CN106415114A - 光学元件和面光源装置 - Google Patents

Abstract

提供能够在光源正下方式中将出射方向的距离保持得较小且能够实现均匀的面发光的光学元件和面光源装置。光学元件(30)在平板的正面具备至少1个棱镜组，所述棱镜组是多个棱镜顶部(32)分别从中心轴(31)朝向外周呈涡卷状延伸而形成的。

Description

光学元件和面光源装置

技术领域

本发明涉及在正面具备棱镜组的光学元件和面光源装置。

背景技术

例如在电梯中设置有以能够输入目标楼层的方式照亮的照亮式按钮开关，近年，希望该照亮式按钮开关均匀地进行面发光。

作为用于使以往的照亮式按钮开关均匀地面发光的结构，如图10的(a)、(b)、(c)所示，一般公知3种控制方式。其中，在图10的(a)所示的将凸透镜102配置在光源101的正上方来控制指向性的方式、或者图10的(b)所示的将来自光源111的光经由导光管112射出的导光控制方式等所谓的光源正下方式中，存在出射方向的距离较大这样的课题。与此相比，如图10的(c)所示，在面发光控制方式中，由于使用导光板121，因此能够减小出射方向的距离。可是，在使用导光板121的情况下，光源122一般被配置在导光板121的侧面，因此存在面内方向上的广度扩大这样的课题。另外，如果使用导光板121，则成本升高。

因此，为了廉价地制造面光源装置，在光源正下方式中，优选减小出射方向的距离以实现均匀的面发光。

可是，关于光源正下方式的面光源装置的亮度分布，在不存在微透镜阵列等光学元件的情况下，如在图11的(a)中以虚线所示，光源的正上方过亮，并且周边过暗。特别是在使用LED作为光源时，该现象变得明显。因此，在光源正下方式的面光源装置中，为了得到在图11的(a)中以实线所示的目标值的亮度分布以实现均匀的面发光，需要使中央附近更暗，并且使外周更亮。为此,如图11的(b)所示，在微透镜阵列(MLA)等光学元件中，需要在LED光源的正上方加强反射，另一方面，需要在周边加强基于折射等实现的偏向。

作为具备这样的目的的光学元件的面光源装置，以往已知例如专利文献1所公开的LED发光体和专利文献2所公开的正下型点光源背光装置。

如图12所示，专利文献1所公开的LED发光体200由反射层201、发光二极管(LED)202和作为光学元件的结构化表面203构成。结构化表面203具有多个棱镜结构体而成，其中，所述多个棱镜结构体的棱镜顶部相对于与发光二极管(LED)202的发光轴共轴的中心轴以直线的放射状配置。

另外，如图13的(a)所示，专利文献2所公开的正下型点光源背光装置300具备：搭载于LED基板301上的点状LED光源302；反射板303，其设置在该LED基板301的上表面的除了点状LED光源302以外的部分；以及光扩散板310，其设置在该LED基板301的上方。并且，如图12的(b)所示，光扩散板310在表面具有多个凹部311，凹部311以大致倒多棱锥或大致倒多棱锥梯形状形成。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本国公开专利公报“日本特表2009-521782号公报(2009年6月4日公表)”

专利文献2：日本国公开专利公报“日本特开2010-117707号公报(2010年5月27日公开)”

发明内容

发明要解决的课题

可是，在上述以往的光学元件和面光源装置中，存在以下的问题。

首先，在专利文献1所公开的LED发光体200中，如图14所示，通过加大发光二极管(LED)202的正上方的反射，能够降低结构化表面203的中央附近的亮度分布。可是，在周边，亮度并没有增加，其结果是，存在无法实现充分均匀的面发光这样的问题。

另外，在专利文献2所公开的正下型点光源背光装置300中，如图15所示，点状LED光源302的正上方的光在光扩散板310的表面反射而返回。可是，光扩散板310周边的光的一部分在光扩散板310的表面折射而集中在光扩散板310的上方的中央。其结果是，光扩散板310的中央的亮度几乎没有降低，从而存在无法实现充分均匀的面发光这样的问题。

