JP2016134288A - 表示照明装置およびこれを備えた電気掃除機 - Google Patents

Abstract

【課題】移動部の側に表示部を設ける場合に、固定部から移動部への電気配線数を削減できる表示照明装置を提供することを目的とする。【解決手段】この表示照明装置は、移動部（５）に配置された光導波路（８）に、固定部（４）に配置された光源（１０）から光を射出し、光導波路（８）に入射した光を、光導波路（８）のプリズム（１５）の反射面（１９）によって、光導波路（８）の先端側に設けられている表示部（９）に反射させて伝播させて、表示部（９）から光導波路（８）内の伝播光を射出して表示を行う。【選択図】図１

Description

本発明は、固定部に対する移動部の位置が複数の停止位置でロック可能な機構部位を有している電化製品などに組み付けられる表示照明装置に関する。

固定部に対する移動部の位置が複数の停止位置でロック可能な機構部位を有する電化製品の例として、電気掃除機を挙げることができる。特許文献１には図１６に示す電気掃除機が記載されている。

掃除機本体１には、塵や埃を吸引する力を発生させるモータが配置されている。掃除機本体１と吸引ノズル６の間は、柔軟性のある中空のホース２，固定部筐体４と移動部筐体５とで構成される延長管を介して接続され、固定部筐体４および移動部筐体５は中空であり、掃除機本体１の吸引力を吸引ノズル６に伝え、吸引ノズル６から塵や埃を吸引する。

ホース２の先端に設けられている手元操作部３には、電源や各種操作を行うスイッチや表示部が配置されている。
掃除するときに使用者が手で持つ手元操作部３と吸引ノズル６との長さを調整できるように、移動部筐体５の固定部筐体４からの引き出し長さは、複数の停止位置でロック可能に構成されており、短くするときは、移動部筐体５が固定部筐体４の中に一部が収納され、長くするときは、固定部筐体４から移動部筐体５が引き出される。

さらに、移動部筐体５の先端付近には、光源を内蔵した表示装置３５が設けられている。この表示装置３５は、図示しない検出器で塵や埃を検出したことを使用者に報知するものである。表示装置３５を移動部筐体５に配置することで、掃除中の使用者が表示装置３５の表示内容を見やすくしている。

特許第４７５２６６２号公報

従来の表示装置３５では、移動部筐体５に配置した表示装置３５の光源まで、固定部筐体４から配線材を敷設する必要がある。操作性の向上のためは固定部筐体４および移動部筐体５をできるだけ細くして軽量化が要求されているにもかかわらず、移動部筐体５の停止位置の変更にともなう配線材の屈曲による断線を防ぐため、薄いフレキシブルな配線材を用いて曲げ応力を緩和するためには配線の幅を広くする必要があって、移動部筐体５への電気配線の配線幅が広くなるため、電気掃除機を軽量化できないという課題がある。

本発明は、この従来の課題を解決するもので、固定部に配置した光源からの射出光を移動部における表示部に光を伝達することで、電気配線数の削減し電気配線材の幅を減らしても表示を行える表示照明装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の表示照明装置は、固定部に対し複数の位置決め位置を有する移動部から光を射出して表示を行う表示照明装置であって、固定部に配置され光を射出する光源と、移動部に配置され前記光源の射出光を伝播する光導波路と、前記移動部に配置され前記光導波路内の伝播光を射出する表示部とを備え、前記光導波路は、位置決め間隔に対応した間隔で反射面が形成された複数のプリズムを有し、前記移動部の各位置決め位置において前記光源の射出光を前記光導波路の反射面で反射させて、前記表示部に向けて伝播させ前記表示部より光を射出して表示を行う、ことを特徴とする。

本発明の表示照明装置によれば、固定部に配置した光源からの射出光を、移動部に設けた表示部へ、光導波路を介して伝播して表示部から光を射出させることができる。光導波路には、複数のプリズムが形成されているため、複数の位置決め位置の何れで移動部を位置決めした状態でも、光源からの射出光を表示部へ伝搬して表示部から光を射出させることができる。

これによって、固定部から移動部への電気配線数を減らして電気配線材の配線幅を細くすることができ、固定部と移動部を細くすることができるので、固定部と移動部の軽量化と操作性の向上に寄与できる。

