JP6680195B2 - 導光板、表示装置及び遊技機 - Google Patents

Description

本発明は、光って見える図柄を表示する導光板、表示装置、及び、そのような表示装置を有する遊技機に関する。

従来より、板状に形成された光透過性を有する導光板を用いて、光って見えるパターンなどを表示する技術が提案されている。このような技術では、観察者の臨場感を向上させるために、様々な工夫が凝らされている（例えば、特許文献１及び２を参照）。

例えば、特許文献１に開示された導光体では、光出射面との対向面における発光エリアに対応する領域である反射領域に複数の反射パターンが設けられる。各反射パターンは、その反射パターンで反射されて発光エリアから出射され、光出射面を観察する観察者に到達する光の光量が、発光エリア内の位置に応じて連続的に変化するように配置される。

また、特許文献２に開示された表示装置では、導光板の一方の面に、入射光を導光板の他方の面側に反射させる反射面を有するドット状反射部が複数設けられる。そしてその反射面は、傾斜させた平面を境界線に対して屈曲させて得られる二つの副反射面からなる。そして複数のドット状反射部からの反射光は特定のパターンを表示する。

特開２０１５−８８４８９号公報 特開２０１１−２３２７１７号公報

特許文献１に開示された技術では、発光エリアを観察者に立体的に視認させることができる。また、特許文献２に開示された技術では、観察者がパターンを視認することが可能範囲を広くすることができる。しかし、観察者の臨場感を向上するために、光って見える部分が、このような技術では表現されないような見え方となるものも求められている。

そこで、本発明は、観察者の臨場感を向上できる導光板を提供することを目的とする。

本発明の一つの形態として、可視光に対して透明な板状に形成された導光板が提供される。この導光板は、可視光を発する光源に対向し、かつ導光板の一つの側面に設けられる第１の入射面と、導光板の一方の面における所定の領域に設けられ、光源から発して第１の入射面から導光板内に入射した可視光を導光板の他方の面へ向けて反射する反射面を有する複数のプリズムとを有する。そして、所定の領域は、所定の視点から見たときのその所定の領域内の明るさの複数の階調のそれぞれに対応する複数の部分領域に分割され、複数の部分領域のそれぞれごとに、その部分領域内に配置される各プリズムの反射面の向きがその部分領域に対応する明るさの階調に応じて設定される。

この導光板において、光源からの光は第１の入射面の長手方向を含む面において平行光化されて導光板へ入射するとともに、複数の部分領域のそれぞれごとに、その部分領域内に配置される各プリズムと光源とが正対する基準の向きに対する反射面の導光板の一方の面に沿った角度がその部分領域に対応する明るさの階調に応じた反射面の向きとなるように設定されることが好ましい。

この場合において、各プリズムは、基準の向きに対して、導光板の一方の面に沿って互いに逆向きに回転される第１の反射面と第２の反射面とを有し、複数の部分領域のそれぞれごとに、その部分領域内に配置される各プリズムの基準の向きに対する第１及び第２の反射面のそれぞれの導光板の一方の面に沿った角度がその部分領域に対応する明るさの階調に応じた各反射面の向きとなるように設定されることが好ましい。

あるいは、この導光板において、光源からの光は第１の入射面の短手方向を含む面において平行光化されて導光板へ入射するとともに、複数の部分領域のそれぞれごとに、導光板の一方の面に対するその部分領域内に配置される各プリズムの反射面の傾斜角がその部分領域に対応する明るさの階調に応じた反射面の向きとなるように設定されることが好ましい。

さらに、この導光板において、所定の領域内の一部の領域における明るさの階調の数が、所定の領域内の他の領域における明るさの階調の数よりも多く設定されることが好ましい。

あるいは、この導光板において、所定の領域内の少なくとも一部において、複数の部分領域のうちの互いに隣接する二つの部分領域間の階調の差が一段となるように複数の部分領域のそれぞれが設定されることが好ましい。

さらに、この導光板において、光源からの光は第１の入射面の長手方向を含む面において平行光化されて導光板へ入射するとともに、複数の部分領域のそれぞれごとに、その部分領域内に配置される各プリズムと光源とが正対する基準の向きに対する各プリズムの反射面の導光板の一方の面に沿った角度がその部分領域に対応する明るさの階調に応じた反射面の向きとなるように設定され、導光板は、第１の入射面が形成される側面と直交する他の側面に形成される第２の入射面を有することが好ましい。そして所定の領域は、第２の部分領域をさらに含み、第２の部分領域には、第２の光源から発して第２の入射面から導光板内に入射した可視光を導光板の他方の面へ向けて反射する反射面を有する複数の第２のプリズムを有することが好ましい。

本発明の他の形態として、表示装置が提供される。この表示装置は、可視光を発する光源と、可視光に対して透明な板状に形成された導光板と、光源の点灯及び消灯を制御する制御部とを有する。導光板は、光源に対向し、かつ導光板の一つの側面に設けられる入射面と、導光板の一方の面における所定の領域に設けられ、光源から発して入射面から導光板内に入射した可視光を導光板の他方の面へ向けて反射する反射面を有する複数のプリズムとを有する。そして所定の領域は、所定の視点から見たときのその所定の領域内の明るさの複数の階調のそれぞれに対応する複数の部分領域に分割され、複数の部分領域のそれぞれごとに、その部分領域内に配置される各プリズムの反射面の向きがその部分領域に対応する明るさの階調に応じて設定される。

この表示装置において、光源は、入射面の長手方向に沿って配列された複数の発光素子を有し、制御部は、複数の発光素子のうちの点灯する発光素子を時間経過に応じて変化させることが好ましい。

本発明のさらに他の形態として、遊技機が提供される。この遊技機は、遊技機本体と、遊技機本体の遊技者と対向する側の面に設けられた表示装置とを有し、表示装置は、可視光を発する光源と、可視光に対して透明な板状に形成された導光板と、光源の点灯及び消灯を制御する制御部とを有する。
導光板は、光源に対向し、かつ導光板の一つの側面に設けられる入射面と、導光板の一方の面における所定の領域に設けられ、光源から発して入射面から導光板内に入射した可視光を導光板の他方の面へ向けて反射する反射面を有する複数のプリズムとを有する。そして所定の領域は、所定の視点から見たときのその所定の領域内の明るさの複数の階調のそれぞれに対応する複数の部分領域に分割され、複数の部分領域のそれぞれごとに、その部分領域内に配置される各プリズムの反射面の向きがその部分領域に対応する明るさの階調に応じて設定される。

