(57)【要約】【課題】表示セグメントが近接する場合、一体成型用の金型を製造できず、導光管を１本単位でしか加工できなかった。【解決手段】固定配置された表示セグメントの点灯と消灯の組み合わせにより、固定種類の表示パターンを表示する方式の表示部に発光素子の光を導く導光体の集合を、同じ組内で隣り合う導光体同士が一定長以上離れて配置される導光体の組み合わせに分割し、各組み合わせを構成する複数本の導光体を１つの金型を用いて一体成型により形成する。又は、固定配置された表示セグメントの点灯と消灯の組み合わせにより、固定種類の表示パターンを表示する方式の表示部に発光素子の光を導く導光体の集合を、集合内の配置が互い違いになるように複数の組み合わせに分割し、各組み合わせを構成する複数本の導光体を１つの金型を用いて一体成型により形成する。【選択図】図４
2006317853.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定配置された表示セグメントの点灯と消灯の組み合わせにより、固定種類の表示パターンを表示する方式の表示部に発光素子の光を導く導光体の集合を、同じ組内で隣り合う導光体同士が一定長以上離れて配置される導光体の組み合わせに分割し、各組み合わせを構成する複数本の導光体を１つの金型を用いて一体成型により形成する
ことを特徴とする集合型導光体の製造方法。
【請求項２】
固定配置された表示セグメントの点灯と消灯の組み合わせにより、固定種類の表示パターンを表示する方式の表示部に発光素子の光を導く導光体の集合を、集合内の配置が互い違いになるように複数の組み合わせに分割し、各組み合わせを構成する複数本の導光体を１つの金型を用いて一体成型により形成する
ことを特徴とする集合型導光体の製造方法。
【請求項３】
固定配置された表示セグメントの点灯と消灯の組み合わせにより、固定種類の表示パターンを表示する方式の表示部に発光素子の光を導く導光体の集合のうち、同じ組内で隣り合う他の導光体と一定長以上離れて配置される複数本の導光体と、
前記複数本の導光体を一体に結合する結合部材と
を有することを特徴とする集合型導光体。
【請求項４】
固定配置された表示セグメントの点灯と消灯の組み合わせにより、固定種類の表示パターンを表示する方式の表示部に発光素子の光を導く導光体の集合のうち、集合内の配置が互い違いになるように選択された複数本の導光体と、
前記複数本の導光体を一体に結合する結合部材と
を有することを特徴とする集合型導光体。
【請求項５】
請求項３又は４に記載の集合型導光体は、
文字、数字又は記号を表示する表示単位の複数桁分の導光体で構成される
ことを特徴とする集合型導光体。
【請求項６】
固定配置された表示セグメントの点灯と消灯の組み合わせにより、固定種類の表示パターンを表示する方式の表示部に発光素子の光を導く導光体の集合のうち、同じ組内で隣り合う他の導光体と一定長以上離れて配置される複数本の導光体と、前記複数本の導光体を一体に結合した結合部材とで構成される複数種類の集合型導光体であって、組立時に全ての表示セグメントに過不足なく対応する一組の集合型導光体と、
前記一組の集合型導光体を組み立てた状態のまま保持する保持部材と
を有することを特徴とする組立導光部品。
【請求項７】
固定配置された表示セグメントの点灯と消灯の組み合わせにより、固定種類の表示パターンを表示する方式の表示部に発光素子の光を導く導光体の集合のうち、集合内の配置が互い違いになるように選択された複数本の導光体と、前記複数本の導光体を一体に結合する結合部材とで構成される複数種類の集合型導光体であって、組立時に全ての表示セグメントに過不足なく対応する一組の集合型導光体と、
前記一組の集合型導光体を組み立てた状態のまま保持する保持部材と
を有することを特徴とする組立導光部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
