JP2011040367A

JP2011040367A - 導光板

Info

Publication number: JP2011040367A
Application number: JP2010115097A
Authority: JP
Inventors: Taketsugu Okura; 健嗣大倉
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2009-07-16
Filing date: 2010-05-19
Publication date: 2011-02-24
Anticipated expiration: 2030-05-19
Also published as: JP5462071B2

Abstract

【課題】導光板の端面から入射した光を効率的に正面に導くことができる導光板を提供する。
【解決手段】平面視円弧状の透過性の導光板４は、文字板の背面に配置されていて、両端面から光が入射される。導光板４には、一定間隔で放射状に設けた複数の放射状溝４２と、この複数の放射状溝４２と交わるように円弧状に設けた円弧状溝４３と、を備えている。
【選択図】図３

Description

本発明は、導光板に係り、特に、文字板の背面側に配置された平面視円弧状の透過性の導光板に関するものである。

上述した導光板を備えた計器１として、例えば、図１及び図２に示すようなものが知られている（例えば特許文献１）。同図に示すように、上記計器１は、文字板２と、指針３と、導光板４と、ウォーニング用光源Ｌ１と、導光板用光源Ｌ２と、基板５と、ケーシング６と、表ガラス７と、を備えている。上記文字板２には、ウォーニングや目盛などの意匠が設けられている。上記指針３は、文字板２の正面を回動するように設けられている。導光板４は、文字板２の背面に配置されている。導光板４は、図１４に示すように、文字板２に設けられた目盛に沿って平面視円弧状に設けられている。この導光板４の背面には、図１４に示すように、一定間隔で放射状に設けた複数の放射状溝４２が設けられている。

ウォーニング用光源Ｌ１は、文字板２に設けたウォーニングの背面に配置されていて、ウォーニングを光輝させる。導光板用光源Ｌ２は、図１４に示すように、上記円弧状の導光板４の両端面に設けた入射面４１に対向して配置されていて、導光板４内を導光して文字板２に設けた目盛を光輝させる。基板５は、上記ウォーニング用光源Ｌ１や導光板用光源Ｌ２などの電子機器を搭載する。ケーシング６は、上記文字板２、指針３、導光板４、ウォーニング用光源Ｌ１、導光板用光源Ｌ２、基板５などを収容する。表ガラス７は、ケーシング６の正面開口に取り付けられている。

次に、上述した導光板４内の光の反射経路について説明する。導光板用光源Ｌ２から射出される光は、入射面４１を介して導光板４に入射される。そして、入射面４１から入射された光は、導光板４の外側面で反射され、円弧状の導光板４中央に向かって伝播すると共に、その一部が放射状溝４２の内側面で反射されて効率的に正面の文字板２に導かれる。上記放射状溝４２は、この放射状溝４２に対して垂直に光が入射されると、その光を反射して文字板２に対して垂直に出射する。よって、入射面４１から入射した光は、導光板４の円弧に沿って導光板４内を導光するのが理想的である。

しかしながら、上記導光板４は、下記に示す問題点があった。即ち、図１５に示すように、入射面４１から導光板４内に入射された光のうち外側面４４側を導光する光Ｌ１１は、導光板４の外側面４４において入射面４１に近い部分に入射される。また、入射面４１から導光板４内に入射された光のうち外側面４４−内側面４５間中央を導光する光Ｌ１２は、導光板４の外側面４４において光Ｌ１１よりも入射面４１から離れた部分に入射される。また、入射面４１から導光板４内に入射された光のうち内側面４５側を導光する光Ｌ１３は、導光板４の外側面４４において光Ｌ１１、Ｌ１２よりも入射面４１から離れた部分に入射される。よって、内側面側を導光する光ほど外側面４４に対する入射角が小さくなる（θ１＞θ２＞θ３）。

