JP2015087769A - 導光体および発光装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】立体表示可能な導光体を提供する。【解決手段】本発明に係る導光板2の出射面22は、一方の目E1およびその近傍に照射される角度範囲で第1出射光L1を出射する第1地点P1、および他方の目E2およびその近傍に照射される角度範囲で第2出射光L2を出射する第2地点P2を含む。第1地点P1および一方の目E1の中心を通る直線と、第2地点P2および他方の目E2の中心を通る直線とは交差する。【選択図】図4

Description

本発明は、光源から入射する光を導光して光出射面から出射させる導光体、およびそれを備えた発光装置に関するものである。
従来、導光板の側面に配置された光源から上記導光板に光を入射させ、導光板の裏面側に設けられた反射パターンで反射させて導光板の表面から出射させる技術が知られている。
例えば、特許文献1には、反射パターンを導光板の裏面における所定の文字に対応する形状の領域に配置しておくことにより、導光板の表面側における上記文字に対応する領域を発光させる技術が開示されている。
特開平11−85075号公報(1999年03月30日公開)
しかしながら、上記特許文献1の技術では、反射パターンの配置形状に応じた文字を表示させることはできるものの、この文字内の発光状態は略均一になるので、平面的な表示を行うことしかできない。そのため、十分な視覚効果が得られないという問題があった。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、図や絵柄等のオブジェクトを立体的に表示することができる導光体を提供することにある。
上記の課題を解決するために、本発明に係る導光体は、側面から入射した第1光源からの光を反射させる第1反射パターンと、前記第1反射パターンによって反射された後の光を出射する出射面とを備え、前記出射面は、該出射面を観測する観測者の一方の目およびその近傍に照射される角度範囲で第1出射光を出射する第1地点、および前記観測者の他方の目およびその近傍に照射される角度範囲で第2出射光を出射する第2地点を含み、前記第1地点および前記観測者の一方の目の中心を通る直線と、前記第2地点および前記観測者の他方の目の中心を通る直線とは交差することを特徴とする。
上記の構成では、出射面は、第1出射光を出射する第1地点および観測者の一方の目の中心(瞳孔・水晶体)を通る直線と、第2出射光を出射する第2地点および観測者の他方の目の中心を通る直線とが交差する構成である。換言すると、第1地点から出射された第1出射光のうち観測者の一方の目によって視認された光の光軸と、第2地点から出射された第2出射光のうち観測者の他方の目によって視認された光の光軸とが交差する構成である。そのため、観測者は2つの直線が交差する交点に発光点が存在しているように知覚する。
よって、第1反射パターンの数や反射角度等を調整することによって、このような交点を複数組み合わせた立体的なオブジェクトを観測者に知覚させることが可能となる。
したがって、上記の構成によれば、図や絵柄等のオブジェクトを立体的に表示することができる導光体を実現することができる。
本発明に係る導光体では、前記第1地点および前記観測者の一方の目の中心を通る直線と、前記第2地点および前記観測者の他方の目の中心を通る直線とが交差する交点は、前記出射面に対して前記観測者側に位置してもよい。
上記構成のように、交点が出射面に対して観測者側に位置している場合、観測者には発光点が出射面よりも手前にあるように見える。
したがって、上記の構成によれば、飛び出し感のあるオブジェクトの立体表示が可能となる。
本発明に係る導光体では、前記第1地点および前記観測者の一方の目の中心を通る直線と、前記第2地点および前記観測者の他方の目の中心を通る直線とが交差する交点は、前記出射面に対して前記観測者と反対側に位置してもよい。
上記構成のように、交点が出射面に対して観測者と反対側に位置している場合、観測者には発光点が出射面より奥側にあるように見える。
上記の構成によれば、奥行き感のあるオブジェクトの立体表示が可能となる。
本発明に係る導光体では、前記第1出射光は、前記観測者の他方の目に照射されない角度範囲で出射され、前記第2出射光は、前記観測者の一方の目に照射されない角度範囲で出射されてもよい。
上記の構成では、第1出射光は観測者の一方の目のみによって視認され、第2出射光は観測者の他方の目のみによって視認される。
したがって、上記の構成によれば、第1出射光および第2出射光の干渉を抑制して、良好な立体表示を行うことができる。
本発明に係る発光装置は、前記導光体と、前記第1光源とを備えることを特徴とする。
上記の構成によれば、図や絵柄等のオブジェクトを導光体によって立体的に表示することができる発光装置を実現することができる。
本発明に係る発光装置では、前記導光体の前記側面に沿って配置された複数の前記第1光源を備え、各第1光源から出射される光は、前記第1地点および第2地点を1つの前記光源からの光が透過するように、指向性が制御されていてもよい。
上記の構成では、第1地点および第2地点を1つの第1光源からの光が透過するように、各第1光源から出射される光の指向性が制御されている。そのため、第1地点および第2地点から、特定の第1光源に対応した第1出射光および第2出射光を出射することができる。
したがって、上記の構成によれば、他の第1光源からの光の干渉を抑制して、良好な立体表示を行うことができる。
本発明に係る発光装置では、前記第1光源と前記導光体との間に配置された光学部材をさらに備え、前記光学部材は、前記第1光源から出射された光を集光して、前記導光体に入射させてもよい。
上記の構成では、光学部材によって集光された光が導光体に入射する。このような光を第1反射パターンによって反射した場合、上記交点が出射面に対して観測者側に位置するような角度範囲で、第1出射光および第2出射光を出射面から好適に出射させることができる。
したがって、上記の構成によれば、飛び出し感のあるオブジェクトの立体表示等を好適に行うことができる。
本発明に係る発光装置では、前記第1光源と前記導光体との間に配置されたマスク部材をさらに備え、前記マスク部材は、前記第1光源から出射された光を通過させる少なくとも1つのスリットを有していてもよい。
上記の構成では、マスク部材のスリットを通過した光が導光体の側面から入射するため、入射する光の幅を狭くすることが可能となる。
したがって、上記の構成によれば、より細い線形で構成されたオブジェクトを表示することができる。
本発明に係る発光装置では、前記スリットに、カラーフィルムが取り付けられていてもよい。
