JP4886793B2 - 照光装置 - Google Patents

Description

本発明は、各種電子機器の操作部などを照光する照光装置に係り、特に複数の照光部を異なる色相で照光することが可能な照光装置に関する。

また、本発明は、特に導光路から離れて位置する照光部を間接的に照光できる照光装置に関する。

オーディオ機器や携帯用電子機器などの各種電子装置には、ＬＥＤなどの光源から発せられた光を操作面に導く導光部材が設けられており、操作面に設けられた操作釦や、操作面に刻印された固定文字や数字の表示部が、前記光で照光されるのが一般的である。

従来、この種の照光装置は、電子機器の操作面の裏側にアクリル板などの照光部材を取り付け、この照光部材で光源からの光を導く構造がとられていた。しかし、この構造では操作面の裏側に照光部材を配置するスペースが必要であり、電子機器の薄型化を実現するのが困難である。

以下の特許文献１には、比較的薄い構造の光導波部材が開示されている。この光導波部材は、光を伝播するコア層がクラッド層に囲まれて形成されており、このコア層が複数に分岐されて複数の照光部のそれぞれに接続されている。そして、１つの光源から発せられた光が、前記コア層内に導かれ、コア層内で光が分岐されて、複数の照光部に与えられる。しかし、この光導波部材では、１つの光源から発せられる光で複数の照光部を照光しているため、複数の照光部で発せられる光の色相は同じである。つまり、それぞれの照光部を異なる色相で照光することはできない。

次に、特許文献２に記載の照光用導光体では、アクリル樹脂で形成された２つの導光路部のうちの一方の導光路部に対し、一方の光源から赤色の光が与えられ、他方の導光路部に対して、他方の光源から黄色の光が与えられる。それぞれの導光路部で導かれた光は混合色照光部で混合されて、橙色の光が発せられるようになっている。しかし、この照光用導光体で発せられる光は、光源の発光色である赤色と黄色、および１種類の混合色である橙色のみである。
特開平６−３４７７８５号公報 実開平５−５３０１７号公報 また、特許文献１などに記載された従来の照光装置では、複数の照光部を少ない数の光源で照光するために、コア層を複数に分岐し、分岐された枝状のコア層の端末のそれぞれを照光部に個別に接続する構造としていた。このように、コア層の端末を照光部に個別に接続するものでは、照光部の数に応じて枝状に分岐したコア層を形成することが必要になり、コア層のパターンが複雑になるのみならず、多くの分岐路を光が通過する際に光がコア層から漏れ出してエネルギーが減衰されて損失し、そのために、必要以上に出力の大きい光源を用いたり、あるいは光源の数を増やすことが必要になる。

また、前記照光装置では、１つの照光部が１つのコア層の端末に接続されるものであるため、所定の経路を辿る導光路を形成する１つの経路のコア層によって、複数の照光部を同時に照光することができない。また、１つの経路のコア層によって、複数の照光部を異なる光量で照光することも困難である。

本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、異なる光源からの光を合成して使用し、複数の照光部を互いに相違する色相で照光することができる照光装置を提供することを目的としている。

また、本発明は、薄型の構成とすることが可能な照光装置を提供することを目的としている。

また、本発明は、導光路の形成を容易にして照光部を照光できるようにし、また１つの経路を辿る導光路で複数の照光部を同時に照光することもできる照光装置を提供することを目的としている。

本発明は、互いに相違する色相の光を発する複数の光源と、前記光源からの光が入射する透光性材料で形成された導光路と、前記導光路の周囲に位置して前記導光路よりも絶対屈折率の低いクラッド層と、前記導光路で導かれた光によって照光される複数の照光部と、を有し、
異なる光源から発せられて異なる導光路で導かれた色相の相違する複数の光が、前記照光部のうちの第１の照光部と第２の照光部の双方に与えられて、前記第１の照光部と前記第２の照光部とが、前記導光路で導かれた光の色相を合成した色相で照光されるものであり、
同じ色相の光を導く導光路から前記第１の照光部に与えられる光量と前記第２の照光部に与えられる光量とを互いに異ならせることで、前記第１の照光部での光の色相と前記第２の照光部での光の色相とを互いに相違させていることを特徴とするものである。

例えば、本発明は、前記照光部に、異なる色相の光を導く複数の導光路が接続されており、同じ色相の光を導く導光路のうちの、前記第１の照光部に接続されている部分と、前記第２の照光部に接続されている部分とで、その断面積が相違しているものである。

または、本発明は、前記照光部とそれぞれの前記導光路が離れて、前記導光路からの洩れ光が前記照光部に与えられるものであり、同じ色相の光を導く導光路から前記第１の照光部に与えられる光量と、前記導光路から前記第２の照光部に与えられる光量とが相違しているものである。

例えば、前記導光路が前記照光部の近傍で屈曲して、導光路の屈曲部からの洩れ光が前記照光部に与えられるものであり、同じ色相の光を導く導光路のうちの、前記第１の照光部に対向する屈曲部と、前記第２の照光部に対向する屈曲部とで、その曲率が相違しているものである。

