JP2014022126A - 光偏向素子並びに当該素子を用いた照光スイッチ及び面光源装置 - Google Patents

Abstract

【課題】発光エリアの大面積化に対応でき、しかも、発光面における輝度の均一性が高い光偏向素子を提供する。
【解決手段】光制御板は、互いに対向する光入射側の面と光出射側の面を有する。光入射側の面には光入射領域３２が形成される。光出射面２８の光入射領域３２と対向する領域には、光入射領域３２に入射する光の光軸を中心とする円周方向に傾いた複数の斜面を有する偏向パターン５２が、互いに間隙をあけて、かつ、前記光軸を中心として放射状に形成されている。光入射側の面と光出射側の面との間において、光入射領域３２の外周側には、光を外周方向へ向けて導光させるための導光領域３７が形成されている。
【選択図】図６

Description

本発明は光偏向素子並びに当該素子を用いた照光スイッチ及び面光源装置に関する。具体的には、入射面側からほぼ垂直に入射した光を面方向へ広げ、発光面からほぼ均一に出射させるための光偏向素子に関する。また、押ボタンの押し込み動作により点灯又は消灯する照光スイッチや、バックライトとして用いられる面光源装置に関する。

入射面側からほぼ垂直に入射した光を面方向へ広げ、発光面からほぼ均一に出射させるための光偏向素子を用いた装置としては、たとえば照光スイッチや面光源装置がある。照光スイッチは、通信機器や無線応用装置、電子計測器、オートメーション機器、事務機器、民生用電子機器、エレベータ内の操作パネルなど種々の機器において用いられている。また、面光源装置は、液晶表示装置のバックライトとして用いられる。

照光スイッチとしては、たとえば正面から見た発光エリアの寸法が縦横各１０ｍｍで高さが１０ｍｍといったサイズのものがある。最近では、正面から見た発光エリアの寸法が縦横各１９ｍｍで高さが７.８５ｍｍというように、正面から見た面積が大きくて広い発光エリアを持ち、しかも高さが低くて薄型の照光スイッチが供給されている。

このように照光スイッチが大面積になると、１個のＬＥＤで発光エリアを均一に光らせることは困難になる。そのため、大面積の照光スイッチでは、発光エリアにおける輝度の均一性を得るため６〜８個のＬＥＤを内蔵している。しかし、多数のＬＥＤを内蔵した照光スイッチでは、その部品コストのために照光スイッチの価格が高くなる。また、照光スイッチが薄くなると、照光スイッチの表面とＬＥＤの距離が短くなるので、各ＬＥＤの正面で輝度が高くなり、発光エリアに輝度ムラが生じ易くなる。

同様に、面光源装置の場合でも、発光エリアの面積が大きくなると、１個のＬＥＤで全体を均一に光らせることが困難になる。

そこで、１個又は少数のＬＥＤから出射した光を広げることで、広い発光エリアを均一に光らせることができ、また薄型化することのできる光学組立体が望まれる。特に、照光スイッチや面光源装置に適用可能なものが要求されている。このような光学組立体としては、特許文献１、２に開示されたものが知られている。

（特許文献１について）
特許文献１は、光学組立体の一例を開示している。この光学組立体は、光源、導光体及び光線拡散素子（光偏向素子）によって構成されている。導光体は、上下に貫通した貫通孔をその中心に有しており、当該貫通孔内の下部に光源が配置され、貫通孔の上部に光線拡散素子が納められている。光線拡散素子の上面全体には、その中心から外周縁に向けて複数のプリズムが放射状に設けられており、下面には同心円状の凹凸溝条が形成されている。また、導光体の上面には、同心円状の凹凸溝条が形成されており、下面全体には複数のプリズムが放射状に形成されている。

そして、光源から上方へ出射した光は、光線拡散素子内に入り、光線拡散素子の上面のプリズムで全反射される。光線拡散素子のプリズムで反射された光線は、外周方向へ広がって導光体内に入る。導光体内に入った光は、導光体内で全反射を繰り返しながら外周方向へ広がり、その途中で徐々に導光体の上面から漏れて導光体の上面をほぼ均一に光らせる。

しかし、このような構造の光学組立体では、光源から上方へ出射された光の大部分が光線拡散素子のプリズムで全反射されるので、光線拡散素子の上面から上方へ出射する光がほとんどなく、中央部の輝度が下がり過ぎるという不具合がある。また、光線拡散素子と導光体が別々に成形されている場合には、その境界で光の進み方が急激に変化するので、光線拡散素子と導光体の境界で輝度ムラが生じる。反対に、光線拡散素子と導光体を一体に成形する場合には、その形状が複雑になるので、成形が難しく、コストが高くつく。

（特許文献２について）
特許文献２は、別な光学組立体を開示している。特許文献２の光学組立体は、光源、反射層及び構造化表面要素（光偏向素子）によって構成されている。構造化表面要素の上面全体には、その中心から外周縁に向けて複数のプリズムが放射状に設けられている。光源は反射層の上面中央に配置され、その上方に構造化表面要素が配置される。

この光学組立体では、光源から出た光は構造化表面要素のプリズムと反射層との間で反射を繰り返しながら中央部から外周部へ導光され、その導光途中でプリズムから漏れた光が上方へ出射される。そのため、反射層での損失が大きく、光学的組立体の輝度が低下しやすい。

特開２００６−２１５５０９号公報（図１、図２及び図３） 特表２００９−５２１７８２号公報（図１）

本発明の目的とするところは、発光エリアの大面積化に対応でき、しかも、発光面における輝度の均一性が高い光偏向素子を提供することにある。さらに、本発明は、当該光偏向素子を用いた照光スイッチや面光源装置などを提供することを目的とする。

本発明に係る光偏向素子は、互いに対向する光入射側の面と光出射側の面を有し、前記光入射側の面と前記光出射側の面との間において、前記光入射側の面の光入射領域の外周側には、光を外周方向へ向けて導光させるための導光領域を有し、前記光出射側の面の前記光入射領域と対向する領域には、前記光入射側の面から入射した光を前記導光領域へ向けて反射させるための一組の斜面からなる複数の偏向パターンが、前記光入射領域に入射する光の光軸を中心として放射状に形成され、前記斜面は、少なくとも一部の前記斜面の間に間隙をあけて配置されていることを特徴とする。

本発明に係る光偏向素子にあっては、光出射側の面の光入射領域と対向する領域に、光入射側の面から入射した光を導光領域へ向けて反射させるための複数の偏向パターンが、光入射領域に入射する光の光軸を中心として放射状に形成されているので、光入射領域から入射した光の一部は偏向パターンで反射されて導光領域へ送られ、外周方向へ広げられて光出射側の面から外部へ出射される。よって、本発明に係る光偏向素子によれば、発光エリアを広くすることができ、発光エリアを広くしても周辺部が暗くなりにくくなる。

一方、各偏向パターンを構成する斜面が少なくとも一部の前記斜面の間に間隙をあけて配置されているので、光入射領域から入射した光の一部は、前記斜面の間の領域から外部へ出射される。そのため、光入射領域から入った光がほとんど外周方向へ送られて光入射領域の中心部が暗くなるのを防ぐことができ、光偏向素子の輝度ムラを小さくして均一に発光させることができる。

