JP2017112094A - ディスプレイ装置を照明するための光導体 - Google Patents

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Abstract

【課題】工業的に生産が簡潔であり、光漏れの問題を克服する光導体を提供する。【解決手段】光源（３８）によって生成される光が入射する光導体であって、光源（３８）は光導体（２４）に光学的に結合される。光導体（２４）は第１の中央部分（２６）と第２の周辺部分（２８）とを含む。第１の中央部分（２６）は透明な素材からなり、内部に光抽出部（３６）が構築される。第１の中央部分（２６）を介して光源（３８）によって生成される光が光導体によって抽出される。第２の周辺部分（２８）は光吸収素材からなり、中央部分（２６）を囲む。周辺部分（２８）は中央部分（２６）と一体化される。【選択図】図２

Description

本発明はディスプレイ装置を照明するための光導体に関する。特に、本発明は液晶ディスプレイ装置を照明するための光導体に関する。
液晶ディスプレイ装置などのディスプレイ装置によって表示される情報は、低光量条件において読み取るのは困難である。そのため、このようなディスプレイ装置を光源によって照明することが早い時期から考慮されてきた。最も基礎的な既知の解決法は、液晶ディスプレイ装置の裏に、白熱電球または発光ダイオードなどの点光源を単に配置することからなる。ただし、液晶ディスプレイ装置のディスプレイ面の均一な照明を保証できないため、このような解決法は満足できるものではない。実際に、ユーザは、液晶ディスプレイ装置を通して点光源が配置されている場所で強く発光している光輪を認知可能である。
この問題を克服するために、光導体によって液晶ディスプレイ装置を照明することが提案されてきた。光導体は一般に、プラスチック素材の透明な素材からなる限定された厚さの部品である。光導体の寸法は照明される液晶ディスプレイ装置と実質的に合致する。照明される液晶ディスプレイ装置には、光導体に光学的に接続する少なくとも１つの光源によって生成される光が入射される。光抽出部と呼ばれる光学微細構造の機能は、光源から光導体に入射される光を光導体の全表面にわたって均一に抽出することである。この光抽出部は、光導体の上面または下面の少なくとも１つに構築される。
簡潔に前述した種類の透明な光導体の実施例を、本特許出願に添付する図１に示す。全体として一般に参照番号１によって示される光導体は、たとえば、一般に平行６面体の形態であり、上面２と下面４とを備える。上面２と下面４は横側縁６によって互いに接続する。光導体はまた、光導体を支持部品（不図示）に取り付けるための１つ以上の穴８と、発光ダイオードなどの点光源１４の支持として機能するプリント基板シート１２を固定するための一対のスタッド１０とを備える。
光導体１は透明なプラスチック素材からなり、一般に光抽出部と呼ばれる光学プリズム１６を備える。光学プリズム１６は図１に示す実施例では、光導体１の上面２に構築される。この光抽出部１６の目的は、光導体１に光学的に結合される点光源１４によって、光導体１に入射される光を上向きに抽出することである。したがって、このような光導体１は、液晶ディスプレイセル（不図示）などのディスプレイ装置を下部から照明することを意図する。
ディスプレイ装置の照明をできるだけ明るくかつ均一にするために、光漏れもできるだけ防がなければならない。光導体を用いて腕時計ケース内部に収容される液晶ディスプレイ装置を下部から照明する特定の事例では、光導体の側部から漏れる光が腕時計部品の一部に反射して、腕時計ダイヤルに向けて上方に散乱することもあることが分かっている。このように、腕時計の美的外観を損ねる所望しない光点が生じる。
この問題を克服するために、光導体１の上面２は周辺表面１８と利用可能表面２０に分割される。利用可能表面２０は、照明されるディスプレイ装置の表面と実質的に合致し、周辺表面１８によって囲まれる。図１に示すように、周辺表面１８は、光源１４によって生成される光がそこから漏れるのを防ぐために黒色塗装などの光吸収素材の層２２によって塗装される。同様に、プリント基板シート１２を固定するためのスタッド１０は、点光源１４の支持として機能し、光導体１と一体化するため透明である。スタッドも同様に光吸収塗装で塗装されるべきである。最後に、光漏れをできるだけ防ぐために、横側縁６を面取りしてもよい。実際に、吸収塗装を光導体１の横側縁６に堆積させることは困難なため、縁は面取りされる。横側縁６を面取りすることによって、光が外に漏れる表面が減る。
ただし、前述した種類の光導体において光漏れを防ぐことを意図する操作は、工業規模で導入することは困難である。吸収素材の層２２は一般に、パッド印刷によって堆積される。パッド印刷は、特に吸収素材の層２２を堆積させるときに、光導体１が正確に配置されることを確実に行わなければならないため、長く複雑である。実際に、吸収素材が光導体１の利用可能表面２０上に堆積されないように注意を払わなければならない。利用可能表面２０はディスプレイ装置を照明する光が通過する。さらに、横側縁６を面取りすることによって完全には光漏れを防止しない。
本発明の目的は、前述の欠点に対する解決法を発見することであり、とりわけ、工業的に生産が簡潔であり、光漏れの問題を克服する光導体を提供することである。
そのため、本発明は、光源によって生成される光が入射する光導体に関する。光源は光導体に光学的に結合される。光導体は第１の中央部分と第２の周辺部分とを含む。第１の中央部分は透明な素材からなり、内部に光抽出部が構築される。第１の中央部分を介して光源によって生成される光が光導体によって抽出される。第２の周辺部分は光吸収素材からなり、中央部分を囲む。周辺部分は中央部分と一体化される。
本発明の補完的特徴によると、光導体の中央部分は互いに一定の距離をおいて延在する上面と下面とを含む。上面および下面は互いに横側縁によって接続する。光抽出部は上面または下面のうち少なくとも１つに構築される。
本発明による別の特徴によると、周辺部分は光導体を支持部品上に取り付けるための１つ以上の穴と、点光源の支持として機能するプリント基板シートを固定するための少なくとも１つのスタッドを備える。
