JP5816115B2

JP5816115B2 - 表示装置、および電子装置

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Publication number: JP5816115B2
Application number: JP2012063881A
Authority: JP
Inventors: 多恵中原; 田中　千浩; 千浩田中
Original assignee: Japan Display Inc
Current assignee: Japan Display Inc
Priority date: 2012-03-21
Filing date: 2012-03-21
Publication date: 2015-11-18
Anticipated expiration: 2032-03-21
Also published as: CN107247350A; US9454939B2; CN107247350B; CN103325322A; CN103325322B; JP2013195789A; US9153183B2; US20150379946A1; US20140104147A1

Description

本開示は、表示装置、および電子装置に関し、特に、異なる方向に対して同時に異なる映像を表示する場合に用いて好適な表示装置、および電子装置に関する。

例えば、自動車に搭載されるカーナビゲーションシステムには、運転席側に対してナビゲーション用の画像を表示し、助手席側に対して他の画像（例えば、テレビジョン番組など）を表示できるディスプレイ（以下、２画面ディスプレイと称する）を採用しているものがある。

図１は、２画面ディスプレイの概要を示している。２画面ディスプレイ１は、２画面ディスプレイ１に向かって左側に位置するユーザＬに対しては画像ｌを表示することができ、向かって右側に位置するユーザＲに対しては画像ｌとは異なる画像ｒを表示することができる。当然ながら、ユーザＬとユーザＲに対して同一の画像を表示することもできる（特許文献１参照）。

図２は、図１に示された２画面ディスプレイ１の概略断面図を示している。

２画面ディスプレイ１は、その上層から下層方向に順に、視差バリア１１、カラーフィルタ１２、液晶層１３、およびバックライト１４が設けられている。なお、同図においては、２画面表示に関わる部位のみを示しており、液晶層１３の駆動に関わる偏光板、電極などはその図示を省略している。

視差バリア１１は、その下層からの照射光をユーザＬまたはユーザＲ側に振り分ける。カラーフィルタ１２は、サブピクセルサイズの３原色Ｒ，Ｇ，Ｂの色材膜から構成される。

図３は、２画面ディスプレイ１を正面から見た場合のカラーフィルタ１２における３原色の配置を示している。なお、図中のｌは、ユーザＬによって視認される画像ｌの縦列を表し、図中のｒは、ユーザＲによって視認される画像ｒを構成する縦列を表している。

図２に戻る。液晶層１３は、ユーザＬを対象とした画像ｌとユーザＲを対象とした画像ｒの縦方向のラインが、カラーフィルタ１２のＲ，Ｇ，Ｂによって区分されるサブピクセル単位で交互に配置された合成画像を表示する。バックライト１４は、その上層側の液晶層１３を一様に照射する。

２画面ディスプレイ１においては、液晶層１３により生成された合成画像がバックライト１４からの照射光によりカラーフィルタ１２および視差バリア１１を介してユーザＬおよびユーザＲに到達する。これにより、ユーザＬは画像ｌを視認することができ、ユーザＲは画像ｒを視認することができる。

特開２００５−７８０９２号公報

ところで、上述したように、２画面ディスプレイ１は、照射光を左右に振り分けていることなどの構造上の理由により、照射光の透過率が低く、ユーザが視認する画面が暗くなり易い。そこで、従来においては、バックライト１４の出力を上げることにより照射光の輝度を増して、ユーザが視認する画面の明るさを確保している。

しかしながら、バックライト１４の出力を上げるとその消費電力も大きくなってしまう。したがって、消費電力を増加させることなく、ユーザが視認する画面の明るさを確保できる仕組みが必要である。

本開示はこのような状況に鑑みてなされたものであり、ユーザが視認する画面の明るさを確保できるようにするものである。

本開示の第１の側面である表示装置は、第１の方向に対しては第１の画像を視認させ、前記第１の方向とは異なる第２の方向に対しては第２の画像を視認させる表示装置において、前記第１の画像と前記第２の画像を交互に表示する表示部と、前記第１の画像または前記第２の画像を表示している前記表示部に照射光を照射する照射部と、前記第１の画像用の第１領域と前記第２の画像用の第２領域から成り、前記表示部を透過した前記照射光が透過されるカラーフィルタと、前記表示部および前記カラーフィルタの前記第１領域を透過した前記照射光を前記第１の方向に振り分け、前記表示部および前記カラーフィルタの前記第２領域を透過した前記照射光を前記第２の方向に振り分ける振り分け部とを備え、前記カラーフィルタは３原色と白色の色成分を有する。

