画像表示装置およびその製造方法
【課題】鮮明な画像表示が可能であり、かつ透明性を確保でき、しかも低コスト化が可能となる画像表示装置の提供。
【解決手段】3枚の板状の導光体1〜3の端面1a〜3a側に、それぞれ互いに異なる色の光を発する光源4a〜4cが設けられた画像表示装置。導光体1〜3に、反射面を有する1または複数の反射部5がそれぞれ形成され、反射部5は、端面1a〜3aから入射した光源4a〜4cからの光を反射させて導光体1〜3の表面1b〜3b側から出射させるように構成されている。各導光体1〜3につき1つずつの反射部5は画素7を構成している。画素7を構成する1つの反射部5の反射面は、平面視したときに、同じ画素7を構成する他の反射部5の反射面に実質的に接する。
【解決手段】3枚の板状の導光体1〜3の端面1a〜3a側に、それぞれ互いに異なる色の光を発する光源4a〜4cが設けられた画像表示装置。導光体1〜3に、反射面を有する1または複数の反射部5がそれぞれ形成され、反射部5は、端面1a〜3aから入射した光源4a〜4cからの光を反射させて導光体1〜3の表面1b〜3b側から出射させるように構成されている。各導光体1〜3につき1つずつの反射部5は画素7を構成している。画素7を構成する1つの反射部5の反射面は、平面視したときに、同じ画素7を構成する他の反射部5の反射面に実質的に接する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、店舗の看板などに用いられる画像表示装置およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
画像表示装置としては、発光ダイオード(LED)により画像を表示するものや、液晶表示装置が広く用いられている。
LEDを用いた画像表示装置では、輝度が高いLEDが用いられるため鮮明な画像が得られる。液晶表示装置も鮮明で多彩な画像表示が可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2007−41610号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、LEDを用いた画像表示装置では、LEDが個々の画素を構成するため多数のLEDが必要となることから低コスト化は難しい。また、LEDを取り付ける基板や配線が必要となるため、透明性(背景視認性)が不十分となりやすかった。
液晶表示装置は、高価な液晶パネルが必要となり、消費電力も大きいことから、高コストとなりやすい。また、バックライトが必要となるため透明性(背景視認性)の確保は困難である。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、鮮明な画像表示が可能であり、かつ透明性(背景視認性)を確保でき、しかも低コスト化が可能となる画像表示装置およびその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明の画像表示装置は、1または複数の板状の導光体と、前記導光体に端面から互いに異なる色の光を入射させる3以上の光源とを有し、前記導光体に、3以上の反射部からなる画素が1または複数形成され、前記反射部が、前記端面から入射した前記光源からの光を反射させて前記導光体の一方面側から出射させる反射面を有し、前記画素のうち少なくとも1つは、前記各反射部が前記光源からの互いに異なる色の光を前記一方面側に反射させるように構成され、これら反射部の反射面は、平面視したときに、同じ画素を構成する他の反射部の反射面に実質的に接するように形成されている画像表示装置である。
本発明の画像表示装置は、前記導光体が、少なくとも3枚設けられ、少なくとも1つの画素を構成する前記反射部が、互いに異なる前記導光体にそれぞれ形成され、前記光源が、前記各導光体にそれぞれ異なる色の光を入射させるように構成されていることが好ましい。
前記光源は、それぞれ赤、緑、および青の光を発するものであることが好ましい。
前記反射部は、前記導光体に形成された凹部からなることが好ましい。
本発明の画像表示装置は、少なくとも1つの画素を構成する前記反射部が、1枚の前記導光体に形成され、前記光源が、前記導光体に対し異なる方向から光を入射させる構成とすることもできる。
【0006】
本発明の画像表示装置の製造方法は、前記画像表示装置を製造する方法であって、先端が尖った加工治具を前記導光体に進入させて前記反射部を形成するに先だって、前記反射部が構成する画素に必要とされる反射面の面積と、それを得るために必要な加工治具の進入深さを算出しておき、これらに応じて定めた位置に前記加工治具を進入させて前記反射部を形成する製造方法である。
【発明の効果】
【0007】
本発明の画像表示装置では、画素を構成する反射部の反射面が、平面視したときに他の反射部の反射面に実質的に接するように形成されているので、1つの画素において各反射面からの反射光が一体的に観察され、しかもこれらの反射光の重なりが生じない。このため、鮮明で、明るく、正確な色を表示するフルカラーの画像が得られる。
また、LEDを用いた画像表示装置や液晶表示装置に比べ、導光体の厚さ方向の光の透過を遮るものが少なく、透明性(背景視認性)を確保できる。
さらには、構造が単純であり、高価な部品を多く用いる必要がなく、製造も容易であるため、製造コストを抑えることができる。また、画素がLEDで構成される装置に比べて光源の数を少なくできるため、ランニングコストの点でも優れている。
このように、本発明の画像表示装置は、透明性(背景視認性)を確保しつつ、鮮明で明るいフルカラー画像が得られるため、販売促進等を目的として店舗の看板やディスプレイなどに好適に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】本発明の画像表示装置の第1の形態例を模式的に示す構成図である。
【図2】前図に示す画像表示装置を拡大した断面図である。
【図3】画素を構成する反射部の一例を示す平面図である。
【図4】画素を構成する反射部の他の例を示す平面図である。
【図5】画素の配置の一例を示す平面図である。
【図6】画像表示装置の製造工程を示す工程図である。
【図7】前図に続く工程図である。
【図8】前図に続く工程図である。
【図9】本発明の画像表示装置の第2の形態例を模式的に示す構成図であり、(a)は平面図、(b)、(c)はそれぞれ側断面図および正断面図である。
