(57)【要約】【課題】様々な立体物をリアルに表現し、連続的に形態を変化させることのできる立体表示装置を提供する。【解決手段】立体表示装置１００は、発光手段を内蔵した透明で棒状の構造体と、該構造体を長さ方向に上下移動させるアクチュエータ１とからなる表示素子が表示素子配列領域１０ａに配列された表示部１０と、前記表示素子ごとにアクチュエータ及び発光手段を制御する制御部２０と、外部から表示する立体物の情報が入力されるデータ入力部３０とを備えており、制御部２０は、データ入力部３０に入力された立体物の情報に基づき前記表示素子ごとにアクチュエータに構造体を上下移動させるとともに発光手段を発光させて、表示部１０全体として前記立体物の形態を表示する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光手段を内蔵した透明で棒状の構造体と、該構造体を長さ方向に上下移動させるアクチュエータとからなる表示素子が配列された表示部と、前記表示素子ごとにアクチュエータ及び発光手段を制御する制御部と、外部から表示する立体物の情報が入力されるデータ入力部とを備え、
前記制御部は、前記データ入力部に入力された立体物の情報に基づき前記表示素子ごとにアクチュエータに構造体を上下移動させるとともに発光手段を発光させて、表示部全体として前記立体物の形態を表示することを特徴とする立体表示装置。
【請求項２】
前記制御部は、時間経過と共に前記構造体の上下位置を変動させ前記立体物の動きを表現することを特徴とする請求項１に記載の立体表示装置。
【請求項３】
前記表示部表面は透明で可撓性のあるフィルムで覆われており、前記制御部は、該フィルムを上下運動する前記構造体の先端で支持させることにより撓ませて前記立体物の形状を表示することを特徴とする請求項１に記載の立体表示装置。
【請求項４】
前記アクチュエータは、ポリマーアクチュエータ素子からなることを特徴とする請求項１に記載の立体表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、立体物を実際に表示する立体表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、立体物を表示する装置として、複数配置されたステッピングモータと、該ステッピングモータのシャフトの先端に設けた雄ネジ部にキャップ状に形成されたナット状部材を螺合させた構造体とを具備した構造体ディスプレイが提案されている（例えば、特許文献１，２参照。）。
【０００３】
この装置により、広告や絵画等を立体的に表示したり、コンピュータディスプレイの文字や図形等を立体表示したりすることができ、またその表示したものを利用して視覚障害者等にそれらの形状を認識させることにも用いることができる。
【０００４】
【特許文献１】特開平５−９６８６３号公報
【特許文献２】特開平８−７６６８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、これらの技術においてステッピングモータの駆動による構造体の上下移動により立体物を表示するものであるために一旦立体物を表示するとつぎに立体物を表示するためには時間を要するものであった。また、構造体の上下位置により立体形状を表示するだけであるために表現できる立体物の種類に限界があった。
【０００６】
本発明は、以上の従来技術における問題に鑑みてなされたものであり、様々な立体物をリアルに表現し、連続的に形態を変化させることのできる立体表示装置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】
【０００７】
前記課題を解決するために提供する本発明は、発光手段を内蔵した透明で棒状の構造体と、該構造体を長さ方向に上下移動させるアクチュエータとからなる表示素子が配列された表示部と、前記表示素子ごとにアクチュエータ及び発光手段を制御する制御部と、外部から表示する立体物の情報が入力されるデータ入力部とを備え、前記制御部は、前記データ入力部に入力された立体物の情報に基づき前記表示素子ごとにアクチュエータに構造体を上下移動させるとともに発光手段を発光させて、表示部全体として前記立体物の形態を表示することを特徴とする立体表示装置である。
【０００８】