発明の一つの形態は、集合型導光体の製造方法に関する。また、発明の一つの形態は、集合型導光体に関する。また、発明の一つの形態は、複数種類の集合型導光体を組み立てて構成する組立導光部品に関する。
【背景技術】
【０００２】
コントロールパネル（操作パネル）や表示パネルには、ストロークのあるスイッチ類と同じパネル面上に数字や簡単な文字、記号を表示できる表示器が配置されることが多い。
しかし、スイッチ類の部品高さと表示器の部品高さは一般に異なることが多い。例えばスイッチ類は１０〜２０mm以上あるのに対し、表示器は数mm程度であることが多い。従って、スイッチ類と表示器を同じ基板上に実装したのでは、取り付け面の高さが異なってしまう。
【０００３】
そこで、従来から取り付け方法が工夫されている。
例えば、部品高さの低い表示器は、スイッチ類とは別の基板に取り付ける方法が採用されている。図１に、この取り付け例を示す。この場合、表示器１は、スイッチ類が実装されるメイン基板３に対して２階建ての基板５上に取り付けられる。この際、表示器１は、支柱７でメイン基板３に固定され、連結用コネクタ９を通じて電気的にメイン基板３と接続される。
また例えば、表示器はパネル側に取り付け、スイッチ類が実装されたメイン基板とはハーネス経由で接続する方法が採用されている。
【０００４】
しかし、これらの方法は、取り付け部品の増加や取り付け工数の負担が大きく、製造コストの増加要因となる。また、２階建て基板の設置が、設計上の自由度を失わせる問題もある。
そこで、表示器をスイッチ類と同じ基板上に実装した上で、表示器から放出される光は導光管を通じてパネル表面に導く手法が検討される。
【特許文献１】特開２００５−８５５０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、文字や数字の表示素子は、表示単位が非常に小さい。例えば、７セグメント表示の場合、９mm×６．５mm程度の領域内に７本から８本の導光管を配置する必要がある。
従って、これら導光管を１本１本取り付けることは、非常に多くの工数を必要とする。一つの解決策として、これら全ての導光管を一体成型することが考えられる。しかし、導光管同士が近すぎると、そもそも金型を製作できない問題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
発明者は以上の技術課題に着目し、以下の部材で構成される集合型導光体を提案する。
（ａ）固定配置された表示セグメントの点灯と消灯の組み合わせにより、固定種類の表示パターンを表示する方式の表示部に発光素子の光を導く導光体の集合のうち、同じ組内で隣り合う他の導光体と一定長以上離れて配置される複数本の導光体
（ｂ）複数本の導光体を一体に結合する結合部材
【０００７】
また、発明者は、以下の部材で構成される集合型導光体を提案する。
（ａ）固定配置された表示セグメントの点灯と消灯の組み合わせにより、固定種類の表示パターンを表示する方式の表示部に発光素子の光を導く導光体の集合のうち、集合内の配置が互い違いになるように選択された複数本の導光体
（ｂ）複数本の導光体を一体に結合する結合部材
【発明の効果】
【０００８】
これらの構造を採用する場合、隣接する導光体の間隔が広くなる。このため、表示セグメントが高密度で配置される場合にも、対応する導光体を集合した集合型導光体を一体成型により製造することが可能になる。また、複数個の集合型導光体を組み立てるだけで、必要とする全ての導光体を正確な位置に取り付けることができ、作業効率を大幅に向上できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、発明に係る技術手法を採用する集合型導光体とその取付例を説明する。
なお、本明細書で特に図示又は記載されない部分には、当該技術分野の周知又は公知技術を適用する。
また以下に説明する形態例は、発明の一つの形態例であって、これらに限定されるものではない。
【００１０】
（Ａ）形態例１
（ａ）集合型導光管の構造
