JP4941263B2

JP4941263B2 - 電子機器の表示装置

Info

Publication number: JP4941263B2
Application number: JP2007316794A
Authority: JP
Inventors: 史服部
Original assignee: Meidensha Corp
Current assignee: Meidensha Corp
Priority date: 2007-07-10
Filing date: 2007-12-07
Publication date: 2012-05-30
Anticipated expiration: 2027-12-07
Also published as: JP2009037190A

Description

この発明は、プログラマブルコントローラ等の電子機器の表示装置に関するものである。

従来の技術としては、特許文献１がある。図１１は特許文献１に示されたプログラマブルコントローラ等の電子機器の表示装置における表示ユニット１の分解斜視図、図１２（ａ）〜（ｃ）は同じく表示ユニット１の平面図、正面図及び左側面図である。図において、１はプリント基板２に設けられた固定穴に嵌合することにより固定され、プリント基板２上のＬＥＤ（発光ダイオード）出力を表示する表示ユニット、２はＬＥＤチップ４が搭載されたプリント基板、３はプリント基板２及び表示ユニット１を収納するケースである。表示ユニット１は、プリント基板２上のＬＥＤチップ４から発光された光を入射面から取り込み、内部で反射させてプリント基板２とは直角の方向に導き、対物面から照射するＬＥＤレンズ１１と、ＬＥＤレンズ１１の対物面を固定するマスク１２と、ＬＥＤレンズ１１の対物面に相当する位置に所定文字が抜き取られ、所定の文字表示を行う表示名板１３と、ＬＥＤレンズ１１における各入射面の間隔を仕切り、ＬＥＤチップ４からの光を遮断する弾性部材で構成された仕切板１４と、マスク１２により固定されたＬＥＤレンズ１１を内包するカバー１５とから構成される。

ＬＥＤレンズ１１には、対物面が形成され、マスク１２と嵌合する対物突起１１ａと、入射面が形成され、仕切板１４と嵌合する入射突起１１ｂと、ＬＥＤレンズ１１を構成する複数のレンズ間の寸法精度を出すために両端に形成されたリブ１１ｃ，１１ｄとが形成されている。ＬＥＤレンズ１１を構成する各レンズは、透明なアクリル樹脂により、ＬＥＤチップ４のそれぞれに対応する略Ｌ型の部材がリブ１１ｃにより８列（８個の導光部材）に形成されるとともに、ＬＥＤレンズ１１を複数段重ね合わせることにより、４行８列の発光面を有するＬＥＤレンズ１１が形成される。リブ１１ｃが他のレンズと互いに当接し、入射面、対物面の各間隔が均一となるように形成される。入射面の各間隔には、光源として対応するＬＥＤチップ４の光が他に漏れないように仕切板１４が嵌合される。又、マスク１２に設けられた格子状の嵌合孔に対物突起１１ａが嵌合され、ＬＥＤレンズ１１のリブ１１ｃがマスク１２に当接することにより、各間隔が均一となり、複数のレンズが一体となる。マスク１２には、カバー１５に設けられた係合孔１５ｂと係合することにより、ＬＥＤレンズ１１が嵌合されたマスク１２を固定する係合突起１２ａと、プリント基板２の固定穴に挿入され、表示ユニット１を固定する固定リブ１２ｂとが形成される。

又、マスク１２の対物面に相当する位置に、所定の文字表示が行われるべく、表示名板１３が貼り付けられる。表示名板１３は、光を通さない部分と光を通す抜き文字の部分とからなっている。カバー１５には、内壁面に溝１５ａが切られ、ＬＥＤレンズ１１及びマスク１２が組み合わされた状態で、ＬＥＤレンズ１１のリブ１１ｄが溝１５ａ上をスライドして嵌合される。また、マスク１２の係合突起１２ａがカバー１５の固定孔１５ｂと係合し、固定される。仕切板１４は、入射突起１１ｂの間隔を塞ぐように嵌めこまれる。又、カバー１５には固定リブ１５ｃが設けられ、固定リブ１２ｂ，１５ｃを介して表示ユニット１はプリント基板２の固定孔に嵌合固定される。
特開２０００−３４７６０５号公報

