JPH11174968A - インジケータ用レンズ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 レンズの前端面に傾斜を付けることなく、ま
た、レンズの形状や長さの制約を受けることなく、使用
者の視線方向に点光源の光を効率良く放射できるインジ
ケータ用レンズの提供。 【解決手段】 インジケータ用レンズ１は、発光ダイオ
ードに臨む後端面１１を凸面状に形成し、前端面１２に
散光用のカットを施し、後端面１１と前端面１２とのあ
いだに屈折用の空所を１３形成し、後端面１１からレン
ズ内に進入した光が境界面１８を通過する際に斜め上方
向に屈折させられ、前端面１２から斜め上方向に広がっ
て発光する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インジケータ用レ
ンズに係わり、特に、車載されるオーディオ装置やエア
コン装置の動作報知に好適なインジケータ用レンズに関
する。

【０００２】

【従来の技術】普通、車内の操作パネルに配設された窓
付きの作動ボタンを押圧操作すると、スイッチがオンに
なってエアコン等が作動するようになっている。そし
て、作動ボタンの窓には下記に示すインジケータ用レン
ズが配設され、レンズ後方には発光ダイオードｄが取り
付けられている。

【０００３】図１１に示すインジケータ用レンズ１００
は、後端面１０１を凸面状に形成して、後端面１０１か
らレンズ内に進入した光束を傾斜を付けた前端面１０２
で屈折させて、前端面１０２から出た光束が使用者の視
線方向に広がるようにしている。図１２の（ａ）に示す
インジケータ用レンズ１１０は、後端面１１１を傾斜を
付けた曲面状に形成して、後端面１１１からレンズ内に
進入した光束をレンズ内で反射させ、光束が使用者の視
線方向に広がるように傾斜を付けた前端面１１２で屈折
させている。

【０００４】図１３に示すインジケータ用レンズ１２０
は、後端面１２１を傾斜を付けた曲面状に形成して、後
端面１２１で光束を屈折させて、前端面１２２から出た
光束が使用者の視線方向に広がるようにしている。図１
４の（ａ）に示すインジケータ用レンズ１３０は、後端
面１３１を傾斜を付けた曲面状に形成して、後端面１３
１およびインジケータ用レンズ１３０内で光束を屈折さ
せて、前端面１３２から出た光束が使用者の視線方向に
広がるようにしている。また、図１４の（ｂ）に示すイ
ンジケータ用レンズ１４０は、後端面１４１を傾斜を付
けた曲面状に形成して、後端面１４１およびインジケー
タ用レンズ１４０内で光束を屈折させて、傾斜を付けた
前端面１４２から出た光束が使用者の視線方向に広がる
ようにしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】図１１に示すインジケ
ータ用レンズ１００は、前端面１０２と使用者の視線方
向との角度が大きいほど前端面１０２の傾斜を大きくす
る必要がある。傾斜を大きくするほどインジケータ用レ
ンズ１００の前面が下を向き、インジケータ用レンズ１
００とケースとの間に大きな段差ができるので見栄えが
悪くなる。

【０００６】図１２の（ａ）に示すインジケータ用レン
ズ１１０は、前端面１１２に傾斜を付ける必要があるの
で、一見するとインジケータ用レンズ１１０が外れて下
を向いているように見え、見栄えが悪い。この構成のレ
ンズは、反射面（平坦にする必要がある）に突起１１３
や穴があると光束の一部の光路が乱れ、発光しない部位
が生じるとともに輝度が落ちる｛図１２の（ｂ）｝。

【０００７】また、前端面１１２と使用者の視線方向と
の角度αが大きい場合には前端面１１２および後端面１
１１の傾斜を大きくする必要があるが、傾斜を大きくし
過ぎると全反射してしまうので限度がある｛図１２の
（ｃ）参照｝。前端面１１２では、角度が大きくなるに
従ってインジケータ用レンズ１１０から空気（外）に放
出される光が減少していき、臨界角で全反射する。ま
た、後端面１１１では、空気からインジケータ用レンズ
１１０に入射する光が次第に減少する（９０°で全反
射）。

【０００８】図１３に示すインジケータ用レンズ１２０
を使用すると、レンズの軸方向距離が短いので発光ダイ
オードｄの足が基板に届かない状態が発生するととも
に、届いた場合でも発光ダイオードｄの表面が透けて見
えてしまい見栄えが悪い。また、図１４の（ａ）（ｂ）
に示すインジケータ用レンズ１３０、１４０は、目的外
方向への放射量（斜め下向き方向）が多く発光効率が悪
い。