本発明に係る導光板は、観察者の臨場感を向上できるという効果を奏する。

本発明の一つの実施形態に係る表示装置の概略構成図である。 （ａ）は、表示装置が有する導光板の概略正面図である。（ｂ）は、発光領域に表示される、金属的な質感を持つ図柄の一例を示す図である。 図２の矢印ＡＡ’で示される導光板の概略側面断面図である。 （ａ）は、プリズムの概略斜視図である。（ｂ）は、プリズムの概略平面図である。（ｃ）は、変形例によるプリズムの概略斜視図である。 各プリズムの反射面の回転角により部分領域ごとの明るさを調節する場合のプリズムの配置を示す、発光領域の一部の拡大平面図である。 各プリズムの反射面の傾斜角により部分領域ごとの明るさを調節する場合のプリズムの配置を示す、発光領域の一部に相当する導光板の部分側面図である。 変形例による、発光領域の一部の拡大平面図である。 変形例による表示装置の概略構成図である。 上記の各実施形態または変形例による表示装置を有する弾球遊技機を遊技者側から見た、その弾球遊技機の概略斜視図である。

以下、本発明の実施形態による表示装置を、図を参照しつつ説明する。この表示装置は、可視光に対して透明な材料を板状に形成した導光板を有し、その導光板の一方の面が観察者に面する出射面として形成される。そして出射面と対向する導光板の他方の面である拡散面には、観察者から光って見える図柄を表示する発光領域内において、光源から発し、導光板の側壁に形成された入射面から導光板内に入射した可視光を出射面へ向けて反射する複数のプリズムが形成される。発光領域は、所定の視点から見たときの明るさの複数の階調のそれぞれに対応する複数の部分領域に分割される。そして部分領域ごとに、その部分領域内に配置される各プリズムの反射面の向きが、その部分領域に対応する明るさの階調に応じて設定される。これにより、表示装置は、その発光領域について、凹凸のある金属面からの反射光のように観察者に見せること、すなわち、金属的な質感を疑似的に再現することで、観察者の臨場感を向上させることができる。

図１は、本発明の一つの実施形態に係る表示装置の概略構成図である。表示装置１は、導光板２と、光源３と、コリメータ４と、制御部５とを有する。

導光板２は、光源３から発する可視光に対して透明な平板状に形成された部材である。導光板２は、例えば、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート、シクロオレフィンポリマーといった、可視光に対して透明な樹脂を成型することで形成される。そして導光板２は、光源３が点灯している間、光源３からの光をその内部で伝搬させるとともに、観察者と対向しない方の拡散面、すなわち、背面側において発光領域２２内に形成された複数のプリズムにより、光源３からの光を、導光板２の正面側に位置する観察者へ向けて反射させることで、観察者が、金属的な質感を伴って光って見える図柄を視認できるようにする。
なお、導光板２の詳細については後述する。

光源３は、可視光を発する少なくとも一つの発光素子を有する。例えば、光源３は、入射面２ａの長手方向に沿って配列される複数の発光素子を有していてもよい。各発光素子は、その発光面が導光板２の側壁のうちの一つである入射面２ａと対向するように配置される。そして光源３の各発光素子は、制御部５からの制御信号に応じて点灯または消灯する。制御部５が光源３を点灯させている間、光源３の各発光素子から発した光は、コリメータ４及び入射面２ａを介して導光板２内に入射し、導光板２内を直進または全反射しながら伝搬した後に導光板２の背面側の拡散面２ｂに形成された複数のプリズムで反射されて正面側の出射面２ｃから出射する。

なお、光源３が有する各発光素子は、例えば、発光ダイオード、白熱灯、蛍光灯あるいは有機ＥＬ素子である。

コリメータ４は、光源３と導光板２の入射面２ａの間に配置され、光源３の各発光素子から発した光を少なくとも特定の方向について平行光化する。例えば、コリメータ４は、光源３が有する発光素子ごとに、その発光素子と入射面２ａとの間に配置されるコリメータレンズを有する。そして各コリメータレンズは、例えば、入射面２ａの長手方向を含む面において、対応する発光素子からの光を平行光化する正のパワーを有し、入射面２ａの短手方向（すなわち、導光板２の厚さ方向）を含む面においてはパワーを有さないシリンドリカルレンズとすることができる。これにより、光源３の各発光素子から発した光は、コリメータ４により入射面２ａの長手方向を含む面において平行光化されてから入射面２ａを介して導光板２内へ入射する。この場合、入射面２ａの長手方向を含む面においては、光源３からの光はあまり拡がらないので、観察者が入射面２ａの長手方向（以下、便宜上、横方向と呼ぶことがある）に沿って視点を移動させることで、その視点へ達する光量が部分領域ごとに比較的大きく変化する。一方、入射面２ａの短手方向については、光源３からの光は、発光素子の発光パターン及び入射面２ａの短手方向の幅（すなわち、導光板２の厚さ）に応じて拡がって導光板２内へ入射するので、拡散面２ｂと平行かつ入射面２ａの長手方向と直交する方向（以下、便宜上、縦方向と呼ぶことがある）に沿って観察者が視点を移動させても、その視点へ達する光量の変化は相対的に小さい。そのため、観察者が縦方向に沿って視点を移動させても、各部分領域の明るさの変化は相対的に小さく、その結果として、表示装置１は、縦方向に関して、発光領域２２が同じような見え方をする範囲を広くすることができる。

また、コリメータ４が有する各コリメータレンズは、入射面２ａの長手方向を含む面だけでなく、入射面２ａの短手方向を含む面についても、対応する発光素子からの光を平行光化する正のパワーを有していてもよい。この場合には、観察者が視点を横方向に沿って移動させた場合に限らず、縦方向に沿って移動させた場合も、その移動に伴って各部分領域の明るさも大きく変化する。

なお、コリメータ４が有する各コリメータレンズは、例えば、ガラスまたは透明樹脂により形成され、シリンドリカル面、球面または非球面を持つ屈折レンズであってもよく、あるいは、ＧＲＩＮレンズもしくは回折レンズであってもよい。