本発明に係る光偏向素子のある実施態様では、前記偏向パターンは、前記光入射領域に入射する光の光軸を中心とする円周方向に傾いた一対の前記斜面によって構成されている。かかる実施態様によれば、偏向パターンに入射した光を回帰反射させることによって光出射側の面から漏れないようにし、導光領域へ反射光を送ることができる。

本発明に係る光偏向素子の別な実施態様では、前記導光領域が、前記光軸から離れるに従って次第に厚みが小さくなっている。よって、導光領域に入った光は、導光領域の両面で反射を繰り返しながら外周方向へ導光されつつ、少しずつ外部へ出射され、光偏向素子の発光エリアを均一に発光させる。導光領域から少しずつ光を出射させる方法としては、導光領域の裏面に拡散インクを塗布したり、光学パターンを形成する方法もあるが、この実施態様によれば、光偏向素子の製造工程が複雑にならない。

本発明に係る光偏向素子のさらに別な実施態様では、前記光入射領域は、球面状に窪んでいる。かかる実施態様によれば、光入射領域を透過して光偏向素子に入射する光を広げることができ、輝度の均一性を向上させることができる。

本発明に係る光偏向素子のさらに別な実施態様では、傾きの方向が異なる複数の斜面によって前記偏向パターンが形成され、複数の前記偏向パターンが放射状に配列し、前記偏向パターン間に間隙が形成されている。このような偏向パターンは、一方向に長い溝状の形態をしたものでもよく、たとえば４つの斜面からなるダイア形をしたドット状のものでもよい。偏向パターンは小さいほど光出射側の面から目立ちにくい。また、斜面の面数が多いと光が散乱されるので、偏向パターンが光出射側の面から見えにくくなる。

本発明に係る光偏向素子のさらに別な実施態様では、前記間隙は、前記光出射側の面から外部へ光を出射させるものであり、平坦面でもよく、湾曲面でもよく、屈曲面でもよい。また、前記偏向パターン及び前記間隙は滑らかに形成されていて、全体として断面が正弦波状となっていてもよい。

前記光出射側の面の光入射領域と対向する領域は、前記斜面を均したとき、少なくとも中央部が平面となったものでもよく、前記光軸を中心とする回転対称な曲面であってもよい。前者の方が光偏向素子の作製が容易であるが、後者の方が光入射領域を透過した光を広げることできる。

また、本発明に係る光偏向素子のさらに別な実施態様では、前記光入射側の面の前記光入射領域に対向する領域において前記光軸の近傍に前記斜面を設けていない。光軸の位置まで斜面を設けると多数の斜面が光軸の位置に集まるので、斜面（あるいは、成形金型の斜面部分）を製作するのが困難になる。本実施態様によれば、かかる困難を回避することができる。

本発明に係る光偏向素子のさらに別な実施態様では、前記導光領域において、前記入射側の面に、光を拡散させるための光拡散部を設けている。光拡散部は、たとえば前記光軸を中心とした円環状の凹凸パターン、放射状パターン、ドットパターン、シボ形状や微細パターン、拡散インクの印刷などで形成することができる。かかる実施態様によれば、導光領域を導光する光が光拡散部で反射して拡散されるので、光偏向素子から出射される光の輝度分布の均一性が向上する。

本発明に係る光偏向素子のさらに別な実施態様では、前記偏向パターンの断面形状が、それぞれ異なっている。かかる実施態様によれば、リング状の輝度ムラが発生しにくくなる。

本発明に係る光学組立体は、本発明に係る光偏向素子と、前記光偏向素子の前記光入射領域に対向させて配置された光源とを備えている。本発明によれば、発光エリアの面積が広く、しかも、全体を均一に発光させることのできる光学組立体を作製することができる。

本発明に係る照光スイッチは、押ボタンと、前記押ボタンに対向させて前記押ボタンの後方に配置された本発明に係る光偏向素子と、前記光偏向素子の前記光入射領域に対向させて配置された光源と、前記押ボタンを押さえたとき互いに電気的に導通する第１の接点及び第２の接点とを備えている。本発明によれば、発光エリアの面積が広く、しかも、全体を均一に発光させることのできる照光スイッチを作製することができる。

本発明に係る照光スイッチでは、押ボタンを押している状態と押していない状態で押ボタンと光源との距離が変化するので、押ボタンを押している状態における光源発光時の発光エリアの輝度分布と、押ボタンを押していない状態における光源発光時の発光エリアの輝度分布とが、互いに異なる。この場合には、押ボタンを押したときと押ボタンを押していないときとで明るさが変わるので、照光スイッチの視覚的な操作感が良好になる。

本発明に係る面光源装置は、本発明に係る光偏向素子と、前記光偏向素子の前記光入射領域に対向させて配置された光源と、前記光偏向素子の光出射側に配置された拡散シートとを備えている。本発明によれば、発光エリアの面積が広く、しかも、全体を均一に発光させることのできる面光源装置を作製することができる。

本発明に係る液晶表示装置は、本発明に係る面光源装置と、前記面光源装置の光出射側に配置した液晶パネルとを備えている。かかる液晶表示装置によれば、液晶表示装置の画面の視認性が良好になる。

なお、本発明における前記課題を解決するための手段は、以上説明した構成要素を適宜組み合せた特徴を有するものであり、本発明はかかる構成要素の組合せによる多くのバリエーションを可能とするものである。