上記本発明の照光装置では、複数の光源から発せられる異なる色相の光を、照光部で合成することで、光源の光の色相と異なる色相で照光部を照光することができる。また、同じ光源から導かれる光の光量を、照光部ごとに相違させて合成することにより、同じ光源から光を与えながらも場所によって異なる色相の照光を行うことができる。そのため、限られた数の光源を使用して、照光部ごとに色相が異なる多種類の色で照光できる。

また、本発明は、異なる色相の光を導く導光路が、互いに直交して形成されていることが好ましい。

異なる色相の光を導く導光路を直交させると、それぞれの色相の色が合成される頻度を低くでき、しかも複数の導光路を同じ面内に形成できるため、照光装置を薄型化することが容易になる。

本発明では、異なる光源で複数の照光部を照光する際に、照光部ごとに色相を変化させることができ、最小の光源の数で、多彩な色相の表示が可能になる。また、複数の光源のそれぞれの光の色相の中間色以外の多様な色相での照光ができる。さらに、照光装置を薄型化しやすくなる。

本発明では、導光路と照光部を離す構造により照光部を照光できるため、導光路の形成が容易である。照光部を導光路から離れた位置に配置できるため、導光路を配線しにくい場所にも照光部を設けることができる。また、ひとつの経路を辿る導光路で複数の照光部を同時に照光することも可能である。よって、導光路を多数の枝状に分岐する必要がなく、分岐部での光の損失を低減できる。さらに、異なる色相の光を合成することも可能である。

図１は本発明の実施の形態の照光装置１の全体構造を示す平面図である。図２は、図１の照光装置１をＩＩ−ＩＩ線で切断した断面拡大図、図３は、図１の照光装置１をＩＩＩ−ＩＩＩ線で切断した断面拡大図、図４は、図１の照光装置１をＩＶ−ＩＶ線で切断した断面拡大図である。

図２ないし図４に示すように、照光装置１は、基板２を有している。この基板２は、実質的に撓まない合成樹脂基板または容易に撓むことのできるフィルム状の合成樹脂基板、あるいは金属製の基板などである。基板２の表面に下部クラッド層３が設けられ、この下部クラッド層３の上にコア層４が設けられている。そして、前記コア層４が上部クラッド層５で覆われている。

コア層４の絶対屈折率は、下部クラッド層３および上部クラッド層５の絶対屈折率よりも高い。また、下部クラッド層３および上部クラッド層５の絶対屈折率は、空気の絶対屈折率よりも高い。コア層４はポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）樹脂や、高屈折率のエポキシ系樹脂、その他のフェノール系樹脂やアクリル系樹脂などの透光性樹脂で形成されている。コア層４を形成するこれら透光性樹脂の光透過度は９５％以上であり、実質的に透明樹脂である。下部クラッド層３および上部クラッド層５は、フェノール系樹脂やアクリル系樹脂あるいはフッ素を含有したエポキシ系樹脂などで形成される。

下部クラッド層３とコア層４および上部クラッド層５が積層された積層体は薄型であり、図２に示す下部クラッド層３の厚みｔ１とコア層４の厚みｔ２および上部クラッド層５の厚みｔ３の合計は３００μｍ以下である。例えば厚みｔ１と厚みｔ３の合計が５０μｍで、厚みｔ２が５０μｍであり、積層体の厚みの合計が約１００μｍ程度である。

図１に示すように、前記コア層４をパターニングすることで複数に分岐する導光路が形成されている。

図２に示すように導光路を構成するコア層４の幅寸法Ｗは８０μｍであるが、この幅寸法Ｗは任意であり、１００μｍ以下が好ましく、さらに好ましくは５０μｍ以下である。

例えば、基板２の表面に溶融した合成樹脂層をスピンコート法などの手法で塗工することで下部クラッド層３が形成される。下部クラッド層３が硬化した後、その上に溶融した透光性樹脂をスピンコート法などで形成し硬化した後に、露光現像工程で透光性樹脂を一部残して、図１に示すパターンの導光路を形成する。さらに、その上を溶融した合成樹脂層で覆い、硬化させて上部クラッド層５を形成する。

または、下部クラッド層３を合成樹脂フィルムで形成し、その上に導光路の形状にパターン化された透光性樹脂材料のフィルムを転写し、その上に合成樹脂フィルムを重ねて上部クラッド層５を形成してもよい。

図１に示すように、コア層４によって形成される導光路は、Ｘ１側の端部においてＹ１−Ｙ２方向に向けて直線状に延びる右側主幹導光路１１と、Ｘ２側の端部においてＹ１−Ｙ２方向に向けて直線状に延びる左側主幹導光路１２を有している。右側主幹導光路１１と左側主幹導光路１２との間には、中央主幹導光路２０が設けられている。中央主幹導光路２０は、Ｙ１側の端部に分岐部２３を有して、右側分岐主幹導光路２１と左側分岐主幹導光路２２とに分岐されている。

図１に示すように、右側主幹導光路１１のＹ１側の端部には、発光ダイオードのベアチップ２５Ｒが対向し、中央主幹導光路２０のＹ１側の端部には、発光ダイオードのベアチップ２５Ｇが対向し、左側主幹導光路１２のＹ１側の端部には発光ダイオードのベアチップ２５Ｂが対向している。それぞれのベアチップ２５Ｒ，２５Ｇ，２５Ｂは、ＰＮ接合などの半導体素子であり、パッケージされていない状態で照光装置１に実装される。

