JP4821018B2

JP4821018B2 - 面光源装置

Info

Publication number: JP4821018B2
Application number: JP2005371177A
Authority: JP
Inventors: 達土田
Original assignee: Nippon Seiki Co Ltd
Current assignee: Nippon Seiki Co Ltd
Priority date: 2005-12-23
Filing date: 2005-12-23
Publication date: 2011-11-24
Anticipated expiration: 2025-12-23
Also published as: JP2007171705A

Description

本発明は、光源からの照射光線を導光体に導き入れ、その導光体を介して表示媒体などを透過照明したり、照明表示する導光体を用いた面光源装置に関するものである。

従来、光源から照射される光線を導光体内に導き入れ、その導光体に導光案内された光線を導光体の外部側へと射出して表示媒体などを面発光するようにした導光体を用いた面光源装置としては、たとえば本願出願人が特許文献１として先に提案している。この特許文献１による導光体を用いた面光源装置（表示装置）としては、基板上に取り付けられた光源と同列状にして導光体を配設し、その導光体の射出部分と対向して表示板を配設し、前記光源からの照射光線を導光体に導き入れ、その前面側に配設した表示板を透過照明あるいは照明表示するように構成している。
特開平９−１８５３３６号公報

ところで、上述したように従来例の構造にあっては、組み付ける寸法に余裕があったり、あるいは光源の位置を基準としてケース（ホルダー），導光体，表示板と順次積層状態に組み付けることができるため、導光体の固定保持する手段として簡単に嵌め込み固定することができるというメリットがある。しかしながら、場合によっては組み付けスペースが限られ、基板（回路基板）に取り付けられる光源からの照射光線を導光体を介して直交する方向に導き入れ、その直交方向に導かれた光線を導光体の外部側へと射出して表示媒体たとえば表示板や透光性基板を照明表示するようにしなければならないことがある。その一例として図４を用いて説明する。図４に示す構成では、光源である発光ダイオード１が回路基板２上に取り付け固定されており、光源である発光ダイオード１と対峙して導光体３が配置されている。この場合、導光体３には光源である発光ダイオード１からの照射光線を受け入れる受光部４と、この受光部４によって導光案内された入射光線を前記回路基板２と平行方向に反射導光する反射部５と、この反射部５を介して導光案内された光線を外部への導き出す射出部６とを備えて構成している。この際、導光体３の射出部６から照射された光線を表示媒体Ｈである表示板や透光性基板の背後から照明表示（透過照明）して照らし出すように構成している。また導光体３は合成樹脂製のホルダー７を介して回路基板２の所定の位置に配置されているが、従来例の装置構造にあっては、仕様条件によっては振動雰囲気中に使用することがある。このため、振動によって軋み音が発生する虞もあるため、導光体３を強固に固定保持する必要がある。これを達成するために導光体３を固定保持する手段として、たとえば、ホルダー７に圧入ピン７Ａなどを設けて導光体３に設けた挿入孔（図示せず）に挿通して保持したり、ホルダー７の圧入ピン７Ａに挿通保持した後に、圧入ピン７Ａの先端部分を熱溶着することによってホルダー７に対して導光体３を強固に固定保持するようにしている。しかしながら、圧入ピン７Ａに単に導光体３を圧入保持タイプでは不安定であり、また圧入ピン７Ａを熱溶着にて固定保持してしまうと部品交換の交換作業が煩わしいものとなってしまうという問題がある。またこの点、組み付け作業性を考慮するものとして係止用の爪部を設けて係合固定することも考えられるが抜け止め保持することはできるものの横方向への押さえが良好に行えず横振れを起こしてしまいやすいという問題がある。

そこで本発明は、前述の課題に対して対処するため、導光体を用いた面光源装置において、導光体の取付強度を充分満足することができるように固定保持することのできる面光源装置を提供することを目的とする。

