照光開關(guān)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種照光開關(guān)，能夠提高發(fā)光部的亮度分布的均勻性，并且，作為整體的亮度下降較小。在照光開關(guān)內(nèi)，收納有由光源(22)和偏光板(24)構(gòu)成的發(fā)光部分。偏光板(24)在與光源(22)對(duì)向的面的相反側(cè)的面，具有截面形成大致三角形狀的棱鏡狀的細(xì)小的許多光學(xué)圖案(30)。在光學(xué)圖案(30)的頂部或底部，設(shè)有由曲面或平坦面構(gòu)成的光透過部(32、33)。
【專利說明】
照光開關(guān)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及照光開關(guān)。具體而言，涉及通過按鈕的操作而與開關(guān)觸點(diǎn)的開閉動(dòng)作一起使內(nèi)置的光源亮燈或滅燈的照光開關(guān)。

【背景技術(shù)】
[0002]照光開關(guān)在殼體內(nèi)具備將一對(duì)開關(guān)觸點(diǎn)間進(jìn)行開閉的開閉機(jī)構(gòu)部和光源，在其前面具有按鈕。而且，通過按鈕操作使開閉機(jī)構(gòu)部進(jìn)行動(dòng)作，從而將開關(guān)觸點(diǎn)間打開或閉合，并使光源亮燈或滅燈。在這種照光開關(guān)中，為了使發(fā)光部分(面光源裝置)的亮度分布均勻而在光源和按鈕之間配置有擴(kuò)散板。另外，照光開關(guān)在光源和按鈕之間具備色板，以便能夠利用發(fā)光顏色認(rèn)識(shí)照光開關(guān)的種類或用途等。
[0003]圖1是表不內(nèi)置于現(xiàn)有的照光開關(guān)內(nèi)的發(fā)光部分的結(jié)構(gòu)的概略圖。在多個(gè)光源Il(LED)的前方配置有乳白色的擴(kuò)散板12，還在擴(kuò)散板12的前方配置有色板13。
[0004]如圖1中箭頭所示，在這種面光源裝置中，從光源11向前方射出的白色光在透過擴(kuò)散板12時(shí)擴(kuò)散變寬，因此，光源11的正面(光源的主光線的射出方向)的亮度變小，實(shí)現(xiàn)亮度分布的均勻化。
[0005]但是，在如圖1所示的構(gòu)造的面光源裝置中，存在擴(kuò)散板12的光的擴(kuò)散不充分，擴(kuò)散板12的前面的亮度分布的均勻性低的問題。圖2是表示在以約12mm的距離排列的兩個(gè)光源11的前方配置寬度為25_的擴(kuò)散板12的構(gòu)造中，通過模擬求得透過擴(kuò)散板12之后的光量的分布結(jié)果的圖。圖2的橫軸是從光源11間的中央測(cè)量的、與擴(kuò)散板12的表面平行的方向上的距離Lx。圖2的縱軸表示透過擴(kuò)散板12之后的光量。從該圖可知，在光源11的正面附近光量大，在光源11彼此的中間及擴(kuò)散板12的端緣光量下降。因此，光源11的正面發(fā)亮，亮度的均勻性差，照光開關(guān)作為商品的外觀變差。
[0006]此外，在上述現(xiàn)有例中，敘述了具有多個(gè)光源的照光開關(guān)，但即使由一個(gè)光源構(gòu)成的照光開關(guān)，也是光源的正面發(fā)亮而按鈕的周邊部分發(fā)暗，外觀差。
[0007]作為其它的照光開關(guān)，有專利文獻(xiàn)I中公開的照光開關(guān)。在該照光開關(guān)中，在光源和按鈕之間隔開空間至少配置兩枚濾光片，例如第一濾光片和第二濾光片，將光擴(kuò)散用濾光片制成至少兩層構(gòu)造。
[0008]在專利文獻(xiàn)I的照光開關(guān)中，由于至少使用兩枚光擴(kuò)散用濾光片，因此能夠提高光擴(kuò)散用濾光片的光擴(kuò)散效果，能夠提高亮度的均勻性。但是，在其反面，由于光擴(kuò)散用濾光片的光的擴(kuò)散程度大，因此存在作為整體的亮度過低的缺點(diǎn)。再者，因?yàn)楣鈹U(kuò)散用濾光片需要兩枚以上，所以部件成本隨之增加。另外，因?yàn)樵趦擅豆鈹U(kuò)散用濾光片間需要設(shè)定空間，所以存在照光開關(guān)的前后方向(即，與按鈕的表面垂直的方向)的長(zhǎng)度變大的不良情況。
[0009]專利文獻(xiàn)1:(日本)特開2000 - 231851號(hào)公報(bào)
【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明的目的在于提供一種照光開關(guān)，能夠提高發(fā)光部的亮度分布的均勻性，并且，作為整體的亮度下降小。
