JP4779020B2 - 表示装置 - Google Patents

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Description

本発明は、文字及び画像を含んだ情報を表示する表示装置、特に一の表示面を用いて、互いに異なる複数の表示方向に対して複数の情報を同時に表示可能に構成された表示装置に関する。
近年、表示装置では、デュアルビュー液晶表示装置に代表されるように、複数のユーザに対して、異なる情報を表示可能に構成されたマルチビュー表示装置が開発・実用化されている。具体的にいえば、従来の表示装置には、例えば特開２０００−１３７４４３号公報に記載されているように、カーナビゲーションシステムに組み込まれた車両用の表示装置が提供されている。
以下、従来の表示装置について、図７を参照して具体的に説明する。
図７は、従来の表示装置の概略構成を説明する図である。図７において、従来の表示装置５１は、液晶表示装置５２と、液晶表示装置５２の非表示面側（図の下側）に設けられたバックライト装置５３とを具備している。このバックライト装置５３には、例えば冷陰極管を用いた光源や発光ダイオード（ＬＥＤ）を用いた光源が組み込まれており、バックライト装置５３は、液晶表示装置５２に対して所定の照明光（図に矢印にて図示）を照射するよう構成されている。そして、従来の表示装置５１では、図の右側及び左側の運転手Ｄ及び同乗者Ｐに対して、互いに異なる情報の表示画像を表示可能になっている。
液晶表示装置５２は、複数の画素がマトリクス状に設けられた液晶パネル５４と、液晶パネル５４の表示面側に設けられた視差バリア５５と、液晶パネル５４の非表示面側及び視差バリア５５の表示面側に設けられた一対の偏光板６３、６４を備えている。
液晶パネル５４には、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）等の能動素子が画素単位に設けられたアレイ基板５６と、カラーフィルタ（Color Filter）が形成されるとともに、液晶層５８を狭持した状態でアレイ基板５６に対向配置されたＣＦ基板５７とを具備している。また、液晶パネル５４では、上記複数の画素は運転手Ｄに視認される情報の表示画像（以下、「右側画像」という。）を形成するための画素列Ｒと、同乗者Ｐに視認される情報の表示画像（以下、「左側画像」という。）を形成するための画素列Ｌに分けられて、互いに別々に駆動されるようになっている。
すなわち、液晶パネル５４は、バックライト装置５３からの上記照明光を用いて、右側画像及び左側画像の２つの表示画像を同時に形成して、その形成した２つの各表示画像に対応する光を視差バリア５５側に出射するように構成されている。
視差バリア５５には、バリアガラス５９と、図の左右方向で交互に設けられた複数の遮光部６０及び透過部６２と、当該視差バリア５９を液晶パネル５４に接着するための接着層６１が設けられている。遮光部６０は、液晶パネル５４から出射された光を遮光するようになっている。一方、透過部６２は、液晶パネル５４から出射された光を透過させるようになっている。
また、遮光部６０は、左右の各画素列Ｒ、Ｌに対応するように透過部６２を間に介在させてストライプ状に設けられている。そして、遮光部６０では、画素列Ｒにより形成されて、出射される右側画像の光に対しては、表示装置５１の右側（運転手Ｄ側）からは視認できるものの左側（同乗者Ｐ側）からは視認できないように遮光する。
一方、画素列Ｌにより形成されて、出射される左側画像の光に対しては、表示装置５１の左側からは視認できるものの右側からは視認できないように遮光する。これにより、従来の表示装置５１では、運転手Ｄに対して、例えば車両用のナビゲーション情報を右側画像として視認させ、かつ、同乗者Ｐに対して、ナビゲーション情報とは異なる映画などのコンテンツを左側画像として同時に視認させることが可能となっている。
しかしながら、上記のような従来の表示装置５１では、バックライト装置５３からの照明光を用いて、右側画像及び左側画像を表示していたので、これらの右側画像及び左側画像を同時に表示するときに、各表示画像を最適な輝度にて表示することができなかった。それゆえ、従来の表示装置５１では、表示性能を向上させることが難しいという問題点があった。
上記の課題を鑑み、本発明は、複数の表示方向に対して、複数の情報を同時に表示するときでも、各情報の表示画像を適切な輝度にて表示することができる表示性能に優れた表示装置を提供することを目的とする。
上記の目的を達成するために、本発明にかかる表示装置は、表示面から複数の表示方向に対して、複数の情報を同時に表示可能に構成された表示装置であって、
同時に表示可能な情報の表示画像数に応じて、設けられた複数の光源と、
前記複数の光源の駆動制御を行う制御部を備え、
前記制御部は、前記複数の光源の各光量を、対応する情報の表示画像を基に変更することを特徴とするものである。
上記のように構成された表示装置では、複数の光源が同時に表示可能な情報の表示画像数に応じて設けられるとともに、これらの光源の駆動制御を行う制御部が設置されている。そして、制御部が、対応する情報の表示画像に応じて、各光源の光量を変更する。従って、上記従来例と異なり、複数の表示方向に対して、複数の情報を同時に表示するときでも、各情報の表示画像を適切な輝度にて表示することが可能となり、優れた表示性能の表示装置を構成することができる。
また、上記表示装置において、前記光源からの光が入射されるとともに、入射された光を用いて情報の表示画像を形成し、形成した表示画像に対応する光を出射する画像形成部と、
