JP6496995B2 - インジケータ - Google Patents

Description

本発明はインジケータに関し、特に発光ダイオード（ＬＥＤ）を光源とするインジケータに関する。

従来から、ＬＥＤを光源とするインジケータが各種の電気機器に搭載されている。インジケータとしては、ユーザが明瞭にその点灯／消灯を明瞭に視認できることに加え、特に近年ではデザイン重視の観点から、デザイン的にも優れたものであることが要求されている。

特許文献１には、液晶表示装置に関するものであるが、ＬＥＤ光源と、遮光性の障壁と、障壁上に設けられ、障壁により仕切られた発光領域を覆うレンズ状構造物を備えた照明装置が記載されている。レンズ状構造物は、その傾斜面が曲面であり、底面の形状が発光領域の開口部の形状と同一であってＬＥＤ基板に向かって突出しているピラミッド形状のレンズであって、ＬＥＤ光源からの光の進行方向とＬＥＤ基板の法線方向との角度がより小さくなるように、ＬＥＤ光源から発せされレンズ状構造物に入射する光の進行方向を変化させることが記載されている。これにより、画像内の明るい部分と暗い部分との境目で生じるハロー現象を抑制できるとしている。

特開２０１１−６０７０６号公報

上記従来技術では、発光領域の開口部を均一に照らすことでハロー現象を抑制するものであるが、他方、発光領域の開口部の一部を局所的に照らすことは考慮されていない。例えば、発光領域の開口部を特定の形状、例えば矩形とするとともに、その中央部のみを局所的に照らすことで先進的なデザイン性を顕在化させることが可能であるが、このような考慮はなされていない。さらに、上記従来技術では、レンズ状構造物は、その傾斜面が曲面であり、底面の形状が発光領域の開口部の形状と同一であってＬＥＤ基板に向かって突出しているピラミッド形状であってその構造が複雑であり、より簡易な構成でデザイン的にも優れたインジケータを得ることが望まれている。

本発明の目的は、簡易な構成でコスト増加を抑制しつつ、デザイン性に優れたインジケータを提供することにある。

本発明のインジケータは、正面側に凸部が形成され、背面側に前記凸部よりも投影面積が小さい凹部が形成され、前記正面側の凸部が筐体正面の開口部に嵌合する光学部材と、前記光学部材の前記背面側の前記凹部に対向して配置され、その投影面積が前記凹部の投影面積よりも大きいＬＥＤ光源とを備え、前記正面側の前記凸部の中心軸及び前記背面側の前記凹部の中心軸は、前記ＬＥＤ光源の光軸に一致し、前記ＬＥＤ光源からの光は、前記背面側の前記凹部及び前記正面側の前記凸部を透過して前記筐体正面の前記開口部から射出し、前記凸部の中央領域を透過する光の量は、前記凹部に対向しない、前記凸部の中央領域を取り囲む周囲の領域を透過する光の量より増大することを特徴とする。

本発明の１つの実施形態では、前記光学部材は、少なくとも２つの脚部を備えるブリッジ構造をなし、前記脚部の各々に前記正面側の前記凸部が形成され、前記正面側の凸部が各々前記筐体正面の並列する前記開口部に嵌合する。

本発明の他の実施形態では、前記開口部、前記正面側の前記凸部、前記背面側の前記凹部は、その平面形状が矩形である。

本発明によれば、簡易な構成でコスト増加を抑制し、デザイン性に優れたインジケータを得ることができる。

実施形態のオーディオインタフェースの正面図である。 インジケータ近傍の一部断面図である。 光学部材の正面図及び背面図である。 ＬＥＤ光源及び光学部材の斜視図である。 ＬＥＤ光源及び光学部材の斜視図である。 インジケータの正面図である。 他の実施形態のＬＥＤ光源及び光学部材の斜視図である。 第１実施形態及び第２実施形態の断面図である。

以下、図面に基づき本発明の実施形態について説明する。

＜第１実施形態＞
図１は、本実施形態のインジケータを搭載する電気機器の一例であるオーディオインタフェースの正面図である。オーディオインタフェースは、複数の入力端子と複数の出力端子を備え、音源からの音声信号を入力してデジタル信号に変換し、パーソナルコンピュータ等にデジタル信号を出力する。また、音源からの音声信号を入力して増幅して出力する。

オーディオインタフェース１０の正面には、複数の入力端子（図ではチャンネル１及びチャンネル２）や切替スイッチ、調整用つまみ等に加え、各種の動作状態を表示するインジケータ１２が存在する。

