JP5016457B2

JP5016457B2 - 発光表示部材及び発光表示装置

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Publication number: JP5016457B2
Application number: JP2007307335A
Authority: JP
Inventors: 淳増田
Original assignee: Tamura Corp
Current assignee: Tamura Corp
Priority date: 2007-11-28
Filing date: 2007-11-28
Publication date: 2012-09-05
Anticipated expiration: 2027-11-28
Also published as: JP2009128889A

Description

本発明は、例えば音声調整卓に設置する各種のスイッチなどの操作部において、発光素子を用いて操作部の機能情報を表示させる発光表示部材及び発光表示装置に関する。

放送用の番組制作を行う際には、一般にミキサーと呼ばれる音声調整卓が用いられる。この音声調整卓には、スピーカやマイクロフォン等の多数の音声入力装置が接続されている。また、各種のスイッチや回転式、スライド式の操作部が設置されており、このスイッチや操作部を用いて、入力回線の選択、入力レベルの設定及び補正、音色の調整、出力先の選択及び調整などの数十の調整機能に対応する調整パラメータの設定操作を行う。

このような音声調整卓の操作部には、各操作部の機能を表示するため機能を示した文字情報が記されている。ここで、各操作部の機能表示を明確にするために、機能表示の横に発光素子としてＬＥＤを設置し照光したり、アクリル樹脂などのレンズ表面に機能表示を記し、機能表示を記したレンズ表面とは逆の面に対向してＬＥＤを設置することにより、当該機能表示自体を点灯させることにより表示していた。

この発光素子としてＬＥＤを用いた発光表示装置は、図４に示すように、ある基板に設置したＬＥＤ４１と、このＬＥＤ４１に対向して配されたレンズ４２と、レンズ４２を保持する遮光板４３と、レンズ４２の表示面の周囲を遮蔽するノブ４４とで構成されている。すなわち、これらの構成により、ＬＥＤ４１から発せられた光はレンズ４２の入射面４２ｂに入射し、レンズ４２の表示面４２ａから外部に放たれることになる。

ところで、従来の発光素子としてＬＥＤを用いた発光表示装置においては、当該装置からの光はレンズにより導光し、フィルムによる操作パネル面を照光していたが、レンズを固定するホルダは単独のものであった。そのため、操作面の遮光は、フィルムを貼り付ける金属板プレート穴の端面でレンズ周囲を覆うことにより行っていたため、連続的な照光による表現は金属板プレート加工ピッチ以下では不可能であり、実装上制限があった。

例えば、３個のＬＥＤとレンズで、３箇所の照明を行う場合、従来技術では、金属板に３個の穴を開けて、それぞれにホルダに入ったレンズを金属板の穴の位置に合わせて、基板または金属板側にホルダを固定していた。すなわち、従来技術は、金属板の穴の周囲の縁の部分で、従来技術の小口径の開口部がレンズの側面に当たる位置まで設けることにより、穴の周囲に光が漏れないように遮光していた。しかし、金属板に穴を開ける場合、穴と穴の間の部分を一定以上細く又は狭くすることはできないので、金属板の穴あけ加工上の制限によりそれ以上穴を近接することができなかった。

本発明は、上記のような従来技術の課題を解決するもので、その目的は、導光部材としてのＬＥＤレンズを連続的に並べることができ、１個から多数個の連続的な照光による表現が可能な発光表示部材及び発光表示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の発明は、発光素子を設置した基板と、発光素子からの光が通過する表示部を有する表示パネルとの間において、一端を発光素子に対向させ、他端を前記表示部に対向させて用いる発光表示部材であって、発光素子の発光を導光する棒状の導光部材と、遮光性ある素材からなり、前記導光部材を軸方向に挿入する筒状の挿入孔を有し、前記導光部材の外周側面を被覆するホルダと、を備え、前記ホルダの挿入孔に、内周に下面が前記発光素子と対向する段部を設けるとともに、前記挿入孔の内周面から前記段部の頂部にかけてテーパ状の傾斜面を設け、前記導光部材の前記発光素子と対向する側の端部の外周側面に、前記段部の下面と係合する突起部を設け、前記導光部材の前記発光素子と反対に位置する側の端部の外周側面に、前記挿入孔の端部と係合するフランジを設け、前記導光部材は、前記突起部が前記傾斜面にガイドされることで前記ホルダの挿入孔に挿通され、前記導光部材は、前記突起部が前記段部と係合し、前記フランジが前記挿入孔の端部と係合することにより、前記ホルダに組み付けられ、前記ホルダは、前記筒状の挿入孔を複数等間隔に配置するとともに、前記挿入孔が隣合う境界に、導光部材からの発光洩れを防止する遮光部を設けたこととを特徴とする。