ここでは、２桁表示の７セグメント表示器に使用する集合型導光管の構造例を説明する。図２に、表示セグメントと対応する導光管の配置関係を示す。
図２（Ａ）に、７セグメントを構成する表示セグメントａ〜ｈの位置関係を示す。図では、１桁目に対応する表示セグメントを添字の「１」で表し、２桁目に対応する表示セグメントを添字の「２」で表している。各桁は、数字や記号を構成する７つの表示セグメントａ〜ｇとドットを構成する１つの表示セグメントｈで構成されている。
これら表示セグメントの配置は固定であり、個々の点灯と消灯の組み合わせにより、固定種類の表示パターンを表示することができる。
例えば、数字の「０２」は、２桁目の表示セグメントａ２、ｂ２、ｃ２、ｄ２、ｅ２、ｆ２と１桁目の表示セグメントａ１、ｂ１、ｇ１、ｅ１、ｄ１の点灯により表すことができる。
【００１１】
図２（Ｂ）に、各表示セグメントに対応する導光管の位置関係を示す。各導光管には、対応する表示セグメントと同じ符号が付されている。図に示すように、１表示単位は、８本の導光管で構成される。
この形態例の場合、導光管は円柱形状とする。図では、導光管の位置関係を分かり易くするため、格子状の補助線を重ねて描いている。なお、導光管の直径はＲである。
図３に、導光管の位置関係を拡大して示す。図３に示すように、隣り合う導光管の最短距離は（√２−１）Ｒで与えられる。従って、導光管の直径Ｒが１mmであれば、その最短距離は約０．４mmとなる。
導光管の長さは、メイン基板とパネル面との距離に依存するが、一般には１０mmから２０mm程度である。従って、これだけ細くかつ長い導光管を一体成型することは金型の制作の観点からも困難である。
【００１２】
そこで、発明者らは、これら２桁表示を構成する１６本の導光管を、集合内の配置が互い違いになるように２つの組み合わせに分割する。個々の組み合わせが、特許請求の範囲における集合型導光管に対応する。
図４（Ａ）に集合型導光管１１、図４（Ｂ）に集合型導光管１３の構造例を示す。このうち、集合型導光管１１は、８本の導光管ａ１、ａ２、ｄ１、ｄ２、ｇ１、ｇ２、ｈ１、ｈ２と、８本の結合部材１５とで構成される。他方、集合型導光管１３は、８本の導光管ｂ１、ｂ２、ｃ１、ｃ２、ｅ１、ｅ２、ｆ１、ｆ２と、１０本の結合部材１５とで構成される。
この形態例の場合、結合部材１５は棒状の部材を使用する。なお、導光管の長手方向における結合部材１５の取付高さは、２つの集合型導光管１１及び１３を組み合わせる際に障害にならないように決める。
【００１３】
この集合型導光管１１及び１３の場合、各組内で隣接する導光管同士の距離は、導光管の直径以上になる。例えば、導光管ａ１とａ２の距離については３Ｒに、他の距離についてはいずれもＲになる。このように導光管の間隔が広がることで、集合型導光管１１及び１３に対応する金型の制作が可能になる。すなわち、集合型導光管１１及び１３を一体成型部品として製造することが可能になる。
図５に、集合型導光管１１及び１３に対応する金型面を示す。図５（Ａ）は、集合型導光管１１に対応する金型２１である。図５（Ｂ）は、集合型導光管１３に対応する金型２３である。
これら金型を用いて集合型導光管１１及び１３を一体成型する。なお、集合型導光管１１及び１３は、アクリル樹脂その他の光の伝搬性能に優れた材料で構成する。
【００１４】
（ｂ）組立導光部品の組み立て及びメイン基板への取り付け
図６に、組立導光部品の構成部品を示す。組立導光部品は、集合型導光管１１、１３と、ホルダー（保持部材）３１、３３と、拡散シート３５で構成される。
集合型導光管１１、１３は、７セグメント表示の２桁分に対応する各８本の導光管で構成される構成部品である。図では、集合型導光管１３を構成する結合部材１５を板状部材として表している。
ホルダー３１は、集合型導光管１１及び１３の固定に用いられる構成部品である。ホルダー３１は、メイン基板側の部品である。ホルダー３１も一体成型部品である。なお、ホルダー３１の材料には、遮光性を有する材料を使用する。例えば、ホルダー３１には、黒っぽい材料を使用する。
