JP4714112B2

JP4714112B2 - 照明装置

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Publication number: JP4714112B2
Application number: JP2006234312A
Authority: JP
Inventors: 洋上野; 貢一糸魚川
Original assignee: Tokai Rika Co Ltd
Current assignee: Tokai Rika Co Ltd
Priority date: 2006-08-30
Filing date: 2006-08-30
Publication date: 2011-06-29
Anticipated expiration: 2026-08-30
Also published as: JP2008059860A; CN101135429A; US20080055882A1; US7513631B2; CN100529519C

Description

本発明は、例えば操作部を照明することにより操作性を向上させる操作装置等に用いられる照明装置に関するものである。

一般に、例えば車両室内に配設される照明装置として、夜間においてもその位置を視認できるように、操作部が照明される照明装置が提案されている。
例えば図４に示すように、この種の操作装置５１は、複数の操作部５２が設けられた意匠パネル５３と、その意匠パネル５３の裏面側に配置されたスイッチ構造体５４とを備えている。スイッチ構造体５４は、各操作部５２と対応する箇所にそれぞれスイッチ部が設けられた回路基板５５と、その回路基板５５を覆うように該回路基板５５と操作部５２との間に介在された透光性を有する板状の弾性シート５６とを備えている。また、各操作部５２にはそれぞれ点灯部５７が設けられ、回路基板５５においてそれら点灯部５７と対応する箇所には、それぞれトップビュー型のＬＥＤ等からなる光源５８が配設されている。

このため、各光源５８の発光時には、その光が点灯部５７から外部に放射されることとなり、対応する各操作部５２が点灯状態となる。よって、夜間においても操作部５２を容易に視認可能となる。

しかしながら、こうした操作装置５１では、各操作部５２に対してそれぞれ個別に光源５８が必要となるため、回路基板５５に実装すべき部品点数が多くなってしまい、回路基板５５が大型化してしまったり、該回路基板５５の部品レイアウトの自由度が狭くなってしまったりするなどの問題が生じていた。また、各光源５８の固有の誤差により、輝度にバラツキが生じるおそれもあった。

また、従来、導光材を用いた照明装置が提案されている（例えば特許文献１参照）。
具体的には、例えば図５に模式的に示すように、この照明装置６１は、アクリル等からなる板状の導光材６２の側方にサイドビュー型のＬＥＤ等からなる光源６３が配置された構成をなしている。そして、導光材６２における発光面６２ａの逆側面には複数の凸部６４が設けられ、導光材６２の端面から入射された光源６３からの光を各凸部６４によって散乱させることによって発光面６２ａを点灯させるようになっている。よって、こうした照明装置６１によれば、発光面６２ａと対応する箇所に点灯部を設けることにより、一つの光源６３によって該点灯部を点灯させることができる。したがって、こうした構造を前記操作装置５１に適用すれば、前記回路基板５５に実装すべき部品点数を少数とすることができるとともに、該回路基板５５の部品レイアウトの自由度が増す。
特開平８−１９４２１９号公報

ところが、こうしたサイドビュー型の操作装置６１では、該光源６３及び光源６３を作動させるための基板等を配設するためのスペースを導光材６２の側方に確保する必要があるため、操作装置６１自体が平面方向（同図における左右方向）に大きくなってしまう。また、光源６３を配置する際の配置箇所に制限を受けやすいため、こうした観点においては改善の余地が残されている。

本発明はこうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、大型化を抑止しつつ簡素な構造で複数の点灯部を点灯させることができるとともに、設計の自由度を高めることができる照明装置を提供することにある。

上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明では、光源からの光を外部に放射することにより点灯状態となる複数の点灯部を有する意匠パネルと、その意匠パネルの裏面側において、各点灯部のうちの一つと対応する箇所に配設された光源と、前記各点灯部と前記光源との間において、面方向が前記光源の発光方向と直交する方向となるように配置された１枚の板状の導光部材とを備え、該導光部材において前記光源と対応する箇所には、該光源からの光を、該光源と対応する前記点灯部方向に放射するとともに、導光部材内に拡散・反射させる第１反射構造が設けられ、該導光部材において前記光源と対応しない箇所に設けられた前記点灯部と対応する箇所には、該導光部材内に導光された光を、対応する前記点灯部方向に放射する第２反射構造が設けられ、前記第１反射構造及び前記第２反射構造のうちの少なくとも第１反射構造は、形状及び大きさが制御された凹部または凸部によって構成され、前記第１反射構造によって、前記第２反射構造へ光を導き、該第２反射構造によって、対応する点灯部が照明され、前記意匠パネルとしてのハウジングには、スイッチの押圧操作部を備え、前記光源とスイッチの固定接点が回路基板上に設けられ、前記回路基板の上面を覆うとともに、スイッチの押圧操作部に対応する箇所にスイッチの可動接点が設けられた弾性シート上に前記導光部材が配設されていることを要旨とする。

