JP2007164031A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】視差バリアを用いて、異なる視野から異なる映像を視聴する液晶表示装置では、視聴場所に応じて複数の画像が混在した画像となる場合があり、また、画像の混在を防止するために視野バリアの開口率を下げた場合には、著しく表示輝度が低下することから、画像の混在防止及び表示輝度の確保のために、視聴者の位置が厳しく制限される。
【解決手段】本発明においては、視野バリアを用いることなく、液晶パネルに交互に映し出される２系統の映像信号の書換えに同期して、複数の異なる方向へ指向性を有するバックライトを交互に点灯させることにより異なる方向に映像を表示する。
【選択図】図１

Description

本発明は液晶表示装置、特にバックライトを備えた透過型で、異なる複数の視野から異なる複数の映像を視聴するものに関する。

近年、液晶表示装置は用途をパソコン用モニターからテレビへと変えながら、画面サイズを大きくしつつ市場を拡大し続けている。液晶表示装置にはバックライトを備えた透過型、バックライトのない反射型、また両者の特長を活かした半透過型に大別できる。テレビやＰＣ用ディスプレイに用いられる中〜大型の液晶表示装置は多くが透過型である。

また、液晶表示装置のバックライトは、液晶パネルの背面に冷陰極管を配置した直下型と、周辺部に冷陰極管を配置し、アクリル製などの導光板で光を導くエッジライト型に大別できる。直下型は明るく、軽量である一方、厚さの点で不利である。エッジライト型は逆に薄型化に有利であるが、明るさや、導光板の重さのため軽量化で不利である。昨今は、液晶表示装置の大型化に伴い導光板の重さが許容できなくなったこと、また、明るさの要望に応えるべく直下型の占める割合が増加してきた。

大型の液晶表示装置、特にテレビ用途の場合には、家庭のリビングでの使用が最も主流な使用形態であると考えられる。その際には、同じ画面を見る複数の視聴者が存在する場合が多々ある。皆が同じ映像（放送、映像ソース）を視聴することを望んでいれば良いが、そうでない場合の対策法として２画面表示機能がある（図１５）。画面を左右に２等分したもの（図１５（ａ））、一方を主に表示するもの（図１５（ｂ））、ウィンドウを区切ったもの（図１５（ｃ））等が知られる。いずれの場合も、個々の表示画面が元の表示画面より小さかったり、欠けていたりして、液晶表示装置の画面サイズが活かせていない。

この問題を解決する手段として、特許文献１に示されるマルチプル視野ディスプレイが知られる。

図１６を用いて概要を説明する。図１６は液晶パネルの水平１ラインを抜き出した模式図である。紙面の都合上、画素数は少なく、また、視聴者と液晶パネル３０１や視聴者と視差バリア３０４との想定される距離は短く書いている。液晶パネル３０１の画素を水平方向にＡ群、Ｂ群に分ける。Ａ群、Ｂ群はそれぞれ異なる映像を表示する。視差バリアは３０４は白で図示した部分が光を透過、黒で図示した部分が光を遮断するものとする。前方に設けた視差バリア３０４により、Ａ群の画素により構成される映像は視差バリアの間隙を通過し右方向に居る視聴者Ａ３０５に、Ｂ群の画素により構成される映像は同じく左方向に居る視聴者Ｂ３０６の目にそれぞれ入射される。

同時にバリアによる遮断効果により、視聴者ＡにはＢ群の画素が、視聴者ＢにはＡ群の画素は見えない。これにより特殊なメガネ等を用いなくても、異なる複数の視野から異なる映像を視聴することができる。水平方向の解像度は劣化（半減）するものの、画面サイズ一杯の大きな映像を見ることができる。なお、視差バリアは固定したものでも良いが、機能をオン／オフするためには液晶パネル（映像を表示するための液晶パネルとは別に）で構成し、視差バリア部の透過／不透過を液晶のスイッチングで行う。
特開２００４−２０６０８９号公報