また、本発明の表示照明装置を用いた電気掃除機では、延長管の固定部および延長管の移動部を細くして軽量化することができる。

（ａ）は本発明の実施の形態における表示照明装置の平面図、（ｂ）はＡ−Ａ断面図 （ａ）は図１のＢ−Ｂ断面の模式図、（ｂ）は図１のＣ−Ｃ断面の模式図 （ａ）は本発明の実施の形態における光源ユニット７の平面図、（ｂ）は光源ユニット７の拡大側面図 （ａ）は本発明の実施の形態における導光板８のプリズム１５の部分の拡大平面図、（ｂ）は導光板８のプリズム１５の部分の拡大正面図、（ｃ）は導光板８のプリズム１５の部分の拡大側面図 （ａ）は本発明の実施の形態における反射ブロック１１から導光板８への光路を示す拡大断面図、（ｂ）は反射ブロック１１から導光板８への光路を示す拡大平面図 （ａ）は本発明の実施の形態における導光板８の先端部を示す断面図、（ｂ）は導光板８の先端部を示すＤ矢視図、（ｃ）は導光板８の先端部を示すＥ矢視図、（ｄ）は導光板８の先端傾斜面が無い場合を説明する比較例の断面図 本発明の実施の形態における移動部筐体５の位置決め位置を動かした状態の導光板８と光源ユニット７の説明図 本発明の実施の形態における光源１０として、チップ型ＬＥＤ２７を使用した場合の反射ブロック１１の平面図 (ａ)は本発明の実施の形態における導光板８に代わって先端形状が異なる導光板８Ａを使用した第１例の側面図、(ｂ)は導光板８に代わって先端形状が異なる導光板８Ａを使用した第２例の側面図、(ｃ)は導光板８に代わって先端形状が異なる導光板８Ａを使用した第３例の側面図 （ａ）は本発明の実施の形態における導光板８の側面に装飾照明用プリズムアレー３３を形成した場合の側面図、（ｂ）は導光板８の側面に装飾照明用プリズムアレー３３を形成した場合の拡大断面図 （ａ）は本発明の実施の形態における導光板８の下面に装飾照明用プリズムアレー３３を形成した場合の底面図、（ｂ）は導光板８の下面に装飾照明用プリズムアレー３３を形成した場合の拡大断面図 本発明の実施の形態における一つの光源に代わって２つの光源１０Ａ，１０Ｂを配置した場合の光源ユニット７の平面図 本発明の実施の形態における反射ブロック１１を設けない場合の断面図 （ａ）は本発明の実施の形態における導光板８の一部を曲面形状に変更した場合の断面図、（ｂ）は導光板８の上面の一部を移動部筐体５で覆った場合の断面図 本発明の表示照明装置を配置した電気掃除機の斜視図 従来の表示照明装置を備えた電気掃除機の斜視図

以下、本発明の表示照明装置を実施の形態に基づいて説明する。
図１５は本発明の表示照明装置を備えた電気掃除機を示す。
なお、図１６と同じ構成要素については同じ符号を用いて説明する。

この電気掃除機は、掃除機本体１のモータで吸引力を発生させ、掃除機本体１に接続されたホース２の先端の手元操作部３と、固定部としての延長管の固定部筐体４と、移動部としての延長管の移動部筐体５と、吸引ノズル６との直列に接続された中空部分を通して塵や埃を吸い込む。

固定部筐体４と移動部筐体５は、不透明な材質で構成されている。固定部筐体４の先端付近に光源ユニット７が配置されている。光源ユニット７は、塵や埃を感知する図示していない検出器により検出した結果に基づいて発光する。

移動部筐体５は、固定部筐体４から出退自在にスライドし、さらに、複数の出退位置で固定部筐体４との位置がロックして位置決めできるように構成されている。移動部筐体５には、光導波路としての導光板８が配置されている。また、移動部筐体５の先端には、表示部としての光射出窓９が、導光板８のＺ軸方向の面に形成されている。

この光射出窓９は、透明な材質で形成されており、導光板８の先端より射出された光を透過し、拡散させ、視認性のよい光を射出して、掃除中の塵や埃の吸い込み状態を報知している。

表示照明装置は、図１（ａ）と図１（ｂ）に示すように構成されている。
図１（ａ）において、移動部の伸びる方向（紙面左方向）をＸ軸とし、紙面上方向をＹ軸とし、光射出面（紙面手前方向）をＺ軸方向とする。図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−ＡにおけるＸ−Ｚ断面を示している。

固定部筐体４に設けられた光源ユニット７は、光源１０と反射ブロック１１と、これらを覆って光漏れを低減するために光を吸収する黒色などの材質で形成された遮光カバー１２とで構成されている。光源１０は、たとえば、砲弾型をしたレンズ付発光ダイオード（以下、発光ダイオードをＬＥＤと称す）で、インコヒーレントで光軸がＸ軸方向で、指向性の高い光を射出する。光源１０の射出光を入射光としてＸ軸方向に伝播する光をＺ軸方向に光路を変える反射ブロック１１は、ポリカーボネート、アクリル、ＰＥＴ、エポキシなどの透明な樹脂材料で形成されている。この反射ブロック１１はＸ−Ｙ面に対して平行で、Ｚ軸方向の両面が互いに略平行である。また、光源１０の光軸と移動部筐体５の移動方向が平行または略平行である。

