專利名稱：導(dǎo)光器件以及導(dǎo)光裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及導(dǎo)光器件，尤其是利用光指向性強(qiáng)的LED光的導(dǎo)光器件以 及組裝有該導(dǎo)光器件的導(dǎo)光裝置。
背景技術(shù)：
以往，作為導(dǎo)光器件，例如具有如下結(jié)構(gòu)的環(huán)狀發(fā)光體，其從環(huán)狀導(dǎo) 光體的外周邊緣部向外側(cè)突出設(shè)置多個(gè)導(dǎo)光路，在所述導(dǎo)光路的自由端面 配置有發(fā)光部(參照專利文獻(xiàn)1 )。但是，所述環(huán)狀發(fā)光體需要在外周邊緣部突出設(shè)置多個(gè)導(dǎo)光路，故而 難以進(jìn)行小型化。因此，提出有如下結(jié)構(gòu)的導(dǎo)光板，即，由將導(dǎo)光器件的一部分切槽而 形成的大致峰形反射面對(duì)發(fā)光元件的光進(jìn)行一次反射，由在所述反射面的 兩側(cè)形成的方向相對(duì)表面接受所反射的光(參照專利文獻(xiàn)2 )。專利文獻(xiàn)1:(日本)特開(kāi)2006 - 236974號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2:(日本)特開(kāi)2006 - 228635號(hào)公報(bào)但是，由于所述反射面大致為峰形，故若反射面的尺寸精度或發(fā)光元 件的定位精度低，則亮度容易產(chǎn)生偏差，不易得到均勻發(fā)光的導(dǎo)光器件。 特別是，隨著裝置的小型化，需要更高的尺寸精度及定位精度，生產(chǎn)性降 低，并且難以均勻發(fā)光。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明是鑒于上述問(wèn)題點(diǎn)而提出的，其目的在于提供一種生產(chǎn)性高且 均勻發(fā)光的小型導(dǎo)光器件、導(dǎo)光裝置。為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明的導(dǎo)光器件，由透光性材料構(gòu)成，通過(guò)在 將內(nèi)周面的至少 一部分切槽而形成的切槽臺(tái)階部配置發(fā)光元件，引導(dǎo)所述 發(fā)光元件的光向外部射出，其中，與所述發(fā)光元件的發(fā)光部方向相對(duì)的所 述切槽臺(tái)階部的側(cè)壁部的表面背面中，至少將內(nèi)向面作為擴(kuò)散光的反射面，同時(shí)將在所述側(cè)壁部的兩側(cè)鄰接的一對(duì)方向相對(duì)面作為接受由所述反射面 反射的光的受光面。根據(jù)本發(fā)明，由于由反射面使發(fā)光元件的光擴(kuò)散并反射，故即使發(fā)光 元件的定位精度低，由受光面受光的光的亮度偏差也小。因此，從所述導(dǎo) 光器件發(fā)出亮度均勻的光。特別是，即使裝置小型化，由受光面受光的光 亮度也不易產(chǎn)生偏差，故而無(wú)需較高的尺寸進(jìn)度及定位精度。結(jié)果，能夠 得到小型且生產(chǎn)性高的導(dǎo)光器件。作為本發(fā)明的一方面，與發(fā)光元件的發(fā)光部方向相對(duì)的所述切槽臺(tái)階 部的側(cè)壁部的表面背面中，可以至少將外向面作為將光向受光面反射的反 射面。根據(jù)本方面，由于只要在導(dǎo)光器件的外周面形成反射面即可，故而制 造容易且生產(chǎn)性更加容易。作為本發(fā)明的另一方面，可以將與發(fā)光元件的發(fā)光部方向相對(duì)的至少 整個(gè)外周面作為反射面。根據(jù)本方面，在上述效果的基礎(chǔ)上，由受光面受光的光不會(huì)從外周面漏出，能夠得到效率好的導(dǎo)光器件。