機械的接続に比べて接続損失の少ない融着接続が広く用いられる。融着接続では、光ファイバの接続部の被覆を除去し、露出された光ファイバを切断し、切断面を検査し、二本のファイバを高精度にアライメントして突き合わせ、レーザ光やアーク放電などにより突き合わせた部分を加熱溶融し、接続する。

例えば特許文献２に記載の光ファイバスプライサによると、例えば数十組の光ファイバ対を連続的に自動接続できる。その際、光ファイバスプライサで自動接続する複数対の光ファイバ端を予め所定の位置にセットしておく必要がある。
光ファイバを、例えば２ミリメートル程度の間隔で所定の設置位置に整列させるために、例えば櫛歯型のファイバ整列治具が用いられる。

作業者は、作業指示画面に表示される指示内容を見て、作業対象ファイバ、及び、ファイバ整列治具において光ファイバを挿入すべき挿入対象スリット番号を確認する。そしてファイバ整列治具の数十個所のスリットのうち挿入対象スリットを特定し、作業対象ファイバを特定したスリットに入れる。そして光ファイバが正しい位置に挿入されているか確認し、次の光ファイバ挿入作業を開始する。これを数十本の光ファイバについて繰り返すことで、自動接続する数十組の光ファイバが所定の順序にセットされる。

従来、作業者は、挿入対象スリットを特定する際、櫛歯型ファイバ整列治具の例えば５スリット毎に付された番号のうち、挿入対象スリット番号に近い番号を探し、指定されたスリットまで指さし確認しながら数えていた。これは煩瑣な作業であり、スリットの数え間違いによる誤接続のおそれもあった。

本発明の第１の実施形態にかかるファイバ位置指示装置１０は、後述する図６に示すように、ファイバ整列治具の複数の櫛歯間スリットのうち、挿入対象スリットを発光により作業者に示す。

図１は、本実施形態にかかるファイバ位置指示装置１０の構成を示す。
ファイバ位置指示装置１０は、電子部品が実装される回路ユニット２０、発光素子の光を受けて発光する複数の発光パイプ４４を備える発光パイプユニット４０、及び使用時にファイバ位置指示装置１０をファイバ整列治具に一時的に固定するための取付部３６を備え、これらは回路ユニット２０のネジ穴２６、発光パイプユニット４０のネジ穴４６、及び取付部５６のネジ穴（図示せず）にネジ３４をねじ止めすることで連結される。

図２は、ファイバ位置指示装置１０の回路ユニット２０、及び、発光パイプユニット４０を示す。
図３は、ファイバ位置指示装置１０の回路ユニット２０を発光パイプユニット４０側から見た図を示す。

回路ユニット２０は、回路基板２２、発光デバイスである発光ダイオード素子３０、発光ダイオード素子３０を制御する制御部を構成する電子部品３２を備える。回路ユニット２０は、また、図示しない作業指示装置との間で信号を送受信し、また電力を供給するためのコード２８を備える。
なお、制御部の機能の一部は、ファイバ位置指示装置１０と作業指示装置との間に設けられる制御装置（図示せず）により実現されてもよい。この場合、コード２８は、ファイバ位置指示装置１０と制御装置とを接続し、制御装置と作業指示装置との間は別の配線等により接続される。

回路基板２２の表面すなわち、発光パイプユニット４０と接しない面には制御部を構成する電子部品３２が実装され、回路基板２２の裏面、すなわち発光パイプユニット４０と接する面には複数の発光ダイオード素子３０が実装される。回路基板２２と発光パイプ４４が重ねられた際、回路ユニット２０側から見たときにも発光パイプ４４の発光状態を確認できるよう、回路基板２２には凹部２４が形成される。

発光パイプユニット４０は、例えばテフロン（登録商標）、ガラスエポキシ、ガラスコンポジット等の光を透過可能な樹脂素材の基材で構成され、複数の発光パイプ４４を備える。各発光パイプ４４は、例えば四角柱の突起状に形成される。ファイバ整列治具９０にとりつけられた際、各発光パイプ４４がファイバ整列治具の櫛歯間スリットのうちの一つを指示する位置に配置されるよう、発光パイプ４４のサイズおよび位置が定められる。なお、発光パイプ４４は光を透過可能な基材で構成されるため、中空である必要はない。またその形も四角柱の突起状に限られず、発光ダイオード素子３０の位置や発光パイプ４４によって示す指示対象物の形、大きさ、位置などによって様々な形に形成されうる。

図４は、図１のファイバ位置指示装置１０の鎖線ＡＡにおける断面の発光パイプ４４側の一部を示す図である。
回路ユニット２０の回路基板２２は両面実装のプリント基板であり、透明基材部４８の基材の両面に銅などの薄い導電膜により回路（図示せず）が形成され、その上に回路を保護するためのソルダレジスト３８の膜が形成されている。
なお、図では回路基板２２の表面に一様にソルダレジスト３８を示しているが、実際には、発光ダイオード素子３０を回路基板２２の回路に半田接続する部分には、ソルダレジスト３８の層は形成されない。