[0011]本發(fā)明提供一種照光開關(guān)，具備:按鈕；通過所述按鈕的操作而將觸點(diǎn)間進(jìn)行開閉的觸點(diǎn)開閉機(jī)構(gòu)部；通過所述按鈕的操作進(jìn)行亮燈或滅燈的一個(gè)或多個(gè)光源，其特征在于，與所述光源對(duì)向設(shè)置偏光板，在所述偏光板的與所述光源相反側(cè)的面的、至少所述光源的主軸附近，設(shè)有用于將從所述光源的主軸方向入射的光的一部分朝向原來的入射方向反射的光學(xué)圖案和用于使從所述光源的主軸方向入射的光的一部分透過的光透過部。光透過部可以是曲面，也可以是平坦面。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的照光開關(guān)，能夠通過光學(xué)圖案使光向原來方向反射，因此，能夠減小光源的正面方向的亮度。另外，光透過部能夠使光向光源的正面方向射出而增大光源的正面方向的亮度。由此，通過調(diào)整光學(xué)圖案的作用和光透過部的作用能夠使照光開關(guān)的亮度分布均勻化。光透過部可以設(shè)于例如凹凸圖案即光學(xué)圖案的頂部或底部。
[0013]本發(fā)明的照光開關(guān)的一實(shí)施方式，其特征在于，所述光源的主軸附近的所述光學(xué)圖案的頂角為67°以上且105°以下。尤其是，優(yōu)選所述光源的主軸附近的所述光學(xué)圖案的頂角為73°以上且82°以下或88°以上且100°以下。根據(jù)該實(shí)施方式，能夠使照光開關(guān)的亮度分布進(jìn)一步均勻化。
[0014]本發(fā)明的照光開關(guān)的另一實(shí)施方式，其特征在于，對(duì)所述偏光板從與其表面垂直的方向觀察時(shí)，所述光源的主軸附近的從所述光學(xué)圖案中去除了所述光透過部的部分的面積相對(duì)于所述光學(xué)圖案的包含所述光透過部的面積之比為0.2以上。尤其是，可簡(jiǎn)化為，所述光學(xué)圖案在所述偏光板的表面向一方向延伸的情況下，對(duì)所述偏光板從與其表面垂直的方向觀察時(shí)，所述光源的主軸附近的從所述光學(xué)圖案中去除了所述光透過部的部分的寬度相對(duì)于所述光學(xué)圖案的包含所述光透過部的寬度之比為0.2以上。根據(jù)上述實(shí)施方式，能夠使照光開關(guān)的亮度分布進(jìn)一步均勻化。
[0015]另外，對(duì)所述偏光板從與其表面垂直的方向觀察時(shí)，只要所述光源的主軸附近的從所述光學(xué)圖案中去除了所述光透過部的部分的面積相對(duì)于所述光學(xué)圖案的包含所述光透過部的面積之比為0.3以下，就能夠使亮度分布均勻，并且，用于成形偏光板的模型的制作也變得容易。
[0016]本發(fā)明的照光開關(guān)的再一實(shí)施方式，其特征在于，在所述偏光板的表面，至少在從所述光源的主軸到由下式?jīng)Q定的半徑r的范圍內(nèi)設(shè)置光學(xué)圖案，SP、
[0017]r = Lz X tan Θ
[0018]I ( Θ ) = kX sin θ X cos11 θ / [tan2 ( θ + Δ θ ) — tan2 ( θ —Δ θ ) ] = 0.8
[0019]其中，Lz為光源與偏光板的距離，Λ θ = 0.1，k為由1(0.0001) = I決定的值。只要將至少該半徑r范圍內(nèi)的光學(xué)圖案最佳化，就能夠使照光開關(guān)的亮度分布均勻化。
[0020]本發(fā)明的照光開關(guān)的再一實(shí)施方式，其特征在于，所述偏光板由透明或半透明的乳白色材料形成。另外，在所述偏光板中也可以分散有細(xì)小的光擴(kuò)散材料。另外，在所述偏光板的、與形成有所述光學(xué)圖案的面相反側(cè)的面，形成有用于使光擴(kuò)散的凹凸。根據(jù)這些實(shí)施方式，能夠調(diào)整向光學(xué)圖案入射的光中由光學(xué)圖案反射而返回的光的光量，能夠使亮度分布進(jìn)一步均勻化。
[0021]此外，用于解決本發(fā)明的所述課題的手段具有可適當(dāng)組合以上說明的構(gòu)成要素的特征，本發(fā)明可進(jìn)行這些構(gòu)成要素組合的多種變更。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1是現(xiàn)有照光開關(guān)使用的面光源裝置的概略剖面圖；
[0023]圖2是表示透過配置于光源的前方的擴(kuò)散板之后的光的光量分布的圖；
[0024]圖3是本發(fā)明實(shí)施方式I的照光開關(guān)的立體圖；
[0025]圖4是圖3所示的照光開關(guān)的分解立體圖；
[0026]圖5是圖3所示的照光開關(guān)的剖面圖；
[0027]圖6(A)是表不照光開關(guān)使用的偏光板的一個(gè)例子的平面圖，圖6(B)是放大表不沿圖6(A)的A — A線的截面的圖；
[0028]圖7(A)?圖7(D)是表不各個(gè)不同形狀的偏光板的局部放大剖面圖；
[0029]圖8(A)?圖8(D)是表不再一不同形狀的偏光板的局部放大剖面圖；
[0030]圖9(A)?圖9(C)是表不再一不同形狀的偏光板的局部放大剖面圖；
[0031]圖10(A)是表示透過透明板的光源的光的動(dòng)作的圖，圖10(B)是表示透過形成截面三角形的棱鏡的棱鏡板的光源的光的動(dòng)作的圖；