本発明は、前述した課題を解決するため、請求項１では、硬質材料からなる回路基板と、この回路基板に取り付けられる光源と、この光源からの照射光線を受け入れる受光部と、この受光部によって導光案内された入射光線を前記回路基板と平行方向に反射導光する反射部と、この反射部を介して導光案内された光線を外部への導き出す射出部とを備えた透光性材料からなる合成樹脂製の導光体と、この導光体を前記回路基板の所定位置に配置し支承保持する合成樹脂製のホルダーと、からなる面光源装置において、前記ホルダーには前記導光体を位置決め保持するための位置決め用係止孔部を前記回路基板と平行方向に形成するとともに、この位置決め用係止孔部によって位置決め保持しつつ前記導光体を抜け止め固定するための係合爪を設けた係合部材を形成し、前記導光体には前記位置決め用係止孔部に位置決め規制される係合突部を形成するとともに、前記導光体の振れ止めのための突き当て部を前記回路基板と対峙して設け、前記導光体に形成した前記係合突部の長手方向と前記突き当て部の長手方向とをほぼ直交方向に設定してなることを特徴とする面光源装置である。

（削除）

また請求項２では、請求項１に記載の面光源装置において、前記導光体に設けた前記受光部の形状を前記光源位置を基準として円弧状に設定してなることを特徴とするものである。

また請求項３では、請求項１または請求項２に記載の面光源装置において、前記導光体の射出部と対向して照明表示するための表示媒体を配設してなることを特徴とするものである。

本発明では、回路基板と、光源と、導光体と、ホルダーと、からなる面光源装置において、前記ホルダーには前記導光体を位置決め保持するための位置決め用係止孔部を前記回路基板と平行方向に形成するとともに、この位置決め用係止孔部によって位置決め保持しつつ前記導光体を抜け止め固定するための係合爪を設けた係合部材を形成し、前記導光体には前記位置決め用係止孔部に位置決め規制される係合突部を形成するとともに、前記導光体の振れ止めのための突き当て部を前記回路基板と対峙して設け、前記導光体に形成した前記係合突部の長手方向と前記突き当て部の長手方向とをほぼ直交方向に設定してなることにより、前記ホルダーに設けた位置決め用係止孔部に導光体に設けた係合突部を位置決め保持しつつ、ホルダーに設けた係合部材によって導光体を抜け止め保持することができ、しかも導光体に設けた突き当て部を回路基板に対峙して突き当て配置することにより導光体の振れ止めを行うことができる。従って、ホルダーに対して前記導光体をセットすることにより前記ホルダーの係合部材に設けた前記係合爪によって前記導光体を簡単に係合保持することができるとともに、導光体の振れ止めのための突き当て部を前記回路基板と対峙して設けてなることにより、振れ止め保持することができるものであり、導光体の取付強度を充分満足することができるように固定保持することのできる面光源装置を提供することができ、これにより所期の目的を達成することができる。

本発明の請求項１では、硬質材料からなる回路基板と、この回路基板に取り付けられる光源と、この光源からの照射光線を受け入れる受光部と、この受光部によって導光案内された入射光線を前記回路基板と平行方向に反射導光する反射部と、この反射部５を介して導光案内された光線を外部への導き出す射出部とを備えた透光性材料からなる合成樹脂製の導光体と、この導光体を前記回路基板の所定位置に配置し支承保持する合成樹脂製のホルダーと、からなる面光源装置において、前記ホルダーには前記導光体を位置決め保持するための位置決め用係止孔部を前記回路基板と平行方向に形成するとともに、この位置決め用係止孔部によって位置決め保持しつつ前記導光体を抜け止め固定するための係合爪を設けた係合部材を形成し、前記導光体には前記位置決め用係止孔部に位置決め規制される係合突部を形成するとともに、前記導光体の振れ止めのための突き当て部を前記回路基板と対峙して設け、前記導光体に形成した前記係合突部の長手方向と前記突き当て部の長手方向とをほぼ直交方向に設定してなることを特徴とする面光源装置である。このように構成することによって、前記ホルダーに設けた位置決め用係止孔部に導光体に設けた係合突部を位置決め保持しつつ、ホルダーに設けた係合部材によって導光体を抜け止め保持することができ、しかも導光体に設けた突き当て部を回路基板に対峙して突き当て配置することにより導光体の振れ止めを行うことができる。この際、ホルダーを基準として導光体を簡単に組み付けることができるため、組み付け作業効率も高めることができるとともに、面光源装置全体の小型化や実装密度を高めることのできる面光源装置を提供することができる。

この際、前記導光体に形成した前記係合突部の長手方向と前記突き当て部の長手方向とをほぼ直交方向に設定してなることにより、上下方向と横方向の動きを拘束することができるものであり、導光体の振れ止めを良好に行うことができ、導光体の取付強度を充分満足することができるという効果がある。

