JP7356396B2 - 面状照明装置 - Google Patents

Description

本発明は、面状照明装置に関する。

液晶表示装置のバックライト等として用いられる面状照明装置が知られている。この種の面状照明装置では、照明以外の機能のために追加される他の部品が配置されるスペースのために欠損部が設けられることがある（例えば、特許文献１、２等を参照）。例えば、自動車に搭載される液晶表示装置のバックライトでは、他の部品として、運転手等の視線監視用のカメラの搭載のために、フレームの外周端部側に欠損部が設けられる場合がある。

このように、フレームの外周端部側に欠損部が設けられる場合（欠損部のない通常形状に対して異形形状と呼ぶ場合がある）、他の部品を安定して配置できるスペースを確保するとともに、欠損部からゴミ等が侵入しないための対策や、照明光が不用意に漏れてユーザに違和感を与えたり、照明の効率低下をきたしたり、他の部品に影響を与えたりするのを防ぐための遮光の対策等が必要となる。一般的には、他の部品を囲う部分をフレームから絞り加工等で一体に形成することは困難であるため、フレームの外周壁から内部にかけて他の部品を囲う別部材を用意し、別部材をカシメ等によってフレームに固定することが多い。

特開２０２０－２４８００号公報 特開２０１８－７７９５４号公報

しかしながら、上述した対策では、フレームの製作に複雑な形状の別部材が必要となり、フレーム用部品の成立が困難となって、フレーム用部品のコストが、欠損部のない通常形状の場合と比較して大きく上昇してしまう可能性がある。また、金属のフレームに対する金属部品の固定にはカシメが用いられる場合が多いが、フレームに別部材をカシメにより固定する場合、カシメ残りの異物発生による汚染（コンタミネーション）が発生しやすくなり、その対策のための更なるコストアップも予想される。

更に、欠損部の存在は、フレームだけではなく、面状照明装置の内部に配置されるスペーサやリフレクタ等の樹脂による射出成型部品の外周端部側の形状にも影響することとなる。例えば、スペーサやリフレクタ等の外周端部側には、フレームの欠損部に取り付けられた別部材を避ける凹部が必要となることから、その凹部に起因した成型収縮により変形が生じ、離型に問題が生じたり、寸法精度が低下したりするといった問題も発生する。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、欠損部がフレームの外周端部側に設けられる場合であっても製造が容易な面状照明装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の一態様に係る面状照明装置は、フレームと、遮光部品と、射出成型部品とを備える。前記フレームは、他の部品が配置される欠損部が外周端部側に設けられる。前記遮光部品は、筒状であり、前記欠損部に配置される。前記射出成型部品は、前記遮光部品に隣接し、前記フレームの外周端部側に設けられる繋ぎ形状を有する。前記繋ぎ形状は、前記フレームにおける欠損部に対応した外周端部側に配置される。

本発明の一態様に係る面状照明装置は、欠損部がフレームの外周端部側に設けられる場合であっても製造が容易となる。

図１は、一実施形態にかかる面状照明装置の外観斜視図である。 図２は、図１の面状照明装置を裏面側から見た外観斜視図である。 図３は、面状照明装置の主要部の分解斜視図である。 図４は、ボトムフレームに対して固定部材および遮光部品が取り付けられる状態を示す図である。 図５は、ボトムフレームに対して固定部材および遮光部品が取り付けられた状態を示す図である。 図６は、リフレクタの一例を示す外観斜視図である。 図７は、スペーサの一例を示す外観斜視図である。 図８は、比較例においてボトムフレームに対して別部材が取り付けられる状態を示す図である。 図９は、ボトムフレームに対して別部材が取り付けられた状態を示す図である。 図１０は、比較例におけるリフレクタの一例を示す外観斜視図である。 図１１は、比較例におけるスペーサの一例を示す外観斜視図である。 図１２は、面状照明装置の欠損部の付近が暗くなる例を示す図である。

以下、実施形態に係る面状照明装置について図面を参照して説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、図面における各要素の寸法の関係、各要素の比率などは、現実と異なる場合がある。図面の相互間においても、互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている場合がある。また、１つの実施形態や変形例に記載された内容は、原則として他の実施形態や変形例にも同様に適用される。