請求項７の発明は、発光素子を設置した基板と、前記発光素子からの光が通過する表示部を有する表示パネルとを備え、前記発光素子と表示パネルとの間には、一端が発光素子に対向し他端が表示部に対向した導光部材が配置され、この導光部材の外周側面をホルダにより被覆されてなる発光表示装置において、前記ホルダは、遮光性ある素材からなり、前記導光部材を軸方向に挿入する筒状の挿入孔を有し、前記ホルダの挿入孔に、内周に下面が前記発光素子と対向する段部を設けるとともに、前記挿入孔の内周面から前記段部の頂部にかけてテーパ状の傾斜面を設け、前記導光部材の前記発光素子と対向する側の端部の外周側面に、前記段部の下面と係合する突起部を設け、前記導光部材の前記発光素子と反対に位置する側の端部の外周側面に、前記挿入孔の端部と係合するフランジを設け、前記導光部材は、前記突起部が前記傾斜面にガイドされることで前記ホルダの挿入孔に挿通され、前記導光部材は、前記突起部が前記段部と係合し、前記フランジが前記挿入孔の端部と係合することにより、前記ホルダに組み付けられ、前記ホルダは、前記筒状の挿入孔を複数等間隔に配置するとともに、前記表示部側の前記挿入孔が隣合う境界に、導光部材からの発光洩れを防止する遮光部を設けたことを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記ホルダは、前記挿入孔を有した筒状体を一つの単位部材として、当該単位部材を連結させることにより構成されたものであることを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項２の発明において、前記単位部材は、側面に凹凸形状の嵌合部を備え、当該嵌合部において前記凹凸形状が相互に係止するように構成されたことを特徴とする。

請求項４の発明は、請求項１の発明において、前記ホルダは、前記挿入孔を有した筒状体を一つの単位部材として、この単位部材が複数一体的に構成されたものであることを特徴とする。

以上のような態様では、筒状の挿入孔を複数等間隔に配置して、ホルダを構成し、ここにレンズを挿入することにより、当該発光表示部材を用いて、複数の表示を近接して行うことが可能となる。また、ホルダにおいて筒状の挿入孔を複数連続的に配置することで、表示パネルとしての金属板における開口を一つとして構成し、さらに隣の導光部材との境界に遮光部を設けて、隣の導光部材からの光漏れを防止することにより、従来のような金属板の穴あけ加工上の制限がなくなるので、複数のレンズを近接配置することができ、しかもレンズ間での光漏れがなくなる。

請求項５の発明は、請求項１〜４のいずれか１項に記載の発明において、前記遮光部は、前記表示パネルに当接する位置まで突出して設けられたことを特徴とする。

請求項８の発明は、請求項７の発明において、前記遮光部は、前記表示パネルに当接する位置まで突出して設けられたことを特徴とする。

以上のような態様では、遮光部が、表示パネルに当接する位置まで突出して設けられることにより、隣接する導光部材からの光漏れを確実に防止することが可能となる。

請求項６の発明は、請求項１〜５のいずれか１項に記載の発明において、前記導光部材は、前記ホルダの挿入孔に対して着脱自在に構成されたことを特徴とする。

以上のような態様では、導光部材として、着色レンズの容易な入れ替えが可能であるので、操作パネルの発光方法の汎用性が向上する。

以上のような本発明によれば、導光部材であるＬＥＤレンズを等間隔に連結することができ、フィルムによる操作パネル面において、１個から多数個の連続的な照光による表現が可能な発光表示部材及び発光表示装置を提供することができる。

