JP2007086379A - 車載用液晶表示装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】
異なる画像を異なる視認方向から見たときの液晶表示画面の輝度を高めることが可能な車両用液晶表示装置を提供すること。
【解決手段】
本発明は、第1の画像および第2の画像をそれぞれ異なる方向から視認できるように表示する車載用液晶表示装置において、導光板(121)と液晶パネル(110)の間に設けられた拡散板(122)と、拡散板(122)の液晶パネル側に設けられた正面輝度向上フィルム(124)と、正面輝度向上フィルム(124)の液晶パネル側に設けられた偏光板(126)とを有する車載用液晶表示装置である。
【選択図】図11
異なる画像を異なる視認方向から見たときの液晶表示画面の輝度を高めることが可能な車両用液晶表示装置を提供すること。
【解決手段】
本発明は、第1の画像および第2の画像をそれぞれ異なる方向から視認できるように表示する車載用液晶表示装置において、導光板(121)と液晶パネル(110)の間に設けられた拡散板(122)と、拡散板(122)の液晶パネル側に設けられた正面輝度向上フィルム(124)と、正面輝度向上フィルム(124)の液晶パネル側に設けられた偏光板(126)とを有する車載用液晶表示装置である。
【選択図】図11
Description
本発明は、車載用液晶表示装置、特に共通の表示画面上で異なる方向からそれぞれ異なる画像を視認できる、いわゆるマルチビュー機能を有する車載用液晶表示装置に関する。
近年、車両内にてカーナビゲーションやビデオ画像を見るための車両用液晶表示装置が急激に普及している。一方、共通の表示画面上で異なる方向からそれぞれ異なる画像を視認できる、いわゆるマルチビューディスプレイとしては、例えば、液晶パネルの前に視差バリアを設け、1ピクセルごとにバックライトからの光の進行方向を振り分けることで、左右において異なる情報(画像)を表示できるものが知られている(例えば、特許文献1等参照)。このような表示装置を車両に搭載することにより、運転者がナビゲーション画像を観ている間に助手席の搭乗者がテレビ等の他の画像を観ることが可能となる。
特開2005−78080号公報
車載液晶表示装置としてマルチビューディスプレイを用いた場合、バックライトの光は左右の画像に振り分けられてしまう。そのため、左右の画像の輝度を保つため、異なる画像を異なる視認方向から見たときの液晶表示画面の輝度を高くすることが求められる。
本発明は、上記に鑑み、異なる画像を異なる視認方向から見たときの液晶表示画面の輝度を高めることが可能な車両用液晶表示装置を提供することを目的とする。
本発明は、共通の表示画面上の第1の画像および第2の画像をそれぞれ異なる方向から視認できるように表示する車載用液晶表示装置において、導光板と液晶パネルとの間に設けられた拡散板と、前記拡散板の液晶パネル側に設けられた正面輝度向上フィルムと、前記正面輝度向上フィルムの液晶パネル側に設けられた偏光板と、を具備することを特徴とする車載用液晶表示装置である。本発明によれば、拡散板で光を拡散させ、拡散した光は正面輝度向上フィルムで集光され、集光された光は偏光板で偏光され、偏光された光の正面方向の光は反射または吸収されるため、異なる画像を異なる視認方向から見たときの液晶表示画面の輝度を高めることが可能な車両用液晶表示装置を提供することができる。
本発明は、前記拡散板は、透明板の表面に透明な球状様粒子を配置したことを特徴とする車載用液晶表示装置とすることができる。本発明によれば、透明板の表面に透明な球状様粒子を配置することにより、簡単に拡散板を構成することができる。
前記正面輝度向上フィルムは、透明板の表面に透明なプリズムスリットを設けたことを特徴とする車載用液晶表示装置とすることができる。本発明によれば、透明板の表面に透明なプリズムスリットを設けることにより、簡単に正面輝度向上フィルムを構成することができる。
本発明は、前記偏光板の偏光方向は前記液晶パネルの偏光方向であることを特徴とする車載用液晶表示装置とすることができる。本発明によれば、偏光板は液晶パネルの偏光方向の光を出射することができるため、輝度を向上させることができる。