また、前記導光体に設けた前記受光部の形状を前記光源位置を基準として円弧状に設定してなることにより、光源からの照射光線を円弧状に設定してなる受光部によって放射状に導光体の内部へと照射光線を導光案内することができ、これにより広範囲に渡って導光体内部に平均した光線を導き入れることができ、平均した照明効果を得ることが可能となる面光源装置を提供することができる。（請求項２）

また、前記導光体の射出部と対向して照明表示するための表示媒体を配設してなることにより、表示媒体の表示面全体を射出部からの照射光線によってほぼ均一的に照明表示することができる。（請求項３）

以下、本発明の面光源装置を車両用の指示計器の表示装置に適用した実施例に基づいて説明する。

本発明の面光源装置として、その第１実施例を図１から図３に示す。従来例と同一部分及び均等部分については同一符号を付して説明する。同図において、光源である発光ダイオード１が回路基板２上に横一列状態にして並べて取り付け固定され、この光源である発光ダイオード１と対峙して導光体３が配置されている。

また導光体３には、光源である発光ダイオード１からの照射光線を受け入れる受光部４と、この受光部４によって導光案内された入射光線を前記回路基板２と平行方向に反射導光する反射部５と、この反射部５を介して導光案内された光線を外部への導き出す射出部６とを備えて構成している。この際、導光体３の射出部６から照射された光線を表示媒体Ｈである透光性の表示板の背後から照明表示（透過照明）して表示板を照らし出すように構成している。

また導光体３は合成樹脂製のホルダー７を介して回路基板２の所定の位置に配置されるように設定されるが、この実施例ではホルダー７自体は回路基板２に固定保持されるように構成されている。

この場合、ホルダー７に対して導光体３を固定保持する手段として、ホルダー７には、導光体３を位置決め保持するための係止用孔部である位置決め用係止孔部８が形成されるとともに、導光体３を抜け止め固定するために導光体３の両側端個所にそれぞれ係合する弾性腕片９Ａの先端部に係合爪９Ｂを備えた係合部材９が形成されている。また導光体３には、ホルダー７の位置決め用係止孔部８（係止用孔部）に差し込んで位置決め規制する位置決めピンからなる係合突部１０が一体に形成されるとともに、導光体３の受光部４位置から逸れた個所に振れ止めのための突き当て部１１が回路基板２の表面に向けて対峙するように突き出し形成されている。

また第１実施例においては、導光体３に形成した係合ピンからなる係合突部１０の長手方向と、突き当て部１１の突き出し形成される長手方向とがほぼ直交方向となるように設けられている。

なお、導光体３に設けた受光部４の形状を光源である発光ダイオード１位置を基準として円弧状に設定してなることにより、光源（発光ダイオード１）からの照射光線を円弧状に設定してなる受光部４によって放射状に導光体３の内部へと照射光線を導光案内することができるように構成している。これにより広範囲に渡って導光体３内部に平均した光線を導き入れることができ、平均した照明効果を得ることが可能となるようにしている。

上記構成からなる第１実施例においては、枠状のホルダー７を基準として回路基板２の板面方向に沿って導光体３をセットして押し込むことにより、ホルダー７に設けた係止用孔部である位置決め用係止孔部８に、導光体３に設けた位置決めピンからなる係合突部１０が差し込まれて位置決め規制される。これとほぼ同時に導光体３の両側端個所にそれぞれ係合するホルダー７に設けた係合部材９の係合爪９Ｂによって簡単に係合保持することにより、導光体３が抜け止め保持することができる。この際、導光体３に設けた突き当て部１１を回路基板２に対峙して突き当て配置することにより導光体３の振れ止めを行うことができる。すなわち、導光体３に形成した位置決めピンからなる係合突部１０の長手方向と、導光体３から一体に突き出し形成された突き当て部１１の長手方向とをほぼ直交方向に設定してなることにより、ホルダー７を基準として導光体３をその上下方向と横方向の動きを拘束することができるものであり、導光体３の振れ止めを良好に行うことができ、導光体３の取付強度を充分満足することができるという効果がある。