另一方面，在光学领域，已知将一个透镜的表面部分细细地分解并配置在平面上而成的菲涅尔透镜。菲涅尔透镜具有透镜的厚度较薄且能够实现轻量化这样的优点。在该菲涅尔透镜中，如果例如以非球面适当地进行设计，则能够通过基于折射等实现的偏向使光线集中在光量较少的透镜周边，从而能够提高周边的亮度。

可是，在将一个透镜的表面细细地分解并呈同心圆配置在平面上而成的菲涅尔透镜中，与所述图15所示的相同，在光扩散板310的表面发生折射的光的一部分集中在光扩散板310的上方的中央。由于该现象，存在无法充分降低中央的亮度这样的缺点。

本发明是鉴于上述以往的问题而完成的，其目的在于提供能够在光源正下方式中将出射方向的距离保持得较小且能够实现均匀的面发光的光学元件和面光源装置。

用于解决问题的手段

为了解决上述课题，本发明的光学元件的特征在于，在平板的正面具备至少1个棱镜组，所述棱镜组是多个棱镜顶部分别从中心轴朝向外周呈涡卷状延伸而形成的。并且，呈涡卷状延伸而形成的各个棱镜顶部不一定必须连续，也可以不连续。

根据上述的发明，在向外周远离光学元件的中心轴的部分，与以非球面适当地设计成的菲涅尔透镜相同，多个棱镜顶部接近呈同心圆设置的状态。因此，能够使来自光源的光折射而集中在远离光学元件的中心轴的光量较少的外周的较暗部分。在此，在本发明中，在光学元件的外周，多个棱镜顶部分别形成为呈涡卷状延伸，不是同心圆。因此，一部分光虽然朝向光学元件的中心轴方向，但并不是集中在中心轴上的一点，而是分散开来。其结果是，能够抑制光集中于中心轴上。

另一方面，在中心轴的附近，呈涡卷状延伸而形成的多个棱镜顶部成为以直线的放射状进行配置的状态。其结果是，在中心轴的附近，能够使来自光源的光反射，从而使该来自光源的光不发生透射。

由此，在向外周远离中心轴的部分，光大量地透射，在中心轴的附近，光不发生透射，因此，在光源被设置于光学元件的正下方的光源正下方式中，在光学元件的整个面上射出均匀的光。

因此，能够提供可在光源正下方式中将出射方向的距离保持得较小且可实现均匀的面发光的光学元件。

并且，在本发明中，可以在平板内存在多个中心轴。由此，能够在各中心轴的延长上分别配置光源，即使在具有大基板的光学元件中，也能够在光学元件的整个面上射出均匀的光。

为了解决上述课题，本发明的面光源装置的特征在于，在所述面光源装置中依次配置有：扩散板；上述的光学元件；以及在所述光学元件的中心轴的延长线上设置的点状光源。

根据上述的发明，能够提供具备下述这样的光学元件的面光源装置：能够在光源正下方式中将出射方向的距离保持得较小且能够实现均匀的面发光。

特别是，在本发明中，扩散板被配置在光学元件的与点状光源相反的一侧。其结果是，来自光学元件的出射光通过扩散板而变得模糊。因此，从扩散板射出的光能够实现更均匀的面发光。

