WO2014196048A1 - 光学レンズ、光学モジュール、バックライト組立体及び表示装置 - Google Patents

光学レンズ、光学モジュール、バックライト組立体及び表示装置 Download PDF

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WO2014196048A1
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optical
light
sub
incident surface
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一廣 村松
秀樹 大柴
晃由 若藤
広司 藤森
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クイックディール・リミテッド
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    • F21Y2115/10—Light-emitting diodes [LED]
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    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/1336—Illuminating devices
    • G02F1/133602—Direct backlight
    • G02F1/133603—Direct backlight with LEDs

Definitions

  • the present invention relates to an optical lens, an optical module, a backlight assembly, and a display device.
  • a liquid crystal display is known as a kind of display device.
  • a liquid crystal display device is a device that displays an image using a liquid crystal substance, and can be made thinner and lighter and consumes less power than a CRT display device that has been widely used in the past. In recent years, it has been rapidly spreading.
  • the liquid crystal material (or the liquid crystal panel using the liquid crystal material) itself does not emit light, so that a separate light source for supplying light is required.
  • Many liquid crystal display devices currently in use use fluorescent lamp-type light sources, but light-emitting diode (LED) -type light sources are increasingly used in order to achieve even lower power consumption. .
  • a light source of a light emitting diode system is called a uniform diffusion surface light source, and emits light with a so-called Lambertian light distribution. Therefore, when used as a light source as it is, it is necessary per unit area of a liquid crystal display device due to the narrow illumination range. The number of light sources increases.
  • FIG. 24 is a cross-sectional view for explaining a conventional optical lens 910.
  • Reference numeral 900 denotes an optical module including a light source 920 made of a light emitting diode and an optical lens 910.
  • the conventional optical lens 910 is an optical lens that expands the illumination range of light emitted from the light source 920 by using the optical lens 910 disposed on the emission side of the light source 920. Having a concave shape surrounding the light source 920 when the light source 920 is disposed on the light emission side of the light source 920, and an incident surface 912 having a predetermined first outer diameter, and a second having a convex shape and larger than the first outer diameter.
  • An exit surface 914 having an outer diameter and a bottom surface 916 positioned between the outer peripheral end of the incident surface 912 and the outer peripheral end of the exit surface 914 are provided.
  • the bottom surface 916 includes a first flat surface portion 917 that abuts on a light source base 922 that supplies power to the light source 920 and a second flat surface portion 918 that is one step lower than the first flat surface portion 917.
  • the light emitted from the light source 920 is refracted by the incident surface 912 and the emission surface 914, and the illumination range is expanded as compared with the case where the light is emitted from the light source 920.
  • the light illumination range can be expanded and the number of light sources required per unit area can be reduced as compared with the case where a light source (particularly a light source composed of a light emitting diode) is used as it is. It becomes.
  • the conventional optical lens such as the optical lens 910
  • the optical module when used as described above, light is incident nonuniformly on the optical element in the subsequent stage (specifically, In this case, a large amount of light is incident on a ring-shaped narrow region centered on the optical axis (see, for example, a comparative example to be described later and FIG. 16), an optical element in the subsequent stage (in the case of a liquid crystal display device, a light source)
  • a light guide member that guides light from the light source
  • a diffusion member that diffuses light from the light source.
  • the present invention has been made to solve the above-described problems.
  • an optical module When an optical module is used, it is possible to supply light with higher uniformity to the optical element at the subsequent stage than a conventional optical lens. It is an object to provide a simple optical lens. It is another object of the present invention to provide an optical module including the optical lens of the present invention and capable of supplying light with higher uniformity to a subsequent optical element than a conventional optical module. It is another object of the present invention to provide a backlight assembly that includes the optical module of the present invention and can supply high-quality light. It is another object of the present invention to provide a display device that includes the backlight assembly of the present invention and can display a beautiful image using high-quality light.
  • the inventors of the present invention have made extensive studies on the problem that light is incident unevenly on the optical elements in the subsequent stage in the conventional optical lens. As a result, light is incident on an angle (see reference numeral 919 in FIG. 24) that exists at the boundary portion between the incident surface and the bottom surface of the optical lens, and the light incident on the angle is a specific area ( The inventors have found that a large amount of light incident on a ring-shaped narrow region centered on the optical axis is the cause of the above problem (for details, refer to a comparative example described later).
  • the present invention has been made on the basis of the above findings, and comprises the following elements.
  • the optical lens of the present invention is an optical lens that expands an illumination range of light emitted from the light source by being used in a state of being arranged on the light emission side of the light source, and the optical lens is emitted from the light source.
  • An incident surface having a concave shape surrounding the light source when disposed on the side and having a predetermined first outer diameter D1, and an emission surface having a second outer diameter D2 larger than the first outer diameter D1
  • a bottom surface located in a region between an outer peripheral end of the incident surface and an outer peripheral end of the exit surface, and a sub-incident surface that smoothly connects the incident surface and the bottom surface.
  • the optical lens of the present invention since the sub-incident surface that smoothly connects the incident surface and the bottom surface is provided, the corner of the boundary portion between the incident surface and the bottom surface of the optical lens is eliminated, and the incident surface and the bottom surface of the optical lens are removed.
  • the corner of the boundary portion between the incident surface and the bottom surface of the optical lens is eliminated, and the incident surface and the bottom surface of the optical lens are removed.
  • the optical lens of the present invention when the optical lens is disposed on the light exit side of the light source, the optical lens has a concave shape that surrounds the light source and has a predetermined first outer diameter D1, and the first outer surface. And an emission surface having a second outer diameter D2 larger than the diameter, the illumination range of the light emitted from the light source is expanded, and the number of light sources required per unit area is reduced as in the case of the conventional optical lens. It becomes possible.
  • the change in shape from the conventional optical lens is relatively small, and it is not necessary to increase the size of the optical lens. This can be used particularly effectively when the range is further expanded to further reduce the number of light sources required per unit area.
  • the “concave shape” may be a concave shape as a whole.
  • the shape is preferably a continuous curved surface, but may be a shape including a plane, a protrusion, a dent, etc. in a part (particularly in the vicinity of the optical axis).
  • the region where the bottom surface is located is a region including from the outer peripheral end of the incident surface to the outer peripheral end of the exit surface on the surface of the optical lens.
  • “Smoothly connecting the incident surface and the bottom surface” means that the boundary between the incident surface and the sub incident surface, the sub incident surface itself, and the boundary between the sub incident surface and the bottom surface are all smooth. From a different point of view, there are no corners or steps on the boundary between the incident surface and the sub incident surface, the sub incident surface itself, and the boundary between the sub incident surface and the bottom surface. If the target surface for determining whether or not the connection is smooth is a rough surface, the above determination is made assuming that the surface is not a rough surface but a smooth surface. This is because, in designing an optical lens, whether or not a certain surface is a rough surface is usually studied after determining the main surface shape.
  • a sub-incidence surface may consist of a curved surface which has a single curvature radius, and the composite curved surface which combined the curved surface from which a curvature radius differs, or a free curved surface ( It may also be a curved surface with a gradually changing radius of curvature.) Or a surface combining a curved surface and a flat surface.
  • the above-described present invention can be suitably applied to both the case of using an exit surface having a convex shape and the case of using an exit surface having a concave shape in an optical lens.
  • the “convex shape” mentioned above may be a convex shape as a whole, and is preferably a shape consisting of a continuous curved surface, but a shape including a plane, a protrusion, a dent, etc. in part (particularly near the optical axis). It may be.
  • the curvature radius of the portion with the smallest curvature radius on the sub-incident surface is in the range of 0.05 mm to 1.00 mm.
  • the minimum radius of curvature hereinafter sometimes referred to as the minimum radius of curvature
  • the curvature of the sub-incident surface is too large to sufficiently disperse incident light.
  • the sub-incidence surface becomes too large, so that the area of the incident surface cannot be taken sufficiently, and it may be difficult to sufficiently expand the illumination range.
  • the optical lens of the present invention by adopting the configuration as described above, it is possible to sufficiently disperse incident light and sufficiently expand the illumination range.
  • the minimum radius of curvature is larger than 1.00 mm, more light is incident on the sub-incident surface rather than the incident surface, so that light is refracted on the exit surface. May not be successful and it may be difficult to provide highly uniform light. Also from the above viewpoint, it is preferable that the minimum curvature radius is smaller than 1.00 mm.
  • the radius of curvature of the portion having the smallest radius of curvature on the sub-incident surface is in the range of 0.20 mm to 0.50 mm. More preferably, it is within the range of 0.30 mm to 0.40 mm (see Examples described later).
  • Minimum curvature radius is measured based on a plan view of the sub-incident surface as a cross section including the optical axis of the optical lens.
  • the length L1 of the sub-incident surface along the optical axis of the optical lens and the length L2 of the incident surface along the optical axis of the optical lens are expressed as follows: It is preferable that “0.04 ⁇ L1 ⁇ L2 ⁇ 0.12” is satisfied.
  • the curvature of the sub-incident surface may be too large to disperse incident light sufficiently, and if “L1 ⁇ L2> 0.12”, the sub-incident In some cases, the surface becomes too large to take a sufficient area of the incident surface, and it is difficult to sufficiently expand the illumination range.
  • the optical lens of the present invention by adopting the configuration as described above, it is possible to sufficiently disperse incident light and sufficiently expand the illumination range.
  • the first outer diameter D1 and the third outer diameter D3, which is the outer diameter of the sub-incident surface are expressed by the formula “0.70 ⁇ D1 ⁇ D3 ⁇ 0.95”. It is preferable to satisfy.
  • the curvature of the secondary incident surface may be too large to sufficiently disperse the incident light. If “0.70> D1 ⁇ D3”, the secondary incident may occur. In some cases, the surface becomes too large to take a sufficient area of the incident surface, and it is difficult to sufficiently expand the illumination range.
  • the optical lens of the present invention by adopting the configuration as described above, it is possible to sufficiently disperse incident light and sufficiently expand the illumination range.
  • the radius of curvature R of the portion with the smallest radius of curvature on the sub-incident surface and the second outer diameter D2 are expressed by the equation “0.01 ⁇ R ⁇ D2 ⁇ 0.10. "Is preferably satisfied.
  • the curvature of the sub-incident surface may be too large to sufficiently disperse incident light. If R ⁇ D2> 0.10, the sub-incident surface is not sufficient. In some cases, it becomes too large to take a sufficient area of the incident surface, and it is difficult to sufficiently expand the illumination range.
  • the optical lens of the present invention by adopting the configuration as described above, it is possible to sufficiently disperse incident light and sufficiently expand the illumination range.
  • the sub-incident surface is a smooth surface.
  • “Smooth surface” follows common general technical knowledge in the field and purpose of using optical lenses. For example, in the case of an optical lens used with a light emitting diode, a surface having an average surface roughness of 50 ⁇ m or less can be a smooth surface.
  • the sub incident surface when viewed along a direction parallel to the optical axis of the optical lens, is closer to the exit surface than the boundary line between the sub incident surface and the bottom surface. It is preferable that it exists in.
  • the sub-incident surface does not protrude toward the light source side, and an optical lens that can be easily used as an optical module can be obtained.
  • the exit surface has a convex shape, and is a direction parallel to the optical axis of the optical lens, the direction from the exit surface toward the entrance surface being a first direction.
  • the bottom surface has an inclined portion that inclines toward the first direction as the distance from the optical axis of the optical lens increases.
  • the inventors of the present invention have made extensive studies as described above, and the light reflected without being emitted from the exit surface is further reflected on the bottom surface. The knowledge that it becomes a cause of light entering into a narrow region of was obtained. Then, further research was repeated and the structure for solving the said problem was invented.
  • the bottom surface has an inclined portion that inclines toward the first direction as it moves away from the optical axis of the optical lens, so that the light reflected by the exit surface is centered on the optical axis.
  • the spatial distance is 30 mm or more. I need it.
  • the research of the inventors of the present invention when including the invention of [8] above, it is possible to reduce the spatial distance to 15 mm or less even if the arrangement of the optical modules is the same. It turns out that there is.
  • the bottom surface further includes a plane portion formed of a plane perpendicular to the optical axis of the optical lens, and the plane portion is in contact with an outer peripheral end of the sub incident surface.
  • the inclined part is preferably located on the outer peripheral side of the flat part.
  • the inclined portion is positioned on the outer peripheral side where it is considered that a relatively large amount of light reflected by the exit surface arrives. Even if the ratio occupied by is relatively small, it is possible to alleviate the concentration of light reflected by the exit surface in a ring-shaped narrow region centered on the optical axis.
  • the inclined portion is in contact with the outer peripheral end of the sub-incident surface and in contact with the outer peripheral end of the exit surface.
  • the bottom surface further includes a first flat surface portion and a second flat surface portion which are planes perpendicular to the optical axis of the optical lens, and the first flat surface portion is The second flat surface portion is in contact with the outer peripheral edge of the sub-incidence surface, the second flat surface portion is in contact with the outer peripheral edge of the emission surface, and the inclined portion is located between the first flat surface portion and the second flat surface portion.
  • the inclined portion is positioned on the outer peripheral side where it is considered that a relatively large amount of reflected light reflected by the exit surface arrives, and the outermost periphery of the bottom surface is a second flat surface. Since it is a flat part, when it is an optical module, the light reflected by the exit surface is concentrated in a ring-shaped narrow area centering on the optical axis, making it easy to install the optical lens on a circuit board or the like. It is possible to alleviate this.
  • the term “in contact with the outer peripheral edge of the sub-incident surface” for the flat portion, the first flat portion, and the inclined portion described in the above [9] to [11] means that each portion and the outer peripheral end of the incident surface. Is in contact.
  • each portion and the outer peripheral edge of the injection surface are completely in contact, but also each portion and the outer peripheral edge of the injection surface. This includes cases where they are substantially in contact (for example, where each part is in contact with the outer peripheral edge of the exit surface through a step or the like that does not have an optical effect).
  • the inclined portion and the surface in contact with the inclined portion are smoothly connected. Since light emitted from the light source may enter the boundary between the inclined portion and the surface in contact with the inclined portion, the light reflected from the emission surface is centered on the optical axis by adopting the above configuration. It is possible to further alleviate the concentration in a narrow ring-shaped region.
  • the entrance surface, the exit surface, the sub-incidence surface, and the inclined portion have a rotationally symmetric shape, and in a predetermined plane including the optical axis of the optical lens,
  • the surface of the inclined portion is preferably composed of a straight line.
  • “having a rotationally symmetric shape” means that the optical surface through which light passes is designed with reference to the rotationally symmetric shape, and that the entire optical surface is not necessarily completely rotationally symmetric. It doesn't mean that.
  • the surface of the inclined portion is a straight line may be that the surface of the inclined portion as a whole is a straight line (when viewed in cross section). For example, even when a minute rough surface processing or the like is performed on the inclined portion, the case where the inclined portion is a straight line when the rough surface processing is not performed is included in the scope of the present invention.
  • an inclination angle of the inclined portion is in a range of 5 ° to 30 ° with respect to a plane perpendicular to the optical axis of the optical lens.
  • the inclination angle is within the range of 5 ° to 30 ° with respect to the virtual plane. This is because the light is sufficiently concentrated on a specific area when the inclination angle is smaller than 5 °. This is because, when the inclination angle is larger than 30 °, it may be difficult to sufficiently increase the area ratio of the inclined portion when viewed from above. Even when the inclination angle is large, it is possible to increase the area ratio of the inclined portion when viewed from above by increasing the area of the inclined portion itself. However, in this case, the thickness of the optical lens also increases. When an optical lens is used for a display device, if the thickness of the optical lens is increased, the thickness of the display device must be increased. Therefore, the inclination angle is preferably 30 ° or less.
  • the incident surface is a rotationally symmetric aspherical surface.
  • Such a configuration makes it possible to spread light in a rotationally symmetric manner with respect to the optical axis.
  • the incident surface when the cross section of the incident surface is viewed as a curve on a predetermined plane including the optical axis of the optical lens, the incident surface has an inclination of a tangent to the curve only at a point overlapping the optical axis. It is preferable to have a shape that becomes zero.
  • the incident surface when the cross section of the incident surface is viewed as a curve on a predetermined plane including the optical axis of the optical lens, the incident surface is tangent to the optical axis and the optical axis at any location. Are preferably not parallel to each other.
  • the exit surface is a rotationally symmetric aspherical surface.
  • Such a configuration makes it possible to spread light in a rotationally symmetric manner with respect to the optical axis.
  • the exit surface when the cross section of the exit surface is viewed as a curve on a predetermined plane including the optical axis of the optical lens, the exit surface has a slope of a tangent to the curve only at a point overlapping the optical axis. It is preferable to have a shape that becomes zero.
  • the exit surface when the cross section of the exit surface is viewed as a curve on a predetermined plane including the optical axis of the optical lens, the exit surface is tangent to the optical axis and the optical axis at any location. Are preferably not parallel to each other.
  • the surface of the inclined portion is a rough surface.
