JP5893452B2 - 表示装置、および電子装置 - Google Patents
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Description
本開示は、表示装置、および電子装置に関し、特に、異なる方向に位置する複数のユーザに対して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、自動車を運転している運転席のドライバに対しては、ナビゲーション用の映像を表示し、助手席に座る人に対しては他の映像を表示することが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。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。
図３は、ユーザＬに対する２画面ディスプレイ１の表面輝度分布を示している。
すなわち、２画面ディスプレイ１上の、ユーザＬから見て遠い方の照射光の射出方向をθ１、ユーザＬから見て近い方の照射光の射出方向をθ２とすると、ユーザＬから見て近い方ほどその輝度は大きく（明るく）、遠い方ほどその輝度は小さく（暗く）見えることになる。ユーザＲに対する２画面ディスプレイ１の表面輝度分布についても同様である。したがって、このままでは２画面ディスプレイ１の画面はユーザにとって見づらいものとなってしまう。
よって、２画面ディスプレイ１をユーザが見た場合の画面の表面輝度分布が一様となるような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表面輝度分布を一様に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の画像が合成された合成画像を表示する表示部と、前記合成画像を表示する前記表示部に照射光を照射する照射部と、前記表示部を透過した前記照射光の前記第１の画像に対応する成分を前記第１の方向に振り分け、前記表示部を透過した前記照射光の前記第２の画像に対応する成分を前記第２の方向に振り分ける振り分け部と、前記振り分け部により振り分けられる前記照射光の輝度特性を相殺する相殺部とを備える。
前記相殺部は、前記表示部を透過した前記照射光が透過される光学フィルタの開口率が座標に応じて調整されている開口率補正部から成ることができる。
前記光学フィルタは、カラーフィルタであり、前記開口率補正部は、ブラックマトリクスとすることができる。
前記ブラックマトリクスは、前記カラーフィルタのサブピクセル単位またはピクセル単位の開口率を座標に応じて調整することができる。
前記相殺部は、さらに前記振り分け部により振り分けられた前記照射光の輝度特性を相殺するように前記合成画像の輝度信号を補正する輝度補正部から成ることができる。
前記相殺部は、さらに、前記表示部を透過した前記照射光が透過される、膜厚または濃度の少なくとも一方が座標に応じて調整されているカラーフィルタから成ることができる。
前記相殺部は、さらに、前記振り分け部により振り分けられた前記照射光の輝度特性を相殺するように前記照射部を制御する照射制御部から成ることができる。
本開示の第１の側面においては、合成画像を表示する表示部を透過した照射光の第１の画像に対応する成分が前記第１の方向に振り分けられ、第２の画像に対応する成分が前記第２の方向に振り分けられる。そして、振り分けられる前記照射光の輝度特性が相殺される。
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の画像と前記第２の画像を合成して合成画像を生成する画像合成部と、前記合成画像を表示する表示部と、前記合成画像を表示する前記表示部に照射光を照射する照射部と、前記表示部を透過した前記照射光の前記第１の画像に対応する成分を前記第１の方向に振り分け、前記表示部を透過した前記照射光の前記第２の画像に対応する成分を前記第２の方向に振り分ける振り分け部と、前記振り分け部により振り分けられた前記照射光の輝度特性を相殺する相殺部とを備える。
本開示の第２の側面においては、第１の画像と第２の画像が合成されて合成画像が生成され、前記合成画像を表示する表示部を透過した照射光の第１の画像に対応する成分が前記第１の方向に振り分けられ、第２の画像に対応する成分が前記第２の方向に振り分けられる。そして、振り分けられる前記照射光の輝度特性が相殺される。
本開示の第１の側面によれば、画面を側方から視認した場合における画面の表面輝度分布を一様にすることができる。
本開示の第２の側面によれば、画面の左右方向に位置する複数のユーザがそれぞれ視認する異なる画面の表面輝度分布をそれぞれ一様にすることができる。
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。
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、ゲーム機など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、ＢＭ（ブラックマトリクス）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、合成画像生成部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。