次に、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して説明する。

［１．構成］
本発明の第１の実施形態における発光表示部材１は、図１に示すように、発光素子の発光を導光するレンズ２（導光部材）と、このレンズ２を軸方向に挿入する筒状の挿入孔を有し、前記導光部材の外周側面を被覆するレンズホルダ３とからなる。

レンズ２は、図３（ａ）に示すように、全体形状が直方体形状の棒状体からなり、一端に、当該棒状体から外周に突出したフランジ部２ａを備える。また、図２の断面図にも示すように、レンズ２の他端の外周側面には突起部２ｂが形成されており、後に説明する遮光部材であるレンズホルダ３の内面に形成された段部と係合する構造を有する。この突起部２ｂは、後述するように、レンズ２のＬＥＤ４側に対向する面側に形成されているが、レンズ２の外周側面であれば特に位置を限定することなく設けることが可能である。

ここで、このレンズ２は、一例として、基本材質がビスフェノールＡと塩化カルボニル（もしくはジフェニルカーボネート）から生産されるポリカーボネート樹脂からなる。このポリカーボネート製レンズ２の特徴として、軽量さ、耐衝撃性、耐熱性、不燃性、通電性、透明度の高さといった点が挙げられ、他の合成樹脂よりも優れている。また、このカーボネート樹脂に加えて、表示パネルの表示部に光を拡がらせるために光拡散材として炭酸カルシウム等を混入している。

なお、レンズ２のＬＥＤ４側の端面には、光を乱反射させるため粗面処理が施されている。この粗面処理により、ＬＥＤ４から発せられた光が表示部側のレンズ２端面で様々な方向に反射する。従って、レンズ２端面で放射される光を様々な方向から検出することができるので、立体空間においても均一に照光する視認性の高い光を識別することが可能である。

レンズホルダ３は、一例として、ポリアセタール（ポリオキシメチレン）から成形され、レンズ２からの光が漏れないように黒色の遮光部材からなり、レンズ２の外周を被覆するよう筒状の挿入孔３１を備える。図１に示すように、この挿入孔３１一つからなる被覆部材を一単位とするレンズホルダ部材３４として、これを並列に連結させることにより、レンズホルダ３としたものである。

また、レンズホルダ３における各レンズホルダ部材３４の他のホルダ部材３４と隣り合う側面上部には、隣のレンズ２との仕切りとなる遮光部３２を表示パネル６に当接する位置まで伸ばし、表示フィルムの下面に当たる位置までとすることで、伸ばしたホルダの側面によって、隣のレンズ２側に光が漏れることを防止する構成としている。

そして、図２の断面図に示すように、この挿入孔３１の内周側面には、レンズ２の外周に形成した突起部を係合する段部３３が設けられる。この段部３３の形状は、レンズ２の突起部２ｂに対応するものであれば、特に限定するものでない。また、レンズ２とレンズホルダ３の嵌合時において、スライドする突起部に対応して、この段部はスライド方向に沿ったテーパ加工などが施された傾斜面となっている。また、上記のレンズホルダ３のテーパ加工された部分や係止部の外側の壁の肉厚を薄く構成することで、レンズ２をレンズホルダ３内に挿入した場合に弾性変形し易く、嵌め込みと係合作業が容易に行えるようになっている。

