(57)【要約】【課題】波長が近い光で、表示の切替を行うことができる表示切替装置を提供する。【解決手段】表示切替装置１は、主に、異なる中心波長を有する光を発光する複数の光源を有する光源部２と、複数の光源の一の光源からの光の中心波長から予め定められた幅のスペクトルの光を透過させると共に他の光源からの光を遮蔽する第１のフィルタを、複数の光源のそれぞれの光軸方向に有するフィルタ部３と、第１のフィルタが透過させる予め定められた幅のスペクトルの光よりも広い幅のスペクトルの光を透過させる第２のフィルタを、複数の光源のそれぞれの光軸方向で、かつフィルタ部３より光源部２から離れた位置に配置される印刷部４と、を備えて概略構成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
異なる中心波長を有する光を発光する複数の光源を有する光源部と、
前記複数の光源の一の光源からの光の中心波長から予め定められた幅のスペクトルの光を透過させると共に他の光源からの光を遮蔽する第１のフィルタを、前記複数の光源のそれぞれの光軸方向に有する第１のフィルタ部と、
前記第１のフィルタが透過させる前記予め定められた幅のスペクトルの光よりも広い幅のスペクトルの光を透過させる第２のフィルタを、前記複数の光源のそれぞれの光軸方向で、かつ前記第１のフィルタ部より前記光源部から離れた位置に配置される第２のフィルタ部と、
を備えた表示切替装置。
【請求項２】
前記第１のフィルタ部が、光を透過する第１の基材上に形成された多層膜を含んで構成される請求項１に記載の表示切替装置。
【請求項３】
前記第２のフィルタ部が、光を透過する第２の基材上に印刷により形成されたフィルタを含んで構成される請求項１又は２に記載の表示切替装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施の形態は、表示切替装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の技術として、第１の発光ダイオードと、第１の発光ダイオードとは異なる発光色を発する第２の発光ダイオードと、第１の発光ダイオードにて照明される第１の表示部と、第２の発光ダイオードにて照明される第２の表示部とを備え、第１の表示部に第１の発光ダイオードの光を通過させ第２の発光ダイオードの光を遮断する第１のフィルタを設けると共に、第２の表示部に第２の発光ダイオードの光を通過させ第１の発光ダイオードの光を遮断する第２のフィルタを設けた照明装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
この照明装置は、光源を切り替えることで、第１の表示部と第２の表示部と、の照明を切り替えることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−３４３２５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、従来の照明装置は、例えば、波長が近い色の光を用いた場合、第１の発光ダイオードにて照明すると、第２のフィルタで遮蔽しきれず、第２の表示部も照明されてしまう可能性があった。
【０００６】
従って、本発明の目的は、波長が近い光で、表示の切替を行うことができる表示切替装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様は、異なる中心波長を有する光を発光する複数の光源を有する光源部と、複数の光源の一の光源からの光の中心波長から予め定められた幅のスペクトルの光を透過させると共に他の光源からの光を遮蔽する第１のフィルタを、複数の光源のそれぞれの光軸方向に有する第１のフィルタ部と、第１のフィルタが透過させる予め定められた幅のスペクトルの光よりも広い幅のスペクトルの光を透過させる第２のフィルタを、複数の光源のそれぞれの光軸方向で、かつ第１のフィルタ部より光源部から離れた位置に配置される第２のフィルタ部と、を備えた表示切替装置を提供する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、波長が近い光で、表示の切替を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１（ａ）は、実施の形態に係る表示切替装置の概略図であり、（ｂ）は、図１（ａ）のI（ｂ）-I（ｂ）線で切断した断面を矢印方向から見た断面図である。
