特開 2015-228315 拡散反射構造体、該拡散反射構造体を備えた面発光装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2015-228315(P2015-228315A)

(43)【公開日】2015年12月17日

(54)【発明の名称】拡散反射構造体、該拡散反射構造体を備えた面発光装置

(51)【国際特許分類】

   F21V 7/00 20060101AFI20151120BHJP

   F21V 7/04 20060101ALI20151120BHJP

   F21V 33/00 20060101ALI20151120BHJP

   F21Y 101/02 20060101ALN20151120BHJP

【ＦＩ】

   F21V7/00 550

   F21V7/00 510

   F21V7/04 123

   F21V7/00 320

   F21V33/00 310

   F21Y101:02

【審査請求】未請求

【請求項の数】11

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】17

(21)【出願番号】特願2014-113300(P2014-113300)

(22)【出願日】2014年5月30日

(71)【出願人】

【識別番号】000002945

【氏名又は名称】オムロン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100127030

【弁理士】

【氏名又は名称】増井 義久

(74)【代理人】

【識別番号】100125944

【弁理士】

【氏名又は名称】比村 潤相

(72)【発明者】

【氏名】奥田 満

(72)【発明者】

【氏名】篠原 正幸

(72)【発明者】

【氏名】田上 靖宏

【テーマコード（参考）】

3K014

【Ｆターム（参考）】

3K014AA01

3K014PD00

(57)【要約】

【課題】輝度の均一性を向上させた面発光を可能にする拡散反射構造体を提供する。
【解決手段】本発明の拡散反射構造体４１は、入射した光源からの直接光を内側面で少なくとも１回拡散反射して、間接光を出射する複数の光通過孔４１ａと、光源の光軸上に配置され、光源からの直接光を拡散反射することにより拡散する散乱部４３とを備え、散乱部４３が、光源側へ突出して配置される。
【選択図】図５

【特許請求の範囲】

【請求項1】

光源の光軸に対して略直交する方向に配設され、前記光源からの直接光を拡散反射して、間接光を取り出す拡散反射構造体であって、
入射した前記光源からの直接光を内側面で少なくとも１回拡散反射して、前記内側面で拡散反射した光を含む前記間接光を出射する複数の光通過孔と、
前記光軸上に配置され、前記光源からの直接光を拡散反射することにより散乱する散乱部とを備え、
前記散乱部が、前記光源側へ突出して配置されていることを特徴とする拡散反射構造体。

【請求項2】

互いに寸法の異なる複数の枠状拡散反射部を備え、
前記光軸方向から見たとき、前記散乱部に対して同心状に各枠状拡散反射部が間隔をあけて配置されることにより前記光通過孔が形成されており、
前記散乱部の一部または全部が、前記枠状拡散反射部のうち、少なくとも該散乱部に隣接する前記枠状拡散反射部の前記光源側の端部よりも、前記光源側に位置していることを特徴とする請求項１に記載の拡散反射構造体。

【請求項3】

前記散乱部と該散乱部に隣接する前記枠状拡散反射部、並びに、互いに隣接する前記枠状拡散反射部同士を連結する連結部をさらに備えることを特徴とする請求項２に記載の拡散反射構造体。

【請求項4】

前記光軸方向から見たときの、前記散乱部と該散乱部に隣接する前記枠状拡散反射部との間隔をＷ１、互いに隣接する前記枠状拡散反射部同士の間隔を前記光軸に近い側からＷ２、Ｗ３・・・Ｗｎとし、前記枠状拡散反射部の厚みを前記光軸に近い側からＴ１、Ｔ２、Ｔ３・・・Ｔｎと定義した場合（ｎは枠状拡散反射部の数）、Ｗｎ＞Ｔｎの関係式が少なくとも１つ以上成立することを特徴とする請求項２または３に記載の拡散反射構造体。

【請求項5】

前記枠状拡散反射部が、前記光軸に対して回転対称、または、前記光軸の垂線に対して線対称となるように配置されていることを特徴とする請求項２から４のいずれか一項に記載の拡散反射構造体。

【請求項6】

前記散乱部が、前記光源側に尖端部を有する形状であることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の拡散反射構造体。

【請求項7】

光源と、
前記光源の光軸に対して略直交する方向に配設され、前記光源からの直接光を拡散反射して、間接光を取り出す、請求項１から６のいずれか一項に記載の拡散反射構造体と、
前記拡散反射構造体の前記光通過孔から出射した前記間接光を光入射面から入射させ、前記光入射面と対向する光出射面から拡散させた前記間接光を出射する拡散板と、
を備えることを特徴とする面発光装置。

【請求項8】

前記光源からの直接光、または前記光源からの直接光のうち前記光通過孔に入射せずに前記拡散反射構造体によって前記光源側へ反射された戻り光を、前記拡散反射構造体側へ向けて反射する反射部をさらに備えることを特徴とする請求項７に記載の面発光装置。

【請求項9】

前記反射部が、光を正反射する鏡面反射部である場合、
前記拡散反射構造体は、前記鏡面反射部によって反射された光を前記光通過孔の内側面で少なくとも１回拡散反射して、前記拡散板側へ出射することを特徴とする請求項８に記載の面発光装置。

