(57)【要約】【課題】文字や図形などの画像を透明な表示板に簡便に表示する。【解決手段】透明な表示板の表面に、透明インクによって画像を形成し、表示板の端面から内部に光を入射する。入射された光は、表示板の表面で反射しながら内部を伝播していき、透明インクによる画像に到達すると、微粒子によって周囲に散乱されて、画像を光って表示させる。透明インクで画像を形成するのであれば、極めて容易に画像を形成することができるので、簡単に画像を表示することができる。また、透明な表示板の表面に透明なインクを用いて形成された画像は、光らせない限り、画像が形成されていることには気付かれ難い。加えて、表示板の端面から光を入射しても、表示板の内部を伝播する光は見えないから、何もない処から光とともに画像が浮かび上がってくるような、たいへんに印象深い態様で画像を表示することができる。【選択図】図１
2010160171.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の画像を表示する画像表示装置であって、
光を散乱させる微粒子を含んだ透明インクによって、前記画像が表面に形成された透明な板状部材である表示板と、
前記表示板の端面から該表示板の内部に向けて光を入射する光入射部と
を備える画像表示装置。
【請求項２】
請求項１に記載の画像表示装置であって、
複数の前記表示板と、
前記表示板毎に設けられて、該表示板の端面から光を入射する複数の光入射部と
を備え、
前記複数の表示板は、互いに異なる画像が前記透明インクで形成されているとともに、該表示板の表面間に隙間が確保された状態で積層されている画像表示装置。
【請求項３】
請求項２に記載の画像表示装置であって、
前記光入射部は、第１の前記表示板の端面から赤色光を入射するＲ光入射部と、第２の前記表示板の端面から緑色光を入射するＧ光入射部と、第３の前記表示板の端面から青色光を入射するＢ光入射部とを備えている画像表示装置。
【請求項４】
請求項１に記載の画像表示装置であって、
前記画像は、該画像の各箇所で、前記表示板の内部から当該箇所に到達した光を散乱させる割合である光散乱割合が、当該箇所を光らせようとする目標輝度と、該表示板の前記端面から当該箇所までの該光散乱割合の分布とに基づいて決定された光散乱割合となるように印刷された画像である画像表示装置。
【請求項５】
請求項４に記載の画像表示装置であって、
前記画像は、
前記表示板の表面を均等に区分して得られる複数の画素内に、前記透明インクによるインク層を形成することによって構成されているとともに、
前記画像の各画素位置での前記光散乱割合が前記所望の光散乱割合となるように、各画素内に形成される前記インク層の面積を変更して印刷された画像である画像表示装置。
【請求項６】
請求項５に記載の画像表示装置であって、
前記画素内に形成される前記インク層の面積を決定するに際しては、
光が入射する方向から見て最も上流側にある前記画素については、該画素内に形成する前記インク層の面積に比例した指標値を、該画素についての前記目標輝度に応じて決定し、
前記最も上流側の画素よりも下流の画素については、当該画素についての前記目標輝度と、当該画素よりも上流側の各画素について得られた前記指標値とに基づいて当該画素の指標値を決定することにより、該下流側の各画素についての前記指標値を決定し、
各画素について得られた前記指標値の中で最も大きな最大指標値が所定の面積となるように各画素の指標値を読み替えることによって、各画素内に形成する前記インク層の面積を決定する画像表示装置。
【請求項７】
請求項６に記載の画像表示装置であって、
前記表示板は、赤色光を入射するＲ光入射部が端部に設けられたＲ成分表示板と、緑色光を入射するＧ光入射部が端部に設けられたＧ成分表示板と、青色光を入射するＢ光入射部が端部に設けられたＢ成分表示板とが、三枚合わせに重ねられているとともに、ＲＧＢの各成分表示板の表面には、それぞれに前記透明インクによる画像が印刷された表示板であり、
前記ＲＧＢの各成分表示板に形成されたぞれぞれの前記画像は、
前記ＲＧＢの成分表示板毎に前記画素の各々についての前記指標値を決定し、
前記ＲＧＢの成分表示板について得られた全ての前記指標値の中から前記最大指標値を抽出し、
前記最大指標値が所定の面積となるように、前記ＲＧＢの成分表示板の前記画素毎に得られた前記指標値を読み替えることによって、各画素内に形成する前記インク層の面積を決定し、
決定された面積の前記インク層を前記各々の画素内に形成することによって印刷された画像である画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、透明な表示板に文字や図形などの画像を表示する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
透明な表示板上に文字や図形などを形成しておき、これらの画像を、光を用いて表示する技術は、種々の技術が提案されている。それら技術の多くは、表示板の背面側から光を照射することで、表示板に形成された文字や図形を表示しようとする技術である。
【０００３】
これに対して、透明な表示板の表面に略三角形断面の溝を掘って図形を描いておき、表示板の側面から表示板内に光を導入することによって、文字や図形を浮き上がらせて表示しようとする技術も提案されている（特許文献１）。
【０００４】
このような提案されている技術によれば、透明な表示板の側面から光を導入するために、背面から光を照射する方法に較べて表示部分を薄くすることが可能であり、また、いわゆる液晶画面を用いる方法に較べて遙かに簡単に、文字や図形などの画像を表示することが可能である。
【０００５】
【特許文献１】特許第３８６４３４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、提案されている技術では、表示板の表面に溝を掘って画像を描いておく必要があり、溝を掘って画像を描くことはそれほど容易ではなく、従って、画像を簡便に表示することができないという問題があった。
【０００７】
この発明は、従来の技術における上述した課題に対応してなされたものであり、文字や図形などの画像を透明な表示板に簡便に表示可能な技術の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題の少なくとも一部を解決するために、本発明の画像表示装置は次の構成を採用した。すなわち、
所定の画像を表示する画像表示装置であって、
光を散乱させる微粒子を含んだ透明インクによって、前記画像が表面に形成された透明な板状部材である表示板と、
前記表示板の端面から該表示板の内部に向けて光を入射する光入射部と
を備えることを要旨とする。
【０００９】
このような本発明の画像表示装置においては、透明な表示板の表面に、表示しようとする画像を、透明インクによって形成しておき、表示板の端面から内部に向かって光を入射する。すると、表示板の内部に入射された光は、表示板の表面で反射しながら内部を伝播していく。そして、透明インクによる画像が形成された部分に到達した光は、微粒子によって周囲に散乱されて、その結果、画像が光って表示される。
【００１０】
表示板の表面に透明インクで画像を形成するのであれば、表面に溝を掘って画像を形成することに比べて、遙かに容易に行うことができる。たとえば、表示しようとする画像が簡単な文字や図形であれば、手書きによっても簡単に描くことが可能であり、複雑な図形が画像であっても、印刷装置を用いれば、容易に印刷することができる。従って、文字や図形などの画像を透明な表示板に簡便に表示することが可能となる。また、表示しようとする画像は、透明な表示板の表面に透明なインクを用いて形成されているので、画像を光らせない限り、表示板の表面に画像が形成されていることには気付かれ難い。加えて、表示板の端面から内部に光を入射しても、表示板の内部を伝播する光は見えないから、何もない処から光とともに画像が浮かび上がってくるような、たいへんに印象深い態様で画像を表示することができる。
【００１１】
尚、本明細書中で言う「透明インク」とは、インクの表面で光を反射させるために塗布されるインク（例えばペンキや、修正液、各種の印刷用インクなど）とは異なり、光がインク層を透過することを前提として塗布されるインクを言う。例えば、市販のいわゆるクリアインクを用いて、市販のいわゆる反射型インクを半分程度に希釈したインクは、光がインク層を十分に透過することができないので、本明細書中で言う「透明インク」には該当しない。これに対して、市販のクリアインクを用いて、市販の反射型インクを４分の１以下に希釈したインクであれば、光がインク層を十分に透過し得るので、本明細書中の「透明インク」に該当する。尚、ここでクリアインクと反射型インクとの比率は、それぞれのインク中の揮発成分を除いた体積比率によって定義される。例えば、「クリアインクを用いて反射型インクを半分に希釈する」とは、希釈したインクを乾燥（あるいは固化）させた時に、クリアインクに由来する成分と、反射型インクに由来する成分とが、同体積ずつ含まれるように希釈することを言う。
【００１２】
また、透明インクでインク層を形成した場合、ほとんどの光はインク層を透過することができるが、反射型インクでインク層を形成した場合は、多くの光がインク層で遮られてしまう。従って、アクリル板などの上に一定面積以上の連続したインク層を形成して、その背面側から光を照らしたときに、インク層が形成された部分を透過する光が７割以下に減衰するインク（インク層を透過しようとする光のうち、３割以上の光を遮ってしまうインク）は、本明細書に言う「透明インク」には該当しない。これに対して、７割より多くの光がインク層を透過するインクであれば、本明細書に言う「透明インク」に該当する。
【００１３】
尚、透明インクで画像を印刷した場合でも、光の加減によっては白っぽく見えてしまうことがある。これは、インク層を形成することで表示板の表面に微細な凹凸ができてしまい、その凹凸で光が乱反射される結果、インク層自体は透明であるにも拘わらず、画像が白っぽく見えてしまう場合があるためである。しかし、この場合でも、凹凸による乱反射を抑えてやれば、画像は透明となる。従って、たとえ画像が白っぽく見えた場合でも、上から透明なアクリルラッカーを塗布することで画像が透明になるのであれば、その画像は本明細書に言う「透明インク」を用いて形成されていると言うことができる。何故なら、このような場合は、インク層は透明である（ほとんどの光を透過させる）にも拘わらず、表面の凹凸で光が乱反射していたために、画像が白っぽく見えていたと判断できるからである。逆に言えば、アクリルラッカーを塗布しても、ほとんど透き通らないようであれば、本明細書で言う「透明インク」で形成された画像には該当しない。
【００１４】
また、上述した本発明の画像表示装置においては、透明インクによる画像が形成された表示板を複数枚積層して、各々の表示板の端面から光を入射することにより、各表示板の画像を表示することとしても良い。この時、各表示板は、表面間に隙間が確保されるようにして積層しておく。
【００１５】
複数の表示板を積層しても、表面間に隙間が確保されていれば、ある表示板に入射した光が隣の表示板に進入して隣の表示板の画像を光らせることがない。このため、表示板毎に異なる色の光を入射した場合には、各表示板に形成された画像を別々の色で光らせて表示することが可能となる。また、表示板毎に異なるタイミングで光を入射した場合には、光が入射された表示板の画像のみを光らせて表示することが可能となる。
【００１６】
また、複数の表示板を、間に隙間が確保された状態で積層した本発明の画像表示装置では、ある表示板には赤色光を入射し、別の表示板には緑色光を入射し、更に別の表示板には青色光を入射することとしてもよい。
【００１７】
各表示板の間には隙間が確保されているので、各表示板の表面に形成された画像を、その表示板に入射した光の色で光らせることができる。そして、赤色光、緑色光、青色光を重ね合わせれば、種々の色を表現することも可能となる。従って、積層した表示板のうち、ある表示板には赤色光を入射し、別の表示板には緑色光を入射し、更に別の表示板には青色光を入射してやれば、多彩な色彩の画像を表示することが可能となる。
【００１８】
また、上述した本発明の画像表示装置においては、画像の各箇所での光散乱割合が、その箇所での目標輝度だけでなく、表示板の端面からその箇所までの光散乱割合の分布も考慮して決定された光散乱割合となるように、画像を印刷することとしてもよい。
【００１９】
表示板の表面に透明インクで画像を印刷しておき、表示板の端面から光を入射して光らせる場合、端面から入射された光は、表面に印刷された画像を光らせながら内部を進行することになるので、下流側になると光の強さが不足して、十分な明るさで画像を光らせることが困難になる場合がある。しかし、本発明の画像表示装置では、画像の各箇所での光散乱割合が、その箇所での目標輝度だけでなく、光を入射した側の端面からその箇所までの光散乱割合の分布も考慮して設定されている。このため、たとえ光の強さが不足しても、光散乱割合によって補うことができるので、画像の全ての領域を適切な明るさで光らせることが可能となり、適切に画像を表示することが可能となる。
【００２０】
