TW202134739A - 顯示切換裝置與開關 - Google Patents

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Abstract

本發明的顯示切換裝置與開關抑制：因用戶目測到外部干擾光被像素區域反射的反射光，從而能淡淡地看到應切換顯示的靜止圖案。顯示切換裝置通過切換來自多個光源的位置的光的照射而切換顯示圖像。所述顯示切換裝置包括：由多個透鏡排列而成的透鏡陣列；以及顯示部，具備多個像素區域，且像素區域各自的透射率是對應於規定的靜止圖案而設定。所述像素區域是包含從多個光源的位置射出的光分別經透鏡陣列的各個所述透鏡而聚光的光所通過的區域而配置。顯示部中的像素區域的總面積為像素區域和像素周圍區域之和的總面積的60%以下。

Description

顯示切換裝置與開關
本發明涉及一種顯示切換裝置。
專利文獻1中公開了一種包含照明源的柱狀（lenticular）圖像卡的自動目測用的背光顯示元件，所述照明源選擇性地對通過設計而形成於柱狀介質的各個圖像進行照明。所述背光顯示元件中，顯示器（display）的照明源為了依次連續地對各圖像進行照明，配合卡的視距及所選擇的視角，來通過柱狀圖像卡的微透鏡側而使光朝向各圖像。
具體而言，專利文獻1中，如圖25所示，通過光源的切換來變更利用柱狀透鏡而聚光的光的位置，由此來選擇性地對位於圖像層的圖像進行照明。
具體而言，圖25是表示以往技術中的背光顯示元件的結構的示意圖。以往技術中的背光顯示元件如圖25所示，包括：至少包含多個微透鏡的柱狀透鏡60、朝向柱狀透鏡60照射光的多個光源70、及包含多個圖像的圖像層50。
並且，通過切換多個光源70的點亮/熄滅，變更通過柱狀透鏡60而聚光的光的聚光位置，由此來選擇性地對位於圖像層50的圖像進行照明。 [現有技術文獻] [專利文獻]
專利文獻1：日本專利特開2003-195216號公報（2003年7月7日公開）
[發明所要解決的問題]
但是，如上所述的以往技術存在下述問題：因背光顯示元件周圍的外部干擾光，當柱狀圖像卡被照亮時，非顯示的圖案會被看到，而導致顯示的選擇性下降。
本發明的一形態的目的在於抑制下述現象，即，因用戶目測到外部干擾光被像素區域反射的反射光，從而能淡淡地看到應切換顯示的靜止圖案。 [解決問題的技術手段]
為了解決所述問題，本發明的一形態的顯示切換裝置通過切換來自多個光源位置的光的照射而切換顯示圖像，所述顯示切換裝置包括：由多個透鏡排列而成的透鏡陣列；以及顯示部，所述顯示部包括：多個像素區域，包含從多個所述光源位置射出的光分別經所述透鏡陣列的各個所述透鏡而聚光的光所通過的區域而配置；以及像素周圍區域，配置在所述像素區域各自的周圍且透射率為固定，所述像素區域各自的透射率是對應於規定的靜止圖案而設定，所述顯示部中的所述像素區域的總面積為所述像素區域和所述像素周圍區域之和的總面積的60%以下。
根據所述結構，顯示部中的像素區域的面積比例小，因此能夠進一步抑制因像素區域的差異而導致靜止圖案被淡淡地看到的問題的發生。
而且，在所述一方案的顯示切換裝置中，所述透鏡陣列是由多個透鏡呈二維排列而成。
而且，所述一方案的顯示切換裝置通過切換來自多個光源位置的光的照射而切換顯示圖像，所述顯示切換裝置包括：由多個透鏡排列而成的透鏡陣列；以及顯示部，具備多個像素區域，且所述像素區域各自的透射率是對應於規定的靜止圖案而設定，所述像素區域是包含從多個所述光源位置射出的光分別經所述透鏡陣列的各個所述透鏡而聚光的光所通過的區域而配置，從相對於所述顯示部而與配置有所述透鏡陣列的一側為相反側照射的外部干擾光所引起的、所述顯示部的顏色或反射率的場所依存性，低於來自所述光源的光所引起的、所述顯示部的所述透射率的場所依存性。
根據所述結構，通過切換來自光源位置的光的照射，能夠對通過透射光而顯示於顯示部的靜止圖案進行切換。此種顯示切換裝置中，存在下述問題，即，因用戶目測到外部干擾光被像素區域反射的反射光，而能淡淡地看到應切換顯示的靜止圖案。與此相對，根據所述結構，外部干擾光所引起的、顯示部中的顏色或反射率的場所依存性，低於來自光源的光所引起的、顯示部中的透射率的場所依存性，因此能夠抑制所述問題的發生。
若作詳細說明，則在所述的以往技術中，是通過改變來自光源的光的透射率來放映圖案，但由於反射率也同樣地變化，因此有時會因外光而導致未意圖顯示的其他圖案也被目測到。與此相對，根據所述結構，通過減小反射率的場所依存性，從而能夠抑制因外光導致未意圖顯示的圖案被目測到。即，所述場所依存性是指圖案所處的區域的場所依存性。
而且，所述一方案的顯示切換裝置通過切換來自多個光源位置的光的照射而切換顯示圖像，所述顯示切換裝置包括：由多個透鏡排列而成的透鏡陣列；以及顯示部，所述顯示部包括：多個像素區域，包含從多個所述光源位置射出的光分別經所述透鏡陣列的各個所述透鏡而聚光的光所通過的區域而配置；以及像素周圍區域，配置在所述像素區域各自的周圍且透射率為固定，所述像素區域各自的透射率是對應於規定的靜止圖案而設定，關於從相對於所述顯示部而與配置有所述透鏡陣列的一側為相反側照射的外部干擾光所引起的反射，多個所述像素區域中的、包含所述像素區域和所述像素周圍區域這兩者的區域的反射率的變化幅度，小於僅所述像素區域中的反射率的變化幅度。