上記構成によると、光源は各点灯部における光の放射方向と同方向に発光するように配置され、導光部材はこうした光源と点灯部との間に配設されるため、導光部材の側方に光源を配置するためのスペースを確保する必要がない。このため、照明装置の部品点数の増大を防止できるとともに、照明装置が平面方向に大きくなってしまうことも防止できる。しかも、各点灯部のうちの一つと対応する箇所に光源が配置され、導光部材において該光源と対応する箇所に設けられた第１反射構造により、光源からの光が対応する点灯部方向に放射されるとともに、導光部材内に拡散・反射される。そして、導光部材内に拡散・反射された光は、導光部材において他の点灯部と対応する箇所に設けられた第２反射構造により、該点灯部方向に放射される。このため、各点灯部を確実に点灯させることができる。また、該光源を各点灯部のうちの一つと対応する箇所に配設することにより、複数の点灯部をそれら点灯部よりも少数の光源によって点灯させることが可能となる。このため、光源の配置位置の自由度が高くなる。よって、大型化を抑止しつつ簡素な構造で複数の点灯部を点灯させることができるとともに、設計の自由度を高めることができる照明装置を実現可能となる。
特に、反射構造の形状及び大きさを制御することにより、第１反射構造及び第２反射構造のうちの少なくとも第１反射構造で拡散・反射する光の量を高精度に制御可能となる。このため、導光部材を透過させて光源と対応する箇所に位置する点灯部に放射する光量と、その他の点灯部に放射する光量とを制御することができる。よって、各点灯部の輝度のバラツキを軽減可能となる。

以上詳述したように、本発明によれば、大型化を抑止しつつ簡素な構造で複数の点灯部を点灯させることができるとともに、設計の自由度を高めることができる照明装置を提供することができる。

以下、本発明の照明装置を操作装置として具体化した一実施形態を図１〜図３に基づき詳細に説明する。
図１に示すように、操作装置１は、意匠パネルとしてのハウジング２と、そのハウジングの裏面（図中における下面）側に配設されるスイッチ構造体３とを備えている。この操作装置１は、例えば車両の運転席周辺の部材（ステアリングホイールやダッシュボードなど）に配設され、スイッチ構造体３をハウジング２によって被覆した形態からなる車両用操作装置などとして具体化される。

図２に併せ示すように、ハウジング２の意匠面（図中における上面）には、複数（ここでは２つ）の押圧操作部４が形成されている。これら押圧操作部４は、それぞれハウジング２内方向へ傾動可能となっており、裏面には下方に延びる作用突部４ａが形成されている。また、各押圧操作部４には透光性を有する点灯部５が設けられており、ハウジング２内からの光を点灯部５から外部に放射可能となっている。なお、本実施形態において押圧操作部４の一方には「ＯＮ」の文字が印字され、他方には「ＯＦＦ」の文字が印字されている。このため、点灯部５から光が外部に放射された際には、それらの文字が照明された状態となる。

図１及び図２に示すように、スイッチ構造体３は、最下層に配置される回路基板６と、その回路基板６の上面に配設される弾性シート７と、その弾性シート７の上面側に配設される板状の導光部材８とを備えている。

回路基板６のハウジング２側面（上面）において前記各押圧操作部４と対応する箇所には、それぞれスイッチ部としての固定接点１１が設けられている。また、この回路基板６において前記各点灯部５のうちの一方（ここでは左方の点灯部５）と対応する箇所には、ハウジング２方向に光を放射する光源としてのトップビュー型のＬＥＤ１２が実装されている。すなわち、このＬＥＤ１２は、回路基板６の面方向に対して直交する方向に光を放射するようになっている。

弾性シート７は、例えばシリコーンゴム等の弾性変形可能な軟質性樹脂によって構成された透光性を有する略板状物からなり、回路基板６の上面を覆うように配設されている。この弾性シート７は、回路基板６とほぼ同形同大に構成され、ハウジング２側面（上面）において、前記各押圧操作部４に設けられた作用突部４ａと対応する箇所にはそれぞれ突部１３が突設されている。

また、図２に示すように、弾性シート７の回路基板６側面（下面）において、前記各押圧操作部４と対応する箇所にはそれぞれ凹所１４が設けられている。さらに、弾性シート７においてＬＥＤ１２と対応する箇所には、該ＬＥＤ１２の外径寸法よりもやや大きく設定され、該ＬＥＤ１２を収容する円形の貫通孔１５が設けられている。

