JP2001075513A - Display device - Google Patents

Display device

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JP2001075513A
JP2001075513A JP25162699A JP25162699A JP2001075513A JP 2001075513 A JP2001075513 A JP 2001075513A JP 25162699 A JP25162699 A JP 25162699A JP 25162699 A JP25162699 A JP 25162699A JP 2001075513 A JP2001075513 A JP 2001075513A
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JP
Japan
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optical element
light
display device
image
light source
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Pending
Application number
JP25162699A
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Japanese (ja)
Inventor
Masayoshi Imoto
政善 井本
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Sumitomo Wiring Systems Ltd
AutoNetworks Technologies Ltd
Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Wiring Systems Ltd
AutoNetworks Technologies Ltd
Sumitomo Electric Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a display device which is capable of lessening the unsharpness at the edges of a ray image and improving the display quality of the ray image. SOLUTION: This display device 10 has an optical element 11 which is periodically formed with plural projecting line-like microoptical elements 12 having prescribed surfaces 12b on their outer peripheries concentrically on a rear surface side and plural light sources 14 which are disposed regularly in a circumferential direction on the rear surface side of the optical element 11 such that the ray image extending from the curvature center side of the microoptical elements 12 toward a radiation direction corresponding to the lighting light sources 14 by the light L projected from the respective light sources 14 is formed. This display device 10 is set at <=0.2 μm in the arithmetic average roughness (Ra) on the surface (more particularly the surfaces of the microoptical elements 12) of the optical element 11, by which the scattering of the unnecessary light L to give rise to the unsharpness at the edges of the ray image is suppressed and the unsharpness at the edges of the ray image is drastically reduced.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[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。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a display device for optically generating a pseudo pointer.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、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。
2. Description of the Related Art In general, in a conventional display device, a pointer is mechanically rotated to display a vehicle speed or the like.

【0003】[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。
However, the conventional display device requires a complicated driving mechanism for rotating the hands, and has a problem that the device configuration is complicated.

【0004】そこで、本願に係る発明者等は、非公知な
がら、図12に示すように、平板状の光学素子100の
裏面側(図12の左側)に、複数の突条状の微小光学要
素101を同心円状に形成すると共に、その光学素子1
00の裏面側に光源102を配設した表示装置を開発し
ている。
[0004] Therefore, the inventors of the present application, although not known, have shown a plurality of ridge-shaped micro optical elements on the back side (left side in FIG. 12) of a flat optical element 100 as shown in FIG. 101 is formed concentrically and its optical element 1
A display device in which the light source 102 is disposed on the back side of the P.00 is being developed.

【0005】上記各微小光学要素101は、光学素子1
00の面方向に垂直な垂直プリズム面101aと断面略
弧状の湾曲プリズム面101bとを有する中心角90゜
の断面略扇形状に形成されている。そして、光源102
からの光Lを各湾曲プリズム面101bで屈折させて光
学素子100に透過させることにより、各微小光学要素
101の径方向に延びる光線像(指針像)が表示される
ようになっている。
[0005] Each of the micro optical elements 101 is an optical element 1
It has a vertical prism surface 101a perpendicular to the surface direction 00 and a curved prism surface 101b having a substantially arc-shaped cross section, and has a substantially fan-shaped cross section with a central angle of 90 °. And the light source 102
Is refracted by each curved prism surface 101b and transmitted through the optical element 100, whereby a light ray image (pointer image) extending in the radial direction of each micro optical element 101 is displayed.

【0006】このような表示装置では、光線像を指針と
して用いることにより、機械的構成を必要とすることな
く、簡易な構成でアナログ的な数量表示を行うことがで
きるという利点がある。
In such a display device, there is an advantage that by using a light beam image as a pointer, analog quantity display can be performed with a simple configuration without requiring a mechanical configuration.

【0007】しかしながら、図12に示す表示装置で
は、図13(a)に示すように、光線像Sのエッジがぼ
けて不鮮明となることがあり、光線像Sの表示品質が低
いという問題があった。なお、図13(b)は、エッジ
のぼけのない望ましい光線像Sを示している。
However, in the display device shown in FIG. 12, as shown in FIG. 13A, the edge of the light image S may be blurred and unclear, and the display quality of the light image S is low. Was. FIG. 13B shows a desirable light beam image S with no edge blur.

