JP2020184013A - 表示切替装置 - Google Patents
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Abstract
Description
本願発明の一形態について具体的な説明を行う前に、本実施形態の前提となる構成について、以下に説明する。
以下、本発明の一側面に係る実施の形態について図面に基づいて説明する。
(表示切替装置の基本構成)
図1の(a)は、本実施形態に係る表示切替装置10の基本構成を示す模式図であり、(b)の(a)の細部構成を示す図である。図1の(a)に示すように、表示切替装置10は、図面における上から下の順に、光吸収部材2と、光拡散部材3と、表示集光部46と、複数の光源7と、基板8とを備える。
図4の(a)、(b)および(c)は、それぞれ図1におけるレンズアレイ6の構成例を示す図である。具体的には、図4の(a)に示すように、レンズアレイ6は、複数のレンズが二次元マトリックス状に配列されて構成される。
次に、表示切替装置10の特徴的構成を示す構成例について説明する。
まず、図2を参照して、表示切替装置10の表示部45に外乱光が照射する状態について説明する。同図に示すように、表示部45に対しては、レンズアレイ6が配置されている側とは反対側、すなわち、ユーザの視点が配置される側から外乱光が照射される場合と、レンズアレイ6が配置されている側、すなわり、ユーザからみて表示部45の奥側から外乱光が照射される場合とが想定される。
構成例2においては、表示部45に対して、レンズアレイ6が配置されている側とは反対側から照射される外乱光による反射に関して、複数の画素領域45aにおける、画素領域45aと画素周囲領域45bとの両方を含む領域の反射率の変化幅は、画素領域45aのみにおける反射率の変化幅よりも小さくなっている。
図29は、画素領域45aと画素周囲領域45bとの和の総面積に対する、画素領域45aの総面積の比率(開口率)と、複数の検証者による「うっすら見え」の視認結果の統計との関係を示している。なお、この検証実験は、(1)500luxの環境化において、(2)表示部45の下に白紙を配置し、(3)画素周囲領域45bの透過率が5%である条件で行っている。
構成例3に関して、図20を参照して説明する。図20の(a)は、表示部45の平面図を示しており、同図の(b)は、表示部45の一部を拡大して示している。(b)に示すように、画素周囲領域45bに画像が印刷などにより予め形成されている。
次に、構成例4について説明する。上述したように、表示切替装置10は、光吸収部材2と、光拡散部材3とを備えている(図1を参照)。本実施形態において、光吸収部材2と、光拡散部材3とを調光部材23と総称する場合がある。
次に構成例5について説明する。上述したように、表示切替装置10は、基板8と、筐体9とを備えている(図1を参照)。本実施形態において、光吸収部材2と、基板8と、筐体9とを内部光吸収部材89と総称する場合がある。
以下に、表示切替装置10の実施例のバリエーションについて説明する。
図8は、表示部45の画素領域45aに対して集光された光が照射される状態のバリエーションを示す模式図である。図8に示すように、画素領域45aの面積に応じて、集光された光の透過状態は異なる。
図9の(a)〜(b)は、表示部45の構成を示す模式図である。表示部45の構成例の1つとして、図9の(a)に示すように、例えば透光性を有するフィルムからなる画像層4にマトリクス層5を印刷して表示部45を構成している。ここで、画素周囲領域45bは、マトリクス層5の一部を構成している。
図10の(a)〜(d)は、それぞれ表示部45の画素領域45aの形状を示す図である。図10の(a)〜(c)に示すように、1つの画素に2つの画素領域45aが形成され、画素領域45aがそれぞれ円形、楕円形、長方形であることが例示されている。また、図10の(d)では、1つの画素に4つの形状が互い異なる画素領域45aが形成されることが例示されている。
図11の(a)〜(b)は、それぞれ1つの画素中の画素領域45aの配置例を示す図である(配置例1)。図11の(a)〜(b)では、それぞれ1つの画素に2つの画素領域45aが配置される例について示されている。
図13の(a)〜(b)は、1つの画素中の複数の画素領域45aの配置例をそれぞれ示す図である(配置例2)。図13の(a)では、3つの画素領域45aが例示され、図13の(b)では、4つの画素領域45aが例示されている。ここまで、画素領域45aの数量について2つから4つを例示したが、5つ以上であってもよい。