作為本發(fā)明的又一方面，導(dǎo)光器件可以為圓環(huán)狀或方形框體。 根據(jù)本方面，設(shè)計(jì)的自由度大并且方便。作為本發(fā)明的再一方面，方向相對(duì)的受光面可以平行相對(duì)。另外，所 述受光面不限于平滑面，可以為錐形或圓弧面。根據(jù)本方面，通過(guò)根據(jù)使用狀況來(lái)選擇最合適的受光面，容易進(jìn)行制 造，可得到效率高的導(dǎo)光器件。作為本發(fā)明的導(dǎo)光裝置，可以將在所述導(dǎo)光器件的切槽臺(tái)階部?jī)?nèi)配置 的發(fā)光元件中、從所述切槽臺(tái)階部露出的發(fā)光元件的 一部分由覆蓋片覆蓋。根據(jù)本發(fā)明，由于發(fā)光元件的光直接被導(dǎo)光器件受光的少，故不易產(chǎn) 生由定位精度的偏差引起的亮度不均。另外，作為本發(fā)明的另一導(dǎo)光裝裝置，可以在將上述導(dǎo)光器件的導(dǎo)光 部覆蓋而接合的殼體上設(shè)置將發(fā)光元件的光從所述導(dǎo)光部直接向外部射出 的孔。根據(jù)本發(fā)明，不僅從導(dǎo)光器件自身直接向外部射出光，也從殼體射出 光，故而可根據(jù)用途來(lái)實(shí)現(xiàn)多種表現(xiàn)形式，具有可得到使用便利性良好的導(dǎo)光裝置的效果。


圖1 (A)、 (B)是表示將本發(fā)明一實(shí)施方式的導(dǎo)光器件組裝到便攜式 音樂(lè)播放器時(shí)的立體圖以及正面圖。圖2是圖i (B)所示的n-n線剖面圖。圖3是圖2的局部放大圖。圖4是圖1 (A)所示的實(shí)施方式的分解立體圖。 圖5是從與圖4不同的角度看到的分解立體圖。 圖6(A) ~ (C)是從不同角度看到的導(dǎo)光環(huán)的立體圖。 圖7 (A) ~ (C)是導(dǎo)光環(huán)的背面圖、左側(cè)面圖以及圖7(A)的C-C線剖面圖。圖8 (A)、 (B)是導(dǎo)光環(huán)的背面圖、圖8 (A)的圓B的局部放大圖。 圖9(A) ~ (C)是表示作為發(fā)光元件的LED的指向特性的圖表、表 示實(shí)施例的測(cè)定位置的平面圖以及表示測(cè)定結(jié)果的圖表。 附圖標(biāo)記說(shuō)明1:基座；2:罩；3:殼體；4:嵌合孔；5:操作輸入裝置；7:屏幕 (乇二夕一)；8:操作指示用孔；10:金屬基座；20:印刷電路板；21: 中央開(kāi)關(guān)；22:開(kāi)關(guān)；23:霍爾元件；24: LED; 30:操作件；31:嵌合孔； 32:卡合爪部；33:貫通孔；34:操作用突起；35:遮蔽片；40:操作轉(zhuǎn) 盤(pán)(操作夕、V亇少)；41:永久磁鐵；42:中心孔；43:按鈕；44:操作用 突起；45:環(huán)狀肋；46:滑動(dòng)片；50:環(huán)狀導(dǎo)光器件；51:發(fā)光部；52: 環(huán)狀上端面；55:導(dǎo)光部；56:切槽臺(tái)階部；57:側(cè)壁部；57a:反射面(內(nèi) 向面)；57b:外向面(反射面)；58:受光面具體實(shí)施方式
基于圖1 ~圖8說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式。如圖1所示，本實(shí)施方式中為適用于便攜式音樂(lè)播放器的情況，在由 基座1和罩2構(gòu)成的殼體3的安裝孔4中一體地組入有操作輸入裝置5以 及環(huán)狀導(dǎo)光器件50。所述操作輸入裝置5用于使屏幕7內(nèi)的移動(dòng)桿移動(dòng)并 選擇指示的情況。另外，在所述安裝孔4的開(kāi)口邊緣部設(shè)有操作指示用孔8。