TW201719250A - 顯示裝置 - Google Patents

Abstract

本發明的顯示裝置包括：透明液晶面板，能夠從正面側視認的配置於背面側的物體；第1偏光元件，配置於透明液晶面板的正面側及背面側中的其中一側；光源；導光元件，配置於透明液晶面板的正面側及背面側中的另一側，使來自光源的光朝向透明液晶面板；第2偏光元件，在導光元件與透明液晶面板之間、或導光元件與光源之間，以不與經由物體而透過導光元件的光的至少一部分重疊的方式配置；以及控制部，關於透明液晶面板上顯示有影像的區域，以從光源發出並經由第2偏光元件入射的光的至少一部分可透過第1偏光元件的方式來控制透明液晶面板。

Description

顯示裝置

本發明是有關於一種將能夠將影像重疊地顯示於顯示物體的顯示裝置。

近年來，提出一種利用能夠透過位於背面的顯示物體而看到的透明液晶面板的顯示裝置（例如參照專利文獻1）。

例如，專利文獻1中揭示的展示裝置在觀察側具備透明液晶面板，在背面側具備調光面板，以調光面板的任意區域作為單元（cell）單位而設為透過或者不透過，由此在同時觀察展示物與透明液晶面板的像資訊時能夠實現多彩的觀看方式。 [先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本專利特開2013-198563號公報

[發明所欲解決之課題] 然而，專利文獻1中揭示的展示裝置中，在欲同時看到展示物與透明液晶面板的像資訊的情況下，透明液晶面板的像資訊亦由來自對展示物進行照明的光源的光而照明。因此，該展示裝置存在對像資訊進行照明的光的亮度不足，而無法同時清晰地顯示展示物與透明液晶面板的像資訊的情況。

因此，本發明的目的在於提供一種可同時且清晰地顯示位於透明液晶面板的背面的顯示物體與於透明液晶面板上顯示的影像雙方的顯示裝置。 [解決課題之手段]

作為本發明的一個形態，提供一種顯示裝置。該顯示裝置包括：透明液晶面板，能夠從正面側視認的配置於背面側的物體，且，能夠顯示影像；第1偏光元件，配置於透明液晶面板的正面側及背面側中的其中一側；第1光源；導光元件，配置於透明液晶面板的正面側及背面側中的另一側，且，由透明的構件形成，使來自第1光源的光朝向透明液晶面板；第2偏光元件，在導光元件與透明液晶面板之間、或導光元件與第1光源之間，以不與經由物體而透過導光元件的光的至少一部分重疊的方式配置；以及控制部，關於透明液晶面板上顯示有影像的區域，以從第1光源發出並經由第2偏光元件而入射的光的至少一部分可透過第1偏光元件的方式，來控制透明液晶面板。

該顯示裝置中，較佳為導光元件配置於透明液晶面板的背面與物體之間，且具有將來自第1光源的光朝向透明液晶面板反射的多個稜鏡，第2偏光元件以如下方式配置於導光元件與透明液晶面板之間，即，供從第1光源發出並由多個稜鏡中的任一個反射的光透過，且，不與經由物體而透過導光元件的光的至少一部分重疊。

該情況下，較佳為，多個稜鏡分別具有相對於第1光源形成為凹面狀的反射面。

或者，較佳為，第1光源具有多個發光元件，多個稜鏡分別將從多個發光元件的各者發出的光朝向第2偏光元件的不同的位置反射。

又或者，較佳為，該顯示裝置進而具有擴散構件，該擴散構件以如下方式配置於第2偏光元件與導光元件之間，即，使從第1光源發出並由多個稜鏡中的任一個反射的光擴散，且，不與經由物體而透過導光元件的光的至少一部分重疊。

該情況下，較佳為，控制部以在透明液晶面板的第1畫素群中顯示從第1方向看到規定的被攝體所得的像的方式，施加使第1光的偏光面旋轉的電壓，所述第1畫素群是從第1光源發出並通過導光元件後由擴散構件擴散的光中的、透過第2偏光元件且朝向第1方向的第1光所透過的畫素群，另一方面，以使透明液晶面板的第2畫素群中顯示從第2方向看到規定的被攝體所得的像的方式，施加使第2光的偏光面旋轉的電壓，所述第2畫素群是從第1光源發出並通過導光元件後由擴散構件擴散的光中的、透過第2偏光元件且朝向第2方向的第2光所透過的畫素群。

又或者，該顯示裝置中，較佳為，第1光源具有多個發光元件，且，導光元件具有將來自第1光源的光朝向透明液晶面板反射的多個稜鏡，控制部以使透明液晶面板的第1畫素群中顯示從第1方向看到規定的被攝體所得的像的方式，施加使第1光的偏光面旋轉的電壓，所述第1畫素群是從多個發光元件的各者發出、由多個稜鏡朝向第1方向反射且透過第2偏光元件的第1光所透過的畫素群，另一方面，以使透明液晶面板的第2畫素群中顯示從第2方向看到規定的被攝體所得的像的方式，施加使第2光的偏光面旋轉的電壓，所述第2畫素群是從多個發光元件的各者發出、由多個稜鏡朝向第2方向反射且透過第2偏光元件的第2光所透過的畫素群。

而且，該顯示裝置中，較佳為，第2偏光元件配置於導光元件與第1光源之間。

進而，較佳為，該顯示裝置進而具有配置於物體與導光元件之間的第3偏光元件。該情況下，較佳為以如下方式設定第2偏光元件的透過軸的方向與第3偏光元件的透過軸的方向，即，從第1光源發出並透過第2偏光元件而入射至透明液晶面板的光的偏光面、與經由物體而透過第3偏光元件及導光元件且入射至透明液晶面板的光的偏光面彼此正交。 [發明的效果]