本発明は、前記第1の画像および前記第2の画像を視認する方向は、前記液晶パネルの正面とは異なる方向である車載用液晶表示装置とすることができる。本発明によれば、反射または吸収される正面方向とは異なる方向から第1の画像および前記第2の画像を視認するため、異なる画像を異なる視認方向から見たときの液晶表示画面の輝度を一層高めることができる。
前記第1の画像および前記第2の画像をそれぞれ異なる方向から視認できるようにするための視差バリアを有することを特徴とする車載用液晶表示装置とすることができる。本発明によれば、視差バリアによって、正面方向の光が反射または吸収されるため、異なる画像を異なる視認方向から見たときの液晶表示画面の輝度を一層高めることができる。
本発明によれば、異なる画像を異なる視認方向から見たときの液晶表示画面の液晶表示画面の輝度を高めることが可能な車両用液晶表示装置を提供することができる。
以下、本発明の実施例につき図面を参照に説明する。
図1は実施例に係るマルチビューディスプレイの基本構成を説明するための図である。この表示装置は、図1に示すように、表示制御手段としての表示制御部10、表示手段としての表示部100等から構成されている。表示制御部10は、供給源としての第1の画像ソース300Aから画像データDT1が供給されると共に供給源としての第2の画像ソース300Bから画像データDT2が供給されて、これら第1及び第2の画像データDT1,DT2からなる画像データADTを共通の表示部100へ出力する。尚、表示制御部10の具体的な構成については後述する。また、第1及び第2の画像ソース300A,300Bは、後述するカメラ、TV受信部、DVD再生部、HD再生部、ナビゲーション部等で構成される。
表示部100は、後述するように、液晶パネル、バックライト、視差バリア等から構成されており、第1の画像データDT1に基づく第1の画像IM1を右方向から観察者OBRが視認できると共に第2の画像データDT2に基づく第2の画像IM2を左方向から観察者OBLが視認できるように共通の表示画面に表示する。尚、表示部100の具体的な構成については後述する。
図2は実施例1に係る表示装置を車両へ適用した例を示す斜視図である。表示部100は、図2に示すように、車両のダッシュボード部分の運転席DSと助手席ASとの間に配置される。また、表示部100には、表示装置を手動で操作するための操作部150が設けられている。図2に示すケースにおいては、運転席DSに着席した乗員が上記の観察者OBRとなり、助手席ASに着席した乗員が上記の観察者OBLとなる。そして、これらの搭乗者は、それぞれ運転席DS側又は助手席AS側から表示部100に表示された異なる第1の画像IM1及び第2の画像IM2を同時に観ることができる。
図3ないし図9は実施例1に係る表示装置の具体的な構成を示す図であって、図3は表示装置の機能ブロック図、図4は制御部の構成を示す機能ブロック図、図5は第1及び第2の画質調整回路の機能ブロック図、図6は画像出力部の機能ブロック図、図7は液晶パネルの断面構造及び作用を説明するための図、図8は液晶パネルの正面図、及び図9はTFT基板の回路図である。
この表示装置は、図3に示すように、表示部100加えて、制御部20、分配回路30、第1及び第2の画質調整回路50A,50B、画像出力部70等から構成されている。尚、上記した表示制御部10は、制御部20、分配回路30、第1及び第2の画質調整回路50A,50B、画像出力部70等から構成される。
制御部20は、図4に示すように、プロセッサ(CPU)21、インターフェース22、ROM23、RAM24等から構成され、ROM23に記憶されたプログラムに従って表示装置を総合的に制御する。また、制御部20は、後述するように、表示部100に表示される第1の画像IM1及び第2の画像IM2の重なりにより互いに隔てられた第1の画像IM1の可視範囲と第2の画像IM1の可視範囲とを、第1の画像IM1及び第2の画像IM2の少なくとも一方の画質を調整して所定範囲になるように制御する。
