JP4577555B2

JP4577555B2 - 導光部材及びこれを用いた表示器

Info

Publication number: JP4577555B2
Application number: JP2004244820A
Authority: JP
Inventors: 光章藤森
Original assignee: Yokogawa Electric Corp
Current assignee: Yokogawa Electric Corp
Priority date: 2004-08-25
Filing date: 2004-08-25
Publication date: 2010-11-10
Anticipated expiration: 2024-08-25
Also published as: JP2006064811A

Description

本発明は、光を入射面から出射面へ導く導光部材及びこれを用いた表示器に関するものである。

制御機器等の電子機器では、入出力等の動作確認のために発光素子としての発光ダイオード（ＬＥＤ）が配設されたものがあり、ユーザが確認しやすいように、動作確認用のＬＥＤは機器正面等の確認が容易な部位に配設されていた。例えば、電子回路を構成する部品が実装された主プリント基板にＬＥＤを実装し、このＬＥＤを外部に露出させるための開口部を電子機器の表面に設けた場合、主プリント基板を機器内の所定の位置に配設して、ＬＥＤを開口部から露出させ、ＬＥＤの光を外部から視認できるようにしていた。また、電子機器の表面に、アクリル等の透明樹脂からなる透光部を設け、この透光部を介してＬＥＤからの光を外部に透過させたものもあった。

また、電子機器内の配置スペースの関係で、電子機器の表面に形成された開口部や透光部の位置にＬＥＤが一致するように主プリント基板を配置することができない場合、主プリント基板よりも小さい補助プリント基板にＬＥＤを実装して、この補助プリント基板を電子機器内の所定の位置に配設したものもあった。

さらに、電子機器の表面に形成された開口部や透光部の位置にＬＥＤが一致するように主プリント基板を配置することができない場合、ＬＥＤからの光を電子機器の表面に形成された開口部や透光部の位置に導くために導光部材が用いられていた。

ＬＥＤからの光を所望の向きに効率良く導く導光部材を示したものとして、例えば特許文献１に記載されたものがあった。また、ＬＥＤの位置が導光部材の芯からずれてもＬＥＤからの光を出射面に導く導光部材を示したものとして、例えば特許文献２に記載されたものがあった。
特開平７−２３００２４号公報特開平８−１５２５２４号公報

しかし、従来例では次の問題点があった。
主プリント基板にＬＥＤを実装し、開口部からＬＥＤを露出させた電子機器の場合や、透光部を介してＬＥＤの光を外部に透過させた電子機器の場合は、電子機器内での主プリント基板の配設位置及び主プリント基板内のＬＥＤの実装位置が限られてしまい、電子回路を構成する部品全体として適切な部品配置ができないという問題点があった。

また、主プリント基板とは別にＬＥＤを実装するための補助プリント基板を設けた場合、この補助プリント基板が余分に必要となるだけでなく、補助プリント基板と主プリント基板とを接続するためのケーブルやコネクタも必要となり、材料費が高くなる他、構造も複雑となり、組立工数も余分にかかるという問題点があった。

一方、導光部材を用いる場合であっても、導光部材は特定のＬＥＤと電子機器の特定の表示部を１対１に繋ぐため、プリント基板内のＬＥＤの実装位置は限られてしまっていた。特に電子機器内にプリント基板が複数あるような場合において、ＬＥＤを実装するプリント基板は決まっているので、それぞれのプリント基板において適切な部品配置ができず、無理やりＬＥＤを所定位置に実装し、それに合わせて信号線を引き回さなければならないという問題点があった。

本発明は上述した問題点を解決するためになされたものであり、１つの出射面に対して複数の入射面を設けることにより、いずれの箇所に実装された発光素子に対してもその光を出射面へ導くことができ、発光素子の実装位置に自由度を持たせた導光部材及びこれを用いた表示器を実現することを目的とする。

このような課題を達成するために、本発明は次のとおりの構成になっている。
（１）表面実装された発光素子からの光を入射面から出射面へ導く導光部材において、
前記導光部材の側面に導光方向に沿って複数の前記入射面が互いに並行に突出するように設けられ、前記各入射面から入射された光が同一の出射面へ導かれることを特徴とする導光部材。

（２）前記入射面は前記発光素子と対向し、並列に配設された複数のプリント基板に実装された発光素子からの光が入射されるように配置されていることを特徴とする（１）記載の導光部材。