本發明的顯示裝置實現可同時且清晰地顯示位於透明液晶面板的背面的顯示物體與顯示於透明液晶面板上的影像雙方的效果。

以下，一面參照圖一面對本發明的實施形態的顯示裝置進行說明。該顯示裝置利用透過位於背面的顯示物體而能夠視認的透明液晶面板。而且，該顯示裝置藉由以不與經由顯示物體而透過導光板的光重疊的方式配置的偏光元件，使得用以顯示透明液晶面板上所顯示的影像的背光（backlight）的偏光方向、與來自對顯示物體進行照明的光源的光的偏光方向彼此正交，由此，控制在透明液晶面板上針對每個畫素而使來自背光的光及來自光源的光中的哪種光透過，從而能夠同時且清晰地顯示影像與顯示物體。 另外，以下，為了方便說明，將與觀察者相向的一側設為正面，將其相反側設為背面。

圖1是本發明的一個實施形態的顯示裝置的概略構成圖。顯示裝置1具有透明液晶面板2、導光板3、第1光源4、第2光源5、第1偏光元件6、第2偏光元件7、第3偏光元件8、控制部9。

在透明液晶面板2的正面側配置著第1偏光元件6，另一方面，在透明液晶面板2的背面側配置著導光板3。而且，以與導光板3的入射面3a相向的方式配置著第1光源4。在導光板3的背面側配置著供觀察者視認的顯示物體10。而且，以對顯示物體10進行照明，而由顯示物體10反射或散射的光透過導光板3及透明液晶面板2的方式，配置著第2光源5。而且，在第1光源4與導光板3之間配置著第2偏光元件7，另一方面，在顯示物體10與導光板3之間配置著第3偏光元件8。

透明液晶面板2具有能夠顯示影像的顯示區域，依據來自控制部9的影像信號，以畫素單位控制從第1光源4發出並通過第1偏光元件6及導光板3而入射的光的偏光面，由此將與該影像信號相應的影像顯示於顯示區域。例如，透明液晶面板2包括：液晶層，封入有液晶分子；2塊透明電極，以夾著液晶層而相向的方式配置且由銦錫氧化物（Indium Tin Oxides，ITO）等形成；以及如玻璃或透明樹脂這樣的透明的2塊透明基板，以夾著液晶層及透明電極而相向的方式配置。進而，亦可在液晶層與透明電極之間，形成用以規定液晶分子的配向方向的配向膜。而且，透明電極中的一者以能夠調整根據影像信號以畫素單位施加的電壓的方式形成為矩陣狀。進而，為了使透明液晶面板2顯示彩色的影像，亦可在一透明電極與透明基板之間設置以畫素單位的規定圖案而配置的彩色濾光片。

2塊配向膜例如使液晶層內的液晶分子沿規定方向配向。例如，在液晶層所含的液晶分子呈扭轉向列（Twisted Nematic）型排列的情況下，2塊配向膜以配向方向彼此正交的方式配置。

導光板3為導光元件的一例。而且，導光板3為具有較透明液晶面板2的顯示區域大的面積的片狀構件，以與透明液晶面板2的背面相向的方式配置。

在導光板3的側面的一面，形成著與第1光源4相向的入射面3a，來自第1光源4的光通過第2偏光元件7後，會從入射面3a入射至導光板3的內部。然後，沿導光板3的內部傳輸的光在由位於背面側的擴散面3b全反射後，從與透明液晶面板2的背面相向的出射面3c出射，且入射至透明液晶面板2。另外，入射面3a亦可以如下方式朝向第1光源4形成為凸面狀，即，為了提高從第1光源4入射的光的指向性而作為準直透鏡（collimated lens）進行動作。

而且，在第2光源5點燈的情況下，來自第2光源5的光由顯示物體10反射或散射，在通過第3偏光元件8後，從導光板3的擴散面3b入射至導光板3，並直接透過導光板3而從出射面3c朝向透明液晶面板2出射。

本實施形態中，導光板3例如藉由在平板狀的玻璃的背面側，貼附具有擴散面3b的擴散片而製作。而且，該擴散片例如由相對於可見光透明的紫外線硬化樹脂而形成，且如後述般，轉印有具有用以反射沿導光板3內傳輸的光的多個稜鏡的圖案。或者，導光板3藉由將聚甲基丙烯酸甲酯（polymethyl methacrylate，PMMA）、聚碳酸酯、環烯聚合物這樣的相對於可見光透明的樹脂成型而形成。此時，樹脂中，藉由熱轉印於擴散面3b形成有具有用以將沿導光板3內傳輸的光反射的多個稜鏡的圖案，該樹脂以不會產生內部應力的方式逐漸地冷卻，由此形成導光板3。

藉由如此形成導光板3，可防止導光板3自身具有雙折射性。由此，可抑制入射至導光板3的光的偏光面在沿導光板3內傳輸或透過時旋轉、或從直線偏光變為橢圓偏光。

圖2（a）是從正面側看到的擴散面3b的部分擴大圖。擴散面3b中，以使從入射面3a入射的光反射，並從出射面3c整體均勻地出射，且相對於透明液晶面板2大致垂直地入射的方式，將多個稜鏡11以規定的間距配置成鋸齒狀。另外，多個稜鏡11亦可將規定的間距配置成格子狀。另外，規定的間距例如設定為100 μm左右。

圖2（b）是稜鏡11的概略立體圖。多個稜鏡11分別形成為例如擴散面3b中具有規定長度的大致三角形狀的槽。而且，多個稜鏡11分別具有以相對於擴散面3b為規定的角度α且與第1光源4相向的方式面向的反射面11a。另外，規定的角度α設定為使向導光板3入射的來自第1光源4的光全反射且朝向出射面3c的角度，例如相對於擴散面3b為37°～45°。而且，規定的長度例如為55 μm左右，槽的寬度例如為27.5 μm左右。

另外，形成著稜鏡11的區域的面積佔據擴散面3b的面積之比即配置密度，較佳為觀察者經由透明構件或者經由空無一物的空間而視認的位於導光板3的背後的顯示物體10時所感受到的配置密度的上限以下。因此，例如，較佳為以配置密度為30.0%以下的方式配置各稜鏡11。

或者，關於導光板3，表示擴散光相對於總透過光的比例的霧度值（haze value），較佳為觀察者經由透明構件或者經由空無一物的空間而視認的位於導光板3的背後的顯示物體10時所感受到的霧度值的上限以下。例如，較佳為以霧度值為28%以下的方式配置各稜鏡11。