ここで、レンズホルダ部材３４の複数連結構造の一例を図１を用いて説明する。図１（ａ）に示すように、レンズホルダ部材３４の長手方向の一方の側面に係合用の凸部３４ａが設けられ、他方の側面にその凸部３４ａが嵌め込まれる凹部３４ｂが設けられている。この凸部３４ａと凹部３４ｂを、図１（ｂ）、（ｃ）に示すように、隣り合うレンズホルダ部材３４同士で嵌合させることにより、連結させるものである。なお、このようなレンズホルダ部材３４の連結構造は一例であり、レンズホルダ部材３４を並列して連結できる構成であれば、どのような態様のものでも構わない。例えば、接着剤などで互いに固定してもよいし、外側からテープなどで止めるようにしてもよい。

また、このレンズホルダ３の材料であるポリアセタール（通称ＰＯＭ）とは、オキシメチレンが連なってポリマーとなった結晶性の高い熱可塑性樹脂で、物性と成形性が高く、さらには潤滑性、耐磨耗性、耐疲労性、耐クリープ性、耐薬品性等に優れている。

次に、レンズ２とレンズホルダ３からなる発光表示部材１を、基板並びに表示パネルと組み合わせ、発光表示装置として用いた場合の態様を図２及び図３に示す。本実施形態の発光表示部材１の発光素子としてはＬＥＤ４を使用し、そのＬＥＤ４を設置したプリント基板５と、ＬＥＤ４からの光が通過する表示部を有する表示パネル６との間に発光表示部材１を挟んで構成するものであり、レンズ２の突起部２ｂ側の一端がＬＥＤ４に対向し、他端が表示部に対向するようになっている。

また、表示パネル６の上面には、表示パネル６に係合したレンズ２の表面を被覆するシート状部材７が設けられてる。このシート状部材７は、レンズ２の材質と同じポリカーボネート製であり、表示パネル６の上面に、表示パネル６に係合したレンズ２の表面を被覆するように設けられている。シート状部材７には、発光表示すべきレンズ２に対向する部分に対し、透明部がマット印刷処理により形成され、一方で透明部の周囲に発光表示をしない不透明部が遮光印刷処理により形成されている。これにより、発光表示したい箇所のみ光を透過させることが可能であり、表示しない箇所は裏面遮光印刷により、光を遮蔽することができる。

発光素子として使用するＬＥＤ４は、一定の視野角を持つ指向性の自発光デバイスであり、プリント基板５に設置されている。また、このＬＥＤ４には、ＲＧＢチップタイプが用いられ、赤、緑、青色を組み合わせることによりすべての色彩を表現することができる。なお、このＬＥＤ４から発せられる光は、後述する導光部材であるレンズ２を通過し表示パネル６の表示部において外部に放射される。

表示パネル６は、一枚の金属板からなり、この金属板に大径の開口部が形成されている。この開口部の縁と、連結されたレンズホルダ３の外周部分とが係合し、安定した表示パネル６とレンズ２の装着を可能とする。

ここで、本実施形態では、レンズホルダ３を複数のレンズホルダ部材３４からなるものとし、複数の表示を近接して行うため、金属板による開口部を一つとして、隣のレンズ２との間では金属板の縁による遮光を行わない。その代わりに、隣のレンズ２との仕切りとなるホルダの側面の上部を金属板の厚さよりも上方まで伸ばし、表示フィルムの下面に当たる位置までとすることで、伸ばしたホルダの側面によって、隣のレンズ２側に光が漏れることを防止する構成としている。なお、この金属板に形成された大径の開口部が表示部に対応する。

［２．作用効果］
以上のような構成を有する本実施形態の発光表示装置の作用効果は次の通りである。
まず、導光部材であるレンズ２を、遮光部材であるレンズホルダ３の個別の単位であるレンズホルダ部材３４のそれぞれに対して嵌め込む。具体的には、レンズ２の外周側面に形成した突起部２ｂとレンズホルダ部材３４の内周側面に形成した段部３３とが係合する。同時に、レンズ２に設けられたフランジ部２ａがレンズホルダ部材３４の挿入孔３１の挿入口に係合する。このような突起部２ｂと段部３３の係合及びフランジ部２ａと挿入孔３１の挿入口の２つの部分の係合により、レンズ２とレンズホルダ部材３４の安定した組み付けが可能となる。