前記した特許文献１に示された従来の技術においては、ＬＥＤレンズ１１をプリント基板２に固定するためにカバー１５を使用しており、部品点数が増加し、コストが上昇する。又、ＬＥＤレンズ１１を構成する４行８列の各レンズの数が変更になる度にカバー１５も変更しなければならず、これによってもコストが上昇する。さらに、表示ユニット１は、ＬＥＤレンズ１１、マスク１２、表示名板１３、仕切板１４及びカバー１５とから構成され、元々部品点数が多く、コストが上昇する。

この発明は上記のような課題を解決するために成されたものであり、部品点数が少なく、安価にすることができるとともに、ＬＥＤレンズのプリント基板に対する取付が容易であり、かつＬＥＤレンズの数の変更が容易であり、さらに隣接するＬＥＤレンズへの光の進入を防止することができる電子機器の表示装置を得ることを目的とする。

この発明の請求項１に係る電子機器の表示装置は、電子機器の各機能が実装されたプリント基板と、プリント基板の表面に複数実装され、点灯消灯によりプリント基板に実装された電子機器の各機能の動作状態を表示するＬＥＤと、各ＬＥＤからの光をそれぞれプリント基板とは直角の方向に導く複数列のＬＥＤレンズを間隔をあけて一体にしたＬＥＤレンズ体と、ＬＥＤレンズ体の一方の面に少なくとも２箇所の凸部を設けるとともに、ＬＥＤレンズ体の他方の面に少なくとも２箇所の凹部を設け、この凸部と凹部とを嵌合して各ＬＥＤレンズ体を重ね合わせて構成したＬＥＤレンズ構成物と、ＬＥＤレンズ構成物により導かれた各ＬＥＤからの光により電子機器の各機能の動作状態を表示する表示部と、を備え、各ＬＥＤレンズ体に突出した爪部を設け、この爪部をプリント基板の取付孔に係合することにより各ＬＥＤレンズ体をプリント基板に取り付けた電子機器の表示装置において、
上記プリント基板に形成した長孔状の取付孔に、上記重ね合わされた複数のＬＥＤレンズ体の爪部を係合させたものである。

請求項２に係る電子機器の表示装置は、請求項１の電子機器の表示装置において、上記ＬＥＤレンズ体におけるＬＥＤレンズの受光部間には光不透過性エラストマーからなる遮光部を一体に形成したものである。

請求項３に係る電子機器の表示装置は、請求項１又は２の電子機器の表示装置において、上記ＬＥＤレンズ体におけるＬＥＤレンズの発光部間にも光不透過性エラストマーからなる遮光部を一体に形成したものである。

請求項４に係る電子機器の表示装置は、請求項２又は３記載の電子機器の表示装置において、上記受光部側の遮光部は、格子状に形成され基部が上記ＬＥＤレンズに埋設されている。

請求項５に係る電子機器の表示装置は、請求項１〜４の何れかに記載の電子機器の表示装置において、上記ＬＥＤレンズに埋設された遮光部の基部は、深度を増すにつれて幅が広がる楔状に形成されているとともに、ＬＥＤレンズ体は、反射面を除き、全体を光不透過性エラストマーからなる遮光部により覆われたものである。

以上のようにこの発明の請求項１によれば、各ＬＥＤレンズ体に設けた凸部と凹部を嵌合して各ＬＥＤレンズ体を重ね合わせることによりＬＥＤ構成物を構成しており、従来のようなカバーや仕切板が不要であるので、部品点数を削減することができるとともに、安価にすることができる。又、各ＬＥＤレンズ体に設けた爪部をプリント基板の係合孔に係合することにより各ＬＥＤレンズ体をプリント基板に単体で取り付けることができ、各ＬＥＤレンズ体のプリント基板への取付が容易になるとともに、プリント基板の係合孔の長さを変えることによりＬＥＤレンズ体の数を自由に変えることができ、ＬＥＤの数の変更に容易に対応することができる。

