JP5900059B2 - イルミネーション装置及び電子機器 - Google Patents

Description

本発明は、イルミネーション装置及びイルミネーション装置を備えた電子機器に関する。

電子機器には、種々の目的で様々なイルミネーション装置が用いられている。例えば携帯電話機等の携帯情報端末では、電話や電子メールの着信をユーザに知らせるインターフェースとして、様々な発光パターンを発生するイルミネーション装置が用いられている。また、イルミネーション装置は装置デザインの一部としても考えられており、着信を知らせるというインターフェースとしての機能に加え、外装の一部を光らせることによる装飾的効果をも発揮する。

特開２００２−２０８３０８号公報 特開２００３−０５７４４８号公報 特開２００３−２６２７３４号公報 国際公開第２００７／０２０８２０号パンフレット

電子機器に搭載されるイルミネーション装置には、電子機器の機能や構造に応じた様々な形状の発光領域が求められる。また、装飾的効果等を向上する観点から、暗部のない均一な発光分布を有し、また、入光効率高く高輝度であることが望まれる。

本発明の目的は、リング状の発光領域を実現しうる高性能のイルミネーション装置及びこのようなイルミネーション装置を搭載した電子機器を提供することにある。

実施形態の一観点によれば、中央部に開口部が設けられた平板状の導光板と、前記導光板の前記開口部の内側面に発光面が対向するように配置され、前記内側面から前記導光板内に光を入射する複数の光源とを有し、前記導光板の一方の表面に、前記開口部を囲うように、前記複数の光源から発せられて前記導光板内を伝搬する前記光を反射して前記導光板の他方の表面から出射するプリズムが形成され、前記プリズムは、同心円状に配置された複数のリング状の溝を有し、前記光源から離間するほどに、前記溝間のピッチが狭くなっているイルミネーション装置が提供される。

また、実施形態の他の観点によれば、中央部に開口部が設けられた平板状の導光板と、前記導光板の前記開口部の内側面に発光面が対向するように配置され、前記内側面から前記導光板内に光を入射する複数の光源とを有し、前記導光板の一方の表面に、前記開口部を囲うように、前記複数の光源から発せられて前記導光板内を伝搬する前記光を反射して前記導光板の他方の表面から出射するプリズムが形成され、前記プリズムは、同心円状に配置された複数のリング状の溝を有し、前記光源から離間するほどに、前記溝間のピッチが狭くなっているイルミネーション装置と、前記イルミネーション装置の前記光源を制御する制御装置とを有する電子機器が提供される。

開示のイルミネーション装置及び電子機器によれば、リング状の発光領域を有し、発光輝度の面内均一性が高く高輝度のイルミネーション装置、並びに、このようなイルミネーション装置を有する電子機器を実現することができる。

図１は、第１実施形態によるイルミネーション装置の構造を示す平面図及び概略断面図である。 図２は、導光板に形成されたプリズムの溝の構造を示す概略断面図（その１）である。 図３は、導光板に形成されたプリズムの溝の構造を示す概略断面図（その２）である。 図４は、導光板に形成されたプリズムの溝の構造を示す概略断面図（その３）である。 図５は、一般的なＬＥＤの配向特性を示すグラフ（その１）である。 図６は、一般的なＬＥＤの配向特性を示すグラフ（その２）である。 図７は、ＬＥＤを隣接配置したときの発光強度の角度分布を示すグラフ（その１）である。 図８は、ＬＥＤを隣接配置したときの発光強度の角度分布を示すグラフ（その２）である。 図９は、ＬＥＤを隣接配置したときの発光強度の角度分布を示すグラフ（その３）である。 図１０は、レンズシートの構造を示す斜視図（その１）である。 図１１は、レンズシートの構造を示す斜視図（その２）である。 図１２は、レンズシートの構造を示す斜視図（その３）である。 図１３は、比較例によるイルミネーション装置の構造を示す概略図（その１）である。 図１４は、比較例によるイルミネーション装置の構造を示す概略図（その２）である。 図１５は、第２実施形態によるイルミネーション装置の構造を示す平面図である。 図１６は、第３実施形態によるイルミネーション装置の構造を示す平面図である。 図１７は、導光板の開口部の内側面の形状による影響を説明する図である。 図１８は、第４実施形態によるイルミネーション装置の構造を示す平面図（その１）である。 図１９は、第４実施形態によるイルミネーション装置の構造を示す平面図（その２）である。 図２０は、第４実施形態によるイルミネーション装置の構造を示す平面図（その３）である。 図２１は、第５実施形態による電子機器の構造を示す斜視図（その１）である。 図２２は、第５実施形態による電子機器の構造を示す斜視図（その２）である。 図２３は、第５実施形態による電子機器の動作を説明する図（その１）である。 図２４は、第５実施形態による電子機器の動作を説明する図（その２）である。 図２５は、第６実施形態による電子機器の構造を示す概略図（その１）である。 図２６は、第６実施形態による電子機器の構造を示す概略図（その２）である。 図２７は、第６実施形態による電子機器の構造を示す概略図（その３）である。 図２８は、第６実施形態による電子機器の構造を示す概略図（その４）である。 図２９は、実施形態の変形例によるイルミネーション装置の構造を示す概略断面図である。

［第１実施形態］
第１実施形態によるイルミネーション装置について図１乃至図１２を用いて説明する。

図１は、本実施形態によるイルミネーション装置の構造を示す平面図及び概略断面図である。図２乃至図４は、導光板に形成されたプリズムの溝の構造を示す概略断面図である。図５及び図６は、一般的なＬＥＤの配向特性を示すグラフである。図７乃至図９は、ＬＥＤを隣接配置したときの発光強度の角度分布を示すグラフである。図１０乃至図１２は、レンズシートの構造を示す斜視図である。

はじめに、本実施形態によるイルミネーション装置の構造について図１乃至図１２を用いて説明する。なお、図１（ａ）は本実施形態によるイルミネーション装置の平面図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ′線断面図である。