【０００９】本発明の第１の目的は、レンズの前端面に
一方向の傾斜を付けることなく使用者の視線方向に点光
源の光を効率良く放射できるインジケータ用レンズの提
供にある。本発明の第２の目的は、レンズの長さ、レン
ズ断面形状、レンズ取付形状、および放射方向を任意に
決めることができるインジケータ用レンズの提供にあ
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】〔請求項１について〕イ
ンジケータ用レンズは、凸面状の後端面と、散光用のカ
ットを施した前端面とのあいだに屈折用の空所を形成し
ている。そして、点光源から放射された光束が後端面か
らレンズ内に進入すると略平行な平行光束に整えられ
る。空所とレンズとの二カ所の境界面のうち少なくとも
一方を平行光束が通過する際に使用者の視線が位置する
方向に屈折させられ、散光用のカットを施した前端面か
ら使用者の視線方向に広がって発光する。

【００１１】凸面状の後端面により平行光束に整え、こ
の平行光束を空所（プリズムとして機能）とレンズとの
境界面で、使用者の視線が位置する方向に屈折させてい
る。これにより、前端面に一方向の傾斜を付ける必要が
なくなるので、作動ボタン等の窓と前端面縁との段差を
一定にすることができ見栄えが良い。また、レンズ内で
の反射を利用していないのでレンズ形状についての制約
を受けず、レンズの長さ、レンズの断面形状、および取
付用の突起や穴を自由に設けることができる。

【００１２】〔請求項２について〕前端面と視線方向と
の成す角度が大きくなるほど、インジケータ用レンズの
長さを長くする必要がある。これは、空所とレンズとの
境界面で平行光束を大きく屈折させる必要（中心軸に対
する境界面の傾斜を緩やかにする）があり、空所の軸方
向長が長くなるためである。

【００１３】前端面と視線方向との成す角度が大きい場
合には、レンズの軸に平行な一つ以上の段部で分割され
た複数の傾斜面で境界面を構成する。これによってイン
ジケータ用レンズの長さを短くすることができる。これ
は、各境界面が緩い傾斜面であっても段部の存在により
空所の軸方向長が長くならないからである。

【００１４】〔請求項３について〕前方の境界面および
後方の境界面を共に傾斜面にすれば、平行光束を大きく
屈折させることができる。この場合には、後方の境界面
の傾斜パターンを前方の境界面の傾斜パターンの逆にす
る。

【００１５】〔請求項４について〕後端面の中心線に対
して前端面の中心線を視線方向にずらすことにより前端
面の全面を発光させることができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】本発明の第１実施例（請求項１に
対応）を図１〜図３に基づいて説明する。インジケータ
用レンズ１は、発光ダイオードｄ（点光源）に臨む後端
面１１を凸面状に形成し、前端面１２に散光させるため
のカットを施し、後端面１１と前端面１２とのあいだに
屈折用の空所１３を形成している。このインジケータ用
レンズ１は、車内のエアコン操作パネルに組み付けられ
たエアコン作動ボタン１４の窓１５に前端面１２が臨む
ように取り付けられている。また、材質は透明プラスチ
ック（アクリルＭＭＡ）であり、屈折率は１．４９であ
る。

【００１７】発光ダイオードｄから放射された光束１６
が後端面１１からレンズ内に進入すると凸面状の後端面
１１によって略平行な平行光束１６１に整えられる。そ
して、空所１３とレンズとの境界面１７、１８のうち境
界面１８を平行光束１６１が通過する際に斜め上方向
（運転者の視線が位置する方向）に屈折する。

【００１８】前端面１２は、境界面１８を通過した通過
光１８１を左右に散光させるためのカット（断面三角
形）が施されており（図１、２参照）、カットの崩落面
は凹面状である。レンズ成形時に形成される空所１３
は、インジケータ用レンズ１の下面から上面に亘って設
けられている。本実施例では、空所１３とレンズとの境
界面１７は垂直に形成され、空所１３とレンズとの境界
面１８は通過光１８１が斜め上方を向くよう斜め上向き
の傾斜を付けている（図３参照）。

【００１９】本実施例のインジケータ用レンズ１は、以
下の利点を有する。凸面状の後端面１１により光束１６
を平行光束１６１に整え、この平行光束１６１を空所１
３とレンズとの境界面１８で、運転者の視線が位置する
斜め上方向に屈折させている。これにより、前端面１２
に傾斜を付ける必要がなくなるので、窓１５- 前端面縁
１２３間の段差と、窓１５- 前端面縁１２４間の段差と
を同じにすることができ、見栄えが良い。

