JP2019220330A - 発光装置及びライトガイド方法 - Google Patents

Abstract

【課題】簡易かつ薄型化された構成で、所定領域の外縁部を、高輝度、かつ、光の均一性を維持して発光できる発光装置及びライトガイド方法を提供すること。【解決手段】表示平板１１の下部に設けられ、平板状のライトガイド部材２１が表示平板１１と同一平面形状の上面鏡面反射板２２及び下面鏡面反射板２３に挟まれ、下面鏡面反射板２３の中央部に光源配置用の穴２４が形成され、ライトガイド部材２１の外縁部が上面鏡面反射板２２及び下面鏡面反射板２３の外縁に比して所定幅分、外側に露出し、露出したライトガイド部材２１の下面に拡散反射板２５が設けられた平行平板状のライトガイド部２０と、穴２４に配置され、ライトガイド部材２１の下面側に向けて光を照射する光源３１，３２とを備える。【選択図】図２

Description

本発明は、簡易かつ薄型化された構成で、所定領域の外縁部を、高輝度、かつ、光の均一性を維持して発光できる発光装置及びライトガイド方法に関する。

近年、音声認識によってリモート操作できるスマートスピーカが普及しつつある。このスマートスピーカは、所定の言葉を話しかけるだけで、音楽の再生、天気やニュースの読み上げ、アラームのセットなどを自動で行うようにしている。このスマートスピーカには、反応状態をユーザに知らせるために、反応状態に応じて変化するリング状の発光部を有している。

このリング状の発光部は、高輝度及び光の均一性を持たせるために、多数のＬＥＤがリングに沿って円環状に近接配置されるため、大きなスペースを必要とする。上記のリング状の発光部の輝度は、例えばシアン色で８００ｎｉｔである。

なお、特許文献１には、透明樹脂に光を散乱させるための散乱粒子が混練分散された導光板の厚さを、光源から遠ざかるに従って厚くし、光の散乱量を増大させ、均一で輝度むらが少ない照明光を光出射面から出射するものが記載されている。

特開２００９−７０８２６号公報

しかしながら、ノートＰＣなどの外装部などに、上記のリングなどのように所定領域の外縁部を発光させる発光装置を実装しようとしても、ノートＰＣは、薄型化や狭ベゼル化のために実装スペースの確保が容易ではない。

したがって、所定領域の外縁部を発光させる発光装置は、可能な限り薄型かつ簡易な構成であることが望まれる。一方、薄型であっても高輝度及び光の均一性を確保する必要もある。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、簡易かつ薄型化された構成で、所定領域の外縁部を、高輝度、かつ、光の均一性を維持して発光できる発光装置及びライトガイド方法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、本発明にかかる発光装置は、所定のデザインが施された表示平板と、前記表示平板の下部に設けられ、平板状のライトガイド部材が前記表示平板と同一平面形状の上面鏡面反射板及び下面鏡面反射板に挟まれ、下面鏡面反射板の中央部に光源配置用の穴が形成され、前記ライトガイド部材の外縁部が前記上面鏡面反射板及び前記下面鏡面反射板の外縁に比して所定幅分、外側に露出し、露出した前記ライトガイド部材の下面に拡散反射板が設けられた平行平板状のライトガイド部と、前記穴に配置され、前記ライトガイド部材の下面側に向けて光を照射する光源と、前記ライトガイド部の外縁を側方から覆う遮光部材と、を備えたことを特徴とする。