図３は、ベアチップ２５Ｇが実装されている状態を示す断面図である。基板２には、その表面から窪む凹部２ａが形成され、ベアチップ２５Ｂが凹部２ａ内に収納されて接着剤などで固定されている。そして、ベアチップ２５Ｂに設けられた電極層と、基板２の表面に形成された導電パターン２ｂ，２ｃとが、ワイヤボンディング２６ａ，２６ｂによって個別に接続されている。そして、ベアチップ２５Ｇが、中央主幹導光路２０を形成するコア層４で覆われている。図３に示すように、ベアチップ２５Ｂの上面２５Ｂ１は、下部クラッド層３とコア層４との境界面よりもさらに基板２から離れた位置にある。よって、ベアチップ２５Ｂから発せられる光は、少ない損失で中央主幹導光路２０を構成するコア層４内に導かれる。

なお、図３において、ベアチップ２５Ｂが透明なカバー樹脂で覆われ、このカバー樹脂がコア層４と接してしてもよい。

またはパッケージされた発光ダイオードを光源として使用し、これを凹部２ａ内に配置してもよい。

あるいはパッケージされた発光ダイオードからの光をコア層４の端面から入射させてもよい。

図１に示すベアチップ２５Ｒ，２５Ｂが基板２に実装される構造は、図３に示す前記ベアチップ２５Ｇの実装構造と同じである。

ベアチップ２５Ｒは、赤色の光を発するものであり、発光波長は６２５〜７４０ｎｍの範囲内のいずれかである。ベアチップ２５Ｇは緑色の光を発するものであり、発光波長は５００〜５６５ｎｍの範囲内のいずれかである。ベアチップ２５Ｂは青色の光を発するものであり、発光波長は４５０〜４８５ｎｍの範囲内のいずれかである。右側主幹導光路１１内には赤色の光が伝播し、左側主幹導光路１２内には青色の光が伝播する。中央主幹導光路２０および、これから分岐された右側分岐主幹導光路２１と左側分岐主幹導光路２２には緑色の光が伝播する。

右側主幹導光路１１と右側分岐主幹導光路２１との間に、４つの照光部３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄが、Ｙ１−Ｙ２方向へ間隔を空けて配置されている。右側分岐主幹導光路２１と左側分岐主幹導光路２２との間には、４つの照光部３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄが、Ｙ１−Ｙ２方向へ間隔を空けて配置されている。左側分岐主幹導光路２２と左側主幹導光路１２との間にも、４つの照光部３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄが、Ｙ１−Ｙ２方向へ間隔を開けて配置されている。

図４は、前記照光部３１ａが設けられた部分を示す断面図であるが、この照光部３１ａには、円形状の光散乱部材６が設けられている。この光散乱部材６は、透明の樹脂の内部にフィラーが混入されて、内部で光を乱反射できるものである。フィラーは、白色の無機酸化物の粉末や金属の粉末などである。前記光散乱部材６は、各導光路１１，１２，２１，２２を構成しているコア層４と同じ高さ位置に形成されている。図４に示す照光部３１ａ以外の全ての照光部３１ｂ〜３１ｄ，３２ａ〜３２ｄ，３３ａ〜３３ｄにも、同様に光散乱部材６が設けられている。

図１に示すように、右側主幹導光路１１には、Ｘ２方向へ向けて分岐する分岐導光路１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄが形成されており、前記分岐導光路１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄは、それぞれ照光部３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄに接続されている。右側分岐主幹導光路２１には、Ｘ１方向に向けて分離する分岐導光路２１ａ，２１ｂ，２１ｃが形成されており、前記分岐導光路２１ａ，２１ｂ，２１ｃが、それぞれ照光部３１ａ，３１ｂ，３１ｃに接続されている。図４の断面図には、照光部３１ａに、分岐導光路１１ａを構成するコア層４と分岐導光路２１ａを構成するコア層４とが接合されている構造が示されている。

照光部３１ｂ，３１ｃには、ベアチップ２５Ｒから発せられる赤色の光と、ベアチップ２５Ｇから発せられる緑色の光とが与えられて、照光部３１ｂ，３１ｃは、赤色の光と緑色の光とが合成された中間色で照光される。なお、照光部３１ｄには、ベアチップ２５Ｒから発せられる赤色の光のみが与えられ、照光部３１ｄは赤色に照光される。

図１に示すように、左側主幹導光路１２からは横断導光路５２が分岐され、この横断導光路５２の端末部５２ａが照光部３１ａに接続されている。照光部３１ａには、ベアチップ２５Ｒから発せられた赤色の光と、ベアチップ２５Ｇから発せられた緑色の光が与えられ、さらにベアチップ２５Ｂから発せられた青色の光が与えられる。よって、照光部３１ａは、赤、緑、青の光が合成されて白色系の光で照光される。

図１に示すように、左側主幹導光路１２には、Ｘ１方向へ向けて分岐する分岐導光路１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄが形成されており、前記分岐導光路１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄは、それぞれ照光部３３ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄに接続されている。左側分岐主幹導光路２２には、Ｘ２方向に向けて分岐する分岐導光路２２ａ，２２ｂ，２２ｃが形成されており、前記分岐導光路２２ａ，２２ｂ，２２ｃが、それぞれ照光部３３ａ，３３ｂ，３３ｃに接続されている。

