(57)【要約】  導光モジュール（１）は、回路基板（１０）と、回路基板（１０）上に実装された複数のＬＥＤ（１１）と、複数のＬＥＤ（１１）に応じた位置に複数の貫通孔（１２ａ）が形成された薄板状の金属板（１２）と、透光性を有する筐体（２０）と、を備える。筐体（２０）は、ＬＥＤ（１１）、金属板（１２）と一体に形成される。金属板（１２）は、ＬＥＤ（１１）が貫通孔（１２ａ）に挿入された状態で回路基板（１０）に重ねられる。また、金属板（１２）の各貫通孔（１２ａ）の周縁部分にはＬＥＤ（１１）を囲むリブ（１３）が形成される。ＬＥＤ（１１）の出射光はリブ（１３）によって導光され、筐体（２０）の外部へ出射する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
配線が形成された回路基板と、
前記回路基板の所定の位置に実装された複数の光源と、
前記複数の光源に対応する位置に形成された複数の貫通孔を有し、前記光源が対応する前記貫通孔に挿入された状態で前記回路基板と重なる光非透過性板と、
前記光源と前記光非透過性板を収納した、透光性を有する筐体と、
前記光非透過性板の各貫通孔の周縁部分に形成され、前記各貫通孔に挿入された前記光源を囲むリブと、を備える、
ことを特徴とする導光モジュール。
【請求項２】
前記各リブは、前記光源からの出射光を導光する、
ことを特徴とする請求項１に記載の導光モジュール。
【請求項３】
前記リブは前記光非透過性板から垂直に突出し、前記リブは前記光源より高い、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の導光モジュール。
【請求項４】
前記各リブの先端部は、対応する各光源の側に曲折される、
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の導光モジュール。
【請求項５】
前記光非透過性板は、表面に凹凸を有する、
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の導光モジュール。
【請求項６】
前記筐体は樹脂材料で形成され、前記樹脂材料の屈折率は、前記光源の、発光面での屈折率よりも大きい、
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の導光モジュール。
【請求項７】
前記筐体は、所定の金型に、前記光源と前記光非透過性板と前記回路基板とをインサートして成形される、
ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の導光モジュール。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか１項に記載の導光モジュールを備える、
ことを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源を用いた導光モジュール及びこれを備える電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子機器の多くは、筐体内に設けられた発光ダイオード（以下、ＬＥＤ）等の光を筐体の表面に導くイルミネーションを備える。例えば、特許文献１には、ＬＥＤの光を筐体表面へと導光する導光構造が開示されている。特許文献１の導光構造は、筐体と基板上に配列された複数のＬＥＤの間に、各ＬＥＤに対応する位置に光を透過する部分を備えた遮光シートを配置することによって、ＬＥＤの光を筐体表面へと導光する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１４５６８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に開示されている導光構造では、筐体とＬＥＤとの間に遮光シートが配置されるため、電子機器の小型化が難しい。【０００５】
また、筐体が薄い場合、筐体の強度の低下により、筐体とＬＥＤを配列した基板、ＬＥＤが衝突する。【０００６】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、強度を維持しつつ、薄型化、小型化が容易な導光モジュール、及びこれを備える電子機器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明の第１の観点に係る導光モジュールは、
配線が形成された回路基板と、
前記回路基板の所定の位置に実装された複数の光源と、
前記複数の光源に対応する位置に形成された複数の貫通孔を有し、前記光源が対応する前記貫通孔に挿入された状態で前記回路基板と重なる光非透過性板と、
