JP5889956B2 - 照明構造および携帯式コンピュータ - Google Patents
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Description
図1は、本実施の形態にかかる照明構造に適用する照明アセンブリを説明する図である。図1(A)は照明アセンブリ10の前方斜め上からみた斜視図で、図1(B)は上から見た平面図で、図1(C)は図1(B)のA−A矢視において、光源23の光軸を含み幅W方向の中心でかつ底面に垂直な平面で切断した断面図である。導光体11は、A−A矢視の断面に平行な平面でいずれの場所で切断しても図1(C)の形状になっている。
図2は、空気と接するアクリルの内部の光線の挙動を説明する図である。屈折率はアクリル61が約1.5で空気が1である。この場合スネルの法則によりアクリル61と空気の境界63にアクリル61の内部から入射する光線の臨界角θmは42度となる。図2(A)は、0度から臨界角θmまで入射角αを変化させた光線が境界61に入射するときの様子を示す。入射角αが臨界角θm未満の間は入射光線が屈折角βまたは出射角β(β>α)でアクリル61から空気中に出射される。このときの入射角αと屈折角βの関係を図2(C)に示す。
図3は、入射面13の全体に平行光線を放射する面光源を配置した場合に、平行光線が対向面50に入射する際の入射角αを底面12に対応する対向面50の位置ごとに示す図である。ここでは、対向面50の全体を3次曲線で形成した例で説明する。対向面50に対する入射角αは、対向面50の位置が入射面13から遠ざかるにしたがって小さくなり、出射面13側から測定した底面12の長さPに対応する位置で臨界角θmに達する。そして、さらに前方に近付くにしたがって入射角αが低下し、対向面50の最も先端に相当する底面12の長さLの位置では入射角αがゼロになる。よって対向面50は底面12に平行な光線に対し底面の長さPに対応する位置までは全反射し、長さPから長さLに対応する位置までは透過するように作用する。
図4は、照明アセンブリ10における典型的な光線の経路を示す図である。ここでは、図1に示したサイズの導光体において、対向面50の先端部を断面が半径1.5mmで中心角が60度の円弧で形成し、それ以外の領域を半径9mmで中心角が30度の円弧で形成している。図4は、図1のA−A矢視の断面を示している。光源23は、底面12に垂直な放射面から入射面13に60度の広がりで円錐ビーム状の光を放射しており、図では放射光の上下方向の外延を光線101と光線109で示し、光源23の放射面の上下方向の範囲を位置S1と位置S3で示している。
つぎに図5の断面図を参照して、照明アセンブリ10を壁に取り付けて照射面203の壁に近い領域を照射する照明構造を説明する。壁201は照射面203から上方に垂直に延びている。照明アセンブリ10が照射する範囲は壁からの距離L2で示している。壁の位置から距離L2までの照射面203の領域を要求照射領域という。照明アセンブリ10は、図4と同じ断面を示しているが、光源23の光軸100上を進行する光線106が対向面50に入射する位置Q1は、図4の位置P5とはわずかに異なっている。
つぎに図6を参照して、光軸100の照射面203に対する傾斜角θを45度にして臨界角より3度大きくした理由を説明する。図6(A)は、照明アセンブリ10を底面に並行で光軸を含む平面で切断した断面を示す。ライン231は、図5の接線221を含む接平面231が切断されて形成されている。図6(B)は、図6(A)のB−B矢視において底面に垂直で光軸を含む平面で切断した断面図である。図6(C)は、図6(A)のC−C矢視において底面に垂直で光線16cを含む平面で切断した断面図である。図6(A)で光線106a、106、106cは同一平面上を進行して、それぞれ接平面231に接する対向面上の位置Q1a、Q1、Q1cに入射する。