発光ダイオード素子３０は、光を出力する放光部１６と基部１８とを備え、放光部１６が発光パイプ４４側に向き、基部１８が回路ユニット２０側に向くように回路基板２２に装着される。発光ダイオード素子３０の電極（図示せず）や半田で回路ユニット２０に固定するための固定部（図示せず）は、基部１８側に設けられる。
発光ダイオード素子３０としては例えば、１００５タイプすなわち縦１．０ｍｍ横０．５ｍｍの長方形の発光ダイオード素子が用いられてもよい。

各発光パイプ４４は、それぞれ回路ユニット２０の裏面の複数の発光ダイオード素子３０のうちの１個の発光ダイオード素子３０の放光部１６と接し、又はその近傍に配置される。発光パイプ４４は、接しているまたは近傍に配置される発光ダイオード素子３０からの光を光表示位置まで伝えるライトパイプ、及び、その発光ダイオード素子３０からの光を受けて視認容易な光を発する光表示部として機能する。

すなわち、発光ダイオード素子３０の基板上の実装位置と、実際に光を表示させたい位置とが一致しない場合、発光パイプ４４は、発光ダイオードの光を光表示位置まで伝達する。
また、発光ダイオード素子３０から発光パイプ基板４２内部に向けて照射された光が基板内部で散乱することで発光パイプ４４自体が発光する。

これにより、例えば細かい指示対象物が狭い範囲に並べられている場合や、光を反射する部材が近辺にある場合等にも、指示対象物を作業者が把握しやすい形で明確に指示できる。

例えば２ミリメートル間隔で配置される金属の櫛歯間スリットのいずれかをスリット近傍に配置した発光ダイオード素子３０の発光により指示する場合、発光パイプ４４なし、または透明度の高いアクリル等を発光パイプに用いると、光が金属製櫛歯で反射されてどのスリットが指示されているのか、ユーザである作業者は把握しづらい。

発光パイプ４４の基材としてテフロンやガラスエポキシ、ガラスコンポジット等を用いることにより、入射した光が内部で適度に散乱をおこして基材自体が発光するため、直接発光ダイオード素子３０の光を当てたり、アクリル等を表示部として用いた場合に比べて、作業者が発光の有無を容易に認識できる。

さらに、光の散乱により、発光パイプ４４の突起の先端面のみでなく突起の側面も発光するため、発光パイプ４４は、いわば三次元形状の光表示部として機能する。よって、作業者は、発光パイプ４４を見る角度が異なる場合にも容易に発光の有無を確認できる。
なお、本明細書において発光パイプ４４の「側面」とは、発光パイプのソルダレジストが付されていない部分のうち、端面以外の部分をいう。
また、後述するように発光パイプ４４は基板の外形加工により作成可能であり、指示対象物の大きさや形、位置に合わせて、適切な形の各発光パイプ４４を容易に形成できる。
これにより発光パイプ４４と指示対象物との対応が明確になり、作業者が把握しやすくなる。

また、テフロンやガラスエポキシ、ガラスコンポジット等の無色の基材を用いることにより、入射される光の色を変化させずに光を伝達し、表示できる。

なお、発光パイプ４４間の隙間の一部または全部に遮光部を設けてもよい。
図５は、隣り合う発光パイプ４４間のスリットに遮光部１４を設けた発光パイプユニット４０の一部を示す図である。
遮光部１４により、隣の発光パイプ４４や発光ダイオード素子３０からの光の漏れ込みを抑制できる。

図５の例では、隣り合う発光パイプ４４間のスリットの一部が覆われるように、各スリットに遮光部１４を設けている。このようにスリットの一部に遮光部１４を設ける場合、発光パイプ４４が発光ダイオード素子３０と接する部分の近傍において発光パイプ４４間のスリットを覆うように遮光部１４の設置範囲を定めてもよい。これにより、効率的に光の漏れ込みを抑制できる。
遮光部１４は、例えばゴムや樹脂など弾性を有する材質で形成される。これにより、遮光部１４を発光パイプ４４の間隙に容易に嵌入しできる。

遮光部１４の色は、光を吸収する黒又は黒に近い色、または、光を反射する白または白に近い色としてもよい。これにより、遮光部１４が発光ダイオード素子３０の発する光の色に与える影響を抑制できる。

以上の構成による動作は以下のとおりである。
図６は、ファイバ位置指示装置１０の動作を説明するための図である。
前述のように、例えば数十組の光ファイバを光ファイバスプライサ（図示せず）で連続自動接続する際、自動接続する複数対の光ファイバ端を予め所定の順序で並べる作業が必要となる。光ファイバを整列させるために、例えばファイバ整列治具９０が利用される。

ファイバ整列治具９０は、各光ファイバを、複数の溝９４のいずれかに配置するために、光ファイバを溝９４まで誘導する櫛歯部９２を備える。
ファイバ位置指示装置１０は、取付部３６に設けられる磁石（図示せず）や留め具（図示せず）などにより、ファイバ整列治具９０に固定される。

作業者は、作業指示装置（図示せず）により、作業指示用画面（図示せず）に表示される指示画面を見て、次の作業の作業対象ファイバを確認する。そして、例えば色等を用いて識別可能なマークが付されている複数の光ファイバから次の作業対象の光ファイバを選択し、手に取る。
なお、識別可能なマークを付す代わりに、対象光ファイバ発光装置（図示せず）により作業対象の光ファイバを発光させて、作業者に指示対象光ファイバを指示してもよい。この場合作業者は、複数の光ファイバから、発光している光ファイバを選択し、手に取る。