【００２０】つぎに、本発明の第２実施例（請求項２に
対応）を図４に基づいて説明する。インジケータ用レン
ズ２は、発光ダイオードｄ（点光源）に臨む後端面２１
を凸面状に形成し、後端面２１と前端面２２とのあいだ
に屈折用の空所２３を形成している。このインジケータ
用レンズ２は、フォグランプ作動スイッチの窓（何れも
図示せず）に前端面２２が臨むように取り付けられてい
る。また、材質はインジケータ用レンズ１と同じであ
る。

【００２１】発光ダイオードｄから放射された光束２４
が後端面２１からレンズ内に進入すると凸面状の後端面
２１によって略平行な平行光束２４１に整えられる。そ
して、空所２３とレンズとの境界面２５、２６のうち境
界面２６を平行光束２４１が通過する際に左方向（運転
者の視線が位置する方向）に屈折する。

【００２２】前端面２２には、境界面２６を通過した通
過光２５１を上下方向に散光させるためのカット（断面
三角形）が施されている。レンズ成形時に形成される空
所２３は、インジケータ用レンズ１の下面から上面に亘
って設けられている。本実施例では、空所２３とレンズ
との境界面２５は垂直に形成され、空所２３とレンズと
の境界面２６は通過光２５１が斜め左方向に向くよう斜
めの傾斜を付けている。

【００２３】本実施例のインジケータ用レンズ２は、以
下の利点を有する。凸面状の後端面２１により光束２４
を平行光束２４１に整え、この平行光束２４１を空所２
３とレンズとの境界面２６で、運転者の視線が位置する
斜め左方向に屈折させている。これにより、前端面２２
に傾斜を付ける必要がなくなるので、窓- 前端面縁２２
１間の段差と、窓- 前端面縁２２２間の段差とを同じに
することができ、見栄えが良い。

【００２４】つぎに、本発明の第３実施例（請求項１、
２に対応）を図５に基づいて説明する。インジケータ用
レンズ３は、発光ダイオードｄ（点光源）に臨む後端面
３１を凸面状に形成し、後端面３１と前端面３２とのあ
いだに屈折用の空所３３を形成している。このインジケ
ータ用レンズ３は、リアヒータ作動スイッチの窓（何れ
も図示せず）に前端面３２が臨むように取り付けられて
いる。また、材質はインジケータ用レンズ１と同じであ
る。

【００２５】発光ダイオードｄから放射された光束３４
が後端面３１からレンズ内に進入すると凸面状の後端面
３１によって略平行な平行光束３４１に整えられる。そ
して、空所３３とレンズとの境界面３５、３６のうち境
界面３６を平行光束３４１が通過する際に斜め上方向
（運転者の視線が位置する方向）に屈折する。本実施例
では、レンズの軸に平行な段部３６０により、境界面３
６を、上傾斜面３６１と下傾斜面３６２とに分割してい
る。また、前端面３２には、境界面３６を通過した通過
光３４２を左右方向に散光させるためのカット（断面三
角形）が施されている。

【００２６】本実施例のインジケータ用レンズ３は、以
下の利点を有する。前端面３２と運転者の視線方向との
成す角度が大きい場合には、空所３３とレンズとの境界
面３６で平行光束３４１を大きく屈折させる必要があ
り、インジケータ用レンズ３の長さが長くなる。この理
由は、平行光束３４１を境界面３６で大きく屈折させる
には、境界面３６の傾斜を緩やかにする必要があり、空
所３３の軸方向長が長くなるためである。しかし、本実
施例では、レンズの軸に平行な段部３６０により、境界
面３６を、上傾斜面３６１と下傾斜面３６２とに分割し
ているので、空所３３の軸方向長を短くすることがで
き、インジケータ用レンズ３の長さを短くすることがで
きる。

【００２７】つぎに、本発明の第４実施例（請求項１、
４に対応）を図６に基づいて説明する。インジケータ用
レンズ４は、発光ダイオードｄ（点光源）に臨む後端面
４１を凸面状に形成し、後端面４１と前端面４２とのあ
いだに屈折用の空所４３を形成している。このインジケ
ータ用レンズ４は、フォグランプ作動スイッチの窓（何
れも図示せず）に前端面４２が臨むように取り付けられ
ている。また、材質はインジケータ用レンズ１と同じで
ある。本実施例では、インジケータ用レンズ４は、後端
面４１の中心線に対して前端面４２の中心線が斜め上方
向（視線方向）に位置するように形成されている。

【００２８】本実施例のインジケータ用レンズ４は、以
下の利点を有する。後端面４１の中心線に対して前端面
４２の中心線を視線方向にずらすことにより前端面４２
の全面を発光させることができる。