第1光源4例如具有如白色發光二極體或螢光燈這樣的發光元件，且以其發光面與導光板3的入射面3a相向的方式配置。例如，第1光源4以其發光強度最強的方向相對於入射面3a正交的方式配置。另外，第1光源4亦可具有多個發光元件。該情況下，多個發光元件例如沿入射面3a的長度方向，遍及與透明液晶面板2的顯示區域的寬度大致相等的範圍排列成一行而配置。而且，第1光源4根據來自控制部9的控制信號而點燈或熄燈。例如，在透明液晶面板2顯示影像的情況下，第1光源4點燈。另一方面，在透明液晶面板2未顯示影像的情況下，第1光源4亦可熄燈。而且，在第1光源4具有多個發光元件，且，透明液晶面板2的一部分顯示影像的情況下，亦可僅使該多個發光元件中的、用於一部分照明的發光元件點燈。或者，多個發光元件亦可具有互不相同的發光色，根據顯示於透明液晶面板2的影像的顏色來控制點燈的發光元件。

第2光源5例如具有如白色發光二極體或螢光燈這樣的發光元件，且以對配置於導光板3的背面側的顯示物體10進行照明的方式配置。另外，在欲以特定色的光源照明顯示物體10的情況下，以該特定色發光的二極體等發光元件亦可用作第2光源5。另外，在顯示物體10為不透明的物體的情況下，較佳為以由顯示物體10反射或散射的光向導光板3入射的方式，將第2光源5配置於較顯示物體10更靠近導光板3的位置。而且，第2光源5亦可具有多個發光元件。例如，第2光源5亦可具有以包圍顯示物體10的周圍的方式配置的多個發光元件。進而，第2光源5自身亦可為經由透明液晶面板2的顯示區域而觀察的顯示物體10。進而，較佳為以來自第2光源5的光不直接入射至導光板3的入射面3a的方式配置第2光源5。而且，第2光源5與第1光源4同樣地，根據來自控制部9的控制信號而點燈或熄燈。例如，在不欲使觀察者視認的顯示物體10的情況下，第2光源5熄燈。另一方面，在使觀察者視認的顯示物體10的情況下，第2光源5點燈。 而且，根據變形例，亦可省略第2光源5。該情況下，顯示物體10亦可藉由太陽光等來自顯示裝置1的外部的環境光而照明。

第1偏光元件6～第3偏光元件8分別為使具有特定方向的偏光面的偏光成分透過的元件。而且，第1偏光元件6以通過第1偏光元件6的光的偏光面與第1偏光元件6的透過軸所成的角越小則越高的透過率使該光透過。本實施形態中，第1偏光元件6在透明液晶面板2的正面側，以覆蓋透明液晶面板2的顯示區域的方式配置。因此，根據來自控制部9的影像信號，透明液晶面板2能夠以畫素單位，調整來自第1光源4的光或由第2光源5照明的來自顯示物體10的光各自在第1偏光元件6中的透過率。即，從第1光源4發出並經由第2偏光元件7及導光板3而入射至透明液晶面板2的光的偏光面，在透過透明液晶面板2的液晶層時，根據施加至該液晶層的電壓而旋轉，由此該光中的透過第1偏光元件6的光量發生變化。同樣地，從第2光源5發出並由顯示物體10反射或散射後，經由第3偏光元件8及導光板3而入射至透明液晶面板2的光的偏光面，在透過透明液晶面板2的液晶層時，根據施加至該液晶層的電壓而旋轉，由此該光中的透過第1偏光元件6的光量發生變化。

第2偏光元件7在第1光源4與導光板3的入射面3a之間，與入射面3a大致平行地配置。而且，第2偏光元件7具有使來自第1光源4的光不會不經由第2偏光元件7便到達入射面3a的程度的尺寸。由此，從第1光源4發出並透過第2偏光元件7而入射至導光板3的光為直線偏光。而且，藉由配置於第1光源4與導光板3的入射面3a之間，第2偏光元件7可小型化。

第3偏光元件8為具有與透明液晶面板2的顯示區域相同程度的尺寸的片狀構件，在顯示物體10與導光板3的背面（即擴散面3b）之間，與背面大致平行地配置。由此，從第2光源5發出並由顯示物體10反射或散射後透過第3偏光元件8而入射至導光板3的光為直線偏光。

其中，第2偏光元件7的透過軸與第3偏光元件8的透過軸以如下方式而面向，即，從第1光源4發出並經由第2偏光元件7及導光板3而入射至透明液晶面板2的直線偏光的偏光面、與從第2光源5發出並由顯示物體10反射或散射後經由第3偏光元件8及導光板3而入射至透明液晶面板2的直線偏光的偏光面彼此正交。例如，以第2偏光元件7的透過軸與擴散面3b及出射面3c大致平行（圖1中的紙面的法線方向）的方式，配置第2偏光元件7，另一方面，以第3偏光元件8的透過軸與入射面3a正交的方向（與圖1中的紙面平行的方向）的方式配置第3偏光元件8。由此，透明液晶面板2可使對於來自第1光源4的光的透過率、與對於來自第2光源5的光的透過率不同。

控制部9例如具有處理器、記憶體電路、透明液晶面板2的驅動電路、及各光源的驅動電路。而且，控制部9根據來自上位的控制裝置（未圖示）的控制信號，控制透明液晶面板2、第1光源4及第2光源5。在從位於透明液晶面板2的正面側的觀察者無法看到顯示物體10的情況下，控制部9使第2光源5熄燈。另一方面，在觀察者可看到顯示物體10的情況下，控制部9使第2光源5點燈。而且，在透明液晶面板2顯示影像的情況下，控制部9使第1光源4點燈。另一方面，在透明液晶面板2不顯示影像的情況下，控制部9亦可使第1光源4熄燈。