【0008】そこで、本発明は前記問題点に鑑み、光線
像のエッジのぼけを低減し、光線像の表示品質の向上が
図れる表示装置を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above problems, it is an object of the present invention to provide a display device capable of reducing the blur of the edge of a light image and improving the display quality of the light image.

【0009】[0009]

【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、外周面がプリズム面または反射面とな
っている複数の突条状の微小光学要素が所定の面に周方
向に互いに平行にかつ径方向に周期的に形成された光学
素子と、前記複数の微小光学要素に向けて所定の光を照
射する光源と、を備え、前記光源から照射される前記光
によって、前記光学素子の前記複数の微小光学要素の曲
率中心側から前記光線に対応する放射線方向に向かって
延びる光線像を生成するようにした表示装置であって、
前記光学素子の前記各微小光学要素の表面の算術平均粗
さ(Ra)が、0.2μm以下に設定されていることを
特徴とする。
The technical means for achieving the above object is that a plurality of ridge-shaped micro-optical elements having an outer peripheral surface serving as a prism surface or a reflecting surface are provided on a predetermined surface in a circumferential direction. An optical element formed in parallel with each other and periodically in a radial direction, and a light source for irradiating predetermined light toward the plurality of micro optical elements, and the optical A display device configured to generate a ray image extending from a center of curvature of the plurality of micro optical elements of the element toward a radiation direction corresponding to the ray,
The arithmetic average roughness (Ra) of the surface of each of the micro optical elements of the optical element is set to 0.2 μm or less.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】図1は本発明の一実施形態に係る
表示装置が車両のインストゥルメントパネル部に設置さ
れた状態を示す正面図であり、図2は図1の表示装置の
正面図であり、図3は図1の表示装置の断面図である。
なお、図3は図2の表示装置においてその中心部よりも
上側半分の断面図である。
FIG. 1 is a front view showing a state in which a display device according to an embodiment of the present invention is installed on an instrument panel of a vehicle. FIG. 2 is a front view of the display device of FIG. FIG. 3 is a sectional view of the display device of FIG.
FIG. 3 is a sectional view of the display device of FIG.

【0011】インストゥルメントパネル部1は、自動車
の車室内の運転席前方に設けられて、車両速度やエンジ
ン回転速度等の各種の情報表示を行うもので、パネル枠
2の表示窓3内に表示装置10が設置される。また、表
示窓3の周縁部には、表示装置10に表示される光線像
(指針像)Sが示す数量値を視認させるための目盛りや
数字等からなる指標表示(文字盤)4が設けられてい
る。
The instrument panel section 1 is provided in front of a driver's seat in the interior of a vehicle and displays various kinds of information such as a vehicle speed and an engine rotation speed. The display device 10 is installed. At the periphery of the display window 3, there is provided an index display (diameter) 4 including scales, numerals, and the like for visually recognizing the quantity value indicated by the light beam image (pointer image) S displayed on the display device 10. ing.

【0012】表示装置10は、光学素子11と、基板1
3上に配設された複数の光源14と、各光源14を個別
にオンオフ制御する図示しない制御部とを備えて構成さ
れる。
The display device 10 comprises an optical element 11 and a substrate 1
The light source 14 includes a plurality of light sources 14 disposed on the control unit 3, and a control unit (not shown) for individually controlling on / off of each light source 14.

【0013】光学素子11は、所定の色に着色された透
明部材(ここでは樹脂成形体)であり、円板状の素子本
体11aの裏面側(視認者側とは反対側)に、複数の微
小光学要素12が同心円上に周期的に(例えば0.3m
mのピッチで)形成されてなる。なお、図2および図3
に表された各微小光学要素12の配列ピッチは、図面の
表現上実際の配列ピッチよりも粗になっている。
The optical element 11 is a transparent member (resin molded body here) colored in a predetermined color, and a plurality of optical elements 11 are provided on the back side (the opposite side to the viewer side) of the disk-shaped element body 11a. The micro optical elements 12 are periodically arranged on a concentric circle (for example, 0.3 m
m pitch). 2 and 3
The arrangement pitch of each of the micro optical elements 12 shown in FIG. 1 is coarser than the actual arrangement pitch in the expression of the drawing.