前記カラーフィルタの前記第１領域または前記第２領域の一方は３原色と白色の色成分を有し、他方は３原色の色成分を有し且つ白色の色成分を有しない。

前記カラーフィルタは、ライン状に交互に配置され前記第１領域と前記第２領域から成るようにすることができる。

前記カラーフィルタは、サブピクセル単位またはピクセル単位でライン状に交互に配置され前記第１領域と前記第２領域から成るようにすることができる。

前記照射部は、前記第１の方向に向けた照射光を発光する第１の発光部と、前記第２の方向に向けた照射光を発光する第２の発光部とを備えることができる。

前記照射部は、前記表示部に前記第１の画像が表示されるタイミングに同期して前記第１の発光部を発光させ、前記表示部に前記第２の画像が表示されるタイミングに同期して前記第２の発光部を発光させることができる。

本開示の第１の側面である表示装置は、前記照射部の前記第１の発光部と前記第２の発光部の発光タイミングと出力を個別に制御する照射制御部をさらに備えることができる。

本開示の第１の側面である表示装置は、前記第１の画像に対応する画像信号または前記第２の画像に対応する画像信号の少なくとも一方に補正処理を行う画像信号補正部をさらに備えることができる。

本開示の第１の側面においては、第１の画像と第２の画像が表示部に交互に表示され、第１の画像または第２の画像を表示している表示部に照射光が照射され、表示部およびカラーフィルタの第１領域を透過した照射光が第１の方向に振り分け、表示部およびカラーフィルタの第２領域を透過した照射光が第２の方向に振り分けられる。

本開示の第２の側面である電子装置は、第１の方向に対しては第１の画像を視認させ、前記第１の方向とは異なる第２の方向に対しては第２の画像を視認させる電子装置において、前記第１の画像に対応する画像信号または前記第２の画像に対応する画像信号の少なくとも一方に補正処理を行う画像信号補正部と、前記第１の画像と前記第２の画像を交互に表示する表示部と、前記第１の画像または前記第２の画像を表示している前記表示部に照射光を照射する照射部と、前記第１の画像用の第１領域と前記第２の画像用の第２領域から成り、前記表示部を透過した前記照射光が透過されるカラーフィルタと、前記表示部および前記カラーフィルタの前記第１領域を透過した前記照射光を前記第１の方向に振り分け、前記表示部および前記カラーフィルタの前記第２領域を透過した前記照射光を前記第２の方向に振り分ける振り分け部とを備え、前記カラーフィルタは３原色と白色の色成分を有する。前記カラーフィルタの前記第１領域または前記第２領域の一方は３原色と白色の色成分を有し、他方は３原色の色成分を有し且つ白色の色成分を有しない。

本開示の第２の側面においては、第１の画像に対応する画像信号または第２の画像に対応する画像信号の少なくとも一方に補正処理が行われ、第１の画像と第２の画像が表示部に交互に表示され、第１の画像または第２の画像を表示している表示部に照射光が照射され、表示部およびカラーフィルタの第１領域を透過した照射光が第１の方向に振り分け、表示部およびカラーフィルタの第２領域を透過した照射光が第２の方向に振り分けられる。

本開示の第１の側面によれば、ユーザが視認する画面の明るさを確保することができる。

本開示の第２の側面によれば、ユーザが視認する画面の明るさを確保することができる。

２画面ディスプレイの概要を示す図である。従来の２画面ディスプレイの概略断面図である。従来のカラーフィルタにおける３原色の配置を示す図である。本開示を適用した表示装置の概略断面図である。Ｗ付カラーフィルタの各色の配置例を示す図である。Ｗ付カラーフィルタの各色の他の配置例を示す図である。バックライトの構成例を示す図である。バックライトの照射方向を示す図である。本開示を適用した表示装置の利用例を説明する図である。