図１は、本発明の実施形態１による照光スイッチの斜視図である。 図２は、図１に示す照光スイッチの分解斜視図である。 図３は、図１のＸ−Ｘ線に沿った断面を示す断面図である。 図４は、本発明の実施形態１の照光スイッチにおける、端子バネをインサート成形されたスイッチ基板の斜視図である。 図５Ａは、本発明の実施形態１の照光スイッチに用いられている光制御板（光偏向素子）の斜視図である。図５Ｂは、当該光制御板の上面図である。 図６Ａは、図５Ａの光制御板の一部破断した斜視図である。図６Ｂは、当該光制御板の断面図である。 図７Ａは、図５ＢのＹ部拡大図である。図７Ｂは、図７ＡのＺ部拡大図である。 図８Ａは、偏向パターンの斜視図である。図８Ｂは、偏向パターンの上面図である。図８Ｃは、偏向パターンの長さ方向に沿った断面図である。図８Ｄは、偏向パターンの幅方向に沿った拡大断面図である。 図９は、光源から出射した光の挙動を説明するための図である。 図１０Ａ及び図１０Ｂは、偏向パターンとその間の光透過部を透過する光の挙動を示す長さ方向に沿った断面図と幅方向に沿った断面図である。 図１１は、光制御板を有しない比較例の輝度分布と、光制御板を備えた実施形態１の輝度分布を表したグラフである。 図１２Ａは、光制御板を有しない比較例の輝度分布を示す図である。図１２Ｂは、光制御板を備えた実施形態１の輝度分布を示す図である。 図１３は、押ボタンを押している状態と押していない状態における照光スイッチの発光エリアにおける輝度分布を表したグラフである。 図１４Ａは、押ボタンを押している状態における照光スイッチの発光エリアにおける輝度分布を示す図である。図１４Ｂは、押ボタンを押していない状態における照光スイッチの発光エリアにおける輝度分布を示す図である。 図１５Ａ、図１５Ｂ及び図１５Ｃは、偏向パターンの種々の断面形状を示す図である。 図１６Ａ、図１６Ｂ及び図１６Ｃは、偏向パターンと光透過部の種々の断面形状を示す図である。 図１７Ａ、図１７Ｂ及び図１７Ｃは、偏向パターンの間の光透過部の種々の断面形状を示す図である。 図１８Ａ、図１８Ｂ及び図１８Ｃは、偏向パターンと光透過部の種々の断面形状を示す図である。 図１９は、光制御板の傾斜した上面に、中心軸と平行な方向の光が入射する場合に、その光が光制御板の上面で全反射する最小の傾斜角を示すグラフである。 図２０は、本発明の実施形態１による光制御板の変形例を説明する断面図である。 図２１Ａは、本発明の実施形態１による光制御板の光入射領域の別な形状を示す概略図である。図２１Ｂは、本発明の実施形態１による光制御板の光入射領域のさらに別な形状を示す概略図である。 図２２Ａ及び図２２Ｂは、本発明の実施形態２による光制御板のパターン領域を拡大して示す平面図と、その拡大断面図である。 図２３Ａ及び図２３Ｂは、本発明の実施形態３による光制御板のパターン領域を拡大して示す平面図と、その拡大断面図である。 図２４Ａ及び図２４Ｂは、本発明の実施形態３による光制御板に設けられたドット状をした偏向パターンの斜視図と平面図である。 図２５Ａは、本発明の実施形態４による光制御板の下面側から見た斜視図である。図２５Ｂは、図２５Ａの光制御板の拡大断面図である。 図２６Ａ、図２６Ｂ及び図２６Ｃは、偏向パターンの異なる断面形状を示す図である。 図２７Ａは、リング状の輝度ムラが生じる原因を説明する概略図である。図２７Ｂは傾斜角が個々に異なる偏向パターンを示す断面図である。図２７Ｃは、図２７Ｂの偏向パターンを用いたときに光源の光が広がる様子を説明する概略図である。 図２８は、本発明の実施形態５による液晶表示装置を示す概略断面図である。

以下、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態を説明する。但し、本発明は以下の実施形態に限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々設計変更することができる。

（実施形態１）
〔照光スイッチの構造〕
以下、図１−６を参照して本発明の実施形態１による照光スイッチの構造を説明する。図１、図２及び図３は、本発明の実施形態１による照光スイッチ１１の斜視図、分解斜視図、図１のＸ−Ｘ線断面図である。図４は照光スイッチ１１に用いられるスイッチ基板１２の斜視図である。図５Ａは、照光スイッチ１１に用いられる光偏向素子、すなわち光制御板３１の裏面側から見た斜視図である。図５Ｂは光制御板３１の上面図である。図６Ａ及び図６Ｂは、光制御板３１の一部破断した斜視図と断面図である。なお、図１及び図２は、照光スイッチ１１を立てた状態で表しているが、以下において上下方向とは、図１や図２などによらず、図３の断面図における上下方向を指すものとする（例えば、光源２５や第１の接点２２ａ、第２の接点２２ｂなどから、導光領域３７や押ボタン１４に向かう方向を上方向という）。

図１を参照すると、照光スイッチ１１の外観は、スイッチ基板１２と、スイッチ基板１２の両側面に露出した外部端子１３ａ、１３ｂ、２１ａ、２１ｂと、スイッチ基板１２の上面に配置された押ボタン１４と、押ボタン１４の周囲を囲む額縁状のフレーム１５によって構成されている。照光スイッチ１１は正面から見た形状が丸形のものであってもよいが、以下においては、図１に示すような角形のものについて説明する。

照光スイッチ１１においては、押ボタン１４を押し込むと、内部の接点どうしが導通して照光スイッチ１１がオンとなる。押ボタン１４を離すと、押ボタン１４が元の位置に復帰し、内部の接点どうしが絶縁状態となって照光スイッチ１１がオフとなる。

照光スイッチ１１は、図２に示すような部品によって構成されている。スイッチ基板１２は、白色樹脂（たとえば、白色のポリカーボネイト樹脂）によって成形されている。スイッチ基板１２は、その上面に箱状の収納部１６を有している。スイッチ基板１２の対向する両側面には、フレーム１５を取り付けるための複数個の爪１７が突設されている。また、収納部１６の底面には円形の凹部２４が形成されている。

スイッチ基板１２は、４つの端子バネ１８ａ、１８ｂ、１９ａ、１９ｂを埋め込んでインサート成形されている。光源用の端子バネ１８ａ、１８ｂは、それぞれ一端に光源実装用の電極パッド２０ａ、２０ｂが設けられ、他端に外部端子２１ａ、２１ｂを有している。端子バネ１８ａ、１８ｂをスイッチ基板１２にインサート成形した状態では、図４に示すように、２つの電極パッド２０ａ、２０ｂが凹部２４の中央に並んで露出しており、外部端子２１ａ、２１ｂがスイッチ基板１２の側面から突出している。

端子バネ１９ａ、１９ｂは、それぞれ両端に外部端子１３ａ、１３ｂを有している。端子バネ１９ａは、中央部に矩形状をした第１の接点２２ａを備えている。端子バネ１９ｂは、中央部に矩形状をした第２の接点２２ｂを備えている。端子バネ１９ａ、１９ｂをスイッチ基板１２にインサート成形した状態では、図４に示すように、第１の接点２２ａは電極パッド２０ａ、２０ｂの近傍において露出している。第２の接点２２ｂは、第１の接点２２ａの反対側において凹部２４内の縁に露出している。また、各端子バネ１９ａ、１９ｂの外部端子１３ａ、１３ｂは、スイッチ基板１２の側面から突出している。

光源２５はＬＥＤであって、図３に示すように、下面の電極を電極パッド２０ａ、２０ｂに接合することにより、スイッチ基板１２の中央に実装されている。光源２５は、白色ＬＥＤを用いられることが多いが、赤色ＬＥＤや青色ＬＥＤなどの有色ＬＥＤであってもよい。

反転バネ２６は、図２に示すように、皿バネの外周部を複数箇所で切り欠いた形状となっている。反転バネ２６は、凹部２４の内側に嵌め込まれている（図３参照）。反転バネ２６の外周縁は第２の接点２２ｂの上に重なっていて第２の接点２２ｂと接触している。反転バネ２６の内周部は、第１の接点２２ａの上方に位置していて第１の接点２２ａから離間している。

光源２５は光制御板３１の光入射領域３２に対応する位置に配置され、光制御板３１と光源２５によって光学組立体が構成されている。また、反転バネ２６の中央部にあいた孔２７からは、光源２５の上面が飛び出ている。

光制御板３１は、反転バネ２６の上に載置される（図３を参照）。光制御板３１は、ポリカーボネイト樹脂（ＰＣ）やポリメチルメタクリレート樹脂（ＰＭＭＡ）のように大きな屈折率を有する透明樹脂によって成形されている。また、樹脂以外でも、透明なガラスなどによって光制御板３１を作製してもよい。光制御板３１の上面の外周には厚肉のリブ３９が設けられており、リブ３９の各辺中央部には支持部４０が突設され、各支持部４０の内側角部には被嵌合部４０ａが凹設されている。光制御板３１のその他の詳細な形状は、後述する。