【図10】前図に示す画像表示装置において反射部を下面側から見た示す斜視図である。
【図11】本発明の画像表示装置の具体例を示す写真である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
図1は、本発明の画像表示装置の第1の形態例を模式的に示す構成図である。
この画像表示装置は、互いに積層された3枚の板状の導光体1、2、3と、各導光体1〜3の端面1a〜3aに設けられた光源4a〜4cとを備えている。
光源4a〜4cとしては、LED、LD(レーザーダイオード)などを用いることができる。光源4a〜4cは、各各導光体1〜3の端面1a〜3aに沿って延在して形成するのが好ましい。光源4a〜4cは、平面視矩形の各導光体1〜3の一辺の端面1a〜3aに沿って配列された複数のLEDで構成してもよい。
【0010】
光源4a〜4cは、導光体1〜3ごとに互いに異なる色を発するものが用いられる。特に、これら光源4a〜4cの発光色が光の3原色(赤、緑、青)を構成するものが好適である。
すなわち、第1光源4aは光の3原色のうち1つの光を発するものであり、第2光源4bはそれ以外の2色のうち1つの光を発するものであり、第3光源4cは残りの1色の光を発するものであってよい。例えば、第1光源4aは赤色光を発し、第2光源4bは緑色光を発し、第3光源4cは青色光を発する構成が可能である。
図示例では、光源の配置は下層側から上層側にかけて赤色光源4a(R)、緑色光源4b(G)、青色光源4c(B)の順とされているが、光源の配置はこれに限らず、下層側から上層側にかけて赤−青−緑、緑−赤−青、緑−青−赤、青−赤−緑、青−緑−赤としてもよい。
【0011】
導光体1〜3は、透明な材料、例えばアクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、シリコーン樹脂、シクロポリオレフィン樹脂等などの合成樹脂や、ガラスが用いられ、特に、透明性および加工の容易さの点からアクリル板が好ましい。
導光体1〜3の平面視形状は、特に限定はなく、矩形、円形等であってよい。
導光体1〜3の厚さは、例えば0.1〜20mmとすることができる。導光体1〜3は、十分な背景視認性が得られる程度の透明性を有する。本発明において透明とは、反射部5からの反射光が外部から視認できる程度の光透過性を有することをいう。
【0012】
導光体1〜3の裏面1c〜3c(他方の面)には、1または複数の反射部5が形成されている。
図2に示すように、反射部5は、裏面1c〜3cに形成された凹部(切欠き)であり、光源4a〜4cから出射して端面1a〜3aから入射した光を表面1b〜3b(一方の面)側に反射する反射面6を有する。
図示例では、反射部5は、反射面6を斜辺とする三角形となる断面を有する。反射面6は、反射部5を構成する2つの面のうち光源4a〜4cに近い方の面である。裏面1c〜3cおよび表面1b〜3bに対する反射面6の傾斜角度は、例えば30〜60度である。
反射部は、導光体内に形成されて、光源からの光を表面側に反射する構造であればよく、その形状は図示例に限定されない。例えば、導光体内部に形成された空間部であってもよい。
反射面は、平滑な平面をなすことが好ましいが、表面1b〜3b(画像表示面)側から観察できる反射光が得られるものであれば特に限定されず、曲面であってもよい。また、反射部5は、表面1b〜3bに形成された凹部によって構成してもよい。
【0013】
図3に示すように、第1導光体1の第1反射部5A、第2導光体2の第2反射部5B、および第3導光体3の第3反射部5Cは、1つの画素7を構成しており、反射面6A〜6Cの形成位置は、平面視したときに互いに接するように定められる。すなわち、反射面6A〜6Cは、いずれも他の2つの反射面6の両方に接するようにされる。
図示例では、反射面6(反射面6A〜6C)の平面視形状は略円形とされ、互いに接するようにその位置が定められている。
【0014】
反射面6A〜6Cは、平面視したときに互いに実質的に接していればよい。すなわち、2つの反射面が互いに接近または離間する方向の若干の位置ずれは許容される。このずれ幅(2つの反射面の前記方向の重なり距離または離間距離)は、2つの反射面のうち最大寸法が小さい方の当該最大寸法の5%以下とすることができる。
例えば図3に示す反射面6Aと反射面6Bとの関係においては、反射面6Bの方が最大寸法(直径)が小さいため、前記ずれ幅は反射面6Bの直径の5%以下とすることができる。
なお、最大寸法とは、最も長い直線距離であり、反射面が平面視において円形であれば直径であり、多角形であれば最長の対角線の長さである。
【0015】
図1に示すように、この例では、各導光体1〜3に、それぞれ複数の反射部5が形成されている。画素7は、各導光体1〜3につき1つずつの反射部5から構成されるため、図示例の装置は符号7a〜7eで示す複数の画素7を有する。画素7の数は1であってもよい。
なお、画素7は、必ずしも3つの反射面6A〜6Cが揃っていなくてもよく、1または2の反射面からなる構成でもよい。具体的には、反射面6A、6Bからなる構成、反射面6A、6Cからなる構成、反射面6B、6Cからなる構成も可能である。また、反射面6A〜6Cのうち1つからなる構成も可能である。
【0016】
図2に示すように、反射部5A〜5Cで得られる反射光9A〜9Cの強度は、反射面6A〜6Cの面積に応じた値となるため、1つの画素7を構成する反射部5A〜5Cの反射面6A〜6Cの面積を適当に設定すれば、各色の反射光9A〜9Cの強度の比率を調整でき、目的とする色を表示する画素7が得られる。
【0017】
例えば、図3に示す画素7aでは、反射面6A〜6Cの面積の大きさは、反射面6A、反射面6B、反射面6Cの順となるため、反射光9A(赤色)が比較的強く、反射光9C(青色)が比較的弱くなる。このため、この比率に応じた色の光が表面1b〜3b(画像表示面)側から観察される。符号RA〜RCは、それぞれ反射面6A〜6Cの半径である。
図4に示す画素7bでは、反射面6A〜6Cの面積の大きさは、反射面6C、反射面6B、反射面6Aの順となるため、反射光9A(赤色)が比較的弱く、反射光9C(青色)が比較的強くなり、この比率に応じた色の光が表面1b〜3b側から観察される。