前記光源と前記光非透過性板を収納した、透光性を有する筐体と、
前記光非透過性板の各貫通孔の周縁部分に形成され、前記各貫通孔に挿入された前記光源を囲むリブと、を備える、
ことを特徴とする。【０００８】
上記課題を解決するため、本発明の第２の観点に係る電子機器は、
第１の観点に係る導光モジュールを備える、
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、薄型化、小型化が容易な導光モジュール、及びこれを備える電子機器を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１ａ】本発明の実施形態１に係る導光モジュールを示す断面図である。
【図１ｂ】図１ａにおけるＡＡ断面図である。
【図２】本発明の実施形態１に係る導光モジュールを示す分解斜視図である。
【図３】本発明の実施形態１に係る導光モジュールの成形方法を示す断面図である。
【図４】本発明の実施形態２に係る導光モジュールを備える携帯電話を示す斜視図である。
【図５】図４におけるＢＢ断面図である。
【図６】本発明の実施形態２に係る導光モジュールを備える電子機器の成形方法を示す断面図である。
【図７ａ】本発明の導光モジュールの変形例を示す断面図である。
【図７ｂ】図７ａにおけるＣＣ断面図である。
【図８ａ】本発明の導光モジュールの変形例を示す断面図である。
【図８ｂ】図８ａにおけるＤＤ断面図である。
【図９】本発明の導光モジュールにおける光源からの出射光を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態に係る導光モジュール１について、図面を参照しながら説明する。
【００１２】
（実施形態１）
図１ａは、導光モジュール１の断面図である。図１ｂは、図１ａのＡＡ断面を示す。導光モジュール１は、回路基板１０と、複数のＬＥＤ１１と、金属板１２と、筐体２０と、を備える。
【００１３】
回路基板１０は絶縁性の樹脂材料から構成される。回路基板１０の主面には配線が形成される。また、回路基板１０の主面には、光源として複数のＬＥＤ１１が実装される。ＬＥＤ１１は回路基板１０の配線と電気的に接続される。
【００１４】
ＬＥＤ１１は、筐体２０の表面に文字や模様等のイルミネーションを表示するための光源である。ＬＥＤ１１は直方体形状である。ＬＥＤ１１は下面で回路基板１０に実装される。また、ＬＥＤ１１は、上面に発光面１１ａを備える。複数のＬＥＤ１１は回路基板１０上の所定の位置に配列される。ＬＥＤ１１は回路基板１０の配線から電圧を印加されることによって点灯する。
【００１５】
金属板１２は、プレス加工されたステンレス鋼、チタン等の光非透過性の金属の薄板から形成される。金属板１２には、複数のＬＥＤ１１に対応する位置に複数の貫通孔１２ａが形成される。貫通孔１２ａは矩形状に形成される。貫通孔１２ａは、対応するＬＥＤ１１を挿入できるように、ＬＥＤ１１の平面サイズより一回り大きい。金属板１２は、貫通孔１２ａにＬＥＤ１１が挿入された状態で、回路基板１０のＬＥＤ１１の実装面に重ねられる。金属板１２と回路基板１０は接着剤等によって接着されてもよい。
【００１６】
また、金属板１２の各貫通孔１２ａの周縁部分には、金属のリブ１３がＬＥＤ１１を囲むように、金属板１２と一体に形成される。リブ１３の高さＬは、ＬＥＤ１１の高さＴと略同等、もしくはＬＥＤ１１の高さＴより高く形成される。したがって、金属板１２と回路基板１０が重なった状態では、リブ１３の上端はＬＥＤ１１より高い。
【００１７】
筐体（カバー）２０は、アクリル、ＡＢＳ、ポリカーボネート、エポキシ、ウレタン、シリコン等の、透光性を有する樹脂材料から構成される。筐体２０は、インサート成形によってＬＥＤ１１、金属板１２、回路基板１０と、一体的に形成される。
【００１８】
上記導光モジュール１の製造方法は以下のとおりである。
【００１９】
プレス加工によって、貫通孔１２ａとリブ１３を備えた金属板１２が形成される。前述のように、貫通孔１２ａはＬＥＤ１１の配置位置に応じた位置に形成される。リブ１３は、その上端が導光モジュール１の完成状態で、貫通孔１２ａに挿入されたＬＥＤ１１の上端よりも高くなるように形成される。複数のＬＥＤ１１が、回路パターンが形成された回路基板１０の所定位置に実装される。金属板１２と回路基板１０は、各貫通孔１２ａに対応するＬＥＤ１１が挿入された状態で、重ねられる。金属板１２と回路基板１０は接着剤によって接着されてもよい。
【００２０】