各凹所１４において各突部１３と対応する箇所には、それぞれ可動接点１６が設けられている。そして、ハウジング２に設けられた押圧操作部４が押圧操作されて作用突部４ａを介して突部１３に上方から応力が加わると、その応力によって弾性シート７が弾性変形を生じ、可動接点１６が回路基板６に設けられた対応する固定接点１１に接触した状態となる。また、突部１３に対して該応力が付与されなくなると、弾性シート７は元の形状に復帰して可動接点１６と固定接点とが非接触状態となる。よって、押圧操作部４の押圧操作によって固定接点１１の開閉状態を切換可能となる。

導光部材８は、例えばアクリル、スチレン、ウレタン等の透明樹脂を用いた板状の導光材料によって構成され、弾性シート７と同一の面方向となるように該弾性シート７上に配設されている。なお、本実施形態において導光部材８は、弾性シート７よりも小形状をなしており、各点灯部５と対応する箇所まで延びている。

図３に併せ示すように、こうした導光部材８においてＬＥＤ１２と対応する箇所には、第１反射構造としての第１凹部群１７ａ及び第２凹部群１７ｂが設けられている。詳しくは、導光部材８における該ＬＥＤ１２側面に第１凹部群１７ａが設けられ、点灯部５側面に第２凹部群１７ｂが設けられている。また、該導光部材８のＬＥＤ１２側面においてＬＥＤ１２とは対応しない他の点灯部５とそれぞれ対応する箇所には、それぞれ第２反射構造としての第３凹部群１８が設けられている。これら凹部群１７ａ，１７ｂ，１８は導光部材８のＬＥＤ１２側面及び点灯部５側面に施された粗面加工部であり、微細（例えば数μｍ〜数十μｍ）な円錐形状をなす凹部１９の集合によって構成されている。このため、それら凹部１９の錘面によって光が導光部材８内に拡散・反射されたり、対応する点灯部５方向へ反射されたりする。なお、本実施形態において各凹部群１７ａ，１７ｂ，１８は、それぞれ形状、大きさ、密度が制御された微細構造をなしている。

よって、このように構成された操作装置１では、図３に矢印で示すように、ＬＥＤ１２から放射された光は、まず第１凹部群１７ａによって拡散・反射し、導光部材８内に入射する。そして、その入射した光の一部はそのまま導光部材８を透過してＬＥＤ１２と対応する点灯部５方向に放射される。また、それ以外の光は、第２凹部群１７ｂに反射して導光部材８内で拡散・反射して第３凹部群１８に案内される。そして、その案内された光が第３凹部群１８に反射して対応する点灯部５方向に放射される。このため、各点灯部５から光が外部に放射されることとなり、該点灯部５が点灯状態となる。

したがって、本実施形態によれば以下のような効果を得ることができる。
（１）ＬＥＤ１２は各点灯部５における光の放射方向と同方向に発光するように配置され、導光部材８はこうしたＬＥＤ１２と点灯部５との間に配設されている。このため、導光部材８の側方に光源を配置するためのスペースを確保する必要がない。よって、操作装置１の部品点数の増大を防止できるとともに、操作装置１が平面方向に大きくなってしまうことも防止できる。

しかも、各点灯部５のうちの一つと対応する箇所にＬＥＤ１２が配置され、導光部材８において該ＬＥＤ１２と対応する箇所に設けられた第１凹部群１７ａ及び第２凹部群１７ｂにより、ＬＥＤ１２からの光が対応する点灯部５方向に放射されるとともに、導光部材８内に拡散・反射される。そして、導光部材８内に拡散・反射された光は、導光部材８において他の点灯部５と対応する箇所に設けられた第３凹部群１８により、該点灯部５方向に放射される。このため、各点灯部５を確実に点灯させることができる。また、該ＬＥＤ１２を各点灯部５のうちの一つと対応する箇所に配設することにより、複数の点灯部５をそれら点灯部５よりも少数のＬＥＤ１２によって点灯させることが可能となる。このため、ＬＥＤ１２の配置位置の自由度が高くなる。よって、大型化を抑止しつつ簡素な構造で複数の点灯部５を点灯させることができるとともに、設計の自由度を高めることができる照明装置を実現可能となる。

（２）導光部材８においてＬＥＤ１２と対応する箇所に設けられた第１反射構造、及び導光部材８においてＬＥＤ１２と対応しない点灯部５と対応する箇所に設けられた第２反射構造は、共に導光部材８に施された粗面加工部によって構成されている。このため、ＬＥＤ１２からの光をそれら粗面加工部によって確実に拡散・反射することができるとともに、該光を導光部材８内に導光するための構造を他部材で構成する必要がなく、部品点数を低減することができる。

