JP2001154612A - Display device - Google Patents

Display device

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JP2001154612A
JP2001154612A JP33249499A JP33249499A JP2001154612A JP 2001154612 A JP2001154612 A JP 2001154612A JP 33249499 A JP33249499 A JP 33249499A JP 33249499 A JP33249499 A JP 33249499A JP 2001154612 A JP2001154612 A JP 2001154612A
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JP
Japan
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optical element
light
outer peripheral
micro
optical elements
Prior art date
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Pending
Application number
JP33249499A
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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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  • Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a display device in which the light from a light source refracted and/or reflected in each minute optical element of an optical device can be made to exit from the optical device accurately in the direction to the viewing point range where the viewing points of an observer are present, and in which the light emitted by the light source can be efficiently made to enter each minute optical element. SOLUTION: In the display device 31, when the light 11 from a light source 5 passes an optical device 3, the light is refracted and/or reflected on the circumference faces 9a, 9b of each minute optical element 9 to produce a pointer image extending in the radial direction. The inclination angles of the circumference faces 9a, 9b in the outer and inner circumference sides, respectively, of each minute optical element 9 to the normal line direction B of the optical device 3 are controlled in such a manner that the exiting direction of the light exiting from the front face of the optical device 3 is in a specified viewing point range where the viewing points of an observer are present. A plurality of the minute optical elements 9 are arranged in steps so that the light 11 from the light source 5 can enter each minute optical element 9 without hindered by other minute optical elements 9.

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】<提案例>そこで、本願に係る発明者等
は、非公知ながら、図5および図6に示す表示装置を提
案している。この表示装置1は、光学素子3と、その光
学素子3の裏面側外周部に配設された複数の光源5と、
文字盤7を表示する図示しない文字盤表示部とを備えて
構成されている。なお、図6の符号Aは、光学素子3の
中心軸を示している。
<Proposal Example> Therefore, the inventors of the present application have proposed a display device shown in FIGS. The display device 1 includes an optical element 3, a plurality of light sources 5 disposed on an outer peripheral portion on the back side of the optical element 3,
A dial display section (not shown) for displaying the dial 7 is provided. 6 indicates the central axis of the optical element 3.

【0005】光学素子3は、図5および図6に示すよう
に、全体的に透光性材料で形成された平板状の部材であ
り、その裏面側表面には、山形に交わる2つの外周面9
a,9bを有する突条状の複数の微小光学要素9が、周
方向に互いに平行に連なるようにして同心円状に径方向
に周期的に形成されている。ここで、各微小光学要素9
の2つの外周面9a,9bのうち、外周側の外周面9a
が、各光源5からの光11を受け入れる入射面として機
能し、内周側の外周面9bが、外周面9aから入射した
光11を光学素子3の前面側に反射させる反射面として
機能している。
As shown in FIGS. 5 and 6, the optical element 3 is a plate-like member entirely formed of a translucent material, and has two outer peripheral surfaces intersecting in a chevron shape on the rear surface. 9
A plurality of ridge-shaped micro optical elements 9 having a and 9b are formed concentrically and periodically in the radial direction so as to be connected in parallel with each other in the circumferential direction. Here, each micro optical element 9
Of the two outer peripheral surfaces 9a and 9b, the outer peripheral surface 9a on the outer peripheral side
Function as an incident surface for receiving the light 11 from each light source 5, and the outer peripheral surface 9 b on the inner peripheral side functions as a reflecting surface for reflecting the light 11 incident from the outer peripheral surface 9 a to the front side of the optical element 3. I have.

【0006】複数の光源5は、図5および図6に示すよ
うに、光学素子3の裏面側外周部において、光学素子3
から所定距離だけ離れた位置で、微小光学素子9が延設
される周方向に沿って規則的に配設されている。
[0006] As shown in FIGS. 5 and 6, the plurality of light sources 5 are provided at the outer peripheral portion on the rear surface side of the optical element 3.
The micro optical elements 9 are regularly arranged along a circumferential direction in which the micro optical elements 9 extend at a position separated by a predetermined distance from.

【0007】そして、各光源5からの光11が、光学素
子3を裏面側から前面側に透過する際に、光学素子3の
各微小光学要素9の外周面9a,9bによって屈折およ
び反射され、その光学素子5の前面側から出射した光1
1によって、複数の微小光学要素9の曲率中心側(ここ
では光学素子3の中心部)から点灯されている各光源5
に対応する放射方向に細長く延びる指針像(光線像)1
5が像形成位置16に生成されるようになっている。
When the light 11 from each light source 5 passes through the optical element 3 from the back side to the front side, the light 11 is refracted and reflected by the outer peripheral surfaces 9a and 9b of each micro optical element 9 of the optical element 3, Light 1 emitted from the front side of the optical element 5
1, each light source 5 turned on from the center of curvature of the plurality of micro optical elements 9 (here, the center of the optical element 3).
Pointer image (light ray image) 1 elongated in the radial direction corresponding to
5 is generated at the image forming position 16.