而且，控制部9在使觀察者可同時看到顯示於透明液晶面板2的影像與顯示物體10的情況下，使第1光源4及第2光源5一併點燈，並且以畫素單位調整施加至透明液晶面板2的電壓。而且，控制部9關於顯示有影像的區域所含的畫素，以從第1光源4發出並經由第2偏光元件7及導光板3而入射至透明液晶面板2的光的至少一部分藉由透過透明液晶面板2而可透過第1偏光元件6的方式，調整施加的電壓。由此，觀察者可看到顯示於透明液晶面板2的影像。另外，如所述般，來自第1光源4的光的偏光面與來自第2光源5的光的偏光面在藉由第2偏光元件7及第3偏光元件8而入射至透明液晶面板2時，彼此正交。因此，在顯示有影像的區域，第1偏光元件6對於來自第1光源4的光的透過率越高，第1偏光元件6對於來自第2光源5的光的透過率則越低。

另一方面，關於顯示有影像的區域外的畫素，控制部9以從顯示物體10經由第2偏光元件及導光板3而入射至透明液晶面板2的光的偏光面藉由透過透明液晶面板2，而與透明液晶面板2的第1偏光元件6的透過軸平行的方式，即，以該光透過第1偏光元件6的方式，調整施加的電壓。藉此，從第1光源4發出並經由第2偏光元件7及導光板3而入射至透明液晶面板2的光的偏光面，藉由透過透明液晶面板2而與透明液晶面板2的第1偏光元件6的透過軸正交，因而該光不會透過第1偏光元件6。因此，關於該畫素，來自第1光源4的光不會對顯示物體10的觀看方式造成影響。因此，即便第1光源4點燈，在顯示有影像的區域外，亦不會出現顯示物體10不易看到的情況。

圖3（a）是在可同時看到顯示物體10與透明液晶面板2上的影像的情況下從正面側看到顯示裝置1所得的圖，圖3（b）是表示對應的光的透過狀態的圖。如圖3（a）及圖3（b）所示，在透明液晶面板2上的影像顯示區域300，以來自第1光源4的光的至少一部分透過第1偏光元件6的方式，調節各畫素中所施加的電壓。另一方面，影像顯示區域300以外，以從第2光源5發出並由顯示物體10反射或散射的光透過第1偏光元件6，且來自第1光源4的光不透過第1偏光元件6的方式，調節各畫素中所施加的電壓。因此，觀察者可同時且清晰地視認的透明液晶面板2上的影像與顯示物體10。

另外，在透明液晶面板2為能夠進行彩色顯示的面板的情況下，在透明液晶面板2上的影像顯示區域，以藉由來自第1光源4的光透過透明液晶面板2，而成為其影像的顏色的方式，調節影像顯示區域內的各畫素的電壓。該情況下，在透明液晶面板2顯示有影像的狀態下，若使第1光源4熄燈，則在影像顯示區域，藉由來自第2光源5的光，以相對於本來的影像的顏色的補色顯示該影像。因此，在使第1光源4熄燈的狀態下，亦可使透明液晶面板2顯示影像的情況下，控制部9以成為該影像的本來的顏色的補色的方式，調節影像顯示區域所含的各畫素中所施加的電壓。

如以上說明般，該顯示裝置使得用以對顯示於透明液晶面板上的影像進行照明的來自第1光源的光的偏光面、與來自配置於透明液晶面板的背面側的顯示物體的光的偏光面正交。由此，該顯示裝置可在透明液晶面板中顯示有影像的區域，主要使影像照明用的光透過，另一方面，在顯示影像的區域以外，主要使來自顯示物體的光透過。因此，該顯示裝置可使位於透明液晶面板的正面側的觀察者同時且清晰地看到顯示於透明液晶面板上的影像與配置於透明液晶面板的背面側的顯示物體。

根據變形例，設置於導光板3的擴散面3b的各稜鏡亦可形成為如下，即，應使從第1光源4發出並入射至導光板3內的光，以通過導光板3與透明液晶面板2之間的特定的小區域的方式而被反射。該情況下，規定來自第1光源4的光的偏光方向的第2偏光元件7亦可以如下方式配置於導光板3與透明液晶面板2之間，即，供來自第1光源4的光透過，且從第2光源5發出並由顯示物體10反射或散射的光的至少一部分不重疊。

圖4是該變形例的顯示裝置41的概略側視圖。該變形例中，多個第2偏光元件7離散地配置於導光板3的出射面3c與透明液晶面板2的背面之間。即，設置有第2偏光元件7的小區域與未設置有第2偏光元件7的其他區域交替地位於導光板3的出射面3c與透明液晶面板2的背面之間。而且，以第2偏光元件7的各自的透過軸與第3偏光元件8的透過軸彼此正交的方式，配置第2偏光元件7及第3偏光元件8。而且，來自第1光源4的光經由準直透鏡12而入射至導光板3。以下，對與所述實施形態不同的方面進行說明。

設置著第2偏光元件7的小區域的合計面積較佳為透明液晶面板2的顯示區域的面積的一半以下。由此，防止從第2光源5發出並由顯示物體10反射或散射後透過第3偏光元件8及導光板3的光被第2偏光元件7所過度地遮蔽，且可抑制從正面側觀看而顯示物體10的亮度不充分。

圖5（a）是表示該變形例的稜鏡的配置的一例的導光板3的擴散面3b的概略前視圖，圖5（b）是一個稜鏡的概略立體圖，圖5（c）是一個稜鏡的概略前視圖。

該例中，第1光源4具有多個發光元件，來自各發光元件的光藉由設置於入射面3a與發光元件之間的準直透鏡12，成為大致平行光而入射至導光板3內。另外，準直透鏡12例如藉由將相對於可見光透明的樹脂射出成型而形成。而且，準直透鏡12為了進行像差修正，亦可形成為隨著離開準直透鏡12的光軸而曲率較球面減小的非球面透鏡。

形成於擴散面3b的各稜鏡13形成為具有相對於第1光源4側為凹狀的反射面13a的圓弧狀的稜鏡。而且，各稜鏡13例如在與擴散面3b平行的面中，以中心角具有60°～90°的相對於來自第1光源4的光的入射方向為線對稱的方式配置。而且，與來自第1光源4的光的入射方向正交的方向上的寬度例如為600 μm，從擴散面3b算起的高度例如為20 μm。而且，反射面13a的傾斜角α例如為35°。