前記複数の各表示方向に対して、前記画像形成部から出射された表示画像の光を分離することにより、前記各表示方向において対応する情報の表示画像を視認させる画像分離部を備えるとともに、
前記制御部には、前記複数の光源の駆動制御を互いに独立して行う点灯制御部と、
入力された画像信号に基づき前記画像形成部の駆動制御を行うとともに、同時に表示する情報の各表示画像の輝度情報を対応する画像信号から取得し、取得した輝度情報を基に前記各光源の光量を変更させる指示信号を前記点灯制御部に出力する表示制御部が設けられていることが好ましい。
この場合、表示制御部が複数の表示画像の各輝度情報を把握した状態で、上記指示信号を生成し点灯制御部に出力するので、点灯制御部は各表示画像の輝度情報に従って、対応する光源の光量を適切に変更することが可能となる。この結果、各表示方向に対して、画像分離部により、分離される複数の各表示画像において、他の表示画像が映りこむ、いわゆるクロストークが生じるのを防止することができる。
また、上記表示装置において、前記表示制御部には、同時に表示する情報の各表示画像の輝度情報を対応する画像信号から取得したときに、取得した輝度情報から最大の輝度をもつ表示画像を抽出するとともに、抽出した表示画像の輝度情報と他の各表示画像の輝度情報とを用いて、前記抽出した表示画像の、前記他の各表示画像に対するクロストークレベルを判別するクロストークレベル判別部が設けられ、かつ、
前記表示制御部は、前記クロストークレベル判別部が判別したクロストークレベルに基づいて、前記点灯制御部に前記指示信号を出力することが好ましい。
この場合、点灯制御部はクロストークレベル判別部により判別された上記クロストークレベルを基に各光源の光量を適切に変更することができるので、表示装置ではクロストークが生じるのを確実に防止することができる。
また、上記表示装置において、前記クロストークレベル判別部は、前記抽出した表示画像の輝度値をＺとし、前記他の各表示画像において、前記抽出した表示画像のクロストークによる輝度上昇率を示す係数をＫとし、前記他の各表示画像の輝度値をＹとしたときに、クロストークレベルＸＴを次の（１）式
ＸＴ＝Ｚ×Ｋ÷Ｙ ――（１）
を用いて求めることが好ましい。
この場合、クロストークレベル判別部は上記クロストークレベルＸＴを（１）式を用いて定量的に求めているので、表示装置ではクロストークが生じるのをより確実に防止することができる。
また、上記表示装置において、前記画像形成部と前記画像分離部とが、一体的に構成されてもよい。
この場合、表示装置の小型化を図ることができるとともに、組立作業を簡略化することができる表示装置を容易に構成することができる。
また、上記表示装置において、前記画像分離部には、前記画像形成部から出射された表示画像の光を透過させる透過部と、当該光を遮光する遮光部とを備えた視差バリアが用いられていることが好ましい。
この場合、構造簡単でコンパクトな画像分離部が用いられることとなり、表示装置のコンパクト化を容易に図ることができる。
本発明によれば、複数の表示方向に対して、複数の情報を同時に表示するときでも、各情報の表示画像を適切な輝度にて表示することができる表示性能に優れた表示装置を提供することが可能となる。
本発明の一実施形態にかかる表示装置の概略構成を説明する図である。 図１に示したバックライト装置の要部構成を説明する図である。 図１に示した液晶パネルの要部構成を説明する図である。 上記表示装置の動作を説明する図である。 ２つの表示画像でのクロストークの問題点を説明する図であり、（ａ）はクロストークの影響が生じていない場合での２つの表示画像を示す図であり、（ｂ）は図３に示したクロストークレベル判別部で判別されるクロストーク率を説明する図であり、（ｃ）はクロストークの影響が生じている場合での２つの表示画像を示す図である。 上記表示装置において、クロストークが解消された状態での動作を説明する図である。 従来の表示装置の概略構成を説明する図である。
以下、本発明の表示装置の好ましい実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明では、本発明を透過型の液晶表示装置に適用した場合を例示して説明する。また、上記従来例との対比を容易なものとするために、カーナビゲーションシステムに組み込まれる車載用途のデュアルビュー（Dual View）表示装置を構成した場合を例示して説明する。
図１は、本発明の一実施形態にかかる表示装置の概略構成を説明する図である。図において、本実施形態の表示装置１は、図の上側が表示面側として設置される液晶表示装置２と、液晶表示装置２の非表示面側（図の下側）に設けられて、液晶表示装置２に対して所定の照明光を照射するバックライト装置３と、表示装置１の各部の駆動制御を行う制御部としての制御装置４とを備えている。そして、この表示装置１は、例えば自動車の運転席と助手席との略中間位置に設置され、運転席側及び助手席側の異なる２つの表示方向に対し、異なる情報の表示画像を同時に表示（ＤＶ表示）できるように構成されている。
液晶表示装置２では、画像形成部としての液晶パネル５と、画像分離部としての視差バリア６とが一体的に構成されている。また、液晶表示装置２では、液晶パネル５の非表示面側及び視差バリア６の表示面側に、透過軸が互いにクロスニコルに配置された一対の偏光板１４及び１５がそれぞれ設置されている。
尚、上記の説明では、ＴＮ（Twisted Nematic）配向モードを例に偏光板１４、１５の透過軸を設定しているが、液晶パネル５の配向モードは特に限定されることは無く、任意の配向モード（例えばＶＡ（Vertical−Alignment）モードやＩＰＳ（In−Plane−Switching）モード）を選択することができる。
