JP2012002968A

JP2012002968A - Display device

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Publication number: JP2012002968A
Application number: JP2010136840A
Authority: JP
Inventors: Kazumasa Takeuchi; 一将竹内
Original assignee: Ricoh Elemex Corp
Current assignee: Ricoh Elemex Corp
Priority date: 2010-06-16
Filing date: 2010-06-16
Publication date: 2012-01-05
Anticipated expiration: 2030-06-16
Also published as: JP5660367B2

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a display device capable of causing a display to emit light efficiently and uniformly with a small light source.SOLUTION: A lens component 20 is disposed between a display 4 and an LED 10. The lens component 20 is integrally configured by a convex lens 21, an inner layer 22, a concave lens 23 and a surface layer 24. The convex lens 21 is disposed at the LED 10 side and the concave lens 23 is disposed at the display 4 side. The light from the LED 10 is firstly made incident on a convex lens 21 and then is condensed by the convex lens 21. The condensed light passes through the inner layer 22 and then is made incident on a concave lens 23 and diffused by the concave lens 23. The diffused light is irradiated into the display 4 through the surface layer 24. Accordingly, the convex lens 21 can prevent the light from leaking around and irradiate light in a wide range by concave lens 23, thereby enabling causing the display 4 to emit light efficiently and uniformly.

Description

本発明は、光源とその光源から発せられた光が照射されることで発光表示を行う表示部とを備える表示装置に関する。 The present invention relates to a display device including a light source and a display unit that performs light-emitting display when irradiated with light emitted from the light source.

従来、複写機などの機械製品では、ＬＥＤや電球などの光源を点灯あるいは点滅させることで、機械の状態を利用者に知らせる機能を有するものがある。この種の機能としての表示装置は、機械の状態を表示するための表示部を備え、光源からの光がその表示部に照射されることで、表示部が発光表示、つまり機械の状態の表示がなされる。 2. Description of the Related Art Conventionally, some machine products such as copying machines have a function of notifying a user of a machine state by turning on or blinking a light source such as an LED or a light bulb. A display device as a function of this type includes a display unit for displaying the state of the machine, and the display unit emits light, that is, displays the state of the machine, by irradiating light from the light source to the display unit. Is made.

ところで、表示装置においては、表示部が発光されたときの視認性を向上させることが重要である。この点、従来では、表示部の発光を均一にして視認性を向上させるために、表示部の表面にシボを入れたり、表示部に設けられた樹脂カバーを半透明にしたりして、表示部に照射された光を拡散させる方法は知られていた。 Incidentally, in the display device, it is important to improve the visibility when the display unit emits light. In this regard, conventionally, in order to make the light emission of the display unit uniform and improve the visibility, the surface of the display unit is embossed, or the resin cover provided on the display unit is made translucent, A method of diffusing the light irradiated on the surface is known.

また、視認性の向上に関連する先行技術文献として、例えば特許文献１、２がある。この特許文献１では、発光素子（光源）とその発光素子からの光が透過される表示窓（表示部）を備えたインジケータ装置（表示装置）が開示されている。また、そのインジケータ装置は、発光素子からの光を表示窓に導くためのレンズを備える。そして、特許文献１は、インジゲータ装置に必要な輝度を達成する目的で、発光素子とレンズの受光部と出光部の中心位置を同軸上にあわせる技術を提案するものである。 Moreover, there exist patent document 1, 2 as a prior art document relevant to the improvement of visibility, for example. In Patent Document 1, an indicator device (display device) including a light emitting element (light source) and a display window (display unit) through which light from the light emitting element is transmitted is disclosed. The indicator device includes a lens for guiding light from the light emitting element to the display window. Patent Document 1 proposes a technique for coaxially aligning the center positions of a light emitting element, a light receiving part of a lens, and a light emitting part for the purpose of achieving luminance necessary for an indicator device.

また、特許文献２では、導光板の一辺にＬＥＤランプ（光源）が設けられ、そのＬＥＤランプからの光を導光板内に透過させ対峙する辺（表示部）から放射することで、ライン状に光を得るライン状照明灯具（表示装置）が開示されている。そして、特許文献２は、品質の向上と生産性の向上とコストダウンとを共に可能とする目的で、導光板を分割して成型し、光を導光板内部で反射させることで、光を効率よく表示部に導光させる技術を提案するものである。 Further, in Patent Document 2, an LED lamp (light source) is provided on one side of the light guide plate, and light from the LED lamp is transmitted through the light guide plate and emitted from the opposite side (display unit), thereby forming a line shape. A line illumination lamp (display device) for obtaining light is disclosed. In Patent Document 2, for the purpose of enabling both improvement in quality, improvement in productivity, and cost reduction, the light guide plate is divided and molded, and the light is reflected inside the light guide plate so that the light is efficiently used. A technique for often guiding light to the display unit is proposed.

特許第３５６７５５８号Japanese Patent No. 3567558 特許第４１８２０３９号Japanese Patent No. 4182039

しかしながら、従来の表示装置では、表示部に設けられた透明、あるいは半透明のカバーに、光源から照射された光を透過させるだけであった。そのため、光源の照射面積に比べて発光面積の広い表示部や細長い形状の表示部では、周辺部が暗かったり、均一に光らせようとすると複数の光源が必要だったりする問題があった。 However, in the conventional display device, the light emitted from the light source is only transmitted through the transparent or translucent cover provided in the display unit. For this reason, the display portion having a large light emission area compared to the irradiation area of the light source or the display portion having an elongated shape has a problem that the peripheral portion is dark or a plurality of light sources are required when trying to emit light uniformly.

この点、特許文献１に開示の技術では、輝度を向上させるためにレンズを用いて光を集光しているが、その集光によって、表示部への照射角が狭くなるので、表示部の中央付近のみが明るくなり、発光面積の広い表示部や細長い形状の表示部を均一に発光させるという問題は解消できていない。 In this regard, in the technique disclosed in Patent Document 1, light is collected using a lens in order to improve luminance. However, since the irradiation angle to the display unit is narrowed by the light collection, Only the central area is brightened, and the problem that the display part having a large light emitting area and the display part having an elongated shape emit light uniformly cannot be solved.

また、特許文献２に開示の技術では、光源からの光を効率よく表示部に導光させるものであるが、表示部を均一に発光させるためには複数の光源が必要という問題は解消できていない。 Further, in the technique disclosed in Patent Document 2, light from a light source is efficiently guided to a display unit. However, the problem that a plurality of light sources are required to cause the display unit to emit light uniformly can be solved. Absent.

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、少ない光源で効率良くかつ均一に表示部を発光させることができる表示装置を提供することを課題とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a display device that can emit light efficiently and uniformly with a small number of light sources.

上記課題を解決するために、本発明は、光源と、その光源から発せられた光が照射されることで発光表示を行う表示部と、を備える表示装置において、
前記光源と前記表示部との間に設けられ、前記光源からの光が入射されてその光を集光する集光レンズと、
前記光源と前記表示部との間の、前記集光レンズよりも前記表示部側に設けられ、前記集光レンズから出射された光が入射されてその光を拡散する拡散レンズと、を備え、
前記拡散レンズから出射された光が前記表示部に照射されることを特徴とする。 In order to solve the above problems, the present invention provides a display device including a light source and a display unit that performs light emission display by being irradiated with light emitted from the light source.
A condensing lens that is provided between the light source and the display unit, and receives light from the light source and collects the light;
A diffusion lens provided between the light source and the display unit on the display unit side of the condenser lens, and the light emitted from the condenser lens is incident and diffuses the light; and
The display unit is irradiated with light emitted from the diffusion lens.

これによれば、光源からの光が、集光レンズに入射されて集光されるので、光が周囲に漏れるのを抑制することができる。また、集光レンズからの光が、拡散レンズに入射されて拡散され、その拡散された光が表示部に照射されるので、広範囲に光を照射させることができる。よって、効率よく均一に表示部を発光させることができる。 According to this, since the light from the light source is incident on the condenser lens and condensed, it is possible to prevent the light from leaking to the surroundings. Further, the light from the condenser lens is incident on the diffusing lens and diffused, and the diffused light is irradiated onto the display unit, so that light can be irradiated over a wide range. Therefore, the display portion can emit light efficiently and uniformly.

また、本発明の表示装置において、前記集光レンズと前記拡散レンズの間に設けられ、前記集光レンズ及び前記拡散レンズよりも屈折率が低い材質で形成された内層を備え、
前記集光レンズ、前記拡散レンズ及び前記内層が一体化されたことを特徴とする。 Further, in the display device of the present invention, an inner layer is provided between the condenser lens and the diffusion lens, and is formed of a material having a refractive index lower than that of the condenser lens and the diffusion lens,
The condensing lens, the diffusion lens, and the inner layer are integrated.

