JP2000213964A - 表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 アナログ式の数量表示の指針像として使用可
能な光線像を簡易な構成で表示させることができ、指針
像の高精細化が容易に行える表示装置を提供する。 【解決手段】 この表示装置では、略板状の光学素子
５，７，９の裏面側表面に、断面略円弧状の反射面３３
ａを有する複数の微小光学要素３３が、所定の仮想円の
周方向に沿って互いに平行に延びるように、かつ前記仮
想円の径方向に対して周期的に同心円上に配列するよう
に一体に設けられているとともに、複数の光源１０が、
光学素子５，７，９の外周側の端面５ａ，７ａ，９ａに
対向配置されている。そして、各光源１０からの光１５
が端面５ａ，７ａ，９ａから光学素子５，７，９中に入
射され、各反射面３３ａで前面側に全反射されて出射さ
れることにより、複数の微小光学要素３３の曲率中心側
から点灯されている光源１０に対応する放射方向に直線
的に延びる指針像が生成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光学的に疑似指針
を生成する表示装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、指針を用いた従来の表示装置で
は、指針を機械的に回転させて車両速度等の表示を行う
ようになっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
表示装置では、指針を回転させるための複雑な駆動機構
が必要であり、装置構成が複雑であるという問題があ
る。

【０００４】そこで、本発明は前記問題点に鑑み、アナ
ログ式の数量表示の指針像として使用可能な光線像を簡
易な構成で表示させることができ、指針像の高精細化が
容易に行える表示装置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の技術的手段は、所定の透光材料で形成された略板状の
形状を有し、その裏面側表面に、断面略円弧状の反射面
を有する複数の微小光学要素が、所定の延設方向に沿っ
て互いに平行に延びるように、かつ前記延設方向と垂直
な配列方向に対して周期的に配列するように形成された
光学素子と、前記光学素子の前記配列方向外方側の端面
に対向配置された少なくとも１つの光源と、を備え、前
記光源からの光を前記端面から前記光学素子中に入射さ
せ、屈折および反射させつつ前記複数の微小光学要素に
導き、前記各反射面で前面側に反射させて前記光学素子
の前面側表面から出射させることにより、前記配列方向
に延びる光線像を表示することを特徴とする。

【０００６】好ましくは、前記光学素子は、前記裏面側
表面に前記複数の微小光学要素が形成された略板状の素
子本体と、前記素子本体の前記配列方向外方側縁部から
前記素子本体の裏面側に湾曲するようにして延設され、
前記端面となるその前記配列方向外方側の外周端面が前
記光学素子の略裏面側に向き、前面側に面する部分の内
面に、前記外周端面を介して入射した前記光を前記素子
本体の前記複数の微小光学要素側に向けて反射させる反
射させる反射部が設けられた導入部と、を備えるのがよ
い。

【０００７】また、好ましくは、前記導入部の前記外周
端面の前記光源と対向する部分には、前記延設方向に垂
直な前記光学素子の略厚み方向に対して１次元的に凸レ
ンズとしての機能を有する凸レンズ部が設けられている
のがよい。

【０００８】さらに、好ましくは、前記導入部の前記外
周端面の前記光源と対向する部分には、前記外周端面の
延設方向に対して１次元的に凸レンズとしての機能を有
する凸レンズ部が設けられているのがよい。

【０００９】また、好ましくは、前記光学素子の前記複
数の微小光学要素は、所定の仮想円の周方向に沿って互
いに平行に延びるように、かつ前記仮想円の径方向に対
して周期的に同心円上に配列するように形成されてお
り、前記光源は、前記光学素子の前記外周端面に沿って
規則的に複数配置されているのがよい。

【００１０】さらに、好ましくは、前記光学素子は、片
側表面に前記複数の微小光学要素が、所定の仮想円の周
方向に沿って互いに平行に延びるように、かつ前記仮想
円の径方向に対して周期的に同心円上に配列するように
形成された透光性の板状体の一部を切り出して得られる
ような所定の外形形状を有しているのがよい。

【００１１】また、好ましくは、前記光学素子の前記複
数の微小光学要素が設けられる部分の厚みが、前記配列
方向外方側から前記配列方向内方側に向けてテーパ状に
小さくなるように設定されているのがよい。

【００１２】さらに、好ましくは、前記各微小光学要素
は、円形をその径方向に４等分して得られるような略扇
形の断面形状を有し、その円弧状の外周面が前記反射面
となっているのがよい。

【００１３】また、好ましくは、前記光学素子は、所定
の色に着色された透明樹脂からなるのがよい。

【００１４】さらに、好ましくは、前記光学素子の前記
複数の微小光学要素が設けられる部分の前面側表面に
は、前記光学素子の前面側から前記複数の微小光学要素
に入射する外来光を抑制する反射防止コートが設けられ
ているのがよい。

【００１５】

【発明の実施の形態】図１は本発明の第１実施形態に係
る表示装置の正面図であり、図２は前記表示装置の断面
図であり、図３は前記表示装置に備えられる光学素子の
正面図であり、図４は図３の光学素子構成を模式的に示
す断面図であり、図５は前記表示装置に備えられる光源
の配設形態を示す平面図であり、図６は図５の光源の配
設形態を示す正面図である。

