JP4602884B2 - 導光体 - Google Patents

Description

本発明は、光源からの光を受け入れて導光しながら反射光又は散乱光を外部に向けて出射する導光体に関するものである。

従来、パーソナルコンピュータ及び携帯端末等の表示装置として透過型の液晶表示装置が多用されている。そうした液晶表示装置では、通常、液晶素子の背面に面状の照明装置であるバックライトが配設されている。このバックライトは線状光源又は点光源を面状の光に変換するものである。バックライトとしては、例えば導光板の端面に対向配置された光源からの光を当該導光板の底面に設けられた微細な凹凸等の構造によって光を散乱又は反射させ、その散乱光又は反射光を底面と反対側の面である発光面から出射させるいわゆるサイドライト方式が代表的である。このようなサイドライト方式のバックライトは、軽量及び薄型という液晶表示装置の一般的特徴をより有効に引き出すために適していることから多用されている。

ところが、前述の線状光源は例えば複数個の発光ダイオード等の点光源を導光体の側面に沿って列状に配置することにより構成されていたので、導光体の製品コスト及び消費電力の点で不利であった。そこで、例えば特許文献１又は特許文献２に示されるように、単一の発光ダイオード等の点光源を均一な面光源（線状光源）に変換して出射する構成を備えた導光体が従来提案されている。

特許文献１の導光体は点光源側の側面に突設された山形の光源部を備えている。この光源部内には点光源に対して傾斜した反射屈折面を有する貫通穴又は貫通しない穴からなる反射屈折部が点光源と対向するように形成されている。また、光源部の点光源側の２つの側面（山の斜面）には複数個の溝よりなる乱反射部が形成されている。そして、点光源の中心近傍（出光点）から出射された輝度の強い光の一部は反射屈曲面により光源部の両側へ反射され、その反射された光は乱反射部により導光体側へ反射される。その結果、単一の点光源を使用した場合であれ当該点光源からの光を効率よく且つ均一に出射可能とした線状光源（厳密には、面光源）が得られる。

特許文献２の導光体は板状をなし、その導光体の一方面の略中央部には第１の凹部が形成されている。前記一方面と反対側の他方面には多数の凹溝からなる光反射面とされていると共に当該他方面には第２の凹部が前記第１の凹部と対応するように形成されている。第１の凹部には点光源が収容されており、その点光源からの光は第２の凹部により導光体の外周方向に反射される。その反射された光は導光体の他方面によりその反対側の面である前記一方面の方向にさらに反射される。このように、単一の点光源を使用した場合であれ当該点光源からの光を効率よく且つ均一に出射可能とした面光源が得られる。
特開２００１−４３７１６号公報 特開２００２−２４５８３０号公報

前述のような導光体の適用分野は前述のバックライト以外にも多岐にわたり、その一分野として軽量化及び省スペース化が高いレベルで要求される自動車分野がある。近年では、例えば車載スイッチ周りの照明としての使用も検討されつつある。しかしそうした場合には、導光体に車載スイッチの配置スペースとして孔等を形成する必要があり、その配置スペースにより導光体内における光源からの光の伝播は妨げられる。このため、導光体における配置スペースの光源と反対側の部位に伝播する光の量が減少し、導光板の底面の微細な凹凸等の構造により当該底面と反対側の発光面に反射する光の量も減少する。その結果、導光体における配置スペースの光源と反対側の部位における発光面の輝度がその周囲よりも低くなったり、当該発光面において発光しない部位が発生したりするおそれがあった。従って、導光体を前述のように例えば車載スイッチ周りの照明として使用する場合、導光体の発光面にいわゆる輝度むらが発生し、前記配置スペースの周囲等、発光を所望する部位において十分な輝度の確保が困難であった。

本発明は上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、いわゆる輝度むらを抑制して均一な面発光を得ることができる導光体を提供することにある。

