(57)【要約】【課題】２種類の発光素子を導光体の一端面側にまとめて配置することができ、コンパクトに形成することができる発光ユニットを提供すること。【解決手段】発光ユニット１は、２種類の発光素子２１、２２と、スリット３０を介して並行形成された第１領域部３１及び第２領域部３２を備えた導光体３とを有してなる。発光ユニット１は、第１発光素子２１から発された第１光線Ｃ１を、導光体３における第１領域部３１の第１入射面３３１から入射させ、第１領域部３１におけるプリズム面３１１によって、導光体３から出射させ、一方、第２発光素子２２から発された第２光線Ｃ２を、導光体３における第２領域部３２の第２入射面３３２から入射させ、第２領域部３２を通過させると共に第２反射面３４２及び第１反射面３４１によって反射させて第１領域部３１に導き、その後、第１領域部３１におけるプリズム面３１１によって出射させるよう構成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光素子と、透明材料からなる導光体とを有してなる発光ユニットであって、
上記導光体は、プリズム面を有する第１領域部と、該第１領域部にスリットを介して並行形成された第２領域部とを有しており、
上記発光素子は、上記第１領域部の一端面に対向配置された第１発光素子と、上記第２領域部の一端面に対向配置された第２発光素子とからなり、
上記第１領域部の他端面には、その一端面に傾斜対向する第１反射面が形成されていると共に、上記第２領域部の他端面には、その一端面に傾斜対向し、上記第１反射面と略９０°の内角を形成する第２反射面が形成されており、
上記第１発光素子から発された第１光線は、上記第１領域部の一端面から入射し、上記第１領域部における上記プリズム面によって出射され、一方、上記第２発光素子から発された第２光線は、上記第２領域部の一端面から入射し、該第２領域部を通過すると共に上記第２反射面及び上記第１反射面によって反射されて上記第１領域部に導かれ、その後、該第１領域部における上記プリズム面によって出射されるよう構成されていることを特徴とする発光ユニット。
【請求項２】
請求項１において、上記発光ユニットは、携帯電話における着信表示及び充電表示を行うために用いるものであり、
上記第１発光素子と上記第２発光素子とは、いずれか一方が上記着信表示を行うために発光させる３原色発光素子であると共に、他方が上記充電表示を行うために発光させる単色発光素子であることを特徴とする発光ユニット。
【請求項３】
請求項１又は２において、上記プリズム面は、上記スリットの形成方向に略直交して形成された複数のＶ字状溝であり、各Ｖ字状溝は、傾斜角度が略同一である一対の傾斜面によって形成されていることを特徴とする発光ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光素子から発光された光線を、透明樹脂材料からなる導光体内を通過させて所定の方向に導く発光ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、例えば、携帯電話、液晶パネル等の電子機器において、発光ダイオード等の発光素子から発された光線を、透明材料からなる導光体内に入射させ、この導光体に形成した複数のプリズムによって反射させて、所定の方向から出射させる表示部が使用されている。
例えば、特許文献１においては、フロントライトを有する反射型液晶表示装置を表示部に使用した携帯電話等において、フロントライトの表面に、複数の点状の光拡散形状が形成された透明な平板からなる導光板と、その端面に配置された点状光源とを備えた携帯電話等が開示されている。この技術によれば、上記表示部は、これに現れる輝点又は輝線の発生を防止して、均一で明るく省電力で動作することができる。
【０００３】
ところで、例えば、携帯電話における着信表示及び充電表示を同じ表示部を用いて行いたい場合がある。この場合に、例えば、図９に示すごとく、プリズム面９３１を有する導光板９３に対して、その一端面９０１に対向して３原色の第１発光素子９１を配置すると共に、その他端面９０２に対向して単色の第２発光素子９２を配置して、両発光素子９１、９２を交互に使用して、着信表示及び充電表示を行うことが考えられる。