移動部筐体５に配置された導光板８は、ポリカーボネート、アクリル、ＰＥＴ、エポキシなどの透明樹脂で形成されている。導光板８は、Ｙ−Ｚ面における断面が長方形で、Ｚ軸方向の両面が互いに略平行であり、Ｙ軸方向の両面が互いに略平行な、直方体形状であり、Ｘ軸正方向の先端にプリズムアレー１３および先端傾斜面１４が形成されている。導光板８の下面、すなわちＺ軸負方向の面には、導光板８の下面に掘り込まれた凹部によって複数のプリズム１５が形成されている。この複数のプリズム１５は、移動部筐体５の位置決め位置に対応した間隔で導光板８に形成されている。

図２（ａ）は、図１（ｂ）のＢ−ＢにおけるＹ−Ｚ断面の模式図を示し、図２（ｂ）は図１（ｂ）のＣ−ＣにおけるＹ−Ｚ断面の模式図を示す。固定部筐体４と移動部筐体５は筒状であるため、移動部筐体５のＢ−ＢにおけるＹ−Ｚ断面は、図２（ａ）に仮想線５Ａで示すように筒状であるが、光の伝播に特化して表示照明装置を説明するため模式図にしている。具体的には、移動部筐体５の形状を、導光板８が配置されている溝１６が形成された等辺チャンネルとして図示している。

図２（ａ）に示すように、導光板８の底部の中央に適切な深さの三角形状の凹部を形成してプリズム１５が形成されている。移動部筐体５における導光板８の配置部分の高さｓ１は、導光板８の厚みｓ２より高く形成されている。すなわち、ｓ１＞ｓ２とする。導光板８のＺ軸正方向の面を移動部筐体５より低くすることで、導光板８の表面に傷が付き難くしている。

図２（ｂ）に示すように光源ユニット７の遮光カバー１２の幅ｗ１は、反射ブロック１１からの射出光が導光板８で反射し移動部筐体５に直接に照射され移動部筐体５からの光漏れを防ぐため、少なくとも導光板８の射出面側の幅ｗ２幅より広くなるように形成する。すなわち、ｗ１＞ｗ２とする。

図３（ａ）は光源ユニット７の光源１０と反射ブロック１１をＺ軸方向から見た図、図３（ｂ）はＹ軸方向から見た図である。反射ブロック１１の光源１０の側に形成された入射面１７の形状は、Ｚ軸方向とＹ軸方向で曲率の異なるアナモフィックな曲面に成形されている。これは、反射ブロック１１を薄型化するためＺ軸方向に薄く、Ｙ軸方向には幅が広い形状となっているため、それぞれで最適な曲面の曲率が異なるため、２軸のアナモフィック面を用いる。

光源１０から反射ブロック１１に入射した光は、反射ブロック１１のＸ軸正方向の端面に形成された全反射面１８によってＺ軸負方向に射出させ、導光板８の入射光とする。全反射面１８の角度は、反射ブロック１１の下面、すなわち、Ｚ軸負方向の面に対してθ０とする。

光源１０の光の広がり全角をεとする。光源１０の射出光が反射ブロック１１に入射したときの光の広がり全角εｄは、反射ブロック１１の屈折率をｎとすると、スネル則より、εｄ＝２×arcsin［｛sin（ε／２）｝／ｎ］となる。ここで、arcsinは、ｓｉｎ関数の逆関数である。

全反射面１８の面法線と光源１０の光軸、すなわちＸ軸とのなす角をφとすると、全反射面１８で全反射となる角度φＬは、スネル則よりφＬ＝arcsin｛１／ｎ｝で与えられる。全反射面への入射角を全反射角より大きくすることで、全反射面で反射率１００％の反射を得ることができる。すなわち、φ＞φＬである。

反射ブロック１１内での光線の広がり角はεｄなので、全反射面１８の面法線に対し、最も角が小さくなるのは、φ−εｄ／２である。反射ブロック１１内の光を全反射で反射させるためには、φ−εｄ／２を全反射条件の角度φＬより大きくなるようにすればよい。すなわち、φ−εｄ／２＞φＬである。全反射面１８の傾斜角θ０とφとの関係は、θ０＋φ＝９０°であるので、全反射面１８の傾斜角θ０は、
θ０ ＜９０°− εｄ ／２ − φＬ
とすればよい。