図１は、一実施形態にかかる面状照明装置１の外観斜視図であり、図２は、図１の面状照明装置１を裏面側から見た外観斜視図である。図においては、便宜上、面状照明装置１の長手方向をＸ軸方向、短手方向をＹ軸方向、厚み方向をＺ軸方向としている。なお、出射面に沿って２次元に複数の光源が配置される直下型の面状照明装置を例として説明するが、導光板の側面から入光し、導光板の一方の主面から出光するエッジライト型の面状照明装置にも同様に適用することができる。

図１および図２において、面状照明装置１は、略長方形（略正方形でも可）で略板状の外形をしており、後述する基板等を収容する有床箱状のボトムフレーム２と、ボトムフレーム２の開口側を覆うトップフレーム１６とから筐体が構成されている。トップフレーム１６には略矩形状の開口部により出射面１ａが設けられており、面状照明装置１の内部から外部に向かって光が照射されるようになっている。

また、面状照明装置１の外周端部側にはカメラ等の他の部品が配置される欠損部１ｂに配置される遮光部品４が設けられ、遮光部品４はトップフレーム１６の縁部１６ａによって出射面１ａ側が覆われている。欠損部１ｂは、外周が閉じた矩形状の孔部から構成されており、その孔部に筒状の遮光部品４が配置されている。遮光部品４は、例えば、樹脂によって形成されている。なお、欠損部１ｂの孔部は矩形に限られず、円形、楕円形、三角形等、配置される部品やデザイン等に応じて変更が可能である。

ボトムフレーム２の裏面側には、取付用のボス部２ｆが設けられるとともに、電気的な接続のためのコネクタ６ｂが設けられている。ボトムフレーム２やトップフレーム１６は、ダイカストや板金等により形成されている。車載用のナビゲーション装置やインジケータ等のバックライトとして面状照明装置１が用いられる場合、液晶表示装置等は出射面１ａの側に装着される。

図３は、面状照明装置１の主要部の分解斜視図であり、図１と同様に出射面側から見た図である。図３において、面状照明装置１には、ボトムフレーム２に対して、固定部材３および遮光部品４と、光源７が配置された基板６と、リフレクタ９と、レンズ１１と、スペーサ１３と、光学シート１５Ａ～光学シート１５Ｃとが取り付けられ、トップフレーム１６により蓋をされる形となる。

図４は、ボトムフレーム２に対して固定部材３および遮光部品４が取り付けられる状態を示す図である。図４において、ボトムフレーム２は、略矩形状の底部２ａと、この底部２ａの周囲を囲む４辺の側壁２ｂとを有している。そして、底部２ａの外周端部側に設けられた孔部２ｃ（欠損部１ｂに対応）を囲むように略矩形枠状の両面テープ等による固定部材３が貼り付けられ、その上に筒状の遮光部品４の端面が貼り付けられて固定される。なお、ボトムフレーム２には、ボス部２ｆ（図２）が固定される複数の孔部２ｄや、基板６上のコネクタ６ｂが露出する孔部２ｅが設けられている。図５は、ボトムフレーム２に対して固定部材３および遮光部品４が取り付けられた状態を示す図である。

図３に戻り、ボトムフレーム２の内側の底部（２ａ）には、シート状の両面テープ等による固定部材（図示せず）を介して基板６が固定される。基板６上には、複数（多数）のＬＥＤ（Light Emitting Diode）等による光源７が２次元に配置されている。基板６の外周端部側（図における上側の端部側）には、遮光部品４を避けるように凹部６ａが形成されている。

基板６の光源７の間には図の縦方向に延びる短冊状の複数の両面テープ等による固定部材（図示せず）を介してリフレクタ９が固定される。リフレクタ９は、光源７から放出される光を出射面の法線方向に反射し、輝度を高めるためのものである。

図６は、リフレクタ９の一例を示す外観斜視図である。図６において、略矩形状のリフレクタ本体９ａには、複数（多数）の単位リフレクタ９ｂが設けられている。単位リフレクタ９ｂは、光源７が頭を出して配置される略矩形の孔部と、その孔部を取り囲む、出射面側に向けて開く傾斜した４個の反射面とを有している。また、リフレクタ９の外周端部側には、遮光部品４（図３～図５）が挿通される略矩形状の孔部９ｃが形成されており、孔部９ｃの外周端部側は端部が連続した繋ぎ形状９ｄとなっている。リフレクタ９は、樹脂の射出成型等により製造される。