藉由各稜鏡13如所述般形成，從第1光源4發出並入射至導光板3內的光由任一稜鏡13反射，由此針對每個稜鏡在導光板3與透明液晶面板2之間聚光為大致一點。因此，針對各稜鏡13，以覆蓋該聚光點的方式配置著第2偏光元件7。

該變形例中，透明液晶面板2藉由來自第1光源4的光與從第2光源5發出並由顯示物體10反射或散射的光而照明。因此，控制部9與所述實施形態同樣地，在透明液晶面板2上的影像顯示區域內，以從第1光源4發出並透過了第2偏光元件7的光的至少一部分透過第1偏光元件6的方式，調節施加至各畫素的電壓，另一方面，在透明液晶面板2上的影像顯示區域外，以從第2光源5發出並透過了第3偏光元件8的光的偏光面與第1偏光元件6的透過軸大致平行的方式，調節施加至各畫素的電壓即可。由此，該變形例的顯示裝置亦可同時且清晰地看到透明液晶面板上的影像與顯示物體。而且，該變形例中，來自第1光源4的光在通過導光板3後入射至第2偏光元件7，因而與導光板3的雙折射性相關的條件得到緩和，導光板3的製造變得容易。

而且，所述變形例中，亦可對各稜鏡13入射來自第1光源4所具有的多個發光元件的光。該情況下，為了使從各發光元件入射至導光板3的光擴散，亦可省略準直透鏡12。進而，擴散面3b中亦可代替稜鏡13，而形成圖2（b）所示的三角柱狀的稜鏡11。

圖6是表示該變形例的從入射面3a側看到的來自第1光源4的光的路徑的示意圖。該變形例中，來自與各稜鏡11正對的發光元件的光線601利用稜鏡11，而朝向擴散面3b的法線方向反射。另一方面，來自位於較各稜鏡11靠左側的發光元件的光線602，相對於稜鏡11從左側傾斜入射，因此利用稜鏡11，朝向較法線方向靠右斜方向而反射。而且，來自位於較各稜鏡11靠右側的發光元件的光線603，相對於稜鏡11從右側傾斜入射，因而利用稜鏡11，朝向較法線方向靠左傾斜方向反射。其結果，關於一個第2偏光元件7，有來自多個稜鏡11的朝向彼此不同的方向的光透過。即，可擴大通過第2偏光元件7且照明透明液晶面板2的光的擴散角。因此，可擴大能夠視認的顯示於透明液晶面板2的影像的角度。

根據又一變形例，亦可關於多個第2偏光元件7的各者，在該第2偏光元件7與導光板3的出射面3c之間配置擴散片。

圖7是該變形例的顯示裝置51的概略側視圖。該變形例中，與圖4所示的顯示裝置41相比，在如下方面不同，即，關於多個第2偏光元件7的各者，在該第2偏光元件7與導光板3的出射面3c之間配置擴散片14。

該變形例中，從第1光源4發出並經由導光板3的光，在由擴散片14擴散後透過第2偏光元件7。因此，該變形例的顯示裝置51可擴大通過第2偏光元件7且照明透明液晶面板2的光的擴散角。因此，顯示裝置51可擴大能夠視認的顯示於透明液晶面板2的影像的角度。另外，該變形例中，入射至各個擴散片14的光可為平行光，因而形成於導光板3的擴散面3b的稜鏡亦可為圖2（b）所示的三角柱狀的稜鏡11。另外，為了使從第2光源5發出並由顯示物體10反射或散射且透過第3偏光元件8及導光板3的光以可維持其偏光面的狀態入射至透明液晶面板2，在未設置第2偏光元件7的位置，亦未設置擴散片14。

根據又一變形例，為了使來自第1光源4的光朝向透明液晶面板2，亦可代替導光板而使用稜鏡片。

圖8是該變形例的顯示裝置61的概略側視圖。該變形例中，與圖1所示的顯示裝置1相比，在如下方面不同，即，在透明液晶面板2與第3偏光元件8之間，代替導光板而設置稜鏡片31。因此，以下，對稜鏡片31及其相關部分進行說明。

稜鏡片31為導光元件的另一例。稜鏡片31為具有與透明液晶面板2的顯示區域相同程度的尺寸的片狀構件，例如，由相對於可見光透明的樹脂形成。而且，在稜鏡片31的背面側，形成著將來自第1光源4的光朝向透明液晶面板2方向的多個稜鏡15。另外，與所述實施形態同樣地，較佳為以形成著稜鏡15的區域的面積佔據稜鏡片31的面積之比即配置密度為30.0%以下或者霧度值為28%以下的方式配置各稜鏡15。

該變形例中，來自第1光源4的光在透過第2偏光元件7後，從各稜鏡15的與第1光源4相向側的面入射至稜鏡片31。然後，該光利用各稜鏡15的與第1光源4相反側的面，朝向透明液晶面板2的方向全反射。而且，從第2光源5發出並由顯示物體10反射或散射的光，透過該稜鏡片31的未形成稜鏡15的部分而到達透明液晶面板2。因此，該變形例的顯示裝置61亦與所述實施形態同樣地，可同時且清晰地使觀察者看到顯示物體10與顯示於透明液晶面板2上的影像。

圖9是又一變形例的顯示裝置71的概略側視圖。該變形例的顯示裝置71與圖8所示的顯示裝置61相比，在如下方面不同，即，第2偏光元件7在稜鏡片31與透明液晶面板2的背面之間，離散地設置於由稜鏡15反射的來自第1光源4的光的路徑上。該情況下，亦以第2偏光元件7的透過軸與第3偏光元件8的透過軸彼此正交的方式，配置第2偏光元件7及第3偏光元件8。因此，該變形例中，控制部9關於透明液晶面板2上顯示有影像的區域所包含的各畫素，亦以來自第1光源4的光的至少一部分透過第1偏光元件6的方式，調節施加的電壓，另一方面，該區域以外，以來自第2光源5的光的偏光面與第1偏光元件6的透過軸大致平行的方式，調節施加的電壓。由此，該變形例的顯示裝置71亦可同時且清晰地使觀察者視認的顯示物體10與透明液晶面板2上的影像。