【００１６】この表示装置は、図１および図２に示すよ
うに、車両のインストゥルメントパネル部に配設されて
各種のメータ表示を行うためのものであり、大略的に、
ケース体１と、ケース体１の前面部に設けられた表示パ
ネル３と、表示パネル３の各部に設けられた複数（ここ
では３つ）の窓部３ａ，３ｂ，３ｃにそれぞれ設けられ
た複数（ここでは３つ）の光学素子５，７，９と、各光
学素子５，７，９ごとに複数配設された光源１０と、外
部から入力される信号に基づいて各光学素子５，７，９
の各光源１０を個別にオンオフ制御して所定のメータ表
示を行う図示しない制御部とを備えて構成されている。

【００１７】ここで、中央の光学素子５は、速度表示の
ためのものであり、左側の光学素子７は、燃料残量を表
示するのためのものであり、右側の光学素子９は、冷却
水温度を表示するためのものである。また、光学素子５
が配設される窓部３ａの下方に設けられる窓部３ｄに
は、トリップメータ表示およびオドメータ表示のための
ＬＣＤ１１が配設される。ＬＣＤ１１は、表示パネル３
の裏面側に設置される基板１３上に配設される。

【００１８】各光学素子５，７，９は、各光源１０から
の光１５を受けて所定の指針像（光線像）１７を生成
し、その指針像１７を用いて各種のメータ表示をアナロ
グ式に行うものであり、これに対応して、表示パネル３
の各窓部３ａ，３ｂ，３ｃの外周部には、指針像１７の
表示位置に基づき、その表示位置に対応する所定の数量
（ここでは、車両速度、燃料残量および冷却水温度）を
読み取るための指標表示（ここでは文字盤表示）２１，
２３，２５が設けられている。

【００１９】なお、ここでは、印刷等により指標表示２
１，２３，２５が設けたが、遮光領域中に指標表示２
１，２３，２５に対応する透光パターンを表示パネル３
に設け、その透光パターンの裏面側に所定の光源を配設
し、その透光パターンを照らし出すことにより、指標表
示２１，２３，２５を表示するようにしてもよい。

【００２０】各光学素子５，７，９は、図３および図４
に光学素子５について代表して示すように、所定の色に
着色された透光性の所定の樹脂材料（ここでは、アクリ
ル（ＰＭＭＡ）等）で形成された板状体であり、その裏
面側表面には、所定の仮想円３１の周方向に沿って互い
に平行に延びるように、かつ仮想円３１の径方向に対し
て周期的に同心円上に配列するように複数の微小光学要
素３３が一体に配設されている。

【００２１】各微小光学要素３３は、円形をその径方向
に４等分して得られるような略扇形の断面形状を有して
おり、その円弧状の外周部の内面が、光源１０からの光
１５を前面側に反射して指針像１７を生成する反射面３
３ａとなっている。各微小光学要素３３は、その反射面
３３ａが前記径方向内方を向くようにして配設されてい
る。

【００２２】ここで、各光学素子５，７，９の厚みは、
１〜１０ｍｍ（ここでは２ｍｍ）に設定されており、各
微小光学要素３３の前記径方向の配列ピッチは、０．１
５ｍｍに設定されており、これに対応してその反射面３
３ａの曲率半径は、０．１５ｍｍに設定されている。

【００２３】また、各光学素子５，７，９は、図１に示
すように、片側表面に微小光学要素３３が同心円上に周
期的に配設された透光性の円形の板状体の一部分を必要
最小限のサイズだけ切り出したような外形形状を有して
いる。

【００２４】ここでは、光学素子７，９は、図１に示す
ように、前記円形の板状体の一部分を、その板状体の中
心（前記仮想円３１の中心）と同心に所定半径の扇形に
切り出したような外形形状を有している。

【００２５】光学素子５は、図１および図３に示すよう
に、前記円形の板状体の中心３５から所定距離だけ外方
に偏心し、その部分に形成される微小光学要素３３の曲
率よりも小さな曲率で内方に湾曲して分布する前記板状
体内の略三日月形の領域を切り出したような外形形状を
有している。また、光学素子５は、その微小光学要素３
３の径方向外方側の外周端が、前記仮想円３１の中心３
５を通る光学素子５と平行に延びる光学素子５の中心線
３７上に位置する点３９を中心とした仮想円４１に沿っ
て延びるように形成さている。

【００２６】そして、本実施形態では、各光学素子５，
７，９の各微小光学要素３３の径方向外周側の端面（外
周端面）５ａ，７ａ，９ａから、各光源１０からの光１
５が入射されるようになっている。

【００２７】光源１０は、図３に示すように、各微小光
学要素５，７，９ごとに複数設けられており、各微小光
学要素５，７，９の端面５ａ，７ａ，９ａに対向して、
端面５ａ，７ａ，９ａの長手方向に沿って等間隔に規則
的に配設されている。本実施形態では、各光源１０は、
表面実装型のＬＥＤであり、図５に示すように、ＦＰＣ
（フレキシブルプリント基板）等の可撓性を有する基板
４３上に一方向に沿って等間隔に配設されている。そし
て、図６に示すように、その基板４３を各光学素子５，
７，９の外周側の端面５ａ，７ａ，９ａに沿うように湾
曲させた状態で各光学素子５，７，９の外周側に配設す
ることにより、各光源１０が各光学素子５，７，９の外
周側端面５ａ，７ａ，９ａに沿って対向配置されるよう
になっている。

