JP5646819B2 - 導光体及びそれを用いた光源装置 - Google Patents

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Description

本発明は、導光体及びそれを用いた光源装置に関する。
電子技術の急速な発展に伴い、携帯電話、デジタルカメラ及び個人情報端末（Ｐｅｒｓｏｎｅｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔ、ＰＤＡ）などの携帯電子装置が、人々の日常生活や生産活動において不可欠なものになった。暗い環境でも使えるように、一般的に携帯電子装置の回路基板に導光体を有する光源装置を配置して、キーボード又は表示画面を照光する。
図１は、従来の導光体を有する光源装置を示す図である。光源装置１０は、光源１１及び直線状の導光体１２を備える。前記導光体１２は、第一端１２１、前記第一端１２１と対向する第二端１２２、及び前記第一端１２１と前記第二端１２２とを連接する周面１２３を備える。前記光源１１は、前記第一端１２１に隣接する位置に配置される。前記光源１１から発せられた光は、前記第一端１２１から前記導光体１２に入射し、前記導光体１２の周面１２３に設置されたプリズム状の反射構造１２４によって多重反射されて前記第二端１２２から出射する。
ところが、前記導光体を有する光源装置１０を採用すると、多重反射による光エネルギー損失が大きすぎるため、光利用効率が低くなり、射出された光の輝度も足りなくなる。また、輝度を高めるために高い電力を必要とする光源を用いると、携帯電子装置全体のコストを上げる。なお、前記導光体を有する光源装置１０は、反射によってのみ光を伝送するため、その応用分野が大きく制限される。
本発明の目的は、光エネルギー損失が少なく、光利用効率が高い導光体及びそれを用いた光源装置を提供することである。
本発明の光源装置は、第一光学素子が設けられた前面及び該前面と対向する後面を有する基板と、一端が前記基板の前面に連接し且つ内部に第二光学素子が設けられた光出力部と、を有する導光体と、前記第二光学素子の近傍に設けられ、光を発する光源と、を備える。前記光出力部は、その一側に形成された内部空間と、その他側に設けられた光源収容部と、前記内部空間と前記光源収容部とを隔てる透明な隔壁と、を備え、前記隔壁の前記内部空間及び前記光源収容部に向かう面は前記基板に対して傾いた斜面であって、前記隔壁の前記光源収容部に向かう面に前記第二光学素子を形成し、前記光源から射出された光が、前記第二光学素子、前記隔壁、前記第一光学素子の順に入射して、且つ順次に前記第二光学素子及び前記第一光学素子で屈折され、前記基板の後面から出射し、前記光源収容部の前記第二光学素子以外の内面に反射層を形成して、前記光源収容部の内面に入射された光を前記第二光学素子に反射させ、前記第一光学素子及び前記第二光学素子は、それぞれ１つの凸レンズまたは１つの凹レンズであり、前記光源は、前記第一光学素子の光軸上に位置していない。
従来の技術と比較して、本発明に係る導光体を有する光源装置は、２つの光学素子を設置することによって、光源から発せられた光を高効率で基板の後面に伝送し、多重反射による光エネルギー損失を避けることができ、且つ光を屈折させて伝送するため、携帯電子装置の組立にも有利である。
従来の光源装置を示す平面図である。 本発明の実施形態に係る導光体を有する光源装置を示す立体図である。 図２に示した導光体の立体断面図である。 光線が図２に示した導光体を有する光源装置を通過する時の光路図である。
以下、図面に基づいて、本発明の実施形態に係る導光体及びそれを用いた光源装置に関して詳細に説明する。
本発明に係る導光体を有する光源装置は、携帯電話、デジタルカメラ及び個人情報端末などの携帯電子装置に適用される。本実施形態においては、導光体を有する光源装置を携帯電話に応用する。
図２及び図３を参照すると、本発明の実施形態に係る光源装置２０は、対向するように設置される光源２１及び導光体２２を備える。
本実施形態において、発光ダイオード（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｇ Ｄｉｏｄｅ、ＬＥＤ）を光源２１として、携帯電話の回路基板２５に電気接続する。
前記導光体２２は、略Ｌ型の導光部材からなり、基板２３及び前記基板２３の一端に突設される光出力部２４を備える。
前記基板２３は、略丸角矩形板状体であって、前面２３１及び前記前面２３１と対向する後面２３２を備える。前記前面２３１の一部分が薄膜に覆われて、集光曲面である第一光学素子２３１１を形成する。前記第一光学素子２３１１は、入射光の伝送経路を変えることができる。なお、前記光源装置２０を携帯電話（図示せず）に装着するために、前記基板２３の縁部に２つの係止孔２３３を開設する。
前記光出力部２４の輪郭は、略中空の柱状体であって、第一側面２４１、第二側面２４２、第三側面２４３及び入射端部２４４を備える。前記第一側面２４１、前記第二側面２４２及び前記第三側面２４３で囲むことによって、前記第一光学素子２３１１の近傍に開口部２４５を有する内部空間２４６を形成する。前記第一側面２４１、前記第二側面２４２及び前記第三側面２４３の両端は、別々に前記基板２３の前面２３１及び前記入射端部２４４に接続される。前記入射端部２４４の端部には、前記内部空間２４６に向かう略矩形の光源収容部２４７が開設されるとともに、前記内部空間２４６と前記光源収容部２４７とを隔てる隔壁２４８が設置される。前記隔壁２４８は、前記光出力部２４の一部分であって、且つ前記内部空間２４６に向かう面が斜面であって、前記光源収容部２４７に向かう面が薄膜に覆われて集光曲面である第二光学素子２４９を形成する。前記第二光学素子２４９は、前記光源収容部２４７から入射される光の伝送経路を変えることができる。前記光源２１を収容する前記光源収容部２４７の第二光学素子以外の内面に反射層を形成することにより、前記光源２１から前記光源収容部２４７の内面に入射される光線を前記第二光学素子２４９に反射させ、一部の光線が直接外部に射出することを防止し、従って前記光源収容部２４７の集光能力を高めることができる。前記光源２１から射出された光が、前記第二光学素子２４９により効率的に集光されることで、前記導光体２２の出光強度を高めることができる。
図４を参照すると、使用する時、前記光源２１から発せられる光の大部分が、直接前記導光体２２の第二光学素子２４９に入射されるが、少量の光線は、前記光源収容部２４７の第二光学素子以外の内面に入射し、且つ前記反射層で反射されてから、前記第二光学素子２４９に入射する。前記第二光学素子２４９に入射された光が、順次前記第二光学素子２４９及び前記第一光学素子２３１１で屈折され、前記基板２３の後面２３２から出射される。
最良の集光効果を得るために、前記光源２１の形態、及び前記光源２１の前記光源収容部２４７における設置位置によって、前記光源収容部２４７の内面の輪郭を変更することができる。例えば、曲面、弧形面、斜面又はこれらの複合形状を採用してもよい。
前記隔壁２４８の傾斜度と、前記第一光学素子２３１１及び前記第二光学素子２４９の曲率とを調節して、前記基板２３の後面２３２における出射光線の出射位置を変えることができる。
前記第二光学素子２４９は、前記隔壁２４８の前記内部空間２４６に向かう面に設置されてもよい。
前記光源２１の数量は、複数であることができる。
前記光学素子として、凸レンズ又は凹レンズを採用することができる。
本発明に係る導光体を有する光源装置２０は、２つの光学素子を設置することによって、前記光源２１から発せられる光を高効率で前記基板２３の後面２３２に伝送させ、多重反射による光エネルギー損失を避けることができ、且つ光を屈折させて伝送するため、携帯電子装置の組立にも有利である。また、前記導光体を有する光源装置２０は、前記入射端部２４４に前記光源収容部２４７を設置することによって、前記光源２１から発せられる光を、より効果的に前記第二光学素子２４９に集光させて前記導光体２２の出光強度をさらに高める。
以上、本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々の変形又は修正が可能であり、該変形又は修正も又、本発明の特許請求の範囲内に含まれるものであることは、いうまでもない。
１０、２０ 光源装置
１１、２１ 光源
１２、２２ 導光体
１２１ 第一端
１２２ 第二端
１２３ 周面
１２４ 反射構造
２３ 基板
２３１ 前面
２３１１ 第一光学素子
２３２ 後面
２３３ 係止孔
２４ 光出力部
２４１ 第一側面
２４２ 第二側面
２４３ 第三側面
２４４ 入射端部
２４５ 開口部
２４６ 内部空間
２４７ 光源収容部
２４８ 隔壁
２４９ 第二光学素子
２５ 回路基板

