JPH11149269A - Display device - Google Patents
Display deviceInfo
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- JPH11149269A JPH11149269A JP9330986A JP33098697A JPH11149269A JP H11149269 A JPH11149269 A JP H11149269A JP 9330986 A JP9330986 A JP 9330986A JP 33098697 A JP33098697 A JP 33098697A JP H11149269 A JPH11149269 A JP H11149269A
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- light guide
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- Illuminated Signs And Luminous Advertising (AREA)
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、屋内あるいは屋外
に置かれる看板、案内板、表示塔などの表示装置に関す
るもので、特に、文字や図形などの表示情報を表示面と
して形成する表示体を、表示せしめるための光透過な導
光体に係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 such as a signboard, a guide plate, a display tower or the like which is placed indoors or outdoors, and more particularly to a display body for forming display information such as characters and figures as a display surface. The present invention relates to a display device related to a light-transmitting light guide for displaying.
【0002】[0002]
【従来の技術】より広い方位範囲から表示面を観察する
事の出来る表示装置として表示面を円柱面とした円柱形
表示装置が周知である。この円柱形表示装置の観察出来
る方位は360度と広い。2. Description of the Related Art As a display device capable of observing a display surface from a wider azimuth range, a cylindrical display device having a cylindrical display surface is well known. The observable azimuth of this cylindrical display device is as wide as 360 degrees.
【0003】さらに、この円柱形表示装置の照明方法と
して円筒状の表示体の内側に光源を置く背後照明形が周
知である。また、表示面を前側から直接照明する表示装
置の例として表示体の上部あるいは下部から長いアーム
を突き出し、その先端に照明灯を取り付けた構造のもの
が周知である。特開平5−273926では、表示面の
明るさをある程度均等にするために通常アームの長さを
表示面の高さとほぼ同じ程度にする必要があるところを
1/4程度に短縮する技術が開示されている。Further, as a method of illuminating the columnar display device, a back illumination type in which a light source is provided inside a cylindrical display body is well known. Further, as an example of a display device that directly illuminates the display surface from the front side, a display device having a structure in which a long arm is protruded from the upper or lower part of a display body and an illumination lamp is attached to the end thereof is well known. Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-273926 discloses a technique for reducing the length of a normal arm, which needs to be approximately the same as the height of a display surface, to about 1/4 in order to make the brightness of the display surface somewhat uniform. Have been.
【0004】背後照明形の他の例として、箱の中に蛍光
ランプなどの光源を置き、表示内容を透過光として認識
させる構造の箱形表示装置が周知である。導光体形式の
面光源を背後照明用の光源とした表示装置が特開平3−
184079などで提案されている。この導光体形式の
面光源はいずれも背後照明表示装置の光源として用いら
れている。[0004] As another example of the back illumination type, a box type display device having a structure in which a light source such as a fluorescent lamp is placed in a box and the displayed content is recognized as transmitted light is well known. A display device using a light guide type surface light source as a light source for back lighting is disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication No. Hei.
184079. Each of the light guide type surface light sources is used as a light source of a rear illumination display device.
【0005】図45は、従来の表示装置についての基本
構成と動作原理を説明するための図で、背後照明用の光
源として面光源を用いた導光板形式の表示装置の斜視図
である。板状の導光体311は、アクリル樹脂などで形
成されている。光源313は、導光体311の側部端面
に対して投光する。反射体314は、光源313からの
光の一部を反射させ、導光体311の側部端面に対して
投光する。光散乱板315は、導光体311の表側に置
かれる。光散乱反射面316は、導光体311の裏側に
直接形成される。表示体312は、光散乱板315を挟
んで導光体311の外側に置かれる。なお、光散乱反射
面316は、厚みの無い面であるが、位置を明確にする
ため図では厚みを持って示している。FIG. 45 is a view for explaining the basic structure and operation principle of a conventional display device, and is a perspective view of a light guide plate type display device using a surface light source as a light source for back illumination. The plate-shaped light guide 311 is formed of an acrylic resin or the like. The light source 313 projects light to the side end surface of the light guide 311. The reflector 314 reflects a part of the light from the light source 313 and emits the light to the side end surface of the light guide 311. The light scattering plate 315 is placed on the front side of the light guide 311. The light scattering / reflecting surface 316 is formed directly on the back side of the light guide 311. The display 312 is placed outside the light guide 311 with the light scattering plate 315 interposed therebetween. Although the light scattering / reflecting surface 316 is a surface having no thickness, the light scattering / reflecting surface 316 is shown with a thickness for clarifying the position.
【0006】図46は、図45に示す矢視A−A線断面
図である。導光体311には、外側面311a、裏側面
311b、側部端面311cなどの面がある。光散乱板
315は、外側面311aと平行に置かれる。側部端面
311cに近接して配設されている光源313から出た
光は、側部端面311cから導光体311内に入り反射
を繰り返しながら進む。すなわち、側部端面311cか
ら裏側面311bに到達した光は、そこに形成されてい
る光散乱反射面316で反射され、外側面311aに到
達する。この光の他に外側面311aに到達する光は、
直接側部端面311cからの光がある。これら外側面3
11aに到達した光のうち、入射角が臨界角より大きい
光は、外側面311aで全反射され再び裏側面311b
に到達する。一方、入射角が臨界角より小さい光は、外
側面311aを透過して光散乱板315に到達し拡散さ
れる。拡散された光の一部は出射光となり表示体312
に対する面光源となる。FIG. 46 is a sectional view taken along line AA of FIG. The light guide 311 has surfaces such as an outer surface 311a, a back surface 311b, and a side end surface 311c. The light scattering plate 315 is placed parallel to the outer surface 311a. Light emitted from the light source 313 disposed close to the side end face 311c enters the light guide 311 from the side end face 311c and travels while repeating reflection. That is, the light that reaches the back side surface 311b from the side end surface 311c is reflected by the light scattering reflection surface 316 formed there, and reaches the outer side surface 311a. In addition to this light, the light that reaches the outer surface 311a is
There is light directly from the side end face 311c. These outer surfaces 3
11a, the light whose incident angle is larger than the critical angle is totally reflected by the outer surface 311a and is again reflected on the back surface 311b.
To reach. On the other hand, light having an incident angle smaller than the critical angle transmits through the outer surface 311a, reaches the light scattering plate 315, and is diffused. Part of the diffused light is emitted light, and the display 312
Is a surface light source.
【0007】このように、光散乱反射面316での反
射、表側面での全反射あるいは光散乱板315での拡散
によって、光は、導光体に沿って導かれつつ、その一部
が光散乱板315を介して導光体から出射され面光源を
形成する。この面光源は、表示体312を裏側から照明
することになる。As described above, light is guided along the light guide by the reflection on the light scattering / reflecting surface 316, the total reflection on the front surface, or the diffusion on the light scattering plate 315, and a part of the light is guided. The light emitted from the light guide through the scattering plate 315 forms a surface light source. The surface light source illuminates the display 312 from behind.
【0008】導光体形式の面光源を用いる表示装置は、
透過光によって表示内容を観察者に伝える形式のもので
ある。上述したような厚みが一定の平板状の導光板に限
らず、中央部が薄くて端部を厚くした形状のもの、さら
に実開昭48−30983に開示されているように導光
体に液体を用いたものなど、導光体の形状・材質など各
種のものが知られている。最近では特に液晶表示装置の
バックライト用として数多くの特許出願が行われてい
る。A display device using a light guide type surface light source is:
This is a type in which display contents are transmitted to an observer by transmitted light. The light guide plate is not limited to a flat light guide plate having a constant thickness as described above, but may have a shape in which the center portion is thin and the end portions are thick. Further, as disclosed in Japanese Utility Model Laid-Open Publication No. 48-30983, a liquid is applied to the light guide. Various types, such as those using a light guide, are known, such as the shape and material of the light guide. Recently, many patent applications have been filed especially for backlights of liquid crystal display devices.
【0009】なお、以降の説明において、特に断らない
限り、表示面とは、表示体における表示情報が形成され
ている面のことであり、外側面は、導光体あるいは後述
する表示部における面で、表示面で反射された光が外に
放出される面のことであり、裏側面、側部端面は、導光
体における面で、それぞれ、外側面に対面する面、幅の
狭い側部の端面のことである。In the following description, unless otherwise specified, a display surface is a surface on which display information is formed on a display body, and an outer surface is a surface on a light guide or a display portion described later. The light reflected by the display surface is a surface from which light is emitted to the outside, and the back surface and the side end surface are surfaces of the light guide, respectively, the surface facing the outer surface, and the narrow side portion. It is the end face of.
【0010】[0010]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
表示装置は、次のような問題点があった。円柱型表示装
置は、固定位置から観察できる表示面の範囲が最も広く
ても円柱表示面の中心角で2πまでの範囲に限定され
る。また、円柱表示面を正面に見る中央部から離れて端
の方に行くに従って、表示面が視認者に対して斜めに対
向するようになり、外縁部に近づくに従って表示内容が
より強く圧縮されて観察される。However, the conventional display device has the following problems. In a cylindrical display device, the range of the display surface that can be observed from a fixed position is limited to a range of up to 2π at the central angle of the cylindrical display surface even if it is the widest. In addition, as the column display surface moves away from the central portion looking toward the front and toward the edge, the display surface becomes obliquely opposed to the viewer, and the display content is more strongly compressed as approaching the outer edge portion. To be observed.
【0011】背後照明型円柱表示装置は、表示体が半透
明で比較的高い透過率のものが必要とされる。また、上
述の外縁部に近づくに従って表示内容がより強く圧縮さ
れて観察されることとあいまってか、理髪店の表示搭の
ように極めて大雑把な表示図形を表示しているものが多
く、最近の高度に発達した印刷技術による高品位の印刷
物を表示体とすることは困難である。The back-illuminated cylindrical display device requires that the display body be translucent and have a relatively high transmittance. Also, in combination with the fact that the display content is more strongly compressed and observed as approaching the outer edge described above, many of them display extremely rough display figures like a barber shop display tower, It is difficult to use a high-quality printed matter by a highly developed printing technique as a display body.
【0012】特開平5−273926で開示されている
直接照明型表示装置は、照明灯を取り付けたアームの部
分が突き出しているので、照明空間は非常に大きくな
る。箱型表示装置は、表示面の明るさを均一化するため
に表示面と光源との距離をそれ相応に大きくする必要が
あり、また光源の数も相応に必要となる。The direct illumination type display device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-273926 has a very large illumination space because the arm portion to which the illumination lamp is attached protrudes. In the box-type display device, the distance between the display surface and the light source needs to be correspondingly large in order to make the brightness of the display surface uniform, and the number of light sources is also required accordingly.
【0013】さらに、上記の箱形表示装置、導光体形式
の光源を用いた表示装置などの背後照明による表示装置
は、いずれも円柱形表示装置と同様に、表示体が半透明
でしかも高い透過率が要求されるなど表示体に制約があ
る。Further, in the case of the above-mentioned display devices using back lighting, such as the above-mentioned box-shaped display device and the display device using a light guide type light source, the display body is translucent and high as in the case of the columnar display device. There are restrictions on the display, such as the need for transmittance.
【0014】本発明は、上記問題点を解決するべく提案
されたもので、より広い範囲の方位からより広い範囲の
表示面を見ることの出来る表示装置を提供し、また、照
明効率が高く、照明空間の狭い表示装置を提供するもの
である。The present invention has been proposed to solve the above problems, and provides a display device capable of viewing a wider range of display surfaces from a wider range of azimuths. A display device having a narrow illumination space is provided.
【0015】本発明の第一の目的は、表示面を観察でき
る方位の範囲が広く、かつ、外縁部の表示内容の変形を
緩和した見易い表示装置を提供することにある。本発明
の第二の目的は、狭い照明空間で表示面を前側から照明
することのできる表示装置を提供することにある。A first object of the present invention is to provide an easy-to-read display device which has a wide range of azimuths in which the display surface can be observed, and in which the deformation of the display content at the outer edge portion is reduced. A second object of the present invention is to provide a display device capable of illuminating a display surface from a front side in a narrow illumination space.
【0016】本発明の第三の目的は、表示面を裏側から
だけ照明することにより表示面を表側からも照すことの
できる表示装置を提供することにある。本発明の第四の
目的は、狭い照明空間で表示面を裏側と表側の両方から
照明することのできる表示装置を提供することにある。A third object of the present invention is to provide a display device which can illuminate the display surface from the front side by illuminating the display surface only from the back side. A fourth object of the present invention is to provide a display device capable of illuminating a display surface from both a back side and a front side in a narrow illumination space.
【0017】本発明の第五の目的は、従来の表示装置で
有用でない方向に出ていた光を再び表示面の方に戻し、
表示面を照す有効な光に変える効率の良い表示装置を提
供することにある。A fifth object of the present invention is to return light that has been emitted in a direction not useful in the conventional display device to the display surface again,
It is an object of the present invention to provide an efficient display device that changes effective light to illuminate a display surface.
【0018】[0018]
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するため、以下の手段を採用した。請求項1の発明
は、外側面が凸状曲面である光透過な導光体と、上記外
側面に対向した表示面を備える表示体と、を備える表示
装置であって、上記導光体の上記外側面の任意の点から
の入射光が上記入射光の焦点より上記任意の点寄りで、
かつ、上記外側面から離れた位置で、上記表示体の上記
表示面と交わること、上記導光体は、気体の層を介する
ことなく上記表示面と密着すること、を特徴とする表示
装置である。The present invention employs the following means in order to solve the above-mentioned problems. The invention according to claim 1 is a display device comprising: a light-transmitting light guide whose outer surface is a convex curved surface; and a display having a display surface facing the outer surface. The incident light from any point on the outer surface is closer to the arbitrary point than the focal point of the incident light,
And at a position distant from the outer surface, intersect with the display surface of the display body, the light guide is in close contact with the display surface without a gas layer, a display device, is there.
【0019】請求項2の発明は、請求項1記載の表示装
置であって、上記導光体の側部端面に向けて投光する第
1の照明部および/または上記表示体の上記表示面の反
対側の面に向けて投光する第2の照明部を備える照明手
段、を更に備えることを特徴とする表示装置である。According to a second aspect of the present invention, there is provided the display device according to the first aspect, wherein the first illuminating portion and / or the display surface of the display body project light toward a side end surface of the light guide. A lighting unit having a second lighting unit for projecting light toward the surface on the opposite side of the display device.
【0020】請求項3の発明は、請求項1または2記載
の表示装置であって、上記導光体は、上記外側面が平面
上の滑らかな曲線である導線を通って上記平面に直交す
る直線を母線とする柱面か、または、上記導線を通って
上記平面外の一点を通る直線を母線とする錐面であるこ
と、上記表示体は、上記表示面が平面上の滑らかな曲線
である導線を通って上記平面に直交する直線を母線とす
る柱面か、または、上記導線を通って上記平面外の一点
を通る直線を母線とする錐面であること、を特徴とする
表示装置である。According to a third aspect of the present invention, in the display device according to the first or second aspect, the light guide is orthogonal to the plane through a conductor whose outer surface is a smooth curve on a plane. A column surface with a straight line as a generating line, or a conical surface with a straight line passing through a point outside the plane through the conducting wire as a generating line, the display body has a smooth curved surface on the plane. A display device characterized by being a columnar surface having a straight line passing through a conductor and orthogonal to the plane as a generating line, or a conical surface having a generating line as a straight line passing through the conductor and passing through a point outside the plane. It is.
【0021】請求項4の発明は、請求項1または2記載
の表示装置であって、上記導光体は、円柱体状,中空円
柱体状,中心軸対称の円錐体状,中心軸対称の中空円錐
体状,平面上での導線の一部を中心角が2πより小さい
円弧とし上記導線を通って上記平面に直交する直線を母
線とする外側に凸状の柱面を備える柱面体状,上記柱面
の形状である中空柱面体状,上記円弧の中心を通って上
記平面に垂直な中心軸上の上記平面と交わる点以外の点
と上記導線を通る直線を母線とする外側に凸状の錐面と
する錐面体状,上記錐面の形状である中空錐面体状,以
上の形状群のいずれかであること、を特徴とする表示装
置である。According to a fourth aspect of the present invention, in the display device according to the first or second aspect, the light guide has a cylindrical shape, a hollow cylindrical shape, a centrally symmetric cone, and a centrally symmetric cone. A hollow conical body, a columnar body having a part of a conducting wire on a plane formed into an arc having a central angle smaller than 2π and having a straight line perpendicular to the plane passing through the conducting wire as a generatrix, and having an outwardly convex columnar surface; A hollow columnar body having the shape of the columnar surface, convex outwardly with a line passing through the conducting line at a point other than a point on the central axis perpendicular to the plane passing through the center of the arc and intersecting the plane; The display device may be any one of the above-mentioned group of shapes, a conical surface having a conical surface, a hollow conical surface having the shape of the conical surface.
【0022】請求項5の発明は、外側面が円柱面である
円柱体状,外側面が円柱面である中空円柱体状,外側面
が中心軸対称の円錐面である円錐体状,外側面が中心軸
対称の円錐面である中空円錐体状,外側面が平面上での
導線の一部を中心角が2πより小さくかつπ/20より
大きい円弧とし上記円弧を通って上記平面に直交する直
線を母線とする外側に凸状の柱面である柱面体状,上記
柱面の形状である中空柱面体状,上記円弧の中心を通っ
て上記平面に垂直な中心軸上の上記平面と交わる点以外
の点と上記円弧を通る直線を母線とする外側に凸状の錐
面である錐面体状,上記錐面の形状である中空錐面体
状,以上の形状群のいずれかであり、かつ、単一または
複数の材質からなる中心軸対称の単層または多層構造で
ある導光体と、表示面が中心軸対称の回転面とするかま
たは上記表示面の一部が中心軸対称の回転面の中心角で
2πより小さくπ/20より大きい部分としかつ上記表
示面を気体の層を介することなく上記導光体に密着し、
かつ、上記外側面の中心軸と上記表示面の中心軸とが一
致し、かつ、上記導光体の中心軸に直交する任意の断面
における上記導光体の外側面の半径Rcと、上記外側面
に接する空気の屈折率naと、上記表示面の半径Rと、
上記表示面に接する材質の屈折率nsiと、最も強く規
制する全反射面S0の半径Rsと、上記全反射面S0の
外側に接する材質の屈折率nsとの関係が、上記表示面
から上記外側面に至る光の径路を全反射によって規制す
る上記全反射面S0が多層構造となる上記導光体の内部
に存在する場合は、下記の不等式AおよびBが同時に成
立するか、または、CとDが同時に成立する条件の位置
に設置し、上記表示面から上記外側面に至る光の径路を
全反射によって規制する全反射面が上記導光体の内部に
存在しない場合は、Eが成立する条件の位置に設置する
表示体と、を備えることを特徴とする表示装置である。 ns/na≦Rc/Rs≦1.25・ns/na ……(不等式A) Rs/R≦nsi/ns ……(不等式B) 0.5・nsi/na≦Rc/R<nsi/na ……(不等式C) Rc/Rs<ns/na ……(不等式D) 0.5・nsi/na≦Rc/R≦1.25・nsi/na……(不等式E) 請求項6の発明は、請求項5記載の表示装置であって、
上記導光体の側部端面に向けて投光する第1の照明部お
よび/または上記表示体の裏側の面に向けて投光する第
2の照明部を備える照明手段、を更に備えることを特徴
とする表示装置である。According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a cylindrical body having an outer surface having a cylindrical surface, a hollow cylindrical body having an outer surface having a cylindrical surface, and a conical body having an outer surface having a centrally symmetrical conical surface. Is a hollow conical shape having a central axis symmetrical conical surface, and a part of the conductor whose outer surface is on a plane is formed into an arc having a central angle smaller than 2π and larger than π / 20, and is orthogonal to the plane through the arc. A columnar surface that is a convex columnar surface with a straight line as the generating line, a hollow columnar shape that is the shape of the columnar surface, intersects the plane on the central axis perpendicular to the plane through the center of the arc Any one of the above group of shapes, such as a pyramidal shape that is an outwardly convex conical surface having a line other than a point and a straight line passing through the circular arc as a generating line, a hollow conical surface shape that is the shape of the conical surface, and A light guide having a central or axially symmetric single-layer or multilayer structure made of one or more materials, and a display surface Is a centrally symmetric rotating surface, or a part of the display surface is a central angle of the centrally symmetric rotating surface which is smaller than 2π and larger than π / 20, and the display surface is not interposed with a gas layer. Adhere to the light guide,
And a radius Rc of the outer surface of the light guide at an arbitrary cross section where a center axis of the outer surface coincides with a center axis of the display surface and is orthogonal to the center axis of the light guide, and A refractive index na of air in contact with the side surface, a radius R of the display surface,
The relationship between the refractive index nsi of the material in contact with the display surface, the radius Rs of the total reflection surface S0 most strongly regulated, and the refractive index ns of the material in contact with the outside of the total reflection surface S0 is different from the display surface. When the total reflection surface S0 that regulates the path of light reaching the side surface by total reflection exists inside the light guide having a multilayer structure, the following inequalities A and B are simultaneously satisfied, or C and E is established when the light guide is installed at a position satisfying the condition that D is satisfied at the same time, and the total reflection surface that regulates the light path from the display surface to the outer surface by total reflection does not exist inside the light guide. And a display body installed at a condition position. ns / na ≦ Rc / Rs ≦ 1.25 · ns / na (inequality A) Rs / R ≦ nsi / ns (inequality B) 0.5 · nsi / na ≦ Rc / R <nsi / na ... (inequality C) Rc / Rs <ns / na ... (inequality D) 0.5 nsi / na ≤ Rc / R ≤ 1.25 nsi / na ... (inequality E) The display device according to claim 5, wherein
The illumination device further includes a first illumination unit that emits light toward a side end surface of the light guide and / or a second illumination unit that emits light toward a back surface of the display body. It is a display device characterized by the following.
【0023】請求項7の発明は、外側面が少なくとも球
面の一部であり、かつ、単一または複数の材質からなる
中心点対称の単層または多層構造の導光体と、表示面が
少なくとも球面の一部であり、かつ、上記表示面を気体
の層を介することなく上記導光体に密着する半透明また
は透明の表示体と、点状または球状の照明部を備える照
明手段と、を備える表示装置であって、上記表示体は、
上記外側面の中心と上記表示面の中心とを一致させ、か
つ、上記導光体の中心を通る任意の断面における上記導
光体の外側面の半径Rcと、上記外側面に接する空気の
屈折率naと、上記表示面の半径Rと、上記表示面に接
する材質の屈折率nsiと、最も強く規制する全反射面
S0の半径Rsと、全反射面S0の外側に接する材質の
屈折率nsとの関係が、上記表示面から上記外側面に至
る光の径路を全反射によって規制する上記全反射面S0
が上記導光体の内部に存在する多層構造の場合は、下記
の不等式AおよびBが同時に成立するか、または、Cと
Dが同時に成立する条件の位置に設置し、上記表示面か
ら上記外側面に至る光の径路を全反射によって規制する
全反射面が上記導光体の内部に存在しない場合は、Eが
成立する条件の位置に設置すること、を特徴とする表示
装置である。 ns/na≦Rc/Rs≦1.25・ns/na ……不等式A Rs/R≦nsi/ns ……不等式B 0.5・nsi/na≦Rc/R<nsi/na ……不等式C Rc/Rs<ns/na ……不等式D 0.5・nsi/na≦Rc/R≦1.25・nsi/na ……不等式E 上記のように構成した請求項1から7の発明までの全て
において、導光体の外側面は、滑らかな外に凸の曲面を
しており、表示面は、気体の層を介することなく導光体
と密着している。すなわち、導光体は、表示面をレンズ
内部に持つ凸レンズの働きをする。According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a light guide having a single-layer or multi-layer structure having an outer surface which is at least a part of a spherical surface and symmetrical with respect to a center point made of a single material or a plurality of materials; A translucent or transparent display body that is a part of a spherical surface and closely adheres to the light guide without interposing the display surface with a gas layer, and an illuminating unit including a point-like or spherical illumination unit. A display device comprising:
The center of the outer surface and the center of the display surface coincide with each other, and the radius Rc of the outer surface of the light guide at an arbitrary cross section passing through the center of the light guide, and the refraction of air in contact with the outer surface. Rate na, the radius R of the display surface, the refractive index nsi of the material in contact with the display surface, the radius Rs of the total reflection surface S0 that most strongly regulates, and the refractive index ns of the material in contact with the outside of the total reflection surface S0. The total reflection surface S0 restricts the path of light from the display surface to the outer surface by total reflection.
Is a multilayer structure existing inside the light guide, the following inequalities A and B are simultaneously satisfied, or the inequality is set at a position where C and D are simultaneously satisfied. The display device is characterized in that when a total reflection surface for regulating a light path to a side surface by total reflection does not exist inside the light guide, the light guide is installed at a position where E is satisfied. ns / na ≦ Rc / Rs ≦ 1.25 · ns / na... Inequality A Rs / R ≦ nsi / ns... Inequality B 0.5.nsi / na ≦ Rc / R <nsi / na... Inequality C Rc / Rs <ns / na inequality D 0.5 · nsi / na ≦ Rc / R ≦ 1.25 · nsi / na inequality E In all of the inventions according to claims 1 to 7 configured as described above. The outer surface of the light guide has a smooth outwardly convex curved surface, and the display surface is in close contact with the light guide without a gas layer. That is, the light guide functions as a convex lens having a display surface inside the lens.
【0024】請求項1の発明によれば、表示面が、レン
ズの焦点よりも必ず観察者よりの外側面に近い位置に在
り、かつ表示面が外側面から離れた位置にあることにな
る。従って、外から見ることのできる表示面に描かれた
表示図形の像は、上下左右に反転の無い正立像となり。
像は有限の大きさに拡大される。According to the first aspect of the present invention, the display surface is always located closer to the outer surface than the observer than the focal point of the lens, and the display surface is located farther from the outer surface. Therefore, the image of the display figure drawn on the display surface that can be seen from the outside is an erect image without inversion in the vertical and horizontal directions.
The image is enlarged to a finite size.
【0025】請求項2の発明によれば、請求項1の発明
に照明手段を付加したものである。導光体の外側面と表
示体の表示面の位置関係もまったく同一であり、表示図
形の像に対する作用は第1の発明と同じになる。According to the second aspect of the present invention, the lighting means is added to the first aspect of the present invention. The positional relationship between the outer surface of the light guide and the display surface of the display is exactly the same, and the effect on the image of the display graphic is the same as in the first invention.
【0026】照明については、導光体の側部端面に向け
て投光する第1の照明手段を用いると、導光体の側部端
面から入り、外側面に向かった光は空気の屈折率より充
分大きい屈折率である導光体の外側面で全反射され、し
かも表示面が気体の層を介することが無く導光体に密着
するために、その全反射された光の主要部を表示面まで
到達させることができ、表示面を前から照明する光にな
る。With respect to the illumination, when the first illuminating means for projecting light toward the side end surface of the light guide is used, light entering from the side end surface of the light guide and traveling toward the outer surface becomes the refractive index of air. The main part of the totally reflected light is displayed because the light is totally reflected on the outer surface of the light guide, which has a sufficiently large refractive index, and the display surface is in close contact with the light guide without passing through the gas layer. The light can reach the surface and illuminates the display surface from the front.
【0027】また、表示体の裏側の面に向けて投光する
第2の照明部を用いる場合は、表示面の透明体あるいは
半透明体の部分では、表示面を光が透過して来る。この
光の内、外側面に臨界角より小さい角度で入射した光
は、外側面を透過して観察者が見る光となる。臨界角よ
り大きい角度で入射した光は、外側面で全反射されて、
再び表示面に戻って表示面を表から照らす光になる。こ
の様に表示体を裏から照明するにも係わらず表示面を表
からも照明することになる。When the second illuminating unit for projecting light toward the back surface of the display body is used, light is transmitted through the display surface in the transparent or translucent body of the display surface. Of this light, light incident on the outer surface at an angle smaller than the critical angle becomes light that passes through the outer surface and is seen by an observer. Light incident at an angle larger than the critical angle is totally reflected on the outer surface,
The light returns to the display surface again and illuminates the display surface from the front. In this way, the display surface is illuminated from the front even though the display is illuminated from behind.
【0028】請求項3の発明によれば、母線は直線であ
り、導光体の外側面は、この直線の集合で構成される。
したがって、母線に沿う方向には像の拡大縮小が無い。
これはこの母線を斜めから見る場合には、どこでも一様
な縮尺で見ることを意味する。導線の含む面と平行な断
面では、導光体の外側面は曲線となる。したがって、外
側面の曲率に応じて像が拡大される。しかも導線である
曲線を自由に変えると、導線の含む面と平行な面におい
て、さまざまな変形像が生み出せるが、母線に沿う方向
では、像の変形が無いか、あってもどこでも一定に縮尺
されてみえる。According to the third aspect of the present invention, the generatrix is a straight line, and the outer surface of the light guide is constituted by a set of the straight lines.
Therefore, there is no scaling of the image in the direction along the generatrix.
This means that if this bus is viewed diagonally, it will be viewed on a uniform scale everywhere. In a cross section parallel to the plane containing the conductor, the outer surface of the light guide is curved. Therefore, the image is enlarged according to the curvature of the outer surface. Moreover, if the conductor curve is freely changed, various deformed images can be produced on the plane parallel to the plane containing the conductor, but in the direction along the bus, there is no deformation of the image, or it is reduced to a constant scale wherever there is I can see
【0029】更に、照明手段を具備する場合について
は、導光体の外側面が光の導く方向に対して平行か斜め
に傾く直線の集まりとなるため、外側面の母線方向に対
する入射角の等しい光は、外側面のどの位置でも全反射
による反射角が等しくなる。Further, in the case where the light guide is provided, since the outer surface of the light guide is a set of straight lines which are parallel or oblique to the light guiding direction, the incident angles of the outer surface with respect to the generatrix direction are equal. Light has the same reflection angle due to total reflection at any position on the outer surface.
【0030】請求項4の発明によれば、導光体の外側面
の形状が、中心軸対称の円柱面か、中心軸対称の円柱面
の一部か、中心軸対称の円錐面か、中心軸対称の円錐面
の一部からなっている。また、導線を円か、あるいは導
線の一部を円弧にしたものである。母線は直線であり、
母線方向に対しては、像の見え方は、母線に沿う方向に
は像の拡大縮小がなく、母線を斜めから見る場合にはど
こでも一様な縮尺で見える。また、照明手段を具備する
場合についても、外側面の母線方向に対する入射角の等
しい光は、外側面のどの位置でも全反射による反射角が
等しく作用する。According to the fourth aspect of the present invention, the outer surface of the light guide has a central axis symmetric cylindrical surface, a part of the central axis symmetric cylindrical surface, a central axis symmetric conical surface, or a center. It is part of an axisymmetric conical surface. Also, the conductor is a circle or a part of the conductor is an arc. The bus is a straight line,
With respect to the generatrix direction, the image is not seen in the direction along the generatrix, and is seen at a uniform scale everywhere when the generatrix is viewed obliquely. Also in the case where the illumination means is provided, the light having the same incident angle with respect to the generatrix direction of the outer surface has the same reflection angle by total reflection at any position on the outer surface.
【0031】導線を含む面と平行な断面においては、導
光体の外側の面は円か、または円弧となる。この断面で
の外側面の曲率が一様で、外側面は観察者の方位に対し
て中心軸対称となり、外側面が円柱の場合は母線に直交
する断面での外側面はすべて半径の等しい円か円弧とな
る。したがって、観察者が外側面の周りに移動しても、
外側面の曲率が等しいために、表示図形が外側面に起因
して急激に変わることが無い。また、観察者の像の見え
方は、変化したとしてもなだらかに変化していく。特に
外側面が円柱面の場合は、外側面の作る曲線は母線の位
置に係わらず同じであることから、表示面の外側面に対
する位置が同じ場合は母線の如何なる位置でも母線に直
交する方向の像の倍率は同じになる。In a cross section parallel to the plane including the conductor, the outer surface of the light guide is a circle or an arc. In this cross section, the curvature of the outer surface is uniform, the outer surface is symmetric about the central axis with respect to the direction of the observer, and when the outer surface is a cylinder, the outer surfaces in the cross section perpendicular to the generating line are all circles having the same radius. Or an arc. Therefore, even if the observer moves around the outer surface,
Since the outer surfaces have the same curvature, the displayed figure does not suddenly change due to the outer surface. Further, the appearance of the observer's image changes gently even if it changes. In particular, when the outer surface is a cylindrical surface, the curve created by the outer surface is the same regardless of the position of the generatrix, so if the position of the display surface with respect to the outer surface is the same, the position perpendicular to the generatrix at any position of the generatrix. The magnification of the image is the same.
【0032】請求項5の発明によれば、導光体の外側面
と表示面の形状は、共に中心軸対称の円柱面か、中心軸
対称の円錐面か、これら円柱面あるいは円錐面の中心軸
の周りの中心角でπ/2より小さくπ/20より大きい
範囲の部分のいずれかである。しかも、外側面と表示面
の中心軸は一致している。したがって、中心軸に直交す
る断面での外側面と表示面の関係は、同心円か同心円の
一部の円弧となる。このため、ある範囲の方位からみて
表示面の像の出来方がまったく同じになり、特に外側面
と表示面が円柱面と円錐面の場合は、360度の全範囲
で表示内容を見ることが出来る。According to the fifth aspect of the present invention, the shape of the outer surface and the display surface of the light guide is a cylindrical surface symmetrical with respect to the central axis, a conical surface symmetrical with the central axis, or the center of the cylindrical surface or the conical surface. Any part of the range of less than π / 2 and more than π / 20 at the central angle around the axis. In addition, the central axis of the outer surface and the central axis of the display surface coincide. Therefore, the relationship between the outer surface and the display surface in a cross section orthogonal to the central axis is a concentric circle or a partial arc of the concentric circle. For this reason, the appearance of the image on the display surface is exactly the same when viewed from a certain range of orientation. In particular, when the outer surface and the display surface are a cylindrical surface and a conical surface, the display contents can be viewed in the entire range of 360 degrees. I can do it.
【0033】中心軸に直交する断面で見ると、表面が円
の凸レンズで、表示面がこのレンズの中にあって、しか
もレンズの表面から等しい距離の位置に置かれている。
この位置関係で形成される表示面の像については、外側
面を垂直に見る光軸上に出来る像は、表示面に接し、光
軸位置から離れて外側面の周縁部に近づいた位置から出
射してくる光の像は、外側面に近づいた位置に出来、さ
らに外側面の周縁部に近づいた位置からの光の像は、こ
の外側面を越えて観察者から外側面を接線方向に結ぶ直
線に近づいて、終局この接線に接して像が出来る。この
終局の状態に達すると、表示面の像が外側面を接線方向
にまで最大に拡大されて見える状態である。この様な像
の出来方は、外側面の半径と表示面の半径の関係で変わ
り、表示面が最大の範囲で見え、かつこの最大で見える
範囲の像を外側面を接線方向に見る最大の像としてみる
ことの出来る最適条件がある。この最適条件よりも外側
面の半径が大きくなると、表示面の像は小さくなり、外
側面を最大に見る範囲より小さい範囲にしか像が出来な
い。これと逆に外側面の半径が小さくなると、像は最適
条件の場合と同じく外側面一杯に出来るが、見ることの
出来る表示面の範囲が小さくなる。像の出来方は、導光
体の中に全反射面が存在すると、上述の説明より複雑に
なるが、その傾向は同じである。また、表示面の見える
範囲は、出射角でπ/6以上、かつ、その表示面で見え
る像の視野範囲を、外側面を接線方向に見る最大視野角
の80%以下にすることにより、外側面の半径と表示面
の半径に制限を課している。この制限は、導光体内部に
表示面から外側面に至る光の径路を全反射によって規制
する全反射面S0が存在するか否かにより異なる。When viewed in a cross section perpendicular to the central axis, the surface is a convex lens having a circular surface, and the display surface is located in this lens and is positioned at an equal distance from the surface of the lens.
With respect to the image of the display surface formed in this positional relationship, an image formed on the optical axis when the outer surface is viewed perpendicularly is emitted from a position in contact with the display surface, away from the optical axis position and closer to the peripheral portion of the outer surface. The image of the incoming light is formed at a position close to the outer surface, and the image of the light from the position closer to the periphery of the outer surface connects the outer surface from the observer tangentially beyond this outer surface. The image approaches the straight line, and finally comes into contact with this tangent line. When this final state is reached, the image on the display surface is seen to be maximized on the outer surface up to the tangential direction. The manner in which such an image is formed depends on the relationship between the radius of the outer surface and the radius of the display surface, and the display surface can be viewed in the maximum range, and the image in the maximum visible range can be viewed tangentially to the outer surface. There are optimal conditions that can be seen as images. If the radius of the outer surface becomes larger than the optimum condition, the image on the display surface becomes smaller, and an image can be formed only in a range smaller than the range in which the outer surface is viewed at the maximum. Conversely, when the radius of the outer surface is reduced, the image can be made full as in the case of the optimal condition, but the range of the display surface that can be viewed becomes smaller. The image formation becomes more complicated than the above description when the total reflection surface exists in the light guide, but the tendency is the same. Also, the visible range of the display surface is π / 6 or more at the emission angle, and the visual field range of the image viewed on the display surface is 80% or less of the maximum visual angle at which the outer surface is viewed in the tangential direction. It places restrictions on the radius of the side and the radius of the display surface. This restriction differs depending on whether or not there is a total reflection surface S0 inside the light guide, which regulates the path of light from the display surface to the outer surface by total reflection.
【0034】全反射面S0が存在する場合には、外側面
の半径Rcと表示面の半径Rを請求項5に示す式Aと式
Bを同時に満たす条件か、式Cと式Dを同時に満たす条
件に基づいて全反射面S0の半径Rsとの関係から決
る。これは、表示面をπ/6以上の出射角で出射する光
まで見ることができ、かつ、外側面を最大に見る視野範
囲の80%以上の像として見ることが出来る。更に、こ
の外側面の半径Rcと表示面の半径Rの許容範囲には、
表示面を接線方向に出た光が外側面を接線方向に出て観
察者に到達する最適条件である、Rc/Rs=ns/n
a、かつ、Rs/Rsi=nsi/ns、も含まれてい
る。When the total reflection surface S0 exists, the condition that the radius Rc of the outer surface and the radius R of the display surface satisfy the expressions A and B at the same time or the expressions C and D are satisfied at the same time. It is determined from the relationship with the radius Rs of the total reflection surface S0 based on the conditions. This means that the light emitted from the display surface at an emission angle of π / 6 or more can be seen, and the outer surface can be seen as an image of 80% or more of the visual field range in which the outer surface is maximized. Further, the allowable range of the radius Rc of the outer surface and the radius R of the display surface is:
Rc / Rs = ns / n, which is the optimal condition for light tangentially exiting the display surface to exit the outer surface tangentially and reach the viewer.
a, and Rs / Rsi = nsi / ns.
【0035】全反射面S0が存在しない場合には、外側
面の半径Rcと表示面の半径Rは請求項5に示す式5満
たす条件に基づいて決まるため、全反射面S0の有る場
合と同じように、表示面をπ/6以上の出射角で出射す
る光まで見ることができ、かつ、外側面を最大に見る視
野範囲の80%以上の像として見ることが出来る。更
に、式Eで決る外側面の半径Rcと表示面の半径Rの許
容範囲には、表示面を接線方向に出た光が外側面を接線
方向に出て観察者に到達する最適条件である、Rc/R
=nsi/na、も含まれている。When the total reflection surface S0 does not exist, the radius Rc of the outer surface and the radius R of the display surface are determined based on the condition that satisfies the expression (5). As described above, the light emitted from the display surface at an emission angle of π / 6 or more can be seen, and the outer surface can be seen as an image of 80% or more of the visual field range in which the maximum can be seen. Further, the allowable range of the radius Rc of the outer surface and the radius R of the display surface determined by the formula E is an optimal condition for light tangentially exiting the display surface to exit the outer surface tangentially and reach the observer. , Rc / R
= Nsi / na.
【0036】また、導光体の外側面と表示面は、共に導
線を円あるいは円弧とし、母線を直線とする中心軸対称
の円錐面か円柱面かこれらの中心軸の周りの中心角でπ
/2より小さくπ/20より大きい範囲の部分のいずれ
かとしており、中心軸に直交する面内での像の形成につ
いては上述の通りである。母線方向については像の拡大
・縮尺はなく、観察者の見る中心軸方向では外側面が円
柱面の場合は像の拡大・縮尺はなく、円錐面の場合は中
心軸に対して母線が一定の角度で傾いているために縮尺
されるが、その率は一定である。Further, the outer surface and the display surface of the light guide are both a circular or arc-shaped conductor, a central axis symmetrical conical surface or a cylindrical surface having a generatrix as a straight line, or a central angle around these central axes.
Any of the portions smaller than / 2 and larger than π / 20, and formation of an image in a plane orthogonal to the central axis is as described above. In the direction of the generatrix, there is no enlargement or reduction of the image.In the direction of the central axis seen by the observer, there is no enlargement or reduction of the image when the outer surface is cylindrical, and in the case of a conical surface, the generatrix is constant with respect to the central axis. The scale is reduced due to the angle, but the rate is constant.
【0037】請求項6の発明は、請求項5の発明に、照
明手段を付加したもので、像の見え方に関しての作用
は、上述の通りである。照明については、導光体の外側
面での全反射を利用するもので、請求項2の第2の発明
と同様の作用がある。請求項2の発明との違いは、導光
体の外側面と表示面が共に光を導く方向、即ち導光体の
中心軸の方向に対して平行か斜めに傾く直線の集まりと
なる事である。According to a sixth aspect of the present invention, an illuminating means is added to the fifth aspect of the present invention, and the effect on the appearance of the image is as described above. The illumination uses the total reflection on the outer surface of the light guide, and has the same effect as the second aspect of the present invention. The difference from the invention according to claim 2 is that both the outer surface and the display surface of the light guide are a group of straight lines inclined parallel or oblique to the direction of guiding light, that is, the direction of the central axis of the light guide. is there.
【0038】導光体の外側面と表示面は、共に導線を円
あるいは円弧とし、母線を直線とする中心軸対称の円錐
面か、円柱面か、これらの中心軸の周りの中心角でπ/
2より小さくπ/20より大きい範囲の部分のいずれか
である。したがって、導光体と表示面は、光の導かれる
方向、即ち外側面の中心軸に対して平行か、斜めに傾く
直線の集まりになる。このため、外側面の母線方向に対
して入射角の等しい光は、外側面のどの位置でも全反射
による反射角が等しくなる。また、表示面の母線も直線
で、外側面の母線に対して平行か、斜めに傾く直線の集
まりであり、外側面で平行に反射してきた光を一様に受
けることが出来る。Both the outer surface and the display surface of the light guide are formed as a circular or arc-shaped conductor and a central axis symmetrical conical surface with a generatrix as a straight line, a cylindrical surface, or π at a central angle around these central axes. /
Any part of the range smaller than 2 and larger than π / 20. Therefore, the light guide and the display surface form a group of straight lines that are parallel or oblique to the direction in which light is guided, that is, the center axis of the outer surface. Therefore, light having the same incident angle with respect to the generatrix direction of the outer surface has the same reflection angle due to total reflection at any position on the outer surface. Further, the generatrix of the display surface is also a straight line, and is a group of straight lines which are parallel to or obliquely inclined with respect to the generatrix of the outer surface, and can uniformly receive light reflected parallel to the outer surface.
【0039】請求項7の発明によれば、外側面と表示面
の形状は、共に球面の一部である。しかもその中心の位
置を同じくしている。したがって、中心を含む断面での
外側面と表示面の関係は、同心円か同心円の一部の円弧
となる。この事は請求項5および請求項6の発明とまっ
たく同じであり、断面上での表示面とその像の関係は、
請求項5と同様である。請求項5の発明との違いは、中
心を含むあらゆる方向に対して、即ち3次元的に外側面
と表示面が同心円の関係にあることである。According to the seventh aspect of the present invention, both the outer surface and the display surface are part of a spherical surface. Moreover, the center position is the same. Therefore, the relationship between the outer surface and the display surface in a cross section including the center is a concentric circle or a partial arc of the concentric circle. This is exactly the same as the fifth and sixth aspects of the present invention. The relationship between the display surface and its image on the cross section is as follows.
Same as claim 5. The difference from the invention of claim 5 is that the outer surface and the display surface are concentric in all directions including the center, that is, three-dimensionally.
【0040】また、点状あるいは球状の光源を、表示面
の中心の位置に置いているために表示体を裏から均等に
照明する。請求項8の発明は、外側面が平面状あるいは
滑らかな曲面状である導光体と、上記外側面に対向した
表示面を有する表示体と、上記導光体の側部端面に向け
て投光する第1の照明部および/または上記表示体の裏
側の面に向けて投光する第2の照明部を備える照明手段
と、を備える表示装置であって、上記表示体は、上記表
示面を上記外側面から所定の距離を有し、かつ、気体の
層を介することなく上記導光体に密着した状態で配置す
ること、を特徴とする表示装置である。Since the point-like or spherical light source is located at the center of the display surface, the display body is evenly illuminated from behind. The invention according to claim 8 is directed to a light guide having an outer surface having a flat shape or a smooth curved surface, a display having a display surface opposed to the outer surface, and a light guide which is directed toward a side end surface of the light guide. A lighting unit including a first illuminating unit that emits light and / or a second illuminating unit that emits light toward a back surface of the display body, wherein the display body includes the display surface. Is disposed at a predetermined distance from the outer surface and in close contact with the light guide without an intervening gas layer.
【0041】請求項9の発明は、半透明の光拡散シート
または透明のシートを備える表示体と、上記表示体の一
方の面に気体の層を介することなく密着する第1の導光
体と、上記表示体の他方の面に気体の層を介することな
く密着する第2の導光体と、上記第1の導光体または上
記第2の導光体の少なくとも一方の側部端面の少なくと
も一方に向けて投光する照明手段と、を備えることを特
徴とする表示装置である。According to a ninth aspect of the present invention, there is provided a display having a translucent light diffusing sheet or a transparent sheet, and a first light guide which is in close contact with one surface of the display without interposing a gas layer. A second light guide that adheres to the other surface of the display body without a gas layer therebetween, and at least one side end surface of the first light guide or the second light guide. And a lighting means for projecting light toward one side.
【0042】請求項10の発明は、半透明の光拡散シー
トまたは透明のシートを備える第1の表示体と、半透明
の光拡散シートまたは透明のシートを備える第2の表示
体と、上記第1の表示体の一方の面と上記第2の表示体
の一方の面に共に気体の層を介することなく密着して挟
まれる第1の導光体と、上記第1の表示体の他方の面に
気体の層を介することなく密着し、かつ、上記第1の表
示体の他方の面に対向する外側面を有する第2の導光体
と、上記第2の表示体の他方の面に気体の層を介するこ
となく密着し、かつ、上記第2の表示体の他方の面に対
向する外側面を有する第3の導光体と、第1の導光体の
少なくとも一方の側部端面に向けて投光する照明手段
と、を備えることを特徴とする表示装置である。According to a tenth aspect of the present invention, there is provided a first display having a translucent light diffusing sheet or a transparent sheet, a second display having a translucent light diffusing sheet or a transparent sheet, A first light guide that is sandwiched between one surface of the first display body and one surface of the second display body without interposing a gas layer therebetween; and the other of the first display body. A second light guide having an outer surface opposed to the other surface of the first display body, the second light guide body being in close contact with the surface without a gas layer interposed therebetween, and being provided on the other surface of the second display body. A third light guide that has an outer surface facing the other surface of the second display body and that is in close contact with the gas display without interposing a gas layer, and at least one side end surface of the first light guide; And a lighting unit for projecting light toward the display device.
【0043】請求項8の発明によれば、導光体の側部端
面に向けて投光する第1の照明部を用いると、導光体の
側部端面から入る。外側面に向かった光は、空気の屈折
率より充分大きい屈折率である導光体の外側面で全反射
される。しかも表示面が気体の層を介することなく導光
体に密着するために、その全反射された光の主要部を表
示面まで到達させることができ、表示面を前から照明す
る光になる。また、外側面は、平面または比較的曲率半
径の大きい曲面に限定され、光を導きたい方向に対して
平行かあるいは比較的緩やかな傾きに限定され、この外
側面に対して入射角の等しい光は、極度に集中したり、
分散することがなく、外側面のどの位置でも全反射によ
る反射角が一定の範囲におさまる。According to the eighth aspect of the present invention, when the first illuminating unit that projects light toward the side end surface of the light guide is used, light enters from the side end surface of the light guide. Light directed to the outer surface is totally reflected by the outer surface of the light guide having a refractive index sufficiently higher than the refractive index of air. Moreover, since the display surface is in close contact with the light guide without passing through the gas layer, the main part of the totally reflected light can reach the display surface, and the light illuminates the display surface from the front. Further, the outer surface is limited to a flat surface or a curved surface having a relatively large radius of curvature, and is limited to a parallel or relatively gentle inclination with respect to the direction in which light is to be guided. Can be extremely focused,
There is no dispersion, and the reflection angle due to total reflection falls within a certain range at any position on the outer surface.