本実施形態によるイルミネーション装置１０は、図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すように、中央に開口部２２が設けられた平板状の導光板２０と、導光板２０の開口部２２の内側面に沿って配置された複数のＬＥＤ３０と、導光板２０上に配置されたレンズシート４０とを有している。

導光板２０は、可視光を透過する材料、例えばアクリル樹脂等からなる板状体であり、対向する２つの表面と、開口部２２が設けられた部分の内側面と、外周部の外側面とを有している。開口部２２及び外周部の平面形状は、例えば図１（ａ）に示すように、円形である。

導光板２０の、レンズシート４０が配置された側とは反対側の表面には、プリズム２４が設けられている。プリズム２４は、導光板２０の表面に同心円状に設けられた複数の円形の溝２６により形成されている。溝２６は、図には点線で描いているが、断続的に設けられたものではなく、周回する連続した溝である。開口部２２は、プリズム２４の複数の溝２６を描く同心円の中心点にその中心が位置するように設けられている。

溝２６は、例えば図２に示すように、ＬＥＤ３０側に位置し導光板２０の表面に対する斜度がθ１である斜面２６ａと、ＬＥＤ３０とは反対側に位置し導光板２０の表面に対する斜度がθ２である斜面２６ｂとを有するＶ字型の溝である。

ＬＥＤ３０は、発光面の法線方向がプリズム２４の複数の溝２６を描く同心円の中心点を起点とした放射線方向を向くように、導光板２０の内側面に沿って等間隔に配置されている。これにより、ＬＥＤ３０から発せられた光が開口部２２の内側面から導光板２０内に導入されるようになっている。

導光板２０の開口部２２には、図１（ａ）に示すように、例えば６個のＬＥＤ３０が等間隔に配置される。この場合、隣接するＬＥＤ３０の発光面の法線方向は、互いに６０度の角度を成している。プリズム２４の複数の溝２６を描く同心円の中心点よりも外側にＬＥＤ３０を配置することにより、開口部２２内に放射線方向に向けた複数のＬＥＤ３０を配置することが可能となる。

ＬＥＤ３０は、特に限定されるものではなく、単色のＬＥＤであってもよいし、ＲＧＢ一体型のＬＥＤであってもよい。また、本実施形態では、代表的な光源としてＬＥＤを例にして説明するが、使用する光源は、ＬＥＤに限定されるものではない。例えば、ＬＥＤに代えて、小型ランプ、有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）素子等を用いてもよい。

各ＬＥＤ３０には、図示しない制御装置が接続される。この制御装置は、ＬＥＤ３０を点灯・消灯し、ＲＧＢ一体型のＬＥＤを用いる場合にあっては発光色の制御を行うものである。制御装置により、各ＬＥＤ３０の発光タイミングや発光色を制御することができる。複数のＬＥＤ３０は、一括制御してもよいし、個別に制御してもよい。また、複数のＬＥＤ３０を順次点灯・消灯するなど、発光・消灯のタイミングを制御するようにしてもよい。

ＬＥＤ３０から発せられた光は、導光板２０の内側面から導光板２０内に導入される。導光板２０内に導入された光は、導光板２０の対向する表面において全反射を繰り返し、導光板２０の外側面に向かって伝搬する。

導光板２０内を伝搬する過程でプリズム２４に入射した光のうち、溝２６のＬＥＤ３０側の斜面２６ａに対して全反射条件を満たす光線（例えば、光線２８ａ、図２中、実線で表す）は、斜面２６ａによって全反射される。溝２６の斜面２６ａによって全反射された光のうち、導光板２０の表面に対して全反射臨界角よりも大きい角度で入射した光は、プリズム２４形成面とは反対側の表面側から出射される。導光板２０の表面側から出射される光のうち、人の目に入射した光のみが、人は明るいと感じることができ、有効な光となる。これにより、プリズム２４の形成部分が発光領域となるリング状のイルミネーション装置を実現することができる。

一方、溝２６の斜面２６ａに対して全反射条件を満たしていない光線（例えば、光線２８ｂ、図２中、点線で表す）は、溝２６の斜面２６ａを透過し、導光板２０のプリズム２４形成面側から出射され、有効な光とはならない。また、プリズム２４形成面とは反対側の表面側から出射された光であっても、人の目に入射しない光を人は感じることができないため、全反射条件を満たさない光と同様に有効な光とはならない。

導光板２０の表面から光が出ていても、人の目に光線が入る導光板の位置は明るく、人の目に光線が入らない導光板２０の位置は暗く感じる。導光板２０内を伝搬する光のうちより多くの光が全反射条件を満たして導光板の表面から出射し、人の目に入射する観点から、導光板２０の表面に対する溝２６の斜面２６ａの斜度θ１は、４０〜５０度の角度に設定することが望ましい。プリズム２４の斜面２６ａの斜度θ１を４０〜５０度の角度とすることにより、導光板２０内を水平方向に対して±１０度以内の角度範囲で伝搬する光を、導光板２０の鉛直方向に対して±１０度程度以内の角度で反射し、導光板２０外に出射することができる。

なお、本実施形態によるイルミネーション装置のプリズム２４は、溝２６の斜面２６ａの斜度θ１を適宜設定することにより導光板２０からの出射角度を調整することができるため、視認者に直接光を向けることができる効率的な光学構成をとることが可能である。

また、ＬＥＤ３０から発せられた光は横方向に広がりながら伝搬するため、ＬＥＤ３０から発せられた光の強度は、ＬＥＤ３０に近いほど明るくなり、遠ざかるほど暗くなる。そこで、このような明るさの面内分布を相殺して面内均一化を図るために、プリズム２４の構造を適宜設定することが望ましい。

プリズム２４としては、例えば図３に示すように、溝２６のＬＥＤ３０とは反対側の斜面２６ｂと、隣接する溝２６のＬＥＤ３０側の斜面２６ａとが離間するように複数の溝２６を配置した構造が考えられる。