【請求項10】

前記反射部の一部または全部が、前記拡散反射構造体と一体的に構成されていることを特徴とする請求項８または９に記載の面発光装置。

【請求項11】

前記光源の光束の５０％以上の前記間接光を、前記光通過孔から出射することを特徴とする請求項７から１０のいずれか一項に記載の面発光装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、光源からの光を拡散反射する拡散反射構造体に関し、より詳細には、照光式押しボタンスイッチなどの操作面を均一に発光させるために用いられる拡散反射構造体および該拡散反射構造体を備えた面発光装置に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、エレベータなどに設置される照光式押しボタンスイッチには、スイッチ本体が作動されたことを表示するために、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）などの光源を備えた発光装置が内蔵されている。

【0003】

このような面発光装置に関連して、例えば特許文献１には、直接光をなくすことにより、色ムラを抑制して発光面を均一に発光させるための構成が開示されている。

【0004】

図１０は、特許文献１に開示されたＬＥＤ照明装置の構成を示す断面図である。図１０に示すように、ＬＥＤ照明装置１０１は、光取り出し用の多数の開口部１４１ａが形成されたフェースシート（拡散反射シート）１４１を備える。開口部１４１ａは、光源１３１からの直接光が外部へ出射しないように各開口部１４１ａのアスペクト比が設定されており、また、開口部１４１ａの内側面のうち光源１３１の光軸に近い側がテーパ状に形成されることにより、フェースシート１４１の光出射面の輝度を均一化している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００９−２３１１２８号公報（２００９年１０月０８日公開）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、上述のような従来技術では、光出射面の輝度の均一性の制御に限界がある。すなわち、光源１３１から出射された光のうち光量が最も多い垂直方向（光源１３１の光軸方向）の成分は、光源１３１の光軸上に位置するフェースシート１４１の下面でランバート反射する。そのため、フェースシート１４１の端部側に位置する開口部１４１ａへ到達する光量が相対的に少なくなり、光出射面の端部の輝度が中心部の輝度に比べて低下するという課題がある。

【0007】

本発明は、上記従来の課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、輝度の均一性を向上させた面発光を可能にする拡散反射構造体および面発光装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記の課題を解決するために、本発明に係る拡散反射構造体は、光源の光軸に対して略直交する方向に配設され、前記光源からの直接光を拡散反射して、間接光を取り出す拡散反射構造体であって、入射した前記光源からの直接光を内側面で少なくとも１回拡散反射して、前記内側面で拡散反射した光を含む前記間接光を出射する複数の光通過孔と、前記光軸上に配置され、前記光源からの直接光を拡散反射することにより散乱する散乱部とを備え、前記散乱部が、前記光源側へ突出して配置されていることを特徴としている。

【0009】

上記の構成では、光源の光軸上に、光源からの直接光を散乱する散乱部が、光源側へ突出して配置されている。そのため、光源からの直接光のうち光量が最も多い垂直方向（光源の光軸方向）の成分を、光源側へ突出した散乱部によって散乱することによって、各光通過孔へ効率的に導くことが可能となる。

【0010】

例えば、光源の光軸から離れた光通過孔へより多くの光が導かれるように散乱部の配置位置および形状などを設定することによって、光源の光軸から離れた光通過孔へ入射する光量を増加させることが可能となる。これにより、光源の光軸に近い側の光通過孔から出射される間接光の輝度と、光源の光軸に遠い側の光通過孔から出射される間接光の輝度とを均一化することができる。

【0011】

したがって、上記の構成によれば、輝度の均一性を向上させた面発光を可能にする拡散反射構造体を実現することができる。

【0012】

また、本発明に係る拡散反射構造体では、互いに寸法の異なる複数の枠状拡散反射部を備え、前記光軸方向から見たとき、前記散乱部に対して同心状に各枠状拡散反射部が間隔をあけて配置されることにより前記光通過孔が形成されており、前記散乱部の一部または全部が、前記枠状拡散反射部のうち、少なくとも該散乱部に隣接する前記枠状拡散反射部の前記光源側の端部よりも、前記光源側に位置している構成であってもよい。

【0013】

上記の構成では、拡散反射構造体は、散乱部と、該散乱部に対して同心状に配置された複数の枠状拡散反射部とを備える。このような構成の拡散反射構造体であっても、散乱部の一部または全部が、枠状拡散反射部のうち、少なくとも該散乱部に隣接する枠状拡散反射部の光源側の端部よりも光源側に位置するように突出させることによって、光源からの直接光のうち光量が最も多い垂直方向（光源の光軸方向）の成分を散乱部によって散乱して、各光通過孔へ効率的に導くことが可能となる。

【0014】

したがって、上記の構成によれば、同心状に配置された複数の枠状拡散反射部を備える拡散反射構造体における輝度の均一性を向上させることができる。

【0015】

また、本発明に係る拡散反射構造体では、前記散乱部と該散乱部に隣接する前記枠状拡散反射部、並びに、互いに隣接する前記枠状拡散反射部同士を連結する連結部をさらに備える構成であってもよい。

