JPH07230024A - Ｌｅｄ発光ガイド部材 - Google Patents
Ｌｅｄ発光ガイド部材Info
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- JPH07230024A JPH07230024A JP2154994A JP2154994A JPH07230024A JP H07230024 A JPH07230024 A JP H07230024A JP 2154994 A JP2154994 A JP 2154994A JP 2154994 A JP2154994 A JP 2154994A JP H07230024 A JPH07230024 A JP H07230024A
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- light
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ＬＥＤからの発光を所望方向に導くＬＥＤガ
イド部材に関し、リード折曲や補助取付け基板を用いる
ことなく取付け基板にＬＥＤを正規状態に確実に実装
し、しかも所望の向きに効率良く発光させことが出来
る、簡単構造の安価なＬＥＤ発光ガイド部材を提供する
ことを目的とする。 【構成】 屈折率が大きい透明プラスチック材を成型し
てなり、ＬＥＤ８の発光を入射させる入射面２と、入射
面２からの光を全反射させる少なくとも１個の全反射面
３と、反射光を出射させる出射面４とを有し、入射面２
又は全反射面３の面角度を所定に定めて入射光を所望方
向に導き出射面４に到達させるように構成する。
イド部材に関し、リード折曲や補助取付け基板を用いる
ことなく取付け基板にＬＥＤを正規状態に確実に実装
し、しかも所望の向きに効率良く発光させことが出来
る、簡単構造の安価なＬＥＤ発光ガイド部材を提供する
ことを目的とする。 【構成】 屈折率が大きい透明プラスチック材を成型し
てなり、ＬＥＤ８の発光を入射させる入射面２と、入射
面２からの光を全反射させる少なくとも１個の全反射面
３と、反射光を出射させる出射面４とを有し、入射面２
又は全反射面３の面角度を所定に定めて入射光を所望方
向に導き出射面４に到達させるように構成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はＬＥＤからの発光を所望
方向に導くＬＥＤガイド部材に関する。電子回路装置は
プリント配線板に部品を搭載し回路を構成しており、装
置の動作状態等を表示するために光源にＬＥＤ（Light
Emitting Diod)を実装することがあり、このＬＥＤの発
光には方向性があり、これを表示方向に一致させること
が要求される。
方向に導くＬＥＤガイド部材に関する。電子回路装置は
プリント配線板に部品を搭載し回路を構成しており、装
置の動作状態等を表示するために光源にＬＥＤ（Light
Emitting Diod)を実装することがあり、このＬＥＤの発
光には方向性があり、これを表示方向に一致させること
が要求される。
【０００２】
【従来の技術】図９に各種ＬＥＤ取付けの従来例を示
す。一般に表示用のＬＥＤ８は、図９(a) 正規立設取付
けに示すように、発光素子を透明細管ケースに封入して
おり、ケースの一端側から図示矢印のように出光し、側
面方向や他端方向には出光せず、他端にはリード82が突
出している。
す。一般に表示用のＬＥＤ８は、図９(a) 正規立設取付
けに示すように、発光素子を透明細管ケースに封入して
おり、ケースの一端側から図示矢印のように出光し、側
面方向や他端方向には出光せず、他端にはリード82が突
出している。
【０００３】ＬＥＤ８はその構造上から、プリント配線
板である取付け基板81にリード82を挿入し接続固定して
用いる。通常は図９(a) 又は(b) リード折り曲げ取付け
の如く取付け、(a) は取付け基板81に垂直方向に発光
し、(b) はリード82を折り曲げて平行方向に発光する。
板である取付け基板81にリード82を挿入し接続固定して
用いる。通常は図９(a) 又は(b) リード折り曲げ取付け
の如く取付け、(a) は取付け基板81に垂直方向に発光
し、(b) はリード82を折り曲げて平行方向に発光する。
【０００４】又、図９(c) の補強具取付け及び(d) のそ
の断面図に示す如く、位置出しと強固な固定を行うよう
に補強具83にＬＥＤ８を格納させ、この補強具83を取付
け基板81にねじ止め固定する構造も用いられる。
の断面図に示す如く、位置出しと強固な固定を行うよう
に補強具83にＬＥＤ８を格納させ、この補強具83を取付
け基板81にねじ止め固定する構造も用いられる。
【０００５】更に、上記の各種例は何れもＬＥＤ８がリ
ード型部品の場合であったが、図９(e) の表面実装型Ｌ
ＥＤ取付けの側断面図に示すように、表面実装型のＬＥ
Ｄ88を用いる場合には、ＬＥＤ88を実装し、ガイド部材
19を接着したプリント配線板からなる補助取付け基板84
を表示パネル９に固定させ、この補助取付け基板84と主
プリント配線板85とをケーブル91とコネクタ92により接
続している。
ード型部品の場合であったが、図９(e) の表面実装型Ｌ
ＥＤ取付けの側断面図に示すように、表面実装型のＬＥ
Ｄ88を用いる場合には、ＬＥＤ88を実装し、ガイド部材
19を接着したプリント配線板からなる補助取付け基板84
を表示パネル９に固定させ、この補助取付け基板84と主
