JP2012215666A - 画像表示装置、これを用いたコンピュータ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】側方からの表示画面の覗き見を防止することができる薄型の画像表示装置を提供する。
【解決手段】画像表示装置３は、液晶パネル１４と、液晶パネル１４の背面に配置されるバックライト装置９とを備える。バックライト装置９は、矩形の平板形状を有する導光板１０と、反射シート１１と、光源１２ａ及び１２ｂと、プリズムシート１３とを含み、第１の光源から出射された光を液晶パネル１４に向かって右方向に出射し、第２の光源から出射された光を液晶パネルに向かって左方向に出射する。液晶パネル１４には、全体画像の一部を間引いた部分画像とこれに相補的な部分画像とが交互に表示される。光源１２ａ及び１２ｂは、液晶パネル１４への部分画像の表示と同期して、交互に点灯するように制御される。
【選択図】図２

Description

本発明は、ノート型パーソナルコンピュータ等に用いられる画像表示装置に関する。

近年、ノート型パーソナコンピュータや携帯電話、スマートフォン等の液晶表示装置を備えた電子機器が広く利用されているが、セキュリティ保護やプライバシー保護の要請も高まっており、使用者以外からの覗き見を防止するための技術が提案されている。

特許文献１には、画像表示装置を備えた遊技機において、画像表示装置の表示内容を隣の遊技者から覗き見できないようにする技術が開示されている。具体的には、特許文献１に記載の画像表示装置は、背面側から前方へと順に、複数の発光素子を並列配置した発光ユニットと、偏光特性が異なる一対の偏光フィルタと、フレネルレンズと、領域毎に偏光特性が異なる微細位相差板と、液晶表示パネルとを主に備えている（例えば、特許文献１の図４並びに段落００２４、００２５及び００３１参照）。フレネルレンズは、偏光フィルタの一方から出射された光を遊技者の右眼方向に導き、偏光フィルタの他方から出射された光を遊技者の左眼方向に導く。フレネルレンズによって左右に振り分けられた光の偏光方向と、微細位相差板の各領域の偏光特性との組み合わせに応じて、液晶表示パネル上に形成される画像は、右眼用と左眼用とに分割される（特許文献１の図１２参照）。

特許文献１に記載の構成によれば、遊技機の正面に位置する遊技者は右眼用と左眼用の両方の画像を見ることができるので、完全な表示内容を把握することができる。これに対して、遊技機の側方から覗き見した場合は、右眼用または左眼用の一方の画像しかみることができないので、表示内容を把握することができなくなる。

特開２００５−６８８１号公報

しかしながら、特許文献１では、フレネルレンズの焦点位置に光源となる発光ユニットを配置する必要があるので、ノート型パーソナルコンピュータ等の薄型の電子機器に採用することは困難である。

それ故に、本発明は、側方からの表示画面の覗き見を防止することができる薄型の画像表示装置を提供することを目的とする。

本発明は、全体画像の一部を間引いた第１の部分画像と、第１の部分画像と相補的な第２の部分画像とを表示画面に交互に表示可能な画像表示装置に関する。本発明に係る画像表示装置は、液晶パネルと、矩形の平板形状を有する導光部材と、導光部材の一方面上に重ねられるプリズムシートと、導光部材の第１の側面に沿って配置される第１の光源と、第１の側面とは反対側の第２の側面に沿って配置される第２の光源とを含み、第１の光源から出射された光を液晶パネルに向かい右方向に出射し、第２の光源から出射された光を左方向に出射するバックライト装置と、第１の部分画像及び第２の部分画像が交互に表示されるように液晶パネルを駆動する液晶パネルドライバと、第１の部分画像及び第２の部分画像の表示に同期して、第１の光源および第２の光源を交互に点灯させるバックライトドライバとを備える。

本発明によれば、正面の観察者の側方側からは第１の部分画像または第２の部分画像のみが視認されるので、表示内容の把握を困難とし、覗き見を防止することができる。また、導光板の側面部分に光源が配置されるバックライト装置を用いるので、装置の薄型化も実現できる。