また、上述した本発明の画像表示装置においては、表示板の表面を複数の均等な画素に区分して、各画素内に、透明なインクによるインク層を形成することによって画像を印刷しても良い。そして、各画素内に形成されるインク層の面積を変更することによって、画像の各箇所での光散乱割合を変更することとしても良い。
【００２１】
このような方法によれば、印刷技術を用いて画像を印刷することができるので、表示板の表面に透明インクによる画像を、適切に且つ簡単に形成することが可能となる。
【００２２】
また、画素内に形成するインク層の面積は、次のようにして決定しても良い。先ず、光が入射する方向から見て最も上流側にある画素について、その画素内に形成するインク層の面積に比例した指標値を決定する。この指標値は、その画素を光らせようとする目標の輝度（目標輝度）に応じて決定すればよい。次いで、それより下流の画素については、その画素位置での目標輝度と、その画素よりも上流側にある各画素について既に得られている指標値とに基づいて、指標値を決定する。こうして、各画素についての指標値を決定する。その後、各画素について得られた指標値の中で最も大きな指標値（最大指標値）が所定の面積となるように各画素の指標値を読み替えることによって、各画素内に形成するインク層の面積を決定することとしてもよい。
【００２３】
こうすれば、表示板内での光の進行方向に沿って上流側にあるか、下流側にあるかに拘わらず、画像の各々の画素を目標輝度に応じた適切な明るさで光らせることが可能となる。また、最大指標値を読み替える面積の設定値を適切な値に設定すれば、画像を光らせる際のコントラストを、適切なコントラストに設定することができる。従って、入射する光の強さをむやみに増加させることなく、十分なコントラストで画像を表示することが可能となる。
【００２４】
また、かかる本発明の画像表示装置において、次のようにしてカラー画像を表示可能としても良い。先ず、赤色光を入射するＲ光入射部が端部に設けられたＲ成分表示板と、緑色光を入射するＧ光入射部が端部に設けられたＧ成分表示板と、青色光を入射するＢ光入射部が端部に設けられたＢ成分表示板とを、三枚合わせに重ねて表示板を構成する（尚、Ｒ成分表示板、Ｇ成分表示板、Ｂ成分表示板をまとめて、ＲＧＢの各成分表示板と称することがある）。また、ＲＧＢの各成分表示板の表面には、それぞれに透明インクによる画像を印刷しておく。ここで、それぞれの画像は、各画素位置での光散乱割合を次のようにして決定する。先ず、ＲＧＢの各成分表示板について、各画素の指標値を決定する。各画素の指標値は、上述した方法、すなわちその画素を光らせようとする目標輝度と、その画素よりも上流側にある画素について既に得られている指標値とに基づいて決定することができる。続いて、ＲＧＢの各成分表示板について得られた全ての指標値の中から最大指標値を抽出した後、ＲＧＢの各成分表示板の各画素について得られた指標値を読み替えて、各画素内に形成するインク層の面積を決定する。指標値をインク層の面積に読み替える際には、最大指標値が所定の面積となるような比率で読み替える。こうして決定した面積に従って、各画素にインク層を形成することによって、ＲＧＢの各成分についての画像を印刷することとしてもよい。
【００２５】
カラー画像を適切な色で表示するためには、Ｒ色の光と、Ｇ色の光と、Ｂ色の光とを適切な比率で混合させる必要がある。従って、ＲＧＢの各成分についての表示板を重ね合わせて、適切にカラー画像を表示するためには、次のようなことが重要となる。先ず、ＲＧＢの各成分についての表示板では、光の進行方向に沿って上流側から下流側までの全ての画像領域で、適切な明るさで光らせることが重要である。また、ＲＧＢの各成分の画像を光らせた時に、各成分間の明るさの比率も、表示しようとする色に応じた適切な比率となっていることが重要である。上述した本発明の画像表示装置では、ＲＧＢの各成分表示板の画像は、画素毎に求めた指標値をインク層の面積に読み替えることによって印刷されているので、全ての画像領域を適切な明るさで光らせることが可能である。また、画素毎に求めた指標値をインク層の面積に読み替える際には、ＲＧＢの各成分表示板について別個に読み替えるのではなく、ＲＧＢの各成分表示板について得られた全ての指標値の中から最大指標値を抽出し、その最大指標値が所定の面積となるように、ＲＧＢの各成分表示板の指標値を読み替えている。このため、ＲＧＢの各成分間の明るさが適切な比率となるように、ＲＧＢの各成分表示板の画像を光らせることができる。その結果、カラー画像を適切に表示させることが可能となる。
【００２６】
尚、上述した本発明の画像表示装置では、透明な板状部材の表面に、光を散乱させる微粒子を含んだ透明インクによって画像を形成するものとして説明した。しかし、後述するように、微粒子を含まない透明インクを用いて画像を形成した場合でも、画像を光らせて表示することが可能である。従って、本発明の画像表示装置は、次のような態様で把握することも可能である。すなわち、このような他の態様としての画像表示装置は、
所定の画像を表示する画像表示装置であって、
透明な板状部材の表面に、透明インクによって前記画像が形成された表示板と、
前記表示板の端面から該表示板の内部に向けて光を入射する光入射部と
を備えることを要旨とする。
【００２７】
このような他の態様で把握された本発明の画像表示装置においても、表示板の端面から内部に向かって光を入射することで、表示板の表面に透明インクで形成された画像を光らせて表示することができる。その結果、何もない処から光とともに画像が浮かび上がってくるような、たいへんに印象深い態様で、しかも簡単に画像を表示することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下では、上述した本願発明の内容を明確にするために、次のような順序に従って実施例を説明する。
Ａ．第１実施例：
Ａ−１．装置構成：
Ａ−２．画像の表示原理：
Ａ−３．第１実施例の変形例：
Ｂ．第２実施例：
Ｂ−１．装置構成：
Ｂ−２．画像の印刷方法：
Ｂ−３．第２実施例の変形例：
Ｃ．変形例：
Ｃ−１．第１の変形例：
Ｃ−２．第２の変形例：
【００２９】
Ａ．第１実施例  ：
Ａ−１．装置構成  ：
図１は、腕時計１０のガラス窓に組み込まれた第１実施例の画像表示装置１００を示す説明図である。図１（ａ）には、腕時計１０の正面から見て、画像表示装置１００が組み込まれた腕時計１０を、正面から見た様子が示されている。また、図１（ｂ）には、腕時計１０の側方から見て、画像表示装置１００が組み込まれている部分の断面が示されている。図１に示されているように、第１実施例の画像表示装置１００は、腕時計１０のガラス窓を流用して形成された表示板１１０と、ガラス窓が嵌め込まれた窓枠の部分に組み込まれた発光ダイオード（以下、ＬＥＤ１２６）と、腕時計１０のケース側面に設けられた操作ボタン１２２などから構成されている。また、ガラス窓の裏面側（文字盤側）には、微粒子を含んだ透明インクによって、文字を意匠化した画像１１２が描かれている。この画像１１２は、透明なガラス窓に透明インクによって描かれているために、図１（ａ）に示されるように、少し見た程度では、直ちに気付かれることはない。
【００３０】
図１に例示した第１実施例の画像表示装置１００では、次のようにして画像を表示する。先ず、腕時計１０のケース側面に設けられた操作ボタン１２２を押すと、窓枠に組み込まれたＬＥＤ１２６が点灯する。図１（ｂ）に示されているようにＬＥＤ１２６は、腕時計１０のガラス窓（すなわち、表示板１１０）の端面と向かい合う位置に設けられており、ＬＥＤ１２６から放射された光は、端面からガラス窓の内部に入射する。内部に入射した光は、表示板１１０の内部を伝播していき、表示板１１０の裏面側に描かれた画像１１２を光らせる。図１（ｃ）には、腕時計１０のガラス窓（表示板１１０）に透明インクによって形成された画像が光って表示されている様子が示されている。ガラス窓（表示板１１０）の端面から光を入射することで、透明インクによる画像が光って表示されるメカニズムについては、後ほど詳しく説明する。
【００３１】
第１実施例の画像表示装置１００が組み込まれた腕時計１０は、画像を表示していない状態で一見した限りでは、図１（ａ）に示すように、通常の腕時計と何ら変わるところはない。しかし、操作ボタン１２２を押してＬＥＤ１２６を点灯させると、図１（ｃ）に示すように、ガラス窓に画像１１２が光って表示されることになる。ここで、ＬＥＤ１２６はガラス窓の窓枠内に組み込まれているため、普通に腕時計１０を見る限りではＬＥＤ１２６が組み込まれていることには気がつかない。また、ＬＥＤ１２６からの光がガラス窓（表示板１１０）の内部を伝播していても、そのことは分からないから、画像１１２が光って表示されても、何処からか照らされているようには見えない。その結果、腕時計１０の観察者には、何も無かったガラス窓の中から、光とともに画像１１２が浮き上がってきたかのような、たいへんに印象的な態様で画像１１２を表示することが可能となる。
【００３２】
もちろん、腕時計１０のガラス窓に溝を掘って画像を描いたり、あるいは細かい傷を付けて画像を描いたりしておいた場合でも、ＬＥＤ１２６を点灯させて、これらの画像を光らせることは可能である。しかし、溝を掘って描かれた画像や、細かい傷を付けて描かれた画像は、ＬＥＤ１２６を点灯する前から、そこに画像が描かれていることが明らかである。このため、たとえＬＥＤ１２６を点灯させて画像を光らせたとしても、上述したように印象的な態様で画像を表示することは不可能である。加えて、溝を掘って画像を描いたり、細かい傷を付けて画像を描いたりするためには、熟練した技術や特別な装置などが必要となるので、表示板１１０の表面に画像を描くことは決して容易なことではない。
【００３３】
これに対して、第１実施例の画像表示装置１００では、透明インクによって画像を形成すればよいので、熟練や特別な装置が無くても、表示しようとする画像を簡単に形成することができる。しかも、透明インクによって画像を形成しているために、一見した限りでは画像が形成されていることに気付かれ難くすることができ、その結果として、上述したように、たいへん印象的な態様で画像を表示することが可能となる。以下では、腕時計１０の端面から光を入射することで、ガラス窓（表示板１１０）の表面に、透明インクで描かれた画像を光って表示される原理について説明する。
【００３４】
Ａ−２．画像の表示原理  ：
図２は、ＬＥＤ１２６を点灯することで、透明な表示板１１０の表面に透明インクで印刷された画像１１２が表示される原理を示した説明図である。前述したように、ＬＥＤ１２６は、表示板１１０の端面に向かい合わせの位置に設けられている。このためＬＥＤ１２６を点灯させると、ＬＥＤ１２６から放射された光は、表示板１１０の端面から入射して表示板１１０の内部に進行する。図２（ａ）には、ＬＥＤ１２６からの光が、表示板１１０の端面から入射して、表示板１１０の内部を進行する様子が示されている。このようにして端面から入射された光の大部分は、表示板１１０の表面と浅い角度で交差する。このように浅い角度で表示板１１０の表面に達した光は、表面から表示板１１０の外部に透過することなく、全ての光が表面で反射し、反射した光は再び表示板１１０の内部を進行する。そして反対側の表面に対しても浅い角度で交差し、全ての光が反射して、再び表示板１１０の内部を進行する。ＬＥＤ１２６から放射された光の大部分は、こうして表示板１１０の表面で反射を繰り返しながら、表示板１１０の内部を伝播していく。このような現象は、光の屈折の一態様として現れる現象であり「完全反射」と呼ばれることがある。本実施例の画像表示装置１００では、この完全反射と呼ばれる現象を利用して透明な表示板１１０の内部で光を伝播させて、透明インクで印刷された画像１１２を浮かび上がらせている。そこで、完全反射と呼ばれる現象について簡単に説明しておく。
【００３５】
図２（ｂ）は、光が屈折する様子を概念的に示した説明図である。光の屈折は、屈折率の異なる２つの媒質の境界面を光が通過しようとするときに生じる現象であり、「スネルの法則」としてまとめられている。ここで屈折率とは、媒質中での光の通り易さに関連する物性値である。スネルの法則によれば、ある屈折率の媒質中を進行している光が、異なる屈折率を有する媒質との境界面に達すると、一部の光は境界面で反射し、残りの光は境界面を通過して異なる屈折率の媒質中を進行する。このとき、境界面で反射する光は、境界面に光が入射する角度（入射角θi ）と境界面から光が反射する角度（反射角θr ）とが等しくなる方向に反射する。ここで、入射角θi は、通常、境界面から法線を立てて、法線と境界面に入射する光（入射光）の進行方向との間の角度によって表され、反射角θr は、境界面の法線と境界面で反射した光（反射光）の進行方向とのなす角度によって表されている。
【００３６】
また、異なる屈折率の媒質中を進行する光（透過光）の進行方向は、上流側の媒質の屈折率をｎ1 、下流側の媒質の屈折率をｎ2 とし、下流側の媒質中を進行する透過光の角度（透過角度θt ）とすると、下流側の媒質中を、
ｎ1 ・ｓｉｎθi ＝ｎ2 ・ｓｉｎθt 