進而，所述實施形態或變形例的各者中，亦可省略第3偏光元件8。該情況下，從第2光源5發出並由顯示物體10反射或散射的光的至少一部分，僅通過第1偏光元件6，即便調節施加至透明液晶面板2的電壓，第1偏光元件6對於該光的透過率亦不發生變化。因此，在第2光源5點燈的期間，能夠一直從觀察者視認的出顯示物體10。另一方面，來自第1光源4的光透過隔著透明液晶面板2而配置的兩個偏光元件（第2偏光元件7、第1偏光元件6），因而藉由調節施加至透明液晶面板2的電壓，第1偏光元件6對於該光的透過率發生變化。因此，與所述實施形態或變形例同樣地，控制部9關於透明液晶面板2上顯示有影像的區域所含的各畫素，以從第1光源4發出並透過第2偏光元件7的光的至少一部分透過第1偏光元件6的方式，調節施加的電壓。另一方面，控制部9關於顯示影像的區域外的各畫素，以從第1光源4發出並透過了第2偏光元件7的光的偏光面與第1偏光元件6的透過軸正交的方式，調節施加的電壓。由此，該顯示裝置亦可同時且清晰地使觀察者視認的顯示物體10與顯示於透明液晶面板2上的影像。

進而，在省略了第3偏光元件8的變形例中，僅從第1光源4發出的光透過第1偏光元件6即可。因此，第1偏光元件6亦可代替覆蓋透明液晶面板2整體而離散地形成。

圖10（a）～圖10（c）分別是第1偏光元件6離散地形成的變形例的顯示裝置的概略側視圖。另外，圖10（a）～圖10（c）中，為了簡化，省略顯示物體、控制部及第2光源的圖示。

圖10（a）所示的例中，第2偏光元件7以覆蓋透明液晶面板2的顯示區域整體的方式，配置於導光板3的出射面3c與透明液晶面板2的背面之間。另一方面，第1偏光元件6僅在從第1光源4發出並由導光板3的擴散面3b反射的光所通過的區域離散地形成。

圖10（b）所示的例中，與圖10（a）所示的例相比，在第2偏光元件7設置於第1光源4與導光板3的入射面3a之間的方面不同。而且，圖10（c）所示的例中，與圖10（a）所示的例相比，不僅第1偏光元件6，第2偏光元件7亦僅在從第1光源4發出並由導光板3的擴散面3b反射的光所通過的區域離散地形成。

圖10（a）～圖10（c）中的任一者所示的例的顯示裝置，均與所述實施形態或變形例的顯示裝置同樣地，藉由調節透明液晶面板2上顯示影像的區域所含的各畫素中所施加的電壓、與該區域外的各畫素中所施加的電壓，而可使觀察者同時且清晰地視認的顯示物體與透明液晶面板2上的影像。

進而，圖10（a）～圖10（c）的各者所示的變形例中，亦可代替導光板3而使用圖8所示的稜鏡片31。

根據省略了第3偏光元件8的又一變形例，亦可代替所述實施形態或變形例中使用的背光型導光板及稜鏡片，而使用前光式導光板。

圖11（a）及圖11（b）分別是使用前光式導光板的顯示裝置的概略側視圖。另外，圖11（a）及圖11（b）中，為了簡化，省略顯示物體10、控制部9及第2光源5的圖示。

圖11（a）所示的顯示裝置81中，前光式導光板32配置於透明液晶面板2的正面側。而且，在導光板32的側面，以與第1光源4相向的方式形成入射面32a。然後，從入射面32a入射至導光板32內的來自第1光源4的光沿導光板32內傳輸，利用設置於導光板32的正面側的擴散面32b而朝向透明液晶面板2反射。因此，擴散面32b中，例如與圖2（a）及圖2（b）所示的稜鏡11同樣地，多個稜鏡16配置成格子狀或者鋸齒狀。

而且，在導光板32的背面側，在由多個稜鏡16中的任一者反射的來自第1光源4的光所通過的區域的各者，離散地配置著第2偏光元件7。而且，在透明液晶面板2的背面側，在從第1光源4發出並經由導光板32及第2偏光元件7的光所到達的位置，離散地配置著第1偏光元件6。該例中，第1偏光元件6以作為反射型偏光元件動作的方式，例如可設為線柵（wire grid）型或多層膜型偏光元件。

該變形例中，控制部9關於透明液晶面板2上顯示影像的區域所包含的各畫素，以從第1光源4發出並透過第2偏光元件7的光的至少一部分由第1偏光元件6反射的方式，調節施加的電壓。另一方面，控制部9關於顯示影像的區域外的各畫素，以從第1光源4發出並透過第2偏光元件7的光的偏光面與第1偏光元件6的透過軸平行的方式，調節施加的電壓。由此，在顯示影像的區域，從第1光源4發出的光的至少一部分藉由經由第2偏光元件7及透明液晶面板2，由第1偏光元件6反射。因此，該光通過透明液晶面板2及導光板32而從導光板32的正面側出射，因而觀察者可視認的該影像。而且，在顯示著影像的區域外，來自第1光源4的光並不由第1偏光元件6反射，因而在視認的顯示物體10時不會受到影響。另一方面，從第2光源5發出並由配置於透明液晶面板2的背面側的顯示物體10反射或散射的光，無論透明液晶面板2中所施加的電壓如何，均通過透明液晶面板2及導光板32而從導光板32的正面側出射，因而觀察者能夠視認的顯示物體。因此，該顯示裝置81亦可使觀察者同時且清晰地視認的顯示物體與透明液晶面板2上的影像。

