JPS6138470B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はレンズ式発光表示器に係り、特に帯状
に輝く表示面により、数字、文字等を表示するレ
ンズ式発光表示器に関するものである。 従来レンズを用いた発光表示器はレンチキユラ
ーレンズやプリズムを利用したものがあつたが、
これには３つの欠点があつた。第１にこれらのレ
ンズは複数の小さなレンズを集めてなる複眼レン
ズであるために、第１図に示すように小さな光源
２７の上方にレンズ２６を配置すると、表示面で
の表示は分離した点の集まりとなるか、又は同図
ｂのようにレンズとレンズの接触する谷線２１，
２１…によつて区切られた表示となる。このた
め、これらの表示を組合せて数字や文字を表示し
ようとすると、観察者が光点を結びながら判読せ
ねばならず、見苦しいものとなつていた。第２の
欠点は上記複眼レンズはレンズが一方向に各々接
触し乍ら配置してあるため、光源２７とレンズ２
６とを離せば離す程視角依存性が強くなることで
ある。第３の欠点は上記複眼レンズの一つ一つに
点状の高輝度部分２９，２９……が出来、この高
輝度部分２９，２９……は光源２７の真上附近で
大きく、光源から遠くなるに従い小さくなること
である。このため表示全体として周辺部で著しく
輝度が低下し表示器として不都合なものであつ
た。 第１図の従来例に於て前記谷線２１，２１……
が表示を区切つていたのは、この谷線２１，２１
……の部分では隣接するレンズが接触することに
よつて鋭角を形成しており、各レンズによつて進
路が変更された光がレンズの収差による影響もあ
つて互いに向いあう方向に光を放出するので、干
渉を起こしたり又は一方の光しか観察者の目に届
かなかつたりし、このため特に谷線２１，２１…
…の部分が暗く見えるからである。多方向から見
た時に印刷物等をどの方向からでも見えるよう
に、いわゆるレンチキユラーシートとしてこれら
複眼レンズの裏面に印刷物等を貼付して利用する
場合は、前記印刷物等が各複眼レンズの焦点位置
に来るため、又印刷物等は複眼レンズのピツチよ
り大きい場合がほとんどであるため前記谷線２
１，２１……による区切りは無視しうる。しかし
複眼レンズのピツチより小さいか又はピツチと同
程度の大きさの光源により表示を行なおうとする
と、上記のような欠点があらわれてくる。 本発明は上記欠点に鑑みなされたもので、略半
円柱状レンズを相互に直接接触させないことで第
１の欠点である区切られた表示を連続した表示に
し、その略半円柱状をそのレンズの巾よりも小さ
い巾の凹レンズの働きをする柱状レンズで相互に
接続することで第２の欠点である視覚依存性を向
上させ、さらにこのレンズとフレネルレンズを組
合せる事で第３の欠点の不均一な輝度分布を均一
なものにするものである。以下本発明を詳細に説
明する。 第２図は本発明に用いる変形レンチキユラーレ
ンズ１の断面図で、半円柱状レンズ２，２……を
粗面３，３……で相互に連ねたもので、粗面３，
３……によつてこの部分の光が散乱され、従来の
谷線２１，２１……による区切り２１，２１……
は見られない。この場合、粗面３，３……の巾４
は半円柱状レンズ２，２……の巾５より小さい方
が好ましく、その比が１：４ないし１：10の時に
非常に効果がある。しかも、小さな光源を用いる
時は光源のま上付近と光源から離れた部分とでこ
の巾の比を変化させると、さらに均一な表示が得
られる。 第３図は本発明に用いる他の実施例である変形
レンチキユラーレンズ６の斜視図ａと平面図ｂ
で、７は発光ダイオードのような微小光源であ
る。変形レンチキユラーレンズ６は、複数の半円
柱状レンズ２，２……と凹レンズの働きをする柱
状レンズ８，８……とを交互に並べ、レンズ面を
滑らかな波面としたものである。従つて表示面で
は従来のレンチキユラーレンズの１つ１つで得ら
れていた表示９，９……を拡散された光の帯１
０，１０……で結ぶことになるので、全体を光の
帯とすることができる。 第４図は第３図の例において、半円柱状レンズ
２，２……と凹レンズの働きをする柱状レンズ
８，８……との相互関係をレンズの曲率半径ｒと
レンズの巾ｐとをパラメータとして分類図示した
ものである。図の変形レンチキユラーレンズの欄
において、左の列は凸レンズの効果が強く、右の
列は凹レンズの効果が強い。又上段はレンズの効
果が顕著である。従つて、右の列（3i（ｉ＝
１，…４））は灯器に用いると特によい効果が得
られ、表示器には中央の列（2i（ｉ＝１，…
４））、さらに好ましくは左の列（1i（ｉ＝１，
…４））が適している。灯器そのものは光の照射
が目的であるので灯器の表面での縞の有無は問題
ではない上、多くの場合光源の光量が多いので、
一般には本発明のレンズは不用であるが、非常灯
や常備灯には上述の左列のレンズを用いると好ま
しい表示を行なうことができる。一般の表示器に
おいて、車載用表示器等、ある程度距離を保つて
表示を観察する場合には、集光性の強いレンズが
好ましいので、最上段（11，21）あるいは上
から２段目（12，22）のレンズが適してい
る。自動販売器等の機器に取付けて、表示面とレ
ンズとが接近している時等、レンズのごく近くで
表示を観察する場合には、下の２段（13，
23，14，24）のレンズが適している。このよ
うに用途によつてレンズを使い分ける事が好まし
いが、汎用としては中２段のレンズ（12，
22，13，23）が使い易い。特に左列のレンズ
（12，13）は最も好ましいものである。 このように上述の変形レンチキユラーレンズ