【0008】また、各光源5は、個別にオン、オフ可能
となっており、各光源5に所定の種類の数量の数量値を
割り当てておき、数量値に対応する光源5を選択的に点
灯させることにより、その数量値を示す指針像15が表
示されるようになっている。これによって、従来のよう
な機械的構成によることなく、アナログ的な数量表示が
行えるようになっている。
Each light source 5 can be individually turned on and off, and a predetermined quantity of a quantity is assigned to each light source 5 and the light source 5 corresponding to the quantity is selectively turned on. By doing so, the pointer image 15 indicating the quantity value is displayed. Thus, analog quantity display can be performed without using a conventional mechanical configuration.

【0009】このように構成される表示装置1は、例え
ば、図7に示すように、車両のインストゥルメントパネ
ル17に設置され、車両速度、エンジン回転数等の各種
の数量表示に用いられるようになっている。
The display device 1 configured as described above is installed on an instrument panel 17 of a vehicle, for example, as shown in FIG. 7, and is used for displaying various quantities such as a vehicle speed and an engine speed. It has become.

【0010】<提案例の課題>しかしながら、上述の表
示装置1は下記のような課題を有している。
<Problems of Proposed Example> However, the above-described display device 1 has the following problems.

【0011】第1に、各微小光学要素9の外周面9a,
9bの光学素子3の法線方向(中心軸Aと平行な方向)
Bに対する傾き角が、適切に設定されていなかっため、
各微小光学要素9の外周面9a,9bで屈折、反射され
た光11の一部が、図8に示すように、視認者の視点が
存在し得る視点範囲(アイレンジ)21の外に向けて出
射されてしまうという問題がある。
First, the outer peripheral surface 9a of each micro optical element 9,
9b: normal direction of the optical element 3 (direction parallel to the central axis A)
Since the inclination angle with respect to B is not set properly,
As shown in FIG. 8, a part of the light 11 refracted and reflected by the outer peripheral surfaces 9a and 9b of each micro optical element 9 is directed to the outside of a viewpoint range (eye range) 21 where a viewer's viewpoint can exist. And is emitted.

【0012】ここで、実際には、アイレンジ21は、光
学素子3から前面側に中心軸Aに沿って所定距離(ここ
では約700mm)Dだけ離れた位置に所定の面積で設
定されているが、ここでは、光11が光学素子3の前面
側表面の各点から出射する際の出射角が、所定の角度範
囲内(ここでは、その点における法線方向Bを中心とし
て内周側および外周側に6°の範囲内)であれば、出射
光11がアイレンジ21内に向けて出射するようになっ
ている。
Here, in practice, the eye range 21 is set at a predetermined area (in this case, about 700 mm) D away from the optical element 3 along the central axis A on the front side with a predetermined area. However, here, the emission angle when the light 11 is emitted from each point on the front surface of the optical element 3 is within a predetermined angle range (here, the inner peripheral side and the normal direction B at that point are the center). (In the range of 6 ° on the outer peripheral side), the emitted light 11 is emitted toward the inside of the eye range 21.

【0013】図8の例では、各微小光学要素9で屈折、
反射された光11が、法線方向Bから内周側に外れて出
射するようになっているため、図9(a)に示すよう
に、指針像15の内周側の部分を形成する光11がアイ
レンジ21に届かず、指針像15の内周側の部分が、暗
くなってしまったり、あるいは消えてしまっている。な
お、図9(b)は、長手方向に対して均一な輝度で、か
つ高輝度に表示された理想的な指針像を示す図である。
In the example of FIG. 8, each micro optical element 9 is refracted,
Since the reflected light 11 is deviated to the inner peripheral side from the normal direction B, the reflected light 11 forms the inner peripheral side portion of the pointer image 15 as shown in FIG. 11 does not reach the eye range 21, and the portion on the inner peripheral side of the pointer image 15 has become dark or has disappeared. FIG. 9B is a diagram showing an ideal pointer image displayed with high luminance and uniform luminance in the longitudinal direction.

