(57)【要約】【課題】略円形形状の表示ユニットにも無駄なスペースなく装着することができ、外光を利用できない暗い状況下であっても外光を利用する明るい状況下と同じような見え方で表示させること。【解決手段】外光が得られない暗い状況下では、ＬＥＤ１３を点灯させる。このＬＥＤ１３からの光は、導光板１１内部を伝搬する（矢印Ａ）。側面１１ｃに到達した光は、側面１１ｃで反射して再び導光板１１内部を伝搬する（矢印Ｂ）。側面１１ｃで反射した光は、プリズム１２の急斜面１２ａで光路が変えられ、光出射面１１ａから表示板２０に出射されて表示板２０を照明する（矢印Ｃ）。表示板２０を照明した光は、表示板２０で反射して導光板１１及び保護ガラス板２１を透過して観察者の目に達する（矢印Ｄ）。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに対向する一対の主面と前記一対の主面に連接する側面とを有する略円形形状の導光板と、前記導光板の前記側面の近傍に配置された光源と、を具備し、前記導光板の前記一対の主面の一方の主面は、前記光源から相対的に近い比較的急な急斜面と、前記光源から相対的に遠い比較的緩やかな緩斜面と、をそれぞれ有する複数のプリズムを備えたことを特徴とする面発光装置。
【請求項２】
前記光源は、その光出射方向と、前記プリズムの急斜面及び緩斜面で構成される稜線とが略直交するように、前記導光板の前記側面の近傍に配置されたことを特徴とする請求項１記載の面発光装置。
【請求項３】
前記側面は、前記光源からの光を反射及び／又は拡散する面であることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の面発光装置。
【請求項４】
互いに対向する一対の主面と前記一対の主面に連接する側面とを有する略円形形状の導光板と、前記導光板の前記側面の近傍に配置された光源と、を具備し、前記導光板は、前記一対の主面が平坦面であり、両側面に複数のプリズムを有する導光路を備え、前記導光板の前記一対の主面の一方の主面のうち前記導光路を除く領域は、前記光源から相対的に近い比較的緩やかな緩斜面と、前記導光路から相対的に遠い比較的急な急斜面と、をそれぞれ有する複数のプリズムを備えたことを特徴とする面発光装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれかに記載の面発光装置と、前記導光板の他方の主面と対向するように配置された表示板と、を具備することを特徴とする表示ユニット。
【請求項６】
前記表示板は、時計用の表示板又は自動車の速度メータ用の表示板であることを特徴とする請求項５記載の表示ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、時計などの略円形形状の製品に使用する面発光装置及びそれを用いたに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、時計などの略円形形状の製品（表示ユニット）において、外光が利用できない暗い状況下で表示を見えるようにするために、表示板の一部に蓄光層や蛍光層などを設けて、その部分を明るくさせている。しかしながら、このような構成においては、表示板の一部しか明るくならないので、時計の場合、時間を認識することはできても、明るい状況下とは異なる見え方をするために、観察者が見にくいという問題がある。
【０００３】
一方、表示板上にフロントライトユニットを配置して、外光が利用できない暗い状況下であっても表示板を照明する技術も開示されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２７２４２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１に開示されている技術においては、フロントライトユニットの導光板として、通常の液晶表示パネルに使用する導光板を用いているので、すなわち外形が矩形形状である導光板を用いているので、時計のような略円形形状の製品に上記のようなフロントライトユニットを装着すると、無駄なスペースが生じてしまう。したがって、腕時計のような製品に上記特許文献１に開示されているようなフロントライトユニットを採用することは難しい。