ここで、前記制御部は、時間経過と共に前記構造体の上下位置を変動させ前記立体物の動きを表現することが好ましい。
【０００９】
また、前記表示部表面は透明で可撓性のあるフィルムで覆われており、前記制御部は、該フィルムを上下運動する前記構造体の先端で支持させることにより撓ませて前記立体物の形状を表示するとよい。
【００１０】
また、前記アクチュエータは、ポリマーアクチュエータ素子からなることが好適である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、構造体により立体物の形状を表現すると共に発光手段の発光する光で該立体物の模様や色調を表現することにより様々な立体物をリアルに表示することができる。また、構造体の連続的な上下移動により、連続的に形態を変化させ立体物の動きを表現することができる。さらに、構造体を上下移動させるためのアクチュエータとしてポリマーアクチュエータ素子を使用することで、立体表示装置の小型化が可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下に、本発明に係る立体表示装置の第１の実施の形態について説明する。
図１は、本発明に係る立体表示装置の構成を示すブロック図である。また、図２は、本発明の立体表示装置のうち、表示素子配列領域の断面構成を示す概略図である。
【００１３】
立体表示装置１００は、発光手段１３を内蔵した透明で棒状の構造体１２と、該構造体１２を長さ方向に上下移動させるアクチュエータ１５とからなる表示素子１１が表示素子配列領域１０ａに配列された表示部１０と、前記表示素子１１ごとにアクチュエータ１５及び発光手段１３を制御する制御部２０と、外部から表示する立体物の情報が入力されるデータ入力部３０とを備えており、制御部２０は、データ入力部３０に入力された立体物の情報に基づき前記表示素子１１ごとにアクチュエータ１５に構造体１２を上下移動させるとともに発光手段１３を発光させて、表示部１０全体として前記立体物の形態を表示するものである。
【００１４】
ここで、表示素子１１は、棒状の構造体１２の一端にアクチュエータ１５が一本の棒形状を呈するように連結されており、該構造体１２の他端側で発光手段１３により所定のカラー色で発光表示するようになっている（図２）。
【００１５】
この表示素子１１は、隣接する表示素子１１との間隔が一定となるように基準面ＢＦ上にアクチュエータ１５を固定して配置されるとともに、発光手段１３により発光する部分が表示板１７に設けられた孔から突出するようになっている。
【００１６】
構造体１２の外形は細長い棒形状のものであれば、とくに限定されないが例えばピン、円柱、角柱などでよい。また、必ずしも構造体１２全体が透明である必要はなく、発光手段１３の光を外部に表示する部分が透明であればよい。あるいは、構造体１２の先端から発光手段１３の発光部分（光拡散体１３ｂ部分）と露出させてもよい。
【００１７】
発光手段１３は、構造体１２の上下移動に追従しながら外部からの光を構造体１２内部に伝達する光ファイバー１３ａと、該光ファイバー１３ａからの光を拡散して表示する光拡散体１３ｂとから構成されている。なお、この光の光源としては公知技術のものでよいが、例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）素子を用いればよい。
【００１８】
アクチュエータ１５は、構造体１２を上下移動させる機構であり、例えばポリマーアクチュエータ素子からなることが好ましい。
【００１９】
図３にポリマーアクチュエータ素子を用いたアクチュエータの例を示す全体図、図４にこのポリマーアクチュエータ素子の概略図を示す。
アクチュエータ１５は、複数の中空の切頭錐体であるポリマーアクチュエータ素子１５ａ同士が接合されて蛇腹形状をなし、そのポリマーアクチュエータ素子１５ａの１つの表裏面にリード線１５４が接続された構成となっている。また、アクチュエータ１５は、内部を長手方向に貫通する穴を有している。また、ポリマーアクチュエータ素子１５ａは、中空の切頭錐体１つ分で陽イオン物質が含浸されたイオン導電性高分子体１５１と、イオン導電性高分子体１５１の内面、外面それぞれに設けられる電極膜１５２とを備える構成となっている。
【００２０】