１，６は、粗面や凹レンズの働きをする柱状レン
ズと略半円柱状レンズとを交互に配置することに
よつて構成するものであり、従来の光の点の集合
による光から光の帯による表示にすることができ
る。さらに後者の場合、凸レンズに凹レンズの働
きも加わるため光を拡散する作用により視覚依存
性が著しく向上する。 第５図は、上述の変形レンチキユラーレンズ１
６とフレネルレンズ１７とを積層することによつ
てさらに好ましい表示を行なうことのできる、本
発明実施例ののレンズ式発光表示器の断面図であ
る。１２は積層樹脂等からなる基板１３の表面に
適宜載置されたGaP等の発光ダイオードで、0.4
mm立方程度の点状の光源である。１４は白色樹脂
の成型品等から成る反射枠で、前述の発光ダイオ
ード１２を囲繞する反射窓を有し前記基板１３上
に配設してある。１５は着色透明樹脂等から成る
枠体で、表示面に相当する場所には前述の変形レ
ンチキユラーレンズ１６とフレネルレンズ１７が
一体成形してある。 レンチキユラーレンズにおいて、光はレンズの
稜線方向と直交する方向に拡がるのと同じ理由に
より、本発明の変形レンチキユラーレンズにおい
ても、光はレンズの稜線方向と直交する方向に拡
がるので、表示面や反射窓の上部開口端の形状
は、レンズの稜線方向には短かく、レンズの稜線
方向と直交する方向には長い短冊状又はそれに類
似した形状をなすように形成する。このレンズの
稜線方向と直交する方向に延びる表示面を、たと
えば日字状に配置することによつて０から９まで
の数字等を表示できる。 このような表示器に於て、発光ダイオード１２
から放出された光は変形レンチキユラーレンズ１
６によつて光の帯に変換され、またフレネルレン
ズ１７によつて光が略上方へ指向されると同時に
輝度が均一化する。これは、フレネルレンズ１７
が大きな球体レンズを薄膜シートとして形成した
というフレネルレンズ自体の特性に負うところが
多く、フレネルレンズの稜線はほとんど目立たな
い。フレネルレンズ単体ではレンズの焦点合せを
厳格に守らなければかえつて光の点になつてしま
い、又焦点をあわせても視覚依存性はレンチキユ
ラーレンズより強いため極めて不都合である。し
かし本発明の如くフレネルレンズ１７と変形レン
チキユラーレンズ１６とを組合せると、変形レン
チキユラーレンズ１６によつて多くの実像や虚像
が形成されるので、フレネルレンズ１７の複数の
レンズにこれらの像があたかも焦点位置から発せ
られた光線であるかのように作用し、焦点合わせ
の必要なくしてフレネルレンズの特性を発揮させ
るものである。一方反射枠１４は発光ダイオード
１２から放出された光を無駄なく表示面に導くの
で表示面では、より一層明るくなる。これらの結
果、表示面では明るくて端部まで均一な輝度の表
示が区切れることなく、且つ比較的視角依存性の
少ない良好な表示が得られる。 第５図の実施例では組立の極めて容易で、かつ
経済的な表示器を示したが、第６図に示すように
反射枠１４の反射窓内部にメツキ等による反射面
１８を設け、又枠体１５とレンズ１６，１７とを
別体としレンズ１６，１７を枠体１５の内部に収
納することによつて、表示面では、外光によるレ
ンズのギラツキや、塵等による汚れもなく、さら
に反射面１８に発光ダイオード１２の像がうつる
ので、より輝いた表示を得ることが出来る。 特に第６図の実施例においては、変形レンチキ
ユラーレンズ１６とフレネルレンズ１７とをそれ
ぞれ別のレンズシートで構成し、表示器の用途に
応じてレンズの形状やピツチを変えることが出来
るようにしてもよい。又一枚のレンズ板で複数の
表示面を構成すると光のにじみが生じることがあ
るので、レンズ１６，１７と枠体１５の間にマス
ク板を挿入してもよい。尚、マスク板を挿入する
時は少なくともレンズの稜線方向では反射枠の開
口巾より狭い巾の透孔を有したマスク板を用いな
いと、視角依存性が強くなつてしまう。 以上の様に本発明は、発光ダイオードのように
点状に光り、照明電球等に比べて比較的発光強度
の弱い光源とレンズとを用いて表示するレンズ式
表示器において、半円柱状レンズをお互いに直接
触れ合わないように配置した変形レンチキユラー
レンズ、フレネルレンズとを積層したレンズを用
いることによつて、区切りのない帯状の均一な輝
度をもつ明るい表示が行なえる表示器を提供する
ものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のレンチキユラーレンズ表示器の
斜視図と平面図、第２図は本発明に用いる変形レ
ンチキユラーレンズの断面図、第３図は本発明に
用いる他の実施例の変形レンチキユラーレンズの
斜視図と平面図、第４図は第３図の変形レンチキ
ユラーレンズの種類一覧図、第５図は本発明の一
実施例のレンズ式発光表示器の断面図、第６図は
第５図の他の実施例の断面図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 光源と、該光源を囲繞する反射枠と、該反射
   枠上に敷設されたレンズとを含むレンズ式発光表
   示器に於て、前記レンズは、複数の略半円柱状レ
   ンズをお互いが直接接触しないように並行に配置
   した変形レンチキユラーレンズとフレネルレンズ
   とを積層して構成したものであることを特徴とす
   るレンズ式発光表示器。 ２ 前記変形レンチキユラーレンズは、前記略半
   円柱状レンズを凹レンズの働きをする柱状レンズ
   で相互に接続し、レンズ面を滑らかな波面状にし
   たものであることを特徴とする前記特許請求の範
   囲第１項記載のレンズ式発光表示器。