JP6484715B2 - 光を伝送するための装置 - Google Patents

Description

本開示は光の伝送に関し、より具体的には光を伝送するための装置に関する。

導波路は、電磁波又は音波などの波を導く構造体である。波の種類に応じて、異なる種類の導波路がある。

光波の場合は、対応する導波路は光導波路である。これは、光学スペクトルの電磁波を導く物理的な構造体である。光導波路の一例であるライト管又はライトパイプは、照明目的で自然光又は人工光を伝送する又は分布させるために使用される物理的構造体である。

電子機器では、モールド成形されたプラスチックのライト管が、回路基板上の発光ダイオード（ＬＥＤ）からの照射をフロントパネルの表示シンボル又はボタンに向けるために、電子機器産業で一般的に使用されている。これらのライト管は典型的に、光ファイバーと同様にゆるやかに曲がる湾曲部を使用するか、又は角度のついた角から反射する鋭い角柱の折れ部を有する、非常に複雑な形状を有する。複数のライト管が、しばしば単一のプラスチック部品からモールド成形され、これにより装置の組み立てが容易になる。この理由は、長く薄いそれらのライト管が、所定の位置にはまる単一の剛性の構成要素の全ての部品であるからである。

ライト管表示部は、電子機器の製造をより安価にする。というのも、旧来の方法では、照明されるべきスポットの直接背後の小さなソケットに小さなランプを取り付けるか又は設置しなくてはならなかったからである。これはしばしば、設置及び配線のために、徹底的な手作業を必要とする。ライト管により、全ての光を単一の平坦な回路基板上に搭載することが可能になるが、照射は、必要な場合はどこでも、基板から数インチだけ上方に離れて指向されることができる。

製品によっては、異なる色のＬＥＤを特定のパターンで密接に配置することが必要になる。従って、異なるライトパイプが光の伝達のために必要である。理想的な解決策は、ライトパイプが、互いに分離されていて、光の漏れ及び干渉を回避するために別個に取り付けられていることである。しかし、これにより製品コストが高くなり、かつ製造プロセスが複雑になる。業界での一般的な解決策は、ライトパイプと同じ材料を用いた幾つかの矩形のバー（又は直方体と呼ばれる）をブリッジとして追加して、低コストで全てのライトパイプを接続することである。費用上の理由から、矩形のバー及びライトパイプは、単一の部品として一緒にモールド成形される。しかしながら、接続ブリッジは、接続ブリッジが接続する異なるライトパイプ間に、光の漏れ及び干渉を引き起こすことがある。

本開示の一態様によれば、光を伝送するための装置が提供され、この装置は、少なくとも２本のライトパイプ及び少なくとも１つの接続部を含み、この少なくとも２本のライトパイプ及び少なくとも１つの接続部は、同一の材料を用いて単一の部品として成形され、各接続部は、この少なくとも２本のライトパイプを接続するための接続面と、接続面と鋭角をなす２つの他の表面とを有する三角柱を含む。

本開示のより多くの態様及び利点が、本開示の以下の詳細な説明の中で見つけられることを、理解されたい。

添付の図面は、本開示の更なる理解をもたらすために含まれ、本出願に組み込まれて本出願の一部をなし、明細書の記載によって説明されるように、本開示の実施形態を図示するために使用される。本開示は、その実施形態に限定はされない。

従来技術による、理想的な光の伝達経路を示す図である。 従来技術による、実際の光の伝達を示す図である。 本開示の一実施形態による製品の一例を示す図である。 本開示の実施形態による接続ブリッジの例の側面図を示す図である。 本開示の実施形態による接続ブリッジの例の側面図を示す図である。 本開示の実施形態による接続ブリッジの例の側面図を示す図である。 本開示の実施形態による導光装置の一例の正面図を示す図である。 本開示の実施形態による導光装置の一例の上面図を示す図である。 本開示の実施形態による導光装置の一例の右側面図を示す図である。 本開示の実施形態による、４本のライトパイプを有する導光装置を示す図である。 本開示の実施形態による、ゆるやかに曲がる湾曲部を有する２本のライトパイプと２列の接続ブリッジとを有する導光装置を示す図である。 本開示の実施形態による、ゆるやかに曲がる湾曲部を有する２本のライトパイプと２列の接続ブリッジとを有する導光装置を示す図である。 本開示の実施形態による、鋭い角柱の折れ部を有する２本のライトパイプと２列の接続ブリッジとを有する導光装置を示す図である。 本開示の実施形態による、鋭い角柱の折れ部を有する２本のライトパイプと２列の接続ブリッジとを有する導光装置を示す図である。 本開示の実施形態による、２つの接続ブリッジを有する導光装置を示す図である。