光制御板３１の上には拡散シート４１を配置している。拡散シート４１は、ヘイズ値の高いものであって、たとえばヘイズ値が９０％以上のものが好ましい。拡散シート４１の４辺中央部には、嵌合部４２が突出している。拡散シート４１は、嵌合部４２を光制御板３１の被嵌合部４０ａにはめ込むようにして、光制御板３１の上で支持される。

押ボタン１４は、半透明の樹脂によって成形されており、光を散乱させる機能を備えている。たとえば、ＰＯＭ（ポリオキシメチレン）、乳白色のＰＣ（ポリカーボネイト樹脂）、乳白色のＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）によって成形されている。また、押ボタン１４は赤や緑などに着色されていてもよく、文字やマークを印刷又は刻印されていてもよい。

フレーム１５は不透明樹脂によって額縁状に成形されている。フレーム１５の窓４６には、押ボタン１４が摺動自在に嵌め込まれるとともに、押ボタン１４の４箇所のコーナー部に設けたフランジ４５が窓４６の縁の下面に当接することで押ボタン１４が窓４６から上方へ抜けるのを防いでいる。なお、光制御板３１の支持部４０にも、窓４６の縁の下面に当接させるためのステップ部４０ｂが設けられている。フレーム１５の両側面には下方へ向けて係合フック４７が飛び出ており、係合フック４７をスイッチ基板１２の爪１７に引っ掛けることによりフレーム１５をスイッチ基板１２に着脱可能に取り付けることができる。

照光スイッチ１１は、上記のような部品によって図３に示すように組み立てられる。すなわち、スイッチ基板１２は、端子バネ１８ａ、１８ｂ、１９ａ及び１９ｂをインサート成形されている。光源２５は、スイッチ基板１２の上面において電極パッド２０ａ、２０ｂの上に実装され、電極パッド２０ａ、２０ｂ間に電気的に接続されている。スイッチ基板１２の上面に反転バネ２６を置くときには、反転バネ２６を凹部２４の内側に嵌め込んで位置決めし、光源２５の上面（光出射面）を反転バネ２６の孔２７から上方へ突出させるとともに、反転バネ２６の外周部下端を第２の接点２２ｂに接触させる。上面に拡散シート４１を取りつけられた光制御板３１は、光源２５及び反転バネ２６の上に配置される。押ボタン１４を下面側からフレーム１５の窓４６に通し、その状態で押ボタン１４を光制御板３１及び拡散シート４１の上に重ねるとともに、フレーム１５をスイッチ基板１２の上に重ねる。さらに、フレーム１５の係合フック４７をスイッチ基板１２の爪１７に係合させることによって照光スイッチ１１を組み立てる。こうして組み立てた状態では、光制御板３１の中心軸Ｃは、光源２５の光軸（光源２５から出射する主光線と一致する軸線）とほぼ一致している。

〔接点の開閉動作〕
この照光スイッチ１１は、つぎのようにして第１の接点２２ａと第２の接点２２ｂの間を開閉される。図３に示すように、押ボタン１４が押されていない場合には、反転バネ２６が第１の接点２２ａから離間していて第１の接点２２ａに接触していないので、第１の接点２２ａと第２の接点２２ｂの間は開かれている。

押ボタン１４を指で下方へ押すと、押ボタン１４とともに光制御板３１が押し下げられる。そのため、操作部３３によって反転バネ２６が押し潰されて第１の接点２２ａに接触し、反転バネ２６を介して第１の接点２２ａと第２の接点２２ｂの間が閉じられる。反転バネ２６は押し潰される際に座屈変形するので、押ボタン１４を押す際のクリック感を得ることができる。

また、押ボタン１４を離すと、反転バネ２６の弾性復元力によって押ボタン１４と光制御板３１が元の位置に戻り、反転バネ２６が第１の接点２２ａから離れて第１の接点２２ａと第２の接点２２ｂの間が開かれる。押ボタン１４を離す際にも、反転バネ２６によってクリック感を得ることができる。

〔光制御板の構造〕
つぎに、光制御板３１の形状を詳細に説明する。図５Ａは、光制御板３１の裏面側から見た斜視図であって、図５Ｂは、光制御板３１の光入射領域３２を示す拡大図である。図６Ａは、光制御板３１の一部破断した斜視図である。図６Ｂは、光制御板３１の断面図である。

光制御板３１の下面５１は、中心に向かって下方へ下がる緩やかな傾斜面となっている。光制御板３１の下面の全体的な形状は、光制御板３１の中心軸Ｃ（光源２５の光軸と一致する。）を軸とする回転対称な円錐台形状となっている。光制御板３１の下面中央部（光源２５に対向する部分）には、球面状に窪んだ光入射領域３２が設けられている。光制御板３１の下面において光入射領域３２の周囲には、反転バネ２６を押さえるための操作部３３が環状に突設している。光入射領域３２は、図６Ｂに示した形状の凹部を光制御板３１の中心軸Ｃの回りに回転させた形状となっている。

光制御板３１の上面のうち、リブ３９で囲まれた領域は光を出射させるための光出射面２８（発光エリアということもある。）となっている。この実施形態では、光出射面２８は平らな面となっている。光出射面２８のうち、光入射領域３２と対向する領域は、Ｖ溝状をした多数の偏向パターン５２が放射状に配列されたパターン領域となっている。

図８Ａ〜８Ｄは、一つの偏向パターン５２の形状を表している。図８Ａは、偏向パターン５２の斜視図である。図８Ｂは、偏向パターン５２の真上から見た形状を表す。図８Ｃ及び図８Ｄは、偏向パターン５２の長手方向に沿った断面と、幅方向に沿った拡大断面を表す。偏向パターン５２は、図８Ｄに示すように、２つの斜面５３ａ、５３ｂ（斜面は平面であってもよく、曲面であってもよい。）からなるＶ溝によって形成されており、図８Ｃのように長さ方向に沿ってＶ溝の深さが徐々に変化している。偏向パターン５２は、上から見ると図８Ｂのようなリーフ状となっている。偏向パターン５２は、中心領域では、中心軸Ｃ側の端から遠くなるに従ってＶ溝の幅及び深さが緩やかに増加しており、外周領域では、中心軸Ｃ側の端から遠くなるに従ってＶ溝の幅及び深さが比較的急速に減少している。この斜面５３ａ、５３ｂの傾斜角βは約４５°となっている。

放射状に配列された偏向パターン５２の拡大図を図７Ａ及び図７Ｂに示す。図７Ａは、図５ＢのＹ部を拡大した図である。また、図７Ｂは、図７ＡのＺ部を拡大した図である。偏向パターン５２は、それぞれ中心側の端が光制御板３１の中心軸Ｃ上にあり、中心軸Ｃ上の点を中心として放射状に配列されている。各偏向パターン５２の中心軸Ｃに近い領域では、両側辺も中心軸Ｃ上の点を中心とする半径方向に一致している。偏向パターン５２は隙間なく配列されているのでなく、図７Ｂに示すように、偏向パターン５２間の隙間には平坦な光透過部５４が形成されている。この光透過部５４も、中心軸Ｃ上の点を中心として放射状に配列している。なお、図７Ｂでは、光透過部５４を分かりやすくするため、一方の傾きの斜面５３ａと他方の傾きの斜面５３ｂにハッチングを施している。