このようなプリズム２４の場合、溝２６の斜面２６ａの斜度θ１を例えば４５度、斜面２６ｂの斜度θ２を例えば４５度、深さＤを例えば０．１ｍｍ程度とし、溝２６間のピッチＰを内側面側から外側面側に向かって徐々に変化させる。すなわち、ＬＥＤ３０に近い場所では輝度が高いためピッチＰを大きく設定し、ＬＥＤ３０から遠ざかるに従って輝度が低くなるためこれを補うようにピッチＰを小さくしていく。これにより、明るさの面内均一性を向上することができる。

この場合、溝２６のピッチＰは、例えば、最も内側で０．２ｍｍ、最も外側で０．０５ｍｍとし、連続的に変化させる。最も内側のピッチＰを０．２ｍｍとしているのは、ピッチＰが０．２ｍｍより大きいと、人が発光面を見たときにプリズム２４の間隔を分解することができてしまうため、プリズム２４による反射部分と非プリズム部が縞模様となって見えてしまうからである。かかる観点から、溝２６のピッチＰは、０．２ｍｍ以下に設定することが望ましい。

或いは、溝２６のピッチＰを変化させる代わりに、溝２６の深さＤを変化させるようにしてもよい。溝２６が深いほど、すなわち溝２６の斜面２６ａの面積が大きいほど、反射される光の量が多くなる。そこで、ＬＥＤ３０に近い場所では輝度が高いため溝２６の深さＤを浅く設定し、ＬＥＤ３０から遠ざかるに従って輝度が低くなるためこれを補うように溝２６の深さＤを深くしていく。これにより、明るさの面内均一性を向上することができる。

この場合、溝２６の深さＤは、例えば、最も内側の溝２６で０．０５ｍｍ、最も外側の溝２６で０．１ｍｍとし、連続的に変化させる。

発光面の輝度の調整は、溝２６のピッチＰ及び深さＤの双方を変化することにより行ってもよい。

また、溝２６の斜面２６ａの斜度θ１と斜面２６ｂの斜度θ２とを同程度に設定することにより、外側面で反射された戻り光を斜面２６ｂで反射して有効な光とすることができ、いっそうの高輝度化を図ることができる。

また、プリズム２４としては、例えば図４に示すように、溝２６の斜面２６ｂと隣接する溝２６の斜面２６ａとが接するように複数の溝２６を配置した構造が考えられる。

このようなプリズム２４の場合、溝２６の斜面２６ａの斜度θ１を例えば４２度、斜面２６ｂの斜度θ２を例えば３度、溝２６間のピッチＰを例えば０．２ｍｍに設定する。この場合の深さＤは、斜度θ１，θ２及びピッチＰにより規定され、０．０１ｍｍ程度となる。

この場合、水平から１．５度程度傾いた光がプリズム２４によって反射され、略垂直の角度で導光板２０から出射する。斜面２６ｂの斜度θ２を小さくすることで、ＬＥＤ３０からの光のうち水平から１．５度程度傾いた光が最初の溝２６の斜面２６ａで反射されて当該角度の光がなくなったとしても、他の角度の光が斜度θ２の斜面２６ｂに影響され、伝搬するうちに次々に作成される。したがって、斜度θ２を小さくすることにより、導光板２０内を伝搬する光の角度に影響を与え、分布の均一化を図ることが可能となる。図４のプリズム２４では、斜度θ１を４１度〜４６度程度、斜度θ２を１度〜５度程度に設定することで、同等の効果を得ることができる。

図５及び図６は、一般的なＬＥＤの配向特性を示すグラフである。図５は空気中における角度と発光強度との関係を極座標グラフに表したものであり、図６は空気中及び導光板内における発光強度と角度との関係２次元グラフに表したものである。これらグラフにおいて、角度は、ＬＥＤの発光面の法線方向から傾いた角度を表している。また、発光強度は、法線方向の発光強度により正規化した値を表している。

ＬＥＤ３０から発せられた光は、空気中から導光板２０内に入射する際、屈折率の違いによる影響を受けて配向特性が変化する。例えば図６に示すように、導光板２０の構成材料の屈折率が１．４９（アクリル樹脂）の場合、発光強度が０．５のときの角度は、空気中では５４度程度であるのに対し、導光板内では３２度程度となる。

複数のＬＥＤ３０を用いて均一な輝度の発光面を形成するためには、隣接配置されたＬＥＤ３０から発せられた光が重なり合った領域の輝度がＬＥＤ３０の法線方向の最大輝度に近づくように、各ＬＥＤ３０を配置することが求められる。隣接配置されたＬＥＤ３０から発せられた光が重なり合った領域の輝度をＬＥＤ３０の法線方向の最大輝度に近づけるためには、発光強度が約０．５となる位置において配向分布が重なるように、各ＬＥＤ３０を配置することが望ましい。

図６に示すような配向特性を有する一般的なＬＥＤでは、約±３２度の角度において発光強度が０．５になる。したがって、この場合には、隣接するＬＥＤ３０の発光面の法線方向が互いに６４度程度の角度を成すように配置すれば、隣接配置されたＬＥＤ３０から発せられた光が重なり合った領域の輝度をＬＥＤ３０の法線方向の最大輝度に近づけることができる。

本実施形態によるイルミネーション装置１０では、複数のＬＥＤ３０を、発光面の法線方向がプリズム２４を形成する円形の溝２６の中心に対して放射線方向を向くように、導光板２０の内側面に沿って等間隔に配置している。したがって、ＬＥＤ３０の数を５個或いは６個とすることにより、隣接するＬＥＤ３０の発光面の法線方向の成す角度を６４度程度とすることができる。すなわち、隣接するＬＥＤ３０の発光面の法線方向の成す角度は、ＬＥＤの数が５個の場合には７２度となり、ＬＥＤの数が６個の場合には６０度となる。

図７乃至図９は、ＬＥＤを隣接配置したときの発光強度の角度分布を示すグラフである。図７は、ＬＥＤの発光面の法線方向の成す角度を互いに９０度とした場合（ＬＥＤ４個）である。図８は、ＬＥＤの発光面の法線方向の成す角度を互いに７２度とした場合（ＬＥＤ５個）である。図９は、ＬＥＤの発光面の法線方向の成す角度を互いに６０度とした場合（ＬＥＤ６個）である。