[0032]圖11是示意性地表示透過圖10(A)所示的透明板之后的光量分布、透過圖10(B)所不的棱鏡板之后的光量分布、透過本發(fā)明實(shí)施方式I的偏光板之后的光量分布的圖；
[0033]圖12是表示本發(fā)明的實(shí)施方式I的照光開關(guān)使用的偏光板的、光源的正面附近的光的動(dòng)作的圖；
[0034]圖13是表示光學(xué)圖案的頂角和棱鏡效率的關(guān)系的圖；
[0035]圖14(A)、圖14⑶及圖14(C)是用于說明光學(xué)圖案的頂角的定義、光學(xué)圖案的有效斜面率的定義的圖；
[0036]圖15是表不光學(xué)圖案的頂角和最低有效斜率的關(guān)系的圖；
[0037]圖16(A)是表示頂角為90°的光學(xué)圖案的光的動(dòng)作的圖，圖16 (B)是表示頂角為75°的光學(xué)圖案的光的動(dòng)作的圖；
[0038]圖17是用于說明必須設(shè)置光學(xué)圖案的區(qū)域的尋求方法的圖；
[0039]圖18(A)?圖18(C)是表不偏光板的不同截面形狀的概略剖面圖；
[0040]圖19是表不再一偏光板的概略剖面圖；
[0041]圖20(A)?圖20(C)是表不再一偏光板的概略平面圖；
[0042]圖21(A)及圖21⑶是表不再一偏光板的概略平面圖；
[0043]圖22(A)及圖22⑶是表不再一偏光板的概略平面圖；
[0044]圖23(A)及圖23(B)是表不再一偏光板的概略平面圖。
[0045]符號(hào)說明
[0046]21照光開關(guān)
[0047]22 光源
[0048]24偏光板
[0049]25 色板
[0050]26 按鈕
[0051]30光學(xué)圖案
[0052]32、33光透過部
[0053]34反射板

【具體實(shí)施方式】
[0054]下面，參照【專利附圖】

【附圖說明】本發(fā)明的最佳實(shí)施方式。但是，本發(fā)明不僅限于以下的實(shí)施方式，在不脫離本發(fā)明的宗旨的范圍可進(jìn)行各種設(shè)計(jì)變更。
[0055](實(shí)施方式I的構(gòu)造)
[0056]以下，參照?qǐng)D3?圖9說明本發(fā)明實(shí)施方式I的照光開關(guān)的構(gòu)造。圖3是本發(fā)明實(shí)施方式I的照光開關(guān)21的整體立體圖。圖4是照光開關(guān)21的分解立體圖。圖5是照光開關(guān)21的剖面圖。另外，圖6?圖9是表不各種各樣的偏光板24的構(gòu)造的概略剖面圖。
[0057]如圖3及圖4所示，在該照光開關(guān)21中，在內(nèi)置有光源22的支架23的上方配置偏光板24,在偏光板24上層疊色板25,再在色板25上配置按鈕26。另外,照光開關(guān)21的前后方向是與按鈕26的表面垂直的方向，在以下的說明中，有時(shí)按照?qǐng)D3?圖5描繪的照光開關(guān)21的方向,將照光開關(guān)的前方稱為上方,將照光開關(guān)的后方稱為下方。
[0058]樹脂制的支架23由支架固定部23a和支架可動(dòng)部23b構(gòu)成。支架固定部23a是在將照光開關(guān)21向電路基板等安裝時(shí)，被固定于該電路基板等的部分。在支架固定部23a的上面安裝有小的光源22。另外，在支架固定部23a的上面鋪設(shè)有白色樹脂板等反射板34。作為光源22 —般使用白色LED或小型燈，但其種類及數(shù)量沒有特別限定。例如，作為光源的種類，可以使用炮彈型LED、燈型LED、LED芯片等。光源的數(shù)量也可以是多個(gè)，也可以是一個(gè)，在圖示例中將4個(gè)光源22配置為矩形狀。
[0059]光源22未必是一個(gè)發(fā)光體，也可以是由多個(gè)發(fā)光體構(gòu)成的結(jié)構(gòu)(例如，將紅、綠、藍(lán)等多個(gè)LED芯片封裝在一起的結(jié)構(gòu))。另外，也可以是使封裝有發(fā)光體的多個(gè)光源接近配置的光源(多個(gè)光源看作一個(gè)光源22)。
[0060]支架可動(dòng)部23b安裝于支架固定部23a。支架可動(dòng)部23b具有上下貫通的形狀，相對(duì)于支架固定部23a上下滑動(dòng)自如。另外，支架可動(dòng)部23b通過介于支架固定部23a和支架可動(dòng)部23b之間的彈簧27向上方有彈性地施力。另一方面，設(shè)于支架可動(dòng)部23b的兩側(cè)面的卡合部29掛在支架固定部23a的下面，由此，支架可動(dòng)部23b不會(huì)向上方被拔出。
[0061]偏光板24及色板25層疊在支架可動(dòng)部23b的上面，并夾持在固定于支架可動(dòng)部23b的按鈕26的下面和支架可動(dòng)部23b的上面之間。
[0062]于是，在按下按鈕26時(shí)，支架可動(dòng)部23b被向下方壓下，彈簧27被壓縮。另外，在抬起按鈕26時(shí)，按鈕26及支架可動(dòng)部23b被彈簧27的彈性反作用力推回，恢復(fù)到原來的位置。
