(57)【要約】【課題】  簡易な方法で視野方向を可変することができる「表示装置」を提供する。【解決手段】  本発明に係る液晶ディスプレイ１００は、二次元アレイ状に配置された複数の画素を含み、前記複数の画素のうち選択された第１のグループの画素によって変調された光を視野方向Ｖ１へ出射させ、選択された第２のグループの画素によって変調された光を視野方向Ｖ２へ出射させ、視野方向Ｖ１、Ｖ２は、液晶パネル基板の平面と垂直である法線方向Ｎに関して対称である液晶パネル１１０と、液晶ディスプレイ１００の表面に設けられ、視野方向Ｖ１、Ｖ２が法線方向Ｎに関して非対称となるように視野方向Ｖ１、Ｖ２の光を屈折させる光屈折シート１２０とを有する、表示装置。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
二次元アレイ状に配置された複数の画素を含み、前記複数の画素のうち選択された第１のグループの画素によって変調された光を第１の方向へ出射させ、選択された第２のグループの画素によって変調された光を第２の方向へ出射させ、第１および第２の方向は、複数の画素が配置された平面と垂直である法線方向に関して対称である液晶表示手段と、
前記液晶表示手段の表面に設けられ、前記第１および第２の方向が前記法線方向に関して非対称となるように前記第１および第２の方向の光を屈折させる光屈折部材とを有する、
表示装置。
【請求項２】
前記液晶表示手段は、第１の端部と当該第１の端部に対向する第２の端部とを有し、前記光屈折部材は、前記第１の端部から第２の端部に向けて厚さが異なるように傾斜した表面を有する、請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記液晶表示手段は、第１の端部と当該第１の端部に対向する第２の端部とを有し、前記光屈折部材は、前記第１の端部と前記第２の端部に向けて直線状に延在する互いに平行な複数のテーパを含み、各テーパの断面形状は三角形状である、請求項１に記載の表示装置。
【請求項４】
前記液晶表示手段は、車内の運転席側と助手席側の前方に配置され、前記光屈折部材は、前記法線方向を前記助手席側に屈折させる、請求項１ないし３いずれか１つに記載の表示装置。
【請求項５】
前記光屈折部材は、アクリルまたはポリカーボネートの透明樹脂から構成される、請求項１ないし４いずれか１つに記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、異なる方向に異なる画像を同時に出力可能な表示装置に関し、特に、車載用のマルチビュー表示システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
車載用のマルチビュー表示システムは、運転席側と助手席側の２つの方向に異なる画像を同時に出力することができる。例えば、運転手側には、ナビゲーション画像を表示し、助手席側には、ＤＶＤ等の映像を表示することができる。
【０００３】
特許文献１は、このようなマルチビュー表示装置に関し、視野角調整信号に応じて光遮蔽部における出射光の遮蔽位置を可変することで視野範囲の調整を適切に行うことを可能にしている。また、特許文献２は、第１および第２のイメージからの光を異なった表示方向に方向付けるマルチビュー指向性ディスプレイに関し、ディスプレイは、視差光学素子を含み、角度分離を拡大するために視野角方向の角度分離を変更する技術を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１８４８６０号公報
【特許文献２】特開２００５−７８０７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
図１（ａ）は、従来のマルチビュー（２画面）表示システムの概要を説明する図である。マルチビュー液晶ディスプレイ１は、液晶基板または液晶表面に対して垂直である法線方向Ｎに関し、左右が対称の視野角となっている。すなわち、ディスプレイ１は、法線方向Ｎに関し左右の角度がθとなる視野方向Ｖ１、Ｖ２に異なる画像Ｐ１、Ｐ２を同時に表示することができ、視野方向Ｖ１の画像Ｐ１は、運転席側２に向けられ、視野方向Ｖ２の画像Ｐ２は、助手席側３に向けられる。
【０００６】
運転中の安全を図るために、運転席側への画像Ｐ１には、ＤＶＤやＴＶなどの動画の表示が規制されたり、タッチパネルなどの入力操作が制限されることが多い。このため、図１（ｂ）に示すように、運転席側２の画像Ｐ１としてナビゲーション画像が表示され、助手席側の画像Ｐ２としてＤＶＤやＴＶ等の動画の表示されるようになっている。
【０００７】