ＬＥＤ３０が４個の場合には、図７に示すように、光が重ならない部分があり、暗部が発生することが判る。ＬＥＤ３０が５個の場合には、図８に示すように、隣接するＬＥＤ３０から発せられた光が重なる部分が存在し、重なり部分の発光強度は０．７程度となる。ＬＥＤ３０が６個の場合には、図９に示すように、隣接するＬＥＤ３０から発せられた光が重なる部分が存在し、重なり部分の発光強度は０．７５程度となる。このように、図６に示す配向特性のＬＥＤを用いる場合、発光強度の面内均一性を向上するためには、ＬＥＤ３０を５個以上設けることが望ましい。なお、ＬＥＤ３０の個数は、使用するＬＥＤ３０の配向特性や導光板２０の屈折率等に応じて適宜選択することが望ましい。

レンズシート４０は、特に限定されるものではないが、光を一旦集光した後に発散させるものが望ましい。光を一旦集光した後に発散させるレンズシート４０を設けることにより、導光板２０から出射される光の視認範囲を広げることができ、発光領域の全体を人の目によって認識することができる。

このようなレンズシートとしては、複数のレンズ構造体が周期的に配列されたレンズアレイシートを適用することができる。例えば、図１０に示すような、球面状のマイクロレンズ４２ａが格子状に配列されたマイクロレンズアレイシートを適用することができる。或いは、例えば図１１に示すような、複数のシリンドリカルレンズ４２ｂが並行するように配列された２枚のレンチキュラレンズシートを、シリンドリカルレンズ４２ｂが互いに交差するように貼り合わせたレンズシートを適用することができる。

或いは、レンズシート４０として光拡散シートを適用してもよい。光拡散シートとしては、例えば図１２に示すように材質内に光を拡散させるための拡散材４２ｃが入れられているもの、表面に凹凸を有するもの、乳白色などの不透明部材などを適用することができる。光拡散シートは、厳密にはレンズ効果を奏するものではないが、市場ではレンズシートと同種の素材として扱われ取引されるものである。本明細書においてレンズシートというときは、光拡散シートをも含むものとする。

なお、レンズシート４０は、視認性を高めるために配置するものであり、レンズシート４０がなくても十分な視認性を得られる場合には、必ずしも配置する必要はない。

本実施形態によるイルミネーション装置では、導光板２０の側面から入射した光を導光板２０の表面から出射している。これは、ＬＥＤ３０から発せられた光の光路長を長くして広がりを大きくするためである。

別のイルミネーション装置としては、例えば図１３及び図１４に示すような構造が考えられる。図１３（ａ）及び図１４（ａ）はイルミネーション装置の断面構造を示す断面図であり、図１３（ｂ）及び図１４（ｂ）はこのイルミネーション装置を搭載した電子部品を外部から見たときの発光状態を示す平面図である。

図１３のイルミネーション装置は、電子機器の外装部品５０の内側に接してＬＥＤ３０の発光面を配置したものである。ＬＥＤ３０から発せられた光は、外装部品５０内を伝搬した後に出射される。このイルミネーション装置の場合、ＬＥＤ３０から発せられた光は、外装部品５０内を伝搬する過程で横方向に広がる。しかしながら、電子機器の小型・薄型化等に伴い外装部品５０が薄くなるにつれ、横方向の広がりを十分に得られなくなる。その結果、外装部品の表面側から見ると、例えば図１３（ｂ）に示すように、発光強度に分布ムラが生じる。

図１４の照明装置は、図１３の照明装置と同様の構造において、ＲＧＢ一体型のＬＥＤ３０を用いた例である。ＬＥＤ３０としてＲＧＢ一体型のＬＥＤを用いる場合にあっては、例えば図１４（ａ）及び図１４（ｂ）に示すように、各色の光が十分に混じり合う前に外装部品５０から出射されてしまう。この結果、所望の色表現が困難となる。

これに対し、本実施形態によるイルミネーション装置では、ＬＥＤ３０から発せられた光を導光板２０の表面に対して平行な方向に伝搬した後、プリズム２４により反射された光を導光板２０の表面から垂直方向に出射する。このため、図１３及び図１４のイルミネーション装置と比較して、ＬＥＤ３０から発せられた光が導光板２０から出射されるまでの距離が長くなる。

したがって、導光板２０から出射されるまでに、ＬＥＤ３０から発せられた光は十分に広がることができ、発光強度の分布ムラを防止することができる。また、ＲＧＢ一体型のＬＥＤ３０を用いる場合にあっては、導光板２０から出射されるまでに各色の光が十分に混じり合うことができ、所望の色表現が可能となる。

このように、本実施形態によれば、発光輝度の面内均一性が高く色むらの少ないリング状のイルミネーション装置を実現することができる。

［第２実施形態］
第２実施形態によるイルミネーション装置について図１５を用いて説明する。図１乃至図１２に示す第１実施形態によるイルミネーション装置と同様の構成要素には同一の符号を付し説明を省略し又は簡潔にする。

図１５は、本実施形態によるイルミネーション装置の構造を示す平面図である。

第１実施形態によるイルミネーション装置では、前述のように、導光板２０の表面に設けられた同心円状の複数の溝２６によりプリズム２４を形成した。

これに対し、本実施形態によるイルミネーション装置１０では、図１５に示すように、螺旋状に描かれた１本の溝２６によりプリズム２４を形成している。溝２６のピッチＰ、深さＤ、斜面２６ａの斜度θ１、斜面２６ｂの斜度θ２等のパラメータの設定方法は、第１実施形態の場合と同様である。また、溝２６を除くイルミネーション装置の他の構成も、第１実施形態によるイルミネーション装置と同様である。

プリズム２４を有する導光板２０の製造では、バイトなどの切削器具を用いて導光板２０を切削加工することにより溝２６を形成する。導光板２０の平面に切削器具を入刀すると、最初に入刀した部分にバリが発生し、その部分が特異点となり、光のノイズが発生する。溝２６の本数が多ければ多いほど切削器具を入刀する部分が多くなり、その数だけバリが発生し、ノイズが増加する。