（３）導光部材８においてＬＥＤ１２と対応する箇所に設けられた第１反射構造は、導光部材８における点灯部５側面及びＬＥＤ１２側面の両面に施された粗面加工部（第１凹部群１７ａ及び第２凹部群１７ｂ）によって構成されている。また、導光部材８においてＬＥＤ１２と対応しない点灯部５と対応する箇所に設けられた第２反射構造は、導光部材８におけるＬＥＤ１２側面に施された粗面加工部（第３凹部群１８）によって構成されている。一般に、導光部材８におけるＬＥＤ１２側面に粗面加工部を設けた場合、その直下に位置するＬＥＤ１２からの光は、光の屈折率の関係から、該粗面によって導光部材８内に拡散されやすくなる。一方、導光部材８における点灯部５側面に粗面加工部を設けた場合、光の屈折率の関係から、導光部材８内に導光された光は該粗面によって反射されやすくなる。このため、ＬＥＤ１２からの光は、第１凹部群１７ａによって導光部材８内に拡散されやすくなり、その導光された光は第２凹部群１７ｂ及び第３凹部群１８によって反射されやすくなる。よって、これら凹部群１７ａ，１７ｂ，１８により、ＬＥＤ１２からの光を導光部材８内に導光しやすくすることができるとともに、該光を目的方向に放射させやすくすることができる。それゆえ、各点灯部５から必要となる光量で光を放射させることができ、十分な輝度を確保することができる。

（４）第１〜第３凹部群１７ａ，１７ｂ，１８は、形状、大きさ、密度が制御された凹部１９によって構成されている。このため、第１〜第３凹部群１７ａ，１７ｂ，１８で拡散・反射する光の量を高精度に制御可能となる。よって、導光部材８を透過させてＬＥＤ１２と対応する箇所に位置する点灯部５に放射する光量と、その他の点灯部５に放射する光量とを制御することができ、各点灯部５の輝度のバラツキや色ムラを軽減することができる。

（５）例えば図３に示すように、第１及び第２凹部群１７ａ，１７ｂによって導光部材８内に導光された光は、導光部材８の面方向に対してある程度角度を有した状態になりやすく、該導光部材８の点灯部５側面（上面）及びＬＥＤ１２側面（下面）を反射しながら第３凹部群１８方向へ導光される。これに対し、図５に示した前記従来のサイドビュー式の操作装置６１では、図５に示すように、光源６３からの光は、導光材６２の面方向と平行方向に導光されやすいため、該導光材６２における光源６３とは逆側の側端面から外部に放射されてしまいやすい。よって、該導光された光を凸部６４によって反射できる光量を確保しにくく、場合によっては導光材６２の外周面に反射材などを配設する必要がある。しかしながら、本実施形態では、こうした反射材を用いることなく、十分な光量の光を第３凹部群１８によって点灯部５方向へ反射させることができる。

なお、本発明の実施形態は以下のように変更してもよい。
・第１反射構造を構成する粗面加工部は、必ずしも導光部材８における点灯部５側面及びＬＥＤ１２側面の両面に設けられている必要はない。すなわち、第１凹部群１７ａまたは第２凹部群１７ｂのうちの一方を省略してもよい。また、第２反射構造を構成する粗面加工部は、点灯部５側面及びＬＥＤ１２側面の両面に設けられてもよい。すなわち、第１凹部群１７ａを、導光部材８において他の点灯部５と対応する箇所に設けてもよい。

・第１〜第３凹部群１７ａ，１７ｂ，１８を構成する凹部１９は、必ずしも円錐形状をなしている必要はなく、例えば四角錘形状や六角錘形状などの多角錘形状をなしていてもよく、さらには、錘形状に限らず、柱形状等の他の形状をなしていてもよい。また、各凹部群１７ａ，１７ｂ，１８は、複数種の形状の凹部を混成したものによって構成されていてもよい。

・第１〜第３凹部群１７ａ，１７ｂ，１８を構成する凹部１９の形状、大きさ及び該凹部１９の形成密度は、必ずしも一定である必要はない。また、それらを制御せず、サンドブラストなどを用いた単なるシボ加工によって各凹部群１７ａ，１７ｂ，１８を設けてもよい。

・第１反射構造及び第２反射構造は、凹部１９の集合体からなる第１〜第３凹部群１７ａ，１７ｂ，１８に限らず、例えば凹部１９と同等の形状をなす凸部の集合体からなる第１〜第３凸部群によって構成されてもよい。すなわち、第１反射構造及び第２反射構造は、凹部の集合体に限らず、凸部の集合体によって構成されてもよい。