しかしながら、上記したマルチビュー液晶ディスプレイ１は、法線方向Ｎを中心に左右対称の視野角となっているため、運転席側２から助手席側１に身を乗り出すだけで、容易に視野方向Ｖ２の画像Ｐ２を覗くことができ、運転中での動作は事故につながる可能性がある。
【０００８】
また、製造メーカとしては、２画面表示の視野角を運転席側のみ広く、または法線方向Ｎに対して助手席側の画像Ｐ２を傾けるようにして、運転者が容易に助手席側の画像Ｐ２を覗けないようにする必要がある。しかし、マルチビュー液晶ディスプレイにて、このような視野角を実現しようとすると、高精度の製造装置および高い不良率によりコストが上昇してしまい、実現は困難である。
【０００９】
本発明は、このような従来の課題を解決し、簡易な方法で視野方向を可変することができる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】
【００１０】
本発明に係る表示装置は、二次元アレイ状に配置された複数の画素を含み、前記複数の画素のうち選択された第１のグループの画素によって変調された光を第１の方向へ出射させ、選択された第２のグループの画素によって変調された光を第２の方向へ出射させ、第１および第２の方向は、複数の画素が配置された平面と垂直である法線方向に関して対称である液晶表示手段と、前記液晶表示手段の表面に設けられ、前記第１および第２の方向が前記法線方向に関して非対称となるように前記第１および第２の方向の光を屈折させる光屈折部材とを有する。
【００１１】
好ましくは前記液晶表示手段は、第１の端部と当該第１の端部に対向する第２の端部とを有し、前記光屈折部材は、前記第１の端部から第２の端部に向けて厚さが異なるように傾斜した表面を有する。好ましくは前記液晶表示手段は、第１の端部と当該第１の端部に対向する第２の端部とを有し、前記光屈折部材は、前記第１の端部と前記第２の端部に向けて直線状に延在する互いに平行な複数のテーパを含み、各テーパの断面形状は三角形状である。
【００１２】
好ましくは液晶表示手段は、車内の運転席側と助手席側の前方に配置され、前記光屈折部材は、前記法線方向を前記助手席側に屈折させる。好ましくは前記光屈折部材は、アクリルまたはポリカーボネートの透明樹脂から構成される。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、液晶表示手段の表面に光屈折部材を設け、第１および第２の方向の光を屈折させることで、非常に簡易な方法にて第１および第２の方向の光を法線方向に関して非対称にすることができる。さらに、法線方向を助手席側に屈折させることで、運転席側から助手席側の画像を容易に覗き込むことが困難になり、走行中の安全運転を担保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】従来のマルチビュー表示システムの概要を説明する図である。
【図２】本発明の第１の実施例に係るマルチビュー液晶ディスプレイの構成を示す概略断面図である。
【図３】本発明の第１の実施例に係るマルチビュー液晶ディスプレイを取り付けたときの運転席側および助手席側の視野方向を説明する図である。
【図４】本発明の第２の実施例に係るマルチビュー液晶ディスプレイの構成を示す概略断面図である。
【図５】マルチビュー（２画面）液晶パネルの一般的な構成を示す概略断面図である。
【図６】マルチビュー液晶ディスプレイを含む表示装置の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。但し、図面のスケールは、発明の理解を容易にするために誇張されており、実際の製品のスケールとは異なることに留意すべきである。
【実施例】
【００１６】
本発明の実施例では、マルチビュー（２画面）液晶ディスプレイは、液晶パネルの表面に光屈折シートを積層し、液晶パネルの法線方向Ｎに関し左右の視野角を非対称とするものである。図２は、本実施例に係るマルチビュー液晶ディスプレイの構成を示す概略断面図である。同図に示すように、マルチビュー液晶ディスプレイ１００は、公知のマルチビュー用の液晶パネル１１０と、液晶パネル１１０の表面に積層される光屈折シート１２０とを含んで構成される。光屈折シート１２０は、液晶パネル１１０の表面を保護するフロントカバーとしても機能し得る。
【００１７】
液晶パネル１１０は、二次元アレイ状に配置された複数の画素を含み、複数の画素のうち選択された第１のグループの画素によって変調された光を運転席側の視野方向Ｖ１へ出射させ、選択された第２のグループの画素によって変調された光を助手席側の視野方向Ｖ２へ出射させる。視野方向Ｖ１、Ｖ２は、法線方向Ｎに関して左右対称である。
【００１８】