たとえば、反射ブロック１１の樹脂屈折率ｎ：１．４９とし、光源広がり角ε：１８°とすると、φＬ＝４２．２°、εｄ＝１２°、θ０＜ ４１．８°となり、反射ブロック１１の全反射面１８の傾斜角θ０は４１．８°以下とすればよい。このとき、φ＞４８．２°となり、反射ブロック１１からの射出光は、光源１０の光軸、すなわち、Ｘ軸に対して、２×φ＝９６．４°となり、わずかにＸ軸方向に傾いたＺ軸の負方向への光線となる。

反射ブロック１１の入射面１７の幅ｖ２は、光源１０からの射出光をより多く入射するために、光源１０の幅ｖ１より広く形成されている。すなわち、ｖ２＞ｖ１である。反射ブロック１１の全反射面１８は、導光板８への射出光をできるたけ細くするため、全反射面１８の幅ｖ３は、入射面１７の幅ｖ２より狭くする。すなわち、ｖ３＜ｖ２である。反射ブロック１１のＺ軸方向の両面は、光源１０の入射光を全反射により先端の全反射面１８に導くため、導光板８とほぼ平行となるように形成されている。

図４（ａ）は導光板８のプリズム１５をＺ軸方向から見た図であり、図４（ｂ）は、Ｙ軸方向から見た図であり、図４（ｃ）は、Ｘ軸方向から見た図である。
プリズム１５の幅ｖ４は導光板８の幅より小さく形成されている。導光板８には図１に図示したように内部に複数のプリズム１５が形成されており、複数のプリズム１５の全反射面１９の面積は、複数のプリズム１５のＸ軸正方向の座標の値が大きくなるにつれて全反射面１９が小さくなるように形成されている。プリズム１５の全反射面１９の位置は、図１（ａ）と図１（ｂ）に図示した移動部筐体５の固定部筐体４におけるスライドによる各位置決め位置において、反射ブロック１１における全反射面１８よりわずかに前側、すなわち、Ｘ軸正方向に配置されている。プリズム１５のＹ軸方向の両面は、Ｘ軸負方向にむけて僅かに細くなるように角度θ３で形成されている。すなわち、θ３＞０である。

反射ブロック１１から導光板８への光伝達効率を高めるため、移動部筐体５が伸びて最大の長さとなった位置において、図３（ａ）での全反射面１８の幅ｖ３は、図４（ａ）のプリズム１５の全反射面１９の幅ｖ４より小さく形成される。すなわち、ｖ４＞ｖ３である。

図４（ｂ）において、プリズム１５は、Ｚ軸方向に細くなるように導光板８のＺ軸負方向の底面に対して、角度θ４で形成される。θ４は、概ね８９°以下で、成形時に金型から成形部材が抜き取りやすくするための傾斜である。

全反射面１９と導光板８の底面、すなわち、Ｚ軸負方向の面となす角度θ１とすると、θ１≒θ０である。すなわち、反射ブロック１１の全反射面１８とプリズム１５の全反射面１９とはほぼ平行となるように配置されている。

プリズム１５の全反射面１９と反対側の斜面の導光板８との底面とのなす角をθ２とすると、θ２は導光板８内の光伝播を邪魔しないように十分に小さな角とし、少なくともθ２＜θ１とする。

図５（ａ）は、移動部筐体５と導光板８が各位置決め位置で位置決めされた状態での、反射ブロック１１と導光板８のＸ−Ｚ断面の位置関係を示す。図５（ｂ）は、移動部筐体５と導光板８が各位置決め位置で位置決めされた状態をＺ軸方向から見た図で、反射ブロック１１の全反射面１８の中心位置に対して、導光板８のプリズム１５の全反射面１９の中心位置は、Ｘ軸正方向に僅かにずらして配置されている。

導光板８のＸ軸正方向の先端形状を、図６（ａ）に示す。図６（ｂ）は図６（ａ）のＤ矢視図であり、図６（ｃ）は図６（ａ）のＥ矢視図である。導光板８のＸ軸方向の先端に形成されたプリズムアレー１３は、導光板８のＸ−Ｚ断面において傾斜して形成されている。プリズムアレー１３は頂角θ５がほぼ９０°のプリズムが配列されたものであり、図６（ｃ）に示すように入射した光を元の方向に戻す働きがある。導光板８のＸ軸方向の先端に形成された先端傾斜面１４は、プリズムアレー１３とのなす角度θ６が小さくなる方向に傾斜している。