・前記実施形態では、光源としてＬＥＤ１２を用いている。しかしながら、光源はＬＥＤ１２に限らず、例えば白熱球やＥＬ（エレクトロルミネッセンス）素子など、導光部材８の面方向に対して直交する方向に光を放射する発光体であれば適用可能である。

・照明装置は、前記実施形態で示したような操作装置１に限らず、意匠パネルに設けられた複数の点灯部を点灯させる装置であれば、どのようなものにおいても具体化可能である。すなわち、照明装置は、必ずしも操作部を有するものに具体化される必要はない。

・ハウジング２は、箱体状物に限らず、スイッチ構造体３の表面を覆う表層板をも含むものとする。
次に、特許請求の範囲に記載された技術的思想のほかに、前述した実施形態によって把握される技術的思想を以下に列挙する。

（１）照明装置において、前記第１反射構造及び前記第２反射構造は、前記導光部材における点灯部側面及び光源側面のうちの少なくとも一方に施された数μｍ〜数十μｍのシボ加工部であること。

（２）照明装置において、前記第１反射構造は、前記光源からの光を前記導光部材内に拡散するべく該導光部材における光源側面に施された粗面加工部からなる光拡散部と、該導光部材内に導光された光を前記光源と対応する箇所に位置する前記点灯部に向けて出射するべく該導光部材における点灯部側面に施された粗面加工部からなる光反射部とによって構成されていること。この（２）に記載の技術的思想によれば、光源からの光を効率的に導光部材内に導光することができるとともに、該光を点灯部に放射することができる。

（３）光源と、その光源の発光方向に面方向が直交するように配置された板状の導光部材と、該光源の発光方向において前記導光部材を覆うように配置され、前記光源からの光を外部に放射することにより点灯状態となる複数の点灯部を有する意匠パネルとを備え、それら点灯部のうちの少なくとも一つは前記光源と対応する箇所に配置されるとともに、前記導光部材において前記光源及び前記点灯部と対応する箇所には、該光源からの光を、対応する前記点灯部方向に放射するとともに、導光部材内に拡散・反射させる第１反射構造が設けられ、該導光部材において前記光源と対応しない箇所に設けられた前記点灯部と対応する箇所には、該導光部材内に導光された光を、対応する前記点灯部方向に放射する第２反射構造が設けられていることを特徴とする照明装置。

本発明の一実施形態の操作装置の概略構成を示す分解斜視図。図１のＡ−Ａ線断面図。同実施形態の操作装置の一部を拡大して模式的に示す断面図。従来の操作装置の一例を示す断面図。従来の照明装置の導光の原理を模式的に示す図。

符号の説明

１…操作装置、２…意匠パネルとしてのハウジング、３…スイッチ構造体、４…押圧操作部、５…点灯部、６…回路基板、７…弾性部材としての弾性シート、８…導光部材、１１…スイッチ部としての固定接点、１２…光源としてのＬＥＤ、１６…可動接点、１７ａ…第１反射構造としての第１凹部群、１７ｂ…第１反射構造としての第２凹部群、１８…第２反射構造としての第３凹部群、１９…凹部。

Claims

光源からの光を外部に放射することにより点灯状態となる複数の点灯部を有する意匠パネルと、
その意匠パネルの裏面側において、各点灯部のうちの一つと対応する箇所に配設された光源と、
前記各点灯部と前記光源との間において、面方向が前記光源の発光方向と直交する方向となるように配置された１枚の板状の導光部材とを備え、
該導光部材において前記光源と対応する箇所には、該光源からの光を、該光源と対応する前記点灯部方向に放射するとともに、導光部材内に拡散・反射させる第１反射構造が設けられ、
該導光部材において前記光源と対応しない箇所に設けられた前記点灯部と対応する箇所には、該導光部材内に導光された光を、対応する前記点灯部方向に放射する第２反射構造が設けられ、
前記第１反射構造及び前記第２反射構造のうちの少なくとも第１反射構造は、形状及び大きさが制御された凹部または凸部によって構成され、前記第１反射構造によって、前記第２反射構造へ光を導き、該第２反射構造によって、対応する点灯部が照明され、
前記意匠パネルとしてのハウジングには、スイッチの押圧操作部を備え、
前記光源とスイッチの固定接点が回路基板上に設けられ、
前記回路基板の上面を覆うとともに、スイッチの押圧操作部に対応する箇所にスイッチの可動接点が設けられた弾性シート上に前記導光部材が配設されていることを特徴とする照明装置。