【0016】

上記の構成によれば、散乱部と各枠状拡散反射部とを一体的に形成することができると共に、拡散反射構造体の強度を高めることができる。

【0017】

また、本発明に係る拡散反射構造体では、前記光軸方向から見たときの、前記散乱部と該散乱部に隣接する前記枠状拡散反射部との間隔をＷ１、互いに隣接する前記枠状拡散反射部同士の間隔を前記光軸に近い側からＷ２、Ｗ３・・・Ｗｎとし、前記枠状拡散反射部の厚みを前記光軸に近い側からＴ１、Ｔ２、Ｔ３・・・Ｔｎと定義した場合（ｎは枠状拡散反射部の数）、Ｗｎ＞Ｔｎの関係式が少なくとも１つ以上成立する構成であってもよい。

【0018】

上記の構成では、Ｗｎ＞Ｔｎの関係式が少なくとも１つ以上成立するように設計することにより、拡散反射構造体における光通過孔の開口面積の割合を増加させることができる。

【0019】

したがって、上記の構成によれば、拡散反射構造体の光取り出し効率を向上させることができる。

【0020】

また、本発明に係る拡散反射構造体では、前記枠状拡散反射部が、前記光軸に対して回転対称、または、前記光軸の垂線に対して線対称となるように配置されている構成であってもよい。

【0021】

上記の構成によれば、輝度の均一性を向上させた拡散反射構造体を容易に設計および製造することができる。

【0022】

また、本発明に係る拡散反射構造体では、前記散乱部が、前記光源側に尖端部を有する形状である構成であってもよい。

【0023】

上記の構成によれば、散乱部が、光源側に尖端部を有する形状、例えば円錐形状または多角錐形状などであることにより、光源からの直接光を拡散反射して、光源の光軸から離れた光通過孔へより効率的に導くことができる。

【0024】

上記の課題を解決するために、本発明に係る面発光装置は、光源と、前記光源の光軸に対して略直交する方向に配設され、前記光源からの直接光を拡散反射して、間接光を取り出す本発明に係る拡散反射構造体と、前記拡散反射構造体の前記光通過孔から出射した前記間接光を光入射面から入射させ、前記光入射面と対向する光出射面から拡散させた前記間接光を出射する拡散板と、を備えることを特徴としている。

【0025】

上記の構成によれば、輝度の均一性を向上させた間接光を拡散反射構造体から拡散板の光入射面へ入射させることができるため、拡散板の光出射面の輝度の均一性を向上させた面発光装置を実現することができる。

【0026】

また、本発明に係る面発光装置では、前記光源からの直接光、または前記光源からの直接光のうち前記光通過孔に入射せずに前記拡散反射構造体によって前記光源側へ反射された戻り光を、前記拡散反射構造体側へ向けて反射する反射部をさらに備える構成であってもよい。

【0027】

上記の構成によれば、光源からの直接光または戻り光を、反射部によって効率的に拡散反射構造体へ向かわせることができるため、面発光装置における光の利用効率を向上させることができる。

【0028】

また、本発明に係る面発光装置では、前記反射部が、光を正反射する鏡面反射部である場合、前記拡散反射構造体は、前記鏡面反射部によって反射された光を前記光通過孔の内側面で少なくとも１回拡散反射して、前記拡散板側へ出射する構成であってもよい。

【0029】

上記の構成によれば、鏡面反射部によって正反射された正反射光成分が直接拡散板へ入射することを防ぐことができるので、拡散板の光出射面における色ムラおよび局所的な輝度ムラの発生を抑制することができる。

【0030】

また、本発明に係る面発光装置では、前記反射部の一部または全部が、前記拡散反射構造体と一体的に構成されていてもよい。

【0031】

上記の構成によれば、反射部の一部または全部が、拡散反射構造体と一体的に構成されることにより、面発光装置の部品数を減少させて、面発光装置の製造コストを低減することができる。

【0032】

また、本発明に係る面発光装置では、前記光源の光束の５０％以上の前記間接光を、前記光通過孔から出射する構成であってもよい。

【0033】

上記の構成によれば、光の利用効率に優れた面発光装置を得ることができる。

【発明の効果】

【0034】

このように、本発明に係る拡散反射構造体は、光源の光軸に対して略直交する方向に配設され、前記光源からの直接光を拡散反射して、間接光を取り出す拡散反射構造体であって、入射した前記光源からの直接光を内側面で少なくとも１回拡散反射して、前記内側面で拡散反射した光を含む前記間接光を出射する複数の光通過孔と、前記光軸上に配置され、前記光源からの直接光を拡散反射することにより散乱する散乱部とを備え、前記散乱部が、前記光源側へ突出して配置された構成である。

【0035】

また、本発明に係る面発光装置は、光源と、前記光源の光軸に対して略直交する方向に配設され、前記光源からの直接光を拡散反射して、間接光を取り出す本発明に係る拡散反射構造体と、前記拡散反射構造体の前記光通過孔から出射した前記間接光を光入射面から入射させ、前記光入射面と対向する光出射面から拡散させた前記間接光を出射する拡散板と、を備える構成である。

【0036】

それゆえ、本発明によれば、輝度の均一性を向上させた面発光を可能にする拡散反射構造体および面発光装置を提供することができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0037】

