(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
特許文献1に開示された照明装置は、上記のような複数の種類の光路変更素子が形成された導光板を用いることで、見る方向によって光の強度分布を変化させている。
【0006】
一方、用途によっては、様々な方向から見ても、あまり輝度が変わらずに、特定のパターンが光って見えるような光の装飾が求められることがある。
【0007】
そこで、本発明は、光って見えるパターンの見る方向による輝度差を軽減可能な導光板を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
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、導光板の側壁のうち、可視光を発する光源に対向する側壁に形成される入射面と、導光板の一方の面に、所定のパターンに沿って配列され、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。そして複数のプリズムのうち、所定のピッチだけ離れた二つのプリズムの反射面が同一方向を向き、かつ、所定のピッチよりも近接した二つのプリズムの反射面が互いに異なる方向を向くように、複数のプリズムのそれぞれが配置される。
【0009】
この導光板において、複数のプリズムのそれぞれは、所定のピッチよりも近接した二つのプリズムの反射面が導光板の一方の面に平行な面において光源と正対する方向を含む所定の角度範囲内で互いに異なる方向を向くように配置されることが好ましい。
【0010】
この導光板において、所定のピッチは、観察者が複数のプリズムのうちの二つのプリズムを識別できる長さの最小値未満に設定されることが好ましい。
【0011】
また、この導光板は、各プリズムが形成される面における所定のパターンの位置に設けられる、そのパターンの形状を有する金属層をさらに有することが好ましい。
【0012】
本発明の他の形態として、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、導光板の側壁のうち、可視光を発する光源に対向する側壁に形成される入射面と、導光板の一方の面に、所定のパターンに沿って配列され、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。そして複数のプリズムのそれぞれは、所定のパターンを分割した複数の部分領域のそれぞれごとに、反射面が同一方向を向き、かつ、複数の部分領域のうちの隣接する二つの部分領域間で反射面が互いに異なる方向を向くように配置される。
【0013】
また、この導光板は、各プリズムが形成される面における所定のパターンの位置に設けられる、そのパターンの形状を有する金属層をさらに有することが好ましい。
【0014】
本発明のさらに他の形態として、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、導光板の側壁の一辺に形成される、光源に対向する入射面と、導光板の一方の面に、所定のパターンに沿って配列され、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。そして複数のプリズムのうち、所定のピッチだけ離れた二つのプリズムの反射面が同一方向を向き、かつ、所定のピッチよりも近接した二つのプリズムの反射面が互いに異なる方向を向くように、複数のプリズムのそれぞれが配置される。
【0015】
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。
そして導光板は、導光板の側壁の一辺に形成される、光源に対向する入射面と、導光板の一方の面に、所定のパターンに沿って配列され、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、遊技者と対向する側に設けられた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。そして複数のプリズムのうち、所定のピッチだけ離れた二つのプリズムの反射面が同一方向を向き、かつ、所定のピッチよりも近接した二つのプリズムの反射面が互いに異なる方向を向くように、複数のプリズムのそれぞれが配置される。
【発明の効果】
【0016】
本発明に係る導光板は、光って見えるパターンの見る方向による輝度差を軽減できるという効果を奏する。
【発明を実施するための形態】
【0018】
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には、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。そして複数のプリズムのそれぞれは、表示装置が表示させるパターンの形状に合わせて配列される。そして各プリズムは、所定ピッチだけ離れたプリズムの反射面の向きが同一となり、所定ピッチよりも近接したプリズム同士の反射面の向きは所定の角度範囲内で異なるように配置され、これにより、パターンを見る方向による輝度差を軽減する。
なお、以下では、説明の便宜上、観察者と対向する側を正面とし、その反対側を背面とする。
【0019】
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、制御部4とを有する。
【0020】
導光板2は、光源3から発する可視光に対して透明な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、背面側に形成された、光源3に対応し、所定のパターン22を形成するように配列された複数のプリズムにより、正面側に位置する観察者へ向けて反射させることで、観察者が発光するパターン22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。
【0021】
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し、発光素子の発光面が導光板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は、制御部4からの制御信号に応じて点灯または消灯する。制御部4が光源3を点灯させている間、光源3から発した光は、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。