これによれば、集光レンズ、拡散レンズが内層を介して一体化されているので、それら集光レンズ、拡散レンズの取り扱いを容易にすることができる。また、集光レンズと拡散レンズの間に内層を設けることで、集光レンズからの光を効率良く拡散レンズに導くことができる。その結果、より一層、効率良く表示部を発光させることができる。また、その内層は、集光レンズ、拡散レンズよりも屈折率が低い材質で形成されているので、集光レンズと内層との境界や拡散レンズと内層との境界で光が不必要に屈折してしまうのを防止できる。 According to this, since the condensing lens and the diffusing lens are integrated via the inner layer, the handling of the condensing lens and the diffusing lens can be facilitated. Further, by providing an inner layer between the condenser lens and the diffusion lens, light from the condenser lens can be efficiently guided to the diffusion lens. As a result, the display unit can emit light more efficiently. In addition, the inner layer is made of a material having a lower refractive index than that of the condensing lens and the diffusing lens, so that light is refracted unnecessarily at the boundary between the condensing lens and the inner layer and the boundary between the diffusing lens and the inner layer. Can be prevented.

また、本発明の表示装置において、前記表示部は、細長形状とされ、
前記集光レンズは、前記表示部の細長形状における短辺方向に光を集光し、前記表示部の細長形状における長辺方向には光を集光しない形状とされたことを特徴とする。 Further, in the display device of the present invention, the display unit is an elongated shape,
The condensing lens is characterized in that it collects light in the short side direction of the elongated shape of the display unit and does not collect light in the long side direction of the elongated shape of the display unit.

これによれば、集光レンズが、表示部の細長形状における短辺方向に光を集光する形状とされているので、その短辺方向に光が漏れるのを防止でき、効率良く表示部に光を照射させることができる。また、集光レンズが、表示部の細長形状における長辺方向には光を集光しない形状とされているので、表示部の長辺方向に対して、広範囲に光を照射させることができる。すなわち、細長形状の表示部でも効率良く均一に発光させることができる。 According to this, since the condensing lens has a shape that condenses light in the short side direction in the elongated shape of the display unit, it is possible to prevent light from leaking in the short side direction and to efficiently display the display unit. Light can be irradiated. In addition, since the condensing lens has a shape that does not collect light in the long side direction of the elongated shape of the display unit, light can be irradiated over a wide range in the long side direction of the display unit. That is, even an elongated display portion can emit light efficiently and uniformly.

また、本発明の表示装置において、前記表示部は、細長形状とされ、
前記拡散レンズは、前記表示部の細長形状における長辺方向に光を拡散し、前記表示部の細長形状における短辺方向には光を拡散しない形状とされたことを特徴とする。 Further, in the display device of the present invention, the display unit is an elongated shape,
The diffusing lens has a shape that diffuses light in the long side direction of the elongated shape of the display unit and does not diffuse light in the short side direction of the elongated shape of the display unit.

これによれば、拡散レンズが、表示部の細長形状における長辺方向に光を拡散する形状とされているので、表示部の長辺方向に対して、広範囲に光を照射させることができる。また、拡散レンズが、表示部の細長形状における短辺方向には光を拡散しない形状とされているので、その短辺方向に光が漏れるのを防止でき、効率良く表示部に光を照射させることができる。すなわち、細長形状の表示部でも効率良く均一に発光させることができる。 According to this, since the diffusion lens has a shape that diffuses light in the long side direction of the elongated shape of the display unit, it is possible to irradiate light in a wide range in the long side direction of the display unit. In addition, since the diffusion lens has a shape that does not diffuse light in the short side direction of the elongated shape of the display unit, it is possible to prevent light from leaking in the short side direction, and to efficiently irradiate the display unit with light. be able to. That is, even an elongated display portion can emit light efficiently and uniformly.

また、これら集光レンズ、拡散レンズを組み合わせても良い。すなわち、本発明の表示装置において、前記表示部は、細長形状とされ、
前記集光レンズは、前記表示部の細長形状における短辺方向に光を集光し、前記表示部の細長形状における長辺方向には光を集光しない形状とされ、
前記拡散レンズは、前記表示部の細長形状における長辺方向に光を拡散し、前記表示部の細長形状における短辺方向には光を拡散しない形状とされたことを特徴とする。 Further, these condenser lenses and diffusion lenses may be combined. That is, in the display device of the present invention, the display unit has an elongated shape,
The condensing lens is configured to collect light in the short side direction of the elongated shape of the display unit and not to collect light in the long side direction of the elongated shape of the display unit,
The diffusing lens has a shape that diffuses light in the long side direction of the elongated shape of the display unit and does not diffuse light in the short side direction of the elongated shape of the display unit.

これにより、細長形状の表示部に対して、より一層、効率良く均一に発光表示を行わせることができる。 Thereby, it is possible to perform light-emitting display more efficiently and uniformly on the elongated display unit.

また、本発明の表示装置において、前記拡散レンズは、前記光源の直下に前記集光レンズを介して位置する前記拡散レンズの中央部が、周辺部よりも光を拡散させる形状とされたことを特徴とする。 In the display device of the present invention, the diffuser lens has a shape in which a central portion of the diffuser lens located directly below the light source via the condenser lens diffuses light more than a peripheral portion. Features.

これによれば、光源の直下に集光レンズを介して位置する拡散レンズの中央部に光源からの光が多く入射されると考えられるところ、その中央部が周辺部よりも光を拡散させる形状とされているので、表示部の中央付近に光の照射が偏ってしまうのを防止できる。よって、より均一に表示部を発光させることができる。 According to this, it is considered that a large amount of light from the light source is incident on the central part of the diffusing lens located directly under the light source via the condenser lens. The central part diffuses light more than the peripheral part. Therefore, it is possible to prevent the light irradiation from being biased near the center of the display portion. Therefore, the display portion can emit light more uniformly.

複写機１の斜視図である。1 is a perspective view of a copying machine 1. FIG. 表示部４周辺の断面図である。It is sectional drawing of the display part 4 periphery. ＬＥＤからの光の進行を説明する図である。It is a figure explaining progress of the light from LED. レンズの形状を説明する図である。It is a figure explaining the shape of a lens. 表示部を明るく発光させることができることを説明する図である。It is a figure explaining that a display part can be made to light-emit. 表示部を均一に発光させることができることを説明する図である。It is a figure explaining that a display part can be made to light-emit uniformly. 細長形状の表示部４の平面図である。It is a top view of the elongate display part 4. FIG. 変形例１に係る表示部４周辺の断面図である。11 is a cross-sectional view around a display unit 4 according to Modification 1. FIG. 変形例２に係る表示部４周辺の断面図である。11 is a cross-sectional view around a display unit 4 according to Modification 2. FIG. 変形例３に係る表示部４周辺の断面図である。14 is a cross-sectional view around a display unit 4 according to Modification 3. FIG.

以下、本発明の表示装置の実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は、本実施形態の表示装置が適用された、文書等を複写する複写機１の斜視図を示している。この複写機１は、各種操作をしたり複写機１の各種状態を表示したりする操作表示部２を有している。その操作表示部２は、タッチパネル式の操作部３を有しており、ユーザは、その操作部３をタッチ操作することで、複写する紙の大きさを選択したり複写部数を選択したりすることができる。 Hereinafter, embodiments of the display device of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view of a copying machine 1 for copying a document or the like to which the display device of this embodiment is applied. The copying machine 1 has an operation display unit 2 for performing various operations and displaying various states of the copying machine 1. The operation display unit 2 has a touch panel type operation unit 3, and the user touches the operation unit 3 to select the size of paper to be copied or the number of copies. be able to.

また、操作表示部２は、本発明に係る「表示装置」に相当し、複写機１の各種状態を表示する表示部４を有している。表示部４は、複写機１が特定の状態であるときに発光される部分である。換言すると、表示部４は、発光されることで、複写機１が特定の状態であることを表示する部分である。複写機１の状態としては、例えば、電源がＯＮされている状態、現在複写中である状態、紙詰まりが発生している状態などがある。操作表示部２は、複数の表示部４を有しており、各表示部４は、複写機１の各状態が割り当てられている。つまり、例えば、複写機１に紙詰まりが発生している場合には、複数の表示部４のうち、紙詰まりの発生に対応する表示部４が発光される。また、各表示部４の横には、対応する複写機１の状態に関連する記号（例えば、電源ＯＮに関連する記号としてはバッテリの記号）が記されており、ユーザは、発光された表示部４及びその横に記された記号を視認することで、複写機１の状態を把握することができる。 The operation display unit 2 corresponds to a “display device” according to the present invention, and includes a display unit 4 that displays various states of the copying machine 1. The display unit 4 is a portion that emits light when the copying machine 1 is in a specific state. In other words, the display unit 4 is a part that displays that the copying machine 1 is in a specific state by emitting light. Examples of the state of the copying machine 1 include a state where the power is turned on, a state where copying is currently being performed, and a state where a paper jam has occurred. The operation display unit 2 has a plurality of display units 4, and each state of the copying machine 1 is assigned to each display unit 4. That is, for example, when a paper jam has occurred in the copying machine 1, the display unit 4 corresponding to the occurrence of the paper jam among the plurality of display units 4 emits light. Further, a symbol related to the state of the corresponding copying machine 1 (for example, a symbol of a battery as a symbol related to power ON) is written on the side of each display unit 4, and the user can display the emitted light. The state of the copying machine 1 can be grasped by visually recognizing the part 4 and the symbol written on the side.