図14の(a)〜(c)は、表示部45の画素領域45aの配列のバリエーションを示す図である。図14の(a)では、レンズアレイ6の各レンズが一次元に配置され、図14の(b)では、画素領域45aおよびレンズアレイ6の各レンズが二次元でハニカム状に配置され、図14の(c)では、画素領域45aおよびレンズアレイ6の各レンズが二次元でマトリックス状に配置されている。
上述したように、レンズアレイ6が複数のレンズにより構成されている。図16の(a)〜(c)は、レンズアレイ6を構成するレンズの断面形状を示す図である。図16の(a)に示すように、通常断面形状が球面となるレンズが多用されている(図5なども参照)。
図示しないが、光源7の構成についてRGBLEDを例示したが、本実施形態はこれに限定されない。光源7は、OLED、線光源、ファイバー光源、レーザーであってもよい。
図21は、光源7の光軸を傾斜させる構成を示す図である。図21に示すように、光源7の位置をずらしてレンズアレイ6におけるレンズによる集光の光軸を傾けるようにしてもよい。すなわち、ユーザの視点が配置される可能性が高い角度に上記光軸を一致させることによって、ユーザに視認される光の光量を向上させることができ、コントラストを向上させることができる。
図22は、導光棒11を用いて光源7の位置を変える構成を示す模式図である。このように導光棒11を設けることによって、構造上、光源7と表示部45との距離が遠くなってしまう場合でも、導光棒11によって仮想的に光源7の配置位置を表示部45に近づけることが可能となる。
上記のように、本実施形態に係る表示切替装置10によれば、光源7の点灯位置を切り替えることにより、複数の図柄を切り替えて表示することが可能である。この図柄の切替の例としては、表示する情報の切替(文字の切替、絵・図形の切替など)、バックライトのような背景画像の表示と特定の情報の表示との間の切替、および、アニメーション的表示を目的とする複数の絵の連続切替などが挙げられる。図24は、背景画像の表示と特定の情報の表示との間の切替の具体例を示している。同図に示す例では、(a)ボタンを示す2次元画像が背景画像として印刷で表示されている状態から、(b)ボタンの周囲の4つの三角印およびボタンの内部の「ON」という文字が光源の点灯によって表示される状態に切り替わるようになっている。
11 導光棒
12 レンズ
2 光吸収部材
3 光拡散部材
23 調光部材
4 画像層
5 マトリクス層(画素周囲領域45b、マスク)
45 表示層
45a 画素領域(開口)
45b 画素周囲領域
6 レンズアレイ(マイクロレンズアレイ)
7 光源
8 基板
9 筐体
89 内部光吸収部材
P(P1〜P6) 第1〜第6の画像(表示画像)
Claims (18)
- 複数の光源位置からの光の照射が切り替えられることによって表示画像を切り替える表示切替装置であって、
複数のレンズが配列されたレンズアレイと、
表示部とを備え、
前記表示部は、
複数の前記光源位置から出射された光のそれぞれが、前記レンズアレイのそれぞれの前記レンズによって集光される光が通る領域を含んで配置される複数の画素領域と、
前記画素領域のそれぞれの周囲に配置される、透過率が一定の画素周囲領域とを備え、
前記画素領域のそれぞれにおける透過率が所定の静止図柄に対応して設定されており、
前記表示部における前記画素領域の総面積は、前記画素領域と前記画素周囲領域との和の総面積の60%以下である表示切替装置。 - 前記レンズアレイは、複数のレンズが二次元配列されている請求項1に記載の表示切替装置。
- 複数の光源位置からの光の照射が切り替えられることによって表示画像を切り替える表示切替装置であって、
複数のレンズが配列されたレンズアレイと、
複数の前記光源位置から出射された光のそれぞれが、前記レンズアレイのそれぞれの前記レンズによって集光される光が通る領域を含んで配置される画素領域を複数備え、前記画素領域のそれぞれにおける透過率が所定の静止図柄に対応して設定されている表示部と、を備え、
前記表示部に対して、前記レンズアレイが配置されている側とは反対側から照射される外乱光による、前記表示部における色または反射率の場所依存性は、前記光源からの光による、前記表示部における前記透過率の場所依存性よりも低い表示切替装置。 - 複数の光源位置からの光の照射が切り替えられることによって表示画像を切り替える表示切替装置であって、
複数のレンズが配列されたレンズアレイと、
表示部とを備え、
前記表示部は、
複数の前記光源位置から出射された光のそれぞれが、前記レンズアレイのそれぞれの前記レンズによって集光される光が通る領域を含んで配置される複数の画素領域と、