【図1】本発明の一実施形態である照光式押しボタンスイッチの外観を示す斜視図である。

【図2】図１に示される照光式押しボタンスイッチのＡ−Ａ’断面図である。

【図3】図１に示される照光式押しボタンスイッチの分解図である。

【図4】本実施形態のプランジャを示す下面図である。

【図5】図４に示されるプランジャのＢ−Ｂ’断面図である。

【図6】図４に示される枠状拡散反射ルーバと散乱部との配置関係を説明するための断面図である。

【図7】実施形態の拡散反射構造体の作用を説明するための断面図である。

【図8】（ａ）および（ｂ）は、本実施形態の散乱部の形状の変形例を示す図面であり、（ａ）は、プランジャの断面斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）に示される仮想平面でプランジャを切断したときの断面図である。

【図9】本実施形態の拡散反射構造体の形状の変形例を説明するための斜視図である。

【図10】従来のＬＥＤ照明装置の構成を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0038】

本発明の一実施形態について図１〜図９を参照して説明すれば、以下の通りである。本実施形態では、本発明に係る拡散反射構造体を備えた照光式押しボタンスイッチ（面発光装置）の一例について説明する。

【0039】

＜照光式押しボタンスイッチ１の構成＞
図１は、本実施形態の照光式押しボタンスイッチ１の外観を示す斜視図であり、図２は、図１に示される照光式押しボタンスイッチ１のＡ−Ａ’断面図であり、図３は、図１に示される照光式押しボタンスイッチ１の分解図である。

【0040】

この照光式押しボタンスイッチ１は、例えば、エレベータの乗り場の壁面に取り付けられたエレベータ用の操作パネルに設けられる上方向あるいは下方向などの指示スイッチ、エレベータ内に取り付けられる扉の開閉スイッチ、および階番号スイッチなどに利用されるものである。

【0041】

図１〜図３に示すように、照光式押しボタンスイッチ１は、ベース２、プリント基板３、プランジャ４、拡散板５、カバー６および操作ボタン７を備えている。

【0042】

（ベース２）
ベース２は、プリント基板３、プランジャ４および拡散板５などの各種部材を収容するものである。ベース２は、遮光性の材料からなり、本実施形態では一端が開口した矩形の筐体部材として構成されている。ベース２の内部には、底部側から、プリント基板３、プランジャ４および拡散板５がこの順で収容されている。

【0043】

ベース２の内部には、各種部材を係止する多数の係止爪２１が形成されている。また、ベース２の外部には、互いに対向する２つの外側面に、カバー６の係合穴６２と係合する係合突起２２が形成されている。

【0044】

（プリント基板３）
プリント基板３は、配線パターンが形成された、各種電子機器を実装する基板である。プリント基板２は、ベース２の底部に係止爪２１によって固定されている。

【0045】

プリント基板３の上面側には、照光用の光源であるＬＥＤ（光源）３１、および外部電源に接続するためのコネクタ３２が実装されている。また、プリント基板３の下面側には、利用者による操作ボタン７の操作（押圧）に応じてＬＥＤ（光源）３１を点灯させるなどのスイッチ動作を実行するスイッチ本体３３が実装されている。

【0046】

（プランジャ４）
プランジャ４は、操作ボタン７の押圧方向を規制するものである。プランジャ４は、利用者が指などで操作ボタン７を押圧する動作に伴ってベース２内を上下方向に移動可能なように設けられている。

【0047】

本実施形態では、プランジャ４は、ＬＥＤ３１からの直接光を拡散反射して、拡散板５の光入射面５ａ全体に間接光を照射する機能を果たす。そのため、プランジャ４には、その中心に、拡散反射構造体４１が設けられている。

【0048】

拡散反射構造体４１は、ＬＥＤ３１からの直接光を拡散反射して、拡散板５の光入射面５ａ全体に間接光を照射するものである。拡散反射構造体４１は、ＬＥＤ３１の光軸に対して略直交する方向に配設されており、ＬＥＤ３１からの光を取り出すための複数の光通過孔４１ａが形成されている。

【0049】

光通過孔４１ａは、ＬＥＤ３１からの直接光が拡散板５側へ出射することを抑制し、且つ、拡散板５の光入射面５ａ全体に均一な輝度の光が照射されるように形成されている。具体的には、各光通過孔４１ａは、入射したＬＥＤ３１からの直接光を少なくとも１回その内側面で拡散反射して、間接光を拡散板５側へ出射するように形成されている。

【0050】

また、拡散反射構造体４１では、拡散板５の光入射面５ａ全体に均一な光が照射されるように、各光通過孔４１ａへ入射する光量が制御されている。

【0051】

拡散反射構造体４１は、表面において光を拡散反射するものであればよく、光の拡散反射率が高い白色系の樹脂などによって好適に構成することができる。例えば、拡散反射構造体４１は、白色のポリカーボネートによって好適に構成することができる。これにより、拡散反射構造体４１の拡散反射率および全反射率を高めることができる。