を満足するような透過角度θt の方向に進行する。ここで、透過角度θt は、屈折率の異なる媒質間の境界面の法線と、透過光の進行方向との間の角度によって表されている。図２（ｂ）には、このようなスネルの法則に従って、入射光の一部が反射するとともに、残りの光が透過光として、異なる媒質中を進行する様子が概念的に示されている。例えば、アクリル樹脂の板の中を進行している光が板の表面に達すると、スネルの法則によって、表面部分で進行方向が曲げられた後に、空気中を進行することになる。ここで、アクリル樹脂の屈折率は約１．５、空気の屈折率は約１．０であり、屈折率の高い媒質から低い媒質中に侵入する場合に相当するから、空気中に入った透過光は、境界面（すなわち、アクリル樹脂の表面）に近付く方向に進行方向が曲げられて、空気中を進行することになる。また逆に、空気中を進行する光がアクリル樹脂内に侵入する場合のように、屈折率の低い媒質から高い媒質中に侵入する場合は、境界面から離れる方向に、光の進行方向が曲げられることになる。
【００３７】
上述したスネルの法則から、屈折率の高い媒質中を進行していた光が屈折率の低い媒質との境界に達した場合には、全ての光が反射するような特別な条件が存在していることが分かる。すなわち、上述したように、屈折率の高い媒質から低い媒質中に光が進行する場合、下流側の媒質中を進行する光は、入射してきた方向に対して、若干、境界面の側に進行方向が曲げられる。従って、境界面に入射する光の角度を次第に寝かせて（入射角θi を大きくして）いくと、境界面の下流側に透過した光の向きは、スネルの法則によって境界面に近付く方向に曲げられるので、ある入射角θi に達した時点で透過光の進行方向が境界面と平行になってしまう。このような状態は、下流側の媒質中に光が侵入できない状態である。更に、この入射角θi よりも寝かせて（大きな角度入射角θi で）境界面に光が入射すると、全ての光が境界面で反射してしまうことを意味している。図２（ｃ）には、このような状態が概念的に示されている。また、このような状態（透過光の進行方向が境界面と平行になる状態）となる入射角θi は、臨界角θc と呼ばれている。
【００３８】
これに対して、屈折率の低い媒質中から屈折率の高い媒質中に光が進行しようとする場合には、境界面を透過した光は、スネルの法則によって境界面から遠ざかる方向に曲げられる。このため、透過光の進行方向が境界面と平行になる状態は起こり得ず、臨界角θc は存在しない。
【００３９】
以上に説明したように、屈折率の高い媒質中から低い媒質中に光が出ようとする場合には臨界角θc を考えることができる。そして、境界面に対して臨界角θc よりも大きな角度で（すなわち、境界面に対して寝かせて）光が入射すると、全ての光が境界面で反射してしまい、屈折率の低い媒質中に出ていくことができなくなる。本明細書中では、このような条件を「完全反射の条件」と呼ぶことにする。ちなみに、アクリル樹脂（屈折率は約１．５）内から空気（屈折率は約１．０）中に光が出ようとする場合には、臨界角θc は約４２度となる。
【００４０】
本実施例の画像表示装置１００では、上述した完全反射の条件を利用することにより、ＬＥＤ１２６からの光を、表示板１１０の表面に画像１１２が印刷された部分まで効率よく導いて、画像１１２のインク層１１４を光らせている。すなわち、表示板１１０は、アクリル樹脂あるいはガラスなどの透明材料によって形成されているが、これらの材料は何れも、空気よりは屈折率が大きな媒質である。また、薄い表示板１１０の端面から光を入射すると、入射された光の大部分は、表示板１１０の表面に対して浅い角度で（大きな入射角で）進行する。結局、端面から入射した光の中で、表示板１１０の表面に対して臨界角θc よりも大きな入射角で入射した光については完全反射の条件が成り立ち、その結果、端面から入射した光の多くは表示板１１０の表面で反射を繰り返しながら、表示板１１０の内部を進行していくことになる。
【００４１】
図２（ａ）では、透明な表示板１１０の端面から入射した光が、表示板１１０の表面で反射を繰り返しながら内部を進行していく様子が、太い破線あるいは太い一点鎖線の矢印によって表されている。尚、端面の近傍では、臨界角θc よりも小さな角度で（すなわち、表面に対して垂直に近い方向から）、表示板１１０の表面に入射する光も存在する。図２（ａ）中に細い二点差線で示した矢印は、臨界角θc よりも小さな角度で、表示板１１０の表面に入射する光を例示したものである。このような光については、完全反射の条件が成り立たないので、光の一部は表示板１１０の表面を透過して空気中に進行し、残りの光は表示板１１０の内部に反射する。反射した光は表示板１１０の内部を通過して反対側の表面に達するが、反対側の表面でも完全反射の条件は成り立っていないので、この表面でも一部の光は空気中に進行し、残りの光は反射して再び表示板１１０の内部を通過する。完全反射の条件を満たさない光は、こうしたことを繰り返しながら減衰するため、端面から少し進行するまでにほとんど消滅してしまう。そして、それより先の領域では、完全反射の条件を満たした光のみが、表示板１１０の内部を進行することになる。
【００４２】
尚、表示板１１０の端面から入射した光のうち、完全反射の条件を満たさない光が消滅するまでの範囲では、光の一部が外部に透過してくるので、表示板１１０が淡く光って見えることがある。図１（ｂ）に示したように、本実施例の画像表示装置１００を組み込んだ腕時計１０では、このような部分を隠すことができるように、少なくともＬＥＤ１２６の近傍では、ガラス窓（表示板１１０）の端面付近が、窓枠によって覆われた状態となっている。こうすれば、表示板１１０に印刷された画像１１２を光らせて表示したときに、その光が供給されている箇所を、より分かり難くすることができるので、透明な表示板１１０の中から画像が浮き上がってきたかのような印象を、より強く与えることが可能となる。
【００４３】
こうして表示板１１０の内部を進行した光は、やがて表示板１１０の表面に画像１１２が印刷された部分（透明インクによるインク層１１４が形成された領域）に到達する。インク層１１４の材質は、表示板１１０の材質とは違うので、屈折率も完全には一致していないが、表示板１１０と空気との違いに比べれば、表示板１１０とインク層１１４とでは、屈折率が大きく異なることはない（実際には、表示板１１０の屈折率よりも若干大きく、例えば表示板１１０がアクリル樹脂で形成されている場合であれば、アクリルの屈折率である約１．５に対して、できるだけ大きな屈折率、代表的には１．６程度の屈折率であることが望ましい）。このため、表示板１１０とインク層１１４との境界面に達した光は、ほとんど進行方向を曲げられることなく、そのまま境界面を通過してインク層１１４の内部を進行する。
【００４４】
ここで、画像の印刷には、光を散乱する微粒子（光散乱微粒子１１４ｐ）が分散された透明インクが用いられており、表示板１１０の表面に形成されたインク層１１４にも、光散乱微粒子１１４ｐが分散した状態となっている。このため、インク層１１４内を進行する光の一部は、光散乱微粒子１１４ｐに衝突して周囲に散乱される。インク層１１４には、光散乱微粒子１１４ｐが均一に分散しているため、透明インクで印刷された画像全体が明るく光って表示されることになる。図２（ａ）には、インク層１１４を進行する光が、光散乱微粒子１１４ｐに衝突して散乱する様子が、太い破線の矢印、あるいは太い一点鎖線の矢印によって表示されている。
【００４５】
一方、光散乱微粒子１１４ｐに衝突しなかった光は、そのままインク層１１４の内部を進行して、インク層１１４の表面に到達する。上述したように、インク層１１４の屈折率と表示板１１０の屈折率とはほぼ同じであるから、インク層１１４の表面でも完全反射の条件が成立する。このため、インク層１１４の表面に到達した光は、表面で完全反射した後、インク層１１４の内部を進行し、更に、表示板１１０の中へと戻っていく。図２（ａ）には、インク層１１４の表面で完全反射した後、再び表示板１１０の中へと光が戻っていく様子が、細い破線の矢印によって表示されている。
【００４６】
本実施例の画像表示装置１００は、透明な表示板１１０の表面に形成されたインク層１１４の光散乱微粒子１１４ｐを光らせることによって画像１１２を表示している。ＬＥＤ１２６から放射された光が表示板１１０の内部を伝播していても、そのことは分からないから、観察者にはあたかも画像自体が光を発しているように見える。しかも、ＬＥＤ１２６を点灯させていない場合は、表示板１１０は、一見した程度では、単なる透明な板にしか見えないから、透明な板の中から光って画像が浮き上がってきたような、たいへんに印象深い態様で画像を表示することが可能となるのである。
【００４７】
尚、以上の説明から明らかなように、第１実施例の画像表示装置１００は、インク層１１４内に分散している光散乱微粒子１１４ｐを光らせることによって、画像１１２を光らせている。従って、光散乱微粒子１１４ｐの濃度を高くすれば、より明るくハッキリと画像を光らせることができる。このように画像が明るくハッキリと光って表示されること自体は、印象深く画像を表示するために有効なことである。しかしその一方で、光散乱微粒子１１４ｐの濃度が高くなると、インク層１１４が次第に白濁した状態に近付いていく。インク層１１４の白濁が進むと、画像を光らせていない時でも、表示板１１０の表面に画像が印刷されていることに気付かれ易くなるので、この点からは、光散乱微粒子１１４ｐの濃度をあまりに高くすることは、印象深く画像を表示することを阻害する方向に作用する。従って、透明インクに含まれる光散乱微粒子１１４ｐの濃度は、画像を明るくハッキリと光らせる観点と、画像が形成されていることに気付かれ難くするために白濁を抑制する観点とを考慮して、最も印象的に画像を表示することができるような濃度に設定されている。また、光散乱微粒子１１４ｐは、できるだけ効率よく光を散乱させる観点から、白色の微粉末（例えば、酸化アルミニウムや、酸化チタンなどの金属酸化物の粉末）を用いることが望ましい。
【００４８】
図１に例示した第１実施例の画像表示装置１００では、腕時計１０の文字盤が白っぽい色であるため、インク層１１４が白濁していても、ガラス窓（表示板１１０）に画像１１２が形成されていることには気付かれ難くなっている。このことと対応して、透明インクの光散乱微粒子１１４ｐの濃度は、比較的高い濃度に設定されている。また、画像１１２が表示されたときに背景となる文字盤が白っぽい色であるため、画像１１２を白く光らせてもあまり目立たない。このためＬＥＤ１２６には、白色以外の色（例えば、赤色や、緑色、青色など）に発光するＬＥＤが用いられている。その結果、光散乱微粒子１１４ｐが比較的高い濃度に設定されていることと相俟って、白っぽい文字盤を背景として、赤色などにハッキリと画像１１２を光らせて表示することが可能となっている。
【００４９】
尚、本明細書中では、表示板１１０も、透明インクも、何れも無色透明であるものとして説明するが、表示板１１０の表面に透明インクで印刷された画像が目立たなければ、必ずしも無色透明である必要はない。例えば、表示板１１０が僅かに色を帯びている場合は、同じ色を僅かに帯びた透明インクを用いて印刷された画像は目立たない。従って、透明インクが僅かに色を帯びていた場合でも、その色が表示板１１０と同じ系統の色であれば、透明インクとして好適に用いることができる。もちろん、透明インクが無色透明であれば、表示板１１０がどのような色を帯びている場合でも好適に用いることが可能である。
【００５０】
Ａ−３．第１実施例の変形例  ：
以上では、第１実施例の画像表示装置１００を、腕時計１０のガラス窓に組み込んだ場合について説明した。しかし、第１実施例の画像表示装置１００は、ある程度の厚みがあって（例えば、２ミリメートル）透明な部分を有する物であれば、腕時計１０のガラス窓のような純粋な意味での平板に限らず、種々の物に組み込むことが可能である。以下では、ペンダントトップなどのアクセサリーや、キーホルダーに第１実施例の画像表示装置１００を組み込んだ第１実施例の変形例について説明する。
【００５１】
図３は、ペンダントトップ２０に組み込まれた第１実施例の変形例の画像表示装置１００を示した説明図である。図３（ａ）には、ペンダントトップ２０の外観形状が示されている。図示されているペンダントトップ２０は、アクリル樹脂やガラスなどの透明材料で形成されており、表示板１１０を兼ねる本体部と、本体部に組み付けられて、首に掛けるためのチェーンが通されるベース部１２０とから構成されている。また、ベース部１２０には、操作ボタン１２２が設けられており、操作ボタン１２２を押すと、本体部に画像が光って表示されるようになっている。図３（ｂ）には、操作ボタン１２２を押すことで、本体部に画像１１２が光って表示されている様子が示されている。
【００５２】
図３（ｃ）には、ペンダントトップ２０の断面を取ることによって、第１実施例の変形例の画像表示装置１００の構造が示されている。図示されているように、ペンダントトップ２０の本体部は、２つの透明な部材を合わせて形成されており、一方の透明な部材が表示板１１０となっている。そして、一方の透明部材と合わさる側の表示板１１０の表面には、微粒子を含んだ透明インクによる画像１１２が形成されている。また、ベース部１２０の内部には、表示板１１０を兼ねる透明部材の端面と向き合う位置に、ＬＥＤ１２６が設けられている。従って、操作ボタン１２２を押してＬＥＤ１２６を点灯させると、表示板１１０の端面から光を入射して、上述したメカニズムによって、透明インクによる画像１１２を光らせて表示することが可能となっている。
【００５３】