第１の実施形態に係る画像表示装置を備えるノート型パーソナルコンピュータを示す斜視図 第１の実施形態に係る画像表示装置の概略構成図 第１の実施形態に係る画像表示装置の機能ブロック図 第１の実施形態に係る画像表示装置による表示画像を説明する図 第２の実施形態に係る画像表示装置の断面図

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る画像表示装置を備えるノート型パーソナルコンピュータを示す斜視図である。

パーソナルコンピュータ１は、ＣＰＵや記憶装置が格納される本体２と、画像表示装置３とを備える。画像表示装置３は、ヒンジ４ａ及び４ｂを介して開閉自在となるように本体２に取り付けられている。本体２には、複数のキー５と、タッチパッド６と、ボタン７ａ及び７ｂと、パワースイッチ８とが設けられている。本体２には、ＵＳＢ端子等の複数の接続端子や、ＬＥＤランプ、スイッチなどが更に設けられるが、図示は省略されている。

図２は、第１の実施形態に係る画像表示装置の概略構成図であって、図１のＩＩ−ＩＩラインに沿う断面図である。

画像表示装置３は、液晶パネル１４と、液晶パネル１４の背面側に配置されて照明光を発光するバックライト装置９と、図示しない表示制御回路とを備える。液晶パネル１４と、バックライト装置９とは、筐体１５の内部に収容されている。

バックライト装置９は、導光板１０と、反射シート１１と、一対の光源１２ａ及び１２ｂと、プリズムシート１３とを含む。

導光板１０は、矩形の平板形状を有し、光源１２ａ及び１２ｂから出射された光を内部で全反射させ、かつ拡散させて均一化し、面発光に変換する。導光板１０には、出射光の進行方向を制御するための微少なプリズム（図示せず）が形成されている。この微少なプリズムは、導光板１０の前面にのみ設けても良いし、導光板１０の背面にのみ設けても良いし、導光板１０の前面及び背面の両方に設けても良い。導光板１０の前面及び背面の両方に微少なプリズムを設ける場合は、前面の微少プリズムの延伸方向と、背面の微少プリズムの延伸方向とがクロスする。

反射シート１１は、導光板１０の背面に配置され、導光板１０と重ね合わされている。反射シート１１は、導光板１０の背面で全反射されずに出射した光を導光板１０の前面側に反射する。

光源１２ａ及び１２ｂは、例えばＬＥＤよりなる。一方の光源１２ａは、導光板１０の側面１６ａに沿って配置され、側面１６ａから導光板１０の内部へと光を出射する。他方の光源１２ｂは、側面１２ｂとは反対側の側面１６ｂに沿って配置され、側面１６ｂから導光板１０の内部へと光を出射する。尚、光源１２ａ及び１２ｂの点灯・消灯は、表示制御回路内のバックライトドライバによって制御される。光源として使用するＬＥＤは、サイドビュー型及びトップビュー型のいずれも使用できる。光源の指向角が広い場合は、光の出射範囲を限定するためにミラー等の反射部材を使用しても良い。

プリズムシート１３は、図２の紙面と直交する方向に延びる複数のプリズムが形成されたプリズム面１７を有する。導光板１０から出射された光の進行方向は、プリズム面１７での屈折及びプリズム面１７での全反射等によって変化する。より詳細には、光源１２ａから出射された光は、画像表示装置３の前方に位置する観察者の右側に向けて導光板１０の前面から出射されるが、プリズム面１７による屈折及びプリズム面１７での全反射等により、バックライト装置９の前方であって、バックライト装置９に向かって右側に進行する。また、光源１２ｂから出射された光は、画像表示装置３の前方に位置する観察者の左側に向けて導光板１０の前面から出射されるが、プリズム面１７による屈折及びプリズム面１７での全反射等により、バックライト装置９の前方であって、バックライト装置９に向かって左側に進行する。すなわち、プリズムシート１３は、導光板１０の前面から斜め方向に出射された光を、バックライト装置９の前方の所望の方向に出射させる機能を有する。