【0044】また、表示体の裏側の面に向けて投光する
第2の照明部を用いる場合は、表示面の透明体あるいは
半透明体の部分では、表示面を光が透過して来る。この
光の内、外側面に臨界角より小さい角度で入射した光
は、外側面を透過して観察者の見る光となる。臨界角よ
り大きい角度で入射した光は、外側面で全反射されて、
再び表示面に戻って表示面を表から照らす光になる。こ
の様に表示体を裏から照明するにも係わらず表示面を表
からも照明することになる。また、外側面が平面か、あ
るいは比較的曲率半径の大きい曲面のために、この外側
面で全反射され表示面を表から照らす光も外側面に起因
して急激に変化すること無く連続的で滑らかに変化する
ことになる。When the second illuminating unit for projecting light toward the back surface of the display body is used, light is transmitted through the display surface in the transparent or translucent body of the display surface. Of this light, light incident on the outer surface at an angle smaller than the critical angle is transmitted through the outer surface and becomes light to be viewed by an observer. Light incident at an angle larger than the critical angle is totally reflected on the outer surface,
The light returns to the display surface again and illuminates the display surface from the front. In this way, the display surface is illuminated from the front even though the display is illuminated from behind. In addition, since the outer surface is flat or a curved surface having a relatively large radius of curvature, light that is totally reflected by the outer surface and illuminates the display surface from the front is continuous without abrupt change due to the outer surface. It will change smoothly.
【0045】請求項9の発明によれば、表示体の表示面
側と裏側に導光体があり、表示体の裏側と気体の層を介
すること無く密着している第2の導光体の少なくとも一
つの側部端面に向けて光が投光され、この導光体の中を
伝わって表示体を裏から照らすことになる。表示体は半
透明か透明なシート状であるために、裏から照らされた
光を透過して、表示体の表示面に気体の層を介すること
無く密着する第1の導光体に入り、導光体の外側面に到
達して、臨界角より小さい入射角の光は、外側面を透過
して観察者に到達し、臨界角より大きい入射角の光は反
射する。反射された光は第1の導光体と表示面が密着し
て気体の層が無いため、表示面に到達して表示面を照ら
すことが出来る。According to the ninth aspect of the present invention, the light guide is provided on the display surface side and the back side of the display body, and the second light guide is in close contact with the back side of the display body without interposing a gas layer. Light is projected toward at least one side end surface, and travels through the light guide to illuminate the display from behind. Since the display body is in the form of a translucent or transparent sheet, it transmits light illuminated from the back and enters the first light guide body which is in close contact with the display surface of the display body without passing through a gas layer. Light reaching the outer surface of the light guide and having an incident angle smaller than the critical angle passes through the outer surface and reaches the observer, and light having an incident angle larger than the critical angle is reflected. The reflected light reaches the display surface and illuminates the display surface because the first light guide and the display surface are in close contact with each other and there is no gas layer.
【0046】請求項10の発明によれば、第1の表示体
の裏側の面と第2の表示体の裏側の面とに挟まれた第1
の導光体の少なくとも一つの側部端面に向けて光が投光
され、第1の導光体の中を伝わって、この第1の導光体
に密着している第1と第2の表示体を同時に裏から照ら
すことになる。第1と第2の表示体は、半透明か透明な
シート状であるために裏から照らされた光を透過して、
第1と第2の表示体の表示面に密着する第2と第3の導
光体に入り、それぞれ第2と第3の導光体の外側面に到
達して、臨界角より小さい入射角の光は、外側面を透過
して観察者に到達し、臨界角より大きい入射角の光は反
射する。反射された光は、導光体と表示面が密着して気
体の層が無いため、表示面に到達して表示面を照らす事
が出来る。According to the tenth aspect, the first display body is sandwiched between the back surface of the first display body and the back surface of the second display body.
The light is projected toward at least one side end surface of the light guide, and propagates through the first light guide, and the first and second light guides are in close contact with the first light guide. The display body is illuminated from behind simultaneously. Since the first and second display bodies are translucent or transparent sheets, they transmit light illuminated from behind,
The light enters the second and third light guides that are in close contact with the display surfaces of the first and second display bodies, reaches the outer surfaces of the second and third light guides, respectively, and has an incident angle smaller than the critical angle. Is transmitted through the outer surface and reaches the observer, and light having an incident angle larger than the critical angle is reflected. The reflected light reaches the display surface and illuminates the display surface because the light guide and the display surface are in close contact with each other and there is no gas layer.
【0047】請求項11の発明は、請求項5〜10のい
ずれか1項記載の表示装置であって、上記表示体または
上記第1の表示体または上記第2の表示体は、表面上に
局所的に外に凸状の突起および/または凹状の窪みを有
すること、を特徴とする表示装置である。[0047] The invention of claim 11 is the display device according to any one of claims 5 to 10, wherein the display, the first display, or the second display is provided on a surface. A display device characterized by having a convex protrusion and / or a concave depression locally outside.
【0048】請求項12の発明は、光を導く方向に対し
て平行な直線群または傾きを持つ直線群または曲線群を
有する外側面を備える導光体と、上記導光体に気体の層
を介することなく密着する表示面を備える表示体と、上
記導光体の側部端面に投光する照明手段と、を備える表
示装置であって、上記表示面の上記外側面に対する傾き
の度合いを上記導光体の側部端面からの距離により変え
ること、を特徴とする表示装置である。According to a twelfth aspect of the present invention, there is provided a light guide including an outer surface having a straight line group or a straight line group or a curve group having an inclination parallel to a light guiding direction, and a gas layer formed on the light guide. A display device having a display surface that is in close contact without interposition, and a lighting device that emits light to a side end surface of the light guide, wherein the degree of inclination of the display surface with respect to the outer surface is determined by the above-described method. The display device is characterized in that it is changed according to a distance from a side end surface of the light guide.
【0049】請求項13の発明は、外側面が平面状ある
いは曲面状である導光体と、上記導光体に気体の層を介
することなく密着する表示面を備える表示体と、上記導
光体の側部端面に向けて投光する照明手段と、上記外側
面と上記表示面との間で両面から離れておりかつ気体層
を有する仕切り手段と、を備える表示装置であって、上
記仕切り手段は、上記側部端面における上記外側面と上
記表示面との間の距離の10分の1より薄く、1マイク
ロメートルより厚い厚みであり、かつ、上記仕切り手段
を上記側部端面側から一定距離にある上記表示面上に直
接投光される光の一部を遮断すること、を特徴とする表
示装置である。According to a thirteenth aspect of the present invention, there is provided a light guide having an outer surface having a flat or curved shape, a display having a display surface which is in close contact with the light guide without a gas layer therebetween, and A display device comprising: illuminating means for projecting light toward a side end face of a body; and partition means having a gas layer separated from both surfaces between the outer surface and the display surface. The means has a thickness smaller than one tenth of a distance between the outer surface and the display surface on the side end face and a thickness larger than 1 micrometer, and the partition means is fixed from the side end face side. A display device, wherein part of light directly projected on the display surface at a distance is blocked.
【0050】請求項14の発明は、請求項1〜13のい
ずれか1項記載の表示装置であって、上記導光体または
上記第1の導光体または上記第2の導光体または上記第
3の導光体は、中空透明容器に透明液体を注入した複合
体であること、を特徴とする表示装置である。According to a fourteenth aspect of the present invention, there is provided the display device according to any one of the first to thirteenth aspects, wherein the light guide, the first light guide, the second light guide, or the light guide. The third light guide is a display device, which is a composite in which a transparent liquid is injected into a hollow transparent container.
【0051】請求項15の発明は、請求項14記載の表
示装置であって、上記透明液体は、蒸留水または殺菌剤
または着色剤を含む水溶液であること、を特徴とする表
示装置である。The invention according to claim 15 is the display device according to claim 14, wherein the transparent liquid is distilled water or an aqueous solution containing a disinfectant or a coloring agent.
【0052】請求項16の発明は、請求項14記載の表
示装置であって、上記中空透明容器は、柔軟透明樹脂を
材料とすること、を特徴とする表示装置である。請求項
17の発明は、請求項14記載の表示装置であって、上
記表示体または上記第1の表示体または上記第2の表示
体は、透明液体中に浸すこと、を特徴とする表示装置で
ある。A sixteenth aspect of the present invention is the display device according to the fourteenth aspect, wherein the hollow transparent container is made of a flexible transparent resin. The invention according to claim 17 is the display device according to claim 14, wherein the display, the first display, or the second display is immersed in a transparent liquid. It is.
【0053】請求項18の発明は、請求項17記載の表
示装置であって、上記表示体または上記第1の表示体ま
たは上記第2の表示体は、透明樹脂または透明プラステ
ィック・シートにより気体の層を介することなく密着し
て覆われること、を特徴とする表示装置である。According to an eighteenth aspect of the present invention, in the display device according to the seventeenth aspect, the display, the first display, or the second display is formed of a transparent resin or a transparent plastic sheet. The display device is characterized in that the display device is tightly covered without a layer.
【0054】請求項19の発明は、請求項17記載の表
示装置であって、上記表示体または上記第1の表示体ま
たは上記第2の表示体は、上記導光体または上記第1の
導光体または上記第2の導光体または上記第3の導光体
に対して時間と共に相対的に移動すること、を特徴とす
る表示装置である。A nineteenth aspect of the present invention is the display device according to the seventeenth aspect, wherein the display, the first display, or the second display is the light guide or the first light guide. The display device moves relative to a light body, the second light guide, or the third light guide with time.
【0055】請求項20の発明は、請求項18記載の表
示装置であって、上記表示体または上記第1の表示体ま
たは上記第2の表示体は、シート状であり、上記導光体
は、上記表示体または上記第1の表示体または上記第2
の表示体を浸すための専用液溜を備え、上記表示体また
は上記第1の表示体または上記第2の表示体は、上記専
用液溜内に設置されること、を特徴とする表示装置であ
る。According to a twentieth aspect of the present invention, in the display device according to the eighteenth aspect, the display body, the first display body, or the second display body is a sheet, and the light guide is The display, the first display, or the second display.
A dedicated liquid reservoir for immersing the display body, wherein the display body or the first display body or the second display body is installed in the dedicated liquid reservoir. is there.
【0056】請求項21の発明は、光透過な導光体と、
表示画像を形成した表示体と、上記導光体の側部端面に
対面した第1の反射面を備える第1の反射手段と、上記
表示体の片面に対面した第2の反射面を備える第2の反
射手段と、上記第1の反射面および上記第2の反射面に
共に対面する位置に置かれた光源を備える照明手段と、
を備える表示装置であって、上記照明手段から上記第1
の反射面に向けて発せられた光が上記導光体の側部端面
に向けて反射されるように上記第1の反射面を上記導光
体の側部端面と光源に対して斜めに配置し、かつ、上記
照明手段から上記第2の反射面に向けて発せられた光が
上記表示体の片面に向けて反射されるように、上記第2
の反射面を上記表示体の片面と上記照明手段に対して斜
めに配置すること、を特徴とする表示装置である。According to a twenty-first aspect of the present invention, a light-transmitting light guide,
A display body on which a display image is formed, a first reflection unit having a first reflection surface facing a side end surface of the light guide, and a second reflection surface having a second reflection surface facing one surface of the display body. 2 illuminating means comprising a light source located at a position facing both the first reflecting surface and the second reflecting surface;
A display device comprising:
The first reflection surface is arranged obliquely with respect to the side end surface of the light guide and the light source such that light emitted toward the reflection surface of the light guide is reflected toward the side end surface of the light guide. And the second light is emitted from the illumination means toward the second reflection surface so as to be reflected toward one surface of the display body.
Wherein the reflection surface is disposed obliquely with respect to one surface of the display body and the illumination means.
【0057】請求項22の発明は、中空円柱体状,中空
円錐体状,平面上での導線の一部を中心角が2πより小
さい円弧でかつ上記円弧を通って上記平面に直交する直
線を母線とする外側に凸状の柱面を外側面とする中空柱
面体状,以上の形状群のいずれかである導光体と、表示
手段と、上記導光体を固定する固定手段と、を備える表
示装置であって、上記固定手段は、上記導光体の中空部
分に設置すること、を特徴とする表示装置である。According to a twenty-second aspect of the present invention, a part of a conducting wire on a hollow cylindrical body, a hollow conical body, and a plane is formed into an arc having a central angle smaller than 2π and passing through the arc and orthogonal to the plane. A light guide which is a hollow columnar body having an outer convex columnar surface serving as a generatrix as an outer surface, or a light guide of any of the above-mentioned shape groups; a display means; and a fixing means for fixing the light guide. The display device according to claim 1, wherein the fixing unit is provided in a hollow portion of the light guide.
【0058】請求項11の発明によれば、新たに追加し
た突起と窪みは、他の表示面よりは突起は外側面に近づ
き、窪みは外側面から遠ざかる。このため、この突起あ
るいは窪みが立体的に凸あるいは凹のある面となり、表
示面を凸あるいは凹のある像として見えるようになる。According to the eleventh aspect of the present invention, the newly added projections and depressions are such that the projections are closer to the outer surface than the other display surfaces, and the depressions are farther from the outer surface. For this reason, the projections or depressions become a three-dimensionally convex or concave surface, and the display surface can be seen as a convex or concave image.
【0059】請求項12の発明によれば、表示面の外側
面に対する傾きの度合いを導光体の側部端面からの距離
に応じて変えると、外側面で全反射してきた光および側
部端面から直接到達する光の、表示面の単位面積当たり
に受ける量を変えることが出来る。導光体の側部端面か
ら光を入れて表示面を照明する場合に、外側面と表示面
が平行だと、側部端面からの距離により離れるにしたが
って表示面は暗くなっていくのが一般である。これは、
側部端面から入る光が、完全な平行光線にすることが難
しく、不平行な光の成分があり、同じ立体角の光であっ
ても、側部端面から離れるにしたがって、照射面積が増
大し、単位面積当たりの光の量が遠くほど少なくなるこ
とによる。これを表示面を外側面に対して傾けること
で、外側面で反射して表示面に到達する単位面積当たり
の光の量を調整し、表示面の明るさを均一化できる。ま
た、当然、側部端面から直接表示面に到達する光も同様
に調整できる。また、表示体を裏から照明し、表示面を
出て外側面で反射されて戻ってくる光に対しても調整す
ることができる。According to the twelfth aspect of the present invention, when the degree of inclination of the display surface with respect to the outer surface is changed according to the distance from the side end surface of the light guide, the light totally reflected on the outer surface and the side end surface are obtained. The amount of light that directly reaches from the display unit per unit area of the display surface can be changed. When illuminating the display surface by entering light from the side end surface of the light guide, if the outer surface and the display surface are parallel, the display surface generally becomes darker as the distance from the side end surface increases. It is. this is,
It is difficult for the light entering from the side end face to be a perfect parallel ray, and there is a component of non-parallel light, and even with light of the same solid angle, the irradiation area increases as the distance from the side end face increases. This is because the farther the amount of light per unit area becomes, the smaller the amount of light becomes. By tilting the display surface with respect to the outer surface, the amount of light per unit area that is reflected on the outer surface and reaches the display surface can be adjusted, and the brightness of the display surface can be made uniform. In addition, naturally, the light that reaches the display surface directly from the side end face can be similarly adjusted. Further, it is possible to illuminate the display body from behind and adjust the light that exits the display surface and is reflected by the outer surface and returns.
【0060】請求項13の発明によれば、外側面と表示
面の間に気体の層が挿入され、この気体の層で全反射が
生じる。外側面とこの気体の層との間で、また複数の気
体の層がある場合は、互いに隣り合う気体の層相互で、
全反射を繰り返しながら、光源から離れた方向に光を導
き、この気体の層が切れた所で光は、開放されて表示面
を照らす光になる。According to the thirteenth aspect, a gas layer is inserted between the outer surface and the display surface, and total reflection occurs in the gas layer. Between the outer surface and this layer of gas, and if there is more than one layer of gas, between adjacent layers of gas,
While repeating total reflection, light is guided in a direction away from the light source, and when the gas layer is cut off, the light is released and becomes light illuminating the display surface.
【0061】請求項14の発明によれば、導光体は、中
空透明容器に透明液体を注入した複合体であり、透明液
体は中空容器とあいまって光の径路などに強い影響を及
ぼす導光体の光学的な機能を果す。製造、運搬などの各
過程で中空透明容器と透明液体とを分離することが出
来、また、液体と表示体は気体を介すること無く容易に
密着することが出来る。According to the fourteenth aspect of the present invention, the light guide is a composite in which a transparent liquid is injected into a hollow transparent container, and the transparent liquid, together with the hollow container, has a strong effect on a light path and the like. Performs the optical function of the body. The hollow transparent container and the transparent liquid can be separated in each process such as production and transportation, and the liquid and the display body can easily adhere to each other without passing gas.
【0062】請求項15の発明によれば、透明液体は蒸
留水又は殺菌剤、着色剤を含む水溶液であり、入手が容
易で安価である。殺菌剤により微小動物、藻などの水性
植物の繁殖を抑えることが出来、また、着色剤などで容
易に導光体に色を付けることが出来る。これら殺菌剤、
着色剤に適切なものを選べば、公害などの発生を抑える
こと出来る。According to the fifteenth aspect, the transparent liquid is distilled water or an aqueous solution containing a bactericide and a coloring agent, and is easily available and inexpensive. The germicide can suppress the growth of aqueous plants such as micro-animals and algae, and can easily color the light guide with a coloring agent or the like. These fungicides,
If an appropriate coloring agent is selected, the occurrence of pollution and the like can be suppressed.
【0063】請求項16の発明によれば、中空透明容器
の材料が柔軟透明樹脂であり、柔軟塩化ビニールなどの
安価な材料が使用でき、導光体の形状によっては製造・
制作も容易である。更に製造工程、運搬時に折りたたむ
などすることができる。According to the sixteenth aspect of the present invention, the material of the hollow transparent container is a flexible transparent resin, and an inexpensive material such as flexible vinyl chloride can be used.
Production is easy. Further, it can be folded during the manufacturing process and transportation.
【0064】請求項17の発明によれば、表示体を透明
液体に浸すことになり、表示体と導光体が容易に密着す
ることが出来、また表示体を導光体の中で密着状態を維
持して動かすことが出来るようになる。According to the seventeenth aspect of the present invention, the display body is immersed in the transparent liquid, so that the display body and the light guide can be easily brought into close contact with each other, and the display body can be brought into close contact with the light guide. Can be maintained and moved.
【0065】請求項18の発明によれば、表示体が透明
樹脂あるいは透明プラスティック・シートにより気体の
層を介することなく密着して覆われる。これにより、表
示体は導光体の透明液体から防護され、かつ表示面と導
光体とは透明樹脂あるいは透明プラスティック・シート
を介して気体の層を介して密着することができる。According to the eighteenth aspect of the present invention, the display body is closely covered with the transparent resin or the transparent plastic sheet without the gas layer therebetween. Thereby, the display body is protected from the transparent liquid of the light guide, and the display surface and the light guide can be in close contact with each other through the gas layer through the transparent resin or the transparent plastic sheet.
【0066】請求項19の発明によれば、表示体の表示
面を導光体の外側面に対して時間的に動かすために、表
示面と外側面との位置関係が変わり、表示図形の像が時
間と共に変化する。According to the nineteenth aspect of the invention, in order to temporally move the display surface of the display with respect to the outer surface of the light guide, the positional relationship between the display surface and the outer surface changes, and the image of the display figure is displayed. Changes over time.
【0067】請求項20の発明によれば、表示体の設置
状態での形状に合わせた形状の導光体の裏側の面に沿っ
て表示体を浸す専用液溜を設け、この専用液溜にシート
状の表示体を浸して使用する。したがって、表示体を専
用液溜に挿入するだけで表示体は使用状態の形状にな
る。また、専用液溜には液体が入っているので表示面を
導光体に密着することも出来る。According to the twentieth aspect of the present invention, a dedicated liquid reservoir for immersing the display body is provided along the back surface of the light guide having a shape conforming to the shape of the display body in the installed state. A sheet-shaped display is dipped and used. Therefore, the display is brought into a used state only by inserting the display into the dedicated liquid reservoir. Further, since the exclusive liquid reservoir contains liquid, the display surface can be brought into close contact with the light guide.
【0068】請求項21の発明によれば、第1の反射面
が導光体の側部端面に対面した位置に、第2の反射面が
表示体の裏側の面に対面した位置に置かれている。また
この第1の反射面と第2の反射面の両方に対面する位置
に光源が置かれ、光源は少なくとも第1と第2の両方の
反射面の方向に進む光束を発生する。第1の反射面は光
源からの光を導光体の側部端面に向けて反射するように
反射面を調整し、第2の反射面は光源からの光を表示体
の裏側の面にに向けて反射するように反射面を調整して
置かれる。これにより単一の光源から出た光により導光
体の側部端面と表示体の裏側の面の両方を照らすことが
出来る。According to the twenty-first aspect, the first reflecting surface is located at a position facing the side end surface of the light guide, and the second reflecting surface is located at a position facing the back surface of the display. ing. A light source is placed at a position facing both the first reflecting surface and the second reflecting surface, and the light source generates a light beam traveling in at least the directions of both the first and second reflecting surfaces. The first reflecting surface adjusts the reflecting surface to reflect the light from the light source toward the side end surface of the light guide, and the second reflecting surface transfers the light from the light source to the back surface of the display. The reflective surface is adjusted so that it reflects toward the camera. Thus, the light emitted from a single light source can illuminate both the side end surface of the light guide and the back surface of the display.
【0069】請求項22の発明によれば、導光体はいず
れも中空部を有しており、この中空部に表示装置を支え
る固定部を設置する。したがって、固定部は表示体の裏
側に設置することになる。これにより、固定部が外側面
を遮ることが無くなる。According to the twenty-second aspect, each of the light guides has a hollow portion, and a fixing portion for supporting the display device is provided in the hollow portion. Therefore, the fixed portion is installed on the back side of the display. Thus, the fixing portion does not block the outer surface.
【0070】請求項23の発明は、透過して物体を可視
せしめる表示装置であって、上記物体の少なくとも一部
が密着する対物面を有する対物部と、上記対物部に対し
て上記物体と反対側に設置されかつ上記物体を上記対物
部を通して表示する外側面を有する表示部と、を備える
ことを特徴とする表示装置である。According to a twenty-third aspect of the present invention, there is provided a display device for making an object visible by transmitting the object, wherein the object has an object surface on which at least a part of the object is in close contact, and the object is opposed to the object with respect to the object. A display unit installed on the side and having an outer surface for displaying the object through the objective unit.
【0071】請求項24の発明は、請求項23記載の表
示装置であって、上記対物部の対物面に対し一方の位置
から投光する第1の照明部および/または上記対物面に
対し他方の位置から投光する第2の照明部を有する照明
手段、を更に備えることを特徴とする表示装置である。According to a twenty-fourth aspect of the present invention, there is provided the display device according to the twenty-third aspect, wherein the first illuminating unit for projecting light from one position with respect to the objective surface of the objective unit and / or the other with respect to the objective surface. And a lighting unit having a second lighting unit for projecting light from the position.
【0072】請求項25の発明は、求項23記載の表示
装置であって、上記対物面に密着する物体で文字や図形
等の画像を形成せしめる表示体、を更に備えることを特
徴とする表示装置である。According to a twenty-fifth aspect of the present invention, there is provided the display device according to the twenty-third aspect, further comprising a display member for forming an image such as a character or a figure with an object that is in close contact with the objective surface. Device.
【0073】請求項26の発明は、請求項23記載の表
示装置であって、上記対物部に対し投光する第1の照明
部および/または上記対物部に対し上記第1の照明部と
は反対側から投光する第2の照明部を有する照明手段
と、上記対物部に密着する物体で文字や図形等の画像を
形成せしめる表示体と、を更に備えることを特徴とする
表示装置である。According to a twenty-sixth aspect of the present invention, in the display device according to the twenty-third aspect, the first illuminating section for projecting light to the objective section and / or the first illuminating section for the objective section A display device further comprising: an illuminating unit having a second illuminating unit for projecting light from the opposite side; and a display body for forming an image such as a character or a figure with an object that is in close contact with the objective unit. .
【0074】請求項27の発明は、請求項26記載の表
示装置であって、上記第1の照明部から投光される光お
よび/または上記第2の照明部から投光され上記表示部
および上記対物部を透過する光が、上記外側面で反射さ
れ上記対物部に投光されること、を特徴とする表示装置
である。The invention according to claim 27 is the display device according to claim 26, wherein the light projected from the first lighting section and / or the light projected from the second lighting section and The light transmitted through the objective section is reflected by the outer surface and projected to the objective section.
【0075】請求項23の発明によれば、表示装置内を
透過して、観察者が観察すべき物体を表示する表示装置
において、対物部は、上記物体を対物面に密着せしめ、
表示部は、上記対物部に対して上記物体と反対側に設置
することにより、上記対物部を通して上記物体を表示面
に表示せしめる。According to the twenty-third aspect of the present invention, in the display device for displaying the object to be observed by the observer through the display device, the objective section makes the object adhere to the object surface,
The display unit displays the object on the display surface through the objective unit by being installed on the opposite side of the object unit with respect to the object.
【0076】請求項24の発明によれば、第1の光源
は、一方の位置から対物部の対物面に対して投光するこ
とにより、対物面に密着している物体を、対物部を透過
した光で照明する。第2の光源は、上記第1の光源から
投光される上記対物面の反対側に投光することにより、
直接上記物体を照明する。According to the twenty-fourth aspect of the present invention, the first light source emits light from one position to the objective surface of the objective portion, thereby transmitting an object that is in close contact with the objective surface through the objective portion. Illuminate with light. The second light source emits light on the opposite side of the object plane emitted from the first light source,
Illuminate the object directly.
【0077】請求項25の発明によれば、表示体は、観
察者が観察できる文字や図形等の画像を形成する。請求
項26の発明によれば、表示体は、観察者が観察できる
文字や図形等の画像を形成する。第1の光源は、一方の
位置から対物部の対物面に対して投光することにより、
対物面に密着している上記表示体を、対物部を透過した
光で照明する。第2の光源は、上記第1の光源から投光
される上記対物面の反対側に投光することにより、直接
上記表示体を照明する。According to the twenty-fifth aspect, the display forms an image such as a character or a figure which can be observed by the observer. According to the twenty-sixth aspect, the display forms an image such as a character or a figure that can be observed by the observer. The first light source emits light from one position to the object plane of the object unit,
The display body that is in close contact with the object surface is illuminated with light transmitted through the object part. The second light source directly illuminates the display by projecting light on the opposite side of the object plane from which light is emitted from the first light source.
【0078】請求項27の発明によれば、第1の光源
は、一方の位置から対物部の対物面に対して投光するこ
とにより、対物面に密着している物体を、直接対物部を
透過した光および表示面で全反射した光で照明する。第
2の光源は、上記第1の光源から投光される上記対物面
の反対側に投光することにより、上記対物面を透過し上
記表示面で全反射した光で上記物体を照明する。According to the twenty-seventh aspect, the first light source emits light from one position to the object plane of the object part, thereby directly moving the object in close contact with the object plane to the object part. Illuminate with transmitted light and light totally reflected by the display surface. The second light source illuminates the object with light transmitted through the objective surface and totally reflected by the display surface by projecting the light from the first light source onto the opposite side of the objective surface.
【0079】請求項28の発明は、請求項23〜27の
いずれか1項記載の表示装置であって、 上記表示部
は、上記外側面上の任意の点における曲率円が上記外側
面の同じ側に生成されること、を特徴とする表示装置で
ある。According to a twenty-eighth aspect of the present invention, in the display device according to any one of the twenty-third to the twenty-third aspect, the display section has a curvature circle at an arbitrary point on the outer surface which is the same as that of the outer surface. The display device is generated on the side.
【0080】請求項29の発明は、請求項28記載の表
示装置であって、上記表示部は、上記外側面が少なくと
も円柱面あるいは円錐面の一部あるいは全部であるこ
と、を特徴とする表示装置である。A display device according to a twenty-ninth aspect of the present invention is the display device according to the twenty-eighth aspect, wherein the display portion has at least a part or all of a cylindrical surface or a conical surface. Device.
【0081】請求項30の発明は、請求項28記載の表
示装置であって、上記表示部は、上記外側面が少なくと
も球面あるいは卵型形状を成す曲面の一部あるいは全部
であること、を特徴とする表示装置である。According to a thirtieth aspect of the present invention, there is provided the display device according to the twenty-eighth aspect, wherein the display portion has at least a part or all of a curved surface having a spherical surface or an oval shape. Is a display device.
【0082】請求項31の発明は、請求項28記載の表
示装置であって、上記表示部は、上記外側面が平面状あ
るいは滑らかな曲面状であること、を特徴とする表示装
置である。According to a thirty-first aspect of the present invention, in the display device according to the twenty-eighth aspect, the display portion has a flat or smooth curved outer surface.
【0083】請求項28の発明によれば、表示部は、表
示面上の任意の点における曲率円が上記表示面の同じ側
に生成されることにより、上記表示面上のどの点におい
ても凸状または凹状の曲面を有することになり、凸レン
ズまたは凹レンズの働きをする。According to the twenty-eighth aspect of the present invention, the display section is configured such that a curvature circle at an arbitrary point on the display surface is generated on the same side of the display surface, so that the display portion is convex at any point on the display surface. It has a convex or concave curved surface and acts as a convex or concave lens.
【0084】請求項29の発明によれば、表示部は、滑
らかな凸レンズの働きをする。また、表示面は、光の導
く方向に対して直線的であり、平行かあるいは一定の角
度を成している。According to the twenty-ninth aspect, the display portion functions as a smooth convex lens. Further, the display surface is linear with respect to the direction in which light is guided, and is parallel or at a fixed angle.
【0085】請求項30の発明によれば、表示部は、滑
らかな凸レンズの働きをする。請求項31の発明によれ
ば、表示部は、外側面上のどの点においても、出射光の
光束を極度に収束も分散もさせることがなく、限定され
る。According to the thirtieth aspect, the display section functions as a smooth convex lens. According to the thirty-first aspect, the display unit is limited at any point on the outer surface without extremely converging or dispersing the luminous flux of the emitted light.
【0086】請求項32の発明は、請求項23〜31の
いずれか1項記載の表示装置であって、 上記対物部
は、任意の形状であること、を特徴とする表示装置であ
る。請求項33の発明は、請求項32記載の表示装置で
あって、上記対物部は、上記対物面が少なくとも円柱面
状あるいは円錐面状であるかあるいはその一部であるこ
と、を特徴とする表示装置である。The invention of claim 32 is the display device according to any one of claims 23 to 31, wherein the objective section has an arbitrary shape. A thirty-third aspect of the present invention is the display device according to the thirty-second aspect, wherein the objective portion has at least a cylindrical surface or a conical surface or a part thereof. A display device.
【0087】請求項34の発明は、請求項32記載の表
示装置であって、上記対物部は、上記対物面が少なくと
も球面あるいは卵型形状を成す曲面の一部あるいは全部
であること、を特徴とする表示装置である。According to a thirty-fourth aspect of the present invention, in the display device according to the thirty-second aspect, the objective portion is at least a part or all of a curved surface having a spherical surface or an oval shape. Is a display device.
【0088】請求項35の発明は、請求項32記載の表
示装置であって、上記対物部は、上記表示部が平面状あ
るいは滑らかな曲面状であること、を特徴とする表示装
置である。The invention according to claim 35 is the display device according to claim 32, wherein the objective section has a flat or smooth curved display section.
【0089】請求項32の発明によれば、対物部は、そ
の形状を密着する物体に合わせる。請求項33の発明に
よれば、対物面は、少なくとも一部が円柱面状あるいは
円錐面状の物体を密着せしめ、水平方向において、滑ら
かな凸レンズあるいは凹レンズの働きをする。According to the thirty-second aspect of the present invention, the shape of the objective portion is adjusted to the object that is in close contact. According to the thirty-third aspect of the present invention, at least a part of the objective surface is brought into close contact with a cylindrical or conical object, and functions as a smooth convex or concave lens in the horizontal direction.
【0090】請求項34の発明によれば、対物面は、少
なくとも一部が球状あるいは卵型状の物体を密着せし
め、滑らかな凸レンズあるいは凹レンズの働きをする。
請求項35の発明によれば、対物部は、少なくとも一部
が平面か比較的曲率半径の大きい曲面を有する物体を密
着せしめ、対物面上のどの点においても、入射光および
出射光の光束を極度に収束も分散もさせることがなく、
限定される。According to the thirty-fourth aspect, at least a part of the object surface is brought into close contact with a spherical or oval object, and functions as a smooth convex or concave lens.
According to the thirty-fifth aspect of the present invention, the objective section makes an object having at least a part thereof a flat surface or a curved surface having a relatively large radius of curvature adhere to each other, and at any point on the objective surface, radiates the luminous fluxes of the incident light and the emitted light. Without converging or dispersing extremely,
Limited.
【0091】請求項36の発明は、請求項23〜35の
いずれか1項記載の表示装置であって、上記表示部の上
記外側面の任意の点からの入射光が上記入射光の焦点よ
り上記任意の点寄りで上記対物部の上記対物面と交わる
こと、を特徴とする表示装置である。According to a thirty-sixth aspect, in the display device according to any one of the twenty-third to thirty-fifth aspects, incident light from an arbitrary point on the outer surface of the display portion is more than a focal point of the incident light. A display device, wherein the display device crosses the object plane of the object part at an arbitrary point.
【0092】請求項37の発明は、請求項23〜36の
いずれか1項記載の表示装置であって、上記表示部と接
続することにより上記対物部を保持する保持部材、を更
に備え、上記対物部は、透明液体により形成されるこ
と、を特徴とする表示装置である。[0092] The invention according to claim 37 is the display device according to any one of claims 23 to 36, further comprising a holding member that holds the objective unit by connecting to the display unit. The objective unit is a display device formed of a transparent liquid.
【0093】請求項38の発明は、請求項23〜36の
いずれか1項記載の表示装置であって、上記対物部と上
記表示部とによって囲まれた中空部を形成すること、を
特徴とする表示装置である。[0093] The invention according to claim 38 is the display device according to any one of claims 23 to 36, wherein a hollow portion surrounded by the objective section and the display section is formed. Display device.
【0094】請求項39の発明は、請求項38記載の表
示装置であって、上記中空部は、透明物質が入れられて
いること、を特徴とする表示装置である。請求項40の
発明は、請求項39記載の表示装置であって、上記中空
部は、透明液体が注入されていること、を特徴とする表
示装置である。The invention according to claim 39 is the display device according to claim 38, wherein the hollow portion contains a transparent substance. The invention according to claim 40 is the display device according to claim 39, wherein the hollow portion is filled with a transparent liquid.
【0095】請求項36の発明によれば、観察者が観察
する物体の像を、上下左右に反転の無い正立像とせしめ
る。請求項37の発明によれば、保持部材は、表示部と
接続することにより、透明液体である対物部が流動しな
いように保持せしめる。According to the thirty-sixth aspect of the present invention, the image of the object observed by the observer is set as an erect image having no upside down, left and right. According to the thirty-seventh aspect of the present invention, the holding member is connected to the display unit to hold the objective portion, which is a transparent liquid, so as not to flow.
【0096】請求項38の発明によれば、中空部を形成
することにより、観察者が対物部、上記中空部、表示部
を通して、上記対物部に密着している物体を観察する。
請求項39の発明によれば、中空部には透明物質が入れ
られているので、観察者が対物部、上記透明物質、表示
部を通して、上記対物部に密着している物体を観察す
る。According to the thirty-eighth aspect of the present invention, by forming the hollow portion, the observer observes the object that is in close contact with the objective portion through the objective portion, the hollow portion, and the display portion.
According to the thirty-ninth aspect of the present invention, since the transparent material is contained in the hollow portion, the observer observes the object that is in close contact with the objective portion through the objective portion, the transparent material, and the display portion.
【0097】請求項40の発明によれば、中空部には透
明液体が入れられているので、観察者が対物部、上記透
明液体、表示部を通して、上記対物部に密着している物
体を観察する。According to the forty-ninth aspect, since the transparent liquid is contained in the hollow portion, the observer observes the object that is in close contact with the objective portion through the objective portion, the transparent liquid, and the display portion. I do.
【0098】請求項41の発明は、請求項24または2
6〜40のいずれか1項記載の表示装置であって、上記
第1の照明部と上記第2の照明部を同一とすること、を
特徴とする表示装置である。The invention of claim 41 is the invention of claim 24 or 2
41. The display device according to any one of 6 to 40, wherein the first lighting unit and the second lighting unit are the same.
【0099】請求項42の発明は、請求項24または2
6〜41のいずれか1項記載の表示装置であって、上記
第1の照明部および/または上記第2の照明部から出射
された光を反射する反射手段、を更に備えることを特徴
とする表示装置である。The invention of claim 42 is the invention of claim 24 or 2
42. The display device according to any one of items 6 to 41, further comprising a reflection unit configured to reflect light emitted from the first illumination unit and / or the second illumination unit. A display device.
【0100】請求項43の発明は、請求項42記載の表
示装置であって、上記第1の照明部および/または上記
第2の照明部を覆う光散乱シート、を更に備えることを
特徴とする表示装置である。[0100] The invention according to claim 43 is the display device according to claim 42, further comprising a light scattering sheet for covering the first lighting section and / or the second lighting section. A display device.
【0101】請求項41の発明によれば、同一の光源か
ら投光される光の一部が、対物部の対物面に対して投光
することにより、対物面に密着している物体を、対物部
を透過した光で照明する。他の一部が、上記対物面の反
対側に投光することにより、直接上記物体を照明する。According to the forty-first aspect, a part of the light emitted from the same light source is projected on the objective surface of the objective part, so that the object which is in close contact with the objective surface can be removed. The object is illuminated with the transmitted light. Another part illuminates the object directly by projecting light on the opposite side of the object plane.
【0102】請求項42の発明によれば、反射部材は、
第1の光源から投光される光を反射し、対物部の対物面
に対して投光することにより、対物面に密着している物
体を、対物部を透過した光で照明する。また、第2の光
源から投光される光を反射し、上記対物面の反対側に投
光することにより、直接上記物体を照明する。According to the invention of claim 42, the reflecting member is
By reflecting the light emitted from the first light source and projecting the light onto the objective surface of the objective unit, the object that is in close contact with the objective surface is illuminated with the light transmitted through the objective unit. Further, the object is directly illuminated by reflecting light emitted from the second light source and projecting the light on the opposite side of the object plane.
【0103】請求項43の発明によれば、光散乱シート
は、光源から投光される光を散乱させる。請求項44の
発明は、請求項25〜43のいずれか1項記載の表示装
置であって、 上記表示体は、CRTディスプレイ装置
または液晶ディスプレイ装置またはプラズマディスプレ
イ装置等のディスプレイ装置であること、を特徴とする
表示装置である。According to the invention of claim 43, the light scattering sheet scatters light projected from the light source. The invention according to claim 44 is the display device according to any one of claims 25 to 43, wherein the display is a display device such as a CRT display device, a liquid crystal display device, or a plasma display device. It is a display device characterized by the following.
【0104】請求項45の発明は、請求項25〜43の
いずれか1項記載の表示装置であって、上記表示体は、
シート状であること、を特徴とする表示装置である。請
求項46の発明は、請求項45記載の表示装置であっ
て、上記表示体は、複数であること、を特徴とする表示
装置である。[0104] The invention according to claim 45 is the display device according to any one of claims 25 to 43, wherein the display body comprises:
A display device having a sheet shape. The invention according to claim 46 is the display device according to claim 45, wherein the display body is plural.
【0105】請求項47の発明は、請求項45または4
6記載の表示装置であって、上記表示体は、可動である
こと、を特徴とする表示装置である。請求項48の発明
は、請求項45〜47のいずれか1項記載の表示装置で
あって、上記表示体は、スクリーンであること、を特徴
とする表示装置である。The invention of claim 47 is the invention of claim 45 or claim 4.
7. The display device according to 6, wherein the display body is movable. The invention of claim 48 is the display device according to any one of claims 45 to 47, wherein the display is a screen.
【0106】請求項49の発明は、請求項45〜47の
いずれか1項記載の表示装置であって、上記表示体は、
空隙、窪み、突起等により文字や図形等を形成されてい
ること、を特徴とする表示装置である。(49) The display device according to any one of (45) to (47), wherein the display is
A display device characterized in that characters, figures, and the like are formed by gaps, depressions, protrusions, and the like.
【0107】請求項50の発明は、請求項45、48あ
るいは49のいずれか1項記載の表示装置であって、上
記表示体は、文字や図形等が描画されていること、を特
徴とする表示装置である。[0107] The invention according to claim 50 is the display device according to any one of claims 45, 48 and 49, characterized in that the display body is drawn with characters, figures and the like. A display device.
【0108】請求項51の発明は、請求項44〜50の
いずれか1項記載の表示装置であって、上記表示体は、
少なくとも一部が透明あるいは半透明であること、を特
徴とする表示装置である。[0108] The invention according to claim 51 is the display device according to any one of claims 44 to 50, wherein the display body comprises:
A display device characterized in that at least a part thereof is transparent or translucent.
【0109】請求項52の発明は、請求項23〜51の
いずれか1記載の表示装置であって、文字や図形等の画
像を形成せしめる表示体を設置するための専用液溜をさ
らに備えること、を特徴とする表示装置である。The invention according to claim 52 is the display device according to any one of claims 23 to 51, further comprising a dedicated liquid reservoir for installing a display member for forming an image such as a character or a figure. And a display device characterized by the following.
【0110】請求項44の発明によれば、対物部および
表示部を通して、観察者にディスプレイ装置の表示画像
を可視せしめる。請求項45の発明によれば、対物部お
よび表示部を通して、観察者に形成された表示画像を可
視せしめる。According to the forty-fourth aspect, the display image on the display device is made visible to the observer through the objective part and the display part. According to the forty-fifth aspect, the display image formed by the observer is made visible through the objective part and the display part.
【0111】請求項46の発明によれば、対物部および
表示部を通して、観察者にそれぞれの表示画像を可視せ
しめる。請求項47の発明によれば、対物部および表示
部を通して、観察者にそれぞれの表示画像の変化を可視
せしめる。[0111] According to the forty-sixth aspect, each display image is made visible to the observer through the objective section and the display section. According to the forty-seventh aspect, the change of each display image is made visible to the observer through the objective part and the display part.
【0112】請求項48の発明によれば、対物部および
表示部を通して、観察者に投影された表示画像を可視せ
しめる。請求項49の発明によれば、対物部および表示
部を通して、観察者に空隙、窪み、突起等により形成さ
れた表示画像を可視せしめる。According to the forty-eighth aspect, the display image projected to the observer is made visible through the objective part and the display part. According to the forty-ninth aspect, a display image formed by a gap, a dent, a projection, or the like is made visible to an observer through the objective unit and the display unit.
【0113】請求項50の発明によれば、対物部および
表示部を通して、観察者に描画された表示画像を可視せ
しめる。請求項51の発明によれば、第2の光源から投
光された光を対物部に透過させる。According to the fiftyth aspect of the present invention, the display image drawn by the observer is made visible through the objective part and the display part. According to the invention of claim 51, the light projected from the second light source is transmitted to the objective section.
【0114】請求項52の発明によれば、表示体を専用
液溜に挿入するだけで表示体は使用状態の形状になる。
また、専用液溜には液体が入っているので表示面を対物
部に密着することも出来る。According to the fifty-second aspect of the present invention, the display body is brought into a use state only by inserting the display body into the exclusive liquid reservoir.
Further, since the exclusive liquid reservoir contains liquid, the display surface can be brought into close contact with the objective portion.
【0115】請求項53の発明は、少なくとも一部が透
明な筒状である表示部と、上記表示部の内側に液体を蓄
えられるように上記表示部の端部を閉じる保持部材と、
上記表示部に表示させる表示体を上記表示部の内側で支
持する支持部と、を備えることを特徴とする表示装置で
ある。[0115] The invention according to claim 53 is a display device, wherein at least a part of the display unit is transparent, and a holding member for closing an end of the display unit so that liquid can be stored inside the display unit.
And a support unit for supporting a display body to be displayed on the display unit inside the display unit.
【0116】請求項54の発明は、請求項53記載の表
示装置であって、上記表示部は、水平断面の外周の少な
くとも一部が円状あるいは楕円状であり、かつ、上記表
示部の厚みが上記外周の半径に比べて極めて小さく、上
記支持部は、平面状の画像を形成した表示体を平面状の
ままあるいは筒状に形成して上記表示部の内側に蓄えら
れる水中に浸ることができるように支持し、かつ、上記
表示部の上記外周と上記表示体との距離を上記外周の半
径から減じた値に対する上記外周の半径の比が上記蓄え
られる液体の屈折率以下となるような位置にくるように
すること、を特徴とする表示装置である。The invention of claim 54 is the display device according to claim 53, wherein at least a part of the outer periphery of the horizontal section is circular or elliptical, and the thickness of the display section is Is extremely small compared to the radius of the outer periphery, and the support portion can be immersed in the water stored inside the display portion by forming the display body on which the flat image is formed in a flat shape or in a tubular shape. So that the ratio of the radius of the outer periphery to a value obtained by subtracting the distance between the outer periphery of the display unit and the display body from the radius of the outer periphery is equal to or less than the refractive index of the stored liquid. A display device.
【0117】請求項55の発明は、請求項53記載の表
示装置であって、上記表示部は、水平断面の外周の少な
くとも一部が円状あるいは楕円状であり、かつ、上記表
示部の厚みが上記外周の半径に比べて極めて小さく、上
記支持部は、平面状の画像を形成した表示体を平面状の
ままあるいは筒状に形成して上記表示部の内側に蓄えら
れる水中に浸ることができるように支持し、かつ、上記
表示部の上記外周と上記表示体との距離を上記外周の半
径から減じた値に対する上記外周の半径の比が上記蓄え
られる液体の屈折率以上となるような位置にくるように
すること、を特徴とする表示装置である。The invention according to claim 55 is the display device according to claim 53, wherein at least a part of the outer periphery of the horizontal section is circular or elliptical, and the thickness of the display unit is Is extremely small compared to the radius of the outer periphery, and the support portion can be immersed in the water stored inside the display portion by forming the display body on which the flat image is formed in a flat shape or in a tubular shape. So that the ratio of the radius of the outer periphery to a value obtained by subtracting the distance between the outer periphery of the display unit and the display body from the radius of the outer periphery is equal to or more than the refractive index of the stored liquid. A display device.
【0118】請求項56の発明は、請求項53〜55記
載の表示装置であって、上記表示部の端面から内側に投
光する第1の照明手段、および/または、上記支持部で
支持される上記表示体に投光するように上記表示体を挟
んで上記表示部と反対側に設けられた第2の照明手段、
を更に備えることを特徴とする表示装置である。The invention according to claim 56 is the display device according to claims 53 to 55, wherein the first illuminating means for projecting light inward from an end face of the display unit and / or the support unit. Second illumination means provided on the opposite side to the display unit with the display body interposed therebetween so as to project light on the display body;
Is a display device further comprising:
【0119】請求項57の発明は、請求項23〜56の
いずれか1項記載の表示装置であって、上記表示部を固
定する固定手段、を更に備える表示装置であって、上記
固定手段は、上記表示部および上記対物部に対して上記
表示体を挟む位置に設置すること、を特徴とする表示装
置である。The invention according to claim 57 is the display device according to any one of claims 23 to 56, further comprising fixing means for fixing the display section, wherein the fixing means is The display device is provided at a position sandwiching the display body with respect to the display unit and the objective unit.
【0120】請求項53の発明によれば、表示部は、一
方向において、滑らかな凸レンズの働きをする。保持部
材は、表示部と一体となって凸レンズの働きをする液体
が流出しないようにする。支持部は、観察者が観察する
表示体を支持する。According to the invention of claim 53, the display portion functions as a smooth convex lens in one direction. The holding member prevents the liquid acting as a convex lens integrated with the display unit from flowing out. The support unit supports the display body observed by the observer.
【0121】請求項54の発明によれば、表示部は、一
体となって凸レンズの働きをする液体が凸レンズの働き
の多くを担うように、厚みの薄い筒状とする。支持部
は、上記液体中に表示体を支持する。支持する位置は、
観察者が表示体の像を正立像として観察できる位置であ
る。According to the fifty-fourth aspect, the display portion is formed in a thin cylindrical shape so that the liquid acting as a convex lens integrally plays a role of the convex lens. The supporter supports the display in the liquid. The supporting position is
This is the position where the observer can observe the image of the display body as an erect image.
【0122】請求項55の発明によれば、表示部は、一
体となって凸レンズの働きをする液体が凸レンズの働き
の多くを担うように、厚みの薄い筒状とする。支持部
は、上記液体中に表示体を支持する。支持する位置は、
観察者が移動して回り込んでしか見ることのできない表
示体の裏側の一部領域まで観察できる位置である。According to the fifty-fifth aspect of the present invention, the display portion is formed in a thin cylindrical shape so that the liquid acting as a convex lens integrally plays a role of the convex lens. The supporter supports the display in the liquid. The supporting position is
This is a position where the viewer can observe up to a partial area on the back side of the display, which can only be seen by moving around.