図１の移動部筐体５を固定部筐体４の各位置決め位置に移動させたときの導光板８と光源ユニット７との関係を図７に示す。この例では、固定部筐体４の基準点Ｐ０から移動部筐体５をＸ軸方向に向けて各位置決め位置に移動したときの導光板８の移動間隔２０は、Ｘ軸方向に向けて間隔ｐ５、ｐ４、ｐ３、ｐ２であって、導光板８に設けた５つのプリズム１５の配置間隔２１は、プリズム１５の全反射面１９の中心間距離がＸ軸負方向に向けて間隔ｐ５、ｐ４、ｐ３、ｐ２と移動間隔と同じに構成されている。そのため、固定部筐体４から移動部筐体５を間隔ｐ５、ｐ４、ｐ３、ｐ２で位置決め位置に移動させると、光源ユニット７から射出した光線２２が、光源ユニット７の下方に位置するプリズム１５の全反射面１９に入射させることができる。

この表示照明装置の構成を、動作に基づいてさらに詳しく説明する。
図３（ａ）と図３（ｂ）に示すように、光源１０からはＸ軸方向に指向性の高い光線２３が射出され、反射ブロック１１の入射面１７に入射する。反射ブロック１１は、Ｚ軸方向の高さを低くするため、Ｚ軸方向の高さを低く、Ｙ軸方向は少し広くしているが、入射面１７はＺ軸方向とＹ軸方向で異なる曲率をもつアナモフィック面にしてＺ軸方向とＹ軸方向とで別々に最適な曲率とすることで、Ｙ軸方向に広がる光を効率よく反射ブロック１１に入射させることができる。入射面１７に入射した光は、反射ブロック１１内を全反射しながら図５（ａ）に示したようにＸ軸正方向に伝播し、全反射面１８に入射する。光源１０からの光軸に平行な光線２２は、反射ブロック１１の全反射面１８に角度φで入射する。全反射面１８への入射角φは全反射条件を満たすように、反射ブロック１１の角度θ０を設定しているので、光線２２は、全反射面１８で全反射し、Ｚ軸負方向へと射出し、導光板８に入射する。

導光板８に入射した光線２２は、導光板８の底面、すなわち、Ｚ軸負方向の面に形成されたプリズム１５に入射する。反射ブロック１１からの射出光は、僅かにＸ軸正方向に傾斜した光線となるので、導光板８に入射した光の位置は、反射ブロック１１の全反射面１８より僅かにＸ軸正方向にずれた位置となる。導光板８に形成されるプリズム１５は、導光板８のスライド時の各位置決め位置において、プリズム１５の全反射面１９が反射ブロック１１の全反射面１８よりわずかにＸ軸正方向に配置されているので、反射ブロック１１の射出光が全反射面１９に効率よく入射することができる。

反射ブロック１１の全反射面１８の傾斜角θ０とプリズム１５の全反射面１９の傾斜角θ１とはほぼ同じであり、反射ブロック１１のＺ軸方向の面はＸ−Ｙ面と平行、すなわち、導光板８のＺ軸負方向の面と平行であるので、導光板８に入射した光は、全反射面１９の面法線に対してほぼ角度φで入射する。したがって、全反射面１８と全反射面１９との全反射条件は同じとなり、光線２２は、全反射面１９で全反射し、導光板８内をＸ軸方向に伝播する。

プリズム１５が導光板８の位置決め位置毎に配置されているので、各位置決め位置で導光板８に入射した光は、Ｘ軸正方向の次のプリズム１５のθ２の斜面に入射する。傾斜角θ２は、角度を十分小さくしているので、１回の反射では、導光板８から外にでないが、複数回の反射を重ねると、導光板８の全反射条件を外れてしまい、光漏れが生じる。しかし、光源１０からの射出光は、インコヒーレント光であるので、完全な平行光ではなく、角度εの広がりを有する。したがって、プリズム１５の全反射面１９で全反射した光はＸ軸正方向に広がり、プリズム１５の角度θ２の斜面に入射する光線の割合は低くなる。また、図４（ａ）に示すように、プリズム１５のＹ軸方向の面は、θ３の角度で細くなっているので、さらにプリズム１５の角度θ２の斜面に入射する光線の割合は低くなる。よって、大部分の光は導光板８のプリズム１５の配置されていない空間を伝播し、導光板８の先端、すなわち、Ｘ軸正方向に形成されたプリズムアレー１３へ到達する。

図６（ｃ）において、プリズムアレー１３に到達した光２４は、プリズムアレー１３で２回の反射し、図６（ａ）に示すように、先端傾斜面１４から導光板８外へ射出する。先端傾斜面１４で表面反射した一部の光線２５は、プリズムアレー１３に戻るが、先端傾斜面１４が導光板８のＺ軸正方向の面に対して角度が付けられ、プリズムアレー１３と先端傾斜面１４とのなす角度θ６が小さくなるので、光線２５は、Ｘ軸負方向に進みにくくなる。