  • the optical module of the present invention includes a light source that emits light and the optical lens of the present invention.
  • the optical lens of the present invention since the optical lens of the present invention is provided, it becomes possible to supply light with higher uniformity to the optical element in the subsequent stage than the optical module using the conventional optical lens. .
  • the light source is preferably a light emitting diode.
  • the optical lens of the present invention is an optical lens suitable for use with a light source composed of a light emitting diode, in such a case, light with higher uniformity can be supplied.
  • a backlight assembly of the present invention is a circuit board and an optical module disposed on the circuit board, and includes the optical module of the present invention.
  • the optical module of the present invention since the optical module of the present invention is provided, it is possible to supply light of good quality.
  • a display device of the present invention includes the backlight assembly of the present invention and a display panel that displays an image using light supplied from the backlight assembly.
  • the backlight assembly of the present invention since the backlight assembly of the present invention is provided, it is possible to display a beautiful image using high-quality light.
  • FIG. 3 is a perspective view illustrating the backlight assembly 300 according to Embodiment 1.
  • FIG. 3 is an exploded perspective view for explaining the display device 1000 according to the first embodiment. It is a figure shown in order to demonstrate the optical lens 30 which concerns on Embodiment 2.
  • FIG. It is a figure shown in order to demonstrate the optical module 202 which concerns on Embodiment 2.
  • FIG. It is a figure shown in order to demonstrate the optical lens 40 which concerns on Embodiment 3.
  • FIG. It is a figure shown in order to demonstrate the optical lens 50 which concerns on Embodiment 4.
  • FIG. It is a figure shown in order to demonstrate the optical lens 60 which concerns on Embodiment 5.
  • FIG. It is a figure shown in order to demonstrate the optical lens 70 which concerns on Embodiment 6.
  • FIG. It is a figure shown in order to demonstrate the optical lens 80 which concerns on Embodiment 7.
  • FIG. It is a figure shown in order to demonstrate the optical lens 90 which concerns on Embodiment 8.
  • FIG. It is a figure shown in order to demonstrate the optical lens 100 which concerns on Embodiment 9.
  • FIG. It is a figure shown in order to demonstrate the simulation method in a comparative example and Examples 1-5.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining the illuminance distribution of light by the optical lens 120 according to the first embodiment.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining the illuminance distribution of light by the optical lens 130 according to Example 2. It is a figure shown in order to demonstrate the illumination intensity distribution of the light by the optical lens 140 which concerns on Example 3.
  • FIG. It is a figure shown in order to demonstrate the illumination intensity distribution of the light by the optical lens 150 which concerns on Example 4.
  • FIG. It is a figure shown in order to demonstrate the illumination distribution of the light by the optical lens 160 which concerns on Example 5.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining the illuminance distribution of light by the optical lens 120 according to the first embodiment.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining the illuminance distribution of light by the optical lens 130 according to Example 2. It is a figure shown in order to demonstrate the illumination intensity distribution of the light by the optical lens 140 which concerns on Example 3.
  • FIG. It is a figure shown in order to demonstrate the illumination intensity distribution of the light by the optical lens
  • FIG. 1 The figure which expands and shows the sub-incidence surface 178 in the optical lens 170 (the whole is not shown) which concerns on the modification 1.
  • FIG. 1 The figure which expands and shows the sub-incidence surface 188 in the optical lens 180 (the whole is not shown) which concerns on the modification 2.
  • FIG. It is sectional drawing shown in order to demonstrate the conventional optical lens 910.
  • FIG. 1 is a diagram for explaining symbols and the like.
  • FIG. 1A is a cross-sectional view showing the entire optical lens 1
  • FIG. 1B is a cross-sectional view showing the incident surface 2 and the sub-incident surface 8 extracted from the optical lens 1. Note that the shape of the optical lens 1 shown in FIG.
  • the dimension indicated by reference sign D1 is the first outer diameter
  • the dimension indicated by reference sign D2 is the second outer diameter
  • the dimension indicated by reference sign D3 is the third outer diameter
  • the dimension indicated by reference numeral L1 is the length L1 of the sub-incident surface 8 along the optical axis ax of the optical lens 1
  • the dimension indicated by reference numeral L2 is incident along the optical axis ax of the optical lens 1.
  • the length of the surface 2 is L2.
  • reference numeral B1 indicates a boundary between the incident surface 2 and the sub incident surface 8
  • reference numeral B2 indicates a boundary between the sub incident surface 8 and the bottom surface 4.
  • FIG. 2 is a diagram for explaining the optical lens 10 according to the first embodiment.
  • 2A is a perspective view of the optical lens 10
  • FIG. 2B is a cross-sectional view of the optical lens 10
  • FIG. 2C is a portion A (sub-incident surface 18) in FIG. 2B. It is a figure which expands and shows the vicinity.
  • FIG. 2 (a) a contour line that cannot be directly seen is indicated by a broken line.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining the optical module 200 according to the first embodiment.
  • FIG. 3A is an exploded perspective view of the optical module 200
  • FIG. 3B is a cross-sectional view of the optical module 200.
  • the arrows in FIG. 3 simply represent the path of light incident on the sub-incident surface.
  • reference numeral 310 denotes a circuit board of the backlight assembly 300 described later, and is not a component of the optical module 200.
  • FIG. 4 is a perspective view for explaining the backlight assembly 300 according to the first embodiment.
  • FIG. 5 is an exploded perspective view for explaining the display device 1000 according to the first embodiment.
  • the optical lens 10 is an optical lens that expands the illumination range of light emitted from the light source 20 by using the optical lens 10 arranged on the emission side of the light source 20 (described later).
  • the optical lens includes a leg 11, an incident surface 12, an exit surface 13, a bottom surface 14, a sub-incident surface 18, and an outer peripheral surface 19.
  • the optical lens 10 is made of, for example, an acrylic resin.
  • the optical lens of the present invention may be made of a material other than acrylic resin (for example, polycarbonate resin, epoxy resin, optical glass, etc.).
  • the diameter of the optical lens 10 is 15.50 mm, the thickness including the leg portion 11 is 5.10 mm, and the thickness excluding the leg portion is 4.90 mm.
  • the legs 11 are for fixing the optical lens 10 to the circuit board 310. There are a total of three legs 11 and the diameters are all 1.00 mm.
  • the incident surface 12 has a concave shape that surrounds the light source 20 when the optical lens 10 is disposed on the emission side of the light source 20, and has a predetermined first outer diameter D1 (see FIG. 2B). In the first embodiment, the first outer diameter D1 is 3.51 mm.
  • the incident surface 12 is composed of a rotationally symmetric aspherical surface.
  • the incident surface 12 when the cross section of the incident surface 12 is viewed as a curve in a predetermined plane including the optical axis ax of the optical lens 10, the incident surface 12 has a tangent slope of 0 in the curve only at a point overlapping the optical axis ax.
  • the shape is as follows. Further, when viewed from the same point of view, the tangent to the curved line and the optical axis ax of the incident surface 12 are not parallel in any part.
  • the injection surface 13 has a second outer diameter D2 that is larger than the first outer diameter D1.
  • the second outer diameter D2 is 15.00 mm.
  • the exit surface 13 has a convex shape and is composed of a rotationally symmetric aspherical surface.
  • the exit surface 13 has a tangent slope of 0 in the curve only at a point overlapping the optical axis ax.
  • the shape is as follows. Moreover, when viewed from the same viewpoint, the tangent to the curved line and the optical axis ax are not parallel to each other on the exit surface 13 at any location.
  • the bottom surface 14 is located in a region from the outer peripheral end of the incident surface 12 to the outer peripheral end of the exit surface 13.
  • the bottom surface 14 includes a first plane portion 15 and a second plane portion 16 that are planes perpendicular to the optical axis ax of the optical lens 10.
  • the first flat surface portion 15 is in direct contact with the outer peripheral end of the sub incident surface 18, and the second flat surface portion 16 is in contact with the outer peripheral end of the exit surface 13.
  • the first flat surface portion 15 and the second flat surface portion 16 have rough surfaces (satin surface in the optical lens 10).
  • the average depth in the range up to a diameter of 6.00 mm of the first plane portion 15, the average depth is 84 ⁇ m to 89 ⁇ m, the minimum required draft is 9.5 °, and the diameter of the first plane portion 15 is 6.
  • the average depth In the range of 00 mm to 14.00 mm, the average depth is 8 ⁇ m to 12 ⁇ m and the minimum required draft is 2 °.
  • the average depth In the second flat portion 16, the average depth is 9 ⁇ m to 12 ⁇ m and the minimum required draft is 1.5 °.
  • the satin treatment is done.
  • the sub incident surface 18 smoothly connects the incident surface 12 and the bottom surface 14.
  • the sub-incident surface 18 is a rotationally symmetric curved surface having a single radius of curvature.
  • the sub incident surface 18 is a smooth surface. Further, when viewed along a direction parallel to the optical axis ax of the optical lens 10, the sub incident surface 18 is based on a boundary line between the sub incident surface 18 and the bottom surface 14 (the first flat surface portion 15 in the first embodiment). Is also on the exit surface 13 side.
  • the radius of curvature (minimum curvature radius) R of the portion with the smallest curvature radius on the sub-incidence surface 18 is in the range of 0.10 mm to 1.00 mm. In the first embodiment, the minimum radius of curvature R is 0.30 mm.
  • the length L1 of the sub-incident surface 18 along the optical axis ax of the optical lens 10 and the length L2 of the incident surface 12 along the optical axis of the optical lens are expressed by the equation “0. 04 ⁇ L1 ⁇ L2 ⁇ 0.12 ”is satisfied.
  • the length L1 of the sub incident surface 18 is 0.23 mm
  • the length L2 of the incident surface 12 is 3.27 mm.
  • the value of “L1 ⁇ L2” is about 0.07.
  • the first outer diameter D1 is 3.51 mm
  • the third outer diameter D3 is 3.90 mm.
  • the value of “D1 ⁇ D3” is about 0.9.
  • the radius of curvature (minimum curvature radius) R of the portion with the smallest curvature radius on the sub-incident surface 18 and the second outer diameter D2 are expressed by the equation “0.01 ⁇ R ⁇ D2 ⁇ 0. 10 "is satisfied.
  • the minimum curvature radius R is 0.30 mm
  • the second outer diameter D2 is 15.5 mm.
  • the value of “R ⁇ D2” is about 0.19.
  • each surface which comprises the entrance plane 12, the exit surface 13, the bottom face 14, and the sub entrance plane 18 can be determined by computer simulation, for example.
  • the outer peripheral surface 19 is a curved surface provided between the outer peripheral end of the injection surface 13 and the outer peripheral end of the bottom surface 14 (second flat portion 16).
  • the optical module 200 includes a light source 20 that emits light and the optical lens 10 according to the first embodiment.
  • the distance in the direction along the optical axis ax from the upper end of the light source 20 to the first plane portion 15 can be set to 0.10 mm, for example.
  • the light source 20 is composed of a white light emitting diode. Although the detailed description is omitted, the light source 20 is formed by sealing a light emitting portion disposed on the light source base 22 with a resin containing a phosphor.
  • each optical lens after the second embodiment described later is also designed to correspond to the light source 20 described above, similarly to the optical lens 10 according to the first embodiment.
  • the backlight assembly 300 includes a circuit board 310 and an optical module 200 disposed on the circuit board 310.
  • the arrangement shape, arrangement interval, number, and the like of the optical module 200 can be arbitrarily determined according to the scale of the backlight assembly (or the scale of the display device using the backlight assembly).
  • the arrangement interval of the optical modules 200 is 35 mm to 50 mm
  • the arrangement shape is a rectangular shape of 26 rows and 15 columns
  • the number is 390. 4 and 5, the number of the optical modules 200 and the number of rows of the circuit board 310 are reduced.
  • the display device 1000 includes a backlight assembly 300, a light guide member 400 that guides light from the backlight assembly 300, and light from the light guide member 400.
  • a diffusing member 500 that diffuses and further increases the uniformity of light
  • a display panel 600 that displays an image using light supplied from the backlight assembly 300, and a top chassis 700 that covers other components.
  • the display panel 600 includes a display panel drive circuit 610 that drives the display panel 600.
  • the spatial distance in the display device 1000 is, for example, 10 mm to 27 mm. Note that since the configuration of the entire display device is widely known, in this specification, only optical-related components will be briefly described.
  • the optical lens 10 since the sub-incident surface 18 that smoothly connects the incident surface 12 and the bottom surface 14 is provided, the corner of the boundary portion between the incident surface and the bottom surface of the optical lens is eliminated, and the optical lens 10 is optical.
  • the light is concentrated in a specific area (ring-shaped narrow area centered on the optical axis) of the optical elements in the subsequent stage. It is possible to suppress the incidence, and as a result, when an optical module is formed, light with higher uniformity can be supplied to the optical element at the subsequent stage than the conventional optical lens.
  • the optical lens 10 since the incident surface 12 and the exit surface 13 are provided, the illumination range of light emitted from the light source is expanded and the unit area is the same as in the conventional optical lens. It is possible to reduce the number of light sources required for the operation.
  • the shape change from the conventional optical lens is relatively small, and it is not necessary to increase the size of the optical lens. This is particularly useful when the illumination range of light is further expanded to further reduce the number of light sources required per unit area.
  • the minimum radius of curvature R is in the range of 0.05 mm to 1.00 mm, the incident light is sufficiently dispersed and the illumination range is sufficiently expanded. It becomes possible to do.
  • the length L1 of the secondary incident surface 18 along the optical axis ax of the optical lens 10 and the length of the incident surface 12 along the optical axis ax of the optical lens 10 are described. Since L2 satisfies the mathematical expression “0.04 ⁇ L1 ⁇ L2 ⁇ 0.12,” it is possible to sufficiently disperse the incident light and sufficiently expand the illumination range.
  • the first outer diameter D1 and the third outer diameter D3 that is the outer diameter of the sub incident surface 18 are expressed by the equation “0.70 ⁇ D1 ⁇ D3 ⁇ 0. 95 ”is satisfied, the incident light can be sufficiently dispersed and the illumination range can be sufficiently expanded.
  • the minimum curvature radius R and the second outer diameter D2 satisfy the mathematical expression “0.01 ⁇ R ⁇ D2 ⁇ 0.10”. It is possible to sufficiently disperse and sufficiently expand the illumination range.
  • the sub-incident surface 18 is a smooth surface, so that the sub-incident surface has substantially corners or steps (for example, fine irregularities generated when a rough surface is used). It is possible to prevent the occurrence of light and to supply light with higher uniformity to the optical element in the subsequent stage when the optical module is formed.
  • the secondary incident surface 18 when viewed along the direction parallel to the optical axis ax of the optical lens 10, the secondary incident surface 18 is more than the boundary line between the secondary incident surface 18 and the bottom surface 14. Since it is on the exit surface 13 side, when an optical module is used, the sub-incident surface does not protrude to the light source side, and an optical lens that can be easily used as an optical module can be obtained.
  • the incident surface 12 is formed of a rotationally symmetric aspherical surface, it is possible to spread light in a rotationally symmetrical manner with respect to the optical axis.
  • the exit surface 13 is composed of a rotationally symmetric aspherical surface, it is possible to spread light in a rotationally symmetrical manner with respect to the optical axis.
  • the optical module 200 according to the first embodiment includes the optical lens 10 according to the first embodiment, the optical module 200 according to the first embodiment supplies light with higher uniformity than the optical module using the conventional optical lens to the subsequent optical element. Is possible.
  • the light source 20 is made of a light emitting diode, it is possible to achieve further reduction in power consumption.
  • the optical lens 10 according to the first embodiment is an optical lens suitable for use with a light source composed of a light-emitting diode, and therefore can supply light with higher uniformity. It becomes possible.
  • the backlight assembly 300 according to the first embodiment includes the optical module 200 according to the first embodiment, it is possible to supply high-quality light.
  • the display device 1000 according to the first embodiment includes the backlight assembly 300 according to the first embodiment, it is possible to display a beautiful image using high-quality light.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining the optical lens 30 according to the second embodiment.
  • 6A is a perspective view of the optical lens 30, and
  • FIG. 6B is a cross-sectional view of the optical lens 30.
  • FIG. 7 is a view for explaining the optical module 202 according to the second embodiment. .
  • FIG. 7A is an exploded perspective view of the optical module 202
  • FIG. 7B is a cross-sectional view of the optical module 202.
  • the arrows in FIG. 7 simply represent the path followed by the light reflected by the exit surface.
  • 7B is a circuit board of the backlight assembly 302 (not shown), and is not a component of the optical module 202.
  • the optical lens 30 according to the second embodiment basically has the same configuration as that of the optical lens 10 according to the first embodiment, except that the bottom surface has an inclined portion in the case of the optical lens 10 according to the first embodiment.
  • the components having the same configuration as the optical lens 10 according to the first embodiment are the same as those in the first embodiment. Reference numerals are given, and descriptions in the following text are omitted.