如圖4及圖5所示，所述操作輸入裝置5由金屬基座10和撓性樹(shù)脂膜 構(gòu)成，包括被絕緣片23a覆蓋的印刷電路板20、表面安裝在所述印刷電 路板上的作為發(fā)光元件的四個(gè)LED24、操作件30、遮蔽片35、中央嵌合有 按鈕34的操作轉(zhuǎn)盤(pán)40。如圖4以及圖5所示，所述金屬基座10大致為平面方形，并且可固定 在所述殼體3內(nèi)。所述金屬基座IO在其各邊的大致中央部分別截出彈性卡 合部11。印刷電路板20由與所述金屬基座10大致同一平面形狀的撓性樹(shù)脂膜 構(gòu)成，在其中央配置有中央開(kāi)關(guān)21,并且在所述中央開(kāi)關(guān)21的周圍以均等 的間距配置有開(kāi)關(guān)22。另外，所述印刷電路板20在規(guī)定的位置分別安裝有 一對(duì)霍爾元件22、 23以及四個(gè)LED24。并且，如圖2及圖4所示，絕緣片 23a除了應(yīng)露出的部分之外、 一體化粘接在所述印刷電路板20的表面上。操作件30具有能夠覆蓋所述印刷電路板20的平面形狀，在其中央部 設(shè)有嵌合孔31,并且在外周邊緣部突出設(shè)有可卡合在所述金屬基座10的彈 性卡合部11上的卡合爪部32。另外，為了使后述的永久磁鐵41的磁通容 易通過(guò)，在所述操作件30上，包圍所述嵌合孔31而設(shè)有貫通孔33。另外， 如圖5所示，所述操作件30在其背面突出設(shè)有用于按下所述開(kāi)關(guān)22的操 作用突起34。遮蔽片35為了使所述LED24的光不直接射入后述的導(dǎo)光器件50而進(jìn) 行遮蔽，具有可將安裝于所述印刷電路板20上的四個(gè)LED24覆蓋的平面形 狀。如圖4及圖5所示，操作轉(zhuǎn)盤(pán)40在其背面固定有將N極及S極交替配 置的環(huán)狀永久磁鐵41，并且在其中心孔42可按下地嵌合有按鈕43。并且， 在所述按鈕43的底面中央部突出設(shè)有操作用突起44。另外，在所述中心孔 42的背面邊緣部突出設(shè)有環(huán)狀肋45。另外，所述操作轉(zhuǎn)盤(pán)40的底面被具 有與所述操作件30大致同一平面形狀的滑動(dòng)片46覆蓋。但是，如圖5所 示，能夠從設(shè)于所述滑動(dòng)片46的貫通孔47看到所述永久磁鐵41的一部分。 另外，也可以由所述滑動(dòng)片46兼作遮蔽片，以減少零件數(shù)量以及組裝工序。如圖6~圖8所示，導(dǎo)光器件50由透光性材料構(gòu)成，為可嵌合在所述 操作轉(zhuǎn)盤(pán)40外周部的環(huán)狀形狀。所述導(dǎo)光器件50具有在表面?zhèn)鹊膬?nèi)周邊 緣部突出設(shè)置的環(huán)狀發(fā)光部51、在背面?zhèn)鹊耐庵苓吘壊客怀鲈O(shè)置的環(huán)狀導(dǎo)光部55。并且，從所述發(fā)光部51的環(huán)狀上端面52向外部射出光。另外， 在環(huán)狀上端面52添加擴(kuò)散材料或配置擴(kuò)散圖案，能夠使發(fā)光部51更加均 勻地發(fā)光。另一方面，在所述導(dǎo)光部55的內(nèi)周面以規(guī)定間隔形成有切槽臺(tái) 階部56。如圖7C所示，形成所述切槽臺(tái)階部56的正面?zhèn)缺诓?7對(duì)其內(nèi)向 面57a實(shí)施梨皮面加工或凹痕加工而形成反射面。另外，形成所述切槽臺(tái)階 部56的兩側(cè)面形成接受從所述反射面反射的光的受光面58。另外，所述導(dǎo) 光部55在其外周面分別突出設(shè)有一對(duì)定位突部59。另外，所述側(cè)壁部57也可以對(duì)其外向面實(shí)施梨皮面加工或凹痕加工而 形成反射面。另外，也可以將其他反射部件、反射片分別設(shè)于所述側(cè)壁部 57的外向面57b及/或內(nèi)向面57a上來(lái)反射光。