根據所述結構，關於外部干擾光產生的反射，包含像素區域和像素周圍區域這兩者的區域的反射率的變化幅度，小於僅像素區域的反射率的變化幅度，因此能夠抑制因外部干擾光產生的反射，導致以像素區域所示的靜止圖案被淡淡地看到的問題的發生。
而且，所述一方案的顯示切換裝置中，所述像素周圍區域的反射率為固定。
根據所述結構，由於像素周圍區域的反射率為固定，因此能夠進一步抑制所述問題的發生。
而且，所述一方案的顯示切換裝置中，所述顯示部在所述像素區域各自的周圍還具備透射率為固定的像素周圍區域，所述像素周圍區域遮擋來自配置有所述透鏡陣列的一側的光。
而且，所述一方案的顯示切換裝置中，所述像素周圍區域的反射率相應於對應的所述像素區域的反射率而不同。
根據所述結構，像素周圍區域的反射率相應於對應的像素區域的反射率而不同，因此能夠進一步使多個像素區域中的、包含像素區域和像素周圍區域這兩者的區域的反射率的變化幅度，小於僅像素區域的反射率的變化幅度。
而且，所述一方案的顯示切換裝置中，在所述像素周圍區域，在與經所述透鏡陣列的各個所述透鏡而聚光的位置不同的位置，設有虛設（dummy）開口部。
根據所述結構，在與經透鏡陣列的各個透鏡而聚光的位置不同的位置設有虛設開口部，因此能夠進一步使多個像素區域中的、包含像素區域和像素周圍區域這兩者的區域的反射率的變化幅度，小於僅像素區域的反射率的變化幅度，而不會對透射光造成影響。
而且，所述一方案的顯示切換裝置中，所述顯示部在所述像素區域各自的周圍還具備透射率為固定的像素周圍區域，所述顯示部中的所述像素區域的總面積為所述像素區域和所述像素周圍區域之和的總面積的60%以下。
而且，所述一方案的顯示切換裝置通過切換來自多個光源位置的光的照射而切換顯示圖像，所述顯示切換裝置包括：由多個透鏡排列而成的透鏡陣列；以及顯示部，所述顯示部包括：多個像素區域，包含從多個所述光源位置射出的光分別經所述透鏡陣列的各個所述透鏡而聚光的光所通過的區域而配置；以及像素周圍區域，配置在所述像素區域各自的周圍且透射率為固定，所述像素區域各自的透射率是對應於規定的靜止圖案而設定，從相對於所述顯示部而與配置有所述透鏡陣列的一側為相反側照射的外部干擾光的顏色或反射率，根據所述像素周圍區域的場所而不同。
根據所述結構，外部干擾光產生的顏色或反射率根據像素周圍區域的場所而不同，因此即使在未照射有來自光源的光的狀態下，也能使用戶目測到規定的圖案。因而，能夠使光源未發光的狀態下的像素區域所形成的圖像不顯眼。
而且，所述一方案的顯示切換裝置通過切換來自多個光源位置的光的照射而切換顯示圖像，所述顯示切換裝置包括：由多個透鏡排列而成的透鏡陣列；以及顯示部，具備多個像素區域，且所述像素區域各自的透射率是對應於規定的靜止圖案而設定，所述像素區域是包含從多個所述光源位置射出的光分別經所述透鏡陣列的各個所述透鏡而聚光的光所通過的區域而配置，在相對於所述顯示部而與配置有所述透鏡陣列的一側為相反側，還具備吸收或擴散光的調光構件。
根據所述結構，外部干擾光在所述像素區域被反射的反射光得以降低，因此能夠減小透射率不同的像素區域間的反射光量的差異。因而，在光源未發光的狀態下，像素區域所形成的圖像更難以被目測到。
而且，所述一方案的顯示切換裝置中，所述調光構件的透射率為50%以下。
根據所述結構，通過調光構件吸收光，從而能夠減小透射率不同的像素間的反射光量的差異。
而且，所述一方案的顯示切換裝置中，所述調光構件的霧度（haze）值為20%以上。
根據所述結構，通過調光構件對光進行擴散，從而能夠減小透射率不同的像素間的反射光量的差異。
而且，所述一方案的顯示切換裝置通過切換來自多個光源位置的光的照射而切換顯示圖像，所述顯示切換裝置包括：由多個透鏡排列而成的透鏡陣列；以及顯示部，具備多個像素區域，且所述像素區域各自的透射率是對應於規定的靜止圖案而設定，所述像素區域是包含從多個所述光源位置射出的光分別經所述透鏡陣列的各個所述透鏡而聚光的光所通過的區域而配置，相對於所述透鏡陣列而在所述光源側，還具備內部光吸收構件，所述內部光吸收構件吸收從與所述光源為相反側照射的外部干擾光。
根據所述結構，能夠抑制下述現象，即，通過顯示部及透鏡陣列而在內部受到反射的光再次通過透鏡陣列及顯示部而被用戶目測到。因而，能夠抑制下述情況，即，在光源未發光的狀態下，因外部干擾光的內部反射而導致像素區域所形成的圖像被淡淡地看到。
而且，所述一方案的顯示切換裝置中，所述內部光吸收構件包含包圍所述顯示切換裝置的基板及框體中的至少任一者。
根據所述結構，基板及框體中的至少任一者具有光吸收功能，因此不再需要另行設置具有光吸收功能的構件。
而且，所述一方案的顯示切換裝置中，所述顯示部在所述像素區域各自的周圍還具備透射率為固定的像素周圍區域，所述內部光吸收構件的顏色相對於所述像素周圍區域的顏色，接近灰階50%的灰色，或者，所述內部光吸收構件的反射率相對於所述像素周圍區域的反射率，接近反射率50%。
根據所述結構，內部光吸收構件的外觀接近像素周圍區域的外觀，因此能夠抑制下述現象，即，在光源未發光的狀態下，因外部干擾光的內部反射而導致像素區域所形成的圖像被淡淡地看到。