なお、ここでいうポリマーアクチュエータ素子１５ａは、特許第２９６１１２５号公報、特開平１１−２０６１６２号公報などで開示されている従来公知のものでもよいが、それ以外に例えばつぎのような構成のものを使うとよい。
図５は、本発明で使用するポリマーアクチュエータ素子の基本的構成を示す断面図である。
ポリマーアクチュエータ素子ａ１は、陽イオン物質が含浸されたイオン導電性高分子膜（イオン導電性高分子フィルム）１と、該イオン導電性高分子膜１の両面それぞれに設けられる電極膜２と、該電極膜２それぞれに電気的に接続されたリード線４とを備え、１対のリード線４より電極膜２間に電圧が印加されることによりイオン導電性高分子膜１が湾曲または変形するものである。
【００２１】
イオン導電性高分子膜１は、フッ素樹脂、炭化水素系などを骨格としたイオン交換樹脂からなり、表裏２つの主面をもつ形状を呈している。例えば、短冊形状、円盤形状、円柱形状、円筒形状などが挙げられる。また、イオン交換樹脂としては、陰イオン交換樹脂、陽イオン交換樹脂、両イオン交換樹脂いずれでもよいが、このうち陽イオン交換樹脂が好適である。
【００２２】
陽イオン交換樹脂としては、ポリエチレン、ポリスチレン、フッ素樹脂などにスルホン酸基、カルボキシル基などの官能基が導入されたものが挙げられ、とくにフッ素樹脂にスルホン酸基、カルボキシル基などの官能基が導入された陽イオン交換樹脂が好ましい。
【００２３】
電極膜２は、カーボン粉末とイオン導電性樹脂とからなり、前記カーボン粉末同士がイオン導電性樹脂を介して結合していることを特徴とする。カーボン粉末は、導電性をもつカーボンブラックの微細粉末であり、比表面積が大きなものほど電極膜２としてイオン導電性高分子膜１と接する表面積が大きくなりより大きな変形量を得ることができる。例えばケッチェンブラックが好ましい。また、イオン導電性樹脂は、イオン導電性高分子膜１を構成する材料と同じものでよい。
【００２４】
また、電極膜２は、イオン導電性樹脂成分とカーボン粉末を含む塗料がイオン導電性高分子膜１に塗布されてなるものである。あるいは、電極膜２は、カーボン粉末とイオン導電性樹脂とからなる導電膜がイオン導電性高分子膜１に圧着されてなるものである。
いずれの方法によっても、簡便に短時間で電極膜２を形成することができる。
【００２５】
なお、少なくともイオン導電性高分子膜１に陽イオン物質が含浸されているが、該陽イオン物質とは、水及び金属イオン、水及び有機イオン、イオン液体のいずれかであることが好ましい。ここで、金属イオンとは例えば、ナトリウムイオン、カリウムイオン、リチウムイオン、マグネシウムイオン等が挙げられる。また、有機イオンとは例えば、アルキルアンモニウムイオン等が挙げられる。これらのイオンはイオン導電性高分子膜１中において水和物として存在している。イオン導電性高分子膜１が水及び金属イオン、または水及び有機イオンを含み、含水状態となっている場合には、ポリマーアクチュエータ素子ａ１は中からこの水が揮発しないように封止されていることが好ましい。
【００２６】
また、イオン液体とは、常温溶融塩とも言われる不燃性、不揮発性のイオンのみからなる溶媒であり、例えばイミダゾリウム環系化合物、ピリジニウム環系化合物、脂肪族系化合物のものを使用することができる。イオン導電性高分子膜１にイオン液体を含浸させている場合には、揮発する心配なく高温あるいは真空中でもポリマーアクチュエータ素子ａ１を使用することができようになる。
【００２７】
また、図６に、前記ポリマーアクチュエータ素子の変形例を示す。
図６は、本発明で使用する別のポリマーアクチュエータの基本的構成を示す断面図である。
ポリマーアクチュエータ素子ａ２は、上述したポリマーアクチュエータ素子ａ１の１対の電極膜２それぞれの上に金または白金からなる金属導電膜３を備え、該金属導電膜３にリード線４を電気的に接続した構成となっている。ここで、イオン導電性高分子膜１、電極膜２、イオン導電性高分子膜１に含浸させる陽イオン物質は、図５で示したものと同じである。
【００２８】
ここで、金属導電膜３は、１対の電極膜２それぞれの上に湿式めっき法、蒸着法、スパッタ法などの従来公知の成膜手法により、金または白金の薄膜が形成されてなるものである。この金属導電膜３の厚さにはとくに制限はないが、リード線４からの電位が電極膜２に均等に印加されるように連続した膜となる程度の厚さであることが好ましい。