しかしながら、上述の方式では視聴者の視聴位置が厳しく制限されるという課題がある。例えば図１７に示すように視聴者Ａが少し深い角度へ移動した場合を考える。この場合、視聴者Ａ’はＡ群、Ｂ群の画素が混ざった状態を見るようになる。また、図１８のようにさらに深い角度へ移動した場合を考える。この場合、視聴者Ａ’’は完全にＢ群の画素を見るようになる。このように、視聴者の移動により、急激に他方の画素が見えるようになる課題がある。

この課題を回避するためには視差バリアの開口率を大幅に下げるか、視差バリアを十分に液晶パネルに近づけ、視聴を想定している角度以外からは画素を覗き込めないようにする必要がある。

視差バリアの開口率を下げた場合、視聴者が多少移動しても他方の画素群の画素を見ないで済む範囲（角度）が存在するようになる。つまり図１７、視聴者Ａ’の位置では、他方の画素群が混ざる代わりに視差バリアによる「黒」との混合を見る状態となり、暗くはなるものの表示映像の認識が可能である。しかし、視聴者の移動量が一定以上（図１８、視聴者Ａ’’の位置）であれば、やはり他方の画素群が見えるので根本的な解決には至らない。また、視差バリアの開口率の低下により表示輝度が低下する。仮に表示輝度を補うためにバックライト輝度を上昇させたとしても、多くの光が視差バリアで吸収されるので電力効率が低下し、消費電力の低さが特長である液晶表示装置にはふさわしくない。

なお、視差バリアを液晶パネルで構成した場合には、異なる複数の視野から異なる複数の映像を見ない動作状態（視差バリアの液晶を透過させた、所謂通常の表示状態）の期間のみ、電力効率の問題を回避できる。しかし、液晶パネルは液晶表示装置の中で最も高価な部品であり、製造コストの上昇という新たな課題が発生する。

一方で、視差バリアを液晶パネルに近づけるには限界がある。液晶パネルのガラス厚は広く流通しているもので約１ｍｍであり、画素ピッチは例えば３２インチワイドＸＧＡクラスで約０．５ｍｍである。 先に示した図１６、図１７、図１８は、画素ピッチをｐ、液晶パネルと視差バリアの距離をｄとして、既にｐ：ｄ＝１：２で描いてあり、更なる改善は期待できないことがわかる。

この課題を解決するために、本発明の液晶表示装置は、視差バリアを用いずに、指向性を有するバックライトを用いることを特徴とした。

視聴者の視聴位置が柔軟であり、大画面で解像度の劣化のない、異なる複数の視野から異なる複数の映像を視聴可能な液晶表示装置を提供する。また、本発明の別の効果として、バックライトから放射される光の利用効率が高く、省エネ型の液晶表示を得ることができる。

以下、本発明について図面を参照しながら説明する。なお、ここで示す実施の形態はあくまでも一実施例であって、本発明は必ずしもこの実施の形態に限定されるものではない。

（実施の形態１）
本発明の第１の実施の形態の液晶表示装置のブロック図を図１に示す。本実施の形態の液晶表示装置は、映像信号を入力して、映像信号と同期信号及び点灯制御信号を出力するコントローラ１０１と、コントローラから出力された点灯制御信号に基づいて制御される複数の指向性バックライト１０３及び１０４と、映像信号を表示する液晶パネル１０２とにより構成されている。ここで、コントローラ１０１は、２系統の映像信号、映像信号Ａおよび映像信号Ｂを映像信号の周波数の２倍の周波数に変換し、交互に液晶パネル１０２へ出力する。

詳細は後述するが、２系統の映像信号の位相調整、および液晶パネルへの同期信号も出力する。そして映像信号Ａが液晶パネルに表示されているタイミングで指向性バックライト（Ａ）１０３が点灯し、映像信号Ｂが液晶パネルに表示されているタイミングで指向性バックライト（Ｂ）１０４が点灯するように、映像信号と同期したバックライトの点灯制御を行う。なお、本明細書においては指向性バックライトの最も光が強い方向を指向軸と呼称する。