[0063]另外，在支架固定部23a和支架可動(dòng)部23b之間，設(shè)有將一對(duì)開關(guān)觸點(diǎn)(可動(dòng)觸點(diǎn)和固定觸點(diǎn))間進(jìn)行開閉的觸點(diǎn)開閉機(jī)構(gòu)部28。在按下按鈕26時(shí)支架可動(dòng)部23b下降，由此觸點(diǎn)開閉機(jī)構(gòu)部28動(dòng)作，一對(duì)開關(guān)觸點(diǎn)間從開狀態(tài)(斷開)切換為閉狀態(tài)(閉合)，與此同時(shí)，光源22亮燈。而且，即使按鈕26及支架可動(dòng)部23b恢復(fù)到原來位置，開關(guān)觸點(diǎn)間也保持在閉狀態(tài)，光源22保持在亮燈狀態(tài)。再次壓下按鈕26時(shí)，支架可動(dòng)部23b下降，由此觸點(diǎn)開閉機(jī)構(gòu)部28動(dòng)作，一對(duì)開關(guān)觸點(diǎn)間從閉狀態(tài)(閉合)切換為開狀態(tài)(斷開)，與此同時(shí)，光源22滅燈。而且，按鈕26及支架可動(dòng)部23b即使恢復(fù)到原來位置，開關(guān)觸點(diǎn)間也保持在開狀態(tài)，光源22也保持在滅燈狀態(tài)。由此，照光開關(guān)21能夠根據(jù)是亮燈狀態(tài)還是滅燈狀態(tài)，直觀地認(rèn)識(shí)照光開關(guān)21是閉合狀態(tài)還是斷開狀態(tài)。
[0064]此外，省略觸點(diǎn)開閉機(jī)構(gòu)部28的具體構(gòu)造。作為進(jìn)行上述動(dòng)作的觸點(diǎn)開閉機(jī)構(gòu)部28的構(gòu)造，也可以是一般使用的構(gòu)造，也可以是特殊的構(gòu)造。另外，作為其它例子，也可以是在開關(guān)觸點(diǎn)間為開狀態(tài)(斷開)時(shí)使光源22亮燈，開關(guān)觸點(diǎn)間為閉狀態(tài)(閉合)時(shí)使光源22滅燈。
[0065]收納于照光開關(guān)21內(nèi)的發(fā)光部分(面光源裝置)由光源22、位于光源22的前方的偏光板24、反射板34構(gòu)成,偏光板24以與光源22的主軸正交的方式配置。圖6(A)是偏光板24的平面圖。圖6 (B)是放大表不沿圖6 (A)的A — A線的剖面的圖。在圖6 (A)中，一并表示有光源22的位置。偏光板24利用折射率大的透明材料(玻璃、塑料等)形成。在偏光板24的上面即與光源22相反側(cè)的面上，平行地排列有制成截面大致三角形的棱鏡狀的多個(gè)光學(xué)圖案30。
[0066]在與偏光板24的上面垂直的方向看，光源22的X方向的間隔Dx與光源22的Y方向的間隔Dy相等或比其更大。光學(xué)圖案30向與偏光板24的一邊平行的方向(Y方向)以均勻的截面形狀延伸，沿與偏光板24的另一邊平行的方向(X方向)以一定間距Pch排列。如圖6(B)所示，形成于偏光板24上的光學(xué)圖案30具有大致等腰三角形的截面形狀，但在光學(xué)圖案30的頂部(棱線部分)和底部(谷線部分)中的至少一方形成有光透過部。例如，在圖6(B)所示的例子中，沿光學(xué)圖案30的頂部，利用帶有大致圓弧狀的圓角的曲面形成光透過部32，沿光學(xué)圖案30的底部形成平坦的光透過部33。
[0067]舉出圖6 (A)及圖6 (B)所示的偏光板24的尺寸例時(shí)，如下:
[0068]X方向上的偏光板24的寬度:25mm
[0069]光學(xué)圖案30的頂角:90°
[0070]光學(xué)圖案30的排列間距Pch:0.24mm
[0071]光透過部32的曲率半徑:0.03mm
[0072]偏光板24不僅限于圖6(B)所示的截面形狀。例如，在圖7(A)所示的例子中，利用帶有圓弧狀圓角的曲面僅在光學(xué)圖案30的頂部設(shè)置光透過部32。在圖7(B)所示的例子中，利用平坦面僅在光學(xué)圖案30的頂部設(shè)置光透過部32。在圖7(C)所示的例子中，利用帶有圓弧狀圓角的曲面僅在光學(xué)圖案30的底部設(shè)置光透過部33。在圖7(D)所示的例子中，利用平坦面僅在光學(xué)圖案30的底部設(shè)置光透過部33。
[0073]另外，圖7(A)的光透過部32為向上方鼓起的曲面，但也可以是如圖8(A)所示向下方凹陷的曲面。同樣地，圖7(C)的光透過部33為向下方凹陷的曲面，但也可以是如圖8(D)所示向上方鼓起的曲面。另外，如圖8(B)所示，設(shè)于光學(xué)圖案30的頂部的光透過部32也可以是以比較緩和的傾斜角向上方鼓出的(或向下方凹陷)大致屋頂形的傾斜面。同樣地，設(shè)于光學(xué)圖案30的底部的光透過部33也可以是如圖8(C)所示，以比較緩和的傾斜角向上方鼓出的(或向下方凹陷)大致屋頂形的傾斜面。