このような第１実施例の変形例の画像表示装置１００においては、表示板１１０として用いられている透明部材は、純粋な意味での平板ではない。しかし、透明部材全体として、大まかに完全反射の条件が成り立てば、透明インクによる画像を表面に形成することで表示板１１０として用いることができる。このようにして構成された第１実施例の変形例の画像表示装置１００においても、表示しようとする画像は透明インクで形成しておけばよいので、簡単に画像を表示することができる。しかも、画像は透明な部材の表面に透明インクで形成されていることから、一見した限りでは画像が形成されていることには気付かない。その結果、何もなかったところから光とともに画像が浮き上がってきたかのような、非常に印象的な態様で画像を表示することが可能となる。
【００５４】
もちろん、図３（ｄ）に例示したように、透明な平板の表面に透明インクによる画像１１２を形成して表示板１１０を構成し、この表示板１１０の両側を透明なカバー部材で覆うことによって、ペンダントトップ２０を構成しても良い。このような構成では、ＬＥＤ１２６からの光は、カバー部材の内部に進入しても完全反射の条件を満たさないので直ちに減衰してしまい、カバー部材の内部にはほとんど光が伝播することはない。従って、たとえカバー部材の表面に細かな傷が付いた場合でも、その傷が光って目立ってしまうことを回避することができる。
【００５５】
また、平板な表示板１１０を用いた場合には、複数枚の表示板１１０を積層して、それぞれの表示板１１０の端面から光を入射してもよい。例えば図３（ｅ）に例示するように、赤色の光を発光するＬＥＤ１２６Ｒと、緑色の光を発光するＬＥＤ１２６Ｇと、青色の光を発光するＬＥＤ１２６Ｂとを設けておき、ＬＥＤ１２６Ｒの光は、赤色用の表示板１１０Ｒの端面から入射し、ＬＥＤ１２６Ｇの光は、緑色用の表示板１１０Ｇの端面から入射し、ＬＥＤ１２６Ｂの光は、青色用の表示板１１０Ｂの端面から入射するようにしても良い。表示板１１０Ｒ、表示板１１０Ｇ、表示板１１０Ｂの表面同士が直接接触しないようにしておけば、それぞれの端面から入射された光は、その表示板１１０の内部のみを伝播し、他の表示板１１０に伝播することはない。
【００５６】
そして、表示板１１０Ｒの表示板の表面には赤色用の画像１１２Ｒを形成し、表示板１１０Ｇの表示板の表面には緑色用の画像１１２Ｇを、表示板１１０Ｂの表示板の表面には青色用の画像１１２Ｂを形成しておけば、それぞれの表示板１１０の画像を、それぞれの色で表示することが可能となる。また、異なる色の画像が重なって表示される部分では、入射された光の色とは異なる色を表示することも可能となる。例えば、赤色の画像と緑色の画像とが重なって表示される部分では、黄色の画像を表示することが可能となる。
【００５７】
もちろん、各表示板１１０の表面に入射する光の色を異ならせずとも、形成する画像１１２を異ならせておけば、光を入射する表示板１１０を切り換えることで、表示される画像１１２を切り換えることも可能となる。
【００５８】
また、図３に例示したようなペンダントトップやキーホルダーのような小さな透明部材に画像表示装置１００を組み込む場合は、表示板１１０に相当する部材の周囲に、反射部材を設けるようにしても良い。表示板１１０が小さい場合には、端面から入射した光が直ぐに反対側の端面に到達するので、入射した光の多くは表示板１１０を通り抜けてしまうと考えられる。そこで、表示板１１０の周囲に、光を反射する反射部材を設けておけば、表示板１１０を通り抜ける光を反射して、再び表示板１１０の内部に戻してやることができる。そのため、ＬＥＤ１２６からの光を有効に活用して、画像１１２を明るく光らせることが可能となる。
【００５９】
Ｂ．第２実施例  ：
上述した第１実施例では、小さな表示板１１０に、文字や線画の図形など、比較的単純な画像を表示するものとして説明した。しかし、より大きな表示板１１０に、写真のような複雑な画像を表示することも可能である。以下では、このような第２実施例の画像表示装置１００について説明する。
【００６０】
Ｂ−１．装置構成  ：
図４は、第２実施例の画像表示装置１００の大まかな構成を示した説明図である。図示されているように、第２実施例の画像表示装置１００は、画像が表示される大きな表示板１１０と、表示板１１０が立設されるベース部１２０とから構成されている。表示板１１０は、アクリル板やガラス板などの透明な板状部材によって形成されており、表示板１１０の表面には、表示しようとする画像１１２が、光散乱微粒子を含んだ透明インクによって印刷されている。従って、前述した第１実施例と同様に、第２実施例の画像表示装置１００においても、一見した限りでは、表示板１１０の表面に画像１１２が印刷されていることには気が付き難くなっている。第２実施例の画像表示装置１００では、このような表示板１１０をベース部１２０の上面に設けられた溝に装着する。
【００６１】
図５は、第２実施例の表示板１１０をベース部１２０に装着する様子を示した説明図である。尚、図５では、ベース部１２０の大まかな構造も示すために、ベース部１２０の一部を破った状態で表示されている。図示されているように、ベース部１２０の頂面のほぼ中央には、表示板１１０が装着される溝１２４が形成されており、溝１２４の底部には、複数の発光ダイオード（以下、ＬＥＤ１２６）が一列に設けられている。表示板１１０は、図中に矢印で示したように、ベース部１２０の上方から溝１２４に装着される。
【００６２】
尚、ここでは、ＬＥＤ１２６は、白色の光を放射する白色ＬＥＤであるものとして説明するが、これに限らずどのようなＬＥＤを用いても良い。あるいは、異なる色の光を放射する種々のＬＥＤを混在させて用いることもできる。更には、ＬＥＤに限らず、豆電球など、他の発光体を用いてもよい。
【００６３】
図６は、ベース部１２０の溝１２４に装着された表示板１１０と、溝１２４内に一列に設けられたＬＥＤ１２６との位置関係を概念的に示した断面図である。図示されるように、ベース部１２０の溝１２４に表示板１１０を装着すると、表示板１１０の端面が、一列に配列されたＬＥＤ１２６と向かい合うようになっている。このため、表示板１１０をベース部１２０に装着した後、操作ボタン１２２を操作してＬＥＤ１２６を点灯させると、ＬＥＤ１２６から放射された光が、端面から表示板１１０の内部に入射される。そして、図２を用いて前述したメカニズムによって表示板１１０の中を伝播した後、透明インクで印刷された画像１１２を光らせる。その結果、ＬＥＤ１２６の点灯前には、単なる透明な板のように見えていた表示板１１０に、画像１１２が浮かび上がるようにして表示されることになる。図４には、ＬＥＤ１２６の点灯前の状態（図４（ａ）参照）と、ＬＥＤ１２６を点灯して画像を表示した状態（図４（ｂ）参照）とが例示されている。
【００６４】
尚、図２を用いて前述したように、第２実施例の画像表示装置１００においても、表示板１１０の端面から入射した光のうち、完全反射の条件を満たさない光が消滅するまでの範囲では、光の一部が外部に透過してくるので、表示板１１０が淡く光って見えることになる。そこで、第２実施例の画像表示装置１００では、ベース部１２０の溝１２４の深さは、表示板１１０の端面付近に現れるこのような部分を隠すことができる深さに設定されている。このため、表示板１１０に印刷された画像１１２を光らせて表示したときに、その光が供給されている箇所を隠すことができるので、透明な板の中から画像が浮き上がってきたかのような印象を、より強く与えることが可能となる。
【００６５】
ここで、図１あるいは図３に例示した第１実施例の画像表示装置１００と、図４に例示した第２実施例の画像表示装置１００とを比較すれば明らかなように、第２実施例の画像表示装置１００では、比較的大きな表示板１１０に画像１１２を表示する。また、それに伴って、表示される画像も、文字のような単純な図形ではなく、より複雑な画像となっている。このような画像を適切に表示するためには、透明インクで印刷する画像１１２に特別な工夫が必要となる。以下では、この点について詳しく説明する。
【００６６】
Ｂ−２．画像の印刷方法  ：
前述したように、微粒子を含んだ透明インクによるインク層１１４を、透明な表示板１１０の表面に形成しておき、表示板１１０の端面から光を入射すれば、インク層１１４が形成された部分を光らせることが可能である。ここで、文字や図形などのような単純な画像ではなく、写真や自然画などのような複雑な画像を表示するためには、中間的な明るさも表示可能とするとともに、画像の場所に応じて、所望の明るさで光らせる技術が必要となる。そこで、先ず初めに、表示板１１０の表面に透明インクで印刷された画像を、所望の明るさで光らせる技術について説明する。尚、透明インクによる画像を所望の明るさで光らせるためには、大きく２つの方法が存在する。先ず１つめの方法は、表示板１１０の表面に微細なインク層１１４を形成することとして、光らせたい明るさに応じてインク層１１４の密度を制御する方法である。いわゆるインクジェットプリンタを用いれば、表示板１１０の表面に微細なインク層１１４を形成することができる。２つめの方法としては、光らせたい明るさに応じてインク層１１４の面積を制御する方法である。面積変調を利用した２つめの方法は、微細なインク層１１４を形成する必要はないので、スクリーン印刷などにも適用可能であり、より汎用性の高い方法ということができる。そこで、以下では、面積変調を利用して、透明インクによる画像を中間的な明るさで光らせる方法について説明する。
【００６７】
面積変調を利用することによって、透明インクで印刷された画像を所望の明るさで光らせる原理は、次のようなものである。先ず、表示板１１０の表面を格子状の小さなマス目に分割する。そして、ある領域内の各マス目には、マス目の１／４の面積に相当するインク層１１４を形成し、別の領域内の各マス目には、マス目の１／２の面積のインク層１１４を形成したとする。すると、マス目の１／２の面積のインク層１１４が形成された領域は、マス目の１／４の面積のインク層１１４が形成された領域に比べて、約２倍の明るさに光らせることができる。従って、表示しようとする画像を小さなマス目に分割し、各マス目を光らせたい明るさに応じて、そのマス目に形成するインク層１１４の面積を制御してやれば、それぞれのマス目を所望の明るさで光らせることが可能である。画像データは、通常、画素毎の輝度を表す輝度データによって記述されているから、輝度データに応じた面積となるようにインク層１１４を形成すればよいと考えられる。
【００６８】
図７は、画素毎の輝度データに応じた面積で、画素内にインク層１１４を形成する様子を示した説明図である。尚、第２実施例では、１つの画素を縦横２つずつの４つの小領域に分割して、輝度データに応じた数の小領域にインク層１１４を形成する。もちろん、このような方法に限らず、例えば縦横４つずつ、合計で１６個の小領域に画素を分割して、輝度データに応じた数の小領域にインク層１１４を形成しても良いし、更には、より多くの小領域に分割しても良い。また、１つの画素の大きさは、画像データの縦方向および横方向の画素数（すなわち、解像度）と、画像を印刷する大きさとによって決定されるが、画像データの解像度が高すぎるため、あるいは印刷する大きさが小さすぎるために、１つの画素の大きさが小さくなってしまう場合には、複数の画素をまとめて大きな画素を形成した後、その大きな画素を複数の小領域に分割して、同様の処理を行えばよい。
【００６９】
１つの画素を４つの小領域に分割する場合について考えると、１つの画素では次の５つの状態、すなわち「画素内にインク層１１４を全く形成しない状態」、「１つの小領域にだけインク層１１４を形成する状態」、「２つの小領域にインク層１１４を形成する状態」、「３つの小領域にインク層１１４を形成する状態」、「全ての小領域にインク層１１４を形成する状態」の、５つの状態をとることができる。当然ながら、画素内の全ての小領域にインク層１１４を形成した状態が最も明るい状態となり、画素内には全くインク層１１４を形成しない状態が、最も暗い状態となる。また、画素内の半分の小領域にインク層１１４を形成すれば、ちょうど中間の明るさとなる。
【００７０】
このことから、輝度データの階調値が０〜２５５の範囲を取り得るとすると、図７（ａ）に示すように、輝度データの階調値が０〜６３の画素については、画素内にインク層１１４を形成せず、輝度データの階調値が６４〜１２７の画素については、１つの小領域にだけインク層１１４を形成すればよい。図中では、インク層１１４が形成された小領域には、斜線を付して表示されている。また、輝度データの階調値が１２８〜１９１の画素については、２つの小領域にインク層１１４を形成し、輝度データの階調値が１９２〜２５４の画素については、３つの小領域にインク層１１４を形成すればよい。そして、輝度データの階調値が２５５の画素については、画素内の全ての小領域にインク層１１４を形成すればよい。こうすれば、輝度データの階調値が大きくなるに従って、画素を明るく光らせるようにすることが可能となる。
【００７１】
もっとも、図７（ａ）に示した方法では、輝度データは階調値０〜階調値２５５の２５６段階に変化するのに対して、画素の明るさは、全く光らない状態を含めて５段階にしか変化させることができない。そこで、これを補うために、第２実施例では次のような方法も組み合わせて使用する。
【００７２】