而且，所述一方案的顯示切換裝置包括：圖像層，根據應顯示的圖案而設定有透射率的分佈狀態；以及矩陣層，獨立於所述圖像層而設，規定像素區域及像素周圍區域。
根據所述結構，在變更應顯示的圖案時，只要變更以顯示部來顯示的圖案（變更為透射率的分佈狀態不同的顯示部），而不需要變更矩陣層。即，在設想顯示圖案的變更的情況下，存在成本優勢（merit）。另外，矩陣層的透射率不需要為0%。作為所述矩陣層，例如也可包含具有規定的遮光功能的黑矩陣層。
而且，所述一方案的開關包括所述顯示切換裝置，所述開關探測用戶對所述顯示切換裝置的操作。 [發明的效果]
根據本發明的一形態，能夠抑制下述現象，即，因用戶目測到外部干擾光被像素區域反射的反射光，從而能淡淡地看到應切換顯示的靜止圖案。
（成為本實施方式的前提的結構） 在對本申請發明的一形態進行具體說明之前，以下，對成為本實施方式的前提的結構進行說明。
圖27的（a）至圖27的（c）是作為成為本實施方式前提的結構的、顯示切換裝置中的顯示的說明圖。所述顯示切換裝置能夠通過光源的切換或移動來使聚光位置移動，以切換被照明的區域。圖27的（a）是兩個光源點亮時的顯示例，圖27的（b）是單個（例示中為右側的）光源點亮時的顯示例，圖27的（c）是另一個（例示中為左側的）光源點亮時的顯示例。
如圖26所示，通過改變點亮的光源70（例示中為光源70a、光源70b）相對於一個微透鏡的位置，從而經所述微透鏡聚光的光的聚光位置發生變化。
如圖27的（a）所示，當兩個光源70a、70b同時點亮時，圖像層50（50a、50b）的所有區域（與光源70a對應的第二區域50a及與光源70b對應的第一區域50b）受到照明。
另一方面，如圖27的（b）所示，當單個光源70b點亮時，僅有與光源70b對應的第一區域50b受到照明。同樣，如圖27的（c）所示，當另一個光源70a點亮時，僅有與光源70a對應的第二區域50a受到照明。這樣，通過切換兩光源70a、70b的點亮/熄滅，能夠切換受到照明的區域50a、區域50b。
而且，圖28的（a）是表示成為本實施方式前提的結構可顯示的圖像的例示圖，圖28的（b）是單個（例示中為左側的）光源點亮時的顯示圖像例，圖28的（c）是另一個（例示中為右側的）光源點亮時的顯示圖像例。
如圖28的（a）至圖28的（c）所示，作為一例，成為本實施方式前提的結構例如是：在圖像層50顯示第一圖像P1（例示中為平假名“あ”）、第二圖像P2（例示中為平假名“い”）之類的圖像。在所述圖像層50的下方，配置有柱面透鏡（cylindrical lens）60。所述柱面透鏡60對從兩個光源70a、70b照射的光進行聚光。
作為顯示的一例，例如當將光源70a設為啟用（ON）而將光源70b設為關閉（OFF）時，顯示第一圖像P1。相反地，當將光源70a設為關閉而將光源70b設為啟用時，顯示第二圖像P2。
並且，本結構中，存在如下所述的問題。即，當圖像層50被周圍的照明（外部干擾光）照亮時，非顯示的圖案會被目測到（隱約看到），從而導致顯示的選擇性下降。
例如在將所述顯示切換裝置設置在室外等時，被太陽光或照明設備等照亮，而發生非顯示圖案的“隱約看到”。
作為“隱約看到”，存在下述情況，即，圖像層50被外部干擾光照亮，而在第一圖像P1及第二圖像P2為非顯示時發生“隱約看到”，或者正顯示其中一者時，另一者發生“隱約看到”。這是因為，因外部干擾光引起的光對非顯示的圖像進行照明而進入人的眼睛。
以下，對本發明中解決所述“隱約看到”問題的結構進行說明。
〔實施方式〕 以下，基於附圖來說明本發明的一側面的實施方式。
§1 基本結構 （顯示切換裝置的基本結構） 圖1的（a）是表示本實施方式的顯示切換裝置10的基本結構的示意圖，圖1的（b）是表示圖1的（a）的細節結構的圖。如圖1的（a）所示，顯示切換裝置10依照附圖中的從上往下的順序而包括光吸收構件2、光擴散構件3、顯示聚光部46、多個光源7及基板8。
以下，作為一例，對適用文字輸入用的鍵盤的鍵帽（key-top）來作為顯示切換裝置10的情況進行說明。以下說明的各構件的尺寸表示了適合適用於鍵帽的情況的示例。
光吸收構件2俯視為正方形，邊長為14 mm。而且，光源7有四個，優選為紅綠藍發光二極管（Red Green Blue-Light Emitting Diode，RGB LED），鄰接的光源7彼此的距離為8 mm。但是，也可根據需要而不含光源7。此時，將由用戶準備光源。
詳細而言，如圖1的（b）所示，作為一例，光吸收構件2包含熏黑部件（smoke），其厚度為1 mm。光吸收構件2的透射率例如優選為20%。
設在光吸收構件2下方的光擴散構件3優選其厚度為0.1 mm，且霧度值為90%。而且，光吸收構件2與光擴散構件3的詳細將後述。
顯示聚光部46包括顯示部45及微透鏡陣列（以下簡稱作透鏡陣列）6。顯示部45包含圖像層4及矩陣層5，顯示應顯示的圖像（顯示圖像）P。圖像層4的厚度為0.1 mm。矩陣層5例如包括像素區域45a（開口，以下同樣）、及像素區域45a以外的區域即像素周圍區域45b（遮罩（mask），以下同樣）。圖像層4與矩陣層5相接合。另外，此處所說的“像素周圍區域45b”，是指位於像素區域45a各自的周圍，且透射率為固定的區域。而且，像素周圍區域45b遮擋來自光源側的光，即，來自配置有透鏡陣列6的一側的光。