[0074]另外，也可以將圖7所示的頂部的光透過部32和底部的光透過部33組合。例如，如圖9(A)所示將曲面狀的光透過部32和曲面狀的光透過部33組合而將光學(xué)圖案30制成截面波形狀，或如圖9(B)所示將平坦的光透過部32和平坦的光透過部33組合，或如圖9(C)所示將平坦的光透過部32和曲面狀的光透過部33組合，組合方式是自由的。
[0075]只要這樣在光學(xué)圖案30的頂部設(shè)置曲面或平坦面的光透過部32，即使是在光學(xué)圖案30上層疊設(shè)置有色板25的情況，如頂部尖的棱鏡那樣，光學(xué)圖案30的前端也不會(huì)被壓碎，光學(xué)圖案30的強(qiáng)度增加。
[0076]色板25為透明或半透明的塑料或玻璃制的板。色板25決定照光開關(guān)21的照光色，著色為紅色、藍(lán)色、綠色、黃色、橙色、棕黃色、純白色等。色板25通過在表面設(shè)置細(xì)小的凹凸等方法也可以具有使光擴(kuò)散的功能。色板25層疊在偏光板24的凸部31上,如圖5所示，在偏光色板24的形成有光學(xué)圖案30的面和色板25的下面之間形成有小的間隙。但是，由于不需要利用色板25將通過了偏光板24后的光擴(kuò)寬，因此,在色板25和偏光板24之間不需要空間。因此，即使色板25的下面和偏光板24的形成有光學(xué)圖案30的面的距離為零也無妨。色板25也可以被賦予細(xì)小的凹凸等光擴(kuò)散功能。按鈕26為無色透明或無色半透明的塑料成形品，與支架可動(dòng)部23b嵌合。
[0077](實(shí)施方式I的光學(xué)作用)
[0078]根據(jù)上述構(gòu)造的照光開關(guān)21，能夠提高照光開關(guān)21的亮度分布的均勻性。以下，說明其理由(光學(xué)的作用)。另外，偏光板24及光學(xué)圖案30如上所述可以使用各種各樣的形狀，下面，對(duì)使用了圖6(A)及圖6(B)所示的偏光板24的情況進(jìn)行說明。
[0079]圖10 (A)是表示配置于光源22的前方的平板狀的透明板41中的光的動(dòng)作的概略圖。圖10(B)是表示配置于光源22的前方的棱鏡板42中的光的動(dòng)作的概略圖。該棱鏡板42形成沒有光透過部32、33的截面為三角形的棱鏡43。另外，圖11是假設(shè)在兩個(gè)光源22的前方配置了透明板41或棱鏡板42或本發(fā)明實(shí)施方式I的偏光板24的情況，示意性地表示透過透明板41或棱鏡板42或偏光板24之后的光量的分布圖。圖11的橫軸表示從光源22間的中央沿與板表面平行的方向測(cè)量的距離Lx。圖11的縱軸表示通過板表面之后的光量。但是，圖11的縱軸的光量進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化，以使光源22間的中央的光量為I (用與光源間的中央的光量的比表示)。圖11的實(shí)線e為在光源22的前方配置有透明板41的情況，虛線f為在光源22的前方配置有棱鏡板42的情況，粗實(shí)線g為在光源22的前方配置有偏光板24的情況。
[0080]在光源22的前方放置有透明板41的情況下，如圖10(A)所示的光R1，由于從光源22向正面方向射出的光Rl大部分透過透明板41，因此在光源22的正面(光源的主光線的射出方向)的光量最大，光源22的正面發(fā)亮。但是，在使用透明板41的情況下，光源22的正面的光量相對(duì)于光源22間的中央的光量之比因光源22的指向特性而不同，在郎伯分布的光源22 (指向特性的半值角為60°的光源)中約為1.1倍，在指向特性的半值角為30°的光源22中約為1.7倍。
[0081]在光源22的前方放置了棱鏡板42的情況下，如圖10(B)所示的光R1，從光源22向正面方向射出的光Rl大部分通過棱鏡43回歸反射而返回原來的方向。因此，在光源22的正面，光難以透過棱鏡板42。因此，在使用棱鏡板42的情況下，如圖11中虛線f所示，與透明板41的情況相反，在光源22的正面，光量減小而變暗。使用了棱鏡板42的情況下的光源正面的光量的減小也因光源22的指向特性而不同，越是指向特性狹窄的光源22，光源正面的光量的減小越顯著。
[0082]與此相對(duì)，在光源22的前方配置有本實(shí)施方式的偏光板24的情況下，如圖12所示，從光源22向正面方向射出的光中的一部分光Rl根據(jù)光學(xué)圖案30進(jìn)行回歸反射返回原來的方向。與此同時(shí)，從光源22向正面方向射出的光中的一部分光R2透過光透過部32、33向光源22的正面方向射出。由此，根據(jù)本實(shí)施方式，通過棱鏡狀的光學(xué)圖案30能夠使光源22的正面方向的光量減小，與此同時(shí)，利用光透過部32、33能夠使光源22的正面方向的光量增加，因此，通過調(diào)整光源22的正面方上的光量的減少和增加，能夠如圖11所示的粗實(shí)線g所示使光量的分布均勻化，從而能夠使照光開關(guān)21的亮度分布均勻化。