このように、反射面6A〜6Cの面積を適宜設定することで、各色の光の強さを設定でき、任意の色を表示する画素7が得られる。各色の光の強さを無段階で設定できるため、細かい色設定が可能であり、フルカラーの画像表示が可能である。
【0018】
図5に示すように、平面視したときの画素7の位置は、例えば一定間隔のグリッド8を基準に定めることができる。この例では、画素7fはグリッド8の第1区画の中心8aに反射面6Cの中心が位置し、画素7gは第2区画の中心8bに反射面6Aと反射面6Cの接点が位置し、画素7hは第3区画の中心8cに反射面6Cの中心が位置し、画素7iは第4区画の中心8dに反射面6Cの中心が位置している。
グリッド8を基準として画素7の位置を定めることによって、反射部5の形成位置決めが容易となる。
【0019】
これら複数の画素7は、平面視したときに、図形、文字、記号、模様、これらの組み合わせなどからなる画像を構成するように配列させることができる。
画素7は、任意の色を表示することができるため、多彩な表現が可能である。例えば、画素7ごとに色が段階的に変化する階調表現を含む画像(例えば写真画像)の表示が可能である。
図11は、図1に示す画像表示装置の具体例を示す写真である。
この画像表示装置では、導光体1〜3にほぼ全域にわたり一定間隔で画素7が形成され、これら画素7により階調表現を含む画像が構成されている。また、この図では、背景が視認できることが確認できる。
【0020】
以下、上記画像表示装置の製造方法について説明する。
図6〜図8に示すように、先端が尖った加工治具10を導光体1〜3に裏面1c〜3cから進入させることによって反射部5A〜5Cを形成した後、加工治具10を引き抜く。
加工治具10は金属などからなり、その形状は、反射面6A〜6Cを形成する面を有する形状、例えば円錐形、角錐形、円錐台形、角錐台形などとすることができる。反射部5A〜5Cの形成の際には加工治具10を導光体1〜3の軟化温度以上まで加熱しておくと、反射部5A〜5Cの形成が容易となる。
【0021】
反射面6A〜6Cの面積は、反射部5A〜5Cを形成する際に導光体1〜3に対して進入させる加工治具10の深さによって定められる。このため、加工治具10の進入深さは、画素7に要求される色に応じて設定する。
【0022】
図3および図4に示すように、反射面6A〜6Cは、表面1b〜3b(画像表示面)側から観察(平面視)したときに互いに実質的に接するように定められる。
反射面6A〜6Cを形成するには、反射面6A〜6Cの形成に先だって、予め、その画素7に必要とされる反射面6A〜6Cの面積と、それを得るために必要な加工治具10の進入深さを算出しておき、これに応じて定めた位置に、前記深さとなるよう加工治具10を進入させることによって反射部5を形成する(図6〜図8参照)。
【0023】
具体的には、まず目的とする画素7の特性(色、明るさ等)を得るために必要となる反射面6A〜6Cの面積を算出する。反射面6A〜6Cが互いに接するように配置することを想定し、前記面積を得るために必要な反射面6A〜6Cの半径RA〜RCから、各反射面6A〜6Cの中心位置を定めることができる。
加工治具10は、この中心位置に前記深さとなるように進入させればよい。
これによって、所望の面積の反射面6A〜6Cを有する反射部5A〜5Cを形成することができる(図2参照)。
反射部5A〜5Cが形成された導光体1〜3を積層するとともに、光源4a〜4cを設置することによって、図1に示す画像表示装置が得られる。
【0024】
図1および図2に示すように、上記画像表示装置では、光源4a〜4cからの光を端面1a〜3aから導光体1〜3に入射させ、反射部5A〜5Cの反射面6A〜6Cで反射させ、反射光9A〜9Cを表面1b〜3b側から出射させることができる。
反射面6A〜6Cは実質的に重なっていないため、各反射面は他の反射面からの反射光を遮ることがない。
図示例では、反射光9A〜9Cは、導光体1〜3の表面1b〜3bに対しほぼ垂直に出射している。
反射部5A〜5Cにより構成される複数の画素7(画素7a〜7e)は、所定の画像を構成するように配列されているため、この画像が表面1b〜3b(画像表示面)側から観察される。
なお、反射光9A〜9Cの出射角度はこれに限定されず、図1に示す垂直方向に対し傾斜していてもよい。
【0025】
上記画像表示装置では、図3および図4に示すように、反射面6A〜6Cが平面視したときに互いに実質的に接するように形成されているので、1つの画素7において反射光9A〜9Cが一体的に観察され、しかも反射光9A〜9Cの重なりが生じない。このため、鮮明で、明るく、正確な色を表示するフルカラーの画像が得られる。
また、LEDを用いた画像表示装置や液晶表示装置に比べ、導光体1〜3の厚さ方向の光の透過を遮るものが少なく、透明性(背景視認性)を確保できる。
さらには、構造が単純であり、高価な部品を多く用いる必要がなく、製造も容易であるため、製造コストを抑えることができる。また、画素がLEDで構成される装置に比べて光源の数を少なくできるため、ランニングコストの点でも優れている。
【0026】
図9は、本発明の画像表示装置の第2の形態例を模式的に示す構成図である。図9において(a)は平面図、(b)、(c)はそれぞれ側断面図および正断面図である。図10は、反射部を下面側から見た示す斜視図である。
以下の説明において、図1に示す第1の形態例との共通部分については同一符号を付してその説明を省略または簡略化する。
この画像表示装置は、1枚の矩形板状の導光体1と、この導光体1の4つの辺のうち3つの辺1d〜1fにおける端面1a近傍にそれぞれ設けられた光源4d〜4fとを備えている。
光源4d〜4fは、互いに異なる色を発するもの、例えば各発光色が3原色(赤、緑、青)を構成するものが好適である。
【0027】
図9(b)および図9(c)に示すように、導光体1の裏面1c(他方の面)には、複数の反射部5が形成されている。
反射部5は、裏面1cに形成された凹部(切欠き)であり、光源4d〜4fから出射して端面1aから入射した光を表面1b(一方の面)側に反射する反射面6を有する。図示例では3つの反射部5(第1反射部5A、第2反射部5B、および第3反射部5C)が1つの画素7を構成している。画素7の数は1または複数とすることができる。
【0028】
反射部5A〜5Cは、それぞれ反射面6(第1反射面6A、第2反射面6B、および第3反射面6C)を斜辺とする三角形となる断面を有する。