以下、本開示を実施するための最良の形態（以下、実施の形態と称する）について、図面を参照しながら詳細に説明する。

［表示装置の構成例］
図４は、本開示の実施の形態である表示装置２０の概略断面図を示している。

この表示装置２０は、例えばカーナビゲーションシステムに採用されるものであり、表示装置２０に向かって左側に位置するユーザＬに対しては画像ｌを表示し、向かって右側に位置するユーザＲに対しては画像ｌとは異なる画像ｒを表示する。なお、当然ながら、ユーザＬとユーザＲに対して同一の画像を表示することも可能である。

表示装置２０は、その上層から下層方向に順に、視差バリア２１、Ｗ付カラーフィルタ２２、液晶層２３、およびバックライト２４が設けられている。さらに、表示装置２０には、画像信号補正部３１およびバックライト制御部３２が設けられている。

なお、同図の概略断面図においては、２画面表示に関わる部位のみを示しており、液晶層２３の駆動に関わる偏光板、電極などはその図示を省略している。

視差バリア２１は、その下層からの照射光をサブピクセル単位でユーザＬまたはユーザＲ側に振り分ける。なお、視差バリア２１の代わりにレンチキュラレンズを用いてもよい。

Ｗ付カラーフィルタ２２は、サブピクセルサイズの３原色Ｒ，Ｇ，ＢにＷ（白）が追加されて構成される。３原色Ｒ，Ｇ，ＢにＷが追加されることにより、照射光の出力（輝度）を増さなくても、ユーザが視認する画面の明るさを確保することができる。なお、本出願人は、ディスプレイにＷを均等に配置したWhite Magicと称する液晶モジュールを既に公表、出荷している。

図５は、表示装置２０を正面から見た場合のＷ付カラーフィルタ２２における３原色Ｒ，Ｇ，ＢとＷの配置例を示している。なお、図中のｌは、ユーザＬによって視認される画像ｌの縦列を表し、図中のｒは、ユーザＲによって視認される画像ｒを構成する縦列を表している。また、同図は、視差バリア２１がサブピクセル単位で画像ｌと画像ｒとを振り分ける場合に対応する。

図６は、表示装置２０を正面から見た場合のＷ付カラーフィルタ２２の他の配置例を示している。また、同図は、視差バリア２１がピクセル単位（Ｒ，Ｇ，Ｂだけの場合には３サブピクセル単位、Ｗも含む場合は４サブピクセル単位）で画像ｌと画像ｒとを振り分ける場合に対応する。図中のｌ，ｒについては、図５と同様である。

図５または図６に示されたように、Ｗ付カラーフィルタ２２においてＷは全体に均等に配置されるのではなく、画像ｌ用の縦列または画像ｒ用の縦列の一方（本実施の形態では画像ｒ）だけに配置される。したがって、Ｗ付カラーフィルタ２２により、画像ｌまたは画像ｒの一方だけの明るさを明るく補正することができ、他方の画像（本実施の形態では画像ｌ）については、Ｗを追加したことの副作用として生じ得る画質劣化などを生じさせないことができる。

上述したように、本実施の形態の場合、Ｗ付カラーフィルタ２２により、画像ｒの明るさを明るく補正することができ、画像ｌについては、Ｗを追加したことの副作用として生じ得る画質劣化などを生じさせないようになされている。これは、右側にステアリングハンドルが設けられた自動車のカーナビゲーションシステムに画像表示装置２０を適用した場合において、運転席のユーザＲに対しては視認性を重視し、助手席のユーザＬに対しては画質を重視する思想に基づいている。当然、左側にステアリングハンドルが設けられた自動車のカーナビゲーションシステムに適用した場合については、その位置関係を逆転する必要がある。

図４に戻る。液晶層２３は、画像信号補正部３１から入力される補正済みの画像信号に基づき、ユーザＬを対象とした画像ｌとユーザＲを対象とした画像ｒを交互に高速に切り替えて表示する。バックライト２４は、バックライト制御部３２からの制御に従い、液晶層２３に向かってユーザＬ側とユーザＲ側を時分割で交互に照射する。