Claims (1)

  1. 第一光学素子が設けられた前面及び該前面と対向する後面を有する透明な基板と、一端が前記基板の前面に連接し且つ内部に第二光学素子が設けられた光出力部と、を有する導光体と、
    前記第二光学素子の近傍に設けられ且つ光を発する光源と、を備える光源装置であって、
    前記光出力部は、その一側に形成された内部空間と、その他側に設けられた光源収容部と、前記内部空間と前記光源収容部とを隔てる透明な隔壁と、を備え、
    前記隔壁の前記内部空間及び前記光源収容部に向かう面は前記基板に対して傾いた斜面であって、前記隔壁の前記光源収容部に向かう面に前記第二光学素子を形成し、
    前記光源から射出された光が、前記第二光学素子、前記隔壁、前記第一光学素子の順に入射して、且つ順次に前記第二光学素子及び前記第一光学素子で屈折されて、前記基板の前記後面から出射し、
    前記光源収容部の前記第二光学素子以外の内面に反射層を形成して、前記光源収容部の内面に入射された光を、前記第二光学素子に反射させ、
    前記第一光学素子及び前記第二光学素子は、それぞれ１つの凸レンズまたは１つの凹レンズであり、
    前記光源は、前記第一光学素子の光軸上に位置していないことを特徴とする光源装置。
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