図7は、導光体の断面形状の他の例を示す断面図である。図7(A)〜図7(D)はいずれも図1のA−A矢視に対応する位置での断面を示し、さらに底面には吸収層を備えているものとする。図7(A)の導光体では対向面301が、位置R1から位置R3までの範囲の平面状の出射面303と、3次曲線または所定の半径および中心角の円弧で形成された反射面305を備えている。光源23の光軸に対する出射面303の傾斜は、光軸上を進行する光線307が出射面303の位置R2に対して臨界角で入射するように設定している。この場合、光源の位置S1からS3の間から光軸に平行に放射された光線は透過しないが、臨界角よりも小さな角度で入射する光線は透過する。屈折角は、出射面303における入射位置と光源の放射位置で決まるが、最大屈折角から所定の範囲までの角度で均等に分散する屈折角の出射光を得ることができる。
図8は、照明アセンブリ10をノートPCに適用した例を示す図である。ノートPC400は、ディスプレイ筐体401がシステム筐体405にヒンジ403で結合されて開閉可能なように支持されている。ディスプレイ筐体401は液晶表示装置(LCD)409を収納している。システム筐体405の表面にはキーボード407が実装されている。LCD409の周囲は、縁枠411a〜411dで囲まれている。縁枠411a〜411dの表面とLCD409の表面は同一の平面上に存在する。
11…導光体
12…導光体の底面
13…入射面
23…光源
25…吸収層
27…照明アセンブリの底面
50…対向面
51…出射面
53…反射面
100…光軸
400…携帯式コンピュータ
Claims (11)
- ディスプレイを備える携帯式コンピュータのキーボードを照射する照明構造であって、
導光体と、
前記携帯式コンピュータの筐体を構成する縁枠の、前記ディスプレイの表面を含む面に存在する表面より内側に配置した光源とを備え、
前記導光体が、
前記光源の光が入射する入射面と、
少なくとも一部の領域が前記縁枠に形成した開口から前記縁枠の表面より外側に突き出ている出射面と、
前記入射面と前記出射面に連絡する底面と、
前記底面に対向する位置に配置され前記光源から直接入射した光を全反射させて前記出射面に入射させる反射面とを有し、
前記出射面が前記出射面の突き出ている領域に前記光源から直接入射した光線の一部を最大屈折角から所定の範囲の屈折角で屈折させて前記キーボードに出射することが可能な照明構造。 - 前記光源の光軸を含む前記底面に垂直な平面で切断した断面において、前記出射面が、前記底面に近付くにしたがって前記光源の光軸に平行な光線の入射角が小さくなるような曲線で形成されている請求項1に記載の照明構造。
- 前記断面において、前記光源の中心位置を通る前記底面に平行な光軸上を通過する光線の前記出射面上の位置に対する入射角が臨界角である請求項2に記載の照明構造。
- 前記断面において、前記光源から前記出射面上の位置に直接入射する光線の入射角が、前記光源上での放射位置が前記光源の中心位置から前記底面方向に近付くに従って前記最大屈折角から所定の範囲の屈折角に変化する請求項3に記載の照明構造。
- 前記光源の中心位置より前記底面から離れる方向の光源上の位置から放射されて前記出射面上の位置に直接入射する光線が全反射する請求項4に記載の照明構造。
- 前記所定の範囲の屈折角が45度以上である請求項1に記載の照明構造。
- 前記断面において、前記出射面を形成している曲線が3次曲線または所定の半径および中心角の円弧で形成されている請求項2に記載の照明構造。
- 前記光源の光軸を進行する光線が前記曲線のなかで前記縁枠の表面から最も突き出ている位置に入射する請求項2に記載の照明構造。
- 前記縁枠の表面から最も外側に突き出ている位置に対する接平面が前記縁枠の表面に平行である請求項1に記載の照明構造。
- 前記光源から前記出射面に直接入射して出射する光線が、前記キーボードの方向を向くように前記光源の光軸が前記縁枠の表面に対する法線に対して傾斜している請求項1に記載の照明構造。
- 前記反射面は、前記光源から直接入射した光を1回だけ全反射させて前記出射面に入射させる請求項1に記載の照明構造。
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