プリント配線板85とをケーブル91とコネクタ92により接
続している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、 図９(b) のリード82を折曲して取付ける構造は、リ
ード折り曲げの際の角度や位置を規定して曲げなければ
ならずその分余計に工数を要した。 図９(c) の補強具83を用いる構造は、補強具83が要
ることと、それを取付け基板81に固定する作業を要す
る。 更に図９(e) のものは、補助取付け基板84が必要と
なるだけではなく、主プリント配線板85と接続するため
のケーブル91やコネクタ92も必要となり、部材費が嵩張
る他、構造も複雑になり組立工数も余分に掛かる。 等の問題点があった。
ード折り曲げの際の角度や位置を規定して曲げなければ
ならずその分余計に工数を要した。 図９(c) の補強具83を用いる構造は、補強具83が要
ることと、それを取付け基板81に固定する作業を要す
る。 更に図９(e) のものは、補助取付け基板84が必要と
なるだけではなく、主プリント配線板85と接続するため
のケーブル91やコネクタ92も必要となり、部材費が嵩張
る他、構造も複雑になり組立工数も余分に掛かる。 等の問題点があった。
【０００７】本発明は、かかる問題点に鑑みて、ＬＥＤ
からの発光を所望方向に導くＬＥＤガイド部材に関し、
リード折曲や補助取付け基板を用いることなく取付け基
板にＬＥＤを正規状態に確実に実装し、しかも所望の向
きに効率良く発光させことが出来る、簡単構造の安価な
ＬＥＤ発光ガイド部材を提供することを目的とする。
からの発光を所望方向に導くＬＥＤガイド部材に関し、
リード折曲や補助取付け基板を用いることなく取付け基
板にＬＥＤを正規状態に確実に実装し、しかも所望の向
きに効率良く発光させことが出来る、簡単構造の安価な
ＬＥＤ発光ガイド部材を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的は、図１〜図３
に示す如く、 [1] ＬＥＤからの発光を所望方向に導くガイド部材であ
って、屈折率が大きい透明プラスチック材を成型してな
り、ＬＥＤ８の発光を入射させる入射面２と、入射面２
からの光を全反射させる少なくとも１個の全反射面３
と、反射光を出射させる出射面４とを有し、入射面２又
は全反射面３の面角度を所定に定めて入射光を所望方向
に導き出射面４に到達させる、本発明のＬＥＤ発光ガイ
ド部材１により達成される。 [2] 更に、全反射面３又は入射面２が複数個の二次曲面
51,52 を所定角度αに接合させてなる、上記ＬＥＤ発光
ガイド部材１によっても適えられる。 [3] 又、全反射面３又は入射面２が三次曲面６からな
る、上記ＬＥＤ発光ガイド部材１によっても達成され
る。 [4] 尚、出射面４の表面を光散乱させる粗面41にした
り、表面に光散乱部材42を密着して成る、上記ＬＥＤ発
光ガイド部材１によっても適えられる。 [5] 又、複数個の上記ＬＥＤ発光ガイド部材１を並べて
一体に成形し、複数個のＬＥＤ８に用い、照明面積或い
は明るさを拡大させる、本発明のＬＥＤ発光ガイド部材
11によっても達成される。 [6] 更に、ＬＥＤ８を填め入れる穴状の凹部13を設け、
凹部13の底面を入射面２とする、上記ＬＥＤ発光ガイド
部材1,11によっても適えられる。 [7] 更に、ＬＥＤ８の取付け基板81に位置決め固定させ
る係合突起12を備えた、上記ＬＥＤ発光ガイド部材1,11
によっても達成される。
に示す如く、 [1] ＬＥＤからの発光を所望方向に導くガイド部材であ
って、屈折率が大きい透明プラスチック材を成型してな
り、ＬＥＤ８の発光を入射させる入射面２と、入射面２
からの光を全反射させる少なくとも１個の全反射面３
と、反射光を出射させる出射面４とを有し、入射面２又
は全反射面３の面角度を所定に定めて入射光を所望方向
に導き出射面４に到達させる、本発明のＬＥＤ発光ガイ
ド部材１により達成される。 [2] 更に、全反射面３又は入射面２が複数個の二次曲面
51,52 を所定角度αに接合させてなる、上記ＬＥＤ発光
ガイド部材１によっても適えられる。 [3] 又、全反射面３又は入射面２が三次曲面６からな
る、上記ＬＥＤ発光ガイド部材１によっても達成され
る。 [4] 尚、出射面４の表面を光散乱させる粗面41にした
り、表面に光散乱部材42を密着して成る、上記ＬＥＤ発
光ガイド部材１によっても適えられる。 [5] 又、複数個の上記ＬＥＤ発光ガイド部材１を並べて
一体に成形し、複数個のＬＥＤ８に用い、照明面積或い
は明るさを拡大させる、本発明のＬＥＤ発光ガイド部材
11によっても達成される。 [6] 更に、ＬＥＤ８を填め入れる穴状の凹部13を設け、
凹部13の底面を入射面２とする、上記ＬＥＤ発光ガイド
部材1,11によっても適えられる。 [7] 更に、ＬＥＤ８の取付け基板81に位置決め固定させ
る係合突起12を備えた、上記ＬＥＤ発光ガイド部材1,11
によっても達成される。
【０００９】
【作用】図１(a) の原理構成図に示すように、取付け基
板81に立設したＬＥＤ８の上部発光部に入射面２を対し
てガイド部材１を配置し、入射面２からの入射光を傾斜
した全反射面３にて全反射させて所望方向に偏向させ
（図示は右方向直角に取付け基板81面と平行に偏向）、
出射面４から出光させる。
板81に立設したＬＥＤ８の上部発光部に入射面２を対し
てガイド部材１を配置し、入射面２からの入射光を傾斜
した全反射面３にて全反射させて所望方向に偏向させ