发明的效果

根据本发明的光学元件和面光源装置，起到了这样的效果：提供了能够在光源正下方式中将出射方向的距离保持得较小且能够实现均匀的面发光的光学元件和面光源装置。

附图说明

图1是示出本发明中的光学元件的一个实施方式的立体图。

图2是示出搭载了具备上述光学元件的面光源装置的照亮式按钮开关的结构的立体图。

图3是示出上述照亮式按钮开关的结构的分解立体图。

图4是示出上述照亮式按钮开关的结构的图，并且是沿图2中的A-A线观察的剖视图。

图5是示出搭载于上述照亮式按钮开关中的面光源装置的结构的剖视图。

图6是示出上述光学元件的结构的俯视图。

图7的(a)是示出上述光学元件的外周部的光的前进方向的光路图，图7的(b)是示出上述光学元件的中心轴附近的光的前进方向的光路图。

图8的(a)是示出上述光学元件中的棱镜顶部的中心点的剖视图，图8的(b)是示出棱镜顶部的涡卷角度的俯视图。

图9的(a)是示出各种微透镜阵列的结构的俯视图，图9的(b)是示出发光区域/厚度与均匀性之间的关系的曲线图。

图10的(a)是示出作为以往的面光源装置的结构例的指向性控制方式的剖视图，图10的(b)是示出作为以往的面光源装置的结构例的导光控制方式的剖视图，图10的(c)是示出作为以往的面光源装置的结构例的面发光控制方式的剖视图。

图11的(a)是示出以往的光源正下方式的面光源装置中的亮度分布的图，图11的(b)是示出用于在光源正下方式的面光源装置中实现均匀的面发光的光路的示意性剖视图。

图12是示出以往的光源正下方式的面光源装置和光学元件的一例的立体图。

图13的(a)是示出以往的光源正下方式的另一种面光源装置的一例的剖视图，图13的(b)是示出在该面光源装置中使用的光学元件的结构的立体图。

图14是示出图12所示的以往的光源正下方式的面光源装置中的光路特性的示意性剖视图。

图15是示出图13的(a)、(b)所示的以往的光源正下方式的另一种面光源装置中的光路特性的示意性剖视图。

具体实施方式

下面，根据图1～图9对本发明的一个实施方式进行说明。

针对将本实施方式的光学元件和面光源装置应用于照亮式按钮开关的应用例进行说明，其中，所述照亮式按钮开关被用作例如下述的开关：在安装于电梯层站的壁面上的电梯用操作面板中设置的上方向或下方向等的指示开关；或者，安装在电梯内的表示门打开、门关闭以及楼层号的指示开关等。并且，本发明的光学元件和面光源装置不限于针对照亮式按钮开关的应用，也可以应用于其它领域。

根据图2～图4，对具备本发明的实施方式的光学元件和面光源装置的照亮式按钮开关1的结构进行说明。图2是示出本实施方式的照亮式按钮开关的结构的立体图。图3是示出上述照亮式按钮开关的结构的分解组装图，图4是沿图2中的A-A线观察的剖视图。

如图2～图4所示，本实施方式的照亮式按钮开关1为这样的结构：印刷基板2安装在基座部件3的下表面，在基座部件3的上表面上依次收纳有弹簧4、连杆机构5、可动罩6、柱塞7和操作钮8。

印刷基板2例如是长板状，在印刷基板2的上表面，在末端部安装有开关主体10，在中央部安装有成为照光用光源的作为片状的点状光源的LED20，在基端部安装有连接器2a。开关主体10在上表面具备按钮11，在按钮11上方设置有覆盖整个开关主体10的缓冲橡胶12。

基座部件3具有使印刷基板2的配置有开关主体10和LED20的区域分别开口的开口部3a、3b。由此，开关主体10通过开口部3a并隔着缓冲橡胶12与可动罩6抵接。另外，来自LED20的光通过开口部3b向上方照射。另外，在基座部件3中，与各种部件卡合的多个卡合片3c向上方突出。

连杆机构5是由2个杆体构成的框状结构体，末端部5a和基端部5b在上下方向上联动地移动。另外，2个弹簧4被配置在连杆机构5的基端部5b与基座部件3之间。

可动罩6是覆盖连杆机构5的板状部件，末端部6a和基端部6b分别与连杆机构5的末端部5a和基端部5b卡合。由此，可动罩6能够与连杆机构5的末端部5a和基端部5b一起在上下方向上移动。另外，可动罩6在中央具有圆状的开口部6c，在开口部6c中，用于与柱塞7和操作钮8卡定的4个卡定片6d向内侧突出。