バックライト装置３には、液晶パネル５の側方部に設けられた光源としての冷陰極管１６ａ、１６ｂを有するエッジライト型のものが使用されており、バックライト装置３では、各冷陰極管１６ａ、１６ｂからの光が偏光板１４に対向して配置された導光板１７を経て液晶パネル５側に入射されるようになっている。つまり、バックライト装置３は、液晶パネル５に組み付けられて、当該バックライト装置３からの照明光が液晶パネル５に入射される透過型の液晶表示装置２として一体化されている。
また、バックライト装置３では、冷陰極管１６ａ、１６ｂは上記表示面上に同時に表示可能な情報の表示画像数に応じて、設けられており、制御装置４が冷陰極管１６ａ、１６ｂの各光量を変更することにより、運転席側及び助手席側に対する２つの各表示画像を適切な輝度にて表示可能に構成されている（詳細は後述。）。
液晶パネル５には、複数の画素が図の左右方向及び図の紙面に垂直な方向に沿って、マトリクス状に設けられている。また、液晶パネル５には、薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor）あるいは電界効果トランジスタ（Field Effect Transistor）等のスイッチング素子（アクティブ素子）が画素単位に設けられたアレイ基板７と、ＲＧＢのカラーフィルタ（Color Filter）９が形成されたＣＦ基板８とが設けられている。
また、アレイ基板７とＣＦ基板８との間には、図示を省略した液晶層が狭持されており、液晶パネル５では、液晶層が制御装置４によって画素単位に駆動されることにより、液晶パネル５は表示面上に所望画像を表示するようになっている。
すなわち、液晶パネル５は、冷陰極管１６ａ、１６ｂからの光が入射されるとともに、入射された光を用いて情報の表示画像を形成し、形成した表示画像に対応する光を視差バリア６に出射する画像形成部を構成している。尚、アレイ基板７には、例えば０．５〜０．７ｍｍ程度の厚さの透明なガラス材が使用されている。また、ＣＦ基板８には、例えば５０μｍの厚さの透明なガラス材が使用されている。
また、液晶パネル５の複数の画素は、後に詳述するように、運転席側及び助手席側の各表示方向、例えば図の右側方向及び左側方向に対して、それぞれ表示されて視認される情報の表示画像（以下、それぞれ「右側画像」及び「左側画像」ともいう。）を形成するために、互いに独立して駆動可能に構成された２つの画素列に分けられている。また、右側画像用の画素列と左側画像用の画素列は、ＲＧＢのいずれかのカラーフィルタ９に対向するように、上記液晶層内で図の左右方向で交互に設けられている。また、各画素の図の左右方向での寸法（ピクセルピッチ）は、図に"ｃｐ"にて示すＲＧＢのいずれかの絵素の寸法と同じ値、例えば６５μｍである。
視差バリア６は、表示面側に設けられた透明なバリアガラス１０と、このバリアガラス１０の非表示面側の表面上で図の左右方向に所定の間隔をおいて形成された複数の遮光部１１とを具備しており、接着層１２により、視差バリア６はＣＦ基板８に接着されて液晶パネル５に一体化されている。
詳細にいえば、遮光部１１には、例えば遮光性の樹脂材料が用いられており、液晶パネル５から出射された表示画像の光を遮光するようになっている。また、接着層１２には、ＵＶ硬化性の透明な合成樹脂（例えば、ＵＶ硬化型アクリル樹脂）が使用されており、視差バリア６を液晶パネル５に一体化させるとともに、上記表示画像の光が透過するのを許容するようになっている。
さらに、この接着層１２は、図の左右方向で隣接する２つの遮光部１１の間に充填されて、上記表示画像の光を透過させる透過部１３として機能するようになっている。つまり、視差バリア６では、複数の遮光部１１及び複数の透過部１３が図の左右方向で交互に形成されており、視差バリア６が複数の各表示方向に対して、液晶パネル（画像形成部）５から出射された表示画像の光を分離することにより、各表示方向において対応する情報の表示画像を視認させる画像分離部を構成するようになっている。
また、視差バリア６では、図に"ｂｐ１"及び"ｂｐ２"にてそれぞれ示す遮光部１１及び透過部１３の寸法は、それぞれ例えば４０μｍ及び９０μｍであり、図に"ｂｐ"にて示す遮光部１１及び透過部１３の合計寸法は、１３０μｍである。また、図に"ｔ"にて示す厚さ寸法、つまりＣＦ基板８のカラーフィルタ９側の表面とバリアガラス１０の非表示面側の表面との間の厚さ寸法は、例えば８０μｍである。
制御装置４は、マイコンやＤＳＰ（Digital Signal Processor）等のデータ処理装置を用いて構成されており、冷陰極管１６ａ、１６ｂの駆動制御を互いに独立して行う点灯制御部１８と、液晶パネル５の駆動制御を行う表示制御部としてのパネル制御部１９と、制御装置４の各部を機能させるための各種プログラムなどのデータを記憶する記憶部２０とを備えている。また、制御装置４は、表示装置１に付随する操作入力部やＴＶチューナ（図示せず）あるいは上記カーナビゲーションシステム側に設けられたコントローラ、データ再生装置（ＤＶＤ再生装置）またはＨＤＤ等の電気機器からの指示信号や画像信号を入力して、これら入力信号を用いて、情報を表示させるようになっている。