図３に示すように、回路基板１０、金属板１２、リブ１３を囲むように上金型３０、下金型３１が配置される。下金型３１は回路基板１０の金属板１２との接合面とは反対の面を保持する。そして、筐体２０は、回路基板１０、金属板１２、リブ１３をインサートした状態で、金型３０、３１内に樹脂を流し込む出射成形により、形成される。以上の方法により、回路基板１０、金属板１２、リブ１３、筐体２０が一体的に形成される。金属板１２の樹脂と接触する面に、サンドブラスト等で凹凸を形成することにより、金属板１２と筐体２０との密着性が向上する。凹凸の形成の代わりに、樹脂材料との密着性を高める処置が施されてもよい。例えば、金属板１２の表面にシランカップリング剤を塗布し、金属板１２の表面を改質することにより、金属板と樹脂材料と密着性を高めることができる。
【００２１】
導光モジュール１では、図示しないバッテリから回路基板１０の回路を介して、電圧がＬＥＤ１１に印加される。これにより、複数のＬＥＤ１１が選択的に点灯する。ＬＥＤ１１の発光面１１ａからの出射光は、金属板１２のリブ１３によって筐体２０内に導光される。筐体２０は透光性を有するため、ＬＥＤ１１の出射光は筐体２０の表面（図１における上方向）へ進行する。筐体２０の表面に達したＬＥＤ１１の出射光によって、文字や模様等のイルミネーションが筐体２０の表面に表示される。
【００２２】
上記実施形態によると、ＬＥＤ１１の周囲は金属のリブ１３によって囲まれる。金属のリブ１３は光非透過性であるので、ＬＥＤ１１の出射光はリブ１３を透過できない。したがって、ＬＥＤ１１の出射光は、リブ１３をガイドとして筐体２０の表面（図１における上方向）へ進行する。リブ１３によってＬＥＤ１１の出射光の拡散範囲を制限できるため、ＬＥＤ１１の出射光と、隣接する他のＬＥＤ１１の出射光とが、筐体２０の表面で混合しない。したがって、導光モジュール１は、イルミネーションを筐体２０の表面に鮮明に表示できる。
【００２３】
また上記実施形態によると、金属板１２が、回路基板１０に重なった状態で筐体２０にインサートされる。回路基板１０と筐体２０とが金属板１２によって補強されるので、導光モジュール１の耐衝撃性が向上する。また、導光モジュール１は、金属板１２やＬＥＤ１１を筐体２０内にインサートして成形されるので、金属板１２、ＬＥＤ１１、筐体２０を積層する場合と比べ、デッドスペースが金属板１２と筐体２０との間に生じない。したがって、導光モジュール１を薄く、小さくできる。
【００２４】
（実施形態２）
導光モジュール１を備えた電子機器として、導光モジュール１を備えた携帯電話１００について説明する。導光モジュール１の構成は実施形態１と同様である。筐体２０が携帯電話１００の筐体の一部である点が異なる。
【００２５】
携帯電話１００は、図４に示すように、文字や画像を表示する表示部を有する表示側筐体１０１と、操作キーが配列された操作側筐体１０２と、ヒンジ１０３と、から構成される。ヒンジ１０３は、表示側筐体１０１と操作側筐体１０２とを回動できるように連結する。
【００２６】
表示側筐体１０１は、フロント側ケース１０４と、リア側ケース１０５とが、互いに接合されることにより構成される。フロント側ケース１０４は、携帯電話１００を折り畳んだ状態で表側に現れる。また、リア側ケース１０５は、携帯電話１００を折り畳んだ状態で操作側筐体１０２と対向する。フロント側ケース１０４の主面（図４における上面）には、図４に破線で示すように、照光部１０７が形成される。照光部１０７は、ＬＥＤ１１が点灯することによって文字や模様などを表示する領域である。ＬＥＤ１１が点灯していない状態では、使用者は、フロント側ケース１０４の外部から内部のＬＥＤ１１を視認できない。照光部１０７は、実施形態１の導光モジュール１と同様の構成を備える。
【００２７】
フロント側ケース１０４とリア側ケース１０５は、透光性を有する樹脂材料から構成される。また、フロント側ケース１０４とリア側ケース１０５との接合面には、図５に示すように、全周にわたって溝１０４ａ、１０５ａがそれぞれ形成される。フロント側ケース１０４とリア側ケース１０５は、溝１０４ａ、１０５ａに枠状のケースパッキン１０６が嵌入された水密状態で接合される。
【００２８】
表示側筐体１０１のフロント側ケース１０４には、ＬＥＤ１１、回路基板１０、金属板１２がインサートされる。ＬＥＤ１１は、フロント側ケース１０４の主面方向に発光面１１ａを向けて、回路基板１０にマトリクス状に実装される。金属板１２は、フロント側ケース１０４の主面から側面にかけてフロント側ケース１０４を補強するように設けられる。フロント側ケース１０４と同様に、リア側ケース１０５にも金属板１２がインサートされる。
【００２９】
フロント側ケース１０４の製造方法は以下のとおりである。
【００３０】