  • the optical lens 30 is an optical lens including a leg portion 11, an incident surface 12, an exit surface 13, a bottom surface 34, and a sub incident surface 18.
  • the bottom surface 34 has a first plane part 35, an inclined part 36 and a second plane part 37.
  • the first flat surface portion 35, the inclined portion 36, and the second flat surface portion 37 are rough surfaces (satin texture in the optical lens 30), and although the detailed illustration is omitted, the diameter of the first flat surface portion 35 is 6.00 mm.
  • the average depth is 84 ⁇ m to 89 ⁇ m, the minimum required draft is 9.5 °, and the average depth is 8 ⁇ m to 14.00 mm in the range of the first flat portion 35 having a diameter of 6.00 mm to 14.00 mm.
  • the satin treatment is performed at 12 ⁇ m with a minimum required draft of 2 °, and with respect to the inclined portion 36 and the second plane portion 37 with an average depth of 9 ⁇ m to 12 ⁇ m and a minimum required draft of 1.5 °.
  • the first plane portion 35 is a plane perpendicular to the optical axis of the optical lens 10 and is in contact with the outer peripheral end of the sub incident surface 18.
  • the first planar portion 35 has an inner diameter of 3.90 mm and an outer diameter of 12.00 mm when viewed as an annular region centered on the optical axis.
  • the second plane portion 37 is a plane perpendicular to the optical axis of the optical lens 10 and is in contact with the outer peripheral end of the exit surface 13. When viewed as an annular region centered on the optical axis, the second planar portion 37 has an inner diameter of 14.00 mm and an outer diameter of 15.50 mm.
  • the inclined portion 36 is in a direction parallel to the optical axis ax of the optical lens 10, and when the direction from the exit surface 13 toward the entrance surface 12 is a first direction, the inclined portion 36 becomes first as the distance from the optical axis ax of the optical lens 10 increases. Inclined toward the direction.
  • the inclined part 36 is located between the first flat part 35 and the second flat part 37.
  • the surface (1st plane part 35 and 2nd plane part 37) which touches the inclination part 36 and the inclination part 36 is connected smoothly.
  • the inclined part 36 has an inner diameter of 12.00 mm and an outer diameter of 14.00 mm when viewed as an annular region centered on the optical axis. Moreover, the height of the inclined part 36 is 0.50 mm.
  • the inclined portion 36 is a straight line.
  • the inclination angle of the inclined portion 36 is in the range of 5 ° to 30 ° with respect to a plane perpendicular to the optical axis of the optical lens, and is, for example, about ° 26.6.
  • the shape of the inclined portion 36 can be determined by computer simulation, for example.
  • the optical module 202 according to the second embodiment has the same configuration as the optical module 200 according to the first embodiment except that an optical lens 30 is provided, and thus detailed description thereof is omitted.
  • the inclined portion 36 further reflects the light reflected by the exit surface 13.
  • the optical lens 30 according to the second embodiment is different from the optical lens 10 according to the first embodiment in that the bottom surface has an inclined portion, but the sub-incident surface smoothly connects the incident surface 12 and the bottom surface 34. Since the surface 18 is provided, similarly to the optical lens 10 according to the first embodiment, the light incident on the boundary portion between the incident surface and the bottom surface of the optical lens is eliminated by eliminating the corner of the boundary surface between the incident surface and the bottom surface of the optical lens. Is distributed outside and the light can be prevented from being incident on a specific area (ring-shaped narrow area centered on the optical axis) in the subsequent optical element. When the optical module is used, it is possible to supply light with higher uniformity to the optical element at the subsequent stage than the conventional optical lens.
  • the bottom surface 34 has the inclined portion 36 that is inclined toward the first direction side as it is away from the optical axis ax of the optical lens 10, and thus is reflected by the exit surface. It is possible to alleviate the concentration of light in a ring-shaped narrow region centered on the optical axis. As a result, when an optical module is used, it is more effective for the optical elements at the later stage than the conventional optical lens. Therefore, it becomes possible to supply light with higher uniformity.
  • the bottom surface 34 has the first flat surface portion 35 and the second flat surface portion 37, and the first flat surface portion 35 is in contact with the outer peripheral end of the sub incident surface 18, and Since the two plane portions 37 are in contact with the outer peripheral end of the exit surface 13 and the inclined portion 36 is located between the first plane portion 35 and the second plane portion 37, the reflected light reflected by the exit surface is compared.
  • the outermost periphery of the bottom surface is the second flat surface portion made of a flat surface, so when an optical module is used, it is easy to install an optical lens on a circuit board or the like In this way, it is possible to reduce the concentration of the light reflected by the exit surface in a narrow ring-shaped region centered on the optical axis.
  • the optical lens 30 according to the second embodiment since the inclined portion 36 and the surfaces in contact with the inclined portion (the first flat surface portion 35 and the second flat surface portion 37) are smoothly connected, they are reflected on the exit surface. It is possible to further alleviate the concentration of the emitted light in a ring-shaped narrow region centered on the optical axis.
  • the inclined portion 36 is a straight line on a predetermined plane including the optical axis ax of the optical lens 30, the inclined portion is inclined non-linearly.
  • the design and processing can be made simpler than the case, and the cost of the optical lens can be reduced.
  • the inclination angle of the inclined portion 36 is within a range of 5 ° to 30 ° with respect to a plane perpendicular to the optical axis ax of the optical lens 30, so that the light is specified. It is possible to sufficiently alleviate the concentration in the region, and the area ratio of the inclined portion when viewed from above can be made sufficiently wide.
  • the surface of the inclined portion 36 is a rough surface, light reflected by the inclined portion can be scattered.
  • the optical lens 30 according to the second embodiment has the same configuration as the optical lens 10 according to the first embodiment except that the bottom surface includes an inclined portion. Has the relevant effect as it is.
  • the optical module 202 according to the second embodiment is different from the optical module 200 according to the first embodiment in that the optical module 202 according to the second embodiment is provided, but the optical lens 30 according to the second embodiment is also an optical lens of the present invention. For this reason, similarly to the optical module 200 according to the first embodiment, it is possible to supply light with higher uniformity to the subsequent optical element than to the optical module using the conventional optical lens.
  • the optical module 202 according to the second embodiment includes the optical lens 30 that is the optical lens of the present invention, it has the corresponding effect as it is among the effects of the optical module 200 according to the first embodiment.
  • FIG. 8 is a diagram for explaining the optical lens 40 according to the third embodiment.
  • FIG. 9 is a diagram for explaining the optical lens 50 according to the fourth embodiment.
  • FIG. 10 is a diagram for explaining the optical lens 60 according to the fifth embodiment.
  • FIG. 11 is a diagram for explaining the optical lens 70 according to the sixth embodiment.
  • FIG. 12 is a diagram for explaining the optical lens 80 according to the seventh embodiment.
  • the optical lenses 40 to 80 according to the third to seventh embodiments basically have the same configuration as the optical lens 30 according to the second embodiment, but the configuration (parameters) of each surface is the optical lens 30 according to the second embodiment. It is different from the case of.
  • the optical lens 40 includes a leg portion 41, an incident surface 42, an exit surface 43, a bottom surface 44 (first flat portion 45, inclined portion 46, second inclined portion 47), and secondary incident.
  • the optical lens 50 includes a leg 51, an incident surface 52, an exit surface 53, a bottom surface 54 (a first flat portion 55, an inclined portion 56, a second inclined portion 57), and a secondary incident.
  • the optical lens 60 includes a leg portion 61, an incident surface 62, an exit surface 63, a bottom surface 64 (first flat portion 65, inclined portion 66, second inclined portion 67), and secondary incident.
  • the optical lens 70 includes a leg portion 71, an incident surface 72, an exit surface 73, a bottom surface 74 (first flat portion 75, inclined portion 76, second inclined portion 77), and secondary incident.
  • the optical lens 80 includes a leg portion 81, an incident surface 82, an exit surface 83, a bottom surface 84 (first flat portion 85, inclined portion 86, second inclined portion 87), and secondary incident.
  • An optical lens provided with a surface 88.
  • the points different from the optical lens 30 according to the second embodiment will be described in a table.
  • the unit of numerical values in items other than the tilt angle is “mm”, and the unit of numerical values in the tilt angle is “°”.
  • the minimum curvature radius R of each sub-incidence surface is all 0.30 mm, description is abbreviate
  • the optical lenses 40 to 80 according to the third to seventh embodiments do not include the outer peripheral surface referred to in the first and second embodiments, description thereof is also omitted.
  • Optical lens 40 50 60 Diameter 14.96 15.50 15.50 Thickness (including legs) 5.15 5.10 5.10 Thickness (excluding legs) 5.10 5.05 5.05 Leg diameter 1.00 1.00 1.00 First outer diameter D1 4.07 4.07 4.08 Second outer diameter D2 14.96 15.50 15.50 Third outer diameter D3 4.64 4.64 Length of sub-incident surface L1 0.21 0.21 0.20 Length of incident surface L2 3.29 3.29 3.30 Inner diameter of first plane part 4.20 4.21 4.22 Outer diameter of first plane portion 6.00 10.50 10.50 Inner diameter of inclined part 6.00 10.50 10.50 Outer diameter of inclined portion 12.76 13.30 13.30 Inner diameter of second plane portion 12.76 13.30 13.30 Outer diameter of the second planar portion 14.96 15.50 15.50 Height of inclined part 0.50 0.50 0.50 Tilt angle 8.4 20.0 20.0
  • Optical lens 70 80 Diameter 15.50 19.70 Thickness (including legs) 5.10 5.70 Thickness (excluding legs) 5.05 5.62 Leg diameter 1.00 1.67 First outer diameter D1 4.25 2.78 Second outer diameter D2 15.50 19.70 Third outer diameter D3 4.81 3.37 Sub-incident surface length L1 0.19 0.25 Length L2 of incident surface 3.31 3.85 Inner diameter of first plane portion 4.40 2.86 Outer diameter of the first flat portion 10.50 12.55 Inner diameter of inclined part 10.50 12.55 Outer diameter of inclined portion 13.30 18.70 Inner diameter of second plane portion 13.30 18.70 Outer diameter of second flat portion 15.50 19.70 Inclined part height 0.50 0.90 Tilt angle 20.0 14.9
  • the bottom surfaces of the optical lenses 40 to 70 according to the third to sixth embodiments are rough surfaces like the bottom surface 34 of the second embodiment, and are satin-finished.
  • the bottom surface 84 of the optical lens 80 according to Embodiment 7 is a smooth surface.
  • optical lens 30 according to the third to sixth embodiments has the same configuration as that of the optical lens 30 according to the second embodiment except for the configuration (parameters) of each surface, among the effects of the optical lens 30 according to the second embodiment. Has the relevant effect as it is.
  • FIG. 13 is a diagram for explaining the optical lens 90 according to the eighth embodiment.
  • the optical lens 90 according to the eighth embodiment basically has the same configuration as the optical lens 30 according to the second embodiment, but the optical lens 30 according to the second embodiment is different in that the bottom surface has one plane portion. Is different.
  • the optical lens 90 is an optical lens including a leg portion 91, an incident surface 92, an exit surface 93, a bottom surface 94, a sub incident surface 98, and an outer peripheral surface 99.
  • the bottom surface 94 has a flat surface portion 95 and an inclined portion 96.
  • the flat surface portion 95 is a flat surface that is perpendicular to the optical axis (not shown) of the optical lens 90, and is in contact with the outer peripheral end of the sub incident surface 98.
  • the inclined portion 96 is located on the outer peripheral side of the flat portion 95.
  • the outer peripheral surface 99 is a rough surface (satin surface in the optical lens 90), and is subjected to a textured process with an average depth of 9 ⁇ m to 12 ⁇ m and a minimum required draft of 1.5 °.
  • a textured process with an average depth of 9 ⁇ m to 12 ⁇ m and a minimum required draft of 1.5 °.
  • the diameter of the optical lens 90 as a whole is 18.01 mm, and the thickness including the leg portion 91 is 5.81 mm.
  • the diameter of the leg 91 is 2.05 mm.
  • the first outer diameter D1 is 2.78 mm.
  • the second outer diameter D2 is 18.01 mm.
  • the third outer diameter D3 is 3.37 mm.
  • the length L1 of the sub incident surface 98 is 0.25 mm.
  • the length L2 of the incident surface 92 is 3.86 mm.
  • the flat surface portion 95 and the inclined portion 96 have a rough surface (satin surface in the optical lens 90), and the flat surface portion 95 has an average depth of 84 ⁇ m to 89 ⁇ m and a minimum required draft of 9.5 °.
  • No. 96 is satin-finished with an average depth of 8 ⁇ m to 12 ⁇ m and a minimum draft of 2 °.
  • the flat portion 95 has an inner diameter of 2.87 mm and an outer diameter of 9.00 mm when viewed as an annular region centered on the optical axis.
  • the inclined portion 96 has an inner diameter of 9.00 mm and an outer diameter of 17.54 mm when viewed as an annular region centered on the optical axis.
  • the height of the inclined portion 96 is 0.75 mm.
  • the inclination angle of the inclined portion 96 is in the range of 5 ° to 30 ° with respect to the plane perpendicular to the optical axis of the optical lens, and in the eighth embodiment, is about 9.9 °.
  • the optical lens 90 according to the eighth embodiment is different from the optical lens 30 according to the second embodiment in that the bottom surface has one flat portion, but has a sub-incident surface 98 that smoothly connects the incident surface 92 and the bottom surface 94. Therefore, similarly to the optical lens 30 according to the second embodiment, the angle of the boundary portion between the incident surface and the bottom surface of the optical lens is eliminated, and the light incident on the boundary portion between the incident surface and the bottom surface of the optical lens is dispersed. By allocating to the outside, it becomes possible to suppress a large amount of light from entering a specific area (ring-shaped narrow area centered on the optical axis) of the optical elements in the subsequent stage. Then, it becomes possible to supply light with higher uniformity to the optical element at the subsequent stage than the conventional optical lens.
  • the bottom surface 94 has the flat surface portion 95, the flat surface portion 95 is in contact with the outer peripheral end of the sub-incident surface 98, and the inclined portion 96 is positioned on the outer peripheral side of the flat surface portion 95. Since the inclined portion is positioned on the outer peripheral side where it is considered that a relatively large amount of light reflected by the exit surface reaches, when the optical module is formed, the proportion of the inclined portion in the bottom surface is relatively small. However, it is possible to alleviate the concentration of light reflected by the exit surface in a narrow ring-shaped region centered on the optical axis.
  • the optical lens 90 according to the eighth embodiment has the same configuration as that of the optical lens 30 according to the second embodiment except that the bottom surface has one flat portion, and thus the effect of the optical lens 30 according to the second embodiment. Of the relevant effects.
  • FIG. 14 is a diagram for explaining the optical lens 100 according to the ninth embodiment.
  • the optical lens 100 according to the ninth embodiment basically has the same configuration as that of the optical lens 30 according to the second embodiment, except that the bottom surface has only an inclined portion (no flat portion). This is different from the case of the optical lens 30.
  • the optical lens 100 is an optical lens that includes a leg 101, an incident surface 102, an exit surface 103, a bottom surface 104, a sub-incident surface 108, and an outer peripheral surface 109.
  • the bottom surface 104 has an inclined portion 105 that contacts the outer peripheral end of the incident surface 102 and contacts the outer peripheral end of the exit surface 103.
  • an outer peripheral surface 109 exists between the outer peripheral end of the inclined portion 105 and the outer peripheral end of the exit surface 103, but these exist for the convenience of installation of the optical lens, and the inclined portion 105 corresponds to the exit surface 103. It can be said that it is substantially in contact with the outer peripheral edge (via the outer peripheral surface 109).
  • the diameter of the optical lens 100 as a whole is 18.00 mm, and the thickness including the leg portion 81 is 5.75 mm.
  • the diameter of the leg 101 is 1.67 mm.
  • the first outer diameter D1 is 2.79 mm.
  • the second outer diameter D2 is 18.00 mm.
  • the third outer diameter D3 is 3.33 mm.
  • the length L1 of the secondary incident surface 108 is 0.25 mm.
  • the length L2 of the incident surface 102 is 4.15 mm.
  • the inclined portion 105 has a smooth surface. In addition, it is good also as an inclined part which the surface becomes a rough surface.
  • the inclined portion 105 has an inner diameter of 2.86 mm and an outer diameter of 17.54 mm when viewed as an annular region centered on the optical axis. Further, the height of the inclined portion 105 is 0.75 mm.
  • the inclination angle of the inclined portion 105 is in the range of 5 ° to 30 ° with respect to the plane perpendicular to the optical axis of the optical lens, and is about 5.00 ° in the ninth embodiment.
  • the optical lens 100 according to the ninth embodiment is different from the optical lens 30 according to the second embodiment in that the bottom surface has only an inclined portion (no flat portion), but the incident surface 102 and the bottom surface 104 are smoothly connected.
  • the corner of the boundary portion between the incident surface and the bottom surface of the optical lens is eliminated and the boundary portion between the incident surface and the bottom surface of the optical lens is removed.