（３）（１）又は（２）に記載の導光部材を用いた表示器において、
発光素子を複数設け、各発光素子を切り替えて動作させることを特徴とする表示器。

（４）（１）又は（２）に記載の導光部材を用いた表示器において、
発光素子を複数設け、各発光素子からの光を組み合わせて表示することを特徴とする表示器。

（５）前記複数の発光素子は、それぞれ点灯の仕方が異なることを特徴とする（３）又は（４）記載の表示器。

（６）前記複数の発光素子は、それぞれ発光色が異なることを特徴とする（３）乃至（５）のいずれかに記載の表示器。

（７）前記導光部材を複数組み合わせたことを特徴とする（３）乃至（６）のいずれかに記載の表示器。

本発明によれば次のような効果がある。
導光部材として、１つの出射面に対して複数の入射面を設けることにより、いずれの箇所に実装された発光素子に対してもその光を出射面へ導くことができ、発光素子の実装位置に自由度を持たせることができる。よって、部品の適切な配置が可能で、プリント基板の小型化を図ることができ、プリント基板の設計変更にも容易に対応することができる。
また、発光素子を複数設け、各発光素子からの光を組み合わせて表示する表示器として使用することができる。

以下、図面を用いて本発明を詳細に説明する。
図１は本発明の一実施例を示す構成図である。
図１で、導光部材１０は、入射面１１、１２（２箇所）と、出射面１３（１箇所）を有している。
入射面１１から光が入射された場合、光は出射面１３へと導かれ、入射面１２から光が入射された場合も、光は出射面１３へと導かれるように構成されている。
導光部材１０は、アクリル樹脂等の透明もしくは半透明の材料から形成される。

図２は図１の導光部材の使用状態を示した図である。
図２で、電子機器の筐体２０の中にプリント基板２１、２２の２枚が配設されている。導光部材１０の入射面１１は、プリント基板２１のＬＥＤ実装位置２３に対向し、入射面１２は、プリント基板２２のＬＥＤ実装位置２４に対向している。

従来は、導光部材はＬＥＤと電子機器の表示部を１対１に繋ぐので、プリント基板２１のＬＥＤ実装位置２３にＬＥＤを実装する場合とプリント基板２２のＬＥＤ実装位置２４にＬＥＤを実装する場合とでは使用する導光部材の形状が異なってくるため、予めＬＥＤをどちらのプリント基板に実装するかを決めておく必要があった。

これに対して、図２に示す実施例（本発明）では、ＬＥＤをプリント基板２１に実装しても、プリント基板２２に実装しても導光部材１０によりそれぞれの入射面１１、１２から出射面１３へ光が導かれるので、１つの導光部材で対応することができる。部品実装上最適な配置ができる方のプリント基板へＬＥＤを実装すればよく、無理な部品の配置や信号線の引き回しがなくなるので、プリント基板の小型化を図ることができる。

設計途中において部品の追加等により設計変更があった場合においても、従来はＬＥＤは設計当初に実装することを決めたプリント基板に実装しなければならなかった。これに対して本発明では、部品実装の状況により、ＬＥＤを設計当初に実装していたプリント基板とは違うプリント基板へ移すことも可能で、プリント基板の設計変更にも容易に対応することができる。

また、本発明では、ＬＥＤはプリント基板２１又はプリント基板２２のどちらか一方に実装するだけでなく、プリント基板２１、２２の両方に実装して１つの表示器として、プリント基板２１とプリント基板２２のそれぞれのＬＥＤを切り替えて動作させることができる。
例えば、通常はプリント基板２１のＬＥＤ実装位置２３に実装されたＬＥＤの緑色の常時点灯により電源の通電状態を表示している表示器において、エラー発生時にはプリント基板２２のＬＥＤ実装位置２４に実装されたＬＥＤの赤色の点滅に切り替えることができる。従来の構成では異なる箇所で検出される信号をどちらかのプリント基板に引き回し、各信号をハードウェア又はソフトウェアにより論理的合成処理で実現する必要があったが、本発明では、導光部材１０を用いることにより各信号を別々のＬＥＤを独立に用いて実現することができるので、信号線の引き回しや論理合成の回路等を省くことができ設計の容易さと自由度が向上する。

また、本発明では、プリント基板２１のＬＥＤ実装位置２３に実装されたＬＥＤによりチャネル１の状態を表示し、プリント基板２２のＬＥＤ実装位置２４に実装されたＬＥＤによりチャネル２の状態を表示し、表示状態を順次切り替えることにより、少ない表示部において複数の表示内容を表示する表示器を構成することができる。