【0123】請求項56の発明によれば、第1の照明手
段は、筒状表示部の端面から投光することにより、支持
部により支持されている表示体を、直接および上記表示
部の表面で全反射した光で照明する。また、第2の照明
手段は、上記第1の照明手段から投光される光路と反対
側から投光することにより、支持部により支持されてい
る表示体を、裏側からおよび表示部の表面で全反射した
光で照明する。According to the fifty-sixth aspect, the first illuminating means emits light from the end face of the tubular display section to directly and directly contact the display body supported by the support section with the surface of the display section. Illuminate with light that is totally reflected. Further, the second illumination means emits light from the opposite side to the optical path emitted from the first illumination means, so that the display body supported by the support part is projected from the back side and on the surface of the display part. Illuminate with totally reflected light.
【0124】請求項57の発明によれば、固定手段は、
表示装置全体が移動あるいは転倒しないように固定す
る。さらに、上記固定手段は、観察者から見えない位置
となる。According to the fifty-seventh aspect, the fixing means includes:
The entire display device is fixed so as not to move or fall. Further, the fixing means is located at a position invisible to an observer.
【0125】[0125]
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
の実施の形態について詳細に説明する。図1は、本発明
の第1の実施の形態における円柱形表示装置の斜視図で
ある。導光体11は、内径をRとした時、外径がm×R
(m>1である係数)である円筒状であり、アクリル樹
脂やガラス等の材質で形成されている。導光体11の屈
折率は、空気よりも充分に大きく、光透過である。ドー
ナツ状の第1の光源12は、導光体11の下部近傍から
導光体11に対して投光する。棒状の第2の光源13
は、導光体11の中心軸付近にある。表示体14は、文
字や図形等の画像が形成されており、厚みが極めて薄い
円筒状で、白色あるいは乳白色の半透明である。第2の
光源13は、表示体14の裏側の面に向けて投光する。Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view of a columnar display device according to the first embodiment of the present invention. When the inner diameter is R, the outer diameter of the light guide 11 is m × R.
(A coefficient satisfying m> 1) and is formed of a material such as acrylic resin or glass. The refractive index of the light guide 11 is sufficiently larger than that of air, and light is transmitted. The donut-shaped first light source 12 emits light to the light guide 11 from near the lower portion of the light guide 11. Rod-shaped second light source 13
Is near the central axis of the light guide 11. The display 14 has an image such as a character or a figure formed thereon, has a very thin cylindrical shape, and is translucent white or milky white. The second light source 13 emits light toward the back surface of the display body 14.
【0126】図2は、図1の円柱形表示装置の中心軸を
通るB−B断面図である。導光体11には、半径がm×
Rの円柱面である外側面11a、半径がRの円柱面であ
る裏側面11b、第1の光源12に近い方の側部端面1
1cおよび遠い方の側部端面11dなどの面がある。反
射体15は、第1の光源を覆うことで第1の光源12か
らの光の一部を反射させ、側部端面11cに対して投光
する。なお、図1では、第1の光源12を明示するた
め、反射体15を図示していない。導光体11と表示体
14は、外側面11aに対向する面である裏側面11b
と画像が形成されている表示面14aとにおいて、透明
性の極めて高い接着剤で固定されている。接着剤と裏側
面11bとの境界および接着剤と表示面14aとの境界
は、いずれも気体の層を介することなく密着している。
また、この接着剤層の厚みは充分に薄く、屈折率も導光
体11と等しいものとし、接着剤層を導光体11の一部
と見なして以後説明を続ける。FIG. 2 is a sectional view taken along the line BB passing through the central axis of the cylindrical display device of FIG. The light guide 11 has a radius of mx
An outer side surface 11a which is a cylindrical surface of R, a back side surface 11b which is a cylindrical surface of radius R, and a side end surface 1 closer to the first light source 12
1c and a far side end surface 11d. The reflector 15 reflects a part of the light from the first light source 12 by covering the first light source, and emits the light to the side end surface 11c. In FIG. 1, the reflector 15 is not shown in order to clearly show the first light source 12. The light guide 11 and the display 14 have a rear side surface 11b facing the outer side surface 11a.
And the display surface 14a on which an image is formed are fixed with an adhesive having extremely high transparency. The boundary between the adhesive and the back surface 11b and the boundary between the adhesive and the display surface 14a are in close contact with each other without a gas layer.
Further, the thickness of the adhesive layer is assumed to be sufficiently small and the refractive index is also equal to that of the light guide 11, and the description will be continued hereinafter by regarding the adhesive layer as a part of the light guide 11.
【0127】なお、導光体11の裏側面11bと表示体
14の表示面14aとの密着については、本発明で重要
であり後で詳細に説明する。図3は、図2の円柱形表示
装置の中心軸に直交するC−C断面図である。図1およ
び図2中に示す一点鎖線は、導光体11の中心軸を示
す。この中心軸をz軸とする。z軸に直交する面は、互
いに直交するx軸とy軸の直交座標か、もしくは半径と
角度を用いた極座標で表す。図1中に示すB−B断面
は、z軸を通る断面である。図2中に示すC−C断面
は、z軸に直交する断面である。The close contact between the back side surface 11b of the light guide 11 and the display surface 14a of the display 14 is important in the present invention and will be described later in detail. FIG. 3 is a cross-sectional view of the columnar display device of FIG. 1 and 2 indicate the central axis of the light guide 11. This central axis is the z-axis. The plane orthogonal to the z-axis is represented by orthogonal coordinates of the x-axis and the y-axis orthogonal to each other, or polar coordinates using a radius and an angle. The BB section shown in FIG. 1 is a section passing through the z-axis. 2 is a cross section orthogonal to the z-axis.
【0128】以後において、外側面あるいは表示面に円
柱面あるいは円錐面を用いた各種の実施の形態を説明す
る。その説明に際して導光体の中心軸をz軸とし、この
z軸に直交する平面をxy平面と呼称して説明する事が
ある。また、断面の位置と断面を見る方向を特に説明す
るまでもない場合には、中心軸であるz軸を通る切断面
をB−B断面と略記し、中心軸に直交する切断面をC−
C断面と略記する。Hereinafter, various embodiments using a cylindrical surface or a conical surface as the outer surface or the display surface will be described. In the description, the central axis of the light guide may be referred to as the z-axis, and a plane orthogonal to the z-axis may be referred to as an xy plane. In addition, when it is not necessary to particularly describe the position of the cross section and the direction in which the cross section is viewed, a cut plane passing through the z-axis which is the central axis is abbreviated as a BB cross section, and a cut plane orthogonal to the central axis is denoted by C-B.
Abbreviated as C section.
【0129】次に、第1の光源12および第2の光源1
3から投光された光の経路および働きについて説明す
る。第1の光源12からの光は、もっぱら導光体11に
よりz軸方向に導かれ、表示面14aを表側から照明す
る光となる。一方、第2の光源13からの光は、もっぱ
ら表示体14を裏側から照明する光となる。この異なっ
た性質の照明光について個々に説明する。Next, the first light source 12 and the second light source 1
The path and function of light emitted from No. 3 will be described. The light from the first light source 12 is guided exclusively in the z-axis direction by the light guide 11, and becomes light for illuminating the display surface 14a from the front side. On the other hand, the light from the second light source 13 is light for illuminating the display 14 from behind. The different types of illumination light will be described individually.
【0130】まず、第1の光源12により側部端面11
cに投光され、導光体11の中を通ってz軸の方向に導
かれる光について説明する。この場合、外側面11aが
重要な働きをする。First, the first light source 12 generates the side end surface 11.
The light which is projected on the light guide c and guided in the z-axis direction through the light guide 11 will be described. In this case, the outer surface 11a plays an important role.
【0131】図4は、第1の実施の形態において、第1
の光源12から投光された光のz軸方向の経路を概念的
に示した図である。第1の光源12の一点Qから出た光
は、3種の経路i、j、kで導光体11の中を通って、
表示面14a上の点Pに到達する。また、径路hは、表
示面14aに到達することなく側部端面11dから外部
に放出される径路である。なお、図2で明らかなよう
に、導光体11は中心軸対称である。従って、z軸方向
に導かれる光の説明では、中心軸の片側だけを説明すれ
ば充分である。図4も片側だけを示している。なお、厳
密には第1の光源12を出た光は、側部端面11cおよ
び側部端面1dにおいて屈折をする。しかし、これらの
屈折は、光の経路を説明する上では関係ないので、図4
ではこれを無視して図示している。FIG. 4 shows the first embodiment.
FIG. 3 is a diagram conceptually showing a path in the z-axis direction of light projected from a light source 12 of FIG. Light emitted from one point Q of the first light source 12 passes through the light guide 11 through three types of paths i, j, and k,
The point P on the display surface 14a is reached. The path h is a path that is emitted to the outside from the side end face 11d without reaching the display surface 14a. In addition, as is clear from FIG. 2, the light guide 11 is symmetric with respect to the central axis. Therefore, in describing the light guided in the z-axis direction, it is sufficient to describe only one side of the central axis. FIG. 4 also shows only one side. Strictly speaking, light emitted from the first light source 12 is refracted on the side end surface 11c and the side end surface 1d. However, since these refractions are irrelevant in describing the path of light, FIG.
In the illustration, this is ignored.
【0132】経路iは、外側面11aにも表示面14a
にも一度も当たることなく点Pに到来する光の経路であ
る。経路jは、外側面11aで1度だけ反射して点Pに
到達する経路である。経路kは、外側面11aに当たる
前に表示面14aの点Rで反射されて点Pに到達する経
路を示す。第1の光源12を出て、これらの経路i、
j、kで到達する光が、表示面14aを照明するのに有
効な光である。つまり、表示面14aで反射され、外側
面11aを透過して観察者に表示図形を視認させる。導
光体11が存在しなければ、一旦表示面14aで反射さ
れた光は、全てそのまま観察者側の空間に放射される。
しかし、導光体11が存在している本発明の場合は、一
部が外側面11aで反射されて再度表示面14aを照明
することになる。そして、残る一部が導光体11を透過
して、観察者が表示面14aを視認するための光とな
る。The path i is also provided on the outer surface 11a on the display surface 14a.
Is the path of the light that arrives at the point P without ever hitting it. The path j is a path that reaches the point P by being reflected only once on the outer surface 11a. The path k is a path that reaches the point P after being reflected at the point R on the display surface 14a before hitting the outer side surface 11a. Exiting the first light source 12, these paths i,
Light arriving at j and k is effective light for illuminating the display surface 14a. That is, the light is reflected by the display surface 14a and transmitted through the outer surface 11a to allow the observer to visually recognize the display figure. If the light guide 11 does not exist, all the light once reflected on the display surface 14a is radiated to the space on the observer side as it is.
However, in the case of the present invention in which the light guide 11 exists, a part of the light guide 11 is reflected by the outer side surface 11a to illuminate the display surface 14a again. Then, the remaining part transmits through the light guide 11 and becomes light for the observer to visually recognize the display surface 14a.
【0133】図5は、表示面14aで反射された光が、
外側面11aで反射光と透過光に分かれる様子を示して
いる。裏側面11bに密着する表示面14a上の点Pに
到達した光は、表示面14aで反射される。図中では、
表示面14aを裏側面11bと同じに見なしている。表
示面14aは、あらゆる方向から観察できる散乱面であ
り、ここでの反射光は、複数の矢印で示されるようにあ
らゆる方向成分を有している。これらの反射光は、外側
面11aに到達する。その入射角γが臨界角θより大き
い成分は、全反射されて再び表示面14aの方向に戻っ
てくる。一方、入射角γが臨界角θより小さい光は、周
知の屈折の法則に従い、透過光となって外側面11aか
ら表示装置の外に放射される。この場合、外側面11a
では、反射と透過が同時に生じる。しかし、反射光は透
過光に比べて少ないため、臨界角θより小さい入射角γ
の光については、透過光だけと見なして説明する。FIG. 5 shows that the light reflected on the display surface 14a is
A state where the light is split into reflected light and transmitted light on the outer side surface 11a is shown. The light that reaches the point P on the display surface 14a that is in close contact with the back surface 11b is reflected by the display surface 14a. In the figure,
The display surface 14a is regarded as the same as the back surface 11b. The display surface 14a is a scattering surface that can be observed from all directions, and the reflected light here has components in all directions as indicated by a plurality of arrows. These reflected lights reach the outer surface 11a. The component whose incident angle γ is larger than the critical angle θ is totally reflected and returns to the display surface 14a again. On the other hand, light whose incident angle γ is smaller than the critical angle θ is transmitted light according to the well-known law of refraction and emitted from the outer surface 11a to the outside of the display device. In this case, the outer surface 11a
In, reflection and transmission occur simultaneously. However, since the reflected light is smaller than the transmitted light, the incident angle γ smaller than the critical angle θ
Will be described assuming only transmitted light.
【0134】外側面11a上の点Rと点Sは、表示面1
4a上の点Pで反射した光が外側面11aに到達する際
の入射角γと臨界角θとが等しくなる点を示している。
点Rと点Sとの間に到達した光は、入射角γ、出射角δ
の矢印線で示すようにして導光体11の外に出射され
る。屈折率の大きい導光体から小さい空気中に進むた
め、出射角δは入射角γより大きくなり、より広い範囲
に広がる。入射角が臨界角θに近づけば近づくほど、よ
り外側面11aに近づいた方向に進み、終局では外側面
11aに沿って進むことになる。即ち、導光体11が存
在しても、存在しない場合と同じく観察できる範囲は充
分広い事を示している。The point R and the point S on the outer surface 11a are
The point at which the incident angle γ and the critical angle θ when the light reflected at the point P on 4a reaches the outer side surface 11a becomes equal.
The light arriving between the point R and the point S has an incident angle γ and an outgoing angle δ.
The light is emitted out of the light guide 11 as shown by the arrow line. Since the light travels from a light guide having a large refractive index to a small air, the exit angle δ becomes larger than the incident angle γ and spreads over a wider range. The closer the incident angle is to the critical angle θ, the more the direction advances toward the outer surface 11a, and ultimately, the direction along the outer surface 11a. That is, even if the light guide 11 is present, the observable range is sufficiently wide as in the case where the light guide 11 is not present.
【0135】一方、入射角γが臨界角θより大きく、点
Rおよび点Sより外側に到達した光は、全反射されて再
び表示面14aを照明する光となる。以上の説明から明
らかなように、導光体があることによって、臨界角θよ
り大きい角度方向に飛び出し、本来であれば表示面14
aを観察させるにほとんど役に立たなかった光が、再び
表示面14aを照明する光となる。この再び戻ってくる
最も近い位置は、表示面14aと外側面11aとの距離
をD、外側面11aの臨界角をθとすると、D・tan
θである。On the other hand, light having an incident angle γ larger than the critical angle θ and reaching outside the points R and S is totally reflected and becomes light for illuminating the display surface 14a again. As is clear from the above description, the presence of the light guide causes the light to jump out of the angle direction larger than the critical angle θ, and the display surface 14
The light which has hardly helped to observe a becomes the light for illuminating the display surface 14a again. The closest position that returns again is Dtan, where D is the distance between the display surface 14a and the outer surface 11a and θ is the critical angle of the outer surface 11a.
θ.
【0136】上述のような構成をとることにより、表示
面14aを照明する際の照明効率が次のように向上して
いる。1つには、図4中の経路jで示すように、導光体
11が存在しなければ、そのまま表示装置と関係のない
空間に放射された光を、外側面11aで全反射させて表
示面14aを照明する光として有効活用している。2つ
には、図4中の経路kで示すように、表示面14aで反
射された光のうち、臨界角θより小さい入射角の光だけ
が外側面11aの外に出て、臨界角θより大きい入射角
の光は全反射により再び表示面14aを照明する光とな
る。3つには、表示面14aでの乱反射と外側面11a
での全反射の繰り返しにより、光源から離れた位置にあ
る表示面にも効率良く光を導くことができる。さらに、
比較的薄い導光体で、即ち狭い照明空間で光源から離れ
た所に効率よく光を導き、表示面を前から照明できる。With the above configuration, the illumination efficiency when illuminating the display surface 14a is improved as follows. For example, as shown by a path j in FIG. 4, if the light guide 11 does not exist, the light radiated to the space irrelevant to the display device is directly reflected by the outer surface 11a for display. It is effectively used as light for illuminating the surface 14a. Two, as shown by a path k in FIG. 4, only light having an incident angle smaller than the critical angle θ out of the light reflected from the display surface 14a goes out of the outer surface 11a, and the critical angle θ Light having a larger incident angle becomes light for illuminating the display surface 14a again by total reflection. Three are irregular reflection on the display surface 14a and the outer surface 11a.
The light can be efficiently guided to the display surface located at a position distant from the light source by repeating the total reflection in the light source. further,
A relatively thin light guide, that is, light can be efficiently guided to a place away from the light source in a narrow illumination space, and the display surface can be illuminated from the front.
【0137】以上の説明は、z方向に導かれる光の説明
であったが、これと直交する円周方向に進む光について
簡単に説明をしておく。図3のC−C断面図を考えれば
明らかなように、外側面11aで全反射されて円周方向
に伝わる光の次の到達点は、表示面14aか再び外側面
11aになるかのいずれかである。いずれになるかは当
初の外側面11aへの入射角の角度と外側面11aおよ
び表示面14aの半径の比との二つの要因で決まる。次
の到達点が表示面14aの場合は、表示面14aを照明
する有効な光となる。しかし、次の到達点が外側面11
aの場合は、入射角が前の全反射時の入射角と同じにな
ることから、再び全反射される。そして、外側面11a
から外側面11aへと全反射を繰り返し、表示面14a
を照明することの無い無効な光となる。In the above description, the light guided in the z direction has been described, but light traveling in the circumferential direction perpendicular to the z direction will be briefly described. As is apparent from the cross-sectional view taken along the line CC in FIG. 3, the next arrival point of the light that is totally reflected on the outer surface 11a and transmitted in the circumferential direction is either the display surface 14a or the outer surface 11a again. Is. Which one is determined by two factors: the initial angle of incidence on the outer surface 11a and the ratio of the radii of the outer surface 11a and the display surface 14a. When the next arrival point is the display surface 14a, the light becomes effective light for illuminating the display surface 14a. However, the next point is the outer surface 11
In the case of a, since the incident angle becomes the same as the incident angle at the time of the previous total reflection, the light is totally reflected again. And the outer surface 11a
From the display surface 14a to the outer surface 11a.
It becomes invalid light that does not illuminate.
【0138】以上、照明光に着目して導光体11の中で
の光の導かれ方をz軸方向と円周方向とに分けて説明し
た。本来は光の進む方向を一つのベクトルとして、光の
当たる面の法線とのなす角で全反射などは論じる必要が
ある。しかし、光源から光を導きたい方向はz方向であ
り、円周方向の光の強さはできるだけ均一にするのが一
般的である。この条件を満たす場合は、円周方向は2次
的な成分として無視し、z軸方向の光の導かれ方だけを
考慮すれば良い。なお、本実施の形態では、第1の光源
12をドーナツ状としたが、点状あるいは球状の光源を
サークル状に並べても良い。側部端面11cの形状等に
応じて適切な光源を選択し、単一の光源でも、複数の光
源であっても良い。The manner in which light is guided in the light guide 11 has been described in the z-axis direction and the circumferential direction, focusing on the illumination light. Originally, it is necessary to discuss the total reflection and the like with the angle formed by the direction of the light as one vector and the normal to the surface on which the light shines. However, the direction in which light is desired to be guided from the light source is the z direction, and the light intensity in the circumferential direction is generally made as uniform as possible. If this condition is satisfied, the circumferential direction may be ignored as a secondary component, and only the way in which light is guided in the z-axis direction may be considered. In the present embodiment, the first light source 12 has a donut shape, but point light sources or spherical light sources may be arranged in a circle. An appropriate light source is selected according to the shape of the side end face 11c and the like, and a single light source or a plurality of light sources may be used.
【0139】次に、第2の光源13により投光され、表
示体14を裏側から照明する光について説明する。表示
体14は、白色あるいは乳白色の半透明体であり、表示
面14aに画かれたインクも充分薄く透過性がある。こ
のような表示体14の代表は、カレンダーなどの紙に印
刷された印刷物である。表示体14の裏から照射された
光は表示面14aに抜け、あらゆる方向性分を持った散
乱光となる。したがって、この表示体14を透過して表
示面14aを出る透過散乱光は、図5により説明した表
示面14aを反射した散乱光と同様の挙動を示す。つま
り、表示面14a上の各点から出た透過散乱光の中で、
外側面11aでの入射角が臨界角θより小さい光は外側
面11aを抜け、観察者が表示面14aを視認する光と
なる。臨界角θより大きい入射角の光は外側面11aで
反射され、表示面14aの他の場所を照明する照明光に
なる。Next, light emitted from the second light source 13 and illuminating the display 14 from behind will be described. The display 14 is a white or milky translucent body, and the ink drawn on the display surface 14a is sufficiently thin and has transparency. A representative example of such a display 14 is a printed matter printed on paper such as a calendar. Light emitted from the back of the display 14 passes through the display surface 14a and becomes scattered light having all directions. Therefore, the transmitted scattered light that passes through the display 14 and exits the display surface 14a exhibits the same behavior as the scattered light reflected on the display surface 14a described with reference to FIG. That is, in the transmitted scattered light emitted from each point on the display surface 14a,
Light whose incident angle on the outer side surface 11a is smaller than the critical angle θ passes through the outer side surface 11a, and becomes light for the observer to visually recognize the display surface 14a. Light having an incident angle larger than the critical angle θ is reflected by the outer surface 11a and becomes illumination light for illuminating other parts of the display surface 14a.
【0140】このように、半透明性の表示体14を裏側
から照明をするだけで、観察者は透過光と反射光の2種
類の光により表示体14を観察認知できる事になる。こ
れは、個々の照明を単独に行う場合と異なって一層の鮮
明さが感じられ、優れた独特の照明効果が得られる。As described above, the observer can observe and recognize the display 14 with only two kinds of light, the transmitted light and the reflected light, by merely illuminating the translucent display 14 from behind. This is different from the case where the individual illuminations are performed independently, and a sharper feeling is felt, and an excellent unique illumination effect is obtained.
【0141】この第1の実施の形態では、表示体14を
裏側から照明するために表示体14全体を白色あるいは
乳白色の半透明体とした。しかし、その一部だけが半透
明で残りの一部が不透明な素材であっても良い。色につ
いても白色や乳白色に限定されるものではない。また、
半透明体ではなく、透明体でも良い。但し透明体の場合
は、表示体の後ろが透けて見えるのを防止する必要があ
る場合は、光源と表示体との間に半透明の光拡散シート
を設置することが有効である。当然のことながら、表示
体を裏側から照明しない場合については、表示体につい
てのこの様な制限は不要である。In the first embodiment, in order to illuminate the display 14 from behind, the entire display 14 is made of a white or milky translucent body. However, only a part of the material may be translucent and the other part may be opaque. The color is not limited to white or milky white. Also,
A transparent body may be used instead of a translucent body. However, in the case of a transparent body, it is effective to provide a translucent light diffusion sheet between the light source and the display body if it is necessary to prevent the back of the display body from being seen through. Naturally, when the display is not illuminated from behind, such a restriction on the display is unnecessary.
【0142】以上、照明について述べたが、次に、表示
画面の見え方について説明をする。導光体11の外側面
11aは円柱面であるので、導光体11を一種のレンズ
と考えれば良い。そうすると、置かれる物体である表示
体14の表示面14aがレンズである導光体11の外側
面と焦点との間に在り、観察者はその虚像を見る事にな
る。外側面は円柱面であるので、中心軸と外側面とは平
行となり、中心軸方向(z軸方向)に対しては、像の拡
大および縮小はない。従って、中心軸に直交する面での
像の変形を考慮すれば良い。The lighting has been described above. Next, how the display screen looks will be described. Since the outer surface 11a of the light guide 11 is a cylindrical surface, the light guide 11 may be considered as a kind of lens. Then, the display surface 14a of the display body 14 as an object to be placed is located between the outer surface of the light guide 11 as a lens and the focal point, and the observer sees the virtual image. Since the outer side surface is a cylindrical surface, the center axis and the outer side surface are parallel to each other, and there is no enlargement or reduction of the image in the center axis direction (z-axis direction). Therefore, the deformation of the image on the plane perpendicular to the central axis may be considered.
【0143】図6は、表示図形の像の見え方を説明する
ための図で、導光体11の中心軸に垂直な面を切断面と
する断面図である。表示面14a上の点Pxを出た光の
一成分は、外側面11aに入射角αで点Txに到達して
出射角ηで導光体11の外に出て、直線jxの経路をと
って観察者に到達する。点Pxの像は、点Pxと中心点
Oとを結ぶ直線ixと直線jxとの交点Px' で与えら
れる。なお、観察者は外側面11aから充分遠く、外側
面11aを出て観察者に届く光は、全て光軸とのなす角
が充分小さく、近似的に光軸eと平行で、観察者図中の
下方にあり、図から省略されている。FIG. 6 is a diagram for explaining how the image of the display figure is viewed, and is a cross-sectional view taken along a plane perpendicular to the central axis of the light guide 11. One component of the light that has exited the point Px on the display surface 14a reaches the outer surface 11a at a point Tx at an incident angle α, exits the light guide 11 at an emission angle η, and follows a path of a straight line jx. To reach the observer. The image of the point Px is given by an intersection Px ′ between a straight line ix connecting the point Px and the center point O and a straight line jx. It should be noted that the observer is sufficiently far from the outer surface 11a, and all the light reaching the observer through the outer surface 11a has a sufficiently small angle with the optical axis and is approximately parallel to the optical axis e. And is omitted from the figure.
【0144】図6には、表示図形を最大の像として見る
事のできる表示面の点Pmとその像となる点Pm' も併
せて示している。表示図形を最大の像として見る事ので
きるのは、表示面14aから出た光が外側面11aを接
線方向に出て観察者に届く場合である。表示面14aを
最大に見える範囲は、外側面11aを接線方向に出る光
の導光体11内の経路である直線imと表示面14aと
の相互関係によって変わる。表示面14aが直線imと
交わらない程度に半径が小さくなると、表示面14aを
出た光は外側面11aを接線方向に出ることが出来なく
なり、表示面11aを最大の視野の像としてみる事がで
きなくなる。FIG. 6 also shows a point Pm on the display surface where the displayed figure can be viewed as the largest image, and a point Pm ′ that becomes the image. The displayed figure can be viewed as the largest image when the light emitted from the display surface 14a exits the outer surface 11a in a tangential direction and reaches the observer. The range in which the display surface 14a can be seen to the maximum depends on the mutual relationship between the display surface 14a and a straight line im that is a path in the light guide 11 for light that exits the outer surface 11a in a tangential direction. When the radius of the display surface 14a is so small that it does not intersect the straight line im, the light that has exited the display surface 14a cannot exit the outer surface 11a in the tangential direction, and the display surface 11a can be viewed as an image having the maximum visual field. become unable.
【0145】以上の結像の仕方の説明は、周知の幾何光
学に基づいており理解は容易である。表示面14aの光
軸fと交わる点Qから点Pxを経てPmに至るまでの表
示面の範囲の像が、点Qから点Px' を経てPm' に至
るまでの太い線で示すGである。なお、表示面の像G
は、光軸の片側しか示していない。その反対側にもでき
るが、煩雑であるため省略している。なお、本明細書で
は光軸の片側だけを示す事を基本にする。The above description of the image forming method is based on well-known geometrical optics, and is easy to understand. The image of the range of the display surface from the point Q intersecting the optical axis f of the display surface 14a to the point Px through the point Px is G indicated by a thick line from the point Q to the point Px 'to the point Pm'. . The image G of the display surface
Shows only one side of the optical axis. Although it can be formed on the opposite side, it is omitted because it is complicated. Note that, in this specification, only one side of the optical axis is basically shown.
【0146】図6は、観察者が充分遠くに居る場合で示
しているが、ここで近くに居る場合との関係について説
明しておく。観察者が外側面11aの近くに居る場合
は、外側面11aを見る視線と光軸のなす角が有意な角
度γとなって無視できなくなる。この角度を考慮する場
合は、無視して簡素化した状態、すなわち観察者が充分
遠くに居る条件で得られた結果をそのまま適用できる
か、あるいは簡単な方法で変更できる。即ち、図中に示
すように、光軸が中心軸の周りに角度γだけ回転してf
からeに変わったと見なせば良い。観察者が充分遠くに
居て、光軸fに足を下ろしていた物体Hと像H' が、新
たな光軸eに垂直なIとI' に変わったとすれば良い。
光軸をeからfに変ても、物体と像の頂点であるPmと
Pm' の位置関係は、何も変わらない。しかし、物体も
像もその光軸からの高さが変わる。ここではPm点を例
としたが、表示面上のあらゆる点でこの関係は成立す
る。FIG. 6 shows the case where the observer is sufficiently far away, but the relationship with the case where the observer is close here will be described. If the observer is near the outer surface 11a, the angle between the line of sight looking at the outer surface 11a and the optical axis becomes a significant angle γ and cannot be ignored. When this angle is taken into consideration, the result obtained under a simplified and negligible condition, that is, under the condition that the observer is far enough, can be applied as it is or can be changed by a simple method. That is, as shown in the figure, the optical axis rotates around the central axis by an angle γ and f
It can be regarded as having changed from e to e. It is sufficient if the observer is sufficiently far away and the object H and the image H ′ having dropped their feet on the optical axis f have changed to I and I ′ perpendicular to the new optical axis e.
Even if the optical axis is changed from e to f, the positional relationship between Pm and Pm ', which are the vertices of the object and the image, does not change at all. However, both the object and the image change in height from the optical axis. Here, the Pm point is taken as an example, but this relationship holds at every point on the display surface.
【0147】この変化の割合は物体と像とで同じであ
り、物体及び像の光軸上にある足が観察者から見て、中
心Oより近くにある場合の変化の割合w1は、1より小
さくなり、中心Oより遠くに在る場合の変化の割合w2
は、1より大きくなる。光軸fを基準にして中心角χの
位置にある表示面の一点の変化の率は、図から次のよう
に容易に導く事ができる。 w1=Sin(χ−γ)/Sin(χ) ……(式1) w2=Sin(χ+γ)/Sin(χ) ……(式2) 光軸が変わる事になっても、物体と像のそれぞれの変化
の割合が等しいことから、像の物体に対する拡大率は、
光軸が変わっても変わらない。但し、χ=0の場合は、
光軸fに対する物体と像の高さが共に零になり、上記変
化の割合の定義から除外し、拡大率は零とする。χ=γ
の場合は、光軸eに対する物体と像の高さが共に零にな
る。この場合も上記変化の率の定義から除外し、増幅率
は零とする。The rate of change is the same for the object and the image. When the foot on the optical axis of the object and the image is closer to the center O as viewed from the observer, the rate of change w1 is greater than 1. The rate of change w2 when the distance is smaller and located farther from the center O
Is greater than one. The rate of change of one point on the display surface at the center angle 中心 with respect to the optical axis f can be easily derived from the figure as follows. w1 = Sin (χ−γ) / Sin (χ) (Equation 1) w2 = Sin (χ + γ) / Sin (χ) (Equation 2) Even if the optical axis changes, the object and the image Since the rate of each change is equal, the magnification of the image to the object is
It does not change even if the optical axis changes. However, if χ = 0,
Both the height of the object and the image with respect to the optical axis f become zero, and are excluded from the above definition of the rate of change, and the magnification is set to zero. χ = γ
In the case of, both the height of the object and the image with respect to the optical axis e become zero. Also in this case, it is excluded from the definition of the rate of change, and the amplification rate is set to zero.
【0148】以上説明したように、観察者が充分遠くに
居る場合から近くにいる場合への変更は容易である事、
また、観察者が遠くに居るとして導かれた結果は、近く
に居る場合にも適用できる事から、本明細書では、説明
を理解が容易になるように、観察者が充分遠くに居る場
合で全てを説明をする。As described above, it is easy to change from a case where the observer is far enough to a case where the observer is close.
In addition, since the result obtained assuming that the observer is far away can be applied to the case where the observer is close, in this specification, in order to make the explanation easy to understand, it is assumed that the observer is far enough. I will explain everything.
【0149】図6に示す表示面の像Gの特徴は、本発明
にとって極めて有用な特徴であり下記の通りである。像
は表示面14aよりも外側にできる。表示面14aが光
軸に近い位置ほど表示面14aに近い位置に像ができ、
光軸に交わる表示面14a上の点Qは像もまた同じ点Q
にできる。光軸と交わる点Qから離れるにしたがって、
その像は表示面14aから離れた位置にでき、最も離れ
ても観察者と外側面11aを接線方向に結ぶ接線より外
側にできる事はない。この結果、図6に示す表示面14
aの像Gからも明らかなように、(1)像は表示面14
aはもとより外側面11aより曲率半径の大きい曲面と
なり、より平面に近づいた像として観察され表示内容の
認識が容易になる。(2)光軸との交点Qから離れた位
置の像ほど増幅率が大きくなる。この結果、光軸との交
点Qから離れるにしたがって表示面14aをより斜めに
見るためにより強く縮尺されて見えていたものが補正さ
れて縮尺の度合いを緩和でき、より見やすい像として観
察できる。(3)光軸との交点Qから中心角で片側でπ
/2を越え、表示体11の裏側の一部領域まで観察で
き、光軸の両側を合わせると中心角でπを越える表示面
14aの範囲を視野に捕らえる事ができる。これらは、
いずれも表示装置としてこれまでに無い大きな特徴であ
る。The characteristics of the image G on the display surface shown in FIG. 6 are extremely useful for the present invention and are as follows. The image can be formed outside the display surface 14a. As the display surface 14a is closer to the optical axis, an image is formed at a position closer to the display surface 14a,
The point Q on the display surface 14a crossing the optical axis is the same as the image Q
Can be. As the distance from the point Q intersecting the optical axis increases,
The image can be formed at a position distant from the display surface 14a, and even at the farthest position, the image cannot be formed outside a tangent connecting the observer and the outer surface 11a in a tangential direction. As a result, the display surface 14 shown in FIG.
As is clear from the image G of FIG.
In addition, a becomes a curved surface having a larger radius of curvature than the outer surface 11a, and is observed as an image closer to a flat surface, so that the display contents can be easily recognized. (2) The amplification factor increases as the image is located farther from the intersection Q with the optical axis. As a result, as the display surface 14a is viewed more obliquely as the distance from the intersection point Q with the optical axis increases, what is seen as being reduced in scale can be corrected and the degree of reduction can be reduced, and the image can be observed as a more easily viewable image. (3) π on one side at a central angle from the intersection Q with the optical axis
/ 2, it is possible to observe up to a partial area on the back side of the display body 11, and by aligning both sides of the optical axis, the range of the display surface 14a exceeding π at the central angle can be captured in the field of view. They are,
Each of them is a great feature that has never been seen as a display device.
【0150】なお、上記のπは円周率である。本明細書
では、角度の単位は" 度" を付けて表記しない限り全て
ラジアン表記である。次に表示面を最大の範囲で、しか
もこの最大の範囲を最大の像としで見る事のできる最適
条件について説明する。Here, π is a circle ratio. In this specification, all units of angle are in radian unless otherwise indicated with "degree". Next, a description will be given of the optimum conditions for viewing the display surface in the maximum range and the maximum range as the maximum image.
【0151】表示面14aを接線方向に出た光が、外側
面11aで接線方向に屈折して観察者に到達する場合
が、最適である。図6で表示面14a上の点Pmを出射
した光の径路となる直線imが表示面14aに接する場
合が、表示面を最大の範囲で見る事のできる条件であ
る。そして、表示面から接線方向に出た光が外側面で外
界に接線方向に出て観察者に到達する場合が、最大の大
きさの像としてみることの出来る条件である。導光体1
1が単一の材質で構成されており、この条件は容易に導
く事ができ、外側面11aの半径Rcの表示面14aの
半径Rに対する半径比mを導光体の屈折率nと等しくし
た Rc/R=m=n ……(式3) が成立するときに最適となる。半径比mが最適条件から
ずれると像の見え方が複雑に変わってくる。この半径比
が最適条件からずれる場合の像の見え方と(式3)の誘
導は、後に多層の導光体で詳しく説明する。It is optimal that the light tangentially exiting the display surface 14a is refracted tangentially on the outer surface 11a and reaches the observer. In FIG. 6, the case where the straight line im which is the path of the light emitted from the point Pm on the display surface 14a is in contact with the display surface 14a is a condition under which the display surface can be viewed in the maximum range. Then, the case where light emitted in the tangential direction from the display surface exits tangentially to the outside on the outer surface and reaches the observer is a condition that can be regarded as an image of the largest size. Light guide 1
1 is made of a single material, this condition can be easily derived, and the radius ratio m of the radius Rc of the outer surface 11a to the radius R of the display surface 14a is made equal to the refractive index n of the light guide. Rc / R = m = n (Equation 3) Optimum when the following holds. If the radius ratio m deviates from the optimum condition, the appearance of the image changes in a complicated manner. The appearance of the image when the radius ratio deviates from the optimum condition and the derivation of (Equation 3) will be described later in detail with a multilayer light guide.
【0152】以上、外側面と表示面を共に円柱面とした
第1の実施の形態について詳しく説明したが、次に円柱
面の半径を無限に大きくした特殊な場合に相当する平面
の例を第2の実施の形態として説明する。The first embodiment in which both the outer surface and the display surface are cylindrical surfaces has been described in detail above. Next, an example of a plane corresponding to a special case where the radius of the cylindrical surface is infinitely large will be described. This will be described as a second embodiment.
【0153】図7は、外側面を平面とする第2の実施の
形態を示す表示装置の斜視図である。平板状の導光体5
1、蛍光灯などの線状光源52、反射体53、表示体5
4を備えている。FIG. 7 is a perspective view of a display device showing a second embodiment in which the outer side surface is a plane. Flat light guide 5
1. Linear light source 52 such as a fluorescent lamp, reflector 53, display 5
4 is provided.
【0154】図8は、図7に示すA−A断面図である。
なお、A−A断面は外側面に直交し、かつ線状光源の長
さ方向に直交する面であり、以後において平面を基本に
して誘導した各種の外側面についての実施の形態を提示
するが、その説明に際して断面の位置と見る方向を特に
説明するまでもなく判読できる場合には、側部端面に沿
っておかれた線状光源の長さ方向に直交する面での断面
図をA−A断面図と略記して説明する。また、このA−
A断面と外側面の交わってできる線の方向をz軸方向と
し、これと直交する平面をxy平面と呼称する。なお、
z軸の方向は、導光体の中で導光体の側部端面から導入
した光を導く方向に当たる。FIG. 8 is a sectional view taken along the line AA shown in FIG.
Note that the AA cross section is a surface orthogonal to the outer surface and orthogonal to the length direction of the linear light source. Hereinafter, embodiments of various outer surfaces guided on the basis of a plane will be described. In the description, if the position of the cross section and the viewing direction can be read without particular explanation, a cross-sectional view taken along a plane perpendicular to the length direction of the linear light source placed along the side end face is taken along A-. A description will be made by abbreviated as an A sectional view. Also, this A-
The direction of a line formed by the intersection of the A section and the outer surface is defined as the z-axis direction, and a plane orthogonal to this direction is referred to as an xy plane. In addition,
The direction of the z-axis corresponds to the direction in which light introduced from the side end surface of the light guide in the light guide is guided.
【0155】導光体51には、外側面51a、裏側面5
1b、側部端面51cと51dがある。外側面51aと
裏側面51bは互いに平行な平面である。反射体53に
は、第1の反射面53aと第2の反射面53bがある。The light guide 51 has an outer surface 51a and a back surface 5a.
1b, there are side end surfaces 51c and 51d. The outer side surface 51a and the back side surface 51b are planes parallel to each other. The reflector 53 has a first reflection surface 53a and a second reflection surface 53b.
【0156】導光体51は、第1の実施の形態の場合と
同じくアクリル樹脂あるいはガラス等の透明体で形成さ
れ、裏側面51bには表示体54が透明な接着剤で固定
されている。表示体54は、白色あるいは乳白色の半透
明体の表面に表示図形が画かれ、表示面54aを導光体
の裏側面51bに向けている。この第2の実施の形態の
場合も第1の実施の形態の場合と同じく、接着剤による
密着性は確保されている。この場合も接着層の厚さも充
分薄く、屈折率も導光体51と等しいものとして、接着
層は導光体51の一部と見なして説明する。導光体51
の側部端面の一つ51cに近接して蛍光燈などの線状光
源52が配設される。The light guide 51 is made of a transparent material such as acrylic resin or glass as in the first embodiment, and the display 54 is fixed to the back side surface 51b with a transparent adhesive. The display body 54 has a display figure drawn on the surface of a white or milky translucent body, and has the display surface 54a facing the back surface 51b of the light guide. In the case of the second embodiment, as in the case of the first embodiment, the adhesion by the adhesive is ensured. Also in this case, the thickness of the adhesive layer is sufficiently small and the refractive index is equal to that of the light guide 51, and the adhesive layer will be described as a part of the light guide 51. Light guide 51
A linear light source 52 such as a fluorescent lamp is disposed near one of the side end surfaces 51c.
【0157】上述の如く構成された本発明の表示装置
は、まず、線状光源52の一部の光は、直接あるいは反
射体53の側部端面51cの近くに配設された第1の反
射面53aにより反射されて側部端面51cから導光体
51の中に入り、導光体51の中を外側面51aと表示
面54aとで反射を繰り返しながら、線状光源52と反
対側の側部端面51dの方向に導かれつつ表示面54a
の各所を照らしていく。図8と図2の断面図から明らか
なように、第2の実施の形態の断面構造と第1の実施の
形態の中心軸の片側だけは、導光体と表示体の断面構造
は類似であり、導光体の側部端面から入った光の挙動
は、図4と図5を用いて説明をした第1の実施の形態の
場合と同様であるのでここでは説明を省略する。なお、
本実施の形態では、導光体51は平板状で、側部端面は
図中に示した51cと51dの他に図7で手前に見える
側部端面とその反対側の側部端面と合計4個の側部端面
が有り、その一つである側部端面51cを選択して投光
しているが、いずれの側部端面に投光しても良く、また
複数の側部端面に投光しても良い。この事はすでに説明
した円柱導光体の第1の実施の形態であれば、2つ有る
側部端面のいずれに投光しても良く、今後説明する各種
の実施の形態でも同様である。In the display device of the present invention configured as described above, first, a part of the light from the linear light source 52 is directly reflected on the first reflecting surface disposed near the side end face 51c of the reflector 53. The light is reflected by the surface 53a and enters the light guide 51 from the side end surface 51c. The display surface 54a is guided in the direction of the end face 51d.
We illuminate each place. As is clear from the cross-sectional views of FIGS. 8 and 2, the cross-sectional structures of the light guide and the display are similar only on one side of the central axis of the second embodiment and on one side of the central axis of the first embodiment. In addition, the behavior of the light entering from the side end surface of the light guide is the same as that of the first embodiment described with reference to FIGS. 4 and 5, and the description is omitted here. In addition,
In the present embodiment, the light guide 51 has a flat plate shape, and the side end faces are 51c and 51d shown in the figure, as well as the side end face seen from the front in FIG. There is a plurality of side end surfaces, and one of the side end surfaces 51c is selected to project light. However, light may be projected to any side end surface, and light may be projected to a plurality of side end surfaces. You may. As long as this is the first embodiment of the cylindrical light guide described above, the light may be projected on any of the two side end faces, and the same applies to various embodiments described below.
【0158】線状光源52の他の一部の光は、反射体5
3の表示体54の裏側に配設された第2の反射面53b
で反射され、表示体54の裏側の面を照射する光とな
る。この表示体54の裏側の面から照射された光の挙動
は、図5を用いて説明した第1の実施の形態の場合と同
様である。Another part of the light of the linear light source 52 is reflected by the reflector 5.
The second reflection surface 53b disposed on the back side of the third display body 54
, And becomes light for irradiating the rear surface of the display body 54. The behavior of light emitted from the rear surface of the display 54 is the same as that of the first embodiment described with reference to FIG.
【0159】照明に関しては、表示体54を前からと後
ろから照明する点では基本的に第1の実施の形態と第2
の実施の形態は類似である。しかし、第1の実施の形態
では、前からの照明用と後ろからの照明用とで別々の光
源が用いられ、第2の実施の形態では、単一の光源で両
方の照明を行っているのが違いであるが、本質的な違い
ではない。Regarding the illumination, the display 54 is basically illuminated from the front and the rear with respect to the first embodiment and the second embodiment.
Are similar. However, in the first embodiment, separate light sources are used for illumination from the front and for illumination from the rear, and in the second embodiment, both illuminations are performed by a single light source. Is the difference, but not the essential difference.
【0160】単一の光源で両方の照明を行なうことの説
明は、後述する第17の実施の形態と同様なので、ここ
では省略する。第1の実施の形態と第2の実施の形態の
基本的な違いは、表示図形の見え方である。第1の実施
の形態は、外側面が曲っているために表示図形を増幅変
形した像として見えるが、第2の実施の形態では、外側
面が平面のため像は表示面の図形とほとんど変わらな
い。The description of performing both illuminations with a single light source is the same as in the seventeenth embodiment described later, and will not be repeated. The basic difference between the first embodiment and the second embodiment is the appearance of the display graphic. In the first embodiment, the displayed figure appears as an amplified image because the outer surface is curved, but in the second embodiment, since the outer surface is flat, the image is almost the same as the graphic on the display surface. Absent.
【0161】従来例として説明した導光板形式の背面照
明表示装置は、平板状の導光体を使用する点で第2の実
施の形態と似ている。そこで両者を比較してみる。従来
の導光板形式の表示装置では、表示体は導光体の前に置
かれ、しかも表示面と導光体は密着していない。導光体
を出た光を光源として表示体の後ろから照明をして、透
過光を見る事になる。The back light display device of the light guide plate type described as the conventional example is similar to the second embodiment in that a flat light guide is used. So let's compare the two. In a conventional light guide plate type display device, the display is placed in front of the light guide, and the display surface and the light guide are not in close contact. Light emitted from the light guide is used as a light source to illuminate from behind the display, and transmitted light is viewed.
【0162】本発明の表示装置では、導光体の後ろに表
示体が置かれ、しかも表示面が導光体と気体の層を介す
ることなく密着している。照明方法としては、導光体の
側部端面に向けて投光して、表示面を前から照して反射
光を見る反射形と、表示体の裏側面に向けて投光し、透
過光を見ると同時に、外側面での全反射による光で前か
らも照明して反射光としても見る透過と反射併用の2形
式があり、いずれか一方、あるいは両方を適用する。こ
れらの照明のいずれも前から表示面を照らしており、こ
こが従来の導光板形式の照明と基本的に異なる。In the display device of the present invention, the display is placed behind the light guide, and the display surface is in close contact with the light guide without interposing a gas layer. There are two types of illumination: a reflective type in which light is projected toward the side end surface of the light guide, and the display surface is illuminated from the front to see reflected light. At the same time, there are two types of transmission and reflection, both of which are illuminated with light by total reflection on the outer surface and are also illuminated from the front as reflected light, and either one or both are applied. All of these illuminations illuminate the display surface from the front, which is fundamentally different from conventional light guide plate type illumination.
【0163】次に導光体の一部を水などの液体とする実
施の形態について説明する。図9および図10は、第1
の実施の形態における中空円柱状の導光体の一部を液体
に変えた構造の第3の実施の形態である。図9はB−B
断面図、図10は、C−C断面図である。Next, an embodiment in which a part of the light guide is made of a liquid such as water will be described. FIG. 9 and FIG.
It is a third embodiment of the present invention having a structure in which a part of the hollow cylindrical light guide is changed to a liquid. FIG. 9 is BB
FIG. 10 is a cross-sectional view taken along a line CC in FIG.
【0164】また、図11は外側面が平面の導光体の一
部を液体とした第4の実施の形態のA−A断面図であ
る。この第3と第4の実施の形態は、導光体が2種類の
材質からなる点で変わっているが、導光体の基本的な形
状などは第1の実施の形態と同じである。導光体以外の
光源等はその位置も含めて同じである。また、表示体と
導光体との関係も同じである。FIG. 11 is a sectional view taken on line AA of the fourth embodiment in which a part of the light guide having a flat outer surface is a liquid. The third and fourth embodiments are different in that the light guide is made of two kinds of materials, but the basic shape of the light guide is the same as that of the first embodiment. Light sources other than the light guide are the same including their positions. The same applies to the relationship between the display and the light guide.