例えば、図７（ｂ）に示したように、ある画素での輝度データが階調値１６であり、その画素の右の画素、下の画素、右下の画素についても、輝度データの階調値が１６であったものとする。何れの画素の輝度データも階調値１６であるから、図７（ａ）の方法に従えば、どの画素についてもインク層１１４は形成されない筈であり、これら４つの画素は全く光らない状態となる。しかし、実際には、輝度データの階調値は「１６」であるから、いわば階調値１６分だけ積み残した状態となっている。各画素で階調値１６の積み残しが発生しているのであるから、４つの画素をまとめれば階調値６４（＝１６×４）の積み残しが発生していると考えることができる。そして、階調値６４の輝度データであれば、１つの小領域にインク層１１４を形成することで表現することが可能である。
【００７３】
こうしたことを利用すれば、輝度データの階調値に応じて、より適切にインク層１１４を形成することが可能となる。すなわち、図７（ａ）に示すようにして、輝度データの階調値が「６４」増える毎に、インク層１１４を形成する小領域を１つずつ増やすこととすると、輝度データの階調値が６４の倍数にならない限り、各画素にはインク層１１４の面積に反映させきれない積み残しの階調値が少しずつ発生する。そこで、これら積み残した階調値をまとめて、階調値６４に達したら、小領域１つ分だけ追加してインク層１１４を形成するのである。図７（ｂ）には、輝度データの階調値が「１６」の４つの画素について、それぞれ階調値に応じてインク層１１４を形成する小領域の数を決定した後、各画素で積み残した階調値をまとめて、小領域１つ分だけ、追加でインク層１１４を形成することとしている様子が、概念的に示されている。
【００７４】
図７（ｃ）には、輝度データの階調値が「８０」の４つの画素について、同様にして、インク層１１４を形成する小領域の数を画素毎に決定している様子が示されている。すなわち、階調値８０の画素に対しては、図７（ａ）に示したように、１つの小領域にインク層１１４が形成される。しかし、小領域の１つ分は輝度データの階調値６４に相当するから、これでは画素あたり階調値１６（＝８０−６４）の積み残しが生じる。そして、４つの画素での積み残しの階調値を合わせれば、小領域１つ分の階調値に達する。そこで、小領域１つ分だけ、追加のインク層１１４を形成することで、４つの画素で生じた積み残しの階調値を解消する。
【００７５】
以上に説明した例では、４つの画素に対して１つの小領域にインク層１１４を形成しているから、１つの画素に換算すれば、１／４の小領域にインク層１１４を形成したことに対応する。従って、図７（ａ）に示した方法では、画素あたりのインク層１１４の面積を５段階にしか変化させることができないのに対して、図７（ｂ）および図７（ｃ）に示した方法を用いれば、１３（＝４×３＋１）段階に変化させることが可能となる。更に、４つの画素をまとめるのではなく、縦横３つずつの９つの画素、あるいは縦横４つずつの１６個の画素と、まとめる画素数を増やしていけば、より多段階に変化させることも可能である。
【００７６】
尚、図７（ｂ）および図７（ｃ）では、４つの画素で発生した積み残しの階調値をまとめても、階調値が６４に達しなかった場合は、積み残した階調値は一旦、キャンセルしてしまい、小領域の数には反映させないものとしている。しかし、積み残した階調値の合計が階調値６４に達しなかった場合には、更に隣の画素に繰り越して、合計値が階調値６４に達するまで、どんどん積み増していくようにしても良い。こうすれば、原理的には、１画素あたりのインク層１１４の面積を、輝度データと同じく２５６段階に変化させることも可能となる。
【００７７】
従って、表示板１１０に表示しようとする画像データを取得して、画素毎の輝度データに基づいて、上述した方法によってインク層１１４の面積に置き換えて画像を印刷してやれば、画像データの画像を、そのまま表示板１１０に光らせて表示することが可能となる筈である。しかし実際に試してみると、各画素に形成するインク層１１４の面積を、各画素の輝度データを変換した面積に設定したのでは、適切に画像を光らせることはできないことが判明した。画像データに応じて適切に画像を表示するためには、以下に説明するような、更なる工夫が必要となる。以下では、この点について詳しく説明する。
【００７８】
図８は、表示しようとする画像の画像データを例示した説明図である。図中に示した小さなマス目は画素を表しており、画素内に表示された数値は、その画素についての輝度データの階調値を表している。いわゆる白黒画像の画像データであれば、各画素（すなわち、マス目）に１つずつ輝度データが設定されている。これに対してカラー画像の画像データでは、それぞれの画素について、Ｒ成分、Ｇ成分、Ｂ成分の各色成分の輝度データが設定されている。以下では、説明を単純にするために、白黒画像の画像データを用いて説明するが、カラー画像の画像データに対しても、ほぼ同様な説明が成立する。また、輝度データは、いわゆる８ビットのデータであり、０〜２５５の階調値を取り得る２５６階調のデータとして表現されているものとする。
【００７９】
図９には、画像データの画素一列分の輝度データを、画素内に形成するインク層１１４の面積に変換した様子が示されている。図９では、図８に示した画像の中から、破線で囲って示した画素１列分の画像データについて、図７を用いて前述した方法に従って、輝度データをインク層１１４の面積に変換した結果を表示している。図中で斜線を付して示した部分がインク層１１４を形成する領域である。このような画素１列分の画像に対して、図９の紙面上で左方向から光が伝播してくるものとする。図２を用いて前述したように、表示板１１０の内部を伝播してきた光はインク層１１４の部分に達すると、インク層１１４内に含まれる光散乱微粒子１１４ｐに衝突して散乱される結果、図９で斜線を付したインク層１１４の部分が明るく光って表示されることになる。
【００８０】
ところが、実際にこのようなインク層１１４を表示板１１０の表面に形成して、端面から光を入射して画像を光らせてみると、光の進行方向に沿って下流側になるほど、暗い画像になってしまうことが判明した。このようなことが生じる理由としては、上流側のインク層１１４で光散乱微粒子１１４ｐに衝突した光が散乱する結果、下流側のインク層１１４になるほど、供給される光の絶対量が足りなくなるためと考えられる。従って、図７に示した方法で、画像データの各画素の輝度データを、単純にインク層１１４の面積に変換したのでは、画像を適切に光らせることはできない。そこで、第２実施例の画像表示装置１００では、上流側のインク層１１４で光が散乱によって失われてしまうことも考慮して、各画素のインク層１１４の面積を適切に設定することが可能な、次のような方法を開発した。
【００８１】
図１０は、第２実施例の画像表示装置１００において、画像データをインク層１１４の面積に変換する際の、基本的な考え方を示した説明図である。図１０（ａ）には、ある画素（光の進行方向に沿って上流側からｎ番目の画素）に着目して、その画素位置に上流側から伝播してくる光の光量Ｉ（ｎ）と、その画素内に形成されるインク層１１４の面積Ｓ（ｎ）と、画素内のインク層１１４を光らせるために使用される光量Ｒ（ｎ）と、その画素位置から下流側に伝播していく光の光量Ｉ（ｎ＋１）との関係が示されている。尚、インク層１１４が形成されている表示板１１０には厚みがあるから、「ある画素位置」と言ったときには、表示板１１０の厚みに相当する深さも考慮しておく必要がある。従って、上流側から画素位置に伝播してくる光の量としては、表示板１１０の深さ方向も含めて、その画素位置に入射する全ての光の量を表している。
【００８２】
また、図１０（ｂ）には、着目している画素に入射する光の光量Ｉ（ｎ）と、その画素に形成されるインク層１１４の面積Ｓ（ｎ）と、インク層１１４を光らせるために使われる光量Ｒ（ｎ）と、隣の画素に伝播していく光量Ｉ（ｎ＋１）との間に成り立つ関係が示されている。図１０（ｂ）の一番上の式に示されるように、インク層１１４を光らせるために使われる光量Ｒ（ｎ）は、上流側から伝播してくる光量Ｉ（ｎ）に比例すると考えられる。また、画素内に形成されるインク層１１４の面積Ｓ（ｎ）は、上流側から伝播してくる光量Ｉ（ｎ）と、インク層１１４を光らせるための光量Ｒ（ｎ）との比例係数を決めていると考えられる。このことと対応して、図１０（ｂ）の一番上の式では、光量Ｉ（ｎ）と光量Ｒ（ｎ）との比例係数を、面積Ｓ（ｎ）の関数として、ｆ（Ｓ（ｎ））と表している。
【００８３】
ここで、インク層１１４の面積Ｓ（ｎ）が２倍になれば、明るさも２倍（すなわち、光らせるために使われた光量も２倍）になるから、光量Ｉ（ｎ）と光量Ｒ（ｎ）との比例係数ｆ（Ｓ（ｎ））は、もっとも単純には、インク層１１４の面積Ｓ（ｎ）に比例していると考えることができる。すなわち、図１０（ｃ）に示したように、ｆ（Ｓ（ｎ））＝ｋ・Ｓ（ｎ）とすることができる。あるいは、人間の視覚の特性は、面積Ｓ（ｎ）が大きくなると認識する明るさが次第に飽和する傾向にあることを考慮して、図１０（ｄ）に示した関数形を用いることも可能である。
【００８４】
着目している画素では、上流側から伝播してきた光量Ｉ（ｎ）の中から、インク層１１４を光らせるために光量Ｒ（ｎ）だけ使用された後、残りの光量Ｔ（ｎ）が、次の画素に伝播する。図１０（ｂ）の上から２番目の式には、このような関係が示されている。しかし、表示板１１０の内部を伝播する際にも光は減衰する。そこで、この光の減衰を考慮すると、隣の画素に伝播する光量Ｉ（ｎ＋１）は、残りの光量Ｔ（ｎ）に、ｅｘｐ（−μＬ）を乗算した値となる。ここで、μは光の減衰係数であり、表示板１１０の材質によって決まる物性値である。また、Ｌは画素１つ分の大きさであり、前述したように、画像データの解像度と、画像を印刷しようとする大きさによって決まる値である。従って、図９に示すような画素一列分の画像データが与えられたときに、一番上流側の画素から、図１０に示した関係を用いて、表示板１１０内を伝播する光量Ｉ（ｎ）を順番に計算しながら、インク層１１４の面積Ｓ（ｎ）を決定していけば、各画素の輝度データに応じた明るさが得られるように、画素毎のインク層１１４の面積を決定することが可能となる。
【００８５】
図１１は、表示板１１０の内部での光の減衰や、表示板１１０の表面でインク層１１４を光らせることによる光の損失や考慮しながら、画素毎にインク層１１４の面積を決定する様子を示した説明図である。図示した例では、着目している画素に入射した光量Ｉ（ｎ）と、その画素を光らせるために光量Ｒ（ｎ）との係数を表すｆ（Ｓ）として、人間の視覚の特性を考慮した図１０（ｄ）の関数形を使用し、関数中に現れる定数Ｋの値は、４．５を使用した。また、画素の大きさに対応する値Ｌは、実際の画素の大きさではなく、１画素あたりで考えることにして、Ｌの値は１を使用した。これは、実際の画素の大きさは、表示する画像の大きさなどによって種々に代わり得ることを考慮したためである。更に、光の減衰係数μとしては、０．００４を使用した。
【００８６】
尚、厳密には、ｆ（Ｓ）中の定数Ｋは、インク層１１４の表面状態などの種々の要因によって決定される値である。しかし、ここではこれらの要因について解析することはせずに、経験上から得られた値を用いている。また、光の減衰係数μについても、本来であれば表示板１１０の材質によって決まる物性値であるが、ここでは、経験上から得られた値を使用している。これは次のような理由によるものである。実際の画像表示装置１００では、表示板１１０の内部を伝播する光は、光源であるＬＥＤ１２６から離れるほど広がって光の強さが弱くなる。そこで図１０を用いて前述した計算式では、計算が複雑になることを避けるために、このような光の拡散によって光が弱くなる現象も一種の光の減衰と扱うことにして、光の拡散による影響と本来の光の減衰による影響とをまとめて、１つの減衰係数μとして考慮している。また、画素の大きさに対応する値Ｌを、実際の長さではなく、１画素あたりで考えることとしているので、厳密な値を決定することには、あまり意味がない。これらの理由から、図１１に示した計算では、表示板１１０の物性によって決まる減衰係数μではなく、経験上から得られた値を使用している。
【００８７】
先ず初めに、図１１（ａ）について説明する。図１１（ａ）には、上段、中段、下段と三段に分けて数表が示されているが、上段の数表は、計算する際の入力値を表している。また、中段の数表は、上段の入力に基づいて行われる計算の途中経過を示しており、下段の数表は、最終的に得られた計算結果を示している。以下では、各段について詳しく説明する。
【００８８】
図１１（ａ）の上段には、画素位置と、その画素についての画像データ（すなわち、その画素の目標輝度）が示されている。尚、図１１（ａ）に示した例では、画像の端から２つの画素を除いて、１画素毎に画像データの階調値が大きく変化している。しかし、実際に用いた画素の大きさは一辺の長さが約０．１ｍｍ程度であるから、隣り合う画素間でこのように大きく階調値が変化することはない。実際の画像データでは、もっとゆっくりと階調値が変化するが、実際の画像データを用いたのでは、全体的な動きを示すことが困難なので、図１１では、仮想的に作成したデータが用いられている。
【００８９】
図１１（ａ）に示されるように、左端にある１番の画素位置の画素については、光らせる目標輝度は、階調値０となっている。すなわち、この画素については光らせなくて良いのであるから、画素内に形成するインク層１１４の面積Ｓ（１）は０でよい。また、この画素では、画素を光らせるために使われる反射光量Ｒ（１）は階調値０だから、入射光量Ｉ（１）がそのまま透過することとなる。入射光量Ｉ（１）は、ＬＥＤ１２６の設定によって比較的自由に設定することができるので、ここでは十分な光量の光を入射するものとして、入射光量Ｉ（１）を階調値１０００とすれば、この画素の透過光量Ｔ（１）は階調値１０００となる。