（図示は右方向直角に取付け基板81面と平行に偏向）、
出射面４から出光させる。
【００１０】一般にＬＥＤ８の発光は、図１(b) に示す
ような指向特性例を有し、取付け基板81面にたいして垂
直方向（θ＝０°）のみでなく略円錐状に拡がり（指向
性）がある。従って、光源より出たいろいろな方向の光
をも考慮して効率良く導光することが肝要である。
ような指向特性例を有し、取付け基板81面にたいして垂
直方向（θ＝０°）のみでなく略円錐状に拡がり（指向
性）がある。従って、光源より出たいろいろな方向の光
をも考慮して効率良く導光することが肝要である。
【００１１】一方、屈折率の大きい物質Ａから小さい物
質Ｂに進む光は、境界面での入射角が特定角度（臨界
角）より大きいと境界面で全反射される。即ち、物質Ａ
の物質Ｂに対する屈折率をｎ、臨界角をi0、入射角をｉ
とすれば、 sin i0＝１／ｎ、 ｉ＞i0 が全反射条件
となる。
質Ｂに進む光は、境界面での入射角が特定角度（臨界
角）より大きいと境界面で全反射される。即ち、物質Ａ
の物質Ｂに対する屈折率をｎ、臨界角をi0、入射角をｉ
とすれば、 sin i0＝１／ｎ、 ｉ＞i0 が全反射条件
となる。
【００１２】図１(c) の原理説明図の如く、光源から垂
直光がθ3 、それから左右（正負）に振れθ2,θ4 、更
に大きくθ1,θ5 の指向性を有する光が入射面２に入
り、高屈折率材により入射光の拡がりθ′は sin θ′
＝1/ｎ・sin θ に狭められ、全反射面３に対し入射角
i1〜i5 にて入射する。
直光がθ3 、それから左右（正負）に振れθ2,θ4 、更
に大きくθ1,θ5 の指向性を有する光が入射面２に入
り、高屈折率材により入射光の拡がりθ′は sin θ′
＝1/ｎ・sin θ に狭められ、全反射面３に対し入射角
i1〜i5 にて入射する。
【００１３】ここで 入射角i1〜i5 が前記全反射の臨
界角i0より小さいと反射は起こらずガイド部材１から外
部に出光してしまう。例えば、図示左端のθ１の入射光
は、点線にて示す如く、反射面３に対し入射角i1とな
り、i1＜i0 により出射角r1にて外部に屈折して出光し
てしまう。又、図示θ2 〜θ5 の入射光は、反射面３に
対し入射角i2〜i5となり、i2〜i5＞i0 により反射角r2
〜r5（＝i2〜i5）にて全反射され、反射光は所望方向の
出射面４に導光されて、出射面４から外部に屈折出光さ
れる。
界角i0より小さいと反射は起こらずガイド部材１から外
部に出光してしまう。例えば、図示左端のθ１の入射光
は、点線にて示す如く、反射面３に対し入射角i1とな
り、i1＜i0 により出射角r1にて外部に屈折して出光し
てしまう。又、図示θ2 〜θ5 の入射光は、反射面３に
対し入射角i2〜i5となり、i2〜i5＞i0 により反射角r2
〜r5（＝i2〜i5）にて全反射され、反射光は所望方向の
出射面４に導光されて、出射面４から外部に屈折出光さ
れる。
【００１４】このように、一部の入射光が反射されずに
全反射面３から屈折して外部に出光することはそれだけ
発光量を減じ、漏光が他の照光に影響を与えることとな
り好ましくない。
全反射面３から屈折して外部に出光することはそれだけ
発光量を減じ、漏光が他の照光に影響を与えることとな
り好ましくない。
【００１５】故に、全反射面３での全入射角を臨界角よ
り大きくすれば全入射光は全反射されることになる。こ
のために図示のように、全反射面３の反射しない屈折領
域の反射面33を更に角度α傾斜させて、入射角 i1′＝
i1＋α が臨界角i0より大きくなるように傾斜αを設け
ることにより全反射する。
り大きくすれば全入射光は全反射されることになる。こ
のために図示のように、全反射面３の反射しない屈折領
域の反射面33を更に角度α傾斜させて、入射角 i1′＝
i1＋α が臨界角i0より大きくなるように傾斜αを設け
ることにより全反射する。
【００１６】かくの如く、反射の行われない領域部分
（反射面33）を更に傾斜を設けて全反射させたが、図１
(d) のように、その反射の起きない入射光の領域部が通
過する入射面２のその領域部（入射面22）を角度α傾斜
させて、余計に屈折させ入射光の拡がりを更に狭め、全
反射面３に対し入射角ｉ′が、 ｉ′＞i0＞ｉ とする
ことによっても全反射できる。
（反射面33）を更に傾斜を設けて全反射させたが、図１
(d) のように、その反射の起きない入射光の領域部が通
過する入射面２のその領域部（入射面22）を角度α傾斜
させて、余計に屈折させ入射光の拡がりを更に狭め、全
反射面３に対し入射角ｉ′が、 ｉ′＞i0＞ｉ とする
ことによっても全反射できる。
【００１７】以上は光源から出射面４を含む発光の一放
射面に於ける導光断面について図示し説明したが、発光
は円錐状に拡がっており、所望方向と交差する光源から
反射面までの発光の一放射断面（図１(c) の垂直光θ３
の所望方向と直交する放射断面）を捉えれば、図１(e)
に示す如く、左右対称に発光し、入射面２にて屈折し拡
がりが狭められて入光し全反射面３にて反射されるが、
この全反射面３が図示点線の如く平面の場合には、放射
状に反射光が拡がって行き、図示実線の如く凹曲面の場
合には反射光の拡がりを抑え、平行光や集束光にするこ
とも可能であり、図示省略したが凸曲面の場合には、反
射光の放射拡がりを益々拡大することができる。
射面に於ける導光断面について図示し説明したが、発光
は円錐状に拡がっており、所望方向と交差する光源から
反射面までの発光の一放射断面（図１(c) の垂直光θ３
