JP7117544B2 - 多色表示装置、多色表示装置の階調値の設定方法、および多色表示装置の製造方法 - Google Patents

多色表示装置、多色表示装置の階調値の設定方法、および多色表示装置の製造方法 Download PDF

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Description

本発明は、複数色の光を導光体に入光してカラー絵柄を表示させる多色表示装置、多色表示装置の階調値の設定方法、および多色表示装置の製造方法に関するものである。
多色表示装置としては、特許文献１に記載されたものがある。
これは図１６に示すように、導光体１０の各稜線側面に、色の異なるランプ１１Ａ～１１Ｆを配置し、これらランプ１１Ａ～１１Ｆを、点灯回路１２Ａ～１２Ｆと制御回路１３を介して電源１４により適宜に点灯駆動することによって、導光体１０にカラーの光が入光され、絵柄パターンとして導光体１０に配置された表示体１５が、多色でカラー表示される。
導光体１０の各稜線側面とランプ１１Ａ～１１Ｆの発光色の関係は、導光体１０の各稜線の対向側に同色系統のランプが配置されている。例えば、ランプ１１Ａ，１１Ｄは発光色が赤、ランプ１１Ｂ，１１Ｅは発光色が青、ランプ１１Ｃ，１１Ｆは発光色が緑のものが使用されている。
このように従来では、色の異なる複数のランプ１１Ａ～１１Ｆからの赤，緑，青の光を導光体１０に入光することで混色させて、多色のカラー表示をしている。
特開平４－２４６６８３号公報
表示体１５を表示したい色の空（そら）色にて表現する場合は、光の３原色である赤，緑，青のうちの緑と青を混色させることにより表現できる。表示体１５を白にて表現する場合は、赤，緑，青を混色させることにより表現できる。
しかし、白を表現する場合には、入光する各色の強度に差があると、異なった色として認識されやすい。赤が他の緑や青に比べて光強度が大きい場合には、表示体１５が白ではなくピンク色に表示される。
空色を表現する場合には、緑と青の強度差があっても、その色の違いは白の場合より目立たない。
多色表現する場合には色の綺麗さ、換言すると、高い色再現性が必要である。そこで、白色が他の色に見えてしまい美しい白色にならない。
本発明は、美しい白色を実現しつつ、加工誤差の影響を受けにくく色再現性が高い、美しいと感じられる多色表示、カラー表示を実現できる多色表示装置、多色表示装置の階調値の設定方法、および多色表示装置の製造方法を提供することを目的とする。
本発明の多色表示装置は、光が入射する側面を有し、微細形状のプリズムの集合体により絵柄パターンが形成された導光体を設け、赤，緑，青，白の各光を前記導光体の内部に入射させる光源をそれぞれ設け、前記導光体は、前記側面ごとに前記光源の光が色別に入射するものであり、前記導光体に入射して導光された前記光を前記微細形状のプリズムの集合体により反射して、前記導光体の光出射面より出射させて前記絵柄パターンを表示する多色表示装置であって、前記導光体の絵柄パターンの特定色を赤，緑，青，白の光で表示する個所の各色の階調値をＩ（ｒ），Ｉ（ｇ），Ｉ（ｂ），Ｉ（ｗ）、白を消灯して、赤，緑，青だけで前記特定色に近い表示をさせる場合の各色の階調値をＩｒ，Ｉｇ，Ｉｂとした場合に、赤，緑，青，白の各色の前記微細形状のプリズムは、最大階調値を１００％とし、前記Ｉｒ，Ｉｇ，Ｉｂのすべてが２０％の設定階調値以上の場合に、Ａ／１００を“０．３以上０．７以下”とし、
Ｉ（ｗ）＝ｍｉｎ（Ｉｒ，Ｉｇ，Ｉｂ）×Ａ／１００
Ｉ（ｒ）＝Ｉｒ－Ｉ（ｗ）
Ｉ（ｇ）＝Ｉｇ－Ｉ（ｗ）
Ｉ（ｂ）＝Ｉｂ－Ｉ（ｗ）
の階調値となる高さまたはピッチであり、前記Ｉｒ，Ｉｇ，Ｉｂの少なくともいずれかの設定階調値が２０％未満の場合に、Ａ／１００を“０”とし、
Ｉ（ｗ）＝０
Ｉ（ｒ）＝Ｉｒ
Ｉ（ｇ）＝Ｉｇ
Ｉ（ｂ）＝Ｉｂ
の階調値となる高さまたはピッチであり、
さらに、前記Ｉｒ，Ｉｇ，Ｉｂの階調差が５％以下の場合には、
Ｉ（ｗ）＝ｍａｘ（Ｉｒ，Ｉｇ，Ｉｂ）
Ｉ（ｒ）＝０
Ｉ（ｇ）＝０
Ｉ（ｂ）＝０
の階調値となる高さまたはピッチである、ことを特徴とする。