これは、メイン基板上に実装されたＬＥＤから出力された光が別の導光管に漏れ込むのを防ぐためである。すなわち、光漏れを防ぐためである。
【００１５】
ホルダー３１は、基底板３１１と、２つの引掛け爪３１３と、２つの側板３１５とで構成される。
このうち、基底板３１１には、７セグメント表示に対応した全１６本の導光管の位置決めと固定用に穴が形成されている。この１６個の穴に集合型導光管１１及び１３を構成する導光管が差し込まれる。これらの穴は、導光管の保持と位置決めの役割を果たす。
引掛け爪３１３は、ホルダー３１をメイン基板に取り付け用として基底板３１１の下面から突出するように形成されている。この形態例の場合、引掛け爪３１３は、基底板３１１の対角位置に形成される。
側板３１５は、パネル側のホルダー３３の取り付けに使用される板状部材である。なお、側板３１５の上部には、ホルダー３３側の引掛け爪と対をなす取付穴３１７が形成されている。
【００１６】
ホルダー３３も、集合型導光管１１及び１３の固定に用いられる構成部品である。ホルダー３３は、パネル側の部品である。ホルダー３３も一体成型部品である。ホルダー３３の材料も、遮光性を有する材料を使用する。これは、隣接する導光管での光漏れを防ぐためである。
ホルダー３３は、本体３３１と、２つの引掛け爪３３３とで構成される。
このうち、本体３３１の裏面（導光管の取付側）には、７セグメント表示に対応した全１６本の導光管の位置決めと固定用に溝又は凹みが形成されている。なお、溝又は凹みから表面側（パネル表面に露出する側）には、セグメントの形状に整えられた穴が形成されている。これらの穴を通じて導光管から出力された光がホルダー３３の表面３３５に導かれる。
【００１７】
引掛け爪３３３は、ホルダー３３をホルダー３１に取り付け用として本体３３１の下面から突出するように形成されている。この引掛け爪３３３の先端は、ホルダー３１側の取付穴３１７の厚み部分に引っ掛かり、ホルダー３１とホルダー３３を一体に固定する。
なお、拡散シート３５は、輝度ムラや色ムラを防止するためのシート状部材である。拡散シート３５には、シート基材に拡散材が混入されている。
【００１８】
なお、組立導光部品の組立ては、以下の手順で実行する。
まず、集合型導光管１１及び１３を組み合わせる。次に、これら２つの集合型導光管１１及び１３の下端（メイン基板側）をホルダー３１の穴に嵌め込んで固定する。さらに、集合型導光管１１及び１３の上端（パネル側）をホルダー３３の裏面に形成された溝又は窪みに嵌め込んで固定する。この際、ホルダー３３の引掛け爪３３３をホルダー３１の取付穴３１７に嵌め込み、ホルダー３１とホルダー３３とを一体的に固定する。この後、この形態例では、ホルダー３３の表面３３５に拡散シート３５を取り付ける。なお、拡散シート３５は予めホルダー３３の表面３３５に取り付けておいても良い。
【００１９】
このように組立導光部品が組み上がると、図７に示すように、ホルダー３１の引掛け爪３１３をメイン基板４１に形成された係止用の穴４３に挿入し、組立導光部品をメイン基板４１に固定する。なお、メイン基板４１には１６個のＬＥＤ４５が７セグメントのパターンに対応して実装されている。
図８に、取付完了後の外観形態を示す。また、図９に、組立導光部品をメイン基板に取り付けた状態での断面構造を示す。ＬＥＤ４５、個々の導光管、ホルダー３３に形成された導光用の穴が一直線に並んでいる。
【００２０】
（ｃ）効果
以上のように、必要とされる全１６本の導光管を集合内の配置が互い違いになるように２つの組に分割し、各組を構成する８本の導光管を結合部材で一体化することにより、７セグメント表示用の導光管を２種類の一体成型部品として形成することができる。すなわち、各８本の導光管を集合した集合型導光管１１及び１３として実現できる。
このように導光管の一体成型化により、作業効率が格段に向上する。すなわち、１６本の導光管を１本１本取り付ける場合に比して作業効率が格段に向上する。
【００２１】