の所望方向と直交する放射断面）を捉えれば、図１(e)
に示す如く、左右対称に発光し、入射面２にて屈折し拡
がりが狭められて入光し全反射面３にて反射されるが、
この全反射面３が図示点線の如く平面の場合には、放射
状に反射光が拡がって行き、図示実線の如く凹曲面の場
合には反射光の拡がりを抑え、平行光や集束光にするこ
とも可能であり、図示省略したが凸曲面の場合には、反
射光の放射拡がりを益々拡大することができる。
【００１８】かように、図１(c) の全反射面3 及び反射
面33は平面を含む二次曲面51,52 で構成され、角度αに
て接合される。同様に、図１(d) に於ける入射面2,22
は、平面を含む二次曲面51,52 で構成され、角度αにて
接合される。
面33は平面を含む二次曲面51,52 で構成され、角度αに
て接合される。同様に、図１(d) に於ける入射面2,22
は、平面を含む二次曲面51,52 で構成され、角度αにて
接合される。
【００１９】以上は、反射面３及び入射面２を二次曲面
51,52 の傾斜角度αにて接合させた構成としたが、図２
(a) の如く、入射面２を凸球面状の三次曲面６とするこ
とにより、入射した光の拡がりを狭め、平行光や集束光
を得ることも可能となり、単純な平面状の全反射面３を
用いて所望の方向に導光させることが容易となる。
51,52 の傾斜角度αにて接合させた構成としたが、図２
(a) の如く、入射面２を凸球面状の三次曲面６とするこ
とにより、入射した光の拡がりを狭め、平行光や集束光
を得ることも可能となり、単純な平面状の全反射面３を
用いて所望の方向に導光させることが容易となる。
【００２０】又図２(b) の如く入射面２は平面状とし、
全反射面３を凹曲面状の三次曲面６とし、入射光を全反
射させると共に、反射光の拡がりを抑えることが出来
る。かように、入射光或いは反射光の拡がりを抑えるこ
とにより、図２(c) の如く、複数個の全反射面３を全反
射させて所望位置の出射面４に効率良く導光することが
できる。
全反射面３を凹曲面状の三次曲面６とし、入射光を全反
射させると共に、反射光の拡がりを抑えることが出来
る。かように、入射光或いは反射光の拡がりを抑えるこ
とにより、図２(c) の如く、複数個の全反射面３を全反
射させて所望位置の出射面４に効率良く導光することが
できる。
【００２１】更に、図１(c) に示すように、出射面４の
表面を凹凸を設けた粗面41とすることにより、光の散乱
を生じさせて、出射面４の全表面を均等の明るさとし、
明瞭な表示が得られる。
表面を凹凸を設けた粗面41とすることにより、光の散乱
を生じさせて、出射面４の全表面を均等の明るさとし、
明瞭な表示が得られる。
【００２２】又、粗面41に代わって、図１(d) に示すよ
うに、光散乱材を混入させた半透明又は不透明のフィル
ム状や薄板状の光散乱部材42を出射面４の表面に密着さ
せることによっても、同様な全表面の均等明るさ効果が
得られる。
うに、光散乱材を混入させた半透明又は不透明のフィル
ム状や薄板状の光散乱部材42を出射面４の表面に密着さ
せることによっても、同様な全表面の均等明るさ効果が
得られる。
【００２３】更に、上記のＬＥＤ発光のガイド部材１を
複数個を並べて一体にモールド成型して、図３(a) に示
すようなガイド部材11とすることにより、出射面４の大
形化が図れたり、ＬＥＤ８の間隔を狭めた配置とするこ
とにより出射面４の大形化と共に明るさの増大化が図れ
る。
複数個を並べて一体にモールド成型して、図３(a) に示
すようなガイド部材11とすることにより、出射面４の大
形化が図れたり、ＬＥＤ８の間隔を狭めた配置とするこ
とにより出射面４の大形化と共に明るさの増大化が図れ
る。
【００２４】更に、上記ＬＥＤ発光のガイド部材1,11
に、図３(b) のＡ−Ａ断面にて示すように、ＬＥＤ８を
填め入れる穴状の凹部13を設け、凹部13の底面を入射面
２に構成することにより、ＬＥＤ８の位置精度を高め、
且つ固定の補強が得られる。
に、図３(b) のＡ−Ａ断面にて示すように、ＬＥＤ８を
填め入れる穴状の凹部13を設け、凹部13の底面を入射面
２に構成することにより、ＬＥＤ８の位置精度を高め、
且つ固定の補強が得られる。
【００２５】更に、図３(b) に示すように、取付け基板
81との対面所定位置に設けた係合突起12を、取付け基板
81に差し込み先部を加熱変形させる等により固定させる
ことにより、ガイド部材11を取付け基板81に正確且つ強
固に固定できる。
81との対面所定位置に設けた係合突起12を、取付け基板
81に差し込み先部を加熱変形させる等により固定させる
ことにより、ガイド部材11を取付け基板81に正確且つ強
固に固定できる。
【００２６】又、指向特性がやや拡がった表面実装型の
ＬＥＤ88に対しては、図３(c) の断面図に示すように、
凹部材13は浅い穴となり、その入射面２は球面状の三次
曲面６とし、入射光の拡がりを抑えている。
ＬＥＤ88に対しては、図３(c) の断面図に示すように、
凹部材13は浅い穴となり、その入射面２は球面状の三次
曲面６とし、入射光の拡がりを抑えている。
【００２７】かくして、本発明のＬＥＤ発光ガイド部材
により、リード折曲や補助取付け基板を用いることなく
取付け基板にＬＥＤを正規状態に確実に実装し、しかも
所望の向きに効率良く発光させことが出来る、簡単構造
の安価なＬＥＤ発光ガイド部材を提供することが可能と
なる。
により、リード折曲や補助取付け基板を用いることなく