なお、指向性バックライト（Ａ）と指向性バックライト（Ｂ）の指向軸は、図１ように指向性バックライト（Ａ）表面からの垂線と指向性バックライト（Ｂ）表面からの垂線とが液晶パネル上においてθ＝９０度で直交している。なお、本実施例ではθ＝９０度としたが、θ＞９０度の場合は同じ明るさを得るためには個々の指向性バックライトを明るく点灯しなければならない。液晶パネルへの照射角度が深くなる分、光の密度を高めなければならないからである（図２（ａ））。しかしながら、表示輝度を高めることにより、明るさを確保できる場合には、２系統の映像が表示される角度（つまり指向性バックライトの指向軸）が相互に遠のくため、２系統の映像の分離度合い（他方の映像が混ざって見えないこと）に関して有利になり、反って都合がよい面もある。さらに装置全体が薄型になる効果もある。

逆にθ＜９０度の場合は、個々の指向性バックライトを大型化しないと液晶パネル１０２の全面を照射できなくなる。その大型化ゆえ、指向性バックライトの光が相互に干渉しないようにするには液晶パネルと指向性バックライトの距離を大きくとる必要がある。さらに、２系統の映像の分離度合いも悪化することから、θ＜９０度の実施形態はあまり好ましくない。

次に、コントローラの動作について、図３、図４を用いて詳細に説明する。図３はコントローラの構成を詳細に示すブロック図である。フレームメモリ６０３は２系統の映像信号の位相を調整するために設けられ、位相調整制御回路６０４により制御される。位相調整回路６０４は２系統の映像信号の同期信号の位相差に基づき、それぞれの位相差が半フレームになるよう、フレームメモリ６０３の記録長（もしくは書き込みと読み出しのアドレス差分）を調整する。

同期逓倍回路６０６は同期信号を２逓倍し、液晶パネルへの同期信号の出力、および、後述のフレームメモリの制御を行う。フレームメモリ６０１は映像信号Ａを、フレームメモリ６０２は映像信号Ｂを、それぞれ映像信号の周波数で書き込み、映像信号の２倍の周波数で読み出す。なお、フレームメモリは説明の都合上、入力と出力の端子を個別に持つデュアルポートのＦＩＦＯであるとする。フレームメモリ６０１、およびフレームメモリ６０２の読み出しに同期してセレクタ６０５を制御する。

以上の制御について、２系統の映像信号が同位相で入力された場合のタイミングチャートを図４に示す。指向性バックライトの点灯タイミングは、液晶パネルの書換えが進んでから行うのが好ましく、その分を遅延させている。図４（ａ）は映像信号Ａの入力信号を、図４は（ｂ）は映像信号Ｂの入力信号を、図４（ｃ）はフレームメモリ６０１に書き込まれる内容を、図４（ｄ）はフレームメモリ６０１から読み出される内容を、図４（ｅ）はフレームメモリ６０３に書き込まれる内容を、図４（ｆ）はフレームメモリ６０３から読み出される内容を、図４（ｇ）はフレームメモリ６０２に書き込まれる内容を、図４（ｈ）はフレームメモリ６０２から読み出される内容を、図４（ｉ）はセレクタ６０５の制御内容を、図４（ｊ）はセレクタ６０５からの出力内容を、図４（ｋ）及び（ｍ）は指向性バックライトＡの点灯制御を行う点灯制御信号Ａの出力を、図４（ｌ）及び（ｎ）は指向性バックライトＢの点灯制御を行う点灯制御信号Ｂの出力を示している。

図４（ａ）に示すように、映像信号Ａはフレームａ０、ａ１、ａ３、ａ４により構成されており、図４（ｂ）に示すように、映像信号Ｂはフレームｂ０、ｂ１、ｂ３、ｂ４により構成されている。また、図４（ｃ）及び（ｄ）に示すように、フレームメモリ６０１に入力された映像信号は、書き込まれた周波数の２倍の周波数で読み出される。同様に、図４（ｇ）及び図４（ｈ）に示すように、フレームメモリ６０２に入力された映像信号は、書き込まれた周波数の２倍の周波数で読み出される。ここで、図４（ｅ）及び（ｆ）に示すように、映像信号Ｂはフレームメモリ６０３によってラッチされ、映像信号Ａと比較して半フレーム分遅延している。