【0014】第2に、各微小光学要素9が径方向に平面
的に配設されているため、光源5からの光11が各微小
光学要素9に入射する際に、内周側の微小光学要素9が
隣接する外周側の微小光学要素9の陰になってしまい、
光源5が発光した光11を効率よく各微小光学要素9に
入射させることができず、各微小光学要素9に入射する
光11の光量が少なくなってしまい、光源5の発光光量
に対して指針像15の輝度が低くなってしまうという問
題がある。
Second, since each micro optical element 9 is arranged in a plane in the radial direction, when the light 11 from the light source 5 enters each micro optical element 9, the micro optical element 9 on the inner peripheral side is used. The element 9 is shaded by the adjacent small optical element 9 on the outer peripheral side,
The light 11 emitted from the light source 5 cannot be efficiently incident on each micro optical element 9, and the amount of light 11 incident on each micro optical element 9 becomes small. There is a problem that the brightness of the image 15 is reduced.

【0015】そこで、前記問題点に鑑み、本発明の第1
の目的は、各微小光学要素で屈折、反射された光源から
の光を的確に視認者の視点が存在し得る視点範囲内に向
けて光学素子から出射させることができる表示装置を提
供することである。
In view of the above problems, the first aspect of the present invention
An object of the present invention is to provide a display device capable of accurately emitting light from a light source, which is refracted and reflected by each micro optical element, from an optical element toward a viewpoint range where a viewer's viewpoint can exist. is there.

【0016】また、本発明の第2の目的は、光源が発光
した光を効率よく各微小光学要素に入射させることがで
きる表示装置を提供することである。
A second object of the present invention is to provide a display device capable of efficiently causing light emitted from a light source to enter each micro optical element.

【0017】[0017]

【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、略山形に交わる2つの外周面を有する
複数の突条状の微小光学要素が裏面側に周方向に互いに
平行にかつ径方向に周期的に形成された略板状の光学素
子と、前記光学素子の裏面側外周部から前記複数の微小
光学要素に向けて所定の光を照射する少なくとも一つの
光源と、を備え、前記光源から照射され、前記各微小光
学要素の外周側の前記外周面を介して前記微小光学内に
入射され、前記各微小光学素子の内周側の前記外周面で
反射されて前記光学素子の前面側から出射された前記光
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源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、
前記光学素子の法線方向に対する前記各微小光学要素の
外周側および内周側の前記外周面の傾き角(a),
(b)が、前記光が前記光学素子の前面側から出射する
ときの出射方向が視認者の視点が存在し得る所定の視点
範囲内にあるように、前記各微小光学要素ごとに個別に
設定され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 each having two outer peripheral surfaces intersecting substantially in a mountain shape are parallel to each other in the circumferential direction on the back side. And a substantially plate-shaped optical element periodically formed in the radial direction, and at least one light source that irradiates predetermined light toward the plurality of micro optical elements from the outer peripheral portion on the back surface side of the optical element, Irradiating from the light source, entering the micro optics through the outer peripheral surface on the outer peripheral side of each of the micro optical elements, and being reflected by the outer peripheral surface on the inner peripheral side of each of the micro optical elements, the optical element A display device configured to generate, by the light emitted from the front side of the optical element, a light ray image extending from a center of curvature of the plurality of micro optical elements of the optical element toward a radiation direction corresponding to the light source. ,
Inclination angles (a) of the outer peripheral surface on the outer peripheral side and the inner peripheral side of each of the micro optical elements with respect to the normal direction of the optical element,
(B) is individually set for each of the micro-optical elements so that the emission direction when the light is emitted from the front side of the optical element is within a predetermined viewpoint range where a viewer's viewpoint can exist. It is characterized by being performed.

【0018】好ましくは、前記複数の微小光学要素の前
記両外周面の配設位置が、内周側に位置する微小光学要
素ほど前記法線方向の後方側に段々畑状にずらされてい
るのがよい。
Preferably, the arrangement positions of the outer peripheral surfaces of the plurality of micro optical elements are gradually shifted to the rear side in the normal direction in a field-like manner as the micro optical elements are positioned closer to the inner peripheral side. Good.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】図1は、本発明の一実施形態に係
る表示装置の部分的構成を示す断面図である。本実施形
態に係る表示装置31において、前述の図5および図6
に示す表示装置1と対応する部分には同一の参照符号を
付して説明を省略する。
FIG. 1 is a sectional view showing a partial configuration of a display device according to an embodiment of the present invention. In the display device 31 according to the present embodiment, the aforementioned FIGS.
The same reference numerals are given to the portions corresponding to the display device 1 shown in FIG.