比較例として図６（ｄ）に、先端傾斜面１４がなくて角度θ６が大きな場合を示す。角度θ６が大きくなると、導光板８のＺ軸正方向の面での反射光線２６が、Ｘ軸負方向に戻りやすくなる。図１に示す通り、Ｘ軸負方向に戻る光は、プリズム１５の全反射面で反射し、Ｚ軸方向を照明することとなる。光源ユニット７より後ろ側、すなわち、Ｚ軸負方向は、固定部筐体に隠れているが、固定部筐体の透過率が高いと、プリズム１５からの射出光が透けて見えてしまい、外観が悪くなってしまう。

そこで図６（ａ）に示した実施の形態のように、導光板８に先端傾斜面１４を形成することで、導光板８内の戻り光、すなわち、Ｘ軸負方向への光線を低減することができ、見た目の悪さを低減できる。導光板８の先端傾斜面１４からは、指向性の光が射出光されるが、光射出窓９で拡散されることで、広い角度から視認しやすい表示を実現できる。

次に、導光板８に傷が付いた場合の光漏れについて説明する。
導光板８内の光伝播方向と平行、すなわち、Ｘ軸方向への傷は、傷面へ導光板８の伝播光が入射しにくいので影響が小さい。一方、光伝播方向と直交する方向、すなわちＹ軸方向の傷は、傷面へ光が入射し、光が散乱され、導光板８の外に射出されやすい。導光板８のＹ−Ｚ面の中央部には、プリズム１５が配置されているので、光は少なく、両脇、すなわち、移動部筐体に近い側ほど導光板８内伝播光が多いので、導光板８の両側に傷が入りにくくすることで、導光板８からの光散乱による光漏れの影響を低減できる。

図２（ａ）において、移動部筐体５の導光板８の配置部分の高さｓ１は、導光板８の厚みｓ２より高く形成することで、導光板８の伝播光の光量の大きな部分、すなわち、導光板８のＹ軸方向の両面近傍のＺ軸正方向の面への傷をつきにくくし、導光板８からの傷による光漏れを低減できる。

次に、各位置決め位置での光射出窓９からの射出光量について説明する。
移動部筐体５を最も縮めた状態では、図７の最上段に図示したように、反射ブロック１１から導光板８のプリズム１５に入射して全反射した光線は、直接、導光板８の先端に形成されたプリズムアレー１３に入射し、反射光が光射出窓９より射出して表示照明を行うが、さらに移動部筐体５を伸ばした状態では、導光板８のプリズム１５に入射した光の一部は、Ｘ軸正方向にあるプリズム１５によって光射出窓９以外の部分の導光板８より射出されてしまうため、光射出窓９より射出される光量が少なくなる。

しかし、この実施の形態ではプリズム１５の形状を図４（ａ），図４（ｂ），図４（ｃ）に示したように構成してこの問題を改善している。
つまり、導光板８に形成されたプリズム１５の全反射面１９のＹ軸方向の幅ｖ４は、導光板８のＸ軸正方向に行くほど狭くして、全反射面１９の面積がＸ軸正方向に行くほど小さくすることによって、導光板８のＸ軸正方向に伝播させる光量を少なくしている。したがって、移動部筐体５および導光板８を伸ばした状態では、反射ブロック１１の全反射面から入射光をほぼ全て全反射面１９で反射するが、移動部筐体５および導光板８を縮めた状態では、反射ブロック１１の全反射面からの入射光の内、全反射面１９で反射する光量を減らすことで、どの位置決め位置においても、同程度の光量を光射出窓９からの射出することができる。

かかる構成によれば、固定部に配置した指向性の高い光源からの光を反射ブロック１１で集光し、全反射面１８からＺ軸負方向に射出し、移動部の位置決め位置に対応した位置に形成された導光板のプリズム１５で全反射により高い効率で光を伝播させ、導光板８および導光板８の先端に配置した光射出窓９より光を射出し、表示照明することができる。

このように、固定部筐体４から伸縮させることができる移動部筐体５に配置された光射出窓９へ、導光板８によって光伝達により光を伝えるので、固定部筐体４と移動部筐体５の間には表示照明のための電気配線を必要としない。このため、固定部筐体４と移動部筐体５の間の配線数を減らすことができ、移動部筐体５へのフレキシブル配線の配線幅を細くし、延長管の固定部筐体４および延長管の移動部筐体５の幅を細くして軽量化することができる。さらに、導光板８も光らせることができるので表示照明を見やすくすることができる。

