JP5040720B2

JP5040720B2 - 光ガイド

Info

Publication number: JP5040720B2
Application number: JP2008040944A
Authority: JP
Inventors: 康雄竹内; 剛山田
Original assignee: JVCKenwood Corp
Current assignee: JVCKenwood Corp
Priority date: 2008-02-22
Filing date: 2008-02-22
Publication date: 2012-10-03
Anticipated expiration: 2028-02-22
Also published as: JP2009199909A

Description

この発明は主として透光性合成樹脂で製作される光ガイドに関する。

従来の特開２００２−２９９６９７号公報に開示されたＬＥＤ光源ディバイスは、段落００１６〜段落００１７および図１〜図２に記載されているように、矩形状の金属基板２の長手方向に沿って実装された複数のＬＥＤチップ３およびＬＥＤチップの全体を覆う略半円柱状またはかまぼこ形状の透明樹脂部４から構成されている。

そして、ＬＥＤチップ３からの光は透明樹脂部４から放射される。このＬＥＤ光源ディバイスによると、光源が長手方向に複数個配置されているため、光源の直上の部分と光源間の直上の部分とで透明樹脂部４の表面に導かれる光量が変化する。そして、光源の直上の部分が明るくなり、光源間の直上の部分が暗くなり、光むらが発生する。

光むらを少なくするためにはＬＥＤチップ３の数を増やす必要があり、このためには部品点数や製作工程が増大して製造コストが増大する。また、消費電力が増大するという問題もあった。また、光むらを目立たないようにするために透明樹脂部４の表面ナシ地処理する場合等も製造コストの増大の要因となる。

図９は従来の光ガイドの例を示す上面図、図１０は同光ガイドを示す正面図である。この光ガイド５は、透光性合成樹脂で作られ、電子機器の操作パネルを細長の長方形状に照明するものである。

図９、図１０に示す光ガイド５は主として平板部５ａで構成されており、平板部５ａの下端面に設けられた凹み５ｃ、５ｃ…内にＬＥＤ２、２…が配置されている。ＬＥＤ２、２…から放射され平板部５ａの下端面に入射した光は平板部５ａの上端面５ｂに導かれ、図９に斜線で示した上端面５ｂから放射される。すなわち、細長長方形状の上端面５ｂが光放射面となっている。

この光ガイドも特開２００２−２９９６９７号公報に開示されたものと同様に光源が長手方向に複数個配置されているため、光源の直上の部分と光源間の直上の部分とで透明樹脂部４の表面に導かれる光量が変化するという問題が発生する。光むらを少なくするためにはＬＥＤ２の数を増やす必要があり、このためには部品点数や製作工程が増大して製造コストが増大する。また、消費電力が増大するという問題もあった。

また、光むらを目立たないようにするために、平板部５ａの上端面５ｂに白色の印刷や塗装等の二次加工を施したり、光拡散シート５ｄを追加する等が必要となり、製造コストの増大の要因となっていた。

図１１は従来の光ガイドの他の例を示す部分斜視図である。この光ガイド６は、透光性合成樹脂で作られており、平板部６ａの下端に横方向に延びる水平部６ｃが設けられている。そして、水平部６ｃの端面の複数の凹み６ｅにＬＥＤ２が配置されている。さらに、平板部６ａと水平部６ｃとの結合部の外面が傾斜面６ｄとなっている。

この構成によりＬＥＤ２から水平部６ｃに入射した光は傾斜面６ｄで反射され矢印で示すように平板部６ａの上端面６ｂに導かれ、上端面６ｂが照光される。この光ガイドによると、光ガイド内で光は傾斜面６ｄで反射され上端面６ｂに導かれるために、拡散されて光むらが小さくなる。しかしながら水平部６ｃが横方向に延びているため光ガイドの幅寸法Ｌが大きくなるという問題があった。
特開２００２−２９９６９７号公報、、段落００１６〜段落００１７、図１〜図２

この発明は上記した点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、細長の照射面を均一に照射でき、しかも、光源の数を少なくすることができ、省スペース化とコスト削減が可能な光ガイドを提供することである。