上記の構成によれば、第1光源の色とは異なる色を用いてオブジェクトを表示することが可能となる。また、例えば、マスク部材に複数のスリットを設け、各スリットに異なる色のカラーフィルムが取り付けることにより、複数の色を用いてオブジェクトを表示することができる。
本発明に係る発光装置では、前記第1光源が配置された前記側面と対向する前記導光体の対向側面に配置された第1反射部材をさらに備え、前記第1反射部材は、前記第1光源からの光のうち、前記導光体を導光して前記対向側面に到達した光を前記側面側へ反射してもよい。
上記の構成では、第1光源からの光のうち第1反射パターンによって反射されずに導光体の対向側面に到達した光を、第1反射部材によって反射して、再び第1反射パターンへ向かわせることができる。
したがって、上記の構成によれば、第1光源から出射されて対向側面に到達した光を出射面から出射することが可能となるため、光の利用効率を高めることができる。
本発明に係る発光装置では、前記第1光源が配置された前記側面に配置された第2反射部材をさらに備え、前記第2反射部材は、前記第1反射部材によって反射され、前記導光体を導光して前記側面に到達した光を前記対向側面側へ反射してもよい。
上記の構成では、第1反射部材によって反射された光のうち第1反射パターンによって反射されずに導光体の第1光源が配置された側面に戻った光を、第2反射部材によって反射して、再び第1反射パターンへ向かわせることができる。
したがって、上記の構成によれば、第1光源が配置されて側面に戻った光を出射面から出射することが可能となるため、光の利用効率をさらに高めることができる。
本発明に係る発光装置では、前記導光体は、前記第1光源からの光を入射させる前記側面に形成された切欠部と、互いに異なる方向に延伸する2つ以上の列をなすように、線状に複数並べて配置された前記第1反射パターンとを含み、前記第1反射パターンは、前記切欠部から入射した前記第1光源からの光を反射してもよい。
上記の構成では、導光体の側面に形成された切欠部から入射した光をより広い角度範囲で導光体内を導光させることが可能となる。
したがって、上記の構成によれば、1つの第1光源から出射された光によって、出射面のより広い範囲に複数の線状のオブジェクトを表示することができる。
本発明に係る発光装置では、前記第1光源と前記導光体との間に配置された導光部材をさらに備え、前記導光部材は、前記第1光源から出射された光を導光して、前記導光体の前記側面に入射させてもよい。
上記の構成では、第1光源からの光は導光部材を介して導光体の側面から入射するため、第1光源から第1反射パターンまでの光路を導光部材の分だけ長くすることができる。
したがって、上記の構成によれば、導光部材を介さずに導光体の側面へ直接入射させた場合に比べて、より奥行き感のあるオブジェクトの立体表示が可能となる。
本発明に係る発光装置では、前記第1光源が配置された前記導光体の前記側面と略90度の角度を成して互いに隣接する当該導光体の隣接側面側に配置された第2光源をさらに備え、前記導光体は、前記第2光源からの光を反射させる第2反射パターンを含み、前記導光体の前記出射面に対して垂直な方向から見た場合、上記第2反射パターンは、尖形の突端部を有し、当該突端部を前記第1光源が配置された前記側面側に向けて配置されていてもよい。
上記の構成では、第2反射パターンは線形の突端部が導光体の側面側に向けて配置されているため、当該側面から入射した第1光源からの光による第2反射パターンの発光を抑制することが可能となる。そのため、第1反射パターンに対応するオブジェクトと、第2反射パターンに対応するオブジェクトとを個別の光源の発光を制御することによってそれぞれ発光させることができる。よって、例えば上記交点が出射面に対して観測者と反対側に位置する場合、第2反射パターンに対応するオブジェクトに対して第1反射パターンに対応するオブジェクトが奥側にあるように観測者に観測させることができる。
したがって、上記の構成によれば、第2反射パターンに対応するオブジェクトが浮遊したような浮遊感のあるオブジェクトの立体表示が可能となる。
本発明に係る発光装置では、前記出射面と対向する前記導光体の対向面側に配置された反射板をさらに備え、前記第1反射パターンは、前記側面から入射した光を前記対向面に向けて反射させ、前記反射板は、前記対向面から出射した光を前記出射面に向けて回帰反射させてもよい。
上記の構成では、反射板によって回帰反射された光が出射面から出射される。ここで、回帰反射とは、入射した光を入射方向へ反射することをいう。反射板によって回帰反射された光を出射面から出射することによって、例えば、上記交点が出射面に対して観測者側に位置するような角度範囲で第1出射光および第2出射光を好適に出射させることができる。
したがって、上記の構成によれば、飛び出し感のあるオブジェクトの立体表示等を好適に行うことができる。
以上のように、本発明によれば、図や絵柄等のオブジェクトを立体的に表示することができる導光体を提供することができるという効果を奏する。
図1の(a)は、実施形態1に係る発光装置の構成を示す上面図であり、図1の(b)は図1の(a)に示される発光装置の断面図である。 図2は、反射パターンの反射作用を説明するための断面図である。 図3の(a)〜図3の(d)は、反射パターンの形状の一例を示す断面図である。 図4は、出射面から出射される出射光の指向性を説明するための斜視図である。 図5は、第1地点および観測者の一方の目の中心を通る直線と、第2地点および観測者の他方の目の中心を通る直線とが交差する交点を示す斜視図である。 図6は、図1に示される発光装置の発光状態の一例を示す写真である。 図7は、発光装置の変形例を示す斜視図である。 図8の(a)は、発光装置の他の変形を示す上面図であり、図8の(b)は、図8の(a)に示される発光装置の拡大断面図である。 図9は、図8に示される発光装置を示す斜視図である。 図10の(a)は、図9に示される発光装置を示す上面図であり、図10の(b)は、図10の(a)に示す発光装置の拡大断面図である。 図11は、実施形態2に係る発光装置の構成を示す斜視図である。 図12の(a)は、実施形態3に係る発光装置の構成を示す斜視図であり、図12の(b)は、図12の(a)に示される発光装置の断面図である。 図13の(a)は、実施形態4に係る発光装置の構成を示す斜視図であり、図13の(b)は、図13の(a)に示される発光装置における反射パターンの配置例を示す上面図である。 図14は、実施形態5に係る発光装置の構成を示す斜視図である。 図15は、図14に示されるマスクの拡大図である。 図16は、実施形態6に係る発光装置の構成を示す斜視図である。 図17は、図16に示される発光装置の発光状態の一例を示す写真である。 図18は、実施形態7に係る発光装置の構成を示す斜視図である。 図19は、図18に示される発光装置の上面図である。 図20は、図19に示される発光装置の発光状態の一例を示す写真である。 図21は、図18に示される発光装置の変形例を示す斜視図である。 図22は、図20に示される発光装置の発光状態の一例を示す写真である。 図23は、実施形態8に係る発光装置の構成を示す斜視図である。 図24の(a)は図23に示される反射パターンの形状を説明するための斜視図であり、図24の(b)はその平面図であり、図24(c)はその側面図である。 図25は、図23に示される発光装置の発光状態の一例を示す写真である。 図26は、実施形態9に係る発光装置の構成を示す斜視図である。 図27は、図26に示される発光装置の発光状態の一例を示す写真である。