そこで、本実施形態によるイルミネーション装置１０では、複数の溝２６を形成する代わりに１本の溝２６を螺旋状に形成することで一筆書き様の切削加工を可能とし、切削器具の入刀箇所を１箇所にする。これにより、バリが発生する部分を大幅に減らし、ノイズを最小限にとどめることが可能になる。これにより、発光輝度の面内均一性を更に向上し、まら、色むらの発生を更に抑制することができる。

このように、本実施形態によれば、発光輝度の面内均一性が高く色むらの少ないリング状のイルミネーション装置を実現することができる。

［第３実施形態］
第３実施形態によるイルミネーション装置について図１６及び図１７を用いて説明する。図１乃至図１５に示す第１及び第２実施形態によるイルミネーション装置と同様の構成要素には同一の符号を付し説明を省略し又は簡潔にする。

図１６は、本実施形態によるイルミネーション装置の構造を示す平面図である。図１７は、導光板の内側面の形状による影響を説明する図である。

第１及び第２実施形態によるイルミネーション装置では、前述のように、導光板２０の開口部２２の平面形状を円形とした。

これに対し、本実施形態によるイルミネーション装置１０では、図１６に示すように、開口部２２の形状をＬＥＤ３０の数に応じた多角形とし、ＬＥＤ３０の発光面と導光板２０の内側面とが平行になるように配置している。

導光板２０の内側面が円弧状などの曲線の場合、図１７（ａ）に示すように、ＬＥＤ３０からの光が導光板２０に到達するまでの距離や導光板２０に入射する角度が、発光面の場所によって変化する。この結果、場所によって光の漏れロスや入光効率が異なることとなり、輝度差が生じる原因となる。

本実施形態によるイルミネーション層１０のように開口部２２の形状を多角形形状とし、ＬＥＤ３０の発光面と導光板２０の内側面とを平行にすることで、場所による光の漏れロスや入光効率のばらつきを低減することができ、輝度差も解消される。

また、ＬＥＤ３０の発光面と導光板２０の内側面とを平行にすることで、開口部２２が円弧状の場合と比較して、ＬＥＤ３０を配置する際の導光板２０とＬＥＤ３０との間の位置決めを容易にできるという効果もある。

このように、本実施形態によれば、本実施形態によれば、発光輝度の面内均一性が高く色むらの少ないリング状のイルミネーション装置を実現することができる。

［第４実施形態］
第４実施形態によるイルミネーション装置について図１８乃至図２０を用いて説明する。図１乃至図１７に示す第１乃至第３実施形態によるイルミネーション装置と同様の構成要素には同一の符号を付し説明を省略し又は簡潔にする。

図１８乃至図２０は、本実施形態によるイルミネーション装置の構造を示す平面図である。

第１乃至第３実施形態によるイルミネーション装置では、前述のように、導光板２０の外形形状を円形とした。しかしながら、導光板２０の外形形状は円形に限定されるものではなく、適宜選択することができる。

例えば図１８に示すように、開口部２２と同じ角数の多角形により、導光板２０の外形形状を形成してもよい。或いは、例えば図１９に示すように、開口部２２の多角形よりも角数の少ない多角形により、導光板２０の外形形状を形成してもよい。或いは、例えば図２０に示すように、開口部２２の多角形よりも角数の多い多角形により、導光板２０の外形形状を形成してもよい。

また、導光板２０の外形形状は、多角形形状に限定されるものでもなく、任意の形状を適用することができる。

本実施形態によるイルミネーション装置１０は、ＬＥＤ３０を導光板２０の開口部２２内に配置するため、導光板２０の外形形状の設計自由度は非常に大きい。このため、本実施形態のイルミネーション装置とともに機器に搭載される他の部品の配置等に応じて導光板２０の外形形状を適宜設定することも可能である。

導光板２０の外形形状を多角形形状等の任意の形状とすることには、イルミネーション装置１０を機器に搭載する際の位置決めを容易にし、配置位置精度を向上できるという効果もある。

［第５実施形態］
第５実施形態による電子機器について図２１乃至図２４を用いて説明する。図１乃至図２０に示す第１乃至第４実施形態によるイルミネーション装置と同様の構成要素には同一の符号を付し説明を省略し又は簡潔にする。

図２１及び図２２は、本実施形態による電子機器の構造を示す斜視図である。図２３及び図２４は、本実施形態による電子機器の動作を説明するフローチャートである。

本実施形態では、第１乃至第４実施形態によるイルミネーション装置を適用した電子機器の一例として、第１乃至第４実施形態によるイルミネーション装置を適用した携帯電話機を示す。

図２１に示す携帯電話機８０は、第１筐体８２と第２筐体８４とを有し、第１筐体８２と第２筐体８４とは折り畳み可能に形成されている。図２１は携帯電話機８０を開いた状態を示し、図２２は携帯電話機８０を閉じた状態を示している。

図２１に示すように、第１筐体８２には、文字入力キー、テンキー、十字キー、決定キー及びその他の機能キーを含む入力デバイスを有する操作部８６が設けられている。第２筐体８４には、所定の情報を表示するための表示部８８が設けられている。また、図２２に示すように、第２筐体８４の背面部には、発光部９０が設けられている。発光部９０は、特に限定されるものではないが、例えば、電話や電子メールの着信を視覚的に知らせるためのものである。発光部９０は、操作部８６や表示部８８に配置するようにしてもよい。

図２２に示す携帯電話機８０は、発光部９０として第１乃至第４実施形態のいずれかのイルミネーション装置１０を適用した例である。

例えば図１８に示す第４実施形態のイルミネーション装置１０において、６個のＬＥＤ３０の発光色を任意に組み合わせることで、発光部９０に様々な点灯パターンを表示することができる。また、６個のＬＥＤ３０の発光のタイミングを任意に組み合わせることで、発光部９０の点灯パターンを動的に変化することもできる。