プレス加工によって、貫通孔１２ａとリブ１３を備えた金属板１２が形成される。複数のＬＥＤ１１が、配線を有する回路基板１０の所定位置に実装される。金属板１２と回路基板１０は、貫通孔１２ａにＬＥＤ１１が挿入された状態で重ねられる。金属板１２と回路基板１０は接着剤によって接着されてもよい。
【００３１】
図６に示すように、回路基板１０、金属板１２、リブ１３を囲むように上金型３００、下金型３１０が配置される。下金型３１０の回路基板１０と対向する面には保持部３１０ａが形成される。保持部３１０ａが回路基板１０を保持することによって、回路基板１０、金属板１２、リブ１３は金型内で保持される。保持部３１０ａの回路基板１０と接する面は、金属板１２の貫通孔１２ａと同等、または貫通孔１２ａより大きく形成される。
【００３２】
フロント側ケース１０４は、回路基板１０、金属板１２、リブ１３をインサートした状態で、金型３００、３１０内に樹脂を流し込む射出成形により、形成される。以上の方法により、回路基板１０、金属板１２、リブ１３、フロント側ケース１０４が一体的に形成される。金型３００、３１０を外した後、保持部３１０ａが配置されていた部分に樹脂を流し込むことで、回路基板１０はフロント側ケース１０４内に埋没する。
【００３３】
携帯電話１００のフロント側ケース１０４では、図示しないバッテリから回路基板１０の回路パターンを介して、電圧がＬＥＤ１１に印加される。これにより、複数のＬＥＤ１１が選択的に点灯する。ＬＥＤ１１の出射光は、金属板１２のリブ１３によってフロント側ケース１０４内に導光される。フロント側ケース１０４は透光性を有するため、ＬＥＤ１１の出射光は照光部１０７の筐体表面へ進行する。照光部１０７の筐体表面に達したＬＥＤ１１の出射光によって、文字や模様等のイルミネーションが照光部１０７に表示される。
【００３４】
上記実施形態によると、ＬＥＤ１１の周囲は金属のリブ１３によって囲まれる。金属のリブ１３は光非透過性であるので、ＬＥＤ１１の出射光はリブ１３を透過できない。したがって、ＬＥＤ１１の出射光は、リブ１３をガイドとして照光部１０７へ進行する。リブ１３によってＬＥＤ１１の出射光の拡散範囲を制限できるため、ＬＥＤ１１の出射光と、隣接する他のＬＥＤ１１の出射光とが、照光部１０７で混合しない。したがって、携帯電話１００は、イルミネーションを照光部１０７に鮮明に表示できる。
【００３５】
また上記実施形態によると、金属板１２が、回路基板１０に重なった状態でフロント側ケース１０４にインサートされる。回路基板１０とフロント側ケース１０４とが金属板１２によって補強されるので、携帯電話１００の耐衝撃性が向上する。また、フロント側ケース１０４は、金属板１２やＬＥＤ１１をフロント側ケース１０４内にインサートして成形されるので、金属板１２、ＬＥＤ１１、フロント側ケース１０４を積層する場合と比べ、デッドスペースが金属板１２とフロント側ケース１０４との間に生じない。したがって、携帯電話１００を薄く、小さくできる。
【００３６】
以上、本発明の実施形態２について説明したが、本実施形態の具体的な態様はこれに限られない。
【００３７】
ＬＥＤ１１の発光面１１ａと貫通孔１２ａは、円形や楕円形などであっても良い。また、金属板１２のリブ１３は、ＬＥＤ１１の出射光が隣接する他のＬＥＤ１１の出射光と混合しない範囲で、金属板１２から垂直に突出していなくとも構わない（図７ａ、図７ｂ）。
【００３８】
リブ１３は、図８ａに示すように、先端部１３ａがＬＥＤ１１の側に曲折するよう形成されてもよい。例えば図８ｂに示すように、リブ１３の先端部１３ａによって任意の形状の開口１３ｂを形成することにより、ＬＥＤ１１の出射光で任意の形状の模様を照光部１０７に表示できる。
【００３９】
筐体を構成する樹脂材料の屈折率は、光源の、発光面での屈折率よりも大きいことが好ましい。例えば、ＬＥＤ１１の出射光は、ＬＥＤ１１の発光面１１ａと筐体２０とが接触する面において、屈折する。屈折したＬＥＤ１１の出射光１７は、筐体表面の垂線１６に対して、屈折する前よりも小さな角度で、照光部１０７の筐体表面へ進行する（図９）。したがって、ＬＥＤ１１からの出射光の拡散範囲が、さらに制限される。
【００４０】
照光部１０７は、フロント側ケース１０４の側面やリア側ケース１０５に設けられていてもよい。導光モジュール１は携帯電話１００の任意の場所に形成できる。
【００４１】
導光モジュール１の光源は光を発するものであれば、ＬＥＤ以外の光源であってもよい。複数のＬＥＤ１１は、単色のＬＥＤ１１でも、それぞれ異なる色のＬＥＤ１１でもよい。回路基板１０での複数のＬＥＤ１１はマトリクス状だけでなく、任意の位置に配置されてよい。
【００４２】
光非透過性の金属板１２の代わりに、ＬＥＤ１１の出射光の遮光あるいは導光のために、光非透過性を有し且つ一定の強度を有する任意の材質の板を使用できる。例えば、炭素繊維から構成された板、遮光性材料が添加された高強度樹脂等が、ＬＥＤ１１の出射光の遮光あるいは導光のために、使用される。