請求項２によれば、ＬＥＤレンズ体におけるＬＥＤレンズの受光部間には光不透過性エラストマーからなる遮光部を一体に形成しており、ＬＥＤからの光がそれた場合には、受光部間の遮光部により遮光され、ＬＥＤからの光が隣接するＬＥＤレンズに進入することは防止され、広範囲の指向性を持ったＬＥＤの使用が可能となる。又、遮光部は軟らかい光不透過性エラストマーにより形成されているので、ＬＥＤレンズ体をプリント基板に取り付ける際にＬＥＤを傷付けることがない。さらに、各ＬＥＤレンズ体に設けた爪部をプリント基板の係合孔に係合することにより各ＬＥＤレンズ体をプリント基板に単体で取り付けることができ、各ＬＥＤレンズ体のプリント基板への取付が容易になるとともに、プリント基板の係合孔の長さを変えることによりＬＥＤレンズ体の数を自由に変えることができ、ＬＥＤの数の変更に容易に対応することができる。

請求項３によれば、ＬＥＤレンズ体におけるＬＥＤレンズの発光部間にも光不透過性エラストマーからなる遮光部を一体に形成しており、ＬＥＤからの光がそれた場合には、発光部間の遮光部によっても遮光され、ＬＥＤからの光が隣接するＬＥＤレンズの発光部から発光するのは防止され、広範囲の指向性を持ったＬＥＤの使用が可能となる。

請求項４によれば、上記遮光部は、その基部が上記ＬＥＤレンズに埋設されているので、ＬＥＤレンズから突出している部分ではもとより、ＬＥＤレンズの内部においても、ＬＥＤから隣接するＬＥＤレンズへの光の侵入を防止することができる。

請求項５によれば、遮光部を楔形状に形成しており、遮光部が剥がれにくくなる。又、ＬＥＤレンズ体の周囲を光不透過性エラストマーからなる遮光部により覆ったので、周囲への光の漏洩を防止することができる。

実施最良形態１
以下、この発明を実施するための最良の形態を図面とともに説明する。図１はこの発明の実施最良形態１による電子機器の表示装置の分解斜視図を示し、１６はプログラマブルコントローラ等の電子機器の各機能が実装されたプリント基板、１７はプリント基板１６の表面に複数（５行８列）実装され、点灯、消灯によりプリント基板１６に実装された電子機器の各機能の動作状態を表示するＬＥＤ、１８は各ＬＥＤ１７からの光をそれぞれプリント基板１６とは直角の方向に導くＬＥＤレンズであり、複数列（８列）のＬＥＤレンズ１８を間隔をあけて一体にしてＬＥＤレンズ体１９を形成する。２０はＬＥＤレンズ体１９を複数段（５段）積み重ねて構成したＬＥＤレンズ構成物、２１は電子機器ケース、２２は電子機器ケース２１の前面に貼り付けられたマスク銘板であり、マスク銘板２２は透明に形成され、もしくは抜き文字部が形成される。２３はマスク銘板２２の前面に設けられた表示パネルである。

図２（ａ），（ｂ）はＬＥＤレンズ体１９を積み重ねてＬＥＤレンズ構成物２０を構成する際の説明図であり、角度を変えた斜視図により示したものである。ＬＥＤレンズ体１９の一方の面には少なくとも２箇所の凸部１９ａ，１９ｂを設けるとともに、ＬＥＤレンズ体１９の他方の面に少なくとも２箇所の凹部１９ｃ，１９ｄを設け、凸部１９ａ，１９ｂと凹部１９ｃ、１９ｄをそれぞれ嵌合して各ＬＥＤレンズ体１９を重ね合わせることにより５段８列のＬＥＤレンズ構成物２０を構成する。図３は各ＬＥＤレンズ体１９とプリント基板１６との関係を示す斜視図であり、各ＬＥＤレンズ体１９のプリント板１６への取付側には突出した爪部１９ｅ，１９ｆを設けるとともに、この爪部１９ｅ，１９ｆをプリント基板１６に設けた取付孔１６ａ，１６ｂに係合することにより、各ＬＥＤレンズ体１９を個々にプリント基板１６に取り付ける。