しかしながら、携帯電話のコンパクト化に伴い、導光板９３及び各発光素子９１、９２を配置するスペースは限られており、導光板９３の両端面９０１、９０２に発光素子９１、９２をそれぞれ配置したのでは、各発光素子９１、９２を配設する基板９５も大きくなり、携帯電話のコンパクト化を図ることができない。
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−１８８６３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、２種類の発光素子を導光体の一端面側にまとめて配置することができ、コンパクトに形成することができる発光ユニットを提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、発光素子と、透明材料からなる導光体とを有してなる発光ユニットであって、
上記導光体は、プリズム面を有する第１領域部と、該第１領域部にスリットを介して並行形成された第２領域部とを有しており、
上記発光素子は、上記第１領域部の一端面に対向配置された第１発光素子と、上記第２領域部の一端面に対向配置された第２発光素子とからなり、
上記第１領域部の他端面には、その一端面に傾斜対向する第１反射面が形成されていると共に、上記第２領域部の他端面には、その一端面に傾斜対向し、上記第１反射面と略９０°の内角を形成する第２反射面が形成されており、
上記第１発光素子から発された第１光線は、上記第１領域部の一端面から入射し、上記第１領域部における上記プリズム面によって出射され、一方、上記第２発光素子から発された第２光線は、上記第２領域部の一端面から入射し、該第２領域部を通過すると共に上記第２反射面及び上記第１反射面によって反射されて上記第１領域部に導かれ、その後、該第１領域部における上記プリズム面によって出射されるよう構成されていることを特徴とする発光ユニットにある（請求項１）。
【０００７】
本発明の発光ユニットは、導光体と２種類の発光素子とを有し、２種類の発光素子を導光体の一端面側にまとめて配置して、導光体における第１領域部に形成したプリズム面によって出射させることができるものである。
すなわち、本発明の導光体は、上記スリットによって第１領域部と第２領域部とに区画されており、第１領域部にプリズム面を有している。また、第１領域部の一端面には第１発光素子が配向配置されると共にその他端面には第１反射面が形成されており、一方、第２領域部の一端面には第２発光素子が配向配置されると共にその他端面には第２反射面が形成されている。
【０００８】
そして、上記第１発光素子から発された第１光線は、第１領域部の一端面から入射し、第１領域部におけるプリズム面によって向きが変えられて、当該導光体から出射される。これにより、第１発光素子による第１光線を、第１領域部から視認させることができる。
一方、上記第２発光素子から発された第２光線は、第２領域部の一端面から入射し、第２領域部を通過すると共に第２反射面及び第１反射面によって反射されて第１領域部に導かれ、その後、第１領域部におけるプリズム面によって向きが変えられて、当該導光体から出射される。
【０００９】
このとき、第１反射面と第２反射面とが、略９０°の内角を形成するよう略直交して形成されていることにより、第２領域部を通過する第２光線を、略１８０°折り返すようにして第１領域部へ通過させることができる。こうして、第２発光素子による第２光線も、第１領域部から効果的に視認させることができる。
【００１０】
このように、第１発光素子と第２発光素子との両者を導光体の一端面側に配置しても、両者から発される第１光線及び第２光線のいずれもを、第１領域部から出射させることができる。
そのため、２種類の発光素子を導光体の一端面側にまとめて配置することができ、発光ユニットをコンパクトに形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
上述した本発明における好ましい実施の形態につき説明する。