如圖1的（b）所示，設在顯示部45下方的透鏡陣列6對安裝於基板8的多個光源7射出的光進行聚光。其厚度為0.4 mm。透鏡陣列6是將多個透鏡排列而構成。
顯示部45具備多個像素區域45a，且像素區域45a各自的透射率是對應於規定的靜止圖案而設定，所述像素區域45a是包含從多個光源7的位置射出的光分別經透鏡陣列6的各個所述透鏡而聚光的光所通過的區域而配置。
光吸收構件2、光擴散構件3、顯示部45與透鏡陣列6是由框體9予以支撐。進而，通過在安裝有多個光源7的基板8安裝框體9，從而構成顯示切換裝置10的基本結構。而且，顯示切換裝置10也可在光吸收構件2的上方具備防損傷用的保護層。而且，基板8與框體9的詳細將後述。
而且，圖1的（b）中，從光源7的上端部直至透鏡陣列6的下端部為止的距離為20 mm。
如上所述的結構的顯示切換裝置10中，通過切換來自多個光源7的位置的光的照射，從而切換顯示圖像P。另外，光源7的點亮/熄滅的切換是由未圖示的光源控制部來進行。光源控制部例如包含設在鍵盤內的基板上的集成電路（Integrated Circuit，IC）芯片等，例如基於來自個人計算機（Personal Computer，PC）本體的指示來進行光源控制。
圖3的（a）是示意性地表示圖1的（a）及圖1的（b）中的顯示切換裝置10的整體的立體圖，圖3的（b）是圖3的（a）的透視圖，圖3的（c）是圖3的（a）的縱向剖面圖。圖3的（a）至圖3的（c）所示的結構不過是一例，並不限定顯示切換裝置10的結構。
（透鏡陣列的結構例） 圖4的（a）、圖4的（b）及圖4的（c）是分別表示圖1的（a）及圖1的（b）中的透鏡陣列6的結構例的圖。具體而言，如圖4的（a）所示，透鏡陣列6是將多個透鏡排列成二維矩陣狀而構成。
圖4的（b）是將透鏡陣列6的一部分放大表示的立體圖，圖4的（c）是將透鏡陣列6的一部分放大表示的局部剖面圖。
圖5是表示透鏡陣列6的聚光狀態的示例的圖。如本圖所示，能夠確認的是，通過改變光源的位置，聚光部位發生變化。
當將顯示切換裝置10適用於鍵盤的鍵帽時，作為構成透鏡陣列6的多個透鏡的尺寸的一例，鄰接的透鏡間的距離L為約200 μm，各透鏡的突出部分的曲率半徑R為約150 μm，各透鏡的光射出方向的最大厚度H為約400 μm，透鏡的折射率n為1.5。
圖6的（a）至圖6的（d）是分別表示顯示部45的切換顯示例的圖。圖4的（a）是顯示於顯示部45（圖像層4）的顯示例，圖4的（b）是所顯示的圖案的例示，圖4的（c）是圖4的（a）的A部的放大圖，圖4的（d）是圖4的（c）的B部的放大圖。
圖6的（a）至圖6的（d）所示的顯示例中，例如能夠在同一圖像層切換顯示第三圖像P3（例示中為平假名“き”）、第四圖像P4（例示中為圖案“△”）、第五圖像P5（例示中為大寫字母“G”）、第六圖像P6（例示中為數字“6”）。
如圖6的（d）所示，作為一例，能夠將顯示部45整體以一個區域包含最大四個像素區域45a的方式切換成多個區域（多個像素）來切換顯示。
此處，作為一例，可列舉：鄰接的區域的間距為約200 μm，同一區域內的鄰接的像素區域45a間的距離為約100 μm，多個像素區域45a的直徑為30 μm～80 μm。而且，如圖6的（d）所示，顯示部45的像素區域45a以外的區域成為像素周圍區域45b。
圖7是表示顯示部45、構成透鏡陣列6的透鏡及光源7的對應關係的圖。圖7所示的光源7a～光源7d例如分別採用射出白光、綠光、紅光、藍光的光源。
圖7中，例示了兩個像素，來自所述各光源的光經透鏡陣列6聚光而分別從對應的像素區域45a射出。各像素分別被分割為像素區域45a與像素周圍區域45b。
§2 結構例 接下來，對表示顯示切換裝置10的特徵結構的結構例進行說明。
（顯示切換裝置的結構例1） 首先，參照圖2來說明外部干擾光照射至顯示切換裝置10的顯示部45的狀態。如本圖所示，設想：從相對於顯示部45而與配置有透鏡陣列6的一側為相反側，即，從用戶的視點所配置的一側照射有外部干擾光的情況；以及從配置有透鏡陣列6的一側，即，從自用戶觀察為顯示部45的裡側照射有外部干擾光的情況。
結構例1中，從相對於顯示部45而與配置有透鏡陣列6的一側為相反側照射的外部干擾光所引起的、顯示部45中的顏色或反射率的場所依存性，低於來自光源7的光所引起的、顯示部45中的所述透射率的場所依存性。
如上所述，此處所說的場所依存性也是指圖案所處的部位。
根據所述結構，外部干擾光所引起的、顯示部45中的顏色或反射率的場所依存性，低於來自光源7的光所引起的、顯示部45中的透射率的場所依存性，因此能夠抑制下述問題的發生，即，因用戶目測到外部干擾光被像素區域45a反射的反射光，從而淡淡地看到應切換顯示的靜止圖案。
此種結構能夠通過適當調整像素區域45a中的透射率及反射率來實現。例如考慮：設定透射率，以使來自光源7的光所引起的、顯示部45中的透射光量的對比度（contrast）變大，並且實施顯示部45的表面處理，或者選擇適合的表面材料，以使外部干擾光引起的反射光的對比度變小。