また、本発明の多色表示装置の階調値の設定方法は、光が入射する側面を有し、微細形状のプリズムの集合体により絵柄パターンが形成された導光体を設け、赤，緑，青，白の各光を前記導光体の内部に入射させる光源をそれぞれ設け、前記導光体は、前記側面ごとに前記光源の光が色別に入射するものであり、前記導光体に入射して導光された前記光を前記微細形状のプリズムの集合体により反射して、前記導光体の光出射面より出射させて前記絵柄パターンを特定色にする前記微細形状のプリズムを設定するに際し、前記導光体の内部に赤，緑，青の光だけで前記特定色に近い表示色を表示させる場合の各色の階調値をＩｒ，Ｉｇ，Ｉｂ、前記導光体の内部に赤，緑，青，白の光で前記特定色を表示させる場合の各色の階調値をＩ（ｒ），Ｉ（ｇ），Ｉ（ｂ），Ｉ（ｗ）とし、前記Ｉ（ｒ），Ｉ（ｇ），Ｉ（ｂ），Ｉ（ｗ）の最大階調値を１００％とし、前記Ｉｒ，Ｉｇ，Ｉｂのすべてが２０％の設定階調値以上の場合に、Ａ／１００を“０．３以上０．７以下”とするとともに、
Ｉ（ｗ）＝ｍｉｎ（Ｉｒ，Ｉｇ，Ｉｂ）×Ａ／１００
Ｉ（ｒ）＝Ｉｒ－Ｉ（ｗ）
Ｉ（ｇ）＝Ｉｇ－Ｉ（ｗ）
Ｉ（ｂ）＝Ｉｂ－Ｉ（ｗ）
とし、前記Ｉｒ，Ｉｇ，Ｉｂの少なくともいずれかの設定階調値が２０％未満の場合に、Ａ／１００を“０”とするとともに、
Ｉ（ｗ）＝０
Ｉ（ｒ）＝Ｉｒ
Ｉ（ｇ）＝Ｉｇ
Ｉ（ｂ）＝Ｉｂ
とし、
さらに、前記Ｉｒ，Ｉｇ，Ｉｂの階調差が５％以下の場合には、
Ｉ（ｗ）＝ｍａｘ（Ｉｒ，Ｉｇ，Ｉｂ）
Ｉ（ｒ）＝０
Ｉ（ｇ）＝０
Ｉ（ｂ）＝０
とすることによって階調値Ｉ（ｒ），Ｉ（ｇ），Ｉ（ｂ），Ｉ（ｗ）に変換し、この階調値を、夫々前記微細形状のプリズムの高さあるいはピッチに変換する、ことを特徴とする。
また、本発明の多色表示装置の製造方法は、光が入射する側面を有し、微細形状のプリズムの集合体により絵柄パターンが形成された導光体を設け、赤，緑，青，白の各光を前記導光体の内部に入射させる光源をそれぞれ設け、前記導光体は、各側面に色別の光が入射するものであり、前記導光体に入射して導光された前記光を前記微細形状のプリズムの集合体により反射して、前記導光体の光出射面より出射させて前記絵柄パターンを特定色にする前記微細形状のプリズムを設定するに際し、前記導光体の内部に赤，緑，青の光だけで前記特定色に近い表示色を表示させる場合の各色の階調値をＩｒ，Ｉｇ，Ｉｂ、前記導光体の内部に赤，緑，青，白の光で前記特定色を表示させる場合の各色の階調値をＩ（ｒ），Ｉ（ｇ），Ｉ（ｂ），Ｉ（ｗ）とし、前記Ｉ（ｒ），Ｉ（ｇ），Ｉ（ｂ），Ｉ（ｗ）の最大階調値を１００％とし、前記Ｉｒ，Ｉｇ，Ｉｂのすべてが２０％の設定階調値以上の場合に、Ａ／１００を“０．３以上０．７未満”とするとともに、
Ｉ（ｗ）＝ｍｉｎ（Ｉｒ，Ｉｇ，Ｉｂ）×Ａ／１００
Ｉ（ｒ）＝Ｉｒ－Ｉ（ｗ）
Ｉ（ｇ）＝Ｉｇ－Ｉ（ｗ）
Ｉ（ｂ）＝Ｉｂ－Ｉ（ｗ）
とし、
前記Ｉｒ，Ｉｇ，Ｉｂの少なくともいずれかの設定階調値が２０％未満の場合に、Ａ／１００を“０”とするとともに、
Ｉ（ｗ）＝０
Ｉ（ｒ）＝Ｉｒ
Ｉ（ｇ）＝Ｉｇ
Ｉ（ｂ）＝Ｉｂ
とし、
さらに、前記Ｉｒ，Ｉｇ，Ｉｂの階調差が５％以下の場合には、
Ｉ（ｗ）＝ｍａｘ（Ｉｒ，Ｉｇ，Ｉｂ）
Ｉ（ｒ）＝０
Ｉ（ｇ）＝０
Ｉ（ｂ）＝０
とすることによって階調値Ｉ（ｒ），Ｉ（ｇ），Ｉ（ｂ），Ｉ（ｗ）に変換し、この階調値を、夫々前記微細形状のプリズムの高さあるいはピッチに変換し、前記絵柄パターンを
形成する、ことを特徴とする。
本発明によれば、Ｉ（ｗ）＝ min（Ｉｒ，Ｉｇ，Ｉｂ）× Ａ／ １００で、Ｉ（ｒ）＝ Ｉｒ －Ｉ（ｗ），Ｉ（ｇ） ＝Ｉｇ － Ｉ（ｗ），Ｉ（ｂ）＝ Ｉｂ －Ｉ（ｗ）の各色の階調値となる高さあるいはピッチに変換した前記微細形状のプリズムを導光体に形成したため、赤，緑，青，白によって導光体の絵柄パターンを表示する場合に、Ｉ（ｗ）＝ min（Ｉｒ，Ｉｇ，Ｉｂ）、Ｉ（ｒ） ＝Ｉｒ － Ｉ（ｗ），Ｉ（ｇ）＝ Ｉｇ －Ｉ（ｗ），Ｉ（ｂ） ＝Ｉｂ － Ｉ（ｗ）によって前記微細形状のプリズムを導光体に形成した基本的な変換のものに比べて、美しい白色を実現しつつ、プリズムの加工誤差の影響を受けにくく色再現性が高く、美しいと感じられるカラー表示を実現できる。
本発明の実施の形態１における多色表示装置の斜視図 同実施の形態の導光体の拡大断面図 （ａ）Ｒ，Ｇ，Ｂ階調値の表示色と（ｂ）比較例のＲ，Ｇ，Ｂ，Ｗ階調値の説明図 （ａ）Ｒ，Ｇ，Ｂ階調値の表示色とＲ，Ｇ，Ｂ，Ｗ階調値に変換した比較例の説明図と、（ｂ）Ｒ，Ｇ，Ｂ階調値の表示色の場合に導光体に設けられる微小形状の高さの説明図と比較例の導光体に設けられるＲ，Ｇ，Ｂ，Ｗ階調値に変換した微小形状の高さの説明図 （ａ）何れの階調値も最大階調値２５５における設定階調値５０以上の場合の表示色の階調値Ｉｒ，Ｉｇ，Ｉｂと（ｂ）Ｒ，Ｇ，Ｂ階調値からＲ，Ｇ，Ｂ，Ｗ階調値Ｉ（ｒ），Ｉ（ｇ），Ｉ（ｂ），Ｉ（ｗ）への変換を説明する図 図５の具体例で、（ａ）表示色が肌色の場合の表示色の階調値Ｉｒ，Ｉｇ，Ｉｂと（ｂ）Ｒ，Ｇ，Ｂ，Ｗ階調値Ｉ（ｒ），Ｉ（ｇ），Ｉ（ｂ），Ｉ（ｗ）への変換を説明する図 