ＢＭ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）の色材膜から構成され、その表面に設けられているＢＭのサイズを変化させることにより、その座標位置に応じて開口率が調整されている（詳細は図５を参照して後述する）。
液晶層２３は、合成画像生成部３１から入力される補正済みの合成画像信号に基づき、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の縦方向のラインが、ＢＭ付カラーフィルタ２２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出現する合成画像を表示する。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、その上層側の液晶層２３を照射する。
合成画像生成部３１は、前段から入力される画像ｌの画像信号と画像ｒの画像信号の縦方向のラインを、ＢＭ付カラーフィルタ２２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することにより、合成画像信号を生成する。
バックライト制御部３２は、バックライト２４を制御して、その上層側の液晶層２３を照射させる。バックライト２４による、照射特性は、図３に示されたものと同様とする。
［ＢＭ付カラーフィルタ２２のＢＭの第１の構成例］
図５は、ＢＭ付カラーフィルタ２２のＢＭの第１の構成例を示している。なお、図５は、同図Ａに示されるように、液晶層２３に表示される合成画像が、画像ｌと画像ｒの縦方向のラインがサブピクセル単位で交互に配置されている場合に対応する。
図５は、ＢＭ付カラーフィルタ２２のＢＭの第１の構成例を示している。なお、図５は、同図Ａに示されるように、液晶層２３に表示される合成画像が、画像ｌと画像ｒの縦方向のラインがサブピクセル単位で交互に配置されている場合に対応する。
同図Ｂに示されるように、ユーザＬを対象とした画像ｌを透過させるＢＭについては、その開口率がユーザＬから遠い方から近い方にかけて徐々に小さくなるように、ＢＭにより覆われていない領域（図中において、黒領域に囲まれてＲ，Ｇ，Ｂのいずれかが記載された白領域）のサイズを変化させる。同様に、ユーザＲを対象とした画像ｒを透過させるＢＭについては、その開口率がユーザＲから近い方から遠い方にかけて徐々に大きくなるようにＢＭがマスキングしていない領域のサイズを変化させる。
具体的には、ＢＭにより覆われていない領域の縦寸法または横寸法を変化させる方法が考えられる。
同図Ｃは、ＢＭにより覆われていない領域の横寸法を変えずに縦寸法を変化させた場合を示している。同図Ｄは、ＢＭにより覆われていない領域の縦寸法を変えずに横寸法を変化させた場合を示している。同図Ｄの場合と同図Ｃの場合を同じ座標で比較した場合、同図Ｄの方がより開口率を上げることができる。ただし、同図Ｄの場合は、視差バリア２１の調整が必要となる。
同図Ｃまたは同図Ｄに示されたように、ＢＭにより覆われていない領域のサイズを変化させることにより、ユーザから見て遠い方ほど開口率を大きく、近い方ほど開口率を小さくすることができるので、ユーザから見た画面の表面輝度分布を一様に補正することができる。
ところで、図４に示された表示装置２０と、図５に示されたＢＭ付カラーフィルタ２２は、液晶層２３に表示される合成画像が、画像ｌと画像ｒの縦方向のラインがサブピクセル単位で交互に配置されている場合に対応するものである。本開示は、合成画像が、画像ｌと画像ｒの縦方向のラインがＲ，Ｇ，Ｂの３サブピクセルから成るピクセル単位で交互に配置されている場合にも適用可能である。ただし、この場合、視差バリア２１の位置については、図４の図示とは異なるものとなる。
［ＢＭ付カラーフィルタ２２のＢＭの第２の構成例］
図６は、ＢＭ付カラーフィルタ２２のＢＭの第２の構成例を示している。なお、図６は、同図Ａに示されるように、液晶層２３に表示される合成画像が、画像ｌと画像ｒの縦方向のラインがＲ，Ｇ，Ｂの３サブピクセルから成るピクセル単位で交互に配置されている場合に対応する。
図６は、ＢＭ付カラーフィルタ２２のＢＭの第２の構成例を示している。なお、図６は、同図Ａに示されるように、液晶層２３に表示される合成画像が、画像ｌと画像ｒの縦方向のラインがＲ，Ｇ，Ｂの３サブピクセルから成るピクセル単位で交互に配置されている場合に対応する。
同図Ｂに示されるように、ユーザＬを対象とした画像ｌを透過させるＢＭについては、その開口率がユーザＬから遠い方から近い方にかけて徐々に小さくなるように、ＢＭにより覆われていない領域のサイズを変化させる。同様に、ユーザＲを対象とした画像ｒを透過させるＢＭについては、その開口率がユーザＲから近い方から遠い方にかけて徐々に大きくなるようにＢＭがマスキングしていない領域のサイズを変化させる。