請求項１に記載の発明は、端面から導入した光を、当該端面に交差し互いに対向する２つの面のうちの一方面に反射させて当該一方面とは反対側の面である他方面から出射させるようにした導光体において、前記導光体には所定の照明対象部材を配置可能とした孔を形成し、前記導光体の端面のうち、互いに交差し且つ互いに隣り合う２つの端面には、それぞれの端面に沿うように延びる２つの補助導光体を付属させ、前記２つの補助導光体の隣り合う端部には光源を配置するとともに、前記光源からの光が前記２つの補助導光体の隣り合う端部からそれぞれ入射可能となるように前記２つの補助導光体をそれぞれ配置形成し、前記２つの補助導光体の隣り合う端部から、前記光源からの光を入射可能とする構成は、前記２つの補助導光体の隣り合う端部に、前記光源からの直進光に対して直交するようにそれぞれ形成された入射面と、前記光源からの直進光に対して傾斜し且つ前記入射面とのなす角度が鋭角になるようにそれぞれ形成された反射面とを備え、前記２つの補助導光体の入射面が連続した単一の平面を形成するように前記２つの補助導光体の端部を互いに近接して配置するようにしたものであり、前記導光体の前記一方面には、多数の凹部が設けられ、前記多数の凹部は、前記光源からの距離が大きくなるにつれて単位面積当たりの個数が増大するように設けられ、前記２つの補助導光体における前記導光体と反対側の側面には、前記２つの補助導光体の光源側の端部に入射した前記光源からの光を、前記２つの補助導光体における前記導光体側の側面の方向へ反射させるための所定形状の反射パターンを形成するようにしたことをその要旨とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の導光体において、前記導光体の２つの端面とそれらに対応する補助導光体の導光体側の側面との間には補助導光体の形成材料よりも屈折率を低くした低屈折率部を介在させるようにしたことをその要旨とする。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の導光体において、前記低屈折率部は前記２つの補助導光体をそれらに対応する導光体の端面に対して離間して配置することにより形成される空気層であることをその要旨とする。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜請求項３のうちいずれか一項に記載の導光体において、前記２つの補助導光体は前記光源から遠ざかるにつれてその幅が小さくなるように形成したことをその要旨とする。

請求項５に記載の発明は、請求項１〜請求項４のうちいずれか一項に記載の導光体において、請求項１〜請求項６のうちいずれか一項に記載の導光体において、前記所定の反射パターンは、複数の三角形状の切欠凹部又は複数の三角形状の突部が補助導光体の延びる方向において連続するように形成されてなることをその要旨とする。

請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の導光体において、前記各切欠凹部又は各突部は、補助導光体の延びる方向において互いに隣り合う２つの面が直角をなすように形成するようにしたことをその要旨とする。

請求項７に記載の発明は、請求項１〜請求項６のうちいずれか一項に記載の導光体において、前記導光体と前記２つの補助導光体とを一体形成するようにしたことをその要旨とする。

＜作用＞
請求項１に記載の発明によれば、複数個の補助導光体の端部に入射した光源からの光は所定の反射パターンにより両補助導光体の導光体側の面から出射する。その出射した光は両補助導光体にそれぞれ対向する端部に入射する。即ち、光源からの光は両補助導光体により複数方向の面光源に変換される。そして導光体にはその変換された複数方向からの面光源光が入射する。導光体に複数方向から光を導入することにより導光体の発光面におけるいわゆる輝度むらの発生が抑制され、均一な面発光が得られる。
また、両補助導光体の入射面を互いに近接して配置することにより、光源からの光は両補助導光体の入射面にそれぞれ入射可能となる。そして、両入射面から入射した光は両反射面により両補助導光体の光源と反対側の端部の方向へ反射される。例えば反射板等の別部材を設ける必要がないので、構成が複雑化することはない。
さらに、導光体に所定の照明対象部材を配置可能とした孔を形成するようにした場合であれ、導光体に複数方向から光を導入することにより、その孔の影になる部位を極力少なくすることができる。

請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の作用に加えて、補助導光体内に導入された光の一部は、補助導光体の形成材料と低屈折率部との屈折率の違いにより、補助導光体と低屈折率部との境界面において所定の反射パターン側に全反射する。そしてその全反射した光は所定の反射パターンにより導光体側にさらに全反射される。これを繰り返しながら光は補助導光体の内部を好適に進行する。ちなみに、補助導光体内に導入された光のうち臨界入射角を越えた光は全反射し、臨界入射角未満の光は補助導光体の形成材料に応じた屈折率で屈折しながら外部へ透過する。

請求項３に記載の発明によれば、請求項２に記載の発明の作用に加えて、補助導光体内に導入された光の一部は、補助導光体の形成材料と空気層との屈折率の違いにより、補助導光体と空気層との境界面において反射パターン側に全反射する。そしてその全反射した光は所定の反射パターンにより導光体側にさらに全反射される。これを繰り返しながら光は補助導光体の内部を進行する。空気層を設けるだけのため、構成が複雑化することはない。

請求項４に記載の発明によれば、補助導光体の幅を光源から遠ざかるにつれて小さくなるようにしたので、補助導光体の端部から導入された光は効率よく反射パターンに入射し、導光体側へ反射される。

請求項５に記載の発明によれば、両補助導光体の一端部に入射した光源からの光は、補助導光体の延びる方向へ連続するように形成された複数の三角形状の切欠凹部又は複数の三角形状の突部と空気との境界面により、両補助導光体の導光体側の側面の方向へ反射される。このため、導光体の端面における入射光量が確保される。