【０００６】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、略円形形状の表示ユニットにも無駄なスペースなく装着することができ、外光を利用できない暗い状況下であっても外光を利用する明るい状況下と同じような見え方で表示させることができる面発光装置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】
本発明の面発光装置は、互いに対向する一対の主面と前記一対の主面に連接する側面とを有する略円形形状の導光板と、前記導光板の前記側面の近傍に配置された光源と、を具備し、前記導光板の前記一対の主面の一方の主面は、前記光源から相対的に近い比較的急な急斜面と、前記光源から相対的に遠い比較的緩やかな緩斜面と、をそれぞれ有する複数のプリズムを備えたことを特徴とする。
【０００８】
この構成によれば、導光板のプリズムが、光源から相対的に近い急斜面と、光源から相対的に遠い緩斜面とをそれぞれ有するので、導光板内に光を閉じ込めることができ、それにより表示板全体を照明することができる。したがって、外光を利用できない暗い状況下であっても外光を利用する明るい状況下と同じような見え方で表示させることができる。また、この構成によれば、略円形形状を有しており、円形の表示領域を有する表示ユニットに適しているので、従来使用されている矩形形状の導光板を用いる場合に比べて無駄なスペースがなく、省スペース化を図ることができる。
【０００９】
本発明の面発光装置においては、前記光源は、その光出射方向と、前記プリズムの急斜面及び緩斜面で構成される稜線とが略直交するように、前記導光板の前記側面の近傍に配置されたことが好ましい。
【００１０】
本発明の面発光装置においては、前記側面は、前記光源からの光を反射及び／又は拡散する面であることが好ましい。
【００１１】
本発明の面発光装置は、互いに対向する一対の主面と前記一対の主面に連接する側面とを有する略円形形状の導光板と、前記導光板の前記側面の近傍に配置された光源と、を具備し、前記導光板は、前記一対の主面が平坦面であり、両側面に複数のプリズムを有する導光路を備え、前記導光板の前記一対の主面の一方の主面のうち前記導光路を除く領域は、前記光源から相対的に近い比較的緩やかな緩斜面と、前記導光路から相対的に遠い比較的急な急斜面と、をそれぞれ有する複数のプリズムを備えたことを特徴とする。
【００１２】
この構成によれば、導光路の両側面に形成されたプリズムと、光源から相対的に近い急斜面及び光源から相対的に遠い緩斜面を有するプリズムとを有するので、導光板全体に光を行き渡らせることができ、それにより表示板全体を照明することができる。したがって、外光を利用できない暗い状況下であっても外光を利用する明るい状況下と同じような見え方で表示させることができる。また、この構成によれば、略円形形状を有しており、円形の表示領域を有する表示ユニットに適しているので、従来使用されている矩形形状の導光板を用いる場合に比べて無駄なスペースがなく、省スペース化を図ることができる。
【００１３】
本発明の表示ユニットは、上記面発光装置と、前記導光板の他方の主面と対向するように配置された表示板と、を具備することを特徴とする。
【００１４】
この構成によれば、外光を利用できない暗い状況下であっても外光を利用する明るい状況下と同じような見え方で表示させることができる、略円形形状を有する表示ユニットを提供することができる。
【００１５】
本発明の表示ユニットにおいては、前記表示板は、時計用の表示板又は自動車の速度メータ用の表示板であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の面発光装置によれば、互いに対向する一対の主面と前記一対の主面に連接する側面とを有する略円形形状の導光板と、前記導光板の前記側面の近傍に配置された光源と、を具備し、前記導光板の前記一対の主面の一方の主面は、前記光源から相対的に近い比較的急な急斜面と、前記光源から相対的に遠い比較的緩やかな緩斜面と、をそれぞれ有する複数のプリズムを備えたので、略円形形状の表示ユニットにも無駄なスペースなく装着することができ、外光を利用できない暗い状況下であっても外光を利用する明るい状況下と同じような見え方で表示させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係るフロントライトを備えた表示ユニットである時計の構成を示す斜視図であり、図２は、図１に示す時計の断面図である。本実施の形態では、表示ユニットが時計用の表示ユニットであり、その表示板が時計の表示板である場合について説明する。図１に示す時計は、面発光装置であるフロントライト１０と、その背面側（図１において下面側）に配置された表示板２０とから主に構成されている。また、必要に応じて、フロントライト１０上に保護ガラス板２１が配置される。