【0020】この表示装置31では、図1に示すよう
に、複数の微小光学要素9の両外周面9a,9bの配設
位置が、内周側に位置する微小光学要素9ほど法線方向
Bの後方側に段々畑状にずらされており、これによっ
て、各微小光学要素9が他の微小光学要素9の陰になる
度合いを大幅に改善することができ、その結果、光源5
からの光11が効率よく、かつ均一な光量で各微小光学
要素9の外周側の外周面9に入射するようになってい
る。
In this display device 31, as shown in FIG. 1, the positions of the outer peripheral surfaces 9a and 9b of the plurality of micro optical elements 9 are set such that the closer the inner micro optical element 9 is, the more the normal optical direction , And the degree of shadow of each micro optical element 9 with respect to other micro optical elements 9 can be greatly improved. As a result, the light source 5
The light 11 from the light source is efficiently and uniformly incident on the outer peripheral surface 9 on the outer peripheral side of each micro optical element 9.

【0021】また、この表示装置31では、各微小光学
素子9の両外周面9a,9bの法線方向Bに対する傾き
角a,bが、後述する図2に示すように、光11が光学
素子3の前面側から出射するときの出射方向がアイレン
ジ21内にあるように設定されている。
Further, in the display device 31, the inclination angles a and b of the outer peripheral surfaces 9a and 9b of each micro optical element 9 with respect to the normal direction B are set as shown in FIG. 3 is set so that the emission direction when the light is emitted from the front side is within the eye range 21.

【0022】図2を参照して、各微小光学要素9の両外
周面9a,9bの傾き角a,bの設定方法を説明する。
まず、図2中の各種パラメータの定義について説明する
と、パラメータa,bは、各微小光学要素9の両外周面
9a,9bのこの光学素子3の法線方向Bに対する傾き
角を示している。ここで、aは、法線方向Bに対して向
かって反時計回りを正として符号が定義されており、b
は、法線方向Bに対して時計回りに正として符号が定義
されている。なお、ここでは、説明の便宜上、両外周面
9a,9bの径方向に沿った断面が、直線であるとして
説明するが、実際には、両外周面9a,9bの少なくと
もいずれか一方の断面形状は、各微小光学要素9で屈
折、反射された光11をアイレンジ21内に満遍なく分
散させて、アイレンジ21内に指針像15が視認できな
い点が生じるの防止するため、外方に凸となるように適
度に湾曲しているのが好ましい。
Referring to FIG. 2, a method of setting the inclination angles a and b of the outer peripheral surfaces 9a and 9b of each micro optical element 9 will be described.
First, the definitions of various parameters in FIG. 2 will be described. Parameters a and b indicate the inclination angles of both outer peripheral surfaces 9 a and 9 b of each micro optical element 9 with respect to the normal direction B of the optical element 3. Here, a is defined with a sign that the counterclockwise direction with respect to the normal direction B is positive, and b
Is defined as positive in the clockwise direction with respect to the normal direction B. Here, for convenience of explanation, the cross section along the radial direction of both outer peripheral surfaces 9a and 9b will be described as a straight line, but actually, the cross sectional shape of at least one of both outer peripheral surfaces 9a and 9b will be described. In order to prevent light 11 refracted and reflected by each micro optical element 9 from being dispersed evenly in the eye range 21 and to prevent a point where the pointer image 15 cannot be visually recognized in the eye range 21, the light 11 is projected outward. Preferably, it is appropriately curved.

【0023】パラメータθは、各微小光学要素9の外周
面9aへ入射する光11の光源5から照射された際の法
線方向Bに対する照射角を示し、法線方向Bに対して時
計回りを正として符号が定義されている。パラメータα
は、光11の外周面9aへの入射角を示し、外周面9a
の外向き法線方向に対して反時計回りを正として符号が
定義されている。パラメータα’は、光11の外周面9
aでの屈折角を示し、外周面9aの内向き法線方向に対
して反時計回りを正として符号が定義されている。パラ
メータβは、外周面9bでの反射角を示し、外周面9b
の内向き法線方向に対して反時計回りを正として符号が
定義されている。パラメータγは、光11が光学素子3
の前面側から出射する際の出射方向と法線方向Bとのな
す角(出射角)を示し、法線方向Bに対して反時計回り
に正として符号が定義されている。
The parameter θ indicates the irradiation angle of the light 11 incident on the outer peripheral surface 9a of each micro optical element 9 with respect to the normal direction B when the light 11 is irradiated from the light source 5, and is clockwise with respect to the normal direction B. The sign is defined as positive. Parameter α
Indicates the angle of incidence of the light 11 on the outer peripheral surface 9a,
Are defined as positive in the counterclockwise direction with respect to the outward normal direction. The parameter α ′ is the outer peripheral surface 9 of the light 11
The sign indicates the refraction angle at a, and the sign is defined as positive with respect to the inward normal direction of the outer peripheral surface 9a. The parameter β indicates a reflection angle on the outer peripheral surface 9b, and the outer peripheral surface 9b
The sign is defined as positive in the counterclockwise direction with respect to the inward normal direction. The parameter γ is such that the light 11 is
Indicates the angle (emission angle) between the emission direction and the normal direction B when the light is emitted from the front side of the light emitting device, and the sign is defined as positive in the counterclockwise direction with respect to the normal direction B.