照光部３３ａ，３３ｃには、ベアチップ２５Ｂから発せられる青色の光と、ベアチップ２５Ｇから発せられる緑色の光とが与えられ、照光部３３ａ，３３ｃは、青色の光と緑色の光とが合成された中間色で照光される。なお、照光部３３ｄには、ベアチップ２５Ｂから発せられる青色の光のみが与えられ、照光部３３ｄは青色に照光される。

右側主幹導光路１１からは横断導光路５１が分岐され、この横断導光路５１の端末部５１ａが照光部３３ｂに接続されている。照光部３３ｂには、ベアチップ２５Ｇから発せられた緑色の光と、ベアチップ２５Ｂから発せられた青色の光が与えられ、さらにベアチップ２５Ｒから発せられた赤色の光が与えられる。よって、照光部３３ｂでは、赤、緑、青の光が合成されて白色系の光で照光される。

中央に位置する照光部３２ａには、左側分岐主幹導光路２２から分岐された分岐導光路２２ｄが接続され、照光部３２ｃには、左側分岐主幹導光路２２から分岐された分岐導光路２２ｅが接続されている。また、中央で且つＹ方向の中間に位置している照光部３２ｂには、右側分岐主幹導光路２１から分岐された分岐導光路２１ｄが接続されている。このように、中央の３個の照光部３２ａ，３２ｂ，３２ｃには、ベアチップ２５Ｇから発せられた緑色の光が与えられ、照光部３２ａ，３２ｂ，３２ｃが緑色に照光される。

中央のＹ２側の端に設けられた照光部３２ｄには、右側主幹導光路１１の端末部１１ｅと左側主幹導光路１２の端末部１２ｅとが接続されている。また、右側分岐主幹導光路２１の端末部２１ｅと左側分岐主幹導光路２２の端末部２２ｆとが、前記照光部３２ｄに接続されている。よって、照光部３２ｄには、ベアチップ２５Ｒから発せられる赤色の光と、ベアチップ２５Ｇから発せられる緑色の光と、ベアチップ２５Ｂから発せられる青色の光とが与えられる。よって、照光部３２ｄは、赤色と緑色および青色の合成色である白色系に照光される。

図７は、図１に示す照光部３１ｂおよび照光部３１ｃと、各導光路との接続状態を拡大して示している。なお、図７では、照光部３１ｂと照光部３１ｃとの中間において右側主幹導光路１１から分岐されている横断導光路５１を省略して作図している。

図７に示すように、導光路は部分的にその幅寸法が相違しており、右側主幹導光路１１から分岐された分岐導光路１１ｂの断面積Ａ１と、同じく右側主幹導光路１１から分岐された分岐導光路１１ｃの断面積Ａ２とが互いに相違している。また、右側分岐主幹導光路２１から分岐された分岐導光路２１ｂの断面積Ａ３と、同じく右側分岐主幹導光路２１から分岐された分岐導光路２１ｃの断面積Ａ４も互いに相違している。

すなわち、ベアチップ２５Ｒから発せられた光は、右側主幹導光路１１内に導かれて照光部３１ｂと照光部３１ｃとに与えられるが、照光部３１ｂに与えられる赤色の光量と、照光部３１ｃに与えられる赤色の光量とが相違している。また、ベアチップ２５Ｇから発せられる緑色の光は、右側分岐主幹導光路２１内に導かれて照光部３１ｂと照光部３１ｃに与えられるが、照光部３１ｂに与えられる緑色の光量と照光部３１ｃに与えられる緑色の光量とが相違している。

また、断面積Ａ１とＡ３との比と、断面積Ａ２とＡ４との比が互いに相違し、照光部３１ｂに与えられる赤色の光量と緑色の光量との合成比と、照光部３１ｃに与えられる赤色の光量と緑色の光量との合成比が互いに相違している。よって、照光部３１ｂと照光部３１ｃは、共に赤色と緑色との中間色で照光されるが、前記光量の合成比が相違するため、照光部３１ｂの照光と照光部３１ｃの照光とで色相（色合い）が相違する。図７の例では、照光部３１ｂが黄緑系の色で照光され、照光部３１ｃが橙系の色で照光される。

このように、右側主幹導光路１１には、ベアチップ２５Ｒから１つの色相の光が与えられ、右側分岐主幹導光路２１には、ベアチップ２５Ｇから１つの色相の光が与えられているのにも拘わらず、複数の照光部３１ｂ，３１ｃをそれぞれ異なる複数種の色相で照光することができる。さらに、照光部３１ｂに赤色の光を導く分岐導光路１１ｂの断面積Ａ１と、同じ照光部３１ｂに緑色の光を導く分岐導光路２１ｂの断面積Ａ３とが互いに相違し、同じ照光部３１ｂに与えられる赤色の光量と緑色の光量とが相違している。これは照光部３１ｃに対しても同じである。そのため、それぞれの照光部３１ｂ，３１ｃを、赤色と緑色との中間色である黄色以外の黄緑系や橙系の色で照光することが可能になる。