また、形態例に係る構造を有する組立導光部品は、全ての構成部品を成型品で実現できる。このため、組立導光部品を非常に安価に製造できる。なお、全ての構成部品が成型品化できるため、ＬＥＤ基板、ハーネス、コネクタ類等を不要にできる。また、これらの部品の組み立て作業も無くすことができる。
また、組立導光部品の幅は、７セグメント表示の２桁分で良く余分な空間を必要としない。このため、メイン基板の空間を有効活用できる。
また、この構造を有する組立導光部品の場合、集合型導光管１１、１３、ホルダー３１の長さを複数種類用意すれば、パネル面とメイン基板の距離が異なる場合にも柔軟に対応できる。
【００２２】
（Ｂ）形態例２
ここでは、２桁表示の７セグメント表示器に使用する導光管を３種類の集合型導光管として一体成型する場合について説明する。
図１０（Ａ）に集合型導光管５１、図１０（Ｂ）に集合型導光管５３、図１０（Ｃ）に集合型導光管５５の構造例を示す。このうち、集合型導光管５１は、６本の導光管ａ１、ａ２、ｄ１、ｄ２、ｇ１、ｇ２と、６本の結合部材１５とで構成される。また、集合型導光管５３は、８本の導光管ｂ１、ｂ２、ｃ１、ｃ２、ｅ１、ｅ２、ｆ１、ｆ２と、１０本の結合部材１５とで構成される。また、集合型導光管５５は、２本の導光管ｈ１、ｈ２と、１本の結合部材１５とで構成される。勿論、各結合部材１５の取り付け高さは、３つの集合型導光管６１、６３、６５を組み合わせる際に障害にならないように決める。
【００２３】
この形態例の場合、集合型導光管５３の構造は、集合型導光管１３と同じである。一方、集合型導光管５１及び５５は、集合型導光管１１を２組に分離した構造に対応する。
この場合、隣接する導光管同士の距離が３Ｒになる部位が３カ所に増える。すなわち、導光管ａ１とａ２、ｄ１とｄ２、ｈ１とｈ２の３カ所に増える。このため、金型の製造もより容易になる。
なお、構成部品は３つに増えるが、その組立作業は形態例１の場合と同じく簡単である。従って、組立導光部品の製造を効率化できる。
【００２４】
（Ｃ）形態例３
ここでも、２桁表示の７セグメント表示器に使用する導光管を３種類の集合型導光管として一体成型する場合について説明する。
図１１（Ａ）に集合型導光管６１、図１１（Ｂ）に集合型導光管６３、図１１（Ｃ）に集合型導光管６５の構造例を示す。このうち、集合型導光管６１は、８本の導光管ａ１、ａ２、ｄ１、ｄ２、ｇ１、ｇ２、ｈ１、ｈ２と、８本の結合部材１５とで構成される。また、集合型導光管６３は、４本の導光管ｂ２、ｃ２、ｅ２、ｆ２と、４本の結合部材１５とで構成される。また、集合型導光管６５は、４本の導光管ｂ１、ｃ１、ｅ１、ｆ１と、４本の結合部材１５とで構成される。勿論、各結合部材１５の取り付け高さは、３つの集合型導光管６１、６３、６５を組み合わせる際に障害にならないように決める。
【００２５】
この形態例の場合、集合型導光管６１の構造は、集合型導光管１１と同じである。一方、集合型導光管６３及び６５は、集合型導光管１３を２組に分離した構造に対応する。
この場合、集合型導光管６３と６５の構造は同じである。従って、構成部品は３つであるが、金型は２種類で済む。このため、金型の製作コストを低減できる。
この場合も、組立作業は形態例２の場合と同じく簡単であり、組立導光部品の製造を効率化できる。
【００２６】
（Ｄ）他の形態例
（ａ）前述の形態例では、組立導光部品に拡散シート３５を取り付ける場合について説明した。しかし、組立導光部品には、拡散シート３５を取り付けない構成を作用しても良い。この場合は、パネル上に形成される表示窓、スクリーンその他に拡散材料を塗布又は印刷することが望ましい。
（ｂ）前述の形態例では、７セグメント表示の２桁分を１単位として集合型導光管を構成したが、７セグメント表示の１桁分又は３桁以上を１単位として集合型導光管を構成しても良い。桁数が多くなり、使用する導光管の数が多いほど、集合型導光管を用いることによる作業効率を達成できる。
【００２７】