また、操作表示部２は、複写機１の外装の一部を構成する板状の外装板１２が有しており、操作部３及び表示部４は、その外装板１２の面内に設けられている。 The operation display unit 2 includes a plate-shaped exterior plate 12 that constitutes a part of the exterior of the copying machine 1, and the operation unit 3 and the display unit 4 are provided in the surface of the exterior plate 12. ing.

ここで、図２は、図１の複数の表示部４のうち、任意の表示部４を横切るように操作表示部２を切ったときの断面図を示している。図２に示すように、外装板１２に貫通孔が形成され、その貫通孔が表示部４とされる。外装板１２の裏側にはプリント基板１１が設けられる。そのプリント基板１１には、表示部４に対応する位置（表示部４の下）に光源としてのＬＥＤ１０が設けられる。そのＬＥＤ１０は、プリント基板１１に形成された駆動回路からの点灯信号に基づいて発光するものでる。ＬＥＤ１０は、表示部４の下に設けられているため、ＬＥＤ１０からの光は表示部４に向けて進行する。したがって、表示部４は、ＬＥＤ１０からの光が照射（透過）されることで発光表示することになる。 Here, FIG. 2 shows a cross-sectional view when the operation display unit 2 is cut so as to cross the arbitrary display unit 4 among the plurality of display units 4 of FIG. As shown in FIG. 2, a through hole is formed in the exterior plate 12, and the through hole serves as the display unit 4. A printed circuit board 11 is provided on the back side of the exterior plate 12. The printed circuit board 11 is provided with an LED 10 as a light source at a position corresponding to the display unit 4 (below the display unit 4). The LED 10 emits light based on a lighting signal from a drive circuit formed on the printed circuit board 11. Since the LED 10 is provided under the display unit 4, the light from the LED 10 travels toward the display unit 4. Therefore, the display unit 4 performs light emission display when the light from the LED 10 is irradiated (transmitted).

また、表示部４とＬＥＤ１０との間には、レンズ部品２０が設けられる。そのレンズ部品２０は、それぞれ異なる機能を有する複数の部分から構成され、具体的には、凸レンズ２１、内層２２、凹レンズ２３及び表層２４から構成される。 A lens component 20 is provided between the display unit 4 and the LED 10. The lens component 20 includes a plurality of portions each having a different function. Specifically, the lens component 20 includes a convex lens 21, an inner layer 22, a concave lens 23, and a surface layer 24.

凸レンズ２１は、本発明の「集光レンズ」に相当するものであり、入射光を集光するレンズである。本実施形態では、凸レンズ２１は、両端面２１１、２１２が凸面とされた、いわゆる両凸レンズである。その凸レンズ２１は、ＬＥＤ１０からの光が直接入射されるように、ＬＥＤ１０の直ぐ上に設けられる。凸レンズ２１は、ガラスや透明な樹脂（プラスチック）等、レンズの材質として一般的に用いられる光透過性を有する材質で形成される。 The convex lens 21 corresponds to the “condensing lens” of the present invention, and is a lens that condenses incident light. In the present embodiment, the convex lens 21 is a so-called biconvex lens in which both end surfaces 211 and 212 are convex surfaces. The convex lens 21 is provided immediately above the LED 10 so that the light from the LED 10 is directly incident thereon. The convex lens 21 is formed of a light-transmitting material generally used as a lens material, such as glass or transparent resin (plastic).

凹レンズ２３は、本発明の「拡散レンズ」に相当するものであり、入射光を拡散するレンズである。本実施形態では、凹レンズ２３は、両端面２３１、２３２が凹面とされた、いわゆる両凹レンズである。その凹レンズ２３は、凸レンズ２１から出射された光が入射されるように、凸レンズ２１よりも表示部４側に設けられる。凹レンズ２３も、ガラスや透明な樹脂（プラスチック）等の光透過性を有する材質で形成される。 The concave lens 23 corresponds to the “diffusion lens” of the present invention, and is a lens that diffuses incident light. In the present embodiment, the concave lens 23 is a so-called biconcave lens in which both end surfaces 231 and 232 are concave surfaces. The concave lens 23 is provided closer to the display unit 4 than the convex lens 21 so that the light emitted from the convex lens 21 is incident thereon. The concave lens 23 is also made of a light transmissive material such as glass or transparent resin (plastic).

内層２２は、凸レンズ２１と凹レンズ２３の間に設けられ、凸レンズ２１、凹レンズ２３をその内層２２を介して一体化するためのものである。より具体的には、内層２２は、一方の端面２２１が凸レンズ２１の凸面２１２の曲率と同じ曲率の凹面とされる。そして、その内層２２の凹面２２１と凸レンズ２１の出射側の凸面２１２とが接続され、内層２２と凸レンズ２１とが一体化されている。また、内層２２は、他方の端面２２２が凹レンズ２３の凹面２３１の曲率と同じ曲率の凸面とされる。そして、その内層２２の凸面２２２と凹レンズ２３の入射側の凹面２３１とが接続され、内層２２と凹レンズ２３とが一体化されている。このように、凸レンズ２１、凹レンズ２３及び内層２２が一体化されている。凸レンズ２１と凹レンズ２３は別部品にすることができるが、別部品にすると製品組立が煩雑になる。内層２２を設けることで、凸レンズ２１と凹レンズ２３が一体部品にできるので扱いを容易にすることができる。 The inner layer 22 is provided between the convex lens 21 and the concave lens 23, and is for integrating the convex lens 21 and the concave lens 23 through the inner layer 22. More specifically, in the inner layer 22, one end surface 221 is a concave surface having the same curvature as the curvature of the convex surface 212 of the convex lens 21. The concave surface 221 of the inner layer 22 and the convex surface 212 on the exit side of the convex lens 21 are connected, and the inner layer 22 and the convex lens 21 are integrated. The inner layer 22 has a convex surface with the other end surface 222 having the same curvature as that of the concave surface 231 of the concave lens 23. The convex surface 222 of the inner layer 22 and the concave surface 231 on the incident side of the concave lens 23 are connected, and the inner layer 22 and the concave lens 23 are integrated. Thus, the convex lens 21, the concave lens 23, and the inner layer 22 are integrated. Although the convex lens 21 and the concave lens 23 can be separate parts, product assembly becomes complicated if they are separate parts. By providing the inner layer 22, the convex lens 21 and the concave lens 23 can be formed as an integral part, so that handling can be facilitated.

また、内層２２も、ガラスや透明な樹脂（プラスチック）等の光透過性を有する材質で形成される。ただし、上記したように内層２２は、主に凸レンズ２１と凹レンズ２３を一体化させるためのものであるので、内層２２があることによって光の進行方向が変化するのは好ましくない。そのため、内層２２の屈折率θ２が、凸レンズ２１の屈折率θ１よりも低く（θ１＞θ２）、かつ、凹レンズ２３の屈折率θ３よりも低い（θ３＞θ２）材質で内層２２は形成される。これによって、凸レンズ２１と内層２２との境界及び内層２２と凹レンズ２３との境界で不必要に光が屈折してしまうのを防止できる。 The inner layer 22 is also formed of a light transmissive material such as glass or transparent resin (plastic). However, since the inner layer 22 is mainly for integrating the convex lens 21 and the concave lens 23 as described above, it is not preferable that the light traveling direction be changed by the inner layer 22. Therefore, the inner layer 22 is formed of a material whose refractive index θ2 of the inner layer 22 is lower than the refractive index θ1 of the convex lens 21 (θ1> θ2) and lower than the refractive index θ3 of the concave lens 23 (θ3> θ2). This can prevent light from being unnecessarily refracted at the boundary between the convex lens 21 and the inner layer 22 and the boundary between the inner layer 22 and the concave lens 23.

表層２４は、凹レンズ２３の出射側の凹面２３２から表示部４に渡って設けられ、レンズ部品２０を外装板１２の形状に合わせるためのものである。より具体的には、表層２４は、凹面２３２と表示部４の貫通孔との間の隙間を埋めるように設けられる。これによって、凹レンズ２３をそのまま製品外装に用いるのを避けることができる。また、外装板１２の表面１２１と表層２４の表面２４１とを同一平面とすることができるので、デザインを損なわないようにすることができる。 The surface layer 24 is provided across the display unit 4 from the concave surface 232 on the emission side of the concave lens 23, and is for matching the lens component 20 to the shape of the exterior plate 12. More specifically, the surface layer 24 is provided so as to fill a gap between the concave surface 232 and the through hole of the display unit 4. As a result, it is possible to avoid using the concave lens 23 as it is for a product exterior. Moreover, since the surface 121 of the exterior board 12 and the surface 241 of the surface layer 24 can be made into the same plane, it can prevent a design from being impaired.