さらに、図４（ｉ）に示すように、セレクタ６０５は、フレームメモリ６０１に格納された映像信号Ａとフレームメモリ６０２に格納された映像信号Ｂとの出力を交互に選択するようにセレクタを制御する。これにより、図４（ｊ）に示す通り、コントローラ１０１から出力される映像信号は、２系統の映像信号が交互に出力されるものとなる。さらに、図４（ｋ）乃至図４（ｎ）に示すように、指向性バックライトＡ及びＢを制御するための点灯制御信号Ａ及びＢも上記のセレクタ６０５からの出力と同様に、指向性バックライトＡとＢとが交互に出力されるように、それぞれの指向性バックライトの点灯及び消灯が制御されている。

なお、本実施の形態では２系統の映像信号の周波数が同じ場合として説明を行ったが、本願発明はこれに限定されるものではなく、異なる場合は前段で周波数変換を行えば良い。

次に指向性バックライト１０３及び１０４の構成に関して説明する。本願発明における指向性バックライトを実現するための指向性の強い光を得る手段としてコリメータレンズ系が知られる。また、より簡易的には、プリズムシート（レンズシート）を用いて集光する手段や、冷陰極管でなくＬＥＤを用いてＬＥＤ自体の指向性を用いる手段などが考えられる。

その他に、発明者の試行錯誤の結果、簡単に強い指向性を得る手段を見出したので図５に示す。光源は液晶表示装置に広く用いられているバックライト装置を用い、直下型かエッジライト型のいずれの方式であっても実現は可能である。バックライト装置８０１の発光面に中空の小さな筒８０２を無数に隙間なく並べる。個々の筒同士は平行、筒の開口方向とバックライト装置の発光面は鉛直となる。前記筒の色は散乱の少ない艶消し黒が望ましい。この筒に入射した光は筒の壁方向の成分は筒の壁で光が吸収されるため、透過してきた光は筒の開口方向に強い指向性を有する（筒の開口方向に指向軸が形成される）。

なお、個々の筒は長い方が指向性は強くなるが、指向性バックライトが厚くなる。また、個々の筒は細い方が指向性は強くなるが、開口率が低下し、指向性バックライトの輝度が低下する。これらのバックライトの厚みと指向性と輝度とを踏まえて所望の特性を鑑み筒の大きさを決定することが望ましい。

さて、本発明においては、視聴者は自分が選択した１系統の映像だけを目にし、他の視聴者が見るべきもう１系統の映像は目に入らないことが望ましい。この観点では、指向性バックライトの指向性は強いほうが望ましい。しかしながら、液晶パネル１０２は、現在広く用いられているものの場合、ブラックマトリクス等の不透過部を中心に散乱が発生する。つまり、仮に完全な単一指向性のバックライト光を用いたとしても、液晶パネルにて指向性が乱れ、２系統の映像の分離には幾分かの不完全さが残る。このことから、指向性バックライトの構成は、特に強い指向性だけを追求するよりも、装置の規模、コストや、求める２系統の映像の分離度合いを総合的に勘案して決定すると良い。

本発明の液晶表示装置は、以上のような構成により、大画面で解像度の劣化のない、異なる複数の視野から異なる複数の映像を視聴可能な液晶表示装置を提供可能である。特に、本発明の液晶表示装置は、視聴者の視聴位置が柔軟であるという効果がある。例えば図１の法線Ｂよりも左側に視聴者Ｂが居る場合、理論上、常に視聴者Ｂが見るべき映像は５０％以上の成分を有する。つまり視聴者Ｂは法線Ｂよりも左側の任意の位置から視聴可能となる。また、本発明の別の効果として、視差バリアを用いていないため、視野バリアのコストを削減できるのみならず、バックライトから放射される光の利用効率が高く、省エネ型の液晶表示を得ることができる。

（実施の形態２）
次に、実施の形態２について図を参照しながら説明する。なお、実施の形態１と共通する点は同じ符号を付与しており異なる点についてのみ説明を行う。本発明の第２の実施の形態における液晶表示装置の指向性バックライトのブロック図を図６に示す。図６に示す通り、指向性バックライトＡおよび指向性バックライトＢはＬ＝４のブロックに分割されており、各ブロックには少なくとも１つの光源を含み、コントローラからの制御も個々のブロック毎になされている。ブロック分割は液晶パネルの書換えの順の方向になっている。なお、ここでブロックとは指向性バックライトを物理的に分割したものではなく、後段において詳細に説明するように、指向性バックライトの点灯制御を同一のタイミングで行うグループをいう。