具体的にいえば、制御装置４は、例えば上記ＨＤＤに記憶されているナビゲーション情報の画像信号に基づいて、その表示画像を形成させて右側画像として運転手に視認させるとともに、ＴＶチューナにて受信したテレビ放送の画像信号に基づいて、ＴＶ番組の表示画像を形成させて左側画像として同乗者に同時に視認させることができるよう構成されている。また、制御装置４では、例えば上記操作入力部から入力された調光指示信号に従って、冷陰極管１６ａ、１６ｂの各光量を変更可能になっている。これにより、表示装置１では、運転手などのユーザからの指示に従って、冷陰極管１６ａ、１６ｂにそれぞれ対応する左側画像及び右側画像の輝度を適宜変更することができる。
さらに、制御装置４は、上記自動車に搭載された各種センサからのセンサ検出信号が入力可能に構成されており、制御装置４は、センサ検出信号に応じて、表示装置１の各部を適切に動作可能になっている。具体的には、制御装置４は、例えば自動車のヘッドライトの点灯動作に連動して冷陰極管１６ａ、１６ｂの光量を変更可能に構成されている。
つまり、上記ヘッドライトが、運転手によって点灯動作されると、その点灯動作を指示する操作信号がセンサ検出信号として制御装置４に出力されて、制御装置４は冷陰極管１６ａ、１６ｂの光量が減少されるように冷陰極管１６ａ、１６ｂの駆動制御を行う。この結果、表示装置１では、表示画像の全体的な輝度がヘッドライトの点灯動作に応動して自動的に低減され、ユーザに見易い画像で表示されるようになっている。
尚、上記の説明以外に、自動車の車内に設けられて、当該車内の明るさを検出する光センサの検出結果に応じて、表示画像の輝度を適宜変更させることもできる。
また、制御装置４は、右側画像及び左側画像を同時に表示したときに、これらの各表示画像において、対応する冷陰極管１６ａ、１６ｂの光量を変更して、これら各表示画像を適切な輝度で表示することにより、他の表示画像が映りこむ、いわゆるクロストーク（二重映り）が生じるのを極力防止するようになっている。
具体的にいえば、制御装置４では、パネル制御部１９は当該制御装置４に入力された画像信号に基づき液晶パネル５の駆動制御を行うとともに、同時に表示する情報の各表示画像の輝度情報（つまり、右側画像及び左側画像の各輝度情報）を対応する画像信号から取得し、取得した輝度情報を基に冷陰極管１６ａ、１６ｂの各光量を変更させる指示信号を点灯制御部１８に出力する。
点灯制御部１８には、図２も参照して、上記調光指示信号やパネル制御部１９からの指示信号に基づいて、冷陰極管１６ａ、１６ｂの駆動信号をそれぞれ生成する第１及び第２の駆動信号生成部１８ａ、１８ｂが設けられている。そして、点灯制御部１８では、左側画像を構成する光の光源として設けられた冷陰極管１６ａと、右側画像を構成する光の光源として設けられた冷陰極管１６ｂとを互いに独立して駆動制御するようになっている。
尚、上記の説明以外に、表示装置１では、いずれか一方、例えば左側画像用の冷陰極管１６ａが点灯不可能な状態になった場合でも、右側画像用の冷陰極管１６ｂの光量を増加させることにより、双方の表示画像を表示可能に構成することもできる。
詳細にいえば、第１の駆動信号生成部１８ａには、インバータ回路を用いて構成されたＣＣＦＴ駆動回路Ｔ１を介して冷陰極管１６ａの一端側が接続されており、ＣＣＦＴ駆動回路Ｔ１は、第１の駆動信号生成部１８ａからの駆動信号に従って、冷陰極管１６ａを高周波点灯させる。これにより、冷陰極管１６ａは、上記調光指示信号や指示信号によって指示された光量を発光するように駆動される。
また、冷陰極管１６ａの他端側には、ランプ電流検出回路ＲＣ１及びフィードバック回路ＦＢ１が接続されており、第１の駆動信号生成部１８ａはランプ電流検出回路ＲＣ１にて検出されたランプ電流値を用いて、冷陰極管１６ａに対するフィードバック制御を行うようになっている。これにより、左側画像が適切な輝度で表示されるのを容易に維持することができる。
同様に、第１の駆動信号生成部１８ｂには、インバータ回路を用いて構成されたＣＣＦＴ駆動回路Ｔ２を介して冷陰極管１６ｂの一端側が接続されており、ＣＣＦＴ駆動回路Ｔ２は、第２の駆動信号生成部１８ｂからの駆動信号に従って、冷陰極管１６ｂを高周波点灯させる。これにより、冷陰極管１６ｂは、上記調光指示信号や指示信号によって指示された光量を発光するように駆動される。
また、冷陰極管１６ｂの他端側には、ランプ電流検出回路ＲＣ２及びフィードバック回路ＦＢ２が接続されており、第２の駆動信号生成部１８ｂはランプ電流検出回路ＲＣ２にて検出されたランプ電流値を用いて、冷陰極管１６ｂに対するフィードバック制御を行うようになっている。これにより、右側画像が適切な輝度で表示されるのを容易に維持することができる。
また、パネル制御部１９には、図３も参照して、上記画像信号を基にソースドライバ２１及びゲートドライバ２２への各指示信号を生成する画像処理部１９ａと、右側画像及び左側画像を同時に表示したときに、それらの表示画像でのクロストークレベルを判別するクロストークレベル判別部１９ｂと、同時に表示される右側画像及び左側画像の所定単位（例えば、１フレーム）の各画像信号のデータを保持するバッファ１９ｃとが設けられている。
ソースドライバ２１及びゲートドライバ２２は、上記液晶層に設けられた複数の画素を画素単位に駆動する駆動回路であり、ソースドライバ２１及びゲートドライバ２２には、複数のソースバスラインＳ１〜ＳＭ（Ｍは、２以上の整数）及び複数のゲートバスラインＧ１〜ＧＮ（Ｎは、２以上の整数）がそれぞれ接続されている。これらソースバスラインＳ１〜ＳＭ及びゲートバスラインＧ１〜ＧＮは、マトリクス状に配列されており、当該マトリクス状に区画された各領域には、上記複数の各画素の領域が形成されている。
尚、これらの各画素の領域では、その開口形状は図の左右方向でほぼ対称な形状とすることが望ましい。これにより、表示装置１では、右側画像及び左側画像の表示品位を向上させることができる。