作業指示装置はファイバ位置指示装置１０の制御部に、ファイバ整列治具９０においてその光ファイバを挿入すべき櫛歯間スリット９６ａに対応する発光パイプ４４ａの識別情報を送信する。ファイバ位置指示装置１０の制御部は、受信した識別情報に基づき、発光パイプ４４ａを発光させる。具体的には、発光パイプ４４ａに接する発光ダイオード素子３０に順方向降下電圧以上の電圧を印加し、その発光ダイオード素子３０を発光させる。発光パイプ４４ａはその発光ダイオード素子３０が出力する光を受けて発光する。

作業者は、発光している発光パイプ４４ａが指示する櫛歯間スリット９６ａに選択した光ファイバを挿入し、櫛歯間スリット９６ａに沿って光ファイバを下方に滑らせ、溝９４ａに光ファイバを置く。
作業者は、今一度指示画面等で指示された作業対象ファイバが、点灯している発光パイプ４４ａの示す溝９４ａに挿入されているか確認すると、作業指示用画面に表示される確認ボタン(図示せず)に触れ、次の作業内容を表示させる。
以上の手順をセットすべき数十組の光ファイバについて繰り返すことで、光ファイバが自動接続される順序にセットされる。

発光パイプ４４の発光により、作業者に対して適切なタイミングでファイバ挿入スリットを指示でき、作業者は、光ファイバを挿入すべき櫛歯間スリット９６の位置を瞬時に認識できる。
一例では、従来、光ファイバを指定された溝にセットするために光ファイバ１本当たり平均１２秒要していた作業が、ファイバ位置指示装置１０の使用により、平均２秒で実施できるようになった。
このように、ファイバ位置指示装置１０により作業効率を大幅に向上できる。また、作業者のスリット数え違いなどによる誤配線を抑制し、製品の品質を安定化できる。

図７は、回路ユニット２０の回路基板２２および発光パイプユニット４０の発光パイプ基板４２の製造方法を説明するための図である。
図７では、ガラスエポキシ等の樹脂の板の両面に銅箔等の薄い導電膜を貼り付けたプリント基板８０に対してドリル穴加工によりスルーホールとして設計可能な部分やネジ穴がくりぬかれた状態を示す。
プリント基板８０から、回路基板２２となる回路基板部８４が２枚分、及び、発光パイプ基板４２となる発光パイプ基板部８２が２枚分製造される。

特許文献２に記載の光ファイバスプライサにより、複数の光ファイバ対を連続自動接続する際、光ファイバスプライサで自動接続する複数対の光ファイバ端を予め所定の配置に並べ、向かい合わせにセットしておく必要がある。このため、ファイバ位置指示装置１０は通常２台で１組で用いられる。

特に多品種少量生産の製品の光ファイバ接続のためのファイバ位置指示装置１０を製造する場合、一つの製品専用のファイバ位置指示装置１０は１組のみ製造される場合も多い。一枚のプリント基板８０で一組の回路基板２２、発光パイプ基板４２をまとめて製造することで製造数に応じて材料を有効活用し、また製造工数を抑制して効率的にファイバ位置指示装置１０を製造できる。

プリント基板製造工程では、いわゆる生基板からエッチングにより銅箔の不要部分を除去して回路パターンが形成されるが、その際、発光パイプ基板部８２については、その全面の銅箔がエッチングにより除去される。
その後、回路パターン部分保護のためのソルダレジスト形成工程において、必要な部分に回路部分を保護するためのソルダレジスト膜が形成されるが、発光パイプ基板部８２にはソルダレジストは形成されない。
回路基板部８４および発光パイプ基板部８２は、プリント基板８０の不要な部分を切り捨てる外形加工の際、ルータにより切り離される。

このように、同一のプリント基板８０から回路基板部８４及び発光パイプ基板部８２を製造することにより、効率よく必要な数のファイバ位置指示装置１０を製造できる。

テフロン、ガラスエポキシ、ガラスコンポジット等の光を透過可能な樹脂素材の基板材料は、機械的強度、絶縁性に優れ、回路基板の材質として適していることは勿論、半透明であるため、光を伝え、拡散させて発光する発光部の材質としても適している。さらに、切削加工で変形してしまうアクリル等と異なり、ドリル加工、ルータ加工等、通常基板の外形加工に用いられる方法により細かい加工が可能である。
従って、汎用の半透明樹脂素材基板材料を用いて、通常の基板加工と同様の方法で発光パイプ４４を成型することで、用途に合わせた専用の発光パイプ４４を低コストかつ容易に作成できる。

特に、多品種少量生産の製品の製造のための装置の製造数は一般的に数台程度であるが、本実施形態にかかる発光パイプ４４を用いることで、例えばモールドによりアクリルを成型する場合と比べて大幅に低いコストで専用の発光パイプを製造できる。