制御部５は、例えば、プロセッサと、メモリ回路と、光源３の駆動回路とを有する。そして制御部５は、上位の制御装置（図示せず）からの制御信号に応じて、光源３の点灯及び消灯を制御する。導光板２の正面側に位置する観察者から発光領域２２の図柄が見えるようにする場合には、制御部５は、光源３を点灯させ、一方、観察者から発光領域２２の図柄を見えなくする際には光源３を消灯する。

以下、導光板２の詳細について説明する。

図２（ａ）は、導光板２の概略正面図である。また図２（ｂ）は、発光領域２２に表示される、金属的な質感を持つ図柄の一例を示す図である。この例では、図柄２００として、複数のコインが金属的な質感を持って表示される。そして図３は、図２の矢印ＡＡ’で示される線における、導光板２の概略側面断面図である。図２（ａ）及び図３に示されるように、導光板２の側壁の一面に、光源３と対向する入射面２ａが形成される。光源３からの光はコリメータ４を介して入射面２ａから導光板２の内部に入射する。そして導光板２の内部を、拡散面２ｂと出射面２ｃとの間で全反射されながら、あるいは直進しつつ伝搬した光は、導光板２の背面側に位置する拡散面２ｂに形成された複数のプリズム２１の何れかにて全反射された後、導光板２の正面側に位置し、かつ、拡散面２ｂと対向する出射面２ｃから出射する。本実施形態では、複数のプリズム２１は、金属的な質感を与える図柄が形成される発光領域２２内に配列される。したがって、観察者は、光源３が点灯している間、導光板２の表面において、発光領域２２に表された図柄を観察できる。なお、図２（ａ）では、一つの発光領域２２が図示されているが、複数の発光領域２２が導光板２に設けられてもよい。その際、各発光領域２２は、互いに隣接するように配置されてもよく、あるいは、市松模様状のように、互いに離して配置されてもよい。また、各発光領域２２は、互いに同じものであってもよい。これにより、例えば、各プリズム２１をフォトリソグラフィ―により形成する場合において、発光領域２２の一つに相当するパターニング用のマスクを用意すればよい。そしてそのマスクを発光領域２２ごとに用いることで、導光板２に各発光領域２２のプリズム２１を形成することができる。そのため、導光板２の製造工程を簡略化できる。あるいは、各発光領域２２の形状及びサイズは、表現したい図柄に応じて適宜決定されてもよい。また、図２（ａ）及び図３において、図の見易さの向上のために、プリズム２１のサイズ及び導光板２の厚さは誇張されている点に留意されたい。

発光領域２２は、所定の領域の一例であり、例えば、表示される図柄に応じて、所定の視点から見た明るさが予め設定される複数の明るさの段階のうちの同じ段階となる部分領域２２−１〜２２−ｎ（ただし、ｎは２以上の整数）ごとに分割される。各部分領域２２−１〜２２−ｎは、三角形、矩形、五角形、円形、あるいは、それらの組み合わせ、もしくは、より複雑な形状であってもよい。また、各部分領域２２−１〜２２−ｎの少なくとも何れかが、他の部分領域と異なる形状を有していてもよい。さらに、各部分領域２２−１〜２２−ｎは同じサイズであってもよく、あるいは、各部分領域２２−１〜２２−ｎの少なくとも何れかのサイズが、他の部分領域のサイズと異なっていてもよい。

また、各部分領域２２−１〜２２−ｎのサイズは、観察者の眼で識別できる面積の最小値以上となることが好ましい。例えば、観察者が識別できる視角の最小値を、視力1.0相当の人の視角の最小値である1分とし、観察者と導光板２の想定される間隔を600mmとすると、各部分領域２２−１〜２２−ｎの１辺の長さが0.17mm以上となるか、各部分領域２２−１〜２２−ｎの面積が0.5mm²以上であることが好ましい。

各部分領域２２−１〜２２−ｎには、少なくとも一つのプリズム２１が配置される。そして部分領域ごとに、各プリズム２１は、例えば、格子状、ライン状、あるいは、千鳥足状に配置される。

図４（ａ）は、プリズム２１の概略斜視図であり、図４（ｂ）は、プリズム２１の概略平面図である。複数のプリズム２１のそれぞれは、例えば、拡散面２ｂにおいて略三角形状の溝として形成され、光源３側の溝の一面が反射面２１ａとして形成される。各プリズム２１の反射面２１ａは、拡散面２ｂに沿って所定の長さを有し、かつ、拡散面２ｂに対して所定の傾斜角αをなす。所定の長さは、観察者の眼で、各プリズム２１を視認することができない程度の長さ、例えば、数μm〜数10μm程度に設定される。また、傾斜角αは、導光板２へ入射した光源３からの光を全反射させて、出射面２ｃへ向ける角度、例えば、拡散面２ｂに対して３０°〜６０°をなすように設定される。

なお、詳細は後述するように、各プリズム２１の反射面２１ａの傾斜角αは、部分領域ごとに設定されてもよい。

さらに、詳細は後述するように、拡散面２ｂに平行な面について、反射面２１ａの基準の向きに対する、拡散面２ｂの鉛直方向周りの反射面２１ａの回転角θ（以下、便宜上、単に回転角と呼ぶ）は、部分領域ごとに設定されてもよい。なお、基準の向きは、例えば、光源３からの光の入射方向が反射面２１ａの法線方向となるとき、すなわち、光源３と正対するときの反射面２１ａの向きとすることができる。

なお、各部分領域について、回転角θとなるプリズム２１と回転角(-θ)となるプリズム２１とが交互に配置されてもよい。これにより、光源３からの光は、各部分領域について、入射面２ａの法線方向に対して対称となる二つの方向へ向けて反射される。したがって、観察者が、入射面２ａの長手方向に沿ってどちら側に視点を動かしても、ある程度の光量が観察者へ達するので、発光領域２２全体の図柄を観察できる視点の範囲が広くなる。