【0014】また、各光源14は、光学素子11の外周
円に沿って、すなわち、最も外周側の微小光学要素12
よりも外周側であってかつ各微小光学要素12と同心の
仮想円上に周方向に所定間隔をあけて規則的に列設され
ている(図2参照)。そして、それぞれの光源14から
の光が各微小光学要素12に入射するようになってい
る。
Each light source 14 extends along the outer circumference of the optical element 11, that is, the outermost minute optical element 12.
They are regularly arranged at predetermined intervals in the circumferential direction on an imaginary circle which is on the outer peripheral side and concentric with each micro optical element 12 (see FIG. 2). Then, light from each light source 14 is incident on each micro optical element 12.

【0015】また、各光源14は、光学素子11の裏面
側であってその光学素子11から所定距離離れた位置に
配設される。ここで、各光源14と光学素子11間の距
離は、各光源14からの光が各微小光学要素12に入射
して、光学素子11の前面側に所定長の光線像Sを表示
できるような距離であり、各微小光学要素12の形状、
屈折率等によって決定される。
Each light source 14 is disposed on the back side of the optical element 11 and at a predetermined distance from the optical element 11. Here, the distance between each light source 14 and the optical element 11 is such that light from each light source 14 enters each micro optical element 12 and a light image S of a predetermined length can be displayed on the front side of the optical element 11. Distance, the shape of each micro-optical element 12,
It is determined by the refractive index and the like.

【0016】このような各光源14としては、冷陰極
管、蛍光表示管、LED、バルブ、液晶表示装置(バッ
クライトを含む)、或いはEL表示素子等を用いること
ができる。
As each of the light sources 14, a cold cathode tube, a fluorescent display tube, an LED, a bulb, a liquid crystal display device (including a backlight), an EL display device, or the like can be used.

【0017】また、上記各微小光学要素12は、中心角
90゜未満の断面略扇形状に形成されており、光源14
に対向する側に位置する第1のプリズム面12aとその
反対側に位置する第2のプリズム面12bとが所定の稜
線12cを介して所定の角度で隣り合うようになってい
る。
Each of the micro optical elements 12 is formed in a substantially fan-shaped cross section with a central angle of less than 90 °.
The first prism surface 12a located on the side opposite to the second prism surface 12b and the second prism surface 12b located on the opposite side are adjacent to each other at a predetermined angle via a predetermined ridgeline 12c.

【0018】本実施形態では、各光源14が最も外周側
の微小光学要素12よりも外周側に配置されているの
で、各微小光学要素12の外周側を第1のプリズム面1
2aとし、その内周側を第2のプリズム面12bとして
いる。
In the present embodiment, since each light source 14 is arranged on the outer peripheral side of the outermost micro optical element 12, the outer peripheral side of each micro optical element 12 is placed on the first prism surface 1.
2a, and the inner peripheral side thereof is a second prism surface 12b.

【0019】上記第1のプリズム面12aは、光学素子
11の面方向に直交する方向X(図3の軸X参照)に対
して光源14に近づくにつれて(稜線12cに近づくに
つれて)光源14から遠ざかる向きに傾斜する傾斜プリ
ズム面12aに形成されている。また、第2のプリズム
面12bは、外側に膨出する断面略弧状の湾曲プリズム
面12bに形成されている。
The first prism surface 12a moves away from the light source 14 as it approaches the light source 14 in the direction X (see the axis X in FIG. 3) perpendicular to the surface direction of the optical element 11 (as it approaches the ridge line 12c). It is formed on an inclined prism surface 12a that is inclined in the direction. The second prism surface 12b is formed on a curved prism surface 12b that bulges outward and has a substantially arc-shaped cross section.

【0020】図示しない制御部は、外部から入力される
エンジン回転速度等を示す入力信号に基づき、複数の光
源14のうちから入力信号が示す所定の数量値に対応す
る光源14を選択して点灯させるようになっている。
A control unit (not shown) selects a light source 14 corresponding to a predetermined quantity value indicated by the input signal from a plurality of light sources 14 based on an input signal indicating an engine rotation speed or the like input from the outside. It is made to let.