（顯示切換裝置的結構例2） 結構例2中，關於從相對於顯示部45而與配置有透鏡陣列6的一側為相反側照射的外部干擾光引起的反射，多個像素區域45a中的、包含像素區域45a和像素周圍區域45b這兩者的區域的反射率的變化幅度，小於僅像素區域45a中的反射率的變化幅度。
根據所述結構，關於外部干擾光引起的反射，包含像素區域45a和像素周圍區域45b這兩者的區域的反射率的變化幅度小於僅像素區域45a中的反射率的變化幅度，因此能夠抑制下述問題的發生，即，因外部干擾光引起的反射，導致以像素區域45a所示的靜止圖案被淡淡地看到。
此種結構能夠通過適當調整像素區域45a與像素周圍區域45b的反射率來實現。例如考慮實施顯示部45的表面處理，或者選擇適合的表面材料。
所述結構例2中，像素周圍區域45b的反射率也可為固定。由此，能夠進一步抑制下述現象，即，因用戶目測到外部干擾光被像素區域反射的反射光，從而淡淡地看到應切換顯示的靜止圖案。
具體而言，雖未圖示，但可列舉：像素周圍區域45b具備相同的顏色或者包含金屬。
而且，所述結構例2中，像素周圍區域45b的反射率也可相應於對應的像素區域45a的反射率而不同。
根據所述結構，像素周圍區域45b的反射率相應於對應的像素區域45a的反射率而不同，因此能夠使多個像素區域45a中的、包含像素區域45a和像素周圍區域45b這兩者的區域的反射率的變化幅度，小於僅像素區域45a中的反射率的變化幅度。
而且，所述結構例2中，如圖15所示，在顯示部45中，除了包括像素區域45a和像素周圍區域45b以外，也可在像素周圍區域45b還具備虛設開口部45c。
具體而言，在顯示部45的像素周圍區域45b，在與經透鏡陣列6的各個透鏡而聚光的位置不同的位置，設有虛設開口部45c。
根據所述結構，在與經透鏡陣列6的各個透鏡而聚光的位置不同的位置設有虛設開口部45c，因此能夠使多個像素區域45a中的、包含像素區域45a和像素周圍區域45b這兩者的區域的反射率的變化幅度小於僅像素區域45a中的反射率的變化幅度，而不會對透射光造成影響。
而且，顯示部45中的像素區域45a的總面積優選為像素區域45a和像素周圍區域45b之和的總面積的60%以下。另外，所述內容表示：一個像素中所含的像素區域45a的總面積為一個像素的總面積（像素區域45a和像素周圍區域45b之和的總面積）的60%以下。
根據所述結構，顯示部45中的像素區域45a的面積的比例小於規定的值，因此能夠進一步抑制因像素區域45a的差異而導致靜止圖案被淡淡地看到的問題的發生。以下表示對此的驗證結果。
（顯示部的開口率的驗證） 圖29表示像素區域45a的總面積相對於像素區域45a和像素周圍區域45b之和的總面積的比率（開口率）、與多個驗證者所得出的“隱約看到”的目測結果的統計的關係。另外，此驗證實驗是在（1）500 lux的環境光中，（2）在顯示部45之下配置白紙，（3）像素周圍區域45b的透射率為5%的條件下進行。
如圖29所示，當開口率為60%以下時，40%的驗證者進行了幾乎注意不到非顯示的圖案這一評價，50%的驗證者進行了注意不到非顯示的圖案這一評價。即，當開口率為60%以下時，關於“隱約看到”，可以說是實用上無問題的等級（level）。
進而，可知的是，當開口率為50%以下時，進行了注意到非顯示的圖案這一評價的驗證者為0%，更加理想。進而，可知的是，當開口率為40%以下時，進行了注意不到非顯示的圖案這一評價的驗證者為100%，更加理想。
（顯示切換裝置的結構例3） 關於結構例3，參照圖20的（a）及圖20的（b）來進行說明。圖20的（a）表示顯示部45的平面圖，圖20的（b）放大表示顯示部45的一部。圖20的（b）所示，在像素周圍區域45b中，通過印刷等而預先形成有圖像。
即，從相對於顯示部45而與配置有透鏡陣列6的一側為相反側照射的外部干擾光所引起的顏色或反射率根據像素周圍區域45b的場所而不同。
根據所述結構，外部干擾光所引起的顏色或反射率根據像素周圍區域45b的場所而不同，因此即使在未照射來自光源7的光的狀態中，也能夠使用戶目測到規定的圖案。因此，能夠使光源7未發光的狀態下的像素區域45a所形成的圖像不顯眼。
（顯示切換裝置的結構例4） 接下來，對結構例4進行說明。如上所述，顯示切換裝置10包括光吸收構件2及光擴散構件3（參照圖1）。本實施方式中，有時將光吸收構件2和光擴散構件3總稱作調光構件23。
根據所述結構，外部干擾光在像素區域45a中被反射的反射光得以降低，因此能夠減小透射率不同的像素區域45a間的反射光量的差異。因而，在光源7未發光的狀態下，像素區域45a所形成的圖像更難以被目測到。
而且，作為調光構件23的結構例，例如可列舉熏黑部件、半透反射鏡（half mirror）、偏光板、彩色板、擴散板、對顯示圖像進行顯示的構件、與擴散板加以組合而具備擴散功能的熏黑部件等。
另外，上文中，光吸收構件2的透射率例如優選為20%，但其並不限定本實施方式的結構，調光構件23的透射率優選為50%以下。
根據所述結構，通過調光構件23吸收光，能夠減小透射率不同的像素間的反射光量的差異。