同実施の形態における絵柄パターンの例を示す図 同実施の形態における（ａ）絵柄パターンの緑色の配色に必要な光の入光方向を示す平面図と（ｂ）導光体に形成される微細形状を示す拡大断面図 同実施の形態における（ａ）絵柄パターンの青色の配色に必要な光の入光方向を示す平面図と（ｂ）導光体に形成される微細形状を示す拡大断面図 同実施の形態における（ａ）絵柄パターンの赤色と緑色の配色に必要な光の入光方向を示す平面図と（ｂ）導光体に形成される微細形状を示す拡大断面図 同実施の形態における（ａ）絵柄パターンの緑色の配色に必要な光の入光方向を示す平面図と（ｂ）導光体に形成される微細形状を示す拡大断面図 同実施の形態における絵柄パターンの赤色の配色と緑色の配色に必要な光の入光方向を示す平面図 同実施の形態における絵柄パターンの緑色の配色と青色の配色に必要な光の入光方向を示す平面図 本発明の実施の形態２における（ａ）茶色のＲ，Ｇ，Ｂ階調値から（ｂ）Ｒ，Ｇ，Ｂ，Ｗ階調値への変換を説明する図 本発明の実施の形態３における（ａ）Ｒ，Ｇ，Ｂ階調差が５％以下のＲ，Ｇ，Ｂ階調値から（ｂ）Ｒ，Ｇ，Ｂ，Ｗ階調値への変換を説明する図 特許文献１に記載された多色表示装置の構成図
以下、本発明の各実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における多色表示装置を示している。
この多色表示装置は、導光体１と、発光色が異なる光を出射する光源２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄとを有している。
導光体１は、光源２Ａからの光が入射する側面１ａと、光源２Ｂからの光が入射する側面１ｂと、光源２Ｃからの光が入射する側面１ｃと、光源２Ｄからの光が入射する側面１ｄと、光が出射する光出射面１ｅと、光出射面１ｅと対向した後壁面１ｆとで形成されている。
光源２Ａ，２Ｂ，２Ｃは、光源２Ａから出射する光３ａが赤、光源２Ｂから出射する光３ｂが緑、光源２Ｃから出射する光３ｃが青である。光源２Ｄは、出射する光の色が光源２Ａ，２Ｂ，２Ｃとは異なる白の光３ｄである。
図２は導光体１の拡大断面図を示す。
導光体１の後壁面１ｆには、絵柄パターン４に応じて微細形状５の集合体が形成されている。この微細形状５は、導光体１の内部に入光した光を、表示しようとする目的の絵柄パターン４に応じて、光出射面１ｅへ光を反射するように形成されている。この微細形状５の形状は、光出射面１ｅに垂直な断面形状が非対称の略三角形であって、特定の方向からの光を光出射面１ｅに向かって反射する。ここでの絵柄パターン４は、家の絵と、木の絵と、空に浮かんだ太陽の絵からなる風景である。
なお、この実施の形態の光源は発光色が異なる４個を使用しているため、微細形状５は後述のように、絵柄パターン４の配色に応じて各光源の発光色ごとに設けられている。そして各光源の光がそれぞれの微細形状５によって反射して導光体１の光出射面１ｅから出射した光強度が、それぞれの発光色の表示の階調となる。
カラー表示しようとしている目的の絵柄パターン４のある点における、表示したい色である特定色を、赤，緑，青，白の光源を使用して表示するためには、導光体１の各色の微細形状５を、光の３原色である赤，緑，青の光源で表示させる場合とは異なるため、赤，緑，青で表示させる場合の各色の階調値を、赤，緑，青，白で表示させる場合の各色の適正な階調値に変換することが必要である。
－ 比較例 －
白を消灯して、赤、緑、青だけで前記特定色に近い表示色を表示させる場合の赤，緑，青の各階調値を、それぞれ図３（ａ）に示すＩｒ，Ｉｇ，Ｉｂとする。Ｉｒ，Ｉｇ，Ｉｂの中で最も小さな階調値を min（Ｉｒ，Ｉｇ，Ｉｂ）と表記する。この図３（ａ）の場合、min（Ｉｒ，Ｉｇ，Ｉｂ）＝Ｉｇである。
これらを赤，緑，青，白の各階調値に変換するには、白の階調値Ｉ（ｗ）を、この比較例では、図３（ｂ）に示すようにmin（Ｉｒ，Ｉｇ，Ｉｂ）とする。赤の階調値Ｉ（ｒ）は、赤の階調値ＩｒからＩ（ｗ）を差し引いたＩｒ－Ｉ（ｗ）に設定する。緑の階調値Ｉ（ｇ）は、緑の階調値ＩｇからＩ（ｗ）を差し引いたＩｇ－Ｉ（ｗ）に設定する。この図３（ｂ）の場合には、緑Ｉ（ｇ）の階調値はゼロになる。青の階調値Ｉ（ｂ）は、青の階調値ＩｂからＩ（ｗ）を差し引いたＩｂ－Ｉ（ｗ）に設定する。
このように、階調値Ｉｒ，Ｉｇ，Ｉｂから、白の階調値Ｉ（ｗ）を差し引いたＩ（ｒ），Ｉ（ｇ），Ｉ（ｂ）とし、この階調値を赤，緑，青，白の各成分に分けた微細形状の高さまたはピッチに変換し、絵柄パターン４を導光体１に形作る。