〔実施形態1〕
本発明の実施形態について、図1〜図10に基づいて説明すれば以下の通りである。本実施形態では、本発明に係る導光板(導光体)2を備えた発光装置10を一例にして説明する。
<発光装置10の構成>
図1を参照して、本実施形態に係る発光装置10の構成について説明する。発光装置10は、導光板2の出射面22に、図や絵柄等のオブジェクトを立体的に表示するものである。
図1の(a)は、本実施形態に係る発光装置10の構成を示す上面図であり、図1の(b)は図1の(a)に示される発光装置10の断面図である。図1の(a)および図1の(b)に示すように、発光装置10は、光源(第1光源)1および導光板2を備えている。
(光源1)
光源1は、導光板2に光を出射する発光素子である。光源1としては点光源であることが好ましく、例えば、LED(Light Emitting Diode)を好適に利用することができる。ただし、LEDの他、蛍光灯等の他の光源を利用してもよい。
本実施形態では、導光板2の対向する2つの側面21a・21bに沿って、複数の光源1が配置されている。ただし、側面21a・21bに対向して配置される光源1の数は、1つであってもよい。また、光源1は、側面21a・21bのうち、いずれか一方にのみ配置されていてもよい。
(導光板2)
導光板2は、側面21a・21bから入射した光源1からの光を導光し、出射面22から出射する導光材である。導光板2は、光を全反射する材料(例えば、アクリル樹脂等)からなる透明性を有する板状の部材である。ただし、導光板2は平面で構成された形状に限られず、球面または自由曲面を含む形状であってもよい。また、本実施形態では、導光体として導光板2を用いているが、板状以外の形状、例えば円筒状等であってもよい。
この導光板2には、出射面22と対向する下面(対向面)23に、側面21a・21bから入射した光を正反射させる反射パターン(第1反射パターン)3が形成されている。反射パターン3は、光の入射方向に対して略垂直に伸びるV溝構造であり、該入射方向に複数列が並んで形成されている。なお、図面では、説明の便宜上、導光板2に形成される反射パターン3の数を実際の数よりも減じて図示している。
反射パターン3は、側面21a・21bから入射した光源1からの光を出射面22に向けて反射する傾斜面(反射面)3aを有している。本実施形態では、2つの側面21a・21bから入射した光源1からの光をそれぞれ反射するために、反射パターン3は、側面21aおよび側面21bに対応した2つの傾斜面3aを有している。
反射パターン3は、表示したオブジェクトが観測者によって立体的に知覚されるように、出射面22上の所定の地点から、所定の指向性を有する光が出射されるように傾斜面3aの角度等が調整されている。なお、反射パターン3および出射面22から出射される光の指向性については後述する。
<反射パターン3の詳細>
次に、図2および図3を参照して、反射パターン3の詳細について説明する。
図2は、反射パターン3の反射作用を説明するための断面図である。図2では、側面21aから入射した光を反射パターン3によって反射させる場合を示している。
図2に示すように、反射パターン3は、側面21aから入射した光を傾斜面3aによって出射面22へ向けて正反射させる。傾斜面3aによって正反射された光は、出射面22から強い指向性を有する出射光Lとして出射される。
図3の(a)〜図3の(d)は、反射パターン3の形状の一例を示す断面図である。図3の(a)〜図3の(d)の上段は反射パターン3の上面図を示し、下段は反射パターン3の断面図を示している。
図3の(a)に示すように、本実施形態では、2つの側面21a・21bから入射した光源1からの光をそれぞれ反射するために、反射パターン3は、2つの傾斜面3aを有する形状としている。しかしながら、反射パターン3の断面形状およびパターン形状は、光源1の配置位置、表示するオブジェクトの種類、および観測地点(出射面22に対する観測者の距離および角度)等に応じて適宜変更可能である。
例えば、光源1が導光板2の一方の側面21aにのみ配置されている場合、図3の(b)に示すように、反射パターン3は、側面21a側にのみ傾斜面3aを有する断面形状であってもよい。
また、図3の(c)に示すように、反射パターン3は、直線的なパターン形状ではなく、曲線的なパターン形状に形成されていてもよい。これにより、多様なオブジェクトを表示することができる。
さらに、図3の(d)に示すように、光源1が導光板2の一方の側面21bにのみ配置されている場合、図3の(d)に示すように、反射パターン3は、側面21b側にのみ傾斜面3aを有する断面形状であってもよい。
隣り合う反射パターン3の間隔は、人の目で反射パターン3が形成されていることを判別できない程度であることが好ましく、例えば、約300μmである。反射パターン3の間隔が広すぎると、表示されるオブジェクトが断片的となり、観測者がオブジェクトを立体視し難くなる。
なお、本実施形態では、導光板2の下面23を切削した凹部(溝)状の反射パターン3を形成しているが、反射パターン3はこの構成に限定されない。例えば、導光板2の下面23から突出した凸状の反射パターン3を形成してもよい。または、反射パターン3は、他の反射部材によって形成されていてもよい。
<出射面22から出射される光の指向性>
次に、図4〜図6を参照して、出射面22から出射される光の指向性について説明する。
図4は、出射面22から出射される第1出射光L1および第2出射光L2の指向性を説明するための斜視図である。図4に示されるように、出射面22の第1地点P1から出射される第1出射光L1は、所定の観測地点に位置する観測者の一方の目E1およびその近傍に照射される角度範囲で出射される。一方、出射面22の第2地点P2から出射される第2出射光L2が同観測者の他方の目E2およびその近傍に照射される角度範囲で出射される。
