本發(fā)明涉及利用導(dǎo)光板來顯示文字、圖樣等圖案的導(dǎo)光板顯示裝置。

背景技術(shù)：

例如，專利文獻(xiàn)1所公開的以往的導(dǎo)光板顯示裝置具有導(dǎo)光板和三棱柱型的棱鏡。從導(dǎo)光板的端面向內(nèi)部照射的光通過棱鏡被從導(dǎo)光板的顯示面射出。如此，導(dǎo)光板顯示裝置進(jìn)行圖案顯示。圖25以及圖26是表示專利文獻(xiàn)1所記載的以往的導(dǎo)光板顯示裝置的圖。

專利文獻(xiàn)1所記載的導(dǎo)光板顯示裝置具有：導(dǎo)光板12；四個(gè)光源裝置組211a～211d、212a～212d、213a～213d、214a～214d，分別從不同的方向朝向?qū)Ч獍?2的端面照射光；以及四個(gè)棱鏡組19a、19b、19c、19d。另外，在圖25中，作為棱鏡組19a、19b、19c、19d，雖然棱鏡分別各圖示一個(gè)，但實(shí)際上在導(dǎo)光板12的內(nèi)部設(shè)置有多個(gè)棱鏡而形成了棱鏡組。

棱鏡組19a分別是具有相對于導(dǎo)光板12而傾斜的斜面以及相對于導(dǎo)光板12而垂直的垂直面的三棱柱型，棱鏡組19a的斜面被設(shè)置為面向光源211a～211d的照射方向。入射到棱鏡組19a的斜面的光被反射至導(dǎo)光板12的顯示方向，從而可由觀測人員來視覺辨認(rèn)。另一方面，入射到棱鏡組19a的垂直面的光由于會(huì)透過棱鏡，因此無法由觀測人員來視覺辨認(rèn)。而且，在導(dǎo)光板12內(nèi)的適當(dāng)位置處配置棱鏡組19a，使光源211a～211d點(diǎn)亮，由此來顯示圖案P21。

棱鏡組19b的斜面被設(shè)置為面向光源裝置212a～212d的照射方向，棱鏡組19c的斜面被設(shè)置為面向光源裝置213a～213d的照射方向，棱鏡組19d的斜面被設(shè)置為面向光源裝置214a～214d的照射方向。由此，棱鏡組19b的斜面反射從光源裝置212a～212d照射的光而顯示圖案P22，棱鏡組19c的斜面反射從光源裝置213a～213d照射的光而顯示圖案P23，棱鏡組19d的斜面反射從光源裝置214a～214d照射的光而顯示圖案P24。如以上，通過進(jìn)行光源裝置211a～211d、212a～212d、213a～213d、214a～214d的點(diǎn)亮或者熄滅的切換，從而能夠在導(dǎo)光板12顯示四種圖案P21～P24以及它們的組合。

在先技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本特開2006-75362號公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種能夠顯示多個(gè)圖案且能夠使導(dǎo)光板的透明性得以提升的導(dǎo)光板顯示裝置。

本發(fā)明的導(dǎo)光板顯示裝置具有導(dǎo)光板、多個(gè)光源裝置以及多個(gè)棱鏡。導(dǎo)光板具有顯示面和多個(gè)端面，由透光性材料形成。光源裝置分別沿著導(dǎo)光板的端面而設(shè)置，從其端面朝向?qū)Ч獍宓膬?nèi)部照射光。棱鏡形成在導(dǎo)光板的內(nèi)部。棱鏡分別具有多個(gè)側(cè)面，多個(gè)側(cè)面分別面向光源裝置。在導(dǎo)光板的厚度方向上，側(cè)面分別以使從光源裝置照射的光透射的透射斜面、和使從光源裝置照射的光反射并向顯示面射出的反射斜面來至少分兩段傾斜。

根據(jù)如上述的棱鏡，能夠由一個(gè)棱鏡組來顯示多個(gè)圖案。因而，無需利用與光源裝置相同數(shù)目的棱鏡組。并且，相對于導(dǎo)光板的顯示面的面積而能夠減小形成棱鏡的區(qū)域的總面積，從而能夠提升導(dǎo)光板的透明性。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的導(dǎo)光板顯示裝置的俯視圖。