在柱塞7中，从光学元件30的上表面周缘向上方形成有上部周壁部7a，从下表面周缘的稍靠内侧的位置向下方形成有下部周壁部7b。下部周壁部7b成为与可动罩6的卡定片6d嵌合的结构，下部周壁部7b的一部分向下方延伸并与基座部件3的卡合片3c卡合。由此，柱塞7的移动在上下方向上受限。

在操作钮8中，从透射板8a的周缘向下方形成有周壁部8b，柱塞7的下部周壁部7b嵌合在该周壁部8b的内侧。由此，操作钮8的移动在上下方向(按压方向)上受限。另外，在周壁部8b的末端，用于卡定于可动罩6的4个卡定片8c向外侧突出。并且，透射板8a的上表面成为被用户操作的操作面。

并且，柱塞7和操作钮8由聚碳酸酯、丙烯等透射材料形成。另外，关于柱塞7，希望是光的透射率较高的柱塞。另一方面，对于操作钮8，从基于照亮所实现的空间设计的观点出发，适当地选择光的透射率。

对上述结构的照亮式按钮开关1的操作方法进行说明。

对于上述照亮式按钮开关1，当用户用手指等按压操作钮8时，操作钮8和可动罩6借助柱塞7和连杆机构5向下方移动。并且，可动罩6经由缓冲橡胶12按压开关主体10的按钮11，由此，开关主体10执行开关接通等开关动作。

另外，在从外部经由连接器2a对印刷基板2的安装部件供给电力的情况下，LED20根据开关主体10的开关动作或来自外部的指示而发光。此时，来自LED20的光通过基座部件3的开口部3b、可动罩6的开口部6c以及柱塞7后照亮操作钮8。

然后，当用户使手指等离开操作钮8时，连杆机构5借助弹簧4的复原力向上方移动，由此，可动罩6、柱塞7和操作钮8向上方移动而返回原来的位置。

另外，在本实施方式的照亮式按钮开关1中，如图5所示，面光源装置40从下方起依次具备LED20、光学元件30以及作为扩散板发挥功能的透射板8a。

在这样的将作为光源的LED20设置在光学元件30的下方的光源正下型的面光源装置40中，在光学元件30例如只是由凸透镜构成的情况下，具有这样的问题：如在作为背景技术的说明图的图11的(a)中以虚线所示那样，LED20的正上方变得过亮，并且在周边变得过暗。

因此，在光源正下方式的面光源装置中，为了得到在图11的(a)中以实线所示的目标值的亮度分布以实现均匀的面发光，需要使中央附近更暗并使外周更亮。为此,如图11的(b)所示，在微透镜阵列(MLA)等光学元件中，需要在LED光源的正上方加强反射，另一方面，需要在周边加强基于折射等实现的偏向。

因此，在本实施方式的光学元件30中，具有能够解决该问题的形状。

根据图1、图6和图7，对本实施方式的光学元件30的结构进行说明。图1是示出本实施方式中的光学元件30的结构的立体图。图6是示出上述光学元件30的结构的俯视图。图7的(a)、(b)是示出上述光学元件30中的光的前进方向的光路图。

首先，以往在光学领域中，已知将一个透镜的表面部分细细地分解并配置在平面上而成的菲涅尔透镜。菲涅尔透镜具有透镜的厚度较薄且能够实现轻量化这样的优点。在该菲涅尔透镜中，如果例如以非球面适当地进行设计，则能够通过基于折射等实现的偏向使光线集中在光量较少的透镜周边，从而能够提高周边的亮度。

可是，在将一个透镜的表面细细地分解并呈同心圆配置在平面上而成的菲涅尔透镜中，与作为背景技术的说明图的图15所示的相同，在光扩散板310的表面发生折射的光的一部分集中在光扩散板310的上方的中央。由于该现象，存在无法充分降低中央的亮度这样的缺点。因此，在呈同心圆配置的菲涅尔透镜中，光轴附近的光变得过强，无法均匀地面发光。

因此，在本实施方式的光学元件30中，如图1和图6所示，在平板的正面上具备至少1个棱镜组，所述棱镜组是多个棱镜顶部32分别从中心轴31朝向外周呈多层的涡卷状延伸而形成的。