圖11（b）所示的顯示裝置82中，與圖11（a）所示的顯示裝置81相比，在第2偏光元件7配置於入射面32a與第1光源4之間的方面不同。然而，該顯示裝置82亦使來自第1光源4的光經由第2偏光元件7及第1偏光元件6，因而藉由與所述同樣地調節施加至透明液晶面板2的電壓，可使觀察者同時且清晰地視認的顯示物體與透明液晶面板2上的影像。

進而，如圖4或圖6所示，在使從第1光源4發出的光朝向多個彼此不同的方向而透過透明液晶面板2的顯示裝置中，亦可針對透明液晶面板2的每個畫素，根據通過該畫素的從第1光源4發出的光的方向，顯示從不同方向觀察同一被攝體所得的影像。例如，設想觀察者位於規定位置的情況下，控制部關於第1方向的光所通過的畫素群，以顯示從第1方向看到被攝體所得的影像的方式，施加使第1方向的光的偏光面旋轉的電壓，關於第2方向的光所通過的畫素群，以顯示從第2方向看到被攝體所得的影像的方式，施加使第2方向的光的偏光面旋轉的電壓。由此，顯示裝置可將可立體觀看的影像重疊於顯示物體。

進而，關於圖1～圖3（b）所示的實施形態，或者圖10（a）及圖10（b）所示的變形例，均與圖6所示的變形例同樣地，可以相對於各稜鏡11，使得來自第1光源4所具有的多個發光元件的光入射的方式配置各發光元件，以使來自各發光元件的光一面擴散一面入射至導光板3。該情況下，顯示裝置1亦可使從第1光源4發出的光朝向多個彼此不同的方向而透過透明液晶面板2。因此，控制部9關於第1方向的光所通過的畫素群，以顯示從第1方向看到被攝體所得的影像的方式，施加使第1方向的光的偏光面旋轉的電壓，關於第2方向的光所通過的畫素群，以顯示從第2方向看到被攝體所得的影像的方式，施加使第2方向的光的偏光面旋轉的電壓，由此顯示裝置1可使可立體觀看的影像重疊於顯示物體10。

進而，關於圖7所示的變形例，針對各個擴散片14及第2偏光元件7的組合，在液晶面板2上，設置通過該組合而擴散的來自第1光源4的光中的第1方向的光所通過的畫素與第2方向的光所通過的畫素即可。該情況下，控制部9關於第1方向的光所通過的畫素群，以顯示從第1方向看到被攝體所得的影像的方式，施加使第1方向的光的偏光面旋轉的電壓，關於第2方向的光所通過的畫素群，以顯示從第2方向看到被攝體所得的影像的方式，施加使第2方向的光的偏光面旋轉的電壓，由此顯示裝置51可使可立體觀看的影像重疊於顯示物體10。

所述實施形態或變形例的顯示裝置亦可搭載於如彈球遊戲機或轉筒（drum）遊戲機這樣的遊戲機上。 圖12是從玩家側看到具有所述實施形態或變形例的顯示裝置的彈球遊戲機的該彈球遊戲機的概略立體圖。如圖12所示，彈球遊戲機100包括：設置於從上部到中央部的大部分區域且作為遊戲機本體的遊戲盤101，配設於遊戲盤101的下方的球承接部102，具備手柄的操作部103，以及設置於遊戲盤101的大致中央的顯示裝置104。

而且，彈球遊戲機100為了遊戲的演出，而在遊戲盤101的前表面具有配置於遊戲盤101的下方的固定附屬部105、以及配置於遊戲盤101與固定附屬部105之間的可動附屬部106。而且，在遊戲盤101的側方配設軌道107。而且，在遊戲盤101上設置著多個障礙釘（obstacle nail）（未圖示）及至少一個中獎裝置108。

操作部103根據由玩家的操作而實現的手柄的轉動量，從未圖示的發射裝置以規定的力發射遊戲球。所發射的遊戲球沿軌道107向上方移動，在多個障礙釘間落下。而且，若由未圖示的感測器檢測得知遊戲球進入哪個中獎裝置108，則設置於遊戲盤101的背面的主控制電路（未圖示）將與遊戲球所進入的中獎裝置108相應的規定個遊戲球經由球放出（ball put-out）裝置（未圖示）而向球承接部102放出。進而，主控制電路經由設置於遊戲盤101的背面的演出用中央處理單元（Central Processing Unit，CPU）（未圖示）而對顯示裝置104進行驅動。

顯示裝置104為所述實施形態或變形例的顯示裝置的一例，以透明液晶面板的正面側朝向玩家的方式安裝於遊戲盤101。而且，顯示裝置104的控制部根據與遊戲的狀態相應的來自演出用CPU的控制信號，使玩家可視認的配置於顯示裝置104的背後的顯示物體（未圖示），或者將與遊戲狀態相應的影像與顯示物體一併顯示於透明液晶面板上。

如此，本領域技術人員可在本發明的範圍內根據所實施的形態而進行各種變更。

1、41、51、61、71、81、82‧‧‧顯示裝置
2‧‧‧液晶面板
3、32‧‧‧導光板
31‧‧‧稜鏡片
3a、32a‧‧‧入射面
3b、32b‧‧‧擴散面
3c‧‧‧出射面
4‧‧‧第1光源
5‧‧‧第2光源
6‧‧‧第1偏光元件
7‧‧‧第2偏光元件
8‧‧‧第3偏光元件
9‧‧‧控制部
10‧‧‧顯示物體
11、13、15、16‧‧‧稜鏡
11a‧‧‧反射面
12‧‧‧準直透鏡
14‧‧‧擴散片
100‧‧‧彈球遊戲機
101‧‧‧遊戲盤
102‧‧‧球承接部
103‧‧‧操作部
104‧‧‧顯示裝置
105‧‧‧固定附屬部
106‧‧‧可動附屬部
107‧‧‧軌道
108‧‧‧中獎裝置
300‧‧‧影像顯示區域
601、602、603‧‧‧光線
α‧‧‧規定角度、傾斜角