液晶パネル１４は、行列状に配列される複数の画素を有し、表示制御回路の液晶パネルドライバから供給される駆動信号に基づいて、背面から照射された光の透過率を各画素毎に変化させ、画像を表示する。本発明に係る画像表示装置３は、後述するように、左右からの覗き見を防止するために、１つの完全な画像から生成された相補的な一対の部分画像を交互に表示する処理を行う。したがって、残像感を低減するために、液晶パネル１４の応答速度は高速であることが好ましい。

尚、バックライト装置９は、入射した光を拡散させて出射する拡散シートを更に備えていても良い。拡散シートは、導光板１０とプリズムシート１３との間に挟み込まれても良いし、プリズムシート１３の外側に重ねられても良い。

図３は、第１の実施形態に係る画像表示装置の機能ブロック図であり、図４は、第１の実施形態に係る画像表示装置による表示画像を説明する図である。

図３に示すように、表示制御回路２７は、液晶パネル１４を駆動する液晶パネルドライバ１８と、光源１２ａ及び１２ｂを駆動するバックライトドライバ１９とを含む。また、図３には、表示画像を生成するための画像処理部２５と、画像処理部２５によって生成された表示画像を格納するフレームメモリ２６とが示されている。画像処理部２５は、表示モードの切替を指示する切替信号に基づいて、液晶パネル１４の全面に表示する全体画像の生成処理と、全体画像の一部を間引いた部分画像及びこれに相補的な部分画像を生成する処理とを切り替えて行う。この全体画像と部分画像の詳細は後述する。

液晶パネルドライバ１８は、フレームメモリ２６から取得した画像信号に基づいて、液晶パネル１４の各画素の透過率を変化させる駆動信号を生成し、生成した駆動信号を液晶パネル１４に出力する。また、液晶パネルドライバ１８は、パーソナルコンピュータ本体や筐体に設けられた専用のスイッチ等から出力される切替信号に基づいて、画像表示装置３を通常の表示方法で駆動する通常モードと、左右からの覗き見を防止するための覗き見防止モードとを切り替える。バックライトドライバ１９は、光源１２ａ及び１２ｂの点灯・消灯と、発光強度を制御する。バックライトドライバ１９による光源１２ａ及び１２ｂの制御方法は、通常モードと覗き見防止モードとで異なる。

まず、通常モードでは、画像処理部２５は、図４（ａ）に示す全体画像Ｗの画像信号をフレームメモリ２６に書き込む。液晶パネルドライバ１８は、フレームメモリ２６から画像信号を取得し、取得した画像信号に基づいて、全体画像Ｗを液晶パネル１４の全面に表示する。このとき、バックライトドライバ１９は、光源１２ａ及び１２ｂの両方を連続点灯させる。光源１２ａ及び１２ｂの両方を点灯させる場合は、それぞれの発光強度を小さく（例えば半分に）しても良い。

次に、ユーザがキーボードやタッチパッド等の入力デバイスや筐体の専用のスイッチ等を用いて通常モードから覗き見防止モードへの切り替えを指示すると、パーソナルコンピュータ本体等から表示制御回路２７へと表示モードの切り替えを指示する信号が出力される。覗き見防止モードでは、画像処理部２５は、全体画像Ｗから図４（ｂ）及び（ｃ）に示すような部分画像ＬまたはＲの画像信号をフレームメモリ２６に書き込む。部分画像Ｌ及びＲは、全体画像Ｗの一部が間引かれたものあって、互いに相補的である。部分画像Ｌ及びＲの間引き箇所（斜線部）は、全体画像の詳細な内容が容易に認識できないように設定されていれば良い。図４の例では、モザイク状に画像の画素領域が間引かれている。間引き箇所は、黒であることが好ましいが、画像の配色や液晶パネルの色数等によっては、他の色であっても良い。

尚、部分画像Ｌ及びＲは、ソフトウェアで生成しても良いし、ハードウェアで生成しても良い。前者の場合、パーソナルコンピュータ本体のＣＰＵが、ハードディスクにインストールされたプログラムをメモリ上に展開して実行することによって、図３の画像処理部２５が実現される。後者の場合、部分画像Ｌ及びＲを生成する回路が実装されたＬＳＩ等で図３の画像処理部２５が実現される。ハードウェアによって画像処理部２５を構成した場合、画像処理部２５及びフレームメモリ２６は、パーソナルコンピュータ本体に設けられても良いし、画像表示装置３に設けられても良い。