また、表層２４は、光透過性を有する材質で形成されるが、デザイン上、乳白色や灰色などの半透過の樹脂で形成されたとしてもよい。半透過の樹脂で表層２４を形成すると、表示部４を淡い光で発光させることができる。この場合であっても、凸レンズ２１、内層２２、凹レンズ２３を透明の樹脂で形成すれば、外観を損なわず、レンズ部品２０全体を半透過の樹脂で形成した場合よりも、ＬＥＤ１０からの光の透過率を向上でき、発光効率を向上できる。 The surface layer 24 is formed of a light-transmitting material, but may be formed of a translucent resin such as milky white or gray in design. When the surface layer 24 is formed of a translucent resin, the display unit 4 can emit light with light. Even in this case, if the convex lens 21, the inner layer 22, and the concave lens 23 are formed of a transparent resin, the appearance is not impaired, and the light from the LED 10 is emitted more than when the entire lens component 20 is formed of a translucent resin. The transmittance can be improved and the luminous efficiency can be improved.

また、表層２４は、上記したように主にデザイン上の観点から設けられるものであるので、表層２４があることによって光の進行方向が変化するのは好ましくない。そのため、表層２４の屈折率θ４が、凹レンズ２３の屈折率θ３よりも低い材質（θ３＞θ４）で表層２４は形成される。これによって、凹レンズ２３と表層２４との境界で不必要に光が屈折してしまうのを防止できる。 In addition, since the surface layer 24 is provided mainly from the viewpoint of design as described above, it is not preferable that the traveling direction of light changes due to the presence of the surface layer 24. Therefore, the surface layer 24 is formed of a material (θ3> θ4) in which the refractive index θ4 of the surface layer 24 is lower than the refractive index θ3 of the concave lens 23. Thereby, it is possible to prevent the light from being unnecessarily refracted at the boundary between the concave lens 23 and the surface layer 24.

このように、レンズ部品２０は、それぞれ異なる材質の凸レンズ２１、内層２２、凹レンズ２３及び表層２４が一体化されて構成される。このレンズ部品２０は、例えば二色成形の技法を用いて形成される。ただし、レンズ部品２０は、４つの部品２１〜２４から構成されるので、４段階に分けて形成される。すなわち、例えば先ず１次キャビティに凸レンズ２１の材料を流し込んで凸レンズ２１を形成する。その後、凸レンズ２１を金型内に残したままで、２次キャビティに内層２２の材料を流し込んで、凸レンズ２１と一体的に内層２２を形成する。その後、凸レンズ２１、内層２２を金型内に残したままで、３次キャビティに凹レンズ２３の材料を流し込んで、凸レンズ２１、内層２２と一体的に凹レンズ２３を形成する。その後、凸レンズ２１、内層２２、凹レンズ２３を金型内に残したままで、４次キャビティに表層２４の材料を流し込んで、凸レンズ２１、内層２２、凹レンズ２３と一体的に表層２４を形成する。これによって、凸レンズ２１、内層２２、凹レンズ２３及び表層２４が一体化したレンズ部品２０を形成することができる。なお、これら凸レンズ２１、内層２２、凹レンズ２３、表層２４を形成する順番は、上記の順番に限られるものではない。 Thus, the lens component 20 is configured by integrating the convex lens 21, the inner layer 22, the concave lens 23, and the surface layer 24 of different materials. The lens component 20 is formed using, for example, a two-color molding technique. However, since the lens component 20 is composed of four components 21 to 24, it is formed in four stages. That is, for example, the convex lens 21 is first formed by pouring the material of the convex lens 21 into the primary cavity. Thereafter, the material of the inner layer 22 is poured into the secondary cavity while leaving the convex lens 21 in the mold, and the inner layer 22 is formed integrally with the convex lens 21. Thereafter, the material of the concave lens 23 is poured into the tertiary cavity with the convex lens 21 and the inner layer 22 left in the mold, and the concave lens 23 is formed integrally with the convex lens 21 and the inner layer 22. Thereafter, the material of the surface layer 24 is poured into the quaternary cavity while leaving the convex lens 21, the inner layer 22, and the concave lens 23 in the mold, thereby forming the surface layer 24 integrally with the convex lens 21, the inner layer 22, and the concave lens 23. Thereby, the lens component 20 in which the convex lens 21, the inner layer 22, the concave lens 23, and the surface layer 24 are integrated can be formed. The order of forming the convex lens 21, the inner layer 22, the concave lens 23, and the surface layer 24 is not limited to the above order.

このように、ＬＥＤ１０と表示部４の間には、凸レンズ２１及び凹レンズ２３を含むレンズ部品２０が設けられているので、そのレンズ部品２０の作用によって、ＬＥＤ１０からの光を効率よくかつ均一に表示部４に照射させることができる。ここで、図３は、ＬＥＤ１０からの光が、レンズ部品２０内部をどのように進行して、どのように表示部４に照射されるかを説明する図である。なお、図３では、一般的に、ＬＥＤからの光が、凸レンズ、凹レンズがあることでどのように進行し、どのように表示部に照射されるかを説明するために、ＬＥＤ、凸レンズ、凹レンズ及び表示面（表示部）には、図２のそれと異なる符号を付している。また、図２の内層２２、表層２４は、光を集光又は拡散させる目的で設けられたものではないので、図３では、内層、表層は示していない。 Thus, since the lens component 20 including the convex lens 21 and the concave lens 23 is provided between the LED 10 and the display unit 4, the light from the LED 10 is efficiently and uniformly displayed by the action of the lens component 20. The part 4 can be irradiated. Here, FIG. 3 is a diagram for explaining how the light from the LED 10 travels inside the lens component 20 and is irradiated on the display unit 4. In FIG. 3, in general, in order to explain how light from an LED travels due to the presence of a convex lens and a concave lens and how the light is emitted to the display unit, the LED, the convex lens, and the concave lens In addition, the display surface (display unit) is given a reference different from that in FIG. Further, since the inner layer 22 and the surface layer 24 in FIG. 2 are not provided for the purpose of collecting or diffusing light, the inner layer and the surface layer are not shown in FIG.

図３に示すように、ＬＥＤ１０１（図２のＬＥＤ１０に相当）と表示面１０４（図２の表示部４に相当）との間には、凸レンズ１０２（図２の凸レンズ２１に相当）が設けられ、その凸レンズ１０２よりも表示面１０４側に凹レンズ１０３（図２の凹レンズ２３に相当）が設けられる。つまり、図２の位置関係と同じである。ＬＥＤ１０１からの光Ｌ１は、凸レンズ１０２に入射されて、凸レンズ１０２によって集光（屈折）されるので、その光Ｌ１の広がりを抑制することができる。ここで、ＬＥＤ１０１と凸レンズ１０２の距離が凸レンズ１０２の焦点距離ｆ１とすると、凸レンズ１０２を透過した光Ｌ２は、幅ｙ１の平行な光線となる。なお、この場合、ＬＥＤ１０１は、凸レンズ１０２の焦点Ｆ１に配置されることになる。このとき、ＬＥＤ１０１からの光Ｌ１が指向角２θの広がりを有しているとすると、光Ｌ２の幅ｙ１は、以下の式１で示される。 As shown in FIG. 3, a convex lens 102 (corresponding to the convex lens 21 in FIG. 2) is provided between the LED 101 (corresponding to the LED 10 in FIG. 2) and the display surface 104 (corresponding to the display unit 4 in FIG. 2). A concave lens 103 (corresponding to the concave lens 23 in FIG. 2) is provided on the display surface 104 side of the convex lens 102. That is, it is the same as the positional relationship of FIG. Since the light L1 from the LED 101 enters the convex lens 102 and is condensed (refracted) by the convex lens 102, the spread of the light L1 can be suppressed. Here, when the distance between the LED 101 and the convex lens 102 is the focal length f1 of the convex lens 102, the light L2 transmitted through the convex lens 102 becomes a parallel light beam having a width y1. In this case, the LED 101 is disposed at the focal point F1 of the convex lens 102. At this time, assuming that the light L1 from the LED 101 has a spread of the directivity angle 2θ, the width y1 of the light L2 is expressed by the following Expression 1.

凸レンズ１０２から出射された幅ｙ１の平行な光Ｌ２は、凹レンズ１０３に入射されて、凹レンズ１０３によって拡散される。そして、凹レンズ１０３を透過して拡散された光Ｌ３が表示面１０４に照射されることになる。これによって、表示面１０４の広範囲に光を照射することができる。ここで、光Ｌ３の表示面１０４における照射幅をｙ０、凹レンズ１０３の焦点距離（焦点Ｆ２と凹レンズ１０３との距離）をｆ２、凹レンズ１０３と表示面１０４の距離をｘ２とすると、以下の式２が成立する。さらに、式２を変形すると、照射幅ｙ０は以下の式３で示される。 Parallel light L 2 having a width y 1 emitted from the convex lens 102 is incident on the concave lens 103 and is diffused by the concave lens 103. Then, the light L3 diffused through the concave lens 103 is irradiated onto the display surface 104. As a result, light can be irradiated over a wide area of the display surface 104. Here, if the irradiation width of the light L3 on the display surface 104 is y0, the focal length of the concave lens 103 (the distance between the focal point F2 and the concave lens 103) is f2, and the distance between the concave lens 103 and the display surface 104 is x2, the following formula 2 Is established. Furthermore, when Expression 2 is transformed, the irradiation width y0 is expressed by Expression 3 below.