光屈折シート１２０は、例えば、アクリル、ポリカーボネート等の透明な可撓性のある樹脂やガラス等から構成される。光屈折シート１２０は、液晶パネル１１０のサイズとほぼ同一であるが、厚さは、液晶パネル１１０の水平方向（アスペクト比の大きい方向）に一様に変化する。従って、光屈折シート１２０は、液晶パネル１１０に接する平坦な裏面と、液晶パネル１１０の一方の端部から傾斜角αの表面とを有し、断面形状は三角形になっている。
【００１９】
光屈折シート１２０の裏面は、液晶パネル１１０の表面との間に空気が入らないように密着される。この際、光屈折シート１２０を透明な接着剤を用いて積層することも可能である。また、光屈折シート１２０の屈折率は、液晶パネル１２０の表面のガラス等の光学部材の屈折率とほぼ同程度であり、従って、空気の屈折率よりも大きい。これにより、光屈折シート１２０から出射される光は、その表面において屈折される。
【００２０】
光屈折シート１２０は、空気の屈折率よりも大きいため、液晶パネル１１０の法線方向Ｎから出た光は、光屈折シート１２０の表面から空気層へ出射されるときに屈折する。この屈折角度θ１の方向は、見た目の法線方向Ｎ１となる。屈折角度θ１は、光屈折シート１２０の屈折率と傾斜角αに依存する。すなわち、法線方向Ｎの入射角はαであり、屈折角度すなわち出射角はβであり、Ｓｉｎα／Ｓｉｎβ＝ｎ２／ｎ１（ｎ２／ｎ１は１より小さい）となる。ｎ１は、光屈折シートの屈折率、ｎ２は、空気の屈折率である。これにより、マルチビュー液晶ディスプレイ１００の法線方向がＮからＮ１に傾いた見え方となる。
【００２１】
液晶パネル１１０から出射される視野方向Ｖ１の光Ｌ１、視野方向Ｖ２の光Ｌ２としたとき、これらの光Ｌ１、Ｌ２は、液晶パネル１１０の法線Ｎに関し左右対称の角度θで光屈折シート１２０の裏面から入射され、その媒質中を伝播する。光屈折シート１２０の表面における光Ｌ１の入射角α１は、α１＝θ−αであり、光Ｌ２の入射角α２は、α２＝θ＋αであり、α１＜α２となる。光屈折シート１２０から出射される光Ｌ１、Ｌ２は、入射角α１、α２よりも出射角が大きくなるように屈折される。言い換えれば、光Ｌ１、Ｌ２は、光屈折シート１２０の表面において互いに離れる方向に屈折される。
【００２２】
図３は、光屈折シートを液晶パネルに装着したときの視野方向Ｖ１、Ｖ２を示している。液晶ディスプレイ１００の見た目の法線方向Ｎ１は、法線方向Ｎから角度θ１だけ助手席側３へ屈折される。つまり、左右の視野角が法線方向Ｎよりもθ１だけ助手席側３に傾き、視野方向Ｖ２と法線方向Ｎの成す角度は、出射角β２＋θ１であり、視野方向Ｖ１と法線方向Ｎの成す角度は、出射角β１−θ１となり、視野方向Ｖ１、Ｖ２が非対称となる。これにより、運転者の覗き込みが抑制される。
【００２３】
このように透明なカバーまたはシートを液晶パネル上に装着するだけで、視野角が対称の２画面液晶ディスプレイを視野角が非対称となる２画面表示に切替えることが可能となる。これにより、容易にかつ安価な方法にて非対称視野角の液晶ディスプレイを実現することができる。また、非対称の角度は、光屈折シートの屈折率およびテーパ角度によって任意に設定することができる。さらに、液晶パネル表面と光屈折シートとの接合面に空気層がないので、界面での反射が少なく、クリアーな表示を得ることができる。
【００２４】
次に、本発明の第２の実施例について説明する。第１の実施例では、厚さが線形に変化する光屈折シート１２０を用いたが、材料の屈折率は限定されるため、光を効率的に助手席側に屈折させるには、傾斜角αの角度をある程度大きくする必要がある。但し、傾斜角αをあまり大きくすると、光屈折シートに過剰な厚みを持たせることになり、外観のアンバランスさやタッチパネルの操作性等に影響を与える可能性がある。そこで、第２の実施例では、光屈折シートの厚みを増すことなく傾斜角αを大きくして見た目の法線方向Ｎ１を屈折させるものである。
【００２５】
図４は、第２の実施例に係るマルチビュー液晶ディスプレイシステムの断面構造を示し図である。第２の実施例では、液晶パネル１１０の表面に、複数のテーパが形成された光屈折シート１３０を密着させる。光屈折シート１３０は、透明なシートまたは樹脂から構成され、液晶パネル１１０の表面に密着される基部１３２と、基部１３２に直立した複数のテーパ１３４が形成されている。各テーパ１３４は、光屈折シートの長手方向と垂直な短手方向に同一ピッチとなるように直線状に平行に配置されている。好ましくは、図４の拡大図に示すように、各テーパ１３４の断面形状は直角三角形であり、テーパの斜面が隣接するテーパの垂直な面に連続的に接続されている。また、テーパ１３４の傾斜角α、高さＨ、ピッチＴは、液晶パネルの画素のモアレ干渉縞が形成されないように適切な値が選択される。さらにピッチＴは、後述する液晶パネルの視差バリアのスリット部のピッチを考慮して決定され、ピッチＴは、例えば、数十〜数百μｍに設定される。