另外，可以對(duì)所述發(fā)光部51、 導(dǎo)光部55的整個(gè)外周面及/或上、下端面實(shí)施梨皮面加工或凹痕加工，還可 以設(shè)置其他的反射部件、反射片。另外，受光面58不限于平行地相對(duì)的平坦面，可以為錐形面、圓弧面， 或者可以將其組合。接著，對(duì)所述構(gòu)成部件的組裝工序進(jìn)行說(shuō)明。首先，將所述金屬基座10的卡具孔分別插入到未圖示的作為卡具的一 對(duì)定位銷上而進(jìn)行定位。另一方面，在將霍爾元件23安裝到印制電路板20 的規(guī)定位置之后，將所述印刷電路板20 —體化粘接在所述金屬基座10上。 并且，在所述印刷基板20的規(guī)定位置配置開(kāi)關(guān)21、 22的同時(shí)將絕緣片23a 一體化粘接在所述印刷電路板20上。另一方面，在操作轉(zhuǎn)盤(pán)40的背面同心圓狀地粘接固定環(huán)狀磁鐵41，并 且安裝滑動(dòng)片46。經(jīng)由滑動(dòng)片46以及遮蔽片35將設(shè)于所述操作轉(zhuǎn)盤(pán)40背 面的環(huán)狀肋46組裝到搡作件30的嵌合孔31中，將固定環(huán)39 (圖2 )鉚接 固定在所述環(huán)狀肋45上并防止脫離。因此，所述操作轉(zhuǎn)盤(pán)40經(jīng)由滑動(dòng)片 46以及遮蔽片35可轉(zhuǎn)動(dòng)地支承在操作件30上。接著，通過(guò)將操作件30的 卡合爪部32卡合在所述金屬基座10的彈性卡合部11上，所述操作轉(zhuǎn)盤(pán)40 與所述金屬基座10 —體化。結(jié)果，按鈕43的操作用突起44可操作地與印 刷電路板20的中央開(kāi)關(guān)21抵接，并且操作件30的操作用突起34可操作 地與印刷電路板20的開(kāi)關(guān)22抵接。另外，在將所述搡作輸入裝置5固定在所述便攜式音樂(lè)播放器的基座1 上的同時(shí)，將環(huán)狀導(dǎo)光器件50定位在所述操作轉(zhuǎn)盤(pán)40上，然后，將罩2安裝在所述基座l上。由此，操作轉(zhuǎn)盤(pán)5、按鈕43以及環(huán)狀導(dǎo)光器件50的 發(fā)光部51從所述罩2的嵌合孔4露出。如圖2所示，LED24在環(huán)狀導(dǎo)光器 件50的切槽臺(tái)階部50內(nèi)定位，所述LED24的發(fā)光部51與形成切槽臺(tái)階部 56的側(cè)壁部57方向相對(duì)。另外，所述環(huán)狀導(dǎo)光器件50的導(dǎo)光部55位于所 述罩2的嵌合孔4周圍配置的操作指示用孔8的正下方。另外，所述罩2 的操作指示用孔8可以單單為貫通孔，也可以填充含有使光擴(kuò)散的擴(kuò)散粒 子的樹(shù)脂材料。接著，對(duì)將裝入有上述結(jié)構(gòu)構(gòu)成的操作輸入裝置5的便攜式音樂(lè)播放 器的操作方法的一例進(jìn)行說(shuō)明。通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)裝入到便攜式音樂(lè)播放器的操作轉(zhuǎn)盤(pán)40,環(huán)狀永久磁鐵41 與其一體轉(zhuǎn)動(dòng)，則一對(duì)霍爾元件23、 23分別^^測(cè)所述永久義茲鐵41的變化， 基于此檢測(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)方向以及轉(zhuǎn)動(dòng)量。并且，其檢測(cè)結(jié)果作為移動(dòng)桿(未圖示) 的移動(dòng)而反映在便攜式音樂(lè)播放器的屏幕7的顯示畫(huà)面中。接著，在移動(dòng) 桿到達(dá)所希望的位置時(shí)，若按下按鈕43,則中央開(kāi)關(guān)21導(dǎo)通，輸出選擇指 令。