【００２８】図４に示す３つの光線Ａ，Ｂ，Ｃは、各光
学素子５，７，９内に入射する各光源１０からの光１５
に含まれる代表的な光線を示すものである。光線Ａは、
各光学素子５，７，９の図示しない中心軸と垂直な仮想
平面に対して所定角度αを持って斜め前方方向に光学素
子５，７，９中に入射するものであり、光源Ｂ，Ｃは、
前記仮想平面に対して斜め後方方向に光学素子５，７，
９中に入射するものである。

【００２９】光線Ａは、端面５ａ，７ａ，９ａから各光
学素子５，７，９に入射すると、光学素子５，７，９の
前面に入射する。このとき、入射角θが、臨界角以上で
ある場合には、光源Ａは、前面によって裏面側に全反射
され、臨界角未満の場合には、反射させることなく透過
する。裏面側に反射された光線Ａは、裏面側に設けられ
る微小光学要素３３の反射面３３ａに入射し、同様に入
射角が臨界角以上である場合には反射面３３ａによって
前面側に全反射されて前面から前方に出射し、視認者の
視点に到達し、後述するように指針像１７を生成する一
方、反射面３３ａへの入射角が臨界角未満の場合には、
反射面３３ａで反射させることなく裏面側に透過する。
なお、本実施形態では、光学素子５，７，９に屈折率が
１．４９１の樹脂材料を使用しているため、光１５が光
学素子５，７，９の内側表面に入射するときの臨界角は
４２°になっている。

【００３０】光線Ｂ，Ｃは、端面５ａ，７ａ，９ａから
各光学素子５，７，９に入射すると、前面で反射させる
ことなく裏面側の各微小光学要素３３の反射面３３ａに
入射する。光線Ｂは、臨界角以上の入射角で反射面３３
ａに入射するため、反射面３３ａを透過することなく、
前面側に全反射される。光線Ｃは、臨界角未満の入射角
で反射面３３ａに入射するため、反射面３３ａを透過し
て外部に出射して屈折された後、再び内部に入射して屈
折され、内周側の他の微小光学要素３３の反射面３３ａ
に臨界角以上の入射角で入射し、前面側に全反射され
る。このように前面側に反射された光線Ｂ，Ｃは、前面
から前方に出射し、視認者の視点に到達し、後述するよ
うに指針像１７を生成する。

【００３１】このように、各光源１０が発した光１５の
各光学素子５，７，９の厚み方向に拡散する光線成分
は、端面５ａ，７ａ，９ａから各光学素子５，７，９内
に入射して光学素子５，７，９の前面側および裏面側で
反射屈折されつつ各微小光学要素３３の反射面３３ａに
導かれ、反射面３３ａで前面側に全反射されて視認者者
の視点に到達し、これによって、所定の像形成位置４５
（図４参照）に、図１および図３に示すように、各光学
素子５，７，９の各微小光学要素３３の曲率中心側から
点灯されている各光源１０に対応する放射線方向に直線
的に延びる指針像１７が表示されているように視認され
る。

【００３２】なお、各光源１０が発した光１５の光学素
子５，７，９の周方向に拡散する光線成分は、同様に端
面５ａ，７ａ，９ａから各光学素子５，７，９内に入射
するのであるが、各微小光学要素３３の反射面３３ａに
よって視認者の視点以外の方向に反射されるため、指針
像１７の形成には寄与しない。

【００３３】制御部は、車速センサ、燃料残量を検知す
る燃料センサ、および冷却水温度を検知する温度センサ
から与えられる信号が示す数量値（車両速度、燃料残量
および冷却水温度）に対応する各光学素子５，７，９の
各光源１０を個別にオンして他の光源１０をオフし、前
記信号が示す数量値の変化に伴ってオンする光源１０を
順次切替えることにより、数量値に対応する指針像１７
を表示するようになっている。

【００３４】これによって、視認者は各光学素子５，
７，９によって生成される指針像１７の周方向に対する
表示位置に基づき、車両速度、燃料残量および冷却水温
度を認識できるようになっている。

【００３５】以上のように、本実施形態によれば、光源
１０からの光１５を端面５ａ，７ａ，９ａから光学素子
５，７，９中に入射させ、屈折および反射させつつ複数
の微小光学要素３３に導き、各微小光学要素３３の反射
面３３ａで前面側に反射させて光学素子５，７，９の前
面側表面から出射させることにより、その出射される光
１５によって各微小光学要素３３の曲率中心側から点灯
されている光源１０に対応する放射線方向に直線的に延
びる指針像１７が生成されるようになっているため、こ
の指針像１７を指針として用いることにより、アナログ
式の数量表示のための疑似指針として使用可能な指針像
１７を簡易な構成で表示することができる。