【００１８】
フロントライト１０は、図２に示すように、互いに対向する一対の主面１１ａ，１１ｂ、及び主面１１ａ，１１ｂに連接する側面１１ｃを有する略円形形状で平板状の透明な導光板１１と、その側面１１ｃの近傍に配置された光源であるＬＥＤ１３と、から主に構成されている。
【００１９】
導光板１１の表示板２０側の主面（図２において下側の主面）１１ａは平坦面である。また、導光板１１の保護ガラス板２１側の主面（図２において上側の主面）１１ｂには、図２に示すように、複数のプリズム１２が形成されている。個々のプリズム１２は、ＬＥＤ１３から相対的に近い比較的急な急斜面１２ａと、ＬＥＤ１３から相対的に遠い比較的緩やかな緩斜面１２ｂとを有する。したがって、複数のプリズム１２の稜線１２ｃは、図１に示すように、互いに平行なストライプ状に位置し、光の出射方向（矢印Ａ）と略直交するようになっている。すなわち、ＬＥＤ１３が、その光出射方向（矢印Ａ）と、プリズム１２の急斜面１２ａ及び緩斜面１２ｂで構成される稜線１２ｃとが略直交するように、導光板１１の側面１１ｃの近傍に配置されている。ここで、略直交とは、稜線１２ｃとＬＥＤ１３からの光の光路とが平行でないことが前提であり、本発明の効果が発揮できる範囲において直交に近いことが望ましいという意味である。
【００２０】
複数のプリズム１２は、上述したように、ＬＥＤ１３から相対的に近い側に比較的急な急斜面１２ａを有し、ＬＥＤ１３から相対的に遠い側に比較的緩やかな緩斜面１２ｂをそれぞれ有する。このような形状にすることにより、ＬＥＤ１３からの光を導光板１２の内部に伝搬させることができる。すなわち、各プリズム１２において、ＬＥＤ１３に相対的に近い側に急斜面１２ａを配置することにより、ＬＥＤ１３から、ＬＥＤ１３に最も遠い側面領域に向う光（矢印Ａ方向の光）は、プリズム１２で表示面２０側に光路を変えることなく導光板１１内を伝搬して該側面領域に到達する。このように、ＬＥＤ１３からの伝搬距離をとることにより、導光板１１内部に光を十分に拡散させることができ、導光板１１内全体に光を行き渡らせることができる。その結果、表示板２０全体を照明することが可能となる。また、この場合、光を十分に拡散させることができるので、線状の光（光のすじ）が視認されることはない。なお、プリズム１２の高さやピッチなどについて特に制限はない。
【００２１】
導光板１１の側面１１ｃは、ＬＥＤ１３からの光を反射及び／又は拡散する面であることが好ましい。このような面にすることにより、ＬＥＤ１３からの光を側面１１ｃで効率良く導光板１１内部に反射／拡散することができ、導光板１１内部に光を閉じ込めることができる。側面１１ｃを反射及び／又は拡散する面にする場合、側面１１ｃに銀色や白色のフィルムやテープを貼付する方法、銀色や白色の材料で構成された被膜を形成する方法、側面１１ｃを粗面化する方法などが挙げられる。特に、側面１１ｃにおいて光を拡散させる場合には、白色のフィルム、テープ、被膜を用いることが好ましい。
【００２２】
上記構成を有する表示ユニットである時計においては、観察者は、外光が得られる明るい状況下で、この導光板１１を通して表示板２０の表示を視認できるようになっている。また、外光が得られない暗い状況下では、フロントライト１０のＬＥＤ１３を点灯させる。このＬＥＤ１３からの光は、図２に示すように、導光板１１内部を伝搬する（矢印Ａ）。このとき、光は、光出射面１１ａ及びプリズム１２の緩斜面１２ｂに到達するが、いずれの光も全反射するので、導光板１１の外には出射されずに、側面１１ｃまで到達する。側面１１ｃに到達した光は、側面１１ｃで反射して再び導光板１１内部を伝搬する（矢印Ｂ）。そして、側面１１ｃで反射した光は、プリズム１２の急斜面１２ａで光路が変えられて、光出射面１１ａから表示板２０に出射されて表示板２０を照明する（矢印Ｃ）。表示板２０を照明した光は、表示板２０で反射して導光板１１及び保護ガラス板２１を透過して観察者の目に達する（矢印Ｄ）。このように表示板２０を照明することにより、暗い状況下でも観察者が導光板１１を通して表示板２０の表示を視認できるようになっている。
【００２３】