また、本発明にかかる発光装置は、上記の発明において、前記穴及び前記光源は、前記表示平板の平面形状に応じて、複数、離散配置されることを特徴とする。

また、本発明にかかる発光装置は、上記の発明において、前記遮光部材の内側側面には、側面鏡面反射板が設けられることを特徴とする。

また、本発明にかかる発光装置は、上記の発明において、前記表示平板と前記ライトガイド部との間に黒色半透明板を設けたことを特徴とする。

また、本発明にかかるライトガイド方法は、所定のデザインが施された表示平板の外縁部に均一な光を導波するライトガイド方法であって、所定のデザインが施された表示平板の下部に設けられ、平板状のライトガイド部材が前記表示平板と同一平面形状の上面鏡面反射板及び下面鏡面反射板に挟まれた平行平板状のライトガイド部の下面鏡面反射板の中央部に形成された光源配置用の穴に配置された光源から前記ライトガイド部材の下面側に向けて光を照射し、照射された光を前記上面鏡面反射板及び前記下面鏡面反射板で鏡面反射しつつ、前記ライトガイド部の外縁部まで導波し、前記ライトガイド部材の外縁部が前記上面鏡面反射板及び前記下面鏡面反射板の外縁に比して所定幅分、外側に露出し、露出した前記ライトガイド部材の下面に設けられた拡散反射板によって前記ライトガイド部から導波した光を拡散し、拡散した光を前記表示平板の外縁部側に導出することを特徴とする。

本発明によれば、簡易かつ薄型化された構成で、所定領域の外縁部を、高輝度、かつ、光の均一性を維持して発光できる。

図１は、本実施の形態である発光装置が搭載されたノートＰＣの構成を示す斜視図である。 図２は、図１に示した発光装置のＡ−Ａ線断面図である。 図３は、図２に示した発光装置の平面図である。 図４は、外縁領域の一部領域が遮光された外縁領域の一例を示す図である。 図５は、発光装置における光源の配置を説明する説明図である。 図６は、光源を１つとした変形例１の構成を示す断面図である。 図７は、側面鏡面反射板を設けた変形例２の構成を示す断面図である。 図８は、ライトガイド部の穴と光源との位置関係を説明する説明図である。

以下、添付図面を参照してこの発明を実施するための形態について説明する。

図１は、本実施の形態である発光装置１０が搭載されたノートＰＣ１の構成を示す斜視図である。また、図２は、図１に示した発光装置１０のＡ−Ａ断面図である。なお、ノートＰＣ１は、搭載される発光装置１０の薄型化が要求される機器の一例である。図１に示すように、発光装置１０は、「ＬＯＧＯ」をデザインした図案が表された表示平板の外縁部外側を発光する。

図２に示すように、発光装置１０は、所定のデザインが施された表示平板１１と、黒色半透明板１２と、ライトガイド部２０と、光源３１，３２とを有する。発光装置１０は、ライトガイド部２０の平面形状を断面とする柱状の溝４２内に嵌め込まれる。溝４２は、ノートＰＣ１のカバー２の外装部材４１に形成される。溝４２の側面は、ライトガイド部２０の外縁を側方から覆う遮光部材として機能する。

ライトガイド部２０は、表示平板１１の下部に設けられ、平板状のライトガイド部材２１が表示平板１１と同一平面形状の上面鏡面反射板２２及び下面鏡面反射板２３に挟まれ、下面鏡面反射板２３の中央部に２つの光源配置用の穴２４が形成され、ライトガイド部材２１の外縁部が上面鏡面反射板２２及び下面鏡面反射板２３の外縁に比して所定幅ｄ３分、外側に露出し、露出したライトガイド部材２１の下面に拡散反射板２５が設けられた平行平板状をなしている。ライトガイド部材２１は、例えば、透明のアクリル樹脂で形成された導波部材である。また、拡散反射板２５は、白色であることが好ましい。拡散反射板２５は、光の減衰を伴うが、白色の拡散反射板２５を用いることによって、光の減衰を抑えることができる。

光源３１，３２は、ＬＥＤなどの発光部であり、下面鏡面反射板２３に設けられた２つの穴２４にそれぞれ配置され、ライトガイド部材２１の下面側に向けて光を照射する。

黒色半透明板１２は、表示平板１１とライトガイド部２０とに挟まれて配置され、平面形状がライトガイド部２０の平面形状と同じである。黒色半透明板１２は、黒色の半透明材料で形成されており、光源３１，３２が発光していない場合に、黒色の外装部材と同じ黒色表面となり、光源３１，３２が発光した場合に、光を外縁領域Ｅに透過させる。黒色半透明板１２の外縁部は、表示平板１１の外縁に比して所定幅ｄ３分、外側に露出しているため、ライトガイド部２０からの光は、露出した黒色半透明板１２の下面から上面に透過する。