【0021】そして、このような表示装置では、図3に
示すように、いずれかの光源14から放射状に発せられ
た光Lは、光学素子11のうちの当該点灯した光源14
を通る径方向に沿った部分を透過する際に各微小光学要
素12の湾曲プリズム面12bにより種々の方向に屈折
又は反射されて光学素子11の前面側に出射する。この
ため、点灯された光源14を通る光学素子11の径方向
の部分から出射した光Lが視認者に視認されることにな
り、その結果各微小光学要素12の曲率中心(ここでは
光学素子11の中心)から点灯している光源14に対応
する放射方向に線状に延びる光線像Sが、所定の像形成
位置Pに生成される。なお、本実施形態では、光線像S
は光源14の配設位置に生成されるようになっている。
このように生成される光線像Sの径方向の長さは光源1
4の径方向のサイズよりもはるかに大きくなっており、
小さな光源14によって大きな光線像Sが得られるよう
になっている。
In such a display device, as shown in FIG. 3, light L radially emitted from any one of the light sources 14 emits light L of the light source 14 of the optical element 11.
When the light passes through a portion along the radial direction passing through the optical element 11, the light is refracted or reflected in various directions by the curved prism surface 12b of each micro optical element 12, and is emitted to the front side of the optical element 11. Therefore, the light L emitted from the radial portion of the optical element 11 passing through the light source 14 that is turned on is visually recognized by a viewer, and as a result, the center of curvature of each micro optical element 12 (here, the optical element 11 A light beam image S linearly extending in the radial direction corresponding to the light source 14 lit from the center of the image is generated at a predetermined image forming position P. In the present embodiment, the light image S
Is generated at the position where the light source 14 is disposed.
The radial length of the light image S generated in this way is the light source 1
4 is much larger than the radial size,
A large light image S is obtained by the small light source 14.

【0022】よって、所定の数量値に対応する一つの光
源14が点灯されると、光学素子11の中心部からその
光源14に対応する角度方向に放射状に延びる光線像S
が表示されることになる。
Accordingly, when one light source 14 corresponding to a predetermined quantity value is turned on, a light image S extending radially from the center of the optical element 11 in the angular direction corresponding to the light source 14 is provided.
Will be displayed.

【0023】従って、本実施形態によれば、円形に配置
された複数の光源14のうちから表示すべき所定の数量
値に対応する光源14を選択して点灯させ、その光源1
4の光線像Sを指針として用いることにより、機械的構
成を必要とすることなく、簡易な構成でアナログ的な数
量表示を行うことができるようになっている。
Therefore, according to the present embodiment, the light source 14 corresponding to the predetermined numerical value to be displayed is selected from among the plurality of light sources 14 arranged in a circle, and is turned on.
By using the light image S of No. 4 as a pointer, analog quantity display can be performed with a simple configuration without requiring a mechanical configuration.

【0024】このように構成される表示装置において、
光学素子11の表面(特に、各微小光学要素12のプリ
ズム面12a,12b)の表面粗さ(ここでは、算術平
均粗さ(Ra))と、生成される光線像Sとの関係を分
析した結果、その算術平均粗さ(Ra)と光線像Sのエ
ッジのぼけとの間に密接な関連性があることが確認され
た。つまり、算術平均粗さ(Ra)が小さいほど、光線
像Sのエッジのぼけが改善され、光線像Sの鮮明度が向
上することが判明した。
In the display device configured as described above,
The relationship between the surface roughness (here, the arithmetic average roughness (Ra)) of the surface of the optical element 11 (particularly, the prism surfaces 12a and 12b of each micro optical element 12) and the generated light image S was analyzed. As a result, it was confirmed that there was a close relationship between the arithmetic average roughness (Ra) and the blur of the edge of the light image S. That is, it was found that the smaller the arithmetic average roughness (Ra), the more the edge blur of the light image S is improved and the sharpness of the light image S is improved.