これらの特徴により、本発明は光漏れが排除される光導体を提供する。実際に、光源から光導体に入射される光を抽出するために用いられる光導体の透明な中央部分は、光吸収固形素材からなる周辺部分に覆われる。そのため、光は光導体外側には出ない。したがって、本発明の光導体によって照明される照明装置の照明は、従来の技術の光導体の事例よりも光度が高く、より均一である。さらに、光導体のすべての要素（周辺光導体部分、光導体を取り付けるための穴、プリント基板シートを固定するためのスタッド）は実際に光を吸収する固形素材で一部品に製造されるため、パッドスタンピング作業を避けることができるため、時間と製造費用に関して大幅な節約が可能となる。
本発明のその他の特徴および有利点は、本発明の光導体による実施例の実施形態の以下の詳細な説明からよりはっきりと明らかになるであろう。本実施例は添付図を参照して、非限定的な例示としてのみ提示される。
前述の従来の技術の光導体の斜視図である。 分解した状態における、本発明の光導体による第１の実施形態の斜視図である。 図２の光導体を組み立てた状態の斜視図である。 図３の光導体の底面図である。 本発明の光導体による第２の実施形態の分解組立斜視図であり、熱で破砕されて光導体を保持する支持部品は固定スタッドを備える。 本発明の光導体による第３の実施形態の分解組立斜視図である、光導体の周辺部分は中央部分を受容するための空洞を画定する。
本発明は一般的な発明のアイデアから発生し、このアイデアは２つの要素においてディスプレイ装置を照明するための光導体を作成することからなる。つまり、第１の中央要素は透明な素材からなり、そこを通じて光導体に注入される光が出る。第２の周辺要素は中央要素を囲み、実際に光をその内部に吸収する素材からなり、光導体を支持要素上に取り付ける手段と、光源を有するプリント基板シートを固定する手段を有する。光が抽出される透明な中央部分の回りに周辺光吸収要素を配置することによって、光導体の側部からの光漏れを防ぎ、時間と費用がかかっていた従来の技術の塗装工程の手間を省くことができる。
本発明による光導体の実施例は、本特許出願に添付される図２の分解組立斜視図で表される。一般に参照番号２４によって全体を示す光導体は、非限定的な実施例によると、一般に平行６面体の形態であり、透明な中央部分２６と、光吸収素材からなり、中央部分を囲む不透明な周辺部分２８とを備える。不透明な周辺部分２８は透明な中央部分２６と一体化している。透明な中央部分２６および不透明な周辺部分２８はプラスチック素材からなり、たとえば接着または熱溶接などによって互いに一体化して製造されてもよい。
光導体２４の透明な中央部分２６は、互いに一定の距離を置いて延在する上面３０と下面３２とを備える。上面３０と下面３２は横側縁３４によって互いに接続する。図に示す実施例では、上面３０および下面３２は平面であり、互いに平行に延在する。言うまでもなく、図示しない実施形態によると、上面３０および下面３２は、同一の輪郭のディスプレイ装置に合致するように、屈曲していても、互いに一定の距離を置いて離間していてもよい。
本発明による光導体２４は、ディスプレイ装置（不図示）を下部から照明することを意図する。そのため、上面３０に構築された複数の光抽出部３６の目的は、光導体２４に光学的に結合される発光ダイオードなどの光源３８から、光導体２４に入射された光を上向きに抽出することである。もちろん、本例の実施形態は単に例示としてのみ示され、光抽出部は、光導体２４の上面３０および下面３２の片方および／または両方に構築されてもよいことが理解されよう。特に、光導体２４がディスプレイ装置を上部から照明するとき、光抽出部３６は光導体２４の中央部分２６の下面３２に構築される。
本発明の補完的特徴によれば、光導体２４の中央部分２６の光源３８から生じる光が出る表面に対向する、光導体２４の中央部分２６の表面は反射層４０を備える。この反射層４０は、光導体２４の中央部分２６の光が出る表面に対向する、光導体２４の中央部分２６の表面上に直接構築されてもよく、または、たとえば、光導体２４の中央部分２６の表面に１枚または２枚の両面接着テープ４４によって固定される膜４２によって形成されてもよい。
本発明による別の特徴によると、不透明な周辺部分２８は、光導体２４を支持部品（不図示）上に取り付けるための１つ以上の穴４６と、光源３８の支持として機能するプリント基板シート５０を固定するための少なくとも１つのスタッド４８（実施例には２つ例示する）とを備える。
言うまでもなく、本発明は前述したばかりの実施形態に限定されず、様々な簡潔な修正および変形が添付請求項で規定する本発明の範囲から逸脱せずに、当業者には考案可能である。特に、図５に示すように、光導体２４の周辺部分２８は外側縁５２を有し、外側縁５２によって光導体２４は支持部品５４に固定される。支持部品５４は、たとえば、時計のムーブメントのプレートまたはブリッジであり、１つ以上の固定スタッド５６を含む。固定スタッド５６は、熱変形して、周辺部分２８の外側縁５２によって、光導体２４を支持部品５４に対して保持可能である。光導体２４の周辺部分２８には、２つの接点ばね６０を通すための２つの穴５８が貫通する。接点ばね６０はプリント基板シート５０の２つの接触パッド６２上に存在し、光源３８を電源（不図示）に電気的に接続する。図６に例示する本発明の別の実施形態によると、光導体２４の周辺部分２８は空洞６４を画定する。空洞６４は、中央部分２６と空洞５８の底部との間に反射層を挿入して、光導体２４の中央部分２６を必要に応じて受容する。接着線６６を中央部分２６の周辺部に配置することによって、中央部分２６の周辺部を光導体２４の周辺部分２８に接合することができる。
１ 光導体
２ 上面
４ 底面
６ 横側縁
８ 穴
１０ スタッド
１２ プリント基板シート
１４ 点光源
１６ 光学プリズム
１８ 周辺表面
２０ 利用可能表面
２２ 層
２４ 光導体
２６ 透明な中央部分
２８ 不透明な周辺部分
３０ 上面
３２ 底面
３４ 横側縁
３６ 光抽出器
３８ 光源
４０ 反射層
４２ 膜
４４ 接着テープ部品
４６ 穴
４８ スタッド
５０ プリント基板シート
５２ 外側縁
５４ 支持部品
５６ 固定スタッド
５８ 穴
６０ 接点ばね
６２ 接触パッド
６４ 空洞