次に、レンズ２の挿入されたレンズホルダ部材３４を相互に連結する。具体的には、レンズホルダ部材３４の長手方向の一方の側面に、レンズ２の係合用の凸部３４ａと、他方の側面にその凸部３４ａが嵌め込まれる凹部３４ｂとを相互に嵌合させることにより、連結させる。

このようにして、作製された発光表示部材１を表示パネル６並びにプリント基板５と組み合わせ、発光表示装置を作製する。すなわち、表示パネル６の開口部にはめ込む際には、開口部の縁と、連結されたレンズホルダ３の外周部分とが係合する。そして、表示パネル６の開口部から表れたレンズ２の表面を被覆するよう表示パネル６の上面に、マット印刷処理がされた発光表示する透明部と遮光印刷処理がされた発光表示しない不透明部が形成されたポリカーボネートのシート状部材７を貼り付ける。

これにより、レンズ２は、そのフランジ部２ａが、レンズ２外周側面に係合した遮光部材であるレンズホルダ３と、シート状部材７により挟持され固定される。そして、レンズ２に対向するようにＬＥＤ４を設置したプリント基板５をレンズホルダ３に組み付けることで、発光表示装置が完成する。

このように組み立てられた発光表示装置において、プリント基板５に設置したＬＥＤ４を発光させることで、光が導光部材であるレンズ２内で拡散導光し、表示パネル６の上面に貼り付けたシート状部材７の発光表示箇所としてマット印刷処理を施した透明部から各色が識別できる態様で、均一に照光される。

以上のような、本実施形態によれば、レンズホルダ３を複数のレンズホルダ部材３４からなるものとし、複数の表示を近接して行い、金属板による開口部を一つとして、隣のレンズ２との間では金属板の縁による遮光を行わない。

それに代えて、隣のレンズ２との仕切りとなるホルダの側面の遮光部を金属板の厚さよりも上方まで伸ばし、表示フィルムの下面に当たる位置までとすることで、伸ばしたホルダの側面によって、隣のレンズ２側に光が漏れることを防止する構成としている。これにより、従来のような金属板の穴あけ加工上の制限がなくなるので、複数のレンズを近接配置することができ、しかもレンズ間での光漏れがなくなる。

［３．他の実施形態］
本発明は、上記のような実施形態で示した態様に限定されるものではなく、例えば以下のような態様も包含するものである。上記実施形態においては、レンズホルダ部材３４を一単位として、これを複数個連結させてレンズホルダ３を構成することを示したが、本発明では、これに限られず、レンズホルダ部材３４を複数個まとめたレンズホルダ３を一体に成型した構成も包含するものである。

また、本実施形態では、レンズホルダ３を３つの筒状の挿入孔を連結させた構成を示したが、レンズホルダ３の筒状の挿入孔の数は、これに限られるものではなく、用途や目的に応じて、任意に設定可能なものである。これにより、比較的面積の大きい機能情報を表示する場合であっても、十分な光量で拡散導光させることができるので、均一な発光色により機能情報を明確に表示することが可能となる。

さらに、本実施形態では、レンズ２の外周に突起部を形成していたが、この突起部を遮光部材であるレンズホルダ３の内周に形成し、それに係合する段部をレンズ２の外周に形成した構成とすることも可能である。なお、この場合には、レンズ２の段部に、この段部がスライドする方向に沿って、テーパ加工などにより傾斜面が形成された構成を有する。

本発明の実施形態における発行表示部材の構成を示す側面図。本発明の実施形態における発行表示部材の構成を示す断面図。本発明の実施形態における発行表示装置の構成を示す分解図（ａ）及び完成図（ｂ）。従来技術を示す断面図。