入射して導光された光を微細形状の集合体により反射して、導光体の光出射面より出射させることで、絵柄パターンの配色の白色を従来よりも美しい白色として表示することができ、従来よりも色再現性が高く、美しいと感じられるカラー表示を実現できる。
しかし、この比較例の色分解方法では、新たに設定された赤Ｉ（ｒ）あるいは緑Ｉ（ｇ）あるいは青Ｉ（ｂ）の成分が小さくなる。これは図４（ａ）（ｂ）に示すような場合に、色味が変化してしまう課題が残る。
絵柄パターン４の各色の階調値Ｉｒ，Ｉｇ，Ｉｂの最大が２５６階調の場合に、図４（ａ）に示すように、それぞれＩｒ＝２３０，Ｉｇ＝２１０，Ｉｂ＝１９０とすると、導光体１には、図４（ｂ）の左側に示した図のように、Ｒ，Ｇ，Ｂ階調値に応じた高さの微細形状５が導光体１に形成されるが、比較例のＲ，Ｇ，Ｂ，Ｗ階調値では、白の階調値Ｉ（ｗ）＝１９０，赤の階調値Ｉ（ｒ）＝４０，緑の階調値Ｉ（ｇ）＝２０，青の階調値Ｉ（ｂ）＝０となり、２１０ｍｍ×２９７ｍｍ×３ｍｍの大きさの導光体１において、２５６階調の２５５が微細形状の高さ１０μｍに相当するとすれば、緑の階調値Ｉ（ｇ）は２５６階調の２０なので、図４（ｂ）の右側に示した図のように、微細形状の高さは１０μｍ×２０／２５６＝０．７８μｍとなる。この０．７８μｍの高さの微細形状を加工するときの加工誤差は、高精度に加工しても防げない数ミクロンの加工誤差が生じる場合がある。このように微細形状５の高さを正確に導光体１に形成できないため、導光体１の階調値が低い個所に、所望の色味を表示できない可能性が非常に高い。
そのため、結果として赤，緑，青の成分差が小さい場合には、微細形状５の加工誤差の影響を受け、白がきれいに表示されたとしても他の色、この例では緑の光が導光体１から出射されず、色味が変化してしまう課題が残る。
－ 実施例 －
そこで実施の形態１では、赤，緑，青の成分差が小さい個所を有している絵柄パターン４であっても、美しい白色を実現しつつ、加工誤差の影響を受けにくく色再現性が高い、美しいと感じられる多色表示、カラー表示を実現できるように、導光体１の微細形状５を次のように構成している。
赤，緑，青，白の光で前記特定色を表示しようとするために必要な微細形状５は、白を消灯して赤，緑，青だけで前記特定色に近い表示色を表示させる場合の赤，緑，青の各階調値を、図５（ａ）に示す、それぞれＩｒ，Ｉｇ，Ｉｂとする。Ｉｒ，Ｉｇ，Ｉｂの中で最も小さな階調値を min（Ｉｒ，Ｉｇ，Ｉｂ）と表記する。この図５では、min（Ｉｒ，Ｉｇ，Ｉｂ）はＩｂである。
赤，緑，青，白の光で表示する場合の各色の階調値Ｉ（ｒ），Ｉ（ｇ），Ｉ（ｂ），Ｉ（ｗ）を、上記の基本的な色分解方法のように、Ｉｂ＝Ｉ（ｗ）としてしまうのではなくて、この実施の形態１では、図５（ｂ）に示すように、
Ｉ（ｗ）＝ min（Ｉｒ，Ｉｇ，Ｉｂ） ・Ａ／１００
＝Ｉｂ・Ａ／１００
とする。ＡはＩｒ，Ｉｇ，Ｉｂの階調値の分布によって変わる１００未満の数値である。Ａ ／１００は１未満である。
赤の階調値Ｉ（ｒ）は、赤の階調値ＩｒからＩ（ｗ）を差し引いた
Ｉ（ｒ）＝ Ｉｒ－Ｉ（ｗ）
に設定する。緑の階調値Ｉ（ｇ）は、緑の階調値ＩｇからＩ（ｗ）を差し引いた
Ｉ（ｇ）＝ Ｉｇ－Ｉ（ｗ）
に設定する。青の階調値Ｉ（ｂ）は、緑の階調値ＩｂからＩ（ｗ）を差し引いた
Ｉ（ｂ）＝ Ｉｂ－Ｉ（ｗ）
に設定する。
２５６階調（最大階調値２５５を１００％）において、Ｉｒ，Ｉｇ，Ｉｂの全てが設定した階調値５０（１９．６％≒ ２０％）以上の場合について、複数人に加工誤差による色の見え具合の変化をテストしたところ、Ａ／１００＝０．３未満、Ａ／１００＝０．７より大きい値だと色味変化が顕著だという結果から、Ａ／１００は０．３以上０．７以下にする必要がある。
Ｉｒ，Ｉｇ，Ｉｂの全てが、最大階調値２５５における設定した階調値５０以上の具体例を図６（ａ）（ｂ）に示す。
前記特定色に近い表示色が肌色の場合で、図６（ａ）に示すようにＲ，Ｇ，Ｂ階調値ではＩｒ＝２３０、Ｉｇ＝２１０、Ｉｂ＝１９０程度である。これをＲ，Ｇ，Ｂ，Ｗ階調値に変換した例を示している。図６（ｂ）はＡ／１００を０．３以上０．７以下の０．５としてＲ，Ｇ，Ｂ，Ｗ階調値に変換した例を示している。
Ｉ（ｗ）＝ min（２３０，２１０，１９０）×０．５ ＝９５
Ｉ（ｒ）＝ ２３０－９５ ＝ １３５
Ｉ（ｇ）＝ ２１０－９５ ＝ １１５
Ｉ（ｂ）＝ １９０－９５ ＝ ９５
としている。
このように、赤，緑，青の階調値Ｉｒ，Ｉｇ，Ｉｂから、白の階調値を差し引いた値を、赤，緑，青の階調値Ｉ（ｒ），Ｉ（ｇ），Ｉ（ｂ）として変換する。赤，緑，青，白の各成分に分けた絵柄パターン４を、微細形状５の集合体で形作る。