側面１１ｃでは、あらゆる方向に光が反射するが、図１に示すＸ方向に伝搬する光のみがプリズム１２の急斜面１２ａで光路を変えて表示面２０に向けて導光板１１から出射される。Ｘ方向以外に伝搬する光は、さらに側面１１ｃで反射して、Ｘ方向に伝搬する光になるとプリズム１２の急斜面１２ａで光路を変えて表示面２０に向けて導光板１１から出射されるようになる。したがって、側面１１ｃを反射／拡散面とすることにより、光を拡散させて導光板１１内に閉じ込めることができるので、光を有効に表示板２０に供給することができ、照明ムラなく表示板を照明することができる。
【００２４】
また、上記構成のフロントライトは、表示板全体を照明することができるので、外光を利用できない暗い状況下であっても外光を利用する明るい状況下と同じような見え方で表示させることができる。また、上記構成のフロントライトは、略円形形状を有しており、円形の表示領域を有する表示ユニット（時計）に適しているので、従来使用されている矩形形状の導光板を用いる場合に比べて無駄なスペースがなく、省スペース化を図ることができる。
【００２５】
（実施の形態２）
図３は、本発明の実施の形態２に係るフロントライトを備えた表示ユニットである時計の構成を示す斜視図であり、図４は、図３のＹ方向から見た断面図である。本実施の形態でも、表示ユニットが時計用の表示ユニットであり、その表示板が時計の表示板である場合について説明する。図３に示す時計は、面発光装置であるフロントライト３０と、その背面側（図３において下面側）に配置された表示板４０とから主に構成されている。また、必要に応じて、フロントライト３０上に保護ガラス板４１が配置される。
【００２６】
フロントライト３０は、図４に示すように、互いに対向する一対の主面３１ａ，３１ｂ、及び主面３１ａ，３１ｂに連接する側面３１ｃを有し、さらに中央に導光路３１ｄを有する略円形形状で平板状の透明な導光板３１と、導光路３１ｄの一方の端面の近傍に配置された光源であるＬＥＤ３３と、から主に構成されている。
【００２７】
導光板３１の表示板４０側の主面（図４において下側の主面）３１ａは平坦面である。また、導光板３１の中央には、図１に示すように両側面にプリズムが形成されている導光路３１ｄが設けられている。導光板３１の導光路３１ｄ以外の領域（導光板本体３１ｅ）における保護ガラス板４１側の主面（図４において上側の主面）３１ｂには、図４に示すように、複数のプリズム３２が形成されている。個々のプリズム３２は、ＬＥＤ３３から相対的に近い比較的緩やかな緩斜面３２ａと、ＬＥＤ３３から相対的に遠い比較的急な急斜面３２ｂとを有する。したがって、複数のプリズム３２の稜線３２ｃは、図１に示すように、導光板本体３１ｅにおいて互いに平行なストライプ状に位置し、光の出射方向（矢印Ａ）と略平行になっている。
【００２８】
複数のプリズム３２は、上述したように、導光路３１ｄから相対的に近い側に比較的緩やかな緩斜面３２ａを有し、導光路３１ｄから相対的に遠い側に比較的急な急斜面３２ｂをそれぞれ有する。このような形状にすることにより、導光路３１ｄから導光板本体３１ｅに出射された光を導光板本体３１ｅの内部に伝搬させることができる。すなわち、導光路３１ｄの一方の側面のプリズムで反射した光は、他方の側面に向って進み、側面１１ｃに向って導光板本体３１ｅ内部を伝搬する（矢印Ｂ）。反対に、導光路３１ｄの他方の側面のプリズムで反射した光は、一方の側面に向って進み、側面１１ｃに向って導光板本体３１ｅ内部を伝搬する（矢印Ｂ）。なお、導光路３１ｄの両側面に形成するプリズムは、ＬＥＤ３３からの光をＬＥＤ３３を配置した側と反対側の導光路３１ｄの端面まで伝搬させるために、ＬＥＤ３３から相対的に近い側に比較的急な急斜面と、ＬＥＤ３３から相対的に遠い側に比較的緩やかな緩斜面とをそれぞれ有することが好ましい。
【００２９】
このように、導光路３１ｄに設けられたプリズムと、導光板本体３１ｅ表面に設けられたプリズム３２とにより、導光板３１内部に光を十分に拡散させることができ、導光板３１内全体に光を行き渡らせることができる。すなわち、導光路３１ｄに設けられたプリズムにより、ＬＥＤ３３からの光を導光路３１ｄ内に伝搬させ、プリズム３２により、導光路３１ｄの長手方向（プリズム３２の稜線３２ｃ）に略直交する方向に光を伝搬させる。その結果、表示板４０全体を照明することが可能となる。また、この場合、光を十分に拡散させることができるので、線状の光（光のすじ）が視認されることはない。なお、導光路３１ｄに形成するプリズムやプリズム３２の高さやピッチなどについて特に制限はない。
【００３０】