【0165】図9、図10および図11において、中空
透明容器66、76は、ガラスあるいはアクリル樹脂な
どから成っている。この中空透明容器66、76には注
入口68、78が在り、注入口68、78から中空部分
に水などの液体67、77を注入している。即ち、導光
体61、71は、中空透明容器66、76と中空透明容
器66、76の中に注入された液体67、77で形成さ
れる。中空透明容器66、76は、中空透明容器の外壁
部分66a、76a、中空透明容器の内壁部分66b、
76b、光源62、72に近い側の底の部分66c、7
6c、光源62、72から離れた位置にある天井の部分
66d、76dを備えている。図9および図10の第3
の実施の形態における導光体61の形状は第1の実施の
形態の場合と同じく中空円柱体で、図11の第4の実施
の形態における導光体71の形状は第2の実施の形態の
場合と同じく矩形である。図6の第3の実施の形態にお
いて、導光体66の外側面61a、外側面61aに近い
位置にある中空透明容器61と液体67との境界面67
a、導光体の裏側面61b、および裏側面61bに近い
位置にある中空透明容器61と液体67との境界面67
bは、中心軸の位置を等しくする円柱面になる。図11
の第4の実施の形態において、導光体67の外側面71
a、外側面71aに近い位置にある中空透明容器71と
液体77との境界面77a、導光体の裏側面71b、お
よび裏側面71bに近い位置にある中空透明容器71と
液体77との境界面77bは、互いに平行な平面とな
る。In FIGS. 9, 10 and 11, the hollow transparent containers 66 and 76 are made of glass or acrylic resin. The hollow transparent containers 66 and 76 have injection ports 68 and 78, and liquids 67 and 77 such as water are injected into the hollow portions from the injection ports 68 and 78. That is, the light guides 61 and 71 are formed by the hollow transparent containers 66 and 76 and the liquids 67 and 77 injected into the hollow transparent containers 66 and 76. The hollow transparent containers 66 and 76 include an outer wall portion 66a and 76a of the hollow transparent container, an inner wall portion 66b of the hollow transparent container,
76b, bottom portions 66c and 7 near the light sources 62 and 72
6c, a ceiling portion 66d, 76d remote from the light sources 62, 72 is provided. 9 and 10
The shape of the light guide 61 in this embodiment is a hollow cylindrical body as in the case of the first embodiment, and the shape of the light guide 71 in the fourth embodiment of FIG. 11 is the shape of the second embodiment. It is a rectangle as in the case of. In the third embodiment shown in FIG. 6, an outer surface 61a of a light guide 66, and a boundary surface 67 between the liquid 67 and the hollow transparent container 61 located near the outer surface 61a
a, a back surface 61b of the light guide, and a boundary surface 67 between the hollow transparent container 61 and the liquid 67 at a position close to the back surface 61b
b is a cylindrical surface that equalizes the position of the central axis. FIG.
In the fourth embodiment, the outer surface 71 of the light guide 67
a, a boundary surface 77a between the hollow transparent container 71 and the liquid 77 near the outer surface 71a, a back surface 71b of the light guide, and a boundary between the hollow transparent container 71 and the liquid 77 near the back surface 71b. The surfaces 77b are planes parallel to each other.
【0166】第3と第4の実施の形態において、中空透
明容器66、76である固体と液体67、77の屈折率
が等しい場合は、単一の材質からなる場合と等価であ
り、それぞれすでに説明した第1、第2の実施の形態と
同じように機能する。中空透明容器66、76と液体6
7、77でそれぞれ屈折率が異なる場合は、導光体が多
層構造となってその境界面において光の屈折あるいは全
反射のいずれかが生じ、光の導かれ方が第1、第2の実
施の形態と若干異なってくる。In the third and fourth embodiments, when the solid transparent hollow containers 66 and 76 and the liquids 67 and 77 have the same refractive index, it is equivalent to the case where they are made of a single material. It functions in the same way as the first and second embodiments described. Hollow transparent containers 66 and 76 and liquid 6
If the refractive indices 7 and 77 are different from each other, the light guide has a multilayer structure, and either refraction or total reflection of light occurs at the boundary surface, and the light is guided in the first and second embodiments. Slightly different form.
【0167】第3、第4の実施の形態では、導光体を2
種類の材質で形成したために、中空透明容器−液体、液
体−中空透明容器の新たな境界面が加わる。これらの境
界面で両側の材質の屈折率に差があると、屈折あるいは
全反射のいずれかが必ず生じる。これらの境界面は表示
面の照明と表示図形の見え方に影響する。In the third and fourth embodiments, the light guide is provided with two light guides.
Due to the different materials, a new boundary surface of hollow transparent container-liquid and liquid-hollow transparent container is added. If there is a difference between the refractive indices of the materials on both sides at these boundary surfaces, either refraction or total reflection necessarily occurs. These boundaries affect the illumination of the display surface and the appearance of the displayed graphic.
【0168】まず、照明への影響について説明する。屈
折率の高い媒質から低い媒質に向けて臨界角θ以上の入
射角で入射する光は、全反射が生じる。これ以外の光
は、通常の屈折を行い境界面を通り抜け、光の進む方向
が変わるが、入射角の等しいものはそろって同じ方向に
変わる。しかも、入射角の違いによって進む方向が急激
に変わる事はなく、連続的に変わるので、光を導いて表
示面を照明する観点からはまったく問題ない。First, the effect on illumination will be described. Light that is incident from a medium having a high refractive index to a medium having a low refractive index at an incident angle equal to or greater than the critical angle θ undergoes total reflection. Other light undergoes ordinary refraction and passes through the boundary surface to change the traveling direction of the light, but those having the same incident angle change in the same direction. In addition, the traveling direction does not suddenly change due to the difference in the incident angle, but changes continuously. Therefore, there is no problem from the viewpoint of guiding light to illuminate the display surface.
【0169】表示面に向かう光は、全反射が生じると照
明効率が低下する。なお、外側面の方向に進む光に全反
射が生じても、照明効率は低下しない。その理由は全反
射された光は表示面を照す光として利用できることによ
る。[0169] When the light directed to the display surface undergoes total reflection, the illumination efficiency decreases. Note that even if total reflection occurs in light traveling in the direction of the outer surface, the illumination efficiency does not decrease. The reason is that the totally reflected light can be used as light for illuminating the display surface.
【0170】全反射による照明効率の低下を防止する一
つの策は、表示面に近い層ほど屈折率の高い材質を用い
て、表示面に向かう光の全反射が生じないようにする事
である。しかし、この場合は最も全反射の光量を大きく
したい外側面での臨界角が小さくなり、よって照明効率
を低下させる結果にもなる。これらの条件を満たして効
率を高めるように材料を選択するのは難しく、できるだ
け屈折率の差の少ない材質が接するように配慮するのが
望ましい。なお、臨界角が最も大きい境界で照明性能が
決ることから、屈折率比の一番大きい境界層を如何に小
さな比に抑えるかである。One measure for preventing a decrease in illumination efficiency due to total reflection is to use a material having a higher refractive index for a layer closer to the display surface so that total reflection of light toward the display surface does not occur. . However, in this case, the critical angle on the outer surface where the amount of total internal reflection is to be maximized is reduced, and the illumination efficiency is reduced. It is difficult to select a material that satisfies these conditions and enhances the efficiency, and it is desirable to consider that a material having a difference in refractive index as small as possible comes into contact. Since the illumination performance is determined at the boundary where the critical angle is the largest, it depends on how small the ratio of the boundary layer having the largest refractive index ratio is.
【0171】屈折率の大きい材質が屈折率の小さい材質
で挟まれ、かつ境界面が平行な場合は、両境界のいずれ
か大きい方の臨界角より大きい入射角の光は、屈折率の
大きい材質の中に閉じ込められて、無効な光となる。When a material having a large refractive index is sandwiched by a material having a small refractive index and the boundary surfaces are parallel, light having an incident angle larger than the larger critical angle of either of the two boundaries is converted to a material having a large refractive index. Is trapped inside and becomes ineffective light.
【0172】第3と第4の実施の形態で、中空透明容器
66、76がアクリル樹脂(屈折率1.49)、液体6
7、77が水(屈折率1.33)の場合における中空透
明容器66、76の、一番外側に当たる外壁66a,7
6aについて見てみる。外側面61a,71a(臨界角
約42.1度)では入射角が42.1度以上の光が、水
67、77との境界面67a,77a(臨界角約63.
2度)では入射角が63.2度以上の光が、全反射され
る。この結果、63.2度以上の入射角の光は、中空透
明容器66、76の外壁の中に閉じ込められる。この例
のように全反射が生じると、照明効率が低下する。In the third and fourth embodiments, the hollow transparent containers 66 and 76 are made of acrylic resin (refractive index 1.49), liquid 6
Outer walls 66a, 7 of outermost hollow transparent containers 66, 76 when water 7 (refractive index: 1.33)
Let's take a look at 6a. On the outer side surfaces 61a and 71a (critical angle of about 42.1 degrees), light having an incident angle of 42.1 degrees or more is applied to the boundary surfaces 67a and 77a with the waters 67 and 77 (critical angle of about 63.degree.).
At 2 degrees), light having an incident angle of 63.2 degrees or more is totally reflected. As a result, light having an incident angle of 63.2 degrees or more is confined in the outer walls of the hollow transparent containers 66 and 76. When total reflection occurs as in this example, the illumination efficiency decreases.
【0173】当然全反射が生じない範囲の光は、照明に
活用されており、更に、全反射により無効となった光は
導光体61、71の側部端面の近傍に置いた反射板で反
射させ、再び有効な光に変えて利用するのが一般的であ
る。ちなみに中空透明容器66、76がアクリル樹脂、
また液体67、77が水の場合は照明機能として充分の
性能が得られている。Naturally, the light in the range where total reflection does not occur is used for illumination, and the light invalidated by total reflection is reflected by a reflector placed near the side end surfaces of the light guides 61 and 71. In general, the light is reflected and converted into effective light again. By the way, the hollow transparent containers 66 and 76 are made of acrylic resin,
When the liquids 67 and 77 are water, sufficient performance is obtained as an illumination function.
【0174】次に、観察者への表示図形の見え方につい
て説明する。なお、表示図形を伝える光の進む経路が含
まれる面と、導光体の側部端面に投光されて反対側の側
部端面の方に向かう照明用の光の径路が含まれる面とは
互いに直交する。また、照明光は表示面に向かう光が全
反射を受けるか否かが問題であるが、表示図形を観察者
に伝える光は基本的に外側面に向う光であり、照明で全
反射が生じる境界面も表示図形を観察者に伝える光に対
しては何ら問題が生じない。この事の認識が理解する上
で重要である。Next, the way in which the display figure is seen by the observer will be described. In addition, the surface including the path of the light transmitting the display figure and the surface including the light path for illumination that is projected on the side end face of the light guide toward the opposite side end face are included. Mutually orthogonal. In addition, illumination light has a problem whether or not light directed toward the display surface undergoes total reflection. However, light that transmits a display figure to an observer is basically light directed to the outer surface, and total reflection occurs in illumination. The boundary surface has no problem with the light transmitting the display figure to the observer. Awareness of this is important for understanding.
【0175】導光体71が平板状である第4の実施の形
態の場合は、外側面71aと表示面74aを始め、導光
体71を複数の材質で構成したことにより加わった境界
面もほとんど垂直に近い角度で光が透過するために、加
わった境界面での屈折あるいは全反射が表示図形の見え
方に影響することはない。したがって第2の実施の形態
と異なる所はない。In the case of the fourth embodiment in which the light guide 71 is a flat plate, the boundary surface added by forming the light guide 71 from a plurality of materials including the outer surface 71a and the display surface 74a is also included. Since light is transmitted at an angle almost perpendicular, refraction or total reflection at the added boundary surface does not affect the appearance of the display graphic. Therefore, there is no difference from the second embodiment.
【0176】外側面61aが円柱面である第3の実施の
形態では、境界面が円柱面となり各境界面に入射する光
の入射角は平面の場合より大きくなる。このため境界面
の条件が表示図形の見え方に大きく影響してくる。In the third embodiment in which the outer surface 61a is a cylindrical surface, the boundary surface is a cylindrical surface, and the angle of incidence of light incident on each boundary surface is larger than that of a flat surface. Therefore, the condition of the boundary surface greatly affects the appearance of the display figure.
【0177】図12は、容器に液体を詰めた中空円柱体
を導光体とする第3の実施の形態を説明するための図
で、中心軸に垂直な断面で切断したC−C断面図であ
る。表示面64aの一点P0から出た光が、固体である
中空透明容器66と液体67との境界面67bおよび6
7aと各々の点P1とP2で、さらに、外側面61aの
P3で屈折して、経路eを通って観察者Zに到達する光
の径路を示している。観察者は外側面61aから充分遠
く、外側面61aを出て観察者に届く光の光軸とのなす
角は充分小さいものとする。なお、観察者Zは図中左の
方にあり、図から省略されている。直線a、b、c、d
は、それぞれ中心点Oと点P0、P1、P2、P3との
各々を結んだ直線であり、また、直線fは、観察者Zと
中心点Oを結ぶ光軸である。角βは、経路eと直線dの
なす角で、光軸fと直線dとのなす角でもある。ηは直
線dと直線cのなす中心角、φは直線cと直線bのなす
中心角、τは直線bと直線aのなす中心角である。角
δ、α、λは、それぞれ表示面上のP0点を出て観察者
に届く光の経路に当たる各境界面上の点P3、P2、P
1における入射角である。表示面64a上の点P0の像
はP0' で示してある。像の点P0' は、中心Oと点P
0とを結ぶ直線と、点P0を出て外側面の点P3を通っ
て観察者に到達する際の観察者と外側面の点P3とを結
ぶ線の交点で与えられる。点P0を光軸に垂直な矢印の
物体Aの頂点として、像であるP0' は同じく光軸に垂
直な矢印の像A' の頂点と見る事ができる。FIG. 12 is a view for explaining a third embodiment in which a hollow cylindrical body filled with a liquid in a container is a light guide, and is a cross-sectional view taken along a line CC perpendicular to the center axis. It is. Light emitted from one point P0 of the display surface 64a is applied to boundary surfaces 67b and 67 between the solid hollow transparent container 66 and the liquid 67.
7a, the points P1 and P2, and further, the path of light that is refracted at P3 of the outer side surface 61a and reaches the observer Z through the path e. It is assumed that the observer is sufficiently far from the outer side surface 61a, and the angle between the optical axis of the light exiting the outer side surface 61a and reaching the observer is sufficiently small. Note that the observer Z is on the left side of the figure and is omitted from the figure. Straight lines a, b, c, d
Is a straight line connecting the center point O and each of the points P0, P1, P2, and P3, and a straight line f is an optical axis connecting the observer Z and the center point O. The angle β is the angle between the path e and the straight line d, and also the angle between the optical axis f and the straight line d. η is the central angle between the straight lines d and c, φ is the central angle between the straight lines c and b, and τ is the central angle between the straight lines b and a. The angles δ, α, and λ are points P3, P2, and P on each boundary surface, which correspond to the path of light reaching the observer through the point P0 on the display surface.
1 is the angle of incidence. The image of the point P0 on the display surface 64a is indicated by P0 '. The point P0 'of the image is
It is given by the intersection of a straight line connecting 0 and a line connecting the observer and the point P3 on the outer surface when exiting the point P0 and passing through the point P3 on the outer surface to reach the observer. The point P0 can be regarded as the vertex of the object A of the arrow perpendicular to the optical axis, and the image P0 'can be regarded as the vertex of the image A' of the arrow also perpendicular to the optical axis.
【0178】また、表示面64aの半径をR、外側面6
1aの半径をm・R(m>1である係数)、中空透明容
器66の外側の壁66aの厚さをDso、内側の壁66
bの厚さをDsiとして示している。なお、以下の説明
で、屈折率は、液体67がnL、外側の壁66aがns
o、内側の壁66bがnsiとする。また、空気の屈折
率をnaとする。Further, the radius of the display surface 64a is R,
The radius of 1a is m · R (a coefficient satisfying m> 1), the thickness of the outer wall 66a of the hollow transparent container 66 is Dso, and the inner wall 66 is
The thickness of b is shown as Dsi. In the following description, the refractive index is nL for the liquid 67 and ns for the outer wall 66a.
o, the inner wall 66b is nsi. Further, the refractive index of air is na.
【0179】この図12に示す系で、表示面64aを出
射角ξ0で出た光が、外側面61aで出射角がβ0とな
る条件は、外側面61aの表示面64aに対する半径比
mが、次式を満たす場合である。この式の誘導は、補足
説明とした「三層構造の導光体での表示図形の見え方」
に後述してある。 m=nsi・Sin(ξ0)/na・Sin(β0) ……(式4) 式4は、外側面61aと表示面64aである一番外側と
一番内側の面の条件だけで定まり、間に挟まれる層での
影響は受けない事を示している。この式4は必要条件で
あって、必要十分条件ではない。必要条件の意味すると
ころは、式4を満たす範囲であっても、ξ0とβ0とは
自由に値を取り得ない場合があり、内部の他の条件によ
り制限されることである。この制限要因が全反射の現象
である。In the system shown in FIG. 12, the condition that the light emitted from the display surface 64a at the emission angle ξ0 and the emission angle at the outer surface 61a becomes β0 is that the radius ratio m of the outer surface 61a to the display surface 64a is This is the case where the following expression is satisfied. The derivation of this formula is based on the supplementary explanation "How to see the display figure with a three-layered light guide"
Is described later. m = nsi · Sin (ξ0) / na · Sin (β0) (Equation 4) Equation 4 is determined only by the conditions of the outermost surface and the innermost surface, ie, the outer surface 61a and the display surface 64a. The effect is not affected by the layer sandwiched between the layers. Equation 4 is a necessary condition, not a necessary and sufficient condition. The meaning of the necessary condition is that even if the range satisfies Equation 4, ξ0 and β0 may not be able to take values freely, and are limited by other internal conditions. This limiting factor is the phenomenon of total reflection.
【0180】次に、全反射を考慮した必要十分条件につ
いて説明する。表示面側から外側面に向けて進む光に対
して、全反射が生じる可能性のある内側からk番目の境
界面をSk面と記すことにする。Sk面で全反射が生じ
ない条件を設定するために、全てのSk面を境に導光体
を仮想的に分割する。Sk面の内側の導光体を第kの導
光体、外側を第(k+1)の導光体と呼称する。Sk面
の出射角をρkとすると、全ての第kの導光体で、次式
が成立しなければならない。この式の誘導については、
補足説明とした「三層構造の導光体での表示図形の見え
方」を参照されたい。 mk=n( k-1) ・Sin ρ( k-1) /nk・Sin(ρk) ……(式5) ここで、mkは第kの導光体で最も外側の面の最も内側
の面に対する半径比、nkはSk面の外側に接する材質
の屈折率である。Next, a necessary and sufficient condition in consideration of total reflection will be described. The k-th boundary surface from the inside at which total reflection may occur with respect to light traveling from the display surface side toward the outer surface is referred to as an Sk surface. In order to set a condition under which total reflection does not occur on the Sk surface, the light guide is virtually divided at all the Sk surfaces. The light guide inside the Sk plane is called the k-th light guide, and the outside is called the (k + 1) -th light guide. Assuming that the emission angle of the Sk plane is ρk, the following equation must be satisfied for all k-th light guides. For the derivation of this equation,
Please refer to “How to see a display figure with a three-layer structure light guide” as a supplementary explanation. mk = n (k−1) · Sin ρ (k−1) / nk · Sin (ρk) (Equation 5) where mk is the innermost surface of the outermost surface of the kth light guide. And nk is the refractive index of the material in contact with the outside of the Sk plane.
【0181】全てのSk面で第kの導光体に関して式5
を満たす必要がある。ある第k0の導光体に初期条件を
設定し、逐次kを変え式5からSin(ρk)を求めていく
とき、Sin(ρk)>1の不合理が生じると、設定した初
期条件ではこのSk面で全反射が発生することになる。
この場合は、このSk面での入射角がすでに臨界角θを
越えていることになる。この場合は、このSk面の入射
角が臨界角θ、出射角がπ/2とするなど、新たな初期
条件を設定する必要がある。In all Sk planes, with respect to the k-th light guide, Equation 5
Needs to be satisfied. When an initial condition is set for a certain k0th light guide and k is sequentially changed to obtain Sin (ρk) from Equation 5, if an irrationality of Sin (ρk)> 1 occurs, the set initial condition is Total reflection occurs on the Sk surface.
In this case, the incident angle on the Sk plane has already exceeded the critical angle θ. In this case, it is necessary to set new initial conditions, such as setting the incident angle of the Sk plane to the critical angle θ and setting the output angle to π / 2.
【0182】Sk面で入射角が臨界角θ、出射角がπ/
2として更にkを変えて式5からSin(ρk)を求めてい
くと、再び不合理が生じた場合は、この新たなSk面が
前のSk面より強く光の径路を制約することになる。即
ち、新たなSk面で入射角が臨界角θ、出射角がπ/2
と初期条件を設定し直すと、前のSk面では全反射が生
じるような条件にはならない。したがって、上記操作に
より全反射により光の進む径路を最も強く規制する全反
射面を見出すことができる。以後、この最も強く光の径
路の限界を規制するS面をS0面と呼称する。In the Sk plane, the incident angle is the critical angle θ, and the outgoing angle is π /
When Sin (ρk) is obtained from Equation 5 while further changing k as 2, the new Sk surface restricts the light path more strongly than the previous Sk surface when the irrationality occurs again. . That is, the incidence angle is the critical angle θ and the emission angle is π / 2 on the new Sk plane.
If the initial conditions are set again, the condition that total reflection occurs on the previous Sk surface does not occur. Therefore, the above operation makes it possible to find a total reflection surface that most strongly regulates the path through which light travels due to total reflection. Hereinafter, the S surface that most strongly regulates the limit of the light path is referred to as the S0 surface.
【0183】ここで、光の径路の限界を規制するS0面
について、S0面に接する材質の屈折率をns、S0面
の出射角をρsとすると、全てのkについて式5を満た
す必要のあった必要十分条件式が次の2式で表現でき
る。 m1・ns/nsi=Sin(ξ0)/Sin(ρs) ……(式6) m2・na/ns=Sin(ρs)/Sin(β0) ……(式7) ここで、ρs≦π/2で、m1は外側面のS0面に対す
る半径比、m2はS0面の表示面に対する半径比であ
る。Here, regarding the S0 surface that regulates the limit of the light path, assuming that the refractive index of the material in contact with the S0 surface is ns and the emission angle of the S0 surface is ρs, it is necessary to satisfy Equation 5 for all k. The necessary and sufficient conditional expression can be expressed by the following two expressions. m1 · ns / nsi = Sin (ξ0) / Sin (ρs) (6) m2 · na / ns = Sin (ρs) / Sin (β0) (7) where ρs ≦ π / 2 Where m1 is the radius ratio of the outer surface to the S0 surface, and m2 is the radius ratio of the S0 surface to the display surface.
【0184】以上で表示面を角度ξ0で出て外側面を角
度β0で出射する必要十分条件が明確になった。表示装
置として表示面の像はできるだけ大きく、外側面を最大
の視野で見る範囲まで像が拡大して見えることが望まし
い。また、条件に応じてより広い範囲に像ができるが望
ましい。そこで次に、像の見る視野を最大にする条件を
求める。それは、式7で、Sin(β0)を如何に大きくす
るかであり、その条件を整理すると、次のイ.、ロ.で
ある。 イ.ns/na≦m2の場合 Sin(β0)を最大にできるのは、Sin(ρs)=1を満た
せる場合で、この条件を式6に適用すると、m1≦ns
i/nsを満たさねばならない。この条件を満たすと
き、m2=k1・ns/na(k1≧1)とすると、次
の式8になる。Sin(β0)は像の視野を表わす。したが
って、外側面の半径を半径比で最適の場合のk1倍に大
きくしても、像の視野は外側面の1/k1になり、像の
視野そのものは最適の場合と変わらない。 k1=1/Sin(β0) ……(式8) ロ.m2<ns/naの場合 β0を最大のπ/2であるSin(β0)=1とするには、
式7から得られるSin(ρs)=m2・na/nsを式6
に適用して、m1・m2<nsi/naを満たさねばな
らない。この条件を満たすとき、m1・m2=k2・n
si/na(k2<1)とすると、次の式9が得られ
る。ここでm1・m2は外側面の表示面に対する半径比
mで、外側面を表示面に対して最適の場合より小さくす
ると、表示面の見える範囲が減少する。 k2=Sin(ξ0) ……(式9) 上記イ.、ロ.の条件を基に表示面の見え方について説
明する。表示面の最も広い範囲を最も広い視野範囲の像
として見ることのできる条件は、下記の2式(式10、
11)が満たされる場合である。 m2=ns/na ……(式10) m1=nsi/ns ……(式11) この条件を満たすのが表示装置として最適であるが、表
示装置の設置条件、あるいは照明効率の向上などのため
に、外側面の半径を式10、式11で決る最適条件より
ずれた設定値を採るざるを得ない場合がある。As described above, the necessary and sufficient conditions for exiting the display surface at an angle ξ0 and exiting the outer surface at an angle β0 have been clarified. As a display device, the image on the display surface is as large as possible, and it is desirable that the image be seen to be enlarged to a range where the outer surface is viewed with the maximum field of view. Further, it is desirable that an image can be formed in a wider range depending on conditions. Therefore, next, a condition for maximizing the field of view of the image is determined. It is how to increase Sin (β0) in Equation 7, and the conditions are summarized as follows. , B. It is. I. When ns / na ≦ m2 Sin (β0) can be maximized when Sin (ρs) = 1 can be satisfied. When this condition is applied to Expression 6, m1 ≦ ns
i / ns must be satisfied. When this condition is satisfied, if m2 = k1 · ns / na (k1 ≧ 1), the following Expression 8 is obtained. Sin (β0) represents the field of view of the image. Therefore, even if the radius of the outer side surface is increased to k1 times the radius ratio, the field of view of the image becomes 1 / k1 of the outer side surface, and the field of view of the image itself is not different from the optimum case. k1 = 1 / Sin (β0) (Equation 8) If m2 <ns / na To make β0 the maximum π / 2, Sin (β0) = 1,
Sin (ρs) = m2 · na / ns obtained from Expression 7 is calculated by Expression 6
To satisfy m1 · m2 <nsi / na. When this condition is satisfied, m1 · m2 = k2 · n
Assuming that si / na (k2 <1), the following equation 9 is obtained. Here, m1 · m2 is a radius ratio m of the outer surface to the display surface. If the outer surface is smaller than the optimum case for the display surface, the visible range of the display surface is reduced. k2 = Sin (ξ0) (Equation 9) , B. The appearance of the display surface will be described based on the above condition. The conditions under which the widest range of the display surface can be viewed as the image of the widest viewing range are as follows:
11) is satisfied. m2 = ns / na (Equation 10) m1 = nsi / ns (Equation 11) It is most suitable for the display device to satisfy this condition, but it is necessary to improve the installation conditions of the display device or the illumination efficiency. In some cases, it may be necessary to adopt a set value in which the radius of the outer surface deviates from the optimum condition determined by Expressions 10 and 11.
【0185】外側面の半径を大きくする場合は、像の視
野範囲が狭くなるので、視野が最適の場合の80%程度
を限度とすると、式8より、k1=1.25となり、最
適の場合の1.25倍までが限度になる。When the radius of the outer surface is increased, the range of the visual field of the image becomes narrower. Therefore, if the upper limit is about 80% of the case where the visual field is optimal, k1 = 1.25 from the equation (8). The limit is up to 1.25 times.
【0186】一方、外側面の半径を小さくする場合は、
像の視野範囲は最大のまま保持されるため、表示装置と
して像の視野範囲が外側面の最大視野より狭まるほど深
刻ではない。しかし、像が平面に近づいて見える等の利
点が損われてくること、また表示面の見える範囲が狭く
なるなどの問題から制限が必要になる。表示面の最大に
見える場合はξ0=π/2であるが、この1/3のξ0
=π/6を限度とすると、式(9)より、k2=0.5
となり、最適の場合の0.5倍までが限度となる。On the other hand, when reducing the radius of the outer surface,
Since the field of view of the image is kept at the maximum, the field of view of the image as a display device is not so severe as to be narrower than the maximum field of view on the outer surface. However, limitations are required due to the disadvantage that the advantage that the image appears closer to a flat surface is lost, and that the visible area of the display surface is narrowed. When the display surface appears to be the maximum, ξ0 = π / 2.
= Π / 6, from equation (9), k2 = 0.5
And the limit is 0.5 times the optimal case.
【0187】以上、導光体が多層構造の場合について説
明した。ここで纏めると以下のようになる。表示面から
外側面に至る光の径路を全反射によって規制する全反射
面S0が、導光体の外側面と表示体の間に存在する場合
では、導光体の外側面の半径Rc、外側面に接する空気
の屈折率をna、表示面の半径R、表示面に接する材質
の屈折率をnsi、最も強く規制する全反射面S0の半
径をRs、全反射面S0の外側に接する材質の屈折率を
nsとすると、下記の式12と式13が同時に成立する
か、 ns/na≦Rc/Rs≦1.25・ns/na……(式12) Rs/R≦nsi/ns ……(式13) または、式14と式15が同時に成立し、 0.5・nsi/na≦Rc/R<nsi/na ……(式14) Rc/Rs<ns/na ……(式15) 表示面から外側面に至る光の径路を全反射によって規制
する全反射面が、導光体の外側面と表示体の間に存在し
ない場合では、下記の式16が成立する場合には、表示
面を約π/6までの出射角で出る光までを観察でき、ま
た表示面の作る像は外側面を最大に見ることのできる視
野の約80%以上の視野で見ることができる。 1.25・nsi/na≧Rc/R≧0.5・nsi/na……(式16) 以上の条件の範囲であれば、単一の材質からなり、外側
面と表示面が円柱面で中心軸が一致している導光体を有
する第1の実施の形態と同じく、表示面を、あるいは表
示面を外側面に拡大表示したものを直接見るよりは、形
成される像が表示面、外側面より曲率が大きくより平面
的になり、また表示面を斜めに見るために生じる縮尺を
補正し、更に、表示面を接線方向に見るより、更に回り
込んでしか見ることのできない表示体の裏側の一部領域
まで観察できる。In the above, the case where the light guide has a multilayer structure has been described. Here is a summary of this. When the total reflection surface S0 that regulates the path of light from the display surface to the outer surface by total reflection exists between the outer surface of the light guide and the display, the radius Rc of the outer surface of the light guide is equal to the outer radius. The refractive index of the air in contact with the side surface is na, the radius of the display surface R, the refractive index of the material in contact with the display surface is nsi, the radius of the total reflection surface S0 that most strongly regulates is Rs, and the material of the material in contact with the outside of the total reflection surface S0. Assuming that the refractive index is ns, the following equations 12 and 13 are simultaneously satisfied or ns / na ≦ Rc / Rs ≦ 1.25 · ns / na (Equation 12) Rs / R ≦ nsi / ns (Equation 13) Or, Equation 14 and Equation 15 are simultaneously satisfied, and 0.5 · nsi / na ≦ Rc / R <nsi / na (Equation 14) Rc / Rs <ns / na (Equation 15) The total reflection surface that regulates the light path from the display surface to the outer surface by total reflection In the case where there is no space between the outer surface of the display and the display body, when the following equation 16 is satisfied, light exiting the display surface at an emission angle of about π / 6 can be observed, and the image formed by the display surface can be observed. Can be seen in a field of view that is about 80% or more of the field of view in which the outer surface is maximally visible. 1.25 · nsi / na ≧ Rc / R ≧ 0.5 · nsi / na (Equation 16) As long as the conditions described above are satisfied, the outer surface and the display surface are cylindrical surfaces. As in the first embodiment having a light guide whose central axes coincide with each other, an image to be formed is displayed on the display surface, rather than directly viewing the display surface or an enlarged display of the display surface on the outer surface. The curvature is larger than the outer side surface, it becomes more planar, and the scale generated when viewing the display surface at an angle is corrected. It can be observed up to a partial area on the back side.
【0188】ここで、第3の実施の形態で中空透明容器
66がアクリル樹脂(屈折率nsi=nso=1.4
9)、液体67が水(屈折率ns=1.33)の場合に
ついて最適条件を求めてみる。なお、表示面64aの半
径を300mm、中空透明容器66の厚さを5mmと
し、これらは変えられないものとする。S面は中空透明
容器66の内壁66bと水の境界面の1面だけである。
このS面がS0面である。Rs/R=m1=305/3
00=1.017<1.12=nsi/nsの関係にな
る。この場合は式13が成立する。従って、式12より
405.7≦Rc≦454.3の範囲で、また式14と
式15より317.4≦Rc<405.7が導き出すこ
とができ、併せて 317.4≦Rc≦454.3 ……(式17) の範囲であれば、表示面64aを出る出射角の最小値を
約π/6に限定でき、同時に表示面64aの像の視野
を、外側面61aを最大に見る視野の約80%以内にす
ることができる。Here, in the third embodiment, the hollow transparent container 66 is made of an acrylic resin (refractive index nsi = nso = 1.4).
9) An optimal condition will be obtained for a case where the liquid 67 is water (refractive index ns = 1.33). Note that the radius of the display surface 64a is 300 mm, and the thickness of the hollow transparent container 66 is 5 mm, which cannot be changed. The S surface is only one boundary surface between the inner wall 66b of the hollow transparent container 66 and water.
This S plane is the S0 plane. Rs / R = m1 = 305/3
00 = 1.017 <1.12 = nsi / ns. In this case, Expression 13 holds. Therefore, it is possible to derive the range of 405.7 ≦ Rc ≦ 454.3 from the formula 12, and 317.4 ≦ Rc <405.7 from the formulas 14 and 15, and collectively, 317.4 ≦ Rc ≦ 454. 3 (Equation 17), the minimum value of the emission angle exiting the display surface 64a can be limited to about π / 6, and at the same time, the field of view of the image on the display surface 64a is maximized on the outer surface 61a. Can be within about 80%.
【0189】以上円柱状の表示装置の表示面の見え方に
ついて説明した。次に本発明で重要となる導光体と表示
面との関係について説明する。本発明では、導光体と表
示面は密着状態になければならない。密着状態とは導光
体と表示面の間に気体の層が介在せず、液体又は固体を
介して導光体と表示面が光学的に接続される事である。
空気などの気体の屈折率は、真空の屈折率である1に近
く、表示装置を通常使用する条件下では1.00に近似
できるのに対して、導光体の液体や固体の屈折率は、い
かに小さくても1.2以上のものを確保して使用する事
ができる。即ち、屈折率の小さな気体の層を介すること
無く、表示面が導光体に直接密着するか、屈折率の大き
い液体又は固体を介して、光学的に接続されることが密
着状態である。The appearance of the display surface of the columnar display device has been described above. Next, the relationship between the light guide and the display surface, which is important in the present invention, will be described. In the present invention, the light guide and the display surface must be in close contact. The close contact state means that the light guide and the display surface are optically connected via a liquid or a solid without a gas layer interposed between the light guide and the display surface.
The refractive index of a gas such as air is close to 1, which is the refractive index of a vacuum, and can be approximated to 1.00 under conditions where a display device is normally used, whereas the refractive index of a liquid or solid of a light guide is However, no matter how small, 1.2 or more can be secured and used. That is, it is a close contact state that the display surface is in direct contact with the light guide without passing through a gas layer having a small refractive index, or is optically connected through a liquid or solid having a large refractive index.
【0190】外側面が円柱面などの曲面の場合、表示面
のすぐ近くに空気と屈折率のほぼ等しい気体の層が入る
と、表示図形の像を拡大してみる事ができなくなる。こ
れが表示面を導光体に密着させる第一の理由である。In the case where the outer surface is a curved surface such as a cylindrical surface, if a gas layer having a refractive index substantially equal to that of air enters immediately near the display surface, the image of the display figure cannot be enlarged. This is the first reason for bringing the display surface into close contact with the light guide.
【0191】大きい屈折率nvの導光体と表示面の間に
小さい屈折率ngの「気体の層」が、存在する場合を考
える。「気体の層」の外側の面を角度ξで出た光が、外
側面を角度β0で出射する条件は、式4に示す必要条件
から、 m=nv・Sin(ξ)/na・Sin(β0) ……(式18) ここでmは、外側面の半径の「気体の層」の外側の面の
半径に対する半径比、naは、外側面に接する空気の屈
折率である。ここで像を最大の大きさで見る限界は、
「気体の層」の外側の面を出る光の角度ξが臨界角θの
場合に相当する。したがって、Sin(ξ)=ng/nvを
式18に代入し、次の式19が成立する。 m=ng/na・Sin(β0)……(式19) 「気体の層」の屈折率ngは、空気の屈折率naにほぼ
等しいため、m=1/Sin(β0)となり、mを大きくす
ると、Sin(β0)に反比例して小さくなる。これは、半
径比mをいくら大きくしても、観察者に見える像の範囲
は、気体の外側の面を見る視野の範囲に制限されること
を示している。この気体の層が表示面のすぐ近くにある
場合は、導光体を用いても表示面の大きさ以上に拡大し
てみる事ができなくなる。ところが、この層が気体より
も充分大きい材質であれば、m=ng/Sin(β0)とな
り、半径比mをngと同程度にえらべば、外側面をほぼ
接線方向に見る範囲まで像を拡大してみる事ができる。Consider a case where a “gas layer” having a small refractive index ng exists between the light guide having a large refractive index nv and the display surface. The condition that the light emitted from the outer surface of the “gas layer” at an angle ξ and emitted from the outer surface at an angle β0 is obtained from the necessary condition shown in Expression 4 as follows: m = nv · Sin (ξ) / na · Sin ( β0) (Equation 18) Here, m is the radius ratio of the radius of the outer surface to the radius of the outer surface of the “gas layer”, and na is the refractive index of air in contact with the outer surface. The limit here to see the image at its maximum size is
The angle ξ of light exiting the outer surface of the “gas layer” corresponds to the critical angle θ. Therefore, Sin (ξ) = ng / nv is substituted into Expression 18, and the following Expression 19 is established. m = ng / na · Sin (β0) (Equation 19) Since the refractive index ng of the “gas layer” is substantially equal to the refractive index na of air, m = 1 / Sin (β0), and m is increased. Then, it becomes smaller in inverse proportion to Sin (β0). This indicates that no matter how large the radius ratio m, the range of the image that can be seen by the observer is limited to the range of the visual field that looks at the outer surface of the gas. If this gas layer is very close to the display surface, it will not be possible to enlarge it beyond the size of the display surface even by using a light guide. However, if the material of this layer is sufficiently larger than the gas, m = ng / Sin (β0), and if the radius ratio m is selected to be approximately the same as ng, the image is enlarged to the extent that the outer surface is viewed almost tangentially. You can try.
【0192】次に、表示面を導光体に密着する第2の理
由について説明する。表示面と導光体との間に「気体の
層」ができると、導光体と気体の境界面の臨界角θが小
さくなり、この境界面を透過して表示面を表側から照ら
す光の量が少なくなる事である。これは外側面が曲面の
場合に限らず、平面の場合も含めて生じる問題である。Next, the second reason why the display surface is in close contact with the light guide will be described. When a “gas layer” is formed between the display surface and the light guide, the critical angle θ at the interface between the light guide and the gas becomes smaller, and the light passing through this interface and illuminating the display surface from the front side is reduced. The amount is to be reduced. This is a problem that occurs not only when the outer surface is a curved surface but also when the outer surface is a flat surface.
【0193】例えば、導光体がアクリル(屈折率1.4
9)と表示面との間に、薄い空気の層(屈折率1.0
0)が挟まると、導光体と空気との境界面での臨界角θ
は、約42.1度となる。この空気の層が水(屈折率
1.33)の場合では、臨界角θは約63.2度とな
る。空気の場合は、水の場合に比べて、入射角が約4
2.1度から約63.2度までの光が余分に反射され
る。この事は、入射角の大きくなる光源から離れた所で
表示面が暗くなる事で、導光体を使う意味が無くなる。
なお、導光体の外側面と空気との境界面が平行の場合
は、外側面と境界面で一度全反射された光は、この両面
で反射を繰り返し側部端面に到達し、表示面に到達する
ことが出来なくなる。For example, if the light guide is acrylic (refractive index 1.4)
9) and the display surface, a thin layer of air (refractive index 1.0
0), the critical angle θ at the interface between the light guide and air
Is about 42.1 degrees. When the air layer is water (refractive index: 1.33), the critical angle θ is about 63.2 degrees. In the case of air, the incident angle is about 4 compared to the case of water.
Light from 2.1 degrees to about 63.2 degrees is extraly reflected. This means that the display surface is darkened at a position distant from the light source having a large incident angle, so that there is no point in using a light guide.
When the boundary surface between the outer surface of the light guide and the air is parallel, the light that has been totally reflected once on the outer surface and the boundary surface repeats reflection on both surfaces, reaches the side end surface, and is reflected on the display surface. You will not be able to reach it.
【0194】屈折率の異なる材質の境界面では、全反射
が必然的に生じるが、固体相互、液体相互、固体と液体
の場合は、屈折率が比較的似通った値になり、境界面で
の臨界角θsが気体の場合の臨界角θa より充分大きく
なり、気体との境界の場合に比べて照明効率が著しく良
くなる。境界層が固体か、液体で、本来の導光体と屈折
率が似通った材質の場合、この境界層は導光体の一部で
あり、導光体が複合体となって表示面に密着していると
考える事ができる。At the interface between materials having different refractive indices, total reflection necessarily occurs. However, in the case of solids, liquids, and solids and liquids, the refractive indices have relatively similar values. The critical angle θs is sufficiently larger than the critical angle θa in the case of gas, and the illumination efficiency is significantly improved as compared with the case of the boundary with the gas. If the boundary layer is solid or liquid and made of a material with a similar refractive index to the original light guide, this boundary layer is a part of the light guide, and the light guide becomes a composite and adheres to the display surface. You can think that you are doing.
【0195】導光体と表示面を気体の層を介することな
く密着させるには、第1と第2の実施の形態のように、
紙などに描かれた表示体を透明性の接着剤あるいは粘着
剤(以下、接着剤あるいは粘着剤などを総称して接着剤
等と呼称する)で裏側面に貼る方法、第6と第7の実施
の形態のように、表示図形の画かれた面を導光体の一部
を形成する液体に漬ける方法などがある。しかし、表示
体を裏側面に近接して単に置くことでは、狭い空隙が出
来て密着状態とはならない。In order to make the light guide and the display surface adhere to each other without interposing a gas layer, as in the first and second embodiments,
A method in which a display body drawn on paper or the like is attached to the back surface with a transparent adhesive or pressure-sensitive adhesive (hereinafter, adhesives or pressure-sensitive adhesives are collectively referred to as an adhesive or the like). As in the embodiment, there is a method of immersing a surface on which a display figure is drawn in a liquid forming a part of the light guide. However, simply placing the display body close to the back surface creates a narrow gap and does not achieve a close contact state.
【0196】導光体の一部を液体にする理由の一つは、
表示面と導光体を容易に密着できる事にある。中でも液
体を水とする場合は、最も安価で安全性も高く、取り扱
い性などにも優れる。水の場合、長期に使用すると、
藻、あるいはプランクトンなどの小動物の繁殖を防止す
る必要があり、次亜塩素酸カルシュームなどの殺菌剤の
水溶液を用いるか、あるいは蒸留水を用いて密封するな
どの方策が有用になる。また、導光体の水を着色するた
めに染料を溶かした水溶液などを使っても良い。One of the reasons for making a part of the light guide a liquid is as follows.
The light guide can be easily brought into close contact with the display surface. In particular, when water is used as the liquid, it is the cheapest, has high safety, and is excellent in handleability. In the case of water, if you use it for a long time,
It is necessary to prevent the growth of small animals such as algae or plankton, and measures such as using an aqueous solution of a bactericide such as calcium hypochlorite or sealing with distilled water become useful. Further, an aqueous solution in which a dye is dissolved may be used to color the water of the light guide.
【0197】印刷されたプラスティック・シートを表示
体として水に浸す場合等は問題はないが、表示体が紙の
印刷物のような表示体では直接水に浸せなくなる。この
ような場合薄いプラスティック材料を表示体にラミネー
トする方法が有効である。ラミネート材としてポリエス
テルとポリエチレンの2重層の膜が周知であり、加圧し
つつ温度を上げて融点の低いポリエステルを溶かして、
接着剤としてポリエチレンを表示面に貼り付ける。この
場合、ポリエチレンと表示面は、ポリエステルを挟んで
光学的に密着状態となる。このラミネート材は境界層を
形成し、しかもポリエステルとポリエチレンの二重層で
ある。この場合は、導光体とポリエチレン、ポリエチレ
ンとポリエステル、ポリエステルと表示面の各境界面が
生じるが、いずれも屈折率が同程度であり、表示面を表
側から照明するのに問題はない。Although there is no problem when the printed plastic sheet is immersed in water as a display, the display cannot be directly immersed in water if the display is a display such as a paper print. In such a case, a method of laminating a thin plastic material on the display is effective. As a laminate material, a double-layered film of polyester and polyethylene is well known.
Polyethylene is attached to the display surface as an adhesive. In this case, the polyethylene and the display surface are in optically close contact with the polyester interposed therebetween. This laminate forms a boundary layer and is a double layer of polyester and polyethylene. In this case, respective boundaries between the light guide and the polyethylene, between the polyethylene and the polyester, and between the polyester and the display surface are produced.
【0198】以上、水に紙の印刷物を漬す場合を示唆し
たが、水の代わりにアルコール、グリセリン、シリコー
ンオイルなどでも、また紙の代わりにプラスティックシ
ートを用いる場合などでも、印刷用のインクと液体との
相互作用を防止する必要のある場合は、適切なプラステ
ィック材料と接着剤を選択して、密着性を確保する条件
でラミネートすれば良い。Although the case of immersing the printed matter of paper in water has been suggested above, it is suggested that alcohol, glycerin, silicone oil, or the like be used instead of water, or that a printing sheet be used instead of paper. When it is necessary to prevent the interaction with the liquid, it is only necessary to select an appropriate plastic material and an adhesive, and to laminate under conditions that ensure the adhesion.
【0199】次に、導光体の外側面と表示面が球面で、
表示面が導光体の液体に浸されている第5の実施の形態
を図13および図14により説明する。図13は、透視
斜視図である。中空部93を有する球状の導光体91と
球状光源92とを備えている。中空円盤状の蓋部99に
は、開口部98を有する。Next, the outer surface of the light guide and the display surface are spherical.
A fifth embodiment in which the display surface is immersed in the liquid of the light guide will be described with reference to FIGS. FIG. 13 is a transparent perspective view. A spherical light guide 91 having a hollow portion 93 and a spherical light source 92 are provided. The hollow disk-shaped lid 99 has an opening 98.
【0200】図14は、図13に示した導光体の中心を
通るD−D断面図である。導光体91は、中空透明容器
96と液体97とを備えている。中空透明容器96は、
球状外壁96a、球状内壁96b、円筒状隔壁96cと
を備えている。FIG. 14 is a sectional view taken along the line DD passing through the center of the light guide shown in FIG. The light guide 91 includes a hollow transparent container 96 and a liquid 97. The hollow transparent container 96
It has a spherical outer wall 96a, a spherical inner wall 96b, and a cylindrical partition wall 96c.
【0201】球状外壁96aは、透明なアクリル樹脂で
形成され、球状内壁96bは、半透明の光拡散体で、例
えば透明なアクリル樹脂の表面を荒らして、白濁化した
光散乱面とした類である。また、この面は表示面94a
として、表示図形が画かれている。球状内壁96bと球
状外壁96a、円筒状隔壁96c及び蓋部99で囲まれ
た密閉空間には、液体97が注入され、導光体91を形
成する。球状外壁96aと球状内壁96bは、それぞれ
その一部を平面で切断された形状をしており、球状外壁
96aは、中空円盤状の蓋部99に接続されている。球
状内壁96bは、円筒状隔壁96cに接続され、この円
筒状隔壁96cが、中空円盤状の蓋部99に接続されて
いる。円筒状隔壁96cの表側の面は、球状内壁96b
の表側の面と同じく、荒れた小さな凹凸のある白濁した
光散乱面となっている。なお、球状内壁96bは、その
中心を球状外壁96aの中心に一致するように配設され
る。球状内壁96bと円筒状隔壁96cとが作る中空部
93に、球状光源92がその中心を球状内壁96bの中
心にほぼ一致するように置かれる。The spherical outer wall 96a is formed of a transparent acrylic resin, and the spherical inner wall 96b is a semi-transparent light diffuser, for example, a surface of a transparent acrylic resin is roughened to provide a clouded light scattering surface. is there. This surface is a display surface 94a.
As a display figure is drawn. A liquid 97 is injected into a closed space surrounded by the spherical inner wall 96b and the spherical outer wall 96a, the cylindrical partition wall 96c, and the lid 99, thereby forming the light guide 91. Each of the spherical outer wall 96a and the spherical inner wall 96b has a shape in which a part thereof is cut in a plane, and the spherical outer wall 96a is connected to a hollow disk-shaped lid portion 99. The spherical inner wall 96b is connected to a cylindrical partition 96c, and the cylindrical partition 96c is connected to a hollow disk-shaped lid 99. The front surface of the cylindrical partition wall 96c has a spherical inner wall 96b.
As with the surface on the front side, there is a cloudy light scattering surface with rough small irregularities. Note that the spherical inner wall 96b is disposed so that the center thereof coincides with the center of the spherical outer wall 96a. A spherical light source 92 is placed in a hollow portion 93 formed by the spherical inner wall 96b and the cylindrical partition wall 96c such that the center of the light source 92 substantially coincides with the center of the spherical inner wall 96b.
【0202】この第5の実施の形態である球状表示装置
は、蓋部99を上に向けて建物の天井に置くなり、壁側
に向けて壁に置くなり、下に向けて床や机の上に置くよ
うな使い方をする。この球状表示装置では、球状内壁9
6bが液体97に浸された状態にあり、表示面94a
が、導光体に気体の層を介することなく密着している。The spherical display device according to the fifth embodiment can be placed on the ceiling of a building with the lid 99 facing upward, placed on the wall facing the wall, or placed on the floor or desk facing downward. How to put it in. In this spherical display device, the spherical inner wall 9
6b is immersed in the liquid 97, and the display surface 94a
Are in close contact with the light guide without a gas layer.