また、反射ブロック１１を用いることで、光源１０の光軸をＺ軸とほぼ平行にするのと比べて、光源１０からＸ軸方向に光を射出し、光源１０と反射ブロック１１をＸ軸方向に順に配置し、導光板８の入射面にほぼ垂直な光とすることにより、移動部筐体５の移動方向に垂直な方向の厚みを、導光板８の厚みの他には、光源１０の直径あるいは反射ブロック１１の厚み程度に小さくすることができる。

また、導光板８の下面に形成したプリズム１５を光射出窓９に近いほど全反射面１９の幅を小さくすることで、どの位置決め位置においても、表示光量変化の小さな表示照明を行うことができる。

また、導光板８で光を伝えるため、移動部筐体５に力を加えたときに「しなり」によるわずかな曲率が生じ導光板８の変形が生じたとしても、導光板８内の全反射により光を光射出窓９まで伝達して表示照明を行うことができる。

また、固定部筐体４に配置した光源１０から導光板８の下面に形成した大きな全反射面１９により光を伝達することで、移動部筐体５に多少のガタが生じても、光ロスがほとんど生させずに光伝達を行うことができる。

なお、光源１０は、複数の波長を発光する複数のＬＥＤチップを内蔵し、発光波長を切り換えるようにしてもよい。
なお、光射出窓９を透明色としたが、表示が暗くなるが光射出窓９を着色して若干透過率を低くして、外光の影響を低減してもよい。

なお、導光板８の上に傷防止のための透明保護層を形成してもよい。あるいは、薄い透明シートを配置してもよい。
なお、導光板８を断面が長方形の直方体としたが、光を全反射で閉じ込めて伝播させることができる形状であればよいので、断面を円形、あるいは、自由曲面とした押し出し形状としてもよい。また、急激な折れ曲がりを付けると光漏れが大きくなるが、光の全反射が保てる範囲で、導光板８のＸ軸方向に緩い曲率をつけてもよい。

なお、光源１０に指向性の高い砲弾型ＬＥＤを用いたが、図８に示すように、チップ型ＬＥＤ２７を用いても良い。チップ型ＬＥＤ２７の発光面２８からの射出光の広がり角が広いため、この場合には、反射ブロック１１のＬＥＤ２７側の入射面１７には、チップ型ＬＥＤ２７のＸ軸方向の直上に透過レンズ２９を配置し、チップ型ＬＥＤ２７からの射出光を平行光化する。透過レンズ２９のＹ軸方向の両側には、全反射レンズ３０が配置され、チップ型ＬＥＤ２７から広がって射出される光を反射ブロック１１に入射し、Ｘ軸方向に平行光に近い光束になるようにする。

なお、導光板８の先端にプリズムアレー１３を設け、導光板８の伝播光をプリズムアレー１３で反射させて、先端傾斜面１４から射出させ、光射出窓９を通して外部へ光を射出したが、図９（ａ）または図９（ｂ）または図９（ｃ）に示すように構成することもできる。

図９（ａ）の場合には、導光板８の先端をＹ−Ｚ面に平行な導光板８Ａに図示した平面とし、その先端に反射ミラー３１を配置して、導光板８ＡからはＸ軸正方向へ光射出し反射ミラー３１で導光板８Ａの射出光の方向をＺ軸方向に変え、光射出窓９より光を射出させる。図９（ｂ）の場合には、導光板８Ａの先端部分に拡散性の高い反射ブロック３２を配置している。部材が増えるが、導光板８Ａからの射出光を一旦拡散することで、どの方向から見ても一様に光るようにできる。図９（ａ）または図９（ｂ）では導光板８Ａからの射出光をＺ軸正方向としていたが、Ｚ軸負方向に射出するように、導光板のプリズムアレー１３と先端傾斜面１４の位置を変えても良い。また、図９（ｃ）に示すように、導光板８Ａの先端からＸ軸方向に光を射出してもよい。

上記の各実施の形態の導光板８には図１０（ａ）と図１０（ｂ）、図１１（ａ）と図１１（ｂ）に示したように装飾照明用のプリズムアレー３３，３４を形成してもよい。
図１０（ａ）と図１０（ｂ）の場合には、導光板８のＹ軸方向の両側面に小さなプリズムアレー３３を形成し、導光板８内を伝播する光の一部をプリズムアレー３３で散乱し、導光板８自体をほのかに光らせている。プリズムアレー３３は、導光板８のＹ軸方向の両面に形成されているので、Ｚ軸方向から見ると直接にはプリズムアレー３３は見えず、プリズムアレー３３で射出した光が移動部筐体５に当たり拡散した光が見えることになるので、まぶしさを抑えながら光の存在だけを感じさせる、目に優しい柔らかな光によって導光板８を照明できる。