本開示の実施形態を、図面と関連付けて詳細に説明する。以下の説明では、既知の機能及び構成に係る詳細な説明の一部は、明快さ及び簡潔さのために、省略されることがある。

図１は、従来技術による、理想的な光の伝達経路を示す図である。この例では、２本のライトパイプ及び２つの接続ブリッジ（接続部として機能している）が、組立を容易にするために、同一の材料を用いて単一の取り外し不可能な部品として成形されている。第１のライトパイプが、実線で示されるように、一方の端部から他方の端部へ、即ち、第１のＬＥＤから表示部へ、第１の光（第１の光ビーム又は第１光ビームと呼ばれる）を伝送するために使用され、第２のライトパイプが、破線で示されるように、第２のＬＥＤによって放射される第２の光（第２の光ビーム又は第２光ビームと呼ばれる）を伝送するために使用される。直方体（rectangular cuboid）（この多面体を指定するのに、直方体（right rectangular prism）、直方体（rectangular parallelepiped）、又は直角平行六面体（orthogonal parallelepiped）も使用される）の形状をした接続ブリッジが、複数のライトパイプを支持し一緒に保持するために使用される。理想的な場合では、第１の光及び第２の光は、それぞれのライトパイプ内を伝送される。しかし実際には、接続ブリッジのせいで光の漏れ及び干渉が生じる。図２は、従来技術による、実際の光の伝達を示す図である。図２から分かるように、第１の光及び第２の光は、接続ブリッジを通って、それらが伝送されてはいけないライトパイプに漏れている。図３は製品の一例を示す図であり、この製品では、製品の状態をユーザに知らせるために、ライトパイプ及び接続ブリッジを含む導光体を使用して、幾つかのＬＥＤ放射体からの光を同数のフロントパネルの表示部に伝送する。理想的な状況では、イベントが発生するか又は状態が変化すると、対応する表示部が点灯される。しかし実際の状況では、隣接する表示部からの光の漏れのおかげで、本来暗くあるべきところを、低レベルの輝度で点灯される可能性があり、これによりユーザが製品の状態について判断を誤ることにつながり得る。

本開示によれば、光の漏れ及び干渉を最小化することを目的とする。これは、ライトパイプ間の接続ブリッジの物理的な形状を変更することにより、達成される。

以下の例では、物理的な接続部として機能するライトパイプ間の接続ブリッジとライトパイプとは、単一の取り外し不可能な部分に成形することにより、透明なプラスチック材料からなる。これは、導光装置を製造し、１つの装置又は回路基板上に組み立てるためのコストの低減をもたらす。この目的を達成するために、接続ブリッジの形状を変更して、漏れた光をその光がやって来たライトパイプに戻すように反射することにより、又は、光を接続ブリッジの外部に透過させることにより、ライトパイプから到来する光が接続ブリッジを通過するのを防止又は遮断する。これにより、一方のライトパイプから他方のライトパイプへ接続ブリッジを通過する光の量を最小限に抑える。

