(57)【要約】【課題】照明光のコントラストにより、２次元形状を表示する。【解決手段】複数の開口が形成された遮光板と、開口を開閉可能な開閉部材３０ｂを有する表示装置１０において、文字及び絵柄などの２次元形状に対応した可動ピン３０を上昇させて、上昇した可動ピン３０の周囲を照明する。これにより、照明された遮光板１６の上面及び可動ピン３０に設けられた開閉部材３０ｂの上面と、照明されない可動ピン３０に設けられた開閉部材３０ｂの上面とのコントラストによって、所望の文字及び絵柄などを表示することができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
照明光のコントラストによって２次元形状を表示する表示装置であって、
前記照明光に対して遮光性を有し、複数の開口が２次元的に形成された遮光板と；
前記遮光板の一側に配置され、前記遮光板に形成された開口に向けて前記照明光を射出する光源と；
前記開口に対して、前記遮光板に直交する方向に移動可能に挿入された可動部と、前記可動部の一端に設けられ、前記可動部と一体的に移動して前記開口の開閉を行う開閉部とを有する複数の移動部材と；を備える表示装置。
【請求項２】
前記可動部は、前記照明光に対して透過性を有していることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記複数の移動部材を、前記遮光板に直交する方向へそれぞれ移動する移動機構を更に備える請求項１又は２に記載の表示装置。
【請求項４】
前記移動機構は、前記移動部材を移動する圧電素子を含むことを特徴とする請求項３に記載の表示装置。
【請求項５】
前記可動部は円柱または多角柱状であり、前記開口は、前記遮光板にマトリクス状又はハニカム状に形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の表示装置。
【請求項６】
前記光源は前記可動部材それぞれに設けられていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示装置に係り、更に詳しくは照明光のコントラストによって２次元形状を表示する表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
２次元的な文字や画像を表示する表示装置としては、例えばマトリクス状に配置された複数のＬＥＤ（Light Emitting Diode）を備え、対応するＬＥＤを選択的に点灯させることにより、文字等を表示するＬＥＤ表示装置や、ＬＥＤ電光掲示板などが知られている。しかしながら、この種の表示装置は、ＲＧＢ方式を採用することにより、多色画像を表現することが可能ではあるが、ＬＥＤの発光パワーを低くした場合にコントラストが低下するという不都合がある。
【０００３】
また、照明装置と文字等の模様が形成された表示板とを用いた表示装置としては、例えば特許文献１に記載されるように、アクリル板に凹凸模様を形成し、この凹凸模様を照明することにより、模様とその周囲とのコントラストを強調して視認性を向上させた装置が提案されている。しかしながら、この表示装置は、予めアクリル板に形成された模様しか表示することができず、表示装置としての注視性を向上させることが困難である。
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−３６１６２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は上述の事情の下になされたもので、その目的は、任意の文字又は絵柄を視認性よく表示することが可能な表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、照明光のコントラストによって２次元形状を表示する表示装置であって、前記照明光に対して遮光性を有し、複数の開口が２次元的に形成された遮光板と；前記遮光板の一側に配置され、前記遮光板に形成された開口に向けて前記照明光を射出する光源と；前記開口に対して、前記遮光板に直交する方向に移動可能に挿入された可動部と、前記可動部の一端に設けられ、前記可動部と一体的に移動して前記開口の開閉を行う開閉部とを有する複数の移動部材と；を備える表示装置である。
【０００７】