請求項６に記載するように、各切欠凹部又は各突部において、補助導光体の延びる方向において互いに隣り合う２つの面が直角をなすように形成することにより、両補助導光体の一端部に入射した光源からの光は補助導光体の導光体側の側面の方向へ好適に反射される。このため、導光体の端面における入射光量が好適に確保される。

請求項７に記載の発明によれば、導光体と両補助導光体とを一体形成することにより、部品点数が低減する。

本発明によれば、いわゆる輝度むらを抑制して均一な面発光を得ることができる。

以下、本発明を、例えば車両のインストルメントパネルに設けられるスイッチ装置に組み込まれる導光体に具体化した一実施形態を図１〜図９に基づいて説明する。
＜スイッチ装置＞
図１に示すように、スイッチ装置１１は意匠部材１２、導光体１３及びプリント基板１４を備えている。

意匠部材１２は例えばポリエステル樹脂材料により四角形（正方形）のシート状に形成されており、光透過性及び可撓性を有している。意匠部材１２の所定位置（本実施形態では中央）には円形のスイッチ部１２ａが例えばエンボス加工により浮き出すように形成されている。スイッチ部１２ａは押圧されることにより内方へ撓み、押圧が解除されると原位置に弾性復帰するようになっている。

導光体１３は例えばポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）等の透明材料により意匠部材１２と合致する四角形の平板状に形成されている。導光体１３において、意匠部材１２を合致させたときにスイッチ部１２ａに対応する位置（本実施形態では中央）には、プリント基板１４の表面に実装された後述するタクトスイッチ１６を収容可能とした円形の孔１５が形成されている。即ち、導光体１３の孔１５はタクトスイッチ１６の配置スペースとして機能する。この導光体１３については後に詳述する。

前記プリント基板１４は四角形（長方形）の板状に形成されている。プリント基板１４の長手方向長さ及び短手方向長さはそれぞれ導光体１３の一辺の長さよりも若干大きくされている。プリント基板１４の表面において、導光体１３の一つの隅角部と、その隅角部に対応するプリント基板１４の角隅部とを一致させたときに導光体１３の孔１５に対応する位置には、照明対象部材として例えばタクトスイッチ１６が配置されている。また、プリント基板１４の表面において、互いに隣り合う２つの側縁部にはそれぞれ棒状（四角柱状）の面光源１７，１８が配設されている。

２つの面光源１７，１８の長さは導光体１３の互いに隣り合う２つの端面の長さに対応するように設定されている。また、２つの面光源１７，１８の内側面は所定の光が出射する発光面とされている。そして、プリント基板１４に導光体１３を重ね合わせたとき、２つの面光源１７，１８の発光面（導光体１３側の側面）が導光体１３の互いに隣り合う前記２つの端面に所定間隔をおいて対向するように当該２つの面光源１７，１８はそれぞれプリント基板１４の表面に配置されている。これら２つの面光源１７，１８については後に詳述する。

そして、前述のように構成された意匠部材１２、導光体１３及びプリント基板１４はそれぞれ次のように組み付けられている。即ち、図２に示すように、意匠部材１２は導光体１３の表面に重ね合わせられて例えば図示しない接着剤又は粘着シートにより接着されている。プリント基板１４は導光体１３の裏面側から重ね合わせられて図示しないボルト等により固定されている。ここで、２つの面光源１７，１８はそれらの発光面が導光体１３の互いに隣り合う２つの端面にそれぞれ対向するように配置されている。

そして前述のように意匠部材１２、導光体１３及びプリント基板１４が一体とされた状態でスイッチ装置１１は車両のインストルメントパネルＰの裏面に図示しないボルトにより固定されている。インストルメントパネルＰにおいて、スイッチ部１２ａに対応する部位には円形の透孔Ｐａが形成されており、意匠部材１２のスイッチ部１２ａ及びその周辺部位が透孔Ｐａを介して外部に露出するように、スイッチ装置１１はインストルメントパネルＰに配置されている。透孔Ｐａから露出した意匠部材１２のスイッチ部１２ａを介してタクトスイッチ１６がオン又はオフされる。

＜導光体＞
次に、導光体１３について詳細に説明する。図２に示すように、導光体１３において、上下方向において互いに反対側にある２つの面のうちの一方面（図１では上面）は光の出射面１３ａとされており、当該出射面１３ａと反対側の面である他方面（図１では下面）は光の反射面１３ｂとされている。

導光体１３の反射面１３ｂには多数の点状の凹部（μｍ単位の微細な凹ドット）２１が設けられている。この凹部２１は反射面１３ｂから出射面１３ａに向かうにつれて収束するテーパ面２１ａを備えた円錐台状に形成されている。導光体１３において、面光源１７，１８（正確には、後述する点光源である発光ダイオード３３）からの距離が大きくなるにつれて単位面積当たりの凹部２１の個数が増大するように、凹部２１は設けられている。即ち、面光源１７，１８の発光面からの距離が大きくなるにつれて光は弱くなるので、その光の強さに応じて導光体１３（正確には、反射面１３ｂ）における単位面積当たりの凹部２１の個数が設定されている。