図７は、バックライト２４の構成例を示している。バックライト２４は、射光フィルム４１、ユーザＬ側に配置されたLED４２−１、およびユーザＲ側に配置された３２−２から成る。射光フィルム４１は、LED４２−１からの照射光をユーザＬ側に指向させ、LED４２−２からの照射光をユーザＲ側に指向させる。

図４に戻る。画像信号補正部３１は、前段から入力される画像ｌの画像信号と画像ｒの画像信号の少なくとも一方に対して、適切な画像信号補正処理を行う。

バックライト制御部３２は、液晶層２３による画像ｌと画像ｒの切替えタイミングに同期してバックライト２４のLED４２−１および３２−２を交互に照射させる。さらに、バックライト制御部３２は、バックライト２４のLED４２−１および３２−２の出力（輝度）を個別に制御する。

図８は、バックライト制御部３２の制御によりバックライト２４の照射方向を切り替えた状態を示している。

同図Ａは、液晶層２３に画像ｒが表示されているタイミングにおいて、LED４２−１がオフ、LED４２−２がオンとされている状態である。このとき、バックライト２４全体としてユーザＲ側を照射することになる。同図Ｂは、液晶層２３に画像ｌが表示されているタイミングにおいて、LED４２−１がオン、LED４２−２がオフとされている状態である。このとき、バックライト２４全体としてユーザＬ側を照射することになる。表示装置２０に画像ｌおよび画像ｒが表示される間、同図Ａと同図Ｂの状態が交互に繰り返される。

［表示装置２０の動作］
表示装置２０においては、液晶層２３により画像ｌと画像ｒとが高速に切り替えて表示され、この画像ｌまたは画像ｒがバックライト２４からの照射光によりＷ付カラーフィルタ２２および視差バリア２１を介してユーザＬおよびユーザＲに到達する。このとき、ユーザＬに視認される画像ｌは、Ｗ付カラーフィルタ２２のＷを透過しておらず、ユーザＲに視認される画像ｒは、Ｗ付カラーフィルタ２２のＷを透過している。なお、バックライト２４の照射光は、液晶層２３に画像ｌが表示されるタイミングではユーザＬ側に、液晶層２３に画像ｒが表示されるタイミングではユーザＲ側に照射される。

したがって、ユーザＬは、Ｗ付カラーフィルタ２２のＷの副作用としての画質劣化が生じていない画像ｌを視認することができ、ユーザＲは、Ｗ付カラーフィルタ２２のＷの効果としての明るさが明るく補正された画像ｒを視認することができる。

［表示装置２０の利用例］
図９は、右側にステアリングハンドルが設けられた自動車のカーナビゲーションシステムに表示装置２０を採用した場合における、７種類の利用例を示している。

利用例１は、バックライト２４の消費電力削減を目的とした低消費電力モードであり、運転席側のユーザＲに対する画像ｒは、Ｗを追加したことの副作用として生じ得る画質劣化が視覚的に影響しない画像内容を想定する。この場合、助手席側のユーザＬに対する画像ｌはそのまま液晶層２３に表示され、ユーザＬ側に向けて照射されるバックライト２４のLED４２−１の出力（輝度）は通常とされる。一方、運転席側のユーザＲに対する画像ｒは、Ｗを追加したことによる画質劣化が影響しないので、液晶層２３ではＷも含め他全ての画素が表示され、ユーザＲ側に向けて照射されるバックライト２４のLED４２−２の出力（輝度）が低減される。この場合、ユーザＬは画質劣化のない画像ｌを視認できる。ユーザＲはＷにより明るさが確保された画像ｒを視認できる。