【0052】

なお、本実施形態では、プランジャ４と拡散反射構造体４１とが同一の材料を用いて一体的に構成されている。このようにプランジャ４と拡散反射構造体４１とを一体的に構成することによって、照光式押しボタンスイッチ１を構成する部品数を減少させて、製造コストを低減することができる。ただし、プランジャ４と拡散反射構造体４１とは、それぞれ独立した部材であってもよい。なお、プランジャ４の詳細については後述する。

【0053】

（拡散板５）
拡散板５は、拡散反射構造体４１から出射された光を拡散するものである。拡散板５は、拡散反射構造体４１と操作ボタン７との間に、プランジャ４によって支持されている。

【0054】

拡散板５は、拡散反射構造体４１と対向する光入射面５ａと、操作ボタン７と対向する光出射面５ｂとを有している。拡散板５は、光入射面５ａから入射した拡散反射構造体４１からの光（間接光）を内部で導光し、光出射面５ｂから操作ボタン７へ拡散した光を出射する。このように、拡散反射構造体４１からの光を、拡散板５を介して操作ボタン７へ照射することによって、操作ボタン７を照光する光量の均一性を向上させることができる。

【0055】

この拡散板５は、ポリカーボネート、ガラスまたはアクリルなどの光透過性を有する材料から構成される。例えば、拡散板５は、光入射面５ａおよび光出射面５ｂの少なくとも一方に微小な凹凸を形成する、または、内部に散乱粒子を分散させることで実現することができる。

【0056】

なお、拡散板５は板状のものに限られず、例えばシート状の拡散シートであってもよい。また、複数の拡散板５を重ね合わせて配置してもよい。これにより、操作ボタン７を照光する光量の均一性をさらに向上させることができる。

【0057】

（カバー６）
カバー６は、ベース２の開口部に取り付けられるものである。カバー６は、遮光性の材料からなり、中央部に矩形の開口部６１を有している。この開口部６１内には、上面７ｂ側を突出させた状態で、操作ボタン７が配置される。

【0058】

また、カバー６の互いに対向する２つの側面には、ベース２の係合突起２２と係合する係合穴６２が形成されている。この係合穴６２に係合突起２２を係合させることよって、ベース２とカバー６とが固定される。

【0059】

（操作ボタン７）
操作ボタン７は、透光性を有する板状部材である。操作ボタン７は、下面７ａと拡散板５の光出射面５ｂとが対向するようにプランジャ４によって支持されている。この操作ボタン７の上面７ｂは、利用者によって操作される操作面として機能する。

【0060】

操作ボタン７は、カバー６の内側から開口部６１に挿入され、操作ボタン７の上面７ｂ側がカバー６の開口部６１から突出した状態で配置されている。また、操作ボタン７の側面の下端部にはフランジ７１が形成されており、このフランジ７１がカバー６の内面に当接することによって、操作ボタン７の上方向への移動が規制される。

【0061】

照光式押しボタンスイッチ１には、コネクタ３２を介して、プリント基板２の実装部品に外部から電力が供給される。利用者が指などで操作ボタン７の上面７ｂを押圧すると、この押圧動作に伴ってプランジャ４が下方に移動する。プランジャ４が下方へ移動することにより、バネ板３４などを介してスイッチ本体３３がオン状態になり、ＬＥＤ３１が発光する。このとき、ＬＥＤ３１からの光は、プランジャ４の拡散反射構造体４１および拡散板５を通過して、操作ボタン７を照光する。

【0062】

＜プランジャ４の詳細＞
図４は、本実施形態のプランジャ４を示す下面図であり、図５は、図４に示されるプランジャ４のＢ−Ｂ’断面図である。

【0063】

図４および図５に示すように、プランジャ４の中心には、ＬＥＤ３１の光軸に対して略直交する方向に拡散反射構造体４１が配設さられている。また、プランジャ４には、拡散反射構造体４１に側方側に側方反射部（反射部）４５が配設されており、拡散反射構造体４１の外縁下方側に下方反射部（反射部）４６が配設されている。

【0064】

（拡散反射構造体４１）
拡散反射構造体４１は、ＬＥＤ３１から光を面状に拡散させて、拡散板に照射するものである。拡散反射構造体４１は、枠状拡散反射ルーバ（枠状拡散反射部）４２、散乱部４３、および連結部４４を備えている。

【0065】

（枠状拡散反射ルーバ４２）
枠状拡散反射ルーバ４２は、矩形の枠状に形成された拡散反射部材である。枠状拡散反射ルーバ４２は、ＬＥＤ３１の光軸に対して同心状に複数配置されている。各枠状拡散反射ルーバ４２は、互いに寸法が異なっており、ＬＥＤ３１の光軸に近い側から寸法が小さい順に配置されている。

【0066】

（散乱部４３）
散乱部４３は、ＬＥＤ３１からの直接光を拡散反射することにより散乱するものである。散乱部４３は、ＬＥＤ３１の光軸上に配置されており、枠状拡散反射ルーバ４２に対して、ＬＥＤ３１側へ突出して配置されている。すなわち、散乱部４３は、枠状拡散反射ルーバ４２よりもＬＥＤ３１に近い位置に配置されている。