【0024】次に、以上のようなパラメータ設定のもと
で、傾き角a,bの満たすべき関係式を導出する。ま
ず、図2中の△ABCについて、以下の関係式が成り立
つ。
Next, a relational expression to be satisfied by the inclination angles a and b is derived under the above-mentioned parameter setting. First, the following relational expression holds for 2ABC in FIG.

【0025】[0025]

【数1】 (Equation 1)

【0026】また、光学素子3の屈折率をn(ここで
は、1.49)とすると、入射角αと屈折角α’との関
係は、
If the refractive index of the optical element 3 is n (here, 1.49), the relationship between the incident angle α and the refraction angle α ′ is

【0027】[0027]

【数2】 (Equation 2)

【0028】となり、これをα’について整理すると、
以下のようになる。
When this is rearranged for α ′,
It looks like this:

【0029】[0029]

【数3】 (Equation 3)

【0030】さらに、△BDEについて、以下の関係式
が成り立つ。
Further, the following relational expression holds for △ BDE.

【0031】[0031]

【数4】 (Equation 4)

【0032】また、 GEFについて、以下の関係式が
成り立つ。
The following relational expression holds for GEF.

【0033】[0033]

【数5】 (Equation 5)

【0034】これより、式と式より、βを消去する
と、
From the above equations, when β is eliminated from the equations,

【0035】[0035]

【数6】 (Equation 6)

【0036】となり、これをbについて整理すると、以
下のように、求めるべき関係式が得られる。
When this is arranged for b, the relational expression to be obtained is obtained as follows.

【0037】[0037]

【数7】 (Equation 7)

【0038】ここで、照射角θは、光源5と各微小光学
要素9との位置関係により予め決まっているため、式
および式より、式において、出射角γをアイレンジ
21に対応した所定の範囲(ここでは−6°から+6
°)に設定すると、設定の自由度を有するパラメータ
は、aおよびbのうちのいずれか一方であることが分か
る。換言すれば、各微小光学要素9において、与えられ
た照射角θの条件の下で、式の関係式に基づき、出射
角γが所定のアイレンジ21内にあるように、両外周面
9a,9bの傾き角a,bを、各微小光学要素9ごとに
個別に設定すればよいことが分かる。
Here, since the irradiation angle θ is determined in advance by the positional relationship between the light source 5 and each of the micro optical elements 9, the emission angle γ is determined by the equation Range (here -6 ° to +6
When set to (°), it can be seen that the parameter having the degree of freedom of setting is one of a and b. In other words, in each of the micro optical elements 9, under the condition of the given irradiation angle θ, based on the relational expression, the two outer peripheral surfaces 9a, 9a are set so that the emission angle γ is within the predetermined eye range 21. It can be seen that the inclination angles a and b of 9 b may be set individually for each micro optical element 9.

【0039】なお、本実施形態では、各微小光学要素9
の両外周面9a,9bで屈折、反射された光11は、進
行方向がほぼ法線方向Bと平行になって小さな入射角で
光学素子3の前面側表面に入射するため、その前面側表
面での屈折の影響を近似的に無視して議論しているが、
より厳密な議論を行う場合や、光学素子3の前面側表面
への光11の入射角が比較的大きくなるように設定され
ている場合には、前面側表面での屈折の影響を考慮して
議論する必要がある。
In this embodiment, each micro optical element 9
The light 11 refracted and reflected by the two outer peripheral surfaces 9a and 9b travels substantially parallel to the normal direction B and enters the front surface of the optical element 3 at a small incident angle. We have been ignoring the effect of refraction at
In the case where a more strict discussion is performed, or when the angle of incidence of the light 11 on the front surface of the optical element 3 is set to be relatively large, the influence of refraction on the front surface is considered. We need to discuss.