反射面6A〜6Cは、それぞれ光源4d〜4fに近い面である。すなわち、反射部5Aの反射面6Aは、光源4d側(図9(a)における左)の面であり、反射部5Bの反射面6Bは、光源4e側(図9(a)における右)の面であり、反射部5Cの反射面6Cは、光源4f側(図9(a)における下)の面であり、それぞれ光源4d〜4fから離れるほど深さを増す方向に傾斜している。
裏面1c〜3cおよび表面1b〜3bに対する反射面6の傾斜角度は、例えば30〜60度である。
【0029】
図9(a)および図10に示すように、反射部5A〜5Cの各反射面6A〜6Cの形成位置は、平面視したときに互いに実質的に接するように定められる。
図示例では、反射面6A〜6Cは略矩形状に形成され、辺同士を接して全体として矩形となるように形成されている。
【0030】
反射面6A〜6Cを形成するには、反射面6A〜6Cの形成に先だって、予め、その画素7に必要とされる反射面6A〜6Cの面積と、それを得るために必要な加工治具10の進入深さを算出しておき、これに応じて定めた位置に、前記深さとなるよう加工治具10を進入させることによって反射部5を形成する(図6〜図8参照)。
【0031】
この画像表示装置では、光源4d〜4fからの光11a〜11cを辺1d〜1fの端面1aから導光体1に入射させる。光11a〜11cはそれぞれ反射部5A〜5Cの反射面6A〜6Cで反射し、表面1b側から出射する(図9(b)および図9(c)参照)。
反射部5A〜5Cで得られる反射光の強度は、反射面6A〜6Cの面積に応じた値となるため、1つの画素7を構成する反射部5A〜5Cの反射面6A〜6Cの面積を適当に設定すれば、各色の反射光の強度の比率を調整でき、目的とする色を表示する画素7が得られる。
各色の光の強さを無段階で設定できるため、細かい色設定が可能であり、フルカラーの画像表示が可能である。
【0032】
画素7を複数形成する場合には、画素7は、平面視したときに、図形、文字、記号、模様、これらの組み合わせなどからなる画像を構成するように配列させることができる。
画素7は、任意の色を表示することができるため、多彩な表現が可能である。例えば、画素7ごとに色が段階的に変化する階調表現を含む画像(例えば写真画像)の表示も可能である。
【0033】
上記画像表示装置では、反射面6A〜6Cが平面視したときに互いに実質的に接するように形成されているので、1つの画素7において反射光が一体的に観察され、しかも反射光の重なりが生じない。このため、鮮明で、明るく、正確な色を表示するフルカラーの画像が得られる。
また、LEDを用いた画像表示装置や液晶表示装置に比べ、透明性(背景視認性)を確保できる。
さらには、構造が単純であり、高価な部品を多く用いる必要がなく、製造も容易であるため、製造コストを抑えることができる。また、光源の数を少なくできるため、ランニングコストの点でも優れている。
【0034】
なお、反射面6A〜6Cの平面視形状は、円形、矩形に限らず、楕円形、多角形などであってよい。
図3および図4に示す反射面6A〜6Cは、互いに実質的に接する、すなわちいずれの反射面6も他のすべての反射面6に実質的に接する構成であるが、本発明はこれに限定されない。
本発明では、少なくとも1つの画素において、各反射部が光源からの互いに異なる色の光を反射させるように構成され、これら反射部の反射面が、平面視したときに、同じ画素を構成する他の1以上の反射部の反射面に実質的に接していればよい。特に、同じ画素を構成する他の2以上の反射部の反射面に実質的に接していることが好ましい。
1つの画素を構成する反射部の数は、3に限らず、4以上であってもよい。1つの画素を構成する反射部の数が4以上である場合は、それに合わせて光源の数も異なる色を発する4以上とすることができる。
図1に示す第1の形態例の画像表示装置は3枚の導光体1〜3を有するが、導光体の数は4枚以上であってもよい。
また、第1の形態例の画像表示装置では、導光体1〜3が互いに積層されている構成としたが、導光体1〜3は、互いに平行であれば厚さ方向に間隔をおいて配置されていてもよい。
【0035】
本発明の画像表示装置は、透明性(背景視認性)を確保しつつ、鮮明で明るいフルカラー画像が得られるため、販売促進等を目的として、店舗の看板やディスプレイなどに好適に用いることができる。
【符号の説明】
【0036】
1〜3・・・導光体、1a〜3a・・・端面、1b〜3b・・・表面(一方面)、5、5A〜5C・・・反射部、6、6A〜6C・・・反射面、7、7a〜7i・・・画素、4a〜4f・・・光源、8・・・グリッド、10・・・加工治具。
【技術分野】
【0001】
本発明は、店舗の看板などに用いられる画像表示装置およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
画像表示装置としては、発光ダイオード(LED)により画像を表示するものや、液晶表示装置が広く用いられている。
LEDを用いた画像表示装置では、輝度が高いLEDが用いられるため鮮明な画像が得られる。液晶表示装置も鮮明で多彩な画像表示が可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2007−41610号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、LEDを用いた画像表示装置では、LEDが個々の画素を構成するため多数のLEDが必要となることから低コスト化は難しい。また、LEDを取り付ける基板や配線が必要となるため、透明性(背景視認性)が不十分となりやすかった。
液晶表示装置は、高価な液晶パネルが必要となり、消費電力も大きいことから、高コストとなりやすい。また、バックライトが必要となるため透明性(背景視認性)の確保は困難である。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、鮮明な画像表示が可能であり、かつ透明性(背景視認性)を確保でき、しかも低コスト化が可能となる画像表示装置およびその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明の画像表示装置は、1または複数の板状の導光体と、前記導光体に端面から互いに異なる色の光を入射させる3以上の光源とを有し、前記導光体に、3以上の反射部からなる画素が1または複数形成され、前記反射部が、前記端面から入射した前記光源からの光を反射させて前記導光体の一方面側から出射させる反射面を有し、前記画素のうち少なくとも1つは、前記各反射部が前記光源からの互いに異なる色の光を前記一方面側に反射させるように構成され、これら反射部の反射面は、平面視したときに、同じ画素を構成する他の反射部の反射面に実質的に接するように形成されている画像表示装置である。