光制御板３１の光入射領域３２及びパターン領域よりも外周側の領域は、外周側へ向かうほど厚みの薄くなった導光領域３７となっている。

光制御板３１が矩形状である場合、導光領域３７を光制御板３１の四隅まで延長すると、光制御板３１の隅部で導光領域３７の肉厚が小さくなって強度が低下する。あるいは、強度低下を防ぐためには、光制御板３１の厚みを大きくする必要がある。そのため矩形状の光制御板３１の場合には、導光領域３７は各辺の中央部あたりまでとし、隅部は一定の厚みに成形している。よって、光制御板３１の厚みが薄くても、隅部における強度が低下するのを防ぐことができる。

さらに、光制御板３１の外周部には肉厚のリブ３９を設けることにより、光制御板３１の強度を高めている。

〔照光スイッチの点灯と消灯〕
この照光スイッチ１１では、光源２５及び端子バネ１８ａ、１８ｂは、第１及び第２の接点２２ａ、２２ｂや反転バネ２６等からなるスイッチ部分と独立した回路となっており、光源２５は、外部端子２１ａ、２１ｂから電流を流すことによって発光する。この照光スイッチ１１の光源２５をスイッチ部分と関係付けるためには、照光スイッチ１１の外部端子１３ａ、１３ｂ、２１ａ、２１ｂを制御回路に接続する。

一般的な使用方法（制御方法）では、押ボタン１４を押すと、両接点２２ａ、２２ｂ間が閉じたことを制御回路が検知し、制御回路によって光源２５が発光し、照光スイッチ１１が点灯する。そして、押ボタン１４が復帰した後も照光スイッチ１１の点灯状態が継続する。点灯状態で押ボタン１４を押すと、両接点２２ａ、２２ｂ間が閉じたことを制御回路が検知し、制御回路によって光源２５が発光停止され、照光スイッチ１１が消灯する。そして、押ボタン１４が復帰した後も照光スイッチ１１の消灯状態が継続する。

〔発光時の光の挙動〕
つぎに、光源２５が発光しているときの光の挙動を説明する。いま、押ボタン１４が押されていないが、光源２５が発光していて照光スイッチ１１が点灯している場合を考える。

まず、光源２５から出射して光入射領域３２に入射し、上面のパターン領域に形成された偏向パターン５２に入射する光Ｌ１を考える。この光Ｌ１は、光入射領域３２を透過した後、偏向パターン５２に入射する。偏向パターン５２に入射した光L１は、図１０Ａ、図１０Ｂに実線で示すように、偏向パターン５２の斜面５３ａ、５３ｂで回帰反射し、光制御板３１の下面側へ戻りながら導光領域３７に向かって進む。導光領域３７へ入った光Ｌ１は、導光領域３７の上面と下面で全反射を繰り返しながら光制御板３１の外周方向へ進む。導光領域３７の上面及び下面で全反射するたびに光の入射角は小さくなるので、入射角が全反射の臨界角よりも小さくなったときに導光領域３７の上面又は下面から外部へ出射する。このようにして偏向パターン５２で回帰反射した光は、導光領域３７へ送られて光出射面２８の全体から均一に出射する。

一方、光源２５から出射し光入射領域３２を透過した光のうち上面の光透過部５４に入射した光Ｌ２は、図１０Ａ、図１０Ｂに破線で示すように、そのまま光透過部５４を透過して光出射面２８の中心部から外部へ出射する。

こうして光出射面２８から出射された光Ｌ１、Ｌ２は、拡散シート４１や押ボタン１４で拡散され、押ボタン１４を均一に発光させる。

本発明の実施形態１の照光スイッチ１１では、光源２５から出射された光を偏向パターン５２で回帰反射させて外周方向へ運ぶことができるので、１個の光源２５から出た光を広い領域に広げることができる。したがって、少ない個数の光源２５により広い発光エリア（たとえば、縦横２０ｍｍ又はそれ以上の広さのエリア）を発光させることができる。また、照光スイッチ１１の高さ（厚さ）が薄くなっても（たとえば、７.４ｍｍ又はそれ以下の厚さになっても）、広い発光エリアを発光させることができる。

しかし、従来技術のように、パターン領域において偏向パターン５２間に隙間が存在しない場合には、中心部へ出射された光のほとんどが外周部分へ送られ、光制御板３１の中心部の輝度が低下して暗くなる。これに対し、実施形態１の照光スイッチ１１では、偏向パターン５２間に光透過部５４を設けているので、光透過部５４を透過した光Ｌ２は、その直後に光制御板３１の上面から出射され、光制御板３１の中心部が暗くなるのを防ぐことができる。しかも、偏向パターン５２と光透過部５４の面積比を調整することによって、光制御板３１の中心部と外周部分の輝度を調整することができ、輝度ムラを低減することができる。

よって、本発明の実施形態１によれば、大面積の発光エリアを有する薄型の照光スイッチを安価に製造することが可能になり、しかも発光エリア全体を均一な輝度分布で発光させることが可能になる。また、照光スイッチ１１の上面に設けた拡散シート４１や押ボタン１４で光を拡散させるようにしているので、光制御板３１からどの方向へ光が出射されても正面から見たときに光って見えるようにすることができる。

図１１は、光制御板を有しない比較例の輝度分布と、光制御板を備えた実施形態１の輝度分布を表したグラフである（コンピュータシミュレーションによる）。図１１において太実線（「光制御板なし」）は、光制御板を有しない比較例の照光スイッチ（すなわち、光源、拡散シート及び押ボタンによって構成された照光スイッチ）の発光エリアにおける輝度分布を表したグラフである。図１１において、細実線（「実施例１」）は、本発明の実施形態１の照光スイッチの発光エリアにおける輝度分布を表したグラフであり、さらに１点鎖線（「直接光」）と破線（「導光光」）はそれぞれ実施形態１の輝度分布を直接出射光の輝度分布と導光光の輝度分布に分けて表したものである。各輝度分布は、発光エリアが縦横各２０ｍｍのものにおいて、発光エリアの対角線上における輝度分布を表している。図１１の横軸は、光源２５の中心（中心軸Ｃ）から対角方向へ測った距離を表し、縦軸は輝度（任意単位）を表している。

また、図１２Ａは、比較例の発光エリアにおける輝度分布を白黒の濃淡で表した図である。図１２Ｂは実施形態１の発光エリアにおける輝度分布を白黒の濃淡で表した図である。いずれも、明度の高い領域（白っぽい領域）ほど発光エリアの輝度が高く、明度の低い領域（黒っぽい領域）ほど発光エリアの輝度が低いことを表している。

光制御板を用いない場合には、光源の出射光は拡散シートや押ボタンによって拡散されるだけであるので、図１１の「光制御板なし」のグラフと、図１２Ａの輝度分布図のように、発光エリアの中心部の輝度が高くて中心部だけが明るく光っている。図１１における破線（「導光光」）のグラフは、偏向パターン５２を透過し、光制御板３１の上面又は下面で少なくとも１回全反射された後に光制御板３１の上面から出射された光の輝度分布を表している。このように偏向パターン５２を設けるだけであると、中央部の光が偏向パターン５２によって円周方向へ曲げられ光制御板３１の上面で全反射されて外周方向へ送られるので、図１１の破線のように輝度分布がほぼ平坦になるものの、中央部で輝度が低下してしまう。一方、図１１における１点鎖線（「直接光」）のグラフは、光透過部５４を透過し、光制御板３１の上面及び下面で反射することなく、光制御板３１を透過して直接光制御板３１の上面から出射された光の輝度分布を表している。このように光透過部５４を透過した直接光による輝度分布は、図１１の１点鎖線のように、発光エリアの中心部で輝度が高くなる。よって、偏向パターン５２と光透過部５４を放射状に設けた場合の輝度分布は、図１１の破線のグラフと１点鎖線のグラフの足し合わせとなり、図１１の細実線及び図１２Ｂのように発光エリアの輝度分布がほぼ均一となる。