前記構成において、プリント基板１６の表面には電子機器の各機能を表示するＬＥＤ１７が実装され、このＬＥＤ１７の数と同数のＬＥＤレンズ１８を有するＬＥＤレンズ構成物２０がプリント基板１６に取り付けられる。ＬＥＤ１７からの光は各ＬＥＤレンズ１８を通るが、この各ＬＥＤレンズ１８は直角に曲がっており、この各ＬＥＤレンズ１８によりＬＥＤ１７からの光はプリント板１６とは直角の方向に導かれ、ケース２１内を通ってマスク銘板２２を通り、表示パネル２３に達する。これにより、表示パネル２３に印刷された表示又はマスク銘板２２の抜き文字が表示パネル２３に表示され、電子機器の各機能の動作表示が行われる。なお、マスク銘板２２と表示パネル２３により表示部が構成される。

前記実施最良形態１においては、各ＬＥＤレンズ体１９に設けた凸部１９ａ，１９ｂと凹部１９ｃ，１９ｄをそれぞれ嵌合して各ＬＥＤレンズ体１９を重ね合わせることによりＬＥＤレンズ構成物２０を構成しており、従来のカバー１５等を不要とすることができ、部品点数を削減することができるとともに、安価にすることができる。又、各ＬＥＤレンズ体１９に設けた爪部１９ｅ，１９ｆをプリント基板１６の取付孔１６ａ，１６ｂに係合することにより各ＬＥＤレンズ体１９をプリント基板１６に取り付けており、ＬＥＤレンズ体１９は単体で取付孔１６ａ，１６ｂに取り付けることができ、ＬＥＤレンズ体１９のプリント基板１６への取付が容易になるとともに、ＬＥＤレンズ体１９の数が変更になった場合、プリント基板１６の取付孔１６ａ，１６ｂの長さを変えるだけで対応することができるので、ＬＥＤレンズ１８の数を自由に変えることができる。

前記した実施最良形態１においては、ＬＥＤ１７の指向性が広い場合、図４（ａ）に示すようにＬＥＤ１７からの発光がＬＥＤレンズ体１９のＬＥＤレンズ１８に正しく入射した場合、この入射した光がＬＥＤ１７と対応したＬＥＤレンズ１８に進入した正規の光イの場合には問題がないが、指向性が広いためにＬＥＤ１７からの発光が隣接するＬＥＤレンズ１８に誤って進入してしまい、光ロで示すように他のＬＥＤレンズ１８から誤発光してしまうことがあった。又、同じく図４（ｂ）に示すように、ＬＥＤ１７からの発光がＬＥＤレンズ体１９のＬＥＤレンズ１８に正しく入射した場合でも、ＬＥＤ１７からの光が光ロに示すように隣接するＬＥＤレンズ１８に進入することがあり、やはり他のＬＥＤレンズ１８が誤発光することがあった。そこで、ＬＥＤ１７の指向性が広い場合であっても、他のＬＥＤレンズ１８が誤発光することがないようにすることを考えた。

実施最良形態２
図５はこの発明の実施最良形態２による電子機器の表示装置の分解斜視図、図６はＬＥＤレンズ体の斜視図を示し、プリント板１６、ＬＥＤ１７、電子機器ケース２１、マスク銘板２２及び表示パネル２３は実施最良形態１と同様のものであるが、各ＬＥＤ１７からの光をそれぞれプリント基板１６とは直角の方向に導くＬＥＤレンズ２４、複数列（８列）のＬＥＤレンズ２４を間隔をあけて一体とするＬＥＤレンズ体２５及び各ＬＥＤレンズ体２５を複数段（５段）重ね合わせて構成するＬＥＤレンズ構成物２６は実施最良形態１とは異なる。ただし、ＬＥＤレンズ体２５同士を凸部と凹部により嵌合して積み重ねてＬＥＤレンズ構成物２６を構成する点、及びＬＥＤレンズ体２５に突出した爪部２５ａ，２５ｂを設け、この爪部２５ａ，２５ｂをプリント基板１６の取付孔１６ａ，１６ｂに係合することにより各ＬＥＤレンズ体２５をプリント基板１６に個々に取り付ける点は、実施最良形態１と同様である。