本発明の画像表示装置は、前記導光体が、少なくとも3枚設けられ、少なくとも1つの画素を構成する前記反射部が、互いに異なる前記導光体にそれぞれ形成され、前記光源が、前記各導光体にそれぞれ異なる色の光を入射させるように構成されていることが好ましい。
前記光源は、それぞれ赤、緑、および青の光を発するものであることが好ましい。
前記反射部は、前記導光体に形成された凹部からなることが好ましい。
本発明の画像表示装置は、少なくとも1つの画素を構成する前記反射部が、1枚の前記導光体に形成され、前記光源が、前記導光体に対し異なる方向から光を入射させる構成とすることもできる。
【0006】
本発明の画像表示装置の製造方法は、前記画像表示装置を製造する方法であって、先端が尖った加工治具を前記導光体に進入させて前記反射部を形成するに先だって、前記反射部が構成する画素に必要とされる反射面の面積と、それを得るために必要な加工治具の進入深さを算出しておき、これらに応じて定めた位置に前記加工治具を進入させて前記反射部を形成する製造方法である。
【発明の効果】
【0007】
本発明の画像表示装置では、画素を構成する反射部の反射面が、平面視したときに他の反射部の反射面に実質的に接するように形成されているので、1つの画素において各反射面からの反射光が一体的に観察され、しかもこれらの反射光の重なりが生じない。このため、鮮明で、明るく、正確な色を表示するフルカラーの画像が得られる。
また、LEDを用いた画像表示装置や液晶表示装置に比べ、導光体の厚さ方向の光の透過を遮るものが少なく、透明性(背景視認性)を確保できる。
さらには、構造が単純であり、高価な部品を多く用いる必要がなく、製造も容易であるため、製造コストを抑えることができる。また、画素がLEDで構成される装置に比べて光源の数を少なくできるため、ランニングコストの点でも優れている。
このように、本発明の画像表示装置は、透明性(背景視認性)を確保しつつ、鮮明で明るいフルカラー画像が得られるため、販売促進等を目的として店舗の看板やディスプレイなどに好適に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】本発明の画像表示装置の第1の形態例を模式的に示す構成図である。
【図2】前図に示す画像表示装置を拡大した断面図である。
【図3】画素を構成する反射部の一例を示す平面図である。
【図4】画素を構成する反射部の他の例を示す平面図である。
【図5】画素の配置の一例を示す平面図である。
【図6】画像表示装置の製造工程を示す工程図である。
【図7】前図に続く工程図である。
【図8】前図に続く工程図である。
【図9】本発明の画像表示装置の第2の形態例を模式的に示す構成図であり、(a)は平面図、(b)、(c)はそれぞれ側断面図および正断面図である。
【図10】前図に示す画像表示装置において反射部を下面側から見た示す斜視図である。
【図11】本発明の画像表示装置の具体例を示す写真である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
図1は、本発明の画像表示装置の第1の形態例を模式的に示す構成図である。
この画像表示装置は、互いに積層された3枚の板状の導光体1、2、3と、各導光体1〜3の端面1a〜3aに設けられた光源4a〜4cとを備えている。
光源4a〜4cとしては、LED、LD(レーザーダイオード)などを用いることができる。光源4a〜4cは、各各導光体1〜3の端面1a〜3aに沿って延在して形成するのが好ましい。光源4a〜4cは、平面視矩形の各導光体1〜3の一辺の端面1a〜3aに沿って配列された複数のLEDで構成してもよい。
【0010】
光源4a〜4cは、導光体1〜3ごとに互いに異なる色を発するものが用いられる。特に、これら光源4a〜4cの発光色が光の3原色(赤、緑、青)を構成するものが好適である。
すなわち、第1光源4aは光の3原色のうち1つの光を発するものであり、第2光源4bはそれ以外の2色のうち1つの光を発するものであり、第3光源4cは残りの1色の光を発するものであってよい。例えば、第1光源4aは赤色光を発し、第2光源4bは緑色光を発し、第3光源4cは青色光を発する構成が可能である。
図示例では、光源の配置は下層側から上層側にかけて赤色光源4a(R)、緑色光源4b(G)、青色光源4c(B)の順とされているが、光源の配置はこれに限らず、下層側から上層側にかけて赤−青−緑、緑−赤−青、緑−青−赤、青−赤−緑、青−緑−赤としてもよい。
【0011】
導光体1〜3は、透明な材料、例えばアクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、シリコーン樹脂、シクロポリオレフィン樹脂等などの合成樹脂や、ガラスが用いられ、特に、透明性および加工の容易さの点からアクリル板が好ましい。
導光体1〜3の平面視形状は、特に限定はなく、矩形、円形等であってよい。
導光体1〜3の厚さは、例えば0.1〜20mmとすることができる。導光体1〜3は、十分な背景視認性が得られる程度の透明性を有する。本発明において透明とは、反射部5からの反射光が外部から視認できる程度の光透過性を有することをいう。
【0012】
導光体1〜3の裏面1c〜3c(他方の面)には、1または複数の反射部5が形成されている。
図2に示すように、反射部5は、裏面1c〜3cに形成された凹部(切欠き)であり、光源4a〜4cから出射して端面1a〜3aから入射した光を表面1b〜3b(一方の面)側に反射する反射面6を有する。
図示例では、反射部5は、反射面6を斜辺とする三角形となる断面を有する。反射面6は、反射部5を構成する2つの面のうち光源4a〜4cに近い方の面である。裏面1c〜3cおよび表面1b〜3bに対する反射面6の傾斜角度は、例えば30〜60度である。
反射部は、導光体内に形成されて、光源からの光を表面側に反射する構造であればよく、その形状は図示例に限定されない。例えば、導光体内部に形成された空間部であってもよい。