【0025】ここで、算術平均粗さ(Ra)とは、図4
に示すように、所定の凹凸面の断面形状を示す粗さ曲線
Zの平均線Zaと、粗さ曲線Zとの高低差の絶対値を切
断線方向について平均した値であり、JIS規格に準拠
したものである。本実施形態では、光学素子11の前面
側および裏面側表面の算術平均粗さ(Ra)が、0.2
μm以下になるように設定されている。なお、光学素子
11の裏面側表面の微小光学要素12が形成される光学
要素形成領域内においては、凹凸状の微小光学要素12
のパターン面を基準して、算術平均粗さ(Ra)が定義
されている。
Here, the arithmetic average roughness (Ra) is defined as in FIG.
As shown in the figure, this is a value obtained by averaging the absolute value of the height difference between the average curve Za of the roughness curve Z indicating the cross-sectional shape of the predetermined uneven surface and the roughness curve Z in the cutting line direction and conforming to the JIS standard. It was done. In the present embodiment, the arithmetic average roughness (Ra) of the front surface and the back surface of the optical element 11 is 0.2.
It is set to be less than μm. In the optical element forming region on the rear surface of the optical element 11 where the micro optical element 12 is formed, the concave and convex micro optical element 12 is formed.
The arithmetic average roughness (Ra) is defined based on the pattern surface of (1).

【0026】また、ここでは、生成される光線像Sの鮮
明度の評価するため、図5に示すように、光線像Sの幅
方向の中心部の輝度Lmaxと、光線像Sのエッジ部
(ここでは、前記中心部から前記幅方向に1.5mmだ
け離れた部分)の輝度Laとを検出し、その両輝度Lm
ax,La間のコントラスト(α=La/Lmax)を
求め、そのコントラスト(α)に基づいて、光線像Sの
鮮明度の評価を行った。すなわち、光線像Sの幅が絞ら
れて鮮明度が向上すればするほど、中心部の輝度Lma
xが増大するとともに、エッジ部の輝度Laが低下し、
コントラスト(α)が小さくなるようになっている。
Here, in order to evaluate the sharpness of the generated light image S, as shown in FIG. 5, the luminance Lmax at the center in the width direction of the light image S and the edge portion ( Here, a luminance La at a position separated from the center by 1.5 mm in the width direction) is detected, and both luminances Lm are detected.
The contrast between α and La (α = La / Lmax) was obtained, and the sharpness of the light image S was evaluated based on the contrast (α). That is, the narrower the width of the light beam image S and the better the sharpness, the more the luminance Lma of the central part
As x increases, the luminance La at the edge decreases,
The contrast (α) is reduced.

【0027】光線像Sの輝度Lmax,Laの測定は、
図6に示すように、光源14からの光Lを光学素子11
に入射させて光線像Sを生成し、その光線像Sを生成す
る光源14からの光Lを、可動スリット15を介して輝
度計16に入射させるとともに、可動スリット15を矢
印17で示すように光線像Sの幅方向に移動させて、光
線像S中の輝度検出位置を可動スリット15によりピン
ポイント的に絞り込んで行った。光源14は、発光面内
で均一な輝度をもつように冷陰極管と光拡散板とを用い
て作成し、発光面のサイズを1.0×1.0mmとし
た。スリット15の透光部15aのサイズは、幅が0.
1mmで長さが1mmに設定した。また、光源14と可
動スリット15との間隔は8mmとした。
The measurement of the luminances Lmax and La of the light image S is as follows.
As shown in FIG. 6, light L from the light source 14 is
To generate a light beam image S, light L from a light source 14 that generates the light beam image S is made incident on a luminance meter 16 through a movable slit 15, and the movable slit 15 is moved as shown by an arrow 17. By moving the light image S in the width direction, the brightness detection position in the light image S was narrowed down by the movable slit 15 in a pinpoint manner. The light source 14 was prepared using a cold-cathode tube and a light diffusing plate so as to have uniform luminance in the light emitting surface, and the size of the light emitting surface was 1.0 × 1.0 mm. The size of the light-transmitting portion 15a of the slit 15 is 0.
The length was set to 1 mm at 1 mm. The distance between the light source 14 and the movable slit 15 was 8 mm.

【0028】図7は、図5および図6に示す測定条件の
下での算術平均粗さ(Ra)とコントラスト(α)との
関係を示すグラフである。図7のグラフより、算術平均
粗さ(Ra)の減少にほぼ比例してコントラスト(α)
が小さくなることが分かる。
FIG. 7 is a graph showing the relationship between the arithmetic average roughness (Ra) and the contrast (α) under the measurement conditions shown in FIGS. According to the graph of FIG. 7, the contrast (α) is almost proportional to the decrease in the arithmetic average roughness (Ra).
Is smaller.