これによれば、表示する２次元形状に応じて対応する移動部材を移動させて、開口を開放することにより、移動部材の開閉部と遮光板との間から漏れる照明光によって、開口まわりの遮光板等が照明される。したがって、所望の文字及び絵柄に対応した開口を開放することで、照明光と移動部材の開閉部とによって形成されるコントラストによって、所望の文字等の表示が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の一実施形態を図１〜図５に基づいて説明する。図１は、本実施形態の表示装置１０を上方（＋Ｚ側）から見た図であり、図２は表示装置１０のＺＸ断面図である。図１及び図２を総合して見るとわかるように、表示装置１０は、ベース板１２、フレーム１４、及び透明カバー１８と、これらによって規定される空間に配置された遮光板１６、照明装置２０、４８４（＝２２×２２）本の可動ピン３０、駆動装置４０、及び駆動装置４０を制御する制御装置（不図示）などを備えている。
【０００９】
前記ベース板１２は、正方形板状の部材であり、その上面がほぼ水平となるように、例えば床面等に載置されている。
【００１０】
前記フレーム１４は、上方と下方が開放された矩形枠状の部材であり、下端部が前記ベース板１２上面の外縁部に固定されている。
【００１１】
前記透明カバー１８は、例えば無色透明のガラス、又はプラスチックを素材とする、正方形板状の部材であり、外縁部がフレーム１４の上端部に固定されている。
【００１２】
前記遮光板１６は、一例として４８４個の丸孔１６ａが、２２行２２列のマトリクス状に形成された正方形板状の部材であり、その外縁がフレーム１４の内壁面に固定されることで、ほぼ水平に支持されている。そして、遮光板１６に形成された各丸孔１６ａには、可動ピン３０が挿入されている。
【００１３】
前記照明装置２０は、例えばＬＥＤなどの光源を有し、遮光板１６の下面（−Ｚ側の面）に向かって照明光を射出することにより、遮光板１６の下面全体を斑なく照明する。
【００１４】
図３は、前記可動ピン３０の近傍を拡大して示す図である。図３に示されるように、可動ピン３０は、長手方向をＺ軸方向とする円柱状の導光部材３０ａと、該導光部材３０ａの上端（＋Ｚ側端）に固定された円形板状の開閉部材３０ｂとを含んで構成されている。
【００１５】
導光部材３０ａは、一例として透明のガラス、又はプラスチックを素材とし、その外径が遮光板１６に形成された丸孔１６ａの内径とほぼ等しくなっている。また、開閉部材３０ｂは、遮光性のある、例えば金属又はプラスチックを素材とし、その外径が丸孔１６ａの内径よりも十分に大きくなっている。
【００１６】
前記駆動装置４０は、図３に示されるように、遮光板１６の下面に固定された円筒ケース４１、円筒ケース４１の上端部及び下端部にそれぞれ固定された電磁石４３Ａ,４３Ｂ、各電磁石４３Ａ,４３Ｂにそれぞれ固定された環状部材４２Ａ,４２Ｂ、円筒ケース４１の内部を上下方向に移動する移動磁石４５を備えている。
【００１７】
前記円筒ケース４１は、例えば非磁性のステンレスなどを素材とした円筒状の部材であり、上端が遮光板１６の下面に固定されることで長手方向をＺ軸方向として配置されている。
【００１８】
前記電磁石４３Ａ,４３Ｂそれぞれは、Ｚ軸に平行な軸を中心に導線が巻回されたコイルを含んで構成されている。そしてコイルに可動ピン３０の導光部材３０ａが挿入された状態で、円筒ケース４１の上端部及び下端部に取り付けられている。
【００１９】
前記環状部材４２Ａ,４２Ｂそれぞれは、例えば強磁性体の鉄などを素材とした環状の部材である。この環状部材４２Ａ,４２Ｂそれぞれは、可動ピン３０の導光部材３０ａが挿入された状態で、電磁石４３Ａの下面、及び電磁石４３Ｂの上面にそれぞれ固定されている。
【００２０】
前記移動磁石４５は、長手方向をＺ軸方向とする中空部を有する円筒状の永久磁石である。この移動磁石４５は、上半分がＮ極、下半分がＳ極となるように着磁されている。また、移動磁石４５は、外径が円筒ケース４１の内径よりも小さく、内径が可動ピン３０の導光部材３０ａの外径とほぼ等しくなっており、中空部に導光部材３０ａが挿入された状態で、導光部材３０ａの側面に固定されている。
【００２１】
このように構成された駆動装置４０では、例えば、図３に示される状態から、電磁石４３Ａの下方及び電磁石４３Ｂの上方に、Ｓ極が形成されるように、電磁石４３Ａ,４３Ｂをそれぞれ励磁することで、移動磁石４５と電磁石４３Ａとの間には引力が生じ、移動磁石４５と電磁石４３Ｂとの間には反発力が生じる。これにより、移動磁石４５は、円筒ケース４１の内部を上方に移動し、環状部材４２Ａに磁着する。また、電磁石４３Ａの下方及び電磁石４３Ｂの上方に、Ｎ極が形成されるように、電磁石４３Ａ,４３Ｂをそれぞれ励磁することで、移動磁石４５と電磁石４３Ａとの間には反発力が生じ、移動磁石４５と電磁石４３Ｂとの間には引力が生じる。これにより、移動磁石４５は、円筒ケース４１の内部を下方に移動し、環状部材４２Ｂに磁着する。このように駆動装置４０は、電磁石４３Ａ,４３Ｂを励磁することで、例えば図４に示されるように、可動ピン３０を、上昇し、また、図３に示されるように、可動ピン３０を下降させることが可能となっている。