〔押ボタンを押し込んでいる時と復帰している時との輝度分布の比較〕
つぎに、本発明の実施形態１による照光スイッチ１１において、押ボタン１４を押している状態と押ボタン１４を押していない状態（復帰状態）とのそれぞれの発光エリアの輝度分布をシミュレーションにより求めた結果を説明する。図１３は、縦横各２０ｍｍの発光エリアを有する照光スイッチ１１において、発光エリアの中心を通過し、いずれかの辺と平行な線分上における輝度の分布を表したグラフである。実線のグラフは押ボタン１４を押していない場合の輝度分布であり、破線のグラフは押ボタン１４を押しているときの輝度分布である。図１３の横軸は、光源の中心（中心軸Ｃ）から測った距離を表し、縦軸は輝度（任意単位）を表している。

また、図１４Ａは、押ボタン１４を押している状態での発光エリア（縦横各２０ｍｍ）の輝度分布を表している。図１４Ｂは、押ボタン１４を押していない状態での発光エリアの輝度分布を表している。また、図１４Ａ及び図１４Ｂにおいても、明度の高い領域（白っぽい領域）ほど発光エリアの輝度が高く、明度の低い領域（黒っぽい領域）ほど発光エリアの輝度が低いことを表している。

押ボタン１４を押していない状態では、図１３の実線のグラフ及び図１４Ｂに示すように発光エリア全体がほぼ均一な輝度で発光している。これに対し、押ボタン１４を押している状態では、光制御板３１が光源２５に近くなるので、図１３の破線のグラフ及び図１４Ａに示すように発光エリアの中心部が少し明るくなり、その周辺部が少し暗くなる。

本発明の実施形態１による照光スイッチ１１では、このように押ボタン１４を押しているときの発光エリアの発光具合が押ボタン１４を押していないときの発光具合から変化するので、押ボタン１４を押した状態であることが分かり易くなる。よって、押ボタン１４を押したときには反転バネ２６によってクリック感が得られるとともに、押ボタン１４の発光具合が変化し、触感的にも視覚的にも押ボタン１４の操作感が良好になる。

〔偏向パターンと直接出射光生成面の種々の形状〕
つぎに、偏向パターン５２と光透過部５４の種々の形状（変形例）を説明する。上記パターン領域では、図１５Ａに示すように、平らな斜面で形成されたＶ溝５３ａ，５３ｂによって偏向パターン５２が形成され、偏向パターン５２間に平らな光透過部５４が形成されている。しかし、偏向パターン５２及び光透過部５４の形状はこれに限るものでなく、種々の断面形状が可能である。たとえば、図１５Ｂに示すパターン領域では、偏向パターン５２の谷部を平坦に形成して当該平坦面を光透過部５４としている。また、図１５Ｃに示すパターン領域では、偏向パターン５２間に平らな光透過部５４を形成するとともに、偏向パターン５２の谷部を平坦に形成して当該平坦面を光透過部５４としている。光制御板３１を金型を用いて成形する場合では図１５Ａのような形状であれば、金型の光透過部５４を形成する部分の形状がバイトの先端形状で決まるので、バラツキが小さくなり、図１５Ｂのような形状であれば、光透過部５４の割合の自由度が高くなる（光制御板３１に直接加工して偏向パターン５２又は光透過部５４を形成する場合には、この効果は反対になる。）。図１５Ｃのような形状であれば、光透過部５４が分散するので、押ボタン１４を通して見たとき光透過部５４が光って目立つことがなくなる。

図１６Ａは、光透過部５４が平坦で、偏向パターン５２の斜面５３ａ、５３ｂが溝内へ膨らむように湾曲している場合である。図１６Ｂは、光透過部５４が平坦で、偏向パターン５２の斜面５３ａ、５３ｂが溝から引っ込むように湾曲している場合である。図１６Ａ、図１６Ｂのように、斜面５３ａ、５３ｂが湾曲していると、レンズ効果によって光が斜面５３ａ、５３ｂで反射するときに広がるので、光制御板３１の上面で反射して導光光に変換された後に広がった光となり、光制御板３１の上面から光を均一に出射しやすくなる。図１７Ａ、図１７Ｂ及び図１７Ｃは、いずれも斜面５３ａ、５３ｂが平面で、光透過部５４が湾曲している場合である。図１７Ａ−１７Ｃの形状では、いずれも光透過部５４が湾曲していて光透過部５４を透過する光が広がるため、押ボタン１４を通してみたとき光透過部５４が目立ちにくくなる。また、図１６Ｃは、斜面５３ａ、５３ｂと光透過部５４の両方が湾曲していて、たとえば断面が正弦波状になっている場合である。図１８Ａ−１８Ｃは、偏向パターン５２や光透過部５４が屈曲していて偏向パターン５２及び光透過部５４が断面多角形状となっている場合である。

なお、光透過部５４を湾曲させる場合には、図１７Ａや図１７Ｂと反対向きに湾曲させても差し支えない。また、偏向パターン５２の断面形状は、長さ方向に沿って相似形となっていてもよいが、徐々に変形していてもよい。たとえば、中心部では図１０ＢのようなＶ溝状となっていて、外周側へ向かうに従って次第に図１６Ｃのような正弦波上に近づくようにしていてもよい。

図１５Ａ−１５Ｃ、図１６Ａ−１６Ｂ、図１７Ａ−１７Ｃ、図１８Ａ−１８Ｂのような断面形状であれば、どの領域が偏向パターン５２で、どの領域が光透過部５４であるかは、直感的にも明らかである。ところが、図１６Ｃのように偏向パターン５２も光透過部５４も湾曲している場合や、図１８Ｃのようにいずれとも判断しにくいような傾斜角の面が存在する場合には、どこまでが偏向パターン５２で、どこからが光透過部５４であるかということは明確でない。しかし、光制御板３１の下面から入射した光の挙動は光線の方向によっても異なるので、偏向パターン５２と光透過部５４の境界が必ずしも明確である必要はなく、曖昧であっても差し支えない。本実施形態においては、パターン領域の中に、透過する光源光を円周方向へ屈折させる領域と、上方から見て光源からの光をほぼ直線的に透過させる領域が存在していれば十分であり、その間では透過する光の方向が徐々に変化していても差し支えない。ただし、区別の目安としては、下記のように説明することができる。