【図２】図２（ａ）は、実施の形態に係る光源部の光のスペクトルとフィルタの光透過特性とを示すグラフであり、（ｂ）は、基材ごとの屈折率を示す表であり、（ｃ）は、膜材ごとの屈折率を示す表である。
【図３】図３（ａ）は、実施の形態に係る第２の発光素子の光のスペクトルを示すグラフであり、（ｂ）は、第２のフィルタ膜の光透過特性を示すグラフであり、（ｃ）は、第２のフィルタ印刷の光透過特性を示すグラフである。
【図４】図４（ａ）は、第１の試料の概略図であり、（ｂ）は、第１の試料の光透過特性を示すグラフである。
【図５】図５（ａ）は、第２の試料の概略図であり、（ｂ）は、第２の試料の光透過特性を示すグラフである。
【図６】図６（ａ）は、第３の試料の概略図であり、（ｂ）は、第３の試料の光透過特性を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
（実施の形態の要約）
実施の形態に係る表示切替装置は、異なる中心波長を有する光を発光する複数の光源を有する光源部と、複数の光源の一の光源からの光の中心波長から予め定められた幅のスペクトルの光を透過させると共に他の光源からの光を遮蔽する第１のフィルタを、複数の光源のそれぞれの光軸方向に有する第１のフィルタ部と、第１のフィルタが透過させる予め定められた幅のスペクトルの光よりも広い幅のスペクトルの光を透過させる第２のフィルタを、複数の光源のそれぞれの光軸方向で、かつ第１のフィルタ部より光源部から離れた位置に配置される第２のフィルタ部と、を備える。
【００１１】
[実施の形態]
（表示切替装置１の構成）
図１（ａ）は、実施の形態に係る表示切替装置の概略図であり、（ｂ）は、図１（ａ）のI（ｂ）-I（ｂ）線で切断した断面を矢印方向から見た断面図である。なお、実施の形態に係る各図において、部品と部品との比率は、実際の比率とは異なる場合がある。
【００１２】
表示切替装置１は、例えば、複数の表示を異なる色の光で照明することを可能としたものであり、光源を切り替えることにより、表示が切り替わるものである。
【００１３】
表示切替装置１は、図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、主に、異なる中心波長を有する光を発光する複数の光源を有する光源部２と、複数の光源の一の光源からの光の中心波長から予め定められた幅のスペクトルの光を透過させると共に他の光源からの光を遮蔽する第１のフィルタを、複数の光源のそれぞれの光軸方向に有する第１のフィルタ部としてのフィルタ部３と、第１のフィルタが透過させる予め定められた幅のスペクトルの光よりも広い幅のスペクトルの光を透過させる第２のフィルタを、複数の光源のそれぞれの光軸方向で、かつフィルタ部３より光源部２から離れた位置に配置される第２のフィルタ部としての印刷部４と、を備えて概略構成されている。
【００１４】
本実施の形態では、表示切替装置１の一例として、波長が近い２つの光による表示切替について説明する。なお、波長が近いとは、スペクトルの一部が重なり合う程度に、中心波長が近いことを示している。
【００１５】
（光源部２の構成）
図２（ａ）は、実施の形態に係る光源部の光のスペクトルとフィルタの光透過特性とを示すグラフであり、（ｂ）は、基材ごとの屈折率を示す表であり、（ｃ）は、膜材ごとの屈折率を示す表である。図２（ａ）は、紙面右側の縦軸を相対発光強度（任意単位）、横軸を波長（ｎｍ）として光のスペクトルを示し、紙面左側の縦軸を透過率（％）、横軸を波長（ｎｍ）としてフィルタの光透過特性を示している。
【００１６】
光源部２は、例えば、図１（ｂ）に示すように、基板２０に配置された第１の発光素子２１及び第２の発光素子２２を備えている。第１の発光素子２１及び第２の発光素子２２は、一例として、発光ダイオード（ＬＥＤ）である。
【００１７】
この第１の発光素子２１は、図２（ａ）に実線で示すように、中心波長をλ１（例えば、４５０ｎｍ）とするスペクトル２１０を有する。また第２の発光素子２２は、図２（ａ）に太い実線で示すように、中心波長をλ２（例えば、５４０ｎｍ）とするスペクトル２２０を有する。この中心波長とは、スペクトルの中心の波長である。本実施の形態では、光源として発光ダイオードを使用しているので、中心波長において最も強度が大きくなっている。
【００１８】
第１の発光素子２１は、図１（ｂ）に示すように、フィルタ２１ａを有する。このフィルタ２１ａは、上記の中心波長λ１を有する光として出射させるためのフィルタである。