次に、実施の形態２の処理について図７にタイミングチャートを示して説明する。図７（ａ）乃至図７（ｊ）については、上述した図４（ａ）乃至図４（ｊ）と同様の内容であるため、説明を省略する。図７（ｋ）乃至（ｎ）は指向性バックライトＡの点灯制御を行う点灯制御信号Ａの出力を、図７（ｏ）及び（ｒ）は指向性バックライトＢの点灯制御を行う点灯制御信号Ｂの出力を示している。ここで、実施の形態２においては、実施の形態１と異なり、図７（ｋ）乃至図７（ｎ）に示すように指向性バックライトＡのブロックごとに異なるタイミングで点灯制御信号を出力する。さらに、図７（ｏ）乃至図７（ｒ）に示すように、指向性バックライトＢの各ブロックに指向性ブロックとは異なり、且つ、指向性ブロックＢ内のブロックごとに異なるタイミングで点灯制御信号を出力する。

ここで、本実施の形態のように指向性バックライトをブロック状に分割した趣旨を以下に説明する。液晶パネルには応答時間があり、映像の書換えを行っても、目標の透過率に達するには時間がかかることが知られている。応答時間は昨今のテレビ用途の場合５〜１５ミリ秒程度である。そのため、実施の形態１において２系統の映像の分離を十分にするためには、映像の書換え後、液晶パネルが十分に応答した上で指向性バックライトを点灯する必要があり、現実的には図４（ｍ）および（ｎ）のように、指向性バックライトの点灯時間（点灯デューティー比）をかなり小さくしなければならない。しかし、液晶パネルは線順次で映像信号の書換えが行われているため、液晶パネルの場所によって書換えがなされる時刻が異なる。したがって、指向性バックライトの点灯をブロック状に細分化し、各ブロックが照射する液晶パネルの部分ごとに最適なタイミングで指向性バックライトを点灯させることで、点灯時間を大きく確保することができる。具体的には図７（ｋ）〜（ｒ）のように、各ブロックの液晶パネルの書換えを終えてから、液晶パネルの同一の箇所が他方の系統の映像に書き換えられる直前までを点灯すると良い。

なお、本実施の形態においては、指向性バックライトを４つのブロックに分割したが本願発明にこれに限定されるものではなく、ｎブロック（１＜ｎ）であれば良い。

（実施の形態３）
次に、本願発明の第３の実施形態について図を参照しながら説明する。なお、実施の形態１と共通する点は同じ符号を付与しており異なる点についてのみ説明を行う。

本実施の形態に記載の液晶表示装置は、視聴者の制御により、２系統の指向性バックライトのうち、どちらか１系統の指向性バックライトを消灯できるようにしたものである。

本実施の形態のコントローラのブロック図を図８に示す。視聴者の制御を入力するインターフェイスを有し、「Ａのみ」「Ｂのみ」「両方」のいずれかのフラグを立てる。制御の内容は図９のタイミングチャートで説明する。図９において、図９（ａ）（ｂ）はコントローラ１０１に入力される映像信号Ａ及びＢの各フレームの内容を示しており、図９（ｃ）（ｄ）は映像信号Ａの処理に使用されるフレームメモリ６０１の書き込み及び読み出しのタイミングを示しており、図９（ｅ）から（ｈ）は映像信号Ｂの処理に使用されるフレームメモリ６０２及び６０３の書き込み及び読み出しのタイミングを示しており、図９（ｉ）（ｊ）はセレクタの制御内容を示しており、図９（ｋ）は指向性バックライトＡの点灯制御を行う点灯制御Ａの点灯と消灯のタイミングを示しており、図９（ｌ）は指向性バックライトＢの点灯制御を行う点灯制御Ｂの点灯と消灯のタイミングを示している。ここで、例えば視聴者の制御により、指向性バックライトＡのみを表示することが選択され「Ａのみ」のフラグが立っている場合は、図９（ｌ）のように指向性バックライト（Ｂ）の点灯を停止する。さらに、フレームメモリ６０１の読み出しは図９（ｄ）のように映像信号の２倍の周波数で同一フレームについて２度行う。