制御部20は、図3に示すように、車両に搭載されて画像や音声を供給する供給源としての、車両の周囲等を撮像するカメラ310、音楽や画像を再生するCD/MD(コンパクトディスク/ミニディスク)再生部320、アンテナからラジオ放送波を受信するラジオ受信部330、アンテナからセレクタ341を介してTV放送波を受信するTV受信部340、DVD(ディジタルバーサタイルディスク)から音楽情報や画像を再生するDVD再生部350、HD(ハードディスク)に記録された画像や音楽情報を再生するHD再生部360、VICS情報受信部371が受信した道路情報やGPS情報受信部372が受信した地理情報に基づいて地図やルート案内画像を出力するナビゲーション部370等と接続されて、これらとの間でデータを授受すると共にこれらをコントロールする。
また、制御部20には、各種データを記憶する外部メモリ140、表示装置を操作するための操作部150、表示装置をリモコン操作するためのリモコン171との間で赤外線信号や無線信号を送受するリモコン送受信部170、車両に備わるライトスイッチや光センサで構成されて車両内の明るさを検知する明るさ検知センサ190、運転席や助手席に設けられる感圧センサ等で構成されて車両の乗員を検出する乗員検知センサ200等が接続され、制御部20は、これらから得られる各種データに基づいて各種制御が可能となっている。
分配回路30は、図3に示すように、上記したカメラ310、CD/MD再生部320、ラジオ受信部330、TV受信部340、DVD再生部350、HD再生部360、ナビゲーション部370等から供給される音声データや画像データを、制御部20からの制御指令に応じて、音声調整回路60、第1の画質調整回路50A、あるいは、第2の画質調整回路50Bへ分配する。
音声調整回路60は、図3に示すように、分配回路30から供給された音声データを調整してスピーカ61へ出力する。
第1及び第2の画質調整回路50A,50Bは、図5に示すように、それぞれコントラスト調整部51、輝度調整部52、色調調整部53、ガンマ値調整部54等から構成され、制御部20からの制御指令に応じて、第1及び第2の画像データの画質(コントラスト、輝度、色調、ガンマ値)をそれぞれ調整する。
画像出力部70は、図6に示すように、第1及び第2の画質調整回路50A,50Bにおいてそれぞれ画質調整された第1及び第2の画像データがそれぞれ書き込まれる第1及び第2の書込回路71,72、VRAM(Video RAM)73、液晶パネル駆動部74等から構成されている。第1及び第2の書込回路71,は、第1及び第2の画質調整回路50A,50Bで画質調整された第1及び第2の画像データを合成すべく、VRAM73の所定アドレスにそれぞれ書き込む。
VRAM73は、第1及び第2の画像データを合成した画像データを保持する。この合成した画像データは、表示部100の各画素にそれぞれ対応している。液晶パネル駆動部74は、後述する液晶パネル110を駆動する回路であり、VRAM73に保持されている合成画像データに基づいて、液晶パネル110の対応する画素を駆動する。
表示部100は、図3に示すように、液晶パネル110、液晶パネル110の背面側から照明光を当てるバックライト120、表示装置を操作する信号を入力するためのタッチパネル130等から構成されている。尚、タッチパネル130は、図示しないが、透明なシート状に形成されて液晶パネル110の前面に貼着される。
液晶パネル110は、図7に示すように、バックライト120側から順に配置された、偏光板111、TFT(Thin Film Transistor)基板112、液晶層113、RGBの3原色の画素をもつカラーフィルタ基板114、視差バリア115、ガラス板116、偏光板117等から構成された周知の構造を有する。
この液晶パネル110は、図7及び図8に示すように、例えば、水平方向に800画素、垂直方向に480画素が配列された表示画面を有すると共に、この表示画面には、水平方向において左側表示用画素118(以下、助手席側表示用画素118ともいう。)と右側表示用画素119(以下、運転席側表示用画素119ともいう。)とが交互に配列されて構成されている。
視差バリア115は、図7及び図8に示すように、ストライプ状に形成されて遮蔽部と透光部を有し、その遮蔽部は隣接する左側表示用画素118と右側表示用画素119との間に配置される。視差バリア115をカラーフィルタ基板114の前面に配置することにより、左側表示用画素118を透過した照明光は、左側に向かう照明光のみ選択的に視差バリア115の透光部を通過し、右側表示用画素119を透過した照明光は、右側に向かう照明光のみが選択的に視差バリア115の透光部を通過する。これにより、図7に示すように、液晶パネル110の右側(運転席側)からは第1の画像IM1が視認でき、左側(助手席側)からは第2の画像IM2が視認できるようになっている。尚、視差バリア115は、特開平10−123461号公報や特開平11−84131号公報等に開示されているものと同様のものを使用できる。