圖2是圖1所示的導(dǎo)光板顯示裝置的2-2線處的剖視圖。

圖3是本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的棱鏡的俯視圖以及側(cè)視圖。

圖4是表示圖3所示的棱鏡的動(dòng)作的圖。

圖5是例示在圖1所示的導(dǎo)光板顯示裝置顯示了圖案的狀態(tài)的圖。

圖6是例示在圖1所示的導(dǎo)光板顯示裝置顯示了圖案的另一狀態(tài)的圖。

圖7是例示在圖1所示的導(dǎo)光板顯示裝置顯示了圖案的又一狀態(tài)的圖。

圖8是例示在圖1所示的導(dǎo)光板顯示裝置顯示了圖案的又一狀態(tài)的圖。

圖9是例示在圖1所示的導(dǎo)光板顯示裝置顯示了圖案的又一狀態(tài)的圖。

圖10是表示本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的另一棱鏡的動(dòng)作的圖。

圖11是本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的虛擬棱鏡的俯視圖以及側(cè)視圖。

圖12是表示圖11所示的虛擬棱鏡的動(dòng)作的圖。

圖13是例示本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的棱鏡的配置例的圖。

圖14是表示本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的棱鏡的另一配置例的圖。

圖15是表示本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的棱鏡的又一配置例的圖。

圖16是表示本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的棱鏡的又一配置例的圖。

圖17是本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的光源裝置以及導(dǎo)光板的部分剖視圖。

圖18是圖17所示的光源裝置以及導(dǎo)光板的部分剖視圖。

圖19是表示圖17所示的光源裝置的動(dòng)作的圖。

圖20是表示圖17所示的光源裝置的另一動(dòng)作的圖。

圖21是表示圖18所示的光源裝置的動(dòng)作的圖。

圖22是本發(fā)明的另一實(shí)施方式所涉及的光源裝置以及導(dǎo)光板的部分剖視圖。

圖23是本發(fā)明的另一實(shí)施方式所涉及的導(dǎo)光板顯示裝置的俯視圖。

圖24是本發(fā)明的另一實(shí)施方式所涉及的光源裝置以及導(dǎo)光板的部分剖視圖。

圖25是表示以往的導(dǎo)光板顯示裝置的顯示圖案以及棱鏡的圖。

圖26是表示圖25所示的導(dǎo)光板顯示裝置的顯示圖案以及光源裝置的圖。

圖27是以往的另一導(dǎo)光板顯示裝置的俯視圖以及剖視圖。

具體實(shí)施方式

在說明本發(fā)明的實(shí)施方式之前，先簡單地說明以往的導(dǎo)光板顯示裝置中的問題點(diǎn)。在專利文獻(xiàn)1所記載的構(gòu)成中，對于一個(gè)棱鏡組而只能顯示一個(gè)圖案。因而，為了顯示四種圖案，需要分別利用斜面的方向不同的四個(gè)棱鏡組19a～19d并配置在導(dǎo)光板12內(nèi)。因而，相對于導(dǎo)光板12的顯示面的面積而形成棱鏡的區(qū)域的總面積變大。其結(jié)果，導(dǎo)光板12的透明性變低。

圖27是表示利用了四棱錐型棱鏡的以往的另一導(dǎo)光板顯示裝置的圖。四棱錐型棱鏡32的各斜面成為同一形狀，無論是來自哪個(gè)方向的光均能夠顯示明亮度均勻的單一圖案。在該構(gòu)成中，由于利用的是單純的四棱錐型的棱鏡32，因此僅能夠顯示一種圖案。

以下，參照附圖來說明本發(fā)明的實(shí)施方式中的導(dǎo)光板顯示裝置10的構(gòu)成。圖1是導(dǎo)光板顯示裝置10的俯視圖，圖2是導(dǎo)光板顯示裝置10的2-2線處的剖視圖。圖3是導(dǎo)光板顯示裝置10的棱鏡102的俯視圖以及側(cè)視圖。導(dǎo)光板顯示裝置10具有光源裝置100、導(dǎo)光板101以及多個(gè)棱鏡102。

導(dǎo)光板101由具有顯示面121、背面120以及多個(gè)端面119的平板狀的材料形成，例如由聚碳酸酯、丙烯酸等具有透光性的材料形成。例如，具體而言，導(dǎo)光板101在俯視時(shí)為四邊形，具有4個(gè)端面119。

光源裝置100沿著導(dǎo)光板101的4個(gè)端面119而設(shè)置4個(gè)，從導(dǎo)光板101的端面119朝向?qū)Ч獍?01的內(nèi)部照射光。棱鏡102形成在導(dǎo)光板101的內(nèi)部。棱鏡102分別可以由折射率比導(dǎo)光板101的材料低的透光性材料形成，也可以是設(shè)置在導(dǎo)光板101的內(nèi)部的空隙。

如圖3所示，棱鏡102分別具有4個(gè)側(cè)面102A，4個(gè)側(cè)面102A在俯視時(shí)為四邊形，并且分別面向光源裝置100。而且，在導(dǎo)光板101的厚度方向上，側(cè)面102A分別以反射斜面α和透射斜面β來分兩段傾斜。透射斜面β和背面120形成的角度、即透射斜面β的傾斜角θ_β為大致90°。此外，反射斜面α和與背面120平行的線L形成的角度、即反射斜面α的傾斜角θ_α比斜面的傾斜角θ_β小，例如為46°～52°。

即，導(dǎo)光板顯示裝置10具有導(dǎo)光板101、光源裝置100以及多個(gè)棱鏡102。導(dǎo)光板101具有顯示面121和多個(gè)端面119，由透光性材料形成。多個(gè)光源裝置100分別沿著導(dǎo)光板101的多個(gè)端面119而設(shè)置，配置為能夠分別從端面119朝向?qū)Ч獍?01的內(nèi)部照射光。多個(gè)棱鏡102形成在導(dǎo)光板101的內(nèi)部。棱鏡102分別具有多個(gè)側(cè)面102A，多個(gè)側(cè)面102A分別面向光源裝置100。在導(dǎo)光板101的厚度方向上，側(cè)面102A分別以使從光源裝置100照射的光透射的透射斜面β、和使從光源裝置100照射的光反射并向顯示面121射出的反射斜面α來至少分兩段傾斜。如此，側(cè)面102A具有透射斜面β、和在導(dǎo)光板101的厚度方向上傾斜度與透射斜面β不同的反射斜面α。另外，導(dǎo)光板101的厚度方向是與顯示面121垂直的方向。

接下來，參照圖4來說明導(dǎo)光板顯示裝置10的動(dòng)作。光線133～136從圖1中的光源裝置100照射出。光線133在導(dǎo)光板101內(nèi)以朝向?qū)Ч獍?01的背面120的方式傾斜，從而入射到棱鏡102的透射斜面β。透射斜面β由于傾斜角θ_β為大致90°，因此光線133的大部分透過棱鏡102的透射斜面β。然后，光線133從導(dǎo)光板101的背面120射出。

光線134在導(dǎo)光板101內(nèi)以朝向?qū)Ч獍?01的顯示面121的方式傾斜，從而入射到棱鏡102的透射斜面β。然后，光線134的大部分透過透射斜面β，并透過棱鏡102的相反側(cè)的反射斜面α或者透射斜面β，再次返回到導(dǎo)光板101內(nèi)。