具体的には、図３に示されるように、出射面１３ａを１番から９番までの領域に碁盤の目状に区画して領域毎に対応する反射面１３ｂの凹部２１の分布密度（単位面積当たりの凹部２１の個数）を異ならせる。本実施形態では、凹部２１の分布密度レベルはＡレベル〜Ｆレベルまで設定されており、それらの大小関係は「Ａレベル＜Ｂレベル＜Ｃレベル＜Ｄレベル＜Ｅレベル＜Ｆレベル」とされている。

そして、出射面１３ａにおける１番の領域に対応する反射面１３ｂの凹部２１の分布密度はＡレベル、同じく２番及び４番の領域に対応する反射面１３ｂの凹部２１の分布密度はそれぞれＢレベル、同じく３番及び７番の領域に対応する反射面１３ｂの凹部２１の分布密度はそれぞれＤレベルとなるように、凹部２１は配置形成されている。また、出射面１３ａにおける６番及び８番に対応する反射面１３ｂの凹部２１の分布密度の領域はそれぞれＥレベル、同じく９番の領域に対応する反射面１３ｂの凹部２１の分布密度はＦレベルとなるように、凹部２１は配置形成されている。

反射面１３ｂの凹部２１の個数が増えるほど、出射面１３ａ側へ反射される光の量も多くなる。このため、面光源１７，１８からの距離（正確には、後述する点光源である発光ダイオード３３）に応じて凹部２１の分布密度を設定するようにしたことにより、導光体１３内を伝播する面光源１７，１８からの光の強さに左右されることなく均等に効率よく出射面１３ａ側へ反射される。

＜面光源＞
次に、２つの面光源について詳細に説明する。前述したように、導光体１３の互いに隣り合う２つの端面にそれぞれ対向するように２つの面光源１７，１８が配設されている。換言すると、導光体１３において互いに隣り合い且つ互いに交差する２つの端面には、それらに沿うように延びる２つの面光源１７，１８が付属されている。図３に示すように、面光源１７，１８はそれぞれ補助導光体３１，３２及び２つの面光源１７，１８において共用される発光ダイオード３３を備えている。

両補助導光体３１，３２はそれぞれポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）等の透明材料により角柱状に形成されており、それらの軸線が導光体１３の端面に並行をなすように対向配置されている。両補助導光体３１，３２の長さはそれらに対向する導光体１３の２つの端面の長さに対応して設定されている。両補助導光体３１，３２が導光体１３の２つの端面に対して所定距離だけ離間して配置されることにより、当該両補助導光体３１，３２と導光体１３の２つの端面との間にはそれぞれ空気層３４が形成されている。

図４及び図５に示すように、２つの補助導光体３１，３２の発光ダイオード３３側の端部（正確には、当該端部における発光ダイオード３３側の隅角部）には、当該発光ダイオード３３からの光（直進光）に対して直交する入射面３１ａ，３２ａがそれぞれ形成されている。また、２つの補助導光体３１，３２の発光ダイオード３３側の端部（正確には、当該端部における導光体１３側の隅角部）には、当該発光ダイオード３３からの光（直進光）に対して傾斜し且つ前記入射面３１ａ，３２ａとのなす角度θ１が鋭角（９０度より小さい角度）になるように反射面３１ｂ，３２ｂがそれぞれ形成されている。

そして、前記２つの入射面３１ａ，３２ａが連続した単一の平面を形成するように２つの補助導光体３１，３２の一端部は互いに近接して配置されている。両補助導光体３１，３２の入射面３１ａ，３２ａ、同じく反射面３１ｂ，３２ｂ及び導光体１３の端面に囲まれることにより三角柱状の空間部３５が形成されている。ここで、空気の屈折率は、両補助導光体３１，３２の形成材料であるポリメチルメタクリレートの屈折率よりも低い。このため、両入射面３１ａ，３２ａから入射した発光ダイオード３３からの光はそれぞれ空間部３５内の空気とポリメチルメタクリレートとの境界面である反射面３１ｂ，３２ｂにおいて所定方向へ全反射する。

両入射面３１ａ，３２ａと両反射面３１ｂ，３２ｂとがそれぞれなす角度θ１、ひいては図５に示されるように両反射面３１ｂ，３２ｂのなす角度θ２は、発光ダイオード３３の指向性に応じて適宜設定される。また、両反射面３１ｂ，３２ｂにより反射された光が、両補助導光体３１，３２内にそれぞれ分岐して導入されるように、前記角度θ１又は角度θ２が設定されている。