すなわち、第1地点P1から出射される第1出射光L1は、観測者の一方の目E1によって視認されるが、他方の目E2によって視認されない。若しくは、第1出射光L1は、一方の目E1によって視認される光量に比べて、他方の目E2によって視認される光量が非常に小さくなるような指向性を有する。
一方、第2地点P2からの第2出射光L2は、観測者の他方の目E2によって視認されるが、一方の目E1によって視認されない。若しくは、第2出射光L2は、他方の目E2によって視認される光量に比べて、一方の目E1によって視認される光量が非常に小さくなるような指向性を有する。
なお、第1地点P1から出射される第1出射光L1の角度範囲(指向性)、および第2地点P2から出射される第2出射光L2の角度範囲(指向性)は、観測地点(出射面22に対する観測者の距離および角度)に基づいて、適宜設定される。
図5は、第1地点P1および観測者の一方の目E1の中心を通る直線と、第2地点P2および観測者の他方の目E2の中心を通る直線とが交差する交点Cを示す斜視図である。
図5に示すように、第1地点P1および一方の目E1の中心(瞳孔・水晶体)を通る直線と、第2地点P2および他方の目E2の中心を通る直線とは、交点Cで交差する。換言すると、第1地点P1から出射された第1出射光L1のうち、観測者の一方の目E1によって視認された光の光軸と、第2地点P2から出射された第2出射光L2のうち、観測者の他方の目E2によって視認された光の光軸とは、交点Cで交差している。そのため、観測者は交点Cに発光点が存在しているように錯覚する。
交点Cが出射面22に対して観測者側に位置する場合、観測者には発光点が出射面22から飛び出して見える。一方、交点Cが出射面22に対して観測者と反対側に位置する場合、観測者には発光点が出射面22よりも奥側にあるように見える。本実施形態では、交点Cは、出射面22に対して観測者と反対側に位置の下面23の下方に位置しているため、観測者は奥行き感を知覚することになる。
このように、第1出射光L1が観測者の一方の目E1およびその近傍に向かう角度範囲で出射され、且つ、第2出射光L2が同観測者の他方の目E2およびその近傍に向かう角度範囲で出射されると共に、第1出射光L1の上記光軸と、第2出射光L2の上記光軸とが交点Cを有する場合、観測者は交点Cに発光点が存在しているように錯覚する。そのため、このような交点Cを複数組み合わせることによって、観測者は立体的なオブジェクトを知覚することができる。
図6は、発光装置10の発光状態の一例を示す写真である。図6に示すように、発光装置10では、光源1が配置された側面21a・21b間(図中の左右方向)に伸びる複数の光のラインが並んだオブジェクトが出射面22に立体的に表示される。側面21a・21bから伸びるラインの数が、側面21a・21bに配置された光源1の数に対応している。
表示されるオブジェクトの奥行き感は、反射パターン3による反射角度を変更することによって設計が可能である。例えば、交点Cにおける、第1地点P1および一方の目E1の中心を通る直線と、第2地点P2および他方の目E2の中心を通る直線とがなす角度が小さくなるにつれて交点Cの位置は出射面22から遠ざかる。そのため、オブジェクトのうちより奥行き感があるように表示したい部分については上記角度が小さくなるように、対応する反射パターン3による反射角度を変更すればよい。
なお、本実施形態のように、導光板2の各側面21a・21bに複数の光源1が配置されている場合、各光源1から出射される光は、第1地点P1および第2地点P2を1つの光源1からの光が透過するように、各光源1から出射される光の指向性が制御されていることが好ましい。これにより、第1地点P1および第2地点P2から、特定の光源に対応した第1出射光L1および第2出射光L2を出射することができ、他の光源1からの光の干渉を抑制することができる。
各光源1から出射される光の指向性の制御は、例えば、各光源1と導光板2との間に、光源1から出射される光のビーム径を制御するレンズ等を配置することによって実現される。
<発光装置10の効果>
以上のように、本実施形態に係る発光装置10は、側面21a・21bから入射した光源1からの光を反射させる反射パターン3と、反射パターン3によって反射された後の光を、観測者に向けて出射する出射面22とを有する導光板2を備え、出射面22は、観測者の一方の目E1およびその近傍に照射される角度範囲で第1出射光L1を出射する第1地点P1、および観測者の他方の目E2およびその近傍に照射される角度範囲で第2出射光L2を出射する第2地点P2を含み、第1地点P1および観測者の一方の目E1の中心を通る直線と、第2地点P2および観測者の他方の目E2の中心を通る直線とは交差する。
発光装置10では、上述の通り、第1出射光L1を出射する第1地点P1および観測者の一方の目E1の中心を通る直線と、第2出射光L2を出射する第2地点P2および観測者の他方の目E2の中心を通る直線とが交差する構成である。換言すると、第1地点から出射された第1出射光のうち、観測者の一方の目E1によって視認された光の光軸と、第2地点から出射された第2出射光のうち、観測者の他方の目E2によって視認された光の光軸とが交差する構成である。そのため、観測者は2つの直線が交差する交点Cに発光点が存在しているように知覚する。
よって、反射パターン3の数や反射角度等を調整することによって、このような交点Cを複数組み合わせた立体的なオブジェクトを観測者に知覚させることが可能となる。
したがって、本実施形態によれば、図や絵柄等のオブジェクトを導光板2によって立体的に表示することができる発光装置10を実現することができる。
<変形例>
次に、図7〜図10を参照して、発光装置10の変形例について説明する。
図7は、発光装置の変形例を示す斜視図である。図7に示す発光装置11のように、導光板2の発光させたい発光エリア4に反射パターン3を配置してもよい。
この場合、表示するオブジェクトの形状に発光エリア4が設けられる。発光エリア4には、反射パターン3が約300μmの間隔で複数列形成されている。
これにより、表示するオブジェクトに応じた発光エリア4を発光させて、多様なオブジェクトを立体的に表示することができる。
図8の(a)は発光装置の他の変形を示す上面図であり、図8の(b)は図8の(a)に示される発光装置12の拡大断面図である。
図8に示す発光装置12のように、断片化された反射パターン31(第1反射パターン)が導光板2に形成されていてもよい。この場合であっても、光の入射方向に隣り合う反射パターン31の間隔は、約300μmであることが好ましい。
図9は、発光装置12を示す斜視図である。また、図10の(a)は図9に示される発光装置12を示す上面図であり、図10の(b)は図10の(a)に示す発光装置12の拡大断面図である。