【0022】
なお、光源3が有する発光素子は、例えば、発光ダイオード、白熱灯あるいは蛍光灯である。
【0023】
制御部4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4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パターン22が見えるようにする場合には、制御部4は、光源3を点灯させ、一方、観察者からパターン22が見えないようにするためには光源3を消灯する。
【0024】
以下、導光板2の詳細について説明する。
【0025】
図2は、導光板2の概略正面図である。また
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。複数のプリズム21は、パターン22を形成するように、パターン22に沿って配列される。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して見えるパターン22を観察できる。なお、
図2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。
【0026】
複数のプリズム21のそれぞれは、例えば、拡散面2bにおいて所定の長さを持つ略三角形状の溝として形成される。そして複数のプリズム21のそれぞれは、拡散面2bに対して所定の角度をなす反射面21aを有する。なお、所定の角度は、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40°〜50°をなすように設定される。また所定の長さは、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。
【0027】
図4は、プリズム21の配置を示す、パターン22の一部の拡大平面図である。各プリズム21は、反射面21aが様々な方向を向くように配置されている。本実施形態では、互いに隣接する二つのプリズム21が所定のピッチよりも狭い間隔となるように各プリズム21は配置される。そして所定のピッチだけ離れた二つのプリズム21の反射面21aが同一方向を向き、その所定のピッチよりも近接した二つのプリズム21の反射面21aが、特定の方向を中心とする、拡散面2bに平行な面に沿って所定の角度範囲内で異なる方向を向くように、各プリズム21は配置される。特定の方向は、例えば、光源3に対して反射面21aが正対する方向であり、所定の角度範囲は、光源3からの光が反射面21aで反射されて出射面2cから出射することが可能な角度範囲、例えば、±10°とすることができる。そして例えば、互いに隣接する二つのプリズム21間の反射面21aの角度差は、例えば、4°〜6°となるように、各プリズムは配置される。
【0028】
また、反射面21aの向きが同一となる二つのプリズム(
図4では、プリズム21−1とプリズム21−2)間のピッチが、観察者の眼で識別できる長さの最小値未満となることが好ましい。
【0029】
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60cmとすると、反射面21aが同じ向きとなる二つのプリズム21間のピッチは0.17mm以下であることが好ましい。ただし、本実施形態では、光源3が点灯している間、観察者からは各プリズム21が発光して見えるので、観察者が識別できる視角の最小値に相当する長さよりも反射面21aの向きが同一となる二つのプリズム21間の実際のピッチがもう少し広くても、各プリズム21は識別され難い。そこで、反射面21aの向きが同一となる二つのプリズム21間のピッチが、例えば、観察者の視点からの角度が0.1°に相当する長さとなるように、各プリズム21は配置されてもよい。この場合、例えば、観察者と導光板2の想定される間隔を60cmとすると、ピッチは1mm以下となる。
【0030】
このように複数のプリズム21のそれぞれが配置されることで、プリズム21によって光源3からの光が反射される方向が異なることになる。そのため、パターン22を見る方向が異なっていても、パターン22の明るさはそれほど変化しない。また、観察者の眼では、各プリズム21の反射面21aの向きの違いによる輝度ムラを検知できないので、パターン22全体が一様な輝度となっているように観察者に見せることができる。
【0031】
図5は、各プリズム21の反射面21aの向きを同一としたときの角度ごとの照度分布のシミュレーション結果を表す図である。
図5において、横軸は、出射面2cの法線を通り、入射面2aと直交する面における角度を表す。角度0°は、出射面2cの法線方向に対応する。縦軸は、想定される観察者の位置での照度を表す。そしてグラフ500は、角度と照度の関係を表す。グラフ500に示されるように、プリズム21の反射面21aの向きを全て同一とした場合には、出射面2cの法線方向における照度に対して±2.5°程度で照度が半分となる。このことは、法線方向に近い角度からしか、パターン22は明るく見えないことを示している。
【0032】
図6は、プリズム21の反射面21aの向きを、光源3に正対する向きを中心として、拡散面2bに対して平行な面に沿って5°単位で±10°の角度範囲内でばらつかせたときの角度ごとの照度分布のシミュレーション結果を表す図である。
図6において、横軸は、出射面2cの法線を通り、入射面2aと直交する面における角度を表す。角度0°は、出射面2cの法線方向に対応する。縦軸は、想定される観察者の位置での照度を表す。そしてグラフ600は、角度と照度の関係を表す。グラフ600に示されるように、この例では、出射面2cの法線方向から±12.5°の範囲内での照度は、法線方向における照度の半分以上となる。このことから、反射面21aの向きを同一としたときと比較して、パターン22が明るく見える角度範囲が大きく広がっていることが分かる。
【0033】
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パターンを形成する複数のプリズムが、所定のピッチだけ離れた二つのプリズムの反射面が同じ方向を向き、かつ、所定のピッチよりも近接する二つのプリズムの反射面が異なる方向を向くように配置される。これにより、この表示装置は、光源からの光が特定方向に反射されるだけでなく、その周囲の方向にも反射されるので、パターンを見る方向による輝度のバラツキを軽減できる。