同図Ｃは、ＢＭにより覆われていない領域の横寸法を変えずに縦寸法を変化させた場合を示している。同図Ｄは、ＢＭにより覆われていない領域の縦寸法を変えずに横寸法を変化させた場合を示している。同図Ｄの場合と同図Ｃの場合を同じ座標で比較した場合、同図Ｄの方がより開口率を上げることができる。
以上説明したように、ＢＭ付カラーフィルタ２２のＢＭの開口率を徐々に変化させることにより、図３に示された、ユーザから見て近い方ほどその輝度は大きく（明るく）、遠い方ほどその輝度は小さく（暗く）見える特性を相殺することができる。
［変形例］
上述したように、ＢＭ付カラーフィルタ２２のＢＭの開口率を変化させることに加え、合成画像の画像信号を補正するようにしてもよい。
［変形例］
上述したように、ＢＭ付カラーフィルタ２２のＢＭの開口率を変化させることに加え、合成画像の画像信号を補正するようにしてもよい。
すなわち、合成画像生成部３１が、前段から入力される画像ｌの画像信号を、ユーザＬから遠い方の座標の画素の輝度を高めに、ユーザＬから近い方の座標の画素の輝度を低めに補正する。同様に、前段から入力される画像ｒの画像信号を、ユーザＲから遠い方の座標の画素の輝度を高めに、ユーザＬから近い方の座標の画素の輝度を低めに補正するようにしてもよい。
また、ＢＭ付カラーフィルタ２２の色材膜の膜厚、濃度に変化をつけて照射光の透過率を調整するようにしてもよい。
さらに、バックライト２４の照射特性を２画面表示用に特化させて、例えば図７に示されるようにツインピークを持つようにしてもよい。ただし、この場合には、ユーザＬを対象とした画像ｌを透過させるＢＭについては、その開口率がユーザＬから遠い方から近い方にかけて徐々に小さくするのではなく、大、小、大と徐々に変化させる。同様に、ユーザＲを対象とした画像ｒを透過させるＢＭについては、その開口率がユーザＲから近い方から遠い方にかけて徐々に大きくするのではなく、小、大、小と徐々に変化させるようにする。
以上説明したように、本開示の実施の形態である表示装置２０によれば、表示装置２０に向かって左側に位置するユーザＬが視認する画像ｌの表面輝度分布を一様とすることができ、また、表示装置２０に向かって右側に位置するユーザＲが視認する画像ｒの表面輝度分布を一様とすることができる。
なお、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， ２２ ＢＭ付カラーフィルタ， ２３ 液晶層， ２４ バックライト， ３１ 合成画像生成部， ３２ バックライト制御部
Claims (5)
- 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の画像が合成された合成画像を表示する表示部と、
前記合成画像を表示する前記表示部に照射光を照射する照射部と、
前記表示部を透過した前記照射光の前記第１の画像に対応する成分を前記第１の方向に振り分け、前記表示部を透過した前記照射光の前記第２の画像に対応する成分を前記第２の方向に振り分ける振り分け部と、
前記振り分け部により振り分けられる前記照射光の輝度特性を相殺する相殺部と
を備え、
前記相殺部は、前記表示部を透過した前記照射光が透過される光学フィルタの第１の開口率と第２の開口率とが調整されている開口率補正部を含み、
前記第１の画像を透過させる前記第１の開口率は、前記第１の画像を視認する第１のユーザから、遠い位置から近い位置にかけて徐々に小さくなり、
前記第２の画像を透過させる前記第２の開口率は、前記第２の画像を視認する第２のユーザから、遠い位置から近い位置にかけて徐々に小さくなる
表示装置。 - 前記光学フィルタは、カラーフィルタであり、
前記開口率補正部は、ブラックマトリクスである
請求項１に記載の表示装置。 - 前記ブラックマトリクスは、前記カラーフィルタのサブピクセル単位またはピクセル単位の前記第１の開口率および前記第２の開口率を調整する
請求項２に記載の表示装置。 - 前記相殺部は、さらに
前記振り分け部により振り分けられた前記照射光の輝度特性を相殺するように前記合成画像の輝度信号を補正する輝度補正部から成る
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の画像と前記第２の画像を合成して合成画像を生成する画像合成部と、
前記合成画像を表示する表示部と、
前記合成画像を表示する前記表示部に照射光を照射する照射部と、
前記表示部を透過した前記照射光の前記第１の画像に対応する成分を前記第１の方向に
振り分け、前記表示部を透過した前記照射光の前記第２の画像に対応する成分を前記第２
の方向に振り分ける振り分け部と、
前記振り分け部により振り分けられた前記照射光の輝度特性を相殺する相殺部と
を備え、
前記相殺部は、前記表示部を透過した前記照射光が透過される光学フィルタの第１の開口率と第２の開口率とが調整されている開口率補正部を含み、
前記第１の画像を透過させる前記第１の開口率は、前記第１の画像を視認する第１のユーザから、遠い位置から近い位置にかけて徐々に小さくなり、
前記第２の画像を透過させる前記第２の開口率は、前記第２の画像を視認する第２のユーザから、遠い位置から近い位置にかけて徐々に小さくなる
電子装置。
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