【００２９】
図７に、これらのポリマーアクチュエータ素子ａ１，ａ２の動作原理を示す。ここでは、イオン導電性高分子膜１中にナトリウムイオンが含浸されているものとして説明する。
図７（ａ）では、電源Ｅよりリード線４を通じて、図中左側のポリマーアクチュエータａ１の電極膜２にプラスの電位、図中右側の電極膜２にマイナスの電位を印加している。この電位差により、ポリマーアクチュエータ素子ａ１（ａ２）のイオン導電性高分子膜１中では、マイナスの電位が印加された側（図中右側）の電極膜２にナトリウムイオン水和物が引き寄せられて移動し、当該電極膜２の近傍に集中しこの領域は体積膨張するようになる。一方、プラスの電位が印加された側（図中左側）の電極膜２近傍におけるナトリウム水和物濃度は減少し、この領域は体積収縮するようになる。その結果、イオン導電性高分子膜１の２つの電極膜２近傍領域の間に体積差が生じることとなり、イオン導電性高分子膜１は図中左側に湾曲するようになる。
【００３０】
図７（ｂ）では、２つの電極膜２がショートした状態でつながれることから２つの電極膜２近傍領域で蓄積された電荷に応じて放電が起こる。そして、その結果２つの電極膜２の間に電位差がなくなることから、イオン導電性高分子膜１の２つの電極膜２近傍領域の間に体積差はなくなり、イオン導電性高分子膜１は初期形状状態である真っ直ぐな状態となる。
【００３１】
図７（ｃ）では、電源Ｅよりリード線４を通じて、図中左側のポリマーアクチュエータ素子ａ１（ａ２）の電極膜２にマイナスの電位、図中右側の電極膜２にプラスの電位を印加しており、電圧印加方法が図７（ａ）の場合とは逆である。この電位差により、ポリマーアクチュエータ素子ａ１（ａ２）のイオン導電性高分子膜１中では、マイナスの電位が印加された側（図中左側）の電極膜２の近傍領域は体積膨張するようになり、プラスの電位が印加された側（図中右側）の電極膜２近傍領域は体積収縮するようになる。その結果、イオン導電性高分子膜１は図中右側に湾曲するようになる。
【００３２】
なお図４において、イオン導電性高分子体１５１は形状が異なるだけで図５に示したイオン導電性高分子膜１と同じである。また、電極膜１５２、陽イオン物質も、図５に示した電極膜２、イオン導電性高分子膜１に含まれる陽イオン物質と同じである。
【００３３】
図８に、ポリマーアクチュエータ素子１５ａの動作原理を示す。ここでは、ポリマーアクチュエータ素子１５ａのイオン導電性高分子体１５１中にナトリウムイオンが含浸されているものとして説明する。
【００３４】
図８（ａ）では、電源Ｅよりリード線１５４を通じて、ポリマーアクチュエータ素子１５ａの内周面の電極膜１５２にプラスの電位、外周面の電極膜１５２にマイナスの電位を印加している。この電位差（０．５〜２．０Ｖ程度）により、イオン導電性高分子体１５１中では、マイナスの電位が印加された側（外周面）の電極膜１５２にナトリウムイオン水和物が引き寄せられて移動し、当該電極膜１５２の近傍に集中しこの領域は体積膨張するようになる。一方、プラスの電位が印加された側（内周面）の電極膜１５２近傍におけるナトリウム水和物濃度は減少し、この領域は体積収縮するようになる。その結果、イオン導電性高分子体１５１の２つの電極膜１５２近傍領域の間に体積差が生じることとなり、イオン導電性高分子体１５１は切頭錐体の開口部の口径が小さくなるように変形しその切頭錐体の高さが高くなる。
【００３５】
図８（ｂ）では、電源Ｅからの電圧印加はなく、２つの電極膜１５２間をショートさせることから、イオン導電性高分子体１５１の２つの電極膜１５２近傍領域の間に体積差はなく、イオン導電性高分子体１５１は変形することなく当初成形時の状態となる。
【００３６】
図８（ｃ）では、電源Ｅよりリード線１５４を通じて、ポリマーアクチュエータ素子１５ａの内周面の電極膜１５２にマイナスの電位、外周面の電極膜１５２にプラスの電位を印加しており、電圧印加方法が図８（ａ）の場合とは逆である。この電位差により、イオン導電性高分子体１５１中では、マイナスの電位が印加された側（内周面）の電極膜１５２の近傍領域は体積膨張するようになり、プラスの電位が印加された側（外周面）の電極膜１５２近傍領域は体積収縮するようになる。その結果、イオン導電性高分子体１５１は切頭錐体の開口部の口径が大きくなるように変形しその切頭錐体の高さが低くなる。