【００３６】また、光学素子５，７，９を使用して指針
像１７を生成する他の方法として、光源１０からの光１
５を裏面側から光学素子５，７，９内に入射させ、その
入射した光１５のうちの複数の微小光学要素３３によっ
て所定の方向に屈折された光１５によって指針像１７を
生成する方法があり、この方法では、光源１０が発光す
る光１５を複数の微小光学要素３３の配列方向の全域に
入射させようとすると、光源１０と光学素子５，７，９
との間の間隔を所定距離以上確保する必要があるため、
表示装置の奥行き方向のサイズの小型化が困難であると
いう問題があるが、本実施形態によれば、光源１０から
の光１５を、光学素子５，７，９の外周側の端面５ａ，
７ａ，９ａから光学素子５，７，９内に入射させて、複
数の微小光学要素３３の反射面３３ａで反射させて指針
像１７を生成するようにしているため、光源１０を光学
素子５，７，９の外周側に配置することができ、表示装
置の奥行き方向のサイズの小型化（薄型化）を容易に行
うことができる。

【００３７】さらに、本実施形態では、光学素子５，
７，９が、微小光学要素３３の延設方向に連続的に一体
に形成されており、複数の光源１０を設けて複数の指針
像１７を生成する場合に、光学素子５，７，９の構成に
依存することなく、光源１０の発光部の幅と、光源１０
の配設ピッチとにより、指針像１７の幅および表示ピッ
チ（回転ピッチ）を決定することができるため、指針像
１７の幅および表示ピッチを容易に変更することがで
き、複数の微小光学要素３３の曲率中心側から放射方向
に細長く延び、かつ微小光学要素３３の周方向に細かな
ピッチで滑らかに移動する指針像１７を生成することが
でき、指針像１７の高精細化を容易に行うことができ
る。

【００３８】また、本実施形態では、指針像１７を生成
する各微小光学要素３３の反射面３３ａが断面略円弧状
の形状を有しており、各微小光学要素３３の反射面３３
ａに入射した光源１０からの光１５は、反射面３３ａに
よって比較的広範囲の領域に反射されるため、幅広い範
囲のいずれの視認方向から視認された場合にも指針像１
７が生成され、指針像１７を視認可能な視認方向の範囲
が広いという利点がある。

【００３９】さらに、本実施形態では、各微小光学要素
３３の反射面３３ａに入射した光源１０からの光１５
は、反射面３３ａによって比較的広範囲の領域に反射さ
れるようになっており、各微小光学要素３３の反射面３
３ａで反射された光源１０からの光１５のうちの一部は
基本的に必ず視認者の視点に届くため、図７に示すよう
に、光源１０の像（輝点）４１，４３が連続的に連なっ
て視認され、どの視点Ｄ，Ｅから視認しても連続的に線
状に連なる光線像を視認することができる。

【００４０】また、光学素子５，７，９の複数の微小光
学要素３３が、所定の仮想円の周方向に沿って互いに平
行に延びるように、かつ前記仮想円の径方向に対して周
期的に同心円上に配列するように形成されており、光源
１０が、光学素子５，７，９の外周側の端面５ａ，７
ａ，９ａに沿って規則的に複数配置されているため、点
灯させる光源１０を順次切替えることにより、表示すべ
き数量の変化に対応して指針像１７の表示位置を周方向
に変化させることができる。

【００４１】さらに、各光学素子５，７，９は、図１に
示すように、片側表面に微小光学要素３３が同心円上に
周期的に配設された透光性の円形の板状体の一部分を必
要最小限のサイズだけ切り出したような外形形状を有し
ているため、光学素子５，７，９の外形形状を微小光学
要素３３の配列形状に束縛されることなく自由に決定で
き、その結果、指針像１７を表示する表示面の外形形状
に自由度ができ、デザイン性の向上が図れるとともに、
光学素子５のようにその外形形状を横長形状とすること
により、光学素子５の上下方向のサイズを小さくするこ
とができる。

【００４２】また、各微小光学要素３３が、円形をその
径方向に４等分して得られるような略扇形の断面形状を
有しているため、各微小光学要素３３の断面形状を略半
円形とする場合等に比して、高い配列密度で微小光学要
素３３を配列することができ、これによって、高輝度で
前記放射方向に滑らかに延びる指針像１７を生成するこ
とができ、その結果、表示装置の表示品位の向上が図れ
る。

【００４３】さらに、光学素子５，７，９を所定の色に
着色することによって、種々の色の光線像を生成するこ
とができるとともに、光学素子５，７，９の前面側から
各微小光学要素３３に入射する不要な外来光が抑制さ
れ、指針像１７のコントラストの向上が図れる。

【００４４】図８は本発明の第２実施形態に係る表示装
置の部分的構成を示す断面図であり、図９はその表示装
置に備えられる光学素子の部分的構成を示す正面図であ
り、図１０はその光学素子の要部拡大断面図であり、図
１１はその光学素子の要部拡大正面図であり、図１２は
その光学素子の要部拡大側面図である。本実施形態に係
る表示装置は、各光学素子５，７，９の形態、および各
光源１０の配設形態を変更したのみで他の構成は第１実
施形態に係る表示装置と同様であり、対応する部分には
同一の参照符号を付す。

【００４５】本実施形態では、各光学素子５，７，９の
各微小光学要素３３の径方向外周側縁部の外周部に、各
光源１０からの光１５を受け入れて、複数の微量光学要
素３３が設けられる裏面側の部分に導く導入部５１が前
記縁部の延設方向に沿って延設されている。