図４に示すように、２つの補助導光体３１，３２において、導光体１３に対向する側面と反対側の側面には多数の三角形状（Ｖ字状）の切欠凹部４１ａ，４２ａが両補助導光体３１，３２の延びる方向において連続するように形成されている。換言すれば、多数の三角形状の切欠凹部４１ａ，４２ａが形成されることにより、多数の三角柱状の突部４１ｂ，４２ｂが両補助導光体３１，３２の延びる方向において連続するように形成されている。このように、導光体１３に対向する側面と反対側の側面はジグザグ形状を呈している。

図６に示すように、各切欠凹部４１ａ，４２ａ又は各突部４１ｂ，４２ｂは、両補助導光体３１，３２の延びる方向において互いに隣り合う２つの面が直角をなすように形成されている。また、図７に示されるように、両補助導光体３１，３２は発光ダイオード３３から遠ざかるにつれてその幅が小さくなるように形成されている。具体的には、各切欠凹部４１ａ，４２ａの内頂部を結ぶ包絡線Ｓ１と両補助導光体３１，３２の導光体１３側の側面を含む仮想平面Ｓ２とのなす角度φ１が所定の鋭角をなすように、両補助導光体３１，３２はそれぞれ形成されている。また、各突部４１ｂ，４２ｂの頂部を結ぶ包絡線Ｓ３と両補助導光体３１，３２の導光体１３側の側面を含む仮想平面Ｓ２とのなす角度φ２が所定の鋭角をなすように、両補助導光体３１，３２はそれぞれ形成されている。２つの包絡線Ｓ１，Ｓ３は互いに平行をなしている。

さらに詳述すると、図８に示すように、両補助導光体３１，３２はそれらの延びる方向において、第１〜第５の区画５１ａ〜５１ｅが設定されており、その区画毎に前述した２つの角度φ１及び角度φ２が異なるように、両補助導光体３１，３２はそれぞれ形成されている。角度φ１，φ２は、第１の区画５１ａではそれぞれ０度、第２の区画５１ｂでは角度φ１ｂ，φ２ｂ、第３の区画５１ｃでは角度φ１ｃ，φ２ｃ、第４の区画５１ｄでは角度φ１ｄ，φ２ｄ、第５の区画５１ｅでは角度φ１ｅ，φ２ｅとされている。角度φ１ｂ，φ２ｂ、角度φ１ｃ，φ２ｃ、角度φ１ｄ，φ２ｄ、角度φ１ｅ，φ２ｅの大小関係は「角度φ１ｂ＜角度φ１ｃ＜角度φ１ｄ＜角度φ１ｅ」及び「角度φ２ｂ＜角度φ２ｃ＜角度φ２ｄ＜角度φ２ｅ」とされている。

図６に示すように、両補助導光体３１，３２の内部を伝播する光の一部は、各切欠凹部４１ａ，４２ａ又は各突部４１ｂ，４２ｂと外部の空気との境界面において導光体１３の端面側へ全反射する。即ち、各切欠凹部４１ａ，４２ａ又は各突部４１ｂ，４２ｂは、２つの補助導光体３１，３２の発光ダイオード３３側の端部に入射した当該発光ダイオード３３からの光を導光体１３側へ反射させる反射パターンとして機能する。

＜実施形態の作用＞
次に、前述のように構成した導光体１３における光の伝播状態について説明する。
入射面３１ａ，３２ａから入射した発光ダイオード３３からの光はそれぞれ空間部３５内の空気とポリメチルメタクリレートとの境界面である反射面３１ｂ，３２ｂにおいて反射することにより両補助導光体３１，３２内にそれぞれ分岐して導入される。その導入された光は両補助導光体３１，３２と空気との屈折率の差により全反射しながら当該両補助導光体３１，３２の延びる方向へ導かれる。そしてその両補助導光体３１，３２の内部を伝播する光の一部は、各切欠凹部４１ａ，４２ａ又は各突部４１ｂ，４２ｂと外部の空気との境界面において導光体１３の端面側へ全反射する。

その全反射した光は両補助導光体３１，３２の導光体１３側の側面から一様に出射して導光体１３の互いに隣り合う２つの端面から入射し、その入射した光は導光体１３と空気との屈折率の差により全反射しながら導光体１３内を伝播する。その伝播の際において、光の一部は導光体１３の反射面１３ｂに設けられた多数の凹部２１（正確には、それらのテーパ面２１ａ）により出射面１３ａ側へ全反射し、当該導光体１３の出射面１３ａから外部へ出射する。テーパ面２１ａに入射した光は好適に出射面１３ａ側へ反射され、導光体１３の出射面１３ａから外部へ出射する光の量の確保に寄与する。このように、導光体１３の出射面１３ａは発光面として作用する。