図１においてＸ２側に配列している照光部３３ａ，３３ｃに接続されている分岐導光路２２ａの断面積と分岐導光路２２ｃの断面積とが互いに相違し、照光部３３ａ，３３ｃに接続されている分岐導光路１２ａの断面積と分岐導光路１２ｃの断面積とが互いに相違している。よって、照光部３３ａ，３３ｃに与えられる緑色の光の光量が互いに相違し、照光部３３ａ，３３ｃに与えられる青色の光の光量も互い相違している。また、同じ照光部に与えられる緑色の光量と青色の光量との比が、照光部３３ａ，３３ｃごとに相違している。よって、照光部３３ａ，３３ｃは互いに異なる色相で照光される。

同様に、照光部３１ａでは、これに接続されている分岐導光路１１ａの断面積と、分岐導光路２１ａの断面積、および横断導光路５２の端末部５２ａの断面積が相違している。これにより、照光部３１ａに与えられる赤色の光と緑色の光および青色の光の光量が調整され、照光部３１ａで照光される白色系の光の色相が調整されている。これは、照光部３３ｂにおいても同じである。また、照光部３１ａと照光部３３ｂとで、赤、緑、青の光の合成比を互いに相違させることで、照光部３１ａと照光部３３ｂとを、同じ白色系でしかも色相を微妙に変えて照光させることができる。

次に、中央のＹ２側に位置する照光部３２ｄには、ベアチップ２５Ｒから発せられる赤色の光と、ベアチップ２５Ｇから発せられる緑色の光と、ベアチップ２５Ｂから発せられる青色の光が全て与えられる。よって、照光部３２ｄは白色系の色で発光させられる。ただし、右側主幹導光路１１の端末部１１ｅの断面積、左側主幹導光路１２の端末部１２ｅの断面積、さらには右側分岐主幹導光路２１と左側分岐主幹導光路２２の端末部２１ｅ，２２ｆの断面積をそれぞれ異ならせ、それぞれの断面積を任意に選択することにより、照光部３２ｄを赤みがかった色温度の高い白色系や、青みがかった色温度の低い白色系など、色相を自由に選んで照光することが可能になる。

また、照光部３１ａ、照光部３３ｂおよび照光部３２ｄの白色系の色相を同じに設定してもよいし、赤、緑、青の光量比を互いに相違させて、色相および色温度を互いに相違させてもよい。

図７では、導光路内を進行する光を破線で模式的に示している。導光路を形成しているコア層４の絶対屈折率は下部クラッド層３および上部クラッド層５の絶対屈折率よりも高い。したがって、直線状に延びる右側主幹導光路１１内、および同じく直線状に延びる右側分岐主幹導光路２１内を進行する光は、コア層４とクラッド層３，５との境界面に対して臨界角以上の入射角度で入射し、前記境界面で全反射されながら進行していく。

図１および図７に示す分岐導光路１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ、分岐導光路１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ、分岐導光路２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ、分岐導光路２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，２２ｅは、屈曲部の曲率が小さく（曲率半径が大きく）形成されている。同様に、端末部１１ｅ，１２ｅ，２１ｅ，２２ｆの屈曲部、および端末部５１ａ，５２ａの屈曲部の曲率も小さく形成されている。すなわち、直線状の導光路内を進行した光が、それぞれの屈曲部の境界部に対して臨界角以下の角度で入射しないようにまたは入射する確率を少なくできるように、前記曲率が決められている。よってそれぞれの屈曲部においてコア層４からクラッド層３，５に光が洩れにくくしている。

図１に示すように、照光装置１には右側主幹導光路１１よりもＹ２側に離れた位置に間接照光部４１が設けられており、左側主幹導光路１２よりもＹ２側に離れた位置に間接照光部４２が設けられている。また、中央部のＹ１側には、中央主幹導光路２０の分岐部２３からＹ２側に離れた位置に間接照光部４３が設けられている。間接照光部４１，４２，４３は、図４に示した照光部３１ａなどと同様に光散乱部材６を配置することで形成されている。

右側主幹導光路１１のＹ２側の端部には洩れ屈曲部１１ｇが形成されており、この洩れ屈曲部１１ｇが上部クラッド層５を挟んで間接照光部４１に対向している。同様に、左側主幹導光路１２のＹ２側の端部には洩れ屈曲部１２ｇが形成されており、この洩れ屈曲部１２ｇが、上部クラッド層５を挟んで間接照光部４２に対向している。

図８は、洩れ屈曲部１２ｇと間接照光部４２との対向部を拡大して示している。洩れ屈曲部１２ｇにおいて間接照光部４２に対向している側のコア層４と上部クラッド層５との境界面１２ｇ１は、その曲率半径ｒ１が、前記分岐導光路１１ａなどの屈曲部での曲率半径よりも十分に小さくなっている。そのため、左側主幹導光路１２内の境界面で全反射されて進行してきた青色の光の一部が、前記境界面１２ｇ１に対して臨界角未満の角度で入射する。この光成分は境界面１２ｇ１を透過し、上部クラッド層５内を通過して間接照光部４２に与えられ、間接照光部４２が青色に照光される。右側主幹導光路１１に設けられた洩れ屈曲部１１ｇの曲率半径も、前記洩れ屈曲部１２ｇと同様に十分に小さく設定している。よって、右側主幹導光路１１内を進行する赤色の光の一部が洩れ屈曲部１１ｇから洩れ、上部クラッド層５内を通過して間接照光部４１に与えられ、間接照光部４１が赤色の光で照光される。