【００４６】導入部５１は、図８および図１０に示すよ
うに、断面略ラッパ形の形状を有し、各光学素子５，
７，９の微小光学要素３３が裏面側に設けられる略板状
の素子本体５ｂ，７ｂ，９ｂの外周端から裏面側に湾曲
しつつその厚みが末広がり広がっている。なお、ここで
素子本体５ｂ，７ｂ，９ｂは、第１実施形態に係る光学
素子５，７，９に対応している。また、本実施形態で
は、この導光部５１は、素子本体５ｂ，７ｂ，９ｂと一
体に形成されているが、素子本体５ｂ，７ｂ，９ｂと別
体に形成して後で接着するようにしてもよい。

【００４７】これに伴って、導入部５１の外周側の端面
５ａ，７ａ，９ａは、光学素子５，７，９の外向きに斜
め後方に向けられている。このため、本実施形態では、
光源１０を、光学素子５，７，９の裏面側に光学素子
５，７，９と平行に配設された平面基板５３上に配設し
ても、光源１０を端面５ａ，７ａ，９ａに対向配置する
ことができ、端面５ａ，７ａ，９ａを介して各光源１０
からの光１５を効率よく光学素子５，７，９内に入射さ
せることができるようになっている。このように、光源
１０を平面基板５３上に配設することができるため、光
源１０に、光源として利用可能なＬＣＤ、ＶＦＤ（真空
蛍光表示管）、無機ＥＬ素子および有機ＥＬ素子等の種
々の素子を採用することができる。

【００４８】また、導入部５１の外周部の前面側に面す
る部分（反射部）５１ａの内面は、その断面の湾曲形状
が、端面５ａ，７ａ，９ａから入射する光１５が、その
部分５１ａの各部に臨界角以上の入射角で入射し、その
各部で光学素子５，７，９の裏面側に全反射されるよう
な湾曲形状となるように設定されている。このため、端
面５ａ，７ａ，９ａを介して導入部５１内に入射した光
１５は、反射部５１ａで光学素子５，７，９の裏面側に
全反射されるようになっている。なお、本実施形態で
は、反射部５１ａの外面には特別の反射部材は設けてい
ないが、反射部５１ａの外面に蒸着等によりアルミ等の
金属膜を設けて鏡面を設け、反射部５１ａでの反射効率
を向上させるようにしてもよい。

【００４９】さらに、導光部５１の端面５ａ，７ａ，９
ａの各光源１０と対向する部分には、図８ないし図１２
に示すように、断面円弧状に外方に凸に突出する凸レン
ズ部５５が設けられている。すなわち、この凸レンズ部
５５は、光学素子５，７，９の略厚み方向および端面５
ａ，７ａ，９ａの延設方向に対してそれぞれ１次元的に
凸レンズとしての機能を有している。各光源１０は、対
向する各凸レンズ部５５の焦点に位置するように配設さ
れている。なお、ここでは、凸レンズ部５５は、光学素
子５，７，９の略厚み方向および端面５ａ，７ａ，９ａ
の延設方向の２方向に対してそれぞれ１次元的に凸レン
ズとしての機能を有しているが、いずれか一方の方向に
対してのみ凸レンズとしての機能を有していてもよい。

【００５０】このため、各光源１０から放射状に発せら
れた光１５は、凸レンズ部５５のレンズ面によって集光
されて（絞られて）略平行光となり、反射部５１ａで全
反射されて各微小光学要素３３に入射するようになって
おり、これによって、各微小光学要素３３によって視認
者の視点側に反射される光の光量が増加し、指針像１７
の高輝度化が図れるようになっている。

【００５１】また、本実施形態では、各光学素子５，
７，９は、図８に示すように、複数の微小光学要素３３
が設けられる部分（素子本体５ｂ，７ｂ，９ｂ）の厚み
が、微小光学要素３３の径方向外方側から径方向内方側
に向けてテーパ状に小さくなるように形成されており、
各微小光学要素３３は、その各微小光学要素３３の曲率
中心を通る中心軸に対して、その曲率中心側から外方に
向けて所定角度で斜め後方に傾斜する傾斜面を基準とし
て配設されている。

【００５２】このように光学素子５，７，９をテーパ形
状にしたのは、導入部５１の反射部５１ａで反射されて
素子本体５ｂ，７ｂ，９ｂ内に導かれた光１５が、微小
光学要素３３に入射せずに光学素子５，７，９の内周側
の端面から出射してしまうのを防止するためであり、こ
れによって、光学素子５，７，９内に入射した光１５を
確実に各微小光学要素３３に入射させることができ、入
射した光１５の有効利用が図れるようになっている。

【００５３】さらに、各光学素子５，７，９の複数の微
小光学要素３３が設けられる部分の前面側表面の全域
（すなわち、図１および図９において鎖線で微小光学要
素３３が示されるいる領域の全域）に、光学素子５，
７，９の前面側から複数の微小光学要素３３に入射する
外来光を抑制する反射防止コート（ＡＲコート）が設け
られている。