絵柄パターンの作り方を図７～図１３を用いて詳しく説明する。
図７は、図１で示した絵柄パターン４の一部である。
図８（ａ）は、導光体１に向かって右側から緑色（Ｇ）を入光する場合に、この光に対応した絵柄パターンを形成する方法を示している。図８（ｂ）は、図８（ａ）の一部分８の断面図で、光を反射する微細形状５の集合体を拡大して示している。このように、緑の光３ｂを反射する微細形状５は、入光する光３ｂの入射方向に対し、略垂直な方向に稜線を持つような、断面が三角の線状プリズムになっている。図８（ｂ）の微細形状５で反射した緑の光３ｂは、光出射面１ｅから出射する。階調値は、微細形状５の高さｈ、あるいは微細形状５のピッチｐで制御する。
図９（ａ）は、導光体１の上方から青（Ｂ）を入光する場合に、この光に対応した絵柄パターンを形成する方法を示している。図９（ｂ）は、図９（ａ）の一部分８の断面図で、光を反射する微細形状５の集合体を拡大して示している。このように、青の光３ｃを反射する微細形状５は、入光する光３ｃの入射方向に対し、略垂直な方向に稜線を持つような、断面が三角の線状プリズムになっている。図９（ｂ）の微細形状５で反射した青の光３ｃは、光出射面１ｅから出射する。階調値は、微細形状５の高さｈ、あるいは微細形状５のピッチｐで制御する。
図１０（ａ）は、導光体１に向かって右側から緑（Ｇ）を入光し、導光体１に向かって左側から赤（Ｒ）を入光する場合に、この光に対応した絵柄パターンを形成する方法を示している。図１０（ｂ）は、図１０（ａ）の一部分８の断面図で、光を反射する微細形状５の集合体を拡大して示している。
緑の光３ｂを反射する微細形状５の形状は、入光する光３ｂの入射方向に対し、略垂直な方向に稜線を持つような、断面が三角の線状プリズムになっている。図１０（ｂ）の微細形状５で反射した緑の光３ｂは、光出射面１ｅから出射する。赤の光３ａを反射する微細形状５の形状は、入光する光３ａの入射方向に対し、略垂直な方向に稜線を持つような、断面が三角の線状プリズムになっている。図１０（ｂ）の微細形状５で反射した赤の光３ａは、光出射面１ｅから出射する。階調値は、微細形状５の高さｈ、あるいは微細形状５のピッチｐで制御する。
このように、緑の光３ｂを反射する微細形状５と、赤の光３ａを反射する微細形状５が入り混じって配置されている。
図１１（ａ）は、緑（Ｇ）を、導光体１に向かって右側から入光する場合に、この光に対応した絵柄パターンを形成する他の方法を示している。図５～図１０では、光を反射する微細形状５として断面が三角の線状プリズムで、長手方向に短いプリズムで構成したが、この図１１（ａ）では、断面が三角で長さＪの短いプリズム形状をした微細形状５によって絵柄パターン４を形成した場合を示している。図１１（ｂ）は、図１１（ａ）の一部分８の断面図で、緑の光３ｂは、微細形状５で反射されて光出射面１ｅから出射する。階調値は、微細形状５の高さｈ、あるいは微細形状５のピッチｐで制御する。
図１２は、断面が三角の短いプリズムで絵柄パターンを作成する場合に、対向する２方向から異なる光を入光する一例を示したものである。入射光を反射させる反射面を、入射する光３ａ，３ｂそれぞれを反射させるように、それぞれの微細形状５を入り混じって配置させた。
図１３は、断面が三角の短いプリズムで絵柄パターンを作成する場合に、直交する２方向から異なる光を入光する一例を示したものである。入射光を反射させる反射面を、緑の光３ｂ，青の光３ｃを反射させるように、それぞれの複数の微細形状５を入り混じって配置させた。
なお、図７～図１３で説明した絵柄パターンの作成方法は、一方向あるいは二方向から光を入射して絵柄パターンを作成する方法を記載したが、これらを組み合わせて三方向、四方向から異なる色を入射して絵柄パターン４を作成できる。
例えば、導光体１に向かって右側から緑色を入光し、導光体１の上側から青を入光し、導光体１に向かって左側から赤を入光し、白を導光体１の下側から入光することで、赤、緑、青、白の異なる４色を入射することで絵柄パターン４を作成できる。
また、絵柄パターンの一部を図８（ａ）記載の断面が三角の線状プリズムを配置し、それ以外の部分を図１１（ａ）記載の断面が三角の短いプリズム形状を組み合わせて配置することもできる。
階調値は、微細形状５の高さｈ、あるいは微細形状５の隣り合うプリズムの断面が三角形状の頂点間の距離であるピッチｐに変換して制御する。例えば、階調値が大きい点は、高さｈを大きくするか、あるいはピッチｐを小さくする。微細形状５の反射面に対応するように赤，緑，青，白の各色を、導光体１の側面の各辺から入光することにより、色再現性が高い美しいカラー画像、多色画像を表現することができる。