而且，上文中，光擴散構件3的霧度值例如優選為90%，但其並不限定本實施方式的結構，調光構件23的霧度值優選為20%以上。
根據所述結構，通過調光構件23對光進行擴散，能夠減小透射率不同的像素間的反射光量的差異。
（顯示切換裝置的結構例5） 接下來說明結構例5。如上所述，顯示切換裝置10包括基板8及框體9（參照圖1）。本實施方式中，有時將光吸收構件2、基板8和框體9總稱作內部光吸收構件89。
根據所述結構，能夠抑制通過顯示部45及透鏡陣列6而在內部受到反射的光再次通過透鏡陣列6及顯示部45而被用戶目測到。因而，能夠抑制下述現象，即，在光源7未發光的狀態下，因外部干擾光的內部反射而導致像素區域45a所形成的圖像被淡淡地看到。
而且，雖未圖示，但在構成內部光吸收構件89的框體9，形成有一個或多個開口。
作為一例，內部光吸收構件89包含包圍顯示切換裝置10的基板8及框體9的至少任一者。由此，基板8及框體9的至少任一者具有光吸收功能，因此不再需要另行設置具有光吸收功能的構件。而且，內部光吸收構件89既可存在未圖示的開口，也可局部具備透射性。
詳細而言，顯示部45在像素區域45a各自的周圍還具備透射率為固定的像素周圍區域45b，內部光吸收構件89的顏色相對于像素周圍區域45b的顏色而接近灰階50%的灰色，或者，內部光吸收構件89的反射率相對于像素周圍區域45b的反射率而接近反射率50%。
根據所述結構，內部光吸收構件89的外觀接近像素周圍區域45b的外觀，因此能夠抑制下述現象，即，在光源7未發光的狀態下，因外部干擾光的內部反射而導致像素區域45a所形成的圖像被淡淡地看到。
§3 實施例 以下，對顯示切換裝置10的實施例的變化進行說明。
（聚光狀態的變化） 圖8是表示經聚光的光照射至顯示部45的像素區域45a的狀態的變化的示意圖。如圖8所示，根據像素區域45a的面積，經聚光的光的透射狀態不同。
詳細而言，像素區域45a是指使經透鏡陣列6聚光的光的至少一部分透射的區域。如圖8所示，表示：在左側及正中間的像素區域45a中，經聚光的光全部透射，而在右側的像素區域45a中，經聚光的光的一部分透射。
（顯示部的結構的變化） 圖9的（a）及圖9的（b）是表示顯示部45的結構的示意圖。作為顯示部45的結構例之一，如圖9的（a）所示，例如在包含具有透光性的薄膜的圖像層4上印刷矩陣層5而構成顯示部45。此處，像素周圍區域45b構成矩陣層5的一部分。
作為顯示部45的另一結構例，也可如圖9的（a）所示，在包含透光率為規定值以上的材料的顯示部45上形成使光透射的貫穿孔45d而構成顯示部45。
圖18的（a）是顯示部45的另一結構例，圖18的（b）是又一結構例。如上所述，顯示部45包含圖像層4與矩陣層5。圖18的（a）所示的示例中，對顯示圖像進行顯示的圖像層4與矩陣層5（像素周圍區域45b）經一體化。
此時，位於矩陣層5的像素區域45a是對應于應顯示的圖案而配置。根據此結構，由於圖像層4與矩陣層5經一體化，因此存在下述優點，即，不存在兩者的配置位置發生偏離的風險（risk）。
另一方面，圖18的（b）所示的示例中，對應于應顯示的圖案而設定有透射率的分佈狀態的圖像層4與矩陣層5（規定像素區域45a及像素周圍區域45b）分開。根據此結構，由於圖像層4與矩陣層5分開，因此位於矩陣層5的開口部只要與應顯示的圖案無關地，以光源7的數量×透鏡陣列6的透鏡數的數量來固定地設置即可。
根據此結構，當變更應顯示的圖案時，只要變更以顯示部45來顯示的圖案（變更為透射率的分佈狀態不同的顯示部45），而不需要變更矩陣層5。即，在設想顯示圖案的變更的情況下，存在成本優勢。
圖19是說明光源7的配置位置相對於構成透鏡陣列6的透鏡的光線入射角越大，聚光點的間隔則越寬的情況的圖。透鏡陣列6中的從右側起第3個透鏡所形成的、光源7a及光源7b的聚光位置彼此的距離L1，比透鏡陣列6中的從右側起第1個透鏡所形成的、光源7a及光源7b的聚光位置彼此的距離L2短。即，優選的是，在透鏡陣列6中的透鏡彼此的間隔相等的情況下，距光源7的配置位置越遠，則使顯示部45中的像素區域45a的位置及大小越大。而且，相反地，在像素區域45a的配置間隔為固定的情況下，也可改變透鏡陣列6中的透鏡彼此的間隔。
（像素區域的變化） 圖10的（a）至圖10的（d）是分別表示顯示部45的像素區域45a的形狀的圖。如圖10的（a）至圖10的（c）所示，例示了：在一個像素中形成兩個像素區域45a，且像素區域45a分別為圓形、橢圓形、長方形。而且，圖10的（d）中，例示了在一個像素中形成四個形狀互不相同的像素區域45a的情況。
（像素區域的配置例1） 圖11的（a）及圖11的（b）是分別表示一個像素中的像素區域45a的配置例的圖（配置例1）。圖11的（a）及圖11的（b）中，分別表示了在一個像素中配置兩個像素區域45a的示例。
如圖11的（a）所示，一個像素被分割為兩個區域，在經分割的區域的中心分別形成有像素區域45a。另一方面，圖11的（b）所示的示例中，在一個像素中成為對角線上的位置，在經分割的區域中分別形成有像素區域45a。