【0067】

本実施形態では、散乱部４３は、断面がＶ字型である四角錐を中抜きした形状を有しており、四角錐の頂点（尖端部）４３ａがＬＥＤ３１と対向するように配置されている。

【0068】

ただし、散乱部４３は、このような形状のものに限定されない。例えば、散乱部４３の形状は、円錐または四角錐以外の多角錐であってもよく、それらの一部若しくは全部を曲面化したものであってもよい。また、これらの形状を中抜きしたものであってもよい。

【0069】

このように、散乱部４３が、ＬＥＤ側に頂点４３ａを有する形状であることにより、後述するように、ＬＥＤ３１からの直接光を拡散反射して、ＬＥＤ３１の光軸から離れた光通過孔４１ａへより効率的に導くことができる。

【0070】

枠状拡散反射ルーバ４２および散乱部４３は、ＬＥＤ３１の光軸方向から見たとき、散乱部４３に対して同心状に各枠状拡散反射ルーバ４２が間隔をあけて配置されている。したがって、互いに隣接する散乱部４３と枠状拡散反射ルーバ４２との隙間、および、互いに隣接する枠状拡散反射ルーバ４２同士の隙間が光通過孔４１ａとして機能する。

【0071】

（連結部４４）
連結部４４は、互いに隣接する散乱部４３と枠状拡散反射ルーバ４２、並びに、互いに隣接する枠状拡散反射ルーバ４２同士を連結するものである。本実施形態では、連結部４４は、散乱部４３を中心に放射状に８つ設けられており、枠状拡散反射ルーバ４２および散乱部４３の４角、並びに、枠状拡散反射ルーバ４２および散乱部４３の４辺の中心をそれぞれ連結している。このような連結部４４を設けることにより、枠状拡散反射ルーバ４２と散乱部４３とを一体的に形成することができると共に、拡散反射構造体４１の強度を高めることができる。

【0072】

（側方反射部４５）
側方反射部４５は、ＬＥＤ３１からの直接光、およびＬＥＤ３１からの直接光のうち拡散反射構造体４１によってＬＥＤ３１側へ反射された戻り光を、拡散反射構造体４１側へ向けて反射するものである。

【0073】

本実施形態では、拡散反射構造体４１の四方を囲むように４つの側方反射部４５が設けられている。各側方反射部４５は、拡散反射構造体４１側へ傾斜して配置されている。これにより、ＬＥＤ３１からの直接光、および拡散反射構造体４１によってＬＥＤ３１側へ反射された戻り光を、拡散反射構造体４１へ向けて効率的に反射することができる。

【0074】

（下方反射部４６）
側方反射部４５は、ＬＥＤ３１からの直接光のうち拡散反射構造体４１によってＬＥＤ３１側へ反射された戻り光を、拡散反射構造体４１側へ向けて反射するものである。

【0075】

本実施形態では、拡散反射構造体４１の４辺に沿って、拡散反射構造体４１の下方側に４つの下方反射部４６が設けられている。各下方反射部４６は、拡散反射構造体４１側へ傾斜して配置されている。これにより、拡散反射構造体４１によってＬＥＤ３１側へ反射された戻り光を、拡散反射構造体４１へ向けて効率的に反射することができる。

【0076】

本実施形態では、側方反射部４５および下方反射部４６は、プランジャ４（拡散反射構造体４１）と一体的に構成されている。そのため、側方反射部４５および下方反射部４６は、ＬＥＤ３１からの直接光、または拡散反射構造体４１によってＬＥＤ３１側へ反射された戻り光を、拡散反射構造体４１へ向けて拡散反射する。

【0077】

ただし、側方反射部４５および下方反射部４６は、プランジャ４（拡散反射構造体４１）と、独立した部材であってもよい。

【0078】

また、側方反射部４５および下方反射部４６は、光を正反射する鏡面反射部であってもよい。ただし、この場合、拡散反射構造体４１は、鏡面反射部によって反射された光を光通過孔４１ａの内側面で少なくとも１回拡散反射して、拡散板５側へ出射することが好ましい。これにより、正反射された正反射光成分が直接拡散板５の光入射面５ａへ入射することを防ぐことができるので、拡散板５の光出射面５ｂにおける色ムラおよび局所的な輝度ムラの発生を抑制することができる。

【0079】

図６は、枠状拡散反射ルーバ４２と散乱部４３との配置関係を説明するための断面図である。図６に示すように、互いに隣接する散乱部４３と枠状拡散反射ルーバ４２とのＬＥＤ３１の光軸と直交する方向における間隔をＷ１、および、互いに隣接する枠状拡散反射ルーバ４２同士のＬＥＤ３１の光軸と直交する方向における間隔をＬＥＤ３１の光軸に近い側からＷ２、Ｗ３・・・Ｗｎとし、枠状拡散反射ルーバ４２のＬＥＤ３１の光軸と直交する方向における厚みをＬＥＤ３１の光軸に近い側からＴ１、Ｔ２、Ｔ３・・・Ｔｎと定義した場合（ｎは枠状拡散反射ルーバ４２の数）、Ｗｎ＞Ｔｎの関係式が少なくとも１つ以上成立するがことが好ましい。これにより、拡散反射構造体４１における光通過孔４１ａの開口面積の割合を増加させることができるので、光取り出し効率を向上させることができる。