一方、「Ｂのみ」のフラグが立っている場合は、同様に指向性バックライト（Ｂ）および映像信号Ｂの系統だけが点灯するように制御を行う。「両方」のフラグが立っている場合は実施の形態１と同様の制御を行う。

以上のような制御を行うことにより、液晶表示装置に対して左右いずれかの方向に対してのみに表示を行うことが選択可能となり、どちらか特定の方向に居る視聴者だけに映像を表示することができる。例えば、仕切りのない部屋において、ある方向に居る者が仕事や勉強をしているため映像を見せたくない場合、液晶表示装置全体を回転することなく映像を見せなくすることが可能となる。

また、本実施の形態の液晶表示装置は、単に一系統の映像信号を黒表示とする場合に比べ、不要な系統の指向性バックライトを点灯していないため、省電力の効果がある。

なお、上述した図９においては、図９（ｅ）から（ｈ）において、フレームメモリ６０２及び６０３から映像信号Ｂの書き込み及び読み出しを行っているが、これらの処理を停止することにより、さらに省電力を実現することが可能になる。

（実施の形態４）
次に、実施の形態４について図を参照しながら説明する。なお、実施の形態１と共通する点は同じ符号を付与しており異なる点についてのみ説明を行う。本実施の形態における液晶表示装置は、視聴者の制御により、２系統の指向性バックライトを回転できるようにしたものである。

本実施の形態の指向性バックライトの構造を図１０に示す。図１０（ａ）において点Ｐは指向性バックライトの回転軸である。回転軸は軸部にモーターの軸を接続した電動のものや、手動のものでよく、視聴者の望む角度に回転する機構を有する。例えば、図１０（ｂ）の通りに指向性バックライトを回転させることで、液晶表示装置に対して正面の方向に映像を表示することができる。同じく、図１０（ｃ）のように指向性バックライトを回転させることで液晶表示装置に向かって左１５度の方向に映像を表示することができる。このようにして左右４５度以内の任意の方向のみに、画面サイズ一杯の映像を表示することができる。

以上のように、本実施の形態の液晶表示装置は、異なる複数の視野から異なる複数の映像を視聴可能な液晶表示装置と、任意の単一の視野から単一の映像を視聴可能な液晶表示装置を両立することが可能となる。

（実施の形態５）
次に、実施の形態５について図を参照しながら説明する。なお、実施の形態１と共通する点は同じ符号を付与しており異なる点についてのみ説明を行う。本実施の形態における液晶表示装置は、視聴者の意思により、液晶パネルの前面もしくは背面に拡散手段の取付け、取外しができる構造としたものである。

本実施の形態の上面からの構造図を図１１に示す。拡散手段は簡易的にはバックライトに広く用いられている拡散シートが使用可能である。拡散シートは本来、バックライトの光を均一化するためのものであり、拡散度合いの強弱により何段階かに分類されるので必要なものを選ぶと良い。拡散シートは一般に柔軟であるため、強度不足により平面構造を維持できない場合にはアクリル板等で補強しても良い。

図１１（ａ）は液晶パネル１０２の前面にガイド１５０１を設け、板状の拡散手段をガイド１５０１に沿って任意に挿入できるようにした例である。また、図１１（ｂ）は液晶パネルの背面にガイド１５０２を設け、板状の拡散手段をガイド１５０２に沿って任意に挿入できるようにした例である。前者の方が容易に実施可能であるが、液晶パネルと拡散手段の質感の差などが発生しうる。

なお、液晶パネルと拡散手段の距離は短いほど解像度の低下が発生しない。後者の場合はランプ室と呼ばれる、液晶パネルとバックライトの間の空間に物体を挿入することになる。ランプ室は埃の蓄積を防ぐため、密閉されていることが望ましい部分であるので、蓋を設ける等の配慮をすると良い。このように拡散手段を取付け、取外しできるようにすることで、拡散手段を取付けた場合は、指向性バックライトの指向性を打ち消すことができる。

以上のように、本実施の形態の液晶表示装置は、異なる複数の視野から異なる複数の映像を視聴可能な液晶表示装置と、正面を中心とした単一の視野から単一の映像を視聴可能な液晶表示装置を両立することが可能となる。