【００２９】つぎに、本発明の第５実施例（請求項１に
対応）を図７に基づいて説明する。インジケータ用レン
ズ５は、発光ダイオードｄ（点光源）に臨む後端面５１
を凸面状に形成し、後端面５１と前端面５２とのあいだ
に屈折用の空所５３を形成している。このインジケータ
用レンズ５は、オーディオ作動スイッチの窓（何れも図
示せず）に前端面５２が臨むように取り付けられてい
る。また、材質はインジケータ用レンズ１と同じであ
る。

【００３０】本実施例では、空所５３の大きさを小さく
して、平行光束５４１の一部を空所５３を経由せずに直
接、前端面５２から前方に放射している。このため、イ
ンジケータ用レンズ５は、斜め上方向への放射以外に、
前方方向への放射も行なわれるので子供等の座高が低い
乗員による視認性に優れる。

【００３１】つぎに、本発明の第６実施例（請求項１に
対応）を図８に基づいて説明する。インジケータ用レン
ズ６は、発光ダイオードｄ（点光源）に臨む後端面６１
を凸面状に形成し、後端面６１と前端面６２とのあいだ
に屈折用の空所６３を形成している。このインジケータ
用レンズ６は、オーディオ作動スイッチの窓（何れも図
示せず）に前端面６２が臨むように取り付けられてい
る。また、材質はインジケータ用レンズ１と同じであ
る。

【００３２】発光ダイオードｄから放射された光束６４
が後端面６１からレンズ内に進入すると凸面状の後端面
６１によって略平行な平行光束６４１に整えられる。そ
して、空所６３とレンズとの境界面６５、６６のうち境
界面６６を平行光束６４１が通過する際に斜め上方向と
斜め下方向に屈折する。本実施例では、レンズの中心軸
を境に、境界面６６を、上向傾斜面６６１と下向傾斜面
６６２とに分割している。また、前端面６２には、境界
面６６を通過した通過光６４２を左右方向に散光させる
ためのカット（断面三角形）が施されている。

【００３３】本実施例のインジケータ用レンズ６は、広
範囲（斜め上方向から斜め下方向）に発光ダイオードｄ
の光を放射するので、点灯の有無を座高の高さに係わら
ず確実に視認することができる。

【００３４】つぎに、本発明の第７実施例（請求項１、
３、４に対応）を図９に基づいて説明する。インジケー
タ用レンズ７は、発光ダイオードｄ（点光源）に臨む後
端面７１を凸面状に形成し、後端面７１と前端面７２と
のあいだに屈折用の空所７３を形成している。このイン
ジケータ用レンズ７は、リアウインドウ用の熱線作動ス
イッチの窓（何れも図示せず）に前端面７２が臨むよう
に取り付けられている。また、材質はインジケータ用レ
ンズ１と同じである。

【００３５】本実施例では、空所７３を横断面が三角形
の形状とし、前方の境界面７４を前方上向きの傾斜面と
し、後方の境界面７５を後方上向きの傾斜面とすること
により、後方の境界面７５の傾斜パターンを前方の境界
面７４の傾斜パターンの逆にしている。

【００３６】インジケータ用レンズ７はインジケータ用
レンズ１と同じである。本実施例では、インジケータ用
レンズ７は、後端面７１の中心線に対して前端面７２の
中心線が斜め上方向（視線方向）に位置するように形成
されている。

【００３７】本実施例のインジケータ用レンズ７は、以
下の利点を有する。前方の境界面７４を前方上向きの傾
斜面とし、後方の境界面７５を後方上向きの傾斜面とし
ているので、平行光束７１１は空所７３を通過する際
に、平行光束７１１を前方斜め上方に大きく屈折させる
ことができる。また、後端面７１の中心線に対して前端
面７２の中心線を視線方向にずらしているので前端面７
２の全面を発光させることができる。

【００３８】つぎに、本発明の第８実施例（請求項１、
２、３、４に対応）を図１０に基づいて説明する。イン
ジケータ用レンズ８は、発光ダイオードｄ（点光源）に
臨む後端面８１を凸面状に形成し、後端面８１と前端面
８２とのあいだに屈折用の空所８３を形成している。こ
のインジケータ用レンズ８は、リアウインドウ用の熱線
作動スイッチの窓（何れも図示せず）に前端面８２が臨
むように取り付けられている。また、材質はインジケー
タ用レンズ１と同じである。