また、各ゲートバスラインＧ１〜ＧＮには、画素毎に設けられたスイッチング素子２３のゲートが接続されている。一方、各ソースバスラインＳ１〜ＳＭには、スイッチング素子２３のソースが接続されている。また、各スイッチング素子２３のドレインには、アレイ基板７（図１）側に画素毎に設けられた画素電極２４が接続されている。
また、各画素では、ＣＦ基板８（図１）側に設けられた共通電極２５が液晶層を間に挟んだ状態で画素電極２４に対向するように構成されている。そして、ゲートドライバ２２は、画像処理部１９ａからの指示信号に基づいて、ゲートバスラインＧ１〜ＧＮに対して、対応するスイッチング素子２３のゲートをオン状態にするゲート信号を順次出力する。一方、ソースドライバ２１は、画像処理部１９ａからの指示信号に基づいて、表示画像の輝度（階調）に応じた電圧信号を対応するソースバスラインＳ１〜ＳＭに出力する。
さらに、上記複数の画素は、図に"Ｌ"及び"Ｒ"にてそれぞれ示すように、左側画像を形成するための左側画像用の画素列及び右側画像を形成するための右側画像用の画素列に分けられている。また、これらの画素列Ｌ、Ｒは、図の左右方向で交互に配置されている。
すなわち、ソースバスラインＳ１〜ＳＭにおいて、左側画像用の画素及び右側画像用の画素が１ライン毎に交互に接続されており、画像処理部１９ａが、左側画像及び右側画像の画像信号に基づいて、対応する画素列を適切に駆動させることにより、上記２つの表示画像が同時に形成されて表示される。
クロストークレベル判別部１９ｂは、バッファ１９ｃ内に逐次保持される左側画像及び右側画像の各画像信号から輝度情報を取得して、取得した輝度情報に基づき最大の輝度をもつ明るい方の表示画像を抽出する。そして、クロストークレベル判別部１９ｂは、抽出した表示画像の輝度情報と残りの表示画像の輝度情報とを用いて、残りの表示画像に対する抽出した表示画像によるクロストークレベルを判別する。
また、このクロストークレベルは、後に詳述するように、クロストークレベル判別部１９ｂが当該クロストークレベルを算出する所定の演算式に対して、上記の各画像信号の輝度情報を適用することによって求められるようになっている。そして、パネル制御部１９では、クロストークレベル判別部１９ｂが判別したクロストークレベルを基に点灯制御部１８への上記指示信号を生成して出力する。これにより、表示装置１では、左側画像及び右側画像を同時に表示するときでも、これらの各表示画像においてクロストークが生じないように、冷陰極管１６ａ、１６ｂの各光量が変更される。
上記のように構成された本実施形態の表示装置１の動作について、図４〜図６も参照して具体的に説明する。
まず、図４を用いて、表示装置１の基本的な表示動作について説明する。
図４は、上記表示装置の動作を説明する図である。図４に示すように、本実施形態の表示装置１では、バックライト装置３が点灯動作されると、冷陰極管１６ａの光は、図に実線の矢印にて示すように、導光板１７の内部に入射され、液晶パネル５側に出射される。そして、左側画像が上記画素列Ｌによって形成され、その左側画像の光が液晶パネル５から視差バリア６側に出射される。
また、冷陰極管１６ｂからの光は、図に点線の矢印にて示すように、導光板１７の内部に入射され、液晶パネル５側に出射される。そして、右側画像が上記画素列Ｒによって形成され、その右側画像の光が液晶パネル５から視差バリア６側に出射される。
視差バリア６では、画素列Ｌからの左側画像の光に対しては、遮光部１１が同乗者Ｐ側からは視認できるものの運転手Ｄ側からは視認できないように遮光し、かつ、透過部１３は当該左側画像の光の通過を許容する。一方、画素列Ｒからの右側画像の光に対しては、遮光部１１が運転手Ｄ側からは視認できるものの同乗者Ｐ側からは視認できないように遮光し、かつ、透過部１３は当該右側画像の光の通過を許容する。これにより、表示装置１では、同乗者Ｐ及び運転手Ｄに対して、互いに異なる左側画像及び右側画像をそれぞれ同時に視認させる。
また、上記左側画像及び右側画像の一方の表示画像のみを表示させる場合、表示装置１では、対応する冷陰極管１６ａ、１６ｂ及び画素列Ｌ、Ｒが駆動される。具体的には、制御装置４は、ユーザの操作指示に従って、例えば冷陰極管１６ａ及び画素列Ｌだけを動作させて、同乗者Ｐに対して、左側画像のみ表示させる。
次に、図５及び図６を参照して、クロストークレベル判別部１９ｂによるクロストークレベルの判別動作及びその判別動作に応じた冷陰極管１６ａ、１６ｂの点灯動作について具体的に説明する。
図５は２つの表示画像でのクロストークの問題点を説明する図であり、図５（ａ）はクロストークの影響が生じていない場合での２つの表示画像を示す図である。また、図５（ｂ）は図３に示したクロストークレベル判別部で判別されるクロストーク率を説明する図であり、図５（ｃ）はクロストークの影響が生じている場合での２つの表示画像を示す図である。図６は、上記表示装置において、クロストークが解消された状態での動作を説明する図である。尚、以下の説明では、説明の簡略化のために、左側画像が均一な輝度の表示画像であり、右側画像はその左側画像よりも高輝度な部分を有する表示画像である場合を例示して説明する。
つまり、図５（ａ）において、右側画像Ｐ１は、斜線部にて示すように、全体的に同じ輝度（階調）の表示画像である。一方、左側画像Ｐ２は、コントラスト（輝度差）が大きい表示画像であり、その中央部Ｐ２ａは、斜線部にて示すように、例えば右側画像Ｐ１と同じ輝度であり、その周辺部Ｐ２ｂは、中央部Ｐ２ａの輝度よりも高い輝度である。このように明るさが異なる右側画像Ｐ１及び左側画像Ｐ２を同時に表示する場合、それら表示画像の各輝度、あるいは各表示画像の光が表示装置１の各部を通過するときでの光の屈折現象、回折現象、散乱現象などにより、クロストークを発生することがある。