導光体１３には互いに隣り合う２つの端面から、即ち異なる複数方向から光が入射する。導光体１３の２つの端面から導入された光の当該導光体１３内における伝播は孔１５により妨げられる。その結果、図９に多数のドットで示すように、導光体１３には、光が伝播しにくい面光源１７，１８に対して孔１５の影になる部位、即ち孔１５と当該孔１５の接線をなす面光源１７，１８からの直進光Ｌ１，Ｌ２とによって囲まれた断面三角形状の陰影部位Ｓが形成される。この陰影部位Ｓには光が積極的には導かれることがないので、当該陰影部位Ｓにおいては、導光体１３の凹部２１により出射面１３ａ側に反射する光の量が周囲に比べて減少し、当該出射面１３ａの輝度の確保が困難となる。

しかし、例えば導光体１３に対して光を一方向からのみ入射させるようにした場合又は単に点光源を使用するようにした場合に比べて、陰影部位Ｓの面積は最小となる。即ち、２つの面光源１７，１８のうちいずれか一方のみ設けるようにした場合には、図９にハッチングで示すように、孔１５の面光源１７と反対側の陰影部位Ｓａ又は孔１５の面光源１８と反対側の陰影部位Ｓｂが形成される。それら陰影部位Ｓａ及び陰影部位Ｓｂはいずれも本実施形態において形成される陰影部位Ｓよりも大面積となる。従って、導光体１３の発光面である出射面１３ａのいわゆる輝度むらが極力抑制され、当該出射面１３ａにおける発光を所望する部位においても十分な輝度が確保される。

また、単一の発光ダイオード３３を使用するようにした場合であっても、当該発光ダイオード３３からの光（即ち点光源）は２つの補助導光体３１，３２により２方向の面光源に変換されて導光体１３の互いに隣り合う２つの端面にそれぞれ供給される。このため、複数個の発光ダイオード等の点光源を使用するようにした場合と異なり、製品コスト及び消費電力の点において有利である。

近年では、車両に対するコストダウンへの要求は依然として高く、そうした車両に搭載される各種の装置及び部品等についてもさらなるコストダウンが求められている。また、車両にあっては依然として電子化の傾向にあり、それに伴って消費電力の低減に対する要求はよりシビアなものとなっている。そうした現状にあって、単一の点光源を使用するようにした場合であっても導光体１３の発光面（出射面１３ａ）のいわゆる輝度むらを極力抑制し、当該発光面における発光を所望する部位において十分な輝度を確保することができる本実施形態の導光体１３、ひいてはスイッチ装置１１の技術的意義は大きい。このように、本実施形態の導光体１３によれば、特に近年の車両あってコストダウン及び消費電力の低減に対するシビアな要求にも十分に対応可能となる。

導光体１３の出射面１３ａから出射した光により意匠部材１２は裏面側から均等に照明され、夜間等におけるタクトスイッチ１６（正確には、意匠部材１２のスイッチ部１２ａ）の視認性が確保される。

＜実施形態の効果＞
従って、本実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）導光体１３の互いに交差し且つ互いに隣り合う２つの端面にそれぞれ沿うように延びる２つの補助導光体３１，３２を当該２つの端面に付属させるようにした。そして両補助導光体３１，３２の一端部からそれぞれ発光ダイオード３３からの光が入射可能となるように両補助導光体３１，３２をそれぞれ配置形成した。また、両補助導光体３１，３２における導光体１３と反対側の端部には両補助導光体３１，３２の発光ダイオード３３側の端部に入射した当該発光ダイオード３３からの光を導光体１３側の側面の方向へ反射させるための所定形状の反射パターンを形成するようにした。このため、単一の発光ダイオード３３からの光は両補助導光体３１，３２により複数方向の面光源に変換される。そして導光体１３にはその変換された複数方向からの面光源光が入射する。その結果、導光体１３の出射面１３ａにおけるいわゆる輝度むらの発生が抑制され、均一な面発光が得られる。

（２）導光体１３の２つの端面とそれらに対応する補助導光体３１，３２の導光体１３側の側面との間には空気層３４を設けた。補助導光体３１，３２内に導入された光の一部は、補助導光体３１，３２の形成材料と空気との屈折率の違いにより、それらの境界面において所定の反射パターン側に全反射する。そしてその全反射した光は所定の反射パターンにより導光体側にさらに全反射される。これを繰り返しながら光は補助導光体３１，３２の内部を好適に進行する。ちなみに、補助導光体３１，３２内に導入された光のうち臨界入射角を越えた光は全反射し、臨界入射角未満の光は補助導光体３１，３２の形成材料に応じた屈折率で屈折しながら外部へ透過する。空気層を設けるだけのため、部品点数が増えたり、構成が複雑化したりすることはない。