ＬＥＤレンズ体２５はポリカーボネートにより形成するとともに、ＬＥＤレンズ２４の受光部間には図７に示すように光不透過性エラストマーからなる楔形状の遮光部２５ｃを一体に形成し、またＬＥＤレンズ２４の発光部間にも光不透過性エラストマーからなる直線状の遮光部２５ｄを一体に形成する。ＬＥＤレンズ体２５のポリカーボネートからなる部分２５ｅと遮光部２５ｃ，２５ｄとは一体構造となる。これは、光不透過性エラストマーが流動性の良い性質であるから、このような形状が可能となる。

各ＬＥＤ１７からの光は対応する各ＬＥＤレンズ２４を通るが、この各ＬＥＤレンズ２４は直角に曲がっており、この各ＬＥＤレンズ２４によりＬＥＤ１７からの光はプリント板１６とは直角の方向に導かれ、ケース２１内を通ってマスク銘板２２を通り、表示パネル２３に達する。これにより、表示パネル２３に印刷された表示又はマスク銘板２２の抜き文字が表示パネル２３に表示され、電子機器の各機能の動作表示が行われる。このような動作も実施最良形態１と同様である。

実施最良形態２においては、正規の光は図７及び図８（ａ）のイに示すようにＬＥＤ１７の指向性によりＬＥＤ１７から対応するＬＥＤレンズ２４に進入し、隣接するＬＥＤレンズ２４に進入することはない。又、図７及び図８（ａ）のロに示すようにＬＥＤ１７からの光がそれた場合には、各ＬＥＤレンズ体２５におけるＬＥＤレンズ２４の受光部間には光不透過性エラストマーからなる遮光部２５ｃを一体に形成しており、遮光部２５ｃにより遮光される。従って、何れの場合もＬＥＤ１７からの光が隣接するＬＥＤレンズ２４に進入することはなく、間違ったＬＥＤレンズ２４が発光することはない。一方、各ＬＥＤレンズ体２５におけるＬＥＤレンズ２４の発光部間にも光不透過性エラストマーからなる遮光部２５ｄを一体に形成しており、図８（ｂ）のロに示すようにＬＥＤ１７からの光がそれた場合には、遮光部２５ｄにより遮光される。従って、ＬＥＤ１７からの光が隣接するＬＥＤレンズ２４に進入することはなく、間違ったＬＥＤレンズ２４が発光することはなく、広範囲の指向性を持ったＬＥＤ１７を使用することができる。又、遮光部２５ｃは楔形状であるので、ＬＥＤレンズ体２５におけるポリカーボネート部分２５ｅと遮光部２５ｃとは剥がれにくい。さらに、光不透過性エラストマーは軟らかい材料であるので、ＬＥＤレンズ体２５をプリント基板１６に取り付ける際にＬＥＤ１７を傷付けることがない。その他、実施最良形態１と同様な効果を奏する。
実施最良形態３
図９は実施最良形態３による電子機器の表示装置におけるＬＥＤレンズ体のＬＥＤレンズ受光部の断面図を示し、ＬＥＤレンズ体２５におけるＬＥＤレンズ２４の発光部間に光不透過性エラストマーからなる直線状の遮光部２５ｆを一体に形成している。遮光部２５ｆの長さは楔形状の遮光部２５ｃより長い。その他の構成は実施最良形態２と同様である。

実施最良形態３においては、遮光部２５ｆの長さを長くしたので、遮光部２５ｃと同様の遮光効果を奏する。その他、実施最良形態２と同様の効果を奏する。

実施最良形態４
図１０は実施最良形態４による電子機器の表示装置におけるＬＥＤレンズ体２５の斜視図を示し、ＬＥＤレンズ体２５のＬＥＤレンズの受光部間及び発光部間に光不透過性エラストマーからなる遮光部２５ｃ，２５ｄを設けるとともに、ＬＥＤレンズ体２５の周囲を反射面２５ｈを除いて光不透過性エラストマーからなる遮光部２５ｇにより覆っている。