如圖11的（a）及圖11的（b）所示，相對於圖11的（a）所示的兩個像素區域45a間的距離，圖11的（b）所示的兩個像素區域45a間的距離大。兩個像素區域45a間的距離大，則存在對比度難以惡化的優點。
圖12的（a）及圖12的（b）是說明根據像素區域45a間的距離來調整光源7間的距離的情況的圖。圖12的（a）及圖12的（b）中，與光源7a、光源7b對應的聚光位置為7a′、7b′。
如圖12的（a）及圖12的（b）所示，若光源7a、光源7b間的距離大，則與光源7a、光源7b對應的聚光位置7a′、聚光位置7b′間的距離也變大。因而，能夠抑制因光在聚光位置7a′與聚光位置7b′發生干涉而導致對比度下降的現象。
（像素區域的配置例2） 圖13的（a）及圖13的（b）是分別表示一個像素中的多個像素區域45a的配置例的圖（配置例2）。圖13的（a）中，例示了三個像素區域45a，圖13的（b）中，例示了四個像素區域45a。至此為止，對於像素區域45a的數量，例示了兩個至四個，但也可為五個以上。
（像素區域的排列的變化） 圖14的（a）至圖14的（c）是表示顯示部45的像素區域45a的排列的變化的圖。圖14的（a）中，透鏡陣列6的各透鏡呈一維配置，圖14的（b）中，像素區域45a及透鏡陣列6的各透鏡以二維配置成蜂窩狀，圖14的（c）中，像素區域45a及透鏡陣列6的各透鏡以二維配置成矩陣狀。
如圖14的（b）及圖14的（c）所示，在以二維配置像素區域45a的情況下，包含多個像素區域45a的像素也以二維排列，與各像素對應地配置透鏡陣列6的各透鏡。在各像素中，配置與進行切換的光源的數量相應的數量的像素區域45a。
圖14的（a）所示的示例表示了下述情況，即，透鏡陣列6如以往的柱狀透鏡陣列那樣，為沿一方向排列有多個柱面透鏡的結構。此時，沿著柱面透鏡的長邊方向，像素區域45a被分割為任意數量，且配置在任意位置。由此，即使透鏡陣列6是沿一方向排列有多個柱面透鏡的結構，也能夠切換顯示各種圖案的圖像。
（透鏡的形狀例） 如上所述，透鏡陣列6包含多個透鏡。圖16的（a）至圖16的（c）是表示構成透鏡陣列6的透鏡的剖面形狀的圖。如圖16的（a）所示，通常多採用剖面形狀為球面的透鏡（也參照圖5等）。
但是，透鏡的剖面形狀也可為圖16的（b）所示的軸對稱非球面，還可為圖16的（c）所示的非對稱非球面。而且，關於透鏡間距，既可如圖17的（a）所示那樣，鄰接的透鏡直接相接，也可如圖17的（b）所示那樣，鄰接的透鏡隔開間隔而相接。
通過鄰接的透鏡隔開間隔而相接，從而具有製造透鏡陣列6時所用的模具的使用壽命變長的優點。
（光源的結構的變化） 雖未圖示，但對於光源7的結構例示了RGB LED，但本實施方式並不限定於此。光源7也可為有機發光二極管（Organic Light Emitting Diode，OLED）、線光源、纖維（fiber）光源、激光（laser）。
（透鏡陣列的結構的變化） 圖21是表示使光源7的光軸傾斜的結構的圖。如圖21所示，也可使光源7的位置錯開，而使透鏡陣列6中的透鏡的聚光光軸傾斜。即，通過使所述光軸與配置用戶視點的可能性高的角度一致，能夠提高被用戶目測到的光的光量，從而能夠提高對比度。
（光源的導光方式的變化） 圖22是表示使用導光棒11來改變光源7的位置的結構的示意圖。通過像這樣設置導光棒11，即使在結構上，光源7與顯示部45的距離變遠的情況下，也能夠通過導光棒11來假想地使光源7的配置位置接近顯示部45。
圖23是表示使用構成透鏡陣列6的透鏡以外的透鏡12來改變光源7的位置的結構的示意圖。在此結構的情況下，與圖22的示例相反，通過透鏡12，能夠假想地使光源7的配置位置遠離顯示部45。
（顯示的切換的變化） 如上所述，根據本實施方式的顯示切換裝置10，通過切換光源7的點亮位置，能夠切換顯示多個圖案。作為此圖案的切換例，可列舉所顯示的信息的切換（文字的切換、圖畫/圖形的切換等）、背光之類的背景圖像的顯示與特定信息的顯示之間的切換、及以顯示動畫（animation）為目的的多個圖畫的連續切換等。圖24的（a）及圖24的（b）表示了背景圖像的顯示與特定信息的顯示之間的切換的具體例。本圖所示的示例中，從圖24的（a）的通過印刷而顯示有表示按鈕的二維圖像以作為背景圖像的狀態，切換為圖24的（b）的通過光源的點亮而顯示按鈕周圍的四個三角符號及按鈕內部的“ON”這一文字的狀態。
而且，以上，對將顯示切換裝置10適用作為文字輸入用的鍵盤的鍵帽的情況進行了說明，但實施方式並不限定於此。即，顯示切換裝置10除了適用於探測用戶對所述顯示切換裝置10的操作的開關，例如，作為鍵盤鍵帽的開關以外，也可適用於遊戲機的開關、電梯的開關、家電開關、車載開關等開關，還可適用於車載顯示等的引導/廣告。
本發明並不限定於所述的各實施方式，可在權利要求書所示的範圍內進行各種變更，將不同的實施方式中分別揭示的技術手段適當組合所得的實施方式也包含在本發明的技術範圍內。