符号の説明

１…発光表示部材
２…レンズ
２ａ…フランジ部
２ｂ…突起部
３…レンズホルダ
３１…挿入孔
３２…遮光部
３３…段部
３４…レンズホルダ部材
３４ａ…凸部
３４ｂ…凹部
４…ＬＥＤ
４１…ＬＥＤ
４２…レンズ
４２ａ…入射面
４２ｂ…表示面
４３…遮光板
４４…ノブ
５…プリント基板
６…表示パネル
７…シート状部材

Claims

発光素子を設置した基板と、発光素子からの光が通過する表示部を有する表示パネルとの間において、一端を発光素子に対向させ、他端を前記表示部に対向させて用いる発光表示部材であって、
発光素子の発光を導光する棒状の導光部材と、
遮光性ある素材からなり、前記導光部材を軸方向に挿入する筒状の挿入孔を有し、前記導光部材の外周側面を被覆するホルダと、を備え、
前記ホルダの挿入孔に、内周に下面が前記発光素子と対向する段部を設けるとともに、前記挿入孔の内周面から前記段部の頂部にかけてテーパ状の傾斜面を設け、
前記導光部材の前記発光素子と対向する側の端部の外周側面に、前記段部の下面と係合する突起部を設け、
前記導光部材の前記発光素子と反対に位置する側の端部の外周側面に、前記挿入孔の端部と係合するフランジを設け、
前記導光部材は、前記突起部が前記傾斜面にガイドされることで前記ホルダの挿入孔に挿通され、
前記導光部材は、前記突起部が前記段部と係合し、前記フランジが前記挿入孔の端部と係合することにより、前記ホルダに組み付けられ、
前記ホルダは、前記筒状の挿入孔を複数等間隔に配置するとともに、前記挿入孔が隣合う境界に、導光部材からの発光洩れを防止する遮光部を設けたことを特徴とする発光表示部材。
前記ホルダは、前記挿入孔を有した筒状体を一つの単位部材として、当該単位部材を連結させることにより構成されたものであることを特徴とする請求項１記載の発光表示部材。
前記単位部材は、側面に凹凸形状の嵌合部を備え、当該嵌合部において前記凹凸形状が相互に係止するように構成されたことを特徴とする請求項２記載の発光表示部材。
前記ホルダは、前記挿入孔を有した筒状体を一つの単位部材として、この単位部材が複数一体的に構成されたものであることを特徴とする請求項１記載の発光表示部材。
前記遮光部は、前記表示パネルに当接する位置まで突出して設けられたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の発光表示部材。
前記導光部材は、前記ホルダの挿入孔に対して着脱自在に構成されたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の発光表示部材。
発光素子を設置した基板と、前記発光素子からの光が通過する表示部を有する表示パネルとを備え、前記発光素子と表示パネルとの間には、一端が発光素子に対向し他端が表示部に対向した導光部材が配置され、この導光部材の外周側面をホルダにより被覆されてなる発光表示装置において、
前記ホルダは、遮光性ある素材からなり、前記導光部材を軸方向に挿入する筒状の挿入孔を有し、
前記ホルダの挿入孔に、内周に下面が前記発光素子と対向する段部を設けるとともに、前記挿入孔の内周面から前記段部の頂部にかけてテーパ状の傾斜面を設け、
前記導光部材の前記発光素子と対向する側の端部の外周側面に、前記段部の下面と係合する突起部を設け、
前記導光部材の前記発光素子と反対に位置する側の端部の外周側面に、前記挿入孔の端部と係合するフランジを設け、
前記導光部材は、前記突起部が前記傾斜面にガイドされることで前記ホルダの挿入孔に挿通され、
前記導光部材は、前記突起部が前記段部と係合し、前記フランジが前記挿入孔の端部と係合することにより、前記ホルダに組み付けられ、
前記ホルダは、前記筒状の挿入孔を複数等間隔に配置するとともに、前記表示部側の前記挿入孔が隣合う境界に、導光部材からの発光洩れを防止する遮光部を設けたことを特徴とする発光表示装置。
前記遮光部は、前記表示パネルに当接する位置まで突出して設けられたことを特徴とする請求項７に記載の発光表示装置。