Claims (6)

  1. 光源（３８）によって生成される光が入射する光導体であって、前記光源（３８）は前記光導体（２４）に光学的に結合され、前記光導体（２４）は第１の中央部分（２６）と第２の周辺部分（２８）とを含み、前記第１の中央部分（２６）は透明な素材からなり、内部に光抽出部（３６）が構築され、前記第１の中央部分（２６）を介して前記光源（３８）によって生成される光が前記光導体によって抽出され、前記第２の周辺部分（２８）は光吸収素材からなり、前記中央部分（２６）を囲み、前記周辺部分（２８）は前記中央部分（２６）と一体化される、光導体。
  2. 請求項１に記載の光導体であって、前記光導体（２４）の前記中央部分（２６）は、互いに一定の距離をおいて延在する上面（３０）と下面（３２）とを含み、前記上面（３０）および下面（３２）は互いに横側縁（３４）によって接続され、光抽出部（３６）は前記上面（３０）または下面（３２）のうち少なくとも１つに構築されることを特徴とする、光導体。
  3. 請求項１または２に記載の光導体であって、前記光導体（２４）の前記周辺部分（２８）は、前記光導体（２４）の前記中央部分（２６）を受容する空洞（６４）を画定することを特徴とする、光導体。
  4. 請求項１〜３のいずれか一つに記載の光導体であって、前記光導体（２４）の前記中央部分（２６）の前記表面は、前記光源（３８）によって生成される前記光が出る前記光導体（２４）の前記中央部分（２６）の前記表面に対向し、反射層（４０）を備えることを特徴とする、光導体。
  5. 請求項１〜４のいずれか一つに記載の光導体であって、前記周辺部分（２８）は、前記光導体（２４）を支持部品上に取り付けるための１つ以上の穴（４６）と、前記光源（３８）の支持として機能するプリント基板シート（４４）を固定するための少なくとも１つのスタッド（４２）を含むことを特徴とする、光導体。
  6. 請求項１〜４のいずれか一つに記載の光導体であって、前記光導体（２４）の前記周辺部分（２８）は外側縁（５２）を含み、前記外側縁（５２）を介して前記光導体（２４）は支持部品（５４）に固定され、前記支持部品（５４）は少なくとも１つの熱で変形する固定スタッド（５６）を備え、前記光導体（２４）をその前記周辺部分（２８）の前記外側縁（５２）を介して前記支持部品に対して保持することを特徴とする、光導体。
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