図9に示すように、例えば、第1地点P1および一方の目E1の中心を通る直線と、第2地点P2および他方の目E2の中心を通る直線とがなす角度を大きくすることにより、表示するオブジェクトの奥行き感が小さくなる。この場合、図10の(a)および図10の(b)に示すように、対応する反射パターン31の光源1に対する配置角度を個別に調整し、上記角度を大きくすればよい。
このように、断片化された反射パターン31によれば、光源1に対する配置角度を個別に調整して反射パターン31による反射角度を容易に変更することができる。
〔実施形態2〕
本発明の他の実施形態について、図11に基づいて説明すれば以下の通りである。なお、説明の便宜上、上記実施形態と同じ機能を有する部材には同じ符号を付し、その説明を省略する。
<発光装置13の構成>
図11は、本実施形態に係る発光装置13の構成を示す斜視図である。図11に示すように、発光装置13は、光源1、導光板2、および集光レンズ(光学部材)5を備えている。本実施形態では、導光板2の側面21a側に1つの光源1が配置されている。
(集光レンズ5)
集光レンズ5は、光源1から出射された光を集光する光学系である。集光レンズ5は、光源1と導光板2との間に配置されている。この集光レンズ5は、光源1から出射された光を集光して、導光板2の側面21aに入射させる。そのため、進行方向に対してビーム径が徐々に減少する光が、導光板2の側面21aに入射することになる。
したがって、導光板2の出射面22と垂直な方向から見たとき、入射した光は、進行方向に対して垂直な方向の幅が徐々に減少するように導光板2内を導光する。このような光を、例えば、光の入射方向に対して略垂直な傾斜面3aを有する反射パターン3によって反射させた場合、交点Cが出射面22に対して観測者側に位置するように、第1出射光L1および第2出射光L2を出射面22から好適に出射することができる。
このように、交点Cが出射面22に対して観測者側に位置している場合、観測者には発光点が出射面よりも手前にあるように見える。したがって、飛び出し感のあるオブジェクトの立体表示が可能となる。
<発光装置13の効果>
以上のように、発光装置13は、光源1、導光板2、および光源1と導光板2との間に配置された集光レンズ5を備え、集光レンズ5は、光源1から出射された光を集光して、導光板2に入射させる。
したがって、本実施形態によれば、飛び出し感のあるオブジェクトの立体表示に好適な発光装置13を実現することができる。
なお、表示されるオブジェクトの飛び出し量は、反射パターン3による反射角度を変更することによって設計が可能である。例えば、オブジェクトのうちより飛び出し量を大きく表示したい部分については、交点Cにおける、第1地点P1および一方の目E1の中心を通る直線と、第2地点P2および他方の目E2の中心を通る直線とがなす角度が大きくなるように、対応する反射パターン3による反射角度を変更すればよい。
〔実施形態3〕
本発明のさらに他の実施形態について、図12に基づいて説明すれば以下の通りである。なお、説明の便宜上、上記実施形態と同じ機能を有する部材には同じ符号を付し、その説明を省略する。
<発光装置14の構成>
図12の(a)は、本実施形態に係る発光装置14の構成を示す斜視図であり、図12の(b)は図12の(a)に示される発光装置14の断面図である。図12の(a)および図12の(b)に示すように、発光装置14は、光源1、導光板2、および回帰反射板(反射板)6を備えている。本実施形態では、導光板2の側面21a側に1つの光源1が配置されている。
(回帰反射板6)
回帰反射板6は、導光板2の下面23から出射した光を、出射面22に向けて回帰反射させるものである。実施形態では、側面21aから入射した光をまず下面23から出射するために、反射パターン3が導光板2の例えば出射面22に形成されている。回帰反射板6は、導光板2の下面23と対向して配置されており、下面23から出射した光は回帰反射板6によって反射され、出射面22から出射される。
ここで、回帰(再帰)反射とは、入射した光を入射方向へ反射することをいう。回帰反射板6によって回帰反射された光を出射面22から出射することによって、例えば、交点Cが出射面22に対して観測者側に位置するような角度範囲で第1出射光L1および第2出射光L2を好適に出射させることができる。
<発光装置14の効果>
以上のように、発光装置14は、光源1、導光板2、および導光板2の下面23と対向して配置され回帰反射板6を備え、反射パターン3は、側面21aから入射した光を下面23に向けて反射させ、回帰反射板6は、下面23から出射した光を出射面22に向けて回帰反射させる。
したがって、本実施形態によれば、飛び出し感のあるオブジェクトの立体表示等に好適な発光装置14を実現することができる。
〔実施形態4〕
本発明のさらに他の実施形態について、図13に基づいて説明すれば以下の通りである。なお、説明の便宜上、上記実施形態と同じ機能を有する部材には同じ符号を付し、その説明を省略する。
<発光装置15の構成>
図13の(a)は本実施形態に係る発光装置15の構成を示す斜視図であり、図13の(b)は図13の(a)に示される発光装置15における反射パターン31の配置例を示す上面図である。発光装置15は、反射パターン31による反射角度を調整することによって、飛び出し感のあるオブジェクトの立体表示を実現するものである。
図13の(a)および図13の(b)に示すように、発光装置15は、光源1、および導光板2を備えている。本実施形態では、導光板2の側面21a側に1つの光源1が配置されている。
(導光板2)
本実施形態では、断片化された反射パターン31が導光板2の下面23に形成されている。この反射パターン31は、交点Cが出射面22に対して観測者側に位置するように、第1地点P1から第1出射光L1が出射され、且つ、第2地点P2からび第2出射光L2が出射されるように反射角度が調整されている。よって、集光レンズ5や回帰反射板6を用いることなく、飛び出し感のあるオブジェクトの立体表示を行うことができる。
<発光装置15の効果>
以上のように、発光装置15は、光源1、および導光板2を備え、導光板2に形成された反射パターン31は、交点Cが出射面22に対して観測者側に位置するようにその反射角度が調整されている。そのため、飛び出し感のあるオブジェクトの立体表示のために集光レンズ5や回帰反射板6を備える必要がないので、発光装置15の部品数を減少させて構成を簡略化することができる。
したがって、本実施形態によれば、飛び出し感のあるオブジェクトの立体表示が可能な発光装置15を低コストで実現することができる。
〔実施形態5〕
本発明の他の実施形態について、図14および15に基づいて説明すれば以下の通りである。なお、説明の便宜上、上記実施形態と同じ機能を有する部材には同じ符号を付し、その説明を省略する。