【００３９】発光ダイオードｄから放射された光束８４
が後端面８１からレンズ内に進入すると凸面状の後端面
８１によって略平行な平行光束８４１に整えられる。そ
して、空所８３とレンズとの境界面８５、８６を平行光
束８４１が通過する際に大きく斜め上方向に屈折するよ
うにしている。また、レンズの軸に平行な段部８５０、
８６０により、境界面８５、８６を、後方上向傾斜面８
５１、８５２と、前方上向傾斜面８６１、８６２とに分
割している。さらに、後端面８１の中心線に対して前端
面８２の中心線を視線方向にずらしている。

【００４０】本実施例のインジケータ用レンズ８は、以
下の利点を有する。段部８５０、８６０を設けて境界面
８５、８６をそれぞれ二段にしており、境界面８５と境
界面８６とで傾斜面の傾斜パターンを逆にしている。さ
らに、後端面８１の中心線に対して前端面８２の中心線
を視線方向にずらしている。このため、斜め上方向への
屈折角度を大きく設定したにも関わらず、インジケータ
用レンズ８の長さを短くすることができる（空所８３の
軸方向長を短くできるため）。

【００４１】本発明は、上記実施例以外に、つぎの実施
態様を含む。 ａ．上記各実施例では、前端面に断面三角形のカットを
施したが、断面鋸状のカット（通常、ダイヤカット）を
施しても良い。 ｂ．インジケータ用レンズの材料は、他のプラスチック
やガラス等でも良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係るインジケータ用レン
ズの斜視図である。

【図２】そのインジケータ用レンズの上面図である。

【図３】本発明の第１実施例に係るインジケータ用レン
ズを上下方向に切断した断面図である。

【図４】本発明の第２実施例に係るインジケータ用レン
ズの軸方向断面図である。

【図５】本発明の第３実施例に係るインジケータ用レン
ズを上下方向に切断した断面図である。

【図６】本発明の第４実施例に係るインジケータ用レン
ズを上下方向に切断した断面図である。

【図７】本発明の第５実施例に係るインジケータ用レン
ズを上下方向に切断した断面図である。

【図８】本発明の第６実施例に係るインジケータ用レン
ズを上下方向に切断した断面図である。

【図９】本発明の第７実施例に係るインジケータ用レン
ズを上下方向に切断した断面図である。

【図１０】本発明の第８実施例に係るインジケータ用レ
ンズを上下方向に切断した断面図である。

【図１１】従来のインジケータ用レンズを用いた際の光
路を示す説明図である。

【図１２】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、従来のインジケ
ータ用レンズを用いた際の光路を示す説明図である。

【図１３】従来のインジケータ用レンズを用いた際の光
路を示す説明図である。

【図１４】（ａ）、（ｂ）は、従来のインジケータ用レ
ンズを用いた際の光路を示す説明図である。

【符号の説明】

ｄ 発光ダイオード（点光源） １、２、３、４、５、６、７、８ インジケータ用レン
ズ １１、２１、３１、４１、５１、６１、７１、８１ 後
端面 １２、２２、３２、４２、５２、６２、７２、８２ 前
端面 １３、２３、３３、４３、５３、６３、７３、８３ 空
所 １６、２４、３４、６４、８４ 光束 １７、１８、２５、２６、３５、３６、６５、６６、７
４、７５、８５、８６境界面 １６１、２４１、３４１、５４１、６４１、７１１、８
４１ 平行光束 ３６０、８５０、８６０ 段部 ３６１、３６２、６６１、６６２、８５１、８５２、８
６１、８６２ 傾斜面

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 点光源に臨む後端面を凸面状に形成し、
   前端面に散光用のカットを施し、前記後端面と前記前端
   面とのあいだに屈折用の空所を形成したインジケータ用
   レンズであって、 前記点光源から放射された光束が前記後端面からレンズ
   内に進入すると略平行な平行光束に整えられ、 前記空所とレンズとの二カ所の境界面のうち少なくとも
   一方を通過する際に前記平行光束は使用者の視線が位置
   する方向に屈折させられ、 前記前端面から前記使用者の視線方向に広がって発光す
   るインジケータ用レンズ。
2. 【請求項２】 レンズの軸に平行な一つ以上の段部で分
   割された複数の傾斜面で前記境界面を構成したことを特
   徴とする請求項１記載のインジケータ用レンズ。
3. 【請求項３】 後方の境界面の傾斜パターンを前方の境
   界面の傾斜パターンの逆にした請求項１または請求項２
   記載のインジケータ用レンズ。
4. 【請求項４】 前記前端面の全面が発光するように、前
   記後端面の中心線に対して前記前端面の中心線を視線方
   向にずらした請求項１乃至請求項３の何れかに記載のイ
   ンジケータ用レンズ。