図４Ａは、本開示の一実施形態による一例の側面図を示す図である。この例では、導光装置は、１つの接続ブリッジを有する２本の真っ直ぐなライトパイプを含む。図４Ａから分かるように、接続ブリッジは直方体の形状をしていない。代わりに、接続ブリッジは２つの構成部分を含み、第１の構成部分は三角柱（２つの三角形の底面と３つの矩形の表面とを有する）であり、第２の構成部分は脚部である。脚部の数は、ライトパイプの数と同じである。即ち、この例では２つの脚部がある。ライトパイプ毎に、そのライトパイプを三角柱に接続する脚部がある。三角形に関しては、１つの面が脚部の１つの端部と接続され、脚部に接続していない他の２つの面が、脚部に接続している面と鋭角をなしている。２つの鋭角は同じであってもよく、又は異なっていてもよい。図４Ａの例では、脚部の幾何形状は直方体である。脚部の２つの底面の形状に関しては、これは、（脚部を接続する）ライトパイプの表面と、（脚部を接続する）三角柱の表面の（脚部を接続する）ライトパイプの表面の平面に投影された領域との、重複部分になる。なお、単一の取り外し不可能な導光装置から接続ブリッジを取り出し、それを２つの構成部分を用いて説明したのは、単に説明の目的のためである。さもなければ、接続ブリッジの形状を説明するのは困難である。実際には、ライトパイプと接続ブリッジとは単一の部品である。図５Ａ、図５Ｂ、及び図５Ｃは、本開示の実施形態による導光装置の一例の正面図、上面図、及び右側面図を示す図である。三角形の屋根の形状をした面が、ライトパイプから到来する光について、光をライトパイプに戻すように反射することにより、又は光をブリッジの外部に透過させることにより、ブリッジを通過するのを遮断する。

なお、脚部は他の形状をしていてもよく、又は取り除かれてもよい。図４Ｂは、本開示の実施形態による、重複部分よりも脚部の底面がより小さい場合を示す図である。なお、脚部の形状は、円柱及び他の多角形の角柱、例えば、四角柱（４つの面を有する２つの多角形の底面を有する）、五角柱、六角柱、等であってもよい。図４Ｃは、本開示の実施形態による、脚部の無い導光装置を示す図である。図４Ｃでは、三角柱が全てのライトパイプを横断し、全てのライトパイプと１つの面で接続している。

上記の例では、ライトパイプの形状は直方体である。異なる例では、この形状は円柱である。

異なる例では、ライトパイプは粗い表面を有し、接続ブリッジも粗い表面を有する、即ち、構成部分の全ての表面が粗い表面である。この粗い表面は、ブリッジに入って来る光を散乱させ、そのうえ、光を隣接するパイプに伝送する代わりに、光が空気中に漏れ出すのを可能にする。

異なる例では、ライトパイプの数は２本よりも多い。また、２つより多くの脚部を有する接続ブリッジが、全てのライトパイプを接続する。図６は、４本のライトパイプを有する導光装置を示す図である。なお、接続ブリッジの数は１つよりも多くてもよく、例えば、２つの接続ブリッジが使用される。

上記の例では、ライトパイプは真っ直ぐな形状である。異なる例では、ライトパイプはゆるやかに曲がる湾曲部を有する。図７Ａ及び図７Ｂは、ゆるやかに曲がる湾曲部を有する２本のライトパイプと２つの接続ブリッジとを有する導光装置を示す図である。図７Ａは最終製品を示し、図７Ｂは、上から下及び左から右の方向における、上面図、左面図、正面図、右面図、及び底面図を示す。別の異なる例では、ライトパイプは鋭い角柱の折れ部を有する。図８Ａ及び図８Ｂは、鋭い角柱の折れ部を有する２本のライトパイプと２つの接続ブリッジとを有する導光装置を示す図である。図８Ａは最終製品を示し、図８Ｂは、上から下及び左から右の方向における、上面図、左面図、正面図、右面図、及び底面図を示す。

なお、接続ブリッジの数が２つ以上である場合、これらの接続ブリッジは寸法が異なっていてもよい。図９は、２つの接続ブリッジを有する導光装置を示す図であり、２つの接続ブリッジの一方はより大きく、他方はより小さい。