【００９０】
もっとも、透過光量Ｔ（１）が、そのまま次の画素への入射光量Ｉ（２）となるわけではない。図１０（ｂ）を用いて前述したように、透過光量Ｔ（１）に１画素分だけの光の減衰が作用して、その結果が、次の画素の入射光量Ｉ（２）となる。図１１（ａ）には、画素位置１での透過光量Ｔ（１）は階調値１０００であるが、この光が隣の画素に入射するまでの間に減衰し、その結果、隣の画素（画素位置２）の入射光Ｉ（２）は、階調値９９６に減少している様子が示されている。
【００９１】
画素位置２の画素についても目標輝度は階調値２であるから、画素位置１の画素の場合と同様に、画素内に形成するインク層１１４の面積Ｓ（２）は０となり、また、入射光量Ｉ（２）がそのまま透過光量Ｔ（２）となって、透過光量Ｔ（２）の階調値９９６となる。そして、この透過光量Ｔ（２）の光が、次の画素に入射する間に１画素分だけ光が減衰し、その結果、次の画素への入射光量Ｉ（３）は階調値９９２に減少する。
【００９２】
画素位置３の画素については、目標輝度は階調値６５に設定されている。また、上述した計算から、この画素への入射光量Ｉ（３）は階調値９９２である。従って、この画素については、階調値９９２の入射光量Ｉ（３）で、階調値６５に相当する明るさで画素を光らせなければならない（換言すれば、その画素の反射光量Ｒ（３）が階調値６５）。ここで、図１０（ｂ）に示したように、画素を光らせるために使われる光量（反射光量Ｒ）と、その画素への入射光量Ｉとの間には、Ｒ（３）＝ｆ（Ｓ）・Ｉ（３）の関係が成り立つ。そして、Ｒ（３）＝６５であり、Ｉ（３）＝９９２であるから、ｆ（Ｓ）＝６５／９９２となるので、ｆ（Ｓ）の関数形が分かれば、面積Ｓ（３）を決定することが可能となる。図１１に示した例では、ｆ（Ｓ）の関数形として図１０（ｄ）に示す関数形を使用している。また、関数の中に現れる定数Ｋの値は、経験的に４．５とすればよいことが分かっているから、Ｓ（３）を求めることができる。
【００９３】
図１１（ａ）中の画素位置３の箇所に示された面積Ｓ（３）の値は、このようにして決定された値である。換言すれば、画素位置３の面積Ｓ（３）をこのような値に設定しておけば、階調値９９２の入射光量Ｉ（３）に対しても、階調値６５の光量で画素を光らせることが可能となる。その結果、画素位置３での透過光量Ｔ（３）は、入射光量Ｉ（３）から反射光量Ｒ（３）を減算した階調値９２７となる。尚、面積Ｓ（３）の値が意味するところについては、後述する。
【００９４】
画素位置４の画素については、目標輝度は階調値７５に設定されている。また、この画素への入射光量Ｉ（４）は、上述した画素位置３での透過光量Ｔ（３）に減衰が作用して、階調値９２３となっている。従って、この画素についても、入射光量Ｉ（４）と、反射光量Ｒ（４）が分かるので、画素位置３の場合と同様にして、その画素での面積Ｓ（４）を決定することができる。以降は、全く同様にして、画素位置５の画素については、入射光量Ｉ（５）は階調値８４５で、反射光量Ｒ（５）は階調値１３０となるので、面積Ｓ（５）は８１８．２となる。更に、画素位置６の画素については、入射光量Ｉ（６）は階調値７１２で、反射光量Ｒ（６）は階調値９５となるので、面積Ｓ（６）は６９２．８となる。このように、全ての画素について、順番に面積Ｓを算出していく。
【００９５】
以上のようにして各画素について得られた面積Ｓの値は、実際には、個々の画素の値に意味があるのではなく、画素間での相対的な大きさに意味がある値となっている。例えば、画素位置３の画素については、目標輝度の階調値６５に対して面積Ｓ（３）＝３１５．５という値が得られている。しかし、ＬＥＤ１２６の設定によって、入射光量は幾らでも変更することができ、入射光量が変われば、目標輝度を実現するための面積Ｓも変化する。従って、面積Ｓの値は、ある架空の入射光量の下で、目標輝度を実現するための面積に過ぎず、入射光量の値が架空の値である以上、面積Ｓの値自体には大した意味はない。すなわち、図１１（ａ）の中段の数表に得られた面積Ｓの値は、画素間での比率にのみ意味のある値となっている。
【００９６】
そこで一例として、得られた面積Ｓの値を、次のように解釈する。そもそも、図１１に示した計算を行ったのは、画像の輝度データをインク層１１４の面積に置き換える際に、図７に示したような単純な方法で置き換えたのでは、光の進行方向に沿って下流側に行くに従って、暗い画像になってしまう問題を解決するためであった。そこで、取り敢えず、上流側にある画素位置３の画素に着目して、この画素については、図７に示した方法で、単純に目標輝度をインク層１１４の面積に置き換えても問題ないと考える。すなわち、図１１（ａ）で得られた面積Ｓ（３）＝３１５．５を、階調値６５と読み替えるのである。その上で、画素位置３の面積Ｓ（３）と、画素位置４について得られた面積Ｓ（４）との相対的な比率が保たれるように、面積Ｓ（４）＝３９７．８を変換する。その結果、面積Ｓ（４）＝３９７．８は、階調値８２に変換される。以下の画素についても同様にして、画素位置５についての面積Ｓ（５）は、階調値１６８に変換され、画素位置６についての面積Ｓ（６）は、階調値１４３に変換される。
【００９７】
図１１（ａ）の下段の数表には、このようにして面積Ｓを読み替えて得られた階調値（修正面積）が示されている。図中に破線で囲って示した画素位置３と、画素位置５とを比較すれば明らかなように、画素位置５の目標輝度は画素位置３のちょうど２倍となっているが、画素内に形成するインク層１１４の面積は、２倍以上の面積となっている。これは、画素位置５よりも上流側で、画素を光らせるために使われたため、あるいは減衰によって、入射光量Ｉが減少した影響を考慮して面積が修正されたことによる。そして、このようにして得られた階調値（修正面積）に対して、図７に示した方法を適用してインク層１１４の面積を決定していけば、光の進行方向の下流側になっても暗い画像になることが無い、良好な画像を浮き上がらせて表示させることが可能となるのである。
【００９８】
尚、ここでは、１列の画素のみについて説明したが、実際の画像では、画素が二次元的に配列されており、これら全ての画素について同様な操作を行って、修正面積を決定することは言うまでもない。すなわち、各画素について、目標輝度に対応する面積Ｓを算出し、そして、算出した面積Ｓの値を、ある比率で読み替えることによって修正面積に変換する。また、各画素について得られた面積Ｓを読み替えるときの比率は、画像を構成する全画素について同じ比率で読み替えてやればよい。
【００９９】
上述した手順で面積Ｓを修正面積の階調値に読み替える方法、すなわち、上流側の画素で得られた面積Ｓの値を、その画素での目標輝度と読み替える方法では、図１１（ａ）の下段の数表から明らかなように、下流側に行くほど、読み替えられた修正面積が大きくなる。従って、目標輝度はそれほど大きな階調値ではない画素（例えば、目標輝度が階調値１５０程度の画素）であっても、修正面積が階調値２５５に貼り付いてしまう可能性がある。そこで、中段の数表で得られた最も大きな値の面積Ｓが、階調値２５５となるような比率で、面積Ｓを修正面積に読み替えることが望ましい。
【０１００】
図１１（ｂ）には、このようにして、算出された面積Ｓの中で最も大きな値が階調値２５５となるように、面積Ｓを修正面積に読み替えた結果が示されている。尚、図１１（ｂ）の上段の数表には、参考として、各画素についての目標輝度（反射光量Ｒ）と、その目標輝度に対して算出された面積Ｓとがまとめて表示されている。また、面積Ｓを読み替えて得られた修正面積は、下段の数表に示されている。図１１（ｂ）の上段の数表に示されているように、目標輝度に対して算出された面積Ｓが最も大きな値となるのは、画素位置５について得られた値８１８．２である。そこで、この値８１８．２が階調値２５５となるように、上段の数表の面積Ｓを読み替えると、下段の数表に示した修正面積を得ることができる。
【０１０１】
尚、図１１では、１列の画素のみが示されているが、実際の画像は画素が二次元的に配列されている。従って、実際の画像では、二次元的に配列された全ての画素について得られた面積Ｓの中から、最も大きな値を選択して、この値が階調値２５５となるように、面積Ｓを読み替えてやればよい。このようにして得られた修正面積に対して、図７に示した方法を適用してインク層１１４の面積を決定していけば、光の進行方向の下流側になると暗い画像になってしまうことを回避して、良好な画像を表示させることが可能となる。
【０１０２】
また、面積Ｓの最大値が階調値２５５となるように読み替えれば、面積Ｓが最大値となる画素がちょうどベタ塗り状態（画素内の４つの小領域に全てインク層１１４を形成した状態）となるように、修正面積を設定することができる。このため、画素内に形成するインク層１１４の面積を用いて表現可能な階調範囲を最大限に活用して、効率よく画像を表示させることが可能となり、表示板１１０の上にコントラストの良好な画像を表示することが可能となる。
【０１０３】
尚、上述した説明では、面積Ｓの最も大きな画素が、ちょうどベタ塗り状態となるように、修正面積を設定するものとした。しかし、例えば、ある１つの画素だけが大きな面積Ｓを有していた場合などには、この画素の影響で、他の画素の修正面積が小さくなってしまう可能性がある。このような場合には、最も大きな面積Ｓではなく、各画素で得られた面積Ｓの平均値（あるいは中間値、メジアン値など）が、適切な修正面積となるように読み替えることとしてもよい。こうすれば、たとえ、ごく僅かの画素が大きな面積Ｓを有する場合でも、大部分の画素については適切な修正面積に読み替えることが可能となる。
【０１０４】
また、目標輝度から算出した面積Ｓは、個々の画素についての絶対的な大きさではなく、画素間の相対的な大きさに意味のある値であり、この相対的な大きさに意味のある面積Ｓに基づいて、絶対的な大きさに意味のある修正面積を決定している。また、前述したように、面積Ｓを算出するために用いた減衰係数μや、定数Ｋなどの各パラメータは、物性や形状などによって一意的に決定される数値ではなく、半ば経験的に求められた値を使用している。更に、画素の大きさＬについても、図１０に示した計算式からすれば長さの次元を持つ値でなければならないが、前述したように面積Ｓの算出に際しては、「１画素あたり」という長さの次元を持たない値を用いて算出している。こうしたことが可能となるのは、面積Ｓが、個々の画素についての絶対的な大きさではなく、画素間の相対的な大きさに意味のある値であることによるものである。
【０１０５】
このように、面積Ｓが相対的な大きさにしか意味を持たず、そして面積Ｓを、絶対的な大きさに意味のある修正面積に変換していることに着目すると、面積Ｓを算出するための各種パラメータ（例えば、減衰係数μや、定数Ｋ、画素の大きさＬ）などを適切な値に調整しておくことで、面積Ｓを経由させずとも直接に、修正面積を算出することが可能であるように思われる。しかし後述するように、面積Ｓを経由せずに直接、修正面積を算出することは、実際には不可能である。このため、上述したように、相対的な大きさに意味のある面積Ｓを経由して、修正面積を決定することは、適切に画像を表示するためには極めて重要なことである。更には、画素内のインク層１１４の面積を変えるのではなく、例えばインク層１１４を重ね塗りして形成したり、あるいはインク層１１４の中の散乱粒子の濃度を変えたりすることによって、各画素を光らせる強さを変える場合にも、適切に画像を表示させるためには、面積Ｓを経由して修正面積を決定することが重要である。以下では、この点について、若干補足して説明しておく。
【０１０６】
図１１に例示した計算結果が得られた後であれば、面積Ｓとして示された値の代わりに、修正面積に示された値を直接、算出することは可能である。例えば、最も単純には、面積Ｓの算出式に新たな比例係数Ａを持ち込んで、従来の面積Ｓの値に比例係数Ａを乗算した値を、新たな面積Ｓとしてやればよい。図１１（ｂ）に示した例では、従来の面積Ｓの値８１８．２が、階調値２５５になればよいのであるから、比例係数Ａの値を２５５／８１８．２としておけば、修正面積の階調値を、面積Ｓの値として直接算出することが可能である。
【０１０７】
しかし、こうしたことが可能となるのは、同じ画像データに対してだけであり、ある画像データに対して設定した比例係数Ａを、別の画像データに対して適用することはできない。例えば、図１１（ｂ）に示した例で、画素位置３の目標輝度が階調値７０に変わっただけで、それに伴って画素位置５への入射光量Ｉ（５）が減ってしまうので、面積Ｓ（５）の値も８１８．２より増やさなくてはならない。それに伴って、比例係数Ａの値も変わってしまう。あるいは、画素位置１から画素位置５までの目標輝度は同じであっても、その下流側の画素位置７に、例えば目標輝度の階調値１３０の画素が追加された場合を考えると、その画素についての面積Ｓ（７）の値が最大となるので、比例係数Ａの値は全く異なったものとなってしまう。更には、画素位置１の上流側に画素位置１と同じ目標輝度の画素が追加されただけでも、上流側での光の減衰量が変わってしまうので、厳密には、比例係数Ａの値は同じにはならない。
【０１０８】