【0040】ところで、本実施形態に係る光学素子3で
は、各微小光学要素9の外周側の外周面9aの傾き角a
をゼロにすると、以下のような不都合が生じることがあ
ることが分かっている。すなわち、外周面9aの傾き角
aをゼロにすると、各微小光学要素9の両外周面9a,
9bで屈折、反射された光11の光学素子3の前面側表
面への入射角が大きくなり、光11が、前面側表面を透
過せずに全反射されてしまい、再び他の微小光学要素9
の外周面9a,9bに入射してしまい、不用な光線像を
生成してしうことが分かっている。このため、外周側の
各外周面9aの傾き角aは、ゼロより大きい所定の範囲
内(ここでは、10°から40°の範囲内)に設定され
ている(ここでは、35°に設定されている)。
By the way, in the optical element 3 according to the present embodiment, the inclination angle a of the outer peripheral surface 9a on the outer peripheral side of each micro optical element 9 is set.
It has been found that the following inconvenience may occur when is set to zero. That is, when the inclination angle a of the outer peripheral surface 9a is set to zero, both outer peripheral surfaces 9a,
9b, the angle of incidence of the light 11 refracted and reflected on the front surface of the optical element 3 increases, and the light 11 is totally reflected without transmitting through the front surface, and again the other micro optical element 9
It has been found that the light beams enter the outer peripheral surfaces 9a and 9b of the light emitting device and generate an unnecessary light beam image. Therefore, the inclination angle a of each outer peripheral surface 9a on the outer peripheral side is set within a predetermined range larger than zero (here, within a range of 10 ° to 40 °) (here, set at 35 °). ing).

【0041】よって、本実施形態では、各外周面9aの
傾き角aが35°に設定されているため、照射角θが決
定されると、各外周面9bの傾き角bの取り得る範囲
は、出射角γがアイレンジ21内にあるような範囲で一
義的に決定されるようになっている。
Therefore, in this embodiment, since the inclination angle a of each outer peripheral surface 9a is set to 35 °, when the irradiation angle θ is determined, the possible range of the inclination angle b of each outer peripheral surface 9b is , The emission angle γ is uniquely determined within a range where the emission angle γ is within the eye range 21.

【0042】以下の表1および表2は、出射角γがアイ
レンジ21の上限値(+6°)および下限値(−6°)
に設定された際の照射角θの各値に対する外周面9bの
傾き角bの値を示している。なお、ここで、屈折率n
は、1.49に設定されており、各外周面9aの傾き角
aは、35°に設定されている。
The following Tables 1 and 2 show that the emission angle γ has the upper limit (+ 6 °) and the lower limit (−6 °) of the eye range 21.
The value of the inclination angle b of the outer peripheral surface 9b with respect to each value of the irradiation angle θ when the angle is set to is shown. Here, the refractive index n
Is set to 1.49, and the inclination angle a of each outer peripheral surface 9a is set to 35 °.

【0043】[0043]

【表1】 [Table 1]

【0044】[0044]

【表2】 [Table 2]

【0045】この表1および表2に示す傾き角bの値
を、横軸θ、縦軸bのグラフにプロットすると、図3に
示すようなグラフG1,G2が得られる。ここで、グラ
フG1は、γ=+6°のときのグラフであり、グラフG
2は、γ=−6°のときのグラフである。このグラフG
1,G2より、照射角θの各値に対して、グラフG1,
G2で挟まれたハッチングを付した領域が、各外周面9
bの傾き角bの取り得る範囲であることが分かる。よっ
て、実際に各外周面9bの傾き角bを決定する際には、
図3のグラフに示すハッチング領域内において、隣接す
る各微小光学要素9間で傾き角bが滑らかに変化するよ
うに決定すればよい。
When the values of the inclination angle b shown in Tables 1 and 2 are plotted on a graph with the horizontal axis θ and the vertical axis b, graphs G1 and G2 as shown in FIG. 3 are obtained. Here, the graph G1 is a graph when γ = + 6 °, and the graph G1
2 is a graph when γ = −6 °. This graph G
1 and G2, for each value of the irradiation angle θ, the graph G1
The hatched area sandwiched by G2 is the outer peripheral surface 9
It can be seen that the inclination angle b of b is within a possible range. Therefore, when actually determining the inclination angle b of each outer peripheral surface 9b,
In the hatched area shown in the graph of FIG. 3, the inclination angle b may be determined so as to smoothly change between the adjacent micro optical elements 9.