この発明の光ガイドは、光源から出射された光を板状透光部材の一端面に入射させて前記板状透光部材の前記一端面と対向する他端面に導き、前記他端面から出射させる光ガイドにおいて、前記板状透光部材に空洞を設け、前記空洞は略二等辺三角形の２つの等片の交点に位置する頂点をアール形状とした楔形状であり、前記光源の光束中心軸に前記頂点が位置し、前記楔形状の前記頂点と対向する前記二等辺三角形の底辺が前記頂点よりも光源側に位置し、前記光源の光束中心軸に対して垂直方向に延びているものである。

また、前記光ガイドにおいて、前記底辺が波型に形成されたものである。

また、前記各光ガイドにおいて、前記板状透光部材の光を他端面に導く部分を平板形状としたものである。

また、同各光ガイドにおいて、前記板状透光部材の光を他端面に導く部分を円筒形状としたものである。

また、前記各光ガイドにおいて、前記板状透光部材を乳白色としたものである。

また、前記各光ガイドにおいて、電子機器の操作パネルの照明に用いられるものである。

この発明の光ガイドによれば、細長の照射面を均一に照射でき、しかも光源の数を少なくすることができる。

以下この発明を実施するための最良の形態を実施例に即して説明する。

図１はこの発明の実施例１である光ガイドを示す上面図、図２は同光ガイドを示す正面図、図３は同光ガイドを示す部分斜視図である。図１〜図３に示す光ガイド１は、透光性乳白色の合成樹脂で作られ、電子機器の操作パネルを細長の長方形状に照明する。

光ガイド１の主要構成部は平板部１ａで構成されており、平板部１ａの下端面に半円形状に形成された凹み１ｃ、１ｃ内に、図示していないプリント基板に実装されたＬＥＤ２、２が配置されている。ＬＥＤ２、２から放射され平板部１ａの下端面に入射した光は平板部１ａの上端面１ｂに導かれ、図１に斜線で示した上端面１ｂから放射される。すなわち、細長長方形状の上端面１ｂが光放射面となっている。

平板部１ａのＬＥＤ２、２の真上には二等辺三角形穴１ｄ、１ｄが設けられている。二等辺三角形穴１ｄ、１ｄの構成および作用を図４を参照して説明する。図４（ａ）に示すように、二等辺三角形穴１ｄの底辺は波形に形成されているため、実際には光は二等辺三角形穴１ｄの底辺で散乱されて拡散されるが、図４（ａ）では５本の矢印で光量が最大となる光路を代表的に示している。

中央の光路は二等辺三角形穴１ｄの頂点を通り、頂点のアール形状により減衰される。左右４本の光路は二等辺三角形穴１ｄの頂点を外れた光が二等辺三角形穴１ｄの２つの等辺を形成する面で左右方向に屈折される状態を示している。このように左右方向に屈折された光は平板部１ａの下端面と上端面１ｂで反射されながら最後に上端面１ｂから放射される。

平板部１ａの下端面はＬＥＤの真上の部分より、その両側の部分の光量が少なくならないように、両側の部分に集光する凸形状となっており、また、光むらが目立たないように光を散乱させる波形に形成されている。このようにして細長の長方形状を均一に照明することができる。

図２のＡ部詳細を示す図４（ｂ）により実施例の二等辺三角形穴１ｄの形状および寸法を説明する。頂点１ｅのＲは０．２〜０．５ｍｍで頂点１ｅの部分を通る光を減衰させて光むらを目立たないようにすることができた。また、二等辺と底辺とが挟む角度を４５°とすることにより光むらに対して好結果が得られた。

なお、光ガイドの屈折率や寸法・形状により二等辺三角形穴の形状を変えることが好ましいが、図４（ｃ）に設計変更の例を鎖線や２点鎖線により示している。このように二等辺三角形穴の頂点１ｅの角度を変えることにより屈折率や寸法・形状の変化に対応できる。

図５はこの発明の実施例２である光ガイドを示す上面図、図６は同光ガイドを示す正面図、図７は同光ガイドを示す部分斜視図である。図５〜図７に示す光ガイド３は、透光性乳白色の合成樹脂で作られ、電子機器の操作パネルを細長の長方形状に照明する。

光ガイド３の主要構成部は平板部３ａで構成されており、平板部３ａの下端面に設けられた凹み３ｃ、３ｃ…内に図示していないプリント基板に実装されたＬＥＤ２、２…が配置されている。ＬＥＤ２、２…から放射され平板部３ａの下端面に入射した光は平板部３ａの上端面３ｂに導かれ、図５に斜線で示した上端面３ｂから放射される。