本発明において、上記導光体における第１反射面及び第２反射面は、上記スリットの形成方向に対してそれぞれ略４５°の角度を有して形成することが好ましい。この場合には、第２領域部を通過する第２光線を、一層効果的に第１領域部へ導くことができる。
【００１２】
また、上記導光体は、透明樹脂材料により構成することができ、透明樹脂材料としては、例えば、ポリカーボネート樹脂、メタクリル樹脂、脂環式ポリオレフィン樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリスチレン樹脂等がある。これらの中でも、ポリカーボネート樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂、脂環式ポリオレフィン樹脂を用いることがより好ましい。
また、上記発光素子としては、例えば、発光ダイオード、レーザーダイオード等がある。
【００１３】
また、上記発光ユニットは、携帯電話における着信表示及び充電表示を行うために用いるものであり、上記第１発光素子と上記第２発光素子とは、いずれか一方が上記着信表示を行うために発光させる３原色発光素子であると共に、他方が上記充電表示を行うために発光させる単色発光素子であることが好ましい（請求項２）。
【００１４】
この場合には、上記発光ユニットは、携帯電話における着信表示及び充電表示の両表示機能を備えることができる。そして、上記導光体における第１領域部から携帯電話における着信表示及び充電表示の各光線を出射させることができる。
また、上記コンパクトに形成された発光ユニットは、携帯電話における限られた配置スペースに容易に配置することができる。
また、上記発光ユニットは、携帯電話以外にも、カメラ（特にデジタルカメラ）、携帯端末（ＰＤＡ）等の各種電気機器における表示部に用いることができる。
【００１５】
また、上記プリズム面は、上記スリットの形成方向に略直交して形成された複数のＶ字状溝であり、各Ｖ字状溝は、傾斜角度が略同一である一対の傾斜面によって形成されていることが好ましい（請求項３）。
この場合には、上記導光体における第１領域部から、第１発光素子による第１光線及び第２発光素子による第２光線のいずれもを、一層効果的に出射させることができる。
【実施例】
【００１６】
以下に、本発明の発光ユニットにかかる実施例につき、図面と共に説明する。
本例の発光ユニット１は、図１、図２に示すごとく、２種類の発光素子２１、２２と、透明樹脂材料からなる導光体３とを有してなる。
上記導光体３は、複数のＶ字状溝３１２からなるプリズム面３１１を有する第１領域部３１と、当該導光体３において長尺状に貫通形成されたスリット３０を介して、第１領域部３１に並行形成された第２領域部３２とを有している。また、複数のＶ字状溝３１２は、スリット３０に略直交して形成されており、第１領域部３１と第２領域部３２とが並ぶ方向に向けて形成されている。
【００１７】
上記２種類の発光素子２１、２２は、第１領域部３１の一端面３０１に対向配置された第１発光素子２１と、第２領域部３２の一端面３０１に対向配置された第２発光素子２２とからなる。また、２種類の発光素子２１、２２は、いずれも導光体３の一端面３０１側に配置されており、第１領域部３１の一端面３０１は、第１発光素子２１から発された第１光線Ｃ１が入射する第１入射面３３１を形成し、第２領域部３２の一端面３０１は、第２発光素子２２から発された第２光線Ｃ２が入射する第２入射面３３２を形成する。
【００１８】
また、上記第１領域部３１の他端面３０２には、その一端面３０１における第１入射面３３１に対して略４５°の角度を有して傾斜対向する第１反射面３４１が形成されている。また、上記第２領域部３２の他端面３０２には、その一端面３０１における第２入射面３３２に対して略４５°の角度を有して傾斜対向し、第１反射面３４１と略９０°の内角を形成する第２反射面３４２が形成されている。
【００１９】