【0203】表示面94a上の任意の一点を出て外側面
91aを通って観察者に到達する如何なる光も、その経
路は、観察者と球状外壁96aと球状内壁96bの中心
を含む一つの平面の中にあり、この平面上で、球状外壁
96aと球状内壁96bは、同心円となる。この同心円
の半径比mは、どの経路の場合も同じになる。従って、
この第5の実施の形態の表示面の見え方は、円柱形表示
装置である第3の実施の形態の場合と同様になる。違い
は、第3の実施の形態が中心軸に直交する平面上での像
の変形であるが、この第4の実施の形態では、中心を含
むあらゆる平面上で3次元的に像が変形する。Any light that exits an arbitrary point on the display surface 94a and reaches the observer through the outer surface 91a passes through one plane including the observer, the center of the spherical outer wall 96a, and the center of the spherical inner wall 96b. On this plane, the spherical outer wall 96a and the spherical inner wall 96b are concentric. The radius ratio m of the concentric circles is the same for any path. Therefore,
The appearance of the display surface of the fifth embodiment is the same as that of the third embodiment which is a columnar display device. The difference is that in the third embodiment, the image is deformed on a plane orthogonal to the central axis, but in the fourth embodiment, the image is three-dimensionally deformed on any plane including the center. .
【0204】次に、表示体を導光体の液体中に浸した円
柱形表示装置である第6の実施の形態を図15および図
16により説明する。図15は、B−B断面図であり、
図16は、C−C断面図である。両図において、導光体
101は、ガラスあるいはアクリルなどの固体である円
柱状の中空透明容器106と液体107とを備えてい
る。導光体101に投光する光源102は、導光体10
1近傍に配される。導光体101は、表示面101a
と、光源102から近い側部端面101cと、光源10
2から遠い側部端面101dを備えている。液体107
は、導光体101の注入口108より内部に注入され
る。液体107が注入された導光体101の内部には、
表示体104が浸されている。即ち、導光体101は、
中空透明容器106とこの中に注入された液体107で
形成され、導光体101の形状は円柱であり、第3の実
施の形態との違いは導光体の中心軸よりの内部が、中空
になっているかいないかの違いだけである。しかし、導
光体の外側面は、第3の実施の形態と等しく円柱面であ
る。Next, a sixth embodiment which is a columnar display device in which a display body is immersed in a liquid of a light guide will be described with reference to FIGS. FIG. 15 is a BB cross-sectional view,
FIG. 16 is a CC sectional view. In both figures, the light guide 101 includes a columnar hollow transparent container 106 which is a solid such as glass or acrylic, and a liquid 107. The light source 102 that projects light onto the light guide 101 includes the light guide 10
1 is arranged near. The light guide 101 has a display surface 101a.
, A side end face 101c close to the light source 102, and the light source 10
2 is provided with a side end face 101d remote from the second end face 101d. Liquid 107
Is injected into the light guide 101 through the injection port 108. Inside of the light guide 101 into which the liquid 107 is injected,
The display body 104 is immersed. That is, the light guide 101 is
The light guide 101 is formed of a hollow transparent container 106 and a liquid 107 injected therein, and the shape of the light guide 101 is a column. The difference from the third embodiment is that the inside of the light guide from the center axis is hollow. The only difference is whether it is or not. However, the outer surface of the light guide is a cylindrical surface as in the third embodiment.
【0205】表示体104は、コーティング材で表面を
覆われた、厚さの薄いシート状のものである。これを表
示面104aを外側面101aに向けて円筒状に巻き、
この円筒の中心軸を導光体101の中心軸に合わせて、
中空透明容器106に注入されている液体107に漬け
られている。The display 104 is a thin sheet having a surface covered with a coating material. This is wound in a cylindrical shape with the display surface 104a facing the outer surface 101a,
Align the central axis of this cylinder with the central axis of the light guide 101,
It is immersed in the liquid 107 injected into the hollow transparent container 106.
【0206】この第6の実施の形態は、第3の実施の形
態に対比して、中空透明容器の内壁が無くなり、接着剤
の層がコーティング材に変わっただけである。特にコー
ティング層は薄く、かつ屈折率が液体の屈折率に比較的
近い場合は、近似的に液体が直接表示面に密着している
と考えても良い。なお、第3の実施の形態では、表示面
は導光体の裏側面に接着剤等で密着していたが、この第
6の実施の形態の様に、中空円柱状の導光体の液体の中
に厚さの薄い円筒状の表示体を浸すこともできる。The sixth embodiment is different from the third embodiment only in that the inner wall of the hollow transparent container is eliminated and the adhesive layer is changed to a coating material. In particular, when the coating layer is thin and the refractive index is relatively close to the refractive index of the liquid, it may be considered that the liquid approximately directly adheres to the display surface. In the third embodiment, the display surface is in close contact with the back surface of the light guide with an adhesive or the like. However, as in the sixth embodiment, the liquid of the hollow cylindrical light guide is used. It is also possible to immerse a thin cylindrical display body in the inside.
【0207】表示体を液体に浸した他の表示装置の例と
して、第7の実施の形態を図17および図18により説
明する。図17は、B−B断面図であり、図18は、図
17に示す矢視のC−C断面図である。この表示装置
は、図9および図10を参照して説明した第3の実施の
形態と類似している。違いは、中空透明容器66の内壁
66bの更に内側に半径の小さい円筒状の最内壁116
cを設け、この最内壁116cと中空透明容器66の内
壁66bとの隙間を、表示体64を浸す為の液溜め11
8としている。この液溜め118を含め、導光体111
は形成される。液溜め118には底部119があるが、
天井はなく、薄いシート状の表示体64を挿入後、紐状
のゴムなどの弾性体を押し込むことにより蓋をする。な
お、両図では、表示体64と液溜め118に蓋をする為
の弾性体は図示していない。この第7の実施の形態は、
第3あるいは第6の実施の形態と類似の機能を有するこ
とは自明である。The seventh embodiment will be described with reference to FIGS. 17 and 18 as another example of a display device in which a display body is immersed in liquid. 17 is a sectional view taken along the line BB, and FIG. 18 is a sectional view taken along the line CC shown in FIG. This display device is similar to the third embodiment described with reference to FIGS. The difference is that a cylindrical innermost wall 116 having a small radius is further inside the inner wall 66b of the hollow transparent container 66.
c, and a gap between the innermost wall 116c and the inner wall 66b of the hollow transparent container 66 is filled with the liquid reservoir 11 for immersing the display body 64.
It is set to 8. The light guide 111 including the liquid reservoir 118
Is formed. The reservoir 118 has a bottom 119,
There is no ceiling, and after inserting the thin sheet-shaped display body 64, the lid is closed by pushing an elastic body such as a string-like rubber. In both figures, an elastic body for covering the display body 64 and the liquid reservoir 118 is not shown. In the seventh embodiment,
Obviously, it has a function similar to that of the third or sixth embodiment.
【0208】次に、表示体を浸す為の液溜めを有する平
板状の表示装置を、第8の実施の形態として図19を用
いて説明する。図19は、A−A断面図であり、図11
を参照しながら説明した、第4の実施の形態と類似して
いる。違いは、中空透明容器76の内壁76bの更に外
側に平面状の最内壁126cを設け、この最内壁126
cと中空透明容器76の内壁76bの隙間を、表示体7
4を浸す為の液溜め128としている。液溜め128を
含め、導光体121は形成される。液溜め128には底
部129があるが、天井はなく、薄いシート状の表示体
74を挿入後、紐状のゴムなどの弾性体を押し込むこと
により蓋をする。なお、図19では、液溜に蓋をする為
の弾性体は図示していない。この第8の実施の形態は、
第4の実施の形態と類似の機能を有することは自明であ
る。Next, a flat display device having a liquid reservoir for immersing a display body will be described as an eighth embodiment with reference to FIG. FIG. 19 is a sectional view taken along the line AA, and FIG.
Is similar to the fourth embodiment described with reference to FIG. The difference is that a flat innermost wall 126c is provided further outside the inner wall 76b of the hollow transparent container 76,
c and the inner wall 76b of the hollow transparent container 76
4 is a liquid reservoir 128 for immersion. The light guide 121 including the liquid reservoir 128 is formed. The liquid reservoir 128 has a bottom portion 129, but has no ceiling. After inserting the thin sheet-shaped display body 74, the lid is closed by pushing an elastic body such as a string-like rubber. In FIG. 19, the elastic body for covering the liquid reservoir is not shown. In the eighth embodiment,
Obviously, it has a function similar to that of the fourth embodiment.
【0209】第7と第8の実施の形態は、中空透明容器
に液体を注入した導光体の裏側の面に沿って、その内側
に壁を配設し、この壁と導光体との間に形成される空隙
を表示体を浸す為の液溜めとしている。中空透明容器に
注入する液体と液溜に注入する液体は同一でも、異なっ
ても良い。また中空透明容器からなる導光体の部分は、
第1あるいは第2の実施の形態の導光体のように、単一
の材質からなる導光体であっても良い。In the seventh and eighth embodiments, a wall is provided inside the light guide, in which the liquid is injected into the hollow transparent container, along the back surface, and the wall is connected to the light guide. The space formed between them is a liquid reservoir for immersing the display body. The liquid injected into the hollow transparent container and the liquid injected into the liquid reservoir may be the same or different. Also, the part of the light guide consisting of a hollow transparent container is
A light guide made of a single material, like the light guide of the first or second embodiment, may be used.
【0210】ここに示した第7、第8及び後に説明する
第12の実施の形態はいずれも、表示体を薄いシート状
とし、表示体の設置形状に合わせた裏側の面を有する導
光体と上記導光体の裏側の面に沿って配設した壁とによ
る空隙を備え、この空隙を表示体を浸す専用液溜とする
形態を採っている。このため、表示体の形状が液溜の形
状で定まり、表示体の作成が容易になる。また、表示体
の取り替えも容易になる。In each of the seventh, eighth, and twelfth embodiments described below, the light guide has a thin sheet-like display body and a rear surface adapted to the installation shape of the display body. And a wall provided along the back surface of the light guide, and a space is formed as a dedicated liquid reservoir for immersing the display body. For this reason, the shape of the display is determined by the shape of the liquid reservoir, and the creation of the display is facilitated. Also, replacement of the display body is facilitated.
【0211】次に、照明について説明する。本発明は、
表示面の照明に関して次の特徴を有する。(1)比較的
狭い照明空間で前からの照明が出来る。(2)裏からの
照明だけで、外側面での全反射による前からの照明が必
然的に行われ、前側と裏からの照明が併用された一段と
あでやかな表示装置が得られる。(3)積極的な前から
の照明と裏からの照明を狭い照明空間で併用でき、より
鮮明であでやかな表示装置が得られる。また、両照明を
併用することにより表示面の明るさをより一層一様化で
きる。Next, illumination will be described. The present invention
It has the following features regarding the illumination of the display surface. (1) Illumination from the front can be performed in a relatively narrow illumination space. (2) The illumination from the front is inevitably performed by the total reflection on the outer surface only by the illumination from the back, and a more attractive display device using the illumination from the front and the back together is obtained. (3) Active front illumination and back illumination can be used together in a narrow illumination space, and a clearer and more vivid display device can be obtained. In addition, the brightness of the display surface can be made more uniform by using both illuminations together.
【0212】内在する光源による照明は、これまでの実
施の形態の説明で明らかなように、2種類に分けられ
る。一つは、表示体の表示面を前から照明するために、
導光体の側部端面に向けて光を投光する照明手段(以
下、「表からの照明手法」と略記する)であり、他の一
つは、表示体の裏側に向けて投光する照明手段(以下、
「裏からの照明手法」と略記する)である。光源を表示
装置に内在する場合は、このいずれか一方、または両方
の照明手段を用いる。[0212] Illumination by the intrinsic light source can be divided into two types, as is clear from the description of the embodiments. One is to illuminate the display surface of the display from the front,
Illumination means for projecting light toward the side end surface of the light guide (hereinafter, abbreviated as "illumination method from the front"), and the other one emits light toward the back side of the display. Lighting means (hereinafter,
This is abbreviated as “backside lighting method”). When the light source is included in the display device, one or both of the light sources are used.
【0213】これまで説明をした実施の形態で、「表か
らの照明手法」だけの実施の形態は図15および図16
に示す第6の実施の形態、図17および図18に示す第
7の実施の形態、図19に示す第8の実施の形態であ
る。次に、これらの「表からの照明手法」における表示
面の明るさを均一化する2つの手法について説明する。In the embodiment described so far, the embodiment using only the “lighting method from the front” is shown in FIGS.
A sixth embodiment shown in FIG. 17, a seventh embodiment shown in FIGS. 17 and 18, and an eighth embodiment shown in FIG. Next, two methods for making the brightness of the display surface uniform in these “lighting methods from the front” will be described.
【0214】1つ目の手法は、表示面と外側面を傾けて
配置する方法である。これを図20を参照しながら説明
する。図20は、光を導く方向に対して平行な外側面1
31aに対して表示面134aを角度δだけ傾けた場合
を表す。ここで傾き角度δは、表示面134aがより光
源に向く方を正、背ける方を負とする。光源の一点Qか
ら出て、表示面134aに直接到達する立体角ωの光
(図4に示す経路iの場合に相当する光)の表示面13
4aを照らす範囲は、傾き+δの場合には面積sの領域
を照らすが、表示面134aが外側面131aと平行の
場合には、sよりも大きい面積s' を照らす事になる。
即ち、正の傾きにより表示面134aの単位面積当たり
の照射量が大きくなる。逆に、この傾き角が負の場合
は、表示面134aの単位面積当たりの照射量は少なく
なる。しかし、外側面131aで反射した後に表示面1
34aに到達する光(図4に示す経路j、kの場合に相
当する光)は、出射角が臨界角より大きい光だけであ
り、表示面134aの傾き角δを臨界角θ以上に傾けて
も、傾ける効果が低下する。また、外側面131aと表
示面134aとが平行の場合では、表示面134aに到
達せず、光源から離れた位置にある側部端面から外部に
出てしまう無効の光(図4に示す経路hに相当する光)
が、表示面134aを外側面131aに対して傾けると
表示面134aに直接到達する様になる。The first method is a method of disposing the display surface and the outer surface at an angle. This will be described with reference to FIG. FIG. 20 shows the outer surface 1 parallel to the light guiding direction.
This shows a case where the display surface 134a is inclined by an angle δ with respect to 31a. Here, the inclination angle δ is positive when the display surface 134a faces more toward the light source and negative when the display surface 134a is farther away. The display surface 13 of light having a solid angle ω (light corresponding to the path i shown in FIG. 4) that directly exits from the light source at one point Q and directly reaches the display surface 134a.
The range for illuminating 4a illuminates the area of area s when the inclination is + δ, but illuminates an area s' larger than s when the display surface 134a is parallel to the outer surface 131a.
That is, the irradiation amount per unit area of the display surface 134a increases due to the positive inclination. Conversely, when the tilt angle is negative, the irradiation amount per unit area of the display surface 134a decreases. However, after reflection on the outer surface 131a, the display surface 1
The light reaching the light-receiving portion 34a (light corresponding to the paths j and k shown in FIG. 4) is only light having an emission angle larger than the critical angle, and the inclination angle δ of the display surface 134a is inclined to the critical angle θ or more. Also, the tilting effect is reduced. When the outer surface 131a and the display surface 134a are parallel to each other, invalid light (path h shown in FIG. 4) that does not reach the display surface 134a and exits from the side end surface located at a position away from the light source. Light equivalent to
However, when the display surface 134a is tilted with respect to the outer surface 131a, the display surface 134a directly reaches the display surface 134a.
【0215】以上の説明から明らかなように、図4に示
す経路i、j、kの光は、外側面と表示面を傾ける事に
より表示面の単位面積当たりの光の量を制御できる。ま
た、経路hの光は、正に傾けると有効な光として利用で
きるようになる。表示面の明るさを均一化するには、光
源から離れるにしたがって傾きを変えていく必要があ
る。一定の傾きでは導光体の側部端面から抜けていく無
効な光を利用でき、全般に明るくなるが、均一化の効果
は少ない。これに対して、光源から離れるにしたがっ
て、表示面を外側面に傾ける角度を強めていくと、より
明るさが均一かされる。この傾き角は、それぞれの表示
装置で実験的に求めていくのが最も容易で効果的な方法
である。As is clear from the above description, the amount of light per unit area of the display surface can be controlled by tilting the outer surface and the display surface of the light of the paths i, j, and k shown in FIG. Also, the light on the path h can be used as effective light if it is tilted positively. In order to make the brightness of the display surface uniform, it is necessary to change the inclination as the distance from the light source increases. At a constant inclination, the ineffective light that escapes from the side end surface of the light guide can be used, and the whole becomes brighter, but the effect of uniformity is small. On the other hand, the brightness is made more uniform by increasing the angle at which the display surface is inclined toward the outer surface as the distance from the light source increases. It is the easiest and most effective method to experimentally determine the tilt angle for each display device.
【0216】なお、表示面を外側面に対して傾けること
は相対的に外側面を表示面に傾けることと等価に考えら
れ易いが、外側面を順次傾けていくと、外側面に光源か
ら直接到達する光の入射角が順次小さくなり、図4に示
す経路i、j、kとhの全ての光が、外側面で全反射す
ること無く外に出る光の度合いが強くなり、必ずしも同
じではない。It is easy to think that inclining the display surface with respect to the outer surface is relatively equivalent to inclining the outer surface to the display surface. The incident angle of the arriving light gradually decreases, and the degree of light that all the light in the paths i, j, k, and h shown in FIG. Absent.
【0217】表示面を外側面に対して傾けた表示装置と
して、第9の実施の形態および第10の実施の形態を、
図21および図22を参照しながら説明する。両図と
も、線状光源142の長さ方向に垂直な面でのA−A断
面図である。両図には、導光体141が線状光源142
と共に示されている。これらの実施の形態は、導光体1
41の外側面141aは平面であり、シート状の表示体
が貼られる裏側面141bは、線状光源142から遠ざ
かるにしたがって、外側面141aに対して傾斜角が正
の方向に傾きが強くなるように構成されている。図21
は、線状光源142のごく近くでの傾き角を零として、
次第に正の方に傾き角を強めていった第9の実施の形態
を示している。図22は、線状光源142の極近くでは
負の角度の傾きとしており、線状光源142から離れる
にしたがって負の傾斜角の度合いを緩めていき、傾斜角
が零となった後は正の方に傾き角を強めて行く第10の
実施の形態である。As a display device in which the display surface is inclined with respect to the outer surface, the ninth embodiment and the tenth embodiment are described.
This will be described with reference to FIGS. 21 and 22. Both figures are AA sectional views on a plane perpendicular to the length direction of the linear light source 142. In both figures, the light guide 141 is a linear light source 142.
It is shown with In these embodiments, the light guide 1
The outer side surface 141a of the 41 is a flat surface, and the back side surface 141b to which the sheet-like display body is attached is such that the inclination angle becomes stronger in the positive direction with respect to the outer side surface 141a as the distance from the linear light source 142 increases. Is configured. FIG.
Is the inclination angle of the linear light source 142 very close to zero,
A ninth embodiment in which the tilt angle is gradually increased in the positive direction is shown. FIG. 22 shows that the inclination of the negative angle is extremely close to the linear light source 142, and the degree of the negative inclination angle is gradually reduced as the distance from the linear light source 142 is increased. This is a tenth embodiment in which the inclination angle is increased in the direction.
【0218】これら実施の形態では、シート状の表示体
が貼られるとしたが、表示図形が直接導光体の傾いた裏
側面に描かれても良い。表示面を外側面に対して角度δ
だけ傾けた点は、十分遠くの観察者にはcos(δ) に縮尺
されて見える。この縮尺による歪は、圧縮率に見合う倍
率で拡大した図形を描くことで補正できる。あるいは、
上述した表示面の照明を均一化する傾き角に限界がある
事をも考慮して、この図形の圧縮が気にならない程度に
傾き角を制限する方法も採れる。具体的にどの程度に傾
けるかは、導光体の形状などに併せて決めれば良い。In these embodiments, the sheet-like display is stuck, but the display figure may be drawn directly on the inclined back surface of the light guide. Angle of display surface to outer surface δ
The point tilted only appears to a sufficiently far observer to be scaled to cos (δ). The distortion due to this scale can be corrected by drawing a figure enlarged at a magnification corresponding to the compression ratio. Or,
Considering that there is a limit to the tilt angle for making the illumination of the display surface uniform, there is also a method of limiting the tilt angle to such an extent that the compression of the figure is not bothersome. The specific degree of inclination may be determined according to the shape of the light guide.
【0219】第9と第10の実施の形態は、導光体14
1自体の形を変えることで外側面141aと表示面14
4aを傾けて配置する例である。導光体を特異な形状に
すると、導光体の製造コストが上昇し、また表示図形を
描き難いなどの問題がある。In the ninth and tenth embodiments, the light guide 14
The outer surface 141a and the display surface 14 are changed by changing the shape of the display surface 14 itself.
This is an example in which 4a is inclined. When the light guide is formed in a unique shape, there are problems that the manufacturing cost of the light guide increases and that it is difficult to draw a display figure.
【0220】次の第11の実施の形態は、導光体の一部
を液体とし、表示面が所望の傾きになるように曲げられ
た表示体を、この液体に浸す方法で構成された平面形表
示装置である。この平面形表示装置を、図23および図
24を用いて説明する。In the eleventh embodiment, a part of the light guide is made of a liquid, and a display body whose display surface is bent so as to have a desired inclination is immersed in this liquid. It is a shape display device. This flat display device will be described with reference to FIGS.
【0221】図23は、A−A面で切断した切断面を見
せた斜視図である。図24は、A−A断面図である。両
図において、シート状の表示体154は、表面に図形等
が印刷された紙をプラスティック・シートでコーティン
グしたものである。この表示体154は、予め所望の曲
面に曲げられたプラスティック製の表示体支持具20に
沿って、表示体154を固定し、液体157に浸されて
いる。この表示体154の浸される導光体151は、図
11を参照しながら説明した第4の実施の形態の導光体
71と類似である。この様に液体157に表示体154
を浸すことで、曲げられた表示面154aを容易に導光
体151に密着できる。FIG. 23 is a perspective view showing a cut surface cut along the AA plane. FIG. 24 is a sectional view taken along line AA. In both figures, the sheet-shaped display 154 is formed by coating paper having a figure or the like printed on its surface with a plastic sheet. The display body 154 is fixed to the display body support 20 made of plastic, which is previously bent to a desired curved surface, and is immersed in the liquid 157. The light guide 151 in which the display 154 is immersed is similar to the light guide 71 of the fourth embodiment described with reference to FIG. Thus, the display 154 is attached to the liquid 157.
, The bent display surface 154a can be easily brought into close contact with the light guide 151.
【0222】次に、本発明の表示装置の第12の実施の
形態を、図25に示すA−A断面図で説明する。この表
示装置は、外側面161aに対して裏側面161bが傾
いた導光体161の裏側に、壁166cにより液溜め1
68を設けた平面形表示装置である。液溜め168は、
表示体164を挿入する程度の厚みに設定され、導光体
161の裏側面161bは、あらかじめ所望の傾斜で表
示体164が配置されるように傾斜を持って作られる。
液溜め168に表示体164を挿入するだけで、表示面
164aは、外側面161aに対して所望の傾きを持た
せることができる。Next, a twelfth embodiment of the display device of the present invention will be described with reference to the AA sectional view shown in FIG. In this display device, the liquid reservoir 1 is formed by a wall 166c on the back side of the light guide 161 whose back side surface 161b is inclined with respect to the outer side surface 161a.
68 is a flat panel display device. The reservoir 168 is
The thickness is set to such an extent that the display body 164 is inserted, and the rear side surface 161b of the light guide 161 is formed with a slope so that the display body 164 is arranged in advance with a desired slope.
By simply inserting the display body 164 into the liquid reservoir 168, the display surface 164a can have a desired inclination with respect to the outer side surface 161a.
【0223】次に、光源から離れるにしたがって、表示
面を外側面に対して傾けた円柱形表示装置の第13と第
14の実施の形態を、それぞれ図26と図27を用いて
説明する。Next, thirteenth and fourteenth embodiments of the cylindrical display device in which the display surface is inclined with respect to the outer surface as the distance from the light source increases, will be described with reference to FIGS. 26 and 27, respectively.
【0224】図26は、第13の実施の形態である表示
装置のB−B断面図である。図には、導光体171と光
源172が示されている。外側面171aは、半径が等
しい円柱面であるが、裏側面171bは、光源182か
ら離れるにしたがって、その半径が大きくなるラッパ管
の形状をした導光体171で、材質はアクリル樹脂であ
る。導光体171の肉厚の方の側部端面171cの近く
にはサークル状の光源172が置かれ、側部端面171
cに向けて投光する。表示図形は裏側面171bに画か
れているが、図では省略されている。表示面174a
は、裏側面171bと同じであり、共にラッパ管のよう
な形状をしている。また、外側面171aと表示面17
4aの中心軸は同じ位置に在る。FIG. 26 is a sectional view taken along the line BB of the display device according to the thirteenth embodiment. In the figure, a light guide 171 and a light source 172 are shown. The outer side surface 171a is a cylindrical surface having the same radius, while the back side surface 171b is a light guide 171 in the shape of a trumpet tube whose radius increases with distance from the light source 182, and is made of acrylic resin. A circular light source 172 is placed near the thicker side end face 171 c of the light guide 171, and the side end face 171 is provided.
Light is emitted toward c. The display figure is drawn on the back side surface 171b, but is omitted in the figure. Display surface 174a
Are the same as the back side surface 171b, and both have a shape like a trumpet tube. Also, the outer surface 171a and the display surface 17
The central axis of 4a is at the same position.
【0225】図27は、第14の実施の形態である表示
装置のB−B断面図である。図には、導光体181と光
源182が示されている。この表示装置は、図9および
図10を用いて説明した、第3の実施の形態の表示装置
と同様のものである。違いは、表示体184の形状およ
び設置場所である。すなわち、中空円柱の形をした導光
体181の液体187中に、サークル状の光源182か
ら離れるにしたがってその半径が大きくなるラッパ管の
形状をした筒状の表示体184を、導光体181と表示
体184の中心軸が一致する状態で浸している。FIG. 27 is a sectional view taken along the line BB of the display device according to the fourteenth embodiment. In the figure, a light guide 181 and a light source 182 are shown. This display device is the same as the display device according to the third embodiment described with reference to FIGS. The difference is in the shape and location of the display 184. That is, in the liquid 187 of the light guide 181 in the form of a hollow cylinder, a tubular display 184 in the shape of a trumpet tube, whose radius increases as the distance from the light source 182 in the circle, increases. And the display body 184 is aligned with the center axis thereof.
【0226】第13と第14の実施の形態の表示装置
は、B−B断面図において中心軸を挟んでその両側は対
称である。その片側だけを見ると外側面と表示面の関係
は、図21を用いて説明した第9の実施の形態表示装置
の場合と同様であり、表示面の明るさが補正され均一化
されることは明らかである。In the display devices according to the thirteenth and fourteenth embodiments, both sides thereof are symmetric with respect to the center axis in the BB sectional view. Looking at only one side, the relationship between the outer surface and the display surface is the same as that of the ninth embodiment of the display device described with reference to FIG. Is clear.
【0227】第9の実施の形態(図21)、第10の実
施の形態(図22)、第11の実施の形態(図23およ
び図24)、および第12の実施の形態(図25)で示
した、外側面が平面状の導光体、および、第13の実施
の形態(図26)と第14の実施の形態(図27)で示
した、外側面が円柱形状の導光体は、いずれも、光を導
く方向に対して外側面は直線である。即ち、導光体の側
部端面に投光する照明手段と、導光体の外側面が照明光
の導く方向に対して直線となる導光体と、導光体に気体
の層を介することなく密着する表示面を有する表示体と
を有する場合に、光を導く方向に対して表示面を外側面
に傾け、その傾きの度合いを導光体の側部端面からの距
離により変えることにより、表示面の明るさを制御でき
る。The ninth embodiment (FIG. 21), the tenth embodiment (FIG. 22), the eleventh embodiment (FIGS. 23 and 24), and the twelfth embodiment (FIG. 25) , And the light guide having the cylindrical outer surface shown in the thirteenth embodiment (FIG. 26) and the fourteenth embodiment (FIG. 27). In any case, the outer surface is straight with respect to the direction in which light is guided. That is, an illuminating means for projecting light to the side end surface of the light guide, a light guide in which the outer surface of the light guide is straight with respect to a direction in which the illumination light is guided, and a gas layer interposed in the light guide. When having a display body having a display surface that is in close contact with the display body, the display surface is inclined to the outer surface with respect to the light guiding direction, and the degree of the inclination is changed depending on the distance from the side end surface of the light guide, The brightness of the display surface can be controlled.
【0228】図26および図27を用いて説明した第1
3および第14の実施の形態のように、導光体の外側面
が円柱形状で、表示面が外側面に対して傾けられて配置
される場合の表示図形の見え方について説明する。いず
れの実施の形態でも、中心軸に直交する面で切断した断
面図では、その切断位置に係わらず、外側面と表示面は
同心円である。しかし、Z方向の切断位置によって内側
にある表示面の半径が変化する。即ち、半径比mが場所
により変わることから、像の見え方が、以下の3つの場
合に分かれてしまうように、複雑になる。The first described with reference to FIGS. 26 and 27
The appearance of the display figure when the outer surface of the light guide is cylindrical and the display surface is inclined with respect to the outer surface as in the third and fourteenth embodiments will be described. In any of the embodiments, in a cross-sectional view cut along a plane orthogonal to the central axis, the outer surface and the display surface are concentric circles regardless of the cut position. However, the radius of the inner display surface changes depending on the cutting position in the Z direction. That is, since the radius ratio m varies depending on the location, the appearance of the image becomes complicated such that it is divided into the following three cases.
【0229】1つ目は、最も半径比の大きい所(光源に
最も近い部分)で半径比が最適条件より等しいか小さい
場合である。この場合には、中心軸に沿ったz方向に、
あらゆる所で表示画面の像を外側面の最大の範囲に広げ
て見る事が出来、外側面の円柱面に似た柱状の像が作ら
れる。The first is a case where the radius ratio is equal to or smaller than the optimum condition at the portion where the radius ratio is the largest (the portion closest to the light source). In this case, in the z-direction along the central axis,
The image on the display screen can be spread out to the maximum extent on the outer surface everywhere and a columnar image resembling the cylindrical surface on the outer surface is created.
【0230】2つ目は、z軸の中間的な位置で半径比m
が最適条件になり、光源側では大きく、その反対側では
小さくなる場合である。この場合には、光源から離れた
所では、表示面の像の見える視野が外側面を一杯に見る
範囲より狭くなり、外側面より細い感じの像となる。光
源に近い所では、像が外側面を一杯に見る範囲に像がで
きる。即ち、光源から離れた所から最適条件の所までは
連続的に像の大きさが大きくなっていく。The second is that the radius ratio m is at an intermediate position on the z-axis.
Is the optimum condition, which is larger on the light source side and smaller on the opposite side. In this case, at a position distant from the light source, the field of view of the image on the display surface is narrower than the range in which the outer surface is fully viewed, and the image has a feeling smaller than the outer surface. In the vicinity of the light source, an image can be formed in a range where the image fully views the outer surface. In other words, the size of the image continuously increases from a position away from the light source to a position under the optimum condition.
【0231】3つ目は、全ての位置でmが最適条件より
大きい場合である。この場合には、全ての位置で、導光
体の太さの範囲より狭い範囲に像ができ、像の形状は表
示体の形状に似たものになる。The third case is that m is larger than the optimum condition at all positions. In this case, an image is formed in a range narrower than the range of the thickness of the light guide at all positions, and the shape of the image is similar to the shape of the display.
【0232】一般には、上記の1つ目の場合のように、
光源に最も近い位置の半径比を最適条件に設定し、導光
体の大きさ一杯に大きな像を作るのが得策である。しか
し、表示装置は人の興味を引きつけるために、変わった
図形・像が好まれる場合が多々あり、用途により選定し
て構成すれば良い。In general, as in the first case above,
It is advisable to set the radius ratio of the position closest to the light source to the optimum condition and to form a large image with the full size of the light guide. However, in order to attract people's interest, the display device often prefers unusual figures and images, and may be selected and configured depending on the application.
【0233】以上の説明からも明らかなように、図26
と図27を用いて説明した第13と第14の実施の形態
のような円柱形表示装置において、外側面に対して表示
面を傾けようとすると、中心軸に沿うz方向の位置によ
って円周方向の像の拡大率が変化する。これは、外側面
が平面の場合には問題されない、中心軸と直交する面内
の円周方向の像の歪みであるが、外側面が平面の場合で
説明した、中心軸に沿った方向の像の歪みも発生する。As is clear from the above description, FIG.
In the cylindrical display devices according to the thirteenth and fourteenth embodiments described with reference to FIG. 27 and FIG. The magnification of the image in the direction changes. This is a distortion of the image in the circumferential direction in a plane perpendicular to the central axis, which is not a problem when the outer side is a plane. Image distortion also occurs.
【0234】中心軸に沿った方向の歪みは、表示面を外
側面の方向に傾ける事によるもので、図21を用いて説
明した外側面が平面の第9の実施の形態と同じであり、
傾き角度がδの位置では像の倍率がcos(δ) になる。こ
の補正は容易で、表示図形を1/cos(δ) に拡大して画
けば良い。円周方向の像の拡大率が変化する理由は、表
示面の半径が中心軸の位置によって変ることによる。こ
の歪みを補正したい場合は、傾き角度δから中心軸の位
置zに対する表示面の半径を求め、これから拡大率Lを
求め、これを補正するように1/ L倍の図形を画くよう
にすれば良い。これらの倍率は、補足説明として「三層
構造の導光体での表示図形の見え方」に後述した、基本
式を用いて計算できる。The distortion in the direction along the central axis is caused by tilting the display surface in the direction of the outer surface, and is the same as that of the ninth embodiment in which the outer surface is flat as described with reference to FIG.
At the position where the tilt angle is δ, the magnification of the image is cos (δ). This correction is easy, and it suffices if the displayed figure is enlarged to 1 / cos (δ). The reason why the magnification of the image in the circumferential direction changes is that the radius of the display surface changes depending on the position of the central axis. In order to correct this distortion, the radius of the display surface with respect to the position z of the central axis is obtained from the inclination angle δ, the enlargement ratio L is obtained from this, and a 1 / L-fold figure is drawn so as to correct this. good. These magnifications can be calculated using the basic formulas described later in “How to View Displayed Graphics with a Three-Layer Structure Light Guide” as a supplementary explanation.
【0235】次に、「表からの照明手法」における明る
さの均一化の2つ目の手法について説明をする。2つ目
の手法は、外側面と表示面との間に屈折率の小さい薄い
仕切り層を挿入し、この仕切り層と屈折率の高い導光体
との境界面の全反射を利用して光源から離れた位置にあ
る表示面に直接光を伝えるようにするものである。Next, a description will be given of a second method of making the brightness uniform in the “lighting method from the table”. The second method is to insert a thin partition layer having a small refractive index between the outer surface and the display surface, and use the total reflection at the boundary between the partition layer and the light guide having a high refractive index to make use of a light source. This is to transmit light directly to a display surface at a position away from the display.
【0236】2つ目の手法を平板形表示装置に適用した
第15の実施の形態を図28を用いて説明する。図28
は、A−A断面図である。屈折率の大きい導光体191
の中に、厚さの充分薄い空気層からなる2つの仕切り層
193aと193bが、外側面191aからも表示面1
94aからも離れた位置に挿入されている。これらの仕
切り層193a、193bは、外側面191aに平行で
あり、導光体191をA、B、Cで示す3つの領域に仕
切っている。表示体194は、裏側面191bに表示面
194aを向けて接着されている。なお、仕切り層19
3aは、z軸方向の高さ0からLaまで、仕切り層19
3bは、z軸方向の高さ0からLbまでの間に配置され
ている。なお、仕切り層は、導光体191の外側に近い
ほど高さが高い。また、仕切り層は、プラスティック等
の薄い透明性の2枚のシートの間に、空気層の厚さを決
めるスペーサを散在させて2枚のシートの周辺を接着し
て作られたものを埋め込む等して形成する。A fifteenth embodiment in which the second technique is applied to a flat panel display will be described with reference to FIG. FIG.
Is a sectional view taken along the line AA. Light guide 191 having a large refractive index
, Two partition layers 193a and 193b composed of a sufficiently thin air layer are provided on the display surface 1 from the outer side surface 191a.
It is inserted at a position distant from 94a. These partition layers 193a and 193b are parallel to the outer side surface 191a and partition the light guide 191 into three regions indicated by A, B and C. The display body 194 is adhered to the back side surface 191b with the display surface 194a facing. The partition layer 19
3a is a partition layer 19 having a height from 0 to La in the z-axis direction.
3b is arranged between the height 0 in the z-axis direction and Lb. The height of the partition layer is higher as it is closer to the outside of the light guide 191. In addition, the partition layer is embedded between two thin transparent sheets of plastic or the like, which are formed by dispersing spacers for determining the thickness of the air layer and bonding the periphery of the two sheets to each other. Formed.
【0237】導光体191の一部が液体の場合は、上述
のように作られたシートを液体の中に浸す事で簡単に形
成出来る。なお、空気からなる仕切り層の空気の厚さ
は、1ミクロン程度の厚さで充分である。厚い方は、い
くら厚くても良いが、いたずらに厚くすると、光を導く
導光部の断面積が減少する事から限度がある。光源19
2に近い側部端面191cの部分において、外側面19
1aから表示面194aまでの厚さの1/10以下程度
に抑えるのが適切である。When a part of the light guide 191 is liquid, it can be easily formed by immersing the sheet made as described above in the liquid. Note that the thickness of the air of the partition layer made of air is about 1 micron. The thicker one may be any thicker, but if it is unnecessarily thicker, there is a limit because the cross-sectional area of the light guide that guides light is reduced. Light source 19
In the portion of the side end face 191c close to 2, the outer face 19
It is appropriate to suppress the thickness from 1a to the display surface 194a to about 1/10 or less.
【0238】図28中のA領域に入った光は、高さLa
までは仕切り層193aと外側面191aとの間で全反
射を繰り返す。高さLaを過ぎると仕切り層193aが
無くなり、このA領域を伝わってきた光は、表示面19
4aに到達するようになる。その後はこれまでの説明で
明らかな様に表示面194aであらゆる方向に反射さ
れ、一部は外側面191aから外に出て、観察者が表示
面194aを認識する光となり、他の一部は外側面19
1aで全反射され、より光源192から離れた位置の表
示面194aを照らす光となる。The light having entered the region A in FIG.
Until the above, total reflection is repeated between the partition layer 193a and the outer surface 191a. After the height La, the partition layer 193a disappears, and the light transmitted through the region A is reflected on the display surface 19.
4a. Thereafter, as is apparent from the above description, the light is reflected on the display surface 194a in all directions, a part of the light is emitted from the outer surface 191a, and becomes light for the observer to recognize the display surface 194a, and another part is light. Outer side 19
The light is totally reflected at 1 a and illuminates the display surface 194 a at a position further away from the light source 192.
【0239】図28中のB領域に入った光は、高さLb
までは仕切り層193aと仕切り層193bとの間で全
反射を繰り返し、距離Lbを過ぎると仕切り層193b
が無くなり、表示面194aに到達するようになる。そ
の後は、高さLaまでは、表示面194aを照らしなが
ら、仕切り層193aと表示面194aとの間で全反射
を繰り返す。さらに、高さLaを過ぎれば、上述の領域
Aを伝わってきた光と同様となる。The light that has entered the region B in FIG.
Until the above, total reflection is repeated between the partition layer 193a and the partition layer 193b.
Disappears and reaches the display surface 194a. Thereafter, up to the height La, total reflection is repeated between the partition layer 193a and the display surface 194a while illuminating the display surface 194a. Further, after passing the height La, the light becomes the same as the light transmitted through the region A.
【0240】図28中のC領域に入った光は、距離Lb
までは仕切り層193bと表示面194aとの間で全反
射を繰り返し、距離Lbを過ぎると仕切り層193bが
無くなり、領域Bを伝わってきた光と同様となる。The light that has entered the region C in FIG.
Up to this point, total reflection is repeated between the partition layer 193b and the display surface 194a, and after the distance Lb, the partition layer 193b disappears, and the light becomes the same as the light transmitted through the region B.
【0241】この様に仕切り層を導入することにより、
導光体に導入された光をある高さまで表示面に当てるこ
と無く、全反射を繰り返しながら光源から離れた方向に
光を導き、仕切り層がなくなった所から表示面を照らす
様になる。上述のようなA、B、Cの各領域を適切に選
べば、表示面の明るさを均一化できる。仕切り層の数
は、要求する均一度に応じて設定すれば良い。また、こ
の第15の実施の形態では、仕切り層はその全領域で外
側面に対して平行であるが、表示面に到達する光が仕切
り層の切れた所で急激に増加するのを防止するために、
光源から離れた仕切り層の終端近くでは外側面の方向に
次第に傾け、表示面に到達する光を徐々に増加するよう
にする事が出来る。なお、仕切り層は空気からなる層と
したが、透明性の気体であれば良い。By introducing a partition layer as described above,
The light introduced into the light guide is guided to a direction away from the light source while repeating total reflection without hitting the light to the display surface to a certain height, and the display surface is illuminated from the place where the partition layer disappears. By appropriately selecting the regions A, B, and C as described above, the brightness of the display surface can be made uniform. The number of partition layers may be set according to the required uniformity. Further, in the fifteenth embodiment, the partition layer is parallel to the outer surface in the entire region, but prevents the light reaching the display surface from rapidly increasing where the partition layer is cut. for,
Near the end of the partition layer away from the light source, the partition layer is gradually inclined toward the outer surface, so that the light reaching the display surface can be gradually increased. The partition layer is a layer made of air, but may be any transparent gas.
【0242】この「表からの照明手法」における明るさ
の均一化の2つ目の方法は、外側面が曲面の場合も適用
する事ができるが、仕切り層によって表示画面の像が変
形を受け、仕切り層より大きい像はできなくなる。した
がって、この制約を特殊な効果として利用するなど、適
用に限定を受ける。The second method of making the brightness uniform in the “lighting method from the front” can be applied to the case where the outer surface is a curved surface. Thus, an image larger than the partition layer cannot be formed. Therefore, the application is limited, such as using this restriction as a special effect.
【0243】以上、「表からの照明手法」について説明
してきた。次に、「裏からの照明手法」について説明す
る。「裏からの照明手法」だけを適用した例は、図13
および図14に示す第5の実施の形態だけである。ま
た、「表からの照明手法」と「裏からの照明手法」を併
用する実施の形態としては、両手法で、光源を別にする
例と、共通の1つの光源にする例とがある。前者には、
図1、図2および図3に示す第1の実施の形態と、図9
および図10に示す第3の実施の形態とがある。後者に
は、図7および図8に示す第2の実施の形態と、図11
に示す第4の実施の形態とがある。The "lighting method from the table" has been described above. Next, the “lighting method from behind” will be described. FIG. 13 shows an example in which only the “lighting method from behind” is applied.
Only the fifth embodiment shown in FIG. Further, as an embodiment in which the “lighting method from the front” and the “lighting method from the back” are used together, there are an example in which the light sources are separated in both methods, and an example in which one common light source is used. In the former,
The first embodiment shown in FIG. 1, FIG. 2 and FIG.
And a third embodiment shown in FIG. The latter includes the second embodiment shown in FIG. 7 and FIG.
There is a fourth embodiment shown in FIG.
【0244】「裏からの照明手法」を行う場合、表示体
を通して裏からの光が透過する必要がある。このために
は、光源と表示面の間に半透明の光拡散層を配置する。
この半透明の光拡散層は、表示体自身であっても良く、
表面に表示図形が画かれた紙などであっても良い。紙は
障子紙に見られるように、ある程度薄ければ半透明で透
過光をあらゆる方向に拡散させる機能を持っている。ま
た、表示体が導光体の一部を形成し、その表側に表示画
面が画かれているような場合は、光源と表示体の間に半
透明の光拡散シートを置けば良い。また、ここで半透明
とした光拡散層を透明としても良い。When performing the “backside illumination method”, light from behind needs to be transmitted through the display. To this end, a translucent light diffusion layer is arranged between the light source and the display surface.
This translucent light diffusion layer may be the display body itself,
Paper or the like on which a display figure is drawn may be used. As seen in shoji paper, paper is translucent if it is thin to some extent and has the function of diffusing transmitted light in all directions. When the display forms a part of the light guide and the display screen is drawn on the front side, a translucent light diffusion sheet may be placed between the light source and the display. Further, the light diffusion layer made translucent here may be made transparent.
【0245】「表からの照明手法」と「裏からの照明手
法」に対して別々の光源を配する第1と第3の実施の形
態では、第1の光源が導光体の側部端面に対面して配置
されて専ら側部端面に向けて投光さる「表からの照明手
法」の光源となり、第2の光源が表示体の裏側面に対面
して配置されて専ら表示体の裏側面に向けて投光さる
「裏からの照明手法」の光源となっている。これらの例
では「裏からの照明手法」のための第2の光源は直線状
の光源で、円筒状の表示体の中心軸の位置に置かれ、表
示体の裏側面を照らす光の強さは円周方向にはどこでも
等しくなる。In the first and third embodiments in which separate light sources are provided for the “lighting method from the front” and the “lighting method from the back”, the first light source is a side end face of the light guide. And a second light source is disposed facing the back side of the display body and is exclusively disposed on the back side of the display body. It is the light source of the "lighting method from behind" that projects light toward the surface. In these examples, the second light source for the “backside illumination method” is a linear light source, which is placed at the position of the central axis of the cylindrical display body and the intensity of light illuminating the back side of the display body Are equal everywhere in the circumferential direction.
【0246】次に、単一の光源では暗いため、複数の光
源を配置する「裏からの照明手法」を用いる第16の実
施の形態を図29により説明する。図29は、C−C断
面図である。図1に示す第1の実施の形態において、中
心に置かれた光源13を除去し、新たに複数の光源20
3a、203b、203c、203dおよび204eを
円周上に配列して、裏からの照明を強めたものである。
これらの五本の光源が中心軸の周りにほぼ等間隔に配置
され、これらの光源と導光体201の裏側面201dの
間に光拡散シート209が置かれ、各光源から発した光
は、光拡散シート209で拡散され、表示体204の裏
側に当たる光の光度分布をより一様にする。Next, a description will be given of a sixteenth embodiment using a “lighting from behind” method in which a plurality of light sources are arranged because a single light source is dark, with reference to FIG. FIG. 29 is a CC sectional view. In the first embodiment shown in FIG. 1, the center light source 13 is removed and a plurality of light sources 20 are newly added.
3a, 203b, 203c, 203d and 204e are arranged on the circumference to enhance the illumination from behind.
These five light sources are arranged at substantially equal intervals around the central axis, a light diffusion sheet 209 is placed between these light sources and the back surface 201d of the light guide 201, and light emitted from each light source is The luminous intensity distribution of light that is diffused by the light diffusion sheet 209 and impinges on the back side of the display body 204 is made more uniform.
【0247】また、図29中に示す固定部208は、表
示装置を構成する導光体201などの各構成要素を機械
的に支える支柱である。中空円柱体あるいは中空円錐体
を導光体とする表示装置において、中空導光体の中空部
に固定部を設置すると、導光体の外側面を外から隠し覆
う固定部を排除でき、表示内容を遮蔽することの無い優
れた表示装置を構成できる。The fixing portion 208 shown in FIG. 29 is a column for mechanically supporting each component such as the light guide 201 constituting the display device. In a display device using a hollow cylindrical body or a hollow cone as a light guide, if a fixed portion is installed in the hollow portion of the hollow light guide, the fixed portion that covers and covers the outer surface of the light guide from the outside can be eliminated, and the display content can be reduced. An excellent display device that does not shield the display can be configured.
【0248】以上、「表からの照明手法」と「裏からの
照明手法」をそれぞれに専用の光源を配している円柱形
表示装置を例として説明した。平面形表示装置でも導光
体の側部端面に対向する位置に第1の光源を、表示体の
裏側面に対向する位置に第2の光源を配置し、必要に応
じて第1あるいは第2の光源を複数の光源で構成した
り、表示体の裏側面と光源との間に光拡散シートを配置
して表示体の裏側面に当たる光の光度分布をより一様に
する等は、上記の円柱形表示装置の場合と同様である事
は容易に類推できる。The "lighting method from the front" and the "lighting method from the back" have been described above by taking as an example a columnar display device provided with a dedicated light source. Also in the flat display device, the first light source is arranged at a position facing the side end surface of the light guide, and the second light source is arranged at a position facing the back side surface of the display body. The light source may be composed of a plurality of light sources, or a light diffusion sheet may be disposed between the back surface of the display and the light source to make the luminous intensity distribution of the light hitting the back surface of the display more uniform. It can be easily analogized that it is the same as the case of the cylindrical display device.