前記間接照光部４１は、右側主幹導光路１１から離して配置でき、間接照光部４２は、左側主幹導光路１２から離して配置されているため、右側主幹導光路１１と左側主幹導光路１２に、それぞれの照光部４１，４２に向けて分岐する分岐導光路を設ける必要がなく、導光路の配線を簡単にできる。
また導光路の分岐数を少なくでき、光の損失を防止できる。

また、右側主幹導光路１１と左側主幹導光路１２内を導かれる光の一部で間接照光部４１と４２を照光させ、残りの光を照光部３２ｄに与えることができる。

つまり、右側主幹導光路１１と左側主幹導光路１２のそれぞれの経路で、分岐部を設けることなく、複数の照光部を照光できる。

図９は、中央主幹導光路２０の分岐部２３と間接照光部４３とを拡大して示している。分岐部２３では、右側分岐主幹導光路２１に向けて屈曲する洩れ屈曲部２１ｇと、左側分岐主幹導光路２２に向けて屈曲する洩れ屈曲部２２ｇが形成されている。洩れ屈曲部２１ｇの間接照光部４３に対向する境界面２１ｇ１の曲率半径ｒ２と、洩れ屈曲部２２ｇの間接照光部４３に対向する境界面２２ｇ１の曲率半径は、前記分岐導光路１１ａなどの屈曲部での曲率半径よりも十分に小さくなっている。

よって、ベアチップ２５Ｇから発せられて中央主幹導光路２０内に導かれた光の一部が、前記境界面２１ｇ１と境界面２２ｇ１に対して、臨界角未満の角度で入射し、一部の光が境界面２１ｇ１と境界面２２ｇ１とを通過し、上部クラッド層５内を通過して間接照光部４３に与えられる。そのため、間接照光部４３は赤色に照光される。

このように、導光路の一部を大きな曲率（小さな曲率半径）で屈曲させ、その屈曲部に間接照光部を離して配置することで、導光路内を通過する光のうちの一部の光を利用して間接照光部を照らすことができる。すなわち、導光路を分岐させる分岐部を形成し、さらにその分岐導光路を照光部に直接に接続するという複雑な構造とすることなく、導光路内の光の一部で照光部を照らすことが可能になる。また、洩れ屈曲部から洩れて間接照光部に与える光の光量と、洩れ屈曲部から洩れることなく導光路内を進行する光の光量との比は、洩れ屈曲部の曲率を変えて調整することができる。

また、洩れ屈曲部から洩れた光を間接照光部に与えることで、混色させることも可能である。例えば、図１０に示すように、２つの導光路１５と導光路１６にそれぞれ曲率の大きい洩れ屈曲部１５ａ，１６ａを形成し、洩れ屈曲部１５ａと洩れ屈曲部１６ａの中間で両洩れ屈曲部１５ａ，１６ａから離れた位置に間接照光部４５を形成する。

光源から導光路１５に導かれる光の色相と、光源から導光路１６に導かれる光の色相とを相違させると、洩れ屈曲部１５ａから洩れた光と、洩れ屈曲部１６ａから洩れた光とが、間接照光部４５で合成されて、間接照光部４５が、導光路１５内に導かれる光の色相、および導光路１６内に導かれる光の色相とは相違した光で照光される。

ここで、洩れ屈曲部１５ａと洩れ屈曲部１６ａの曲率を互いに相違させることで、導光路１５から間接照光部４５に与えられる光量と、導光路１６から間接照光部４５に与えられる光量とを相違させることができる。前記曲率を選択して前記光量を変化させることで、間接照光部４５を種々の色相の光で照光させることができる。あるいは、洩れ屈曲部１５ａと洩れ屈曲部１６ａの曲率を一致させ、あるいは異ならせて、さらに洩れ屈曲部１５ａと洩れ屈曲部１６ａの断面積を変えることによっても、間接照光部４５を照光させる光の色相を変化させることができる。

また、導光路１５と導光路１６に、それぞれ複数の洩れ屈曲部を形成して、導光路１５の洩れ屈曲部と導光路１６の洩れ屈曲部の双方に対向する複数の間接照光部を形成する。そして、対向する間接照光部ごとに、導光路１５と導光路１６の双方において、洩れ屈曲部の曲率を変え、または対向する間接照光部ごとに洩れ屈曲部の断面積を変える。これにより、導光路１５と導光路１６が対向する複数の間接照光部を、互いに異なる色相で照光させることができる。

図１１では、３つの導光路１７，１８，１９がそれぞれ洩れ屈曲部１７ａ，１８ａ，１９ａを有しており、洩れ屈曲部１７ａ，１８ａ，１９ａの中間に、それぞれの洩れ屈曲部から離れて間接照光部４６が設けられている。導光路１７と導光路１８と導光路１９内には、それぞれ色相の異なる光が導かれており、それぞれの光が洩れ屈曲部１７ａ，１８ａ，１９ａから洩れ、上部クラッド層５内を通過して間接照光部４６に与えられる。導光路１７に赤色の光、導光路１８に緑色の光、導光路１９に青色の光が導かれると、間接照光部４６は白色系の光で照光される。