この式３で示すように、照射幅ｙ０は、凸レンズ１０２から出射された光Ｌ２の幅ｙ１に依存するので、その光Ｌ２の幅ｙ１を調節することで、照射幅ｙ０を調節することができる。その光Ｌ２の幅ｙ１は、上記式１で示すように、凸レンズ１０２の焦点距離ｆ１やＬＥＤ１０１からの光Ｌ１の指向角２θに依存する。よって、凸レンズ１０２の形状を適宜決定したり、使用するＬＥＤ１０１を適宜決定したりすることで、焦点距離ｆ１や指向角２θを調節することができるので、光Ｌ２の幅ｙ１を調節することができ、ひいては照射幅ｙ０を調節することができる。 As shown in Expression 3, the irradiation width y0 depends on the width y1 of the light L2 emitted from the convex lens 102. Therefore, the irradiation width y0 can be adjusted by adjusting the width y1 of the light L2. . The width y1 of the light L2 depends on the focal length f1 of the convex lens 102 and the directivity angle 2θ of the light L1 from the LED 101 as shown in the above formula 1. Therefore, the focal length f1 and the directivity angle 2θ can be adjusted by appropriately determining the shape of the convex lens 102 and the LED 101 to be used, and thus the width y1 of the light L2 can be adjusted. As a result, the irradiation width y0 can be adjusted.

また、式３で示すように、照射幅ｙ０は、凹レンズ１０３の焦点距離ｆ２に依存するので、その焦点距離ｆ２を調節することにより、つまり凹レンズ１０３の形状を適宜決定することにより、照射幅ｙ０を調節することができる。 Further, as shown in Expression 3, the irradiation width y0 depends on the focal length f2 of the concave lens 103. Therefore, by adjusting the focal length f2, that is, by appropriately determining the shape of the concave lens 103, the irradiation width y0. Can be adjusted.

また、式３で示されるように、照射幅ｙ０は、凹レンズ１０３と表示面１０４の距離ｘ２に依存するので、その距離ｘ２を調節することにより、つまり凹レンズ１０３の配置位置を調節することにより、照射幅ｙ０を調節することができる。 Further, as shown in Expression 3, the irradiation width y0 depends on the distance x2 between the concave lens 103 and the display surface 104. Therefore, by adjusting the distance x2, that is, by adjusting the arrangement position of the concave lens 103, The irradiation width y0 can be adjusted.

このように、式３を考慮して、指向角２θ、凸レンズ１０２の焦点距離ｆ１、凹レンズ１０３の焦点距離ｆ２、凹レンズ１０３と表示面１０４の距離ｘ２を決定することにより、表示面１０４に応じた照射幅ｙ０の光Ｌ３を表示面１０４に照射させることができる。例えば、照射幅ｙ０を表示面１０４の幅と同じにすることで、表示面１０４を均一に発光させることができる。 In this way, considering the expression 3, the directivity angle 2θ, the focal length f1 of the convex lens 102, the focal length f2 of the concave lens 103, and the distance x2 between the concave lens 103 and the display surface 104 are determined according to the display surface 104. The display surface 104 can be irradiated with light L3 having an irradiation width y0. For example, by making the irradiation width y0 the same as the width of the display surface 104, the display surface 104 can emit light uniformly.

ここで、図４は、式３を考慮して決定された焦点距離ｆ１の凸レンズ１０２や、焦点距離ｆ２の凹レンズ１０３を形成するために、レンズの形状によってどのように焦点距離が異なってくるかを説明する図である。なお、図４では、一般的なレンズという意味で、図２、図３とは異なる符号を付している。 Here, FIG. 4 shows how the focal length varies depending on the shape of the lens in order to form the convex lens 102 having the focal length f1 determined in consideration of Equation 3 and the concave lens 103 having the focal length f2. FIG. In FIG. 4, the reference numerals different from those in FIGS. 2 and 3 are attached in the sense of a general lens.

図４に示すように、レンズ１０５に入射光Ｌが入射されるとする。また、そのレンズ１０５の入射側の曲面１０６の曲率半径をＲ１、出射側の曲面１０７の曲率半径をＲ２、レンズ１０５の厚さをｄ、レンズ１０５の屈折率をｎとすると、レンズ１０５の焦点距離ｆは、以下の式４の近似式（レンズの公式）で示される。なお、式４において、曲面１０６、１０７が入射光Ｌの入射方向に対して凸型となる場合には、曲率半径Ｒ１、Ｒは正の値となり、凹型となる場合には、曲率半径Ｒ１、Ｒは負の値となる。なお、図４の場合では、曲面１０６の曲率半径Ｒ１は正の値となり、曲面１０７の曲率半径Ｒ２は負の値となる。 As shown in FIG. 4, it is assumed that incident light L is incident on the lens 105. Further, if the radius of curvature of the curved surface 106 on the incident side of the lens 105 is R1, the radius of curvature of the curved surface 107 on the exit side is R2, the thickness of the lens 105 is d, and the refractive index of the lens 105 is n, the focal point of the lens 105 is obtained. The distance f is expressed by an approximate expression (lens formula) of Expression 4 below. In Equation 4, when the curved surfaces 106 and 107 are convex with respect to the incident direction of the incident light L, the curvature radii R1 and R have positive values. When the curved surfaces 106 and 107 are concave, the curvature radii R1 and R R is a negative value. In the case of FIG. 4, the curvature radius R1 of the curved surface 106 is a positive value, and the curvature radius R2 of the curved surface 107 is a negative value.

よって、この式４を考慮して、レンズ１０５の形状（曲面の曲率半径、厚さ等）を決定することで、所望の焦点距離ｆとすることができる。 Therefore, it is possible to obtain the desired focal length f by determining the shape of the lens 105 (curved radius of curvature, thickness, etc.) in consideration of Equation 4.

図２の各部品についても、以上説明した観点で、配置位置、形状を決定、つまり凸レンズ２１の各凸面２１１、２１２の曲率半径、厚さ、凹レンズ２３の各凹面２３１、２３２の曲率半径、厚さ、各レンズ２１、２３の配置位置を決定することで、ＬＥＤ１０からの光を効率良く均一に表示部４に照射することができる。 2 are determined in terms of the arrangement position and shape from the viewpoints described above, that is, the radius of curvature and thickness of the convex surfaces 211 and 212 of the convex lens 21, and the radius of curvature and thickness of the concave surfaces 231 and 232 of the concave lens 23. By determining the arrangement positions of the lenses 21 and 23, the light from the LED 10 can be efficiently and uniformly irradiated onto the display unit 4.

なお、図３では、ＬＥＤ１０１が凸レンズ１０２の焦点Ｆ１に配置されているとして説明したが、ＬＥＤ１０１は必ずしも凸レンズ１０２の焦点Ｆ１に配置されている必要は無く、各レンズ１０２、１０３の大きさやＬＥＤ１０１から表示面１０４の距離、表示面１０４の幅などに応じて最適な配光になるように、ＬＥＤ１０１を配置すればよい。ＬＥＤ１０１が凸レンズ１０２の焦点距離ｆ１より遠い位置にある場合は、凸レンズ１０２を透過した光はより内側に集光され、凹レンズ１０３での拡散は平行光線より小さくなる。逆にＬＥＤ１０１が焦点距離Ｆ１より近い位置にある場合は、光がやや広がる形となり、凹レンズ１０３での拡散は平行光線より大きくなる。 In FIG. 3, the LED 101 is described as being disposed at the focal point F1 of the convex lens 102. However, the LED 101 is not necessarily disposed at the focal point F1 of the convex lens 102. The LEDs 101 may be arranged so as to obtain an optimal light distribution according to the distance of the display surface 104, the width of the display surface 104, and the like. When the LED 101 is at a position farther than the focal length f1 of the convex lens 102, the light transmitted through the convex lens 102 is collected on the inner side, and the diffusion at the concave lens 103 is smaller than the parallel light. On the contrary, when the LED 101 is located at a position closer than the focal length F1, the light spreads slightly and the diffusion at the concave lens 103 is larger than that of the parallel light beam.