なお、上記の説明では、光を反射する微細形状５として断面が三角形のものを記載したが、台形形状であっても同様の効果が得られる。
また、絵柄パターンの光源から遠い場所ほど、変換した白，赤，緑，青の階調値Ｉ（ｗ），Ｉ（ｒ），Ｉ（ｇ），Ｉ（ｂ）より算出した微細形状の高さより、反射体である微細形状５の高さｈを高くする、あるいは、変換した白，赤，緑，青の階調値Ｉ（ｗ），Ｉ（ｒ），Ｉ（ｇ），Ｉ（ｂ）より算出した微細形状のピッチｐより、微細形状５のピッチｐを小さくすることにより、光強度の面内ムラを抑制でき、結果として色ムラを小さくすることができる。
白を反射する微細形状５は、図９（ｂ）の上下を反転させたものと同じである。階調値は、微細形状５の高さｈ、あるいは微細形状５のピッチｐに変換して制御する。
また、赤，緑，青の光源の他に、白の光源を用いたことで、白色が他の色に見えることのない美しい白色を表示することができる。
さらに図１の説明では、導光体１の上方から青、導光体１に向かって右方向から緑、左方向から赤、導光体１の下方向から白としたが、各色の光の入光方向は限定されない。
つまり、絵柄パターン４の配色に応じて次のように決めることが好ましい。
導光体１の各側面とそこに入光する光の色の関係は、絵柄パターン４におけるカラー表示の配色の中で、赤，青，緑，白のどれかの成分が多い部分に、その部分に近い側面から、前記成分の色を入光することが好ましい。具体的には、図１に示したような風景絵柄パターンの場合のように、導光体１の上寄りに空の青色が多く、右寄りに木の緑色が多く、左寄りに太陽の赤色が多い場合は、これに合わせて、導光体１の上方の側面１ｃから青の光を入射させ、右側の側面１ｂから緑の光を入射させ、左側の側面１ａから赤の光を入射することにより、美しいカラー表示が得られる。
さらに、この実施の形態１の色分解方法に基づいて計算した階調値Ｉ（ｒ），Ｉ（ｇ），Ｉ（ｂ），Ｉ（ｗ）になるように各色の微細形状を構成した場合には、光源２Ｄに障害が発生して白の光３ｄが導光体１に入射しなくなった場合でも、表示させたい色よりは暗い色になってしまうが、Ｉ（ｒ），Ｉ（ｇ），Ｉ（ｂ）の割合が変化しないので前記特定色の色味の変化を無くせる。
（実施の形態２）
実施の形態１では表示させたい色の赤，緑，青の階調値Ｉｒ，Ｉｇ，Ｉｂの全てが最大階調値２５５における階調値５０以上の場合を説明したが、図１４（ａ）に示すようにＩｒ，Ｉｇ，Ｉｂの少なくともいずれかが最大階調値２５５における階調値５０未満の場合には、導光体１に図１４（ｂ）に示す階調値Ｉ（ｒ），Ｉ（ｇ），Ｉ（ｂ），Ｉ（ｗ）になるように各色の微細形状を構成することが好ましい。
図１４（ａ）は、最大階調値２５５において少なくともいずれかが最大階調値２５５における階調値５０未満の場合で、この例では、Ｉｇ，Ｉｂが５０階調値未満である。このような場合には、Ａ／１００＝０とし、
Ｉ（ｗ）＝ min（Ｉｒ，Ｉｇ，Ｉｂ） ・Ａ／１００
＝Ｉｂ・Ａ／１００
＝０
Ｉｒ，Ｉｇ，ＩｂをそのままＩ（ｒ），Ｉ（ｇ），Ｉ（ｂ）に採用し、
Ｉ（ｒ）＝Ｉｒ
Ｉ（ｇ）＝Ｉｇ
Ｉ（ｂ）＝Ｉｂ
とすることで色味変化を小さくできた。
例えば、最大階調値２５５における階調値５０未満の色において、最大階調値を得るための微細形状５の高さが１０μｍに相当するとすれば、max（Ｉｒ，Ｉｇ，Ｉｂ）＝５０であっても、微細形状の高さとして１０μｍ×５０／２５６＝１．９５μｍとなる。加工誤差は、高精度に加工しても防げない誤差として、数ミクロン生じる場合があるため、高さ１．９５μｍの微細形状は加工誤差により溝が正確に形成されないことが生じる。そのため、導光板の該当個所に所望の色味を表示できない場合がある。
実施の形態１に記載したように、Ｉ（ｒ），Ｉ（ｇ），Ｉ（ｂ），Ｉ（ｗ）に階調変換すると、微細形状の高さは１．９５μｍよりも小さくなり、加工誤差により溝が形成されないことが生じやすくなってしまう。したがって、少なくともいずれかが階調値５０未満のような微細形状の高さが低い色は、赤，緑，青の階調値Ｉｒ，Ｉｇ，Ｉｂをそのまま使用したほうが良い。
図１４（ａ）に示した具体例は、Ｉｒ，Ｉｇ，Ｉｂ階調値が
Ｉｒ＝５０
Ｉｇ＝４５
Ｉｂ＝４０
の茶色の場合で、このような場合には、図１４（ｂ）に示すように、
Ｉ（ｗ）＝０
Ｉ（ｒ）＝５０
Ｉ（ｇ）＝４５
Ｉ（ｂ）＝４０
となるように、微細形状５の高さｈ、あるいは微細形状５の隣り合うプリズムの断面が三角形状の頂点間の距離であるピッチｐに変換して制御する