另外，通過(guò)按下操作轉(zhuǎn)盤(pán)40周邊部中的規(guī)定位置，位于操作件30的 所述操作用突起34正下方的開(kāi)關(guān)22導(dǎo)通，輸出操作信號(hào)。另外，例如在操作中點(diǎn)亮LED24 ，則從LED24的發(fā)光部射出的光被環(huán) 狀導(dǎo)光器件50的側(cè)壁部57的反射面57a漫反射并擴(kuò)散，其反射光被受光面 58、 58受光。接著，從導(dǎo)光部55導(dǎo)向發(fā)光部51的光從所述發(fā)光部51的環(huán) 狀上端面52向外部射出。另外，由反射面57a反射并擴(kuò)散的光，不僅從發(fā)光部51的環(huán)狀上端面 52射出，而且還從導(dǎo)光部55經(jīng)由操作指示用孔8向外部射出。其中，通過(guò) 在操作指示用貫通孔8中配置有色光擴(kuò)散劑，與從發(fā)光部51的環(huán)狀上端面 52射出的光的延伸不同。通過(guò)這樣發(fā)光，可實(shí)現(xiàn)多種表現(xiàn)形式，故選擇范 圍變大且設(shè)計(jì)自由度提高。實(shí)施例對(duì)上述實(shí)施方式中使用的LED24的光指向特性進(jìn)行測(cè)定，得到圖9A 所示的圖表。LED24的光指向特性在半圓形的圖表中利用橢圓形實(shí)線表示。 并且，隨著LED24的光軸從中心傾斜，亮度降低。另外，為了確定發(fā)光元件安裝誤差的容許范圍，對(duì)亮度不均。測(cè)定方法為，首先截面具有與本實(shí)施方式相同的截面形狀，并且在直線狀的試驗(yàn)片9的中央如圖9B所示地設(shè)置切槽臺(tái)階部56。然后，將LED24以其光軸 與側(cè)壁部57正交的方式進(jìn)行配置。并且，對(duì)形成所述切槽臺(tái)階部56的側(cè) 壁部57的內(nèi)向面實(shí)施梨皮面加工而形成反射面57a。接著，以所述試驗(yàn)片9 的中央部為中心在兩側(cè)以均等間隔設(shè)置測(cè)定位置(共計(jì)五處)，在所述測(cè)定 位置的下面(紙面里面)測(cè)定亮度，并且目測(cè)觀察此時(shí)的亮度不均。測(cè)定配置于試-險(xiǎn)片9的切槽臺(tái)階部56的LED24 ,人光軸向一側(cè)每?jī)A釗-2.5度時(shí)的各測(cè)定位置的亮度。并且，基于以下公式，由在五個(gè)測(cè)定位置得 到的亮度算出亮度不均。圖9C表示測(cè)定結(jié)果。亮度不均=亮度的最小值/亮度的最大值x 100 ( % )因此，亮度不均為大值為好，最好為100%。如圖9C可確認(rèn)，即使LED的安裝角度以光軸為中心從+10度傾斜到-10 度傾斜，亮度不均也少，實(shí)用性上沒(méi)有問(wèn)題。接著，通過(guò)由虛線在上述圖 9A中描上無(wú)效入射角度(+10度、-IO度)，求出與LED的亮度曲線的交點(diǎn)。 結(jié)果，即使最大亮度的0-35%亮度的光直接從LED射入試驗(yàn)片9,也能夠 確認(rèn)不產(chǎn)生在實(shí)用上成為問(wèn)題的亮度不均。相反，安裝LED,以使從LED射出的光中最大亮度0 35。/。以外的光、 即強(qiáng)光不直接射入導(dǎo)光器件，這樣的話，可判明不產(chǎn)生亮度不均。因此，無(wú)效入射角度是指不產(chǎn)生亮度不均的發(fā)光元件安裝角度的容許 范圍。另外，顯然，光指向性由于LED的不同而不同，故而對(duì)應(yīng)所使用的 各個(gè)LED而使無(wú)效入射角度變化。根據(jù)本實(shí)施方式，若使最大亮度0-35 %以外的光即強(qiáng)光不直接射入導(dǎo) 光器件地安裝LED,則不產(chǎn)生亮度不均。因此，無(wú)需如以往例那樣高的尺 寸精度、定位精度，故制造變得容易且生產(chǎn)性提高。尤其是，即使伴隨裝 置的小型化而將構(gòu)成零件減小，也能夠得到均勻發(fā)光的小型導(dǎo)光器件。本發(fā)明的導(dǎo)光器件不限于所述實(shí)施方式，可根據(jù)需要而進(jìn)行變形，例 如可以為棒狀或者方形框體。產(chǎn)業(yè)上的可利用性在上述實(shí)施方式中，對(duì)適用于便攜式音樂(lè)播放器的情況進(jìn)行了說(shuō)明， 但顯然也可以適用于手機(jī)、筆記本型電腦等其他電子設(shè)備。