図４（ｃ）は、変形例によるプリズム２１’の概略斜視図である。この変形例では、プリズム２１’の反射面２１ａは、光源３に対して凸となるように、反射面２１ａの長手方向の中心にて屈曲される。すなわち、反射面２１ａは、回転角の異なる二つのサブ反射面２１ｂ、２１ｃを有する。そして二つのサブ反射面２１ｂ、２１ｃの回転角は、大きさが同じで回転方向が互いに反対向きとなるように設定される。例えば、光源３側から見て右側のサブ反射面２１ｂの回転角がθであれば、光源３側から見て左側のサブ反射面２１ｃの回転角は(-θ)に設定される。これにより、光源３からの光は、一つのプリズム２１’により、基準の向きに対して対称となる二つの方向へ向けて反射される。したがって、観察者が、横方向に沿ってどちら側に視点を動かしても、ある程度の光量が観察者へ達するので、発光領域２２全体の図柄を観察できる視点の範囲が広くなる。なお、サブ反射面２１ｂの傾斜角αとサブ反射面２１ｃの傾斜角αは同一であってよい。

なお、プリズム２１の反射面は、光源３側に凸となる、円錐曲面状に形成されてもよい。この場合も、光源３からの光は横方向に拡がるので、横方向について発光領域２２全体の図柄を観察できる視点の範囲が広くなる。ただしこの場合には、回転角によっては、部分領域ごとの明るさを調整できないので、部分領域ごとの明るさは、プリズム２１の反射面２１ａの傾斜角により調整されることになる。

本実施形態では、発光領域２２が観察者に対して金属的な質感を与えるようにするために、観察者の所定の視点から見た発光領域２２の明るさが空間的に変化し、かつ、観察者の視点の移動に伴って、明るい位置が入れ替わるよう、部分領域ごとに、その部分領域内に配置される各プリズム２１の反射面２１ａの向き（すなわち、回転角と傾斜角の少なくとも何れか）が設定される。すなわち、上記のように、発光領域２２は、所定の視点から見た明るさの階調に応じて複数の部分領域２２−１〜２２−ｎに分割され、個々の部分領域は、その部分領域全体について同じ明るさとなるように、部分領域ごとに各プリズム２１の反射面２１ａの向きが設定される。なお、所定の視点は、例えば、発光領域２２の中心の鉛直上方における、導光板２から所定距離（例えば、600mm）の位置とすることができる。ただし、所定の視点は、発光領域２２と観察者の想定される位置関係に応じて適宜設定されればよい。

例えば、発光領域２２の明るさがｎ個の階調（例えば、6、8、10など）で区分される。そして明るさの階調ごとに、一つの部分領域が設定される。そして部分領域ごとに、その部分領域の明るさの階調に応じて、出射面２ｃから出射する光の強度の最も強い方向（以下、便宜上、指向方向と呼ぶ）が設定される。最も明るい部分領域では、例えば、指向方向が所定の視点へ向かうように、その部分領域内の各プリズム２１の反射面２１ａの向きが設定されればよい。そして階調が低下するにつれて、すなわち、暗くなるにつれて、指向方向が所定の視点へ向かう方向からより離れるように、部分領域内の各プリズム２１の反射面２１ａの向きが設定される。

なお、発光領域２２は、隣接する部分領域間での階調の変化が１段となる領域を含むことが好ましい。これにより、空間的に連続して階調が変化するので、金属表面の滑らかさが表現可能となる。

図５は、各プリズム２１の反射面２１ａの回転角により部分領域ごとの明るさを調節する場合のプリズム２１の配置を示す、発光領域２２の一部の拡大平面図である。図５では、３個の部分領域２２−１〜２２−３が示されている。

この例では、部分領域２２−１内に配置される各プリズム２１の反射面２１ａの回転角はθ1であり、部分領域２２−２内に配置される各プリズム２１の反射面２１ａの回転角はθ2であり、部分領域２２−３内に配置される各プリズム２１の反射面２１ａの回転角はθ3である。そして回転角θ1、θ2、θ3は互いに異なっている。そのため、光源３からの光は、部分領域２２−１〜２２−３のそれぞれについて異なる方向へ向けて反射されるので、指向方向が、部分領域ごとに異なることになる。その結果として、所定の視点に達する光量は、部分領域２２−１〜２２−３のそれぞれごとに異なり、その結果として、所定の視点から見た明るさが、部分領域２２−１〜２２−３のそれぞれごとに異ることになる。なお、一つの部分領域内では、プリズム２１の位置によらず、基準の向きは略同一となるので、個々の部分領域内に配置される各プリズム２１の向きは同一となっていてもよい。

この例では、上記のように、各部分領域におけるプリズム２１の反射面２１ａの回転角は、対応する部分領域の階調に応じて決定される。例えば、所定の視点について、回転角がA(°)のときに最も明るくなるとする。この場合、部分領域ごとの回転角は、階調が一つ小さくなる度に、所定の角度差dずつA(°)からずれるように設定される。例えば、最も明るい部分領域に対して階調がm段小さい部分領域について(ただし、mは整数、かつ、0≦m≦n-1)、その部分領域内の各プリズム２１の反射面２１ａの回転角は、(A±md)に設定される。

所定の角度差dは、所定の視点にて、階調の差が一段である二つの部分領域のそれぞれからの光量のピーク位置間の距離が観察者の両眼間の間隔の1/2以上となるように設定されることが好ましい。これにより、観察者の視点が導光板２の出射面２ｃと略平行かつ横方向に移動するにつれて、観察者が明るく感じる部分領域が順次変化するので、観察者に与える金属的な質感を向上できる。

例えば、導光板２と観察者の視点間の距離が600mmであり、両眼間の間隔が65mmであるとすると、階調差が１段となる二つの部分領域についての指向方向間の角度は、arctan(32.5/600)≒3.1°以上となることが好ましい。ここで、導光板２の屈折率が略1.5であれば、その二つの部分領域についての指向方向間の角度を3.1°以上とするために、その二つの部分領域間のプリズムの回転角の差は2°以上とすることが好ましい。したがって、この場合、所定の角度差dは、例えば、2°以上に設定されることが好ましい。一方、所定の角度差dを大きくし過ぎると、設定可能な階調数が少なくなって金属的な質感を与え難くなる。そこで、光源３からの光が所定の視点に達する回転角の範囲が、A(°)を中心として±35°であれば、所定の角度差dを、例えば5°以下に設定することで、階調数、すなわち、指向方向が8段階以上で設定できる。