幾つかの実装について説明した。それにも関わらず、多数の変更を施すことが可能であることを理解されたい。例えば、異なる実装の要素が、組み合わされ、補われ、変更され、又は取り除かれて、他の実装を生み出すことができる。更に、当業者であれば、他の構造及び工程が開示されたものを代用することができ、結果として得られる実装は、少なくとも実質的に同じ態様で少なくとも実質的に同じ機能を実行し、開示された実装と少なくとも実質的に同じ結果を達成することを、理解するであろう。従って、これらの実装及び他の実装が、本出願によって企図されており、添付の特許請求の範囲により規定される本開示の範囲内にある。
［付記１］
少なくとも２本のライトパイプ及び少なくとも１つの接続部を含む、光を伝送するための装置であって、
前記少なくとも２本のライトパイプ及び前記少なくとも１つの接続部は、同一の材料を用いて単一の部品として成形され、
前記少なくとも１つの接続部の各々は、前記少なくとも２本のライトパイプを接続するための接続面と、前記接続面と鋭角をなす２つの他の面とを有する三角柱を含む、装置。
［付記２］
前記少なくとも１つの接続部の各々は、前記少なくとも２本のライトパイプの数と同じ数の脚部を更に含み、各脚部は、一方の端部でライトパイプに接続し、他方の端部で前記接続部の前記接続面に接続する、付記１に記載の装置。
［付記３］
前記脚部は、多角形の角柱又は円柱の形状である、付記２に記載の装置。
［付記４］
前記少なくとも１つの接続部の表面が粗い表面である、付記１に記載の装置。
［付記５］
前記少なくとも１つの接続部の数が２よりも多く、前記少なくとも１つの接続部はサイズが異なる、付記１に記載の装置。
［付記６］
前記少なくとも２本のライトパイプが、ゆるやかに曲がる湾曲部を有する、付記１に記載の装置。
［付記７］
前記少なくとも２本のライトパイプが、鋭い角柱の折れ部を有する、付記１に記載の装置。

Claims (11)

1. 光を伝送するための装置であって、
   少なくとも２本のライトパイプと、
   前記少なくとも２本のライトパイプを保持する少なくとも１つの接続部と、を備え、
   前記少なくとも２本のライトパイプ及び前記少なくとも１つの接続部は、同一の材料を用いて単一の部品として成形され、
   前記少なくとも１つの接続部は、前記少なくとも２本のライトパイプにまたがるブリッジを形成し、
   前記少なくとも２本のライトパイプの各々と接する前記少なくとも１つの接続部の表面と反対側に位置する前記少なくとも１つの接続部の表面は、光を前記ライトパイプに戻すように反射し、前記少なくとも２本のライトパイプの間の光の漏れを防止する三角柱を含む、装置。
2. 前記ブリッジを形成する前記少なくとも１つの接続部の各々は、前記ブリッジの少なくとも２本の柱を形成する少なくとも２本の脚部を更に含み、１本の脚部がライトパイプ各々に対応し、各脚部は、一方の端部でライトパイプに接続し、他方の端部で前記三角柱の底部に接続する、請求項１に記載の装置。
3. 前記少なくとも２本の脚部の少なくとも１本は、直方体の角柱、多角形の角柱又は円柱の形状である、請求項２に記載の装置。
4. 前記ブリッジに入射する光を拡散させ、隣接するライトパイプに光を通過させる代わりに外部に透過させる粗い表面を更に含む、請求項１から３のいずれか一項に記載の装置。
5. サイズ及び／又は形状が異なる、２つよりも多い接続部を備える、請求項１から４のいずれか一項に記載の装置。
6. サイズ及び／又は形状が同一である、２つよりも多い接続部を備える、請求項１から４のいずれか一項に記載の装置。
7. 前記少なくとも２本のライトパイプが、ゆるやかに曲がる湾曲部を有する、請求項１から６のいずれか一項に記載の装置。
8. 前記少なくとも２本のライトパイプが、鋭い角柱の折れ部を有する、請求項１から７のいずれか一項に記載の装置。
9. 前記少なくとも２本のライトパイプの少なくとも１本は、直方体の角柱の形状を有する、請求項１から８のいずれか一項に記載の装置。
10. 前記少なくとも２本のライトパイプの少なくとも１本は、円柱の形状を有する、請求項１から９のいずれか一項に記載の装置。
11. 電子装置であって、前記電子装置は、
    少なくとも１つの光源と、
    表示パネルと、
    前記少なくとも１つの光源からの光を前記表示パネルに伝送し、請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載の構造を有する装置と、
    を備える電子装置。

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