【００２２】
上述した表示装置１０では、例えば文字「Ａ」を表示する場合には、照明装置２０から照明光を射出した状態で、不図示の制御装置により対応する駆動装置４０を駆動して、図５に示される着色された可動ピン３０を上昇させ、他の可動ピン３０を下降させる。これにより、図４を参酌するとわかるように、照明装置２０からの照明光は、上昇した状態の可動ピン３０の導光部材３０ａを通り、丸孔１６ａを介して遮光板１６の上面、及び下降した状態の可動ピン３０に設けられた開閉部材３０ｂの上面に達する。一方、下降した状態の可動ピン３０は、遮光板１６に形成された丸孔１６ａを、開閉部材３０ｂによって閉塞するため、照明光は遮光される。したがって、図５に着色して示される可動ピン３０の周囲の遮光板１６の上面及び下降した状態の可動ピン３０に設けられた開閉部材３０ｂの上面が照明され、着色して示される可動ピン３０に設けられた開閉部材３０ｂの上面が照明されないことによるコントラストによって、文字「Ａ」が表示される。
【００２３】
また反対に、照明装置２０から照明光を射出した状態で、図５に示される着色された可動ピン３０を下降させ、他の可動ピン３０を上昇させることにより、照明装置２０からの照明光によって、遮光板１６の上面と着色して示される可動ピン３０に設けられた開閉部材３０ｂの上面が照明され、着色して示される可動ピン３０以外の、上昇した状態の可動ピン３０に設けられた開閉部材３０ｂの上面が照明されないことによるコントラストによって、文字「Ａ」が表示される。
【００２４】
以上説明したように、本実施形態に係る表示装置１０は、例えば文字や絵柄などの２次元形状に対応した可動ピン３０を上昇させることで、照明された遮光板１６の上面及び可動ピン３０に設けられた開閉部材３０ｂの上面と、照明されない可動ピン３０に設けられた開閉部材３０ｂの上面とのコントラストによって、所望の文字等を表示することができる。
【００２５】
なお、本実施形態では、一例として文字「Ａ」を表示する場合について説明したが、これに限らず、複数の可動ピン３０のうちから適当な可動ピン３０を選択して昇降させることで、任意の文字又は絵柄を表示させることが可能となる。
【００２６】
また、本実施形態では、２２行２２列のマトリクス状に配置された可動ピン３０を備える表示装置１０を用いた説明を行ったが、これは説明の便宜のためであり、表示装置１０は、１４４（＝２２×２２）本以上の数の可動ピン３０を備えていてもよい。また、可動ピン３０はマトリクス状に配置するほか、例えばハニカム状に配置してもよく、可動ピン３０の導光部材３０ａは円柱状に限らず、多角柱状でもよい。
【００２７】
また、本実施形態にかかる表示装置１０は、移動磁石４５を備える駆動装置４０を用いて、複数の可動ピン３０をそれぞれ昇降させたが、駆動装置４０の他に、例えば空気圧又は油圧を利用した駆動機構や、超音波モータ等のモータを用いて可動ピン３０を駆動することとしてもよい。
【００２８】
また、駆動装置４０に代えて、例えば可動ピン３０を上下方向に関する複数の位置で保持することができる駆動機構を用いてもよい。これによれば、可動ピン３０の位置を適当に選択することで、導光部材３０ａから遮光板１６の上面へ射出される照明光の光量を調整することが可能となる。なお、このような駆動機構としては、公知のリニアモータ等のアクチュエータを用いることができる。
【００２９】
また、本実施形態では、可動ピン３０が透過性を有する導光部材３０ａを有している場合について説明したが、これに代えて、例えば、遮光板１６の丸孔１６ａの内径よりも小さい軸を有する可動ピンを用い、この軸を介して開閉部材３０ｂを昇降させるとともに、軸と丸孔１６ａの隙間から照明光を遮光板１６の上面へ射出するようにしてもよい。
【００３０】
また、駆動装置４０をはじめとする駆動装置を用いなくとも、文字等を表示することは可能である。一例として図６には、駆動装置４０を持たない表示装置１０が示されている。この表示装置１０は、図６に示されるように、所定間隔隔てて配置された遮光板１６を２組備え、複数の可動ピン３０は２組の遮光板１６をそれぞれ貫通するように配置されている。また、２組の遮光板１６の間には、保持マット１７が配置されている。この保持マット１７は、例えば不織物等を重ね合わせることにより形成されており、可動ピン３０と接触する部分に摩擦力を生じさせる。これにより、可動ピン３０を昇降させると、図６に示されるように、可動ピン３０は、保持マット１７との摩擦力によって、昇降された位置で保持される。