  • the inclined portion 105 is in contact with the outer peripheral end of the sub-incident surface 108 and in contact with the outer peripheral end of the exit surface 103. Since a large amount of light can be reflected in a direction away from the optical axis, when the optical module is used, the light reflected on the exit surface is reflected on the optical axis by using a relatively wide inclined portion. It is possible to alleviate the concentration in the narrow ring-shaped region at the center.
  • the optical lens 100 according to the ninth embodiment has the same configuration as that of the optical lens 30 according to the second embodiment except that the bottom surface has only an inclined portion. Of which, it has the relevant effect.
  • FIG. 15 is a diagram for explaining the simulation method in the comparative example and Examples 1 to 5.
  • FIG. 16 is a diagram for explaining the illuminance distribution of light by the optical lens 110 according to the comparative example.
  • FIG. 16A is a cross-sectional view of the optical lens 110
  • FIG. 16B is a diagram illustrating an illuminance distribution of light incident on an illumination target.
  • the center of the drawing corresponds to the optical axis of the optical lens 110, and the portion whose color is closer to black is the portion where the light is more strongly incident (the illuminance is higher).
  • FIGS. 17B to 21B described later.
  • FIGS. 17 to 21 are diagrams for explaining the illuminance distribution of light by the optical lenses 120 to 160 according to the first to fifth embodiments.
  • FIGS. 17A to 21A are cross-sectional views of the optical lens 120 to 160
  • FIGS. 17B to 21B are diagrams showing the illuminance distribution of light incident on the illumination target. is there.
  • FIGS. 16B to 21B show a range of a substantially square centered on the optical axis of the light from the light source, and show a reduced range of the incident light.
  • the optical lens 110 according to the comparative example and the optical lenses 120 to 160 according to Examples 1 to 5 are in the latter optical element (the light guide member immediately after the optical lens).
  • the state of incidence of light was observed to confirm the effect of the present invention.
  • a comparative example and an Example were performed as simulation on a computer. A so-called Monte Carlo method was used as a ray tracing method in the simulation.
  • reference numeral 1 denotes an optical lens
  • reference numeral 20a denotes a light source
  • reference numeral 400a denotes a flat light guide member.
  • the illuminance distribution of light incident on the light guide member 400a at the subsequent stage was measured under the same conditions except for the optical lens.
  • the distance between the upper end of the light source 20a and the first flat portion of the optical lens was 0.20 mm.
  • the spatial distance from the upper surface of the circuit board on which the light source 20a was installed to the light guide member 400a was 10 mm.
  • the optical lens 110 according to the comparative example corresponds to a conventional optical lens
  • the optical lenses 120 to 160 according to Examples 1 to 5 correspond to the optical lens of the present invention. That is, the optical lens 110 does not have a sub-incident surface (the corner 118 exists at the boundary between the incident surface and the bottom surface, see FIG. 16A), and the optical lenses 120 to 160 have the sub-incident surface 128. (There are no corners at the boundary between the entrance surface and the bottom surface. See FIGS.
  • the minimum curvature radii of the optical lenses 120 to 160 are 0.10 mm for the optical lens 120, 0.20 mm for the optical lens 130, 0.30 mm for the optical lens 140, 0.40 mm for the optical lens 150, and optical. In the lens 160, it was set to 0.50 mm.
  • the upper limit of the minimum radius of curvature is related to the problem of whether or not the size of the entrance surface can be sufficiently taken, the factors of balance with the size of the optical lens and the entrance surface are relatively large.
  • the lower limit of the minimum radius of curvature is related to the problem of whether the radius of curvature of the sub-incidence surface is too large (the curve is too steep), so there are relatively few factors that balance the size of the optical lens and the incident surface. small. For this reason, in the comparative example and Examples 1 to 5, an experiment relating to the lower limit of the minimum radius of curvature was performed.
  • a light source that emits “light that can be used as white light” is used, but the present invention is not limited to this.
  • a light source that emits light other than “light that can be used as white light” for example, monochromatic light such as red light, green light, and blue light, or light that includes a large amount of a specific color light component may be used.
  • the present invention has been described as an optical lens premised on use in a display device, but the present invention is not limited to this.
  • it may be an optical lens premised on use in a lighting device.
  • FIG. 22 is an enlarged view showing the sub-incident surface 178 in the optical lens 170 (not shown in its entirety) according to the first modification.
  • FIG. 23 is an enlarged view showing the sub-incident surface 188 in the optical lens 180 (not shown) as a modification 2.
  • the optical lenses 170 and 180 have a sub incident surface other than the sub incident surface formed of a curved surface having a single radius of curvature as long as the incident surface and the connecting surface can be smoothly connected except for the shape of the sub incident surface. Can also be used. For example, as shown in FIG.
  • a sub-incident surface formed of a complex curved surface combining free curved surfaces with different curvature radii or a free curved surface (also referred to as a curved surface with a gradually changing curvature radius) can be used.
  • a sub-incident surface made up of a combined surface of a curved surface and a flat surface can be used.
  • the incident surface 12 made of a rotationally symmetric aspherical surface is used.
  • the present invention is not limited to this.
  • An incident surface that is not rotationally symmetric or a spherical incident surface may be used.
  • the incident surface 12 having a shape in which the slope of the tangent line in the curve is 0 only at the point overlapping the optical axis ax is used, but the present invention is not limited to this.
  • An incident surface (for example, an incident surface having a convex portion in the vicinity of the optical axis) having a shape in which the slope of the tangent line in the curve is 0 other than the point overlapping the optical axis may be used.
  • the incident surface 12 in which the tangent line in the curve and the optical axis ax are not parallel is used at any location, but the present invention is not limited to this.
  • An incident surface where the tangent to the curve and the optical axis are parallel may be used at any point.
  • the exit surface 13 having a convex shape is used, but the present invention is not limited to this.
  • An emission surface having a concave shape may be used.
  • the exit surface 13 made of a rotationally symmetric aspheric surface is used.
  • the present invention is not limited to this.
  • An exit surface that is not rotationally symmetric or an exit surface composed of a spherical surface may be used.
  • the exit surface 13 having a shape in which the slope of the tangent line in the curve is 0 only at the point overlapping the optical axis ax is used, but the present invention is not limited to this.
  • An exit surface (for example, an exit surface having a recess near the optical axis) having a shape in which the slope of the tangent line in the curve is 0 other than the point overlapping the optical axis may be used. Furthermore, in the said Embodiment 1, although the exit surface 13 from which the tangent in a curve and the optical axis ax are not parallel in any location was used, this invention is not limited to this. You may use the exit surface where the tangent in a curve and an optical axis become parallel in any location.

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Abstract