【００１９】
第２の発光素子２２は、図１（ｂ）に示すように、フィルタ２２ａを有する。このフィルタ２２ａは、上記の中心波長λ２を有する光として出射させるためのフィルタである。
【００２０】
（フィルタ部３の構成）
図３（ａ）は、実施の形態に係る第２の発光素子の光のスペクトルを示すグラフであり、（ｂ）は、第２のフィルタ膜の光透過特性を示すグラフであり、（ｃ）は、第２のフィルタ印刷の光透過特性を示すグラフである。図３（ａ）は、縦軸が相対発光強度（任意単位）であり、横軸が波長（ｎｍ）である。図３（ｂ）及び（ｃ）は、縦軸が透過率であり、横軸が波長（ｎｍ）である。
【００２１】
フィルタ部３は、例えば、基材３０上に蒸着膜を形成することによって作成される。このフィルタ部３は、図１（ｂ）に示すように、基材３０上に形成された第１のフィルタとしての第１のフィルタ膜３１及び第２のフィルタ膜３２を有する。
【００２２】
基材３０は、例えば、図２（ｂ）に示すように、光学ガラス（屈折率約１．５〜１．７）、ポリカーボネート（屈折率約１．５９）及びアクリル（屈折率約１．４９）等を用いて板形状に形成される。
【００２３】
また蒸着膜は、例えば、図２（ｃ）に示すように、Ｎａ３ＡｌＦ６（クリオライト：屈折率１．３５）、ＭｇＦ２（フッ化マグネシウム：屈折率１．３８）、ＳｉＯ（一酸化ケイ素：屈折率１．８５）、Ｎｄ２Ｏ３（酸化ネオジム：屈折率２．０）及びＴｉＯ２（二酸化チタン：屈折率２．３０）等の膜材を用いて形成される。なお、基材３０上に形成される膜は、単膜でも良いし、単一の膜材、又は複数の膜材を用いて形成される多層膜であっても良い。
【００２４】
フィルタ部３は、例えば、屈折率が異なるように、上述の基材３０の材料、及び蒸着膜の材料を組み合わせて形成される。
【００２５】
第１のフィルタ膜３１は、一の光源（第１の発光素子２１）からの光２１１の中心波長λ１から予め定められた幅のスペクトルの光２１２を透過させると共に他の光源（第２の発光素子２２）からの光２２１を遮蔽するように構成されている。
【００２６】
また第２のフィルタ膜３２は、一の光源（第２の発光素子２２）からの光２２１の中心波長λ２から予め定められた幅のスペクトルの光２２２を透過させると共に他の光源（第１の発光素子２１）からの光２１１を遮蔽するように構成されている。
【００２７】
具体的に、以下では、第２の発光素子２２から出射される光２２１について説明する。
【００２８】
第２の発光素子２２から出射される光２２１は、図３（ａ）に示すスペクトル２２０を有する。このスペクトル２２０は、中心波長λ２（およそ５４０ｎｍ）にピークがある上に凸の形状を有する。
【００２９】
一方、第２のフィルタ膜３２は、中心波長λ２近傍の光を透過するような光透過特性を有する。具体的には、第２のフィルタ膜３２は、図３（ｂ）に実線で示すように、上が凸で、光２２１の中心波長λ２から予め定められた幅Ｗのスペクトルの光２２２を透過させると共に他の光源（第１の発光素子２１）からの光２１１を遮蔽する光透過特性を有している。なお、図３（ｂ）に示す一点鎖線は、光２２１のスペクトルを示している。
【００３０】
この第２のフィルタ膜３２の光透過特性３２０から分かるように、第２のフィルタ膜３２は、第１の発光素子２１から出射される光２１１のスペクトル２１０と、第２の発光素子２２から出射される光２２１のスペクトル２２０と、が重なる部分である波長４９０ｎｍ近傍の光を透過させない光透過特性を有している。また第２のフィルタ膜３２は、一例として、予め定められた透過率以上の光を透過するように構成される。本実施の形態においては、一例として、第２の発光素子２２から出射される光２２１の中心波長λ２を含み、かつ透過率が２０％以上の光を透過するフィルタとして機能するように構成されている。
【００３１】
また、第２のフィルタ膜３２と同様に、第１のフィルタ膜３１に第２の発光素子２２からの光２２１を透過しない光透過特性を持たせることによって、第１のフィルタ膜３１及び第２のフィルタ膜３２は、隣り合う光のスペクトルが重なる部分を透過させないように構成することが可能となる。
【００３２】
（印刷部４の構成）
印刷部４は、一例として、図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、印刷シート４０上に二つの矢印が印刷されている。この矢印の外側は、遮光印刷４４が印刷により形成されている。この遮光印刷４４とは、フィルタ部３を介して透過した光源部２からの光を全て遮蔽する特性を有する。