【0249】これらの実施の形態でいずれか一方の光源
を除去すると、「表からの照明手法」だけ、あるいは
「裏からの照明手法」だけの表示装置になる。次に単一
の光源が「表からの照明手法」と「裏からの照明手法」
のための光源を兼ねる構成について説明する。まず、平
面形表示装置について説明する。When one of the light sources is removed in these embodiments, a display device using only the “lighting method from the front” or the “lighting method from the back” is obtained. Next, a single light source is called the “lighting method from the front” and the “lighting method from the back”
A configuration which also serves as a light source for the following will be described. First, the flat panel display will be described.
【0250】図7および図8に示す第2の実施の形態
と、図11に示す第4の実施の形態は、いずれも一つの
光源から出た光の一部を「表からの照明手法」に、残る
光の一部を「裏からの照明手法」に使用する平面形表示
装置の例で、いずれも照明に関しては同じである。ここ
では、図8を用いて第2の実施の形態の照明について説
明をする。The second embodiment shown in FIGS. 7 and 8 and the fourth embodiment shown in FIG. 11 both use a part of the light emitted from one light source as a “lighting method from the front”. Next, an example of a flat-panel display device in which a part of the remaining light is used for the “backside illumination method” is the same for illumination. Here, the illumination of the second embodiment will be described with reference to FIG.
【0251】反射体53の第1の反射面53a(図中の
太線)は、導光体51の側部端面51cに対面した位置
に、側部端面51cに対して斜めに配置される。第2の
反射面53b(図中の太線)は、表示体54の裏側に対
面した位置に、表示体54の裏側に対して斜めに配置さ
れる。線状光源52の発する光の一部が第1の反射面5
3aの反射によって導光体51の側部端面51cに向け
て投光される。残りの一部が第2の反射板53bの反射
によって表示体54の裏側に向けて投光される。これに
より、一つの光源で「表からの照明手法」と「裏からの
照明手法」の両方の照明を行っている。The first reflecting surface 53a (thick line in the figure) of the reflector 53 is disposed obliquely with respect to the side end surface 51c at a position facing the side end surface 51c of the light guide 51. The second reflection surface 53b (the thick line in the drawing) is disposed obliquely with respect to the back side of the display body 54 at a position facing the back side of the display body 54. Part of the light emitted from the linear light source 52 is transmitted to the first reflection surface 5.
The light is projected toward the side end face 51c of the light guide 51 by the reflection of the light 3a. The remaining part is projected toward the back side of the display 54 by the reflection of the second reflector 53b. Thus, one light source performs both the “lighting method from the front” and the “lighting method from the back”.
【0252】また、反射体の第2の反射面53bは、線
状光源52から遠ざかるに従って線状光源52の方への
向きが強くなり、表示体54の裏側に対しての傾き度合
いを強める湾曲した形状となっている。これにより、表
示体54の裏側から照らす光を線状光源52から離れた
所で強め、表示面54aの総合的な明るさを均一化す
る。The direction of the linear light source 52 toward the linear light source 52 increases as the distance from the linear light source 52 increases, and the second reflective surface 53b of the reflector is curved to increase the degree of inclination with respect to the back side of the display member 54. It has a shaped shape. Thereby, the light illuminating from the back side of the display body 54 is strengthened at a position away from the linear light source 52, and the overall brightness of the display surface 54a is made uniform.
【0253】図30は、円柱形表示装置である第17の
実施の形態を説明するためのB−B断面図である。この
円柱形表示装置は、単一の光源が、「表からの照明手
法」と「裏からの照明手法」を兼ねている。中空円柱状
の導光体211は、透明容器216に液体217が注入
されて形成されており、この液体217中に円筒状の表
示体214が浸されている。表示体214は、半透明の
拡散シートである紙に表示図形が印刷され、プラスティ
ック樹脂でコーティングされている。導光体214の上
側には、光源212d、212e、212fの3本のド
ーナツ状の光源群がある。また、下側には、光源212
a、212b、212cの3本のドーナツ状の光源群が
ある。透明容器216の天井部分216dに対向して、
反射面215aを向けた反射体215が、光源212
d、212e、212fを覆うように置かれている。透
明容器216の底部分216cに対向して、反射面21
3aを向けた反射体213が、光源212a、212
b、212cを覆うように置かれている。これらの反射
面215a、213aは、図8を用いて説明した平面形
表示装置である第2の実施の形態の、第1の反射面53
aに相当し、同様の働きをする。反射面215aは、上
側の光源212d、212e、212fからの光を反射
し、透明容器216の天井部分216dに投光する。反
射面213aは、下側の光源212a、212b、21
2cからの光を反射し、透明容器216の底部分216
cに投光する。これらの光の径路のうち、例として、下
側の光源212a、212b、212cからの光の経路
を、図中に矢印群Aで示している。導光体211の中空
部分には、表示体214の裏側に対面して反射体218
が置かれている。この反射体218は、2つのラッパ状
の筒を、大きな開口部で互いに接続した形状をしてい
る。この反射体218の反射面218aは、上側の光源
212d、212e、212f、あるいは、下側の光源
212a、212b、212cから遠ざかるに従って、
表示体214に対しての傾きの度合いを強める湾曲した
形状となっている。この反射面218aは、図8を用い
て説明した平面形表示装置である第2の実施の形態の、
第2の反射面53bに相当し、同様の働きをする。反射
面218aは、上側、下側それぞれ3本の光源群からの
光を反射し、表示体214の裏側に投光する。これらの
光の径路の内、例えば、下側の光源212a、212
b、212cからの光の経路を、図中矢印群Bで示して
いる。FIG. 30 is a sectional view taken along the line BB for explaining a seventeenth embodiment which is a columnar display device. In this cylindrical display device, a single light source serves both as a “lighting method from the front” and a “lighting method from the back”. The hollow cylindrical light guide 211 is formed by injecting a liquid 217 into a transparent container 216, and a cylindrical display 214 is immersed in the liquid 217. The display body 214 has a display figure printed on a paper that is a translucent diffusion sheet, and is coated with a plastic resin. Above the light guide 214, there are three donut-shaped light source groups of light sources 212d, 212e, and 212f. On the lower side, a light source 212
There are three donut-shaped light source groups a, 212b, and 212c. Opposing the ceiling part 216d of the transparent container 216,
The reflector 215 with the reflecting surface 215a facing the light source 212
d, 212e, and 212f. The reflecting surface 21 faces the bottom portion 216c of the transparent container 216.
The reflector 213 with the 3a facing the light source 212a, 212
b, 212c. These reflecting surfaces 215a and 213a are the first reflecting surface 53 of the second embodiment which is the flat display device described with reference to FIG.
corresponds to a and performs the same function. The reflection surface 215a reflects light from the upper light sources 212d, 212e, and 212f, and projects the light on the ceiling portion 216d of the transparent container 216. The reflecting surface 213a is connected to the lower light sources 212a, 212b, 21.
2c is reflected from the bottom portion 216 of the transparent container 216.
Light is projected on c. Of these light paths, the paths of the light from the lower light sources 212a, 212b, 212c are indicated by an arrow group A in the figure as an example. In the hollow portion of the light guide 211, a reflector 218 facing the back side of the display 214 is provided.
Is placed. The reflector 218 has a shape in which two trumpet-shaped tubes are connected to each other through a large opening. As the reflecting surface 218a of the reflector 218 moves away from the upper light sources 212d, 212e, 212f or the lower light sources 212a, 212b, 212c,
It has a curved shape that increases the degree of inclination with respect to the display body 214. The reflecting surface 218a is provided in the second embodiment, which is the flat display device described with reference to FIG.
It corresponds to the second reflection surface 53b and performs the same function. The reflection surface 218 a reflects light from three light source groups on the upper and lower sides, respectively, and projects the light on the back side of the display 214. Of these light paths, for example, the lower light sources 212a, 212
b, the path of light from 212c is indicated by arrow group B in the figure.
【0254】第17の実施の形態における「表からの照
明手法」のための反射面215a、213aは、断面図
上で直線であり、第2の実施の形態における「表からの
照明手法」のための第1の反射面53aは、断面図上で
円弧状の曲線であったが、本質的な違いはなく、直線、
曲線のいずれを適用しても良い。要は、投光の対象とな
る面に如何に効率良く光を導くかであり、光源との位置
関係、作り易さなどから決めれば良い。The reflecting surfaces 215a and 213a for the “lighting from the front” in the seventeenth embodiment are straight lines in the cross-sectional view, and are different from those in the “lighting from the front” in the second embodiment. Reflective surface 53a is a circular arc-shaped curve in the cross-sectional view, but there is no essential difference.
Any of the curves may be applied. The point is how to efficiently guide the light to the surface to be projected, which may be determined based on the positional relationship with the light source, ease of production, and the like.
【0255】第17の実施の形態において、反射体21
8の形状をラッパ状としているのは、表示面214aの
明るさを均一化するためのものである。あまり均一化を
必要としない場合は、円錐状のものとしても良く、ま
た、反射体218を除去しても良い。In the seventeenth embodiment, the reflector 21
The reason why the shape of 8 is a trumpet shape is to make the brightness of the display surface 214a uniform. If it is not necessary to make the uniformity very large, a conical shape may be used, and the reflector 218 may be removed.
【0256】図31は、平板状表示装置に「表からの照
明手法」および「裏からの照明手法」を適用した第18
の実施の形態のA−A断面図である。表示体224は、
半透明の光拡散シートの表面に表示図面が画かれてい
る。第1の導光体は221は、表示面224aに気体の
層を介すること無く密着している。第2の導光体227
は、表示面224aの裏側の面に気体の層を介すること
無く密着している。光散乱反射板228は、第2の導光
体227に光反射面228aを向けて、気体の層を介す
ること無く透明な接着剤で接着されている。第1の光源
222は、第1の導光体221の一つの側部端面221
cと第2の導光体227の一つの側部端面227cとの
両方の側部端面に対面した位置に置かれている。第2の
光源223は、第1の導光体221の他の一つの側部端
面221dと第2の導光体227の他の一つの側部端面
227dとの両方の側部端面に対面した位置に置かれて
いる。反射体225は、第1の光源222からの光を、
側部端面221c、227cに向けて反射する。反射体
226は、第2の光源223からの光を、側部端面22
1d、227dに向けて反射する。FIG. 31 is an eighteenth example in which the “lighting method from the front” and the “lighting method from the back” are applied to the flat display device.
It is an AA sectional view of an embodiment. The display body 224 is
The display drawing is drawn on the surface of the translucent light diffusion sheet. The first light guide 221 is in close contact with the display surface 224a without a gas layer. Second light guide 227
Are in close contact with the surface on the back side of the display surface 224a without interposing a gas layer. The light scattering / reflecting plate 228 is bonded to the second light guide 227 with a transparent adhesive so that the light reflecting surface 228a faces the second light guide 227 without passing through a gas layer. The first light source 222 is provided on one side end surface 221 of the first light guide 221.
c and one side end surface 227c of the second light guide 227 are located at positions facing both side end surfaces. The second light source 223 faces both side end surfaces of the other one side end surface 221d of the first light guide 221 and the other one side end surface 227d of the second light guide 227. Is in place. The reflector 225 reflects light from the first light source 222,
The light is reflected toward the side end surfaces 221c and 227c. The reflector 226 transmits the light from the second light source 223 to the side end surface 22.
The light is reflected toward 1d and 227d.
【0257】第1の導光体221の側部端面221c、
221dから入射された光は、すでに説明したように、
導光体221に導かれ表示面224aを前から照らす光
となる。一方、第2の導光体227の側部端面227
c、227dから入射された光は、第2の導光体227
に導かれ表示体224を裏から照らす光となる。この第
2の導光体227、光散乱面228a、表示体224の
裏側の面とで構成される系は、導光体形式の面光源であ
り、光散乱面228aと表示体224の裏側の面との間
での反射の繰り返しなどにより、光を光源から離れた所
に導く。The side end face 221c of the first light guide 221
The light incident from 221d is, as already described,
The light is guided by the light guide 221 and illuminates the display surface 224a from the front. On the other hand, the side end surface 227 of the second light guide 227
c, 227d is incident on the second light guide 227
And illuminates the display 224 from behind. The system including the second light guide 227, the light scattering surface 228a, and the surface on the back side of the display body 224 is a light guide type surface light source, and the light scattering surface 228a and the back side of the display body 224 are provided. The light is guided to a place distant from the light source by, for example, repeating reflection with the surface.
【0258】この第18の実施の形態は、「表からの照
明手法」にも「裏からの照明手法」にも導光体221、
227を用いており、しかも、表示体224の表示面2
24aと裏側の面が、それぞれの導光体221、227
と密着しているのが特徴である。特に、表示体224の
裏側の面が、第2の導光体227と密着しているため
に、不要な空気などとの境界層を排除でき、効率良く裏
からの照明が出来る。In the eighteenth embodiment, both the “lighting method from the front” and the “lighting method from the back” use the light guide 221,
227, and the display surface 2 of the display body 224
24a and the back surface are the respective light guides 221 and 227.
The feature is that it is in close contact with. In particular, since the back surface of the display body 224 is in close contact with the second light guide 227, an unnecessary boundary layer with air or the like can be eliminated, and illumination from behind can be efficiently performed.
【0259】なお、表示体の表側と裏側とに密着して導
光体を配置する方法として接着剤で互いを接続する方法
の他に、表示体の表側と裏側に重合前のアクリル樹脂の
液状の透明樹脂を配して、これを加熱重合させる方法
が、特願平1−324330に開示されている。また、
透明容器に液体を注入した導光体の液体中に、表示体と
光散乱反射板とを浸すことでも良い。As a method of arranging the light guides in close contact with the front side and the back side of the display body, in addition to a method of connecting the light guides with an adhesive, a liquid liquid of an acrylic resin before polymerization is applied to the front side and the back side of the display body. Is disclosed in Japanese Patent Application No. 1-324330. Also,
The display and the light scattering reflector may be immersed in the liquid of the light guide in which the liquid is injected into the transparent container.
【0260】ここに示した実施の形態は表示体と導光体
の外側面、及び光散乱反射板の光散乱面が平行の場合で
あるが、表示体の明るさを調整するためなどで互いに傾
けて配置しても良い。The embodiment shown here is for the case where the outer surface of the display and the light guide and the light scattering surface of the light scattering reflector are parallel to each other. You may arrange | position inclining.
【0261】以上、平板状表示装置について、表示体の
前にも、裏にも導光体を配置し、「表からの照明手法」
と「裏からの照明手法」を用いる照明形式について説明
してきた。中空円柱形の表示装置の場合でも、同様の照
明形式を実現できる。即ち、中空円柱導光体の外側面と
裏側面の中間位置に円筒状の表示体を置く。導光体の裏
側面に光散乱反射板の光散乱面を接着する。そして、表
示体から見て、表側となる側部端面部分と裏側となる側
部端面部分に向けて、投光すれば良い。なお、中心軸対
称の状態で使用する限り、導光体の裏側面には必ずしも
光散乱反射板を配する必要はない。但し、中空部分で光
が遮られるような場合は、光散乱反射板を置いて照明効
率を高めるのが良い。As described above, with respect to the flat display device, the light guides are arranged in front of and behind the display, and the “lighting method from the front” is used.
And the lighting format using the "lighting method from behind" has been described. Even in the case of a hollow cylindrical display device, a similar illumination format can be realized. That is, a cylindrical display is placed at an intermediate position between the outer surface and the back surface of the hollow cylindrical light guide. The light scattering surface of the light scattering reflector is adhered to the back surface of the light guide. Then, when viewed from the display, the light may be projected toward the side end surface portion on the front side and the side end surface portion on the back side. It is not necessary to dispose a light scattering reflector on the back surface of the light guide as long as the light guide is used in a state of being symmetric with respect to the central axis. However, in the case where light is blocked by the hollow portion, it is preferable to increase the lighting efficiency by providing a light scattering reflector.
【0262】また、図15および図16に示す第6の実
施の形態の場合は、表示体104の前後に導光体101
があることになる。従って、光源102を透明容器10
6の側部端面101cからもう少し離し、側部端面10
1cの中心軸寄りからも光を導き入れるようにする。さ
らに、表示体104を半透明の光拡散シートとすれば、
表示体104の前後に導光体101を配置して「表から
の照明手法」と「裏からの照明手法」を備える表示装置
になる。In the case of the sixth embodiment shown in FIGS. 15 and 16, the light guide 101 is placed before and after the display 104.
There will be. Therefore, the light source 102 is
6, a little further from the side end face 101c, and the side end face 10c.
Light is introduced from near the central axis of 1c. Furthermore, if the display body 104 is a translucent light diffusion sheet,
By disposing the light guides 101 before and after the display body 104, a display device having a "lighting method from the front" and a "lighting method from the back" is obtained.
【0263】以上に説明したように、半透明の光拡散シ
ートからなる表示体と、表示体の表示面に気体の層を介
することなく密着する第1の導光体と、表示体の裏側の
面に気体の層を介することなく密着する第2の導光体
と、第2の導光体の少なくとも一つの側部端面に向けて
投光する照明手段とを有する構造であれば、外側面が平
面、曲面の如何に係わらず、導光体形式による裏からの
照明を行うことが出来、光源を表示体の裏側に配置する
ことを排除出来、厚さの薄い表示装置が実現できる。ま
た、第2の導光体が、表示体の裏側の面に密着するため
に照明効率が向上する。As described above, the display made of a translucent light diffusion sheet, the first light guide that is in close contact with the display surface of the display without a gas layer interposed therebetween, and the display on the back side of the display. If the structure has a second light guide that adheres to the surface without a gas layer therebetween, and an illuminating unit that projects light toward at least one side end surface of the second light guide, the outer surface Irrespective of a flat surface or a curved surface, it is possible to illuminate from the back in the form of a light guide, it is possible to eliminate the need to arrange a light source on the back side of the display, and to realize a thin display device. In addition, the second light guide is in close contact with the rear surface of the display, so that the illumination efficiency is improved.
【0264】図32は、本発明の表示装置の第19の実
施の形態を説明するためのA−A断面図である。この表
示装置は、表裏両方向から観察することができる平板状
表示装置である。矩形の箱形をした中空透明容器236
中に注入された液体237により導光体231が形成さ
れている。半透明の光拡散シートからなる第1の表示体
234と第2の表示体235は、液体237中に浸され
ている。第1の表示体234と第2の表示体235と
は、互いの裏側の面が対向して、離れて配置されてい
る。第1の表示体224と第2の表示体235で、液体
237を3つの領域に分けている。第1の表示体234
と第2の表示体235とで挟まれる領域が、第1の導光
体2311となる。第1の表示体234の表示面234
aと中空透明容器236とで挟まれる領域が、第2の導
光体2312となる。第2の表示体235の表示面23
5aと中空透明容器236とで挟まれる領域が、第3の
導光体2313となる。第1の光源232は、第2の導
光体2312の側部端面2321cと第3の導光体23
13の側部端面2313cに対向した位置にある。第2
の光源238は、第1の導光体2311の側部端面23
11dに対向した位置ある。第1の光源232と第2の
光源238とをそれぞれ囲う形で、反射体233と23
9とが置かれている。FIG. 32 is an AA sectional view for explaining a nineteenth embodiment of the display device of the present invention. This display device is a flat display device that can be observed from both sides. Rectangular box-shaped hollow transparent container 236
The light guide 231 is formed by the liquid 237 injected therein. The first display 234 and the second display 235 made of a translucent light diffusion sheet are immersed in the liquid 237. The first display body 234 and the second display body 235 are separated from each other with their back surfaces facing each other. The first display body 224 and the second display body 235 divide the liquid 237 into three regions. First display body 234
An area sandwiched between the first light guide 2311 and the second display body 235 is the first light guide 2311. Display surface 234 of first display body 234
The region sandwiched by the transparent transparent container 236a and the hollow transparent container 236 becomes the second light guide 2312. Display surface 23 of second display body 235
The region sandwiched between 5a and the hollow transparent container 236 becomes the third light guide 2313. The first light source 232 is connected to the side end surface 2321 c of the second light guide 2312 and the third light guide 23.
13 is located at a position facing the side end surface 2313c. Second
The light source 238 of the first light guide 2311
11d. The reflectors 233 and 23 surround the first light source 232 and the second light source 238, respectively.
9 are placed.
【0265】第1の光源232から出た光は、反射体2
33での反射光と合わせて、側部端面2312c、23
13cを通って、第2の導光体2312と第3の導光体
2313に入り、第1の表示体234の表示面234a
と第2の表示体235の表示面235aを照明する。第
2の光源238から出た光は、反射体239での反射光
と合わせて、側部端面2311dを通って、第1の導光
体2311に入り、第1の表示体234と第2の表示体
235を裏から照明する。Light emitted from the first light source 232 is reflected by the reflector 2
33, the side end surfaces 2312c, 2312
13c, enter the second light guide 2312 and the third light guide 2313, and display the display surface 234a of the first display 234.
Then, the display surface 235a of the second display body 235 is illuminated. The light emitted from the second light source 238, together with the light reflected by the reflector 239, passes through the side end surface 2311d, enters the first light guide 2311, and enters the first display body 234 and the second display body 234. The display 235 is illuminated from behind.
【0266】これらの第1の表示体234や第2の表示
体235は、図中で示されたような第1と第2の表示体
234、235は、互いに傾ける構成位置に限らず、液
体237中において、ある程度、自由な位置に置かれる
ことができる。例えば、第1の表示体と第2の表示体の
少なくとも一方を、yz平面で90度回転させたような
位置においても良い。また、両表示体234、235を
平行に配置するなり、傾きを緩やかにして、第1、第
2、第3の導光体2311、2312、2313のいず
れも第1の光源232と第2の光源238の両方から光
を導き入れられる構成とする事もできる。The first display body 234 and the second display body 235 are not limited to the first and second display bodies 234 and 235 shown in FIG. In 237, it can be placed in a free position to some extent. For example, at least one of the first display and the second display may be rotated by 90 degrees in the yz plane. In addition, both display bodies 234 and 235 are arranged in parallel, the inclination is made gentle, and all of the first, second and third light guides 2311, 2312 and 2313 are connected to the first light source 232 and the second light guide 232. A configuration in which light can be guided from both of the light sources 238 may be employed.
【0267】さらに、第1の光源232と第2の光源2
38の配置位置も、図32に示された位置に限らない。
図面に対し手前側あるいは奥側の側部端面に対向した位
置に光源を置いても良い。この第19の実施の形態では
「表からの照明手法」も「裏からの照明手法」も厚みの
薄い導光体の側部端面側に置かれ、照明空間が小さいの
が特徴である。Furthermore, the first light source 232 and the second light source 2
The arrangement position of 38 is not limited to the position shown in FIG.
The light source may be placed at a position facing the side end face on the near side or the far side with respect to the drawing. The nineteenth embodiment is characterized in that both the “lighting method from the front” and the “lighting method from the back” are placed on the side end surface side of the light guide having a small thickness, and the lighting space is small.
【0268】この第19の実施の形態では、液体237
を第1、第2、第3の導光体2311、2312、23
13の一部とする例で説明した。しかし、これらの導光
体2311、2312、2313をアクリルなどの固体
として、第1、第2の表示体234、235に接着剤等
で密着する構造でも良い。また、第2と第3の導光体2
312、2313に対して、第2の光源を複数に分け、
別々に配する事もできる。In the nineteenth embodiment, the liquid 237
To the first, second, and third light guides 2311, 2312, and 23.
13 has been described. However, a structure in which these light guides 2311, 2312, and 2313 are made of a solid such as acryl and adhered to the first and second display bodies 234 and 235 with an adhesive or the like may be used. Also, the second and third light guides 2
For 312 and 2313, the second light source is divided into a plurality of light sources,
They can be distributed separately.
【0269】これまでに導光体の外側面を平面状とする
各種の実施の形態を説明してきたが、これらは必ずしも
平面状に限ったものではなく、曲率半径がある程度大き
な曲面であっても良い。曲率半径がある程度大きな曲面
では、凸面あるいは凹面であれ、表示面の見える像の変
形がある程度制限され、近似的に平面の場合に近い形で
表示図形が認識できる。また、照明の観点からも外側面
での全反射の光束は、極度に収束も分散もさせることが
なく、むらの少ない照明光として利用することができ
る。ちなみに、外側面の任意の点における任意の方向に
接する曲率円について、その曲率半径が、当該方向に沿
った外側面の有効長の2倍以上となるような滑らかな曲
面状の外側面では、表示装置として近似的に平面状のも
のと見なすこともできる。このように曲面を許容するこ
とにより製造が容易になることもある。Although various embodiments in which the outer surface of the light guide is planar have been described above, these embodiments are not necessarily limited to the planar shape, and even if the curved surface has a somewhat large radius of curvature. good. In the case of a curved surface having a somewhat large radius of curvature, whether it is a convex surface or a concave surface, the deformation of an image seen on the display surface is restricted to some extent, and a display figure can be recognized in a form approximately similar to a flat surface. Further, from the viewpoint of illumination, the light beam of the total reflection on the outer surface does not extremely converge or disperse, and can be used as illumination light with less unevenness. By the way, with respect to a curvature circle that is in contact with an arbitrary direction at an arbitrary point on the outer surface, the radius of curvature is more than twice the effective length of the outer surface along the direction. The display device can be regarded as an approximately planar display device. Manufacturing may be facilitated by allowing such a curved surface.
【0270】図33および図34は、本発明の表示装置
の第20の実施の形態を説明するための図である。図3
3は、円錐面を外側面とした表示装置斜視透視図であ
る。図34は、円錐状の導光体の中心軸を含む面を断面
とするB−B断面図である。なお、光源などは省略して
いる。FIGS. 33 and 34 are views for explaining a twentieth embodiment of the display device of the present invention. FIG.
FIG. 3 is a perspective perspective view of a display device having a conical surface as an outer surface. FIG. 34 is a cross-sectional view taken along a line BB of a plane including the central axis of the conical light guide. The light source and the like are omitted.
【0271】円錐形をした中空透明容器246の中に液
体247を注入し、この中に、円筒状の第1、第2、第
3の表示体242、243、245が浸されている。こ
れまで説明をしてきた、外側面が曲面の実施の形態は、
全て、平面上の円を導線とし、この導線を通って、この
平面に垂直な直線を母線とした円柱面であった。しか
し、この第20の実施の形態は、平面上の円を導線と
し、この円の中心を通って、この平面に直交する直線を
中心軸とし、中心軸上にあるこの平面から離れた点と導
線とを結ぶ直線を母線とした円錐面である。A liquid 247 is poured into a hollow transparent container 246 having a conical shape, and cylindrical first, second, and third display bodies 242, 243, and 245 are immersed therein. The embodiment described so far, in which the outer surface is a curved surface,
All were cylindrical surfaces with a circle on a plane as a conducting wire, a straight line passing through the conducting wire and perpendicular to the plane as a generating line. However, in the twentieth embodiment, a circle on a plane is defined as a conducting wire, a straight line passing through the center of the circle and orthogonal to the plane is defined as a central axis, and a point on the central axis and separated from the plane is defined as It is a conical surface with a straight line connecting the conductors as a generating line.
【0272】導光体を円錐形とする事により、表示装置
を設置する上での安定性が得られる。特に、塩化ビニー
ルなどの柔軟性樹脂で中空透明容器を形成する場合など
では、半径の大きい側を下部として設置すると、円筒状
の場合に比較して、一段と安定する。また、逆に、半径
の大きい側を上部として設置すると、表示装置として人
の目につき易くなる。By making the light guide a conical shape, stability in installing the display device can be obtained. In particular, in the case of forming a hollow transparent container with a flexible resin such as vinyl chloride or the like, when the large radius side is set as the lower part, the stability is further improved as compared with the case of a cylindrical shape. On the other hand, if the large radius side is set as the upper part, the display device can be easily seen by humans.
【0273】外側面が円錐面で、表示体が円推面の像の
見え方については、中心軸に直交する個々の断面で見る
限り、外側面および表示面が円柱面の場合と変わらな
い。しかし、外側面の半径が中心軸方向の位置により変
わるため、像の倍率が中心軸方向の位置により変化す
る。The appearance of the image of the circular surface with the conical outer surface is the same as that of the case where the outer surface and the display surface are cylindrical as far as each cross section is orthogonal to the central axis. However, since the radius of the outer surface changes according to the position in the central axis direction, the magnification of the image changes according to the position in the central axis direction.
【0274】この第20の実施の形態では、3つの円筒
状の表示体232、233、234は、その表示面の半
径が異なり、中心軸は一致し、さらに、導光体の中心軸
にも一致して置かれている。また、3つの導光体の中心
軸に直交する如何なる断面上においても、外側面の表示
面に対する半径比が、最適条件と等しいか大きくなるよ
うに設定されている。これにより、半径の大きい表示体
の像は半径の小さい表示体の像よりも大きくなり、3つ
の表示体の大小関係を保って立体的な表示ができる。In the twentieth embodiment, the three cylindrical display members 232, 233, and 234 have different display surface radii and coincide with the central axis. Are placed in agreement. Also, on any cross section orthogonal to the central axis of the three light guides, the radius ratio of the outer surface to the display surface is set to be equal to or greater than the optimum condition. As a result, the image of the display unit having a large radius is larger than the image of the display unit having a small radius, and three-dimensional display can be performed while maintaining the magnitude relationship between the three display units.
【0275】第20の実施の形態の表示装置において、
導光体の形状を円錐状から円柱状に変えても、外側面と
表示面の半径が上記条件を満たせば、同じように3つの
表示体の大小関係を保って立体的な表示ができる。In the display device according to the twentieth embodiment,
Even if the shape of the light guide is changed from conical to cylindrical, if the radius of the outer surface and the display surface satisfies the above condition, three-dimensional display can be performed in the same manner while maintaining the magnitude relationship of the three display members.
【0276】第20の実施の形態は、表示面の半径が異
なる3つの表示体で構成されているが、表示面自体は半
径が急激に変化した一つの表示面と見ることも出来る。
半径が連続的に任意に変わっても、半径比が上記条件を
満たせば、表示面の形に類似の立体的な像として観察で
きる。In the twentieth embodiment, the display surface is constituted by three display elements having different radii. However, the display surface itself can be regarded as one display surface having a sharply changed radius.
Even if the radius continuously changes arbitrarily, if the radius ratio satisfies the above condition, it can be observed as a three-dimensional image similar to the shape of the display surface.
【0277】この表示面の半径が連続的に変わる例が、
本発明の表示装置の第21の実施の形態である。これを
図35を用いて説明する。円柱導光体251の内部に樽
状の表示面254aを有した表示体254が、中心軸の
位置を合わせて配置されている。中心軸に垂直な各断面
で、外側面251aの表示面254aに対する半径比が
最適条件の値より大きいか等しい場合は、表示体254
の樽状の形状に類似した形状の像を観察できる。一部の
半径比が小さい値になると、その部分が、円柱形である
導光体251と同じ形になって見える。全てで半径比が
小さい値になると、表示体254全体が、円柱形である
導光体251と同じ形に見える。An example in which the radius of the display surface continuously changes is as follows.
It is a twenty-first embodiment of the display device of the present invention. This will be described with reference to FIG. A display body 254 having a barrel-shaped display surface 254a is arranged inside the cylindrical light guide 251 so as to be aligned with the center axis. When the radius ratio of the outer surface 251a to the display surface 254a is greater than or equal to the value of the optimal condition in each section perpendicular to the central axis, the display body 254
Image similar to the barrel-like shape can be observed. When a part of the radius ratio has a small value, the part appears to have the same shape as the cylindrical light guide 251. When the radius ratio becomes small in all cases, the entire display body 254 looks like the light guide 251 having a cylindrical shape.
【0278】このことは、外側面の形状が円柱面か円錐
面で、表示面の形状が中心軸対称の回転面であって、外
側面の中心軸と表示面の中心軸とが一致する場合におい
て成り立つ。This is because the outer surface has a cylindrical surface or a conical surface, the display surface has a rotational surface symmetric with respect to the central axis, and the central axis of the outer surface coincides with the central axis of the display surface. Holds for
【0279】円柱面と円錐面は母線が直線で、この直線
の方向に光を当て、その全反射を利用して光を光源から
離れた所に導く「表からの照明手法」では、外側面に向
ける光の平行性を強めることにより、表示面を照らす光
を一様に出来る。光を導く方向に外側面が曲線の場合
は、平行光線を当てても外側面の曲線のために表示面に
明るさの強弱が出来る。この事は、円柱面、円錐面の導
線が円の場合に限らず、任意の曲線であっても、母線が
直線であれば成り立つ。[0279] The cylindrical surface and the conical surface are straight lines along the generatrix. Light is applied in the direction of this straight line, and the light is directed to a place away from the light source by using the total reflection. The light illuminating the display surface can be made uniform by increasing the parallelism of the light directed toward the. If the outer surface is curved in the direction in which the light is guided, even if parallel rays are applied, the brightness of the display surface can be increased or decreased due to the curved outer surface. This is not limited to the case where the conducting wire of the cylindrical surface and the conical surface is a circle, but also holds an arbitrary curve if the generating line is a straight line.
【0280】図36は、本発明の第21の実施の形態の
表示装置を説明するための図である。導光体261は、
樽形で外側面261aが光の導く方向に対して曲面とな
っている。表示体264は、円柱面である表示面264
aを有した円柱形である。この第21の実施の形態の表
示装置は、第22の実施の形態の表示装置の、外側面の
形状および表示面の形状を取り替えたものである。この
場合も、中心軸に直交する断面上で、外側面261aの
表示面264aに対する半径の比が、最適条件の値と等
しいか大きい場合は、表示体264の形状と類似の像と
なって見え、小さい場合は、表示面264aは、外側面
の形状と同じになって見える。FIG. 36 is a view for explaining a display device according to the twenty-first embodiment of the present invention. The light guide 261 is
The outer surface 261a has a barrel shape and is curved with respect to the direction in which light is guided. The display body 264 has a cylindrical display surface 264.
It is a cylindrical shape having a. The display device according to the twenty-first embodiment is obtained by replacing the shape of the outer surface and the shape of the display surface of the display device according to the twenty-second embodiment. Also in this case, when the ratio of the radius of the outer surface 261a to the display surface 264a on the cross section orthogonal to the central axis is equal to or greater than the value of the optimal condition, an image similar to the shape of the display body 264 appears. When the size is small, the display surface 264a appears to have the same shape as the outer surface.
【0281】この場合、「表からの照明手法」では、外
側面261aが、光を導きたい方向に曲面であるため
に、外側面261aを平行光線で照らすことで、表示面
264aを均一に照らすことは難しくなる。ただ、樽形
では両側の側部端面に向けて光を当てる照明手段を採れ
ば、かなりの均一度が得られる。In this case, in the “lighting method from the front”, since the outer surface 261a is a curved surface in a direction in which light is to be guided, the outer surface 261a is illuminated with parallel rays to uniformly illuminate the display surface 264a. Things get harder. However, in the case of the barrel shape, a considerable degree of uniformity can be obtained by employing an illuminating means for irradiating light toward both side end surfaces.
【0282】これまでに説明した外側面が曲面である実
施の形態は、円柱面、円錐面あるいは樽状の面など中心
軸の周りに半径の等しい面か、中心点に対称な球面であ
った。また、外側面が中心軸対称な場合は、表示体も中
心軸から半径の等しい表示面で、しかも外に凸状の面で
あった。また、外側面と表示面の中心軸が一致してい
た。外側面が球面の場合は、表示体も球面の表示面とし
て、外側面と表示面の中心を一致させて配置してあっ
た。これらは3次元的に、あるいは2次元的にあらゆる
方向から同じように見える様に構成した実施の形態を示
したからである。本発明においては、導光体の外側面と
表示体の表示面は、これまで提示した実施の形態よりさ
らに自由な形状が許される。すなわち、外側面は、任意
の滑らかな曲面、平面で良い。つまり、平面上の円を導
線とし、導線を通って、平面に直交する直線を母線とす
る柱面か、導線を通って、平面外の一点を通る直線を母
線とする錐面のいずれとしてきたが、この導線を任意の
曲線に変えても良い。さらには、導線、母線といった概
念から離れて、滑らかな曲線であれば良い。In the embodiments described above in which the outer surface is a curved surface, a surface having the same radius around the central axis, such as a cylindrical surface, a conical surface, or a barrel-shaped surface, or a spherical surface symmetrical to the center point. . When the outer surface is symmetrical with respect to the central axis, the display body is also a display surface having the same radius from the central axis, and is a surface that is convex outward. In addition, the center axis of the outer surface and the display surface coincided with each other. When the outer side surface is a spherical surface, the display body is also arranged as a spherical display surface with the center of the outer surface and the center of the display surface coincident. This is because these embodiments are configured so as to look the same three-dimensionally or two-dimensionally from all directions. In the present invention, the outer surface of the light guide and the display surface of the display are allowed to have more free shapes than in the embodiments presented so far. That is, the outer surface may be any smooth curved surface or flat surface. In other words, a circle on a plane is used as a conducting wire, and either a columnar surface passing through a conducting wire and a straight line orthogonal to the plane as a generating line, or a conical surface passing through a conducting line and passing through a point outside the plane as a generating line. However, this conductor may be changed to an arbitrary curve. Furthermore, any curve may be used as long as it is a smooth curve apart from the concept of a conductor or a bus.
【0283】表示面も外側面に対して一定の関係は必要
であるが、自由度が高い。ここで、外側面と表示面に対
する条件について、照明と像の見え方の両面から説明す
る。本発明は、すでに説明したように外側面での全反射
を利用した照明が特徴である。まず「表からの照明手
法」について説明する。The display surface also needs a certain relationship with the outer surface, but has a high degree of freedom. Here, the conditions for the outer surface and the display surface will be described from both aspects of illumination and how the image is viewed. As described above, the present invention is characterized by illumination utilizing total internal reflection on the outer surface. First, the “lighting method from the table” will be described.
【0284】全反射の有無は、外側面の各点の接平面に
対する入射角によって決る。したがって、光を導きたい
方向の外側面の曲率が、急激に変化すると、全反射の様
相が急激に変化し、表示面に部分的に濃淡ができる。こ
の表示面の部分的な濃淡を排除するためには、光を導く
方向に対して、外側面の曲率を変化させない直線とする
か、緩やかな単調増加とする必要がある。しかし、局所
的に像を変形させたいために、表示面に局所的に凹凸を
つける場合もあり、このような場合は、上記の外側面に
対する制約も絶対的なものではない。The presence or absence of total reflection is determined by the angle of incidence of each point on the outer surface with respect to the tangent plane. Therefore, when the curvature of the outer surface in the direction in which light is to be guided changes abruptly, the aspect of total reflection changes abruptly, and the display surface is partially shaded. In order to eliminate the partial shading of the display surface, it is necessary to make a straight line that does not change the curvature of the outer surface with respect to the direction in which the light is guided, or to make it a gradual monotone increase. However, in order to locally deform the image, there may be a case where irregularities are locally formed on the display surface. In such a case, the restriction on the outer surface is not absolute.
【0285】一方、表示面については、部分的な濃淡の
無い照明をするために、表示面を滑らかな外側面にほぼ
沿う位置関係に置き、光を導く方向に対しての表示面の
曲率を、急激に変化させないようにする必要がある。即
ち、表示面と外側面との位置関係を一定に保つか、緩や
かに変化するのが、表示面の明るさを一様化する上で望
ましい。しかし、これも像の見え方を重視する場合は制
約にはならない。On the other hand, with respect to the display surface, in order to provide illumination without partial shading, the display surface is placed in a positional relationship substantially along the smooth outer surface, and the curvature of the display surface in the direction in which light is guided is adjusted. , It must be kept from changing rapidly. That is, it is desirable that the positional relationship between the display surface and the outer surface be kept constant or change gradually, in order to make the brightness of the display surface uniform. However, this is not a limitation when emphasizing the appearance of the image.
【0286】さらに、表示面は、円柱面、円錐面、樽状
の面などの滑らかな曲面を例として、これまで説明して
きたが、本来任意の面であって良い。導線を円、あるい
は円弧とし、直線を母線とする円柱面や円錐面でなく、
任意の導線とすることが出来る。母線を直線とすること
で有利なのは「表からの照明手法」を用いるときで、こ
れは、すでに説明したように表示面の明るさを一様化す
る上で有利であり、「裏からの照明手法」の場合も、こ
の明るさの一様化の点で有利である。照明を行わない場
合、即ち、あらゆる方向から表示面を照らす昼間の明る
い所で使用するような場合は、表示面の形状は、さらに
自由で、外側面との距離だけに注意すれば良い。照明手
段がある場合でも、滑らかな表示面に局所的に外に凸の
突起、あるいは外に凹の窪みを付けて、立体的な表現を
して強い印象を与える表示としても良い。この場合、こ
の突起、窪みにより照明に濃淡のむらが生じることにな
るが、局所的であり、このむら自体を一つの特徴として
活用することも出来る。Further, the display surface has been described as an example of a smooth curved surface such as a cylindrical surface, a conical surface, or a barrel-shaped surface, but may be an arbitrary surface. Instead of a cylindrical or conical surface with a conductor as a circle or an arc and a straight line as a bus,
Any conductor can be used. The advantage of using a straight line for the generating line is when using the “lighting method from the front”, which is advantageous in making the brightness of the display surface uniform as described above. The method is also advantageous in terms of uniform brightness. When no illumination is performed, that is, when the display surface is used in a bright place in the daytime when the display surface is illuminated from all directions, the shape of the display surface is more free, and attention should be paid only to the distance from the outer surface. Even in the case where there is an illuminating means, a display that gives a strong impression by giving a three-dimensional expression by providing a locally convex protrusion or a concave outside on a smooth display surface may be used. In this case, the unevenness of the light and shade is caused by the projections and depressions. However, the unevenness is local, and the unevenness itself can be used as one feature.
【0287】次に、外側面と表示面との間隔であるが、
光の投光される側部端面の位置において、光源からの光
を導光体に導き入れるだけの間隔が必要で、照明手段の
関係で必要な間隔が決ってくる。Next, regarding the distance between the outer side surface and the display surface,
At the position of the side end surface where the light is projected, an interval is required to guide the light from the light source into the light guide, and the required interval is determined by the relationship of the illumination means.
【0288】次に「裏からの照明手法」について説明す
る。透過してきた光が、外側面で全反射されて、これが
表示面を前から照す。これは、表示面の明るい部分を透
過した光で、周りの比較的暗い部分を照らす場合に、効
果が顕著になる。この透過光が透過した表示面上の点か
ら、外側面で全反射して再度表示面を照らす点までの最
小の距離Lは、表示面と外側面が平行の場合、間隔を
d、臨界角をθとすると、 L=2・d・Tan(θ) ……(式20) となる。従って、表示面上の暗い部分と明るい部分と
が、この距離Lよりも離れている場合に、「裏からの照
明手法」によって表示面を表から照らす効果が現れる。
しかし、これらは、局所的な個々の点についての問題で
はなく、表示面全体の図柄等の問題である。小さな図柄
であれば間隔dは小さくて良いが、大きな図柄になると
間隔dを大きくする方が有利になる。Next, the “lighting method from behind” will be described. The transmitted light is totally reflected on the outer surface, and this illuminates the display surface from the front. This effect is remarkable when light transmitted through a bright portion of the display surface illuminates a relatively dark portion around the display surface. The minimum distance L from the point on the display surface through which the transmitted light has passed to the point where the light is totally reflected on the outer surface and illuminates the display surface again is a distance d when the display surface and the outer surface are parallel, and a critical angle. Is represented by θ, L = 2 · d · Tan (θ) (Equation 20) Therefore, when the dark part and the bright part on the display surface are separated by more than this distance L, an effect of illuminating the display surface from the front by the “lighting method from behind” appears.
However, these are not problems of local individual points, but problems of the design of the entire display surface. If the symbol is small, the interval d may be small, but if the symbol is large, it is advantageous to increase the interval d.
【0289】次に像の見え方について説明する。外側面
と表示面との位置関係は、像の見え方に大きく関連す
る。外側面が外側に凸状の曲面であれば、表示画像は拡
大されて見える。逆に、外側面が外側に凹状の曲面であ
れば、表示画像は縮尺されて見える。像の拡大または縮
小倍率は、外側面の曲率、外側面と表示面との位置関
係、観察者の外側面を見る角度により変化する。また、
表示面の図形の像が上下左右に反転することもある。観
察者から見て、像が左右、あるいは上下に反転して見え
る様になると、正しく表示内容を認識できなくなる。像
が反転しない条件は、外側面と表示面の位置関係にあ
る。Next, how the image is viewed will be described. The positional relationship between the outer surface and the display surface is largely related to how the image is viewed. If the outer side surface is a curved surface convex outward, the displayed image appears to be enlarged. Conversely, if the outer surface is a curved surface that is concave outward, the displayed image appears to be reduced in scale. The enlargement or reduction magnification of the image changes depending on the curvature of the outer surface, the positional relationship between the outer surface and the display surface, and the angle at which the observer views the outer surface. Also,
The image of the graphic on the display surface may be inverted up, down, left, and right. If the image appears to be inverted left and right or up and down from the viewpoint of the observer, the display contents cannot be correctly recognized. The condition under which the image is not inverted is the positional relationship between the outer surface and the display surface.
【0290】まず、外側面は外に向かって凸状の場合に
ついて説明する。表示面の一点P' を出た光は導光体の
中を進み、外側面の一点P点に到達し、P点で屈折の法
則に従って屈折して観察者に届くことになる。この表示
面上のP' 点が同じく表示面上の他の各点と上下左右の
関係が反転することもなく正しい位置関係で像が出来る
ためには、点P' は焦点より外側面側に無ければならな
い。First, the case where the outer surface is outwardly convex will be described. The light exiting from the point P ′ on the display surface travels through the light guide, reaches the point P on the outer surface, and is refracted at the point P according to the law of refraction to reach the observer. In order for the point P 'on this display surface to be able to form an image in the correct positional relationship without inverting the top, bottom, left and right relations with other points on the display surface, the point P' must be located on the outer surface side from the focal point. There must be.
【0291】焦点とは点Pで外側面に接する曲率円の中
心点を通って点Pでの曲率円の接線と平行な直線である
光軸と点Pに入射する光が外側面で屈折して導光体内を
進む光の経路が交わる点である。この焦点の位置は周知
のように入射光の入射角によって変わる。The focus is an optical axis which is a straight line parallel to the tangent of the curvature circle at point P through the center point of the curvature circle tangent to the outside surface at point P, and the light incident on point P is refracted at the outside surface. Is the point at which the paths of light traveling through the light guide intersect. As is well known, the position of the focal point changes depending on the incident angle of the incident light.
【0292】表示面の点P' を出て外側面の一点P点に
到達して導光体の外に出てくる光の経路と、導光体の外
から外側面の点Pに到達し導光体の中を伝わり表示面の
点P' に届く光の経路は同じである。すなわち可逆性が
ある。また、外側面のP点はあらゆる方向から見られる
ことも考慮すると、表示面の図形の像が上下左右に反転
することなく正しく表示されるためには、導光体の外側
面の任意の点からの入射光が入射光の焦点より外側面よ
りの位置で表示体の表示面と交わる必要がある。当然の
ことながら、表示体と外側面が接することは導光体の存
在が意味を無くしてしまうために、外側面から離れた位
置で交わらなければならない。The path of the light exiting the point P 'on the display surface, reaching the point P on the outer surface, and coming out of the light guide, and reaching the point P on the outer surface from outside the light guide. The path of the light traveling through the light guide and reaching the point P 'on the display surface is the same. That is, there is reversibility. Considering that the point P on the outer surface can be viewed from all directions, in order for the graphic image on the display surface to be displayed correctly without being inverted up, down, left and right, any point on the outer surface of the light guide is required. It is necessary that the incident light from the camera intersects the display surface of the display body at a position on the outer side of the focus of the incident light. As a matter of course, the contact between the display body and the outer side surface must be crossed at a position distant from the outer side surface because the existence of the light guide loses its meaning.
【0293】次に、外側面が外に向かって凹状の場合に
ついて簡単に説明する。凹状面においては、焦点は表示
面の外側にあり、像が上下左右に反転する事はない。縮
尺がどの程度まで許容されるかが、表示面を置く位置に
制限をつけることとなる。上記の焦点距離d0だけ離し
ても高々1/2に縮尺される程度である。Next, the case where the outer side surface is concave toward the outside will be briefly described. On a concave surface, the focal point is outside the display surface, and the image is not inverted up, down, left, or right. The extent to which the scale is allowed will limit the position where the display surface is placed. Even if it is separated by the focal length d0, the scale is reduced to at most 1/2.
【0294】図37、図38および図39は、本発明の
円筒形表示装置の第23の実施の形態を説明するための
図である。この第23の実施の形態は、外側面に対する
表示面の位置を多様に変えるものである。図37、図3
8および図39は、円筒形表示装置のB−B断面図であ
る。円柱状アクリル樹脂の中空透明容器276に液体2
77を注入した導光体271の中に、第1の表示体27
4と第2の表示体275が浸けられている。第1の表示
体274と第2の表示体275は、厚みの充分に薄いシ
ート状であり、水平断面が半円である半円筒状である。
それぞれの中心軸は、導光体271の中心軸に一致して
おり、この中心軸を中心にお互い回転可能である。第1
の導光体274の半径は、中空透明容器276の内型よ
りやや小さく、内側の面に表示図形が画かれている。第
2の表示体275の半径は、第1の導光体274の半径
よりさらに小さく、内側の面と外側の面の両面に表示図
形が描かれている。FIGS. 37, 38 and 39 are views for explaining a twenty-third embodiment of the cylindrical display device according to the present invention. In the twenty-third embodiment, the position of the display surface with respect to the outer surface is variously changed. FIG. 37, FIG.