權(quán)利要求
1.一種導(dǎo)光器件，由透光性材料構(gòu)成，通過(guò)在將內(nèi)周面的至少一部分切槽而形成的切槽臺(tái)階部配置發(fā)光元件，引導(dǎo)所述發(fā)光元件的光向外部射出，其特征在于，與所述發(fā)光元件的發(fā)光部方向相對(duì)的、所述切槽臺(tái)階部的側(cè)壁部的表面背面中，至少將內(nèi)向面作為擴(kuò)散光的反射面，同時(shí)將在所述側(cè)壁部的兩側(cè)鄰接的一對(duì)方向相對(duì)面作為接受由所述反射面反射的光的受光面。
2. 如權(quán)利要求1所述的導(dǎo)光器件，其特征在于，與發(fā)光元件的發(fā)光部 方向相對(duì)的、所述切槽臺(tái)階部的側(cè)壁部的表面背面中，至少將外向面作為 將光向受光面反射的反射面。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的導(dǎo)光器件，其特征在于，將與發(fā)光元件的 發(fā)光部方向相對(duì)的至少整個(gè)外周面作為反射面。
4. 如權(quán)利要求l或2所述的導(dǎo)光器件，其特征在于，所述導(dǎo)光器件為 圓環(huán)狀。
5. 如權(quán)利要求1或2所述的導(dǎo)光器件，其特征在于，所述導(dǎo)光器件為 方形4匡體。
6. 如權(quán)利要求1或2所述的導(dǎo)光器件，其特征在于，方向相對(duì)的受光 面平4于相對(duì)。
7. —種導(dǎo)光裝置，其特征在于，將在權(quán)利要求1 - 6中任一項(xiàng)所述的導(dǎo) 光器件的切槽臺(tái)階部?jī)?nèi)配置的發(fā)光元件中、從所述切槽臺(tái)階部露出的發(fā)光 元件的一部分由覆蓋片覆蓋。
8. —種導(dǎo)光裝置，其特征在于，在覆蓋權(quán)利要求1 ~6中任一項(xiàng)所述的 導(dǎo)光器件的導(dǎo)光部而接合的殼體上，設(shè)有將發(fā)光元件的光從所述導(dǎo)光部直 接向外部射出的孔。
全文摘要
本發(fā)明提供一種生產(chǎn)性高且發(fā)光均勻的小型導(dǎo)光器件以及導(dǎo)光裝置。本發(fā)明的導(dǎo)光器件(50)由透光性材料構(gòu)成，通過(guò)在將內(nèi)周面的至少一部分切槽而形成的切槽臺(tái)階部(56)配置LED(24)，引導(dǎo)所述LED(24)的光向外部射出。尤其是，與所述LED(24)的發(fā)光部方向相對(duì)的所述切槽臺(tái)階部(56)的側(cè)壁部(57)的表面背面中、至少將內(nèi)向面(57a)作為擴(kuò)散光的反射面，同時(shí)將在所述側(cè)壁部(57)兩側(cè)鄰接的一對(duì)方向相對(duì)面作為接受所述反射面反射的光的受光面(58)。
文檔編號(hào)F21V8/00GK101251238SQ200810004990
公開(kāi)日2008年8月27日 申請(qǐng)日期2008年1月31日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月23日
發(fā)明者左成亨介, 澤田篤志, 秋岡佑輔, 藤原敏光 申請(qǐng)人:歐姆龍株式會(huì)社