なお、プリズムの回転角により部分領域ごとの指向方向を調節する場合には、部分領域間の明るさの差を大きくするために、コリメータ４は、入射面２ａの長手方向を含む面において光源３からの光を平行光化することが好ましい。

図６は、各プリズム２１の反射面２１ａの傾斜角により部分領域ごとの明るさを調節する場合のプリズム２１の配置を示す、発光領域２２の一部に相当する導光板２の部分側面図である。図６では、３個の部分領域２２−１〜２２−３が示されている。

この例では、部分領域２２−１内に配置される各プリズム２１の反射面２１ａの傾斜角はα1であり、部分領域２２−２内に配置される各プリズム２１の反射面２１ａの傾斜角はα2であり、部分領域２２−３内に配置される各プリズム２１の反射面２１ａの傾斜角はα3である。そして傾斜角α1、α2、α3は互いに異なっている。そのため、光源３からの光は、部分領域２２−１〜２２−３のそれぞれについて異なる方向へ向けて反射されるので、部分領域ごとに指向方向が異なることになる。その結果として、所定の視点から見た明るさは、部分領域ごとに異なることになる。

この例では、上記のように、各部分領域における各プリズム２１の反射面２１ａの傾斜角は、対応する部分領域について設定された明るさの階調に応じて決定される。所定の視点について最も明るくなる部分領域について、傾斜角Bは、指向方向が所定の視点へ向かう方向となるように設定される。そして部分領域ごとの傾斜角は、階調が一つ小さくなる度に、所定の角度差dずつB(°)からずれるように設定される。例えば、最も明るい部分領域に対して階調がm段小さい部分領域について(ただし、mは整数、かつ、0≦m≦n-1)、その部分領域内の各プリズム２１の反射面２１ａの傾斜角は、(B±md)に設定される。なお、部分領域ごとの傾斜角は、導光板２内を伝搬する光源３からの光の少なくとも一部を全反射できる傾斜角の範囲内で変化するように設定されることが好ましい。

なお、プリズムの傾斜角により部分領域ごとの指向方向を調節する場合には、部分領域間の明るさの差を大きくするために、コリメータ４は、入射面２ａの短手方向を含む面において光源３からの光を平行光化することが好ましい。

図５または図６に示されるように、各部分領域の明るさを部分領域ごとの指向方向、すなわち、部分領域ごとのプリズムの反射面の回転角または傾斜角により調整する場合、視点の位置を変えることで、各部分領域から視点へ向かう方向と指向方向間の角度差が変化する。その結果、視点位置の変化に応じて、明るくなっていく部分領域と暗くなっていく部分領域とが現れ、場合によっては、部分領域間の明暗の関係が入れ替わる。特に、所定の視点から見たときに暗い部分領域ほど、その部分領域についての指向方向と所定の視点へ向かう方向との差が大きくなるように、その部分領域内の各プリズムの反射面の向きが設定されているので、観察者が視点の位置を所定の視点から大きく移動させると、所定の視点から見たときに暗い部分領域ほど明るく成り得る。これは、凹凸を持つ金属の表面における、特定方向からの光の反射を、視点を変えながら観察したときと同様である。そのため、導光板２は、観察者に対して金属的な質感を与えることができる。

以上に説明してきたように、この表示装置では、導光板に表示される、金属的な質感を与える図柄を形成する発光領域が複数の部分領域に分割され、所定の視点から見た明るさが図柄に応じて変化するように、部分領域ごとの明るさの階調に応じて指向方向が設定される。そして部分領域ごとに、その部分領域内に配置されるプリズムの反射面の向きが、その部分領域について設定された指向方向に応じて設定される。そのため、この表示装置は、観察者に対して金属的な質感を与えることができ、その結果として、観察者の臨場感を向上できる。

なお、変形例によれば、明るさの階調が１段異なる二つの部分領域間での指向方向における単位面積当たりの光量の差が、所定の視点に達する単位面積当たりの光量の差よりも小さい範囲で、単位面積当たりのプリズムの反射面の面積の合計を部分領域ごとに変えてもよい。これにより、表示装置は、発光領域に表示される図柄について、金属的な質感を再現しつつ、濃淡も表現することが可能となる。

また他の変形例によれば、発光領域２２内で局所的に階調数を変更してもよい。これにより、表示装置は、局所ごとに表現可能な質感を変更することができる。例えば、発光領域内の一部における階調数をそれ以外における階調数よりも多くする。そしてその一部において、隣接する部分領域間で所定の視点から見た明るさがグラデーション状に変化するように、それら部分領域をさらに複数の微小領域に分割し、微小領域ごとに、その微小領域内に配置される各プリズムの向きを、階調変化に応じて徐々に変えるようにしてもよい。

図７は、この変形例による、発光領域２２の一部の拡大平面図である。この例では、３個の部分領域２２−１〜２２−３が示されている。所定の視点から見たときに、中心の部分領域２２−２が最も明るく、左右の部分領域２２−１、２２−３は、部分領域２２−２よりも暗くなっている。また、この変形例では、部分領域２２−１と部分領域２２−２との間、及び、部分領域２２−２と部分領域２２−３の間で明るさがグラデーション状に変化するように、部分領域２２−１は、明るさが変化する方向（図では水平方向）に沿って左端から順に３個の微小領域２３−１〜２３−３に分割される。同様に、部分領域２２−２及び部分領域２２−３も、それぞれ、明るさが変化する方向に沿って、左から順に３個の微小領域２３−４〜２３−６、及び３個の微小領域２３−７〜２３−９に分割される。なお、一つの部分領域に含まれる微小領域の数は３個に限られず、設定可能な階調数、すなわち、プリズムの向きの段階数、及び、部分領域間での明るさの変化の度合いに応じて設定されればよい。同様に、各微小領域のサイズも、互いに同一であってもよく、あるいは、互いに異なっていてもよい。

部分領域２２−１と部分領域２２−２間の微小領域を設定しない場合の階調差が２段であり、例えば、部分領域の中心間のプリズムの回転角の角度差が2dであったとする。この場合、微小領域２３−１から微小領域２３−５にかけて、プリズムの回転角が(2/3)dずつ変更されればよい。同様に、部分領域２２−２と部分領域２２−３間の微小領域を設定しない場合の階調差が１段であり、例えば、部分領域の中心間のプリズムの回転角の角度差がdであったとする。この場合、微小領域２３−５から微小領域２３−９にかけて、プリズムの回転角が(d/3)ずつ変更されればよい。なお、プリズムの回転角の代わりに、傾斜角を上記のように微小領域ごとに徐々に変化させてもよい。