【００５４】以上のように、本実施形態によれば、第１
実施形態と同様な効果が得られるとともに、光源１０か
らの光１５を受け入れる光学素子５，７，９の導入部５
１の外周側の端面５ａ，７ａ，９ａは、光学素子５，
７，９の斜め後方側に向いており、その端面５ａ，７
ａ，９ａから入射された光１５が導入部５１の反射部５
１ａによって複数の微小光学要素３３側に反射されるよ
うになっているため、光源１０を、光学素子５，７，９
の裏面側に光学素子５，７，９と平行に配設された平面
基板５３上に配設しても、光源１０を導入部５１の端面
５ａ，７ａ，９ａに対向させて配設して、光源１０から
の光１５を導入部５１の端面５ａ，７ａ，９ａを介して
効率よく素子本体５ａ，７ａ，９ａ内に入射させること
ができ、これによって、特に複数の光源１０を配設する
際に、光源１０の配設を容易に行うことができる。

【００５５】また、光源１０を平面基板５３上に配設す
ることができるため、光源として表面実装型の素子を採
用する場合、利用可能な素子の種類を増大させることが
できる。

【００５６】さらに、導入部５１の外周側の端面５ａ，
７ａ，９ａの各光源１０と対向する部分には、光学素子
５，７，９の略厚み方向および端面５ａ，７ａ，９ａの
延設方向に対して１次元的に凸レンズとしての機能を有
する凸レンズ部５５が設けられているため、各光源１０
からの光１５が光学素子５，７，９内に入射する際、凸
レンズ部５５によって光学素子５，７，９の厚み方向お
よび端面５ａ，７ａ，９ａの延設方向に対して絞られる
ようになっているため、各微小光学要素３３によって視
認者の視点側に反射される光１５の光量を増加させるこ
とができ、指針像１７の高輝度化が図れる。

【００５７】また、光学素子５，７，９の複数の微小光
学要素３３が設けられる部分（素子本体５ｂ，７ｂ，９
ｂ）の厚みが、微小光学要素３３の径方向外方側から径
方向内方側に向けてテーパ状に小さくなるように設定さ
れているため、端面５ａ，７ａ，９ａから入射した光１
５を確実に各微小光学要素３３に入射させて前面側に反
射させることができ、その結果、光源１０が発した光１
５を有効に利用して指針像１７を生成することができ、
指針像１７のさらなる高輝度化が図れる。

【００５８】さらに、光学素子５，７，９の複数の微小
光学要素３３が設けられる部分（素子本体５ｂ，７ｂ，
９ｂ）の前面側表面に反射防止コートが設けられている
ため、前面側表面から光学素子５，７，９内に入射した
外来光が複数の微小光学要素３３によって反射されて不
要な指針像１７が生成されてしまうのを防止することが
でき、その結果、光源１０からの光１５によって生成さ
れる指針像１７のコントラストを向上させることができ
る。

【００５９】なお、上述の各実施形態では、各光学素子
５，７，９の微小光学要素３３が設けられる部分の裏面
側の外面には特別の反射部材を設けていないが、その部
分の裏面側の外面に蒸着等によりアルミ等の金属膜を設
けて鏡面を設け、反射面３３ａでの反射効率を向上させ
るようにしてもよい。

【００６０】また、上述の各実施形態では、光学素子
５，７，９の複数の微小光学要素３３を仮想円の円周に
沿って延設したが、直線あるいは他の曲線に沿って延設
してもよい。

【００６１】

【発明の効果】請求項１ないし１０に記載の発明によれ
ば、光源からの光を端面から光学素子中に入射させ、屈
折および反射させつつ複数の微小光学要素に導き、各微
小光学要素の反射面で前面側に反射させて光学素子の前
面側表面から出射させることにより、複数の微小光学要
素の配列方向に延びる光線像が表示されるようになって
いるため、この光線像を指針として用いることにより、
アナログ式の数量表示のための指針像として使用可能な
光線像を簡易な構成で表示することができる。

【００６２】また、光学素子を使用して光線像を生成す
る他の方法として、光源からの光を裏面側から光学素子
内に入射させ、その入射した光のうちの複数の微小光学
要素によって所定の方向に屈折された光によって光線像
を生成する方法があり、この方法では、光源が発光する
光を複数の微小光学要素の配列方向の全域に入射させよ
うとすると、光源と光学素子との間の間隔を所定距離以
上確保する必要があるため、表示装置の奥行き方向のサ
イズの小型化が困難であるという問題があるが、本発明
によれば、光源からの光を、光学素子における複数の微
小光学要素の配列方向外方側の端面から光学素子内に入
射させて、複数の微小光学要素の反射面で反射させて光
線像を生成するようにしているため、光源を光学素子の
外周側に配置することができ、表示装置の奥行き方向の
サイズの小型化（薄型化）を容易に行うことができる。

【００６３】さらに、本発明では、光学素子が微小光学
要素の延設方向に連続的に一体に形成されており、複数
の光源を設けて複数の光線像を生成する場合にも、光学
素子の構成に依存することなく、光源の発光部の幅と、
光源の配設ピッチとにより、指針像として表示する光線
像の幅および表示ピッチを決定することができるため、
光線像の幅および表示ピッチを容易に変更することがで
き、複数の微小光学要素の配列方向に細長く延び、かつ
微小光学要素の延設方向に細かなピッチで滑らかに移動
する指針像を生成することができ、指針像の高精細化を
容易に行うことができる。