また一般的に、プリント基板に電子部品を自動搭載機により実装する際、コンベヤにより基板を搬送するためのプリント基板の余白、すなわち回路が存在しない部分が必要となる。
発光パイプ基板部８２には回路は作成されないため、プリント基板の余白部分を有効活用して製造できる。

なお、回路基板２２、及び発光パイプ基板４２は、異なる生基板から製造されてもよい。
すなわち、一枚の基板から複数組の回路基板２２や発光パイプ４４が製造されてもよい。

この場合、回路基板２２の材料は、透明樹脂素材でなくともよい。これにより、回路基板２２の設計上適切な基材を選択しつつ、コストを抑制できる。
また、発光パイプ基板４２の材料として予め導電薄膜の付されていない半透明樹脂基板が利用されてもよい。これにより、発光パイプ基板４２製造の際にはエッチング工程を省略でき、発光パイプ基板４２基板の製造コストを抑制できる。

また本実施形態によると、基板実装面の反対側に放光面を有する汎用の発光ダイオード素子３０を利用してファイバ位置指示装置１０が製造するため、部品コストを抑制できる。

＜第２の実施形態＞
第２の実施形態にかかるファイバ位置指示装置５０は、基板に実装される側に放光面がある発光ダイオード素子を利用し、第１の実施形態の回路基板２２および発光パイプ基板４２を一枚の基板で形成する。
ファイバ位置指示装置５０の構成のおよび動作は、第１の実施形態に示した構成及び動作と同様であり、以下、相違点を中心に説明する。

図８は、本実施形態にかかるファイバ位置指示装置５０の構成を示す。
図９は、ファイバ位置指示装置５０の一部の拡大図を示す。
ファイバ位置指示装置５０は、実施形態１の回路基板２２と発光パイプ基板４２が一枚の基板として形成された発光パイプ一体型基板６２、及び、使用時にファイバ位置指示装置５０をファイバ整列治具に一時的に固定するための取付部５６を備え、これらは、ネジ６４によって連結される。ファイバ位置指示装置５０はまた、図示しない作業指示装置との間で信号を送受信し、また電力を供給するためのコード５８を備える。

発光パイプ一体型基板６２は、例えばテフロン（登録商標）、ガラスエポキシやガラスコンポジット等の光を透過可能な樹脂素材の基材で構成され、複数の発光パイプ５４を備える。各発光パイプ５４は、例えば四角柱の突起状に形成され、ファイバ整列治具の櫛歯間のスリットのうちの一つに対応づけられる。発光パイプ５４のうちの一つが発光して作業者に対して作業対象のスリットを指示する。
発光パイプ一体型基板６２上には、基板面発光ダイオード素子６０、基板面発光ダイオード素子６０を制御して発光パイプを発光させる制御部を構成する電子部品５２が実装される。

基板面発光ダイオード素子６０は、基板に取り付ける面に放光面がある発光ダイオード素子である。以下、基板面発光ダイオード素子６０の例として、基板面発光ダイオード素子６０ａと基板面発光ダイオード素子６０ｂの二つの例を示す。

発光パイプ一体型基板６２においては、ガラスエポキシ等の半透明基材部６８の両面に銅などの薄い導電膜により回路（図示せず）が形成され、その上に図９に斜線で示すソルダレジスト６６が形成される。ただし、作業者に光を表示する部分である発光パイプ５４の端部には回路は設けられず、ソルダレジスト６６の膜も形成されない。

図１０は、図９のファイバ位置指示装置５０の鎖線ＢＢにおける断面の発光パイプ５４側の一部を示す図である。
基板面発光ダイオード素子６０ａは、例えば矩形や円形の板状に形成され、放光部７０、基部７２、側面パッケージ７４、接続部７６を含む。基板面発光ダイオード素子６０ａに順方向降下電圧以上の電圧が順方向に印加されると発光パイプ一体型基板６２に面する放光部７０が発光する。放光部７０と反対側に位置する基部７２は、図示しないリフレクタを含んでもよい。

接続部７６は、基板面発光ダイオード素子６０ａを発光パイプ一体型基板６２の回路に電気的に接続するための電極、及び基板面発光ダイオード素子６０ａを発光パイプ一体型基板６２に物理的に固定するための固定部として機能する。接続部７６は、発光パイプ一体型基板６２に接する面において放光部７０の外周付近に側面パッケージ７４の外側に張り出さないよう形成される。接続部７６は放光部７０の外周に沿って連続的に形成されてもよく、複数のブロックに分けて形成されてもよい。
これにより、基板上に占める基板面発光ダイオード素子６０ａの面積を抑制し、高密度実装に対応できる。

基板面発光ダイオード素子６０ａは、放光部７０の放光面を発光パイプ一体型基板６２に向けた状態で、半田７７により発光パイプ一体型基板６２に実装される。

基板面発光ダイオード素子６０ａに電力や制御信号を送るための回路（図示せず）を保護するため、発光パイプ５４表面にソルダレジスト６６が形成されるが、発光パイプ５４のうち外部に視認可能に発光させたい部分の表面には回路及びソルダレジスト６６は設けられない。
なお、発光パイプ５４の突起先端の面のみ視認可能に発光させればよい場合、発光パイプ５４の基板面において、端まで回路やソルダレジスト６６が形成されてもよい。後述の他の実施形態における発光パイプも同様である。