このように、局所的に階調数を増やし、明るさが変化する方向に沿って、プリズムの向きをより小さい角度ずつ変更することで、より滑らかに明るさを変化させることができる。その結果として、表示装置は、滑らかな金属の表面のような質感を再現することができる。

なお、明るさが変化する方向に沿って、プリズムの向きの変化とともに、あるいは、プリズムの向きの変化の代わりに、微小領域に含まれる単位面積当たりのプリズムの反射面の合計面積の比率を徐々に変化させることにより、表示装置は、グラデーション状に明るさを変化させてもよい。例えば、明るさが増える方向に沿って、微小領域に含まれる単位面積当たりのプリズムの数、すなわち、プリズムの密度を徐々に増やしてもよい。この場合には、単位面積当たりのプリズムの反射面の合計面積の比率が高いほどプリズムにより反射される光の量は増えるので、観察者の視点の位置がある程度移動しても、同じ方向に明るさが変化する。

また他の変形例によれば、発光領域には、視点の位置変化によって明るさが変化する部分領域と、視点の位置が変化しても明るさがほとんど変化しない部分領域とが含まれていてもよい。

図８は、この変形例による表示装置の概略構成図である。この変形例では、導光板２の互いに直交する二つの側面が、それぞれ、入射面２ａ、２ａ’となる。また、表示装置１１は、二つの光源３−１、３−２を有する。光源３−１は、上記の実施形態と同様に、入射面２ａの長手方向に沿って配置される複数の発光素子を有する。そして各発光素子は、その発光面が、入射面２ａの長手方向を含む面についてパワーを有するシリンドリカルレンズで構成されるコリメータ４−１を介して入射面２ａと対向するように配置される。したがって、光源３−１の各発光素子からの光は、コリメータ４−１により、入射面２ａの長手方向を含む面について平行光化されて導光板２内へ入射する。

一方、光源３−２は、入射面２ａ’の長手方向に沿って配置される複数の発光素子を有する。そして各発光素子は、その発光面が、入射面２ａ’の長手方向を含む面についてパワーを有するシリンドリカルレンズで構成されるコリメータ４−２を介して入射面２ａ’と対向するように配置される。したがって、光源３−２の各発光素子からの光は、コリメータ４−２により、入射面２ａ’の長手方向を含む面について平行光化されて導光板２内へ入射する。

制御部５は、光源３−１及び光源３−２の点灯及び消灯を制御する。なお、制御部５は、光源３−１及び光源３−２を互いに独立に点灯及び消灯を制御してもよい。すなわち、制御部５は、光源３−１を点灯しつつ、光源３−２を消灯したり、逆に、光源３−１を消灯しつつ、光源３−２を点灯してもよい。あるいは、制御部５は、光源３−１と光源３−２の両方を点灯させてもよい。

発光領域２２には、複数の部分領域２２−１〜２２−ｍ、２２−(m+1)〜２２−ｎ（ただし、ｍ、ｎは２以上の整数であり、かつ、ｍ＜ｎ）が設定される。各部分領域のうち、部分領域２２−１〜２２−ｍについては、上記の実施形態または変形例と同様に、所定の視点から見たときの明るさの階調ごとに設定される。そして、金属的な質感を再現するよう、部分領域２２−１〜２２−ｍのそれぞれについて、その部分領域内の各プリズムは、光源３−１から発して導光板２内へ入射した光を出射面側へ反射するよう配置されるとともに、階調に応じた回転角が設定される。

一方、部分領域２２−(m+1)〜２２−ｎについては、その部分領域内の各プリズムは、光源３−２から発して導光板２内へ入射した光を出射面側へ反射するよう配置される。例えば、部分領域２２−(m+1)〜２２−ｎの各プリズムは、指向方向が導光板２の出射面の法線方向と略平行となるように配置される。なお、部分領域２２−(m+1)〜２２−ｎについては、それぞれ、反射面の傾斜角が異なる複数のプリズムが配置されてもよい。

この場合、光源３−１からの光は、入射面２ａの長手方向を含む面において平行光化されており、かつ、部分領域２２−１〜２２−ｍのそれぞれごとにプリズムの回転角が変えられているので、観察者が導光板２の入射面２ａの長手方向に沿って視点を移動させると、部分領域２２−１〜２２−ｍの明るさは、その視点の移動に伴って変化する。

一方、光源３−２からの光は、入射面２ａの長手方向を含む面、すなわち、入射面２ａ’の短手方向を含む面において、平行光化されておらず、光源３−２の各発光素子の発光パターン及び導光板２の厚さに応じて拡がっている。そのため、観察者が導光板２の入射面２ａの長手方向に沿って視点を移動させても、部分領域２２−(m+1)〜２２−ｎの明るさはあまり変化しない。

このように、この変形例によれば、表示装置は、発光領域を、金属的な質感を与える領域とそれ以外の領域との組み合わせとすることができる。そのため、この表示装置は、金属的な質感が再現される部分を含む様々な図柄を表示できるので、観察者の臨場感をより向上できる。

なお、部分領域２２−１〜２２−ｍと部分領域２２−(m+1)〜２２−ｎとは、一部が互いに重なっていてもよい。この場合には、部分領域ごとに、その部分領域に対応する各プリズムが千鳥足状に配置されればよい。そして部分領域同士が重複する重複領域内では、一方の部分領域についてのプリズムと他方の部分領域についてのプリズムとが交互に配置されるようにすればよい。

さらに他の変形例によれば、光源３（あるいは、光源３−１）は、再現したい金属の色に応じて、異なる発光色を持つ発光素子の組を有していてもよい。そして複数の発光素子の組が導光板２の入射面２ａの長手方向に沿って配置されてもよい。例えば、発光領域２２が、金色を持つ金属の質感を再現する場合には、個々の発光素子の組は、白色光を発する発光素子と黄色光を発する発光素子とを有してもよい。また、発光領域２２が、青銅色を持つ金属の質感を再現する場合には、個々の発光素子の組は、緑色光を発する発光素子と白色光を発する発光素子とを有していてもよい。さらに、発光領域２２が、白銀色を持つ金属の質感を再現する場合には、個々の発光素子の組は、白色光を発する発光素子を有していればよい。