具体的には、図５（ｂ）に示すように、右側画像Ｐ１'及び左側画像Ｐ２のうち、輝度が低い右側画像Ｐ１'に対して、輝度が高い左側画像Ｐ２の周辺部Ｐ２ｂの画像光が漏れ、右側画像Ｐ１'の周辺部Ｐ１ｂ'（図にクロスハッチ部にて図示）の輝度が前記画像光にて中央部Ｐ１ａ'の輝度（すなわち、右側画像Ｐ１の輝度）よりも上昇することにより、当該右側画像Ｐ１'においてクロストークとして視認されることがある。そこで、クロストークレベル判別部１９ｂは、下記（１）式を用いて、左側画像Ｐ２による右側画像Ｐ１'でのクロストークレベルＸＴを算出する。
ＸＴ＝Ｚ×Ｋ÷Ｙ ――（１）
上記（１）式において、"Ｚ"は、明るい方の表示画像であると抽出した左側画像Ｐ２の周辺部Ｐ２ｂの輝度値である。また、"Ｋ"は、周辺部Ｐ２ｂの漏れ光により右側画像Ｐ１'の周辺部Ｐ１ｂ'で生じるクロストークによる輝度上昇率（％）を示す係数である。また、"Ｙ"は、右側画像Ｐ１（右側画像Ｐ１'の中央部Ｐ１ａ'）の輝度値である。
尚、輝度値Ｚ、Ｙは、バッファ１９ｃ内の対応する画像信号の各輝度情報から求められる値である。また、輝度上昇率Ｋは、液晶パネル５及び視差バリア６の各部の構成（材質や寸法等）を基に予め求められたものであり、記憶部２０内に保持されている。
また、この輝度上昇率Ｋは、遮光部１１の寸法ｂｐ２の値に比例し、かつ、大きく依存するものであり、寸法ｂｐ２の値を大きくするにつれて輝度上昇率Ｋの値も増加、つまりクロストークも生じ易くなる。
より具体的には、図５（ｃ）において、周辺部Ｐ２ｂの輝度値Ｚ及び中央部Ｐ１ａ'の輝度値Ｙをそれぞれ４００（ｃｄ／ｍ2）及び２（ｃｄ／ｍ2）とし、輝度上昇率Ｋを１．５％とすると、右側画像Ｐ１'の周辺部Ｐ１ｂ'での輝度値は６（（＝４００×０．０１５）ｃｄ／ｍ2）となる。また、クロストークレベルＸＴは、上記（１）式より、３（＝４００×０．０１５÷２）となる。このようにクロストークレベル判別部１９ｂが、クロストークレベルＸＴの値を求めると、さらに、当該クロストークレベル判別部１９ｂでは、記憶部２０に保持された所定のプログラム（アルゴリズム）に従って、冷陰極管１６ａ、１６ｂの各光量を変更する必要があるか否かについて判断される。
詳細にいえば、クロストークレベル判別部１９ｂでは、クロストークレベルＸＴが所定の閾値Ｖ以上である場合、クロストークがユーザに視認されるとして、冷陰極管１６ａ、１６ｂの各光量を変更する必要があると判断する。
一方、クロストークレベルＸＴが閾値Ｖ未満である場合、クロストークがユーザに視認されないとして、冷陰極管１６ａ、１６ｂの各光量を変更する必要がないと判断する。
尚、上記閾値Ｖは、液晶パネル５及び視差バリア６の各部の構成（材質や寸法等）に応じて異なるものであり、実験や表示テストなどを行うことにより、予め求められて記憶部２０内に記憶されている。
ここで、閾値Ｖが"２"であるとすると、図５（ｃ）に示した右側画像Ｐ１'及び左側画像Ｐ２においては、クロストークレベルＸＴの値が閾値Ｖよりも大きい値であるので、クロストークレベル判別部１９ｂは、クロストークがユーザに視認されるとして、冷陰極管１６ａ、１６ｂの各光量を変更する必要があると判断する。
続いて、クロストークレベル判別部１９ｂは、クロストークレベルＸＴの値が閾値Ｖ未満となるように、周辺部Ｐ２ｂの輝度値Ｚ及び中央部Ｐ１ａ'の輝度値Ｙの各値を決定する。その後、クロストークレベル判別部１９ｂは、決定した輝度値Ｚ、Ｙとなるように、右側画像Ｐ１'及び左側画像Ｐ２に対応する冷陰極管１６ｂ、１６ａの各光量を定めて、パネル制御部１９から点灯制御部１８に指示信号として出力する。
具体的には、図６において、クロストークレベル判別部１９ｂは、冷陰極管１６ａの光量を１／２倍とし、冷陰極管１６ｂの光量を１．５倍とさせる。つまり、点灯制御部１８は、冷陰極管１６ａ、１６ｂの各光量が上記の値となるように、対応する冷陰極管１６ａ、１６ｂへの供給電流値を変更させる。これにより、左側画像Ｐ２'の輝度は全体的に１／２倍となり、その中央部Ｐ２ａ'の輝度値は１（ｃｄ／ｍ2）となる。
また、左側画像Ｐ２'の周辺部Ｐ２ｂ'の輝度値Ｚは、２００（ｃｄ／ｍ2）となる。一方、右側画像Ｐ１''の輝度は全体的に１．５倍となり、その中央部Ｐ１ａ''の輝度値及び周辺部Ｐ１ｂ''の輝度値Ｙは３（ｃｄ／ｍ2）となる。そして、上記（１）式により、クロストークレベルＸＴの値を算出すると、クロストークレベルＸＴの値は１（＝２００×０．０１５÷３）となり、閾値Ｖ（＝２）未満となる。従って、表示装置１では、左側画像Ｐ２'及び右側画像Ｐ１''を同時に表示する場合でも、クロストークの発生を防止して、表示動作を行うことができる。
尚、上記の説明では、左側画像Ｐ２において、その中央部Ｐ１ａ及び周辺部Ｐ２ｂの輝度値がそれぞれ２（ｃｄ／ｍ2）及び４００（ｃｄ／ｍ2）である場合について説明したが、上記輝度値Ｚの値は、同時に表示する左側画像及び右側画像のうち、最も高い輝度値が含まれた表示画像を抽出するとともに、その最も高い輝度値をＺとすればよい。
また、上記の説明では、右側画像Ｐ１において、均一な輝度値（２（ｃｄ／ｍ2））である場合について説明したが、上記輝度値Ｙの値は、同時に表示する左側画像及び右側画像のうち、最も低い輝度値が含まれた表示画像がクロストークを生じる表示画像であると判別し、その最も低い輝度値をＹとすればよい。