（ｃ）前述の形態例では、７セグメント表示を例に説明したが、表示セグメントのパターンはこれら以外でも構わない。表示セグメントのパターンは、例えば文字、数字、記号に対応していても良い。また例えば、３行×３列のマトリクス状に表示セグメントが配置されていても良い。この他、１６セグメント表示その他にも適用できる。
（ｄ）前述の形態例では、必要とする数の導光管を２つ又は３つの集合型導光管に分割的に配置する場合について説明した。しかし、分割数はこれ以上でも構わない。
（ｅ）前述の形態例では、導光管が円柱形状の場合について説明した。しかし、導光管は角柱形状でも良い。
【００２８】
（ｆ）前述の形態例では、導光体の一例である導光管の場合について説明した。
しかし、導光体として光ファイバその他の可撓性部材を採用する場合にも適用できる。すなわち、複数本の光ファイバを結合部材で一体に結合する構造を採用しても良い。
この構造を採用すれば、例えば距離長が非常に長くなる場合、位置関係が角度をもって複雑になる場合、途中の障害物を迂回する必要がある場合にも、基板上に実装されたＬＥＤの光をパネル表示部に導くことができる。
（ｇ）前述の形態例では、ＬＥＤを照明用の発光素子として用いたが、レーザーダイオードその他の発光素子を用いる場合にも適用できる。
【００２９】
（ｈ）前述の形態例では、導光管の集合を、集合内の配置が互い違いになるように複数の組み合わせに分割し、各組み合わせを構成する複数本の導光管を１つの金型を用いて一体成型により形成する場合について説明した。
しかし、同じ組内で隣り合う導光管同士が一定長以上離れて配置される導光管の組み合わせに分割し、各組み合わせを構成する複数本の導光管を１つの金型を用いて一体成型により形成しても良い。この場合、一定長は、金型の製造に要求される一定長以上に設定する。これにより、導光管の集合内での位置関係によらず、金型による導光管の一体成型を可能にできる。
（ｉ）前述の形態例における操作パネルは、例えば放送用編集装置、放送用スイッチャ、家庭用電子機器、時計、ゲーム機その他の電子機器として好適である。
（ｊ）前述の形態例には、発明の趣旨の範囲内で様々な変形例が考えられる。また、本明細書の記載に基づいて創作される各種の変形例及び応用例も考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】２階建て基板を用いる場合の取付例を示す図である。
【図２】２桁表示の７セグメント表示パターン例を示す図である。
【図３】導光管同士の位置関係を説明する図である。
【図４】形態例１で使用する集合型導光管の構造例を示す図である。
【図５】形態例１で使用する集合型導光管の金型例を示す図である。
【図６】組立導光部品の構成部品と組立手順を説明する図である。
【図７】組立導光部品の基板に対する取付けを説明する図である。
【図８】組立導光部品の取付状態を説明する図である。
【図９】組立導光部品を取り付けた状態での断面構造を示す図である。
【図１０】形態例２で使用する集合型導光管の構造例を示す図である。
【図１１】形態例３で使用する集合型導光管の構造例を示す図である。
【符号の説明】
【００３１】
１１、１３、  集合型導光管
１５  結合部材
２１、２３  金型
３１、３３  ホルダー
３５  拡散シート
４１  メイン基板
４３  係止用の穴
４５  ＬＥＤ
５１、５３、５５  集合型導光管
６１、６３、６５  集合型導光管
【図１】
2006317853.tif 000003
【図２】
2006317853.tif 000004
【図３】
2006317853.tif 000005
【図４】
2006317853.tif 000006
【図５】
2006317853.tif 000007
【図６】
2006317853.tif 000008
【図７】
2006317853.tif 000009
【図８】
2006317853.tif 000010
【図９】
2006317853.tif 000011
【図１０】
2006317853.tif 000012
【図１１】
2006317853.tif 000013