次に、図２の構成を採用することで表示部４を明るく発光させることができることについて、さらに説明する。ここで、図５は、そのことを説明する図であり、具体的には、図５（ａ）は、本発明に係る構成（図３の構成）における表示面１０４に照射される光の量（明るさ）を模式的に説明する図であり、図５（ｂ）は、従来の構成における表示面１０４に照射される光の量（明るさ）を模式的に説明する図である。なお、図５において、図３で示す部品と同じ機能を有するものには同じ符号を付している。また、図５では、ＬＥＤ１０１から発せられる光を線で表し、光の量（明るさ）をその線の数で表している。 Next, the fact that the display unit 4 can emit light brightly by adopting the configuration of FIG. 2 will be further described. Here, FIG. 5 is a diagram for explaining this. Specifically, FIG. 5A shows the amount of light applied to the display surface 104 in the configuration according to the present invention (configuration in FIG. 3). FIG. 5B is a diagram schematically illustrating the amount of light (brightness) irradiated on the display surface 104 in the conventional configuration. In FIG. 5, components having the same functions as those shown in FIG. In FIG. 5, the light emitted from the LED 101 is represented by a line, and the amount of light (brightness) is represented by the number of the lines.

図５（ａ）に示すように、本発明に係る構成においては、上述したように、ＬＥＤ１０１からの光Ｌ１は、凸レンズ１０２で集光されるので、その光Ｌ１が発散してしまうのを抑制できる。そして、凸レンズ１０２で集光された光Ｌ２は、凹レンズ１０３で拡散されて、その拡散された光Ｌ３が表示面１０４に照射される。その表示面１０４に照射される光Ｌ３の線の数は３３本とされる。これに対し、図５（ｂ）に示すように、従来の構成においては、ＬＥＤ１０１からの光Ｌ４は、指向角２θ（図３参照）で発散し、表示面１０４に到達する光Ｌ４の数としては１５本とされる。このように、本発明の構成を採用することで（特に凸レンズ１０２を設けることで）、同じ表示面１０４に対して、従来よりも光の明るさが明るくなるのがわかる。 As shown in FIG. 5A, in the configuration according to the present invention, as described above, the light L1 from the LED 101 is collected by the convex lens 102, so that the light L1 is prevented from diverging. it can. The light L2 collected by the convex lens 102 is diffused by the concave lens 103, and the diffused light L3 is irradiated on the display surface 104. The number of lines of light L3 irradiated on the display surface 104 is 33. On the other hand, as shown in FIG. 5B, in the conventional configuration, the light L4 from the LED 101 diverges at the directivity angle 2θ (see FIG. 3), and is the number of the light L4 that reaches the display surface 104. Is assumed to be 15. As described above, by adopting the configuration of the present invention (particularly, by providing the convex lens 102), it can be seen that the brightness of light is brighter than that of the conventional display surface 104.

なお、図５（ｂ）に示す従来の構成であっても、表示面１０４が円形もしくは正方形のような形であれば、ＬＥＤ１０１の距離を調節することで表示面１０４の明るさを変えられるが、表示面１０４が長方形や細長形状の場合には、ＬＥＤ１０１の距離だけでは表示面１０４を均一に発光させることはできない。この点、図５（ａ）に示す本発明に係る構成では、表示面１０４の形状に合わせたレンズ形状として光を集光、拡散すれば、表示面１０４以外へ漏れる光を抑え、効率良くかつ均一に表示面１０４を発光させることができる。例えば、長方形の表示面１０４の場合、凸レンズ１０２、凹レンズ１０３の断面形状を、表示面１０４の短辺方向と長辺方向とで異ならせることで、短辺方向と長辺方向とで光の集光、拡散度合いを変えることができる。よって、長方形の表示面１０４に対しても、効率良くかつ均一に発光させることができる。 Even in the conventional configuration shown in FIG. 5B, if the display surface 104 has a circular or square shape, the brightness of the display surface 104 can be changed by adjusting the distance of the LED 101. When the display surface 104 has a rectangular or elongated shape, the display surface 104 cannot emit light uniformly only by the distance of the LED 101. In this regard, in the configuration according to the present invention shown in FIG. 5A, if light is condensed and diffused as a lens shape that matches the shape of the display surface 104, light leaking outside the display surface 104 can be suppressed, and The display surface 104 can emit light uniformly. For example, in the case of the rectangular display surface 104, the cross-sectional shapes of the convex lens 102 and the concave lens 103 are made different between the short side direction and the long side direction of the display surface 104, thereby collecting light in the short side direction and the long side direction. The degree of light and diffusion can be changed. Therefore, light can be emitted efficiently and uniformly even on the rectangular display surface 104.

次に、図２の構成を採用することで、表示部４が広い場合であってもその表示部４を均一に発光させることができることについて、さらに説明する。ここで、図６は、そのことを説明する図であり、具体的には、図６（ａ）は、本発明に係る構成（図３の構成）における表示面１０４に照射される光の照射幅を模式的に説明する図であり、図６（ｂ）は、従来の構成における表示面１０４に照射される光の照射幅を模式的に説明する図である。なお、図６において、図３で示す部品と同じ機能を有するものには同じ符号を付している。また、図６では、ＬＥＤ１０１から発せられる光を線で表している。 Next, it will be further described that by adopting the configuration of FIG. 2, even when the display unit 4 is wide, the display unit 4 can emit light uniformly. Here, FIG. 6 is a diagram for explaining this, and specifically, FIG. 6A shows the irradiation of light with which the display surface 104 is irradiated in the configuration according to the present invention (configuration in FIG. 3). FIG. 6B is a diagram schematically illustrating the width of light irradiated on the display surface 104 in the conventional configuration. In FIG. 6, components having the same functions as those shown in FIG. Moreover, in FIG. 6, the light emitted from LED101 is represented by the line.

図６（ａ）に示すように、本発明に係る構成においては、ＬＥＤ１０１からの光Ｌ１が凸レンズ１０２で集光され、その集光された光Ｌ２が、凹レンズ１０３で拡散される。よって、その拡散された光Ｌ３を表示面１０４の広範囲に照射させることができる。なお、図６（ａ）では、表示面１０４の全域に光Ｌ３が照射されている。 As shown in FIG. 6A, in the configuration according to the present invention, the light L 1 from the LED 101 is collected by the convex lens 102, and the collected light L 2 is diffused by the concave lens 103. Therefore, the diffused light L3 can be irradiated over a wide area of the display surface 104. In FIG. 6A, the light L 3 is irradiated on the entire display surface 104.

これに対し、図６（ｂ）に示す従来の構成においては、表示面１０４の全域に光を照射させようとすると、複数のＬＥＤが必要となる。すなわち、図６（ｂ）では、３つのＬＥＤ１０１ａ〜１０１ｃが並べて配置される。それらＬＥＤ１０１ａ〜１０１ｃは、互いに同じＬＥＤとされ、かつ、図６（ａ）のＬＥＤ１０１とも同じとされる。各ＬＥＤ１０１ａ〜１０１ｃ単独では表示面１０４の全域に光を照射することができず、表示面１０４の一部に光を照射することになる。具体的には、図６（ｂ）における一番上のＬＥＤ１０１ａからの光Ｌ４１は、表示面１０４上部を照射する。また、真ん中のＬＥＤ１０１ｂからの光Ｌ４２は、表示面１０４中央部を照射する。また、一番下のＬＥＤ１０１ｃからの光Ｌ４３は、表示面１０４下部を照射する。このように、３つのＬＥＤ１０１ａ〜１０１ｃからの光Ｌ４１〜Ｌ４３によって、表示面１０４の全域を発光させることができる。 On the other hand, in the conventional configuration shown in FIG. 6B, a plurality of LEDs are required to irradiate the entire display surface 104 with light. That is, in FIG. 6B, three LEDs 101a to 101c are arranged side by side. The LEDs 101a to 101c are the same LEDs as each other, and are also the same as the LEDs 101 in FIG. Each LED 101a to 101c alone cannot irradiate light on the entire display surface 104, and irradiates a part of the display surface 104 with light. Specifically, the light L41 from the uppermost LED 101a in FIG. Further, the light L42 from the middle LED 101b irradiates the central portion of the display surface 104. Further, light L43 from the lowermost LED 101c illuminates the lower portion of the display surface 104. Thus, the entire area of the display surface 104 can be made to emit light by the lights L41 to L43 from the three LEDs 101a to 101c.

このように、本発明の構成を採用することで（特に凹レンズ１０３を設けることで）、凹レンズ１０３による拡散を大きくすれば少ないＬＥＤ個数でも均一に表示面１０４を発光させることができるのがわかる。 Thus, by adopting the configuration of the present invention (especially by providing the concave lens 103), it can be seen that if the diffusion by the concave lens 103 is increased, the display surface 104 can uniformly emit light even with a small number of LEDs.

以上説明したように、本実施形態では、複写機１の表示部４とＬＥＤ１０との間に、凸レンズ２１及び凹レンズ２３を含むレンズ部品２０を設けたので、ＬＥＤ１０からの光を、効率良くかつ均一に表示部４に照射させることできる。よって、表示部４を明るく、均一に発光させることができる。 As described above, in this embodiment, since the lens component 20 including the convex lens 21 and the concave lens 23 is provided between the display unit 4 and the LED 10 of the copying machine 1, the light from the LED 10 is efficiently and uniformly distributed. The display unit 4 can be irradiated. Therefore, the display part 4 can be made to light-emit uniformly.