光線135在導(dǎo)光板101內(nèi)以朝向?qū)Ч獍?01的背面120的方式傾斜，從而入射到棱鏡102的反射斜面α。然后，光線135的大部分透過反射斜面α，再次返回到導(dǎo)光板101。光線133～135由于不從導(dǎo)光板101的顯示面121射出，因此并不有助于圖案顯示。

光線136在導(dǎo)光板101內(nèi)以朝向?qū)Ч獍?01的顯示面121的方式傾斜，從而入射到棱鏡102的反射斜面α。然后，光線136的大部分被反射斜面α全反射，從導(dǎo)光板101的顯示面121射出。從顯示面121射出的光由觀測人員識別。因而，光線136有助于導(dǎo)光板顯示裝置10的圖案顯示。即，光線133～136之中，僅光線136有助于圖案顯示。而且，在各個(gè)棱鏡102中，如果相對于透射斜面β的面積而反射斜面α的面積變大，則有助于圖案顯示的光線136的比例變大。因而，圖案顯示的亮度與反射斜面α的面積成比例。

在導(dǎo)光板顯示裝置10中，棱鏡102的側(cè)面102A面向光源裝置100。而且，側(cè)面102A以反射斜面α和透射斜面β來分兩段傾斜，從而能夠由一個(gè)棱鏡組來顯示多個(gè)圖案。以下，說明詳細(xì)內(nèi)容。

圖5表示由光源裝置100a、100b、100c、100d顯示的圖案A、B、C、D。圖6表示僅光源裝置100a點(diǎn)亮的狀態(tài)，僅圖案A顯示于導(dǎo)光板101的顯示面。在位于圖案A的部分處的棱鏡102中，面向光源裝置100a的側(cè)面的反射斜面α的面積被設(shè)定得較大。因而，從光源裝置100a照射的光易于被位于圖案A的部分處的棱鏡102的反射斜面α反射并向顯示面射出。其結(jié)果，只有圖案A的部分的亮度得以提升。另一方面，在圖案A以外的部分，在棱鏡102中面向光源裝置100a的側(cè)面的反射斜面α的面積被設(shè)定得較小。因而，圖案A以外的部分中的亮度被降低。由此，能夠通過使光源裝置100a點(diǎn)亮來顯示圖案A。

圖7表示僅使光源裝置100b點(diǎn)亮的狀態(tài)，僅圖案B顯示于導(dǎo)光板101的顯示面。圖8表示僅使光源裝置100c點(diǎn)亮的狀態(tài)，僅圖案C顯示于導(dǎo)光板101的顯示面。同樣，圖9表示僅使光源裝置100d點(diǎn)亮的狀態(tài)，僅圖案D顯示于導(dǎo)光板101的顯示面。使圖案B、C、D顯示的方法與圖案A的顯示方法相同。即，在圖案部分的棱鏡102中，光源裝置100b～100d之中，面向?qū)?yīng)的光源裝置的一面的反射斜面α的面積被設(shè)定得較大。圖案A、B、C、D能夠單獨(dú)顯示，但也可以疊加顯示多個(gè)圖案。例如，若使光源裝置100a和光源裝置100c同時(shí)點(diǎn)亮，則圖案A和圖案C被疊加顯示。

如以上，在導(dǎo)光板顯示裝置10中，棱鏡102的面向光源裝置的側(cè)面以反射斜面α和透射斜面β來分兩段傾斜，從而能夠由一個(gè)棱鏡組來顯示多個(gè)圖案。因而，在顯示多個(gè)圖案的導(dǎo)光板顯示裝置中，無需利用與光源裝置相同數(shù)目的棱鏡組。此外，相對于導(dǎo)光板的顯示面的面積而能夠減小形成棱鏡的區(qū)域的總面積，從而能夠使導(dǎo)光板101的透明性得以提升。

此外，優(yōu)選棱鏡102的透射斜面β與背面120連接。例如，用于形成棱鏡102的模具是將棱鏡102的形狀保留下來的形狀，該形狀通過模具加工用的切削刀具來形成。在該情況下，通過切削刀具的刀尖來形成棱鏡102的斜面。但是，根據(jù)刀具的刀尖難以形成完整的角，會(huì)在導(dǎo)光板101的背面120與棱鏡102的斜面的交點(diǎn)部分處產(chǎn)生微小的曲面部分。

反射斜面α使導(dǎo)光板101的內(nèi)部的光全反射來使角度變化，從而使該光向顯示面121側(cè)射出。這樣，由于利用了反射斜面α的全反射，因此入射光的角度變化的誤差會(huì)較大程度影響圖案顯示的亮度。反射光的角度變化成為對于棱鏡102的斜面的入射角的變化的2倍。進(jìn)而，例如，在導(dǎo)光板101的折射率為1.59時(shí)，從導(dǎo)光板101向空氣中出射光線時(shí)的出射光的角度變化也會(huì)成為對于棱鏡102的斜面的入射角的變化的2×1.59＝3.18倍。

假設(shè)在反射斜面α與導(dǎo)光板101的背面120直接連接的情況下，在背面120與反射斜面α的交點(diǎn)部分處會(huì)產(chǎn)生微小的曲面。若光線在該曲面部分處被全反射，則從導(dǎo)光板101向顯示面射出的光線的方位大幅變化，成為顯示亮度下降、雜散光的原因。另一方面，在棱鏡102的透射斜面β與背面120連接的情況下，即便在背面120與透射斜面β的交點(diǎn)部分處產(chǎn)生微小的曲面部分，也不會(huì)從透射斜面β向?qū)Ч獍?01的顯示面121的方向射出光。因而，該曲面部分不會(huì)給圖案顯示帶來較大程度的影響。如以上，棱鏡102的透射斜面β與背面120連接，從而能夠防止圖案顯示中的顯示亮度的下降、雜散光。