<発光装置16の構成>
図14は、本実施形態に係る発光装置16の構成を示す斜視図であり、図15は、図14に示されるマスク7の拡大図である。図14および図15に示すように、発光装置16は、光源1、導光板2、およびマスク(マスク部材)7を備えている。
(マスク7)
マスク7は、遮光性を有する板状部材である。マスク7は、光源1と導光板2との間に配置されており、光源1から出射された光を通過させるスリット71を有している。
スリット71は、導光板2の出射面22に対して略直交する方向に形成されている。そのため、マスク7のスリット71を通過した光を導光板2の側面21aから入射させることにより、入射する光の幅を狭くすることが可能となり、より細くシャープな光のライン(奥行き線)のオブジェクトを表示することができる。
このマスク7は、複数のスリット71を有していてもよく、この場合、スリット71の幅が異なっていてもよい。これにより、異なる幅の複数の光のライン(奥行き線)のオブジェクトを表示することができる。
また、スリット71に、カラーフィルム72が取り付けられていてもよい。これにより、光源1の色とは異なる色を用いてオブジェクトを表示することが可能となる。
さらに、マスク7に複数のスリット71を設けると共に、各スリット71に異なる色のカラーフィルム72が取り付けてもよい。これにより、複数の色を用いてオブジェクトを表示することができる。
<発光装置16の効果>
以上のように、発光装置16は、光源1、導光板2、および光源1と導光板2との間に配置されたマスク7を備え、マスク7は、光源1から出射された光を通過させる少なとも1つのスリット71を有している。
発光装置16では、マスク7のスリット71を通過した光が導光板の側面から入射するため、入射する光の幅を狭くすることが可能となる。
したがって、本実施形態によれば、より細くシャープな光のライン(奥行き線)のオブジェクトを表示することが可能な発光装置16を実現することができる。
〔実施形態6〕
本発明の他の実施形態について、図16〜図19に基づいて説明すれば以下の通りである。なお、説明の便宜上、上記実施形態と同じ機能を有する部材には同じ符号を付し、その説明を省略する。
<発光装置17の構成>
図16は、本実施形態に係る発光装置17の構成を示す斜視図である。図17に示すように、発光装置17は、光源1、導光板2、第1反射部材8および第2反射部材9を備えている。
(第1反射部材8)
第1反射部材8は、側面21aに配置された光源1からの光のうち、導光板2を導光して側面(対向側面)21bに到達した光を側面21a側へ反射するものである。第1反射部材8は、光源1が配置された側面21aと対向する導光板2の側面21bに配置されている。
側面21bに第1反射部材8を配置することにより、光源1からの光のうち反射パターン3・31(図示省略)によって反射されずに導光板2の側面21bに到達した光を、第1反射部材8によって側面21a側へ反射して、再び反射パターン3・31へ向かわせることができる。これにより、導光板2の側面21b側に疑似光源1’を配置した場合と同様の効果を得ることができ、光源1から側面に21に到達した光を出射面22から出射することが可能となる。したがって、発光装置17の光の利用効率を高めることができる。
(第2反射部材9)
第2反射部材9は、第1反射部材8によって反射され、導光板2を導光して側面に21aに到達した光を側面21b側へ反射するものである。第2反射部材9は、光源1が配置された側面21aに配置されている。第2反射部材9には、光源1から出射された光が導光板2の側面21aへ入射可能なように、光源1と対向する部分に隙間9aが設けられており、この隙間9aを通って、光源1から出射された光が導光板2の側面21aへ入射する。
側面21aに第2反射部材9を配置することにより、第1反射部材8によって反射された光のうち反射パターン3・31によって反射されずに導光板2の側面21aに戻った光を、第2反射部材9によって側面21b側へ反射して、再び反射パターン3・31へ向かわせることができる。したがって、側面21aに戻った光を出射面22から出射することが可能となるため、発光装置17の光の利用効率をさらに高めることができる。
図17は、発光装置17の発光状態の一例を示す写真である。図17に示すように、発光装置17では、例えば、光源1から側面21bに伸びて側面21bにおいて折り返された光のライン(奥行き線)のオブジェクトなどを出射面22に立体的に表示することができる。
<発光装置17の効果>
以上のように、発光装置17は、光源1、導光板2、第1反射部材8および第2反射部材9を備え、第1反射部材8が側面21bに配置され、第2反射部材9が側面21bに配置されている。
発光装置17では、光源1からの光のうち反射パターン3・31によって反射されずに導光板2の側面21bに到達した光を、第1反射部材8によって側面21a側へ反射して、再び反射パターン3・31へ向かわせることができる。
また、第1反射部材8によって反射された光のうち反射パターン3・31によって反射されずに導光板2の側面21aに戻った光を、第2反射部材9によって側面21b側へ反射して、再び反射パターン3・31へ向かわせることができる。
したがって、本実施形態によれば、光の利用効率を高めた発光装置17を実現することができる。
〔実施形態7〕
本発明の他の実施形態について、図18〜22に基づいて説明すれば以下の通りである。なお、説明の便宜上、上記実施形態と同じ機能を有する部材には同じ符号を付し、その説明を省略する。
<発光装置18の構成>
図18は、本実施形態に係る発光装置18の構成を示す斜視図である。図18に示すように、発光装置18は、光源1、および切欠部24が形成された導光板2を備えている。
(導光板2)
導光板2は、側面21aから入射した光源1からの光を導光し、出射面22から出射する導光部材である。本実施形態では、導光板2には、光源1からの光を入射させる側面21a部分に切欠部24が形成されている。
図19は、図18に示される発光装置18の上面図である。図19に示すように、光源1からの光を入射させる側面21a部分に切欠部24を形成することにより、より広い角度範囲で導光板2内を導光させることができる。したがって、光源1からの光によって出射面22のより広い範囲を発光させて、オブジェクトを表示することができる。
図20は、図19に示される発光装置18の発光状態の一例を示す写真である。図20では、2方向に略90度の角度を成すように断片化された反射パターン31(図示省略)を導光板2に形成した場合の発光装置18の発光状態を示している。