2:光吸收構件 3:光擴散構件 4、50、50a、50b:圖像層 5:矩陣層（像素周圍區域45b、遮罩） 6:透鏡陣列（微透鏡陣列） 7、7a～7d、70、70a、70b:光源 7a'、7b':聚光位置 8:基板 9:框體 10:顯示切換裝置 11:導光棒 12:透鏡 23:調光構件 45:顯示層 45a:像素區域（開口） 45b:像素周圍區域 45c:虛設開口部 45d:貫穿孔 46:顯示聚光部 60:柱面透鏡 89:內部光吸收構件 H:厚度 L、L1、L2:距離 P（P1～P6）:第一圖像～第六圖像（顯示圖像） R:曲率半徑
圖1的（a）是表示本發明的實施方式的顯示切換裝置的基本結構的示意圖，圖1的（b）是表示圖1的（a）的細節結構的圖。 圖2是表示外部干擾光照射至圖1的（a）及圖1的（b）中的顯示切換裝置的顯示部的情況的示意圖。 圖3的（a）是示意性地表示圖1的（a）及圖1的（b）中的顯示切換裝置的整體的立體圖，圖3的（b）是圖3的（a）的透視圖，圖3的（c）是圖3的（a）的縱向剖面圖。 圖4的（a）、圖4的（b）及圖4的（c）是分別表示圖1的（a）及圖1的（b）中的微透鏡陣列的結構例的圖。 圖5是表示圖1的（a）及圖1的（b）中的微透鏡陣列的聚光狀態的示例的圖。 圖6的（a）至圖6的（d）是分別表示圖1的（a）及圖1的（b）中的顯示部的切換顯示例的圖。 圖7是表示圖1的（a）及圖1的（b）中的顯示部、構成微透鏡陣列的透鏡及光源的對應關係的圖。 圖8是表示經聚光的光照射至圖1的（a）及圖1的（b）中的顯示部的像素區域45a的狀態的變化（variation）的示意圖。 圖9的（a）及圖9的（b）是表示圖1的（a）及圖1的（b）中的顯示部的結構的示意圖。 圖10的（a）至圖10的（d）是分別表示圖1的（a）及圖1的（b）中的顯示部的像素區域的形狀的圖。 圖11的（a）及圖11的（b）是分別表示一個像素中的像素區域的配置例的圖（配置例1）。 圖12的（a）及圖12的（b）是說明根據像素區域間的距離來調整光源間距離的情況的圖。 圖13的（a）及圖13的（b）是分別表示一個像素中的像素區域的配置例的圖（配置例2）。 圖14的（a）至圖14的（c）是表示圖1的（a）及圖1的（b）中的顯示部的像素區域的排列的變化的圖。 圖15是表示圖1的（a）及圖1的（b）中的顯示部的像素區域的配置例的圖（配置例4）。 圖16的（a）至圖16的（c）是表示構成圖1的（a）及圖1的（b）中的微透鏡陣列的透鏡的剖面形狀的圖。 圖17的（a）及圖17的（b）是表示構成圖1的（a）及圖1的（b）中的微透鏡陣列的透鏡的結構例的圖。 圖18的（a）是圖1的（a）及圖1的（b）中的顯示部的另一結構例，圖18的（b）是又一結構例。 圖19是說明光源的配置位置距構成透鏡陣列的透鏡的光軸越遠，聚光點的間隔則越寬的情況的圖。 圖20的（a）表示顯示部的平面圖，圖20的（b）放大表示顯示部的一部分。 圖21是表示使圖1的（a）及圖1的（b）中的光源的光軸傾斜的結構的圖。 圖22是表示使用導光棒來改變光源的位置的結構的示意圖。 圖23是表示使用構成圖1的（a）及圖1的（b）中的微透鏡陣列的透鏡以外的透鏡，來改變光源的位置的結構的示意圖。 圖24的（a）及圖24的（b）是表示背景圖像的顯示與特定信息的顯示之間的切換的具體例的圖。 圖25是表示以往技術中的背光顯示元件的結構的示意圖。 圖26是成為本發明前提的結構的顯示的說明圖。 圖27的（a）至圖27的（c）是作為成為本發明前提的結構的、顯示切換裝置中的顯示的說明圖，圖27的（a）是兩個光源點亮時的顯示例，圖27的（b）是單個（例示中為右側的）光源點亮時的顯示例，圖27的（c）是另一個（例示中為左側的）光源點亮時的顯示例。 圖28的（a）是表示成為本發明前提的結構可顯示的圖像的例示圖，圖28的（b）是單個（例示中為左側的）光源點亮時的顯示圖像例，圖28的（c）是另一個（例示中為右側的）光源點亮時的顯示圖像例。 圖29是表示像素區域的總面積相對於像素區域和像素周圍區域之和的總面積的比率（開口率）、與多個驗證者所得出的“隱約看到”的目測結果的統計的關係的圖。
2:光吸收構件
3:光擴散構件
4:圖像層
5:矩陣層
6:透鏡陣列
7:光源
8:基板
9:框體
10:顯示切換裝置
45:顯示層
45a:像素區域
45b:像素周圍區域
46:顯示聚光部

Claims (3)

  1. 一種顯示切換裝置，通過切換來自多個光源位置的光的照射而切換顯示圖像，所述顯示切換裝置包括： 由多個透鏡排列而成的透鏡陣列；以及 顯示部， 所述顯示部包括： 多個像素區域，包含從多個所述光源位置射出的光分別經所述透鏡陣列的各個所述透鏡而聚光的光所通過的區域而配置；以及 像素周圍區域，配置在所述像素區域各自的周圍且透射率為固定， 所述像素區域各自的透射率是對應於規定的靜止圖案而設定， 從相對於所述顯示部而與配置有所述透鏡陣列的一側為相反側照射的外部干擾光的顏色或反射率，根據所述像素周圍區域的場所而不同。
  2. 如請求項1所述的顯示切換裝置，其包括： 圖像層，根據應顯示的圖案而設定有透射率的分佈狀態；以及 矩陣層，獨立於所述圖像層而設，規定所述像素區域及所述像素周圍區域。
  3. 一種開關，其包括請求項1或2所述的顯示切換裝置，所述開關探測用戶對所述顯示切換裝置的操作。
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