また、発光パイプ５４の表面において、基板面発光ダイオード素子６０ａが実装される部分に、基板面発光ダイオード素子６０ａからの光を基板内部に入光させるための入光部７８ａが設けられる。入光部７８ａには、プリント回路やソルダレジスト６６等の光を遮る層は形成されない。
入光部７８ａの形およびサイズを基板面発光ダイオード素子６０ａの放光面の形およびサイズと同様とすることで、基板面発光ダイオード素子６０ａからの光を有効利用できるが、入光部７８ａの形およびサイズはこれに限られず、必要な光量や回路設計等に応じて適宜定めればよい。

各発光パイプ５４には、それぞれ１個の基板面発光ダイオード素子６０ａが実装され、発光パイプ５４は、その基板面発光ダイオード素子６０ａの光を光表示位置まで伝えるライトパイプ、及び、基板面発光ダイオード素子６０ａからの光を受けて視認容易な光を発する光表示部として機能する。

また、第１の実施形態の発光パイプ４４と同様に、発光パイプ５４間の隙間の一部または全部に遮光部を設けてもよい。遮光部は、第１の実施形態の発光パイプ４４と同様に機能し、同様の効果を奏する。

図１１は、図９のファイバ位置指示装置５０の鎖線ＢＢにおける断面の一部の別の例を示す図である。基板面発光ダイオード素子６０ｂの接続部８６、半田８８、および発光パイプ一体型基板６２の入光部７８ｂ以外の構成は、図１０に示した構成と同様であり、同様の構成には同じ符号を付す。以下、異なる構成について説明する。

接続部８６は、基板面発光ダイオード素子６０ｂを発光パイプ一体型基板６２の回路に電気的に接続するための電極、及び基板面発光ダイオード素子６０ｂを発光パイプ一体型基板６２に物理的に固定するための固定部として機能する。

接続部８６は、発光パイプ一体型基板６２に接する面において放光部７０の外周から側面パッケージ７４の外側に張り出すよう形成される。接続部８６は放光部７０の外周に沿って連続的に形成されてもよく、複数のブロックに分けて形成されてもよい。
これにより、基板に基板面発光ダイオード素子６０ｂをより安定的に固定できる。

発光パイプ５４の表面において基板面発光ダイオード素子が実装される部分には、基板面発光ダイオード素子６０ｂからの光を基板内部に入光させるための入光部７８ｂが設けられる。入光部７８ｂには、プリント回路やソルダレジスト６６等の光を遮る層は形成されない。

入光部７８ｂの形およびサイズを基板面発光ダイオード素子６０ｂの放光面の形およびサイズと同様とすることで、基板面発光ダイオード素子６０ｂからの光を有効利用できるが、入光部７８ｂの形およびサイズはこれに限られず、必要な光量や回路設計等に応じて適宜定める。

いずれの場合も、第２の実施形態にかかる発光パイプ５４の作用及び効果は、第１の実施形態の発光パイプ基板４２と同様であり、第２の実施形態にかかるファイバ位置指示装置５０の動作及び効果は、第１の実施形態のファイバ位置指示装置１０の動作及び効果と同様である。

また、これらの製造工程においても第１の実施形態のファイバ位置指示装置１０と同様、基板のスルーホール加工や外形加工の技術が用いられる。
第２の実施形態のファイバ位置指示装置５０は、回路と発光パイプ５４とが一枚の基板で構成されるため、製造コストおよび工数をより抑えて効率よく製造できる。また、回路と発光パイプ５４とが一枚の基板で構成されるため、さらなる薄型化、軽量化が可能となる。

＜第３の実施形態＞
発光ダイオード素子は、機器のステータス表示等のために幅広く利用されている。
近年、発光ダイオード素子等の電子部品は回路基板上に実装されるのが一般的であるが、その結果、実際に光を表示させたい位置と基板上の発光ダイオード素子の取付位置が一致しない場合が多くなり、その場合、光を導くライトパイプ等の部品が必要とされる。

図１８は、従来のライトパイプの使用例を示す図であり、機器のステータスを光で示す表示灯を有する装置の一部を示す断面図である。
装置の筐体壁１０２に設けられた穴に透明部１０４がはめ込まれる。両面に回路（図示せず）、及びソルダレジスト１１４が形成された回路基板１１０上に発光ダイオード素子１１２が実装され、アクリルやポリカーボネイト等の透明樹脂製のＬ字ライトパイプ１１６が回路基板１１０に設けられている。Ｌ字ライトパイプ１１６は、発光ダイオード素子１１２からの光を回路基板１１０に対して平行な向きに導き、透明部１０４を通して装置外部から光を視認可能とする。
Ｌ字ライトパイプ１１６、及び透明部１０４を通して発光ダイオード素子１１２の光がユーザに視認可能に表示される。

このように、Ｌ字ライトパイプ１１６により、回路基板１１０上の発光ダイオード素子１１２の光を外部に視認可能に誘導する場合、Ｌ字ライトパイプ１１６が装置内部の一定のスペースを占めるため、設計上の制約となる。また、Ｌ字ライトパイプ１１６は自動搭載機による実装は適用できず、基板表面の貫通孔に圧入するなどの取付工程が別途必要となる。