【0080】

＜拡散反射構造体４１の作用＞
上述のように、図１０に示す従来技術では、光源１３１から出射された光のうち光量が最も多い垂直方向（光軸方向）の成分が光源１３１の光軸上のフェースシート１４１の下面でランバート反射する。そのため、フェースシート１４１の端部側に位置する開口部１４１ａへ到達する光量が相対的に少なくなる結果、フェースシート１４１の光出射面の端部の輝度が中心部の輝度に比べて低下するという課題があった。

【0081】

これに対して、拡散反射構造体４１では、ＬＥＤ３１の光軸Ｃ上に、ＬＥＤ３１からの直接光を拡散反射することにより散乱する散乱部４３がＬＥＤ側へ突出して配置されている。そのため、ＬＥＤ３１からの直接光のうち光量が最も多い垂直方向（ＬＥＤ３１の光軸Ｃ方向）の成分を、ＬＥＤ３１側へ突出して配置された散乱部４３によって散乱することによって、各光通過孔４１ａへ効率的に導くことが可能となる。

【0082】

図７は、本実施形態の拡散反射構造体４１の作用を説明するための断面図である。図７に示すように、ＬＥＤ３１の光軸Ｃから離れた光通過孔４１ａへより多くの光が導かれるように散乱部４３の位置および形状などを設計することによって、ＬＥＤ３１の光軸から離れた光通過孔４１ａへ入射する光量を増加させることが可能となる。

【0083】

これにより、ＬＥＤ３１の光軸Ｃに近い側の光通過孔４１ａから出射される間接光の輝度と、ＬＥＤ３１の光軸Ｃに遠い側の光通過孔４１ａから出射される間接光の輝度とを均一化することができる。

【0084】

なお、本実施形態では、拡散反射構造体４１が複数の枠状拡散反射ルーバ４２を備える構成について説明したが、枠状拡散反射ルーバ４２に代えて、入射したＬＥＤ３１からの直接光を内側面で少なくとも１回拡散反射するように形成された複数の光通過孔４１ａを有する板状またはシート状の拡散反射部材を備える構成であってもよい。この場合であっても、ＬＥＤ３１の光軸上に、ＬＥＤ３１からの直接光を散乱する散乱部４３をＬＥＤ３１側へ突出して配置することにより、輝度の均一性を向上させた面発光を可能にする拡散反射構造体を実現することができる。

【0085】

また、照光式押しボタンスイッチ１に、複数のＬＥＤ３１を用いてもよい。複数のＬＥＤ３１を用いる場合、例えば、拡散反射構造体４１の散乱部４３と対応する位置に、複数のＬＥＤ３１を纏めて一箇所に配置してもよい。これにより、照光式押しボタンスイッチ１の高輝度化を図ることができる。一方、複数のＬＥＤ３１を、間隔をあけて配置する場合、ＬＥＤ３１ごとに拡散反射構造体４１を配置すればよい。これにより、照光式押しボタンスイッチ１の広面積化を図ることができる。

【0086】

また、散乱部４３は、ＬＥＤ３１反対側（拡散板５側）に頂点４３ａを有していてもよい。これにより、光通過孔４１ａから出射した光をさらに拡散反射して散乱することができるため、拡散反射構造体４１からの光の均一化を図ることができる。

【0087】

また、散乱部４３は、その一部または全部が、枠状拡散反射ルーバ４２のうち、少なくとも散乱部４３に隣接する枠状拡散反射ルーバ４２（すなわち、ＬＥＤ３１の光軸Ｃに最も近い枠状拡散反射ルーバ４２）のＬＥＤ３１側の端部よりも、ＬＥＤ３１側に位置していればよい。この場合であっても、拡散反射構造体４１から出射される光の輝度の均一性を改善することが可能である。

【0088】

さらに、発光させたいエリアの形状などに応じて、矩形の拡散反射構造体４１の一部を切り取って使用してもよい。これにより、所望の形状の拡散反射構造体４１を容易に得ることができるので、多様な発光を実現する面光源装置を容易に実現することができる。

【0089】

＜照光式押しボタンスイッチ１の効果＞
以上のように、本実施形態の照光式押しボタンスイッチ１は、ＬＥＤ３１の光軸に対して略直交する方向に配設され、ＬＥＤ３１からの直接光を拡散反射して、間接光を取り出す拡散反射構造体４１を備えている。

【0090】

この拡散反射構造体４１は、入射したＬＥＤ３１からの直接光を内側面で少なくとも１回拡散反射して、内側面で拡散反射した光を含む間接光を出射する複数の光通過孔４１ａと、ＬＥＤ３１の光軸上に配置され、ＬＥＤ３１からの直接光を拡散反射することにより散乱する散乱部４３とを備え、散乱部４３が、ＬＥＤ３１側へ突出して配置される。

【0091】

拡散反射構造体４１では、ＬＥＤ３１からの直接光のうち光量が最も多い垂直方向（ＬＥＤ３１の光軸方向）の成分を、ＬＥＤ３１側へ突出した散乱部４３によって散乱することによって、各光通過孔４１ａへ効率的に導くことが可能となる。