（実施の形態６）
次に、実施の形態６について図を参照しながら説明する。なお、実施の形態４と共通する点は同じ符号を付与しており異なる点についてのみ説明を行う。本実施の形態における液晶表示装置は、映像のみならず音声も連動して、映像の映し出される方向に発生するものとした。本実施の形態の作用を図１２で説明する。液晶表示装置の左右に設置してある指向性スピーカー１６０１および１６０２は、点Ｑ、点Ｒを回転軸として回転可能である。図１２（ａ）は異なる複数の視野から異なる複数の映像を視聴している場合である。左右のスピーカー１６０１およびスピーカーそれぞれ指向性バックライトＡおよび指向性バックライトＢの指向軸と同じ方向、つまり視聴者の居る方を向いている。図１２（ｂ）は指向性バックライト１０３および１０４を回転して映像を表示する向きを正面とした場合であり、左右の指向性スピーカー１６０１および１６０２も同様に正面を向いている。図１２（ｃ）は指向性バックライトを回転させ、液晶表示装置に向かって左１５度の方向に映像を表示している場合であり、左右の指向性スピーカーはやはり映像信号の表示される方を向いている。

このように指向性バックライトとスピーカーを連動して制御することで、異なる視野に居る複数の視聴者は、映像のみならず音声も別個に視聴することができ、また、複数の異なる視野から映像を見ない場合で、視聴者の居る方向に音声を発生することができる。なお、指向性を有する音声を得る方法であるが、一般に広く用いられているスピーカーは、程度の差こそあれ指向性を有するので、そのまま方向を変えるだけでスピーカーの正面方向を中心に音声が発生される。

さらに指向性を強めるには音声を発生したい方向に開口軸をもつ筒を設置すると良い。また、指向性の強弱を調整するには、前記筒を前後させるか、逆に筒の中でスピーカーを前後するようにすると良い。また、異なる視野に居る複数の視聴者それぞれの聞くべき音声が出力されるヘッドホン端子を備え、ヘッドホンの接続に連動してスピーカーからの音声を停止できるようにするとなお良い。これにより、特に音声を他方の系統と分離したい場合に有効な手段となる。

（実施の形態７）
次に、実施の形態７について図を参照しながら説明する。なお、実施の形態１と共通する点は同じ符号を付与しており異なる点についてのみ説明を行う。本実施の形態における液晶表示装置は、指向性バックライトをＭブロック（Ｍは２以上の整数）に細分化し、短冊状に縦方向（液晶パネルの書換え順の方向と直交する方）に分割することで、液晶表示装置の薄型化を実現したものである。

本実施の形態のブロック図を図１３に示す。図１３の通り、指向性バックライトは短冊状にそれぞれＭ＝４分割され、指向性バックライトＡ５〜Ａ８および指向性バックライトＢ５〜Ｂ８となっている。

これにより本来の液晶表示装置の特長である薄型であることと、異なる複数の視野から異なる複数の映像を視聴可能な液晶表示装置の実現を両立可能となる。

（実施の形態８）
次に、実施の形態８について図を参照しながら説明する。なお、実施の形態１と共通する点は同じ符号を付与しており異なる点についてのみ説明を行う。本実施の形態における液晶表示装置は、実施の形態１で２系統だったものを、Ｎ系統（Ｎは３以上の整数）に拡張したものである。

Ｎ＝３の例を図１４（ａ）に示す。Ａ、Ｂ、Ｃの３系統の映像を、異なる別の視野から視聴可能である。視聴者Ａ、視聴者Ｂ、視聴者Ｃの視聴すべき映像が理論上５０％以上となる範囲も図１４（ａ）に示した。算出の方法は、例えば指向性バックライトＡと隣である指向性バックライトＢの指向軸のなす角の２等分線よりも指向性バックライトＡの指向軸寄りに居れば所望の映像の成分が５０％以上になるという前提のもと、さらに画面（液晶パネル）の隅々までどこを見ても前記前提が成り立つ範囲として求めた。実施の形態１に比べて新たな制限が生じるが、液晶パネルと視聴者の距離が一定以上であれば実用上問題はないと考える。また、Ｎ＝４の例を図１４（ｂ）、Ｎ＝５の例を図１４（ｃ）に示した。