【0029】図8は、算術平均粗さ(Ra)と光線像S
の幅方向の輝度分布との関係を示すグラフであり、グラ
フG1は、Ra=3μmのときの光線像Sの輝度分布を
示し、グラフG2は、Ra=0.2μmのときの光線像
Sの輝度分布を示し、グラフG3は、Ra=0.1μm
のときの光線像Sの輝度分布を示している。また、グラ
フG4は、図6に示す測定条件下で、光学素子11を取
り除いて光源14の発光面そのものの輝度分布を測定し
て得られた輝度分布を示している。
FIG. 8 shows the arithmetic average roughness (Ra) and the ray image S.
Is a graph showing the relationship with the luminance distribution in the width direction of the graph, wherein a graph G1 shows the luminance distribution of the light image S when Ra = 3 μm, and a graph G2 shows the luminance distribution of the light image S when Ra = 0.2 μm. The luminance distribution is shown, and the graph G3 shows Ra = 0.1 μm
5 shows the luminance distribution of the light beam image S at the time of. The graph G4 shows a luminance distribution obtained by removing the optical element 11 and measuring the luminance distribution of the light emitting surface itself of the light source 14 under the measurement conditions shown in FIG.

【0030】図8のグラフより、光学素子11の光学要
素形成領域内の算術平均粗さ(Ra)が0.2μm以下
であれば、グラフG4が示す光源14単体の場合の輝度
分布(コントラスト)とほぼ同様な輝度分布(コントラ
スト)を有する光線像Sが生成されることが分かる。
From the graph of FIG. 8, if the arithmetic average roughness (Ra) in the optical element forming region of the optical element 11 is 0.2 μm or less, the luminance distribution (contrast) of the light source 14 alone shown in the graph G4. It can be seen that a light beam image S having substantially the same luminance distribution (contrast) is generated.

【0031】次に、図9ないし図11を参照して、光学
素子11の算術平均粗さ(Ra)を小さくすると光源像
Sのエッジのぼけが改善される理由について説明する。
なお、図9ないし図11は、光学素子11を微小光学要
素12の接線方向に沿って切断したときの構成を模式的
に示している。
Next, the reason why the edge blur of the light source image S is improved by reducing the arithmetic average roughness (Ra) of the optical element 11 will be described with reference to FIGS.
9 to 11 schematically show the configuration when the optical element 11 is cut along the tangential direction of the micro optical element 12. FIG.

【0032】仮に、光学素子11の裏面側表面に、傷等
のない滑らかな理想的な表面形態の微小光学要素12が
設けられている場合には、図9に示すように、光源14
から放射状に放たれた光Lは、散乱されることなく光学
素子11を透過し、これによって、図13(b)に示す
ようなぼけのない理想的な光線像Sが生成される。
If the optical element 11 is provided with the micro optical element 12 having a smooth ideal surface form without any scratches on the rear surface of the optical element 11, as shown in FIG.
The light L emitted radially from is transmitted through the optical element 11 without being scattered, whereby an ideal light image S without blur as shown in FIG. 13B is generated.

【0033】これに対し、実際には光学素子9の表面
(特に微小光学要素12の表面)には、図10および図
11に示すように傷等の凹凸があるため、光源14から
の光Lが光学素子11を透過する際に傷等によって散乱
される。このように、光源14からの光Lが光学素子1
1表面の傷等の凹凸によって微小光学要素12の周方向
(すなわち光線像Sの幅方向)に散乱されると、図10
および図11に示すように、本来、光線像Sの生成に寄
与しない不要な光Lが、視認者の視点に入射し、これに
よって、光線像Sのエッジのぼけが生じるようになって
いる。
On the other hand, the surface of the optical element 9 (particularly, the surface of the minute optical element 12) has irregularities such as scratches as shown in FIGS. Is scattered by a scratch or the like when transmitting through the optical element 11. Thus, the light L from the light source 14 is
When the light is scattered in the circumferential direction of the micro optical element 12 (that is, in the width direction of the light image S) due to irregularities such as scratches on one surface, FIG.
As shown in FIG. 11, unnecessary light L that does not originally contribute to the generation of the light beam image S is incident on the viewpoint of the viewer, and thereby the edge of the light beam image S is blurred.