取付け基板にＬＥＤを正規状態に確実に実装し、しかも
所望の向きに効率良く発光させことが出来る、簡単構造
の安価なＬＥＤ発光ガイド部材を提供することが可能と
なる。
【００２８】
【実施例】以下図面に示す実施例によって本発明を具体
的に説明する。全図を通し同一符号は同一対象物を示
す。図４に本発明の第一実施例を示し、(a) は構成斜視
図、(b) はＢ−Ｂ断面図、図５に本発明の第二実施例を
示し、(a) は構成斜視図、(b) はＣ−Ｃ断面図、図６に
本発明の第三実施例を示し、(a) は構成斜視図、(b)は
Ｄ−Ｄ断面図、図７に本発明の第四実施例を示し、(a)
は構成斜視図、(b) はＥ−Ｅ断面図、図８に本発明の第
五実施例を示し、(a) は構成斜視図、(b) はＦ−Ｆ断面
図を示す。
的に説明する。全図を通し同一符号は同一対象物を示
す。図４に本発明の第一実施例を示し、(a) は構成斜視
図、(b) はＢ−Ｂ断面図、図５に本発明の第二実施例を
示し、(a) は構成斜視図、(b) はＣ−Ｃ断面図、図６に
本発明の第三実施例を示し、(a) は構成斜視図、(b)は
Ｄ−Ｄ断面図、図７に本発明の第四実施例を示し、(a)
は構成斜視図、(b) はＥ−Ｅ断面図、図８に本発明の第
五実施例を示し、(a) は構成斜視図、(b) はＦ−Ｆ断面
図を示す。
【００２９】ＬＥＤの発光の指向特性例は、前述の図１
(b) に示す如く、略円錐状に発光し垂直方向（θ＝０）
の中心部が一番強く、垂直方向からずれるに従って（図
示正負方向に角度が大になると）弱まり、頂角40°（θ
＝±20°）の範囲で略80％、60°（θ＝±30°）で90％
以上の光量である。
(b) に示す如く、略円錐状に発光し垂直方向（θ＝０）
の中心部が一番強く、垂直方向からずれるに従って（図
示正負方向に角度が大になると）弱まり、頂角40°（θ
＝±20°）の範囲で略80％、60°（θ＝±30°）で90％
以上の光量である。
【００３０】第一実施例は図４(a) に構成を示す如く、
プリント配線板の取付け基板81に正規に立設取付けるリ
ード型のＬＥＤ８と、取付け基板81の一端縁に垂直に固
定され、所定位置に四角形の表示窓93を有する表示パネ
ル９と、ＬＥＤ８の発光を効率良く直角に導光するカー
ボネート樹脂（空気との屈折率ｎ≒1.5 ）のモールド成
型品のガイド部材１とから成る。
プリント配線板の取付け基板81に正規に立設取付けるリ
ード型のＬＥＤ８と、取付け基板81の一端縁に垂直に固
定され、所定位置に四角形の表示窓93を有する表示パネ
ル９と、ＬＥＤ８の発光を効率良く直角に導光するカー
ボネート樹脂（空気との屈折率ｎ≒1.5 ）のモールド成
型品のガイド部材１とから成る。
【００３１】ガイド部材１は、図４(b) の断面図にも示
すように、Ｌ字形状を成し、この折曲背面を45°の傾斜
二次曲面51とし、図示一部の下部を更にα°傾斜させた
二次曲面52として、夫々全反射面３及び反射面33として
いる。
すように、Ｌ字形状を成し、この折曲背面を45°の傾斜
二次曲面51とし、図示一部の下部を更にα°傾斜させた
二次曲面52として、夫々全反射面３及び反射面33として
いる。
【００３２】これは、屈折率ｎ＝1.5 、全反射条件 sin
i0 ＝１／ｎ＝0.6667 から臨界角i0＝ 41.81°とな
り、この時のＬＥＤ８発光の放射角度θ0 ＝4.78°とな
る。従って、発光の指向性（放射角度θ）が 4.78 〜０
〜−90°の範囲は全反射し、90＞θ＞4.78°の範囲では
反射せず屈折出光してしまうので、θ＝30°まで反射さ
せるように全反射面３の屈折出光領域を更にα＝16.5°
傾斜させて反射面33としている。これにより、θ＝30°
の発光は全反射面３に対する入射角ｉ＝25.52 °となる
が、実際には反射面33に対する入射角 ｉ′＝ｉ＋α＝
42.02 °＞i0となり、全反射する。更に30°＞θ＞4.78
°にあっても反射面33に対する入射角ｉ′＞i0 となり
全反射する。
i0 ＝１／ｎ＝0.6667 から臨界角i0＝ 41.81°とな
り、この時のＬＥＤ８発光の放射角度θ0 ＝4.78°とな
る。従って、発光の指向性（放射角度θ）が 4.78 〜０
〜−90°の範囲は全反射し、90＞θ＞4.78°の範囲では
反射せず屈折出光してしまうので、θ＝30°まで反射さ
せるように全反射面３の屈折出光領域を更にα＝16.5°
傾斜させて反射面33としている。これにより、θ＝30°
の発光は全反射面３に対する入射角ｉ＝25.52 °となる
が、実際には反射面33に対する入射角 ｉ′＝ｉ＋α＝
42.02 °＞i0となり、全反射する。更に30°＞θ＞4.78
°にあっても反射面33に対する入射角ｉ′＞i0 となり
全反射する。
【００３３】上記はθ＝±30°の範囲、即ち、全発光量
の90％以上を出射面４に導光するようにしたが、θ＝±
20°では α＝10°にて全反射でき、約80％を導光でき
る。勿論、θがそれより小さければαも小さくて全反射
される。
の90％以上を出射面４に導光するようにしたが、θ＝±
20°では α＝10°にて全反射でき、約80％を導光でき
る。勿論、θがそれより小さければαも小さくて全反射
される。
【００３４】尚、何れの場合もこの反射面33による全反
射光は、θ＜4.78°で全反射面３による反射光が出射面
４に導光する領域と略同じ領域に到達する。又、出射面
４は表面を微細な凹凸状の粗面41としてあり、全反射し
て導かれ出射面４に到達した光に光散乱を生じさせ、全