TFT基板112は、図9に示すように、データ線駆動回路DR1、走査線駆動回路DR2、垂直方向に配列された走査線SCL、水平方向に配列されたデータ線DTL、走査線SCLとデータ線DTLとの交差する領域毎に形成されたTFT素子EL、に対応して形成された画素電極EP等を備え、走査線SCL及びデータ線DTLで囲まれた各領域がサブピクセルSBPを構成しており、データ線DTLに沿う各列のサブピクセルSBPは交互に左側表示用画素118と右側表示用画素119とに割り当てられる。データ線駆動回路DR1は、液晶パネル駆動部74によりその駆動タイミングを制御されて、画素電極EPへの印加電圧を制御する。走査線駆動回路DR2は、液晶パネル駆動部74によりその駆動タイミングを制御されて、TFT素子ELを選択走査する。
図10は実施例1に係る表示装置の外観図である。表示装置は、表示画面102および操作部150を有する表示部100と本体部152からなる。表示部100は、本体部152の前面の周囲に設けられたフレーム154に収められた状態で使用する。図10のように表示部100を斜動させることにより表示部100を開けることができ、本体部152の前面よりDVD等の記憶媒体を操作することができる構造となっている。
図11(a)は実施例1の表示部100を示した断面図である。バックライト120の正面側(光が出射する側)に液晶パネル110とタッチパネル130が順次設けられている。バックライト120は、導光板121と液晶パネル110との間に設けられた拡散板122と、拡散板122の液晶パネル側に設けられた正面輝度向上フィルム124と、正面輝度向上フィルム124の液晶パネル110側に設けられた偏光板126を有している。また、導光板121の背面側(液晶パネル110の反対側)に反射板127が設けられている。導光板121には、側面より蛍光管または白色LED等の発光部(図示せず)から発射した光が導入される。
図11(b)は拡散板122の構成と機能を説明するための図である。拡散板122はポリエチレンテレフタレート(PET)等からなる例えば160μmの膜厚を有する透明板125a上に、例えば数〜10μmの様々な直径を有する透明な球状様粒子125bを配置した構造を有している。このような構成により、拡散板122の背面(導光板121側)から入射した光は、図11(b)のように、任意の方向に拡散(散乱)され、偏光方向も任意の方向に拡散される。このように、拡散板122は、一方から入射した光を様々な方向および偏光方向に拡散させる機能を有する。
図11(c)は正面輝度向上フィルム124の構成と機能を説明するための図である。正面輝度向上フィルム124は、例えばポリエステル等からなる125μmの膜厚を有する透明板124aの表面に、例えばアクリル樹脂等からなる透明なプリズムスリット124bを設けている。プリズムスリット124bは、三角形状の断面を有し、透明板124aの一方向に延在し、幅方向に複数配置される。図11(c)の例ではスリット幅は50μmであり、プリズムスリットの頂点の角度は90°である。また、プリズムスリット124bは表示画面102(すなわち液晶パネル110)の縦方向に延在している。このような構成により、正面輝度向上フィルム124の背面(拡散板122側)のプリズムスリット124b延在方向に対して垂直な平面上の様々な方向から入射した光は、図のように、正面輝度向上フィルム124の正面方向に屈折する。このように、正面輝度向上フィルム124は、様々な方向の光を正面方向に屈折させることにより、正面方向から表示画面102を視たときの輝度を向上させる機能を有する。なお、プリズムスリット124bの延在方向に対して平行な平面上の様々な方向から入射した光に対しては、上記のような正面方向の輝度を向上させる機能は小さい。
偏光板126は、偏光板126面上の一方向に偏光した光を通過させ、その他の方向の光は反射する機能を有する。偏光板126は膜厚約440μmの膜厚を有し、偏光方向は液晶パネル110の偏光方向(図7の偏光板111および117の偏光方向)であり表示画面102の縦方向である。反射板127は光を反射する機能を有する板である。