光源３１，３２から照射された光は、ライトガイド部材２１の下面側に照射され、上面鏡面反射板２２及び下面鏡面反射板２３の間で鏡面反射しつつ、ライトガイド部２０の外縁部方向に導波される。ライトガイド部２０の外縁部に到達した光は、拡散反射板２５で拡散され、ライトガイド部材２１が露出した上面から上方に向かって導波し、黒色半透明板１２の外縁部を介して外縁領域Ｅに発光される。これにより、図３に示すように、所定領域を形成する表示平板１１の外縁領域Ｅが発光されることになる。この外縁領域Ｅは、溝４２の側面と、表示平板１１との間の帯状領域であり、拡散反射板２５と同じ形状となる。

なお、図３では、表示平板１１の外縁領域Ｅのすべてが発光されるようになっているが、これに限らず、図４に示すように、外縁領域Ｅの一部領域１２ａが発光されないようにしてもよい。この一部領域１２ａの形成は、一部領域１２ａに対応する黒色半透明板１２の領域を不透明材料で形成して下面側からの光を遮光すればよい。

図５に示すように、光源３１，３２は、光源３１，３２からライトガイド部２０を放射状に導波して所定輝度で到達する円の領域Ｅ１，Ｅ２が、ライトガイド部２０の平面形状の全体を覆うように配置される。図５に示した表示平板１１は、ほぼ長方形であるため、長辺方向に、２つの光源３１，３２を配置している。逆に、光源３１，３２は、ライトガイド部材２１の平面方向に向けて放射状に均等に出射されるため、光源３１，３２は、ライトガイド部２０の外縁部までの距離が出来る限り等しくなる位置に設け、外縁部に到達する光量が同じになるようにする。これにより、外縁部から外縁領域Ｅに出射される光量の均一化を図ることができる。

本実施の形態では、光源３１，３２から発した光は、ライトガイド部２０を鏡面反射して外縁部側に導波するため、光の損失が少なく、外縁部までの距離が大きくても光量の減少が少ない。したがって、ライトガイド部材２１の外縁部に光源３１，３２が多数配置された状態と同じ効果を奏する。

また、本実施の形態では、ライトガイド部材２１の外縁部に到達した光は、拡散反射板２５で拡散され、外縁領域Ｅを介して外部に発光されるため、発光される光は均一で輝度むらが少なく、しかも、光の角度依存性がなく、全方向に広がって放射されるため、表示平板１１の外縁領域Ｅの発光状態を外部のどの方向からも視認することができる。

すなわち、本実施の形態では、光源から離隔したライトガイド部材２１の外縁部までは鏡面反射によって光量を減衰させずに光を導波し、ライトガイド部材２１の外縁部まで到達した光は拡散反射板２５による拡散によって外縁領域Ｅで均一化され、かつ、空間的な出射方向も分散される。さらに、ライトガイド部材２１の外縁部が中心から離隔していても光量の減衰が少ないため、高輝度の発光が可能になる。

なお、図１に示した発光装置１０では、ライトガイド部材の厚さｄ２が、０．２ｍｍであり、表示平板１１の上面から下面鏡面反射板２３の下面までの厚さｄ１が、０．６ｍｍであり、発光装置１０の厚さが１ｍｍ以下となり、発光装置１０の薄型化を図ることができた。

＜変形例１＞
図２に示した発光装置１０では、表示平板１１が長方形であったため、表示平板１１の外縁領域Ｅまでの距離が等しくなるように、２つの光源３１，３２を設けていたが、本変形例１では、図６に示すように、表示平板１１が正方形や円に近い平面形状であるため、１つの光源３０のみとしている。

＜変形例２＞
本変形例２では、図７に示すように、溝４２の側面に側面鏡面反射板４０を設けている。側面鏡面反射板４０は、拡散反射板２５によって拡散された光を損失無く外縁領域Ｅまで導波することができる。