【0046】このように、各微小光学要素9の両外周面
9a,9bの傾き角a,bが決定されることにより、図
4に示すように、各微小光学要素9で屈折、反射された
光源5からの光11を的確に視認者のアイレンジ21内
に向けて光学素子3から出射させることができ、その結
果、長手方向の全体にわたって均一な輝度で、かつ高輝
度に指針像15を表示することができる。
As described above, the inclination angles a and b of the outer peripheral surfaces 9a and 9b of each micro optical element 9 are determined, so that each micro optical element 9 is refracted and reflected by each micro optical element 9 as shown in FIG. The light 11 from the light source 5 can be accurately emitted from the optical element 3 into the eye range 21 of the viewer, and as a result, the pointer image 15 can be uniformly and highly bright in the entire longitudinal direction. Can be displayed.

【0047】また、複数の微小光学要素9の両外周面9
a,9bの配設位置が、内周側に位置する微小光学要素
9ほど法線方向Bの後方側に段々畑状にずらされている
ため、各微小光学要素9が他の微小光学要素9の陰にな
る度合いを大幅に改善することができ、その結果、光源
5が発光した光を、実質的に他の微小光学要素9の陰に
なることなく、効率よくかつ均一な光量で各微小光学要
素9に入射させることができ、光源5の発光光量に対し
て指針像15の輝度を向上させることができる。
Also, both outer peripheral surfaces 9 of the plurality of micro optical elements 9
Since the arrangement positions of a and 9b are gradually shifted toward the rear side in the normal direction B toward the rear side in the normal direction B, the arrangement positions of the micro optical elements 9 are different from those of the other micro optical elements 9. The degree of shading can be greatly improved, and as a result, the light emitted from the light source 5 can be efficiently and uniformly supplied to each micro optical element without substantially shading other micro optical elements 9. The intensity of the pointer image 15 can be improved with respect to the amount of light emitted from the light source 5.

【0048】[0048]

【発明の効果】請求項1に記載の発明によれば、光学素
子の法線方向に対する各微小光学要素の外周側および内
周側の外周面の傾き角(a),(b)が、光が光学素子
の前面側から出射するときの出射方向が視認者の視点が
存在し得る所定の視点範囲内にあるように、微小光学要
素ごとに個別に設定されているため、各微小光学要素で
屈折、反射された光源からの光をそれぞれ的確に視認者
の視点範囲内に向けて光学素子から出射させることがで
き、その結果、長手方向の全体にわたって均一な輝度
で、かつ高輝度で指針像を表示することができる。
According to the first aspect of the present invention, the inclination angles (a) and (b) of the outer peripheral surface on the outer peripheral side and the inner peripheral side of each micro optical element with respect to the normal direction of the optical element are determined by the light. Is set individually for each micro optical element so that the emission direction when the light is emitted from the front side of the optical element is within a predetermined viewpoint range where the viewpoint of the viewer can exist, so that each micro optical element The refracted and reflected light from the light source can be accurately emitted from the optical element toward the viewer's viewpoint range, and as a result, the pointer image has uniform brightness over the entire longitudinal direction and high brightness. Can be displayed.

【0049】請求項2に記載の発明によれば、複数の微
小光学要素の両外周面の配設位置が、内周側に位置する
微小光学要素ほど法線方向の後方側に段々畑状にずらさ
れているため、各微小光学要素が他の微小光学要素の陰
になる度合いを大幅に改善することができ、その結果、
光源が発光した光を、効率よく各微小光学要素に入射さ
せることができ、光源の発光光量に対して指針像の輝度
を向上させることができる。
According to the second aspect of the present invention, the arrangement positions of the two outer peripheral surfaces of the plurality of micro optical elements are shifted toward the rear side in the normal direction toward the inner peripheral side in a stepwise manner. That can significantly improve the degree to which each micro-optical element is shaded by other micro-optical elements,
The light emitted by the light source can be efficiently made incident on each micro optical element, and the brightness of the pointer image can be improved with respect to the light emission amount of the light source.

【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の部分的構
成を示す断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a partial configuration of a display device according to an embodiment of the present invention.

【図2】各微小光学要素の両外周面の傾き角a,bが満
たすべき関係式を導出する際の説明図である。
FIG. 2 is an explanatory diagram for deriving a relational expression to be satisfied by inclination angles a and b of both outer peripheral surfaces of each micro optical element.

【図3】照射角θの各値に対して内周側の外周面の傾き
角bの取り得る範囲を示すグラフである。
FIG. 3 is a graph showing a possible range of a tilt angle b of an outer peripheral surface on an inner peripheral side with respect to each value of an irradiation angle θ.