【００４３】
携帯電話１００は電子機器の例である。導光モジュール１は、パーソナルコンピュータ、デジタルカメラ、ゲーム機、その他の電子機器に備えることができる。
【００４４】
上記の実施形態の一部または全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。
【００４５】
（付記１）
配線が形成された回路基板と、
前記回路基板の所定の位置に実装された複数の光源と、
前記複数の光源に対応する位置に形成された複数の貫通孔を有し、前記光源が対応する前記貫通孔に挿入された状態で前記回路基板と重なる光非透過性板と、
前記光源と前記光非透過性板を収納した、透光性を有する筐体と、
前記光非透過性板の各貫通孔の周縁部分に形成され、前記各貫通孔に挿入された前記光源を囲むリブと、を備える、
ことを特徴とする導光モジュール。
【００４６】
（付記２）
前記各リブは、前記光源からの出射光を導光する、
ことを特徴とする付記１に記載の導光モジュール。
【００４７】
（付記３）
前記リブは前記光非透過性板から垂直に突出し、前記リブは前記光源より高い、
ことを特徴とする付記１又は２に記載の導光モジュール。
【００４８】
（付記４）
前記各リブの先端部は、対応する各光源の側に曲折される、
ことを特徴とする付記１乃至３のいずれか１に記載の導光モジュール。
【００４９】
（付記５）
前記光非透過性板は、表面に凹凸を有する、
ことを特徴とする付記１乃至４のいずれか１に記載の導光モジュール。
【００５０】
（付記６）
前記筐体は樹脂材料で形成され、前記樹脂材料の屈折率は、前記光源の、発光面での屈折率よりも大きい、
ことを特徴とする付記１乃至５のいずれか１に記載の導光モジュール。
【００５１】
（付記７）
前記筐体は、所定の金型に、前記光源と前記光非透過性板と前記回路基板とをインサートして成形される、
ことを特徴とする付記１乃至６のいずれか１に記載の導光モジュール。
【００５２】
（付記８）
付記１乃至７のいずれか１に記載の導光モジュールを備える、
ことを特徴とする電子機器。
【００５３】
本発明は、本発明の広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施の形態及び変形が可能とされるものである。また、上述した実施の形態は、本発明を説明するためのものであり、本発明の範囲を限定するものではない。すなわち、本発明の範囲は、実施の形態ではなく、請求の範囲によって示される。そして、請求の範囲内及びそれと同等の発明の意義の範囲内で施される様々な変形が、本発明の範囲内とみなされる。
【００５４】
本発明は、２０１１年８月１０日に出願された日本国特許出願２０１１−１７４５９１号に基づく。本明細書中に日本国特許出願２０１１−１７４５９１号の明細書、特許請求の範囲、図面全体を参照として取り込むものとする。
【符号の説明】
【００５５】
１  導光モジュール
１０  回路基板
１１  ＬＥＤ
１１ａ  ＬＥＤの発光面
１１ｂ  ＬＥＤ発光素子
１２  金属板
１２ａ  貫通孔
１３  リブ
１３ａ  先端部
１６  筐体表面の垂線
１７  ＬＥＤ発光面で屈折したＬＥＤの出射光
２０  筐体
３０、３００  上金型
３１、３１０  下金型
１００  携帯電話
１０１  表示側筐体
１０２  操作側筐体
１０３  ヒンジ
１０４  フロント側ケース
１０４ａ  溝
１０５  リア側ケース
１０５ａ  溝
１０６  ケースパッキン
１０７  照光部
３１０ａ  保持部
【図１ａ】
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【図１ｂ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2013021987.tif 000009
【図７ａ】
2013021987.tif 000010
【図７ｂ】
2013021987.tif 000011
【図８ａ】
2013021987.tif 000012
【図８ｂ】
2013021987.tif 000013
【図９】
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【国際調査報告】
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2013021987.tif 000016
2013021987.tif 000017
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