すなわち、細長長方形状の上端面３ｂが光放射面となっている。この例では上端面３ｂの両端がアール形状となっている。そして、二等辺三角形穴３ｄ、３ｄ…がＬＥＤ２、２…の真上に設けられいる。ＬＥＤ２、２…の数を除くその他の構成は実施例１と同様であり、実施例１と同様の効果を奏する。

図８（ａ）は発明の実施例３である光ガイドを示す上面図、図８（ｂ）は同光ガイドを示す正面図である。この光ガイド４は、透光性乳白色の合成樹脂で作られ、電子機器の操作パネルに配置されるボリュームつまみの周囲を円環形状に照明する。

光ガイド４の主要構成部は円筒部４ａであり、円筒部４ａの円環形状の上端面４ｂが照明される。この実施例は円筒部４ａの上端に丸穴４ｆを有する底が形成され円筒部４ａの上縁には取付け用のフランジ４ｅ、４ｅが設けられている。丸穴４ｆにはボリュームの回転軸が挿通する。

円筒部４ａの下端面に設けられた凹み４ｃ、４ｃ（円周角１８０°を挟んで２個設けられている）内に図示していないプリント基板に実装されたＬＥＤ２、２が配置されている。ＬＥＤ２、２から放射され円筒部４ａの下端面に入射した光は円筒部４ａの上端面４ｂに導かれ、図８（ａ）に斜線で示した上端面４ｂから放射される。

円筒部４ａのＬＥＤ２、２の上部には光を円筒部４ａの上端面４ｂに均一に導くための二等辺三角形穴４ｄ、４ｄが形成されている。このように環状の照明部にもこの発明を適用することができる。

実施例は以上のように構成されているが発明はこれに限られず、例えば、光ガイドを乳白色製とする替わりに透明合成樹脂製としてもよい。この場合は、上端部に光を効率よく導くことができる。

この発明の実施例１である光ガイドを示す上面図である。同光ガイドを示す正面図である。同光ガイドを示す部分斜視図である。図４（ａ）は同光ガイドの作用を説明するための部分正面図、図４（ｂ）は同光ガイドの形状を説明するための部分正面図、図４（ｃ）は同光ガイドの設計変更を説明するための部分正面図である。この発明の実施例２である光ガイドを示す上面図である。同光ガイドを示す正面図である。同光ガイドを示す部分斜視図である。図８（ａ）は発明の実施例３である光ガイドを示す上面図、図８（ｂ）は同光ガイドを示す正面図である。従来の光ガイドの例を示す上面図である。同光ガイドを示す正面図である。従来の光ガイドの他の例を示す部分斜視図である。

符号の説明

１光ガイド、１ａ平板部、１ｂ上端面、１ｃ凹み、１ｄ二等辺三角形穴
１ｅ頂点
２ＬＥＤ
３光ガイド、３ａ平板部、３ｂ上端面、３ｃ凹み、３ｄ二等辺三角形穴
４光ガイド、４ａ円筒部、４ｂ上端面、４ｃ凹み、４ｄ二等辺三角形穴
４ｅフランジ、４ｆ丸穴
５光ガイド、５ａ平板部、５ｂ上端面、５ｃ凹み、５ｄ光拡散シート
６光ガイド、６ａ平板部、６ｂ上端面、６ｃ水平部、６ｄ傾斜面、６ｅ凹み

Claims

光源から出射された光を板状透光部材の一端面に入射させて前記板状透光部材の前記一端面と対向する他端面に導き、前記他端面から出射させる光ガイドにおいて、前記板状透光部材に空洞を設け、前記空洞は略二等辺三角形の２つの等片の交点に位置する頂点をアール形状とした楔形状であり、前記光源の光束中心軸に前記頂点が位置し、前記楔形状の前記頂点と対向する前記二等辺三角形の底辺が前記頂点よりも光源側に位置し、前記光源の光束中心軸に対して垂直方向に延びていることを特徴とする光ガイド。
前記底辺が波型に形成されている請求項１の光ガイド。
前記板状透光部材の光を他端面に導く部分が平板形状である請求項１または２の光ガイド。
前記板状透光部材の光を他端面に導く部分が円筒形状である請求項１または２の光ガイド。
前記板状透光部材が乳白色である請求項１から４のいずれかに記載した光ガイド。
電子機器の操作パネルの照明に用いられる請求項１から５のいずれかに記載した光ガイド。