　本発明の光学レンズは、光源２０の射出側に配置した状態で用いることにより、光源２０から射出される光の照明範囲を拡大する光学レンズ１０であって、光学レンズ１０を光源２０の射出側に配置したときに光源２０を囲う凹面形状を有し、かつ、所定の第１外径Ｄ１を有する入射面１２と、第１外径Ｄ１よりも大きい第２外径Ｄ２を有する射出面１３と、入射面１２の外周端から射出面１３の外周端までの間の領域に位置する底面１４と、入射面１２と底面１４とを滑らかに接続する副入射面１８とを備える。　本発明の光学レンズによれば、光学モジュールとしたときに、従来の光学レンズよりも、後段の光学要素に対して均一性の高い光を供給することが可能となる。

Description

光学レンズ、光学モジュール、バックライト組立体及び表示装置
　本発明は、光学レンズ、光学モジュール、バックライト組立体及び表示装置に関する。
　表示装置の一種として液晶表示装置（ＬＣＤ）が知られている。液晶表示装置は、液晶物質を用いて画像を表示する装置であり、以前広く普及していたＣＲＴ式の表示装置よりも、薄型軽量とすることが可能であり、かつ、低消費電力とすることが可能であるため、近年、急速に普及が進んでいる。
　ところで、液晶表示装置においては、液晶物質（あるいは、液晶物質を用いた液晶パネル）そのものは発光しないので、別途に光を供給するための光源が必要となる。現在使用されている多くの液晶表示装置においては蛍光ランプ系の光源が用いられているが、一層の低消費電力化を達成するために発光ダイオード（ＬＥＤ）系の光源を用いる場合も増えている。
　発光ダイオード系の光源は均等拡散面光源といわれ、いわゆるランバーシャン（Ｌａｍｂｅｒｔｉａｎ）配光で光を射出するため、そのまま光源として用いると、照明可能範囲の狭さから液晶表示装置の単位面積当たりに必要な光源の数が多くなってしまう。
　上記したような経緯から、従来、液晶表示装置には上記のような光源（発光ダイオード）から射出される光の照明範囲を拡大する光学レンズが用いられている（例えば、特許文献１参照。）。図２４は、従来の光学レンズ９１０を説明するために示す断面図である。なお、符号９００で表すのは、発光ダイオードからなる光源９２０と光学レンズ９１０とを備える光学モジュールである。
　従来の光学レンズ９１０は、図２４に示すように、光源９２０の射出側に配置した状態で用いることにより、光源９２０から射出される光の照明範囲を拡大する光学レンズであって、光学レンズ９１０を光源９２０の射出側に配置したときに光源９２０を囲う凹面形状を有し、かつ、所定の第１外径を有する入射面９１２と、凸面形状を有し第１外径よりも大きい第２外径を有する射出面９１４と、入射面９１２の外周端と射出面９１４の外周端との間に位置する底面９１６とを備える。底面９１６は、光源９２０に電力を供給する光源基部９２２に当接する第１平面部９１７と、第１平面部９１７よりも一段低くなっている第２平面部９１８とを有する。光源９２０から射出される光は、入射面９１２と射出面９１４とで屈折され、光源９２０から射出されたときよりも照明範囲が拡大される。
　このため、従来の光学レンズ９１０によれば、光源（特に発光ダイオードからなる光源）をそのまま使用したときよりも光の照明範囲を拡大し、単位面積当たりに必要な光源の数を減らすことが可能となる。
特許第４５６８１９４号公報
　しかしながら、本発明の発明者らの研究により、光学レンズ９１０のような従来の光学レンズにおいては、上記のように光学モジュールとしたとき、後段の光学要素に不均一に光が入射し（具体的には、多くの光が、光軸を中心とするリング状の狭い領域に入射してしまう。例えば、後述の比較例及び図１６参照。）、後段の光学要素（液晶表示装置の場合、光源からの光を導光する導光部材や、光源からの光を拡散させる拡散部材）に対して均一性の高い光を供給することが困難であるという問題があることが判明した。
　また、上記のような光学モジュールを備えるバックライト組立体においては、各光学モジュールが均一性の高い光を供給することができないため、品質の良い光を供給することが困難であるという問題があることも判明した。
　さらに、上記のようなバックライト組立体を備える表示装置においては、バックライト組立体から品質の良い光が供給されないため、品質の良い光を用いて美麗な画像を表示することが困難であるという問題があることも判明した。
　上記した各問題は、光学モジュールにおける回路基板の上面から直近後段の光学部材までの距離（いわゆる空間距離）を一層短くしようとする場合や、光の照明範囲を一層拡大して単位面積当たりに必要な光源の数を一層減らそうとする場合に一層深刻となる。主に光学レンズを大きくできないことにより、光の不均一さをカバーしきれないためである。
　そこで、本発明は上記した問題を解決するためになされたもので、光学モジュールとしたときに、従来の光学レンズよりも、後段の光学要素に対して均一性の高い光を供給することが可能な光学レンズを提供することを目的とする。また、本発明の光学レンズを備え、従来の光学モジュールよりも、後段の光学要素に対して均一性の高い光を供給することが可能な光学モジュールを提供することを目的とする。また、本発明の光学モジュールを備え、品質の良い光を供給することが可能なバックライト組立体を提供することを目的とする。さらにまた、本発明のバックライト組立体を備え、品質の良い光を用いて美麗な画像を表示することが可能な表示装置を提供することを目的とする。
　本発明の発明者らは、従来の光学レンズにおいて、後段の光学要素に不均一に光が入射してしまう問題について鋭意研究を重ねた。その結果、光学レンズの入射面と底面との境界部分に存在する角（図２４の符号９１９参照。）に光が入射し、当該角に入射した光が後段の光学要素のうち特定の領域（光軸を中心とするリング状の狭い領域）に多く入射することが上記問題の原因であるという知見を得た（詳しくは、後述する比較例参照。）。
　なお、上記した光学モジュール９００のように、光学レンズ９１０の角９１９を光源９２０よりも光源基部９２２側に配置することで上記の問題を解決できるようにも思える。しかしながら、光学レンズと回路基板とを近づけすぎるのは光源冷却の観点から好ましくないこと、及び、光の漏れや反射により入射面と底面との間に入り込む光もあることから、単に配置を工夫するだけでは上記の問題を解決することは困難である。
　本発明は上記知見に基づいてなされたものであり、以下の要素から構成される。
［１］本発明の光学レンズは、光源の射出側に配置した状態で用いることにより、前記光源から射出される光の照明範囲を拡大する光学レンズであって、前記光学レンズを前記光源の射出側に配置したときに前記光源を囲う凹面形状を有し、かつ、所定の第１外径Ｄ１を有する入射面と、前記第１外径Ｄ１よりも大きい第２外径Ｄ２を有する射出面と、前記入射面の外周端から前記射出面の外周端までの間の領域に位置する底面と、前記入射面と前記底面とを滑らかに接続する副入射面とを備えることを特徴とする。
　本発明の光学レンズによれば、入射面と底面とを滑らかに接続する副入射面を備えるため、光学レンズの入射面と底面との境界部分の角を無くして、光学レンズの入射面と底面との境界部分に入射する光を分散させて外側に割り振ることで、光が後段の光学要素のうち特定の領域（光軸を中心とするリング状の狭い領域）に多く入射するのを抑制することが可能となり、その結果、光学モジュールとしたときに、従来の光学レンズよりも、後段の光学要素に対して均一性の高い光を供給することが可能となる。
　また、本発明の光学レンズによれば、光学レンズを光源の射出側に配置したときに光源を囲う凹面形状を有し、かつ、所定の第１外径Ｄ１を有する入射面と、第１外径よりも大きい第２外径Ｄ２を有する射出面とを備えるため、従来の光学レンズと同様に、光源から射出される光の照明範囲を拡大し、単位面積当たりに必要な光源の数を減らすことが可能となる。
　また、本発明の光学レンズによれば、従来の光学レンズからの形状の変更が比較的少なく、光学レンズを大型化させる必要もないため、空間距離を一層短くしようとする場合や、光の照明範囲を一層拡大して単位面積当たりに必要な光源の数を一層減らそうとする場合に特に有用に用いることが可能となる。
　「凹面形状」とは、全体として凹面形状であればよい。連続した曲面からなる形状であることが好ましいが、一部（特に光軸付近）に平面、突出部、へこみ等を含む形状であっても良い。
　底面が位置する領域とは、光学レンズの表面における、入射面の外周端から射出面の外周端までを含む領域である。
　「入射面と底面とを滑らかに接続する」とは、入射面と副入射面との境界、副入射面それ自体及び副入射面と底面との境界の全てが滑らかであることをいう。異なる観点から表現すると、入射面と副入射面との境界、副入射面それ自体及び副入射面と底面との境界のいずれにも角や段差が無い、ということになる。
　接続が滑らかか否か判断する対象の面が粗面からなる場合には、当該面が粗面ではなく平滑面であると仮定して上記判断を行う。光学レンズの設計において、ある面を粗面からなる面とするか否かは、主要な面形状を決定した後に検討されることが通常であるためである。
　なお、滑らかに接続することが可能である限り、副入射面は、単一の曲率半径を有する曲面からなるものであってもよいし、曲率半径が異なる曲面を組み合わせた複合曲面や自由曲面（曲率半径が徐々に変化する曲面ということもできる。）からなるものであってもよいし、曲面と平面とを組み合わせた面からなるものであってもよい。
　上記した本発明は、光学レンズにおいて、凸面形状を有する射出面を用いる場合と、凹面形状を有する射出面を用いる場合との両方の場合において、好適に適用することができる。
　上記にいう「凸面形状」は、全体として凸面形状であればよく、連続した曲面からなる形状であることが好ましいが、一部（特に光軸付近）に平面、突出部、へこみ等を含む形状であっても良い。
［２］本発明の光学レンズにおいては、前記副入射面における最も曲率半径が小さい部分の曲率半径は、０．０５ｍｍ～１．００ｍｍの範囲内にあることが好ましい。
　ところで、副入射面における最も小さい曲率半径（以下、最小曲率半径ということもある。）が０．０５ｍｍより小さい場合には副入射面の曲率が大きすぎて入射する光を十分に分散させることができない場合があり、１．００ｍｍより大きい場合には副入射面が大きくなりすぎて入射面の面積を十分にとることができず、照明範囲を十分に拡大することが困難となる場合がある。
　これに対して、本発明の光学レンズによれば、上記のような構成とすることにより、入射する光を十分に分散させ、かつ、照明範囲を十分に拡大することが可能となる。
　なお、光学レンズの形状や大きさにもよるが、最小曲率半径が１．００ｍｍより大きい場合には、入射面ではなく副入射面に入射する光が多くなるため、射出面での光の屈折がうまくいかなくなり、均一性の高い光を供給することが困難となる場合がある。上記の観点からも、最小曲率半径が１．００ｍｍより小さいことが好ましい。
　本発明に係る光学レンズが発光ダイオードとともに用いる光学レンズである場合には、副入射面における最も曲率半径が小さい部分の曲率半径は、０．２０ｍｍ～０．５０ｍｍの範囲内にあることが一層好ましく、０．３０ｍｍ～０．４０ｍｍの範囲内にあることがより一層好ましい（後述する実施例参照。）。
　最小曲率半径は、副入射面を、光学レンズの光軸を含む断面として平面視したときを基準として測定する。
［３］本発明の光学レンズにおいては、前記光学レンズの光軸に沿った前記副入射面の長さＬ１と、前記光学レンズの光軸に沿った前記入射面の長さＬ２とは、数式「０．０４≦Ｌ１÷Ｌ２≦０．１２」を満たすことが好ましい。
　ところで、「０．０４＞Ｌ１÷Ｌ２」とすると副入射面の曲率が大きすぎて入射する光を十分に分散させることができない場合があり、「Ｌ１÷Ｌ２＞０．１２」とすると副入射面が大きくなりすぎて入射面の面積を十分にとることができず、照明範囲を十分に拡大することが困難となる場合がある。
　これに対して、本発明の光学レンズによれば、上記のような構成とすることにより、入射する光を十分に分散させ、かつ、照明範囲を十分に拡大することが可能となる。
　上記の観点からは、本発明の光学レンズにおいては、数式「０．０５≦Ｌ１÷Ｌ２≦０．１０」を満たすことが一層好ましい。
［４］本発明の光学レンズにおいては、前記第１外径Ｄ１と、前記副入射面の外径である第３外径Ｄ３とは、数式「０．７０≦Ｄ１÷Ｄ３≦０．９５」を満たすことが好ましい。
　ところで、「Ｄ１÷Ｄ３＞０．９５」とすると副入射面の曲率が大きすぎて入射する光を十分に分散させることができない場合があり、「０．７０＞Ｄ１÷Ｄ３」とすると副入射面が大きくなりすぎて入射面の面積を十分にとることができず、照明範囲を十分に拡大することが困難となる場合がある。
　これに対して、本発明の光学レンズによれば、上記のような構成とすることにより、入射する光を十分に分散させ、かつ、照明範囲を十分に拡大することが可能となる。
　上記の観点からは、本発明の光学レンズにおいては、数式「０．７７≦Ｄ１÷Ｄ３≦０．９１」を満たすことが一層好ましい。
［５］本発明の光学レンズにおいては、前記副入射面における最も曲率半径が小さい部分の曲率半径Ｒと、前記第２外径Ｄ２とは、数式「０．０１≦Ｒ÷Ｄ２≦０．１０」を満たすことが好ましい。
　ところで、０．０１＞Ｒ÷Ｄ２であると副入射面の曲率が大きすぎて入射する光を十分に分散させることができない場合があり、Ｒ÷Ｄ２＞０．１０であると副入射面が大きくなりすぎて入射面の面積を十分にとることができず、照明範囲を十分に拡大することが困難となる場合がある。
　これに対して、本発明の光学レンズによれば、上記のような構成とすることにより、入射する光を十分に分散させ、かつ、照明範囲を十分に拡大することが可能となる。
［６］本発明の光学レンズにおいては、前記副入射面は、平滑面からなることが好ましい。
　このような構成とすることにより、副入射面に実質的に角や段差（例えば、粗面としたときに生じる細かい凹凸）が生じてしまうのを防ぎ、光学モジュールとしたときに、後段の光学要素に対して一層均一性の高い光を供給することが可能となる。
　「平滑面」とは、光学レンズを用いる分野や目的における技術常識に従う。一例を挙げると、発光ダイオードとともに用いる光学レンズの場合、表面平均荒さが５０μｍ以下の面を平滑面とすることができる。
［７］本発明の光学レンズにおいては、前記光学レンズの光軸と平行な方向に沿ってみたとき、前記副入射面は、前記副入射面と前記底面との境界線よりも前記射出面側にあることが好ましい。
　このような構成とすることにより、光学モジュールとしたときに、副入射面が光源側に張り出すことがなくなり、光学モジュールとして使用しやすい光学レンズとすることが可能となる。
［８］本発明の光学レンズにおいては、前記射出面は、凸面形状を有し、前記光学レンズの光軸と平行な方向であって、前記射出面から前記入射面へ向かう方向を第１方向とするとき、前記底面は、前記光学レンズの光軸から離れるに従って前記第１方向側に向かって傾斜する傾斜部を有することが好ましい。
　ところで、本発明の発明者らは、上記のように鋭意研究を重ねる中で、射出面から射出されずに反射された光が底面でさらに反射されることも、光軸を中心とするリング状の狭い領域に光が入射する原因となるという知見を得た。そこで、更なる研究を重ね、当該問題を解決するための構成を発明した。
　上記のような構成とすることにより、底面が光学レンズの光軸から離れるに従って第１方向側に向かって傾斜する傾斜部を有するため、射出面で反射された光が光軸を中心とするリング状の狭い領域に集中してしまうのを緩和することが可能となり、その結果、光学モジュールとしたときに、従来の光学レンズよりも、後段の光学要素に対してより一層均一性の高い光を供給することが可能となる。
　なお、特許文献１に係る従来の光学レンズ９００を用いた場合には、光学モジュールの配置間隔を５０ｍｍ（当該技術分野においては一般的な配置間隔である。）としたとき、空間距離が３０ｍｍ以上必要になる。これに対し、本発明の発明者らの研究によれば、上記［８］の発明を含めて考えた場合、光学モジュールの配置が同じでも、空間距離を１５ｍｍ以下にまで低減することが可能であることが判明している。
［９］本発明の光学レンズにおいては、前記底面は、前記光学レンズの光軸に対して垂直な平面からなる平面部をさらに有し、前記平面部は、前記副入射面の外周端に接し、前記傾斜部は、前記平面部の外周側に位置することが好ましい。
　このような構成とすることにより、傾斜部が、射出面で反射された光が比較的多く到達すると考えられる外周側に位置することとなるため、光学モジュールとしたときに、底面中で傾斜部が占める割合が比較的少なくても、射出面で反射された光が光軸を中心とするリング状の狭い領域に集中してしまうのを緩和することが可能となる。
［１０］本発明の光学レンズにおいては、前記傾斜部は、前記副入射面の外周端に接し、かつ、前記射出面の外周端に接することが好ましい。
　このような構成とすることにより、底面中で傾斜部が占める割合を多くして、多くの光を光軸から離れる方向に反射することが可能となるため、光学モジュールとしたときに、比較的広い傾斜部を用いて、射出面で反射された光が光軸を中心とするリング状の狭い領域に集中してしまうのを緩和することが可能となる。
［１１］本発明の光学レンズにおいては、前記底面は、前記光学レンズの光軸に対して垂直な平面からなる第１平面部及び第２平面部をさらに有し、前記第１平面部は、前記副入射面の外周端に接し、前記第２平面部は、前記射出面の外周端に接し、前記傾斜部は、前記第１平面部と前記第２平面部との間に位置することが好ましい。
　このような構成とすることにより、傾斜部が、射出面で反射された反射光が比較的多く到達すると考えられる外周側に位置することとなり、かつ、底面の最外周が、平面からなる第２平面部であるため、光学モジュールとしたときに、光学レンズを回路基板等に設置しやすいようにしつつ、射出面で反射された光が光軸を中心とするリング状の狭い領域に集中してしまうのを緩和することが可能となる。
　なお、本発明においては、上記［９］～［１１］について記載した平面部、第１平面部及び傾斜部について「副入射面の外周端に接する」とは、各部と入射面の外周端とが接していることをいう。
　また、傾斜部及び第２平面部について「射出面の外周端に接する」とは、各部と射出面の外周端とが完全に接している場合だけでなく、各部と射出面の外周端とが実質的に接している場合（例えば、光学的な効果を有しない段差等を介して各部と射出面の外周端とが接している場合）も含む。
　上記［９］～［１１］の場合においては、傾斜部と傾斜部に接する面とが滑らかに接続されていることが好ましい。光源から射出された光が傾斜部と傾斜部に接する面との境界に入射することも考えられるため、上記のような構成とすることにより、射出面で反射された光が光軸を中心とするリング状の狭い領域に集中してしまうのを一層緩和することが可能となる。
［１２］本発明の光学レンズにおいては、前記入射面、前記射出面、前記副入射面及び前記傾斜部は回転対称の形状を有し、前記光学レンズの光軸を含む所定の平面において、前記傾斜部の表面は、直線からなることが好ましい。
　光学レンズを表示装置に用いる場合、用いられる数量が多くなるので、コストの削減は重要な課題となる。上記のような構成とすることにより、傾斜部が非直線状に傾斜している場合よりも、設計や加工を簡易なものとすることが可能となり、光学レンズのコストを低減することが可能となる。