これにより、光Ｌ１１は、外側面４４で反射されて円弧状にほぼ沿って導光板４内を導光するが、光Ｌ１２、Ｌ１３は、導光板４の外側面４４で導光板４の内側面に向かって反射され、導光板４の円弧に沿って導光しない。このため、図１６に示すように、光Ｌ１１は放射状溝４２に対してほぼ垂直に入射されるが、光Ｌ１２、Ｌ１３は放射状溝４２に対して垂直に入射されない。光Ｌ１２、Ｌ１３については、放射状溝４２で反射して文字板２に対して垂直に射出することができず、導光板４の入射面４１から入射した光を効率的に正面の文字板２に導くことができず、輝度斑が生じてしまう、という問題がある。

特開２００６−１９６１３号公報

そこで、本発明は、導光板の端面から入射した光を効率的に正面に導くことができる導光板を提供することを課題とする。

上述した課題を解決するためになされた請求項１記載の発明は、文字板の背面側に配置された平面視円弧状の透過性の導光板であって、一定間隔で放射状に設けた複数の放射状溝を備えた導光板において、前記複数の放射状溝上を通るように円弧状に設けた円弧状溝をさらに備えたことを特徴とする導光板に存する。

請求項２記載の発明は、前記円弧状溝の深さが、前記放射状溝の深さよりも深く設けられていることを特徴とする請求項１に記載の導光板に存する。

請求項３記載の発明は、前記円弧状溝の数が、前記放射状溝の数よりも少なく設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の導光板に存する。

請求項４記載の発明は、前記複数の放射状溝が、当該導光板の背面に設けられ、前記円弧状溝が、断面四角形状に設けられると共に当該導光板の正面に設けられたことを特徴とする請求項１〜３何れか１項に記載の導光板に存する。

以上説明したように請求項１記載の発明によれば、導光板の端面から入射された光が導光板の外側面や円弧状溝の内側面で反射されて、ほぼ円弧に沿って導光板内を導光するため、放射状溝に垂直に光を入射することができ、導光板の端面から入射した光を効率的に正面に導くことができる。

請求項２及び３記載の発明によれば、輝度斑の改善を図ることができる。

請求項４記載の発明によれば、導光板正面に設けた円弧状溝を断面四角形状とすることにより放射状溝で反射して導光板の正面から出射される光が円弧状溝で屈折されることがなくそのまま正面に向かって進むので、導光板の端面から入射した光をより効率的に正面に導くことができる。

本発明の導光板を組み込んだ計器の一実施形態を示す正面図である。図１のＩ−Ｉ線断面図である。第１実施形態における図２に示す導光板の斜視図である。図３に示す導光板の部分拡大図である。図３に示す導光板の外側面及び円弧状溝の内側面で反射された光の経路を示す説明図である。図３に示す円弧状溝の内側面で反射された光と放射状溝との関係を示す説明図である。導光板に入射される光の経路をシミュレーションして得た結果である。他の実施形態における導光板の部分拡大図である。（Ａ）及び（Ｂ）はそれぞれ、第２実施形態における図２に示す導光板の背面図及び正面図である。図９に示す導光板の部分拡大図である。図９に示す導光板の部分断面図である。（Ａ）及び（Ｂ）はそれぞれ、他の実施形態における導光板の部分拡大図及び断面図である。（Ａ）及び（Ｂ）はそれぞれ、他の実施形態における導光板の部分拡大図及び断面図である。従来の導光板の一例を示す斜視図である。図１４に示す導光板の外側面で反射された光の経路を示す説明図である。図１４に示す導光板の外側面で反射された光と放射状溝との関係を示す説明図である。

第１実施形態
以下、本発明の第１実施形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明の導光板を組み込んだ計器の一実施形態を示す正面図である。図２は、図１のＩ−Ｉ線断面図である。同図に示すように、計器１は、文字板２と、指針３と、導光板４と、ウォーニング用光源Ｌ１と、導光板用光源Ｌ２と、基板５と、ケーシング６と、表ガラス７と、を備えている。上記文字板２、指針３、ウォーニング用光源Ｌ１、導光板用光源Ｌ２、基板５、ケーシング６及び表ガラス７については、上述した背景技術で説明したものと同等であるため、ここでは詳細な説明は省略する。