さらに、ＬＥＤはプリント基板２１又はプリント基板２２のどちらか一方に実装するだけでなく、プリント基板２１、２２の両方に実装して１つの表示器として、それぞれのＬＥＤ表示を合成して使用することもできる。
プリント基板２１のＬＥＤ実装位置２３に実装されたＬＥＤとプリント基板２２のＬＥＤ実装位置２４に実装されたＬＥＤの発光色が同じ場合、ＬＥＤが同時に点灯することによりＬＥＤが１つ点灯しているときより明るく表示することができる。

プリント基板２１のＬＥＤ実装位置２３に実装されたＬＥＤとプリント基板２２のＬＥＤ実装位置２４に実装されたＬＥＤの発光色が違う場合、機器の表示部において、１）プリント基板２１のＬＥＤ実装位置２３に実装されたＬＥＤだけが点灯した色の場合、２）プリント基板２２のＬＥＤ実装位置２４に実装されたＬＥＤだけが点灯した色の場合、３）プリント基板２１のＬＥＤ実装位置２３に実装されたＬＥＤとプリント基板２２のＬＥＤ実装位置２４に実装されたＬＥＤの両方が点灯し混合色となっている場合、４）プリント基板２１のＬＥＤ実装位置２３に実装されたＬＥＤとプリント基板２２のＬＥＤ実装位置２４に実装されたＬＥＤの両方とも消灯している場合の４通りの状態を示す表示器を構成することができる。これは、ＬＥＤの点灯の仕方と組み合わせることも可能である。

図３は本発明の他の実施例を示した図である。
図３で、導光部材３０の入射面３１及び入射面３２は、図１の導光部材１０の入射面１１、１２よりも入射面の面積を大きくしたものであり、入射面３１、３２から入射された光はそれぞれ出射面３３へ導かれる。これにより、図１の場合と比べ、入射面３１及び入射面３２と対向するそれぞれのプリント基板上においてＬＥＤの実装位置の自由度を増すことができる。

図４は本発明の他の実施例を示した図である。
図４で、導光部材４０の入射面４１はプリント基板５０の部品面のＬＥＤ実装位置５１に対向し、入射面４２はプリント基板５０の半田面のＬＥＤ実装位置５２に対向しており、入射面４１、４２から入射された光はそれぞれ出射面４３へ導かれる。これにより、ＬＥＤをプリント基板の部品面に実装するか、半田面に実装するかの自由度を同一プリント基板上においても増すことができる。

具体例として、導光部材が１つ、プリント基板が１又は２枚の場合について説明しているが、導光部材は複数を組み合わせたものであってもよく、プリント基板は２枚より多くても構わない。
また、ＬＥＤは発光素子の一例であって、発光素子をＬＥＤに限定するものではなく、ここでいう発光素子は、光源となり得るもの全般をさすものである。

本発明の一実施例を示す構成図である。図１の導光部材の使用状態を示した図である。本発明の他の実施例を示した図である。本発明の他の実施例を示した図である。

符号の説明

１０、３０、４０導光部材
１１、１２、３１、３２、４１、４２入射面
１３、３３、４３反射面
２１、２２、５０プリント基板

Claims

表面実装された発光素子からの光を入射面から出射面へ導く導光部材において、
前記導光部材の側面に導光方向に沿って複数の前記入射面が互いに並行に突出するように設けられ、前記各入射面から入射された光が同一の出射面へ導かれることを特徴とする導光部材。
前記入射面は前記発光素子と対向し、並列に配設された複数のプリント基板に実装された発光素子からの光が入射されるように配置されていることを特徴とする請求項１記載の導光部材。
請求項１又は２に記載の導光部材を用いた表示器において、
発光素子を複数設け、各発光素子を切り替えて動作させることを特徴とする表示器。
請求項１又は２に記載の導光部材を用いた表示器において、
発光素子を複数設け、各発光素子からの光を組み合わせて表示することを特徴とする表示器。
前記複数の発光素子は、それぞれ点灯の仕方が異なることを特徴とする請求項３又は４記載の表示器。
前記複数の発光素子は、それぞれ発光色が異なることを特徴とする請求項３乃至５のいずれかに記載の表示器。
前記導光部材を複数組み合わせたことを特徴とする請求項３乃至６のいずれかに記載の表示器。