利用例２は、バックライト２４の消費電力削減を目的とした低消費電力モードであり、運転席側のユーザＲに対する画像ｒは、Ｗを追加したことの副作用として生じ得る画質劣化が視覚的に影響する画像内容を想定する。この場合、助手席側のユーザＬに対する画像ｌはそのまま液晶層２３に表示され、ユーザＬ側に向けて照射されるバックライト２４のLED４２−１の出力（輝度）は通常とされる。一方、運転席側のユーザＲに対する画像ｒは、Ｗを追加したことにより画質劣化が生じてしまうので、液晶層２３ではＷの画素が表示されないように補正された画像ｒが表示され、バックライト２４のLED４２−２の出力（輝度）は通常とする。この場合、ユーザＬは画質劣化のない画像ｌを視認できる。ユーザＲは、バックライト２４の照射方法がユーザＲ側を向いていることにより明るさが確保された画像ｒを視認できる。

利用例３は、直射日光下などにおいて、画面の輝度を上げることにより視認性を向上させることを目的とした高輝度モードである。この場合、助手席側のユーザＬに対する画像ｌはそのまま液晶層２３に表示され、ユーザＬ側に向けて照射されるバックライト２４のLED４２−１の出力（輝度）は通常とされる。一方、運転席側のユーザＲに対する画像ｒも、液晶層２３ではＷも含め他全ての画素が表示され、ユーザＲ側に向けて照射されるバックライト２４のLED４２−２の出力（輝度）は通常とされる。この場合、ユーザＬは画質劣化のない画像ｌを視認できる。ユーザＲは、Ｗにより明るさが増した画像ｒを視認できる。

利用例４は、直射日光下などにおいて、画面の輝度をより上げることにより視認性を向上させることを目的とした高輝度モードである。この場合、助手席側のユーザＬに対する画像ｌはそのまま液晶層２３に表示され、ユーザＬ側に向けて照射されるバックライト２４のLED４２−１の出力（輝度）は通常とされる。一方、運転席側のユーザＲに対する画像ｒも、液晶層２３ではＷも含め他全ての画素が表示され、ユーザＲ側に向けて照射されるバックライト２４のLED４２−２の出力（輝度）は通常よりも高めとされる。この場合、ユーザＬは画質劣化のない画像ｌを視認できる。ユーザＲは、バックライト２４の輝度が増したことと、Ｗにより明るさがより増した画像ｒを視認できる。

利用例５は、直射日光下などにおいて、画面の輝度を上げることにより視認性を向上させることを目的とした高輝度モードである。この場合、助手席側のユーザＬに対する画像ｌはそのまま液晶層２３に表示され、ユーザＬ側に向けて照射されるバックライト２４のLED４２−１の出力（輝度）は通常よりも高めとされる。一方、運転席側のユーザＲに対する画像ｒも、液晶層２３ではＷも含め他全ての画素が表示され、ユーザＲ側に向けて照射されるバックライト２４のLED４２−２の出力（輝度）は通常よりも高めとされる。この場合、ユーザＬは明るさを増した画像ｌを視認できる。ユーザＲは、バックライト２４の輝度が増したことと、Ｗにより明るさがより増した画像ｒを視認できる。

利用例６は、助手席側のユーザＬに対する画像ｌだけを表示させるモードである。この場合、助手席側のユーザＬに対する画像ｌはそのまま液晶層２３に表示され、ユーザＬ側に向けて照射されるバックライト２４のLED４２−１の出力（輝度）は通常とされる。一方、運転席側のユーザＲに対する画像ｒは液晶層２３に表示されず、ユーザＲ側に向けて照射されるバックライト２４のLED４２−２の出力（輝度）は最小とされる。この場合、ユーザＬのみが画質劣化のない画像ｌを視認できる。

利用例７は、運転席側のユーザＲに対する画像ｒだけを表示させるモードである。この場合、助手席側のユーザＬに対する画像ｌは液晶層２３に表示されず、ユーザＬ側に向けて照射されるバックライト２４のLED４２−１の出力（輝度）は最小とされる。一方、運転席側のユーザＲに対する画像ｒについては、上述した利用例１乃至５のいずれかの場合が適用される。この場合、ユーザＲのみが、明るさが確保された、または増した画像ｒを視認できる。

以上説明したように、表示装置２０によれば、運転席側のユーザＲが視認する画像ｒについては、その画面の明るさを確保したり、増したりして表示することができる。また、その画像内容によってはＷの効果をなくして画質劣化を抑止することできる。