（３）補助導光体３１，３２をそれぞれ次のように構成することにより両補助導光体３１，３２の一端部からそれぞれ発光ダイオード３３からの光を入射可能とした。即ち、両補助導光体３１，３２の発光ダイオード３３側の端部には、当該発光ダイオード３３からの直進光に対して直交するようにそれぞれ形成された入射面３１ａ，３２ａを形成した。また同じく発光ダイオード３３からの直進光に対して傾斜し且つ入射面３１ａ，３２ａとのなす角度θ１が鋭角になるようにそれぞれ形成された反射面３１ｂ，３２ｂを形成した。そして、両補助導光体３１，３２の入射面３１ａ，３２ａが連続した単一の平面を形成するように両補助導光体３１，３２の発光ダイオード３３側の一端部を互いに近接して配置するようにした。このため、例えば反射板等の別部材を設ける必要はなく、構成の簡素化に寄与する。

（４）両補助導光体３１，３２は発光ダイオード３３から遠ざかるにつれてその幅が小さくなるように形成した。このため、補助導光体３１，３２の端部から導入された光は効率よく所定の反射パターンにより導光体１３側へ反射される。

（５）所定の反射パターンは、複数の三角形状の切欠凹部４１ａ，４２ａ又は複数の三角形状の突部４１ｂ，４２ｂが両補助導光体３１，３２の延びる方向において連続するように形成することによりジグザグ形状をなすようにした。両補助導光体３１，３２内に導入された光は、各切欠凹部４１ａ，４２ａ又は各突部４１ｂ，４２ｂと外部の空気との境界面により、両補助導光体３１，３２の導光体１３側へ反射され、出射する。このため、導光体１３の端面における入射光量が確保され、出射面１３ａの輝度の確保に貢献する。

（６）各切欠凹部４１ａ，４２ａ又は各突部４１ｂ，４２ｂは、補助導光体３１，３２の延びる方向において互いに隣り合う２つの面が直角をなすように形成するようにした。このため、補助導光体３１，３２の発光ダイオード３３側の一端部に入射した当該発光ダイオード３３からの光は補助導光体３１，３２の導光体１３側の側面の方向へ好適に反射される。従って、導光体１３の端面における入射光量が好適に確保される。

（７）導光体１３に照明対象部材であるタクトスイッチ１６を配置可能とした孔１５を形成するようにした場合であれ、補助導光体３１，３２を使用して導光体１３に複数方向から光を導入するようにしたことにより、一方向からの光だけでは影になる部位に他方向からの光が導かれる。このため、孔１５の影になる部位を極力少なくすることができる。従って、単一の発光ダイオード３３を使用した場合であれ導光体１３の出射面１３ａにおいて均一な面発光を得ることができる。

（８）発光ダイオード３３は導光体１３側に指向性を持たせるようにした。反射面３１ｂ，３２ｂを透過した光も導光体１３に入射するので光を無駄になることがない。
＜別の実施形態＞
なお、本実施形態は、次のように変更して実施してもよい。

・導光体１３と補助導光体３１，３２とを射出成形等により一体形成するようにしてもよい。この場合、導光体１３と補助導光体３１，３２とは、例えば空気層３４の底部において相互に連結される構成となる。このようにすれば、部品点数が低減する。また、加工コストも低減する。

・補助導光体３１，３２の反射面３１ｂ，３２ｂに微細な凹凸等からなる所定の反射パターンを形成するようにしてもよい。この場合、発光ダイオード３３からの光が補助導光体３１，３２の内部に好適に導かれるように、当該反射パターンを設ける。

・補助導光体３１，３２の幅を一定としてもよい。このようにしても、切欠凹部４１ａ，４２ａ又は突部４１ｂ，４２ｂにより発光ダイオード３３からの光は導光体側へ反射される。

・２つの補助導光体３１，３２及び発光ダイオード３３との組み合わせにより、例えば２方向の光を照射する照明等として使用するようにしてもよい。
・空気層３４及び空間部３５の少なくとも一方に、導光体１３及び補助導光体３１，３２の形成材料であるポリメチルメタクリレートよりも屈折率が小さい透光性を有する合成樹脂材料を介在させるようにしてもよい。このようにすれば、空気層３４及び空間部３５の少なくとも一方に粉塵等の異物が入り込むことを防止することができる。

・図１０に参考例として示すように、三角柱状の空間部３５を省略するようにしてもよい。また、同図に示されるように、２つの補助導光体３１，３２をそれらの発光ダイオード３３側の端部において一体形成するようにしてもよい。入射面３１ａ，３２ａは連続した単一の平面をなす。そうようにすれば、部品点数の低減化が図られる。