以上のような構成による動作原理を説明する。まず、拡散板122と偏光板126とを配置した場合について説明する。導光板121から正面に出射された光は拡散板122でその方向および偏光方向が様々な方向に拡散される。そして、偏光板126により液晶パネル110の偏光方向と同じ偏光方向の光が液晶パネル110にむけ出射される。液晶パネル110の偏光方向と異なる偏光方向の光は偏光板126で反射され、導光板121背面の反射板127で再び反射される。その後、同様にして拡散板122で拡散し、偏光板126で液晶パネル110の偏光方向と同じ偏光方向の光を選択し液晶パネル110にむけ出射される。このようにして、液晶パネル110の偏光方向と同じ偏光方向の光の輝度を高めることができる。よって、液晶表示画面の輝度を高めることができる。しかし、出射される光の方向は様々である
次に、正面輝度向上フィルム124を拡散板122と偏光板126との間に設けた場合について説明する。正面輝度向上フィルム124により、拡散板122で様々な方向に拡散した光の方向が正面方向に揃う。図12は、導光板121、拡散板122、正面輝度向上フィルム124および偏光板126を通過し出射される光の輝度を各方向に対し示した概念図である。横軸は表示画面102の横方向で、左側が運転席、右側が助手席を示し、0は正面方向(表示画面102に対して垂直方向)を示している。正面輝度向上フィルム124のプリズムスリット124bの延在方向を表示画面102(すなわち液晶パネル110)の縦方向としているため、表示画面102の横方向の角度を示した図12においては、正面方向の輝度は非常に高く、角度が大きくなると輝度は急激に減少する。
このような輝度の角度分布の場合、例えば運転席側および助手席側から視た場合の輝度は低くなっており、車載用表示装置としては好ましくない。しかし、以下で説明するように、共通の表示画面上の第1の画像および第2の画像をそれぞれ異なる方向から視認できるように表示するマルチビュー機能を有する車載用表示装置に以上の構成を用いることにより、例えば運転席側および助手席側から見た場合の輝度を高めることができる。
図13は導光板121、拡散板122、正面輝度向上フィルム124、偏光板126並びに液晶パネル110のうちカラーフィルタ基板114および視差バリア115を示した図である。液晶パネル110の他の部材は図示していない。カラーフィルタ基板114の画素間部114aおよび視差バリアの遮蔽部115aに入射した光L3およびL4は反射される。これらの隙間に入射した光L5が液晶パネル110より出射される。このように、偏光板126から正面方向に出射される光のほとんどは液晶パネル110で反射される。一方、偏光板126から液晶パネルの正面とは異なる方向(例えば運転席側および助手席側からの視認方向であり、例えば正面方向から30°の方向)で出射された光は、画素間部114aおよび遮光部115aの隙間を通過し液晶パネル110から出射される。このようにして、正面輝度向上フィルム124を設けた場合であっても、例えば正面方向から30°の方向に出射される光の輝度を高めることができる。
図14は、表示画面102から出射される光の輝度を各方向に対し示した概念図である。横軸、縦軸は図12と同じであり説明を省略する。実線は正面輝度向上フィルム124を設けた場合、破線は設けない場合であり、左側の曲線および右側の曲線はそれぞれ運転席側および助手席側の画像の輝度を表している。正面輝度向上フィルム124を設けることにより、運転席側および助手席側からの視認方向である正面方向から30°の方向の輝度を向上させることができる。なお、正面輝度向上フィルム124は、拡散板122で拡散した光を入射させるため拡散板122の液晶パネル110側に設けることが好ましい。さらに、光は正面輝度向上フィルム124を通過することにより、偏光方向が多少変わってしまうため、偏光板126は正面輝度向上フィルム12の液晶パネル110側に設けることが好ましい。
以上のように、実施例1によれば、導光板121と液晶パネル110との間に、拡散板122、正面輝度向上フィルム124および偏光板126を配置することにより、例えば運転席側(第1の画像)および助手席側(第2の画像)からの視認方向の表示画面102(すなわち液晶パネル110)の輝度を高めることができる。