また、同種製品を大量に生産するのでない限りアクリル等のモールド成型による専用のライトパイプ製造はコスト面から現実的ではなく、既製のライトパイプを用いると製品の仕様を既製品に合わせざるを得ず、設計の自由度が下がる。

よって、部品コスト、組み立て工数、装置内スペース等の観点から、基板上に実装された発光ダイオード素子の光を効率的に表示位置まで伝達できる方法が求められていた。

図１２は、本実施形態にかかる発光パイプ一体型回路基板１５０、及び、発光パイプ一体型回路基板１５０を備える装置の筐体壁１２０の一部を示す図である。筐体壁１２０及び透明部１２２は断面図として示されている。
図１３は、発光パイプ一体型回路基板１５０及び筐体壁１２０の図１２の鎖線ＣＣにおける断面図である。

発光パイプ一体型回路基板１５０は、例えばテフロン（登録商標）、ガラスエポキシやガラスコンポジット等の光を透過可能な樹脂素材の基材で構成され、その一端には、発光パイプ１５４が突出するよう形成される。
なお、図１４に示すように、発光パイプ一体型回路基板１５０の発光パイプ１５４の両脇を外形加工により削ることで、発光パイプ１５４が突出するように形成されてもよい。

筐体壁１２０には、光表示用の穴が設けられ、その穴に透明部１２２がはめ込まれる。透明部１２２は、装置外部から内部の光が確認できるよう構成されればよく、透明、半透明、或いはすり加工等の表面加工が施されていてもよく、又、レンズであってもよい。

装置内部の発光パイプ一体型回路基板１５０には、基板面発光ダイオード素子１６０、及び基板面発光ダイオード素子１６０を制御するための制御部を構成する電子部品（図示せず）が実装される。
発光パイプ一体型回路基板１５０においては、ガラスエポキシ等の透明基材部１６８の両面に薄い導電膜により回路（図示せず）が形成され、その上にソルダレジスト１６６が形成されるが、発光パイプ１５４の端部には回路は設けられず、ソルダレジスト１６６の膜も形成されない。

基板面発光ダイオード素子１６０は、例えば矩形や円形の板状に形成され、放光部１７０、基部１７２、側面パッケージ１７４、接続部１７６を含む。制御部により基板面発光ダイオード素子１６０に順方向降下電圧以上の電圧が順方向に印加されると放光部１７０が発光する。基部１７２は、図示しないリフレクタを含んでもよい。接続部１７６は、基板面発光ダイオード素子１６０を発光パイプ一体型回路基板１５０の回路に電気的に接続するための電極、及び基板面発光ダイオード素子１６０を発光パイプ一体型回路基板１５０に物理的に固定するための固定部として機能する。

基板面発光ダイオード素子１６０は、放光部１７０の放光面を発光パイプ一体型回路基板１５０に向けた状態で、半田１７７により発光パイプ一体型回路基板１５０に装着される。

基板面発光ダイオード素子１６０に電力や制御信号を送るための回路（図示せず）を保護するため、発光パイプ１５４表面にもソルダレジスト１６６が形成されるが、発光パイプ１５４のうち外部に視認可能に発光させたい部分の表面には回路及びソルダレジスト１６６は設けられない。
なお、発光パイプ１５４の突起先端の面のみ視認可能に発光させればよい場合、発光パイプ１５４の基板面の端まで回路やソルダレジスト１６６が形成されてもよい。

発光パイプ１５４表面において、基板面発光ダイオード素子１６０が実装される部分には、基板面発光ダイオード素子１６０からの光を基板内部に入光させるための入光部１７８が設けられる。入光部１７８には、プリント回路やソルダレジスト１６６等の光を遮る層は形成されない。
入光部１７８の形およびサイズを基板面発光ダイオード素子１６０の放光面の形およびサイズと同様とすることで、基板面発光ダイオード素子１６０からの光を有効に利用できるが、入光部１７８の形およびサイズはこれに限られず、必要な光量や回路設計等に応じて定められる。

発光パイプ１５４は、その表面に実装された基板面発光ダイオード素子１６０の光を光表示位置まで伝えるライトパイプ、及び、基板面発光ダイオード素子１６０の光を受けて視認容易な光を発する光表示部として機能する。

すなわち、図示しない制御部の指示により、順方向降下電圧以上の電圧が基板面発光ダイオード素子１６０の順方向に印加されると、基板面発光ダイオード素子１６０の放光部１７０が発光する。入光部１７８から透明基材部１６８の内部に入射した基板面発光ダイオード素子１６０からの光が、発光パイプ１５４の端部まで伝達され、透明基材部１６８内で光が拡散して、発光パイプ１５４が発光する。その光が透明部１２２を通して装置外部のユーザに視認可能に表示される。

発光パイプ１５４は、ドリルによるスルーホール加工やルータによる外形加工により、基板加工工程で形成できるため、既製のアクリル等の発光パイプを別途取り付ける場合に比べて、部品コストおよび工数を大幅に軽減できる。
また、ルータ等による細かい加工が可能であるため、発光パイプ一体型回路基板１５０の仕様に合わせた、任意の形、サイズ、位置で発光パイプ１５４を形成できる。したがって、設計の自由度が高まる。また、プリント基板の余白部分を有効利用して作成できる。