以上のように構成された本実施形態の表示装置１では、２本の冷陰極管（光源）１６ａ、１６ｂが同時に表示可能な情報の表示画像数に応じて設けられている。さらに、制御装置４が、対応する情報の表示画像に応じて、各冷陰極管１６ａ、１６ｂの光量を変更する。従って、上記従来例と異なり、複数の表示方向に対して、複数の情報を同時に表示するときでも、各情報の表示画像を適切な輝度にて表示することが可能となり、優れた表示性能の表示装置１を構成することができる。
また、本実施形態では、パネル制御部（表示制御部）１９が同時に表示する情報の各表示画像の輝度情報を対応する画像信号から取得し、取得した輝度情報を基に冷陰極管１６ａ、１６ｂの各光量を変更させる指示信号を点灯制御部１８に出力している。それゆえ、本実施形態では、パネル制御部１９は複数の表示画像の各輝度情報を把握した状態で、上記指示信号を生成して点灯制御部１８に出力することができる。この結果、点灯制御部１８は、各表示画像の輝度情報に従って、対応する冷陰極管１６ａ、１６ｂの光量を適切に変更することができ、クロストークが生じるのを防止することができる。
また、本実施形態では、点灯制御部１８がクロストークレベル判別部１９ｂにより判別されたクロストークレベルを基に各冷陰極管１６ａ、１６ｂの光量を適切に変更しているので、クロストークが生じるのを確実に防止することができる。さらに、クロストークレベル判別部１９ｂはクロストークレベルを（１）式を用いて定量的に求めているので、クロストークレベルに応じて、輝度調整を最適に行うことが可能となり、クロストークが生じるのをより確実に防止することができる。
尚、上記の実施形態はすべて例示であって制限的なものではない。本発明の技術的範囲は特許請求の範囲によって規定され、そこに記載された構成と均等の範囲内のすべての変更も本発明の技術的範囲に含まれる。
例えば、上記の説明では、本発明を透過型の液晶表示装置に適用した場合について説明したが、本発明の表示装置はこれに限定されるものではなく、光源の光を利用して、情報を表示する非発光型の各種表示装置に適用することができる。具体的にいえば、半透過型の液晶表示装置、あるいは上記液晶パネル（画像形成部）をライトバルブに用いたリアプロジェクションなどの投写型表示装置に本発明の表示装置を好適に用いることができる。
また、上記の説明では、カーナビゲーションシステムに組み込まれる車載用途のデュアルビュー表示装置を構成した場合について説明したが、本発明の表示装置はこれに限定されるものではなく、例えば並設された２台のエスカレータの間に設置されて、上り及び下りのエスカレータの利用者に対して、上階及び下階の案内をそれぞれ行う情報案内用の表示装置を構成することもできる。
また、上記の説明では、２つの表示画像を同時に左側及び右側の２方向に表示可能に構成された場合について説明したが、本発明の表示装置は、同時に表示可能な情報の表示画像数に応じて、設けられた複数の光源と、対応する情報の表示画像に基づいて複数の光源の各光量を変更する制御部とを備えたものであれば何等限定されない。
具体的には、上記視差バリア（画像分離部）の配置などを変更することにより、例えば３つの表示画像を３つの表示方向にそれぞれ表示する表示装置を構成することもできる。また、表示面を上側方向及び下側方向に異なる表示画像を表示したり、同じ表示画像を複数の表示方向に同時に表示したりすることもできる。さらに、一の表示方向に表示される表示画像に対して、複数の光源を設けて各光源の光量を適宜変更することにより、当該表示画像において部分的に輝度を変えることもできる。
また、上記の説明では、視差バリアを画像分離部に使用した場合について説明したが、本発明の画像分離部はこれに限定されるものではなく、液晶材料に代表される反応性メソゲン材料（Reactive Mesogen）を使用したＲＭ視差バリア、あるいは画像形成部とは別の液晶パネルを用いたアクティブな画像分離部を構成することもできる。また、視差バリアの代わりに、レンチキュラーレンズを用いた視差素子を画像分離部として用いることもできる。
上記のようなアクティブな画像分離部を使用した場合には、画像形成部が形成した表示画像の光の透過及び遮光する箇所を容易に変更することができることから、異なる表示方向に対して２つ以上の表示画像を同時に表示可能なマルチビュー表示装置から、単一の表示画像を表示する表示装置に容易に切り替え可能な表示装置を構成することができる。
また、所定の一の表示方向のみ表示画像の表示を行えて他の方向からの覗き込みを防止可能に構成されたベールビュー表示装置や表示画像を３次元的に表示可能な３Ｄ（Dimension）表示装置に切り替え可能な表示装置も構成することができる。
但し、上記のような表示画像の光を透過させる透過部と、当該光を遮光する遮光部とを備えた視差バリアを用いる場合の方が、画像分離部を構造簡単でコンパクトにすることができ、表示装置のコンパクト化を容易に図ることができる点で好ましい。
さらには、上記のように、画像形成部（液晶パネル）と画像分離部（視差バリア）とを一体的に構成する場合の方、表示装置の小型化を図ることができる点で好ましい。その上、組立作業を簡略化することができる表示装置を容易に構成することができる点でも好ましい。
また、上記の説明以外に、遮光部の表示面側の表面及び／または非表示面側の表面に、光の反射を防止する反射防止膜を形成してもよい。すなわち、遮光部の表示面側の表面に反射防止膜を形成した場合には、表示装置の外部から入射した外光が遮光部にて反射するのを防ぐことができ、外光の反射によって表示品位が低下するのを防止することが可能となる点で好ましい。
一方、遮光部の非表示面側の表面に反射防止膜を形成した場合には、バックライト装置からの光が遮光部にて反射し、さらにアレイ基板やＣＦ基板等で多重反射するのを防ぐことができるとともに、この多重反射した光が表示装置の外部に出射されてクロストークの要因になることを未然に防止できる点で好ましい。