携帯電話機８０の発光部９０は、例えば、電話や電子メールの着信やアラートを知らせるためのインターフェースとして利用することができる。また、アドレス帳に登録されている個人情報と点灯パターンとを予め関連付けておけば、電話や電子メールの着信通知機能に加え、電話の発信元や電子メールの送信元を視覚的に知らせることにも利用できる。

このような機能は、例えば図２３及び図２４に示すような処理を行う制御装置を用いて実現することができる。

図２３は、電話の発信元や電子メールの送信元を視覚的に知らせるための制御装置６０の一例である。

まず、受信機６２により、電話や電子メールなどの情報を受信する。

次いで、送信元判定部６４により、着信した情報をアドレス帳に登録されている情報と照合し、電話の発信元や電子メールの送信元を判別する。

次いで、判別された発信元・送信元に関連付けられた点灯パターンの情報をデータベース６６から入手し、入手した点灯パターンの情報に基づいてＬＥＤ制御装置６８を駆動する。

これにより、イルミネーション装置１０の複数のＬＥＤ３０を所定の点灯パターンで点灯させ、携帯電話機８０のユーザに着信並びに着信先を視覚的に知らせることができる。

図２４は、アラートを視覚的に知らせるための制御装置６０の一例である。

まず、携帯電話機８０のユーザ等により、アラート情報格納部７０に、所定のアラート情報が格納される。アラート情報としては、例えば、ユーザに所定の時間を知らせるためのアラート情報がある。

次いで、アラート要否判定部７２により、現在の時間とアラート情報格納部７０に格納されているアラート情報とを比較し、アラートの発生の要否を判定する。

現在の時間とアラート情報格納部７０に格納されているアラート情報が一致したときには、点灯パターンの情報をデータベース６６から入手し、入手した点灯パターンの情報に基づいてＬＥＤ制御装置６８を駆動する。

これにより、イルミネーション装置１０の複数のＬＥＤ３０を所定の点灯パターンで点灯させ、携帯電話機８０のユーザにアラートを視覚的に知らせることができる。

携帯電話機８０の発光部９０に第１乃至第４実施形態のイルミネーション装置を用いることにより、リング状に発光する様々な点灯パターンを実現することができる。また、第１乃至第４実施形態のイルミネーション装置は、発光輝度の面内均一性が高く色むらが少ないことから、視覚的に綺麗な点灯パターンを得ることができる。

また、第１乃至第４実施形態のイルミネーション装置は、ＬＥＤ３０から発せられた光を導光板２０の側面から入射して導光板２０の表面側に出射するものであり、イルミネーション装置の厚みを薄くできるメリットもある。これにより、イルミネーション装置を搭載した電子機器の小型化・薄型化を図ることができる。

このように、本実施形態によれば、電子機器の外装部に、発光輝度が均一で色むらの少ない様々な点灯パターンを表示することができ、インターフェースとしての役割やデザイン性を向上することができる。また、また、イルミネーション装置を搭載した電子機器の小型化・薄型化を図ることができる。

［第６実施形態］
第６実施形態による電子機器について図２５乃至図２８を用いて説明する。図１乃至図２０に示す第１乃至第４実施形態によるイルミネーション装置並びに図２１乃至図２４に示す第５実施形態による電子機器と同様の構成要素には同一の符号を付し説明を省略し又は簡潔にする。

図２５乃至図２８は、イルミネーション装置の電子機器への実装態様を示す概略図である。

本実施形態では、第１乃至第４実施形態のイルミネーション装置を電子機器に搭載する際の実装形態について説明する。

第１乃至第４実施形態のイルミネーション装置を電子機器に搭載する方法は、特に限定されるものではないが、例えば図２５乃至図２８に示すような種々の態様が考えられる。

図２５に示す方法は、電子機器の外装部品６０の内面に、第１乃至第４実施形態のイルミネーション装置１０を固定する方法である。外装部品６０へのイルミネーション装置１０の固定方法は、特に限定されるものではないが、例えば図２５に示すように、突き立てピン５２と押さえ板５４とを用いることができる。押さえ板５４は、ネジで固定してもよいし、バネ圧を用いて固定してもよい。

また、第１乃至第４実施形態によるイルミネーション装置は、単体の部品で構成するようにしてもよいし、電子機器を形成する他の部品との組み合わせによって構成するようにしてもよい。

図２６に示す方法は、プリズム２４が形成された導光板２０（図２６（ａ））と、ＬＥＤ３０が形成された基板５６（図２６（ｂ））とを別々に用意し、これらを組み合わせてイルミネーション装置１０を形成（図２６（ｃ））するものである。この際、基板５６に導光板２０が嵌合する溝５８を形成しておけば、導光板２０の位置合わせを高精度に行うことができる。基板５６は、電子機器の外装部品であってもよいし、回路基板であってもよい。

図２７に示す方法は、電子機器の外装部品５０と導光板２０とを一体形成するものである。外装部品５０と導光板２０とを一体形成することにより、外装部品５０と導光板２０との間の位置ずれが生じることはなく、また、部品点数を削減できる効果もある。ＬＥＤ３０は、導光板２０を一体形成した外装部品５０に固定してもよいし、外装部品５０に対向配置される回路基板上に形成してもよい。

例えば、図２１及び図２２示す第２筐体８４は、図２７に示す外装部品５０を用い、図２８に示すような構造とすることができる。

回路基板９２の一方の面（図面において下側）には、液晶表示装置９４と、所定の実装部品９６が搭載されている。また、回路基板９２の他方の面（図面において上側）には、所定の実装部品９６と、ＬＥＤ３０が実装されている。実装部品９６には、例えば、制御装置６０を形成する部品が含まれる。この回路基板９２は、導光板２０を一体形成した外装部品５０と外装部品９８とにより形成される第２筐体８４内に内包されている。外装部品５０と外装部品９８との間をテープなどの密着材１００で密封すれば、止水カバーを兼ねる筐体を形成することもできる。回路基板９２上に形成されたＬＥＤ３０は、導光板２０の開口部２２に位置するように配置されており、回路基板９２と外装部品５０との組み合わせによってイルミネーション装置１０が形成される。