【００３３】
図１（ａ）の紙面左側の矢印の先端部分は、印刷により第１のフィルタ印刷４１が形成されている。この第１のフィルタ印刷４１は、図２（ａ）に一点鎖線で示す光透過特性４１０となる特性を有するフィルタである。第１のフィルタ印刷４１は、主に、第１の発光素子２１の光を透過する特性を有している。
【００３４】
また矢印の終端部には、透過領域４３が形成される。この透過領域４３は、図１（ｂ）に示すように、印刷がなされていない、若しくは、発光素子２１と発光素子２２のどちらの色も透過する色で印刷される領域である。従って透過領域４３は、フィルタ部３を介して透過した光を透過させる。
【００３５】
図１（ａ）の紙面右側の矢印の先端部分は、印刷により第２のフィルタ印刷４２が形成されている。この第２のフィルタ印刷４２は、図２（ａ）に示す光透過特性４２０となる特性を有するフィルタである。第２のフィルタ印刷４２は、主に第２の発光素子２２の光を透過する特性を有している。
【００３６】
第１のフィルタ印刷４１は、第１のフィルタ膜３１が透過させる幅のスペクトルの光よりも広い幅のスペクトルの光を透過させるように構成されている。言い換えるなら、第１のフィルタ印刷４１は、図２（ａ）に示すように、第１の発光素子２１のスペクトル２１０と第２の発光素子２２のスペクトル２２０と、が重なる部分を含む光透過特性４１０を有する。
【００３７】
また第１のフィルタ印刷４１は、第１の発光素子２１の光軸方向で、かつフィルタ部３より光源部２から離れた位置に配置される。言い換えるなら、第２のフィルタ印刷４２は、図２（ａ）に示すように、第１の発光素子２１のスペクトル２１０と第２の発光素子２２のスペクトル２２０と、が重なる部分を含む光透過特性４２０を有する。
【００３８】
第２のフィルタ印刷４２は、第２のフィルタ膜３２が透過させる幅Ｗのスペクトルの光よりも広い幅のスペクトルの光を透過させるように構成されている。
【００３９】
また第２のフィルタ印刷４２は、第２の発光素子２２の光軸方向で、かつフィルタ部３より光源部２から離れた位置に配置される。
【００４０】
（表示の切替について）
まず以下では、図１（ａ）に示す左側の矢印を照明する場合について説明する。
【００４１】
表示切替装置１は、第１の発光素子２１を点灯させ、第２の発光素子２２を消灯する。この制御は、表示切替装置１が制御部を有し、当該制御部により行われても良いし、外部装置による制御によって実行されても良い。
【００４２】
第１の発光素子２１から出射した光２１１は、第２のフィルタ膜３２を透過せず、第１のフィルタ膜３１を透過する。
【００４３】
第１のフィルタ膜３１を透過した光２１２は、第１のフィルタ印刷４１と透過領域４３から出射する。左側の矢印は、この第１のフィルタ印刷４１を透過した光２１３と、透過領域４３を介して出射した光２１２と、により照明され、利用者が視認することが可能となる。
【００４４】
続いて、以下では、図１（ａ）に示す右側の矢印を照明する場合について説明する。
【００４５】
表示切替装置１は、第１の発光素子２１を消灯させ、第２の発光素子２２を点灯する。
【００４６】
第２の発光素子２２から出射した光２２１は、第１のフィルタ膜３１を透過せず、第２のフィルタ膜３２を透過する。
【００４７】
第２のフィルタ膜３２を透過した光２２２は、第２のフィルタ印刷４２と透過領域４３から出射する。右側の矢印は、この第２のフィルタ印刷４２を透過した光２２３と、透過領域４３を介して出射した光２２２と、により照明され、利用者が視認することが可能となる。
【００４８】
続いて以下では、フィルタ部３の形成について説明する。
【００４９】
図４（ａ）は、第１の試料の概略図であり、（ｂ）は、第１の試料の光透過特性を示すグラフである。図５（ａ）は、第２の試料の概略図であり、（ｂ）は、第２の試料の光透過特性を示すグラフである。図６（ａ）は、第３の試料の概略図であり、（ｂ）は、第３の試料の光透過特性を示すグラフである。図４（ｂ）、図５（ｂ）及び図６（ｂ）は、縦軸が透過率（％）、横軸が波長（ｎｍ）である。
【００５０】
光が、その波長に近い厚みの膜を透過する際、膜の界面、すなわち屈折率の異なる物質と接する面での反射により、複数の光路が形成される。複数の光路が形成されることから、光路が異なる光は互いに干渉し合うため、透過する光の強度が変化することが知られている。従って基材上に形成する膜の膜厚を調整することにより、所望の波長の光を透過させることができるフィルタを作成することが可能となる。
