[发明专利]光学元件

说明书

技术领域

本发明涉及使来自光源的光扩散的光学元件。

背景技术

近年来，为了照明而大多使用LED(发光二极管)光源。LED光源的朝前方照射的光的比例较高，因此往往与LED光源组合使用使来自LED光源的光扩散的光学元件。尤其是，在使用LED光源作为照射较大范围的背光用等照明单元的光源的情况下，为了以较少的数量的LED光源实现紧凑的照明单元，使用了将来自LED光源的光扩散为宽角度的光学元件(专利文献1)。

大光量的LED光源由蓝色等短波长的光的发光芯片和发出绿色、黄色、红色等较长波长的荧光的荧光部件构成。在这样的LED光源中，将短波长的光的发光芯片配置在中心部，从其周围起，配置有发出长波长的荧光的荧光部件的情况较多。在这样的LED光源中，发出短波长的光的部分的位置和发出长波长的光的部分的位置不同。因此，在利用光学元件来扩散来自LED光源的光的情况下，有时会产生短波长的光较强的方向和长波长的光较强的方向。其结果是，有时会根据光的方向而产生蓝色或红色等色差。作为照明单元，产生这样的色差不是优选的。但是，到此为止，没有开发出能够减小因光的方向而产生的色差且使来自光源的光扩散的光学元件。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2006-92983号公报

发明内容

发明要解决的问题

因此，对于能够减小因光方向而产生的色差且使来自光源的光扩散的光学元件存在需求。

用于解决问题的手段

本发明的光学元件具有覆盖配置在平面上的光源的入射面和覆盖该入射面的出射面，且构成为来自该光源的光在通过该入射面和该出射面后照射到外部，该出射面构成为：设该光学元件的中心轴为光轴，在该光学元件的包含该光轴且与该平面垂直的截面中，设该出射面上的点Q处的该出射面的法线相对于该光轴的角度为φ、该点Q与距光轴的距离为r，φ相对于r具有至少三个极小值和至少三个极大值。

根据本发明的光学元件，出射面构成为：φ相对于r具有至少三个极小值和至少三个极大值，因此，在具有所述极小值和所述极大值的出射面的区域中通过的光朝向各个方向散射，由此缓解特定波长的光因光的方向而增强的趋势。因此，本发明的光学元件能够减小因光的方向而产生的色差。

另外，在本说明书及权利要求书中，φ相对于r的极小值包含与φ的谷底对应的局部部位的最小值。并且，极大值包含与φ的山脊的顶点对应的局部部位的最大值。

本发明的第1实施方式的光学元件，该出射面构成为：φ相对于r具有至少六个极小值和至少六个极大值。

根据本实施方式的光学元件，出射面构成为：φ相对于r具有至少六个极小值和至少六个极大值，因此能够更有效地减小因光的方向而产生的色差。

本发明的第2实施方式的光学元件的该出射面构成为：φ的所述至少三个极小值和所述至少三个极大值全部为正，设与相邻的极小值和极大值对应的φ的两个值之差为Δφ，

Δφ≤20°。

如果在φ为正时Δφ过大，则基于光学元件的光的扩散功能降低。根据本实施方式，由于设定适当的Δφ，因而能够维持基于光学元件的光的扩散功能，有效地减小因光的方向而产生的色差。

本发明的第3实施方式的光学元件是根据第2实施方式所述的光学元件，该出射面构成为：

Δφ≤15°。

根据本实施方式，基于光学元件的光的扩散功能的降低进一步减小。

本发明的第4实施方式的光学元件，该出射面构成为：设该出射面距该光轴的距离的最大值为r_max，关于φ的所述至少三个极小值和所述至少三个极大值，设与相邻的极小值和极大值对应的r的两个值之差为Δr，

Δr/r_max≤0.05。

在本实施方式的光学元件中，由于设定适当的Δr，因而能够有效地减小因光的方向而产生的色差。

本发明的第5实施方式的光学元件是在第2实施方式所述的光学元件中，该出射面构成为：设Δr的最大值为Δr_max，

0.01≤Δr_max/r_max≤0.05。

根据本实施方式的光学元件，由于设定适当的Δr，因而能够有效地减小因光的方向而产生的色差。

本发明的第6实施方式的光学元件是根据第2或第3实施方式所述的光学元件，仅在该出射面的0.5r_max≤r的范围内具有所述至少三个极小值和所述至少三个极大值。