図１１（ａ）と図１１（ｂ）の場合には、導光板８のＺ軸負方向の面にプリズムアレー３４を形成している。導光板８のＺ軸負方向の面にプリズムアレー３４を形成することで、Ｚ軸方向から見たときに、プリズムアレー３４からの反射光が直接に見えることで、キラキラした強い光を形成することができる。

プリズムアレー３３，３４は光を散乱させればよいので、その断面形状は、三角形あるいは台形、円弧状、あるいは円錐や多角錐や球面のドット形状でよい。導光板８のＹ軸方向の面にプリズムアレー３３を形成すると共に、導光板８のＺ軸方向の面にプリズムアレー３４を形成してもよい。

上記の各実施の形態では光源１０を１個としたが、図１２に示すように２個の光源１０Ａ，１０Ｂを配置して光量を増やしても良い。
上記の各実施の形態では反射ブロック１１の入射面１７は、アナモフィックな曲面としたが、集光性能は低下するが、加工の容易な平面としてもよい。

上記の各実施の形態では光射出窓９を透明としたが、表示は暗くなるが、僅かに光を吸収する材質とし、外光により導光板８の内部が光ることを防止してもよい。
上記の各実施の形態では光源１０の光射出方向をＸ軸方向とし、反射ブロック１１の全反射面１８で光線をＺ軸負方向に折り返すことで、Ｚ軸方向の光源ユニット７の高さを低くしているが、光源ユニット７の高さを高くしてもよければ、反射ブロック１１を用いずに、図１３に示すように、光源１０の光軸をＺ軸負方向にして、導光板８のプリズム１５に直接光を入射してもよい。

上記の各実施の形態では導光板８のプリズム１５が形成された面、すなわち、Ｚ軸負方向の面を透明にして全反射させたが、反射率は下がるが、アルミなどの反射膜を蒸着したミラー面としてもよい。

上記の各実施の形態では導光板８のプリズム１５はＹ軸方向に１列としたが、光効率は低下するが、複数列配置してもよい。
上記の各実施の形態ではプリズム１５は、Ｘ軸正方向に向かうほど幅を狭くしたが、導光板８のＹ−Ｚ面の断面における全反射面１９の面積を小さくしても同様である。

上記の各実施の形態では導光板８のＹ−Ｚ断面は、図２（ａ）と図２（ｂ）に示すように直方体形状であったが、これに限定されるものではない。たとえば、図１４（ａ）に示すように導光板８の上面を曲面形状にしても良い。また、図１４（ｂ）に示すように、移動部筐体５で導光板８の上面の一部を囲うようにして導光板８の保護と固定を行っても良い。

上記の各実施の形態では電気掃除機の延長管に表示照明装置を設けた場合を例に挙げて説明したが、この表示照明装置は、固定部に対し複数の位置決め位置で停止させる移動部が形成されているその他の電化製品に同様に組み付けることができる。そのため、上記の実施の形態の固定部と移動部の断面形状が筒形状であったが、光導波路としての導光板８が配置される移動部としての移動部筐体５の断面形状も筒形状には限定されない。

本発明の表示照明装置は、固定部に対し複数の位置決め位置で停止させる移動部が形成されている電気掃除機やその他の電化製品などの表示装置に適用できる。

４ 固定部筐体（固定部）
５ 移動部筐体（移動部）
７ 光源ユニット
８ 導光板（光導波路）
９ 光射出窓
１０ 光源
１１ 反射ブロック
１２ 遮光カバー
１５ プリズム
１９ 全反射面（反射面）

Claims (5)

1. 固定部に対し複数の位置決め位置を有する移動部から光を射出して表示を行う表示照明装置であって、
   固定部に配置され光を射出する光源と、
   移動部に配置され前記光源の射出光を伝播する光導波路と、
   前記移動部に配置され前記光導波路内の伝播光を射出する表示部とを備え、
   前記光導波路は、位置決め間隔に対応した間隔で反射面が形成された複数のプリズムを有し、
   前記移動部の各位置決め位置において前記光源の射出光を前記光導波路の反射面で反射させて、前記表示部に向けて伝播させ前記表示部より光を射出して表示を行う、
   表示照明装置。
2. 前記光導波路の前記反射面は、前記表示部側に近づくにつれて反射面の面積を小さくした、
   請求項１記載の表示照明装置。
3. 前記光源の光軸と前記移動部の移動方向が略平行である、
   請求項１記載の表示照明装置。
4. 前記固定部に配置した、前記光源の前記射出光の光路を偏向する反射面を有する反射ブロックをさらに有する、
   請求項１記載の表示照明装置。
5. 請求項１から請求項４の何れかに記載の表示照明装置を備えたことを特徴とする、
   電気掃除機。

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