【0034】
次に、第2の実施形態による表示装置について説明する。この表示装置は、第1の実施形態とは逆に、パターンの部分領域ごとに、明るく見える方向を異ならせるために、パターンの部分領域単位で、その部分領域内に配置されるプリズムの反射面の向きを異ならせる。なお、第1の実施形態と第2の実施形態とでは、パターンを形成するプリズムの配置のみが異なる。そこで以下では、プリズムの配置について説明する。第2の実施形態による表示装置の他の部分については、第1の実施形態による表示装置の対応する部分の説明を参照されたい。
【0035】
図7は、第2の実施形態によるプリズム21の配置を示す、パターン22の一部の拡大平面図である。この変形例では、パターン22は、複数の部分領域23−1〜23−n(ただし、nは2以上の整数、
図7の例では、n=3)に分割される。個々の部分領域23−1〜23−n内では、その部分領域内の各プリズム21の反射面21aは同一方向に向けられ、一方、互いに隣接する二つの部分領域間では、プリズム21の反射面21aの向きは異なるように、各プリズム21は配置される。例えば、部分領域23−1内に含まれる各プリズム21は、その反射面21aが光源3と正対するように配置される。そのため、部分領域23−1では、光源3から導光板2内へ入射した光は、部分領域23−1内の各プリズム21によって、出射面2cの法線方向へ向けられる。一方、部分領域23−1と隣接する部分領域23−2に含まれる各プリズム21は、その反射面21aが、光源3と正対する方向から、出射面2cの法線方向を回転軸として10°傾くように配置される。そのため、部分領域23−2では、光源3から導光板2内へ入射した光は、部分領域23−2内の各プリズム21によって、反射面21aの正対方向からの傾きに応じた角度だけ、出射面2cの法線方向からずれた方向へ向けられる。その結果、観察者が出射面2cの正面側から導光板2を見た場合、パターン22のうちの部分領域23−1は比較的明るく見えるが、パターン22のうちの部分領域23−2は比較的暗く見える。
【0036】
各部分領域のサイズは、パターン22内で明るさを略同一とするサイズに設定され、複数のプリズム21を含むサイズとすることが好ましい。また、部分領域ごとにサイズが異なっていてもよく、あるいは、各部分領域のサイズは同一であってもよい。また、部分領域ごとのプリズム21の反射面21aの向きは、予め設定された二つの方向の何れかであってもよく、あるいは、予め設定された三つ以上の方向の何れかであってもよい。
【0037】
この実施形態によれば、表示装置は、部分領域単位で各プリズムの反射面の向きを変化させることでパターン内に明るさの分布を生じさせることができる。そのため、この変形例では、明るさが比較的低い部分領域内のプリズムのサイズを小さくしなくてもよい。そのため、明るさが比較的低い部分領域内のプリズムの加工が困難となることが抑制される。またこの実施形態では、比較的暗い部分領域におけるプリズムの配置密度を低下させなくてもよいので、プリズムが有る部分とプリズムが無い部分との輝度差によるチラつきが防止される。
【0038】
なお、上記の各実施形態または変形例による表示装置において、二つのプリズムの反射面の向きを互いに異ならせる際、拡散面2bに平行な面内で、すなわち、拡散面2b(あるいは出射面2c)の法線方向を回転軸として反射面21aを回転させる代わりに、あるいは、その回転とともに、拡散面2bに対して反射面21aがなす角を異ならせてもよい。この場合も、拡散面2bに対して反射面21aがなす角が変われば、出射面2cから出射する光の角度が変化するので、上記の各実施形態または変形例による表示装置と同様の効果が得られる。
【0039】
上記の各実施形態の他の変形例によれば、導光板2の拡散面2bにおいて、複数のプリズムにより形成されるパターンに相当する位置のみに金属層が設けられてもよい。そのような金属層は、例えば、拡散面2bから各プリズムの頂点までの深さが5μm〜50μmである場合、そのパターン以外の部分をマスクした上でスパッタリング、蒸着あるいはメッキ処理を行うことで形成される。この場合、金属層は、例えば、0.001〜10μm程度の厚さを持つ薄膜となる。一方、拡散面2bから各プリズムの頂点までの深さが50μmよりも大きい場合には、拡散面2bのそのパターンの位置に、そのパターンの形状に形成された金属シールを貼付することでその金属層が形成される。この場合、金属層は、例えば、10μmかそれ以上の厚さとなる。
【0040】
このように、パターンの部分に金属層を設けることで、表示装置は、光源3が消灯されていても、出射面2c側から導光板2を見る観察者に対して、金属的な質感を持つパターンを表示することができる。またこの変形例では、表示装置は、出射面2c側から導光板2を見る観察者に対して、光源3を点灯することで、その金属層の色及び光源3からの発光色に応じた、金属的な質感を持ちつつ発光するように見えるパターンを表示することができる。
【0041】
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8は、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。
図8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。
【0042】
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。
【0043】
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。
【0044】
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所定のパターン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。
【0045】
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。