インジケータ１２は、外観形状が矩形であり、オーディオインタフェース１０の筐体正面（正面パネル）の所定位置に矩形の開口部を形成し、当該開口部に光学部材を嵌合させ、かつ、光学部材の背面側にＬＥＤ光源を配置して構成される。ＬＥＤ光源からの光は、光学部材を介して筐体正面の開口部から射出され、ＬＥＤ光源をＯＮ／ＯＦＦ駆動することで特定の動作状態を表すインジケータとして機能する。ＬＥＤ光源は、回路基板に電気的に接続され、回路基板に搭載されるコントローラからの駆動信号によりＯＮ／ＯＦＦ駆動される。インジケータ１２の一例は信号入力インジケータであり、入力端子から信号が入力されている場合にＬＥＤ光源を点灯（ＯＮ）させてインジケータ１２を光らせる。勿論、インジケータ１２の種類は任意であり、これに限定されない。

図２は、オーディオインタフェース１０の縦断面図の、インジケータ１２近傍の一部拡大図である。

オーディオインタフェース１０の正面パネル１４の一部に矩形の開口部１６が設けられ、この矩形の開口部１６に光学部材１８の正面側に形成された凸部１８ｃが嵌合する。すなわち、開口部１６の形状と、光学部材１８の正面側の凸部１８ｃの形状は互いに一致し、開口部１６と凸部１８ｃが対向するように正面パネル１４に対して光学部材１８を位置決めして凸部１８ｃを開口部１６に嵌め込むことで光学部材１８を正面パネル１４に取り付ける。光学部材１８は、ＬＥＤ光源２２からの光を導光するレンズとして機能し、ＬＥＤ光源２２からの光に対して透明ないし半透明のＡＢＳ樹脂等で構成される。

光学部材１８の背面にはＬＥＤ光源２２が配置され、ＬＥＤ光源２２と光学部材１８との間には円筒の空洞２０が形成される。ＬＥＤ光源２２から射出した光は、空洞２０を通って光学部材１８に入射し、光学部材１８で光量変調されて矩形の開口部１６から射出する。ここで、光量変調とは、光学部材１８に入射した光の光量に差を生じさせることをいい、開口部１６の中央の領域の光量をその周辺の領域の光量よりも相対的に大きくすることをいう。この光量変調は、上記した凸部１８ｃと、光学部材１８の背面側に形成された凹部により達成される。

図３は、光学部材１８の正面図（ａ）及び背面図（ｂ）である。光学部材１８は、２つの並列したインジケータ１２に共通に設けられる。すなわち、２つの脚部１８ａ、１８ｂを有するブリッジ構造をなし、並列する２つのインジケータ１２の一方に脚部１８ａが対応し、他方に脚部１８ｂが対応する。例えば、並列する２つのインジケータが、信号入力（ＳＩＧ）及びピーク（ＰＥＡＫ）である場合、脚部１８ａが信号入力インジケータ１２に対応し、脚部１８ｂがピークインジケータ１２に対応する。ＬＥＤ光源２２も、脚部１８ａ、１８ｂのそれぞれに対応して設けられる。

脚部１８ａ、１８ｂの正面側には各々矩形の凸部１８ｃが形成され、この凸部１８ｃが各々正面パネル１４の矩形の開口部１６に嵌合する。開口部１６の中心軸及び凸部１８ｃの中心軸は、ＬＥＤ光源２２の光軸に一致する。

他方、脚部１８ａ、１８ｂの背面側には各々矩形の凹部１８ｄが形成される。凹部１８ｄの投影面積は、凸部１８ｃの投影面積よりも小さい。ここで、投影面積とは、凸部１８ｃ及び凹部１８ｄを各々正面側、背面側から見た場合の面積をいう。凹部１８ｄの中心軸は、ＬＥＤ光源２２の光軸に一致する。従って、脚部１８ａに形成された凸部１８ｃ、凹部１８ｄの中心軸は、ＬＥＤ光源２２ａの光軸に一致し、脚部１８ｂに形成された凸部１８ｃ、凹部１８ｄの中心軸は、ＬＥＤ光源２２ｂの光軸に一致する。

図４Ａ及び図４Ｂは、ＬＥＤ光源２２と光学部材１８の配置関係を示す斜視図であり、図４Ａは正面側から見た斜視図、図４Ｂは背面側から見た斜視図である。上記の通り、光学部材１８の脚部１８ａ、１８ｂのそれぞれに対応してＬＥＤ光源２２が設けられる（ここでは、これらをＬＥＤ光源２２ａ、２２ｂとする）。ＬＥＤ光源２２ａから射出した光は脚部１８ａの背面の凹部１８ｄに入射し、脚部１８ａの正面の凸部１８ｃから射出してインジケータ１２を光らせる。同様に、ＬＥＤ光源２２ｂから射出した光は脚部１８ｂの背面の凹部１８ｄに入射し、脚部１８ｂの正面の凸部１８ｃから射出して別のインジケータ１２を光らせる。