在此，優(yōu)選使遠(yuǎn)離光源裝置100的位置的棱鏡102的反射斜面α的面積大于靠近光源裝置100的位置的棱鏡102的反射斜面α的面積。以下，說明詳細(xì)內(nèi)容。

圖案顯示的亮度不僅與反射斜面α的面積成比例，而且也與到達(dá)棱鏡102的光的密度成比例。在導(dǎo)光板101內(nèi)密度高的光到達(dá)靠近光源裝置100的位置的棱鏡102。另一方面，在透過了其他多個(gè)棱鏡102之后光到達(dá)遠(yuǎn)離光源裝置100的位置的棱鏡102，因此入射的是導(dǎo)光板101內(nèi)的密度低的光。因而，通過使遠(yuǎn)離光源裝置100的位置的棱鏡102的反射斜面α的面積大于靠近光源裝置100的位置的棱鏡102的反射斜面α的面積，從而能夠使圖案顯示的亮度均衡化。

此外，如圖10所示，優(yōu)選棱鏡102的反射斜面由第1反射斜面α1和第2反射斜面α2構(gòu)成。圖10是表示本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的另一棱鏡102的動(dòng)作的圖。在導(dǎo)光板101的厚度方向上，棱鏡102的面向光源裝置的側(cè)面以第1反射斜面α1、第2反射斜面α2和透射斜面β來分三段傾斜。圖10的輔助線L1、L2與背面120平行，輔助線L1和第1反射斜面α1形成的角度即第1反射斜面α1的傾斜角θ_α1、與輔助線L2和第2反射斜面α2形成的角度即第2反射斜面α2的傾斜角θ_α2略有不同。例如，θ_α1為51°，θ_α2為47°。

在圖10中，光線137、138相互平行。光線137在導(dǎo)光板101內(nèi)部朝向顯示面121傾斜并入射到棱鏡102的第2反射斜面α2。然后，光線137在第2反射斜面α2發(fā)生全反射，從導(dǎo)光板101的顯示面121射出。另一方面，光線138在導(dǎo)光板101內(nèi)部以朝向顯示面121傾斜的狀態(tài)入射到棱鏡102的第1反射斜面α1。然后，光線138在第1反射斜面α1發(fā)生全反射，從顯示面121射出。

θ_α1和θ_α2是彼此不同的角度。因而，被全反射之前相互平行的光線137、138，分別在第2反射斜面α2和第1反射斜面α1被反射之后變得不平行，在相差的方向上反射。進(jìn)而，若將導(dǎo)光板101的折射率設(shè)為n，則從導(dǎo)光板101的顯示面121射出的光線137、138在相差的角度的方向上射出。即，在反射斜面由第1反射斜面α1和第2反射斜面α2構(gòu)成的情況下，即便是從相同的方向入射的光，也能夠根據(jù)入射到第1反射斜面α1還是入射到第2反射斜面α2而在不同的方向上射出光。由此，能夠擴(kuò)大圖案顯示的視場角。

此外，導(dǎo)光板顯示裝置10優(yōu)選在導(dǎo)光板101的圖案非顯示部分具有如圖11所示的虛擬棱鏡103。圖11是虛擬棱鏡103的俯視圖以及側(cè)視圖。

在虛擬棱鏡103中，面向光源裝置100的側(cè)面由透射斜面β構(gòu)成。因而，如圖12所示，虛擬棱鏡103無論從哪個(gè)方向入射光線均不會(huì)朝向顯示面121射出光。因此，虛擬棱鏡103并不有助于圖案顯示。

在圖案非顯示部分不存在虛擬棱鏡103、僅圖案顯示部分設(shè)置有棱鏡102、且圖案非顯示部分未設(shè)置棱鏡的情況下，當(dāng)光源裝置100熄滅時(shí)，若從顯示面121觀測導(dǎo)光板101，則在圖案顯示部分和圖案非顯示部分盡管輕微但表觀上出現(xiàn)差異。因而，即便在使光源裝置100熄滅時(shí)，圖案顯示部分也會(huì)被觀測人員識別出，圖案的顯示質(zhì)量下降。

另一方面，如果在圖案非顯示部分設(shè)置有虛擬棱鏡103，則當(dāng)從顯示面121觀測導(dǎo)光板101時(shí)，被棱鏡102和虛擬棱鏡103填充。因而，在光源裝置100熄滅時(shí)，在圖案顯示部與圖案非顯示部之間表觀的差異變小。由此，在光源裝置100熄滅時(shí)，圖案顯示部分不易被觀測人員識別出，進(jìn)而能夠使圖案的顯示質(zhì)量得以提升。

另外，在相對于導(dǎo)光板101的顯示面121的面積而形成棱鏡102的區(qū)域的總面積非常小的情況下，在圖案顯示部與圖案非顯示部之間表觀的差異小。因而，也可以不設(shè)置虛擬棱鏡103。

此外，在棱鏡102中，優(yōu)選設(shè)置在導(dǎo)光板101的內(nèi)部將各側(cè)面相互連接的平坦面γ。在棱鏡102不設(shè)置平坦面γ的情況下，從背面120向顯示面121透射的光的大部分成為通過未設(shè)置棱鏡102的區(qū)域的光、和通過了棱鏡102的反射斜面α的光。而且，若觀測人員透過導(dǎo)光板101來觀察，則由于反射斜面α相對于導(dǎo)光板101而傾斜，因此通過不存在棱鏡102的區(qū)域的光和通過了反射斜面α的光在表觀上差異較大。因而，棱鏡102的存在變得明顯。