いま、屈折率ｎの光制御板３１の上面（光出射面２８）をある傾斜角αに傾かせておき、光源２５の光軸（中心軸Ｃ）に平行な光を光制御板３１の上面に入射させた場合を考える。光制御板３１の上面の傾斜角αが大きいと、光は光制御板３１の上面で全反射され、光制御板３１の上面の傾斜角αが小さいと、光は光制御板３１の上面を透過する。よって、偏向パターン５２の斜面５３ａ、５３ｂの傾斜角βは光透過部５４の傾斜角よりも大きい。図１９の曲線は、屈折率ｎの光制御板３１の上面（光出射面２８）に向けて、光源２５の光軸に平行な光を入射させるとき、その光が光制御板３１上面で全反射される最小の傾斜角αを表している。すなわち、図１９の曲線よりも上の領域では、光制御板３１の上面に入射した光は全反射され、図１９の曲線よりも下の領域では、光制御板３１の上面に入射した光は透過する。よって、偏向パターン５２や光透過部５４が滑らかに変化しているような場合でも、上記曲線上の値（光制御板３１の屈折率ｎに対応した傾斜角α）を境界として、それよりも傾斜角の大きな領域は偏向パターン５２であり、それよりも傾斜角が小さな領域は光透過部５４と考えることができる。

また、図６Ａ、図６Ｂ、図７Ａ及び図７Ｂに示したパターンでは、偏向パターン５２も光透過部５４も中心軸Ｃ上の点を中心として放射状に形成されているので、中心軸Ｃ上の点を中心とする輪帯状の領域内における偏向パターン５２の面積（上方から見た投影面積）に対する光透過部５４の面積の割合は、中心軸Ｃの近くでは一定であり、中心軸Ｃから遠いところは次第に大きくなっている。しかし、輪帯状の領域内における偏向パターン５２の面積に対する光透過部５４の面積の割合は、０−１００％の範囲で適宜調整することができる。たとえば、光制御板３１の上面の中央部における輝度が低いところでは光透過部５４の比率が大きくなるように再設計し、輝度が高いところでは光透過部５４の比率が小さくなるように再設計すればよい。たとえば、上記実施形態では、パターン領域内の光透過部５４を通って光制御板３１の上面から出射される光量は、光制御板３１の上面全体から出射される光量の約２５％程度となっている。

なお、上記実施形態では、光出射面２８は平坦面であったが、図２０に示すように、光出射面２８の全体が湾曲していて、この湾曲面に偏向パターン５２が形成されていてもよい。図２０に示す例では、光出射面２８は、その中央で窪んでおり、その周囲で逆円錐状に傾斜して最も高い位置にある湾曲箇所を超えると滑らかに傾斜している。このように光出射面２８の全体を湾曲していると、光出射面２８から出射する光がレンズ効果によって広がるので、光出射面２８から直接出射する光と何回か全反射を繰り返して光出射面２８から出射する光が混ざりやすくなり、両方の光の境界が目立たなくなる。

また、上記実施形態では、光制御板３１の光入射領域３２は球面状に湾曲していたが、図２１Ａのように光入射領域３２を平面で構成していてもよい。光入射領域３２が平面であれば光制御板３１の作製が容易になる。その反面、光入射領域３２を透過した光が広がりにくくなるので、この場合には偏向パターン５２の密度を大きくすることが好ましい。

また、図２１Ｂに示すように、球面状の光入射領域３２と同等の光学的効果を有するフレネルレンズ状の光入射領域３２を用いてもよい。光制御板３１の光入射領域３２をフレネルレンズ状にすれば、光制御板３１の厚みを薄くすることができる。ただし、フレネルレンズ形状にした場合には、段差部分を通過する光が中央に集まるので、輝度の均一性が低下する恐れがあるため、偏向パターン５２の密度を大きくするのが好ましい。

（実施形態２）
図２２Ａ及び図２２Ｂは、本発明の実施形態２による光制御板の一部、すなわちパターン領域を拡大して示す平面図と、その拡大断面図である。この実施形態２の光制御板では、光制御板３１の上面の中心に球面状の凸部５６を形成し、凸部５６の周囲に多数の偏向パターン５２を放射状に配列させている。偏向パターン５２は、図８に示したような形状を有しおり、偏向パターン５２の中心側の端は、凸部５６の縁に位置している。光制御板のその他の構造は、実施形態１と同様であるので、説明は省略する（以下の実施形態においても同様）。

実施形態１のような構造では、光出射面２８の中心部において斜面５３ａ、５３ｂを放射状に加工することは困難であるため、中心部に斜面５３ａ、５３ｂを形成できない場合がある。斜面５３ａ、５３ｂを形成できない場合には、光制御板を真っ直ぐに上方へ抜ける光が多くなり、輝度の均一性が低下する。そのような場合には、実施形態２のように、光出射面２８の中心部から外れた箇所から偏向パターン５２を開始することで、斜面５３ａ、５３ｂの加工を容易にすることができる。さらに、光出射面２８の中心部に回転対称の凸部５６を設けることによって中心付近の光を拡散させ、中心部を真っ直ぐに光が抜けないようにして輝度ムラを防止している。

（実施形態３）
図２３Ａ及び図２３Ｂは、本発明の実施形態３による光制御板の一部、すなわちパターン領域を拡大して示す平面図と、その拡大断面図である。この実施形態２の光制御板では、光制御板３１の上面に設けられたパターン領域にドットパターン状をした多数の偏向パターン５２を離散的に分布させている。図２４Ａ及び図２４Ｂは、ドットパターン状をした偏向パターン５２の斜視図と平面図である。この偏向パターン５２は４つの斜面によってダイヤ状に形成されており、光入射領域３２の中心を中心として放射状に配置されている。偏向パターン５２の斜面５３ａ、５３ｂの傾斜角εは４５°となっており、偏向パターン５２を上方から見たときの半径方向に位置する角の角度τは３０°となっている。図２３Ａでは、偏向パターン５２はある程度規則性を持たせて配列されているが、ランダムに配置していてもよい。また、この実施形態では、光出射面２８に設けたパターン領域のうち、偏向パターン５２の設けられていない部分の全体が光透過部５４となっている。なお、偏向パターン５２が放射状に配置されていれば、このような光透過部５４も放射状に形成されているといえる。

図２４Ａ、図２４Ｂのような偏向パターン５２でも、斜面に入射した光を回帰反射させることができるので、このような光制御板を用いた場合にも、実施形態１の光制御板と同様な作用効果を奏することができる。実施形態１では、長く延びた偏向パターン５２を形成しているので、偏向パターン５２を透過した光の筋が押ボタン１４を通して見えやすいが、実施形態２では、ドット状の偏向パターン５２を分散させて設けているので、偏向パターン５２を透過した光のパターンが目立ちにくくなる。

（実施形態４）
図２５Ａは、本発明の実施形態４による光制御板６１を示す裏面側からの斜視図である。図２５Ｂは、この光制御板６１の断面図である。この光制御板６１の下面５１には、光拡散部、すなわち多数の円環状をした凹凸パターン６２が同心円状に形成されている。このように光制御板６１の下面に凹凸パターン６２を形成していると、下面５１で反射する光が拡散するので、発光エリアにおける輝度の均一性が向上する。

なお、輝度を均一化させるためには、凹凸パターン６２以外に、シボ形状や微細パターン、放射状パターンなどを設けておいてもよい。このとき、微細パターンなどの密度や形状を調整することにより、より一層輝度を均一化できる。