【００３１】
表示装置１０を上記のように構成し、例えば手動で複数の可動ピン３０を選択的に昇降させることで、文字や絵柄を表示することが可能となる。
【００３２】
また、上記実施形態では、円柱状の導光部材３０ａを有する可動ピン３０を備えた表示装置１０の説明を行ったが、可動ピン３０に変えて、一例として図７に示されるように、上方が開放された直方体状で、透過性を有するケーシング５０ａと、このケーシング５０ａの内部に配置された光源２１と、ケーシング５０ａの上端に固定された遮光性を有する遮光カバー５０ｂとを含んで構成された光源ユニット５０をマトリクス状に配置して、それぞれの光源ユニット５０を、駆動装置４０によって昇降させてもよい。
【００３３】
例えば、図７に示されるように、光源ユニット５０を上昇させると、遮光板１６の上面から突出したケーシング５０ａからは、照明光が水平方向へ射出される。したがって、文字や絵柄に対応させて光源ユニット５０を昇降させることによって、照明された遮光板１６の上面及び光源ユニット５０に設けられた遮光カバー５０ｂの上面と、照明されない遮光カバー５０ｂの上面とのコントラストによって、所望の文字等を表示することが可能となる。なお、この場合には、駆動装置４０としては、例えばピエゾ素子などの圧電素子を用いることができる。また、光源２１としては、例えばＲＧＢに対応したものを用いることで、さまざまな色の照明光で、文字等を表示することが可能となる。
【００３４】
また、本実施形態では、コントラストによって文字等を表示したが、例えば図８（Ａ）に示されるように、可動ピン３０の上部に、上方に照明光を射出する発光ユニット３５を設けても良い。この発光ユニット３５は、光源２２と、光源２２から射出された照明光を反射する円錐形状の反射部材３５ｂと、反射部材３５ｂの上端に固定された透過性を有する透明板３５ａを備えている。そして、光源２２を駆動しつつ、本実施形態の表示装置１０と同様に可動ピン３０を駆動することで、光源２２からの照明光による直接照明と、光源装置２０からの照明光により形成されるコントラストとの双方によって、文字等を表示させることが可能となる。また、光源ユニット５０についても、図８（Ｂ）に示されるように、上方と水平方向とに照明光をそれぞれ射出する光源２１,２２をそれぞれ設けてもよい。
【００３５】
なお、上記実施形態及び変形例にかかる表示装置では、可動ピン３０及び光源ユニット５０の移動方向を上下方向として説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば可動ピン３０は、垂直方向などに移動するようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
以上説明したように、本発明の表示装置は、文字及び絵柄などの２次元形状を表示するのに適している。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】表示装置１０を上方から見た図である。
【図２】表示装置１０のＺＸ断面図である。
【図３】可動ピン３０の近傍を拡大して示す図である。
【図４】可動ピン３０の動作を説明するための図である。
【図５】表示装置１０の動作を説明するための図である。
【図６】表示装置１０の変形例（その１）を示す図である。
【図７】表示装置１０の変形例（その２）を示す図である。
【図８】図８（Ａ）は可動ピン３０の変形例を示す図であり、図８（Ｂ）は光源ユニット５０の変形例を示す図である。
【符号の説明】
【００３８】
１０…表示装置、１２…ベース板、１４…フレーム、１６…遮光板、１６ａ…丸孔、１７…保持マット、１８…カバー、２０…照明装置、２１,２２…光源、３０…可動ピン、３０ａ…導光部材、３０ｂ…開閉部材、３５…発光ユニット、３５ａ…透明板、３５ｂ…反射部材、４０…駆動装置、４１…円筒ケース、４２Ａ,４２Ｂ…環状部材、４３Ａ,４３Ｂ…電磁石、４５…移動磁石、５０…光源ユニット、５０ａ…ケーシング、５０ｂ…遮光カバー。
【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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