なお、各々の指向性バックライトが発生する光を、他の指向性バックライトが遮らないようにするため、指向性バックライトと液晶パネルの距離は長くなる。したがって実施の形態７で示したような薄型化との両立は不可能である。

以上のように、Ｎ系統（Ｎは３以上の整数）の映像を１つの液晶パネルで複数の視野方向に映し出す液晶表示装置を提供可能である。

本発明の液晶表示装置は、視聴者の視聴位置が柔軟であり、大画面で解像度の劣化のない、異なる複数の視野から異なる複数の映像を視聴可能である。

命化、および見やすい表示輝度を得る効果があり、液晶表示装置の性能改善に有用である。

本発明における液晶表示装置のブロック図 本発明における指向性バックライトの構成図 本発明におけるコントローラのブロック図 本発明における映像信号の処理のタイミングを示す図 本発明における指向性バックライトの構成図 本発明における液晶表示装置のブロック図 本発明における映像信号の処理のタイミングを示す図 本発明におけるコントローラのブロック図 本発明における映像信号の処理のタイミングを示す図 本発明における指向性バックライトの構成図 本発明におけるガイドの構成図 本発明における指向性バックライト及び指向性スピーカーの構成図 本発明における液晶表示装置のブロック図 本発明における指向性バックライトの構成図 本発明における指向性バックライトの構成図 本発明における指向性バックライトの構成図 従来における複数画像を表示した場合の画面表示図 従来のマルチプル視野ディスプレイの構成図 従来のマルチプル視野ディスプレイの構成図 従来のマルチプル視野ディスプレイの構成図

符号の説明

１０１ コントローラ
１０２ 液晶パネル
１０３、１０４、１８０１ 指向性バックライト
３０４ 視差バリア
３０５、３０６、１８０２ 視聴者
６０１、６０２，６０３ フレームメモリ
６０４ 位相調整制御回路
６０５ セレクタ
６０６ 同期逓倍回路
８０１ バックライト
８０２ 筒
１６０１、１６０２ 指向性スピーカー

Claims (10)

1. 指向性を有する２系統のバックライト、２系統の映像信号を交互に表示する透過型の液晶パネルを備え、前記液晶パネルの表示書換えに同期して２系統の前記バックライトを交互に点灯することを特徴とした液晶表示装置。
2. ２系統の映像信号を、前記液晶パネルに前記映像信号の２倍の周波数で交互に表示するように処理することを特徴とした請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 前記２系統のバックライトの指向性が液晶パネル上において直交していることを特徴とした請求項１に記載の液晶表示装置。
4. 前記液晶パネルの書換えタイミングに同期して、前記液晶パネルの書換え順の方向にＬブロック（Ｌは２以上の整数）に分割した指向性を有するバックライトを順次点灯することを特徴とした請求項１に記載の液晶表示装置。
5. 指向性を有する前記２系統のバックライトのうち一方の系統を、消灯できることを特徴とした請求項１に記載の液晶表示装置。
6. 指向性を有する前記バックライトを回転させることにより映像を表示する方向を変更できることを特徴とした請求項１に記載の液晶表示装置。
7. 拡散手段と前記拡散手段を着脱手段を備え、液晶パネルの前面もしくは背面に前記拡散手段の着脱が可能である、請求項１に記載の液晶表示装置。
8. 前記液晶表示装置は、さらに指向性を有するスピーカーを備え、映像を表示する方向と同一方向に連動して前記スピーカーの方向を変更することを特徴とした、請求項６または請求項７に記載の液晶表示措置。
9. 前記指向性を有するバックライトを前記液晶パネルの書換え順と直交する方向にＭブロック（Ｍは２以上の整数）に分割することを特徴とした請求項１に記載の液晶表示装置。
10. Ｎを３以上の整数とし、指向性を有するＮ系統のバックライト、Ｎ系統の画像を交互に表示する透過型の液晶パネルを備え、液晶パネルの書換えに同期してＮ系統のバックライトを交互に点灯することを特徴とした液晶表示装置。

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