【００６４】また、本発明では、光線像を生成する各微
小光学要素の反射面が断面略円弧状の形状を有してお
り、各微小光学要素の反射面に入射した光源からの光
は、反射面によって比較的広範囲の領域に反射されるた
め、幅広い範囲のいずれの視認方向から視認された場合
にも光線像が生成され、光線像を視認可能な視認方向の
範囲が広いという利点がある。

【００６５】さらに、本発明では、各微小光学要素の反
射面に入射した光源からの光は、反射面によって比較的
広範囲の領域に反射されるようになっており、各微小光
学要素の反射面で反射された光源からの光のうちの一部
は基本的に必ず視認者の視点に届くため、光源の像（輝
点）が連続的に連なって視認され、いずれの視点から視
認しても連続的に線状に連なる光線像を視認することが
できる。

【００６６】請求項２に記載の発明によれば、光源から
の光を受け入れる導入部の外周端面は、光学素子の略後
方側に向いており、その外周端面から入射された光が導
入部の反射部によって複数の微小光学要素側に反射され
るようになっているため、光源を、光学素子の裏面側に
光学素子と平行に配設された平面基板上に配設しても、
光源を導入部の外周端面に対向させて配設して、光源か
らの光を導入部の外周端面を介して効率よく素子本体内
に入射させることができ、これによって、特に複数の光
源を配設する際に、光源の配設を容易に行うことができ
る。

【００６７】また、光源を平面基板上に配設することが
できるため、光源として表面実装型の素子を採用する場
合、利用可能な素子の種類を増大させることができる。

【００６８】請求項３に記載の発明によれば、導入部の
外周端面の光源と対向する部分には、微小光学要素の延
設方向に垂直な光学素子の略厚み方向に対して１次元的
に凸レンズとしての機能を有する凸レンズ部が設けられ
ているため、光源からの光が光学素子内に入射する際、
凸レンズ部によって光学素子の略厚み方向に対して絞ら
れるようになっているため、各微小光学要素によって視
認者の視点側に反射される光の光量を増加させることが
でき、光線像の高輝度化が図れる。

【００６９】請求項４に記載の発明によれば、導入部の
外周端面の光源と対向する部分には、外周端面の延設方
向に対して１次元的に凸レンズとしての機能を有する凸
レンズ部が設けられているため、光源からの光が光学素
子内に入射する際、凸レンズ部によって外周端面の延設
方向に対して絞られるようになっているため、各微小光
学要素によって視認者の視点側に反射される光の光量を
増加させることができ、光線像の高輝度化が図れる。

【００７０】請求項５に記載の発明によれば、光学素子
の複数の微小光学要素が、所定の仮想円の周方向に沿っ
て互いに平行に延びるように、かつ前記仮想円の径方向
に対して周期的に同心円上に配列するように形成されて
おり、光源が、光学素子の外周端面に沿って規則的に複
数配置されているため、点灯させる光源を順次切替える
ことにより、表示すべき数量の変化に対応して光線像の
表示位置を周方向に変化させることができる。

【００７１】請求項６に記載の発明によれば、光学素子
の外形形状を微小光学要素の配列形状に束縛されること
なく自由に決定できるため、光線像を表示する表示面の
外形形状に自由度ができ、デザイン性の向上が図れると
ともに、光学素子の外形形状を横長形状とすることによ
り、光学素子の上下方向のサイズを小さくすることがで
きる。

【００７２】請求項７に記載の発明によれば、光学素子
の複数の微小光学要素が設けられる部分の厚みが、微小
光学要素の配列方向外方側から内方側に向けてテーパ状
に小さくなるように設定されているため、光学素子の外
周端面から入射した光を確実に各微小光学要素に入射さ
せて前面側に反射させることができ、その結果、光源が
発した光を有効に利用して光線像を生成することがで
き、光線像のさらなる高輝度化が図れる。

【００７３】請求項８に記載の発明によれば、各微小光
学要素が、円形をその径方向に４等分して得られるよう
な略扇形の断面形状を有しているため、各微小光学要素
の断面形状を略半円形とする場合等に比して、高い配列
密度で微小光学要素を配列することができ、これによっ
て、高輝度で前記配列方向に滑らかに延びる光線像を生
成することができ、その結果、表示装置の表示品位の向
上が図れる。

【００７４】請求項９に記載の発明によれば、光学素子
を所定の色に着色することによって、種々の色の光線像
を生成することができるとともに、光学素子の前面側か
ら各微小光学要素に入射する不要な外来光が抑制され、
光線像のコントラストの向上が図れる。

【００７５】請求項１０に記載の発明によれば、光学素
子の複数の微小光学要素が設けられる部分の前面側表面
に反射防止コートが設けられているため、前面側表面か
ら光学素子内に入射した外来光が複数の微小光学要素に
よって反射されて不要な光線像が生成されてしまうのを
防止することができ、その結果、光源からの光によって
生成される光線像のコントラストを向上させることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の第１実施形態に係る表示装置の
正面図である。