さらに、発光パイプ一体型回路基板１５０に垂直な壁面に光を表示させる場合、従来のライトパイプのように、光の進路を曲げる必要がなく、必要なスペースが小さいため、設計の自由度が向上し、装置の小型化、薄型化が実現できる。

また、一枚の発光パイプ一体型回路基板１５０に複数の発光パイプ１５４が形成されてもよい。この場合、コスト、工数、スペースの低減効果がさらに高まる。
複数の発光パイプ１５４が近傍に位置する場合、上述の実施形態１に示した遮光部１４と同様の遮光部を発光パイプ１５４の間に設けてもよい。
これにより、隣の発光パイプ１５４や基板面発光ダイオード素子１６０からの光の漏れ込みを抑制できる。

図１５は、第３の実施形態にかかる発光パイプ一体型回路基板１５０の発光パイプ１５４に、補助ライトパイプ１５６を装着した状態を示す。補助ライトパイプ１５６により、発光パイプ１５４より広い範囲に基板面発光ダイオード素子１６０の光を伝達できる。
筐体壁１０６は、発光パイプ一体型回路基板１５０を備える装置の筐体壁であり、筐体壁１０６に設けられた穴に透明部１０８がはめ込まれている。筐体壁１０６、透明部１０８、及び補助ライトパイプ１５６は断面図として示されている。

図１６は、発光パイプ一体型回路基板１５０、補助ライトパイプ１５６、透明部１０８、及び筐体壁１０６の図１５の鎖線ＤＤにおける断面図である。
発光パイプ一体型回路基板１５０および基板面発光ダイオード素子１６０の構成は、図１２および図１３に示した構成と同様であり、同様の構成には同じ符号を付す。以下、異なる構成について説明する。

補助ライトパイプ１５６は、例えば、アクリルなどの透明部材で、発光パイプ一体型回路基板１５０側の外形がすぼまり、筐体壁１０６に近い側が拡がるように例えば円錐状、角錐状に形成される。補助ライトパイプ１５６の発光パイプ一体型回路基板１５０に近い側には、凹部１５８が設けられる。
凹部１５８に発光パイプ１５４の端部を嵌入することで、補助ライトパイプ１５６が発光パイプ一体型回路基板１５０に対して固定される。
補助ライトパイプ１５６は、透明部１０８の形状に合わせた形状としてもよい。例えば、透明部１０８が円形の場合は円錐状、透明部１０８が矩形の場合は四角錐状に形成されてもよい。

補助ライトパイプ１５６は、凹部１５８内の発光パイプ１５４の端面及び側面から発せられた光が反射を繰り返しながら射出面１４８から射出されるように設計される。補助ライトパイプ１５６はレンズを含んで構成されてもよい。

補助ライトパイプ１５６は側面からも発光できるため、発光パイプ一体型回路基板１５０の厚みよりも大きい光表示部用の発光部としても機能するが、補助ライトパイプ１５６の使用により、より大きい透明部１０８に合わせて光表示できる。
また、発光パイプ１５４と補助ライトパイプ１５６との組み合わせにより、Ｌ字型のライトパイプ等を用いる場合よりも省スペースで光を拡大表示できる。

なお、図１５及び図１６においては、発光パイプ一体型回路基板１５０に平行な方向、垂直な方向の双方に拡がる形の補助ライトパイプ１５６を示したが、補助ライトパイプは、基板に垂直な方向に拡がる形であってもよい。

図１７は、発光パイプ一体型回路基板および補助ライトパイプの別の例を示す。
発光パイプ一体型回路基板１８０の発光パイプ１８４は、透明部１０８の幅に合わせて発光パイプ１５４の幅よりも広く形成され、発光パイプ１８４には、３個の基板面発光ダイオード素子１６０が装着される。発光パイプ１８４には、補助ライトパイプ１８６が装着される。
図において、補助ライトパイプ１８６、筐体壁１０６、透明部１０８は断面図として示されている。
発光パイプ一体型回路基板１８０および筐体壁１０６の、発光パイプ一体型回路基板１８０に垂直な方向すなわち発光パイプ一体型回路基板１８０の厚み方向の断面図は図１６と同様である。

補助ライトパイプ１８６は、発光パイプ一体型回路基板１８０に垂直な方向において、発光パイプ一体型回路基板１８０側がすぼまり、筐体壁１０６に近い側が拡がるような、例えばくさび形に形成される。
補助ライトパイプ１８６の発光パイプ一体型回路基板１８０に近い側には、凹部１８８が設けられる。

補助ライトパイプ１８６は、凹部１８８内の発光パイプ１８４の端面及び側面から発せられた光が反射を繰り返しながら射出面１９０から射出されるように設計される。補助ライトパイプ１８６はレンズを含んで構成されてもよい。
補助ライトパイプ１８６により、基板の厚み方向について、発光パイプ１５４の厚みより広い範囲に基板面発光ダイオード素子１６０の光を伝達できる。