そして、図３に示すごとく、上記発光ユニット１は、第１発光素子２１から発された第１光線Ｃ１を、導光体３における第１領域部３１の第１入射面３３１から入射させ、第１領域部３１におけるプリズム面３１１によって、導光体３から出射させるよう構成されている。また、図４に示すごとく、発光ユニット１は、第２発光素子２２から発された第２光線Ｃ２を、導光体３における第２領域部３２の第２入射面３３２から入射させ、第２領域部３２を通過させると共に第２反射面３４２及び第１反射面３４１によって反射させて第１領域部３１に導き、その後、第１領域部３１におけるプリズム面３１１によって出射させるよう構成されている。
以下に、これを詳説する。
【００２０】
図１、図２に示すごとく、上記導光体３は、上記プリズム面３１１を形成した裏面３０４と反対側の表面３０３に、２種類の発光素子２１、２２から発される各光線Ｃ１、Ｃ２を、導光体３の外部に出射させるための出射面（発光エリア）３１５を有している。また、導光体３は、各光線Ｃ１、Ｃ２を出射させる出射面３１５を形成した表面３０３を、携帯電話４等の電子機器の表面４０１側に向けて配設して使用される。
また、上記第１入射面３３１及び第２入射面３３２、上記第１反射面３４１及び第２反射面３４２、上記第２領域部３２の表面３０３及び裏面３０４、並びに上記第１領域部３１の表面３０３はいずれも平坦な平面によって形成されている。
【００２１】
また、本例の導光体３は、板形状を有する導光板３であり、当該導光体３に各発光素子２１、２２による各光線Ｃ１、Ｃ２が入射される入射方向Ｄ１に向けて長い長尺形状を有している。また、上記スリット３０は、板形状の厚み方向に向けて貫通形成されており、上記入射方向Ｄ１に向けて長尺形成されている。
また、上記第１領域部３１におけるプリズム面３１１は、板形状の導光体３の裏面３０４に形成されており、上記第１入射面３３１及び第２入射面３３２と、上記第１反射面３４１及び第２反射面３４２とは、板形状の導光体３において互いに対向する一対の端面３０１、３０２にそれぞれ形成されている。
【００２２】
また、図５に示すごとく、上記プリズム面３１１を形成する複数のＶ字状溝３１２は、それぞれ傾斜角度が略同一である一対の傾斜面３１３によって形成されている。また、本例の各Ｖ字状溝３１２は、略９０°の内角を有する一対の傾斜面３１３によって形成されている。
また、導光体３は、無色透明のポリカーボネート樹脂により構成されており、その代表厚みｔ（図２参照）は約０．７５（ｍｍ）である。また、各Ｖ字状溝３１２の深さｄ（図５参照）は、約１２μｍである。
【００２３】
なお、図２〜図４に示すごとく、本例の第１反射面３４１及び第２反射面３４２は、段状に形成されているが、これは導光体３の形状の制約によるものであり、各反射面３４１、３４２は、段なしの平坦面により形成しても勿論よい。また、板形状を有する導光体３において各反射面３４１、３４２を形成した他端面３０２付近の部分は、他の部分に比べてその厚みが厚くなっているが、これも導光体３の形状の制約によるものであり、導光体３は、その全体を略均一な厚みに形成しても勿論よい。
【００２４】
本例の発光ユニット１は、図６に示すごとく、携帯電話４における着信表示及び充電表示を行うために用いるものである。また、上記第１発光素子２１は、着信表示を行うために発光させる３原色発光素子であり、上記第２発光素子２２は、充電表示を行うために発光させる単色発光素子である。また、本例の第２発光素子２２は、赤色発光素子であり、各発光素子２１、２２は、発光ダイオード（ＬＥＤ）である。
【００２５】
また、携帯電話４において、着信表示を行う発光素子と充電表示を行う発光素子とを分けたことにより、着信表示を行うための電気回路と、充電表示を行うための電気回路とを分けることができる。そのため、着信表示を行う電気回路は、例えば、３原色の第１発光素子２１から発光させる発光色を、種々の色にする等の制御回路を通して行うことができる。一方、充電表示を行う電気回路は、例えば、上記制御回路は通さずに、第２発光素子２２を発光させておくためだけの単純な回路によって構成することができる。
【００２６】