[0083]S卩，難以使由圖12的實(shí)線e表示的光量分布中的光量(比)為I以上的部分接近I而使亮度分布均勻化，因此，在本實(shí)施方式中，根據(jù)光學(xué)圖案30使光源22的正面方向上的光量(比)大大減少之后，利用光透過部32、33增大光源22的正面方向上的光的泄漏，以根據(jù)其平衡而獲得亮度分布的均勻性。另外，通過光學(xué)圖案30進(jìn)行了回歸反射的光Rl通過用反射板34反射可以再利用，因此，照光開關(guān)21的發(fā)光部分不易變暗。另外，因?yàn)樵谄獍?4的前方不需要大的空間，所以能夠防止照光開關(guān)21的尺寸變大。
[0084]下面，說明用于獲得上述作用效果的最佳條件。首先，對(duì)光學(xué)圖案30的頂角進(jìn)行說明。圖13是表示設(shè)于偏光板24上的光學(xué)圖案30的頂角Φ和棱鏡效率的關(guān)系的圖(由模擬而來)。如圖14㈧及圖14⑶所示，所謂光學(xué)圖案30的頂角Φ是在光學(xué)圖案30的截面中、光透過部32、33以外的斜面彼此所成的角度。另外，如圖14(C)所示，斜面彼此所成的角度如Φ1、Φ 2那樣存在多個(gè)的情況下，只要將各個(gè)角度Φ1、Φ 2看作頂角Φ即可(即，只要Φ1、Φ2滿足與各個(gè)頂角Φ相關(guān)的下述條件即可)。另外，入射光量Pi的光與光源的主軸大致平行地入射至光學(xué)圖案30時(shí)，如果其中的Pr光量的光被光學(xué)圖案30向原來方向反射，就將其比100XPr/Pi[% ]稱為棱鏡效率。由此，所謂棱鏡效率為100%，是指與光源的主軸大致平行地向光學(xué)圖案30入射的光全部向原來方向反射的情況，所謂棱鏡效率為0%，是指與光源的主軸大致平行地向光學(xué)圖案30入射的光全部透過光學(xué)圖案30的情況。另外，因?yàn)楣庠床皇峭暾狞c(diǎn)而是具有發(fā)光寬度，所以也需要考慮從光源的主軸稍微傾斜的光，作為與光源的主軸大致平行的光，希望也要考慮到相對(duì)于光源的主軸具有±5°以下的傾斜度的光線。
[0085]當(dāng)發(fā)亮的部位(即，光源的正面)的光量和看上去發(fā)暗的部位(即，光源間的中央)的光量的差為20%以上時(shí)，光源的位置看上去局部地發(fā)亮(有時(shí)稱其為L(zhǎng)ED眼珠)。因此，作為偏光板24的性能，要求棱鏡效率為20%以上。根據(jù)圖13的模擬結(jié)果，如果光學(xué)圖案30的頂角Φ為67°以上且105°以下，棱鏡效率為20%以上，因此，只要將光學(xué)圖案30的頂角Φ設(shè)為67°以上且105°以下，就能夠防止光源的部位局部發(fā)亮，能夠使亮度分布均勻化。當(dāng)然，引出到光透過部32、33的切線彼此所成的角度也可以在上述頂角的角度范圍之外。
[0086]接著，圖15是表不設(shè)于偏光板24上的光學(xué)圖案30的頂角Φ和最低有效斜面率的關(guān)系的圖(模擬的)。將以相同高度引出到光學(xué)圖案30的截面的左右的面的切線彼此所成的角度為67°以上且105°以下的區(qū)域的水平方向上的寬度設(shè)為Wa、Wb，將光學(xué)圖案30的排列間距(光學(xué)圖案30的寬度)設(shè)為Pch時(shí)，將100X (ffa+ffb)/Pch[% ]定義為有效斜面率。粗略地說，所謂有效斜面率，如圖14(A)?圖14(C)所示，是將光學(xué)圖案30中光透過部32、33以外的區(qū)域的寬度(與偏光板24的上面平行的方向上的寬度)設(shè)為Wa、Wb時(shí)，用100X (ffa+ffb)/Pch[% ]表示的值。
[0087]最低有效斜面率是指根據(jù)棱鏡效率計(jì)算在各頂角Φ中最低需要的有效斜面率。即，如上所述，要使亮度均勻，作為偏光板24的性能需要棱鏡效率為20%以上。但是，由于棱鏡效率因棱鏡的頂角不同而不同，因此，要使棱鏡效率為20%以上，最低需要的有效斜面率作為棱鏡的頂角的函數(shù)來決定。因?yàn)閷⒃摾忡R效率設(shè)為20%以上，所以將最低需要的有效斜面率稱為最低有效斜面率。例如，考慮到棱鏡效率為100%即頂角90°的棱鏡，則(最低)在有效斜面率為20%時(shí)作為偏光板的棱鏡效率達(dá)到20% (即，100% X20%= 20%)，但在棱鏡效率為60%即頂角70%的棱鏡中，若(最低)有效斜面率不是約33%以上，則作為偏光板的棱鏡效率達(dá)不到20% ( S卩，60% X33%^ 20% )。圖15表示棱鏡的頂角Φ和為了達(dá)成棱鏡效率20%而需要的有效斜面率(最低有效斜面率)的關(guān)系。
[0088]另外，在光學(xué)圖案30在一定的截面向一方向延伸的情況下，如上所述可以使用光學(xué)圖案30等的寬度定義有效斜面率，但如果使用面積則可以使有效斜面率一般化。即，在將頂角為67°以上且105°以下的區(qū)域的、從與偏光板24垂直的方向觀察時(shí)的面積的合計(jì)設(shè)為Sa,將光透過部32、33中包含的光學(xué)圖案30的、從與偏光板24垂直的方向觀察時(shí)的面積設(shè)為Sp時(shí)，有效斜面率可以定義為100XSa/Sp[% ]。