反射面は、平滑な平面をなすことが好ましいが、表面1b〜3b(画像表示面)側から観察できる反射光が得られるものであれば特に限定されず、曲面であってもよい。また、反射部5は、表面1b〜3bに形成された凹部によって構成してもよい。
【0013】
図3に示すように、第1導光体1の第1反射部5A、第2導光体2の第2反射部5B、および第3導光体3の第3反射部5Cは、1つの画素7を構成しており、反射面6A〜6Cの形成位置は、平面視したときに互いに接するように定められる。すなわち、反射面6A〜6Cは、いずれも他の2つの反射面6の両方に接するようにされる。
図示例では、反射面6(反射面6A〜6C)の平面視形状は略円形とされ、互いに接するようにその位置が定められている。
【0014】
反射面6A〜6Cは、平面視したときに互いに実質的に接していればよい。すなわち、2つの反射面が互いに接近または離間する方向の若干の位置ずれは許容される。このずれ幅(2つの反射面の前記方向の重なり距離または離間距離)は、2つの反射面のうち最大寸法が小さい方の当該最大寸法の5%以下とすることができる。
例えば図3に示す反射面6Aと反射面6Bとの関係においては、反射面6Bの方が最大寸法(直径)が小さいため、前記ずれ幅は反射面6Bの直径の5%以下とすることができる。
なお、最大寸法とは、最も長い直線距離であり、反射面が平面視において円形であれば直径であり、多角形であれば最長の対角線の長さである。
【0015】
図1に示すように、この例では、各導光体1〜3に、それぞれ複数の反射部5が形成されている。画素7は、各導光体1〜3につき1つずつの反射部5から構成されるため、図示例の装置は符号7a〜7eで示す複数の画素7を有する。画素7の数は1であってもよい。
なお、画素7は、必ずしも3つの反射面6A〜6Cが揃っていなくてもよく、1または2の反射面からなる構成でもよい。具体的には、反射面6A、6Bからなる構成、反射面6A、6Cからなる構成、反射面6B、6Cからなる構成も可能である。また、反射面6A〜6Cのうち1つからなる構成も可能である。
【0016】
図2に示すように、反射部5A〜5Cで得られる反射光9A〜9Cの強度は、反射面6A〜6Cの面積に応じた値となるため、1つの画素7を構成する反射部5A〜5Cの反射面6A〜6Cの面積を適当に設定すれば、各色の反射光9A〜9Cの強度の比率を調整でき、目的とする色を表示する画素7が得られる。
【0017】
例えば、図3に示す画素7aでは、反射面6A〜6Cの面積の大きさは、反射面6A、反射面6B、反射面6Cの順となるため、反射光9A(赤色)が比較的強く、反射光9C(青色)が比較的弱くなる。このため、この比率に応じた色の光が表面1b〜3b(画像表示面)側から観察される。符号RA〜RCは、それぞれ反射面6A〜6Cの半径である。
図4に示す画素7bでは、反射面6A〜6Cの面積の大きさは、反射面6C、反射面6B、反射面6Aの順となるため、反射光9A(赤色)が比較的弱く、反射光9C(青色)が比較的強くなり、この比率に応じた色の光が表面1b〜3b側から観察される。
このように、反射面6A〜6Cの面積を適宜設定することで、各色の光の強さを設定でき、任意の色を表示する画素7が得られる。各色の光の強さを無段階で設定できるため、細かい色設定が可能であり、フルカラーの画像表示が可能である。
【0018】
図5に示すように、平面視したときの画素7の位置は、例えば一定間隔のグリッド8を基準に定めることができる。この例では、画素7fはグリッド8の第1区画の中心8aに反射面6Cの中心が位置し、画素7gは第2区画の中心8bに反射面6Aと反射面6Cの接点が位置し、画素7hは第3区画の中心8cに反射面6Cの中心が位置し、画素7iは第4区画の中心8dに反射面6Cの中心が位置している。
グリッド8を基準として画素7の位置を定めることによって、反射部5の形成位置決めが容易となる。
【0019】
これら複数の画素7は、平面視したときに、図形、文字、記号、模様、これらの組み合わせなどからなる画像を構成するように配列させることができる。
画素7は、任意の色を表示することができるため、多彩な表現が可能である。例えば、画素7ごとに色が段階的に変化する階調表現を含む画像(例えば写真画像)の表示が可能である。
図11は、図1に示す画像表示装置の具体例を示す写真である。
この画像表示装置では、導光体1〜3にほぼ全域にわたり一定間隔で画素7が形成され、これら画素7により階調表現を含む画像が構成されている。また、この図では、背景が視認できることが確認できる。
【0020】
以下、上記画像表示装置の製造方法について説明する。
図6〜図8に示すように、先端が尖った加工治具10を導光体1〜3に裏面1c〜3cから進入させることによって反射部5A〜5Cを形成した後、加工治具10を引き抜く。
加工治具10は金属などからなり、その形状は、反射面6A〜6Cを形成する面を有する形状、例えば円錐形、角錐形、円錐台形、角錐台形などとすることができる。反射部5A〜5Cの形成の際には加工治具10を導光体1〜3の軟化温度以上まで加熱しておくと、反射部5A〜5Cの形成が容易となる。
【0021】
反射面6A〜6Cの面積は、反射部5A〜5Cを形成する際に導光体1〜3に対して進入させる加工治具10の深さによって定められる。このため、加工治具10の進入深さは、画素7に要求される色に応じて設定する。
【0022】
図3および図4に示すように、反射面6A〜6Cは、表面1b〜3b(画像表示面)側から観察(平面視)したときに互いに実質的に接するように定められる。
反射面6A〜6Cを形成するには、反射面6A〜6Cの形成に先だって、予め、その画素7に必要とされる反射面6A〜6Cの面積と、それを得るために必要な加工治具10の進入深さを算出しておき、これに応じて定めた位置に、前記深さとなるよう加工治具10を進入させることによって反射部5を形成する(図6〜図8参照)。
【0023】
具体的には、まず目的とする画素7の特性(色、明るさ等)を得るために必要となる反射面6A〜6Cの面積を算出する。反射面6A〜6Cが互いに接するように配置することを想定し、前記面積を得るために必要な反射面6A〜6Cの半径RA〜RCから、各反射面6A〜6Cの中心位置を定めることができる。
加工治具10は、この中心位置に前記深さとなるように進入させればよい。
これによって、所望の面積の反射面6A〜6Cを有する反射部5A〜5Cを形成することができる(図2参照)。