液晶パネルドライバ１８は、部分画像Ｌ及びＲを交互に液晶パネル１４に表示する。このとき、画像のちらつきや残像感を低減するために、液晶パネル１４の駆動周波数は、通常モードより大きいことが好ましい。例えば、覗き見防止モードでは、通常モードでの駆動周波数の偶数倍の周波数で液晶パネル１４を駆動すれば良い。具体的には、通常モードでの駆動周波数６０Ｈｚの２倍の１２０Ｈｚまたは４倍の２４０Ｈｚの周波数で液晶パネル１４を駆動することができる。

バックライトドライバ１９は、液晶パネルドライバ１８による液晶パネルの駆動に同期して、光源１２ａ及び１２ｂを交互に点灯させる。具体的には、液晶パネルドライバ１８が液晶パネル１４に部分画像Ｌを表示している期間には、バックライトドライバ１９は光源１２ｂのみを点灯させ、部分画像Ｌから部分画像Ｒへの切り替えと同時に、光源１２ｂを消灯させて他方の光源１２ａを点灯させ、液晶パネルドライバ１８が液晶パネル１４に部分画像Ｒを表示している期間には、バックライトドライバ１９は光源１２ａのみを点灯させる。バックライトドライバ１９と液晶パネルドライバ１８との同期は、液晶パネルドライバから出力される同期信号に基づいて行われる。

尚、ここでは、部分画像Ｌの表示期間に光源１２ｂを点灯させ、部分画像Ｒの表示期間に光源１２ａを点灯させているが、逆でも良い。また、液晶パネルドライバ１８とバックライトドライバ１９との同期は、いずれか一方から他方へと同期信号を出力し、この同期信号に基づいて行っても良いし、表示制御回路２７内で生成される共通の同期信号に基づいて行っても良い。同期信号は、表示制御回路２７の外部から供給しても良い。

上述したように、光源１２ａから出射光は液晶パネル１４の正面に位置する観察者の右方向に導かれ、光源１２ｂから出射光は観察者の左方向に導かれる。光源１２ａからの出射光と光源１２ｂからの出射光との指向性が異なるため、部分画像Ｌ及びＲの表示範囲が液晶パネル１４の正面で部分的に重なり、その外側には部分画像Ｌのみの表示範囲または部分画像Ｒのみの表示範囲が生じる。

したがって、液晶パネル１４の正面にいる観察者は、交互に表示が切り替えられる部分画像Ｌ及びＲの両方を視覚することができるので、見た目上、液晶パネル１４上に全体画像Ｗが表示されているように見える。これに対して、液晶パネル１４の正面よりも側方の位置から液晶パネル１４を見た場合、部分画像Ｌ及びＲの一方しか視覚できないので、元の全体画像Ｗの内容を即座に認識することは困難である。

以上説明したように、本実施形態では、導光板１０とその側面１６ａ及び１６ｂに沿って配置された一対の光源１２ａ及び１２ｂを用いてバックライト装置９が構成されているので、画像表示装置３の薄型化を実現できる。また、正面の観察者より側方に、部分画像ＬまたはＲのみが提示される出射範囲が生じるので、観察者の側方からの表示画面の視認性を低下させ、覗き見に対する耐性を向上させることができる。

（第２の実施形態）
図５は、第２の実施形態に係る画像表示装置の断面図であって、図２に対応する図である。

図５に示す画像表示装置３は、矩形の平板形状を有する一対の導光板２０ａ及び２０ｂを用いてバックライト装置９が構成されている点が第１の実施形態に係るものと大きく異なる。導光板２０ａ及び２０ｂは、プリズムシート１３の背面側にこの順に配置されている。