若在棱鏡102設(shè)置平坦面γ，則從背面120向顯示面121透射的光的大部分成為通過不存在棱鏡102的區(qū)域的光、和通過了平坦面γ的光。通過不存在棱鏡102的區(qū)域的光和通過平坦面γ的光在表觀上的差異不大，因此能夠使棱鏡102的存在變得不明顯。相對于反射斜面α而增大平坦面γ的面積，從而能夠使棱鏡102的存在變得更不明顯。此外，在設(shè)置有虛擬棱鏡103的情況下，可以在虛擬棱鏡也設(shè)置平坦面。

此外，優(yōu)選在導(dǎo)光板101的內(nèi)部使形成有棱鏡102以及虛擬棱鏡103的區(qū)域(形成區(qū)域)的面積小于棱鏡102以及虛擬棱鏡103均未被形成的區(qū)域(非形成區(qū)域)的面積。尤其是，優(yōu)選將形成區(qū)域的面積設(shè)為非形成區(qū)域的面積的十分之一以下。在該情況下，在光源裝置100熄滅時(shí)，棱鏡102以及虛擬棱鏡103不易被觀測人員識別出，導(dǎo)光板101的透明性進(jìn)一步得以提升。

此外，在將棱鏡102以及虛擬棱鏡103的底邊的一邊的長度設(shè)為q，將棱鏡102以及虛擬棱鏡103的大致的間距設(shè)為p時(shí)，優(yōu)選設(shè)q＜p/sqrt(10)。在此，sqrt表示平方根。

為了進(jìn)行圖案顯示，需要使導(dǎo)光板101的內(nèi)部的光線由棱鏡102的反射斜面α進(jìn)行全反射并使之從導(dǎo)光板101的顯示面121射出。因而，如圖4所示，在入射到棱鏡102的反射斜面α之前，需要確保在導(dǎo)光板101的背面120上光線136反射的反射位置140。例如，若過密地配置棱鏡102，則反射位置140會(huì)與相鄰的棱鏡102重疊。在該情況下，相鄰的棱鏡102彼此會(huì)影響光線136，從而用于圖案顯示的射出光的亮度下降。因此，如果將棱鏡102彼此的間隔取得充足，則能夠確保反射位置140，從而棱鏡102彼此相互不會(huì)受到光線的影響，能夠維持用于圖案顯示的射出光的亮度。進(jìn)而，在該情況下，如上所述，棱鏡以及虛擬棱鏡103的形成區(qū)域的面積為非形成區(qū)域的十分之一以下。因而，棱鏡102以及虛擬棱鏡103不易被觀測人員識別出，導(dǎo)光板101的透明性進(jìn)一步得以提升。

在圖13～圖16中示出棱鏡102以及虛擬棱鏡103的配置例。在圖13中，棱鏡102以及虛擬棱鏡103等間隔地配置。在圖14中，棱鏡102以及虛擬棱鏡103被六方配置，相互之間為等距離。

在圖15中，棱鏡102以及虛擬棱鏡103隨機(jī)地配置。具體而言，以利用給定初始值的均勻隨機(jī)數(shù)設(shè)定了棱鏡102以及虛擬棱鏡103的位置。在圖16中，棱鏡102以及虛擬棱鏡103根據(jù)場所而以不同的間距來配置。即，導(dǎo)光板101的中央附近的間距較大，越靠近光源裝置100則間距越小。

在重疊利用多個(gè)導(dǎo)光板顯示裝置10的情況下，雖然能夠顯示的圖案數(shù)變多，但有可能會(huì)在多個(gè)導(dǎo)光板顯示裝置10之間產(chǎn)生莫爾條紋。因而，按照每個(gè)導(dǎo)光板顯示裝置來使棱鏡102的間距變化，從而能夠抑制莫爾條紋的產(chǎn)生。

因此，在如圖15那樣隨機(jī)配置棱鏡102以及虛擬棱鏡103的情況下，按照每個(gè)導(dǎo)光板而以利用不同初始值的均勻隨機(jī)數(shù)來設(shè)定棱鏡102以及虛擬棱鏡103的位置。即，按照每個(gè)導(dǎo)光板而成為不同的配置?；蛘?，可以利用被稱作Halton或Faure列的超均勻分布來進(jìn)行二維配置，至少按照重疊利用的每個(gè)導(dǎo)光板而以不同的基數(shù)來設(shè)定棱鏡位置，按照每個(gè)導(dǎo)光板而成為不同的配置。此外，在如圖16那樣根據(jù)場所而以不同的間距配置棱鏡102以及虛擬棱鏡103并重疊兩個(gè)導(dǎo)光板的情況下，配置為間距的變化方向彼此相反。

棱鏡102與虛擬棱鏡103的配置間距例如優(yōu)選設(shè)為0.5mm以下。例如，視力為0.5的觀測人員的眼睛的分辨能力是2分，即0.033度。由此，在距離1m時(shí)將配置間距設(shè)為約0.6mm以下，在距離0.5m時(shí)將配置間距設(shè)為約0.3mm以下，從而圖案被觀測人員識別出。因此，在相距1m以上由觀測人員觀察導(dǎo)光板顯示裝置10的情況下，優(yōu)選配置間距設(shè)為0.5mm以下。如果觀測人員與導(dǎo)光板顯示裝置10的距離為0.5m程度，則可以將配置間距設(shè)為0.3mm以下。

接下來，參照圖17以及圖18來說明光源裝置100的優(yōu)選構(gòu)成。圖17是表示光源裝置100和導(dǎo)光板101的一部分的剖視圖，圖18是光源裝置100和導(dǎo)光板101的部分剖視圖，表示與圖17中的導(dǎo)光板101的厚度方向正交的剖面。光源裝置100具有光源104、光源基板106、反射板107和入光透鏡108。