なお、発光パイプ一体型回路基板と筐体壁１０６の距離、及び、発光パイプのサイズ等は、プリント基板の外形加工により容易に調整できるため、補助ライトパイプは、透明部１０８の大きさや形状が同様の様々な装置で共通に利用できる汎用品として、モールドによる製造が可能である。

なお、第３の実施形態においては、基板面発光ダイオード素子１６０として、図１０に示した基板面発光ダイオード素子６０ａと同様の構成を示したが、第３の実施形態にかかる基板面発光ダイオード素子１６０はこれに限られず、基板面に放光する様々なダイオード素子が用いられうる。例えば、図１１に示した基板面発光ダイオード素子６０ｂが用いられてもよい。

また、発光パイプ一体型回路基板１５０および発光パイプ一体型回路基板１８０は、第１の実施形態のように二段構成としてもよい。すなわち、第１の実施形態のように、回路基板とは別に発光パイプユニットを設け、重ねる構成としてもよい。この場合、基板面発光ダイオード素子１６０として、基板実装面の反対側に放光面がある汎用の発光ダイオード素子を回路基板の裏面に実装し、その光を受けて、発光パイプユニットの発光パイプが発光する。
これにより、汎用の発光ダイオード素子を利用でき、部品コストを抑制できる。

この場合も上述の第３の実施形態と同様に、装置の仕様にあわせた任意の形、サイズ、位置で発光パイプを形成でき、設計の自由度が高まる。また、プリント基板の余白部分を有効利用して作成できる。また、特に、複数の発光パイプを形成する場合、基板作成と同時に形成できるため、部品コストおよび工数を軽減できる。また従来のライトパイプ使用時よりも省スペース化が実現できる。

以上、本発明を実施形態にもとづいて説明した。本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、実施形態の各要素を適宜組み合わせたものも、本発明の実施形態として有効である。実施形態の組合せによって生じる新たな実施の形態は、組み合わされる実施の形態それぞれの効果をあわせもつ。
また、当業者の知識に基づいて各種の設計変更等の変形を実施形態に対して加えることも可能であり、そのような変形が加えられた実施形態も本発明の範囲に含まれうる。

例えば、各実施形態において、複数のダイオード素子が各発光パイプに実装されてもよい。また、複数の発光パイプについて一つの発光ダイオード素子が実装されてもよく、複数の発光パイプについて複数の発光ダイオード素子が実装されてもよい。複数の発光パイプについて一つまたは複数の発光ダイオード素子が実装される場合、複数の発光パイプが分岐する点の付近に発光ダイオード素子を配置する。
これにより、必要な明るさや基板の設計、各発光パイプの点灯タイミングの仕様などに応じて、適切な光表示を簡単な構成で実現できる。

以上のように本発明は可視光を用いてユーザに情報を示す装置に利用可能である。

１０ ファイバ位置指示装置、 ２０ 回路ユニット、 ２２ 回路基板、 ３０ 発光ダイオード素子、 ３２ 電子部品、 ４０ 発光パイプユニット、 ４４ 発光パイプ、 ５０ ファイバ位置指示装置、 ５２ 電子部品、 ５４ 発光パイプ、 ６０ａ，６０ｂ 基板面発光ダイオード素子、 ６２ 発光パイプ一体型基板、 ７８ａ，７８ｂ 入光部、 ８０ プリント基板、 １５４ 発光パイプ、 １６０ 基板面発光ダイオード素子、 １７８ 入光部。

Claims (8)

1. 電子部品が装着されるプリント基板と、
   前記プリント基板に装着される発光デバイスと、
   光を透過可能なプリント基板用基材で構成され、前記発光デバイスからの出力光を受けて発光する発光部と、
   を備えることを特徴とする指示装置。
2. 前記発光部は、一枚の基板で形成される複数の発光部を含み、
   前記複数の発光部間に配置される遮光壁をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の指示装置。
3. 前記発光部は、光ファイバの自動融着接続の際に光ファイバを配置すべき位置を示すことを特徴とする請求項１または２に記載の指示装置。
4. 前記プリント基板と前記発光部とは一枚の基板で構成され、
   前記基板の表面には、前記発光デバイスの光を該基板内部に入光させるためにレジスト膜が形成されない入光部が設けられ、
   前記発光デバイスは、光出力面を前記入光部に向けて前記基板に装着されることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の指示装置。
5. 前記光を透過可能なプリント基板用基材は、ガラスエポキシ樹脂であることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の指示装置。
6. プリント基板に装着される発光ダイオード素子であって、該プリント基板内部に入光させるための光出力面を前記プリント基板に向けて装着されるよう構成されることを特徴とする発光ダイオード素子。
7. 電子部品が装着されるプリント基板と、
   光出力面を前記プリント基板に向けて該プリント基板に装着される発光デバイスと、
   光を透過可能なプリント基板用基材で形成され、前記発光デバイスからの出力光を受けて発光する発光部と、
   を備えることを特徴とする光表示装置。
8. 電子部品と発光デバイスとが装着される回路部と、前記発光デバイスからの出力光を受けて発光する発光部と
   を備える光表示装置の製造方法であって、
   光を透過可能な基材で形成される一枚の基板から、スルーホール加工及び外形加工により前記回路部および発光部を成形する光表示装置製造方法。

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