導光板３１の側面３１ｃは、導光路３１ｄからの光を反射しないような面であることが好ましい。このような面にすることにより、表示部外への光漏れを防止することができる。側面３１ｃを光を反射しない（無反射）ような面にする場合、側面３１ｃに黒色のフィルムやテープを貼付する方法、黒色の材料で構成された被膜を形成する方法などが挙げられる。
【００３１】
上記構成を有する表示ユニットである時計においては、観察者は、外光が得られる明るい状況下で、この導光板３１を通して表示板４０の表示を視認できるようになっている。また、外光が得られない暗い状況下では、フロントライト３０のＬＥＤ３３を点灯させる。このＬＥＤ３３からの光は、図１に示すように、まず、導光板３１の導光路３１ｄ内部を伝搬する（矢印Ａ）。このとき、光は、導光路３１ｄの両側面に形成されたプリズムに反射する。導光路３１ｄの側面で反射した光は、導光板本体３１ｅ内部を伝搬する（矢印Ｂ）。そして、導光板本体３１ｅを伝搬する光は、プリズム３２の急斜面３２ａで光路が変えられて、光出射面３１ｂから表示板４０に出射されて表示板４０を照明する（矢印Ｃ）。表示板４０を照明した光は、表示板４０で反射して導光板３１及び保護ガラス板４１を透過して観察者の目に達する（矢印Ｄ）。このように表示板４０を照明することにより、暗い状況下でも観察者が導光板３１を通して表示板４０の表示を視認できるようになっている。
【００３２】
また、上記構成のフロントライトも、表示板全体を照明することができるので、外光を利用できない暗い状況下であっても外光を利用する明るい状況下と同じような見え方で表示させることができる。また、上記構成のフロントライトも、略円形形状を有しており、円形の表示領域を有する表示ユニット（時計）に適しているので、従来使用されている矩形形状の導光板を用いる場合に比べて無駄なスペースがなく、省スペース化を図ることができる。
【００３３】
本実施の形態においては、導光板３１の形状を図５（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すような形状としても良い。図５（ａ），（ｂ）に示す導光板は、導光路３１ｄから外周に向って導光板本体３１ｅの厚さが徐々に薄くなるようになっている。すなわち、図５（ａ）に示す導光板は、平坦面である主面３１ａが傾斜しており、図５（ｂ）に示す導光板は、プリズム面である主面３１ｂが傾斜している。図５（ｃ）に示す導光板は、プリズム面である主面３１ｂが凸状に湾曲している。図５（ａ）〜（ｃ）のように外周に向けて導光板の厚さを徐々に薄くすることにより、光の利用効率を向上させ、より高輝度な表示を実現することができる。また、図５（ｃ）のように、主面３１ｂを湾曲させることにより、高い均一性で輝度分布を実現することも可能となる。
【００３４】
本発明は上記実施の形態１，２に限定されず、種々変更して実施することが可能である。例えば、上記実施の形態１，２において、導光板のような光学部品は、板状体に限定されず、適宜フィルム状体、シート状体に変更して実施しても良い。また、上記実施の形態１，２においては、光源が発光素子であるＬＥＤで構成されている場合について説明しているが、本発明においてはＬＥＤ以外のもので構成されていても良い。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の実施の形態１に係るフロントライトを備えた表示ユニットである時計を示す斜視図である。
【図２】図１に示す時計の断面図である。
【図３】本発明の実施の形態２に係るフロントライトを備えた表示ユニットである時計を示す斜視図である。
【図４】図３のＹ方向から見た断面図である。
【図５】（ａ），（ｂ）は、本発明の実施の形態２に係るフロントライトの導光板の他の例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３６】
１０，３０  フロントライト
１１，３１  導光板
１１ａ，１１ｂ，３１ａ，３１ｂ  主面
１１ｃ，３１ｃ  側面
１２，３２  プリズム
１２ａ，３２ｂ  急斜面
１２ｂ，３２ａ  緩斜面
１２ｃ，３２ｃ  稜線
１３，３３  ＬＥＤ
２０，４０  表示板
３１，４１  保護ガラス板
３１ｄ  導光路
３１ｅ  導光板本体
【図１】
2006147451.tif 000003
【図２】
2006147451.tif 000004
【図３】
2006147451.tif 000005
【図４】
2006147451.tif 000006
【図５】
2006147451.tif 000007