【００３７】
このポリマーアクチュエータ素子１５ａの動作原理に基づいて、本発明のアクチュエータ１５はつぎのように動作することになる。
図９に、本発明のアクチュエータ１５の動作を示す。ここでは、イオン導電性高分子体１５１中にナトリウムイオンが含浸されているものとして説明する。
【００３８】
図９（ａ）では、電源Ｅよりリード線１５４を通じて、アクチュエータ１５の内周面の電極膜１５２にプラスの電位、外周面の電極膜１５２にマイナスの電位を印加している。この場合、図８（ａ）に示した場合と同様の現象が起こるが、イオン導電性高分子体１５１を構成する切頭錐体それぞれが変形することから、アクチュエータ１５全体としてはその全長が大きく伸長することとなる。これに伴い、構造体１２はアクチュエータ１５により押し上げられ、表示素子１１として表示板１７から大きく突出するようになる。また、光ファイバー１３ａは、構造体１２側からアクチュエータ１５の内部を貫通する穴を通って外部の光源に遊びの長さを持って接続されており、構造体１２の上方向の移動に追従することができる。
【００３９】
図９（ｂ）では、電源Ｅからの電圧印加はなく、２つの電極膜１５２間はショートされ電位差がなくなる。この場合、図８（ｂ）に示した場合と同様に、イオン導電性高分子体１５１は変形することなく当初成形時の状態となる。
【００４０】
図９（ｃ）では、電源Ｅよりリード線１５４を通じて、アクチュエータ１５の内周面の電極膜１５２にマイナスの電位、外周面の電極膜１５２にプラスの電位を印加している。この場合、図８（ｃ）に示した場合と同様の現象が起こるが、イオン導電性高分子体１５１を構成する切頭錐体それぞれが変形することから、アクチュエータ１５全体としてはその全長が大きく縮小することとなる。これに伴い、構造体１２はアクチュエータ１５により引き下げられ、表示素子１１として表示板１７からの突出量が小さくなるように下方向に移動する。
【００４１】
以上のようにして、アクチュエータ１５の伸長または収縮に伴って表示素子１１の構造体１２の上下位置を調整することができる。
すなわち、図９に示すように、アクチュエータ１５の開口端に構造体１２を固定して設け、アクチュエータ１５を図９（ａ）、（ｂ）、（ｃ）それぞれの状態とすることで構造体１２の上下位置を調整することが可能である。
【００４２】
以上のアクチュエータ１５は次の手順で作製することができる。
（Ｓ１１）中心を円形にくり貫いた円盤形状のイオン導電性高分子膜を複数用意する。
（Ｓ１２）それぞれのイオン導電性高分子膜を図４に示すような中空の切頭錐体形状に変形させ、この状態でイオン導電性高分子膜のガラス転移点以上に加熱した後に冷却する。これにより、イオン導電性高分子膜は中空の切頭錐体形状として保持されるようになる。
（Ｓ１３）複数のステップＳ１２で得られたものをその切頭錐体の同じ口径となる開口部同士を向き合わせてその開口部端面を接着剤で接合する。これにより、複数の中空の切頭錐体同士が接合された蛇腹形状をなすイオン導電性高分子体１５１となる。
（Ｓ１４）有機溶媒にイオン導電性樹脂を溶解したものに、所定の比表面積のカーボン粉末を目標のカーボン粉末とイオン導電性樹脂との固形分重量比となるように混ぜ合わせ、分散させて塗料を得る。
（Ｓ１５）ステップＳ１４の塗料中にイオン導電性高分子体１５１をディッピング塗布し、その塗膜を大気中で乾燥させる。当該処理（ディッピング塗布−乾燥）を繰り返し、所望の厚さの電極膜１５２を内周面、外周面それぞれに形成する。これ以外にめっき法により導電性金属からなる電極膜１５２を形成してもよい。
（Ｓ１６）イオン導電性高分子体１５１に陽イオン物質を含浸させる処理を行う。具体的には、イオン導電性高分子体１５１に電極膜１５２を形成したものを金属イオン、有機イオンいずれかを含む塩化物溶液または水酸化物溶液、あるいはイオン液体に浸漬することにより、これらの金属イオン、有機イオン、イオン液体がイオン導電性高分子体１５１及び電極膜１５２中に含浸させる。
（Ｓ１７）１対の電極膜１５２それぞれにリード線１５４を接続して、アクチュエータ１５を完成する。
【００４３】