前記洩れ屈曲部１７ａ，１８ａ，１９ａの曲率を選択して設定し、または断面積を選択して設定することにより、間接照光部４６を白色系で且つ異なる色相の光で照光させることが可能になる。あるいは、図１１に示すように、洩れ屈曲部１８ａおよび洩れ屈曲部１９ａと間接照光部４６との間に、光を透過させない遮蔽層４７ａ，４７ａを設けることで、洩れ屈曲部１８ａから間接照光部４６に与えられる光量と、洩れ屈曲部１９ａから間接照光部４６に与えられる光量を設定し、これにより照光部４６で照光される光の色相を調整してもよい。

図１２に示す例では、屈曲部を設けずに２つの洩れ光を混色できるようにしている。図１２では、直線状に延びる導光路５５と同じく直線状に延びる導光路５６との間に、間隔を空けて間接照光部４７が設けられている。導光路５５には反射面５５ａが設けられ、導光路５５内を導かれた光が反射面５５ａで反射され、上部クラッド層５内を通過して間接照光部４７に与えられる。同様に、導光路５６に反射面５６ａが設けられ、導光路５６内を導かれた光が反射面５６ａで反射され、上部クラッド層５内を通過して間接照光部４７に与えられる。

導光路５５と導光路５６内には互いに異なる色相の光が導かれ、２つの色相の光が間接照光部４７で合成され、間接照光部４７は、導光路５５内に導かれる光の色相と、導光路５６内に導かれる光の色相とは相違する色相の光で照光される。ここで、図７に示したのと同様に、同じ導光路５５と５６とで複数の間接照光部を照光する場合に、それぞれの間接照光部ごとに反射面５５ａ，５６ａと間接照光部との距離を変え、またはそれぞれの間接照光部ごとに反射面５５ａ，５６ａの反射率を相違させることができる。このように構成すると、複数の間接照光部を、それぞれ異なる色相の光で照光することができる。

さらに、他の実施の形態として、図１に示す照光部３１ｄのように、導光路が直接接続されている照光部の近傍に、導光路の洩れ屈曲部や図１２に示す反射面を配置し、洩れ屈曲部または反射面で洩れた光を前記照光部に与え、導光路から前記照光部に直接に与えられる光と、照光部に間接的に与えられる洩れ光とを、前記照光部で合成させて色相を設定してもよい。

図１に示すように、この照光装置１には、複数の主幹導光路１１，１２，２０とこれらから分岐される分岐導光路が形成されており、さらに横断導光路５１，５２が形成されている。これら全ての導光路は、基板２の表面から同じ高さ位置に形成されている。

そのため、横断導光路５１は、右側分岐主幹導光路２１および左側分岐主幹導光路２２と直角に交わっている。また、横断導光路５２も左側分岐主幹導光路２２および右側分岐主幹導光路２１と直角に交わっている。

図１３は、横断導光路５１と右側分岐主幹導光路２１との交差部分を拡大して示している。横断導光路５１を構成しているコア層４と右側分岐主幹導光路２１を構成しているコア層４は、同じ高さ位置に形成されており、よって、横断導光路５１内をＸ２方向へ進行する光と、右側分岐主幹導光路２１をＹ２方向へ進行する光は、交叉点で互いに交じり合っている。しかし、横断導光路５１内を進行する光は、この横断導光路５１と上部クラッド層５との境界面で全反射を繰り返しながら進行するため、横断導光路５１内を進行する赤色の光に、右側分岐主幹導光路２１内を進行する緑色の光が色として合成されることはない。これは、右側分岐主幹導光路２１をＹ２方向へ進行する光においても同じである。

すなわち、２つの導光路を互いに直交する関係で交叉させると、異なる色の光であっても、互いに独立させて進行させることが可能である。したがって、異なる色の光が進行する導光路を、異なる高さに形成する必要はなく、図１に示すような複雑な経路の導光路を薄い領域内に形成することが可能である。

ただし、直交する２つの導光路の交叉点の部分から、上部クラッド層５内に光の一部が洩れるのを避けることはできない。そこで、図１４には、横断導光路５２と左側分岐主幹導光路２２での交叉点からの洩れ光を間接照光に使用する例を拡大して示している。

横断導光路５２内では、光が上部クラッド層５との境界面で全反射されながらＸ１方向へ進行するが、その光の一部は、交叉点内での境界面の角部に当たり、上部クラッド層５内に洩れ出る。同様に、左側分岐主幹導光路２２内をＹ２方向へ進行する光も、交叉点内の境界面の角部に当たって上部クラッド層５内に洩れ出る。

図１４に示すように、横断導光路５２内を進行して交叉点から洩れ出た光を、上部クラッド層５内に埋設した全反射面５３ａ，５３ｂで反射させ、左側分岐主幹導光路２２内を進行して交叉点から洩れ出た光を、上部クラッド層５内に埋設した全反射面５４ａ，５４ｂで反射させて、それぞれ反射させた光を間接照光部４８に与えて、間接照光部４８を照光させる。