并且，如图7的(a)、(b)所示，在光学元件30的中心轴31的延长线上设置有作为点状光源的LED20。

其结果是，在向外周远离光学元件30的中心轴31的部分，与以非球面适当地设计成的菲涅尔透镜相同，多个棱镜顶部32接近呈同心圆设置的状态。即，在向外周远离光学元件30的中心轴31的部分，棱镜顶部32的曲率接近无穷大。

因此，如图7的(a)所示，与以非球面适当地设计成的菲涅尔透镜相同，能够使来自LED20的光折射而集中在远离光学元件30的中心轴31的光量较少的外周的较暗的部分。

在此，在本实施方式中，在光学元件30的外周，多个棱镜顶部32分别形成为呈涡卷状延伸，不是同心圆。因此，一部分光虽然朝向光学元件30的中心轴31方向，但并不是集中在中心轴31上的一点，而是分散开来。其结果是，能够抑制光集中于中心轴31上。

另一方面，在本实施方式中，在中心轴31的附近，呈涡卷状延伸而形成的多个棱镜顶部32成为以直线的放射状进行配置的状态。具体来说，棱镜组的各棱镜顶部32在从中心轴31至半径方向上的第1距离为止的范围形成为朝向外周呈放射状直线延伸。在此，距离中心轴31的在半径方向上的第1距离例如是大约5mm。

由此，在光学元件30中的中心轴31附近的从中心轴31至半径方向上的第1距离为止的范围，棱镜组的各棱镜顶部32的形状成为与如作为背景技术的说明图的图12所示那样呈直线的放射状配置的多个棱镜结构体相同的形状。其结果是，如图7的(b)所示，在光学元件30中的中心轴附近，能够可靠地使来自LED20的光反射，从而使得该来自LED20的光不发生透射。

并且，在本实施方式的光学元件30中，在光学元件30中的中心轴31附近的从中心轴31至半径方向上的第1距离为止的范围，形成为朝向外周呈放射状直线延伸。可是，在本发明中，不限于此，也可以不是在从中心轴31至半径方向上的第1距离为止的范围形成为朝向外周呈放射状直线延伸。即，只要多个棱镜顶部32分别形成为从中心轴31朝向外周呈涡卷状延伸，则在光学元件30中的中心轴31附近的从中心轴31至半径方向上的第1距离为止的范围，必然接近形成为朝向外周呈放射状直线延伸的状态。因此，在本实施方式中，只要多个棱镜顶部32分别形成为从中心轴31朝向外周呈涡卷状延伸，就能够得到这样的效果：在光学元件30的中心轴附近，使来自LED20的光反射，从而使得该来自LED20的光不发生透射。

在此，对于上述光学元件30的棱镜顶部32的涡卷角度，根据图8的(a)、(b)更加具体地示出。图8的(a)是示出棱镜顶部32的中心点32a的剖视图，图8的(b)是示出棱镜顶部32的涡卷角度的俯视图。

例如，如图8的(a)所示，在光学元件30中的棱镜顶部32的截面内定义中心点32a。中心点32a例如可以采用棱镜顶部32的顶点或棱镜顶部32的重心等。在像这样定义棱镜顶部32的中心点32a时，进而如图8的(b)所示，将连结上述中心点32a与光学元件30的中心轴31的直线、和由中心点32a构成的棱镜顶部32的轨迹中的中心点32a上的切线所成的角度定义为涡卷角度θ。

在定义了这样的涡卷角度θ的情况下，关于本实施方式的光学元件30的棱镜顶部32的涡卷角度θ，在从中心轴31至半径方向上的第1距离为止的范围，优选使涡卷角度θ＜60°，更优选使涡卷角度θ＜30°，最优选使涡卷角度θ＜10°。