前記画素領域のそれぞれの周囲に配置される、透過率が一定の画素周囲領域とを備え、
前記画素領域のそれぞれにおける透過率が所定の静止図柄に対応して設定されており、
前記表示部に対して、前記レンズアレイが配置されている側とは反対側から照射される外乱光による反射に関して、複数の前記画素領域における、前記画素領域と前記画素周囲領域との両方を含む領域の反射率の変化幅は、前記画素領域のみにおける反射率の変化幅よりも小さい表示切替装置。 - 前記画素周囲領域の反射率が一定である請求項4に記載の表示切替装置。
- 前記表示部は、前記画素領域のそれぞれの周囲に透過率が一定の画素周囲領域をさらに備え、
前記画素周囲領域は前記レンズアレイが配置されている側からの光を遮光する請求項1〜5のいずれか一項に記載の表示切替装置。 - 前記画素周囲領域の反射率が、対応する前記画素領域の反射率に応じて異なる請求項4に記載の表示切替装置。
- 前記画素周囲領域に、前記レンズアレイのそれぞれの前記レンズによって集光される位置とは異なる位置にダミー開口部が設けられている請求項7に記載の表示切替装置。
- 前記表示部は、前記画素領域のそれぞれの周囲に透過率が一定の画素周囲領域をさらに備え、
前記表示部における前記画素領域の総面積は、前記画素領域と前記画素周囲領域との和の総面積の60%以下である請求項3〜8のいずれか一項に記載の表示切替装置。 - 複数の光源位置からの光の照射が切り替えられることによって表示画像を切り替える表示切替装置であって、
複数のレンズが配列されたレンズアレイと、
表示部とを備え、
前記表示部は、
複数の前記光源位置から出射された光のそれぞれが、前記レンズアレイのそれぞれの前記レンズによって集光される光が通る領域を含んで配置される複数の画素領域と、
前記画素領域のそれぞれの周囲に配置される、透過率が一定の画素周囲領域とを備え、
前記画素領域のそれぞれにおける透過率が所定の静止図柄に対応して設定されており、
前記表示部に対して、前記レンズアレイが配置されている側とは反対側から照射される外乱光による色または反射率が、前記画素周囲領域の場所によって異なっている表示切替装置。 - 複数の光源位置からの光の照射が切り替えられることによって表示画像を切り替える表示切替装置であって、
複数のレンズが配列されたレンズアレイと、
複数の前記光源位置から出射された光のそれぞれが、前記レンズアレイのそれぞれの前記レンズによって集光される光が通る領域を含んで配置される画素領域を複数備え、前記画素領域のそれぞれにおける透過率が所定の静止図柄に対応して設定されている表示部と、を備え、
前記表示部に対して、前記レンズアレイが配置されている側とは反対側に、光を吸収または拡散する調光部材をさらに備える表示切替装置。 - 前記調光部材の透過率が50%以下である請求項11に記載の表示切替装置。
- 前記調光部材のヘイズ値が20%以上である請求項11に記載の表示切替装置。
- 複数の光源位置からの光の照射が切り替えられることによって表示画像を切り替える表示切替装置であって、
複数のレンズが配列されたレンズアレイと、
複数の前記光源位置から出射された光のそれぞれが、前記レンズアレイのそれぞれの前記レンズによって集光される光が通る領域を含んで配置される画素領域を複数備え、前記画素領域のそれぞれにおける透過率が所定の静止図柄に対応して設定されている表示部と、を備え、
前記レンズアレイに対して前記光源側に、前記光源と反対側から照射される外乱光を吸収する内部光吸収部材をさらに備える表示切替装置。 - 前記内部光吸収部材は、当該表示切替装置を囲う基板および筐体の少なくともいずれか一方によって構成される請求項14に記載の表示切替装置。
- 前記表示部は、前記画素領域のそれぞれの周囲に透過率が一定の画素周囲領域をさらに備え、
前記内部光吸収部材の色は、前記画素周囲領域の色に対して階調50%のグレー色に比べて近い、または、前記内部光吸収部材の反射率は、前記画素周囲領域の反射率に対して反射率50%に比べて近い請求項14または15に記載の表示切替装置。 - 表示すべき図柄に応じて透過率の分布状態が設定されている画像層と、
前記画像層とは別体に設けられる、画素領域および画素周囲領域を規定するマトリクス層とを備える請求項1〜16のいずれか一項に記載の表示切替装置。 - 請求項1〜17のいずれか一項に記載の表示切替装置を備え、前記表示切替装置に対するユーザの操作を検知するスイッチ。
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