　なお、本発明において「回転対称の形状を有する」とは、光を通過させる光学面が回転対称形状を基準として設計されていることをいい、必ずしも光学面全体が完全に回転対称であることをいうものではない。底面（傾斜部）の一部に光学レンズを回路基板に設置するための脚部を有するもの（後述する各実施形態参照。）や、光学レンズを上面視したときに（主に配置上の理由で）光学面の端部を切り落としたものも本発明に含まれる。
　また、「傾斜部の表面は直線からなる」とは、全体として、傾斜部の表面が所定の平面において（断面視したときに）直線からなればよい。例えば、傾斜部に微小な粗面加工等がなされている場合でも、粗面加工をしなかった場合に傾斜部が直線からなる場合には本発明の範囲に含まれる。
［１３］本発明の光学レンズにおいては、前記傾斜部の傾斜角度は、前記光学レンズの光軸に垂直な平面に対して５°～３０°の範囲内にあることが好ましい。
　このような構成とすることにより、光が特定の領域に集中してしまうのを十分に緩和することが可能となり、かつ、上面視したときにおける傾斜部の面積割合を十分に広く取ることが可能となる。
　なお、傾斜角度が仮想平面に対して５°～３０°の範囲内にあることとしたのは、当該傾斜角度が５°より小さい場合には光が特定の領域に集中してしまうのを十分に緩和することが困難となる場合があり、当該傾斜角度が３０°より大きい場合には上面視したときにおける傾斜部の面積割合を十分に大きくすることが困難となる場合があるためである。なお、傾斜角度が大きい場合でも、傾斜部そのものの面積を大きくすることで上面視したときにおける傾斜部の面積割合についても大きくすることが可能ではある。しかし、この場合光学レンズの厚みも増加してしまう。光学レンズを表示装置に用いる場合、光学レンズの厚みを大きくすると表示装置の厚みも大きくせざるをえないので、やはり上記傾斜角度は３０°以下であることが好ましい。
［１４］本発明の光学レンズにおいては、前記入射面は、回転対称の非球面からなることが好ましい。
　このような構成とすることにより、光軸を基準として回転対称に光を拡げることが可能となる。
　上記［１４］に記載の光学レンズにおいては、光学レンズの光軸を含む所定の平面において入射面の断面を曲線としてみたとき、入射面は、光軸と重なる点においてのみ曲線における接線の傾きが０となる形状を有することが好ましい。
　また、上記［１４］に記載の光学レンズにおいては、光学レンズの光軸を含む所定の平面において入射面の断面を曲線としてみたとき、入射面は、いずれの箇所においても曲線における接線と光軸とが平行とならないことが好ましい。
［１５］本発明の光学レンズにおいては、前記射出面は、回転対称の非球面からなることが好ましい。
　このような構成とすることにより、光軸を基準として回転対称に光を拡げることが可能となる。
　上記［１５］に記載の光学レンズにおいては、光学レンズの光軸を含む所定の平面において射出面の断面を曲線としてみたとき、射出面は、光軸と重なる点においてのみ曲線における接線の傾きが０となる形状を有することが好ましい。
　また、上記［１５］に記載の光学レンズにおいては、光学レンズの光軸を含む所定の平面において射出面の断面を曲線としてみたとき、射出面は、いずれの箇所においても曲線における接線と光軸とが平行とならないことが好ましい。
［１６］本発明の光学レンズにおいては、前記傾斜部の表面は、粗面からなることが好ましい。
　このような構成とすることにより、傾斜部で反射される光を散らすことが可能となる。
［１７］本発明の光学モジュールは、光を射出する光源と、本発明の光学レンズとを備えることを特徴とする。
　本発明の光学モジュールによれば、本発明の光学レンズを備えるため、後段の光学要素に対して、従来の光学レンズを用いる光学モジュールよりも、均一性の高い光を供給することが可能となる。
［１８］本発明の光学モジュールにおいては、前記光源は、発光ダイオードからなることが好ましい。
　このような構成とすることにより、一層の低消費電力化を達成することが可能となる。
　また、本発明の光学レンズは発光ダイオードからなる光源とともに用いることに適する光学レンズであるため、このような場合には、一層均一性の高い光を供給することが可能となる。
［１９］本発明のバックライト組立体は、回路基板と、前記回路基板上に配置される光学モジュールであって、本発明の光学モジュールを備えることを特徴とする。
　本発明のバックライト組立体によれば、本発明の光学モジュールを備えるため、品質の良い光を供給することが可能となる。
［２０］本発明の表示装置は、本発明のバックライト組立体と、前記バックライト組立体から供給される光を用いて画像を表示する表示パネルとを備えることを特徴とする。
　本発明の表示装置によれば、本発明のバックライト組立体を備えるため、品質の良い光を用いて美麗な画像を表示することが可能となる。
符号等を説明するために示す図である。 実施形態１に係る光学レンズ１０を説明するために示す図である。 実施形態１に係る光学モジュール２００を説明するために示す図である。 実施形態１に係るバックライト組立体３００を説明するために示す斜視図である。 実施形態１に係る表示装置１０００を説明するために示す分解斜視図である。 実施形態２に係る光学レンズ３０を説明するために示す図である。 実施形態２に係る光学モジュール２０２を説明するために示す図である。 実施形態３に係る光学レンズ４０を説明するために示す図である。 実施形態４に係る光学レンズ５０を説明するために示す図である。 実施形態５に係る光学レンズ６０を説明するために示す図である。 実施形態６に係る光学レンズ７０を説明するために示す図である。 実施形態７に係る光学レンズ８０を説明するために示す図である。 実施形態８に係る光学レンズ９０を説明するために示す図である。 実施形態９に係る光学レンズ１００を説明するために示す図である。 比較例及び実施例１～５におけるシミュレーション方法を説明するために示す図である。 比較例に係る光学レンズ１１０による光の照度分布を説明するために示す図である。 実施例１に係る光学レンズ１２０による光の照度分布を説明するために示す図である。 実施例２に係る光学レンズ１３０による光の照度分布を説明するために示す図である。 実施例３に係る光学レンズ１４０による光の照度分布を説明するために示す図である。 実施例４に係る光学レンズ１５０による光の照度分布を説明するために示す図である。 実施例５に係る光学レンズ１６０による光の照度分布を説明するために示す図である。 変形例１に係る光学レンズ１７０（全体は図示せず。）における副入射面１７８を拡大して示す図。 変形例２に係る光学レンズ１８０（全体は図示せず。）における副入射面１８８を拡大して示す図。 従来の光学レンズ９１０を説明するために示す断面図である。
　以下、本発明の光学レンズ、光学モジュール、バックライト組立体及び表示装置について、図に示す実施の形態に基づいて説明する。
　まず、図１を用いて本明細書で用いる符号や寸法について説明する。図１は、符号等を説明するために示す図である。図１（ａ）は光学レンズ１全体を示す断面図であり、図１（ｂ）は光学レンズ１における入射面２及び副入射面８を抜き出して示す断面図である。なお、図１に示す光学レンズ１の形状は概念的なものであり、特に副入射面８の部分を大きく表示している。
　図１（ａ）における符号Ｄ１で示す寸法は第１外径であり、符号Ｄ２で示す寸法は第２外径であり、符号Ｄ３で示す寸法は第３外径である。図１（ｂ）における符号Ｌ１で示す寸法は光学レンズ１の光軸ａｘに沿った副入射面８の長さＬ１であり、符号Ｌ２で示す寸法は光学レンズ１の光軸ａｘに沿った入射面２の長さＬ２である。なお、図１（ｂ）の符号Ｂ１で示すのは入射面２と副入射面８との境界であり、符号Ｂ２で示すのは副入射面８と底面４との境界である。
［実施形態１］
　図２は、実施形態１に係る光学レンズ１０を説明するために示す図である。図２（ａ）は光学レンズ１０の斜視図であり、図２（ｂ）は光学レンズ１０の断面図であり、図２（ｃ）は図２（ｂ）の符号Ａ部分（副入射面１８近辺）を拡大して示す図である。図２（ａ）においては、直接見えない輪郭線について破線で表示している。これは、後述する図３（ａ）、図６（ａ）～図１４（ａ）においても同様である。
　図３は、実施形態１に係る光学モジュール２００を説明するために示す図である。図３（ａ）は光学モジュール２００の分解斜視図であり、図３（ｂ）は光学モジュール２００の断面図である。図３の矢印は、副入射面に入射した光の経路を簡易的に表したものである。なお、図３（ｂ）において符号３１０で表すのは後述するバックライト組立体３００の回路基板であり、光学モジュール２００の構成要素ではない。
　図４は、実施形態１に係るバックライト組立体３００を説明するために示す斜視図である。
　図５は、実施形態１に係る表示装置１０００を説明するために示す分解斜視図である。
　実施形態１に係る光学レンズ１０は、図２に示すように、光源２０（後述）の射出側に配置した状態で用いることにより、光源２０から射出される光の照明範囲を拡大する光学レンズであって、脚部１１と、入射面１２と、射出面１３と、底面１４と、副入射面１８と、外周面１９とを備える光学レンズである。
　光学レンズ１０は、例えば、アクリル系の樹脂からなる。なお、本発明の光学レンズは、アクリル系の樹脂以外の材料（例えば、ポリカーボネート系の樹脂、エポキシ系の樹脂、光学ガラス等。）からなるものであってもよい。
　光学レンズ１０の直径は１５．５０ｍｍであり、脚部１１を含めた厚さは５．１０ｍｍであり、脚部を含めない厚さは４．９０ｍｍである。
　脚部１１は、回路基板３１０に光学レンズ１０を固定するためのものである。脚部１１は合計３本あり、直径は全て１．００ｍｍである。
　入射面１２は、光学レンズ１０を光源２０の射出側に配置したときに光源２０を囲う凹面形状を有し、かつ、所定の第１外径Ｄ１を有する（図２（ｂ）参照。）。実施形態１においては、第１外径Ｄ１は３．５１ｍｍである。
　入射面１２は、回転対称の非球面からなる。光学レンズ１０においては、光学レンズ１０の光軸ａｘを含む所定の平面において入射面１２の断面を曲線としてみたとき、入射面１２は、光軸ａｘと重なる点においてのみ曲線における接線の傾きが０となる形状を有する。また、同様の観点から見たとき、入射面１２は、いずれの箇所においても曲線における接線と光軸ａｘとが平行とならない。
　射出面１３は、第１外径Ｄ１よりも大きい第２外径Ｄ２を有する。実施形態１においては、第２外径Ｄ２は１５．００ｍｍである。射出面１３は、凸面形状を有し、回転対称の非球面からなる。光学レンズ１０においては、光学レンズ１０の光軸ａｘを含む所定の平面において射出面１３の断面を曲線としてみたとき、射出面１３は、光軸ａｘと重なる点においてのみ曲線における接線の傾きが０となる形状を有する。また、同様の観点から見たとき、射出面１３は、いずれの箇所においても曲線における接線と光軸ａｘとが平行とならない。
　底面１４は、入射面１２の外周端から射出面１３の外周端までの領域に位置する。底面１４は、光学レンズ１０の光軸ａｘに対して垂直な平面からなる第１平面部１５及び第２平面部１６を有する。第１平面部１５は、副入射面１８の外周端に直接接し、第２平面部１６は、射出面１３の外周端に接する。
　第１平面部１５及び第２平面部１６は表面が粗面（光学レンズ１０においては梨地）からなる。詳しい図示は省略するが、第１平面部１５の直径６．００ｍｍまでの範囲においては深さ平均値が８４μｍ～８９μｍ、最低必要抜き勾配９．５°で、第１平面部１５の直径６．００ｍｍ～１４．００ｍｍの範囲においては深さ平均値が８μｍ～１２μｍ、最低必要抜き勾配２°で、第２平面部１６においては深さ平均値が９μｍ～１２μｍ、最低必要抜き勾配１．５°で梨地処理がなされている。
　副入射面１８は、入射面１２と底面１４とを滑らかに接続する。副入射面１８は、単一の曲率半径を有する回転対称の曲面からなる。副入射面１８は、平滑面からなる。また、光学レンズ１０の光軸ａｘと平行な方向に沿ってみたとき、副入射面１８は、副入射面１８と底面１４（実施形態１においては、第１平面部１５）との境界線よりも射出面１３側にある。
　副入射面１８における最も曲率半径が小さい部分の曲率半径（最小曲率半径）Ｒは、０．１０ｍｍ～１．００ｍｍの範囲内にある。実施形態１においては、最小曲率半径Ｒは、０．３０ｍｍである。
　また、光学レンズ１０においては、光学レンズ１０の光軸ａｘに沿った副入射面１８の長さＬ１と、光学レンズの光軸に沿った入射面１２の長さＬ２とは、数式「０．０４≦Ｌ１÷Ｌ２≦０．１２」を満たす。実施形態１においては、副入射面１８の上記長さＬ１は０．２３ｍｍであり、入射面１２の上記長さＬ２は３．２７ｍｍである。このため、実施形態１においては、「Ｌ１÷Ｌ２」の値は約０．０７となる。
　また、光学レンズ１０においては、第１外径Ｄ１と、副入射面１８の外径である第３外径Ｄ３とは、数式「０．７０≦Ｄ１÷Ｄ３≦０．９５」を満たす。実施形態１においては、第１外径Ｄ１は３．５１ｍｍであり、第３外径Ｄ３は３．９０ｍｍである。このため、実施形態１においては、「Ｄ１÷Ｄ３」の値は約０．９となる。
　また、光学レンズ１０においては、副入射面１８における最も曲率半径が小さい部分の曲率半径（最小曲率半径）Ｒと、第２外径Ｄ２とは、数式「０．０１≦Ｒ÷Ｄ２≦０．１０」を満たす。実施形態１においては、最小曲率半径Ｒは０．３０ｍｍであり、第２外径Ｄ２は１５．５ｍｍである。このため、実施形態１においては、「Ｒ÷Ｄ２」の値は約０．１９となる。
　なお、入射面１２、射出面１３、底面１４及び副入射面１８を構成する各面の形状は、例えば、コンピューターによるシミュレーションにより決定することができる。
　外周面１９は、射出面１３の外周端と底面１４（第２平面部１６）の外周端との間に設けられている曲面である。
　実施形態１に係る光学モジュール２００は、図３に示すように、光を射出する光源２０と、実施形態１に係る光学レンズ１０とを備える。光源２０の上端から第１平面部１５までの、光軸ａｘに沿う方向の距離は、例えば、０．１０ｍｍとすることができる。
　光源２０は、白色発光ダイオードからなる。光源２０は、詳細な説明は省略するが、光源基部２２上に配設された発光部を蛍光体入り樹脂で封止したものである。なお、後述する実施形態２以降の各光学レンズも、実施形態１に係る光学レンズ１０と同様に、上記した光源２０に対応するように設計されている。
　実施形態１に係るバックライト組立体３００は、図４に示すように、回路基板３１０と、回路基板３１０上に配置される光学モジュール２００とを備える。光学モジュール２００の配置形状、配置間隔、個数等は、バックライト組立体の規模（あるいは、バックライト組立体を用いる表示装置の規模）により任意に決定することができる。実施形態１においては、光学モジュール２００の配置間隔は３５ｍｍ～５０ｍｍであり、配置形状は２６行１５列の長方形状であり、個数は３９０個である。なお、図４及び図５においては、光学モジュール２００の数や回路基板３１０の行数を少なく表示している。
　実施形態１に係る表示装置１０００は、図５に示すように、バックライト組立体３００と、バックライト組立体３００からの光を導光する導光部材４００と、導光部材４００からの光を拡散して光の均一性をさらに高くする拡散部材５００と、バックライト組立体３００から供給される光を用いて画像を表示する表示パネル６００と、他の構成要素を覆うトップシャーシ７００とを備える。表示パネル６００は、表示パネル６００を駆動する表示パネル駆動回路６１０を有する。
　表示装置１０００における空間距離は、例えば、１０ｍｍ～２７ｍｍである。
　なお、表示装置全体としての構成は広く知られているため、本明細書においては、光学関連の構成要素を簡単に取り上げるに留める。
　次に、実施形態１に係る光学レンズ１０、光学モジュール２００、バックライト組立体３００及び表示装置１０００の効果を説明する。
　実施形態１に係る光学レンズ１０によれば、入射面１２と底面１４とを滑らかに接続する副入射面１８を備えるため、光学レンズの入射面と底面との境界部分の角を無くして、光学レンズの入射面と底面との境界部分に入射する光を分散させて外側に割り振ることで、光が後段の光学要素のうち特定の領域（光軸を中心とするリング状の狭い領域）に多く入射するのを抑制することが可能となり、その結果、光学モジュールとしたときに、従来の光学レンズよりも、後段の光学要素に対して均一性の高い光を供給することが可能となる。
　また、実施形態１に係る光学レンズ１０によれば、入射面１２と射出面１３とを備えるため、従来の光学レンズと同様に、光源から射出される光の照明範囲を拡大し、単位面積当たりに必要な光源の数を減らすことが可能となる。
　また、実施形態１に係る光学レンズ１０によれば、従来の光学レンズからの形状の変更が比較的少なく、光学レンズを大型化させる必要もないため、空間距離を一層短くしようとする場合や、光の照明範囲を一層拡大して単位面積当たりに必要な光源の数を一層減らそうとする場合に特に有用に用いることが可能となる。
　また、実施形態１に係る光学レンズ１０によれば、最小曲率半径Ｒが０．０５ｍｍ～１．００ｍｍの範囲内にあるため、入射する光を十分に分散させ、かつ、照明範囲を十分に拡大することが可能となる。
　また、実施形態１に係る光学レンズ１０によれば、光学レンズ１０の光軸ａｘに沿った副入射面１８の長さＬ１と、光学レンズ１０の光軸ａｘに沿った入射面１２の長さＬ２とは、数式「０．０４≦Ｌ１÷Ｌ２≦０．１２」を満たすため、入射する光を十分に分散させ、かつ、照明範囲を十分に拡大することが可能となる。
　また、実施形態１に係る光学レンズ１０によれば、第１外径Ｄ１と、副入射面１８の外径である第３外径Ｄ３とは、数式「０．７０≦Ｄ１÷Ｄ３≦０．９５」を満たすため、入射する光を十分に分散させ、かつ、照明範囲を十分に拡大することが可能となる。
　また、実施形態１に係る光学レンズ１０によれば、最小曲率半径Ｒと、第２外径Ｄ２とは、数式「０．０１≦Ｒ÷Ｄ２≦０．１０」を満たすため、入射する光を十分に分散させ、かつ、照明範囲を十分に拡大することが可能となる。
　また、実施形態１に係る光学レンズ１０によれば、副入射面１８は、平滑面からなるため、副入射面に実質的に角や段差（例えば、粗面としたときに生じる細かい凹凸）が生じてしまうのを防ぎ、光学モジュールとしたときに、後段の光学要素に対して一層均一性の高い光を供給することが可能となる。
　また、実施形態１に係る光学レンズ１０によれば、光学レンズ１０の光軸ａｘと平行な方向に沿ってみたとき、副入射面１８は、副入射面１８と底面１４との境界線よりも射出面１３側にあるため、光学モジュールとしたときに、副入射面が光源側に張り出すことがなくなり、光学モジュールとして使用しやすい光学レンズとすることが可能となる。
　また、実施形態１に係る光学レンズ１０によれば、入射面１２が回転対称の非球面からなるため、光軸を基準として回転対称に光を拡げることが可能となる。
　また、実施形態１に係る光学レンズ１０によれば、射出面１３が回転対称の非球面からなるため、光軸を基準として回転対称に光を拡げることが可能となる。
　実施形態１に係る光学モジュール２００は、実施形態１に係る光学レンズ１０を備えるため、後段の光学要素に対して、従来の光学レンズを用いる光学モジュールよりも、均一性の高い光を供給することが可能となる。
　また、実施形態１に係る光学モジュール２００によれば、光源２０が発光ダイオードからなるため、一層の低消費電力化を達成することが可能となる。