反射部5A〜5Cが形成された導光体1〜3を積層するとともに、光源4a〜4cを設置することによって、図1に示す画像表示装置が得られる。
【0024】
図1および図2に示すように、上記画像表示装置では、光源4a〜4cからの光を端面1a〜3aから導光体1〜3に入射させ、反射部5A〜5Cの反射面6A〜6Cで反射させ、反射光9A〜9Cを表面1b〜3b側から出射させることができる。
反射面6A〜6Cは実質的に重なっていないため、各反射面は他の反射面からの反射光を遮ることがない。
図示例では、反射光9A〜9Cは、導光体1〜3の表面1b〜3bに対しほぼ垂直に出射している。
反射部5A〜5Cにより構成される複数の画素7(画素7a〜7e)は、所定の画像を構成するように配列されているため、この画像が表面1b〜3b(画像表示面)側から観察される。
なお、反射光9A〜9Cの出射角度はこれに限定されず、図1に示す垂直方向に対し傾斜していてもよい。
【0025】
上記画像表示装置では、図3および図4に示すように、反射面6A〜6Cが平面視したときに互いに実質的に接するように形成されているので、1つの画素7において反射光9A〜9Cが一体的に観察され、しかも反射光9A〜9Cの重なりが生じない。このため、鮮明で、明るく、正確な色を表示するフルカラーの画像が得られる。
また、LEDを用いた画像表示装置や液晶表示装置に比べ、導光体1〜3の厚さ方向の光の透過を遮るものが少なく、透明性(背景視認性)を確保できる。
さらには、構造が単純であり、高価な部品を多く用いる必要がなく、製造も容易であるため、製造コストを抑えることができる。また、画素がLEDで構成される装置に比べて光源の数を少なくできるため、ランニングコストの点でも優れている。
【0026】
図9は、本発明の画像表示装置の第2の形態例を模式的に示す構成図である。図9において(a)は平面図、(b)、(c)はそれぞれ側断面図および正断面図である。図10は、反射部を下面側から見た示す斜視図である。
以下の説明において、図1に示す第1の形態例との共通部分については同一符号を付してその説明を省略または簡略化する。
この画像表示装置は、1枚の矩形板状の導光体1と、この導光体1の4つの辺のうち3つの辺1d〜1fにおける端面1a近傍にそれぞれ設けられた光源4d〜4fとを備えている。
光源4d〜4fは、互いに異なる色を発するもの、例えば各発光色が3原色(赤、緑、青)を構成するものが好適である。
【0027】
図9(b)および図9(c)に示すように、導光体1の裏面1c(他方の面)には、複数の反射部5が形成されている。
反射部5は、裏面1cに形成された凹部(切欠き)であり、光源4d〜4fから出射して端面1aから入射した光を表面1b(一方の面)側に反射する反射面6を有する。図示例では3つの反射部5(第1反射部5A、第2反射部5B、および第3反射部5C)が1つの画素7を構成している。画素7の数は1または複数とすることができる。
【0028】
反射部5A〜5Cは、それぞれ反射面6(第1反射面6A、第2反射面6B、および第3反射面6C)を斜辺とする三角形となる断面を有する。
反射面6A〜6Cは、それぞれ光源4d〜4fに近い面である。すなわち、反射部5Aの反射面6Aは、光源4d側(図9(a)における左)の面であり、反射部5Bの反射面6Bは、光源4e側(図9(a)における右)の面であり、反射部5Cの反射面6Cは、光源4f側(図9(a)における下)の面であり、それぞれ光源4d〜4fから離れるほど深さを増す方向に傾斜している。
裏面1c〜3cおよび表面1b〜3bに対する反射面6の傾斜角度は、例えば30〜60度である。
【0029】
図9(a)および図10に示すように、反射部5A〜5Cの各反射面6A〜6Cの形成位置は、平面視したときに互いに実質的に接するように定められる。
図示例では、反射面6A〜6Cは略矩形状に形成され、辺同士を接して全体として矩形となるように形成されている。
【0030】
反射面6A〜6Cを形成するには、反射面6A〜6Cの形成に先だって、予め、その画素7に必要とされる反射面6A〜6Cの面積と、それを得るために必要な加工治具10の進入深さを算出しておき、これに応じて定めた位置に、前記深さとなるよう加工治具10を進入させることによって反射部5を形成する(図6〜図8参照)。
【0031】
この画像表示装置では、光源4d〜4fからの光11a〜11cを辺1d〜1fの端面1aから導光体1に入射させる。光11a〜11cはそれぞれ反射部5A〜5Cの反射面6A〜6Cで反射し、表面1b側から出射する(図9(b)および図9(c)参照)。
反射部5A〜5Cで得られる反射光の強度は、反射面6A〜6Cの面積に応じた値となるため、1つの画素7を構成する反射部5A〜5Cの反射面6A〜6Cの面積を適当に設定すれば、各色の反射光の強度の比率を調整でき、目的とする色を表示する画素7が得られる。
各色の光の強さを無段階で設定できるため、細かい色設定が可能であり、フルカラーの画像表示が可能である。
【0032】
画素7を複数形成する場合には、画素7は、平面視したときに、図形、文字、記号、模様、これらの組み合わせなどからなる画像を構成するように配列させることができる。
画素7は、任意の色を表示することができるため、多彩な表現が可能である。例えば、画素7ごとに色が段階的に変化する階調表現を含む画像(例えば写真画像)の表示も可能である。
【0033】
上記画像表示装置では、反射面6A〜6Cが平面視したときに互いに実質的に接するように形成されているので、1つの画素7において反射光が一体的に観察され、しかも反射光の重なりが生じない。このため、鮮明で、明るく、正確な色を表示するフルカラーの画像が得られる。
また、LEDを用いた画像表示装置や液晶表示装置に比べ、透明性(背景視認性)を確保できる。
さらには、構造が単純であり、高価な部品を多く用いる必要がなく、製造も容易であるため、製造コストを抑えることができる。また、光源の数を少なくできるため、ランニングコストの点でも優れている。
【0034】
なお、反射面6A〜6Cの平面視形状は、円形、矩形に限らず、楕円形、多角形などであってよい。
図3および図4に示す反射面6A〜6Cは、互いに実質的に接する、すなわちいずれの反射面6も他のすべての反射面6に実質的に接する構成であるが、本発明はこれに限定されない。