【図4】図1の表示装置において、各微小光学要素で光
源からの光が屈折、反射される様子を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing how light from a light source is refracted and reflected by each micro optical element in the display device of FIG.

【図5】提案例に係る表示装置の正面図である。FIG. 5 is a front view of a display device according to a proposal example.

【図6】図5の表示装置の部分的構成を示す断面図であ
る。
FIG. 6 is a sectional view showing a partial configuration of the display device of FIG. 5;

【図7】図1および図5に示す表示装置の設置例を示す
正面図である。
FIG. 7 is a front view showing an example of installation of the display device shown in FIGS. 1 and 5;

【図8】図5の表示装置において、各微小光学要素で光
源からの光が屈折、反射される様子を示す図である。
FIG. 8 is a view showing how light from a light source is refracted and reflected by each micro optical element in the display device of FIG. 5;

【図9】図9(a)は図5の表示装置により表示される
指針像を示す図であり、図9(b)は理想的な指針像を
示す図である。
9A is a diagram showing a pointer image displayed by the display device of FIG. 5, and FIG. 9B is a diagram showing an ideal pointer image.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

3 光学素子 5 光源 9 微小光学要素 9a 外周側の外周面 9b 内周側の外周面 15 指針像 21 アイレンジ a,b 傾き角 B 法線方向 Reference Signs List 3 optical element 5 light source 9 micro optical element 9a outer peripheral surface on outer peripheral side 9b outer peripheral surface on inner peripheral side 15 pointer image 21 eye range a, b tilt angle B normal direction

───────────────────────────────────────────────────── 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) 5C094 AA03 AA10 AA55 ED01 JA09 5G435 AA03 CC04  ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page (72) Inventor Masayoshi Imoto 1-7-10 Kikuzumi, Minami-ku, Nagoya-shi, Aichi F-term in Harness Research Institute, Inc. (reference) 5C094 AA03 AA10 AA55 ED01 JA09 5G435 AA03 CC04

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 略山形に交わる2つの外周面を有する複
数の突条状の微小光学要素が裏面側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略板状の光学素子
と、前記光学素子の裏面側外周部から前記複数の微小光
学要素に向けて所定の光を照射する少なくとも一つの光
源と、を備え、前記光源から照射され、前記各微小光学
要素の外周側の前記外周面を介して前記微小光学内に入
射され、前記各微小光学素子の内周側の前記外周面で反
射されて前記光学素子の前面側から出射された前記光に
よって、前記光学素子の前記複数の微小光学要素の曲率
中心側から前記光源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、 前記光学素子の法線方向に対する前記各微小光学要素の
外周側および内周側の前記外周面の傾き角(a),
(b)が、前記光が前記光学素子の前面側から出射する
ときの出射方向が視認者の視点が存在し得る所定の視点
範囲内にあるように、前記各微小光学要素ごとに個別に
設定されることを特徴とする表示装置。
1. A substantially plate-shaped optical element in which a plurality of ridge-shaped micro-optical elements having two outer peripheral surfaces intersecting in a substantially mountain shape are formed on a back surface side in parallel with each other in a circumferential direction and periodically in a radial direction. And at least one light source that irradiates predetermined light toward the plurality of micro optical elements from the outer peripheral part on the back side of the optical element, and is radiated from the light source, and is provided on the outer peripheral side of each of the micro optical elements. The light is incident on the micro optics through the outer peripheral surface, is reflected by the outer peripheral surface on the inner peripheral side of each of the micro optical elements, and is emitted from the front side of the optical element. A display device configured to generate a ray image extending from a center of curvature of a plurality of micro optical elements toward a radiation direction corresponding to the light source, wherein an outer periphery of each of the micro optical elements with respect to a normal direction of the optical element Side and inner side Inclination angle of the outer peripheral surface (a),
(B) is individually set for each of the micro-optical elements so that the emission direction when the light is emitted from the front side of the optical element is within a predetermined viewpoint range where a viewer's viewpoint can exist. A display device characterized by being performed.
【請求項2】 前記複数の微小光学要素の前記両外周面
の配設位置が、内周側に位置する微小光学要素ほど前記
法線方向の後方側に段々畑状にずらされていることを特
徴とする請求項1に記載の表示装置。
2. The arrangement position of the two outer peripheral surfaces of the plurality of micro optical elements is shifted toward the rear side in the normal direction in a stepwise manner toward the inner side with respect to the micro optical elements. The display device according to claim 1.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI768910B (en) * 2021-05-20 2022-06-21 方略電子股份有限公司 Display device

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