光源104例如是沿著導(dǎo)光板101的端面119而排列的發(fā)光二極管(LED)，與圖案顯示相匹配地照射白色或藍(lán)色、紅色、綠色、組合這些顏色而得到的顏色的光。LED的照射面方向的尺寸一般為1mm程度以上，因此在光源104為LED的情況下，光源104至少以1mm以上的配置間距來配置。另一方面，為了確保導(dǎo)光板101的透明度，棱鏡102與虛擬棱鏡103的配置間距設(shè)為0.5mm程度以下。因而，光源104的配置間距大于棱鏡102與虛擬棱鏡103的配置間距。在圖17中，光源104具有有效射出面112，將導(dǎo)光板101的厚度方向上的有效射出面112的長度設(shè)為w1。

光源基板106具有光源搭載面113，為使多個(gè)光源104點(diǎn)亮，在光源搭載面113搭載了多個(gè)光源104。光源基板106是玻璃環(huán)氧基板或撓性基板等布線基板。

反射板107在使光源基板106與導(dǎo)光板101的端面119之間的部分開口的狀態(tài)下包圍光源104、光源基板106和入光透鏡108。反射板107的材料例如可列舉：對鋁板進(jìn)行鏡面加工后的材料，或者使進(jìn)行了銀、鋁蒸渡的片材粘附到剛性高的基板或片材而獲得的材料。

此外，反射板107與光源基板106密接，將由光源104產(chǎn)生的熱量釋放到外部。此外，反射板107具有縮頸部105。縮頸部105在俯視時(shí)位于光源基板106的光源搭載面113與光源104的有效射出面112之間。進(jìn)而，反射板107從縮頸部105起經(jīng)由光源104的有效射出面112朝向?qū)Ч獍?01的端面119緩慢擴(kuò)展地開口。即，在縮頸部105，導(dǎo)光板101的厚度方向上的反射板107彼此的間隔極小?？s頸部105處的反射板107彼此的間隔w2在導(dǎo)光板101的厚度方向上被設(shè)定得大于光源104的有效射出面112的長度w1。即，設(shè)w1＜w2。

入光透鏡108由與導(dǎo)光板101不同的材料形成，配置在光源104與導(dǎo)光板101的端面119之間。入光透鏡108具有與光源104對置的第1透鏡面109。第1透鏡面109由多個(gè)圓筒透鏡構(gòu)成，各圓筒的軸向與導(dǎo)光板101的厚度方向平行。第1透鏡面109的圓筒透鏡和光源104以相同的配置間距111來排列。此外，第1透鏡面109的圓筒透鏡的焦點(diǎn)位置處于各個(gè)光源104的有效射出面112的附近。

此外，入光透鏡108具有與導(dǎo)光板101的端面119對置的第2透鏡面110。第2透鏡面110由多個(gè)圓筒狀的微透鏡構(gòu)成，各圓筒的軸向與導(dǎo)光板101的厚度方向平行。第2透鏡面110的微透鏡的配置間距小于第1透鏡面109的配置間距111。此外，第2透鏡面110的微透鏡的焦點(diǎn)距離短于第1透鏡面109的圓筒透鏡的焦點(diǎn)距離。為了避免莫爾條紋，微透鏡的間距相對于棱鏡的配置間距而設(shè)為非整數(shù)倍。在圖18中，關(guān)于第2透鏡面110，凸形狀的微透鏡和凹形狀的微透鏡交替排列從而構(gòu)成為平滑的連續(xù)面，但并不限于此，也可以重復(fù)配置凸形狀的微透鏡或凹形狀的微透鏡來構(gòu)成第2透鏡面110。

接下來，參照圖19～圖21來說明上述的光源裝置100的動(dòng)作。在圖19以及圖21中，光線130從光源104照射出。在導(dǎo)光板101的厚度方向的剖面，如圖19所示，從光源104的有效射出面112照射的光線130直接地或者被反射板107反射后經(jīng)由入光透鏡108而入射到導(dǎo)光板101的端面119。

反射板107的縮頸部105在俯視時(shí)位于光源基板106的光源搭載面113與光源104的有效射出面112之間。因而，從光源104的有效射出面112照射的光線130全部朝向?qū)Ч獍?01的端面119前進(jìn)。此外，反射板107朝向?qū)Ч獍?01的端面119緩慢擴(kuò)展地開口。因而，若光線130由反射板107反射，則光線130會(huì)與導(dǎo)光板101的背面120接近平行。即，稍微被平行光化。由此，光線130在反射板107處反射的次數(shù)減少，能夠抑制反射板107處的無用的光吸收。

另外，優(yōu)選導(dǎo)光板101的端面119具有朝向光源104凸出的V字形狀。將導(dǎo)光板101的端面119設(shè)為V字形狀，從而通過導(dǎo)光板101內(nèi)的光相對于導(dǎo)光板101的背面120的入射角稍微變大。因而，光不易從導(dǎo)光板101的背面120泄漏，易于在導(dǎo)光板101的背面120被全反射。由此，光的全反射次數(shù)增加，對于棱鏡102的入射次數(shù)也增加。其結(jié)果，導(dǎo)光板101的圖案顯示亮度得以提升。

導(dǎo)光板101的端面119的V字形狀的角度是166°程度為好。在為160°以下的情況下，從光源裝置100入射到導(dǎo)光板101的光在導(dǎo)光板101內(nèi)不會(huì)全反射，泄漏的成分變多。此外，將導(dǎo)光板101的端面119不設(shè)為V字形狀而設(shè)為朝向光源104凸出的彎曲面，也可獲得同樣的效果。

第1透鏡面109以及第2透鏡面110為圓筒透鏡，圓筒軸是與導(dǎo)光板101的厚度方向平行的方向。因而，在圖19所示的導(dǎo)光板101的厚度方向的剖面中，不發(fā)揮透鏡作用，光線130通過入光透鏡108而入射到導(dǎo)光板101的端面119。