また、偏向パターン５２は、図２６Ａや図２６Ｂに示すように、ひとつの斜面５３ａだけで構成してあってもよい。その場合、図２６Ａのように一方向の斜面５３ａだけを用いてもよく、図２６Ｂのように、傾斜方向の異なる斜面５３ａ、５３ｂを交互に配置してもよい。また、偏向パターン５２が２つの斜面５３ａ、５３ｂからなる場合でも、図２６Ｃに示すように、偏向パターン５２の断面が非対称であってもよい。

また、偏向パターン５２の断面形状がいずれの偏向パターン５２についても同じであると、光源２５の光軸よりある角度で出射した光は、回転対称に広がっていく。すなわち、図２７Ａのｆ１は光入射領域３２に入射する光の波紋を表し、ｆ２は光出射面２８において反射する光の波紋を表し、ｆ３は導光領域３７において反射する光の波紋を表し、ｆ４は光制御板３１から出射する光の波紋を表し、ｆ５は押ボタン１４の上面から出射する光の波紋を表す。よって、光源２５から光軸近傍へ出射した光は、上記波紋ｆ１→ｆ２→ｆ３→ｆ４→ｆ５というように順次広がっていき、押ボタン１４の表面ではｆ５のような光の波紋を生じる。そのため、照光スイッチ１１の発光エリアには、図２７Ａに示す波紋ｆ５が現れてリング状の輝度ムラが発生しやすくなる。

これを避けるためには、図２７Ｂのように、偏向パターン５２の断面形状（又は斜面の傾斜角）を順次異ならせるとよい。偏向パターン５２の断面形状を異ならせてあれば、それに応じて光の波紋も歪んで広がる。すなわち、図２７Ｃのｆ１−ｆ５は図２７Ｂのような偏向パターン５２を用いた場合であり、ｆ１は光入射領域３２に入射する光の波紋を表し、ｆ２は光出射面２８において反射する光の波紋を表し、ｆ３は導光領域３７において反射する光の波紋を表し、ｆ４は光制御板３１から出射する光の波紋を表し、ｆ５は押ボタン１４の上面から出射する光の波紋を表す。この場合にも、光源２５から光軸近傍へ出射した光は、上記波紋ｆ１→ｆ２→ｆ３→ｆ４→ｆ５というように順次広がっていき、押ボタン１４の表面ではｆ５のような歪んだ波紋が生じる。しかも、光源２５から出る光の方向によってｆ５のような波紋の形状は異なるので、各方向に出射された光の波紋が重なり合うことで輝度ムラが目立ちにくくなり、見栄えがよくなる。

（実施形態５）
図２８は、本発明の実施形態５による液晶表示装置７１を示す概略断面図である。この液晶表示装置７１は、液晶パネル７２の背面にバックライトとなる面光源装置７３を配置したものである。面光源装置７３は、本発明に係る光制御板７４（たとえば、実施形態１の光制御板）の上面に拡散シート７５を配置し、光入射領域３２に対向させて光源２５を置き、光制御板７４の下面に対向させて反射シート７６を配置したものである。

光制御板７４は、これまで説明した光制御板と同じような構造を有するものであるが、照光スイッチ用のものよりも発光エリアを大面積化している。

なお、上記各実施形態においては、窪んだ偏向パターンを示したが、偏向パターンは、凸状に形成されていてもよい。

１１ 照光スイッチ
１２ スイッチ基板
１４ 押ボタン
１５ フレーム
１６ 収納部
２５ 光源
２６ 反転バネ
２８ 光出射面
３１ 光制御板
３２ 光入射領域
３７ 導光領域
４１ 拡散シート
５２ 偏向パターン
５３ａ、５３ｂ 斜面
５４ 光透過部
６１ 光制御板
６２ 凹凸パターン
７１ 液晶表示装置

Claims (17)

1. 互いに対向する光入射側の面と光出射側の面を有し、
   前記光入射側の面と前記光出射側の面との間において、前記光入射側の面の光入射領域の外周側には、光を外周方向へ向けて導光させるための導光領域を有し、
   前記光出射側の面の前記光入射領域と対向する領域には、前記光入射側の面から入射した光を前記導光領域へ向けて反射させるための一組の斜面からなる複数の偏向パターンが、前記光入射領域に入射する光の光軸を中心として放射状に形成され、
   前記斜面は、少なくとも一部の前記斜面の間に間隙をあけて配置されていることを特徴とする光偏向素子。
2. 前記偏向パターンは、前記光入射領域に入射する光の光軸を中心とする円周方向に傾いた一対の前記斜面によって構成されていることを特徴する、請求項１に記載の光偏向素子。
3. 前記導光領域は、前記光軸から離れるに従って次第に厚みが小さくなっていることを特徴とする、請求項１に記載の光偏向素子。
4. 前記光入射領域は、球面状に窪んでいることを特徴とする、請求項１に記載の光偏向素子。
5. 傾きの方向が異なる複数の斜面によって前記偏向パターンが形成され、
   複数の前記偏向パターンが放射状に配列し、
   前記偏向パターン間に間隙が形成されていることを特徴とする、請求項１に記載の光偏向素子。
6. 前記間隙は、平坦面、湾曲面又は屈曲面となっていることを特徴とする、請求項１に記載の光偏向素子。
7. 前記偏向パターン及び前記間隙は、全体として断面が正弦波状に形成されていることを特徴とする、請求項１に記載の光偏向素子。
8. 前記光出射側の面の前記光入射領域に対向する領域は、前記偏向パターンを均したときには平面であることを特徴とする、請求項１に記載の光偏向素子。
9. 前記光出射側の面の前記光入射領域に対向する領域は、前記偏向パターンを均したときには、前記光軸を中心とする回転対称な曲面であることを特徴とする、請求項１に記載の光偏向素子。
10. 前記光出射側の面の前記光入射領域に対向する領域において、前記光軸の近傍に前記偏向パターンが設けられていないことを特徴とする、請求項１に記載の光偏向素子。
11. 前記導光領域において、前記入射側の面に、光を拡散させるための光拡散部を設けたことを特徴とする、請求項１に記載の光偏向素子。
12. 前記偏向パターンの断面形状が、それぞれ異なっていることを特徴とする、請求項１に記載の光偏向素子。
13. 請求項１から１２のいずれか１項に記載の光偏向素子と、
    前記光偏向素子の前記光入射領域に対向させて配置された光源と、
    を備えた光学組立体。
14. 押ボタンと、
    前記押ボタンに対向させて前記押ボタンの後方に配置された、請求項１から１２のいずれか１項に記載の光偏向素子と、
    前記光偏向素子の前記光入射領域に対向させて配置された光源と、
    前記押ボタンを押さえたとき互いに電気的に導通する第１の接点及び第２の接点と、
    を備えた照光スイッチ。
15. 前記押ボタンを押している状態における光源発光時の発光エリアの輝度分布と、前記押ボタンを押していない状態における光源発光時の発光エリアの輝度分布とが、互いに異なる、請求項１４に記載の照光スイッチ。
16. 請求項１から１２のいずれか１項に記載の光偏向素子と、
    前記光偏向素子の前記光入射領域に対向させて配置された光源と、
    前記光偏向素子の光出射側に配置された拡散シートと、
    を備えた面光源装置。
17. 請求項１６に記載の面光源装置と、
    前記面光源装置の光出射側に配置した液晶パネルと、
    を備えた液晶表示装置。