【００５１】
例えば、図４（ａ）に示すように、膜厚ｄ１の第１のフィルタ膜５１を基材５０上に形成した第１の試料５ａを形成する。この第１の試料５ａの光透過特性は、図４（ｂ）に示すように、およそ６１０ｎｍ以下の波長の光を透過させる光透過特性５１０となる。
【００５２】
また図５（ａ）に示すように、膜厚ｄ１と異なる膜厚ｄ２の第２のフィルタ膜５２を基材５０上に形成した第２の試料５ｂを形成する。この第２の試料５ｂの光透過特性は、図５（ｂ）に示すように、およそ４６０ｎｍ以上の波長の光を透過させる光透過特性５２０となる。
【００５３】
ここで第２の発光素子２２の中心波長λ２は、およそ５４０ｎｍである。上記の第１の試料５ａの第１のフィルタ膜５１、及び第２の試料５ｂの第２のフィルタ膜５２を重ねた場合、二つの光透過特性で囲まれた領域の光を透過するフィルタを形成することが可能となる。
【００５４】
図６（ａ）に示す第３の試料５ｃは、さらに第２の発光素子２２から出射される光の中心波長から所望の幅のスペクトルの光のみを透過させるために、第３のフィルタ膜５３を重ねて作成されたものである。この第３のフィルタ膜５３により、第３の試料５ｃの光透過特性５３０は、図６（ｂ）に示すように、第２の発光素子２２の中心波長λ２から所望の幅の光のスペクトルを透過する光透過特性５３０となっている。さらに膜厚、膜材、基材等を調整することにより、図３（ｂ）に示すような光透過特性を有するフィルタを作成することが可能となる。
【００５５】
（実施の形態の効果）
本実施の形態に係る表示切替装置１は、波長が近い光で、表示の切替を行うことができる。具体的には、表示切替装置１は、スペクトルが重なり合う部分の光を透過させない程度の幅の光を透過させる光透過特性を有するフィルタ部３を備えている。フィルタ部３は、スペクトルが重なり合う部分を含まず、中心波長から予め定められた幅の光のみを透過するので、蒸着で作成された膜よりも光透過特性で劣る印刷により作成される第１のフィルタ印刷４１及び第２のフィルタ印刷４２を用いても、色が混じることなく表示を切り替えることができる。
【００５６】
また表示切替装置１は、フィルタ部３によってスペクトルが重なり合う部分の光を透過させないので、印刷部４の光透過特性が高くなくても、波長が近い光を用いた表示の切り替えを容易に行うことができ、製造コストが低減される。さらに表示切替装置１は、フィルタ部３が蒸着で作成されるために複雑な意匠を作成するのは困難であるが、印刷部４によって複雑な意匠を作成するのは容易であるため、結果として複雑な意匠の表示を切り替えることが可能となる。
【００５７】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、この実施の形態は、一例に過ぎず、特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。この新規な実施の形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更等を行うことができる。また、この実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない。さらに、この実施の形態は、発明の範囲及び要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００５８】
１…表示切替装置、２…光源部、３…フィルタ部、４…印刷部、５ａ…第１の試料、５ｂ…第２の試料、５ｃ…第３の試料、２０…基板、２１…第１の発光素子、２１ａ…フィルタ、２１ｂ…光軸、２２…第２の発光素子、２２ａ…フィルタ、２２ｂ…光軸、３０…基材、３１…第１のフィルタ膜、３２…第２のフィルタ膜、４０…印刷シート、４１…第１のフィルタ印刷、４２…第２のフィルタ印刷、４３…透過領域、４４…遮光印刷、５０…基材、５１…第１のフィルタ膜、５２…第２のフィルタ膜、５３…第３のフィルタ膜、２１０…スペクトル、２１１…光、２１２…光、２１３…光、２２０…スペクトル、２２１…光、２２２…光、２２３…光、３２０…光透過特性、４１０…光透過特性、４２０…光透過特性、５１０…光透過特性、５２０…光透過特性、５３０…光透過特性
【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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