而且，從光源裝置100向?qū)Ч獍?01的端面119入射且由于棱鏡102的反射斜面α而未從導(dǎo)光板101的顯示面121射出的光線131，如圖20所示那樣入射到所面向的光源裝置100。光線131通過入光透鏡108，直接地或者被反射板107反射后入射到光源基板106。

反射板107在比光源基板106的光源搭載面113更靠近導(dǎo)光板101的端面119的位置處具有縮頸部105。因而，被光源搭載面113反射的光線131會(huì)被縮頸部105反射，再次入射到光源搭載面113而被吸收。

在此，優(yōu)選反射板107為鏡面反射板。假設(shè)在反射板107為漫反射板的情況下，從通過了入光透鏡108的光線131之中，會(huì)產(chǎn)生被反射板107漫反射后返回到導(dǎo)光板101內(nèi)部的成分。這樣，由于返回到導(dǎo)光板101的內(nèi)部的成分，有可能在導(dǎo)光板101的顯示面121顯示不想要的圖案。另一方面，在反射板107為鏡面反射板的情況下，由于光線131以入射角和反射角相等的方式被反射，因此最終會(huì)被光源基板106的光源搭載面113吸收。因而，不會(huì)產(chǎn)生返回到導(dǎo)光板101的內(nèi)部的返回成分，能夠防止在導(dǎo)光板101的顯示面121顯示不想要的圖案。

進(jìn)而，優(yōu)選光源基板106的光源搭載面113被涂敷黑色等涂層，以使得光吸收率變高。即，優(yōu)選光源基板106的光源搭載面113為黑色。在光源基板106的光源搭載面113的光吸收率低的情況下，到達(dá)光源基板106的光源搭載面113的光線131有可能在光源搭載面113發(fā)生反射再次經(jīng)由入光透鏡108而返回到導(dǎo)光板101的內(nèi)部。通過提高光源基板106的光源搭載面113的光吸收率，由此能夠抑制光線131在光源搭載面113發(fā)生反射而返回到導(dǎo)光板101的內(nèi)部。

另一方面，若從導(dǎo)光板101的厚度方向觀察，則如圖21所示，從光源104的有效射出面112呈放射狀擴(kuò)展的光線130入射到入光透鏡108的第1透鏡面109。第1透鏡面109由軸與導(dǎo)光板101的厚度方向平行的圓筒透鏡構(gòu)成，其焦點(diǎn)位置在光源104的有效射出面112的附近。因而，光線130通過第1透鏡面109而被平行光化。

入射到入光透鏡108的第1透鏡面109的光線130從第2透鏡面110出射。第2透鏡面110由軸與導(dǎo)光板101的厚度方向平行的圓筒狀的微透鏡構(gòu)成。因而，被第1透鏡面109平行光化后的光線130通過第2透鏡面110而被漫射。第2透鏡面110的微透鏡相對于一個(gè)光源104而設(shè)置有多個(gè)，因此從入光透鏡108射出的光在表觀上成為與第2透鏡面110的微透鏡的個(gè)數(shù)對應(yīng)的光源數(shù)。通過充分縮窄微透鏡的間距，從而光源裝置100可視作在與導(dǎo)光板101的端面119平行的方向上連續(xù)的線狀的光源。

假設(shè)在光源裝置100未設(shè)置入光透鏡108的情況下，棱鏡102的反射斜面α發(fā)揮反射鏡的作用。因而，若觀測人員觀察導(dǎo)光板101的顯示面121，則能夠看到光源104的有效射出面112，僅一部分的亮度變高或變低，從而產(chǎn)生亮線。與之相對，通過將光源裝置100設(shè)為線狀的光源，從而能夠使光均勻入射到導(dǎo)光板101的端面119，能夠大幅降低亮線以使亮度均衡化。

另外，如前所述，優(yōu)選光源裝置100具有入光透鏡108，但如圖22所示，光源裝置100也可以不具有入光透鏡108，取而代之，導(dǎo)光板101的端面119由多個(gè)圓筒透鏡和多個(gè)微透鏡重合的形狀構(gòu)成。換言之，也可以采用如下方式，即，導(dǎo)光板101的端面119由多個(gè)微透鏡構(gòu)成，且是其微透鏡的包絡(luò)線以光源104的有效射出面112附近為焦點(diǎn)位置的圓筒狀。以下，說明詳細(xì)內(nèi)容。

入光透鏡108的作用在于，由第1透鏡面109的圓筒透鏡使從光源104呈放射狀擴(kuò)展的射出光平行光化，由第2透鏡面的微透鏡使被平行光化后的光漫射。由此，在第1透鏡面109和第2透鏡面110的合計(jì)兩個(gè)面處射出光被折射，從而能夠降低來自光源104的亮線。

另一方面，在如圖22所示那樣構(gòu)成了導(dǎo)光板101的端面119的情況下，對于射出光，在導(dǎo)光板101的端面119即一個(gè)面被同時(shí)進(jìn)行平行光化和漫射。因而，在該情況下，較之于不存在圓筒透鏡以及微透鏡的情況而能夠降低亮線。進(jìn)而，關(guān)于光的折射作用，通過利用更多的面，從而能夠獲得更大的折射作用。因而，若與利用入光透鏡108而在兩個(gè)面處使射出光折射的情況相比，如上述那樣在一個(gè)面處使射出光折射的情況降低亮線的效果低。然而，由于不利用入光透鏡108，因此構(gòu)成部件減少，從而能夠削減制造成本。

另外，在以上的說明中，如圖3所示，導(dǎo)光板101的背面120和棱鏡102的透射斜面β形成的角度θ_β設(shè)為大致90°。但是，例如，在加工導(dǎo)光板101時(shí)，為了賦予從模具分離導(dǎo)光板101時(shí)的脫模坡度，可以將θ_β設(shè)為小于90°，例如設(shè)為70°～89°。θ_β越接近90°，則在透射斜面β不發(fā)生反射而透射的光線的比例越高，因此優(yōu)選將θ_β設(shè)為大致90°。而且，若將θ_β設(shè)為小于70°，則在透射斜面β發(fā)生反射并向?qū)Ч獍?01的顯示面121射出的光線的比例增加，有可能顯示不想要的圖案。