このように、たとえ新たな比例係数Ａを導入するとしても、比例係数Ａの値は画像データ毎に違うので、その値を求めるために、結局は、相対的な大きさにしか意味を持たない面積Ｓを、一旦は算出しなければならない。従って、適切に画像を表示させるためには、相対的な大きさに意味のある面積Ｓを経由して、修正面積を決定することは極めて重要と言うことができる。
【０１０９】
第２実施例の画像表示装置１００で用いられている表示板１１０には、表示しようとする画像の画像データに基づいて、以上のようにして、透明インクによるインク層１１４が形成されている。このため、表示板１１０が大きくなった場合でも、あるいは、写真画像や自然画像などのように比較的複雑な画像を表示する場合でも、適切に画像を光らせて表示することが可能となっている。
【０１１０】
Ｂ−３．第２実施例の変形例  ：
上述した第２実施例の画像表示装置１００では、表示板１１０に表示される画像は、画素の明暗だけを用いて表現された単色画像であるものとして説明した。しかし、上述したように、目標輝度から面積Ｓを算出し、得られた面積Ｓに基づいて修正面積を決定する方法を採用することで、カラー画像を適切に表示することも可能となる。以下では、カラー画像を表示可能な第２実施例の変形例の画像表示装置１００について説明する。
【０１１１】
図１２は、カラー画像を表示可能な第２実施例の変形例の表示板１１０の構成を示す分解組立図である。周知のように、カラー画像を表示するためのカラー画像データは、ＲＧＢの各成分の輝度データによって構成されており、このことに対応して、本実施例の画像表示装置１００でカラー画像を表示するためには、Ｒ成分用の表示板１１０Ｒと、Ｇ成分用の表示板１１０Ｇと、Ｂ成分用の表示板１１０Ｂとを重ね合わせて、１枚の表示板１１０を構成する。また、各色成分の表示板１１０Ｒ，１１０Ｇ，１１０Ｂを重ね合わせた時に、これら表示板の表面同士が接触しないように、表示板１１０の表面には小さな突起１１８が形成されている。この突起１１８は、透明インクを印刷することによって形成しても良いし、表示板１１０の表面に小さな部材を接着することによって形成しても良い。
【０１１２】
こうして３つの表示板１１０Ｒ，１１０Ｇ，１１０Ｂを重ねて構成した表示板１１０を、ベース部１２０の上面に設けられた溝に装着する。図１３は、カラー画像を表示可能な変形例のベース部１２０の溝に表示板１１０が装着されている様子を示した説明図である。図１３では、ベース部１２０を、側方（表示板１１０の表面に沿った方向）から見た様子が示されている。図示されているように、変形例のベース部１２０では、溝１２４の底部に、赤色の光を発する赤色ＬＥＤ１２６Ｒと、緑色の光を発する緑色ＬＥＤ１２６Ｇと、青色の光を発する青色ＬＥＤ１２６Ｂとが、一列に設けられている。そして、表示板１１０が装着された時に、赤色ＬＥＤ１２６Ｒには、Ｒ成分用の表示板１１０Ｒの端面が向かい合う位置となり、緑色ＬＥＤ１２６Ｇには、Ｇ成分用の表示板１１０Ｇの端面が向かい合い、青色ＬＥＤ１２６Ｂには、Ｂ成分用の表示板１１０Ｂの端面が向かい合うように構成されている。従って、赤色ＬＥＤ１２６Ｒを点灯すれば、赤色の光がＲ成分用の表示板１１０Ｒの内部に入射され、表示板１１０Ｒの表面に透明インクで印刷された画像を赤色に光らせる。同様に、緑色ＬＥＤ１２６Ｇを点灯すれば、Ｇ成分用の表示板１１０Ｇに印刷されたＧ画像が緑色に光って表示され、青色ＬＥＤ１２６Ｂを点灯すれば、Ｂ成分用の表示板１１０Ｂに印刷されたＢ画像が青色に光って表示される。その結果、これらＲ画像、Ｇ画像、Ｂ画像が合成されて、透明な表示板１１０にカラー画像が表示されることになる。
【０１１３】
ここで、カラー画像の色彩は、赤色光、緑色光、青色光の光量の比率によって決まるから、適切な色彩のカラー画像を表示するためには、Ｒ成分用の表示板１１０Ｒに印刷されたＲ画像と、Ｇ成分用の表示板１１０Ｇに印刷されたＧ画像と、Ｂ成分用の表示板１１０Ｂに印刷されたＢ画像とを適切な明るさで光らせることが重要となる。第２実施例の変形例の画像表示装置１００では、図１１を用いて前述したように、光の減衰も考慮して、各成分用の表示板１１０Ｒ，１１０Ｇ，１１０Ｂの表面に、透明インクによるインク層１１４を適切な面積で形成することができる。その結果、ＲＧＢの各成分の画像を適切な明るさで光らせて、カラー画像を適切な色彩で表示することが可能となっている。以下、ＲＧＢ各成分用の表示板１１０Ｒ，１１０Ｇ，１１０Ｂの表面に形成すべきインク層１１４の面積を決定する処理について説明する。
【０１１４】
図１４は、適切にカラー画像を表示するために、Ｒ成分用のインク層１１４Ｒ、Ｇ成分用のインク層１１４Ｇ、Ｂ成分用のインク層１１４Ｂの面積を決定する様子を示した説明図である。カラー画像を表示するに際しては、先ず初めに、表示しようとするカラー画像の画像データを取得する。カラー画像データは、通常、Ｒ成分の輝度データと、Ｇ成分の輝度データと、Ｂ成分の輝度データとによって表現されている。そこで、取得したカラー画像データを、これらＲＧＢの各成分についての輝度データに分離する。
【０１１５】
次いで、Ｒ成分の輝度データに基づいて、Ｒ成分についての面積ＳＲを算出する。ここで、面積ＳＲは、図１１を用いて前述したように、画素間での相対的な大きさに意味のある値である。面積ＳＲは、図１１（ａ）に示した数表で、「目標輝度」の部分を、Ｒ成分の輝度データに置き換えるだけで、あとは全く同様にして算出することができる。また、他の成分についても同様に、Ｇ成分の輝度データからはＧ成分についての面積ＳＧを算出し、Ｂ成分の輝度データからはＢ成分についての面積ＳＢを算出する。この結果、カラー画像を構成する全ての画素について、Ｒ成分の面積ＳＲ、Ｇ成分の面積ＳＧ、Ｂ成分の面積ＳＢが得られることになる。そこで、これら全画素を含めた全ての面積ＳＲ，ＳＧ，ＳＢの中で、最も値の大きな面積Ｓｍａｘを抽出する。そして、抽出した最大の面積Ｓｍａｘが、ある階調値（代表的には、階調値２５５）となるような比率で、Ｒ成分の面積ＳＲ、Ｇ成分の面積ＳＧ、Ｂ成分の面積ＳＢを変換することにより、Ｒ成分の修正面積、Ｇ成分の修正面積、Ｂ成分の修正面積を算出する。
【０１１６】
最大の面積Ｓｍａｘを抽出して、Ｒ成分の面積ＳＲ、Ｇ成分の面積ＳＧ、Ｂ成分の面積ＳＢを、それぞれの成分毎の修正面積に変換する操作は、図１１（ｂ）を用いて前述した操作とほぼ同様である。すなわち、図１１（ｂ）では、画像を構成する各画素について目標輝度が与えられたときに、各画素の目標輝度に基づいて面積Ｓを算出し、それら全ての面積Ｓの中で最も大きな値が階調値２５５となるように、面積Ｓを読み替えて修正面積に変換した。これに対して、カラー画像を表示する場合には、各画素について、Ｒ成分、Ｇ成分、Ｂ成分の輝度データが与えられているので、成分毎に面積ＳＲ，ＳＧ，ＳＢを算出する。すなわち、１つの画素について、３種類の面積ＳＲ，ＳＧ，ＳＢが算出されることになる。そして、画像を構成する全画素について３種類ずつ得られた全ての面積ＳＲ，ＳＧ，ＳＢの中で、最も大きな値である面積Ｓｍａｘを抽出し、その面積Ｓｍａｘが階調値２５５（あるいは所定の階調値）となるように、面積ＳＲ，ＳＧ，ＳＢを、それぞれの成分毎の修正面積に変換する。
【０１１７】
次いで、このようにして画素毎に得られた各成分の修正面積に基づいて、各画素内に形成するインク層１１４Ｒ、１１４Ｇ、１１４Ｂの面積を決定する。修正面積に基づいて画素内のインク層１１４Ｒ、１１４Ｇ、１１４Ｂの面積を決定する際には、図７を用いて前述した方法を適用すればよい。そして最後に、Ｒ成分用の表示板１１０Ｒの上にはＲ成分用のインク層１１４Ｒを形成し、Ｇ成分用の表示板１１０Ｇの上にはＧ成分用のインク層１１４Ｇを形成し、Ｂ成分用の表示板１１０Ｂの上にはＢ成分用のインク層１１４Ｂを形成する。
【０１１８】
前述したように、各成分の表示板１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂは透明な材料で形成されており、各成分のインク層１１４Ｒ、１１４Ｇ、１１４Ｂも透明なインクで形成されている。このため、赤色ＬＥＤ１２６Ｒ、緑色ＬＥＤ１２６Ｇ、青色ＬＥＤ１２６Ｂを点灯させない状態では、透明インクによる画像が印刷されていることには気付かれ難い。従って、赤色ＬＥＤ１２６Ｒを点灯させて表示板１１０Ｒのインク層１１４Ｒを赤く光らせ、緑色ＬＥＤ１２６Ｇを点灯させて表示板１１０Ｇのインク層１１４Ｇを緑に光らせ、青色ＬＥＤ１２６Ｂを点灯させて表示板１１０Ｂのインク層１１４Ｂを青く光らせれば、透明な表示板１１０の中から光とともにカラー画像が浮き上がってきたかのような、たいへん印象深い態様で画像を表示することが可能となる。
【０１１９】
また、図１２に例示されているように、Ｇ成分用の表示板１１０Ｇの表面およびＢ成分用の表示板１１０Ｂの表面には、それぞれ小さな突起１１８が設けられており、表示板１１０Ｒ、表示板１１０Ｇ、表示板１１０Ｂの表面同士が接触しないようになっている。このため、ある表示板１１０の内部を伝播する光が隣の表示板１１０の内部に侵入して、隣の画像を光らせることが回避されている。例えばＲ成分用の表示板１１０Ｒの中を伝播するＲ色の光が、隣のＧ成分用の表示板１１０Ｇの中に侵入すると、本来はＧ色に光らせるべきＧ画像をＲ色に光らせてしまうので、本来の色彩でカラー画像を表示することができなくなってしまう。Ｇ色の光やＢ色の光についても同様なことがあてはまる。この点で、第２実施例の変形例の画像表示装置１００では、小さな突起１１８によって、表示板１１０Ｒ、表示板１１０Ｇ、表示板１１０Ｂの間に隙間が確保されているので、こうした問題が発生することがない。その結果、適切にカラー画像を表示することが可能となる。図１５には、第２実施例の変形例の画像表示装置１００で、フルカラーのカラー画像を表示した様子が例示されている。尚、小さな突起１１８を形成する代わりに、簡易的には次のようにしても良い。すなわち、表示板１１０の表面に、細かな微粒子（代表的には、粒径が数十マイクロメートル程度）を吹き付けて、その状態の表示板１１０を積層しても良い。こうすれば、表面に吹き付けられた微粒子によって、表示板１１０の間に隙間を確保しておくことができる。しかも微粒子であれば、画像表示装置１００の観察者に気付かれる虞はない。
【０１２０】
加えて、適切な色彩を表示するためには、Ｒ色の光と、Ｇ色の光と、Ｂ色の光とを適切な比率で混合させる必要があるから、適切な色彩のカラー画像を表示するためには、個々の画素で、ＲＧＢ各色の光の強さが適切な比率となっている必要がある。このことは、カラー画像を適切に表示するためには、次の２つのことが重要であることを意味している。先ず第１は、光の進行方向に沿って、上流側から下流側に行くに従って画像が暗くなってしまうのでは、ＲＧＢの各成分の比率が崩れてしまうので、適切な色でカラー画像を表示することは事実上、不可能である。次いで第２は、たとえ、各成分内では下流側になっても暗くならないように画像を表示できたとしても、成分間で明るさのバランスが崩れていると、適切な色でカラー画像を表示することはできない。すなわち、カラー画像を適切に表示するためには、単にＲＧＢの３色の画像を重ねて表示しただけでは足らず、上述した２つの条件を満足させる必要がある。そして、このような観点からすると、上述した方法によってカラー画像を表示することは、極めて合理的で優れた方法となっている。以下では、この点について説明する。
【０１２１】
先ず、図１４を用いて前述したように、Ｒ成分、Ｇ成分、Ｂ成分の何れについても、輝度データに基づいて面積ＳＲ，ＳＧ，ＳＢを算出している。この面積ＳＲ，ＳＧ，ＳＢは、画素間での相対的な大きさに意味のある値であり、上流側の画素を光らせたことによる光の損失や、上流側から伝播してくる際の光の減衰などの影響を考慮して、輝度データに応じた明るさで各画素を光らせるためには、各画素をどの程度の比率で光らせれば良いかを表した値となっている。そして、このようにして得られた面積ＳＲ，ＳＧ，ＳＢを、画素毎に形成するインク層１１４Ｒ、１１４Ｇ、１１４Ｂの修正面積に変換した後、図７を用いて前述した方法によって、Ｒ成分用のインク画像、Ｇ成分用のインク画像、Ｂ成分用のインク画像を印刷している。このため、上述した第１の条件、すなわち、光の進行方向に沿って、上流側から下流側に行くに従って画像が暗くなってしまうことがないという条件を、ＲＧＢの何れの成分の画像についても満足させることができる。
【０１２２】
また、各成分の輝度データから面積ＳＲ，ＳＧ，ＳＢを算出する操作も、面積ＳＲ，ＳＧ，ＳＢを各成分の修正面積に変換する操作も、得られた修正面積に従ってインクによる画像を形成する操作も、基本的には成分毎に行われるのであるが、各成分の面積ＳＲ，ＳＧ，ＳＢを修正面積に読み替える比率を決定する時だけは、ＲＧＢの各成分を一体的に扱って、読み替える比率を決定している。すなわち、図１４に示したように、画像を構成する全画素について３成分ずつ得られた全面積ＳＲ，ＳＧ，ＳＢの中で、最も大きな値である面積Ｓｍａｘを抽出し、その面積Ｓｍａｘが階調値２５５（あるいは所定の階調値）となるように、面積ＳＲ，ＳＧ，ＳＢを、それぞれの成分毎の修正面積に変換している。このため、上述した第２の条件、すなわち、Ｒ画像、Ｇ画像、Ｂ画像の明るさのバランスが、カラー画像データに示されるＲＧＢ各成分のバランスに保たれているという条件を満足させることができる。
【０１２３】