一方の光源１２ａは、導光板２０ａの側面２１に沿って配置され、側面２１から導光板２０ａの内部へと光を出射する。光源１２ａから出射された光は、導光板２０ａの内部で全反射を繰り返しながら面発光に変換される。導光板２０ａに入射した光の一部は、導光板２０ａの背面から出射された後、導光板２０ｂを通過して反射シート１１で反射され、再度導光板２０ａを透過してプリズムシート１３に導かれる。

他方の光源１２ｂは、導光板２０ｂの側面の１つであって、導光板２０ａの側面２１とは反対側に位置する側面２２に沿って配置され、側面２２から導光板２０ｂの内部へと光を出射する。導光板２０ｂの背面には、反射シート１１が配置され、導光板２０ｂと重ね合わされている。導光板２０ｂに入射した光は、導光板２０ｂの内部で全反射を繰り返しながら面発光に変換される。導光板２０ｂから出射された光は、前方の導光板２０ａを透過してプリズムシート１３に導かれる。

導光板２０ａ及び２０ｂには、２枚の導光板２０ａ及び２０ｂを組み合わせたときに所望の出射角で光線が出射されるように制御する微少なプリズムが形成されている。第１の実施形態で説明したように、微少なプリズムは、導光板の前面及び背面の一方または両方に形成される。

本実施形態に係る構成では、２枚の導光板２０ａ及び２０ｂが必要となるが、導光板２０ａ及び２０ｂに形成する微細プリズムを光源１２ａ及び１２ｂのそれぞれに合わせて最適化できるため、精度良く出射角を制御することができる。

尚、本実施形態に係るバックライト装置９においても、入射した光を拡散させて出射する拡散シートが更に設けられても良い。拡散シートは、導光板２０ａとプリズムシート１３との間に挟み込まれても良いし、プリズムシート１３の外側に重ねられても良い。

本発明に係る画像表示装置は、携帯電話機やスマートフォン、タブレットコンピュータ等の表示部を備える電子機器に利用できる。

１ パーソナルコンピュータ
２ 本体
３ 画像表示装置
１０ 導光板
１１ 反射シート
１２ 光源
１３ プリズムシート
１４ 液晶パネル
１６ 側面
１８ 液晶パネルドライバ
１９ バックライトドライバ
２０ 導光板
２１、２２ 側面
２５ 画像処理部
２６ フレームメモリ

Claims (4)

1. 全体画像の一部を間引いた第１の部分画像と、前記第１の部分画像と相補的な第２の部分画像とを表示画面に交互に表示可能な画像表示装置であって、
   液晶パネルと、
   矩形の平板形状を有する導光部材と、前記導光部材の一方面上に重ねられるプリズムシートと、前記導光部材の第１の側面に沿って配置される第１の光源と、前記第１の側面とは反対側の第２の側面に沿って配置される第２の光源とを含み、前記第１の光源から出射された光を前記液晶パネルに向かい右方向に出射し、前記第２の光源から出射された光を左方向に出射するバックライト装置と、
   前記第１の部分画像及び前記第２の部分画像が交互に表示されるように前記液晶パネルを駆動する液晶パネルドライバと、
   前記第１の部分画像及び前記第２の部分画像の表示に同期して、前記第１の光源および前記第２の光源を交互に点灯させるバックライトドライバとを備える、画像表示装置。
2. 前記液晶パネルドライバは、外部から入力される切替信号に基づいて、前記液晶パネルの全面に前記全体画像が表示されるように前記液晶パネルを駆動する第１の動作と、前記液晶パネルに前記第１の部分画像および前記第２の部分画像が交互に表示される第２の動作とを切り替え可能であり、
   前記第２の動作時における前記液晶パネルの駆動周波数が、前記第１の動作時における前記液晶パネルの駆動周波数の偶数倍である、請求項１に記載の画像表示装置。
3. 前記全体画像から前記第１の部分画像及び前記第２の部分画像を生成する画像処理部を更に備える、請求項１に記載の画像表示装置。
4. 請求項１に記載の画像表示装置と、表示画像信号を前記画像表示装置に出力する本体とを備えるコンピュータ装置であって、
   前記本体は、前記全体画像から前記第１の部分画像及び前記第２の部分画像を生成する画像処理部を有する、コンピュータ装置。

Images