・本実施形態では光源として単一の発光ダイオード３３を使用するようにしたが、複数個の発光ダイオードを使用するようにしてもよい。例えば複数個の発光ダイオードを入射面３１ａ，３２ａに対して上下又は左右に並べて線光源（面光源）として使用する。また、発光ダイオードに換えてハロゲンガスを管球に封入したハロゲンランプ及びキセノンガス等を管球に封入したキセノンランプ等を光源として使用するようにしてもよい。

本実施形態におけるスイッチ装置の概略分解斜視図。 図１の１−１線断面図。 同じく導光体の反射パターンを構成する凹部の分布密度を示す概略平面図。 同じく補助導光体の発光ダイオード側の端部の構成を示す要部斜視図。 同じく補助導光体の発光ダイオード側の端部の構成を示す要部平面図。 同じく補助導光体の反射パターンを構成する切欠凹部又は突部の形状を示す要部平面図。 同じく補助導光体の反射パターンを構成する切欠凹部又は突部の形状を示す要部平面図。 同じく補助導光体の概略形状を示す要部平面図。 同じく導光体において孔の影になる陰影部位を示す平面図。 参考例を示す要部平面図。

符号の説明

１１…スイッチ装置、１３…導光体、１３ａ…出射面（一方面）、
１３ｂ…反射面（他方面）、１５…孔、１６…タクトスイッチ（照明対象部材）、
２１…凹部（導光体の反射パターン）、３１，３２…補助導光体、
３１ａ，３２ａ…入射面、３１ｂ，３２ｂ…反射面、３３…発光ダイオード（光源）、３４…空気層（低屈折率部）、４１ａ，４２ａ…切欠凹部（補助導光体の反射パターン）、
４１ｂ，４２ｂ…突部（補助導光体の反射パターン）、
θ１…入射面と反射面とのなす角度、Ｌ１，Ｌ２…直進光。

Claims (7)

1. 端面から導入した光を、当該端面に交差し互いに対向する２つの面のうちの一方面に反射させて当該一方面とは反対側の面である他方面から出射させるようにした導光体において、
   前記導光体には所定の照明対象部材を配置可能とした孔を形成し、
   前記導光体の端面のうち、互いに交差し且つ互いに隣り合う２つの端面には、それぞれの端面に沿うように延びる２つの補助導光体を付属させ、
   前記２つの補助導光体の隣り合う端部には光源を配置するとともに、前記光源からの光が前記２つの補助導光体の隣り合う端部からそれぞれ入射可能となるように前記２つの補助導光体をそれぞれ配置形成し、
   前記２つの補助導光体の隣り合う端部から、前記光源からの光を入射可能とする構成は、
   前記２つの補助導光体の隣り合う端部に、前記光源からの直進光に対して直交するようにそれぞれ形成された入射面と、前記光源からの直進光に対して傾斜し且つ前記入射面とのなす角度が鋭角になるようにそれぞれ形成された反射面とを備え、
   前記２つの補助導光体の入射面が連続した単一の平面を形成するように前記２つの補助導光体の端部を互いに近接して配置するようにしたものであり、
   前記導光体の前記一方面には、多数の凹部が設けられ、
   前記多数の凹部は、前記光源からの距離が大きくなるにつれて単位面積当たりの個数が増大するように設けられ、
   前記２つの補助導光体における前記導光体と反対側の側面には、前記２つの補助導光体の光源側の端部に入射した前記光源からの光を、前記２つの補助導光体における前記導光体側の側面の方向へ反射させるための所定形状の反射パターンを形成するようにした導光体。
2. 請求項１に記載の導光体において、
   前記導光体の２つの端面とそれらに対応する補助導光体の導光体側の側面との間には補助導光体の形成材料よりも屈折率を低くした低屈折率部を介在させるようにした導光体。
3. 請求項２に記載の導光体において、
   前記低屈折率部は前記２つの補助導光体をそれらに対応する導光体の端面に対して離間して配置することにより形成される空気層である導光体。
4. 請求項１〜請求項３のうちいずれか一項に記載の導光体において、
   前記２つの補助導光体は前記光源から遠ざかるにつれてその幅が小さくなるように形成した導光体。
5. 請求項１〜請求項４のうちいずれか一項に記載の導光体において、
   前記所定の反射パターンは、複数の三角形状の切欠凹部又は複数の三角形状の突部が補助導光体の延びる方向において連続するように形成されてなる導光体。
6. 請求項５に記載の導光体において、
   前記各切欠凹部又は各突部は、補助導光体の延びる方向において互いに隣り合う２つの面が直角をなすように形成するようにした導光体。
7. 請求項１〜請求項６のうちいずれか一項に記載の導光体において、
   前記導光体と前記２つの補助導光体とを一体形成するようにした導光体。

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