また、図７に示すごとく、第１発光素子２１及び第２発光素子２２は、基板５１（本例ではフレキシブル基板５１）に配設されており、この基板５１は、導光体３を固定するための固定部材５２に配設されている。また、導光体３には、これを固定部材５２に取り付けるための取付部３５が形成されており、この取付部３５によって導光体３を固定部材５２に固定したときには、導光体３の一端面３０１に形成された第１入射面３３１及び第２入射面３３２は、それぞれ第１発光素子２１及び第２発光素子２２に対して対向配置される。
【００２７】
そして、図６に示すごとく、本例の発光ユニット１は、携帯電話４の表面４０１に形成された表示窓４１の下方に配設して使用される。すなわち、固定部材５２を携帯電話４の本体部に取り付けたときには、導光体３における第１領域部３１が、携帯電話４の表面４０１に形成された表示窓４１の下方に配置される。
また、図５に示すごとく、導光体３における第１領域部３１の裏面３０４側には、上記プリズム面３１１における複数のＶ字状溝３１２に照射された各光線Ｃ１、Ｃ２が、一層効果的に第１領域部３１から出射されるようにするための反射シート４３が配設されている。
また、上記表示窓４１には、透明樹脂材料からなる保護カバー４２が配設されており、この保護カバー４２には、導光体３の第１領域部３１から出射された各光線Ｃ１、Ｃ２を拡散させるための拡散面が形成されている。
【００２８】
次に、上記携帯電話４において発光ユニット１を使用して、着信表示又は充電表示を行う一例につき詳説し、発光ユニット１による作用効果を詳説する。
図３に示すごとく、携帯電話４において着信表示を行う際には、携帯電話４の制御部は、３原色の第１発光素子２１を用いて、任意に設定された発光色の第１光線Ｃ１を発光させる。そして、この第１光線Ｃ１は、導光体３における第１領域部３１の第１入射面３３１から導光体３内に入射し、第１領域部３１におけるプリズム面３１１によって向きが変えられて、第１領域部３１における出射面３１５から出射される。
これにより、第１発光素子２１による第１光線Ｃ１を、携帯電話４における表示窓４１から視認させることができる。
【００２９】
一方、図４に示すごとく、携帯電話４において充電表示を行う際には、携帯電話４の制御部は、単色の第２発光素子２２を用いて、単色の第２光線Ｃ２を発光させる。そして、この第２光線Ｃ２は、導光体３における第２領域部３２の第２入射面３３２から導光体３内に入射し、第２領域部３２を通過すると共に第２反射面３４２及び第１反射面３４１によって反射されて第１領域部３１に導かれる。そして、第１領域部３１におけるプリズム面３１１によって向きが変えられて、第１領域部３１における出射面３１５から出射される。
【００３０】
このとき、第１反射面３４１と第２反射面３４２とが、略９０°の内角を形成するよう略直交して形成されていることにより、第２領域部３２を通過する第２光線Ｃ２を、略１８０°折り返すようにして第１領域部３１へ通過させることができる。
こうして、第２発光素子２２による第２光線Ｃ２も、携帯電話４における表示窓４１から効果的に視認させることができる。
【００３１】
このように、第１発光素子２１と第２発光素子２２との両者を導光体３の一端面３０１側に配置しても、両者から発される第１光線Ｃ１及び第２光線Ｃ２のいずれもを、導光体３における第１領域部３１の出射面３１５から出射させることができる。
そのため、２種類の発光素子２１、２２を導光体３の一端面３０１側にまとめて配置することができ、発光ユニット１をコンパクトに形成することができる。また、このコンパクト化が可能になったことにより、発光ユニット１は、携帯電話４における限られた配置スペースに容易に配置することができる。
【００３２】
（性能試験）
本性能試験においては、図８に示すごとく、上記発光ユニット１において、上記第１発光素子２１と第２発光素子２２とを別々に発光させたときに、導光体３の第１領域部３１におけるプリズム面３１１に対向する出射面３１５の５つの測定ポイントＰ１〜Ｐ５においてどれくらいの輝度を発生しているかを測定した。
【００３３】