外装部品５０と導光板２０とを一体形成する場合、材料中に拡散材を混合し、外装部品５０にレンズシート（拡散シート）と同様の効果を持たせるようにしてもよい。

［変形実施形態］
上記実施形態に限らず種々の変形が可能である。

例えば、上記第１乃至第４実施形態では、リング状の帯領域を発光領域とするイルミネーション装置を示したが、必ずしもリング状の帯領域の全体を発光領域とする必要はない。上記実施形態によるイルミネーション装置では、プリズム２４を設けた部分が発光領域となるため、プリズム２４を形成する領域を適宜選択することにより、リング状の帯領域のうちの特定の領域だけを選択的に発光させることもできる。

例えば、リング状の帯領域のうちの所定の角度の領域だけを発光したり、同心円をなす複数のリングのパターンを発光することができる。所定の角度の領域だけを発光する場合、ＬＥＤ３０の数を減らしてもよい。

また、上記第１乃至第４実施形態では、導光板２０を貫通するように開口部２２を設けたが、開口部２２は必ずしも導光板２０を貫通する必要はない。例えば図２９に示すように、導光板２０の途中まで開口部２２を彫り込み、開口部２２の内側面にＬＥＤ３０を配置するようにしてもよい。

また、上記第５及び第６実施形態では、第１乃至第４実施形態のイルミネーション装置を携帯電話機に適用した例を示したが、携帯電話機のみならずイルミネーション装置が求められる種々の電子機器に広く適用することができる。

また、上記実施形態に記載したイルミネーション装置並びに電子機器の構造や構成材料等は、一例を示したものにすぎず、当業者の技術常識等に応じて適宜修正や変更が可能である。

以上の実施形態に関し、更に以下の付記を開示する。

（付記１） 中央部に開口部が設けられた平板状の導光板と、
前記導光板の前記開口部の内側面に発光面が対向するように配置され、前記内側面から前記導光板内に光を入射する複数の光源とを有し、
前記導光板の一方の表面に、前記開口部を囲うように、前記複数の光源から発せられて前記導光板内を伝搬する前記光を反射して前記導光板の他方の表面から出射するプリズムが形成されている
ことを特徴とするイルミネーション装置。

（付記２） 付記１記載のイルミネーション装置において、
前記プリズムは、同心円状に配置された複数のリング状の溝を有する
ことを特徴とするイルミネーション装置。

（付記３） 付記１記載のイルミネーション装置において、
前記プリズムは、螺旋状の溝を有する
ことを特徴とするイルミネーション装置。

（付記４） 付記２又は３記載のイルミネーション装置において、
前記光源から離間するほどに、前記溝間のピッチが狭くなっている
ことを特徴とするイルミネーション装置。

（付記５） 付記２乃至４のいずれか１項に記載のイルミネーション装置において、
前記光源から離間するほどに、前記溝の深さが深くなっている
ことを特徴とするイルミネーション装置。

（付記６） 付記２乃至５のいずれか１項に記載のイルミネーション装置において、
前記溝間のピッチは、０．２ｍｍ以下である
ことを特徴とするイルミネーション装置。

（付記７） 付記２乃至６のいずれか１項に記載のイルミネーション装置において、
前記溝は、前記光源側の第１の斜面と、前記光源と反対側の第２の斜面とを有するＶ字型の溝であり、
前記導光板の前記一方の表面と前記第１の斜面及び前記第２の斜面との成す角度が、４０度〜５０度である
ことを特徴とするイルミネーション装置。

（付記８） 付記２乃至６のいずれか１項に記載のイルミネーション装置において、
前記溝は、前記光源側の第１の斜面と、前記光源と反対側の第２の斜面とを有し、隣接する前記溝の前記第１の斜面と前記第２の斜面とが接するように形成されたＶ字型の溝であり、
前記導光板の前記一方の表面と前記第１の斜面との成す角度が４１度〜４６度であり、前記導光板の前記一方の表面と前記第２の斜面との成す角度が１度〜５度である
ことを特徴とするイルミネーション装置。

（付記９） 付記１乃至８のいずれか１項に記載のイルミネーション装置において、
法線方向の発光強度に対して０．５程度の発光強度となる角度において配向分布が互いに重なるように、隣接する前記光源が配置されている
ことを特徴とするイルミネーション装置。

（付記１０） 付記１乃至９のいずれか１項に記載のイルミネーション装置において、
前記開口部は、前記複数の光源の数に応じた角数の多角形形状を有する
ことを特徴とするイルミネーション装置。

（付記１１） 付記１乃至１０のいずれか１項に記載のイルミネーション装置において、
前記開口部は、前記光源の発光面に対向する面が平坦になっている
ことを特徴とするイルミネーション装置。

（付記１２） 付記１乃至１１のいずれか１項に記載のイルミネーション装置において、
前記導光板の外形形状と前記開口部の形状とが異なっている
ことを特徴とするイルミネーション装置。

（付記１３） 付記１乃至１２のいずれか１項に記載のイルミネーション装置において、
前記導光板の前記他方の表面側に配置されたレンズシートを更に有する
ことを特徴とするイルミネーション装置。

（付記１４） 付記１３記載のイルミネーション装置において、
前記レンズシートは、複数の球面レンズが格子状に配置されたレンズアレイシートである
ことを特徴とするイルミネーション装置。

（付記１５） 付記１３記載のイルミネーション装置において、
前記レンズシートは、複数のシリンドリカルレンズが平行に配置された２枚のレンチキュラ-レンズシートを、前記シリンドリカルレンズが互いに交差するように貼り合わせたものである
ことを特徴とするイルミネーション装置。

（付記１６） 付記１３記載のイルミネーション装置において、
前記レンズシートは、光を拡散する拡散材を含む光拡散シートである
ことを特徴とするイルミネーション装置。