【図２】図１の表示装置の断面図である。

【図３】図１の表示装置に備えられる光学素子の正面図
である。

【図４】図３の光学素子構成を模式的に示す断面図であ
る。

【図５】図１の表示装置に備えられる光源の配設形態を
示す平面図である。

【図６】図５の光源の配設形態を示す正面図である。

【図７】図１の表示装置において指針像が生成される際
の様子を模式的に示す図である。

【図８】本発明の第２実施形態に係る表示装置の部分的
構成を示す断面図である。

【図９】図７の表示装置に備えられる光学素子の部分的
構成を示す正面図である。

【図１０】図８の光学素子の要部拡大断面図である。

【図１１】図８の光学素子の要部拡大正面図である。

【図１２】図８の光学素子の要部拡大側面図である。

【符号の説明】

５，７，９ 光学素子 ５ａ，７ａ，９ａ 端面 ５ｂ，７ｂ，９ｂ 素子本体 １０ 光源 １７ 指針像 ３３ 微小光学要素 ３３ａ 反射面 ５１ 導入部 ５１ａ 反射部 ５５ 凸レンズ部

フロントページの続き (72)発明者 井本 政善 愛知県名古屋市南区菊住１丁目７番10号 株式会社ハーネス総合技術研究所内 Ｆターム(参考） 2F074 AA04 BB03 BB07 DD02 EE02 FF02 GG06 3D044 BA03 BA21 BB01 BC07 BD02

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定の透光材料で形成された略板状の形
   状を有し、その裏面側表面に、断面略円弧状の反射面を
   有する複数の微小光学要素が、所定の延設方向に沿って
   互いに平行に延びるように、かつ前記延設方向と垂直な
   配列方向に対して周期的に配列するように形成された光
   学素子と、 前記光学素子の前記配列方向外方側の端面に対向配置さ
   れた少なくとも１つの光源と、を備え、 前記光源からの光を前記端面から前記光学素子中に入射
   させ、前記光学素子の表面で屈折および反射させつつ前
   記複数の微小光学要素に導き、前記各反射面で前面側に
   反射させて前記光学素子の前面側表面から出射させるこ
   とにより、前記配列方向に延びる光線像を表示すること
   を特徴とする表示装置。
2. 【請求項２】 前記光学素子は、 前記裏面側表面に前記複数の微小光学要素が形成された
   略板状の素子本体と、 前記素子本体の前記配列方向外方側縁部から前記素子本
   体の裏面側に湾曲するようにして延設され、前記端面と
   なるその前記配列方向外方側の外周端面が前記光学素子
   の略裏面側に向き、前面側に面する部分の内面に、前記
   外周端面を介して入射した前記光を前記素子本体の前記
   複数の微小光学要素側に向けて反射させる反射部が設け
   られた導入部と、を備えることを特徴とする請求項１に
   記載の表示装置。
3. 【請求項３】 前記導入部の前記外周端面の前記光源と
   対向する部分には、前記延設方向に垂直な前記光学素子
   の略厚み方向に対して１次元的に凸レンズとしての機能
   を有する凸レンズ部が設けられていることを特徴とする
   請求項２に記載の表示装置。
4. 【請求項４】 前記導入部の前記外周端面の前記光源と
   対向する部分には、前記外周端面の延設方向に対して１
   次元的に凸レンズとしての機能を有する凸レンズ部が設
   けられていることを特徴とする請求項２に記載の表示装
   置。
5. 【請求項５】 前記光学素子の前記複数の微小光学要素
   は、所定の仮想円の周方向に沿って互いに平行に延びる
   ように、かつ前記仮想円の径方向に対して周期的に同心
   円上に配列するように形成されており、 前記光源は、前記光学素子の前記外周端面に沿って規則
   的に複数配置されていることを特徴とする請求項１ない
   し４のいずれかに記載の表示装置。
6. 【請求項６】 前記光学素子は、片側表面に前記複数の
   微小光学要素が、所定の仮想円の周方向に沿って互いに
   平行に延びるように、かつ前記仮想円の径方向に対して
   周期的に同心円上に配列するように形成された透光性の
   板状体の一部を切り出して得られるような所定の外形形
   状を有していることを特徴とする請求項１ないし５のい
   ずれかに記載の表示装置。
7. 【請求項７】 前記光学素子の前記複数の微小光学要素
   が設けられる部分の厚みが、前記配列方向外方側から前
   記配列方向内方側に向けてテーパ状に小さくなるように
   設定されていることを特徴とする請求項１ないし６のい
   ずれかに記載の表示装置。
8. 【請求項８】 前記各微小光学要素は、円形をその径方
   向に４等分して得られるような略扇形の断面形状を有
   し、その円弧状の外周面が前記反射面となっていること
   を特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の表示
   装置。
9. 【請求項９】 前記光学素子は、所定の色に着色された
   透明樹脂からなることを特徴とする請求項１ないし８の
   いずれかに記載の表示装置。
10. 【請求項１０】 前記光学素子の前記複数の微小光学要
    素が設けられる部分の前面側表面には、前記光学素子の
    前面側から前記複数の微小光学要素に入射する外来光を
    抑制する反射防止コートが設けられていることを特徴と
    する請求項１ないし９のいずれかに記載の表示装置。