この場合に、一方の色相の光を反射する全反射面５３ａ，５３ｂと、他方の色相の光を反射する全反射面５４ａ，５４ｂとで、反射光量を変えておくことにより、横断導光路５２から間接照光部４８に与えられる青色の光量と、左側分岐主幹導光路２２から間接照光部４８に与えられる緑色の光量との比を調整して、間接照光部４８で照光される光の色相を調整することが可能である。また、図１４に示す間接照光部４８が複数箇所に設けられている場合に、それぞれの間接照光部４８において、青色の光量と緑色の光量との合成比を変化させ、複数の間接照光部をそれぞれ異なる色相で照光することもできる。

以下本発明の変形例を説明する。
図５と図６は、照光部３１ａや間接照光部の他の構造を示している。図５に示す例では、照光部３１ａにおいて、コア層４の内部に斜め４５度の向きの全反射面６１を形成し、その上方に光散乱部材６２が配置されている。この構成では、それぞれの導光路内を進行した光が、全反射面６１で効率よく反射され、光散乱部材６２に合成される。図６では、照光部３１ａ内に、コア層４よりも絶対屈折率の低い光学部材６３が設けられ、この光学部材６３の表面にフレネルレンズ６３ａが形成されている。なお、光学部材６３は透明であっても、内部にフィラーが混入されて光散乱効果を発揮するものであってもよい。

また、図１５（Ａ）（Ｂ）に示すように、赤、緑、青の光をそれぞれ導く導光路７１，７２，７３を、異なる高さに形成して、互いに交叉しないようにし、照光部においてそれぞれの導光路７１，７２，７３内を通過した光を合成する光散乱部材７４を設けてもよい。この場合、図１５（Ｂ）に示すように、各導光路７１，７２，７３に全反射面７１ａ，７２ａ，７３ａを形成し、それぞれの光を光散乱部材７５に向けて反射させてもよい。

本発明の実施の形態の照光装置を示す平面図、 図１に示す照光装置をＩＩ−ＩＩ線で切断した断面拡大図、 図１に示す照光装置をＩＩＩ−ＩＩＩ線で切断した断面拡大図、 図１に示す照光装置をＩＶ−ＩＶ線で切断した断面拡大図、 照光部の他の構造を示す断面拡大図、 照光部の他の構造を示す断面拡大図、 複数の照光部と分岐導光路との接続部を示す拡大平面図、 間接照光部と洩れ屈曲部とを示す拡大平面図、 間接照光部と洩れ屈曲部とを示す拡大平面図、 洩れ屈曲部から洩れた光を合成する照光部の説明図、 洩れ屈曲部から洩れた光を合成する照光部の説明図、 ２つの導光路から洩れた光を合成する照光部の説明図、 導光路の交叉点を示す拡大平面図、 導光路の交叉点と間接照光部とを示す拡大平面図、 （Ａ）（Ｂ）は、三層構造の導光路を示す断面図、

符号の説明

１ 照光装置
２ 基板
３ 下部クラッド層
４ コア層
５ 上部クラッド層
１１ 右側主幹導光路
１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ 分岐導光路
１２ 左側主幹導光路
１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ 分岐導光路
１７，１８，１９ 導光路
１７ａ，１８ａ，１９ａ 洩れ屈曲部
２０ 中央主幹導光路
２１ 右側分岐主幹導光路
２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ 分岐導光路
２２ 左側分岐主幹導光路
２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，２２ｅ 分岐導光路
３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄ 照光部
３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄ 照光部
３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄ 照光部
１１ｇ，１２ｇ，２１ｇ，２２ｇ 洩れ屈曲部
４１，４２，４３，４５，４６ 間欠照光部

Claims (5)

1. 互いに相違する色相の光を発する複数の光源と、前記光源からの光が入射する透光性材料で形成された導光路と、前記導光路の周囲に位置して前記導光路よりも絶対屈折率の低いクラッド層と、前記導光路で導かれた光によって照光される複数の照光部と、を有し、
   異なる光源から発せられて異なる導光路で導かれた色相の相違する複数の光が、前記照光部のうちの第１の照光部と第２の照光部の双方に与えられて、前記第１の照光部と前記第２の照光部とが、前記導光路で導かれた光の色相を合成した色相で照光されるものであり、
   同じ色相の光を導く導光路から前記第１の照光部に与えられる光量と前記第２の照光部に与えられる光量とを互いに異ならせることで、前記第１の照光部での光の色相と前記第２の照光部での光の色相とを互いに相違させていることを特徴とする照光装置。
2. 前記照光部に、異なる色相の光を導く複数の導光路が接続されており、同じ色相の光を導く導光路のうちの、前記第１の照光部に接続されている部分と、前記第２の照光部に接続されている部分とで、その断面積が相違している請求項１記載の照光装置。
3. 前記照光部とそれぞれの前記導光路が離れて、前記導光路からの洩れ光が前記照光部に与えられるものであり、同じ色相の光を導く導光路から前記第１の照光部に与えられる光量と、前記導光路から前記第２の照光部に与えられる光量とが相違している請求項１記載の照光装置。
4. 前記導光路が前記照光部の近傍で屈曲して、導光路の屈曲部からの洩れ光が前記照光部に与えられるものであり、同じ色相の光を導く導光路のうちの、前記第１の照光部に対向する屈曲部と、前記第２の照光部に対向する屈曲部とで、その曲率が相違している請求項３記載の照光装置。
5. 異なる色相の光を導く導光路が、互いに直交して形成されている請求項１記載の照光装置。

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