結局、第２実施例の変形例の画像表示装置１００では、図１４に示すような方法でカラー画像を表示させることにより、上述した第１の条件および第２の条件を同時に満足させて、適切な色彩のカラー画像を表示させることが可能となるのである。
【０１２４】
尚、第１実施例においても説明したように、第２実施例の変形例の画像表示装置１００においても、光散乱微粒子１１４ｐの濃度を高くすれば、Ｒ画像、Ｇ画像、Ｂ画像をハッキリと光らせることができ、その結果、カラー画像をハッキリと表示することができる。しかしその一方で、光散乱微粒子１１４ｐの濃度が高くなると、インク層１１４が次第に白濁するので、画像を光らせていない時でも、表示板１１０の表面に画像が印刷されていることに気付かれ易くなる。従って、第２実施例の変形例の画像表示装置１００においても、透明インクに含まれる光散乱微粒子１１４ｐの濃度は、カラー画像をハッキリと表示させる観点と、白濁を抑制する観点とを考慮して、最も印象的にカラー画像を表示することができるような濃度に設定されている。但し、第２実施例の変形例では、画像を光らせていない状態では、白濁したインク層１１４によるＲ画像、Ｇ画像、Ｂ画像が重なって見えるため、そのままでは何かが印刷されていることは分かるものの、何が印刷されているのかまでは分かり難い。従って、Ｒ画像、Ｇ画像、Ｂ画像を用いてカラー画像を表示する場合のように、複数の画像を重ねて表示する場合には、画像を重ねずに表示する場合に比べれば、光散乱微粒子１１４ｐの濃度を、より白濁が進む方向に設定しても、印象深い表示を行うことが可能となる。
【０１２５】
Ｃ．変形例  ：
上述した画像表示装置１００には、幾つかの変形例が存在する。以下では、これら変形例について簡単に説明する。
【０１２６】
Ｃ−１．第１の変形例  ：
上述した各種実施例では、インク層１１４内に光散乱微粒子１１４ｐを分散させておき、光散乱微粒子１１４ｐで光を散乱させることでインク層１１４を光らせるものとして説明した。しかし、インク層１１４を光らせるためには必ずしも光散乱微粒子１１４ｐを分散させておく必要はなく、次のような方法を採用することも可能である。
【０１２７】
図１６は、第１の変形例の画像表示装置１００で、光散乱微粒子１１４ｐを用いることなくインク層１１４を光らせることが可能な理由を示す説明図である。第１の変形例の画像表示装置１００においても、ＬＥＤ１２６を点灯させて、端面から表示板１１０の内部に光を入射すると、入射した光は、図２を用いて前述した原理によって、表示板１１０の表面で完全反射を繰り返しながら内部を進行していく。図１６では、表示板１１０の端面から入射された光が、表面で完全反射を繰り返しながら内部を進行していく様子が、破線あるいは一点鎖線の矢印によって表されている。そして、表示板１１０の内部を進行した光は、やがて、表面に透明インクによって形成されたインク層１１４に到達する。前述したように、インク層１１４の屈折率は表示板１１０の屈折率と比較的近いので、表示板１１０とインク層１１４との境界面に達した光は、ほとんど進行方向を曲げられることなく、そのまま境界面を通過してインク層１１４の内部を進行した後、インク層１１４と空気との境界面（インク層１１４の表面）に到達する。
【０１２８】
ところが、インク層１１４の表面は、表示板１１０の表面ほどには平坦でなく、表面に凹凸が形成されている。このため、インク層１１４の表面には、完全反射の条件が成り立たない箇所が、一定の割合で、しかもほぼ均一に発生することになり、そのような箇所からは、前述したスネルの法則に従って、一定比率の光が外部に透過する。その結果として、インク層１１４が光って見えるようになる。また、このようなメカニズムは、表示板１１０の表面の画像１１２を、いわゆるインクジェットプリンタを用いて印刷した場合に、より顕著に表れる。
【０１２９】
図１７は、インクジェットプリンタを用いて表示板１１０の表面に印刷した画像１１２を拡大した様子を概念的に示した説明図である。周知のように、インクジェットプリンタでは、細かなインク滴を吐出することによって画像を印刷する。従って、インクジェットプリンタを用いて、表示板１１０の表面に印刷された画像１１２は、図１７に示すように、細かな（小さな面積の）インク層１１４が集まって形成されている。しかも、インク層１１４の面積が小さいと、インクの表面張力の働きで、インク層１１４の表面（空気との境界面）は図１７に例示したように曲面状に形成される。このため、インクジェットプリンタを用いて印刷した画像１１２では、インク層１１４に到達した光の中で完全反射の条件を満たさずに、外部に透過する光の比率が大きくなるので、光散乱微粒子１１４ｐを含まない場合でも、十分に実用的な明るさで画像１１２を光らせることが可能となる。
【０１３０】
以上に説明したように、光散乱微粒子１１４ｐを含まない透明インクを用いて画像１１２を形成しておけば、表示板１１０の表面に形成した画像１１２を、より一層目立たないようにすることができる。その結果、ＬＥＤ１２６を点灯して画像１１２を光らせることで、透明な板の中から光って画像が浮き上がってきたような、たいへんに印象深い態様で画像を表示することが可能となる。尚、ここでは、インクジェットプリンタを例に用いて説明したが、インクジェットプリンタのように細かな（面積の小さな）インク層１１４を形成すれば、インクジェットプリンタ以外の方法で画像１１２を印刷した場合にも、上述した事柄は全く同様に当て嵌まる。
【０１３１】
Ｃ−２．第２の変形例  ：
また、上述した各種実施例および変形例では、表示板１１０の端面から入射した可視光を、インク層１１４内の光散乱微粒子１１４ｐで散乱させ、あるいはインク層１１４の表面を透過させることによって、画像を光らせるものとして説明した。この場合、赤色の光を入射すれば、画像は赤色に光って表示され、白色の光を入射すれば、画像は白色に光って表示されるといったように、表示板１１０の表面に印刷された画像１１２は、端面から入射した光の色で光ることになる。これに対して、蛍光材料を含有する透明インクを用いて画像１１２を形成しても良い。「蛍光」とは、可視光、紫外光、赤外光、電磁波などが照射されると、一時的に励起されたエネルギー状態となり、その励起状態からより安定な状態に戻る際に、照射された光とは異なる波長の光を放出する現象である。また、蛍光現象によって放出される光を、単に「蛍光」と呼ぶこともある。蛍光材料が異なれば、同じ光を照射した場合でも、異なる波長の光を放出し、異なる色に光らせることができる。従って、このような蛍光材料を用いれば、次のようにして画像を表示することも可能である。
【０１３２】
先ず、異なる色で光る蛍光材料を含有した複数種類の透明インクを用意する。これらの透明インクは、含有されている蛍光材料の種類に応じて、異なる色の蛍光を放出する。このような透明インクとしては、例えば、シンロイヒ株式会社から「ロイヒマーカー」あるいは「マジックルミノペイント」という商品名で、蛍光材料入りの塗料が市販されている。これらの製品は、通常の状態では透明でありながら、紫外光が照射されると蛍光を放出する特性を有しており、蛍光の色も、赤色の塗料や、緑色の塗料、青色の塗料など、種々の蛍光色の製品が市販されている。そこで、１枚の表示板１１０の表面に、これらの蛍光色の透明インクを用いて画像１１２を形成しておき、その表示板１１０の端面に向かい合わせて、紫外光を発生するＬＥＤ１２６を設けておく。そして、ＬＥＤ１２６を点灯させて紫外光を端面から入射してやれば、それぞれの蛍光色で画像１１２を光らせて表示することが可能となる。
【０１３３】
このような第２の変形例の画像表示装置１００では、通常の光の下では透明なインクを使用して画像１１２を印刷することができ、しかも、光散乱微粒子１１４ｐを分散させる必要もない。このため、ＬＥＤ１２６を点灯しない状態では、表示板１１０に画像１１２が形成されていることを、より一層目立ち難くすることができる。加えて、インク層１１４の表面を凹凸に形成したり、あるいは細かい（面積の小さい）インク層１１４によって画像１１２を形成する必要がないので、光の反射の具合によって、表示板１１０の表面に画像１１２が形成されていることに気付かれてしまうことも回避することができる。その結果、透明な板の中から光って画像が浮き上がってきたような、たいへんに印象深い態様で画像を表示することが可能となる。
【０１３４】
もちろん、第２の変形例の画像表示装置１００においても、複数枚の表示板１１０の表面に画像１１２を形成しても良い。例えば、前述した第２実施例の画像表示装置１００のように、ある表示板１１０の表面には蛍光色が赤色の透明インクを用いて画像１１２を形成し、他の表示板１１０には緑色の蛍光色の透明インクを用いて画像１１２を形成し、別の表示板１１０には青色の蛍光色の透明インクを用いて画像１１２を形成して、それらを重ね合わせて用いることとしても良い。こうすれば、複数枚の表示板１１０で分担して画像１１２を形成することができるので、１枚の表示板１１０に画像１１２を形成するよりも、より細かい画像１１２を形成することが可能となる。
【０１３５】
以上、本発明について各種の実施の形態を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各請求項に記載した範囲を逸脱しない限り、各請求項の記載文言に限定されず、当業者がそれらから容易に置き換えられる範囲にも及び、かつ、当業者が通常有する知識に基づく改良を適宜付加することができる。
【０１３６】
例えば、上述した各種の実施例あるいは変形例では、表示板１１０の表面に、透明インクによる画像が直に形成されているものとして説明した。しかし、表示板１１０の表面に直接、画像を形成するのではなく、透明インクによって画像１１２を描いた透明シートを、表示板１１０の表面に貼り付けることによって、画像１１２を形成しても良い。このようにしても、前述したメカニズムによって、透明シートの画像１１２を光らせることができる。すなわち、透明シートの屈折率は、表示板１１０の屈折率とほぼ同じであるから、表示板１１０の内部を進行する光にとっては、透明シートも表示板１１０も、大きな違いはない。このため、透明シートが貼り付けられている部分に到達すると、そのまま直進して、透明シートの表面に到達し、表面に透明インクによる画像が印刷されていれば、上述した原理によって画像を光らせることができる。そして、透明シートを貼り付けているのであれば、別の画像１１２が形成された透明シートに貼り替えることによって、異なる画像１１２を表示することも可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０１３７】
【図１】腕時計１０のガラス窓に組み込まれた第１実施例の画像表示装置１００を例示する説明図である。
【図２】透明な表示板１１０の表面に透明インクで印刷された画像１１２が表示される原理を示した説明図である。
【図３】ペンダントトップ２０に組み込まれた第１実施例の変形例の画像表示装置１００を示した説明図である。
【図４】第２実施例の画像表示装置１００の大まかな構成を示した説明図である。
【図５】第２実施例の表示板１１０をベース部１２０に装着する様子を示した説明図である。
【図６】ベース部１２０の溝１２４に装着された表示板１１０と、溝１２４内に設けられたＬＥＤ１２６との位置関係を概念的に示した断面図である。
【図７】画素毎の輝度データに応じた面積で画素内にインク層１１４を形成する様子を示した説明図である。
【図８】表示しようとする画像の画像データを例示した説明図である。
【図９】画像データの画素一列分の輝度データをインク層１１４の面積に変換した様子を例示した説明図である。
【図１０】第２実施例の画像表示装置１００において、画像データをインク層１１４の面積に変換する際の基本的な考え方を示した説明図である。
【図１１】第２実施例の画像表示装置１００において、画素毎にインク層１１４の面積を決定する様子を示した説明図である。
【図１２】カラー画像を表示可能な第２実施例の変形例の表示板１１０の構成を示す分解組立図である。
【図１３】第２実施例の変形例の画像表示装置１００において、ベース部１２０の溝に表示板１１０を装着した様子を示した説明図である。
【図１４】第２実施例の変形例の画像表示装置１００において、Ｒ成分用のインク層１１４Ｒ、Ｇ成分用のインク層１１４Ｇ、Ｂ成分用のインク層１１４Ｂの面積を決定する様子を示した説明図である。
【図１５】第２実施例の変形例の画像表示装置１００において、フルカラーのカラー画像を表示した様子を例示した説明図である。
【図１６】光散乱微粒子１１４ｐを用いることなくインク層１１４を光らせる原理を示す説明図である。
【図１７】インクジェットプリンタを用いて表示板１１０の表面に印刷した画像１１２を拡大した様子を概念的に示した説明図である。
【符号の説明】
【０１３８】
１０…腕時計、    ２０…ペンダントトップ、    １００…画像表示装置、
１１０…表示板、    １１２…画像、    １１４…インク層、
１１４ｐ…光散乱微粒子、    １１８…突起、    １２０…ベース部、
１２２…操作ボタン、    １２４…溝、    １２６…ＬＥＤ、
θｉ…入射角、    θｒ…反射角、    θｔ…透過角度、    θｃ…臨界角
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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