圖1是本發明的一個實施形態的顯示裝置的概略構成圖。 圖2（a）是從正面側看到的擴散面的部分擴大圖。圖2（b）是形成於擴散面的一個稜鏡的概略立體圖。 圖3（a）是在同時看到顯示物體與透明液晶面板上的影像時從正面側看到顯示裝置所得的圖，圖3（b）是表示對應的光的透過狀態的圖。 圖4是變形例的顯示裝置的概略側視圖。 圖5（a）是表示變形例的稜鏡的配置的一例的導光板的擴散面的概略前視圖，圖5（b）是一個稜鏡的概略立體圖，圖5（c）是一個稜鏡的概略前視圖。 圖6是表示變形例的從入射面側看到的來自第1光源的光的路徑的示意圖。 圖7是另一變形例的顯示裝置的概略側視圖。 圖8是又一變形例的顯示裝置的側面剖視圖。 圖9是又一變形例的顯示裝置的概略側視圖。 圖10（a）～圖10（c）分別是偏光元件離散地形成的變形例的顯示裝置的概略側視圖。 圖11（a）及圖11（b）分別是使用前光式的導光板的顯示裝置的概略側視圖。 圖12是從玩家側看到具有所述實施形態或變形例的顯示裝置的彈球遊戲機所得的、該彈球遊戲機的概略立體圖。

1‧‧‧顯示裝置

2‧‧‧液晶面板

3‧‧‧導光板

3a‧‧‧入射面

3b‧‧‧擴散面

3c‧‧‧出射面

4‧‧‧第1光源

5‧‧‧第2光源

6‧‧‧第1偏光元件

7‧‧‧第2偏光元件

8‧‧‧第3偏光元件

9‧‧‧控制部

10‧‧‧顯示物體

Claims (9)

1. 一種顯示裝置，其特徵在於包括： 透明液晶面板，能夠從正面側視認的配置於背面側的物體，且，能夠顯示影像； 第1偏光元件，配置於所述透明液晶面板的正面側及背面側中的其中一側； 第1光源； 導光元件，配置於所述透明液晶面板的正面側及背面側中的另一側，且，由透明的構件形成，使來自所述第1光源的光朝向所述透明液晶面板； 第2偏光元件，在所述導光元件與所述透明液晶面板之間、或所述導光元件與所述第1光源之間，以不與經由所述物體而透過所述導光元件的光的至少一部分重疊的方式配置；以及 控制部，關於所述透明液晶面板上顯示有影像的區域，以從所述第1光源發出並經由所述第2偏光元件而入射的光的至少一部分可透過所述第1偏光元件的方式，來控制所述透明液晶面板。
2. 如申請專利範圍第1項所述的顯示裝置，其中 所述導光元件配置於所述透明液晶面板的背面與所述物體之間，且具有將來自所述第1光源的光朝向所述透明液晶面板反射的多個稜鏡， 所述第2偏光元件以如下方式配置於所述導光元件與所述透明液晶面板之間，即，供從所述第1光源發出並由多個所述稜鏡中的任一個反射的光透過，且，不與經由所述物體而透過所述導光元件的光的至少一部分重疊。
3. 如申請專利範圍第2項所述的顯示裝置，其中 多個所述稜鏡分別具有相對於所述第1光源形成為凹面狀的反射面。
4. 如申請專利範圍第2項所述的顯示裝置，其中 所述第1光源具有多個發光元件， 多個所述稜鏡分別將從多個所述發光元件的各者發出的光朝向所述第2偏光元件的不同的位置反射。
5. 如申請專利範圍第2項所述的顯示裝置，更包括擴散構件，所述擴散構件以如下方式配置於所述第2偏光元件與所述導光元件之間，即，使從所述第1光源發出並由多個所述稜鏡中的任一個反射的光擴散，且，不與經由所述物體而透過所述導光元件的光的至少一部分重疊。
6. 如申請專利範圍第5項所述的顯示裝置，其中 所述控制部以在所述透明液晶面板的第1畫素群中顯示從第1方向看到規定的被攝體所得的像的方式，施加使第1光的偏光面旋轉的電壓，所述第1畫素群是從所述第1光源發出並通過所述導光元件後由所述擴散構件擴散的光中的、透過所述第2偏光元件且朝向所述第1方向的所述第1光所透過的畫素群， 另一方面，以使所述透明液晶面板的第2畫素群中顯示從第2方向看到所述規定的被攝體所得的像的方式，施加使第2光的偏光面旋轉的電壓，所述第2畫素群是從所述第1光源發出並通過所述導光元件後由所述擴散構件擴散的光中的、透過所述第2偏光元件且朝向所述第2方向的所述第2光所透過的畫素群。
7. 如申請專利範圍第1項所述的顯示裝置，其中 所述第1光源具有多個發光元件，且，所述導光元件具有將來自所述第1光源的光朝向所述透明液晶面板反射的多個稜鏡， 所述控制部以使所述透明液晶面板的第1畫素群中顯示從第1方向看到規定的被攝體所得的像的方式，施加使第1光的偏光面旋轉的電壓，所述第1畫素群是從多個所述發光元件的各者發出、由多個所述稜鏡朝向所述第1方向反射且透過所述第2偏光元件的所述第1光所透過的畫素群， 另一方面，以使所述透明液晶面板的第2畫素群中顯示從第2方向看到所述規定的被攝體所得的像的方式，施加使第2光的偏光面旋轉的電壓，所述第2畫素群是從多個所述發光元件的各者發出、由多個所述稜鏡朝向所述第2方向反射且透過所述第2偏光元件的所述第2光所透過的畫素群。
8. 如申請專利範圍第1項所述的顯示裝置，其中 所述第2偏光元件配置於所述導光元件與所述第1光源之間。
9. 如申請專利範圍第2項至第8項中任一項所述的顯示裝置，更包括配置於所述物體與所述導光元件之間的第3偏光元件， 以如下方式設定所述第2偏光元件的透過軸的方向與所述第3偏光元件的透過軸的方向，即，從所述第1光源發出並透過所述第2偏光元件而入射至所述透明液晶面板的光的偏光面、與經由所述物體而透過所述第3偏光元件及所述導光元件且入射至所述透明液晶面板的光的偏光面彼此正交。