表面をむら無く均等の明さに照光させている。
射光は、θ＜4.78°で全反射面３による反射光が出射面
４に導光する領域と略同じ領域に到達する。又、出射面
４は表面を微細な凹凸状の粗面41としてあり、全反射し
て導かれ出射面４に到達した光に光散乱を生じさせ、全
表面をむら無く均等の明さに照光させている。
【００３５】更に、ガイド部材１は、ＬＥＤ８の取付け
基板81に対する面を固定面とし、複数個のピン状の係合
突起12を突設しており、且つ固定面に垂直にＬＥＤ８を
填め入れる丸穴状の凹部13を備え、その底面を平らな入
射面２として一体に成型してあり、ガイド部材１の凹部
13にＬＥＤ８を填め入れると共に、ＬＥＤ８の実装位置
に対応して取付け基板81に設けられた固定孔86に、係合
突起12を根元まで差し込ませ、取付け面を密着させ、反
対面で突き出た係合突起12の先部を加熱して抜け止め変
形させて固定させる。
基板81に対する面を固定面とし、複数個のピン状の係合
突起12を突設しており、且つ固定面に垂直にＬＥＤ８を
填め入れる丸穴状の凹部13を備え、その底面を平らな入
射面２として一体に成型してあり、ガイド部材１の凹部
13にＬＥＤ８を填め入れると共に、ＬＥＤ８の実装位置
に対応して取付け基板81に設けられた固定孔86に、係合
突起12を根元まで差し込ませ、取付け面を密着させ、反
対面で突き出た係合突起12の先部を加熱して抜け止め変
形させて固定させる。
【００３６】第二実施例は図５(a)(b)に示す如くで、前
記第一実施例のものと異なる点のみを説明すれば、全反
射面３-1は45°傾斜の平面構成とし、代わりに全反射し
ない入射光の領域の入射面２-1の部分（入射面22) を所
定角度α傾けて、夫々凸形の二次曲面51-1,52-1 を接合
構成させたものである。
記第一実施例のものと異なる点のみを説明すれば、全反
射面３-1は45°傾斜の平面構成とし、代わりに全反射し
ない入射光の領域の入射面２-1の部分（入射面22) を所
定角度α傾けて、夫々凸形の二次曲面51-1,52-1 を接合
構成させたものである。
【００３７】入射面２-1には θ＝ 4.78 〜０〜−90°
の範囲、入射面22には θ＝ 4.78〜90°の入射光を対
応させ、入射面22の入射面２-1に対する傾斜αを、θ＝
±20°に対してはα＝25°、θ＝±30°の場合にはα＝
33.5°とすることにより、全反射面３-1で所望の入射光
の全部を反射させ、且つその反射光の拡がりを最低に抑
えることができる。
の範囲、入射面22には θ＝ 4.78〜90°の入射光を対
応させ、入射面22の入射面２-1に対する傾斜αを、θ＝
±20°に対してはα＝25°、θ＝±30°の場合にはα＝
33.5°とすることにより、全反射面３-1で所望の入射光
の全部を反射させ、且つその反射光の拡がりを最低に抑
えることができる。
【００３８】更に、出射面４の表面は粗面41とせず、光
散乱材を混入させた不透明なプラスチック薄板の光散乱
部材42を表面に接着させて、表面全域を均等明るさにな
るようにしている。
散乱材を混入させた不透明なプラスチック薄板の光散乱
部材42を表面に接着させて、表面全域を均等明るさにな
るようにしている。
【００３９】第三実施例は図６(a)(b)に示す如くで、前
記第一実施例のものと異なる点のみを説明すれば、全反
射面３-2を三次曲面６にて構成したもので、前記第一実
施例にて述べた如く、全反射しない領域の入射光の放射
角度θの範囲を大きくとればとる程、反射面33の傾斜α
を大きくしなければならず、このことは各θ値により最
適のα値があり、これをプロットすることにより最適曲
線が得られ、これを他の放射面に対してもプロットし三
次曲面６を得る。又、θ＝０〜−90°の入射光に対して
は、全反射面３-2を曲面状にして、平面状に比べて全反
射光の拡がりを抑えるようにしている。
記第一実施例のものと異なる点のみを説明すれば、全反
射面３-2を三次曲面６にて構成したもので、前記第一実
施例にて述べた如く、全反射しない領域の入射光の放射
角度θの範囲を大きくとればとる程、反射面33の傾斜α
を大きくしなければならず、このことは各θ値により最
適のα値があり、これをプロットすることにより最適曲
線が得られ、これを他の放射面に対してもプロットし三
次曲面６を得る。又、θ＝０〜−90°の入射光に対して
は、全反射面３-2を曲面状にして、平面状に比べて全反
射光の拡がりを抑えるようにしている。
【００４０】第四実施例は図７(a)(b)に示す如くで、前
記第二実施例のものと異なる点のみを説明すれば、入射
面２-2を凸球面の三次曲面６-1として、前記第三実施例
の曲面にした反射面３-2の代わりに入射面２-2について
曲面としたものであり、全反射面３-1が平面でも同様に
全反射光の拡がりを極力抑えることができる。
記第二実施例のものと異なる点のみを説明すれば、入射
面２-2を凸球面の三次曲面６-1として、前記第三実施例
の曲面にした反射面３-2の代わりに入射面２-2について
曲面としたものであり、全反射面３-1が平面でも同様に
全反射光の拡がりを極力抑えることができる。
【００４１】第五実施例は図８(a)(b)に示す如くで、複
数個のＬＥＤ８に対するもので、且つ全反射面３を複数
個用いた例であり、出射面４（照光面）の大形化、明る
さの増大化が要望され、更に導光出射面４の位置が低く
複数個の全反射面３の反射を繰り返し導光させたもので
ある。
数個のＬＥＤ８に対するもので、且つ全反射面３を複数