図３に戻り、リフレクタ９の図における上端部側には短冊状の複数の両面テープ等による固定部材（図示せず）を介してレンズ１１が固定される。レンズ１１は、リフレクタ９から出射される光の配光や輝度を調整するためのものである。レンズ１１の中央付近には、光学シート１５Ａとの間隔を維持するための２つの凸部１１ａが設けられている。

レンズ１１の上下左右の端部付近には、短冊状の複数の両面テープ等による固定部材（図示せず）を介してスペーサ１３が固定される。

図７は、スペーサ１３の一例を示す外観斜視図である。図７において、スペーサ１３は、略矩形の枠状のスペーサ本体１３ａから構成され、遮光部品４（図３～図５）と隣接する部分は、端部が連続した繋ぎ形状１３ｂとなっている。スペーサ１３は、樹脂の射出成型等により製造される。

図３に戻り、スペーサ１３の図における上端部側には短冊状の複数の両面テープ等による固定部材（図示せず）を介して光学シート１５Ａ～１５Ｃが固定される。固定部材には、段差が設けられており、光学シート１５Ａ～１５Ｃの耳部１５ａ～１５ｃが固定部材を介して重ならずにスペーサ１３にそれぞれ固定される。光学シート１５Ａ～１５Ｃは、通過する光の配光や輝度を調整するものであり、拡散シート（拡散フィルム）、プリズムシート（プリズムフィルム）、輝度向上シート（輝度向上フィルム）、ルーバーシート（ルーバーフィルム）等である。

光学シート１５Ｃの出射面側にはトップフレーム１６が配置され、ボトムフレーム２にトップフレーム１６が固定される。

図８は、比較例においてボトムフレーム２’に対して別部材４’が取り付けられる状態を示す図である。図８において、この比較例では、カメラ等の他の部品が配置される欠損部に対応してボトムフレーム２’の外周端部側に凹部２ａ’が設けられ、別部材４’が凹部２ａ’に固定される。別部材４’は、欠損部を囲む壁になる部分と、ボトムフレーム２’の底部との固定を行うための部分とを有し、板金等により一体に形成されている。

別部材４’の孔部４ａ’にはバーリング加工（穴フランジ加工）が施されており、孔部４ａ’のフランジ部がボトムフレーム２’の孔部２ｂ’に挿通されたうえでカシメられることで、ボトムフレーム２’に別部材４’が固定される。図９は、ボトムフレーム２’に対して別部材４’が取り付けられた状態を示す図である。

しかしながら、図８および図９の構成では、ボトムフレーム２’の製作に複雑な形状の別部材４’が必要となり、フレーム用部品の成立が困難となって、フレーム用部品のコストが欠損部のない通常形状の場合と比較して大きく上昇してしまう可能性がある。また、ボトムフレーム２’に別部材４’をカシメにより固定する場合、カシメ残りの異物発生による汚染（コンタミネーション）が発生しやすくなり、その対策（カシメ部に異物脱落防止テープの追加等）のための更なるコストアップも予想される。

これに対し、図４および図５に示された実施形態のボトムフレーム２よれば、カメラ等の他の部品が配置される欠損部に対応して孔部２ｃが設けられ、この孔部２ｃに固定部材３を介して遮光部品４が固定されるだけであるため、フレーム用部品のコストが欠損部のない通常形状の場合と比較して大きく上昇してしまうことがなくなる。また、カシメも不要となるため、汚染の問題も発生せず、汚染対策のためのコストアップも必要ない。

図１０は、比較例におけるリフレクタ９’の一例を示す外観斜視図である。図１０において、比較例のリフレクタ９’の外周端部側には、ボトムフレーム２’（図８、図９）に取り付けられた別部材４’を避ける凹部９ａ’が設けられている。

図１１は、比較例におけるスペーサ１３’の一例を示す外観斜視図である。図１１において、比較例のスペーサ１３’の外周端部側には、ボトムフレーム２’（図８、図９）に取り付けられた別部材４’を避ける凹部１３ａ’が設けられている。

図１０および図１１において、一般にリフレクタ９’やスペーサ１３’は樹脂による射出成型により製造されるが、凹部９ａ’、１３ａ’に起因して成型収縮により変形が生じ、離型に問題が生じたり、寸法精度が低下したりといった問題が発生する。

これに対し、図６および図７に示された実施形態のリフレクタ９およびスペーサ１３によれば、カメラ等の他の部品が配置される欠損部に対応して設けられる遮光部品４を囲むように繋ぎ形状９ｄ、１３ｂが設けられ、リフレクタ９やスペーサ１３の端部に凹部が形成されない。そのため、凹部に起因して成型収縮により変形が生じることがなく、離型に問題が生じたり、寸法精度が低下したりといった問題が発生しない。