【0092】

そのため、例えば、ＬＥＤ３１の光軸から離れた光通過孔４１ａへより多くの光が導かれるように散乱部４３の位置および形状などを設定することによって、ＬＥＤ３１の光軸から離れた光通過孔４１ａへ入射する光量を増加させることができる。これにより、ＬＥＤ３１の光軸に近い側の光通過孔４１ａから出射される間接光の輝度と、ＬＥＤ３１の光軸に遠い側の光通過孔４１ａから出射される間接光の輝度とを均一化することができる。

【0093】

よって、輝度の均一性を向上させた光を拡散反射構造体４１から拡散板５の光入射面５ａへ入射させることができるため、拡散板５の光出射面５ｂの輝度の均一性を向上させることができる。

【0094】

したがって、本実施形態によれば、操作ボタン７を照光する光量の均一性を向上させた照光式押しボタンスイッチ１を実現することができる。

【0095】

＜変形例＞
（変形例１）
図８の（ａ）および（ｂ）は、本実施形態の散乱部４３の形状の変形例を示す図面であり、図８の（ａ）は、プランジャ４の断面斜視図であり、図８の（ｂ）は、図８の（ａ）に示される仮想平面Ｐでプランジャ４を切断したときの断面図である。

【0096】

図８の（ａ）および（ｂ）に示すように、散乱部１４３は、頂点４３ａを有しない平坦な形状である。このような形状の散乱部１４３であっても、ＬＥＤ３１側へ突出して配置することによって、ＬＥＤ３１からの直接光のうち光量が最も多い垂直方向（ＬＥＤ３１の光軸Ｃ方向）の成分を散乱部４３の平坦部１４３ａによって散乱して、各光通過孔４１ａへ導くことが可能である。

【0097】

（変形例２）
図９は、本実施形態の拡散反射構造体４１の形状の変形例を説明するための斜視図である。図９に示すように、拡散反射構造体２４１は、円形の枠状拡散反射ルーバ２４２および円板状の散乱部２４３を備えており、ＬＥＤ３１の光軸方向から見たとき、枠状拡散反射ルーバ２４２および散乱部２４３は、散乱部２４３に対して同心状に各枠状拡散反射ルーバ２４２が間隔をあけて配置されている。

【0098】

このように、発光させたい領域の形状などに応じて、拡散反射構造体２４１の形状は適宜変更可能であり、これにより、多様な発光を実現することができる。

【0099】

＜補足＞
なお、本発明は以下のように表現することもできる。すなわち、本発明の態様１に係る面発光装置は、点状光源、拡散反射構造体、拡散板がこの順番で配列された面光源装置であって、前記拡散反射構造体は、光源からの直接光を完全に遮るものであり、前記光源直上の面構造体と、その外周部に一つもしくは複数の環状構造を備え、前記面構造体は、前記環状構造体のうち前記面構造体に最も近い環状構造体の底面よりも少なくても一部分が光源側に配置されていることを特徴としている。

【0100】

また、本発明の態様２に係る面発光装置では、上記態様１において、前記面構造体は、前記光源側に突起していることが好ましい。

【0101】

また、本発明の態様３に係る面発光装置では、上記態様１または２において、前記面構造体と各々の前記環状構造体とが連結されていることが好ましい。

【0102】

また、本発明の態様４に係る面発光装置では、上記態様１から３のいずれかにおいて、前記環状構造体が光軸に対して対称であることが好ましい。

【0103】

また、本発明の態様５に係る面発光装置では、上記態様１から４のいずれかにおいて、下面または側面に反射構造体を具備していることが好ましく、反射構造体が鏡面を有する場合、鏡面反射成分は少なくても一回、拡散反射構造体に当たることが好ましい。

【0104】

また、本発明の態様６に係る面発光装置では、上記態様５において、前記光源の光束の５０％以上が前記拡散反射構造体に表面に少なくとも一回当たることが好ましい。

【0105】

また、本発明の態様７に係る面発光装置では、上記態様５または６において、前記反射構造体の一部もしくは全部と前記拡散反射構造体とが一体化されていることが好ましい。

【0106】

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

【産業上の利用可能性】

【0107】

本発明に係る反射構造体は、照光式押しボタンスイッチなどに用いられる面発光装置に好適に利用することができる。

【符号の説明】

【0108】

１ 照光式押しボタンスイッチ（面発光装置）
２ ベース
３ プリント基板
４ プランジャ
５ 拡散板
５ａ 光入射面
５ｂ 光出射面
３１ ＬＥＤ（光源）
４１ 拡散反射構造体
４１ａ 光通過孔
４２ 枠状拡散反射ルーバ（枠状拡散反射部）
４３ 散乱部
４３ａ 頂点（尖端部）
４４ 連結部
４５ 側方反射部（反射部、鏡面反射部）
４６ 下方反射部（反射部、鏡面反射部）
１４３ 散乱部
２４１ 拡散反射構造体
２４２ 枠状拡散反射ルーバ（枠状拡散反射部）
２４３ 散乱部
Ｃ 光軸

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】