【0034】この光Lが光学素子11から受ける散乱の
大きさは、光学素子11の表面の傷等の凹凸の大きさに
関係し、光学素子11表面の算術平均粗さ(Ra)が小
さいほど散乱の度合いが小さくなり、光線像Sのエッジ
のぼけを生じさせる不要な光Lが視点に届く範囲が狭く
なり、これによって、光線像Sのぼけが改善されるよう
になっている。
The magnitude of the scattering of the light L from the optical element 11 is related to the size of irregularities such as scratches on the surface of the optical element 11, and the smaller the arithmetic average roughness (Ra) of the surface of the optical element 11 is, the smaller it is. The degree of scattering is reduced, and the range in which unnecessary light L that causes edge blurring of the light beam image S reaches the viewpoint is narrowed, whereby the blurring of the light beam image S is improved.

【0035】以上のように、本実施形態に係る表示装置
によれば、光学素子11の表面(特に、微小光学要素1
2の表面)の算術平均粗さ(Ra)が0.2μm以下に
設定されているため、本来、光線像Sの生成には寄与し
ない不要な光Lが光学素子11表面での散乱により視認
者の視点に入射するのを抑制することができ、これによ
って、光線像Sのエッジのぼけが大幅に低減され、鮮明
な光線像Sを表示することができ、光線像Sの表示品質
の向上が図れる。
As described above, according to the display device of this embodiment, the surface of the optical element 11 (particularly, the minute optical element 1
Since the arithmetic average roughness (Ra) of the surface 2 is set to 0.2 μm or less, unnecessary light L that does not originally contribute to the generation of the light beam image S is scattered on the surface of the optical element 11 so that the viewer cannot observe the light L. Can be suppressed from entering the viewpoint, thereby blurring of the edge of the light beam image S is greatly reduced, a clear light beam image S can be displayed, and the display quality of the light beam image S can be improved. I can do it.

【0036】なお、本実施形態では、微小光学要素12
を光学素子11の裏面側表面に設けたが、微小光学要素
12を光学素子11の前面側表面に設けてもよい。
In this embodiment, the micro optical element 12
Is provided on the back surface of the optical element 11, but the micro optical element 12 may be provided on the front surface of the optical element 11.

【0037】また、本実施形態では、光源14を光学素
子11の裏面側に設け、光源14からの光Lを光学素子
11に透過させることにより光線像Sを生成するように
したが、光源14を光学素子11の外周側面に面して
(あるいは前面側に)配設し、光源14からの光Lをそ
の外周側面から(あるいは前面側表面から)光学素子1
1内に入射させて各微小光学要素12のプリズム面12
bで前方へ反射(ここでは全反射)させ、光学素子11
の前面側表面から前方へ出射させることにより、光線像
Sを生成するようにしてもよい。
In this embodiment, the light source 14 is provided on the back side of the optical element 11 and the light L from the light source 14 is transmitted through the optical element 11 to generate the light beam image S. Is disposed facing the outer peripheral side of the optical element 11 (or on the front side), and the light L from the light source 14 is transmitted from the outer peripheral side (or from the front side surface) of the optical element 1.
1 and the prism surface 12 of each micro optical element 12
b, the light is reflected forward (total reflection in this case), and the optical element 11
The light image S may be generated by emitting the light forward from the front surface of the light emitting device.

【0038】[0038]

【発明の効果】請求項1に記載の発明によれば、光学素
子の各微小光学要素の表面の算術平均粗さ(Ra)が、
0.2μm以下に設定されているため、本来、光線像S
の生成には寄与しない不要な光Lが光学素子11表面で
の散乱により視認者の視点に入射するのを抑制すること
ができ、これによって、光線像のエッジのぼけが大幅に
低減され、鮮明な光線像を表示することができ、光線像
の表示品質の向上が図れる。
According to the first aspect of the present invention, the arithmetic average roughness (Ra) of the surface of each micro optical element of the optical element is:
Since it is set to 0.2 μm or less, the light image S
Of unnecessary light L that does not contribute to the generation of light is prevented from entering the viewer's viewpoint due to scattering on the surface of the optical element 11, whereby blurring of the edge of the light beam image is greatly reduced, and A light beam image can be displayed, and the display quality of the light beam image can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施形態に係る表示装置が車両のイ
ンストゥルメントパネル部に設置された状態を示す正面
図である。
FIG. 1 is a front view showing a state in which a display device according to an embodiment of the present invention is installed on an instrument panel of a vehicle.