つぎに、本発明でいう立体物の形態とは、該立体物の形状と、立体物の模様及び／又は色調とが組み合わされてその立体物の外観が表示されるものである。詳しくは、立体物の形状は構造体１２が上下移動して表示板１７から突出している状態により表示され、立体物の模様及び／又は色調は発光手段１３の発光状態により表示される。また立体物の模様及び／又は色調を白黒表示する場合、発光手段１３の光は単色であり表示素子１１ごとの発光手段１３の光量が調整されて明暗表示することにより、その模様及び／又は色調が表現される。また立体物の模様及び／又は色調をカラー表示する場合、表示素子１１ごとの発光手段１３のＲＧＢ三原色の割合と光量が調整されて明暗表示することにより、その模様及び／又は色調が表現される。さらに、前記明暗表示としては、単に光量や三原色を調製するだけではなく、発光手段１３の発光状態により立体物の陰影を表現することにより、該立体物にある角度で外光が照らされたようなよりリアルな表示が可能となる。
【００４４】
本発明によれば、制御部２０のアクチュエータ制御により、時間経過と共に構造体１２の上下位置を変動させて立体物の動きを表現することが可能である。図１０，図１１に、その具体例を示す。
【００４５】
図１０は、立体表示装置１００の表示部１０において立体形状の波が水平方向に移動する様子を表示する例である。
例えば、時間経過とともに図１０において構造体１２が最も突出している部分（波の高さとして最も高いピーク）Ｐ１が徐々に図中左方向（Ｘ方向）に移動していくことを表示する。これは、当初Ｐ１の位置の構造体１２の高さが最も高いが、次の瞬間にはＰ１の構造体１２の高さは少し低くなり同時にその左隣（仮にＰ´）の構造体１２の高さが最も高くなり、そのまた次の瞬間にはＰ１の位置の構造体１２の高さはさらに低くなり、Ｐ１´の位置の構造体１２も少し低くなり同時にその左隣の構造体１２の高さが最も高くなる、といった動作を繰り返して波が左方向に移動する様子を表現する。また、このときの構造体１２それぞれに対応した発光手段１３は、制御部２０の制御により単色（例えば青色）で発光しており、その明暗で波の動きを視覚的に理解し易くすることができる。具体的には図中Ｙ方向の中央に位置する表示素子１１は明るい青で表示され、そこから端に行くにつれて段階的に暗い青を表示するとともに、Ｙ方向同じ位置でＸ方向に並ぶ表示素子１１は同色とする。
【００４６】
図１１は、立体表示装置１００の表示部１０において立体形状の複数のピークがその位置で垂直方向（上下方向）に伸縮を繰り返す様子を表示する例である。
例えば、時間経過とともに図１１において構造体１２が最も突出している部分Ｐ２、Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５，Ｐ６，Ｐ７，Ｐ８が徐々に高さが低くなるとともに、当初突出高さが低い部分Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４が徐々に高さが高くなるよう表示する。また、部分Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４が最も突出した状態となると今度は逆に部分Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４が徐々に高さが低くなるとともに、部分Ｐ２、Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５，Ｐ６，Ｐ７，Ｐ８が徐々に高さが高くなるよう表示し、これを繰り返すものである。また、このときの構造体１２それぞれに対応した発光手段１３は、制御部２０の制御により部分Ｐ２、Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５，Ｐ６，Ｐ７，Ｐ８，Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４それぞれを中心とした一定範囲の表示素子１１ごとに色を違えたカラー表示となるように発光しており、その部分ごと動きを視覚的に理解し易くすることができる。
【００４７】