本発明では、少なくとも1つの画素において、各反射部が光源からの互いに異なる色の光を反射させるように構成され、これら反射部の反射面が、平面視したときに、同じ画素を構成する他の1以上の反射部の反射面に実質的に接していればよい。特に、同じ画素を構成する他の2以上の反射部の反射面に実質的に接していることが好ましい。
1つの画素を構成する反射部の数は、3に限らず、4以上であってもよい。1つの画素を構成する反射部の数が4以上である場合は、それに合わせて光源の数も異なる色を発する4以上とすることができる。
図1に示す第1の形態例の画像表示装置は3枚の導光体1〜3を有するが、導光体の数は4枚以上であってもよい。
また、第1の形態例の画像表示装置では、導光体1〜3が互いに積層されている構成としたが、導光体1〜3は、互いに平行であれば厚さ方向に間隔をおいて配置されていてもよい。
【0035】
本発明の画像表示装置は、透明性(背景視認性)を確保しつつ、鮮明で明るいフルカラー画像が得られるため、販売促進等を目的として、店舗の看板やディスプレイなどに好適に用いることができる。
【符号の説明】
【0036】
1〜3・・・導光体、1a〜3a・・・端面、1b〜3b・・・表面(一方面)、5、5A〜5C・・・反射部、6、6A〜6C・・・反射面、7、7a〜7i・・・画素、4a〜4f・・・光源、8・・・グリッド、10・・・加工治具。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
1または複数の板状の導光体と、前記導光体に端面から互いに異なる色の光を入射させる3以上の光源とを有し、
前記導光体に、3以上の反射部からなる画素が1または複数形成され、
前記反射部が、前記端面から入射した前記光源からの光を反射させて前記導光体の一方面側から出射させる反射面を有し、
前記画素のうち少なくとも1つは、前記各反射部が前記光源からの互いに異なる色の光を前記一方面側に反射させるように構成され、
これら反射部の反射面は、平面視したときに、同じ画素を構成する他の反射部の反射面に実質的に接するように形成されていることを特徴とする画像表示装置。
【請求項2】
前記導光体が、少なくとも3枚設けられ、
少なくとも1つの画素を構成する前記反射部が、互いに異なる前記導光体にそれぞれ形成され、
前記光源が、前記各導光体にそれぞれ異なる色の光を入射させるように構成されていることを特徴とする請求項1に記載の画像表示装置。
【請求項3】
前記光源は、それぞれ赤、緑、および青の光を発するものであることを特徴とする請求項1または2に記載の画像表示装置。
【請求項4】
前記反射部は、前記導光体に形成された凹部からなることを特徴とする請求項1〜3のうちいずれか1項に記載の画像表示装置。
【請求項5】
少なくとも1つの画素を構成する前記反射部が、1枚の前記導光体に形成され、
前記光源は、前記導光体に対し異なる方向から光を入射させるように構成されていることを特徴とする請求項1に記載の画像表示装置。
【請求項6】
請求項1〜5のうちいずれか1項に記載の画像表示装置を製造する方法であって、
先端が尖った加工治具を前記導光体に進入させて前記反射部を形成するに先だって、前記反射部が構成する画素に必要とされる反射面の面積と、それを得るために必要な加工治具の進入深さを算出しておき、これらに応じて定めた位置に前記加工治具を進入させて前記反射部を形成することを特徴とする画像表示装置の製造方法。
【請求項1】
1または複数の板状の導光体と、前記導光体に端面から互いに異なる色の光を入射させる3以上の光源とを有し、
前記導光体に、3以上の反射部からなる画素が1または複数形成され、
前記反射部が、前記端面から入射した前記光源からの光を反射させて前記導光体の一方面側から出射させる反射面を有し、
前記画素のうち少なくとも1つは、前記各反射部が前記光源からの互いに異なる色の光を前記一方面側に反射させるように構成され、
これら反射部の反射面は、平面視したときに、同じ画素を構成する他の反射部の反射面に実質的に接するように形成されていることを特徴とする画像表示装置。
【請求項2】
前記導光体が、少なくとも3枚設けられ、
少なくとも1つの画素を構成する前記反射部が、互いに異なる前記導光体にそれぞれ形成され、
前記光源が、前記各導光体にそれぞれ異なる色の光を入射させるように構成されていることを特徴とする請求項1に記載の画像表示装置。
【請求項3】
前記光源は、それぞれ赤、緑、および青の光を発するものであることを特徴とする請求項1または2に記載の画像表示装置。
【請求項4】
前記反射部は、前記導光体に形成された凹部からなることを特徴とする請求項1〜3のうちいずれか1項に記載の画像表示装置。
【請求項5】
少なくとも1つの画素を構成する前記反射部が、1枚の前記導光体に形成され、
前記光源は、前記導光体に対し異なる方向から光を入射させるように構成されていることを特徴とする請求項1に記載の画像表示装置。
【請求項6】
請求項1〜5のうちいずれか1項に記載の画像表示装置を製造する方法であって、
先端が尖った加工治具を前記導光体に進入させて前記反射部を形成するに先だって、前記反射部が構成する画素に必要とされる反射面の面積と、それを得るために必要な加工治具の進入深さを算出しておき、これらに応じて定めた位置に前記加工治具を進入させて前記反射部を形成することを特徴とする画像表示装置の製造方法。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【公開番号】特開2011−95576(P2011−95576A)
【公開日】平成23年5月12日(2011.5.12)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−250469(P2009−250469)
【出願日】平成21年10月30日(2009.10.30)
【出願人】(591044647)株式会社 スズキ技研 (36)
【出願人】(000005186)株式会社フジクラ (4,463)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成23年5月12日(2011.5.12)
【国際特許分類】
【出願日】平成21年10月30日(2009.10.30)
【出願人】(591044647)株式会社 スズキ技研 (36)
【出願人】(000005186)株式会社フジクラ (4,463)
【Fターム(参考)】
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