実施最良形態４においては、遮光部２５ｃ，２５ｄを設けたことにより、隣接するＬＥＤレンズ２４へのＬＥＤ１７からの光の進入を防止することができるとともに、ＬＥＤレンズ体２５の周囲を遮光部２５ｇにより覆ったことのより、周囲への光の漏洩を防止することができる。

この発明の実施最良形態１による電子機器の表示装置の分解斜視図である。実施最良形態１によるＬＥＤレンズ体を積み重ねてＬＥＤレンズ構成物を構成する際の説明図である。実施最良形態１による各ＬＥＤレンズ体とプリント基板との関係を示す斜視図である。実施最良形態１においてＬＥＤからの光が隣接するＬＥＤレンズに進入することの説明図である。実施最良形態２による電子機器の表示装置の分解斜視図である。実施最良形態２によるＬＥＤレンズ体の斜視図である。実施最良形態２によるＬＥＤレンズ体におけるＬＥＤレンズの受光部の断面図である。実施最良形態２によるＬＥＤからの光がそれた場合の説明図である。実施最良形態３による電子機器の表示装置のＬＥＤレンズ体におけるＬＥＤレンズの受光部の断面図である。実施最良形態４による電子機器の表示装置におけるＬＥＤレンズ体の斜視図である。特許文献１に示された従来の電子機器の表示装置における表示ユニットの分解斜視図である。特許文献１に示された表示ユニットの平面図、正面図及び左側面図である。

符号の説明

１６…プリント基板
１６ａ，１６ｂ…取付孔
１７…ＬＥＤ
１８，２４…ＬＥＤレンズ
１９，２５…ＬＥＤレンズ体
１９ａ，１９ｂ…凸部
１９ｃ，１９ｄ…凹部
１９ｅ，１９ｆ，２５ａ，２５ｂ…爪部
２０，２６…ＬＥＤレンズ構成物
２１…電子機器ケース
２２…マスク銘板
２３…表示パネル
２５ｃ，２５ｄ，２５ｆ…遮光部
２５ｅ…ポリカーボネート部分
２５ｈ…反射面

Claims

電子機器の各機能が実装されたプリント基板と、プリント基板の表面に複数実装され、点灯消灯によりプリント基板に実装された電子機器の各機能の動作状態を表示するＬＥＤと、各ＬＥＤからの光をそれぞれプリント基板とは直角の方向に導く複数列のＬＥＤレンズを間隔をあけて一体にしたＬＥＤレンズ体と、ＬＥＤレンズ体の一方の面に少なくとも２箇所の凸部を設けるとともに、ＬＥＤレンズ体の他方の面に少なくとも２箇所の凹部を設け、この凸部と凹部とを嵌合して各ＬＥＤレンズ体を重ね合わせて構成したＬＥＤレンズ構成物と、ＬＥＤレンズ構成物により導かれた各ＬＥＤからの光により電子機器の各機能の動作状態を表示する表示部と、を備え、各ＬＥＤレンズ体に突出した爪部を設け、この爪部をプリント基板の取付孔に係合することにより各ＬＥＤレンズ体をプリント基板に取り付けた電子機器の表示装置において、
上記プリント基板に形成した長孔状の取付孔に、上記重ね合わされた複数のＬＥＤレンズ体の爪部を係合されていることを特徴とする電子機器の表示装置。
上記ＬＥＤレンズ体におけるＬＥＤレンズの受光部間には光不透過性エラストマーからなる遮光部を一体に形成したことを特徴とする請求項１記載の電子機器の表示装置。
上記ＬＥＤレンズ体におけるＬＥＤレンズの発光部間にも光不透過性エラストマーからなる遮光部を一体に形成したことを特徴とする請求項１又は２記載の電子機器の表示装置。
上記遮光部は、格子状に形成されていて基部が上記ＬＥＤレンズに埋設されていることを特徴とする請求項２又は３記載の電子機器の表示装置。
上記ＬＥＤレンズに埋設された遮光部の基部は、深度を増すにつれて幅が広がる楔状に形成されているとともに、ＬＥＤレンズ体は、反射面を除き、全体を光不透過性エラストマーからなる遮光部により覆ったことを特徴とする請求項２〜４の何れかに記載の電子機器の表示装置。