また、上記の説明では、冷陰極管を光源に用いた場合について説明したが、本発明の光源はこれに限定されるものではなく、熱陰極管、キセノン管などの放電管を用いた線状光源や、ＬＥＤなどの点状光源を使用することもできる。また、エッジライト型のバックライト装置を使用した場合について説明したが、直下型のバックライト装置を用いることもできる。
但し、このような直下型のバックライト装置を用いる場合には、同時に表示可能な複数の各表示画像の輝度をより簡単に変更するために、各表示画像用の光の指向性を向上させることが好ましい。具体的には、高い指向性の光を出射する光源やリフレクターなどの光学部材によって光の指向性を高めることが好ましい。
また、上記の説明では、２つの画像信号に基づいて、対応する２つの表示画像を同時に形成して表示する場合について説明したが、例えば左側画像及び右側画像を交互に形成して表示する時分割駆動を用いることもできる。具体的にいえば、左側画像及び右側画像の一方の表示画像を表示しているとき、他方の表示画像については画像表示を行わずに、黒表示を行わせる。さらに、このような画像表示と黒表示の時分割駆動に応動して、対応する光源を点滅動作させる、いわゆるスキャンバックライトを実施することもできる。
但し、上記のような時分割駆動を用いる場合では、フリッカーなどの表示品位の低下などの不具合を生じることがあるため、ＯＣＢモードなどの高速応答性を有する液晶層を使用することが好ましい。さらに、スキャンバックライトを併用するときには、表示画像の時分割駆動に応じた高速点滅が要求されるため、冷陰極管などの放電管に代えて、ＬＥＤを光源に使用することが好ましい。
また、上記の説明では、クロストークレベル判別部が左側画像及び右側画像のうち、明るい方の表示画像を抽出して、明るい方の表示画像によるクロストークレベルを判別する構成について説明したが、３つ以上の表示画像を同時に表示するときには、クロストークレベル判別部は同時に表示する情報の各表示画像の輝度情報を対応する画像信号から取得し、取得した輝度情報から最大の輝度をもつ表示画像を抽出する。さらに、クロストークレベル判別部は、上記（１）式及び抽出した表示画像の輝度情報と他の各表示画像の輝度情報とを用いて、抽出した表示画像の、他の各表示画像に対するクロストークレベルを、当該他の表示画像毎に判別すればよい。
本発明にかかる表示装置は、複数の表示方向に対して、複数の情報を同時に表示するときでも、各情報の表示画像を適切な輝度にて表示することができる表示性能に優れた表示装置を構成することができるので、複数のユーザに対して、異なる複数の情報をそれぞれ表示することが要求される表示装置に有効である。

Claims (6)

  1. 表示面から複数の表示方向に対して、複数の情報を同時に表示可能に構成された表示装置であって、
    同時に表示可能な情報の表示画像数に応じて、設けられた複数の光源と、
    前記複数の光源の駆動制御を行う制御部を備え、
    前記制御部には、前記複数の光源の駆動制御を互いに独立して行う点灯制御部が設けられるとともに、
    前記制御部には、同時に表示する複数の表示画像の輝度情報を用いて、クロストークレベルを判別するクロストークレベル判別部を含んだ表示制御部を具備し、
    前記表示制御部は、前記クロストークレベル判別部が判別したクロストークレベルに基づいて、前記点灯制御部に前記指示信号を出力し、
    前記制御部は、前記複数の光源の各光量を、前記クロストークレベルを基に変更することを特徴とする表示装置。
  2. 前記光源からの光が入射されるとともに、入射された光を用いて情報の表示画像を形成し、形成した表示画像に対応する光を出射する画像形成部と、
    前記複数の各表示方向に対して、前記画像形成部から出射された表示画像の光を分離することにより、前記各表示方向において対応する情報の表示画像を視認させる画像分離部を備えるとともに、
    前記表示制御部は、入力された画像信号に基づき前記画像形成部の駆動制御を行うとともに、同時に表示する情報の各表示画像の輝度情報を対応する画像信号から取得し、取得した輝度情報を基に前記各光源の光量を変更させる指示信号を前記点灯制御部に出力する請求項１に記載の表示装置。
  3. 前記クロストークレベル判別部は、同時に表示する情報の各表示画像の輝度情報を対応する画像信号から取得したときに、取得した輝度情報から最大の輝度をもつ表示画像を抽出するとともに、抽出した表示画像の輝度情報と他の各表示画像の輝度情報とを用いて、前記抽出した表示画像の、前記他の各表示画像に対するクロストークレベルを判別する請求項２に記載の表示装置。
  4. 前記クロストークレベル判別部は、前記抽出した表示画像の輝度値をＺとし、前記他の各表示画像において、前記抽出した表示画像のクロストークによる輝度上昇率を示す係数をＫとし、前記他の各表示画像の輝度値をＹとしたときに、クロストークレベルＸＴを次の（１）式
    ＸＴ＝Ｚ×Ｋ÷Ｙ ――（１）
    を用いて求める請求項３に記載の表示装置。
  5. 前記画像形成部と前記画像分離部とが、一体的に構成されている請求項２〜４のいずれか１項に記載の表示装置。
  6. 前記画像分離部には、前記画像形成部から出射された表示画像の光を透過させる透過部と、当該光を遮光する遮光部とを備えた視差バリアが用いられている請求項２〜５のいずれか１項に記載の表示装置。
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