[0089]在對(duì)光學(xué)圖案30進(jìn)行模型成形的情況下，有效斜面率低的一方，光學(xué)圖案30的制作容易。這是因?yàn)檫M(jìn)行模型制作時(shí)，必須在V形槽部分等做出R。只要光學(xué)圖案30的有效斜面率為30%以下，就可以用通常的機(jī)械加工容易地制作模型。因此，光學(xué)圖案30的有效斜面率在圖15的剖面線區(qū)域內(nèi)即可。由此，根據(jù)圖15，只要光學(xué)圖案30的頂角Φ為73°以上且82°以下、或88°以上且100°以下，光學(xué)圖案用的模型制作就變得比較容易，另外，可知還能夠有助于亮度分布的均勻化。尤其是，即使在該范圍內(nèi)，在棱鏡頂角Φ為90°的情況下，如圖16(A)所示用一個(gè)光學(xué)圖案30就能夠使主軸方向的光回歸反射，另外，在棱鏡頂角Φ為75°的情況下，如圖16(B)所示用兩個(gè)光學(xué)圖案30就能夠使主軸方向的光回歸反射。由此，在光學(xué)圖案30的頂角Φ為90°或75°的情況下，在光透過部32、33以外的區(qū)域能夠以高效率使光回歸反射，易于偏光板24的設(shè)計(jì)。
[0090]接著，對(duì)設(shè)有光學(xué)圖案30的區(qū)域進(jìn)行說明。光學(xué)圖案30未必設(shè)于偏光板24的整個(gè)面，只要設(shè)于以光源的主軸為中心的一定范圍內(nèi)即可。圖17所示的半徑r的圓形區(qū)域35是必須在偏光板24的上面設(shè)置最低限光學(xué)圖案30的區(qū)域。Lz是光源22和偏光板24的上面之間的距離。Θ是從光源22引出到偏光板24的上面的某點(diǎn)的線段與光源22的主軸所成的角度。
[0091]在從光源22離開Lz的平面上(偏光板24的上面)，與光源22的主軸成Θ角度的方向上的光量用下面的I(Q)表不。
[0092]I ( Θ ) = kX sin θ X cos11 θ / [tan2 ( θ + Δ θ ) — tan2 ( θ —Δ θ )]
[0093]在此，η是表示光源22的指向性的參數(shù)，例如若是郎伯光則η = I。Λ Θ為微小的角度變化，0.1°左右即可。K為任意的常數(shù)，以1(0.0001) = I的方式?jīng)Q定。以I (0.0001)=I的方式標(biāo)準(zhǔn)化時(shí)，在偏光板24的上面，在至少滿足I ( Θ ) > 0.8的圓形區(qū)域內(nèi)，設(shè)定具有先前所示的頂角和有效斜面率的光學(xué)圖案30即可。因此，必須設(shè)置最低限光學(xué)圖案30的圓形區(qū)域35的半徑r由下面的式?jīng)Q定。
[0094]I ( Θ ) = 0.8
[0095]r = Lz X tan Θ
[0096]關(guān)于上述光學(xué)圖案30的頂角的條件或關(guān)于有效斜面率的條件等，只要至少在該圓形區(qū)域35內(nèi)滿足即可，在圓形區(qū)域35的外側(cè)即使不滿足也無妨。
[0097]此外，在光源22的排列間距大的方向、即圖6(A)的X方向容易引起亮度分布的不均勻。因此，偏光板24優(yōu)選以光學(xué)圖案30的排列方向與光源22的排列間距大的方向平行的方式配置。
[0098](其它變形例)
[0099]光學(xué)圖案30不需要以固定的間距排列。例如，如圖18㈧所示，光學(xué)圖案30的排列間距也可以逐漸變化。另外，光學(xué)圖案30的大小(截面積)也不需要固定。在圖18(B)所示的例子中，將頂角相同的光學(xué)圖案30以一定間距排列，但光學(xué)圖案30的高度逐漸變化。另外，在圖18(C)所示的例子中，也是將頂角相同的光學(xué)圖案30以一定間距排列，但使設(shè)于光學(xué)圖案30的頂部的光透過部32的曲率半徑逐漸變化。另外，若光學(xué)圖案30的間距較大，則光學(xué)圖案30是可視的，因此，光學(xué)圖案30的間距優(yōu)選為Imm以下。另外，光學(xué)圖案30的截面即使是左右不對(duì)稱也無妨。
[0100]另外，在偏光板24的與設(shè)有光學(xué)圖案30的面的相反面，如圖19所示，也可以設(shè)有細(xì)小的凹凸等擴(kuò)散圖案36。根據(jù)上述變形例，能夠調(diào)整由偏光板24回歸反射的光的效率，因此，能夠進(jìn)行亮度分布的微調(diào)。或者，也可以由透明或半透明的乳白色材料成形偏光板24，或在偏光板24內(nèi)分散有細(xì)小的珠等擴(kuò)散材料。在這種情況下，在偏光板24的內(nèi)部通過使光擴(kuò)散能夠調(diào)整回歸反射的光的效率，從而可以進(jìn)行亮度分布的微調(diào)。