【図2】図1の表示装置の正面図である。FIG. 2 is a front view of the display device of FIG.

【図3】図1の表示装置の断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view of the display device of FIG.

【図4】算術平均粗さ(Ra)の説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram of arithmetic average roughness (Ra).

【図5】光線像のコントラスト(α)の説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram of a contrast (α) of a light image.

【図6】光線像の輝度分布を計測する際の設備構成を示
す図である。
FIG. 6 is a diagram showing a facility configuration when measuring a luminance distribution of a light image.

【図7】算術平均粗さ(Ra)とコントラスト(α)と
の関係を示すグラフである。
FIG. 7 is a graph showing the relationship between arithmetic average roughness (Ra) and contrast (α).

【図8】算術平均粗さ(Ra)と光線像の幅方向の輝度
分布との関係を示すグラフである。
FIG. 8 is a graph showing a relationship between arithmetic average roughness (Ra) and a luminance distribution in a width direction of a light beam image.

【図9】光学素子の表面粗さと光線像のエッジのぼけと
の関係の説明図である。
FIG. 9 is a diagram illustrating the relationship between the surface roughness of an optical element and the blurring of the edge of a light beam image.

【図10】光学素子の表面粗さと光線像のエッジのぼけ
との関係の説明図である。
FIG. 10 is an explanatory diagram of a relationship between a surface roughness of an optical element and blurring of an edge of a light beam image.

【図11】光学素子の表面粗さと光線像のエッジのぼけ
との関係の説明図である。
FIG. 11 is an explanatory diagram of a relationship between a surface roughness of an optical element and blurring of an edge of a light beam image.

【図12】先に提案された表示装置を示す要部断面図で
ある。
FIG. 12 is a sectional view of a main part showing a display device proposed earlier.

【図13】図13(a)は、図12の表示装置における
光線像を示す正面図であり、図13(b)は理想的な光
線像を示す正面図である。
13A is a front view showing a light image in the display device of FIG. 12, and FIG. 13B is a front view showing an ideal light image.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 表示装置 11 光学素子 11a 素子本体 12 微小光学要素 12a 傾斜プリズム面 12b 湾曲プリズム面 14 光源 S 光線像 Reference Signs List 10 display device 11 optical element 11a element main body 12 micro optical element 12a inclined prism surface 12b curved prism surface 14 light source S ray image

───────────────────────────────────────────────────── 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) 3D044 BA21 BB01 BC13 BD01 BD02 5C096 AA04 BA02 CA04 CA06 CA15 CA22 CB02 CC06 CC07 CC13 CC21 CC30 CD02 CD32 CD33 CD53 CG04 FA11 FA17  ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Masayoshi Imoto 1-7-10 Kikuzumi, Minami-ku, Nagoya-shi, Aichi F-term in Harness Research Institute, Inc. (Reference) 3D044 BA21 BB01 BC13 BD01 BD02 5C096 AA04 BA02 CA04 CA06 CA15 CA22 CB02 CC06 CC07 CC13 CC21 CC30 CD02 CD32 CD33 CD53 CG04 FA11 FA17

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 外周面がプリズム面または反射面となっ
ている複数の突条状の微小光学要素が所定の面に周方向
に互いに平行にかつ径方向に周期的に形成された光学素
子と、前記複数の微小光学要素に向けて所定の光を照射
する光源と、を備え、前記光源から照射される前記光に
よって、前記光学素子の前記複数の微小光学要素の曲率
中心側から前記光線に対応する放射線方向に向かって延
びる光線像を生成するようにした表示装置であって、 前記光学素子の前記各微小光学要素の表面の算術平均粗
さ(Ra)が、0.2μm以下に設定されていることを
特徴とする表示装置。
An optical element in which a plurality of ridge-shaped micro optical elements each having an outer peripheral surface serving as a prism surface or a reflecting surface are formed on a predetermined surface in parallel with each other in a circumferential direction and periodically in a radial direction. A light source that irradiates predetermined light toward the plurality of micro optical elements, and the light emitted from the light source causes the light from the center of curvature of the plurality of micro optical elements of the optical element to the light beam. A display device configured to generate a ray image extending in a corresponding radiation direction, wherein an arithmetic average roughness (Ra) of a surface of each of the micro optical elements of the optical element is set to 0.2 μm or less. A display device, comprising:
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