個用いた例であり、出射面４（照光面）の大形化、明る
さの増大化が要望され、更に導光出射面４の位置が低く
複数個の全反射面３の反射を繰り返し導光させたもので
ある。
【００４２】反射を複数回行えば任意位置に導光するこ
とは可能であるが、導光距離が長くなり、反射光の拡が
りが大きくなり、出射面４に到達する光が減ってしまう
のを防止するために、拡がりを極力抑えるように、入射
面２-2は凸球面とし、第一の全反射面３-3は並び方向に
直線状の二次曲面51-2とし、図の上下方向の拡がりを抑
え、上下方向には略平行な反射光とし、第二、第三の全
反射面３-1は平面としてある。しかし、必要によりこれ
らも曲面とすれば、出射面４の到達光を所定に拡がらせ
ることもできる。
とは可能であるが、導光距離が長くなり、反射光の拡が
りが大きくなり、出射面４に到達する光が減ってしまう
のを防止するために、拡がりを極力抑えるように、入射
面２-2は凸球面とし、第一の全反射面３-3は並び方向に
直線状の二次曲面51-2とし、図の上下方向の拡がりを抑
え、上下方向には略平行な反射光とし、第二、第三の全
反射面３-1は平面としてある。しかし、必要によりこれ
らも曲面とすれば、出射面４の到達光を所定に拡がらせ
ることもできる。
【００４３】以上は各実施例の一例を示したもので、材
料、入射面２及び全反射面３の面形状の組合せ構成、は
上記のものに限定するものではない。尚、上記はリード
型のＬＥＤ８についてのみ説明したが、本発明のＬＥＤ
発光ガイド部材は表面実装型のＬＥＤ88についても全く
同じに適用できることは明らかであり、説明を割愛し
た。
料、入射面２及び全反射面３の面形状の組合せ構成、は
上記のものに限定するものではない。尚、上記はリード
型のＬＥＤ８についてのみ説明したが、本発明のＬＥＤ
発光ガイド部材は表面実装型のＬＥＤ88についても全く
同じに適用できることは明らかであり、説明を割愛し
た。
【００４４】
【発明の効果】以上の如く、本発明のＬＥＤ発光ガイド
部材により、リード折曲や補助取付け基板を用いること
なく取付け基板にＬＥＤを正規状態に確実に実装し、し
かも所望の向きに効率良く発光させことが出来、簡単構
造の安価なＬＥＤ発光ガイド部材が得られ、生産性に大
いに寄与するものである。
部材により、リード折曲や補助取付け基板を用いること
なく取付け基板にＬＥＤを正規状態に確実に実装し、し
かも所望の向きに効率良く発光させことが出来、簡単構
造の安価なＬＥＤ発光ガイド部材が得られ、生産性に大
いに寄与するものである。
【図１】 本発明の原理図 (a) 原理構成図 (b) ＬＥＤの発光指向特性
例 (c) 原理説明図（その１） (d) 原理説明図（その２） (e) 原理説明図（その３）
例 (c) 原理説明図（その１） (d) 原理説明図（その２） (e) 原理説明図（その３）
【図２】 本発明の他の原理図 (a) 原理説明図（その４） (b) 原理説明図（その５） (c) 原理説明図（その６）
【図３】 本発明の他の原理図 (a) 原理説明図（その７） (b) Ａ−Ａ断面図 (c) Ａ−Ａ断面図（表面実装型ＬＥＤ）
【図４】 本発明の第一実施例 (a) 構成斜視図 (b) Ｂ−Ｂ断面図
【図５】 本発明の第二実施例 (a) 構成斜視図 (b) Ｃ−Ｃ断面図
【図６】 本発明の第三実施例 (a) 構成斜視図 (b) Ｄ−Ｄ断面図
【図７】 本発明の第四実施例 (a) 構成斜視図 (b) Ｅ−Ｅ断面図
【図８】 本発明の第五実施例 (a) 構成斜視図 (b) Ｆ−Ｆ断面図
【図９】 ＬＥＤ取付けの従来例 (a) 正規立設取付け (b) リード折り曲げ取付け (c) 補強具取付け (d) 補強具取付け断面図 (e) 表面実装型ＬＥＤ取付け
1,11,19 ガイド部材 2,22 入射面 ３
全反射面 ４ 出射面 ６ 三次曲面 8,
88 ＬＥＤ ９ 表示パネル 12 係合突起 13
凹部 33 反射面 41 粗面 42
光散乱部材 51,52 二次曲面 81 取付け基板 82
リード 83 補強具 84 補助取付け基板 85
主プリント配線板 86 固定孔 91 ケーブル 92
コネクタ 93 表示窓
全反射面 ４ 出射面 ６ 三次曲面 8,
88 ＬＥＤ ９ 表示パネル 12 係合突起 13
凹部 33 反射面 41 粗面 42
光散乱部材 51,52 二次曲面 81 取付け基板 82
リード 83 補強具 84 補助取付け基板 85
主プリント配線板 86 固定孔 91 ケーブル 92
コネクタ 93 表示窓
Claims (7)
- 【請求項１】 ＬＥＤからの発光を所望方向に導くガイ
ド部材であって、 屈折率が大きい透明プラスチック材を成型してなり、Ｌ
ＥＤ(8) の発光を入射させる入射面(2) と、該入射面
(2) からの光を全反射させる少なくとも１個の全反射面
(3) と、反射光を出射させる出射面(4) とを有し、該入
射面(2) 又は該全反射面(3) の面角度を所定に定めて入
射光を所望方向に導き出射面(4) に到達させることを特
徴とするＬＥＤ発光ガイド部材。 - 【請求項２】 全反射面(3) 又は入射面(2) が複数個の
二次曲面(51,52) を所定角度 (θ) に接合させてなるこ
とを特徴とする、請求項１記載のＬＥＤ発光ガイド部
材。 - 【請求項３】 全反射面(3) 又は入射面(2) が三次曲面
(6) からなることを特徴とする、請求項１記載のＬＥＤ
発光ガイド部材。 - 【請求項４】 出射面(4) の表面を光散乱させる粗面(4
1)にしたり、表面に光散乱部材(42)を密着して成ること