脚部１８ａに着目すると、ＬＥＤ光源２２ａから射出した光は空洞２０を通って光学部材１８の脚部１８ａの凹部１８ｄ及びその周囲に入射する。図２の断面図に示すように、凹部１８ｄが形成された領域では、その周囲の領域よりも光学部材１８の厚さが薄いため、その分だけ光学的距離が減少し、透過光量が相対的に増大する。また、凹部１８ｄの周囲の領域では、光学部材１８の厚さが相対的に厚いため、その分だけ光学的距離が増大し、透過光量が相対的に減少する。すなわち、たとえ光学部材１８を透明樹脂で構成しても、幾分かの光は光学部材１８を通過する際に吸収されるため、光学的距離の大小によりその透過光量に差が生じる。従って、正面から見ると、インジケータ１２のうち、中央部、つまり凹部１８ｄが形成された矩形領域が明るく見え、その周囲の領域は暗く見える。インジケータ１２の開口部１６は矩形であるから、矩形のインジケータ１２の中央に矩形の光源が際立って見えるようになる。

図５は、インジケータ１２を正面から見た場合である。矩形の開口部１６の中央に、矩形の領域が明るく光って見える。通常のインジケータでは、矩形の開口部１６の全体を均一に光らせるように（面発光）構成するが、本実施形態では、意図的に矩形の開口部１６の中央を局所的、かつ矩形に光らせている点に留意されたい。

以上のように、本実施形態では、正面側に凸部１８ｃ、背面側に凹部１８ｄが形成された光学部材１８を設けることで、簡易な構成でありながらインジケータ１２の中央に光源が見えるような、デザイン的に優れたインジケータ１２を得ることができる。

＜第２実施形態＞
第１実施形態では、光学部材１８の正面側に凸部１８ｃを形成し、背面側に凹部１８ｄを形成することで光量に差を生じさせているが、光学部材１８の正面側に凸部１８ｃを形成し、背面側にも凸部を形成することで光量に差を生じさせることもできる。

図６は、本実施形態におけるＬＥＤ光源２２と光学部材１８の配置関係を示す斜視図であり、背面側から見た斜視図である。なお、正面側から見た斜視図は図４Ａと同一である。

光学部材１８の脚部１８ａ、１８ｂのそれぞれに対応してＬＥＤ光源２２ａ及びＬＥＤ光源２２ｂが設けられる。ＬＥＤ光源２２ａから射出した光は脚部１８ａの背面の凸部１８ｅに入射し、脚部１８ａの正面の凸部１８ｃから射出してインジケータ１２を光らせる。同様に、ＬＥＤ光源２２ｂから射出した光は脚部１８ｂの背面の凸部１８ｅに入射し、脚部１８ｂの正面の凸部１８ｃから射出して別のインジケータ１２を光らせる。背面の凸部１８ｅの形状は、凹部１８ｄと同様に矩形である。また、その投影面積は、正面の凸部１８ｃよりも小さい。脚部１８ａに形成された凸部１８ｃ及び凸部１８ｅの中心軸は、ＬＥＤ光源２２ａの光軸に一致する。また、脚部１８ｂに形成された凸部１８ｃ及び凸部１８ｅの中心軸は、ＬＥＤ光源２２ｂの光軸に一致する。

ここで、脚部１８ａに着目すると、ＬＥＤ光源２２から射出した光は空洞２０を通って光学部材１８の脚部１８ａの凸部１８ｅ及びその周囲に入射する。ＬＥＤ光源２２と凸部１８ｅとの距離は、ＬＥＤ光源２２と凸部１８ｅの周囲との距離よりも短いため、ＬＥＤ光源２２からの光は拡散することなく凸部１８ｅに入射し、凸部１８ｅが導光部として機能して光を正面まで導く。他方、凸部１８ｅの周囲に入射した光は拡散しているため、その光量は凸部１８ｅに入射した光よりも相対的に低下する（ＬＥＤ光源２２からの距離の２乗に反比例して低下する）。従って、正面から見ると、インジケータ１２のうち、中央部、つまり凸部１８ｅが形成された矩形領域が明るく見え、その周囲の領域は暗く見える。インジケータ１２の開口部１６は矩形であるから、矩形のインジケータ１２の中央に矩形の光源が見えるようになる（図５参照）。

なお、背面の凸部１８ｅを支持するように、凸部１８ｅの周囲を非透明部材の支持部で支持することで、凸部１８ｅの保護及び位置決めを行うとともに、凸部１８ｅに入射した光とそれ以外の光との光量差をより明確化し、インジケータ１２のうち凸部１８ｅに対応する中央領域のみを光らせてもよい。