（付記１７） 中央部に開口部が設けられた平板状の導光板と、前記導光板の前記開口部の内側面に発光面が対向するように配置され、前記内側面から前記導光板内に光を入射する複数の光源とを有し、前記導光板の一方の表面に、前記開口部を囲うように、前記複数の光源から発せられて前記導光板内を伝搬する前記光を反射して前記導光板の他方の表面から出射するプリズムが形成されているイルミネーション装置と、
前記イルミネーション装置の前記光源を制御する制御装置と
を有することを特徴とする電子機器。

（付記１８） 付記１７記載の電子機器において、
前記複数の光源は、前記制御装置が形成された回路基板に形成されており、
前記複数の光源が形成された前記回路基板上に、前記導光板が配置されている
ことを特徴とする電子機器。

（付記１９） 付記１８記載の電子機器において、
前記回路基板に、前記導光板が嵌合する形状の溝が形成されている
ことを特徴とする電子機器。

（付記２０） 付記１７記載の電子機器において、
前記導光板は、外装部品と一体形成されている
ことを特徴とする電子機器。

（付記２１） 付記２２記載の電子機器において、
前記外装部品は、光を拡散する拡散材を含む
ことを特徴とする電子機器。

１０…イルミネーション装置
２０…導光板
２２…開口部
２４…プリズム
２６…溝
２６ａ，２６ｂ…斜面
２８…光線
３０…ＬＥＤ
４０…レンズシート
４２ａ…マイクロレンズ
４２ｂ…シリンドリカルレンズ
４２ｃ…拡散材
５０，９８…外装部品
５２…突き当てピン
５４…押さえ板
５６…基板
５８…溝
６０…制御装置
６２…受信機
６４…送信元判定部
６６…データベース
６８…ＬＥＤ制御装置
７０…アラート情報格納部
７２…アラート要否判定部
８０…携帯電話機
８２…第１筐体
８４…第２筐体
８６…操作部
８８…表示部
９０…発光部
９２…回路基板
９４…液晶表示装置
９６…実装部品
１００…密着材

Claims (14)

1. 中央部に開口部が設けられた平板状の導光板と、
   前記導光板の前記開口部の内側面に発光面が対向するように配置され、前記内側面から前記導光板内に光を入射する複数の光源とを有し、
   前記導光板の一方の表面に、前記開口部を囲うように、前記複数の光源から発せられて前記導光板内を伝搬する前記光を反射して前記導光板の他方の表面から出射するプリズムが形成され、
   前記プリズムは、同心円状に配置された複数のリング状の溝を有し、前記光源から離間するほどに、前記溝間のピッチが狭くなっている
   ことを特徴とするイルミネーション装置。
2. 請求項１記載のイルミネーション装置において、
   前記プリズムは、螺旋状の溝を有する
   ことを特徴とするイルミネーション装置。
3. 請求項１又は２記載のイルミネーション装置において、
   前記光源から離間するほどに、前記溝の深さが深くなっている
   ことを特徴とするイルミネーション装置。
4. 請求項１乃至３のいずれか１項に記載のイルミネーション装置において、
   前記溝間のピッチは、０．２ｍｍ以下である
   ことを特徴とするイルミネーション装置。
5. 請求項１乃至４のいずれか１項に記載のイルミネーション装置において、
   前記溝は、前記光源側の第１の斜面と、前記光源と反対側の第２の斜面とを有するＶ字型の溝であり、
   前記導光板の前記一方の表面と前記第１の斜面及び前記第２の斜面との成す角度が、４０度〜５０度である
   ことを特徴とするイルミネーション装置。
6. 請求項１乃至５のいずれか１項に記載のイルミネーション装置において、
   前記溝は、前記光源側の第１の斜面と、前記光源と反対側の第２の斜面とを有し、隣接する前記溝の前記第１の斜面と前記第２の斜面とが接するように形成されたＶ字型の溝であり、
   前記導光板の前記一方の表面と前記第１の斜面との成す角度が４１度〜４６度であり、
   前記導光板の前記一方の表面と前記第２の斜面との成す角度が１度〜５度である
   ことを特徴とするイルミネーション装置。
7. 請求項１乃至６のいずれか１項に記載のイルミネーション装置において、
   法線方向の発光強度に対して０．５程度の発光強度となる角度において配向分布が互いに重なるように、隣接する前記光源が配置されている
   ことを特徴とするイルミネーション装置。
8. 請求項１乃至７のいずれか１項に記載のイルミネーション装置において、
   前記開口部は、前記光源の発光面に対向する面が平坦になっている
   ことを特徴とするイルミネーション装置。
9. 請求項１乃至８のいずれか１項に記載のイルミネーション装置において、
   前記導光板の前記他方の表面側に配置されたレンズシートを更に有する
   ことを特徴とするイルミネーション装置。
10. 中央部に開口部が設けられた平板状の導光板と、前記導光板の前記開口部の内側面に発光面が対向するように配置され、前記内側面から前記導光板内に光を入射する複数の光源とを有し、前記導光板の一方の表面に、前記開口部を囲うように、前記複数の光源から発せられて前記導光板内を伝搬する前記光を反射して前記導光板の他方の表面から出射するプリズムが形成され、前記プリズムは、同心円状に配置された複数のリング状の溝を有し、前記光源から離間するほどに、前記溝間のピッチが狭くなっているイルミネーション装置と、
    前記イルミネーション装置の前記光源を制御する制御装置と
    を有することを特徴とする電子機器。
11. 請求項１０記載の電子機器において、
    前記複数の光源は、前記制御装置が形成された回路基板に形成されており、
    前記複数の光源が形成された前記回路基板上に、前記導光板が配置されている
    ことを特徴とする電子機器。
12. 請求項１１記載の電子機器において、
    前記回路基板に、前記導光板が嵌合する形状の溝が形成されている
    ことを特徴とする電子機器。
13. 請求項１０記載の電子機器において、
    前記導光板は、外装部品と一体形成されている
    ことを特徴とする電子機器。
14. 請求項１３記載の電子機器において、
    前記外装部品は、光を拡散する拡散材を含む
    ことを特徴とする電子機器。

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