（変形例１）
次に、本発明に係る表示装置の変形例１について説明する。一般的なＬＥＤは、光が円形状に広がるように作られているため、例えば表示部が細長い場合は、正面（短辺側）から見た場合と、側面(長辺側)から見た場合では異なる集光、拡散をしなければ効率良く表示部を発光させることができない。この変形例１では、表示部が細長形状の場合であっても、効率良く表示部を発光させることができるようにしたものである。 (Modification 1)
Next, a first modification of the display device according to the present invention will be described. Since general LEDs are made so that light spreads in a circular shape, for example, when the display is elongated, when viewed from the front (short side) and from the side (long side) Then, unless the light is condensed and diffused differently, the display portion cannot be made to emit light efficiently. In the first modification, even when the display unit has an elongated shape, the display unit can emit light efficiently.

図７は、変形例１に係る表示部４の平面図である。図７に示すように、表示部４は、短辺４１、長辺４２の長方形（細長形状）とされている。ここで、図８は、図１の複数の表示部４のうち、任意の表示部４を横切るように操作表示部２を切ったときの断面図を示している。より具体的には、図８（ａ）は、図７の短辺４１と平行な線で表示部４を切ったときの断面図であり、図８（ｂ）は、図７の長辺４２と平行な線で表示部４を切ったときの断面図である。なお、図８において、図２の部品と同一名称の部品には同一符号を付している。 FIG. 7 is a plan view of the display unit 4 according to the first modification. As shown in FIG. 7, the display unit 4 has a rectangular shape (elongated shape) having a short side 41 and a long side 42. Here, FIG. 8 shows a cross-sectional view when the operation display unit 2 is cut so as to cross the arbitrary display unit 4 among the plurality of display units 4 of FIG. More specifically, FIG. 8A is a cross-sectional view when the display unit 4 is cut along a line parallel to the short side 41 of FIG. 7, and FIG. 8B is a long side 42 of FIG. It is sectional drawing when the display part 4 is cut | disconnected by the line parallel to the. In FIG. 8, parts having the same names as the parts in FIG.

凸レンズ２１は、図８（ａ）の正面方向（短辺方向）と、図８（ｂ）の側面方向（長辺方向）とで、断面形状が異なっている。具体的には、凸レンズ２１は、表示部４の形状に合わせて細長形状とされ、その端面２１１が、短辺方向においては凸型に湾曲（図８（ａ）参照）され、長辺方向においては真っ直ぐ（図８（ｂ）参照）とされた蒲鉾形状とされる。つまり、凸レンズ２１は、短辺方向には光を集光するが、長辺方向には光を集光しない形状とされる。 The convex lens 21 has different cross-sectional shapes in the front direction (short side direction) in FIG. 8A and the side direction (long side direction) in FIG. Specifically, the convex lens 21 is formed in an elongated shape according to the shape of the display unit 4, and its end surface 211 is curved in a convex shape in the short side direction (see FIG. 8A), and in the long side direction. Is a straight shape (see FIG. 8B). That is, the convex lens 21 has a shape that collects light in the short side direction but does not collect light in the long side direction.

また、凹レンズ２３も、表示部４の形状に合わせて細長形状とされ、図８（ａ）の正面方向（短辺方向）と、図８（ｂ）の側面方向（長辺方向）とで、断面形状が異なっている。具体的には、凹レンズ２３は、その端面２３１が、短辺方向においては真っ直ぐ（図８（ａ）参照）とされ、長辺方向においては凹型に湾曲（図８（ｂ）参照）されている。つまり、凹レンズ２３は、短辺方向には光を拡散せず、長辺方向には光を拡散する形状とされる。なお、凸レンズ２１、凹レンズ２３以外の部品については、図２のそれと同じである。 In addition, the concave lens 23 is also elongated in accordance with the shape of the display unit 4, and in the front direction (short side direction) in FIG. 8A and the side direction (long side direction) in FIG. The cross-sectional shape is different. Specifically, the end surface 231 of the concave lens 23 is straight in the short side direction (see FIG. 8A), and is curved in a concave shape in the long side direction (see FIG. 8B). . That is, the concave lens 23 has a shape that does not diffuse light in the short side direction but diffuses light in the long side direction. Components other than the convex lens 21 and the concave lens 23 are the same as those in FIG.

凸レンズ２１、凹レンズ２３を図８のような形状とすることで、ＬＥＤ１０からの光を効率良く表示部４に照射させることができる。すなわち、ＬＥＤ１０からの光Ｌ１は、ある指向角で広がるように進行していき、凸レンズ２１に入射される。この際、その光Ｌ１は、凸レンズ２１によって、短辺方向においては集光されるので、その短辺方向の光の広がり（光の漏れ）を抑制できる（図８（ａ）参照）。なお、図８（ａ）では、光Ｌ１は、凸レンズ２１によって、短辺方向において平行光Ｌ２に集光されている。一方、ＬＥＤ１０からの光Ｌ１は、凸レンズ２１において長辺方向には集光されないので、凸レンズ２１に入射された光Ｌ１は、そのままの広がりをもって凸レンズ２１から出射される（図８（ｂ）参照）。 By forming the convex lens 21 and the concave lens 23 as shown in FIG. 8, the light from the LED 10 can be efficiently irradiated onto the display unit 4. That is, the light L 1 from the LED 10 travels so as to spread at a certain directivity angle and enters the convex lens 21. At this time, the light L1 is collected in the short side direction by the convex lens 21, and thus the spread of light in the short side direction (light leakage) can be suppressed (see FIG. 8A). In FIG. 8A, the light L1 is collected by the convex lens 21 into the parallel light L2 in the short side direction. On the other hand, the light L1 from the LED 10 is not collected in the long-side direction in the convex lens 21, so that the light L1 incident on the convex lens 21 is emitted from the convex lens 21 as it is (see FIG. 8B). .

凸レンズ２１から出射された光Ｌ２は、短辺方向においては平行光として、長辺方向においては広がりをもって内層２２を進行していき、凹レンズ２３に入射される。この際、その光Ｌ２は、凹レンズ２３において短辺方向には拡散されないので、入射光Ｌ２とほぼ同じ幅の光Ｌ３が凹レンズ２３から出射される（図８（ａ）参照）。よって、表示部４の短辺方向に対して、光が漏れるのを抑制でき、効率良く表示部４に光を照射させることができる。 The light L2 emitted from the convex lens 21 travels through the inner layer 22 as parallel light in the short side direction and spreads in the long side direction, and is incident on the concave lens 23. At this time, since the light L2 is not diffused in the short side direction in the concave lens 23, light L3 having substantially the same width as the incident light L2 is emitted from the concave lens 23 (see FIG. 8A). Therefore, it is possible to suppress light leakage with respect to the short side direction of the display unit 4, and to efficiently irradiate the display unit 4 with light.

一方、凹レンズ２３に入射された光Ｌ２は、凹レンズ２３によって、長辺方向においては拡散されるので、その光Ｌ２よりも大きな広がりをもった光Ｌ３が凹レンズ２３から出射される（図８（ｂ）参照）。よって、表示部４の長辺方向に対して、広範囲に光を照射させることができる。以上より、細長形状の表示部４が細長形状であっても、光の損失を最小限にでき、表示部４の発光効率を向上できる。 On the other hand, the light L2 incident on the concave lens 23 is diffused in the long side direction by the concave lens 23, so that the light L3 having a larger spread than the light L2 is emitted from the concave lens 23 (FIG. 8B). )reference). Therefore, light can be irradiated over a wide range with respect to the long side direction of the display unit 4. As described above, even when the elongated display unit 4 is elongated, light loss can be minimized and the light emission efficiency of the display unit 4 can be improved.

（変形例２）
次に、本発明に係る表示装置の変形例２について説明する。ＬＥＤからの光は、ある広がりをもって表示部に照射されるので、その表示部のうち、ＬＥＤ直下部分が最も明るくなると考えられる。つまり、先の図５（ａ）のように、光の明るさを光の線の数で考えたとき、表示部のうち、ＬＥＤの直下に位置する中央部に照射される光の線の数が、その周辺部に照射される数よりも多くなる（光の線の間隔が、中央部が最も密となっていると考えることもできる。）。この変形例２では、表示部４の中央部とその周辺部との明るさの違いを考慮して、表示部４をより均一に発光させるようにしたものである。 (Modification 2)
Next, a second modification of the display device according to the present invention will be described. Since the light from the LED is irradiated to the display unit with a certain spread, it is considered that the portion immediately below the LED in the display unit is brightest. In other words, as shown in FIG. 5A, when the brightness of light is considered in terms of the number of light lines, the number of light lines irradiated to the central part located directly below the LED in the display part. However, it is larger than the number irradiated to the peripheral part (it can be considered that the distance between the lines of light is the densest in the central part). In the second modification, the display unit 4 emits light more uniformly in consideration of the difference in brightness between the central part of the display unit 4 and its peripheral part.