另外，优选使涡卷角度θ随着远离中心轴31而变大，但也可以使其在局部固定。涡卷角度θ最低由2值以上构成。并且，涡卷角度θ满足0°≦θ≦90°。

通过具有上述结构的光学元件30，在本实施方式中，在向外周远离中心轴31的部分，光大量地透射，在中心轴31的附近，光不发生透射。其结果是，在LED20被设置于光学元件30的正下方的光源正下方式中，在光学元件30的整个面上射出均匀的光。

因此，能够提供可在光源正下方式中将出射方向的距离保持得较小且可实现均匀的面发光的光学元件30。

在此，如图9的(a)所示，申请人在以往开发出了各种微透镜阵列。其中，关于此次开发出来的本实施方式的光学元件30可知：如图9的(b)所示，发光区域/厚度与均匀性之间的关系最优。即，可知：为了获得例如75％的均匀性，本实施方式的光学元件30的出射方向的距离比以往的微透镜阵列小。并且，在图9的(b)中，均匀性是以(％)表示最低亮度/最高亮度的性能。

另外，在本实施方式中，在平板的正面具备至少1个棱镜组，所述棱镜组是多个棱镜顶部32分别从中心轴31朝向外周呈涡卷状延伸而形成的。这意味着：可以在平板内存在多个中心轴31。即，可以设置多个呈涡卷状延伸而形成的棱镜组。

这样，通过在光学元件30的平板内存在有多个中心轴31的结构，能够在各中心轴31的延长上分别配置LED20。因此，即使在具有大基板的光学元件30中，也能够在光学元件30的整个面上射出均匀的光。即，能够实现光学元件30的大面积化。

在此，在本实施方式的光学元件30中，棱镜组的各棱镜顶部32形成为从中心轴31朝向外周连续地延伸。例如，在棱镜组的各棱镜顶部32从中心轴31朝向外周在各处都离散的情况下，光的透射会变得不均匀。与此相对，在本实施方式中，棱镜组的各棱镜顶部32形成为从中心轴31朝向外周连续地延伸，因此，能够防止透射光的局部性的不均匀的发生。

并且，本实施方式的光学元件30不限于此，也可以使棱镜组的各棱镜顶部32形成为从中心轴31朝向外周离散地延伸。

另外，在本实施方式的光学元件30中，各棱镜顶部32的截面成为倒V字状。由此，来自LED20的光被截面为倒V字状的各棱镜顶部32相同地反射。

其结果是，在远离光学元件30的中心轴31的外周，能够使来自LED20的光相同地折射。另外，即使在中心轴31的附近，也能够使来自LED20的光相同地反射，从而使该来自LED20的光不发生透射。

另外，通过使截面为倒V字状，加工变得容易。即，在制作本实施方式的光学元件30的情况下，例如在平板上切削出截面为V字状的槽。其结果是，能够提供容易制作的光学元件30。

并且，在本实施方式中，光学元件30的棱镜顶部32是断面倒V字状，在整体上成为三角形截面，但不限于此，也可以是梯形、四边形、五边形或其它多边形、或者半圆等自由曲面。

另外，在本实施方式的面光源装置40中，棱镜组至少设置在光学元件30中的与LED20相反的一侧的面、即光学元件30的正面上。

即，与棱镜组存在于光学元件30的与LED20相同的一侧的情况相比，在与LED20相反的一侧的面上具备棱镜组会使得能够实现均匀的面发光这一效果更大。

因此，通过至少在光学元件30的与LED20相反的一侧的面上具备棱镜组，能够提供具备下述这样的光学元件30的面光源装置40：能够在光源正下方式中将出射方向的距离保持得较小且能够实现均匀的面发光。

并且，在本实施方式中不限于此，例如在由平板构成的光学元件30的背面也可以具备棱镜组。

通过像这样在平板的背面也具备棱镜组，能够对应于各棱镜顶部32控制从LED20向光学元件30的背面入射的入射角。其结果是，能够通过平板的背面和正面的棱镜组中的各棱镜顶部32的截面形状来调整从平板的正面射出的光的方向，因此能够扩大各棱镜顶部32的截面形状的变形自由度。