8 and FIG. 39 are BB sectional views of the cylindrical display device. Liquid 2 in a hollow transparent container 276 of cylindrical acrylic resin
In the light guide 271 into which the first display body 27 is injected,
4 and the second display body 275 are soaked. The first display body 274 and the second display body 275 are in the form of a sheet having a sufficiently small thickness, and have a semi-cylindrical shape having a semicircular horizontal section.
Each central axis coincides with the central axis of the light guide 271 and is rotatable about this central axis. First
The radius of the light guide 274 is slightly smaller than the inner diameter of the hollow transparent container 276, and the display figure is drawn on the inner surface. The radius of the second display body 275 is smaller than the radius of the first light guide 274, and display figures are drawn on both the inner surface and the outer surface.
【0295】直線a、bは、観察者から見る事のできる
限界を示し、外側面を接線方向に出射する光の導光体の
中での経路を示すことになる。従って、この直線a、b
の外側面への入射角は、臨界角θである。また、a、b
の交点が、外側面を接線方向に出射する光の焦点F0で
ある。The straight lines a and b indicate the limits that can be seen by the observer, and indicate the path in the light guide of the light emitted tangentially on the outer surface. Therefore, the straight lines a, b
Is the critical angle θ. Also, a, b
Is the focal point F0 of the light emitted tangentially on the outer surface.
【0296】図37は、第1の表示体274および第2
の表示体275が、図中右側遠方にいる観察者から見
て、中心軸の反対側に置かれている状態である。この状
態において、観察者から見る事ができる範囲は、第1の
表示体274の内側の面の2ヶ所の観察部分274a
(図中、点線で示す。以下の観察部分でも同じ。)と第
2の表示体274の内側の面の1ヶ所の観察部分275
aである。観察部分274a、275aが、拡大されて
観察されることは、今までの説明から容易に理解でき
る。FIG. 37 shows the first display body 274 and the second display body 274.
Is a state where the display body 275 is placed on the opposite side of the central axis when viewed from an observer who is distant on the right side in the figure. In this state, the range that can be seen by the observer is the two observation portions 274a on the inner surface of the first display body 274.
(Indicated by a dotted line in the figure. The same applies to the following observation parts.) And one observation part 275 on the inner surface of the second display body 274.
a. It can be easily understood from the above description that the observation portions 274a and 275a are observed while being enlarged.
【0297】図38は、第2の表示体275が、図37
の状態からπ/2だけ回転した状態を示す。この状態に
おいて、観察者から見る事ができる範囲は、第1の導光
体274内側の面の一部である観察部分274aと第2
の表示体275の外側の面の半分強を占める観察部分2
75bである。観察部分274bは、観察部分275b
より焦点F0に近いため、拡大倍率は大きくなるが、観
察面積は小さい。FIG. 38 shows that the second display body 275
Shows a state rotated by π / 2 from the state shown in FIG. In this state, the range that can be seen from the observer is the observation portion 274a, which is a part of the inner surface of the first light guide 274, and the second portion.
Observation part 2 occupying slightly more than half of the outer surface of the display body 275
75b. The observation part 274b is the observation part 275b
Since it is closer to the focal point F0, the magnification is large, but the observation area is small.
【0298】図39は、第2の表示体275が、図38
の状態からさらにπ/2回転した状態を示す。この状態
になると、第2の表示体275の外側の面の全てが、観
察部分275cとして、観察者から見ることができる。
また、第1の表示体を見ることができるのは、観察部分
274bである。FIG. 39 shows that the second display body 275
Shows a state further rotated by π / 2 from the state shown in FIG. In this state, the entire outer surface of the second display body 275 can be viewed by the observer as the observation portion 275c.
The first display body can be viewed at the observation portion 274b.
【0299】厳密には、観察者は、図37、図38、図
39における第1の表示体274の両端部分の一部、お
よび、図37における第2の表示体275の両端部分を
見ることができる。また、これらの両端部分が、上述し
てきた各観察部分を隠すことになる。しかし、これらの
両端部は、斜めに見る度合いが強く明確な像にはならな
い。しかも、本願の発明を説明する上では、本質的では
ない。よって、ここでは、説明を省略した。Strictly, the observer sees a part of both ends of the first display body 274 in FIGS. 37, 38 and 39 and both ends of the second display body 275 in FIG. Can be. Further, these two end portions hide the above-described observation portions. However, these two ends do not form a clear image that is strongly viewed obliquely. Moreover, it is not essential for describing the invention of the present application. Therefore, the description is omitted here.
【0300】以上、第23の実施の形態では、第2の表
示体275を回転させて説明してきたが、第1の表示体
274を回転させても良いし、もちろん、両表示体とも
回転させても良い。回転の中心となる中心軸も、一致さ
せて説明してきたが、回転に支障のない限り、ずらせて
も良い。また、形状は半円筒形としたが、平面状や波形
など任意の形状で良い。As described above, in the twenty-third embodiment, the second display body 275 is rotated, but the first display body 274 may be rotated, or, of course, both display bodies may be rotated. May be. Although the center axis serving as the center of rotation has been described as being coincident, the center axis may be shifted as long as rotation is not hindered. Further, the shape is a semi-cylindrical shape, but may be any shape such as a flat shape or a waveform.
【0301】このように、回転させたり、その回転の軸
をずらせたりすることにより、表示面と外側面との位置
関係が様々に変わる。すると、観察者が見る像が、変化
に富んだものとなる。この位置関係を容易に変化させる
のには、導光体の一部を液体として表示体を浸す構造
は、極めて有用である。As described above, by rotating or shifting the axis of the rotation, the positional relationship between the display surface and the outer surface changes variously. Then, the image that the observer sees becomes rich. In order to easily change the positional relationship, a structure in which a part of the light guide is immersed in the display body as a liquid is extremely useful.
【0302】さらに、表示体を移動させなくとも、例え
ば、外側面と表示体とが中心軸に対して対称な場合、互
いの中心軸をずらして配置すると、表示装置を見る位置
によって見える像が変化し、観察者が表示装置の側を通
り過ぎる際、その前、途中、後で像が変わって見える。Further, even if the display body is not moved, for example, when the outer surface and the display body are symmetrical with respect to the center axis, if the center axes are displaced from each other, an image that can be seen depending on the position where the display device is viewed can be obtained. Changes and the image appears to change before, during and after the observer passes by the display.
【0303】これまで説明したいくつかの実施の形態に
おいても、表示体が中心軸を有し回転可能な場合は、こ
の軸を中心に表示体を回転させる事により、表示内容を
より広い範囲の観察者に一様に伝える事ができる。In some embodiments described above, when the display has a central axis and is rotatable, the display is rotated around this axis to provide a wider range of display contents. It can be uniformly transmitted to the observer.
【0304】図40は、導光体が円柱体の一部からなる
表示装置の第24の実施の形態を説明するためのC−C
断面図である。この第24の実施の形態では、導光体2
81は、円柱体を中心軸に沿って切断した形状である。
つまり、その中心角がπの半円柱形状である。アクリル
樹脂できた導光体281の外側面281aは、半円柱面
である。表示体284は、少なくとも一部が半透明状
で、平面状の表示面284aを平面状の裏側面281a
に密着させて接続されている。表示体284の裏側に
は、線状光源282、285が置かれている。反射体3
は、線状光源282、285を挟んで表示体284の反
対側に置かれ、両光源282、285からの光を表示体
274の裏側に向けて反射する働きをする。FIG. 40 is a cross-sectional view of a display device according to a twenty-fourth embodiment of the display device in which the light guide is formed of a part of a cylindrical body.
It is sectional drawing. In the twenty-fourth embodiment, the light guide 2
81 is a shape obtained by cutting a cylindrical body along the central axis.
That is, it has a semi-cylindrical shape whose central angle is π. The outer surface 281a of the light guide 281 made of acrylic resin is a semi-cylindrical surface. The display body 284 is at least partially translucent, and has a flat display surface 284a and a flat back surface 281a.
Is connected closely. On the back side of the display body 284, linear light sources 282 and 285 are placed. Reflector 3
Is disposed on the opposite side of the display body 284 across the linear light sources 282 and 285, and serves to reflect light from both light sources 282 and 285 toward the back side of the display body 274.
【0305】この第24の実施の形態は、設置スペース
を削減する意図で構成されたもので、平板型の場合に比
べて、観察することのできる方位の範囲が、飛躍的に広
がる事は、今までの説明から容易に理解できる。The twenty-fourth embodiment is designed to reduce the installation space, and the range of azimuths that can be observed is greatly increased as compared with the case of the flat plate type. It can be easily understood from the explanation so far.
【0306】この第24の実施の形態は、2つの線状光
源282、285を表示体284の後ろに置いて説明し
た。しかし、形状は線状でなくとも良く、設置位置も導
光体281の側部でも良い。さらには、充分に明るい所
などで、広い方位範囲から見られることだけを狙いとす
るのであれば、光源は必ずしも必要はない。The twenty-fourth embodiment has been described with the two linear light sources 282 and 285 placed behind the display 284. However, the shape may not be linear, and the installation position may be on the side of the light guide 281. Further, the light source is not necessarily required if the purpose is only to be viewed from a wide azimuth range in a sufficiently bright place or the like.
【0307】また、導光体281の形状も半円柱形状で
ある必要はなく、円柱体を任意の位置で中心軸に平行な
平面で切断した形でも良い。要は外側面281aが外に
凸状の滑らかな曲面であれば、像を拡大してみる事がで
きる。また、像を局所的に歪ませて目立った表示像とす
るために、外側面281aに局部的に外に凹状の曲面を
持たせてもよい。この場合、表示面284aに部分的な
明るさのむらが生じるが、このむら自体が人の注意を引
き付ける要素となる。The shape of the light guide 281 does not need to be a semi-cylindrical shape, and may be a shape obtained by cutting a cylindrical body at an arbitrary position along a plane parallel to the central axis. In short, if the outer surface 281a is a smooth curved surface having a convex shape outward, the image can be enlarged. Further, in order to locally distort the image to make a noticeable display image, the outer surface 281a may have a locally concave curved surface. In this case, a partial brightness unevenness occurs on the display surface 284a, and the unevenness itself is an element that attracts human attention.
【0308】図41は、表示体として、LCDを用いた
表示装置のC−C断面図である。導光体291は、図4
0を用いて説明した第24の実施の形態の表示装置の導
光体281と同様である。導光体291とLCDである
表示体294とを接着剤292などで密着させる。FIG. 41 is a cross-sectional view taken along the line CC of the display device using an LCD as a display. The light guide 291 is shown in FIG.
0 is the same as that of the light guide 281 of the display device according to the twenty-fourth embodiment described with reference to FIG. The light guide 291 and the display 294 as an LCD are brought into close contact with an adhesive 292 or the like.
【0309】図42は、表示体として、LCDを用いた
表示装置のC−C断面図である。図41と異なるのは、
LCDである表示体304が密着する導光体301の密
着面が液体307であることである。LCDが用いる液
体307に対して耐性が高ければ導光体301の固体部
分である端部と表示体304とを接着剤などで密着させ
れば良い。しかし、あまり耐性のない場合は、液体30
7と表示体304との間にプラスチックなどの透明シー
ト303を挟んで接着剤302などで密着させる。さら
に、液体307が漏れないようにゴムパッキン305お
よび固定金具306などを用いて密閉させても良い。FIG. 42 is a cross-sectional view of a display device using an LCD as a display body, taken along line CC. The difference from FIG. 41 is that
The contact surface of the light guide 301 to which the display 304, which is an LCD, adheres is the liquid 307. If the liquid crystal 307 has high resistance to the liquid 307 used, the end of the light guide 301 which is a solid portion and the display 304 may be brought into close contact with an adhesive or the like. However, if not very resistant, liquid 30
A transparent sheet 303 made of plastic or the like is sandwiched between the display unit 7 and the display body 304 and is adhered with an adhesive 302 or the like. Further, sealing may be performed using a rubber packing 305 and a fixing bracket 306 so that the liquid 307 does not leak.
【0310】もちろん、LCDの代わりに、CRTディ
スプレイやプラズマディスプレイなどを用いても良い。
さらには、表示体として半透明状のスクリーンを用い、
このスクリーンに裏側から画像を映すようにしても良
い。Of course, a CRT display or a plasma display may be used instead of the LCD.
Furthermore, using a translucent screen as a display,
An image may be projected on the screen from behind.
【0311】以上、導光体の一部を透明液体とする実施
の形態のいくつかを説明したが、これらの中で表示体を
透明液体に浸す実施の形態では、表示体を入れる開口部
が中空透明容器に必要で、表示体を入れた後に蓋をして
造られる。この蓋の部分を省略して示している。また、
表示体の取り替えをするために、中空透明容器にネジの
切られた蓋を設け、蓋を開閉して表示体を容易に交換す
る形態にすることもできる。この蓋も単に圧入して固定
するなどの固定法にすることもできる。In the above, some of the embodiments in which a part of the light guide is made of a transparent liquid have been described. Among them, in the embodiment in which the display is immersed in the transparent liquid, the opening for inserting the display is provided. It is necessary for a hollow transparent container and is made by putting a lid after putting the display body. The lid portion is omitted. Also,
In order to replace the display, a hollow threaded container may be provided with a threaded lid, and the display may be easily replaced by opening and closing the lid. This lid can be fixed by simply press-fitting it.
【0312】また、透明液体の蒸発などを防止するため
に中空透明容器を密封する場合には気温変化による透明
液体の膨張に備えて必要に応じて容器の一部に空隙部を
設けるなどするのは当然である。When the hollow transparent container is sealed in order to prevent the transparent liquid from evaporating or the like, a void may be provided in a part of the container as necessary in preparation for expansion of the transparent liquid due to a change in temperature. Is natural.
【0313】図43は、図9を用いて説明した第3の実
施の形態の表示装置における導光体を、対物部と表示部
とに分けて考えた場合の第25の実施の形態のB−B断
面図である。FIG. 43 is a diagram showing a B-type light source according to the twenty-fifth embodiment in which the light guide in the display device according to the third embodiment described with reference to FIG. 9 is divided into an objective part and a display part. It is -B sectional drawing.
【0314】第25の実施の形態は、第3の実施の形態
と比べて導光体が、表示部、対物部、液体の3種類の部
位からなる点で変わっているが、導光体の形状などは基
本的に同じである。また、表示体と導光体との関係も同
じである。[0314] The twenty-fifth embodiment is different from the third embodiment in that the light guide is composed of three types of parts, a display portion, an objective portion, and a liquid. The shape and the like are basically the same. The same applies to the relationship between the display and the light guide.
【0315】図9を用いて説明した第3の実施の形態に
おける導光体61と同様の役割を果たすものは、図43
においては、導光体431である。上記導光体431
は、観察者が直接観察する表示部432、表示体434
と密着する対物部433および液体437を備えてい
る。保持部材435は、表示部432と対物部433と
を接続し、液体437をこぼれないように保持するため
のものである。固定部436は、上記表示装置を地面等
に固定するための支柱となるものである。上記固定部4
36は、上記表示装置が大きいものであれば、転倒を防
止する役目を果たし、小さいものであれば、盗難防止に
役立つ。しかも、上記固定部436は、導光体431の
中空部に設置されているので、表示内容を遮蔽すること
はない。The light guide 61 having the same function as the light guide 61 in the third embodiment described with reference to FIG.
Is a light guide 431. The light guide 431
Are the display unit 432 and the display body 434 that the observer directly observes.
An object section 433 and a liquid 437 that come into close contact with each other are provided. The holding member 435 connects the display unit 432 and the objective unit 433, and holds the liquid 437 so as not to spill. The fixing portion 436 serves as a support for fixing the display device to the ground or the like. Fixed part 4
If the display device is large, it plays a role of preventing overturning, and if the display device is small, it helps to prevent theft. Moreover, since the fixing portion 436 is provided in the hollow portion of the light guide 431, the display content is not shielded.
【0316】図44は、図15を用いて説明した第6の
実施の形態の表示装置における導光体を、対物部と表示
部とに分けて考えた場合の第26の実施の形態のB−B
断面図である。FIG. 44 is a view showing a light guide in the display device according to the sixth embodiment described with reference to FIG. 15, which is divided into an objective section and a display section. -B
It is sectional drawing.
【0317】第26の実施の形態は、第6の実施の形態
と比べて導光体が、表示部、対物部の2種類の部位から
なる点で変わっているが、導光体の形状などは基本的に
同じである。また、表示体と導光体との関係も同じであ
る。[0317] The twenty-sixth embodiment is different from the sixth embodiment in that the light guide is composed of two types of parts, a display section and an objective section. Is basically the same. The same applies to the relationship between the display and the light guide.
【0318】図15を用いて説明した第6の実施の形態
における導光体101と同様の役割を果たすものは、図
44においては、導光体441である。上記導光体44
1は、観察者が直接観察する表示部442と液体である
対物部443とを備えている。液体である対物部443
中に表示体444を浸すことにより、上記表示体444
と上記対物部443とは密着することになる。上記表示
体444の表示部を向いた面に密着する液体の面が対物
面となる。上記第25の実施の形態における保持部材4
35は、表示部432と対物部433とを相対的に接続
することにより、液体437をこぼれないように保持し
たが、本実施の形態における保持部材445は、表示部
442と接続することにより、液体である対物部443
を保持する。The light guide 441 in FIG. 44 plays a role similar to that of the light guide 101 in the sixth embodiment described with reference to FIG. The light guide 44
Reference numeral 1 includes a display unit 442 for direct observation by an observer and an objective unit 443 which is a liquid. Object part 443 which is liquid
By immersing the display body 444 in the display body 444,
And the objective section 443 are in close contact with each other. The surface of the liquid that is in close contact with the surface of the display body 444 facing the display unit is the object surface. Holding member 4 in the twenty-fifth embodiment
35 holds the liquid 437 so as not to spill by relatively connecting the display unit 432 and the objective unit 433, but the holding member 445 in the present embodiment is connected to the display unit 442, Object part 443 which is liquid
Hold.
【0319】支持部446は、上記表示体444を表示
装置内の所定の位置に支持するためのものである。上記
第25の実施の形態においては、上記対物部433が上
記表示体434を所定の位置に支持する役目も果たした
が、第26の実施例においては、上記表示体444が液
体中で位置が変わるのを防ぐために、上記支持部446
が必要となる。The support portion 446 is for supporting the display body 444 at a predetermined position in the display device. In the twenty-fifth embodiment, the objective section 433 has also served to support the display body 434 at a predetermined position. In the twenty-sixth embodiment, the display body 444 is positioned in a liquid. In order to prevent change, the support portion 446 is used.
Is required.
【0320】なお、上記第1の実施の形態から上記第2
4の形態までに対し、上記第25の実施の形態または上
記第26の実施の形態と同様の概念、すなわち、導光体
を対物部と表示部とに分けて考えるという概念等を適用
することは、本発明の範囲内であることは言うまでもな
い。Note that the second embodiment is different from the first embodiment in the second embodiment.
The same concept as that of the twenty-fifth embodiment or the twenty-sixth embodiment, that is, the concept of dividing the light guide into an objective unit and a display unit, and the like is applied to the fourth embodiment. Is within the scope of the present invention.
【0321】最後に、補足説明として、「三層構造の導
光体での表示図形の見え方」について、説明する。図1
2に示す第3の実施の形態を用いて、三層構造の導光体
での表示図形の見え方を、表示面を出る光の出射角と外
側面を出る光の出射角との関係で説明する。Finally, as a supplementary explanation, “how to see a display figure with a light guide having a three-layer structure” will be described. FIG.
Using the third embodiment shown in FIG. 2, the appearance of a display figure in a light guide having a three-layer structure is determined by the relationship between the exit angle of light exiting the display surface and the exit angle of light exiting the outer surface. explain.
【0322】まず、表示面64aと外側面61aとの間
にある二つの境界面67a、67bで、全反射が生じな
い場合に限定して説明する。点P1、P2、P3の各点
において、屈折の法則を適用すると、次式が成立する。 Sin(λ)/Sin(α+φ)=nL/nsi …… (式A1) Sin(α)/Sin(δ+η)=nso/nL …… (式A2) Sin(δ)/Sin(β)=n0/nso …… (式A3) ここで、nLは液体67の屈折率、nsoとnsiはそ
れそれ中空透明容器66の外壁66aと内壁66bの屈
折率、naは外側面61aの外側に接する空気の屈折率
である。また、DsoとDsiはそれそれ中空透明容器
66の外壁66aと内壁66bの厚さである。三角形O
P2P3に関して、点P2から対面する辺(直線d)へ
下ろした垂線に着目すると次式が成立する。 {m・R−( m・R−Dso) ・Cos(η)ETan( δ) =( m・R−Dso) ・Sin(η) …… (式A4) 三角形OP1 P2 に関して、点P1 から対面する辺(直
線c)へ下ろした垂線に着目すると次式が成立する。 {( m・R−Dso) −( R+Dsi) ・Cos(φ)ETan( α) =( R+Dsi) ・Sin(φ) ……(式A5) 三角形OP0P1に関して、点P0から対面する辺(直
線b)へ下ろした垂線に着目すると次式が成立する。 {( R+Dsi) −R・Cos(τ)ETan( λ) =R・Sin(τ) …… (式A6) 式A4、式A5、式A6を変形すると、それぞれ、 ( m・R−Dso) ・ Sin( δ) Cos(η) +Cos(δ)Sin( η) =m・R・Sin(δ) …… (式A7) ( R+Dsi) ・ Sin( α) Cos(φ) +Cos(α)Sin( φ) =( m・R−Dso) ・Sin(α) ……(式A8) R・ Sin( λ)Cos( τ) + Cos( λ)Sin( τ) =( R+Dsi)Sin( λ) …(式 A9) となる。ここで、更に式(A7)、式(A8)、式(A
9)変形して、次式が得られる。 m・R・Sin(δ) =( m・R−Dso) ・Sin(δ+η) …… (式A10 ) ( m・R−Dso) ・Sin(α) =( R+Dsi)Sin( α+φ) ……(式A11 ) ( R+Dsi)Sin( λ) =R・Sin(λ+τ) ……(式A12) 上記の式A1〜式A3と式A10 〜式A12の6個の式
が基本式となる。First, a description will be given of a case where total reflection does not occur at two boundary surfaces 67a and 67b between the display surface 64a and the outer surface 61a. When the law of refraction is applied to each of the points P1, P2, and P3, the following equation is established. Sin (λ) / Sin (α + φ) = nL / nsi (Equation A1) Sin (α) / Sin (δ + η) = nso / nL (Equation A2) Sin (δ) / Sin (β) = n0 / nso (Formula A3) Here, nL is the refractive index of the liquid 67, nso and nsi are the refractive indexes of the outer wall 66a and the inner wall 66b of the hollow transparent container 66, and na is the refraction of air in contact with the outer surface 61a. Rate. Dso and Dsi are the thickness of the outer wall 66a and the inner wall 66b of the hollow transparent container 66, respectively. Triangle O
Regarding P2P3, if attention is paid to the perpendicular drawn from the point P2 to the facing side (straight line d), the following equation is established. {M · R− (m · R−Dso) · Cos (η) ETan (δ) = (m · R−Dso) · Sin (η) (Equation A4) With respect to the triangle OP1 P2, it faces from the point P1. Focusing on the perpendicular drawn down to the side (straight line c), the following equation holds. {(MR−Dso) − (R + Dsi) Cos (φ) ETan (α) = (R + Dsi) Sin (φ) (Equation A5) With respect to the triangle OP0P1, the side facing the point P0 (straight line b) Focusing on the vertical line, the following equation is established. {(R + Dsi) −R · Cos (τ) ETan (λ) = R · Sin (τ) (Equation A6) By transforming Equations A4, A5 and A6, (m · R−Dso) · Sin (δ) Cos (η) + Cos (δ) Sin (η) = mR Sin (δ) (Equation A7) (R + Dsi) Sin (α) Cos (φ) + Cos (α) Sin (φ ) = (M · R−Dso) · Sin (α) (Expression A8) R · Sin (λ) Cos (τ) + Cos (λ) Sin (τ) = (R + Dsi) Sin (λ) (Expression A8) A9) Here, the expressions (A7), (A8), and (A
9) By deformation, the following equation is obtained. m · R · Sin (δ) = (m · R−Dso) · Sin (δ + η) (Equation A10) (m · R−Dso) · Sin (α) = (R + Dsi) Sin (α + φ) (Equation A11) (R + Dsi) Sin (λ) = R · Sin (λ + τ) (Equation A12) The above-mentioned six expressions A1 to A3 and A10 to A12 are the basic expressions.
【0323】外側面64a上の点P3を、出射角がπ/
2以下の角度β0で出る光については、式A3より次の
式A13が成立する。 Sin(δ)=na・Sin(β0)/nso …… (式A13) また、表示面61a上の点P0を、出射角がπ/2以下
の角度ξ0で出る光については、(λ+τ)=ξ0とな
り、これを式(A12)に適用して次の式A14を得
る。 (R+Dsi)Sin(λ)=R・Sin(ξ0) …… (式A14) 次に、式A2と式A11より、 (R+Dsi)・nL・Sin(α+φ) =( m・R−Dso) ・nso・Sin(δ+η) …(式A15) 式A13と式A10より、 na・m・R・Sin(β0)=( m・R−Dso) ・nso・Sin(δ+η) …(式A16) となる。式A1と式A14より、 (R+Dsi)・nL・Sin(α+φ)=R・Sin(ξ0)・nsi …(式A17) となる。式A17の右辺を式A15の左辺に代入し、式
A16の左辺を式A15の右辺に代入すると次式が得ら
れる。 m=nsi・Sin(ξ0)/na・Sin(β0) ……(式A18) この式A18は、第3の実施の形態の導光体61が、3
層構造の場合について誘導されたが、固体と液体からな
る場合に限らず、任意の材質で成り立つ。更にもっと多
くの層から構成される場合も、2層の場合にも適用でき
る事は容易に理解される。The point P3 on the outer side surface 64a is defined as having an outgoing angle of π /
For light emitted at an angle β0 of 2 or less, the following expression A13 is established from expression A3. Sin (δ) = na · Sin (β0) / nso (Equation A13) For light that exits the point P0 on the display surface 61a at an angle ξ0 with an emission angle of π / 2 or less, (λ + τ) = ξ0, and this is applied to equation (A12) to obtain the following equation A14. (R + Dsi) Sin (λ) = R · Sin (ξ0) (Formula A14) Next, from Formula A2 and Formula A11, (R + Dsi) · nL · Sin (α + φ) = (m · R−Dso) · nso Sin (δ + η) (Equation A15) From Equations A13 and A10, na · m · R · Sin (β0) = (m · R−Dso) · nso · Sin (δ + η) (Equation A16) From the expressions A1 and A14, (R + Dsi) · nL · Sin (α + φ) = R · Sin (ξ0) · nsi (Formula A17) By substituting the right side of Equation A17 for the left side of Equation A15 and the left side of Equation A16 for the right side of Equation A15, the following equation is obtained. m = nsi · Sin (ξ0) / na · Sin (β0) (Equation A18) This expression A18 indicates that the light guide 61 of the third embodiment is 3
Although it was derived in the case of the layer structure, the invention is not limited to the case of a solid and a liquid, but can be made of any material. It is easily understood that the present invention can be applied to the case of being composed of even more layers and to the case of two layers.
【0324】得られた結果の式A18は、外側面61a
の表示面64aに対する半径比mを適切に選ぶ事によ
り、表示面64aを任意の角度β0で出射した光は、外
側面61aで任意の出射角ξ0で出射させられる事を示
している。しかも、間に挟まれる層の影響は受けない事
を示している。しかし、この式A18は、表示面64a
を角度ξ0で出た光が、外側面61aを出る際の角度
が、β0となるための必要条件であって、必要十分条件
ではない。[0324] The resulting expression A18 is expressed by
By appropriately selecting the radius ratio m with respect to the display surface 64a, light emitted from the display surface 64a at an arbitrary angle β0 can be emitted from the outer surface 61a at an arbitrary emission angle ξ0. In addition, it shows that there is no effect of the layer interposed therebetween. However, the expression A18 is expressed by the display surface 64a
Is a necessary condition for the angle at which the light exiting at the angle ξ0 exits the outer side surface 61a to be β0, but not a necessary and sufficient condition.
【0325】次に、全反射を考慮した必要十分条件にに
ついて説明する。屈折率の大きい材質側から小さい材質
側に光が進む場合、境界面Ljで全反射が生じる可能性
がある。このような境界面Ljが複数存在する場合があ
るが、これらの境界面で全反射が生じないようにする必
要がある。Next, the necessary and sufficient conditions in consideration of total reflection will be described. When light travels from a material having a large refractive index to a material having a small refractive index, total reflection may occur at the boundary surface Lj. There may be a plurality of such boundary surfaces Lj, but it is necessary to prevent total reflection from occurring at these boundary surfaces.
【0326】このような境界面で全反射が生じないよう
に境界条件を設定するために、仮想的にこの境界面Lj
を境に導光体を分割し、この両側の分割された導光体を
それぞれ第jの導光体、第(j+1)の導光体と呼称す
る。jを内側から昇順に番号付けする事とし、各境界面
Ljの出射角をρjとすると、各分割された導光体で、
次式が成立する。第1の導光体について、 m1=nsi・Sin(ξ0)/n1・Sin(ρ1) ……(式A19) 第2の導光体から第(p−1)の導光体までの任意の第
kの導光体について、 mk=n( k-1) ・Sin ρ( k-1) /nk・Sin(ρk) ……(式A20) 最後の第pの導光体について mp=n( p−1)・Sin ρ(p-1) /na・Sin(β0) ……(式A21) が成立する必要がある。ここで、nkは境界層Lkの外
側に接する材質の屈折率である。ここで、np=n0、
na=nsi、ρp=β0、ρ0=ξ0、と定めると、
式A19、式A20、式A21は、式A20で代表して
表わす事ができる。すなわち、式A20が成立する場合
に、表示図形が観察者から見える事になる。In order to set a boundary condition so that total reflection does not occur at such a boundary surface, the boundary surface Lj is virtually set.
, And the divided light guides on both sides are referred to as a j-th light guide and a (j + 1) -th light guide, respectively. j are numbered in ascending order from the inside, and assuming that the emission angle of each boundary surface Lj is ρj, in each divided light guide,
The following equation holds. Regarding the first light guide, m1 = nsi · Sin (ξ0) / n1 · Sin (ρ1) (Equation A19) Arbitrary values from the second light guide to the (p−1) th light guide For the k-th light guide, mk = n (k−1) · Sin ρ (k−1) / nk · Sin (ρk) (Equation A20) For the last p-th light guide, mp = n ( p-1) · Sin ρ (p-1) / na · Sin (β0) (Equation A21) must be satisfied. Here, nk is the refractive index of the material in contact with the outside of the boundary layer Lk. Here, np = n0,
If na = nsi, ρp = β0, ρ0 = ξ0, then
Formula A19, Formula A20, and Formula A21 can be represented by Formula A20. That is, when Expression A20 is established, the display graphic is visible to the observer.
【0327】[0327]
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明には、
以下のような効果がある。請求項1の発明は、表示図形
が、上下左右に反転がなく、かつ、曲面に応じて多様に
変形するので、人目につき易い。As described above, according to the present invention,
The following effects are obtained. According to the first aspect of the present invention, since the display graphic is not inverted vertically and horizontally and is variously deformed according to the curved surface, the display graphic is easily noticeable.
【0328】請求項2の発明は、外側面での全反射によ
り、光源から出射した同じ光が何度も表示図形を照明す
るので、表示内容が一段と映える。請求項3の発明は、
表示図形が滑らかに変形されるので、違和感のない表示
図形で人目を引くことができる。更に、光源からの光が
平行光線に近づけることにより一様に照明することがで
きる。According to the invention of claim 2, since the same light emitted from the light source illuminates the display figure many times due to total reflection on the outer surface, the display content can be further enhanced. The invention of claim 3 is
Since the display graphic is smoothly deformed, the display graphic without discomfort can be noticed. Furthermore, the light from the light source can be illuminated uniformly by approaching a parallel light beam.
【0329】請求項4の発明は、観察者が外側面の周り
に移動しても、表示図形が外側面に起因して急激に変わ
ることが無い。変化があっても、なだらかに変化してい
くので、像を変形させて目に付き易くしながらも、表示
内容を認識し易くすることが出来る。また、導光体は、
円錐体か、中空円錐体か、円錐体か、中空円錐体か、あ
るいはこれらの一部を切り出した形状をしており、製造
し易い形状となっている。According to the fourth aspect of the present invention, even if the observer moves around the outer surface, the displayed figure does not change suddenly due to the outer surface. Even if there is a change, since the image is gently changed, it is possible to easily recognize the displayed content while deforming the image to make it more noticeable. The light guide is
The shape is a cone, a hollow cone, a cone, a hollow cone, or a shape obtained by cutting out a part of the cone, which is easy to manufacture.
【0330】請求項5の発明は、表示面の像をより平面
に近づいた像とするので、表示内容の認識が容易にな
る。また、光軸から離れた位置の表示面ほど像の増幅率
が大きくなるので、より強く縮尺されて見えていた光軸
から離れた位置の表示図形が補正されて縮尺の度合いを
緩和でき、より見やすい表示像となる。また、本来なら
観察者が移動して回り込んでしか見ることの出来ない表
示面の裏側の部分を見ることが出来き、直接表示面を見
る場合より広い範囲の表示内容を一度に見ることが出来
る。また、表示面の見える範囲を最悪でも出射角で約π
/6に抑え、その表示面の見える範囲の像の視野範囲を
最悪でも外側面を接線方向に見る最大視野角の80%に
抑えることが出来る。また、中心軸の周りに、ある程度
の範囲で像の見え方が等しくなり、表示装置を見ること
が出来る方位を広く出来る。特に、表示面が円柱面、円
錐面の場合は、導光体の周り全周の360度の方位から
見ることが出来る。According to the fifth aspect of the present invention, since the image on the display surface is an image closer to a plane, the display contents can be easily recognized. In addition, since the amplification factor of the image becomes larger as the display surface is farther from the optical axis, the display figure at a position farther from the optical axis, which has been viewed more strongly and scaled, is corrected, and the degree of the scale can be reduced. The display image is easy to see. In addition, it is possible to see the back side of the display surface that can only be viewed by the observer moving and moving around, and it is possible to see a wider range of display contents at a time than when directly viewing the display surface I can do it. Also, the worst case is that the visible range of the display surface is about π
/ 6, so that the worst case view range of the image in the viewable range of the display surface can be suppressed to 80% of the maximum view angle in which the outer surface is viewed in the tangential direction. In addition, the appearance of the image becomes equal in a certain range around the central axis, and the direction in which the display device can be viewed can be widened. In particular, when the display surface is a cylindrical surface or a conical surface, the display surface can be viewed from a 360-degree azimuth around the light guide.
【0331】請求項6の発明は、表示面での全反射によ
り、光源から出射した同じ光が何度も表示図形を照明す
るので、表示内容が一段と映える。また、平行光線は、
外側面のどの位置でも全反射による反射角が等しくなる
ので、表示面の明るさをより一様化する制御が容易にな
る。According to the invention of claim 6, since the same light emitted from the light source illuminates the display figure many times due to the total reflection on the display surface, the display contents can be further enhanced. The parallel rays are
Since the angle of reflection by total reflection becomes equal at any position on the outer side surface, control for making the brightness of the display surface more uniform becomes easier.
【0332】請求項7の発明は、3次元的に平面により
近づいた形の像に変換して見えることができる。また、
導光体の製造が容易である。請求項8の発明は、照明の
ための空間を導光体の厚さだけに限定して表示面を前か
ら照明することが出来る。また、表示体の裏側の面に向
けて投光する照明部の光が、表示面の全反射により、裏
からの照明と表からの照明を同時に行えるので、表示内
容が一段と映えて、表からだけの照明あるいは裏からだ
けの照明とは趣が異なる。また、平行に入射する光に対
して極度に集中したり、分散したりすることがなく、外
側面のどの位置でも全反射による反射角が一定の範囲に
おさまり、表示面をより均一化された光で照らすように
制御することが容易になる。According to the seventh aspect of the present invention, it is possible to convert the image into a three-dimensional image closer to a plane and to view it. Also,
The manufacture of the light guide is easy. In the invention of claim 8, the display surface can be illuminated from the front by limiting the space for illumination to only the thickness of the light guide. In addition, since the light from the lighting unit that projects toward the back surface of the display body can be simultaneously illuminated from the back and from the front by total internal reflection of the display surface, the display content can be further reflected and the front It is different from just lighting or lighting from behind. In addition, the light incident in parallel is not extremely concentrated or dispersed, and the reflection angle due to total reflection falls within a certain range at any position on the outer surface, so that the display surface is more uniform. It becomes easy to control to illuminate with light.
【0333】請求項9の発明は、薄い導光体を表示体の
前後に密着して配しているので、表示体を後ろからも前
からも照らすことができる厚さの薄い照明付きの表示装
置を実現できる。According to the ninth aspect of the present invention, since the thin light guide is disposed in close contact with the front and rear of the display, the display with the thin illuminator can illuminate the display from behind and in front. The device can be realized.
【0334】請求項10の発明は、薄い導光体を表示体
の前後に配することで、単一の照明手段によって互いに
反対を向いた二つの表示体をそれぞれ後ろからも前から
も同時に照らすことができるので、表側と裏側に表示図
形を表示する厚さの薄い照明付きの表示装置が実現でき
る。According to a tenth aspect of the present invention, by disposing thin light guides before and after the display, the two displays facing each other are simultaneously illuminated from behind and in front by a single illumination means. Therefore, it is possible to realize a display device with a small thickness for displaying a display figure on the front side and the back side with illumination.
【0335】請求項11の発明は、表示面の像は、突起
あるいは窪みにより凸あるいは凹のある立体的に見える
像が形成され、商品名、社名など重要な表示内容の部分
をこの突起あるいは窪みで表現することにより、強い印
象を与えることができる。また、この突起あるいは窪み
による照明の濃淡のむら自体を一つの表現手段として活
用することもできる。According to the eleventh aspect of the present invention, an image on the display surface is formed as a three-dimensional image having a projection or a depression due to a projection or a depression. By expressing with, a strong impression can be given. In addition, the unevenness of the lightness and darkness due to the projections or depressions can be used as one expression means.
【0336】請求項12の発明は、表示面を外側面に対
して傾ける度合いを変えることにより、光の量を調整で
きるので、表示面の明るさを均一化できる。また、当
然、側端面から直接表示面に到来する光も同様に調整で
きる。さらに、表示体を裏から照明され表示面を出て外
側面で反射されて戻ってきた光に対しても調整すること
ができる。これらの調整により表示面をより一様に照明
することが出来る。According to the twelfth aspect of the invention, the amount of light can be adjusted by changing the degree of inclination of the display surface with respect to the outer surface, so that the brightness of the display surface can be made uniform. In addition, naturally, light that directly reaches the display surface from the side end surface can be similarly adjusted. Further, it is possible to adjust the light that is illuminated from behind the display body, exits the display surface, is reflected by the outer surface, and returns. With these adjustments, the display surface can be more uniformly illuminated.
【0337】請求項13の発明は、光の導き入れられる
側部端面から遠く離れた所にある表示面を照らす専用の
光を限定して導光体内を導くことが出来、光源から離れ
た所の表示面を明るく照らして表示面の明るさを均一化
することができる。According to the thirteenth aspect of the present invention, it is possible to guide the light inside the light guide by limiting the exclusive light for illuminating the display surface far from the side end face into which the light is guided, and to guide the light away from the light source. Illuminate the display surface brightly to uniform the brightness of the display surface.
【0338】請求項14の発明は、導光体が複合体なの
で、製造、運搬などの各過程で中空透明容器と透明液体
とを分離することが出来る。また、透明液体を導光体の
一部とするので、全体がアクリル樹脂、ガラスなどの透
明な固体材料だけで形成させる場合に比較して、安価に
製造でき、運搬費用も安価になる。特に液体に水を使用
する場合は極めて安価になる。また、透明液体に表示体
を浸すことにより、表示面を導光体に気体を介すること
無く容易に密着することが出来きる。According to the fourteenth aspect of the present invention, since the light guide is a composite, the hollow transparent container and the transparent liquid can be separated in each process such as production and transportation. Further, since the transparent liquid is used as a part of the light guide, it can be manufactured at lower cost and the transportation cost is lower than when the whole is formed only of a transparent solid material such as acrylic resin or glass. In particular, when water is used as the liquid, the cost becomes extremely low. Further, by immersing the display body in the transparent liquid, the display surface can be easily brought into close contact with the light guide without passing through the gas.
【0339】請求項15の発明は、透明液体の入手が容
易で、かつ安価である。また、殺菌剤により微小動物、
藻などの水性植物の繁殖を抑えることが出来るので、長
期にわたり安定して表示図形を表示できる。また、着色
剤により表示内容全体を容易に着色でき、表示装置全体
の様相を容易に変えられる。According to the fifteenth aspect, the transparent liquid is easily available and inexpensive. In addition, micro-animals,
Since the propagation of aqueous plants such as algae can be suppressed, the display figure can be displayed stably over a long period of time. Further, the entire display content can be easily colored by the coloring agent, and the appearance of the entire display device can be easily changed.
【0340】請求項16の発明は、柔軟塩化ビニールな
どの安価な材料が使用できる。また、導光体の形状によ
っては製造・制作も容易である。また、製造工程、運搬
時に折りたたむことができる。また、製造原価を抑える
ことが出来、安価な表示装置を提供できる。また、ガラ
スなどと異なり、破損時の危険性が一段と低下する。According to the sixteenth aspect, inexpensive materials such as flexible vinyl chloride can be used. Further, depending on the shape of the light guide, manufacture and production are easy. In addition, it can be folded during the manufacturing process and transportation. Further, the manufacturing cost can be reduced, and an inexpensive display device can be provided. Further, unlike glass, the risk of breakage is further reduced.
【0341】請求項17の発明は、表示体を透明液体に
浸すことにより、容易に表示面を導光体に気体を介する
こと無く密着することが出来る。表示体の位置を容易に
動かすことができ、外側面と表示面の位置関係を変える
ことにより、表示像が複雑に変わり、人の興味を引く表
示装置を構成できる。According to the seventeenth aspect of the present invention, the display surface can be easily brought into close contact with the light guide without gas through by immersing the display in a transparent liquid. The position of the display body can be easily moved, and by changing the positional relationship between the outer surface and the display surface, the display image changes in a complicated manner, and a display device that attracts human interest can be configured.
【0342】請求項18の発明は、透明樹脂あるいは透
明プラスティック・シートにより、表示面と導光体の密
着性を確保して、表示体を透明液体から防護できる。請
求項19の発明は、表示図形の像が時間と共に変化する
ので、表示像が複雑に変わり、人の興味を引く表示装置
を構成できる。According to the eighteenth aspect of the invention, the transparent resin or the transparent plastic sheet can secure the adhesion between the display surface and the light guide, and protect the display from the transparent liquid. According to the nineteenth aspect of the present invention, since the image of the display graphic changes with time, the display image changes in a complicated manner, and it is possible to configure a display device that attracts human interest.
【0343】請求項20の発明は、シート状の表示体を
専用液溜に挿入するだけで、表示体の形が決り、かつ導
光体に密着できる。表示内容を変えた表示体を頻繁に交
換する場合に便利になる。導光体内の透明液体を半固定
あるいは固定的な密封状態にでき、表示体の交換時に、
この透明液体の減りをなくすことが出来る。According to the twentieth aspect of the present invention, the shape of the display can be determined and the light can be adhered to the light guide simply by inserting the sheet-like display into the exclusive liquid reservoir. This is convenient when the display body whose display content has been changed is frequently replaced. Transparent liquid inside the light guide can be semi-fixed or fixed in a sealed state, and when replacing the display,
This reduction of the transparent liquid can be eliminated.
【0344】請求項21の発明は、単一の光源により、
導光体の側部端面と表示体の裏側の面の両方を照らすこ
とが出来る。また、装置全体も小形になり、信頼性も向
上する。According to the twenty-first aspect of the present invention, a single light source
Both the side end surface of the light guide and the back surface of the display can be illuminated. In addition, the size of the entire apparatus is reduced, and the reliability is improved.
【0345】請求項22の発明は、装置の設置状態を安
定させるための固定部が、外側面を遮ることが無く、表
示特性に優れる表示装置が実現できる。また、装置の小
型化が出来る。According to the invention of claim 22, a fixing device for stabilizing the installation state of the device does not block the outer surface, and a display device excellent in display characteristics can be realized. Further, the size of the device can be reduced.
【0346】請求項23の発明は、物体と対物部の対物
面とを容易に密着できるので、観察者が観察する物体の
可視部分を他の物体等との接触等から保護できる。請求
項24の発明は、表示面での全反射により、光源から出
射した同じ光が何度も表示図形を照明するので、表示内
容が一段と映える。According to the twenty-third aspect of the present invention, since the object and the object surface of the object part can be easily brought into close contact with each other, the visible portion of the object observed by the observer can be protected from contact with other objects and the like. According to the invention of claim 24, the same light emitted from the light source illuminates the display figure many times due to the total reflection on the display surface, so that the display content can be further enhanced.
【0347】請求項25の発明は、表示体を対物部の対
物面に密着させるだけで、観察者が観察する画像等が形
成された上記表示体を観察させることができるようにな
る。請求項26の発明は、表示面での全反射により、光
源から出射した同じ光が何度も表示体の画像等を照明す
るので、表示内容が一段と映える。また、上記表示体を
対物部の対物面に密着させるだけで、観察者が観察する
画像等が形成された上記表示体を観察させることができ
るようになる。According to the twenty-fifth aspect of the present invention, the display body on which an image or the like to be observed by an observer is formed can be observed simply by bringing the display body into close contact with the objective surface of the objective section. According to the twenty-sixth aspect, the same light emitted from the light source illuminates the image of the display body and the like many times due to total reflection on the display surface, so that the display content can be further enhanced. Further, the display body on which an image or the like to be observed by the observer is formed can be observed simply by bringing the display body into close contact with the object plane of the objective section.
【0348】請求項27の発明は、表示面での全反射に
より、光源から出射した同じ光が何度も表示図形を照明
するので、表示内容が一段と映える。請求項28の発明
は、表示図形が、曲面に応じて拡大されたり縮小された
りして多様に変形するので、人目につき易い。According to the twenty-seventh aspect, the same light emitted from the light source illuminates the display figure many times due to the total reflection on the display surface, so that the display content can be further enhanced. According to the twenty-eighth aspect, the display graphic is variously deformed by being enlarged or reduced in accordance with the curved surface, so that the display graphic is easily noticeable.
【0349】請求項29の発明は、表示図形が滑らかに
変形されるので、違和感のない表示図形で人目を引くこ
とができる。更に、光源からの光も一様に照明される。
請求項30の発明は、表示図形が3次元的に滑らかに変
形されるので、違和感のない表示図形で3次元的に広い
方位から人目を引くことができる。更に、光源からの光
も一様に照明される。また、導光体の製造が容易であ
る。According to the twenty-ninth aspect of the present invention, since the display graphic is smoothly deformed, the display graphic without discomfort can be noticed. Further, the light from the light source is uniformly illuminated.
According to the 30th aspect of the present invention, since the display figure is three-dimensionally deformed smoothly, it is possible to draw the eye from a wide three-dimensional direction with the display figure without a sense of incongruity. Further, the light from the light source is uniformly illuminated. Further, the manufacture of the light guide is easy.
【0350】請求項31の発明は、平行に入射する光に
対して、極度に集中したり、分散したりすることがな
く、外側面のどの位置でも全反射による反射角が一定の
範囲におさまるので、表示面を均一化された光で照らす
ように制御することが容易になる。According to the thirty-first aspect of the present invention, the angle of reflection due to total reflection falls within a certain range at any position on the outer surface of the light incident in parallel without being extremely concentrated or dispersed. Therefore, it is easy to control the display surface to be illuminated with uniform light.
【0351】請求項32の発明は、表示対象である物体
が、どのような形状をしていても見ることができる。請
求項33の発明は、観察者が外側面の周りに移動して
も、表示図形が外側面に起因して急激に変わることが無
い。変化があっても、なだらかに変化していくので、像
を変形させて目に付き易くしながらも、表示内容を認識
し易くすることが出来る。また、製造し易い形状となっ
ている。[0351] According to the invention of claim 32, the object to be displayed can be viewed regardless of its shape. In the invention according to claim 33, even if the observer moves around the outer surface, the displayed figure does not suddenly change due to the outer surface. Even if there is a change, since the image is gently changed, it is possible to easily recognize the displayed content while deforming the image to make it more noticeable. Also, the shape is easy to manufacture.
【0352】請求項34の発明は、3次元的により平面
に近い形の像に変換して見えることができる。また、製
造が容易である。また、全反射により表示面を前から照
らす光は一様化される。According to the invention of claim 34, it is possible to convert the image into a three-dimensional image closer to a plane and to view it. Also, it is easy to manufacture. Further, the light illuminating the display surface from the front is made uniform by total reflection.