図９は、変形例２に係る図２に対応する断面図を示している。なお、図９において、図２の部品と同一名称の部品には同一符号を付している。図９に示すように、凹レンズ２３は、その入射側の曲面２３１の中央部が窪んだ形状とされる。より具体的には、凹レンズ２３は、その中央部の曲面２３１ａの曲率のほうが、曲面２３１ａ以外の周辺部の曲面２３１ｂの曲率よりも小さくされている。これによれば、上記式４よりレンズの曲率半径が小さくなると、焦点距離は短くなるので、凹レンズ２３は、その中央部２３１ａに入射された光を周辺部２３１ｂに入射された光よりも拡散させる。なお、凹レンズ２３以外の部品については、図２のそれと同じである。 FIG. 9 shows a cross-sectional view corresponding to FIG. In FIG. 9, parts having the same names as the parts in FIG. As shown in FIG. 9, the concave lens 23 has a shape in which the central portion of the curved surface 231 on the incident side is recessed. More specifically, in the concave lens 23, the curvature of the central curved surface 231a is smaller than the curvature of the peripheral curved surface 231b other than the curved surface 231a. According to this, when the radius of curvature of the lens becomes smaller from the above equation 4, the focal length becomes shorter, so that the concave lens 23 diffuses the light incident on the central portion 231a than the light incident on the peripheral portion 231b. . The components other than the concave lens 23 are the same as those in FIG.

凹レンズ２３を図９のような形状とすることで、表示部４をより均一に発光させることができる。すなわち、凹レンズ２３に入射される光Ｌ２のうち、中央部２３１ａに入射される光Ｌ２は、より大きく拡散されるので、表示部４の中央付近に光Ｌ３の照射が偏ってしまうのを防止できる。 By forming the concave lens 23 as shown in FIG. 9, the display unit 4 can emit light more uniformly. That is, among the light L2 incident on the concave lens 23, the light L2 incident on the central portion 231a is more diffused, so that the irradiation of the light L3 near the center of the display portion 4 can be prevented. .

（変形例３）
次に、本発明に係る表示装置の変形例３について説明する。上記実施形態では、光を拡散させるレンズとして凹レンズを採用していたが、光を拡散させる方法は凹レンズによるものでなくても良い。ここで、図１０は、この変形例３に係る図２に対応する断面図を示している。なお、図１０において、図２の部品と同一名称の部品には同一符号を付している。図１０に示すように、凹レンズが設けられておらず、内層２２と表層２４とが互いの端面２２２、２４２にて直接接続されている。ただし、それら内層２２の端面２２２、表層２４の端面２４２は、互いに同じ凹凸形状とされる。これによって、内層２２を進行した光が表層２４の端面２４２に入射されると、その光は、その端面２４２の凹凸形状によって乱反射、つまり拡散される。 (Modification 3)
Next, a third modification of the display device according to the present invention will be described. In the above embodiment, a concave lens is used as a lens for diffusing light. However, a method for diffusing light may not be a concave lens. Here, FIG. 10 shows a cross-sectional view corresponding to FIG. In FIG. 10, parts having the same names as the parts in FIG. As shown in FIG. 10, the concave lens is not provided, and the inner layer 22 and the surface layer 24 are directly connected to each other at end surfaces 222 and 242. However, the end surface 222 of the inner layer 22 and the end surface 242 of the surface layer 24 have the same uneven shape. Thus, when the light traveling through the inner layer 22 is incident on the end surface 242 of the surface layer 24, the light is irregularly reflected, that is, diffused by the uneven shape of the end surface 242.

また、これら端面２２２、端面２４２の凹凸の大きさや密度を、部位によって変えても良い。これによって、表示部４をより均一に発光させることができる。例えば、図１０では、ＬＥＤ１０の直下に位置する内層２２（端面２２２）、表層２４（端面２４２）の中央部は、その周辺部よりも、凹凸の密度が大きくされている。そのため、その中央部での光の拡散を、周辺部よりも大きくすることができ、表示部４の中央付近に光の照射が偏ってしまうのを防止できる。なお、これら端面２２２、２４２が本発明の「拡散レンズ」に相当する。 Further, the size and density of the unevenness of the end surface 222 and the end surface 242 may be changed depending on the part. Thereby, the display unit 4 can emit light more uniformly. For example, in FIG. 10, the density of the unevenness is larger in the central part of the inner layer 22 (end face 222) and the surface layer 24 (end face 242) located immediately below the LED 10 than in the peripheral part. Therefore, the diffusion of light in the central portion can be made larger than that in the peripheral portion, and the light irradiation can be prevented from being biased near the center of the display portion 4. These end surfaces 222 and 242 correspond to the “diffuse lens” of the present invention.

なお、本発明の表示装置は上記実施形態の他にも、特許請求の範囲を逸脱しない限りにおいて変形することができる。例えば、上記実施形態では、凸レンズとして両凸レンズ、凹レンズとして両凹レンズを採用した例について説明したが、平凸レンズ、平凹レンズ、凸メニスカスレンズ、凹メニスカスレンズ等の各種レンズを採用してもよい。また、薄型形状にするためフレネルレンズを採用してもよい。また、集光レンズ又は拡散レンズとして、複数のレンズを並べた形状にしてもよい。こうすることで、より均一に、ＬＥＤからの光を表示部に照射させることができる。また、複写機の他、各種機械に本発明を適用しても良い。 In addition to the above-described embodiment, the display device of the present invention can be modified without departing from the scope of the claims. For example, in the above embodiment, an example in which a biconvex lens is used as a convex lens and a biconcave lens is used as a concave lens has been described. Moreover, you may employ | adopt a Fresnel lens in order to make it thin shape. Moreover, you may make it the shape which arranged the some lens as a condensing lens or a diffusion lens. By carrying out like this, the light from LED can be irradiated to a display part more uniformly. Further, the present invention may be applied to various machines other than copying machines.

１複写機
２操作表示部（表示装置）
３操作部
４、１０４表示部
４１表示部４の細長形状における短辺
４２表示部４の細長形状における長辺
１０、１０１ＬＥＤ（光源）
１１プリント基板
１２外装板
２０レンズ部品
２１、１０２凸レンズ（集光レンズ）
２２内層
２３、１０３凹レンズ（拡散レンズ）
２４表層
２１１凸レンズ２１の入射側の端面
２１２凸レンズ２１の出射側の端面
２２１内層２２の入射側の端面
２２２内層２２の出射側の端面
２３１凹レンズ２３の入射側の端面
２３２凹レンズ２３の出射側の端面
２３１ａ凹レンズ２３の中央部の端面
２３１ｂ凹レンズ２３の周辺部の端面
２４１表層２４の出射側の端面
２４２表層２４の入射側の端面 1 Copier 2 Operation display (display device)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 3 Operation part 4,104 Display part 41 The short side in the elongate shape of the display part 42 42 The long side in the elongate shape of the display part 4, 101 LED (light source)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Printed circuit board 12 Exterior board 20 Lens components 21, 102 Convex lens (Condensing lens)
22 Inner layer 23, 103 Concave lens (diffuse lens)
24 Surface layer 211 End surface on the incident side of the convex lens 21 212 End surface on the output side of the convex lens 21 221 End surface on the incident side of the inner layer 22 222 End surface on the output side of the inner layer 231 End surface on the incident side of the concave lens 23 232 End surface on the output side of the concave lens 23 231a End face of the central part of the concave lens 23 231b End face of the peripheral part of the concave lens 23 241 End face of the outgoing side of the surface layer 24 242 End face of the incident side of the surface layer 24

Claims

In a display device comprising: a light source; and a display unit that performs light emission display by being irradiated with light emitted from the light source.
A condensing lens that is provided between the light source and the display unit, and receives light from the light source and collects the light;
A diffusion lens provided between the light source and the display unit on the display unit side of the condenser lens, and the light emitted from the condenser lens is incident and diffuses the light; and
The display device, wherein the display unit is irradiated with light emitted from the diffusion lens.

Provided between the condenser lens and the diffusion lens, comprising an inner layer made of a material having a lower refractive index than the condenser lens and the diffusion lens,
The display device according to claim 1, wherein the condenser lens, the diffusing lens, and the inner layer are integrated.

The display unit is an elongated shape,
The condensing lens has a shape that collects light in a short side direction of the elongated shape of the display unit and does not collect light in a long side direction of the elongated shape of the display unit. Item 3. The display device according to Item 1 or 2.

The display unit is an elongated shape,
The diffuser lens has a shape that diffuses light in a long side direction of the elongated shape of the display unit and does not diffuse light in a short side direction of the elongated shape of the display unit. 2. The display device according to 2.

The display unit is an elongated shape,
The condensing lens is configured to collect light in the short side direction of the elongated shape of the display unit and not to collect light in the long side direction of the elongated shape of the display unit,
The diffuser lens has a shape that diffuses light in a long side direction of the elongated shape of the display unit and does not diffuse light in a short side direction of the elongated shape of the display unit. 2. The display device according to 2.

3. The diffuser lens according to claim 1, wherein a central portion of the diffuser lens positioned directly below the light source via the condenser lens has a shape that diffuses light more than a peripheral portion. The display device described.