　また、実施形態１に係る光学モジュール２００によれば、実施形態１に係る光学レンズ１０は発光ダイオードからなる光源とともに用いることに適する光学レンズであるため、一層均一性の高い光を供給することが可能となる。
　実施形態１に係るバックライト組立体３００は、実施形態１に係る光学モジュール２００を備えるため、品質の良い光を供給することが可能となる。
　実施形態１に係る表示装置１０００は、実施形態１に係るバックライト組立体３００を備えるため、品質の良い光を用いて美麗な画像を表示することが可能となる。
［実施形態２］
　図６は、実施形態２に係る光学レンズ３０を説明するために示す図である。図６（ａ）は光学レンズ３０の斜視図であり、図６（ｂ）は光学レンズ３０の断面図である
　図７は、実施形態２に係る光学モジュール２０２を説明するために示す図である。図７（ａ）は光学モジュール２０２の分解斜視図であり、図７（ｂ）は光学モジュール２０２の断面図である。図７の矢印は、射出面で反射された光が辿る経路を簡易的に表したものである。なお、図７（ｂ）に符号３１０で表したのはバックライト組立体３０２（図示せず。）の回路基板であり、光学モジュール２０２の構成要素ではない。
　実施形態２に係る光学レンズ３０は、基本的には実施形態１に係る光学レンズ１０と同様の構成を有するが、底面が傾斜部を有する点が実施形態１に係る光学レンズ１０の場合とは異なる。なお、図６及び図７においては、実施形態２に係る光学レンズ３０の構成要素のうち、実施形態１に係る光学レンズ１０と同様の構成を有する構成要素には実施形態１の場合と同様の符号を付し、以下の文中での説明を省略する。
　実施形態２に係る光学レンズ３０は、図６に示すように、脚部１１と、入射面１２と、射出面１３と、底面３４と、副入射面１８とを備える光学レンズである。
　底面３４は、第１平面部３５、傾斜部３６及び第２平面部３７を有する。第１平面部３５、傾斜部３６及び第２平面部３７は、表面が粗面（光学レンズ３０においては梨地）からなり、詳細な図示は省略するが、第１平面部３５の直径６．００ｍｍまでの範囲については深さ平均値が８４μｍ～８９μｍ、最低必要抜き勾配９．５°で、第１平面部３５の直径６．００ｍｍ～１４．００ｍｍまでの範囲については深さ平均値が８μｍ～１２μｍ、最低必要抜き勾配２°で、傾斜部３６及び第２平面部３７については深さ平均値が９μｍ～１２μｍ、最低必要抜き勾配１．５°で梨地処理がなされている。
　第１平面部３５は、光学レンズ１０の光軸に対して垂直な平面からなり、かつ、副入射面１８の外周端に接する。第１平面部３５は、光軸を中心とする環状領域として見たとき、内径は３．９０ｍｍであり、外径は１２．００ｍｍである。
　第２平面部３７は、光学レンズ１０の光軸に対して垂直な平面からなり、かつ、射出面１３の外周端に接する。第２平面部３７は、光軸を中心とする環状領域として見たとき、内径は１４．００ｍｍであり、外径は１５．５０ｍｍである。
　傾斜部３６は、光学レンズ１０の光軸ａｘと平行な方向であって、射出面１３から入射面１２に向かう方向を第１方向とするとき、光学レンズ１０の光軸ａｘから離れるに従って第１方向側に向かって傾斜する。傾斜部３６は、第１平面部３５と第２平面部３７との間に位置する。なお、図示は省略するが、傾斜部３６と傾斜部３６に接する面（第１平面部３５及び第２平面部３７）とは、滑らかに接続されている。傾斜部３６は、光軸を中心とする環状領域として見たとき、内径は１２．００ｍｍであり、外径は１４．００ｍｍである。また、傾斜部３６の高さは０．５０ｍｍである。
　光学レンズ１０の光軸を含む所定の平面（図６（ｂ）参照。）において、傾斜部３６は、直線からなる。傾斜部３６の傾斜角度は光学レンズの光軸に垂直な平面に対して５°～３０°の範囲内にあり、例えば、約°２６．６である。
　なお、傾斜部３６の形状は、例えば、コンピューターによるシミュレーションにより決定することができる。
　実施形態２に係る光学モジュール２０２は、図７に示すように、光学レンズ３０を備える点以外は実施形態１に係る光学モジュール２００と同様の構成を有するため、詳細な説明は省略する。図７に示すように、傾斜部３６は、射出面１３で反射された光をさらに反射する。
　上記のように、実施形態２に係る光学レンズ３０は、底面が傾斜部を有する点が実施形態１に係る光学レンズ１０とは異なるが、入射面１２と底面３４とを滑らかに接続する副入射面１８を備えるため、実施形態１に係る光学レンズ１０と同様に、光学レンズの入射面と底面との境界部分の角を無くして、光学レンズの入射面と底面との境界部分に入射する光を分散させて外側に割り振ることで、光が後段の光学要素のうち特定の領域（光軸を中心とするリング状の狭い領域）に多く入射するのを抑制することが可能となり、その結果、光学モジュールとしたときに、従来の光学レンズよりも、後段の光学要素に対して均一性の高い光を供給することが可能となる。
　また、実施形態２に係る光学レンズ３０によれば、底面３４は、光学レンズ１０の光軸ａｘから離れるに従って第１方向側に向かって傾斜する傾斜部３６を有するため、射出面で反射された光が光軸を中心とするリング状の狭い領域に集中してしまうのを緩和することが可能となり、その結果、光学モジュールとしたときに、従来の光学レンズよりも、後段の光学要素に対してより一層均一性の高い光を供給することが可能となる。
　また、実施形態２に係る光学レンズ３０によれば、底面３４は、第１平面部３５及び第２平面部３７を有し、第１平面部３５は副入射面１８の外周端に接し、第２平面部３７は射出面１３の外周端に接し、傾斜部３６は第１平面部３５と第２平面部３７との間に位置するため、傾斜部が射出面で反射された反射光が比較的多く到達すると考えられる外周側に位置することとなり、かつ、底面の最外周が、平面からなる第２平面部であるため、光学モジュールとしたときに、光学レンズを回路基板等に設置しやすいようにしつつ、射出面で反射された光が光軸を中心とするリング状の狭い領域に集中してしまうのを緩和することが可能となる。
　また、実施形態２に係る光学レンズ３０によれば、傾斜部３６と傾斜部に接する面（第１平面部３５及び第２平面部３７）とが滑らかに接続されているため、射出面で反射された光が光軸を中心とするリング状の狭い領域に集中してしまうのを一層緩和することが可能となる。
　また、実施形態２に係る光学レンズ３０によれば、光学レンズ３０の光軸ａｘを含む所定の平面において、傾斜部３６の表面は直線からなるため、傾斜部が非直線状に傾斜している場合よりも、設計や加工を簡易なものとすることが可能となり、光学レンズのコストを低減することが可能となる。
　また、実施形態２に係る光学レンズ３０によれば、傾斜部３６の傾斜角度が光学レンズ３０の光軸ａｘに垂直な平面に対して５°～３０°の範囲内にあるため、光が特定の領域に集中してしまうのを十分に緩和することが可能となり、かつ、上面視したときにおける傾斜部の面積割合を十分に広く取ることが可能となる。
　また、実施形態２に係る光学レンズ３０によれば、傾斜部３６の表面が粗面からなるため、傾斜部で反射される光を散らすことが可能となる。
　なお、実施形態２に係る光学レンズ３０は、底面が傾斜部を備える点以外は実施形態１に係る光学レンズ１０と同様の構成を有するため、実施形態１に係る光学レンズ１０が有する効果のうち該当する効果をそのまま有する。
　実施形態２に係る光学モジュール２０２は、実施形態２に係る光学レンズ３０を備える点が実施形態１に係る光学モジュール２００とは異なるが、実施形態２に係る光学レンズ３０も本発明の光学レンズであるため、実施形態１に係る光学モジュール２００と同様に、後段の光学要素に対して、従来の光学レンズを用いる光学モジュールよりも、均一性の高い光を供給することが可能となる。
　なお、実施形態２に係る光学モジュール２０２は、本発明の光学レンズである光学レンズ３０を備えるため、実施形態１に係る光学モジュール２００が有する効果のうち該当する効果をそのまま有する。
［実施形態３～７］
　図８は、実施形態３に係る光学レンズ４０を説明するために示す図である。
　図９は、実施形態４に係る光学レンズ５０を説明するために示す図である。
　図１０は、実施形態５に係る光学レンズ６０を説明するために示す図である。
　図１１は、実施形態６に係る光学レンズ７０を説明するために示す図である。
　図１２は、実施形態７に係る光学レンズ８０を説明するために示す図である。
　実施形態３～７に係る光学レンズ４０～８０は、基本的には実施形態２に係る光学レンズ３０と同様の構成を有するが、各面の構成（パラメーター）が実施形態２に係る光学レンズ３０の場合とは異なる。
　光学レンズ４０は、図８に示すように、脚部４１と、入射面４２と、射出面４３と、底面４４（第１平面部４５、傾斜部４６、第２傾斜部４７）と、副入射面４８とを備える光学レンズである。
　光学レンズ５０は、図９に示すように、脚部５１と、入射面５２と、射出面５３と、底面５４（第１平面部５５、傾斜部５６、第２傾斜部５７）と、副入射面５８とを備える光学レンズである。
　光学レンズ６０は、図１０に示すように、脚部６１と、入射面６２と、射出面６３と、底面６４（第１平面部６５、傾斜部６６、第２傾斜部６７）と、副入射面６８とを備える光学レンズである。
　光学レンズ７０は、図１１に示すように、脚部７１と、入射面７２と、射出面７３と、底面７４（第１平面部７５、傾斜部７６、第２傾斜部７７）と、副入射面７８とを備える光学レンズである。
　光学レンズ８０は、図１２に示すように、脚部８１と、入射面８２と、射出面８３と、底面８４（第１平面部８５、傾斜部８６、第２傾斜部８７）と、副入射面８８とを備える光学レンズである。
　以下、実施形態２に係る光学レンズ３０との差異がある点について、表にして記載する。なお、傾斜角度以外の項目における数値の単位は「ｍｍ」であり、傾斜角度における数値の単位は「°」である。なお、各副入射面の最小曲率半径Ｒは全て０．３０ｍｍであるため、記載を省略する。また、実施形態３～７に係る光学レンズ４０～８０は、実施形態１及び２でいう外周面を備えていないため、これについても記載を省略する。
光学レンズ　　　　　　　４０　　　　　　　５０　　　　　　　６０　
直径　　　　　　　　１４．９６　　　　１５．５０　　　　１５．５０
厚さ（脚部含む）　　　５．１５　　　　　５．１０　　　　　５．１０
厚さ（脚部含まず）　　５．１０　　　　　５．０５　　　　　５．０５
脚部直径　　　　　　　１．００　　　　　１．００　　　　　１．００
第１外径Ｄ１　　　　　４．０７　　　　　４．０７　　　　　４．０８
第２外径Ｄ２　　　　１４．９６　　　　１５．５０　　　　１５．５０
第３外径Ｄ３　　　　　４．６４　　　　　４．６４　　　　　４．６４
副入射面の長さＬ１　　０．２１　　　　　０．２１　　　　　０．２０
入射面の長さＬ２　　　３．２９　　　　　３．２９　　　　　３．３０
第１平面部の内径　　　４．２０　　　　　４．２１　　　　　４．２２
第１平面部の外径　　　６．００　　　　１０．５０　　　　１０．５０
傾斜部の内径　　　　　６．００　　　　１０．５０　　　　１０．５０
傾斜部の外径　　　　１２．７６　　　　１３．３０　　　　１３．３０
第２平面部の内径　　１２．７６　　　　１３．３０　　　　１３．３０
第２平面部の外径　　１４．９６　　　　１５．５０　　　　１５．５０
傾斜部の高さ　　　　　０．５０　　　　　０．５０　　　　　０．５０
傾斜角度　　　　　　　８．４　　　　　２０．０　　　　　２０．０
光学レンズ　　　　　　　７０　　　　　　　８０　
直径　　　　　　　　１５．５０　　　　１９．７０
厚さ（脚部含む）　　　５．１０　　　　　５．７０
厚さ（脚部含まず）　　５．０５　　　　　５．６２
脚部直径　　　　　　　１．００　　　　　１．６７
第１外径Ｄ１　　　　　４．２５　　　　　２．７８
第２外径Ｄ２　　　　１５．５０　　　　１９．７０
第３外径Ｄ３　　　　　４．８１　　　　　３．３７
副入射面の長さＬ１　　０．１９　　　　　０．２５
入射面の長さＬ２　　　３．３１　　　　　３．８５
第１平面部の内径　　　４．４０　　　　　２．８６
第１平面部の外径　　１０．５０　　　　１２．５５
傾斜部の内径　　　　１０．５０　　　　１２．５５
傾斜部の外径　　　　１３．３０　　　　１８．７０
第２平面部の内径　　１３．３０　　　　１８．７０
第２平面部の外径　　１５．５０　　　　１９．７０
傾斜部の高さ　　　　　０．５０　　　　　０．９０
傾斜角度　　　　　　２０．０　　　　　１４．９
　なお、実施形態３～６に係る光学レンズ４０～７０の底面については、実施形態２の底面３４と同様に粗面からなり、梨地加工がなされている。
　一方、実施形態７に係る光学レンズ８０の底面８４は、平滑面からなる。
　実施形態３～６に係る光学レンズ３０は、各面の構成（パラメーター）以外は実施形態２に係る光学レンズ３０と同様の構成を有するため、実施形態２に係る光学レンズ３０が有する効果のうち該当する効果をそのまま有する。
［実施形態８］
　図１３は、実施形態８に係る光学レンズ９０を説明するために示す図である。
　実施形態８に係る光学レンズ９０は、基本的には実施形態２に係る光学レンズ３０と同様の構成を有するが、底面が１つの平面部を有する点で実施形態２に係る光学レンズ３０の場合とは異なる。
　光学レンズ９０は、図１３に示すように、脚部９１と、入射面９２と、射出面９３と、底面９４と、副入射面９８と、外周面９９とを備える光学レンズである。底面９４は、平面部９５と、傾斜部９６とを有する。
　平面部９５は、光学レンズ９０の光軸（図示せず。）に対して垂直な平面からなり、かつ、副入射面９８の外周端に接する。
　傾斜部９６は、平面部９５の外周側に位置する。
　外周面９９は、表面が粗面（光学レンズ９０においては梨地）からなり、深さ平均値が９μｍ～１２μｍ、最低必要抜き勾配１．５°で梨地処理がなされている。
　以下、実施形態２に係る光学レンズ３０との差異がある点についてのみ記載する。
　光学レンズ９０全体としての直径は１８．０１ｍｍであり、脚部９１を含めた厚さは５．８１ｍｍである。
　脚部９１の直径は、２．０５ｍｍである。第１外径Ｄ１は、２．７８ｍｍである。第２外径Ｄ２は、１８．０１ｍｍである。第３外径Ｄ３は、３．３７ｍｍである。
　副入射面９８の長さＬ１は、０．２５ｍｍである。入射面９２の長さＬ２は、３．８６ｍｍである。
　平面部９５及び傾斜部９６は、表面が粗面（光学レンズ９０においては梨地）からなり、平面部９５については深さ平均値が８４μｍ～８９μｍ、最低必要抜き勾配９．５°で、傾斜部９６については深さ平均値が８μｍ～１２μｍ、最低必要抜き勾配２°で梨地処理がなされている。
　平面部９５は、光軸を中心とする環状領域として見たとき、内径は２．８７ｍｍであり、外径は９．００ｍｍである。
　傾斜部９６は、光軸を中心とする環状領域として見たとき、内径は９．００ｍｍであり、外径は１７．５４ｍｍである。また、傾斜部９６の高さは０．７５ｍｍである。
　傾斜部９６の傾斜角度は光学レンズの光軸に垂直な平面に対して５°～３０°の範囲内にあり、実施形態８においては、約９．９°である。
　実施形態８に係る光学レンズ９０は、底面が１つの平面部を有する点が実施形態２に係る光学レンズ３０とは異なるが、入射面９２と底面９４とを滑らかに接続する副入射面９８を備えるため、実施形態２に係る光学レンズ３０と同様に、光学レンズの入射面と底面との境界部分の角を無くして、光学レンズの入射面と底面との境界部分に入射する光を分散させて外側に割り振ることで、光が後段の光学要素のうち特定の領域（光軸を中心とするリング状の狭い領域）に多く入射するのを抑制することが可能となり、その結果、光学モジュールとしたときに、従来の光学レンズよりも、後段の光学要素に対して均一性の高い光を供給することが可能となる。
　また、実施形態８に係る光学レンズ９０は、底面９４が平面部９５を有し、平面部９５は副入射面９８の外周端に接し、傾斜部９６は平面部９５の外周側に位置するため、傾斜部が、射出面で反射された光が比較的多く到達すると考えられる外周側に位置することとなるため、光学モジュールとしたときに、底面中で傾斜部が占める割合が比較的少なくても、射出面で反射された光が光軸を中心とするリング状の狭い領域に集中してしまうのを緩和することが可能となる。
　なお、実施形態８に係る光学レンズ９０は、底面が１つの平面部を有する点以外は実施形態２に係る光学レンズ３０と同様の構成を有するため、実施形態２に係る光学レンズ３０が有する効果のうち該当する効果をそのまま有する。
［実施形態９］
　図１４は、実施形態９に係る光学レンズ１００を説明するために示す図である。
　実施形態９に係る光学レンズ１００は、基本的には実施形態２に係る光学レンズ３０と同様の構成を有するが、底面が傾斜部のみを有する（平面部を有しない）点が実施形態２に係る光学レンズ３０の場合とは異なる。
　光学レンズ１００は、図１４に示すように、脚部１０１と、入射面１０２と、射出面１０３と、底面１０４と、副入射面１０８と、外周面１０９とを備える光学レンズである。底面１０４は、入射面１０２の外周端に接し、かつ、射出面１０３の外周端に接する傾斜部１０５を有する。なお、傾斜部１０５の外周端と射出面１０３の外周端との間には外周面１０９が存在するが、これらは光学レンズの設置の都合上存在するものであり、傾斜部１０５は射出面１０３の外周端と実質的に（外周面１０９を介して）接しているということができる。
　以下、実施形態２に係る光学レンズ３０との差異がある点についてのみ記載する。
　光学レンズ１００全体としての直径は１８．００ｍｍであり、脚部８１を含めた厚さは５．７５ｍｍである。
　脚部１０１の直径は、１．６７ｍｍである。第１外径Ｄ１は、２．７９ｍｍである。第２外径Ｄ２は、１８．００ｍｍである。第３外径Ｄ３は、３．３３ｍｍである。
　副入射面１０８の長さＬ１は、０．２５ｍｍである。入射面１０２の長さＬ２は、４．１５ｍｍである。
　傾斜部１０５は、表面が平滑面からなる。なお、表面が粗面からなる傾斜部としてもよい。
　傾斜部１０５は、光軸を中心とする環状領域として見たとき、内径は２．８６ｍｍであり、外径は１７．５４ｍｍである。また、傾斜部１０５の高さは０．７５ｍｍである。
　傾斜部１０５の傾斜角度は光学レンズの光軸に垂直な平面に対して５°～３０°の範囲内にあり、実施形態９においては、約５．００°である。
　実施形態９に係る光学レンズ１００は、底面が傾斜部のみを有する（平面部を有しない）点が実施形態２に係る光学レンズ３０とは異なるが、入射面１０２と底面１０４とを滑らかに接続する副入射面１０８を備えるため、実施形態２に係る光学レンズ３０と同様に、光学レンズの入射面と底面との境界部分の角を無くして、光学レンズの入射面と底面との境界部分に入射する光を分散させて外側に割り振ることで、光が後段の光学要素のうち特定の領域（光軸を中心とするリング状の狭い領域）に多く入射するのを抑制することが可能となり、その結果、光学モジュールとしたときに、従来の光学レンズよりも、後段の光学要素に対して均一性の高い光を供給することが可能となる。
　また、実施形態９に係る光学レンズ１００によれば、傾斜部１０５は、副入射面１０８の外周端に接し、かつ、射出面１０３の外周端に接するため、底面中で傾斜部が占める割合を多くして、多くの光を光軸から離れる方向に反射することが可能となるため、光学モジュールとしたときに、比較的広い傾斜部を用いて、射出面で反射された光が光軸を中心とするリング状の狭い領域に集中してしまうのを緩和することが可能となる。