さらに、助手席側のユーザＬが視認する画像ｌについても、画質劣化を発生させることなく、その明るさを確保したり増したりして表示することができる。

またさらに、バックライト２４による消費電力を削減することができる。

なお、表示装置２０は、カーナビゲーションシステムの他、ゲーム機、広報用ディスプレイなどに適用することができる。また、表示装置２０は、Ｗ付カラーフィルタ２２の画像ｒに対応する縦ラインにＷを配置したが、反対に、画像ｌに対応する縦ラインにＷを配置するようにしてもよい。

本開示の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。

２０表示装置，２１視差バリア，２２Ｗ付カラーフィルタ，２３液晶層，２４バックライト，３１画像信号補正部，３２バックライト制御部，４１射光フィルム，４２ LED

Claims

第１の方向に対しては第１の画像を視認させ、前記第１の方向とは異なる第２の方向に対しては第２の画像を視認させる表示装置において、
前記第１の画像と前記第２の画像を交互に表示する表示部と、
前記第１の画像または前記第２の画像を表示している前記表示部に照射光を照射する照射部と、
前記第１の画像用の第１領域と前記第２の画像用の第２領域から成り、前記表示部を透過した前記照射光が透過されるカラーフィルタと、
前記表示部および前記カラーフィルタの前記第１領域を透過した前記照射光を前記第１の方向に振り分け、前記表示部および前記カラーフィルタの前記第２領域を透過した前記照射光を前記第２の方向に振り分ける振り分け部と
を備え、
前記カラーフィルタは３原色と白色の色成分を有し、
前記カラーフィルタの前記第１領域または前記第２領域の一方は３原色と白色の色成分を有し、他方は３原色の色成分を有し且つ白色の色成分を有しない
表示装置。
前記カラーフィルタは、ライン状に交互に配置され前記第１領域と前記第２領域から成る
請求項１に記載の表示装置。
前記カラーフィルタは、サブピクセル単位またはピクセル単位でライン状に交互に配置され前記第１領域と前記第２領域から成る
請求項２に記載の表示装置。
前記照射部は、
前記第１の方向に向けた照射光を発光する第１の発光部と、
前記第２の方向に向けた照射光を発光する第２の発光部と
を備える
請求項１に記載の表示装置。
前記照射部は、前記表示部に前記第１の画像が表示されるタイミングに同期して前記第１の発光部を発光させ、前記表示部に前記第２の画像が表示されるタイミングに同期して前記第２の発光部を発光させる
請求項４に記載の表示装置。
前記照射部の前記第１の発光部と前記第２の発光部の発光タイミングと出力を個別に制御する照射制御部を
さらに備える請求項４に記載の表示装置。
前記第１の画像に対応する画像信号または前記第２の画像に対応する画像信号の少なくとも一方に補正処理を行う画像信号補正部を
さらに備える請求項１に記載の表示装置。
第１の方向に対しては第１の画像を視認させ、前記第１の方向とは異なる第２の方向に対しては第２の画像を視認させる電子装置において、
前記第１の画像に対応する画像信号または前記第２の画像に対応する画像信号の少なくとも一方に補正処理を行う画像信号補正部と、
前記第１の画像と前記第２の画像を交互に表示する表示部と、
前記第１の画像または前記第２の画像を表示している前記表示部に照射光を照射する照射部と、
前記第１の画像用の第１領域と前記第２の画像用の第２領域から成り、前記表示部を透過した前記照射光が透過されるカラーフィルタと、
前記表示部および前記カラーフィルタの前記第１領域を透過した前記照射光を前記第１の方向に振り分け、前記表示部および前記カラーフィルタの前記第２領域を透過した前記照射光を前記第２の方向に振り分ける振り分け部と
を備え、
前記カラーフィルタは３原色と白色の色成分を有し、
前記カラーフィルタの前記第１領域または前記第２領域の一方は３原色と白色の色成分を有し、他方は３原色の色成分を有し且つ白色の色成分を有しない
電子装置。