通常、正面輝度向上フィルム124を用いることにより液晶表示装置の表示画面の正面方向の輝度を高めることができる。しかしながら、車載用液晶表示装置に用いる表示画面は、例えば運転席側および助手席側といった斜め方向より表示画面を視認するため、正面方向の輝度を高め斜め方向の輝度を低くすることは好ましくない。一方、本発明によれば、共通の表示画面上で異なる方向からそれぞれ異なる画像を視認できるマルチビューディスプレイにおいては、例えば視差バリア115のように画像を視認する方向の光を通過させ正面方向の光を反射または吸収する機能を有する部材が用いられている。このため、正面輝度向上フィルム124を用いることにより特に、斜め方向の表示画面102(すなわち液晶パネル110)の輝度を高めることができる。
実施例1では、視差バリア115を有するマルチビュー表示装置を例に説明したが、これに限られるものではない。また、拡散板122、正面輝度向上フィルム124および偏光板126は同様の機能を有すれば、例示した構成に限られるものではない。
本発明の実施例について詳述したが、本発明は係る特定の実施例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。
10 表示制御部(表示制御装置)
20 制御部
30 分配回路
50A,50B 第1及び第2の画質調整回路
60 音声調整回路
70 画像出力部
100 表示部
102 表示画面
110 液晶パネル
120 バックライト
121 導光板
122 拡散板
122a 透明板
122b 球状様粒子
124 正面輝度向上フィルム
124a 透明板
124b プリズムスリット
126 偏光板
127 反射板
130 タッチパネル
140 メモリ
150 操作部
170 リモコン送受信部
190 明るさ検知センサ
200 乗員検知センサ
300A,300B 画像ソース
310 カメラ
320 CD/MD再生部
330 ラジオ受信部
340 TV受信部
350 DVD再生部
360 HD再生部
370 ナビゲーション部
20 制御部
30 分配回路
50A,50B 第1及び第2の画質調整回路
60 音声調整回路
70 画像出力部
100 表示部
102 表示画面
110 液晶パネル
120 バックライト
121 導光板
122 拡散板
122a 透明板
122b 球状様粒子
124 正面輝度向上フィルム
124a 透明板
124b プリズムスリット
126 偏光板
127 反射板
130 タッチパネル
140 メモリ
150 操作部
170 リモコン送受信部
190 明るさ検知センサ
200 乗員検知センサ
300A,300B 画像ソース
310 カメラ
320 CD/MD再生部
330 ラジオ受信部
340 TV受信部
350 DVD再生部
360 HD再生部
370 ナビゲーション部
Claims (6)
- 共通の表示画面上の第1の画像および第2の画像をそれぞれ異なる方向から視認できるように表示する車載用液晶表示装置において、
導光板と液晶パネルとの間に設けられた拡散板と、
前記拡散板の液晶パネル側に設けられた正面輝度向上フィルムと、
前記正面輝度向上フィルムの液晶パネル側に設けられた偏光板と、を具備することを特徴とする車載用液晶表示装置。 - 前記拡散板は、透明板の表面に透明な球状様粒子を配置したことを特徴とする請求項1車載用液晶表示装置。
- 前記正面輝度向上フィルムは、透明板の表面に透明なプリズムスリットを設けたことを特徴とする請求項1記載の車載用液晶表示装置。
- 前記偏光板の偏光方向は前記液晶パネルの偏光方向であることを特徴とする請求項1から4のいずれか一項記載の車載用液晶表示装置。
- 前記第1の画像および前記第2の画像を視認する方向は、前記液晶パネルの正面とは異なる方向であることを特徴とする請求項1から4のいずれか一項記載の車載用液晶表示装置。
- 前記第1の画像および前記第2の画像をそれぞれ異なる方向から視認できるようにするための視差バリアを有することを特徴とする請求項1から5のいずれか一項記載の車載用液晶表示装置。
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