を特徴とする、請求項１記載のＬＥＤ発光ガイド部材。 - 【請求項５】 複数個の請求項１〜５記載のＬＥＤ発光
ガイド部材(1) を並べて一体に成形し、複数個のＬＥＤ
(8) に用い、出射面(4) の面積或いは明るさを拡大させ
ることを特徴とするＬＥＤ発光ガイド部材。 - 【請求項６】 ＬＥＤ(8) を填め入れる穴状の凹部(13)
を設け、該凹部(13)の底面を入射面(2) とすることを特
徴とする、請求項１及び６記載のＬＥＤ発光ガイド部
材。 - 【請求項７】 ＬＥＤ(8) の取付け基板(81)に位置決め
固定させる係合突起(12)を備えたことを特徴とする、請
求項１及び６記載のＬＥＤ発光ガイド部材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2154994A JPH07230024A (ja) | 1994-02-18 | 1994-02-18 | Ｌｅｄ発光ガイド部材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2154994A JPH07230024A (ja) | 1994-02-18 | 1994-02-18 | Ｌｅｄ発光ガイド部材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07230024A true JPH07230024A (ja) | 1995-08-29 |
Family
ID=12058082
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2154994A Withdrawn JPH07230024A (ja) | 1994-02-18 | 1994-02-18 | Ｌｅｄ発光ガイド部材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07230024A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5974213A (en) * | 1996-11-15 | 1999-10-26 | Matsushita Electric Works, Ltd. | Transparent light guide members |
| JP2009128828A (ja) * | 2007-11-27 | 2009-06-11 | Sony Corp | 導光管及び表示装置 |
| JP2009180948A (ja) * | 2008-01-31 | 2009-08-13 | Kenwood Corp | 光ガイド |
| JP2011237665A (ja) * | 2010-05-12 | 2011-11-24 | Sharp Corp | 導光部材、レーザ導光構造体、レーザ照射装置および光源装置 |
| JPWO2014087526A1 (ja) * | 2012-12-06 | 2017-01-05 | 三菱電機株式会社 | 導光装置 |
| CN107110438A (zh) * | 2017-02-21 | 2017-08-29 | 深圳市锐明技术股份有限公司 | 导光装置及板卡装置 |
-
1994
- 1994-02-18 JP JP2154994A patent/JPH07230024A/ja not_active Withdrawn
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5974213A (en) * | 1996-11-15 | 1999-10-26 | Matsushita Electric Works, Ltd. | Transparent light guide members |
| DE19750466C2 (de) * | 1996-11-15 | 2002-10-31 | Matsushita Electric Works Ltd | Lichtleiterteil zum Leiten eines Lichtstrahls |
| JP2009128828A (ja) * | 2007-11-27 | 2009-06-11 | Sony Corp | 導光管及び表示装置 |
| JP2009180948A (ja) * | 2008-01-31 | 2009-08-13 | Kenwood Corp | 光ガイド |
| JP2011237665A (ja) * | 2010-05-12 | 2011-11-24 | Sharp Corp | 導光部材、レーザ導光構造体、レーザ照射装置および光源装置 |
| JPWO2014087526A1 (ja) * | 2012-12-06 | 2017-01-05 | 三菱電機株式会社 | 導光装置 |
| CN107110438A (zh) * | 2017-02-21 | 2017-08-29 | 深圳市锐明技术股份有限公司 | 导光装置及板卡装置 |
| WO2018152677A1 (zh) * | 2017-02-21 | 2018-08-30 | 深圳市锐明技术股份有限公司 | 导光装置及板卡装置 |
| CN107110438B (zh) * | 2017-02-21 | 2019-11-01 | 深圳市锐明技术股份有限公司 | 导光装置及板卡装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20010508 |