なお、発光領域２２内の位置に応じて再現する金属の色を変える場合には、位置ごとに、その位置へ光を照射する発光素子の組を、その位置における金属の色に応じたものとすればよい。

また、プリズム２１の傾斜角が一定である場合、光源３と正対する方向からのプリズム２１の回転角が大きくなるにつれて、プリズム２１により反射されて出射面２ｃから出射する光の出射面２ｃの法線方向に対する角度も大きくなる。そこでさらに他の変形例によれば、光源３と正対する方向からのプリズム２１の回転角が大きくなるにつれて、プリズム２１の傾斜角も大きくしてもよい。例えば、光源３と正対する方向からのプリズム２１の回転角をθ(°)とし、プリズム２１の傾斜角をα(°)としたとき、次式が満たされるように傾斜角αを設定してもよい。
α＞0.028θ²-0.17θ+42
このようにプリズムの傾斜角を設定することで、発光領域２２の正面に視点が位置する場合、プリズムの回転角が大きい部分領域についても、その部分領域からの光が視点に達するようになる。そのため、観察者が発光領域２２を正面から観察したときに、発光領域２２の一部が暗くなって見えなくなることが防止される。

さらに他の変形例によれば、コリメータ４は省略されてもよい。この場合には、導光板２内へ入射する光源３からの光は、光源３が有する各発光素子の発光パターン及び導光板２の厚さに応じて拡がる。そのため、各部分領域について、指向方向以外へ向かう光の量も、コリメータ４が用いられる場合よりも多くなる。その結果として、部分領域間の明るさの差は、コリメータ４が用いられる場合よりも小さくなる。

さらに他の変形例によれば、光源３が複数の発光素子を有する場合、制御部５は、発光素子のうちの点灯させる発光素子を時間経過とともに変化させてもよい。その際、制御部５は、同時に点灯させる発光素子の数も時間経過とともに変化させてもよい。これにより、複数の発光素子のうちの点灯する発光素子と、発光領域２２内の各プリズムとの位置関係も変化するので、表示装置１は、観察者が同じ位置で発光領域２２を観察する場合でも、発光領域２２内の各部分領域の光量を時間的に変化させることができる。そのため、表示装置１は、観察者に与える金属的な質感をより向上できる。特に、発光領域２２内の各部分領域の光量がプリズムの回転角で調整されている場合、点灯する発光素子の位置の変化に応じて明るくなる部分領域と暗くなる部分領域とが入れ替わるので、表示装置１は、観察者に与える金属的な質感をより向上できる。
なお、制御部５は、各発光素子の点灯順序を、その点灯順序を指定する点灯順序情報に従って決定してもよい。点灯順序情報は、上位の制御装置から受信した制御信号に含まれるか、あるいは、制御部５が有するメモリに予め保存されていてもよい。

この変形例によれば、表示装置は、金属的な質感を与える領域をアニメーション状に変化させることができ、その結果として、観察者により臨場感を与えることができる。

上記の各実施形態または変形例による表示装置は、弾球遊技機または回胴遊技機といった遊技機に搭載されてもよい。
図９は、上記の実施形態または変形例による表示装置を有する弾球遊技機を遊技者側から見た、その弾球遊技機の概略斜視図である。図９に示すように、弾球遊技機１００は、上部から中央部の大部分の領域に設けられ、遊技機本体である遊技盤１０１と、遊技盤１０１の下方に配設された球受け部１０２と、ハンドルを備えた操作部１０３と、遊技盤１０１の略中央に設けられた液晶ディスプレイ１０４と、液晶ディスプレイ１０４の前面に配置された、表示装置１０５とを有する。

また弾球遊技機１００は、遊技の演出のために、遊技盤１０１の前面において遊技盤１０１の下方または表示装置１０５の周囲に配置された役物１０６を有する。また遊技盤１０１の側方にはレール１０７が配設されている。また遊技盤１０１上には多数の障害釘（図示せず）及び少なくとも一つの入賞装置１０８が設けられている。

操作部１０３は、遊技者の操作によるハンドルの回動量に応じて図示しない発射装置より所定の力で遊技球を発射する。発射された遊技球は、レール１０７に沿って上方へ移動し、多数の障害釘の間を落下する。そして遊技球が何れかの入賞装置１０８に入ったことを、図示しないセンサにより検知すると、遊技盤１０１の背面に設けられた主制御回路（図示せず）は、遊技球が入った入賞装置１０８に応じた所定個の遊技球を玉払い出し装置（図示せず）を介して球受け部１０２へ払い出す。さらに主制御回路は、遊技盤１０１の背面に設けられた演出用CPU（図示せず）を介して液晶ディスプレイ１０４及び表示装置１０５を駆動する。

表示装置１０５は、上記の各実施形態または変形例による表示装置の一例であり、導光板の出射面が遊技者へ向くように遊技盤１０１に取り付けられる。そして表示装置１０５の制御部は、遊技の状態に応じた、演出用CPUからの制御信号に応じて、光源を点灯させて、遊技者が、液晶ディスプレイ１０４に表示された映像とともに金属的な質感を与える図柄を視認できるようにする。あるいは、制御部は、光源を消灯して、遊技者が、導光板を介して液晶ディスプレイ１０４に表示された映像のみを観察できるようにしてもよい。

このように、当業者は、本発明の範囲内で、実施される形態に合わせて様々な変更を行うことができる。

１、１１ 表示装置
２ 導光板
２ａ、２ａ’ 入射面
２ｂ 拡散面
２ｃ 出射面
３、３−１、３−２ 光源
２１、２１’ プリズム
２１ａ 反射面
２１ｂ、２１ｃ サブ反射面
２２ 発光領域
２２−１〜２２−ｎ 部分領域
２３−１〜２３−９ 微小領域
４、４−１、４−２ コリメータ
５ 制御部
１００ 弾球遊技機
１０１ 遊技盤
１０２ 球受け部
１０３ 操作部
１０４ 液晶ディスプレイ
１０５ 表示装置
１０６ 役物
１０７ レール
１０８ 入賞装置