另外，在本实施方式的面光源装置40中，作为扩散板的透射板8a被配置在光学元件30的与LED20相反的一侧。其结果是，来自光学元件30的出射光的暗光线和亮光线通过透射板8a而变得模糊。因此，从透射板8a射出的光能够实现更均匀的面发光。并且，在光学元件30与透射板8a之间存在空气层，这对于实现均匀的面发光的效果是优选的。

而且，在本实施方式中，将光学元件30和具备该光学元件30的面光源装置40搭载于照亮式按钮开关1。由此，能够提供具有优良的照亮功能的照亮式按钮开关1。

另外，在本实施方式中，使光学元件30与照亮式按钮开关1的柱塞7实现了一体化。由此，能够削减部件数量，从而实现照亮式按钮开关1的制造成本的削减。

并且，本发明不限于上述的实施方式，能够在本发明的范围内进行各种变更。

例如，可以在光学元件30的下面或侧面设置反射板。并且，光学元件30的下面是指LED20的下侧或LED20与光学元件30之间的侧面。由此，在从LED20射出的出射光没有朝向光学元件30直接入射到该光学元件30中的情况下，能够使该出射光经由反射板入射到光学元件30中。或者，能够使射出到光学元件30的侧面的光或从光学元件30向LED20的方向返回的光在反射板上反射而再次入射到光学元件30中，并从光学元件30的正面侧射出。由此，能够增加射向光学元件30的入射光量，并能够增加从光学元件30射出的出射光量。另外，均匀性的提高也变得容易。

另外，可以对光学元件30的背面(棱镜组的相反侧的面)实施纹理加工。由此，能够提高光学元件30的美观度。

另外，在本实施方式中，棱镜顶部32的截面是倒V字状，末端较尖。可是，不限于此，也可以在末端存在圆弧。即，末端较尖的倒V字状的棱镜顶部32的形成意外地困难。即，在末端存在圆弧的倒V字状的棱镜顶部32的形成在现实中比较容易。

另外，在本实施方式的光学元件30中，多个棱镜顶部32分别形成为从中心轴31朝向外周呈涡卷状延伸。因此，理想的情况下，中心轴31不突出。可是，在现实中，难以制作出这样理想的形状。因此，作为现实的制作上的问题，即使在中心轴31的附近存在凹凸形状，也没关系。

另外，本实施方式的光学元件30中的、从中心轴31朝向外周呈涡卷状延伸而形成的多个棱镜顶部32不一定必须要相同地延伸至外周，可以使形状变化。例如，棱镜顶部32可以形成为越是处于外周就变得越低。由此，能够实现均匀性的提高和美观度的提高。

而且，本实施方式的光学元件30由聚碳酸酯、丙烯等透明树脂形成。由此，能够实现亮度的提高。

但是，不限于此，也可以利用乳白色的树脂或加入了串珠的树脂来构成光学元件30。由此，虽然在提高效率方面稍有欠缺，但是能够消除亮光线和暗光线的局部不均，在均匀性的提高和美观度的提高方面是优异的。

另外，在本实施方式的面光源装置40中，在光学元件30的中心轴31的延长线上设有1个LED20。但是，不限于此，也可以在光学元件30的中心轴31的延长线上一并设置多个LED20。由此，能够实现面光源装置40的高亮度化。

而且，本实施方式的光学元件30的水平截面是圆形。可是，光学元件30的水平截面的形状不限于此，例如可以是三角形、四边形、五边形等多边形、或者椭圆、星形、L字形、在平面内存在一些缺损部分的形状、以及其它形状等。

如上所述，在本发明的光学元件中，优选的是，所述棱镜组的各棱镜顶部在从所述中心轴至半径方向上的第1距离为止的范围形成为朝向外周呈放射状直线延伸。

由此，光学元件中的中心轴附近的棱镜组的各棱镜顶部的形状成为放射状棱镜，因此，在光学元件中的中心轴附近，能够可靠地使来自光源的光反射，从而使得该来自光源的光不发生透射。