このように元の赤，緑，青の成分が低い場合、白の成分に分解しないことで、加工誤差の色味変化を受けにくく、美しいカラー表示が得られる。
なお、茶色の例を説明したが、黒っぽい赤、黒っぽい緑、黒っぽい青にも有効であった。
（実施の形態３）
実施の形態１では表示させたい色の赤，緑，青の階調値Ｉｒ，Ｉｇ，Ｉｂの全てが階調値５０以上である階調変換の例を説明したが、階調の値では無くてＩｒ，Ｉｇ，Ｉｂの間の階調差が５％以下の色は白と看做し、
Ｉ（ｗ）＝ max（Ｉｒ，Ｉｇ，Ｉｂ）
Ｉ（ｒ）＝０
Ｉ（ｇ）＝０
Ｉ（ｂ）＝０
と変換することで、綺麗な白色を確保できる。
詳しくは、最大階調値２５５においてＩｒ，Ｉｇ，Ｉｂの階調値が０以上２５６以下の全ての色おいて、
｛ max（Ｉｒ，Ｉｇ，Ｉｂ）－ min（Ｉｒ，Ｉｇ，Ｉｂ）｝／min（Ｉｒ，Ｉｇ，Ｉｂ）・１００
が０以上５以下となるような、赤，緑，青の階調差が５％以下の色は、白と看做して変換する。
複数人に赤，緑，青の階調値が等しい白色から、赤，緑，青のそれぞれの階調を変化させて色の見え具合の変化をテストしたところ、赤，緑，青の最大階調と最小階調の差が５％より大きくなると白色に見えなくなるという結果から、赤，緑，青の階調値Ｉｒ，Ｉｇ，Ｉｂの階調差が０％以上５％以下の色は白色として扱えると判断できる。
図１５（ａ）では、僅かに青味がかった空色のＩｒ＝Ｉｇ＝２４５，Ｉｂ＝２５５を階調変換する例を示している。この赤，緑，青の全部の階調値が５０以上の赤，緑，青の階調差は、
｛ max（２４５，２４５，２５５）－ min（２４５，２４５，２５５）｝／ min（２４５，２４５，２５５）×１００
＝｛２５５－２４５｝／２４５×１００ ＝４％
なので、図１５（ｂ）に示すように、白色に見える色の場合は、赤，緑，青の成分に分解せずに
Ｉ（ｗ）＝ max（２４５，２４５，２５５）＝ ２５５
Ｉ（ｒ）＝０
Ｉ（ｇ）＝０
Ｉ（ｂ）＝０
となるように、各色の微細形状の微細形状５の高さｈ、あるいは微細形状５の隣り合うプリズムの断面が三角形状の頂点間の距離であるピッチｐに変換して制御することによって、白色に色味がつくことなく、綺麗な白色を表示できた。
また、赤，緑，青の全部の階調値が５０以下の赤，緑，青の階調差が５％以下の色については灰色と看做して、（ｗ）＝ max（Ｉｒ，Ｉｇ，Ｉｂ）、Ｉ（ｒ）＝０、Ｉ（ｇ）＝０，Ｉ（ｂ）＝０に変換することで、綺麗な灰色を確保できる。
（実施の形態４）
実施の形態２，３は実施の形態１と同時に実施することで、より白色が綺麗で、白色以外も綺麗な絵柄を実現することができる。
また、実施の形態１，２，３を同時に実施することで、より白色が綺麗で、白色以外も綺麗な絵柄を実現することができる。
本発明は、各種の電化製品の表示パネル、ゲーム装置の表示パネル、サイネージの表示パネル等に適用できる。
１ 導光体
１ｅ 光出射面
１ｆ 後壁面
２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄ 光源
３ａ 導光体に入射する赤色の光
３ｂ 導光体に入射する緑色の光
３ｃ 導光体に入射する青色の光
３ｄ 導光体に入射する白色の光
４ 絵柄パターン
５ 光を反射する微細形状
ｈ 微細形状の高さ
ｐ 微細形状のピッチ

Claims (3)

  1. 光が入射する側面を有し 、微細形状のプリズムの集合体により絵柄パターンが形成された導光体を設け、
    赤，緑，青，白の各光を前記導光体の内部に入射させる光源をそれぞれ設け、
    前記導光体は、前記側面ごとに前記光源の光が色別に入射するものであり、
    前記導光体に入射して導光された前記光を前記微細形状のプリズムの集合体により反射して、前記導光体の光出射面より出射させて前記絵柄パターンを表示する多色表示装置であって、
    前記導光体の絵柄パターンの特定色を赤，緑，青，白の光で表示する個所の各色の階調値をＩ（ｒ），Ｉ（ｇ），Ｉ（ｂ），Ｉ（ｗ）、
    白を消灯して、赤，緑，青だけで前記特定色に近い表示をさせる場合の各色の階調値をＩｒ，Ｉｇ，Ｉｂとした場合に、
    赤，緑，青，白の各色の前記微細形状のプリズムは、
    最大階調値を１００％とし、
    前記Ｉｒ，Ｉｇ，Ｉｂのすべてが２０％の設定階調値以上の場合に、Ａ／１００を“０．３以上０．７以下”とし、
    Ｉ（ｗ）＝ｍｉｎ（Ｉｒ，Ｉｇ，Ｉｂ）×Ａ／１００
    Ｉ（ｒ）＝Ｉｒ－Ｉ（ｗ）
    Ｉ（ｇ）＝Ｉｇ－Ｉ（ｗ）
    Ｉ（ｂ）＝Ｉｂ－Ｉ（ｗ）
    の階調値となる高さまたはピッチであり、
    前記Ｉｒ，Ｉｇ，Ｉｂの少なくともいずれかの設定階調値が２０％未満の場合に、Ａ／１００を“０”とし、