図１０、図１１の表示はいずれの場合も、立体表示装置１００のデータ入力部３０にその動きに関する情報も含んだ立体物情報が入力され、その立体物情報に基づいて制御部２０が表示部１０の表示素子１１それぞれを制御して立体物をリアルに表示するものである。ここで、データ入力部３０への情報の入力は立体表示装置１００に直接情報記録媒体を読み込ませることをおこなってもよいが、通信回線を通じた情報の入力を行ってもよい。
【００４８】
また、このときの構造体１２は前述のアクチュエータ１５により上下移動させられるものであるが、構造体１２として先端のとがったピン形状のものを用い、その高さを調製すれば触感によりその立体物を感得できるような表示も可能である。
【００４９】
次に、本発明に係る立体表示装置の第２の実施の形態について説明する。
本実施の形態では、立体表示装置全体の概略構成は第１の実施の形態（図１）と同じであり、表示素子配列領域１０ａの断面構成が一部異なるだけである。
【００５０】
図１２は、その表示素子配列領域の断面構成を示す概略図である。
図１２に示した構成は、第１の実施の形態の構成（図２）と比較すると、表示部１０表面は透明で可撓性のあるフィルム１６で覆われている点で異なり、それ以外は同じである。すなわち、フィルム１６の端部が表示板１７に固定されており、該フィルム１６の主面が構造体１２それぞれの先端に当接している。
【００５１】
これによって、フィルム１６は、制御部２０の制御により上下運動する構造体１２の先端で支持されて撓むことでより滑らかな表面形状をもった立体物を表示することができる。また、フィルム１６は透明であるので、発光素子１１それぞれの光をフィルム１６を透過させて表示することができる。その具体例を図１３に示す。
【００５２】
図１３は、この立体表示装置の表示部１０において、もみじの葉を表示した例である。
図１３（ａ）は表示部１０の真上から見た様子を示しており、図１３（ｂ）は表示部１０の横から見た様子を示している。このように表示素子１１それぞれの構造体１２の微妙な高さの調整を行い、かつ発光手段１３によるカラー表示を適切に行うことにより繊細なテクスチャーも表現することが可能となる。
【００５３】
なお、このときフィルム１６の材質、表面仕上げや表示素子１１それぞれの構造体１２の微妙な高さを調整することにより、人が直接触ってその触感からその立体物をリアルに感得させることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明に係る立体表示装置の構成を示す概略図である。
【図２】本発明に係る立体表示装置の表示素子配列領域の断面構成（１）を示す図である。
【図３】本発明で使用するアクチュエータの構成を示す概略図である。
【図４】図３に示すアクチュエータの一部であるポリマーアクチュエータ素子の構成を示す概略図である。
【図５】ポリマーアクチュエータ素子の基本構成（１）を示す断面図である。
【図６】ポリマーアクチュエータ素子の基本構成（２）を示す断面図である。
【図７】ポリマーアクチュエータ素子の基本動作原理の説明図である。
【図８】図４に示すポリマーアクチュエータ素子の動作原理の説明図である。
【図９】図３に示すアクチュエータの動作原理の説明図である。
【図１０】本発明の立体表示装置による表示例（１）を示す図である。
【図１１】本発明の立体表示装置による表示例（２）を示す図である。
【図１２】本発明に係る立体表示装置の表示素子配列領域の断面構成（２）を示す図である。
【図１３】本発明の立体表示装置による表示例（３）を示す図である。
【符号の説明】
【００５５】
１…イオン導電性高分子膜、２，１５２…電極膜、３…金属導電膜、４，１５４…リード線、１０…表示部、１０ａ…表示素子配列領域、１１…表示素子、１２…構造体、１３…発光手段、１３ａ…光ファイバー、１３ｂ…光拡散体、１５…アクチュエータ、１６…フィルム、１７…表示板、１５ａ，ａ１，ａ２…ポリマーアクチュエータ素子、１５１…イオン導電性高分子体、２０…制御部、３０…データ入力部、１００…立体表示装置
【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１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１０】
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