上記導光板４は、アクリル樹脂などの透光性の部材から構成されている。導光板４は、図３に示すように、文字板２に設けられた目盛に沿って平面視円弧状に設けられている。導光板４は、両端部が下垂されていて、その端面にそれぞれ導光板用光源Ｌ２からの光を入射する入射面４１が設けられている。導光板用光源Ｌ２はこの入射面４１に対向するように配置されている。

また、導光板４は、図３及び図４に示すように、その背面に一定間隔で放射状に設けた複数の放射状溝４２と、この複数の放射状溝４２上を通って交わるように円弧状に設けた円弧状溝４３と、を備えている。図４に示すように、放射状溝４２は、断面三角形状に設けられている。また、円弧状溝４３は、断面四角形状に設けられていて、深さ幅共に放射状溝４２よりも大きく設けられている。また、円弧状溝４３の数は、放射状溝４２の数よりも少なく設けられていて、本実施形態では２本設けられている。

次に、図４〜図７を参照して第１実施形態における導光板４内での導光板用光源Ｌ２から入射される光の経路について説明する。なお、図５については放射状溝４２については省略してある。また、図６については複数の放射状溝４２の１つだけを記載し、他の放射状溝４２については省略してある。導光板光源Ｌ２からの光は、入射面４１から導光板４内に入射される。図５に示すように、入射面４１から導光板４内に入射された光のうち外側面４４側を導光する光Ｌ１１は、導光板４の外側面４４で反射される。また、入射面４１から導光板４内に入射された光のうち外側面４４−内側面４５間中央を導光する光Ｌ１２は、導光板４の外側面４４側に設けた円弧状溝４３の内側面で反射され、入射面４１から導光板４内に入射された光のうち内側面４５側を導光する光Ｌ１３は、導光板４の内側面４５側に設けた円弧状溝４３の内側面で反射される。

このように光Ｌ１２、Ｌ１３を従来のように導光板４の外側面４４ではなく、円弧状溝４３で反射させることにより、光Ｌ１１の外側面４４に対する入射角θ１、光Ｌ１２の円弧状溝４３に対する入射角θ２、及び、光Ｌ１３の円弧状溝４３に対する入射角θ３をほぼ等しくすることができる（θ１≒θ２≒θ３）。よって、外側面４４、円弧状溝４３で反射された光Ｌ１１、Ｌ１２、Ｌ１３をほぼ平行とすることができ、光Ｌ１１、Ｌ１２、Ｌ１３の何れもほぼ円弧状に沿って導光するように導光板４の外側面４４や円弧状溝４３の内側面で反射することができる。

上述したように円弧状溝４３を設けることにより、入射面４１から入射された光を円弧にほぼ沿って導光するように反射できることは、図７に示すシミュレーション結果からも確認できた。よって、図６に示すように、何れの光Ｌ１１、Ｌ１２、Ｌ１３も放射状溝４２に対してほぼ垂直に入射することができ、図４に示すように光Ｌ１１、Ｌ１２、Ｌ１３を文字板２に対してほぼ垂直に射出することができる。このため、導光板４の入射面４１から入射した光を効率的に正面の文字板２に導くことができる。

ところで、円弧状溝４３は、深さが浅すぎると反射できる光の量が少なくなってしまう。また、円弧状溝４３の数は多すぎると図５に示すように光が円弧状にほぼ沿って導光するように円弧状溝４３で反射させることができない。即ち、円弧状溝４３の深さを浅くし、数を多くすると円弧状溝４３の効果が薄くなってしまう。よって、本実施形態では、円弧状溝４３の深さが、放射状溝４２の深さよりも深く設けられている。また、円弧状溝４３の数が、放射状溝４２の数よりも少なく設けられている。これにより、導光板４の入射面４１から入射した光をより効率的に正面の文字板２に導くことができ、輝度斑の改善を図ることができる。

なお、上述した第１実施形態では、四角形状であったが、本発明はこれに限ったものではない。例えば、図８（ａ）〜（ｃ）に示すように、台形形状や、三角形状に形成したり曲面に形成したりしても同様の効果を得ることができる。