另外，作為光源104，雖然說明了采用LED的情況，但也可以采用電致發(fā)光元件、熒光管等線狀的光源。另外，雖然說明了導(dǎo)光板101為平板狀，但也可以略有彎曲。

另外，在圖5～圖9中，雖然將圖案A～D設(shè)為不同的形狀，但也能夠?yàn)橥恍螤?，通過使光源裝置100的光的顏色為紅、藍(lán)、綠從而顯示多種顏色。

此外，通過使多個(gè)光源裝置100的輸出在時(shí)間上同步地變化，從而能夠還進(jìn)行閃爍顯示、顏色變化顯示等強(qiáng)調(diào)顯示、簡單的運(yùn)動(dòng)圖像顯示。此外，在圖案顯示中，通過使圖案的邊緣部分的棱鏡102的高度高于邊緣部分以外的棱鏡102的高度，從而圖案的邊緣被強(qiáng)調(diào)，能夠進(jìn)行易于觀看的圖案顯示。

另外，顯示圖案數(shù)并不限定于4種。根據(jù)顯示圖案的數(shù)目，例如，在3種圖案顯示的情況下，棱鏡102以及虛擬棱鏡103的側(cè)面的數(shù)目設(shè)為3個(gè)，在5種圖案顯示的情況下，如圖23所示，棱鏡102以及虛擬棱鏡103的側(cè)面的數(shù)目設(shè)為5個(gè)，在m種圖案顯示的情況下，棱鏡102以及虛擬棱鏡103的側(cè)面的數(shù)目設(shè)為m個(gè)。此時(shí)，棱鏡102的側(cè)面分別具有反射斜面α和透射斜面β的至少兩段的傾斜，通過設(shè)定反射斜面α的面積，從而能夠與4種圖案顯示的情況同樣地進(jìn)行任意種類的圖案顯示。

另外，導(dǎo)光板101的形狀并不限定于正多邊形。例如，如圖23所示，可以是不等邊形狀，在各邊配置光源裝置100，與導(dǎo)光板101的形狀相匹配地設(shè)定棱鏡102以及虛擬棱鏡103的形狀。

另外，取代入光透鏡108，也可以如圖24所示，利用在第1透鏡面109設(shè)置全反射面的入光透鏡118。通過在第1透鏡面109設(shè)置全反射面，從而從光源104照射的光能夠被第1透鏡面109捕獲得更多并進(jìn)行平行光化，圖案顯示的亮度得以提升。此外，也可以入光透鏡108以及入光透鏡118均不被利用，而是導(dǎo)光板101的端面119由設(shè)置有全反射面的圓筒透鏡和微透鏡重合的形狀來構(gòu)成。

另外，光源裝置100雖然通過組合LED等光源104和入光透鏡108而成為線狀，但也可以以導(dǎo)光棒方式成為線狀。在該情況下，光源104的光從導(dǎo)光棒的端面進(jìn)入，在形成于棒的側(cè)面的棱鏡從導(dǎo)光棒取出光，成為均勻的線狀的光。

另外，雖然棱鏡102以及虛擬棱鏡103的側(cè)面的數(shù)目設(shè)與光源裝置100的數(shù)目相同，但也可以使棱鏡的側(cè)面的數(shù)目多于光源裝置100的數(shù)目。在該情況下，僅由非顯示用的透射斜面β來構(gòu)成不面向光源裝置100的側(cè)面。例如，假定將利用三個(gè)光源裝置100來顯示的顯示圖案和利用四個(gè)光源裝置100來顯示的顯示圖案配置在一個(gè)導(dǎo)光板101上的情況。在該情況下，可以分別配置具有三個(gè)側(cè)面的棱鏡102和具有四個(gè)側(cè)面的棱鏡102。然而，若這兩種棱鏡102混合存在，則模具加工易于變得繁雜。因而，通過使棱鏡側(cè)面的數(shù)目多于光源裝置100的數(shù)目，從而在利用三個(gè)光源裝置100來顯示的圖案中，將具有四個(gè)側(cè)面的棱鏡的一個(gè)斜面設(shè)為非顯示用的透射斜面β。如此，能夠以具有四個(gè)側(cè)面的棱鏡來進(jìn)行統(tǒng)一，模具的加工變得容易。

另外，也可以不是所有來自光源裝置100的光必須向棱鏡102以及虛擬棱鏡103照射。即，可以配置導(dǎo)光板101的形狀以及光源裝置100，使得按照導(dǎo)光板101的每個(gè)區(qū)域來改變向該區(qū)域照射的光源裝置100的數(shù)目。而且，可以配置按照每個(gè)區(qū)域而變更了側(cè)面的數(shù)目的棱鏡102。

產(chǎn)業(yè)上的可利用性

本發(fā)明的導(dǎo)光板顯示裝置的透明性高且能夠顯示多個(gè)圖案。因而，能夠用于娛樂、照明配件燈等。

符號說明

100、100a、100b、100c、100d 光源裝置

101 導(dǎo)光板

102 棱鏡

102A 側(cè)面

103 虛擬棱鏡

104 光源

105 縮頸部

106 光源基板

107 反射板

108、118 入光透鏡

109 第1透鏡面

110 第2透鏡面

111 配置間距

112 有效射出面

113 光源搭載面

119 端面

120 背面

121 顯示面

130、131、133、134、135、136、137、138 光線

140 反射位置

α 反射斜面

β 透射斜面

γ 平坦面