導光体３のサイズは、その全長Ｌ１を約２１．５（ｍｍ）、その代表幅Ｗ１を約６．３（ｍｍ）、その代表厚みｔ（図２参照）を約０．７５（ｍｍ）とし、出射面３１５の長さＬ２を約１３．７（ｍｍ）、出射面３１５の幅Ｗ２を２．８（ｍｍ）とした。また、第１発光素子２１には、約２０（ｍＡ）の電流を流して約１００（ｍｃｄ）の光度を発するものを用い、第２発光素子２２には、約２０（ｍＡ）の電流を流して約６５（ｍｃｄ）の光度を発するものを用いた。また、第１発光素子２１による発光色はオレンジ色とし、第２発光素子２２による発光色は赤色とした。また、輝度の測定の際には、第１発光素子２１に流す電流値は１５ｍＡとし、第２発光素子２２に流す電流値は１１ｍＡとした。
【００３４】
上記５つの測定ポイントＰ１〜Ｐ５は、第１領域部３１における出射面３１５において、導光体３の他端面３０２側から順にＰ１〜Ｐ５とした。そして、第１発光素子２１を発光させたときの単位面積あたりの光度である輝度を測定したところ、その一例として、測定ポイントＰ１においては、６３９〜１１１６（ｃｄ／ｍ2）、測定ポイントＰ２においては、９９３〜１９３７（ｃｄ／ｍ2）、測定ポイントＰ３においては、２１６０〜３１８５（ｃｄ／ｍ2）、測定ポイントＰ４においては、３２７６〜３８４４（ｃｄ／ｍ2）測定ポイントＰ５においては、２１７９〜３８８４（ｃｄ／ｍ2）の輝度が得られた。
【００３５】
一方、第２発光素子２２を発光させたときの単位面積あたりの光度である輝度を測定したところ、その一例として、測定ポイントＰ１においては、４５６〜７８０（ｃｄ／ｍ2）、測定ポイントＰ２においては、４１５〜８９２（ｃｄ／ｍ2）、測定ポイントＰ３においては、３７５〜７３０（ｃｄ／ｍ2）、測定ポイントＰ４においては、２５３〜４６６（ｃｄ／ｍ2）測定ポイントＰ５においては、１７３〜２９５（ｃｄ／ｍ2）の輝度が得られた。
【００３６】
このように、上記輝度の測定を行った結果、第１発光素子２１による第１光線Ｃ１は、導光体３から十分な輝度で出射でき、第２発光素子２２による第２光線Ｃ２も、仕様に耐え得るだけの輝度で導光体３から出射できることがわかった。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】実施例における、発光ユニットをその表面から見た状態で示す平面図。
【図２】実施例における、発光ユニットをその側面から見た状態で示す側面図。
【図３】実施例における、第１発光素子による第１光線を導光体から出射させた状態の発光ユニットを示す斜視図。
【図４】実施例における、第２発光素子による第２光線を導光体から出射させた状態の発光ユニットを示す斜視図。
【図５】実施例における、携帯電話に配設した発光ユニットにおける第１領域部の周辺を拡大して示す断面説明図。
【図６】実施例における、携帯電話に配設した発光ユニットを、携帯電話の表面から見た状態で示す平面図。
【図７】実施例における、発光ユニットと、２種類の発光素子を配設した基板とを固定部材に取り付けた状態を示す斜視図。
【図８】実施例の性能試験における、発光ユニットの寸法関係及び測定ポイントを示す説明図。
【図９】従来例における、導光板の一端面に第１発光素子を対向配置すると共に、その他端面に第２発光素子を対向配置して構成した携帯電話における表示部を示す断面説明図。
【符号の説明】
【００３８】
１  発光ユニット
２１  第１発光素子
２２  第２発光素子
３  導光体
３０１  一端面
３０２  他端面
３０  スリット
３１  第１領域部
３１１  プリズム面
３１２  Ｖ字状溝
３２  第２領域部
３３１  第１入射面
３３２  第２入射面
３４１  第１反射面
３４２  第２反射面
４  携帯電話
Ｃ１  第１光線
Ｃ２  第２光線
【図１】
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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】
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【図７】
2005293967.tif 000009
【図８】
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【図９】
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