第２実施形態
次に、本発明の第２実施形態を図面に基づいて説明する。第１実施形態と第２実施形態とで大きく異なる点は、導光板４の構造である。第１実施形態では複数の放射状溝４２と円弧状溝４３との双方が導光板４の背面に設けられていたが、第２実施形態では、図９及び図１０に示すように、複数の放射状溝４２を導光板４の背面に設け、円弧状溝４３を導光板４の正面に設けている。第２実施形態の導光板４以外の部分については第１実施形態と同様の構成であるため、ここでは詳細な説明を省略する。

同図に示すように、放射状溝４２は、第１実施形態と同様に断面三角形状に設けられている。また、円弧状溝４３も第１実施形態と同様に断面四角形状に設けられていて、深さ幅共に放射状溝４２よりも大きく設けられている。詳しくは、断面四角形状の円弧状溝４３は、正面と平行な底面４３ａと、底面４３ａと直交する一対の側面４３ｂと、から構成されている。

次に、図５、図６及び図１１を参照して第２実施形態における導光板４内での導光板用光源Ｌ２から入射された光の経路について説明する。導光板光源Ｌ２からの光は、入射面４１から導光板４内に入射される。そして、第１実施形態と同様に、図５に示すように、導光板４に入射された光Ｌ１１、Ｌ２２、Ｌ１３は、外側面４４や各円弧状溝４３で反射されて互いに平行にほぼ円弧状に沿って導光する。よって、第１実施形態と同様に、図６に示すように、外側面４４や各円弧状溝４３で反射された光Ｌ１１、Ｌ１２、Ｌ１３は放射状溝４２に対してほぼ垂直に入射する。このように放射状溝４２に対してほぼ垂直に入射された光Ｌは、図１１に示すように、放射状溝４２で導光板４の正面に対してほぼ垂直に反射される。

放射状溝４２で反射されて導光板４の正面に対してほぼ垂直な光Ｌは、当然断面四角形状の円弧状溝４３の底面４３ａにも垂直に入射され、しかも側面４３ｂに対しても平行であるため、円弧状溝４３で屈折されることなくそのまま正面に向かって進む。これにより、導光板４の端面から入射した光をより効率的に正面に導くことができる。

なお、上述した第２実施形態では、円弧状溝４３を断面四角形状としていたが、本発明はこれに限ったものではない。例えば、図１２及び図１３に示すように、円弧状溝４３を断面三角形状や曲線形状にすることも考えられる。しかしながら、円弧状溝４３を図１２及び図１３のような形状にすると、放射状溝４２で反射されて導光板４の正面に対してほぼ垂直な光Ｌは、図１２（Ｂ）及び図１３（Ｂ）に示すように、円弧状溝４３の内側面に垂直に入射されなくなるため、円弧状溝４３で屈折されてしまい正面に向かって進まなくなる。従って、第２実施形態に示すように円弧状溝４３の形状を断面四角形状とするのが最適である。

また、上述した第２実施形態では、放射状溝４２を断面三角形状としてたが、本発明はこれに限ったものではない。円弧状溝４３が四角形状であれば、放射状溝４３が四角形状や曲線状、その他種々の形状であっても第２実施形態と同様の効果を得ることができる。

また、前述した実施形態は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。

２文字板
４導光板
４２放射状溝
４３円弧状溝

Claims

文字板の背面側に配置された平面視円弧状の透過性の導光板であって、一定間隔で放射状に設けた複数の放射状溝を備えた導光板において、
前記複数の放射状溝上を通るように円弧状に設けた円弧状溝をさらに備えた
ことを特徴とする導光板。
前記円弧状溝の深さが、前記放射状溝の深さよりも深く設けられている
ことを特徴とする請求項１に記載の導光板。
前記円弧状溝の数が、前記放射状溝の数よりも少なく設けられている
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の導光板。
前記複数の放射状溝が、当該導光板の背面に設けられ、
前記円弧状溝が、断面四角形状に設けられると共に当該導光板の正面に設けられた
ことを特徴とする請求項１〜３何れか１項に記載の導光板。