在本发明的光学元件中，能够使所述棱镜组的各棱镜顶部形成为从中心轴朝向外周连续地延伸。

由此，能够防止透射光的局部性的不均匀的发生。

在本发明的光学元件中，能够使所述各棱镜顶部的截面成为倒V字状。

由此，来自光源的光被截面为倒V字状的各棱镜顶部相同地反射。因此，在远离光学元件的中心轴的外周，能够使来自光源的光相同地折射。另外，即使在中心轴的附近，也能够使来自光源的光相同地反射，从而使该来自光源的光不发生透射。

另外，通过使截面为倒V字状，加工变得容易。其结果是，能够提供容易制作的光学元件。

在本发明的光学元件中，可以在所述平板的背面也具备所述棱镜组。

即，通过在平板的背面也具备本发明的棱镜组，能够对应于各棱镜顶部控制从光源向光学元件的背面入射的入射角。其结果是，能够通过平板的背面和正面的棱镜组中的各棱镜顶部的截面形状来调整从平板的正面射出的光的方向，因此能够扩大各棱镜顶部的截面形状的变形自由度。

在本发明的面光源装置中，能够设置成至少在所述光学元件的与所述点状光源相反的一侧的面上具备所述棱镜组。

即，与棱镜组存在于光学元件的与点状光源相同的一侧的情况相比，在与点状光源相反的一侧的面上具备棱镜组会使得能够实现均匀的面发光这一效果更大。

因此，通过至少在光学元件的与点状光源相反的一侧的面上具备棱镜组，能够提供具备下述这样的光学元件的面光源装置：能够在光源正下方式中将出射方向的距离保持得较小且能够实现均匀的面发光。

并且，本发明不限于上述的本实施方式，能够在权利要求所示的范围内进行各种变更，将在本实施方式中分别公开的技术手段适当地组合所得到的实施方式也包含在本发明的技术范围内。

产业上的可利用性

通过本发明的光学元件和面光源装置，能够实现均匀的面发光。因此，本发明的光学元件和面光源装置除了例如设置于电梯的照亮式按钮开关外，也可以在室内照明的平坦照明光源、或用于电视、电脑显示器、信息终端(PDA)、手机等的液晶显示器件或其类似物的背光灯中利用。

标号说明

1：照亮式按钮开关；

2：印刷基板；

2a：连接器；

3：基座部件；

3a：开口部；

3b：开口部；

4：弹簧；

5：连杆机构；

6：可动罩；

6c：开口部；

7：柱塞；

8：操作钮；

8a：透射板(扩散板)；

8b：周壁部；

10：开关主体；

11：按钮；

12：缓冲橡胶；

20：LED(点状光源)；

30：光学元件；

31：中心轴；

32：棱镜顶部；

32a：中心点；

40：面光源装置；

θ：涡卷角度。

Claims (7)

1.一种光学元件，其特征在于，

在平板的正面具备至少1个棱镜组，所述棱镜组是多个棱镜顶部分别从中心轴起朝向外周呈涡卷状延伸而形成的。

2.根据权利要求1所述的光学元件，其特征在于，

所述棱镜组的各棱镜顶部在从所述中心轴至半径方向上的第1距离为止的范围形成为朝向外周呈放射状直线延伸。

3.根据权利要求1或2所述的光学元件，其特征在于，

所述棱镜组的各棱镜顶部形成为从中心轴起朝向外周连续地延伸。

4.根据权利要求1～3中的任意一项所述的光学元件，其特征在于，

所述各棱镜顶部的截面为倒V字状。

5.根据权利要求1～4中的任意一项所述的光学元件，其特征在于，

在所述平板的背面也具备所述棱镜组。

6.一种面光源装置，其特征在于，

在所述面光源装置中依次配置有：

扩散板；

权利要求1～5中的任意一项所述的光学元件；以及

在所述光学元件的中心轴的延长线上设置的点状光源。

7.根据权利要求6所述的面光源装置，其特征在于，

至少在所述光学元件的与所述点状光源相反的一侧的面上具备所述棱镜组。