    Ｉ（ｗ）＝０
    Ｉ（ｒ）＝Ｉｒ
    Ｉ（ｇ）＝Ｉｇ
    Ｉ（ｂ）＝Ｉｂ
    の階調値となる高さまたはピッチであり、
    さらに、
    前記Ｉｒ，Ｉｇ，Ｉｂの階調差が５％以下の場合には、
    Ｉ（ｗ）＝ｍａｘ（Ｉｒ，Ｉｇ，Ｉｂ）
    Ｉ（ｒ）＝０
    Ｉ（ｇ）＝０
    Ｉ（ｂ）＝０
    の階調値となる高さまたはピッチである、
    多色表示装置。
  2. 光が入射する側面を有し 、微細形状のプリズムの集合体により絵柄パターンが形成された導光体を設け、
    赤，緑，青，白の各光を前記導光体の内部に入射させる光源をそれぞれ設け、
    前記導光体は、前記側面ごとに前記光源の光が色別に入射するものであり、
    前記導光体に入射して導光された前記光を前記微細形状のプリズムの集合体により反射して、前記導光体の光出射面より出射させて前記絵柄パターンを特定色にする前記微細形状のプリズムを設定するに際し、
    前記導光体の内部に赤，緑，青の光だけで前記特定色に近い表示色を表示させる場合の各色の階調値をＩｒ，Ｉｇ，Ｉｂ、
    前記導光体の内部に赤，緑，青，白の光で前記特定色を表示させる場合の各色の階調値をＩ（ｒ），Ｉ（ｇ），Ｉ（ｂ），Ｉ（ｗ）とし 、前記Ｉ（ｒ），Ｉ（ｇ），Ｉ（ｂ），Ｉ（ｗ）の最大階調値を１００％とし、
    前記Ｉｒ，Ｉｇ，Ｉｂのすべてが２０％の設定階調値以上の場合に、Ａ／１００を“０．３以上０．７以下”とするとともに、
    Ｉ（ｗ）＝ｍｉｎ（Ｉｒ，Ｉｇ，Ｉｂ）×Ａ／１００
    Ｉ（ｒ）＝Ｉｒ－Ｉ（ｗ）
    Ｉ（ｇ）＝Ｉｇ－Ｉ（ｗ）
    Ｉ（ｂ）＝Ｉｂ－Ｉ（ｗ）
    とし、
    前記Ｉｒ，Ｉｇ，Ｉｂの少なくともいずれかの設定階調値が２０％未満の場合に、Ａ／１００を“０”とするとともに、
    Ｉ（ｗ）＝０
    Ｉ（ｒ）＝Ｉｒ
    Ｉ（ｇ）＝Ｉｇ
    Ｉ（ｂ）＝Ｉｂ
    とし、
    さらに、
    前記Ｉｒ，Ｉｇ，Ｉｂの階調差が５％以下の場合には、
    Ｉ（ｗ）＝ ｍａｘ（Ｉｒ，Ｉｇ，Ｉｂ）
    Ｉ（ｒ）＝ ０
    Ｉ（ｇ）＝ ０
    Ｉ（ｂ）＝ ０
    とすることによって階調値Ｉ（ｒ），Ｉ（ｇ），Ｉ（ｂ），Ｉ（ｗ）に変換し、この階調値を、夫々前記微細形状のプリズムの高さあるいはピッチに変換する、
    多色表示装置の階調値の設定方法。
  3. 光が入射する側面を有し 、微細形状のプリズムの集合体により絵柄パターンが形成された導光体を設け、
    赤，緑，青，白の各光を前記導光体の内部に入射させる光源をそれぞれ設け、
    前記導光体は、前記側面ごとに前記光源の光が色別に入射するものであり、
    前記導光体に入射して導光された前記光を前記微細形状のプリズムの集合体により反射して、前記導光体の光出射面より出射させて前記絵柄パターンを特定色にする前記微細形状のプリズムを設定するに際し、
    前記導光体の内部に赤，緑，青の光だけで前記特定色に近い表示色を表示させる場合の各色の階調値をＩｒ，Ｉｇ，Ｉｂ、
    前記導光体の内部に赤，緑，青，白の光で前記特定色を表示させる場合の各色の階調値をＩ（ｒ），Ｉ（ｇ），Ｉ（ｂ），Ｉ（ｗ）とし、前記Ｉ（ｒ），Ｉ（ｇ），Ｉ（ｂ），Ｉ（ｗ）の最大階調値を１００％とし、
    前記Ｉｒ，Ｉｇ，Ｉｂのすべてが２０％の設定階調値以上の場合に、Ａ／１００を“０．３以上０．７未満”とするとともに、
    Ｉ（ｗ）＝ｍｉｎ（Ｉｒ，Ｉｇ，Ｉｂ）×Ａ／１００
    Ｉ（ｒ）＝Ｉｒ－Ｉ（ｗ）
    Ｉ（ｇ）＝Ｉｇ－Ｉ（ｗ）
    Ｉ（ｂ）＝Ｉｂ－Ｉ（ｗ）
    とし、
    前記Ｉｒ，Ｉｇ，Ｉｂの少なくともいずれかの設定階調値が２０％未満の場合に、Ａ／１００を“０”とするとともに、
    Ｉ（ｗ）＝０
    Ｉ（ｒ）＝Ｉｒ
    Ｉ（ｇ）＝Ｉｇ
    Ｉ（ｂ）＝Ｉｂ
    とし、
    さらに、
    前記Ｉｒ，Ｉｇ，Ｉｂの階調差が５％以下の場合には、
    Ｉ（ｗ）＝ｍａｘ（Ｉｒ，Ｉｇ，Ｉｂ）
    Ｉ（ｒ）＝０
    Ｉ（ｇ）＝０
    Ｉ（ｂ）＝０
    とすることによって階調値Ｉ（ｒ），Ｉ（ｇ），Ｉ（ｂ），Ｉ（ｗ）に変換し、
    この階調値を、夫々前記微細形状のプリズムの高さあるいはピッチに変換し、前記絵柄パターンを形成する、
    多色表示装置の製造方法。
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