次に、図１～図５における遮光部品４の材料について説明する。遮光部品４の内部にカメラ等の他の部品が配置された場合に、遮光部品４の周囲の面が高い輝度で発光すると、他の部品が目立つことになる。そのため、他の部品を目立たせたくない場合には、遮光部品４の周囲の輝度を低下させることが有効である。この場合、遮光部品４に黒色の低反射（高吸収）の材料を使用することが望ましい。図１２は、面状照明装置１の欠損部の付近が暗くなる例を示す図である。反対に、遮光部品４の周囲まで液晶表示装置による表示が行われるために高い輝度を要する場合には、遮光部品４に白色の高反射（低吸収）の材料を使用することが望ましい。

また、他の部品がカメラである場合等、光がカメラに入らないような遮光が求められる場合で、遮光部品４の周囲は明るくさせたい場合には、２色成型や着色により、遮光部品４の内部を黒色とし、外部を白色とすることもできる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。

以上のように、実施形態に係る面状照明装置は、他の部品が配置される、外周が閉じた孔部から構成される欠損部が外周端部側に設けられるフレームと、欠損部に配置され、孔部を包囲する筒状の遮光部品とを備える。これにより、欠損部がフレームの外周端部側に設けられる場合であっても製造が容易となる。

また、欠損部および遮光部品は、出射方向から見て略矩形である。これにより、組立時における位置決めが容易となる。

また、遮光部品は、欠損部の周辺を暗くしたい場合には黒色の低反射の材料が用いられ、欠損部の周辺を明るくしたい場合には白色の高反射の材料が用いられる。これにより、欠損部を目立たなくさせたり、欠損部の近くまで輝度を高く保ったり、種々のニーズに対応することができる。

また、遮光部品は、内面と外面とで同じ色か、異なる色に設定される。これにより、遮光部品の内部に対する遮光と外部の輝度に対する要求とを両立させることができる。

また、遮光部品に隣接し、フレームの外周端部側に設けられる繋ぎ形状を有する射出成型部品を有する。これにより、成型収縮により変形が生じることがなく、離型に問題が生じたり、寸法精度が低下したりといった問題がなくなる。

また、上記実施の形態により本発明が限定されるものではない。上述した各構成要素を適宜組み合わせて構成したものも本発明に含まれる。また、さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。よって、本発明のより広範な態様は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、様々な変更が可能である。

１ 面状照明装置，１ｂ 欠損部，２ ボトムフレーム，２ｃ 孔部，３ 固定部材，４ 遮光部品，６ 基板，７ 光源，９ リフレクタ，９ｄ 繋ぎ形状，１１ レンズ，１３ スペーサ，１３ｂ 繋ぎ形状，１５Ａ～１５Ｃ 光学シート，１６ トップフレーム

Claims (5)

1. 他の部品が配置される欠損部が外周端部側に設けられるフレームと、
   前記欠損部に配置される筒状の遮光部品と、
   前記遮光部品に隣接し、前記フレームの外周端部側に設けられる繋ぎ形状を有する射出成型部品と、
   を備え、
   前記繋ぎ形状は、前記フレームにおける欠損部に対応した外周端部側に配置される面状照明装置。
2. 他の部品が配置される、外周が閉じた孔部から構成される欠損部が外周端部側に設けられるフレームと、
   前記欠損部に配置される筒状の遮光部品と、
   を備え、
   前記遮光部品は、筒状の本体の端部に外側に延在する鍔を有し、該鍔の端面が、該鍔の端面の形状に対応する枠状の形状の固定部材を介して、前記フレームの前記欠損部の周囲に貼り付けて固定され、
   前記固定部材は、両面テープである、
   面状照明装置。
3. 前記欠損部および前記遮光部品は、出射方向から見て矩形である、
   請求項１または２に記載の面状照明装置。
4. 前記遮光部品は、前記欠損部の周辺を暗くしたい場合には黒色の材料が用いられ、前記欠損部の周辺を明るくしたい場合には白色の材料が用いられる、
   請求項１～３のいずれか一つに記載の面状照明装置。
5. 前記遮光部品は、内面と外面とで同じ色か、異なる色に設定される、
   請求項１～４のいずれか一つに記載の面状照明装置。

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