図20に示すように、発光装置18では、光源1から2方向にV字型に伸びる光のライン(奥行き線)のオブジェクトなどを出射面22に立体的に表示することができる。
<発光装置18の効果>
以上のように、発光装置18は、光源1および導光板2を備え、導光板2は、光源1からの光を入射させる側面21aに形成された切欠部24と、互いに異なる方向に延伸する2つ以上の列をなすように、線状に複数並べて配置された反射パターン31とを含み、反射パターン31は、切欠部24から入射した光源1からの光を反射する。
発光装置18では、導光板2の側面に形成された切欠部24から入射した光を、より広い角度範囲で導光板2内を導光させることが可能となる。
したがって、本実施形態によれば、1つの光源1から出射された光によって出射面22のより広い範囲を発光させて、オブジェクトを表示することができる。
<変形例>
図21は、本実施形態に係る発光装置18の変形例を示す斜視図である。図21に示すように、発光装置19は、2つの光源1、および切欠部24が形成された導光板2、第1反射部材8および第2反射部材9を備えている。
を備えている。
発光装置19のように、切欠部24が形成された導光板2、第1反射部材8および第2反射部材9を組み合わせて用いてもよい。この発光装置19は、導光板2の対向する側面21a・21bのそれぞれに光源1が配置されている。また、光を入射させる導光板2の側面21a部分および側面21b部分に、それぞれ切欠部24が形成されている。
さらに、導光板2の側面21bには第1反射部材8が配置されており、また、導光板2の側面21aには第2反射部材9がそれぞれ配置されている。
図22は、図20に示される発光装置19の発光状態の一例を示す写真である。図22に示すように、発光装置19では、各光源1から2方向にV字型に伸びる光のライン(奥行き線)が側面21aおよび側面21bにおいて複数回折り返されたオブジェクトなどを出射面22に立体的に表示することができる。
〔実施形態8〕
本発明の他の実施形態について、図23〜24に基づいて説明すれば以下の通りである。なお、説明の便宜上、上記実施形態と同じ機能を有する部材には同じ符号を付し、その説明を省略する。
<発光装置20の構成>
図23は、本実施形態に係る発光装置20の構成を示す斜視図である。図23に示すように、発光装置20は、光源1、光源(第2光源)101、および反射パターン(第2反射パターン)32がさらに形成された導光板2を備えている。
(光源101)
光源101は、導光板2に光を出射する発光素子である。光源101は、光源1が配置された側面21aと略90度の角度を成して互いに隣接する導光板2の側面(隣接側面)21c側に配置されている。この光源101から出射された光は、側面21cから導光板2に入射して、反射パターン32によって反射されることで、出射面22がから出射される。
(導光板2)
導光板2は、側面21aから入射した光源1からの光を導光し、出射面22から出射する導光部材である。本実施形態では、導光板2には、上述した反射パターン3・31(図示省略)と共に、尖形の突端部eを有する反射パターン32が形成されている。
この反射パターン32は、出射面22に対して垂直な方向から見た場合、突端部eを側面21a側に向けて配置されている。これにより、第2反射パターンは、側面21aから入射した光源1からの光を反射させず、当該側面21aと略90度の角度を成して互いに隣接する側面21cから入射した光源101からの光のみを反射する。
図24の(a)は、図23に示される反射パターン32の形状を説明するための斜視図であり、図24の(b)はその平面図であり、図24(c)はその側面図である。
このような反射パターン32としては、例えば、図24の(a)〜(c)に示すように、導光板2の出射面22に対して垂直な方向から見た場合、光源101からの光の進行方向D1と直交する方向に尖形の突端部eが配置され、且つ、光源101からの光の進行方向D1と、突端部eに接続される反射パターン32の反射面33の縁端部の法線方向D2との成す角度αが−38.327x2+152.3x−94.014(xは導光板2の屈折率)以下のものを好適に用いることができる。
このような反射パターン32を導光板2に形成することにより、反射パターン32が側面21aから入射した光源1からの光によって発光することを好適に抑制することが可能となる。そのため、反射パターン32に対応するオブジェクトを光源101の発光を制御することによって発光させることができる。
図25は、図23に示される発光装置20の発光状態の一例を示す写真である。図25に示すように、発光装置20では、反射パターン32に対応するオブジェクトI2に対して、反射パターン3・31に対応するオブジェクトが奥側にあるように観測者に観測させることができる。
<発光装置20の効果>
以上のように、発光装置20は、光源1、光源101、および反射パターン(第2反射パターン)32がさらに形成された導光板2を備えている。
発光装置20では、側面21aから入射した光源1からの光による反射パターン32の発光を抑制することが可能となるため、反射パターン3・31に対応するオブジェクトI1を光源1によって発光させ、反射パターン32に対応するオブジェクトI2を光源101によって発光させることができる。
したがって、本実施形態によれば、反射パターン32に対応するオブジェクトI2が浮遊したような浮遊感のあるオブジェクトの立体表示が可能な発光装置20を実現することができる。
〔実施形態9〕
本発明の他の実施形態について、図26および27に基づいて説明すれば以下の通りである。なお、説明の便宜上、上記実施形態と同じ機能を有する部材には同じ符号を付し、その説明を省略する。
<発光装置25の構成>
図26は、本実施形態に係る発光装置25の構成を示す斜視図である。図26に示すように、発光装置25は、光源1、光源102(第1光源)、導光板2、および導光部材26を備えている。
(光源102)
光源102は、導光板2に光を出射する発光素子である。光源102は、光源1が配置された側面21a側に、導光部材26を介して配置されている。この光源102から出射された光は、導光部材26を透過して側面21aから導光板2に入射する。
(導光部材26)
導光部材26は、光源102と導光板2の側面21aとの間に配置された導光材である。導光部材26は、導光板2と同じ材料からなり、光を全反射する材料(例えば、アクリル樹脂等)からなる。
発光装置25では、光源102からの光は、導光部材26を介して導光板2の側面21aから入射するため、光源102からの光の光路を導光部材26の分だけ長くすることができる。