なお、上述した実施の形態及び変形例１，２では、光源３０〜３２、例えば図８に示すように、光源３０は下面鏡面反射板２３の穴２４内に配置され、光は、ライトガイド部材２１の下面の入光面Ｓ１に向けて光が出射される。すなわち、光源３０は、ライトガイド部２０に対する直下型の光源であり、出射された光は、光源３０の位置を中心に、上面鏡面反射板２２の下面で反射し、ＸＹ平面に放射状に均等に広がって導波されるため、入光角度調整が不要であり、また外縁部に導波される光量に大きな差異がなく、外縁部からの発光の均一化に大きな影響を及ぼさない。したがって、光源３０は、ライトガイド部材２１の端部から入光するサイド入光に比して、穴２４の中心位置に対するＸＹ平面方向の位置ずれの許容範囲限界は広いため、光源３０の配置が容易になる。また、入光面Ｓ１を広くすることができるため、穴２４の形成が容易であるとともに、光源３０の穴２４への配置が容易になる。

また、光源３０の出射口は、入光面Ｓ１に接してもよいため、この点からも光源３０の配置を容易に行うことができる。なお、光源３０の出射口が入光面Ｓ１に近いと入光効率が低下するため、光源３０は、入光面Ｓ１から離隔しておくことが好ましいが、発光装置１０の薄型化とのトレードオフによって配置位置を決定する。

なお、薄型化を図るため、ライトガイド部材２１に、穴２４を延長した穴を設け、入光面Ｓ１を下げてもよい。

また、上記の実施の形態で図示した各構成は機能概略的なものであり、必ずしも物理的に図示の構成をされていることを要しない。すなわち、各装置及び構成要素の分散・統合の形態は図示のものに限られず、その全部又は一部を各種の使用状況などに応じて、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。

１ ノートＰＣ
２ カバー
１０ 発光装置
１１ 表示平板
１２ａ 一部領域
１２ 黒色半透明板
２０ ライトガイド部
２１ ライトガイド部材
２２ 上面鏡面反射板
２３ 下面鏡面反射板
２４ 穴
２５ 拡散反射板
３０，３１，３２ 光源
４０ 側面鏡面反射板
４１ 外装部材
４２ 溝
ｄ１，ｄ２ 厚さ
ｄ３ 所定幅
Ｅ 外縁領域
Ｅ１，Ｅ２ 領域
Ｓ１ 入光面

Claims (5)

1. 所定のデザインが施された表示平板と、
   前記表示平板の下部に設けられ、平板状のライトガイド部材が前記表示平板と同一平面形状の上面鏡面反射板及び下面鏡面反射板に挟まれ、下面鏡面反射板の中央部に光源配置用の穴が形成され、前記ライトガイド部材の外縁部が前記上面鏡面反射板及び前記下面鏡面反射板の外縁に比して所定幅分、外側に露出し、露出した前記ライトガイド部材の下面に拡散反射板が設けられた平行平板状のライトガイド部と、
   前記穴に配置され、前記ライトガイド部材の下面側に向けて光を照射する光源と、
   前記ライトガイド部の外縁を側方から覆う遮光部材と、
   を備えたことを特徴とする発光装置。
2. 前記穴及び前記光源は、前記表示平板の平面形状に応じて、複数、離散配置されることを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
3. 前記遮光部材の内側側面には、側面鏡面反射板が設けられることを特徴とする請求項１または２に記載の発光装置。
4. 前記表示平板と前記ライトガイド部との間に黒色半透明板を設けたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の発光装置。
5. 所定のデザインが施された表示平板の外縁部に均一な光を導波するライトガイド方法であって、
   所定のデザインが施された表示平板の下部に設けられ、平板状のライトガイド部材が前記表示平板と同一平面形状の上面鏡面反射板及び下面鏡面反射板に挟まれた平行平板状のライトガイド部の下面鏡面反射板の中央部に形成された光源配置用の穴に配置された光源から前記ライトガイド部材の下面側に向けて光を照射し、照射された光を前記上面鏡面反射板及び前記下面鏡面反射板で鏡面反射しつつ、前記ライトガイド部の外縁部まで導波し、
   前記ライトガイド部材の外縁部が前記上面鏡面反射板及び前記下面鏡面反射板の外縁に比して所定幅分、外側に露出し、露出した前記ライトガイド部材の下面に設けられた拡散反射板によって前記ライトガイド部から導波した光を拡散し、拡散した光を前記表示平板の外縁部側に導出することを特徴とするライトガイド方法。

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