[0101]另外，圖20?圖23表不各種各樣的光學(xué)圖案30。圖20 (A)是兩個(gè)光源22橫向排列的情況。在該情況下，理想的是光學(xué)圖案30在與連結(jié)光源22彼此的方向正交的方向延伸。另外，如圖20(B)所示，與光源22的間距短的方向平行地排列光學(xué)圖案30也無妨。另外，只要是在圖17中說明的光學(xué)圖案30的必要的圓形區(qū)域35的外側(cè)，也可以存在無光學(xué)圖案30的區(qū)域。例如，在圖20(C)中，在光源22間的中央部設(shè)置無光學(xué)圖案30的區(qū)域37。但是，若清楚地劃分有光學(xué)圖案30的區(qū)域和無光學(xué)圖案30的區(qū)域，則由于其邊界用眼可以看到，因此理想的是，加入層次使光學(xué)圖案30逐漸消失。
[0102]圖21 (A)是將四棱錐形狀(棱錐形狀)或四棱錐臺(tái)形形狀的光學(xué)圖案30排列為格子狀的圖。在該情況下也可以如圖21(B)那樣設(shè)置無光學(xué)圖案30的區(qū)域37。在這種形狀的光學(xué)圖案30的情況下，有效斜面率使用從與偏光板24垂直的方向觀察到的面積進(jìn)行計(jì)算即可。
[0103]在如圖22 (A)或圖22⑶那樣傾斜地排列光源22的情況下，也可以將在傾斜方向延伸的光學(xué)圖案30沿傾斜方向排列。
[0104]另外，如圖23(A)所示，也可以以光源22的主軸位置為中心將光學(xué)圖案30配置成同心圓狀。在該情況下，也可以如圖21⑶那樣設(shè)置無光學(xué)圖案30的區(qū)域37。
【權(quán)利要求】
1.一種照光開關(guān)，具備: 按鈕； 通過所述按鈕的操作而將觸點(diǎn)間進(jìn)行開閉的觸點(diǎn)開閉機(jī)構(gòu)部； 通過所述按鈕的操作進(jìn)行亮燈或滅燈的一個(gè)或多個(gè)光源，其特征在于， 與所述光源對(duì)向設(shè)置偏光板， 在所述偏光板的與所述光源相反側(cè)的面的、至少所述光源的主軸附近，設(shè)有用于將從所述光源的主軸方向入射的光的一部分朝向原來的入射方向反射的光學(xué)圖案和用于使從所述光源的主軸方向入射的光的一部分透過的光透過部。
2.如權(quán)利要求1所述的照光開關(guān)，其特征在于， 所述光學(xué)圖案由凹凸圖案形成，在所述光學(xué)圖案的頂部或底部形成有所述光透過部。
3.如權(quán)利要求1所述的照光開關(guān)，其特征在于， 所述光源的主軸附近的所述光學(xué)圖案的頂角為67°以上且105°以下。
4.如權(quán)利要求1所述的照光開關(guān)，其特征在于， 對(duì)所述偏光板從與其表面垂直的方向觀察時(shí)，所述光源的主軸附近的從所述光學(xué)圖案中去除了所述光透過部的部分的面積相對(duì)于所述光學(xué)圖案的包含所述光透過部的面積之比為0.2以上。
5.如權(quán)利要求4所述的照光開關(guān)，其特征在于， 所述光學(xué)圖案在所述偏光板的表面向一方向延伸， 對(duì)所述偏光板從與其表面垂直的方向觀察時(shí)，所述光源的主軸附近的從所述光學(xué)圖案中去除了所述光透過部的部分的寬度相對(duì)于所述光學(xué)圖案的包含所述光透過部的寬度之比為0.2以上。
6.如權(quán)利要求1所述的照光開關(guān)，其特征在于， 在所述偏光板的表面，至少在從所述光源的主軸到由下式?jīng)Q定的半徑r的范圍內(nèi)設(shè)置光學(xué)圖案，即、
r = Lz X tan Θ
I ( Θ ) = kX sin θ X cos11 θ / [tan2 ( θ + Δ θ ) — tan2 ( θ —Δ θ ) ] = 0.8
其中，Lz為光源與偏光板的距離，Λ θ = 0.l，k為由1(0.0001) = I決定的值。
7.如權(quán)利要求2所述的照光開關(guān)，其特征在于， 所述光透過部為曲面或平坦面。
8.如權(quán)利要求3所述的照光開關(guān)，其特征在于， 所述光源的主軸附近的所述光學(xué)圖案的頂角為73°以上且82°以下或者88°以上且100。以下。
9.如權(quán)利要求4所述的照光開關(guān)，其特征在于， 對(duì)所述偏光板從與其表面垂直的方向觀察時(shí)，所述光源的主軸附近的從所述光學(xué)圖案中去除了所述光透過部的部分的面積相對(duì)于所述光學(xué)圖案的包含所述光透過部的面積之比為0.3以下。
10.如權(quán)利要求1所述的照光開關(guān)，其特征在于， 所述偏光板由透明或半透明的乳白色材料形成。
11.如權(quán)利要求1所述的照光開關(guān)，其特征在于， 在所述偏光板中分散有細(xì)小的光擴(kuò)散材料。
12.如權(quán)利要求1所述的照光開關(guān)，其特征在于， 在所述偏光板的與形成有所述光學(xué)圖案的面相反側(cè)的面，形成有用于使光擴(kuò)散的凹凸。
【文檔編號(hào)】H01H13/02GK104240997SQ201410227748
【公開日】2014年12月24日 申請(qǐng)日期:2014年5月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月18日
【發(fā)明者】巖瀬拓麻, 篠原正幸, 田上靖宏, 奧田滿 申請(qǐng)人:歐姆龍株式會(huì)社