図27は、図26に示される発光装置25の発光状態の一例を示す写真である。図27に示すように、発光装置25では、光源102からの光の光路が導光部材26の分だけ長くなるため、導光部材26を介さずに導光板2の側面21aへ直接入射させた光源1からの光に比べて、より奥側にあるように観測者に観測させることができる。
<発光装置25の効果>
以上のように、発光装置25は、光源1、光源102、導光板2、および導光部材26を備えている。
発光装置25では、光源102からの光は導光部材26を介して導光板2の側面21aから入射する。そのため、導光板2の側面21aへ直接入射させた光源1からの光に比べて、光源102からの光の光路を導光部材26の分だけ長くすることができる。
したがって、本実施形態によれば、より奥行き感のあるオブジェクトの立体表示が可能な発光装置25を実現することができる。
本発明は、光源から入射する光を導光して光出射面から出射させる導光体、およびそれを備えた発光装置に適用でき、例えば、パチンコおよびスロットマシン等に好適に搭載できる。
1 光源(第1光源)
2 導光板(導光体)
3 反射パターン(第1反射パターン)
3a 傾斜面(反射面)
4 発光エリア
5 集光レンズ(光学部材)
6 回帰反射板(反射板)
7 マスク(マスク部材)
8 第1反射部材
9 第2反射部材
10 発光装置
11 発光装置
12 発光装置
13 発光装置
14 発光装置
15 発光装置
16 発光装置
17 発光装置
18 発光装置
19 発光装置
20 発光装置
21a 側面
21b 側面(対向側面)
21c 側面(隣接側面)
22 出射面
24 切欠部
25 発光装置
26 導光部材
23 下面(対向面)
31 反射パターン(第1反射パターン)
32 反射パターン(第2反射パターン)
71 スリット
72 カラーフィルム
101 光源(第2光源)
102 光源(第1光源)
C 交点
E1 目(一方の目)
E2 目(他方の目)
L 出射光(光)
L1 第1出射光
L2 第2出射光
P1 第1地点
P2 第2地点

Claims (15)

  1. 側面から入射した第1光源からの光を反射させる第1反射パターンと、
    前記第1反射パターンによって反射された後の光を出射する出射面とを備え、
    前記出射面は、該出射面を観測する観測者の一方の目およびその近傍に照射される角度範囲で第1出射光を出射する第1地点、および前記観測者の他方の目およびその近傍に照射される角度範囲で第2出射光を出射する第2地点を含み、
    前記第1地点および前記観測者の一方の目の中心を通る直線と、前記第2地点および前記観測者の他方の目の中心を通る直線とは交差することを特徴とする導光体。
  2. 前記第1地点および前記観測者の一方の目の中心を通る直線と、前記第2地点および前記観測者の他方の目の中心を通る直線とが交差する交点は、前記出射面に対して前記観測者側に位置していることを特徴とする請求項1に記載の導光体。
  3. 前記第1地点および前記観測者の一方の目の中心を通る直線と、前記第2地点および前記観測者の他方の目の中心を通る直線とが交差する交点は、前記出射面に対して前記観測者と反対側に位置することを特徴とする請求項1に記載の導光体。
  4. 前記第1出射光は、前記観測者の他方の目に照射されない角度範囲で出射され、
    前記第2出射光は、前記観測者の一方の目に照射されない角度範囲で出射されることを特徴とする請求項1から3までのいずれか一項に記載の導光体。
  5. 請求項1から4までのいずれか一項に記載の導光体と、
    前記第1光源とを備えることを特徴とする発光装置。
  6. 前記導光体の前記側面に沿って配置された複数の前記第1光源を備え、
    各第1光源から出射される光は、前記第1地点および前記第2地点を1つの前記第1光源からの光が透過するように、指向性が制御されていることを特徴とする請求項5に記載の発光装置。
  7. 前記第1光源と前記導光体との間に配置された光学部材をさらに備え、
    前記光学部材は、前記第1光源から出射された光を集光して、前記導光体に入射させることを特徴とする請求項5または6に記載の発光装置。
  8. 前記第1光源と前記導光体との間に配置されたマスク部材をさらに備え、
    前記マスク部材は、前記第1光源から出射された光を通過させる少なくとも1つのスリットを有していることを特徴とする請求項5または6に記載の発光装置。
  9. 前記スリットに、カラーフィルムが取り付けられていることを特徴とする請求項8に記載の発光装置。
  10. 前記第1光源が配置された前記側面と対向する前記導光体の対向側面に配置された第1反射部材をさらに備え、
    前記第1反射部材は、前記第1光源からの光のうち、前記導光体を導光して前記対向側面に到達した光を前記側面側へ反射することを特徴とする請求項5から9のいずれか一項に記載の発光装置。
  11. 前記第1光源が配置された前記側面に配置された第2反射部材をさらに備え、
    前記第2反射部材は、前記第1反射部材によって反射され、前記導光体を導光して前記側面に到達した光を前記対向側面側へ反射することを特徴とする請求項10に記載の発光装置。
  12. 前記導光体は、
    前記第1光源からの光を入射させる前記側面に形成された切欠部と、
    互いに異なる方向に延伸する2つ以上の列をなすように、線状に複数並べて配置された前記第1反射パターンとを含み、
    前記第1反射パターンは、前記切欠部から入射した前記第1光源からの光を反射することを特徴とする請求項5から11のいずれか一項に記載の発光装置。
  13. 前記第1光源と前記導光体との間に配置された導光部材をさらに備え、
    前記導光部材は、前記第1光源から出射された光を導光して、前記導光体の前記側面に入射させることを特徴とする請求項5または6に記載の発光装置。
  14. 前記第1光源が配置された前記導光体の前記側面と略90度の角度を成して互いに隣接する当該導光体の隣接側面側に配置された第2光源をさらに備え、
    前記導光体は、前記第2光源からの光を反射させる第2反射パターンを含み、
    前記導光体の前記出射面に対して垂直な方向から見た場合、上記第2反射パターンは、尖形の突端部を有し、当該突端部を前記第1光源が配置された前記側面側に向けて配置されていることを特徴とする請求項5から13のいずれか一項に記載の発光装置。
  15. 前記出射面と対向する前記導光体の対向面側に配置された反射板をさらに備え、
    前記第1反射パターンは、前記側面から入射した光を前記対向面に向けて反射させ、
    前記反射板は、前記対向面から出射した光を前記出射面に向けて回帰反射させることを特徴とする請求項5から14のいずれか一項に記載の発光装置。
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