【００２６】
光屈折部材１３０は、基部１３２と各テーパ１３４とを一体成形するものであってもよいし、基部１３２と各テーパ１３４を別個に形成し、両者を透明な接着剤により接合してもよい。例えば、テーパをプリズムから構成し、各プリズムを光学的に透明なシート上に接着し、あるいは一体成形することができる。
【００２７】
複数のテーパが形成された光屈折シート１３０を液晶パネル１１０上に密着させることで、第１の実施例と同様に、液晶パネル１１０の見た目の法線方向Ｎ１が法線方向Ｎから傾斜され、視野角が法線方向Ｎに関し左右非対称にすることができる。これにより、運転席側から助手席側の画像の覗き込みが抑制される。
【００２８】
図５は、液晶パネルの概略を示す断面図である。液晶パネル１１０は、光源となるバックライト装置からの直線偏光を通過させる偏光板２００と、ＴＦＴ基板（アクティブ薄膜トランジスタ基板）２１０と、液晶層２２０と、カラーフィルター基板２３０と、視差バリア２４０と、ガラス基板２５０と、偏光板２６０とを含む。
【００２９】
バックライト装置からの光は、偏光板２００によって特定の直線偏光の光のみが透過される。透過された光は、ＴＦＴ基板２１０のトランジスタによって駆動された液晶層２２０によって変調され、カラーフィルター基板２３０に入射される。カラーフィルター基板２３０は、ＲＧＢ（赤、緑、青）の三原色のカラーフィルターを配列し、ＲＧＢによって１つの画素が形成される。カラーフィルター基板２３０上の視差バリア２４０は、光を遮断するシャッター部と光を透過するスリット部とを液晶パネルの長手方向に沿って交互に配置する。シャッター部とスリット部のピッチは、カラーフィルターのＲ、Ｇ、Ｇの配列ピッチに対応し、それぞれのスリット部からは、運転席側のＲ、Ｇ、Ｂの光が視野方向Ｖ１にて出射され、同時に、助手席側のＲ、Ｇ、Ｂの光が視野方向Ｖ２にて出射される。
【００３０】
図６は、マルチビュー液晶ディスプレイを利用した表示装置の構成を示すブロック図である。表示装置３００は、運転席側の画像データを記憶する運転席用フィールドメモリ３１０と、助手席側の画像データを記憶する助手席用フィールドメモリ３２０と、駆動制御部３３０と、液晶パネル１１０とを含む。
【００３１】
車両の走行中、運転席用フィールドメモリ３１０には、ナビゲーション画像などの画像データが順次蓄積され、助手席用フィールドメモリ３２０は、ＤＶＤ等からの動画データが順次蓄積される。駆動制御部３３０は、運転席用フィールドメモリ３１０から画像データを読み出し、当該画像データに基づきＴＦＴ基板上のトランジスタを駆動する。駆動されるトランジスタは、運転席側の奇数フィールドまたは偶数フィールドを構成する画素に対応する。さらに駆動制御部３３０は、助手席用フィードメモリ３２０から画像データを読み出し、当該画像データに基づきＴＦＴ基板上のトランジスタ、すなわち、助手席側の偶数フィールドまたは奇数フィールドを構成する画像に対応するトランジスタを駆動する。こうして、液晶パネル１１０からは、運転席側の画像と助手席側の画像が同時に液晶パネルから異なる視野方向Ｖ１、Ｖ２で出力される。そして、視野方向Ｖ１、Ｖ２の画像は、上記したように光屈折シート１２０、１３０に入射され、その傾斜する表面において屈折して出射される。
【００３２】
以上、本発明の好ましい実施の形態について詳述したが、本発明は、特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【符号の説明】
【００３３】
１：マルチビュー液晶ディスプレイ      ２：運転席側、
３：助手席側                          １００：マルチビュー液晶ディスプレイ
１１０：液晶パネル１１０                １２０、１３０：光屈折シート
１３２：基部                            １３４：テーパ
Ｖ１、Ｖ２：視野方向                    Ｐ１、Ｐ２：画像
Ｎ：法線方向                            Ｎ１：見た目の法線方向
α：傾斜角                              α１、α２：入射角
β１、β２：出射角
【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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