Claims (7)

1. 可視光に対して透明な板状に形成された導光板であって、
   前記導光板は、
   可視光を発する光源に対向し、かつ前記導光板の一つの側面に設けられる第１の入射面と、
   前記導光板の一方の面における所定の領域に設けられ、前記光源から発して前記第１の入射面から前記導光板内に入射した可視光を前記導光板の他方の面へ向けて反射する反射面を有する複数のプリズムと、
   を有し、
   前記所定の領域は、所定の視点から見たときの前記所定の領域内の明るさの複数の階調のそれぞれに対応する複数の部分領域に分割され、前記複数の部分領域のそれぞれごとに、当該部分領域内に配置される各プリズムの前記反射面の向きが当該部分領域に対応する明るさの階調に応じて設定され、
   前記光源からの光は前記第１の入射面の長手方向を含む面において平行光化されて前記導光板へ入射するとともに、前記複数の部分領域のそれぞれごとに、当該部分領域内に配置される各プリズムと前記光源とが正対する基準の向きに対する前記反射面の前記一方の面に沿った角度が当該部分領域に対応する明るさの階調に応じた前記向きとなるように設定され、かつ、前記各プリズムの前記反射面は、前記基準の向きに対して、前記一方の面に沿って互いに逆向きに回転される第１の反射面と第２の反射面とを有し、前記複数の部分領域のそれぞれごとに、当該部分領域内に配置される各プリズムの前記基準の向きに対する前記第１及び第２の反射面のそれぞれの前記一方の面に沿った角度が当該部分領域に対応する明るさの階調に応じた前記向きとなるように設定される、
   導光板。
2. 前記所定の領域内の一部の領域における明るさの階調の数が、前記所定の領域内の他の領域における明るさの階調の数よりも多く設定される、請求項１に記載の導光板。
3. 前記所定の領域内の少なくとも一部において、前記複数の部分領域のうちの互いに隣接する二つの部分領域間の階調の差が一段となるように前記複数の部分領域のそれぞれが設定される、請求項１に記載の導光板。
4. 前記導光板は、前記第１の入射面が形成される側面と直交する他の側面に形成される第２の入射面を有し、
   前記所定の領域は、第２の部分領域をさらに含み、前記第２の部分領域には、第２の光源から発して前記第２の入射面から前記導光板内に入射した可視光を前記導光板の他方の面へ向けて反射する反射面を有する複数の第２のプリズムを有する、
   請求項１に記載の導光板。
5. 可視光を発する光源と、
   可視光に対して透明な板状に形成された導光板と、
   前記光源の点灯及び消灯を制御する制御部と、
   を有し、
   前記導光板は、
   前記光源に対向し、かつ前記導光板の一つの側面に設けられる入射面と、
   前記導光板の一方の面における所定の領域に設けられ、前記光源から発して前記入射面から前記導光板内に入射した可視光を前記導光板の他方の面へ向けて反射する反射面を有する複数のプリズムと、
   を有し、
   前記所定の領域は、所定の視点から見たときの前記所定の領域内の明るさの複数の階調のそれぞれに対応する複数の部分領域に分割され、前記複数の部分領域のそれぞれごとに、当該部分領域内に配置される各プリズムの前記反射面の向きが当該部分領域に対応する明るさの階調に応じて設定され、
   前記光源からの光は前記入射面の長手方向を含む面において平行光化されて前記導光板へ入射するとともに、前記複数の部分領域のそれぞれごとに、当該部分領域内に配置される各プリズムと前記光源とが正対する基準の向きに対する前記反射面の前記一方の面に沿った角度が当該部分領域に対応する明るさの階調に応じた前記向きとなるように設定され、かつ、前記各プリズムの前記反射面は、前記基準の向きに対して、前記一方の面に沿って互いに逆向きに回転される第１の反射面と第２の反射面とを有し、前記複数の部分領域のそれぞれごとに、当該部分領域内に配置される各プリズムの前記基準の向きに対する前記第１及び第２の反射面のそれぞれの前記一方の面に沿った角度が当該部分領域に対応する明るさの階調に応じた前記向きとなるように設定される、
   表示装置。
6. 前記光源は、前記入射面の長手方向に沿って配列された複数の発光素子を有し、
   前記制御部は、前記複数の発光素子のうちの点灯する発光素子を時間経過に応じて変化させる、請求項５に記載の表示装置。
7. 遊技機本体と、
   前記遊技機本体の遊技者と対向する側の面に設けられた表示装置とを有し、
   前記表示装置は、
   可視光を発する光源と、
   可視光に対して透明な板状に形成された導光板と、
   前記光源の点灯及び消灯を制御する制御部と、
   を有し、
   前記導光板は、
   前記光源に対向し、かつ前記導光板の一つの側面に設けられる入射面と、
   前記導光板の一方の面における所定の領域に設けられ、前記光源から発して前記入射面から前記導光板内に入射した可視光を前記導光板の他方の面へ向けて反射する反射面を有する複数のプリズムと、
   を有し、
   前記所定の領域は、所定の視点から見たときの前記所定の領域内の明るさの複数の階調のそれぞれに対応する複数の部分領域に分割され、前記複数の部分領域のそれぞれごとに、当該部分領域内に配置される各プリズムの前記反射面の向きが当該部分領域に対応する明るさの階調に応じて設定され、
   前記光源からの光は前記入射面の長手方向を含む面において平行光化されて前記導光板へ入射するとともに、前記複数の部分領域のそれぞれごとに、当該部分領域内に配置される各プリズムと前記光源とが正対する基準の向きに対する前記反射面の前記一方の面に沿った角度が当該部分領域に対応する明るさの階調に応じた前記向きとなるように設定され、かつ、前記各プリズムの前記反射面は、前記基準の向きに対して、前記一方の面に沿って互いに逆向きに回転される第１の反射面と第２の反射面とを有し、前記複数の部分領域のそれぞれごとに、当該部分領域内に配置される各プリズムの前記基準の向きに対する前記第１及び第２の反射面のそれぞれの前記一方の面に沿った角度が当該部分領域に対応する明るさの階調に応じた前記向きとなるように設定される、
   遊技機。