　なお、実施形態９に係る光学レンズ１００は、底面が傾斜部のみを有する点以外は実施形態２に係る光学レンズ３０と同様の構成を有するため、実施形態２に係る光学レンズ３０が有する効果のうち該当する効果をそのまま有する。
［比較例及び実施例１～５］
　図１５は、比較例及び実施例１～５におけるシミュレーション方法を説明するために示す図である。
　図１６は、比較例に係る光学レンズ１１０による光の照度分布を説明するために示す図である。図１６（ａ）は光学レンズ１１０の断面図であり、図１６（ｂ）は照明対象に入射する光の照度分布を示す図である。図１６（ｂ）においては、図面の中心が光学レンズ１１０の光軸に対応し、色が黒色に近い部分ほど光が強く入射する（照度が高い）部分であることを示す。これは、後述する図１７（ｂ）～図２１（ｂ）においても同様である。
　図１７～図２１は、実施例１～５に係る光学レンズ１２０～光学レンズ１６０による光の照度分布を説明するために示す図である。図１７（ａ）～図２１（ａ）は光学レンズ１２０～光学レンズ１６０の断面図であり、図１７（ｂ）～図２１（ｂ）は照明対象に入射する光の照度分布を示す図である。
　なお、図１６（ｂ）～図２１（ｂ）において符号ｒで表示しているのは、比較例に係る光学レンズ１１０に関する実験において、多くの光が入射した部分（光軸を中心とするリング状の狭い領域に相当する部分）である。
　図１６（ｂ）～図２１（ｂ）は、光源からの光の光軸を中心とする略正方形の範囲であって、光が入射する範囲を縮小して示すものである。
　比較例及び実施例１～５においては、比較例に係る光学レンズ１１０及び実施例１～５に係る光学レンズ１２０～１６０について、後段の光学要素（光学レンズの直近後段にある導光部材）における光の入射の様子を観察し、本発明の効果を確認したものである。なお、比較例及び実施例は、コンピューター上でのシミュレーションとして行ったものである。シミュレーションにおける光線追跡方法としては、いわゆるモンテカルロ法を用いた。
　まず、図１５を用いて、比較例及び実施例１～５の条件を説明する。図１５において符号ｌで示すのは光学レンズであり、符号２０ａで示すのは光源であり、符号４００ａで示すのは平板状の導光部材である。比較例及び実施例１～５においては、それぞれ光学レンズ以外の条件を同じにして、後段の導光部材４００ａに入射する光の照度分布を測定した。
　光源２０ａの上端と、光学レンズの第１平面部との間の距離は、０．２０ｍｍとした。また、光源２０ａを設置した回路基板の上面から導光部材４００ａまでの空間距離は１０ｍｍとした。
　比較例に係る光学レンズ１１０は従来の光学レンズに相当するものであり、実施例１～５に係る光学レンズ１２０～光学レンズ１６０は本発明の光学レンズに相当するものである。すなわち、光学レンズ１１０は副入射面を備えず（入射面と底面との境界部分には角１１８が存在する。図１６（ａ）参照。）、光学レンズ１２０～光学レンズ１６０は副入射面１２８～１６８を備える（（入射面と底面との境界部分には角が存在しない。図１７（ａ）～図２１（ａ）参照。）。なお、副入射面関連の設定と、光学レンズ１１０～光学レンズ１６０における各傾斜部及び各平面部が平滑面からなることとを除いては、光学レンズ１１０～光学レンズ１６０の構成は実施形態２に係る光学レンズ３０と同様であるため、詳細な説明を省略する。
　光学レンズ１２０～光学レンズ１６０の最小曲率半径は、光学レンズ１２０においては０．１０ｍｍ、光学レンズ１３０においては０．２０ｍｍ、光学レンズ１４０においては０．３０ｍｍ、光学レンズ１５０においては０．４０ｍｍ、光学レンズ１６０においては０．５０ｍｍとした。
　ところで、最小曲率半径の上限は、入射面の大きさを十分に取れるか否かという問題に関わってくるため、光学レンズや入射面の大きさとの兼ね合いの要素が比較的大きい。一方、最小曲率半径の下限は、副入射面の曲率半径が大きすぎる（曲がりが急すぎる）か否かという問題に関わってくるため、光学レンズや入射面の大きさとの兼ね合いの要素が比較的小さい。このため、比較例及び実施例１～５においては、最小曲率半径の下限に関する実験を行った。
　その結果、図１６（ｂ）に示すように、従来の光学レンズに相当する光学レンズ１１０においては、後段の光学要素に不均一に光が入射し（多くの光が光軸を中心とするリング状の狭い領域に入射し）、後段の光学要素に対して均一な光を供給することが困難であることが確認できた。一方、図１７（ｂ）～図２１（ｂ）に示すように、本発明の光学レンズである光学レンズ１２０～光学レンズ１６０においては、不均一に光が入射する部分（リング状の領域）の照度が低下し、又は、不均一に光が入射する部分が消散すること、つまり、本発明の効果があることが確認できた。
　以上、本発明を上記の実施形態に基づいて説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではない。その趣旨を逸脱しない範囲において種々の様態において実施することが可能であり、例えば、次のような変形も可能である。
（１）上記各実施形態において記載した各構成要素の寸法、個数、材質及び形状は例示であり、本発明の効果を損なわない範囲において変更することが可能である。
（２）上記実施形態１及び実施形態２においては、「白色光として用いることができる光」を射出する光源を用いたが、本発明はこれに限定されるものではない。「白色光として用いることができる光」以外の光（例えば、赤色光、緑色光及び青色光といった単色光や、特定の色光成
分を多く含む光）を射出する光源を用いてもよい。
（３）上記各実施形態においては、表示装置に用いることを前提とする光学レンズとして本発明を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、照明装置に用いることを前提とする光学レンズとしてもよい。
（４）上記各実施形態においては、単一の曲率半径を有する曲面からなる副入射面を用いたが、本発明はこれに限定されるものではない。図２２は、変形例１に係る光学レンズ１７０（全体は図示せず。）における副入射面１７８を拡大して示す図である。図２３は、変形例２に係る光学レンズ１８０（全体は図示せず。）における副入射面１８８を拡大して示す図である。光学レンズ１７０，１８０は、副入射面の形状以外は入射面と接続面とを滑らかに接続することが可能であれば、単一の曲率半径を有する曲面からなる副入射面以外の副入射面を用いることもできる。例えば、図２２に示すように、曲率半径が異なる曲面を組み合わせた複合曲面や自由曲面（曲率半径が徐々に変化する曲面ということもできる。）からなる副入射面を用いることができる。また、例えば、図２３に示すように、曲面と平面とを組み合わせた面からなる副入射面を用いることもできる。
（５）上記実施形態１においては、回転対称の非球面からなる入射面１２を用いたが、本発明はこれに限定されるものではない。回転対称ではない入射面や球面からなる入射面を用いてもよい。
　また、上記実施形態１においては、光軸ａｘと重なる点においてのみ曲線における接線の傾きが０となる形状を有する入射面１２を用いたが、本発明はこれに限定されるものではない。光軸と重なる点以外で曲線における接線の傾きが０となる形状を有する入射面（例えば、光軸付近に凸部がある入射面）を用いてもよい。
　さらに、上記実施形態１においては、いずれの箇所においても曲線における接線と光軸ａｘとが平行とならない入射面１２を用いたが、本発明はこれに限定されるものではない。いずれかの箇所で曲線における接線と光軸とが平行となる入射面を用いてもよい。
（６）上記実施形態１においては、凸面形状を有する射出面１３を用いたが、本発明はこれに限定されるものではない。凹面形状を有する射出面を用いてもよい。
　また、上記実施形態１においては、回転対称の非球面からなる射出面１３を用いたが、本発明はこれに限定されるものではない。回転対称ではない射出面や球面からなる射出面を用いてもよい。
　また、上記実施形態１においては、光軸ａｘと重なる点においてのみ曲線における接線の傾きが０となる形状を有する射出面１３を用いたが、本発明はこれに限定されるものではない。光軸と重なる点以外で曲線における接線の傾きが０となる形状を有する射出面（例えば、光軸付近に凹部がある射出面）を用いてもよい。
　さらに、上記実施形態１においては、いずれの箇所においても曲線における接線と光軸ａｘとが平行とならない射出面１３を用いたが、本発明はこれに限定されるものではない。いずれかの箇所で曲線における接線と光軸とが平行となる射出面を用いてもよい。
１，１０，３０，４０，５０，６０，７０，８０，９０，１００，１１０，１２０，１３０，１４０，９１０，ｌ…光学レンズ、１１，４１，５１，６１，７１，８１，９１，１０１…脚部、２，１２，４２，５２，６２，７２，８２，９２，１０２，１３２，１４２…入射面、１３，４３，５３，６３，７３，８３，９３，１０３，９１４…射出面、４，１４，３４，４４，５４，６４，７４，８４，９４，１０４，９１６…底面、１５，３５，４５，５５，６５，７５，８５，９１７…第１平面部、３６，４６，５６，６６，７６，８６，９６，１０５…傾斜部、１６，３７，４７，５７，６７，７７，８７，９１８…第２平面部、８，１８，４８，５８，６８，７８，８８，９８，１０８，１３８，１４８…副入射面、１９，９９，１０９…外周面、２０，２０ａ９２０…光源、２２，９２２…光源基部、９５…平面部、２００，２０２，９００…光学モジュール、３００…バックライト組立体、３１０，９２４…回路基板、４００，４００ａ…導光部材、５００…拡散部材、６００…表示パネル、６１０…表示パネル駆動回路、７００…トップシャーシ、１０００…表示装置

Claims (20)

  1. 　光源の射出側に配置した状態で用いることにより、前記光源から射出される光の照明範囲を拡大する光学レンズであって、
    　前記光学レンズを前記光源の射出側に配置したときに前記光源を囲う凹面形状を有し、かつ、所定の第１外径Ｄ１を有する入射面と、
    　前記第１外径Ｄ１よりも大きい第２外径Ｄ２を有する射出面と、
    　前記入射面の外周端から前記射出面の外周端までの間の領域に位置する底面と、
    　前記入射面と前記底面とを滑らかに接続する副入射面とを備えることを特徴とする光学レンズ。
  2. 　請求項１に記載の光学レンズにおいて、
    　前記副入射面における最も曲率半径が小さい部分の曲率半径は、０．０５ｍｍ～１．００ｍｍの範囲内にあることを特徴とする光学レンズ。
  3. 　請求項１又は２に記載の光学レンズにおいて、
    　前記光学レンズの光軸に沿った前記副入射面の長さＬ１と、前記光学レンズの光軸に沿った前記入射面の長さＬ２とは、数式「０．０４≦Ｌ１÷Ｌ２≦０．１２」を満たすことを特徴とする光学レンズ。
  4. 　請求項１～３のいずれかに記載の光学レンズにおいて、
    　前記第１外径Ｄ１と、前記副入射面の外径である第３外径Ｄ３とは、数式「０．７０≦Ｄ１÷Ｄ３≦０．９５」を満たすことを特徴とする光学レンズ。
  5. 　請求項１～４のいずれかに記載の光学レンズにおいて、
    　前記副入射面における最も曲率半径が小さい部分の曲率半径Ｒと、前記第２外径Ｄ２とは、数式「０．０１≦Ｒ÷Ｄ２≦０．１０」を満たすことを特徴とする光学レンズ。
  6. 　請求項１～５のいずれかに記載の光学レンズにおいて、
    　前記副入射面は、平滑面からなることを特徴とする光学レンズ。
  7. 　請求項１～６のいずれかに記載の光学レンズにおいて、
    　前記光学レンズの光軸と平行な方向に沿ってみたとき、前記副入射面は、前記副入射面と前記底面との境界線よりも前記射出面側にあることを特徴とする光学レンズ。
  8. 　請求項１～７のいずれかに記載の光学レンズにおいて。
    　前記射出面は、凸面形状を有し、
    　前記光学レンズの光軸と平行な方向であって、前記射出面から前記入射面へ向かう方向を第１方向とするとき、
    　前記底面は、前記光学レンズの光軸から離れるに従って前記第１方向側に向かって傾斜する傾斜部を有することを特徴とする光学レンズ。
  9. 　請求項８に記載の光学レンズにおいて、
    　前記底面は、前記光学レンズの光軸に対して垂直な平面からなる平面部をさらに有し、
    　前記平面部は、前記副入射面の外周端に接し
    　前記傾斜部は、前記平面部の外周側に位置することを特徴とする光学レンズ。
  10. 　請求項８に記載の光学レンズにおいて、
    　前記傾斜部は、前記副入射面の外周端に接し、かつ、前記射出面の外周端に接することを特徴とする光学レンズ。
  11. 　請求項８に記載の光学レンズにおいて、
    　前記底面は、前記光学レンズの光軸に対して垂直な平面からなる第１平面部及び第２平面部をさらに有し、
    　前記第１平面部は、前記副入射面の外周端に接し、
    　前記第２平面部は、前記射出面の外周端に接し、
    　前記傾斜部は、前記第１平面部と前記第２平面部との間に位置することを特徴とする光学レンズ。
  12. 　請求項８～１１のいずれかに記載の光学レンズにおいて、
    　前記入射面、前記射出面、前記副入射面及び前記傾斜部は回転対称の形状を有し、
    　前記光学レンズの光軸を含む所定の平面において、前記傾斜部の表面は、直線からなることを特徴とする光学レンズ。
  13. 　請求項１２に記載の光学レンズにおいて、
    　前記傾斜部の傾斜角度は、前記光学レンズの光軸に垂直な平面に対して５°～３０°の範囲内にあることを特徴とする光学レンズ。
  14. 　請求項１～１３のいずれかに記載の光学レンズにおいて、
    　前記入射面は、回転対称の非球面からなることを特徴とする光学レンズ。
  15. 　請求項１～１４のいずれかに記載の光学レンズにおいて、
    　前記射出面は、回転対称の非球面からなることを特徴とする光学レンズ。
  16. 　請求項１～１５のいずれかに記載の光学レンズにおいて、
    　前記傾斜部の表面は、粗面からなることを特徴とする光学レンズ。
  17. 　光を射出する光源と、
    　請求項１～１６のいずれかに記載の光学レンズとを備えることを特徴とする光学モジュール。
  18. 　請求項１７に記載の光学モジュールにおいて、
    　前記光源は、発光ダイオードからなることを特徴とする光学モジュール。
  19. 　回路基板上に配置される光学モジュールであって、請求項１７又は１８に記載の光学モジュールを備えることを特徴とするバックライト組立体。
  20. 　請求項１９に記載のバックライト組立体と、
    　前記バックライト組立体から供給される光を用いて画像を表示する表示パネルとを備えることを特徴とする表示装置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016046067A (ja) * 2014-08-22 2016-04-04 日立アプライアンス株式会社 広角度拡散光学系及びこれを用いた照明装置
JP2017524244A (ja) * 2015-05-27 2017-08-24 アニーキャスティング カンパニー、リミテッド バックライトユニット用ｌｅｄレンズ
JP2018029182A (ja) * 2016-08-18 2018-02-22 ソウル セミコンダクター カンパニー リミテッド 発光モジュ−ル及びレンズ

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08337429A (ja) * 1995-06-09 1996-12-24 Hooya Precision Kk ガラスレンズ成形用型及びその製造方法並びにガラスレンズ成形方法
CN101699148A (zh) * 2009-10-21 2010-04-28 苏州中泽光电科技有限公司 一种led路灯用偏心透镜
WO2011016269A1 (ja) * 2009-08-07 2011-02-10 シャープ株式会社 レンズ、発光モジュール、発光素子パッケージ、照明装置、表示装置、およびテレビ受像装置
JP2011034770A (ja) * 2009-07-31 2011-02-17 Sony Corp 発光装置及び表示装置
JP2011108303A (ja) * 2009-11-16 2011-06-02 Panasonic Corp 光学素子及びそれを用いた光ピックアップ装置
JP2011197544A (ja) * 2010-03-23 2011-10-06 Japan Medical Materials Corp 光グラフト重合用レンズおよび製膜装置
WO2012164790A1 (ja) * 2011-05-31 2012-12-06 パナソニック株式会社 面光源および液晶ディスプレイ装置
WO2013088556A1 (ja) * 2011-12-15 2013-06-20 クイックディール・リミテッド 光学レンズ、光学モジュール、バックライト組立体及び表示装置

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08337429A (ja) * 1995-06-09 1996-12-24 Hooya Precision Kk ガラスレンズ成形用型及びその製造方法並びにガラスレンズ成形方法
JP2011034770A (ja) * 2009-07-31 2011-02-17 Sony Corp 発光装置及び表示装置
WO2011016269A1 (ja) * 2009-08-07 2011-02-10 シャープ株式会社 レンズ、発光モジュール、発光素子パッケージ、照明装置、表示装置、およびテレビ受像装置
CN101699148A (zh) * 2009-10-21 2010-04-28 苏州中泽光电科技有限公司 一种led路灯用偏心透镜
JP2011108303A (ja) * 2009-11-16 2011-06-02 Panasonic Corp 光学素子及びそれを用いた光ピックアップ装置
JP2011197544A (ja) * 2010-03-23 2011-10-06 Japan Medical Materials Corp 光グラフト重合用レンズおよび製膜装置
WO2012164790A1 (ja) * 2011-05-31 2012-12-06 パナソニック株式会社 面光源および液晶ディスプレイ装置
WO2013088556A1 (ja) * 2011-12-15 2013-06-20 クイックディール・リミテッド 光学レンズ、光学モジュール、バックライト組立体及び表示装置

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016046067A (ja) * 2014-08-22 2016-04-04 日立アプライアンス株式会社 広角度拡散光学系及びこれを用いた照明装置
JP2017524244A (ja) * 2015-05-27 2017-08-24 アニーキャスティング カンパニー、リミテッド バックライトユニット用ｌｅｄレンズ
JP2018029182A (ja) * 2016-08-18 2018-02-22 ソウル セミコンダクター カンパニー リミテッド 発光モジュ−ル及びレンズ
CN114447198A (zh) * 2016-08-18 2022-05-06 首尔半导体株式会社 一种透镜

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