図７は、光学部材１８の背面側に凹部１８ｄを形成する第１実施形態と、凸部１８ｅを形成する第２実施形態の配置関係を対比して示す断面図である。図７（ａ）は第２実施形態の断面図であり、図７（ｂ）は第１実施形態の断面図である。

第２実施形態においても、第１実施形態と同様に、光学部材１８の正面側の凸部１８ｃが筐体の開口部１６に嵌合して光学部材１８が支持固定されるとともに位置決めされる。背面の凸部１８ｅは、空洞２０内をＬＥＤ光源２２に向けて突出形成される。凸部１８ｅの中心軸は、ＬＥＤ光源２２の光軸に一致する。

ＬＥＤ光源２２と光学部材１８との距離に関しては、第１実施形態ではＬＥＤ光源２２と光学部材１８の裏面側の凹部１８ｄとの距離は相対的に遠く、第２実施形態ではＬＥＤ光源２２と光学部材１８の裏面側の凸部１８ｅとの距離は相対的に近い。

第１実施形態と第２実施形態では、矩形の開口部１６の中央とその周辺で光量差を生じさせる原理が異なり、第１実施形態では光学部材１８の厚さの相違により光量差を生じさせ、第２実施形態ではＬＥＤ光源２２からの距離の相違により光量差を生じさせる（光学部材１８の厚さの相違によっても光量差を生じるが、距離の相違による光量差の方が大きく、これが光量差として顕在化する）ことに留意されたい。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されることなく、種々の変形が可能である。

例えば、第１実施形態では、光学部材１８の背面側の凹部１８ｄの外形を矩形としているが、円形ないし楕円形としてもよい。この場合、矩形の開口部１６の中央に、円形あるいは楕円形の領域が明るく光って見える。第２実施形態についても同様であり、光学部材１８の背面側の凸部１８ｅの外形を円形ないし楕円形としてもよい。開口部１６についても同様であり、矩形の代わりに円形もしくは楕円形としてもよい。本発明の要旨は、光学部材１８の形状に段差を形成することでＬＥＤ光源からの光に光量差（明暗差）を生じさせることでＬＥＤ光源２２を際立たせることにあり、この範囲内において任意の形状を採用し得る。但し、特定の電気機器では、特定の形状、特に図５に示すように、矩形の開口部１６の中央のみを矩形に光らせるような態様がデザイン的に望ましい。

ところで、単に矩形の開口部１６の中央のみを局所的に光らせるのであれば、開口部１６の中央からＬＥＤ光源２２をそのまま突出させることも考えられるが、これではＬＥＤ光源２２自体を筐体に嵌合させる必要があるため、ＬＥＤ光源２２の保護や位置決めの観点で製造上問題がある。本実施形態では、光学部材１８を矩形の開口部１６に嵌合することで、ＬＥＤ光源２２の保護及び位置決めを容易化し、量産化に優れる効果がある。

また、本実施形態では、２つの脚部を備える光学部材１８を例に説明したが、脚部が１つであってもよいことは勿論のこと、３つ、４つと連接する脚部を備えている光学部材にも適用可能である。

本実施形態では、電気機器の一例としてオーディオインタフェースを例示したが、勿論これに限定されるものではなく、インジケータを備える任意の電気機器に適用することができる。

１０ オーディオインタフェース、１２ インジケータ、１４ 正面パネル、１６ 開口部、１８ 光学部材、２０ 空洞、２２ ＬＥＤ光源。

Claims (3)

1. 正面側に凸部が形成され、背面側に前記凸部よりも投影面積が小さい凹部が形成され、前記正面側の凸部が筐体正面の開口部に嵌合する光学部材と、
   前記光学部材の前記背面側の前記凹部に対向して配置され、その投影面積が前記凹部の投影面積よりも大きいＬＥＤ光源と、
   を備え、
   前記正面側の前記凸部の中心軸及び前記背面側の前記凹部の中心軸は、前記ＬＥＤ光源の光軸に一致し、
   前記ＬＥＤ光源からの光は、前記背面側の前記凹部及び前記正面側の前記凸部を透過して前記筐体正面の前記開口部から射出し、前記凸部の中央領域を透過する光の量は、前記凹部に対向しない、前記凸部の中央領域を取り囲む周囲の領域を透過する光の量より増大する
   ことを特徴とするインジケータ。
2. 請求項１に記載のインジケータにおいて、
   前記光学部材は、少なくとも２つの脚部を備えるブリッジ構造をなし、
   前記脚部の各々に前記正面側の前記凸部が形成され、前記正面側の凸部が各々前記筐体正面の並列する前記開口部に嵌合する
   ことを特徴とするインジケータ。
3. 請求項１，２のいずれかに記載のインジケータにおいて、
   前記開口部、前記正面側の前記凸部、前記背面側の前記凹部は、その平面形状が矩形であることを特徴とするインジケータ。

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