【0353】請求項35の発明は、シート状の表示体を
対物部の対物面に密着して固定できる。また、対物面に
密着した表示体に急激な変化のない、一様化された光を
照射しやすくなる。[0353] According to the thirty-fifth aspect of the present invention, the sheet-like display body can be fixed in close contact with the object plane of the object part. In addition, it is easy to irradiate uniform light without abrupt changes to the display body that is in close contact with the object surface.
【0354】請求項36の発明は、表示図形が、上下左
右に反転がないので、違和感なく表示図形を観察でき
る。請求項37の発明は、表示体を定位置に固定できる
ので、表示画像が安定している。また、表示装置全体も
定位置に固定できるので、転倒防止や盗難防止になる。[0354] According to the invention of claim 36, since the displayed figure is not inverted upside down, left and right, the displayed figure can be observed without a sense of discomfort. According to the invention of claim 37, since the display body can be fixed at a fixed position, the display image is stable. In addition, since the entire display device can be fixed at a fixed position, it is possible to prevent the display device from falling or being stolen.
【0355】請求項38の発明は、安価で、かつ、製造
が容易である。また、軽量化がはかれる。請求項39の
発明は、容易に製造、組み立てをすることができる。The invention according to claim 38 is inexpensive and easy to manufacture. Also, the weight can be reduced. The invention according to claim 39 can be easily manufactured and assembled.
【0356】請求項40の発明は、透明液体は入手が容
易なので、いつでもどこでも表示装置を形成することが
できる。請求項41の発明は、単一の光源により、表示
部の側面と表示体の裏側の面の両方を照らすことが出来
る。また、装置全体も小形になり、信頼性も向上する。According to the invention of claim 40, since a transparent liquid is easily available, a display device can be formed anytime and anywhere. In the invention according to claim 41, both the side surface of the display unit and the surface on the back side of the display body can be illuminated by a single light source. In addition, the size of the entire apparatus is reduced, and the reliability is improved.
【0357】請求項42の発明は、単一の光源により、
より確実に、より多くの光量で、表示部の側面と表示体
の裏側の面の両方を照らすことが出来る。請求項43の
発明は、照射する光を平行光線に近づけるという比較的
容易な方法で表示面をより一様に近い状態で照らすこと
が出来る。[0357] The invention of claim 42 is based on the single light source,
It is possible to more reliably illuminate both the side surface of the display unit and the surface on the back side of the display body with a larger amount of light. According to the invention of claim 43, the display surface can be illuminated in a more uniform state by a relatively easy method of making the irradiated light closer to a parallel light beam.
【0358】請求項44の発明は、入手が容易で、か
つ、動画像を含む表現内容の豊富な表示体を、よりあで
やかに表示することができる。請求項45の発明は、入
手及び製造が容易で、かつ、表現内容の豊富な表示体
を、よりあでやかに表示することができる。According to the invention of claim 44, it is possible to display a display body which is easily available and has abundant expression contents including a moving image, in a more attractive manner. According to the forty-fifth aspect of the present invention, a display body that is easy to obtain and manufacture and has abundant expression contents can be displayed more attractively.
【0359】請求項46の発明は、多くの表示内容を、
変化に富ませて、人目を引きつけることができる。請求
項47の発明は、表示内容を、より変化に富ませること
ができる。According to the invention of claim 46, a large number of display contents are
It can be changeable and eye-catching. According to the invention of claim 47, the display content can be more varied.
【0360】請求項48の発明は、動画像を含む投影さ
せた表示内容を、表示せしめることができる。請求項4
9の発明は、様々な形状の表示体を表示でき、表示内容
を豊富にできる。According to the invention of claim 48, it is possible to display projected display contents including a moving image. Claim 4
According to the ninth aspect, various shapes of display bodies can be displayed, and display contents can be abundant.
【0361】請求項50の発明は、容易に作成可能な表
示体を、表示対象とすることができる。請求項51の発
明は、照明効果を向上させる表示体を、表示対象とする
ことができる。According to the fiftieth aspect, a display object that can be easily created can be a display object. According to the invention of claim 51, a display object for improving a lighting effect can be a display target.
【0362】請求項52の発明は、表示体を容易に交換
でき、液体の減りを抑える事ができる。請求項53の発
明は、組み立てあるいは製造の容易な表示装置を提供で
きる。また、表示体をあでやかに表示せしめることがで
きる。According to the invention of claim 52, the display body can be easily replaced, and the reduction of the liquid can be suppressed. The invention according to claim 53 can provide a display device which is easy to assemble or manufacture. Further, the display body can be displayed brightly.
【0363】請求項54の発明は、表示図形が、上下左
右に反転がなく、かつ、拡大されるので、人目につき易
い。請求項55の発明は、より広範囲の表示図形が人目
につき易い。According to the fifty-fourth aspect of the present invention, the displayed graphic is enlarged without any inversion up, down, left and right, and is easily noticeable. According to the fifty-fifth aspect, a display graphic in a wider range is easily noticeable.
【0364】請求項56の発明は、表示面での全反射に
より、光源から出射した同じ光が何度も表示図形を照明
するので、表示内容が一段と映ええ、表示体をより明る
く鮮明に表示せしめることができる。According to the fifty-sixth aspect of the present invention, the same light emitted from the light source illuminates the display figure many times due to total reflection on the display surface, so that the display content is further enhanced and the display body is displayed brighter and more clearly. I can do it.
【0365】請求項57の発明は、表示装置を安全に安
定させることができる。また、装置の設置状態を安定さ
せるための固定部が、外側面を遮ることが無いので、表
示特性に優れる表示装置が実現できる。According to the invention of claim 57, the display device can be safely stabilized. In addition, since the fixing portion for stabilizing the installation state of the device does not block the outer surface, a display device having excellent display characteristics can be realized.
【図1】中空円柱体を導光体とする第1の実施の形態に
おける斜視図である。FIG. 1 is a perspective view of a first embodiment in which a hollow cylindrical body is used as a light guide.
【図2】中空円柱体を導光体とする第1の実施の形態に
おける、中心軸を通る断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view passing through a central axis in the first embodiment in which a hollow cylindrical body is used as a light guide.
【図3】中空円柱体を導光体とする第1の実施の形態に
おける、導光体の中心軸に直交する面を切断面とする断
面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view taken along a plane orthogonal to the central axis of the light guide in the first embodiment in which a hollow cylindrical body is used as a light guide.
【図4】第1の実施の形態の導光体の中での光の経路を
概念的に説明するための図である。FIG. 4 is a diagram for conceptually explaining a light path in the light guide according to the first embodiment.
【図5】表示体の表示面で反射された光の経路を示す図
である。FIG. 5 is a diagram illustrating a path of light reflected on a display surface of a display body.
【図6】導光体の外側面と表示体の表示面が円柱面で、
場合での像の見え方を説明するための図である。FIG. 6 is a view showing the outer surface of the light guide and the display surface of the display body as cylindrical surfaces;
FIG. 7 is a diagram for explaining how an image is viewed in a case.
【図7】外側面を平面とする第2の実施の形態における
斜視図である。FIG. 7 is a perspective view of a second embodiment having an outer surface as a plane.
【図8】外側面を平面とする第2の実施の形態における
断面図である。FIG. 8 is a sectional view of a second embodiment in which the outer side surface is a plane.
【図9】中空透明容器に透明液体を注入した中空円柱体
を導光体とした第3の実施の形態でにおける、中心軸を
含む面を切断面とする断面図である。FIG. 9 is a cross-sectional view taken along a plane including a central axis in a third embodiment in which a hollow cylindrical body in which a transparent liquid is injected into a hollow transparent container is a light guide.
【図10】中空透明容器に透明液体を注入した中空円柱
体を導光体とした第3のの実施の形態でにおける、中心
軸に直交する面を切断面とする断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view taken along a plane orthogonal to a central axis in a third embodiment in which a hollow cylindrical body in which a transparent liquid is injected into a hollow transparent container is a light guide.
【図11】外側面が平面の導光体の一部を液体とした第
4の実施の形態の断面図である。FIG. 11 is a sectional view of a fourth embodiment in which a part of a light guide having a flat outer surface is used as a liquid.
【図12】中空透明容器に液体を詰めた中空円柱体を導
光体とする第3の実施の形態の中心軸に垂直な面を切断
面とする断面図で、多層構造の導光体の結像を説明する
ための図である。FIG. 12 is a cross-sectional view taken along a plane perpendicular to the central axis of a third embodiment in which a hollow cylindrical body filled with a liquid in a hollow transparent container is a light guide. It is a figure for explaining image formation.
【図13】導光体の外側面と表示面が共に球面の第5の
実施の形態における透視斜視図である。FIG. 13 is a perspective view of a fifth embodiment in which both the outer surface of the light guide and the display surface are spherical.
【図14】導光体の外側面と表示面が共に球面の第5の
実施の形態における、中心を通る面を切断面とする断面
図である。FIG. 14 is a cross-sectional view of a fifth embodiment in which both the outer surface of the light guide and the display surface are spherical, and a plane passing through the center is a cut surface.
【図15】 表示体を導光体の液体中に浸した円柱導光
体の第6の実施の形態における、中心軸を含む面を切断
面とする断面図である。FIG. 15 is a sectional view taken along a plane including a central axis in a sixth embodiment of a cylindrical light guide in which a display body is immersed in a liquid of a light guide.
【図16】表示体を導光体の液体中に浸した円柱導光体
の第6の実施の形態における、中心軸の直交する面を切
断面とする断面図である。FIG. 16 is a sectional view of a cylindrical light guide in which a display body is immersed in a liquid of a light guide according to a sixth embodiment, in which a plane orthogonal to a central axis is a cut surface.
【図17】中空円柱導光体の中空部に表示体を挿入する
液溜を設けた第7の実施の形態における、中心軸を含む
面を切断面とする断面図である。FIG. 17 is a sectional view taken along a plane including a central axis in a seventh embodiment in which a liquid reservoir for inserting a display body is provided in a hollow portion of a hollow cylindrical light guide.
【図18】中空円柱導光体の中空部に表示体を挿入する
液溜を設けた第7の実施の形態における、中心軸の直交
する面を切断面とする断面図である。FIG. 18 is a sectional view taken along a plane perpendicular to a central axis in a seventh embodiment in which a liquid reservoir for inserting a display body is provided in a hollow portion of a hollow cylindrical light guide.
【図19】表示体を浸す為の液溜めを有する平板状導光
体を有する第8の実施の形態の断面図である。FIG. 19 is a cross-sectional view of an eighth embodiment having a flat light guide having a liquid reservoir for immersing a display body.
【図20】導光体の外側面に対して表示面を傾けた場合
の表示面の受光量を説明するための導光体の断面図であ
る。FIG. 20 is a cross-sectional view of the light guide for explaining the amount of light received on the display surface when the display surface is inclined with respect to the outer surface of the light guide.
【図21】表示面を外側面に対して傾けた第9の実施の
形態の断面図である。FIG. 21 is a sectional view of a ninth embodiment in which a display surface is inclined with respect to an outer surface.
【図22】表示面を外側面に対して傾けた第10の実施
の形態の断面図である。FIG. 22 is a sectional view of a tenth embodiment in which a display surface is inclined with respect to an outer surface.
【図23】表示面が所望の傾きになるように曲げられた
表示体をこの液体に浸す方法で構成された、外側面が平
面の第11の実施の形態における、切断面を見せた斜視
図である。FIG. 23 is a perspective view showing a cut surface in an eleventh embodiment having a flat outer surface formed by a method of immersing a display body having a display surface bent so as to have a desired inclination in this liquid and having a flat outer surface. It is.
【図24】表示面が所望の傾きになるように曲げられた
表示体をこの液体に浸す方法で構成された、外側面が平
面の第11の実施の形態における断面図である。FIG. 24 is a sectional view of an eleventh embodiment having a flat outer surface formed by immersing a display body whose display surface is bent so as to have a desired inclination in this liquid.
【図25】導光体の裏側に表示体を挿入する液溜をもつ
第12の実施の形態の断面図である。FIG. 25 is a sectional view of a twelfth embodiment having a liquid reservoir for inserting a display body on the back side of a light guide.
【図26】表示面を外側面に対して傾けた構造の円柱形
導光体からなる第13の実施の形態の断面図である。FIG. 26 is a sectional view of a thirteenth embodiment composed of a cylindrical light guide having a structure in which a display surface is inclined with respect to an outer surface.
【図27】表示面を外側面に対して傾けた構造の液体を
含む円柱形導光体からなる第14の実施の形態の断面図
である。FIG. 27 is a cross-sectional view of a fourteenth embodiment including a cylindrical light guide including a liquid having a structure in which a display surface is inclined with respect to an outer surface.
【図28】導光体の外側面と表示面の間に気体の層を配
置した第15の実施の形態の断面図である。FIG. 28 is a cross-sectional view of a fifteenth embodiment in which a gas layer is disposed between the outer surface of the light guide and the display surface.
【図29】中空円柱導光体の中空部に表示装置を支える
支柱と複数の光源を配置した第16の実施の形態の中心
軸に直交する面を切断面とする断面図である。FIG. 29 is a sectional view taken along a plane orthogonal to a central axis of a sixteenth embodiment in which a column supporting a display device and a plurality of light sources are arranged in a hollow portion of a hollow cylindrical light guide.
【図30】単一の光源で表からの照明手法と裏からの照
明手法を兼ねる円柱導光体からなる第17の実施の形態
の中心軸を含む面を切断面賭した断面図である。FIG. 30 is a cross-sectional view in which a plane including a central axis of a seventeenth embodiment formed of a cylindrical light guide that combines a front-side lighting method and a back-side lighting method with a single light source is cut.
【図31】裏からの照明手法に従来から周知の導光体形
式の照明を適用した第18の実施の形態の断面図であ
る。FIG. 31 is a cross-sectional view of an eighteenth embodiment in which a conventionally known light guide type illumination is applied to the illumination method from behind.
【図32】裏からの照明手法に従来から周知の導光体形
式の照明を適用し、表裏両方向から観察される表示装置
の第19の実施の形態の断面図である。FIG. 32 is a cross-sectional view of a nineteenth embodiment of a display device in which a conventionally known light guide type illumination is applied to the backside illumination method and the display device is observed from both front and back directions.
【図33】円錐面を外側面とした第20の実施の形態に
おける斜視透視図である。FIG. 33 is a perspective perspective view in a twentieth embodiment having a conical surface as an outer surface.
【図34】円錐面を外側面とした第20の実施の形態に
おける、円錐状の導光体の中心軸を含む面を断面とする
断面図である。FIG. 34 is a sectional view taken along a plane including a central axis of a conical light guide in a twentieth embodiment in which a conical surface is an outer surface.
【図35】表示面の半径が中心軸に沿って連続的に変わ
る第21の実施の形態の透視斜視図である。FIG. 35 is a perspective view of a twenty-first embodiment in which the radius of the display surface changes continuously along the central axis.
【図36】導光体の外側面の半径が中心軸に沿って連続
的に変わる第22の実施の形態の透視斜視図である。FIG. 36 is a transparent perspective view of a twenty-second embodiment in which the radius of the outer surface of the light guide changes continuously along the central axis.
【図37】外側面に対する表示面の位置を時間と共に変
える第23の実施の形態の断面図である。FIG. 37 is a sectional view of a twenty-third embodiment in which the position of the display surface with respect to the outer surface is changed with time.
【図38】外側面に対する表示面の位置を時間と共に変
える第23の実施の形態の断面図である。FIG. 38 is a sectional view of a twenty-third embodiment in which the position of the display surface with respect to the outer surface is changed with time.
【図39】外側面に対する表示面の位置を時間と共に変
える第23の実施の形態の断面図である。FIG. 39 is a sectional view of a twenty-third embodiment in which the position of the display surface with respect to the outer surface is changed with time.
【図40】導光体が円柱体の一部からなる第24の実施
の形態の断面図である。FIG. 40 is a cross-sectional view of a twenty-fourth embodiment in which the light guide includes a part of a cylindrical body.
【図41】表示体として、LCDを用いた第24の実施
の形態の断面図である。FIG. 41 is a sectional view of a twenty-fourth embodiment using an LCD as a display.
【図42】表示体として、LCDを用いた第24の実施
の形態の断面図である。FIG. 42 is a sectional view of a twenty-fourth embodiment using an LCD as a display.
【図43】第3の実施の形態の表示装置における導光体
を、対物部と表示部とに分けて考えた場合の第25の実
施の形態の断面図である。FIG. 43 is a cross-sectional view of the twenty-fifth embodiment in which the light guide in the display device of the third embodiment is divided into an objective part and a display part.
【図44】第6の実施の形態の表示装置における導光体
を、対物部と表示部とに分けて考えた場合の第26の実
施の形態の断面図である。FIG. 44 is a cross-sectional view of the twenty-sixth embodiment when the light guide in the display device of the sixth embodiment is divided into an objective part and a display part.
【図45】導光板形式の面光源を背後照明用の光源とし
た周知の従来技術を適用した表示装置の斜視図である。FIG. 45 is a perspective view of a display device to which a well-known conventional technique is applied, in which a surface light source of a light guide plate type is used as a light source for back lighting.
【図46】導光板形式の面光源を背後照明用の光源とし
た周知の従来技術を適用した表示装置の断面図である。FIG. 46 is a cross-sectional view of a display device to which a well-known conventional technique is applied, in which a surface light source of a light guide plate type is used as a light source for back lighting.
11 導光体 11a 導光体の外側面 11b 導光体の裏側面 11c 導光体の側部端面 11d 導光体の側部端面 12 第1の光源 13 第2の光源 14 表示体 14a 表示体の表示面 15 反射体 Reference Signs List 11 light guide 11a outer surface of light guide 11b back surface of light guide 11c side end surface of light guide 11d side end surface of light guide 12 first light source 13 second light source 14 display 14a display Display surface of 15 reflector
【手続補正書】[Procedure amendment]
【提出日】平成9年11月21日[Submission date] November 21, 1997
【手続補正1】[Procedure amendment 1]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】0196[Correction target item name]
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【0196】導光体の一部を液体にする理由の一つは、
表示面と導光体を容易に密着できる事にある。中でも液
体を水とする場合は、最も安価で安全性も高く、取り扱
い性などにも優れる。水の場合、長期に使用すると、
藻、あるいはプランクトンなどの小動物の繁殖を防止す
る必要があり、次亜塩素酸ナトリウムなどの殺菌剤の水
溶液を用いるか、あるいは蒸留水を用いて密封するなど
の方策が有用になる。また、導光体の水を着色するため
に染料を溶かした水溶液などを使っても良い。One of the reasons for making a part of the light guide a liquid is as follows.
The light guide can be easily brought into close contact with the display surface. In particular, when water is used as the liquid, it is the cheapest, has high safety, and is excellent in handleability. In the case of water, if you use it for a long time,
It is necessary to prevent the growth of small animals such as algae or plankton, and measures such as using an aqueous solution of a bactericide such as sodium hypochlorite or sealing with distilled water become useful. Further, an aqueous solution in which a dye is dissolved may be used to color the water of the light guide.
Claims (57)
と、 該外側面に対向した表示面を備える表示体と、 を備える表示装置であって、 該導光体の該外側面の任意の点からの入射光が該入射光
の焦点より該任意の点寄りで、かつ、該外側面から離れ
た位置で、該表示体の該表示面と交わること、 該導光体は、気体の層を介することなく該表示面と密着
すること、 を特徴とする表示装置。1. A display device comprising: a light-transmitting light guide whose outer side surface is a convex curved surface; and a display body having a display surface facing the outer side surface. Incident light from an arbitrary point on the side surface is located closer to the arbitrary point than the focal point of the incident light, and intersects with the display surface of the display body at a position away from the outer surface; A display device, which is in close contact with the display surface without interposing a gas layer.
よび/または前記表示体の該表示面の反対側の面に向け
て投光する第2の照明部を備える照明手段、 を更に備えることを特徴とする表示装置。2. The display device according to claim 1, wherein the first illuminating unit that projects light toward a side end surface of the light guide and / or a surface of the display opposite to the display surface. A lighting unit having a second lighting unit for projecting light toward the display device.
て、 前記導光体は、前記外側面が平面上の滑らかな曲線であ
る導線を通って該平面に直交する直線を母線とする柱面
か、または、該導線を通って該平面外の一点を通る直線
を母線とする錐面であること、 前記表示体は、前記表示面が平面上の滑らかな曲線であ
る導線を通って該平面に直交する直線を母線とする柱面
か、または、該導線を通って該平面外の一点を通る直線
を母線とする錐面であること、 を特徴とする表示装置。3. The display device according to claim 1, wherein the light guide has, as a generating line, a straight line that passes through a conductor whose outer surface is a smooth curved line on a plane and is orthogonal to the plane. A columnar surface or a conical surface having a straight line passing through a point outside the plane through the conducting wire as a generating line, wherein the display body passes through a conducting wire whose display surface is a smooth curve on a plane. A display device comprising: a column surface having a straight line orthogonal to the plane as a generating line; or a conical surface having a generating line as a straight line passing through the conductor and passing through a point outside the plane.
て、 前記導光体は、円柱体状,中空円柱体状,中心軸対称の
円錐体状,中心軸対称の中空円錐体状,平面上での導線
の一部を中心角が2πより小さい円弧とし該導線を通っ
て該平面に直交する直線を母線とする外側に凸状の柱面
を備える柱面体状,前記柱面の形状である中空柱面体
状,該円弧の中心を通って該平面に垂直な中心軸上の該
平面と交わる点以外の点と該導線を通る直線を母線とす
る外側に凸状の錐面とする錐面体状,前記錐面の形状で
ある中空錐面体状,以上の形状群のいずれかであるこ
と、 を特徴とする表示装置。4. The display device according to claim 1, wherein the light guide has a cylindrical shape, a hollow cylindrical shape, a centrally symmetric cone, a centrally symmetric hollow cone, and the like. A columnar body having a part of a conducting wire on a plane, an arc having a central angle smaller than 2π, and having a straight line passing through the conducting line and orthogonal to the plane as a generating line. A hollow columnar surface, and a convex pyramid surface with a line passing through the conductor and a point other than a point on the central axis perpendicular to the plane passing through the center of the arc and the line passing through the conductor. A display device comprising: a conical surface, a hollow conical surface that is the shape of the conical surface, or any of the above group of shapes.
が円柱面である中空円柱体状,外側面が中心軸対称の円
錐面である円錐体状,外側面が中心軸対称の円錐面であ
る中空円錐体状,外側面が平面上での導線の一部を中心
角が2πより小さくかつπ/20より大きい円弧とし該
円弧を通って該平面に直交する直線を母線とする外側に
凸状の柱面である柱面体状,該柱面の形状である中空柱
面体状,該円弧の中心を通って該平面に垂直な中心軸上
の該平面と交わる点以外の点と該円弧を通る直線を母線
とする外側に凸状の錐面である錐面体状,該錐面の形状
である中空錐面体状,以上の形状群のいずれかであり、
かつ、単一または複数の材質からなる中心軸対称の単層
または多層構造である導光体と、 表示面が中心軸対称の回転面とするかまたは該表示面が
中心軸対称の回転面の中心角で2πより小さくπ/20
より大きい部分としかつ該表示面を気体の層を介するこ
となく該導光体に密着し、かつ、該外側面の中心軸と該
表示面の中心軸とが一致し、かつ、該導光体の中心軸に
直交する任意の断面における該導光体の外側面の半径R
cと、該外側面に接する空気の屈折率naと、該表示面
の半径Rと、該表示面に接する材質の屈折率nsiと、
最も強く規制する全反射面S0の半径Rsと、該全反射
面S0の外側に接する材質の屈折率nsとの関係が、該
表示面から該外側面に至る光の径路を全反射によって規
制する該全反射面S0が多層構造となる該導光体の内部
に存在する場合は、下記の不等式AおよびBが同時に成
立するか、または、CとDが同時に成立する条件の位置
に設置し、該表示面から該外側面に至る光の径路を全反
射によって規制する全反射面が該導光体の内部に存在し
ない場合は、Eが成立する条件の位置に設置する表示体
と、 を備えることを特徴とする表示装置。 ns/na≦Rc/Rs≦1.25・ns/na ……(不等式A) Rs/R≦nsi/ns ……(不等式B) 0.5・nsi/na≦Rc/R<nsi/na ……(不等式C) Rc/Rs<ns/na ……(不等式D) 0.5・nsi/na≦Rc/R≦1.25・nsi/na……(不等式E)5. A cylindrical body having an outer surface having a cylindrical surface, a hollow cylindrical body having an outer surface having a cylindrical surface, a conical body having an outer surface having a central axis symmetrical conical surface, and an outer surface having a central axis symmetrical shape. A hollow conical body with a conical surface, and a part of the conductor whose outer surface is on a plane is a circular arc having a central angle smaller than 2π and larger than π / 20, and a straight line passing through the circular arc and orthogonal to the plane is defined as a generating line. A columnar surface that is an outwardly convex columnar surface, a hollow columnar shape that is the shape of the columnar surface, a point other than a point passing through the center of the arc and intersecting with the plane on a central axis perpendicular to the plane. A pyramidal shape that is an outwardly protruding conical surface having a straight line passing through the arc as a generating line, a hollow conical surface shape that is a shape of the conical surface, or any of the above group of shapes;
And a light guide having a central axis symmetric single-layer or multi-layer structure made of one or more materials, and a display surface having a central axis symmetric rotation surface or a display surface having a central axis symmetric rotation surface. Π / 20 smaller than 2π at central angle
A larger portion, and the display surface is in close contact with the light guide without a gas layer interposed therebetween, and the central axis of the outer surface coincides with the central axis of the display surface; Radius R of the outer surface of the light guide at any cross section orthogonal to the central axis of
c, the refractive index na of the air in contact with the outer surface, the radius R of the display surface, the refractive index nsi of the material in contact with the display surface,
The relationship between the radius Rs of the total reflection surface S0, which is most strongly restricted, and the refractive index ns of a material in contact with the outside of the total reflection surface S0 restricts the path of light from the display surface to the outer surface by total reflection. When the total reflection surface S0 exists inside the light guide having a multilayer structure, the inequality A and the following inequality A are satisfied at the same time; And a display member installed at a position where E is satisfied when a total reflection surface that regulates a light path from the display surface to the outer surface by total reflection is not present inside the light guide. A display device characterized by the above-mentioned. ns / na ≦ Rc / Rs ≦ 1.25 · ns / na (inequality A) Rs / R ≦ nsi / ns (inequality B) 0.5 · nsi / na ≦ Rc / R <nsi / na ... (inequality C) Rc / Rs <ns / na ... (inequality D) 0.5 nsi / na ≤ Rc / R ≤ 1.25 nsi / na ... (inequality E)
よび/または前記表示体の裏側の面に向けて投光する第
2の照明部を備える照明手段、 を更に備えることを特徴とする表示装置。6. The display device according to claim 5, wherein the light is emitted toward a first illumination unit that emits light toward a side end surface of the light guide and / or a rear surface of the display body. A display unit, further comprising: a lighting unit including a second lighting unit.
かつ、単一または複数の材質からなる中心点対称の単層
または多層構造の導光体と、 表示面が少なくとも球面の一部であり、かつ、該表示面
を気体の層を介することなく該導光体に密着する半透明
または透明の表示体と、 点状または球状の照明部を備える照明手段と、 を備える表示装置であって、 該表示体は、該外側面の中心と該表示面の中心とを一致
させ、かつ、該導光体の中心を通る任意の断面における
該導光体の外側面の半径Rcと、該外側面に接する空気
の屈折率naと、該表示面の半径Rと、該表示面に接す
る材質の屈折率nsiと、最も強く規制する全反射面S
0の半径Rsと、全反射面S0の外側に接する材質の屈
折率nsとの関係が、該表示面から該外側面に至る光の
径路を全反射によって規制する該全反射面S0が該導光
体の内部に存在する多層構造の場合は、下記の不等式A
およびBが同時に成立するか、または、CとDが同時に
成立する条件の位置に設置し、該表示面から該外側面に
至る光の径路を全反射によって規制する全反射面が該導
光体の内部に存在しない場合は、Eが成立する条件の位
置に設置すること、 を特徴とする表示装置。 ns/na≦Rc/Rs≦1.25・ns/na ……不等式A Rs/R≦nsi/ns ……不等式B 0.5・nsi/na≦Rc/R<nsi/na ……不等式C Rc/Rs<ns/na ……不等式D 0.5・nsi/na≦Rc/R≦1.25・nsi/na ……不等式E7. The outer surface is at least a part of a spherical surface,
And a light guide having a single-layer or multilayer structure having a central point symmetry made of a single material or a plurality of materials, wherein the display surface is at least a part of a spherical surface, and the display surface is formed without passing through a gas layer. A display device comprising: a translucent or transparent display body that is in close contact with the light guide; and illumination means including a point-like or spherical illumination unit. The display body includes a center of the outer surface and the display surface. And the radius Rc of the outer surface of the light guide at an arbitrary cross section passing through the center of the light guide, the refractive index na of air in contact with the outer surface, and the radius of the display surface. R, the refractive index nsi of the material in contact with the display surface, and the total reflection surface S that regulates the most strongly.
The relationship between the radius Rs of 0 and the refractive index ns of the material in contact with the outside of the total reflection surface S0 is determined by the total reflection surface S0 that regulates the path of light from the display surface to the outside surface by total reflection. In the case of a multilayer structure present inside the light body, the following inequality A
And B are set at the same time or C and D are set at the same time, and the total reflection surface that regulates the path of light from the display surface to the outer surface by total reflection is the light guide. The display device, wherein the display device is installed at a position where the condition that E is satisfied is not present inside the device. ns / na ≦ Rc / Rs ≦ 1.25 · ns / na... Inequality A Rs / R ≦ nsi / ns... Inequality B 0.5.nsi / na ≦ Rc / R <nsi / na... Inequality C Rc / Rs <ns / na inequality D 0.5 · nsi / na ≦ Rc / R ≦ 1.25 · nsi / na inequality E
である導光体と、 該外側面に対向した表示面を有する表示体と、 該導光体の側部端面に向けて投光する第1の照明部およ
び/または該表示体の裏側の面に向けて投光する第2の
照明部を備える照明手段と、 を備える表示装置であって、 該表示体は、該表示面を該外側面から所定の距離を有
し、かつ、気体の層を介することなく該導光体に密着し
た状態で配置すること、 を特徴とする表示装置。8. A light guide having an outer surface that is flat or smooth curved surface, a display having a display surface facing the outer surface, and projecting light toward a side end surface of the light guide. A lighting unit including a first lighting unit and / or a second lighting unit for projecting light toward a back surface of the display body, wherein the display body includes the display surface. A display device having a predetermined distance from an outer side surface and being arranged in close contact with the light guide without interposing a gas layer.
トを備える表示体と、 該表示体の一方の面に気体の層を介することなく密着す
る第1の導光体と、 該表示体の他方の面に気体の層を介することなく密着す
る第2の導光体と、 該第1の導光体または該第2の導光体の少なくとも一方
の側部端面の少なくとも一方に向けて投光する照明手段
と、 を備えることを特徴とする表示装置。9. A display comprising a translucent light-diffusing sheet or a transparent sheet, a first light guide adhered to one surface of the display without a gas layer therebetween, and A second light guide that adheres to the other surface without a gas layer interposed therebetween, and projects toward at least one of the side end surfaces of at least one of the first light guide and the second light guide. A display device, comprising: lighting means for emitting light.
ートを備える第1の表示体と、 半透明の光拡散シートまたは透明のシートを備える第2
の表示体と、 該第1の表示体の一方の面と該第2の表示体の一方の面
に共に気体の層を介することなく密着して挟まれる第1
の導光体と、 該第1の表示体の他方の面に気体の層を介することなく
密着し、かつ、該第1の表示体の他方の面に対向する外
側面を有する第2の導光体と、 該第2の表示体の他方の面に気体の層を介することなく
密着し、かつ、該第2の表示体の他方の面に対向する外
側面を有する第3の導光体と、 第1の導光体の少なくとも一方の側部端面に向けて投光
する照明手段と、 を備えることを特徴とする表示装置。10. A first display comprising a translucent light diffusion sheet or a transparent sheet, and a second display comprising a translucent light diffusion sheet or a transparent sheet.
And a first member that is closely attached to one surface of the first display member and one surface of the second display member without a gas layer therebetween.
And a second light guide having an outer surface facing the other surface of the first display body, the second light guide being in close contact with the other surface of the first display body without a gas layer therebetween. A third light guide, which is in close contact with the light body and the other surface of the second display body without a gas layer therebetween, and has an outer surface facing the other surface of the second display body; And a lighting means for projecting light toward at least one side end surface of the first light guide.
表示装置であって、 前記表示体または前記第1の表示体または前記第2の表
示体は、表面上に局所的に外に凸状の突起および/また
は凹状の窪みを有すること、 を特徴とする表示装置。11. The display device according to claim 5, wherein the display body, the first display body, or the second display body is locally outside on a surface. Having a convex protrusion and / or a concave depression.
たは傾きを持つ直線群または曲線群を有する外側面を備
える導光体と、 該導光体に気体の層を介することなく密着する表示面を
備える表示体と、 該導光体の側部端面に投光する照明手段と、 を備える表示装置であって、 該表示面の該外側面に対する傾きの度合いを該導光体の
側部端面からの距離により変えること、 を特徴とする表示装置。12. A light guide provided with an outer surface having a straight line group or a straight line group or a curved line group having a straight line group or a slope group parallel to a direction in which light is guided, and closely adhered to the light guide body without passing through a gas layer. A display device comprising: a display body having a display surface; and illuminating means for projecting light to a side end surface of the light guide, wherein a degree of inclination of the display surface with respect to the outer surface is determined by a side of the light guide. A display device that changes according to a distance from an end face of the display device.
導光体と、 該導光体に気体の層を介することなく密着する表示面を
備える表示体と、 該導光体の側部端面に向けて投光する照明手段と、 該外側面と該表示面との間で両面から離れておりかつ気
体層を有する仕切り手段と、 を備える表示装置であって、 該仕切り手段は、該側部端面における該外側面と該表示
面との間の距離の10分の1より薄く、1マイクロメー
トルより厚い厚みであり、かつ、該仕切り手段を該側部
端面側から一定距離にある該表示面上に直接投光される
光の一部を遮断すること、 を特徴とする表示装置。13. A light guide having a flat or curved outer surface, a display having a display surface in close contact with the light guide without a gas layer therebetween, and a side end face of the light guide. A lighting device that projects light toward the display device; and a partition device that is separated from both surfaces between the outer surface and the display surface and has a gas layer. The display having a thickness smaller than one-tenth of a distance between the outer side surface and the display surface at a portion end face, a thickness larger than 1 micrometer, and the partitioning means at a fixed distance from the side end face side; A part of light directly projected on a surface is blocked.
表示装置であって、 前記導光体または前記第1の導光体または前記第2の導
光体または前記第3の導光体は、中空透明容器に透明液
体を注入した複合体であること、 を特徴とする表示装置。14. The display device according to claim 1, wherein the light guide, the first light guide, the second light guide, or the third light guide is provided. The display device, wherein the body is a composite in which a transparent liquid is injected into a hollow transparent container.
む水溶液であること、 を特徴とする表示装置。15. The display device according to claim 14, wherein the transparent liquid is distilled water or an aqueous solution containing a bactericide or a coloring agent.
示体は、透明液体中に浸すこと、 を特徴とする表示装置。17. The display device according to claim 14, wherein the display, the first display, or the second display is immersed in a transparent liquid.
示体は、透明樹脂または透明プラスティック・シートに
より気体の層を介することなく密着して覆われること、 を特徴とする表示装置。18. The display device according to claim 17, wherein the display body, the first display body, or the second display body is formed of a transparent resin or a transparent plastic sheet without a gas layer. A display device characterized by being closely covered.
示体は、前記導光体または前記第1の導光体または前記
第2の導光体または前記第3の導光体に対して時間と共
に相対的に移動すること、 を特徴とする表示装置。19. The display device according to claim 17, wherein the display, the first display, or the second display is the light guide, the first light guide, or the first light guide. 2. The display device, wherein the display device moves relative to the second light guide or the third light guide with time.
示体は、シート状であり、 前記導光体は、該表示体または該第1の表示体または該
第2の表示体を浸すための専用液溜を備え、 該表示体または該第1の表示体または該第2の表示体
は、該専用液溜内に設置されること、 を特徴とする表示装置。20. The display device according to claim 18, wherein the display body, the first display body, or the second display body is in a sheet shape, and the light guide is the display body or the display body. A dedicated liquid reservoir for immersing the first display or the second display, wherein the display or the first display or the second display is installed in the dedicated reservoir; A display device characterized by the above-mentioned.
1の反射手段と、 該表示体の片面に対面した第2の反射面を備える第2の
反射手段と、 該第1の反射面および該第2の反射面に共に対面する位
置に置かれた照明部を備える照明手段と、 を備える表示装置であって、 該照明手段から該第1の反射面に向けて発せられた光が
該導光体の側部端面に向けて反射されるように該第1の
反射面を該導光体の側部端面と該照明部に対して斜めに
配置し、かつ、該照明手段から該第2の反射面に向けて
発せられた光が該表示体の片面に向けて反射されるよう
に、該第2の反射面を該表示体の片面と該照明手段に対
して斜めに配置すること、 を特徴とする表示装置。21. A light-transmitting light guide, a display on which a display image is formed, a first reflecting means including a first reflecting surface facing a side end face of the light guide, and the display. A second reflecting means provided with a second reflecting surface facing one side of; and an illuminating means provided with an illuminating unit located at a position facing both the first reflecting surface and the second reflecting surface. A display device provided with the first reflection surface so that light emitted from the illumination means toward the first reflection surface is reflected toward a side end surface of the light guide. It is arranged obliquely with respect to the side end surface of the light body and the illumination unit, and the light emitted from the illumination means toward the second reflection surface is reflected toward one surface of the display body. A display device, wherein the second reflection surface is arranged obliquely with respect to one surface of the display body and the illumination means.
での導線の一部を中心角が2πより小さい円弧でかつ該
円弧を通って該平面に直交する直線を母線とする外側に
凸状の柱面を外側面とする中空柱面体状,以上の形状群
のいずれかである導光体と、 表示手段と、 該導光体を固定する固定手段と、 を備える表示装置であって、 該固定手段は、該導光体の中空部分に設置すること、 を特徴とする表示装置。22. A part of a conducting wire on a plane having a hollow columnar shape, a hollow conical shape, and a plane having an arc whose central angle is smaller than 2π and a straight line passing through the arc and being perpendicular to the plane is defined as an outside line. A display device comprising: a light guide having a hollow columnar shape having a convex columnar surface as an outer surface; and a display unit; and a fixing unit for fixing the light guide. Wherein the fixing means is provided in a hollow portion of the light guide.
であって、 該物体の少なくとも一部が密着する対物面を有する対物
部と、 該対物部に対して該物体と反対側に設置されかつ該物体
を該対物部を通して表示する外側面を有する表示部と、 を備えることを特徴とする表示装置。23. A display device that allows an object to be visible through transmission, comprising: an objective section having an object surface on which at least a part of the object is in close contact; and an opposite side to the object section with respect to the object section; A display unit having an outer surface for displaying the object through the objective unit.
の照明部および/または該対物面に対し他方の位置から
投光する第2の照明部を有する照明手段、 を更に備えることを特徴とする表示装置。24. The display device according to claim 23, wherein light is projected from one position to an object plane of the object section.
A lighting unit having a lighting unit and / or a second lighting unit for projecting light from the other position to the object plane.
せしめる表示体、 を更に備えることを特徴とする表示装置。25. The display device according to claim 23, further comprising: a display member that forms an image such as a character or a figure with an object that is in close contact with the objective surface.
該対物部に対し該第1の照明部とは反対側から投光する
第2の照明部を有する照明手段と、 前記対物部に密着する物体で文字や図形等の画像を形成
せしめる表示体と、 を更に備えることを特徴とする表示装置。26. The display device according to claim 23, wherein the first illuminating unit that illuminates the objective unit and / or the illuminating unit emits light from the side opposite to the first illuminating unit. A display device, further comprising: a lighting unit having a second lighting unit for performing the operation; and a display body for forming an image such as a character or a figure with an object in close contact with the objective unit.
第2の照明部から投光され前記表示部および前記対物部
を透過する光が、前記外側面で反射され該対物部に投光
されること、 を特徴とする表示装置。27. The display device according to claim 26, wherein the light emitted from the first illumination unit and / or the light emitted from the second illumination unit is transmitted through the display unit and the objective unit. Light reflected from the outer surface and projected onto the objective section.
の表示装置であって、 前記表示部は、前記外側面上の任意の点における曲率円
が該外側面の同じ側に生成されること、 を特徴とする表示装置。28. The display device according to claim 23, wherein the display unit generates a curvature circle at an arbitrary point on the outer surface on the same side of the outer surface. A display device characterized by the above-mentioned.
円錐面の一部あるいは全部であること、 を特徴とする表示装置。29. The display device according to claim 28, wherein the outer surface of the display unit is at least part or all of a cylindrical surface or a conical surface.
型形状を成す曲面の一部あるいは全部であること、 を特徴とする表示装置。30. The display device according to claim 28, wherein the display unit has at least a part or all of a curved surface having an outer surface having a spherical surface or an oval shape.
面状であること、 を特徴とする表示装置。31. The display device according to claim 28, wherein the display portion has a flat outer surface or a smooth curved outer surface.
の表示装置であって、 前記対物部は、任意の形状であること、 を特徴とする表示装置。32. The display device according to claim 23, wherein the objective section has an arbitrary shape.
は円錐面状であるかあるいはその一部であること、 を特徴とする表示装置。33. The display device according to claim 32, wherein the objective portion has at least a cylindrical surface or a conical surface or a part thereof. .
型形状を成す曲面の一部あるいは全部であること、 を特徴とする表示装置。34. The display device according to claim 32, wherein in the objective section, the objective surface is at least a part or all of a curved surface having a spherical or oval shape.
面状であること、 を特徴とする表示装置。35. The display device according to claim 32, wherein, in the objective section, the display section has a flat shape or a smooth curved shape.
の表示装置であって、 前記表示部の前記外側面の任意の点からの入射光が該入
射光の焦点より該任意の点寄りで前記対物部の前記対物
面と交わること、 を特徴とする表示装置。36. The display device according to claim 23, wherein incident light from an arbitrary point on the outer surface of the display unit is closer to the arbitrary point than a focal point of the incident light. Intersects with the objective surface of the objective section.
の表示装置であって、 前記表示部と接続することにより前記対物部を保持する
保持部材、 を更に備え、 前記対物部は、透明液体により形成されること、 を特徴とする表示装置。37. The display device according to claim 23, further comprising: a holding member that holds the objective unit by being connected to the display unit, wherein the objective unit is transparent. A display device characterized by being formed of a liquid.
の表示装置であって、 前記対物部と前記表示部とによって囲まれた中空部を形
成すること、 を特徴とする表示装置。38. The display device according to claim 23, wherein a hollow portion surrounded by the objective portion and the display portion is formed.
か1項記載の表示装置であって、 前記第1の照明部と前記第2の照明部を同一とするこ
と、 を特徴とする表示装置。41. The display device according to claim 24, wherein the first illuminating unit and the second illuminating unit are the same. .
か1項記載の表示装置であって、 前記第1の照明部および/または前記第2の照明部から
出射された光を反射する反射手段、 を更に備えることを特徴とする表示装置。42. The display device according to claim 24, wherein the reflection unit reflects light emitted from the first illumination unit and / or the second illumination unit. A display device, further comprising:
う光散乱シート、 を更に備えることを特徴とする表示装置。43. The display device according to claim 42, further comprising: a light scattering sheet that covers the first lighting unit and / or the second lighting unit.
の表示装置であって、 前記表示体は、CRTディスプレイ装置または液晶ディ
スプレイ装置またはプラズマディスプレイ装置等のディ
スプレイ装置であること、 を特徴とする表示装置。44. The display device according to claim 25, wherein the display is a display device such as a CRT display device, a liquid crystal display device, or a plasma display device. Display device.
の表示装置であって、 前記表示体は、シート状であること、 を特徴とする表示装置。45. The display device according to claim 25, wherein the display body is in a sheet shape.
であって、 前記表示体は、可動であること、 を特徴とする表示装置。47. The display device according to claim 45, wherein the display is movable.
の表示装置であって、 前記表示体は、スクリーンであること、 を特徴とする表示装置。48. The display device according to claim 45, wherein the display is a screen.
の表示装置であって、 前記表示体は、空隙、窪み、突起等により文字や図形等
を形成されていること、 を特徴とする表示装置。49. The display device according to any one of claims 45 to 47, wherein the display body is formed with characters, figures, and the like by means of gaps, dents, projections, and the like. Display device.
れか1項記載の表示装置であって、 前記表示体は、文字や図形等が描画されていること、 を特徴とする表示装置。50. The display device according to any one of claims 45, 48, and 49, wherein the display body is configured to draw characters, graphics, and the like.
の表示装置であって、 前記表示体は、少なくとも一部が透明あるいは半透明で
あること、 を特徴とする表示装置。51. The display device according to claim 44, wherein at least a part of the display is transparent or translucent.
表示装置であって、 文字や図形等の画像を形成せしめる表示体を設置するた
めの専用液溜をさらに備えること、 を特徴とする表示装置。52. The display device according to any one of claims 23 to 51, further comprising a dedicated liquid reservoir for installing a display for forming an image such as a character or a figure. Display device.
示部と、 該表示部の内側に液体を蓄えられるように該表示部の端
部を閉じる保持部材と、 該表示部に表示させる表示体を該表示部の内側で支持す
る支持部と、 を備えることを特徴とする表示装置。53. A display unit at least partially formed of a transparent cylinder, a holding member for closing an end of the display unit so that liquid can be stored inside the display unit, and a display to be displayed on the display unit A display device, comprising: a support portion for supporting a body inside the display portion.
円状であり、かつ、該表示部の厚みが該外周の半径に比
べて極めて小さく、 前記支持部は、平面状の画像を形成した表示体を平面状
のままあるいは筒状に形成して該表示部の内側に蓄えら
れる水中に浸ることができるように支持し、かつ、該表
示部の該外周と該表示体との距離を該外周の半径から減
じた値に対する該外周の半径の比が前記蓄えられる液体
の屈折率以下となるような位置にくるようにすること、 を特徴とする表示装置。54. The display device according to claim 53, wherein at least a part of an outer periphery of the display unit is circular or elliptical, and a thickness of the display unit is smaller than a radius of the outer periphery. Extremely small, the support portion supports the display body on which a planar image is formed, so that the display body can be immersed in water stored inside the display portion while remaining flat or cylindrical, and The ratio of the radius of the outer periphery to the value obtained by subtracting the distance between the outer periphery of the display unit and the display body from the radius of the outer periphery is set at a position where the ratio of the radius of the outer periphery is equal to or less than the refractive index of the stored liquid. A display device characterized by the above-mentioned.
円状であり、かつ、該表示部の厚みが該外周の半径に比
べて極めて小さく、 前記支持部は、平面状の画像を形成した表示体を平面状
のままあるいは筒状に形成して該表示部の内側に蓄えら
れる水中に浸ることができるように支持し、かつ、該表
示部の該外周と該表示体との距離を該外周の半径から減
じた値に対する該外周の半径の比が前記蓄えられる液体
の屈折率以上となるような位置にくるようにすること、 を特徴とする表示装置。55. The display device according to claim 53, wherein at least a part of an outer periphery of the display unit is circular or elliptical, and a thickness of the display unit is smaller than a radius of the outer periphery. Extremely small, the support portion supports the display body on which a planar image is formed, so that the display body can be immersed in water stored inside the display portion while remaining flat or cylindrical, and The ratio of the radius of the outer periphery to the value obtained by subtracting the distance between the outer periphery of the display unit and the display body from the radius of the outer periphery is set to a position where the ratio of the radius of the outer periphery is equal to or larger than the refractive index of the stored liquid. A display device characterized by the above-mentioned.
って、 前記表示部の端面から内側に投光する第1の照明手段、
および/または、前記支持部で支持される前記表示体に
投光するように該表示体を挟んで前記表示部と反対側に
設けられた第2の照明手段、 を更に備えることを特徴とする表示装置。56. The display device according to claim 53, wherein the first illumination unit projects light inward from an end surface of the display unit,
And / or a second illuminating means provided on the opposite side of the display unit so as to project light onto the display unit supported by the support unit. Display device.
の表示装置であって、前記表示部を固定する固定手段、 を更に備える表示装置であって、 該固定手段は、前記表示部および前記対物部に対して前
記表示体を挟む位置に設置すること、 を特徴とする表示装置。57. The display device according to claim 23, further comprising: fixing means for fixing the display unit, wherein the fixing means comprises the display unit and the fixing unit. A display device, wherein the display device is provided at a position sandwiching the display body with respect to the objective section.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9330986A JPH11149269A (en) | 1997-11-14 | 1997-11-14 | Display device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9330986A JPH11149269A (en) | 1997-11-14 | 1997-11-14 | Display device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11149269A true JPH11149269A (en) | 1999-06-02 |
Family
ID=18238566
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9330986A Pending JPH11149269A (en) | 1997-11-14 | 1997-11-14 | Display device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11149269A (en) |
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|---|---|---|---|
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