また、導光体３に設けた受光部４の形状を光源である発光ダイオード１位置を基準として円弧状に設定してなることにより、光源からの照射光線を円弧状に設定してなる受光部４によって放射状に導光体３の内部へと照射光線を導光案内することができ、これにより広範囲に渡って導光体３内部に平均した光線を導き入れることができ、平均した照明効果を得ることが可能となる面光源装置を提供することができる。この際、導光体３の射出部６と対向して照明表示するための表示媒体Ｈを配設してなることにより、表示媒体Ｈの表示面全体を射出部６からの照射光線によってほぼ均一的に照明表示することができるという効果がある。

また、ホルダー７を基準として導光体３を簡単に組み付けることができるため、組み付け作業効率も高めることができるとともに、面光源装置全体の小型化や実装密度を高めることのできる面光源装置を提供することが可能となる。

なお、係合部材９に設けられた弾性腕片９Ａにより撓む領域の寸法を長く設定することが可能となるため弾性腕片９Ａの撓みを良好にして組み付けやすく、しかも組み付け後においては係合爪９Ｂによって導光体３と係合保持することによって抜け止め保持することができるものであり、導光体３の脱着作業を簡単に行うことができ、部品交換などにおいて操作性をも良好に行うことができるという効果がある。

なお本発明は、前述した実施例に限定されるものではなく本発明の要旨の範囲内において種々の変形実施が可能であり、たとえば前述した各実施例では、光源として発光ダイオードを用いていたが、ランプなどによる光源であってもよいし、光源の数や設置位置などは導光体３の厚みや形状などに合わせて設定すればよい。また実施例では導光体３を無色透明に形成していたが、場合によっては、たとえば青色などに着色形成してもよいし、他の色合いに着色形成してもよいものであり、またホルダー７に設けられた係合部材９の弾性腕片９Ａの長さや幅寸法や取り付け位置などは適宜設定すればよいものであり、またホルダー７に設けた係止用孔部からなる位置決め用係止孔部８の形状・数などに合わせて導光体３に設けた位置決めピンからなる係合突部１０を設定すればよい。

また、前述した実施例などにおいて詳述したように、車両用の指示計器の表示装置（表示板）や透過表示基板など照明表示したり透過照明したりする面光源装置として説明したが、表示板などの照明に限らず液晶表示装置のバックライト照明として利用される導光体を用いた面光源装置においても適用することもできるものであり、また民生機器用として用いられる表示パネルやスイッチパネルなどの面光源装置として適用することも可能である。

図１は、本発明の第１実施例における面光源装置を車両用指示計器の表示装置に適用した例を示す一部を拡大して表した断面図である。図２は、図１の面光源装置の要部を示した分解斜視図である。図３は、図１の面光源装置の導光体を主体に示した分解斜視図である。図４は、従来の面光源装置を示す概要断面図である。

Ｈ表示媒体
１発光ダイオード（光源）
２回路基板
３導光体
４受光部
５反射部
６射出部
７ホルダー
８位置決め用係止孔部（係止用孔部）
９係合部材
９Ａ弾性腕片
９Ｂ係合爪
１０係合突部（位置決めピン）
１１突き当て部

Claims

硬質材料からなる回路基板と、この回路基板に取り付けられる光源と、この光源からの照射光線を受け入れる受光部と、この受光部によって導光案内された入射光線を前記回路基板と平行方向に反射導光する反射部と、この反射部を介して導光案内された光線を外部への導き出す射出部とを備えた透光性材料からなる合成樹脂製の導光体と、この導光体を前記回路基板の所定位置に配置し支承保持する合成樹脂製のホルダーと、からなる面光源装置において、前記ホルダーには前記導光体を位置決め保持するための位置決め用係止孔部を前記回路基板と平行方向に形成するとともに、この位置決め用係止孔部によって位置決め保持しつつ前記導光体を抜け止め固定するための係合爪を設けた係合部材を形成し、前記導光体には前記位置決め用係止孔部に位置決め規制される係合突部を形成するとともに、前記導光体の振れ止めのための突き当て部を前記回路基板と対峙して設け、前記導光体に形成した前記係合突部の長手方向と前記突き当て部の長手方向とをほぼ直交方向に設定してなることを特徴とする面光源装置。
前記導光体に設けた前記受光部の形状を前記光源位置を基準として円弧状に設定してなることを特徴とする請求項１に記載の面光源装置。
前記導光体の射出部と対向して照明表示するための表示媒体を配設してなることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の面光源装置。