JP5201989B2 - 表示装置及び表示装置の取付方法 - Google Patents
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Description
このようなマルチビュー対応表示装置を車載用として用いる場合、表示部の表示画像を縦方向に多数分割し、それらを右側用表示部と左側表示部とに分け、右側用表示部には運転席用画像を表示し、左側用表示部には助手席用画像を表示する。これによって、運転席と助手席でそれぞれ異なる画像を観測することが可能となる。
そこで、本発明は、複数の視野範囲に対する個別画像を同一画面上に表示する表示部を有する表示装置において、少なくとも1つの視野範囲に対応する個別画像を良好に観察することができるような表示装置、及びそのような表示装置の取付方法を提供することを目的とする。
また、本発明は、複数の視野範囲に対する個別画像を同一画面上に表示する表示部を有する表示装置において、運転席側と助手席側から、それぞれ個別画像を良好に観察することができるような表示装置、及びそのような表示装置の取付方法を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明に係る表示装置では、複数の視野範囲に対する個別画像を同一画面上に表示する表示部を有し、表示部に表示される前記個別画像の少なくとも1つの個別画像の視野範囲が20°以上、40°以下である、ことを特徴とする。
上記課題を解決するために、本発明に係る表示装置の取付方法では、複数の視野範囲に対する個別画像を同一面上に表示するとともに、個別画像の内の1つの個別画像が観察できる第1の視野範囲と、個別画像の内の少なくとも2つ以上の個別画像が混合して観察される第2の視野範囲を有する表示部を有する表示装置を、車室内に配置された2つの座席の間に第2の視野範囲を配置させるように、車室内の2つの座席の間で且つ2つの座席の前方に表示装置を取付けることを特徴とする。
また、上記課題を解決するために、本発明に係る表示装置の取付方法では、複数の視野範囲に対する個別画像を同一画面上に表示する表示部を有する表示装置を、複数の視野範囲の内の1つの視野範囲が、表示部の長手方向の一方側の基準面に対して、少なくとも45°以上且つ65°以下の範囲を含み、且つ複数の視野範囲の内の他の視野範囲が、基準面に対して、少なくとも115°以上且つ135°以下の範囲を含むように、車室内の2つの座席の間で且つ2つの座席の前方に前記表示装置を取付けることを特徴とする。
本発明に係る表示装置によれば、少なくとも1つの個別画像の視野範囲が20°以上、40°以下であるので、運転席側と助手席側において、それぞれの個別画像を良好に観察することが可能となる。
本発明に係る表示装置の取付方法によれば、それぞれの視野範囲が所定の範囲を含むように、座席に対して表示装置が取付られるので、運転席側と助手席側において、それぞれの個別画像を良好に観察することが可能となる。
図2は、表示装置の搭載例を示す斜視図である。
図3は、表示部の断面構造の概略図である。
図4は、表示パネルを正面から見た構造の概略図である。
図5は、TFT基板の概略を示す回路図である。
図6は、本発明に係る表示装置の概略を示すブロック図である。
図7は、画像出力部211の概略を示すブロック図である。
図8は、制御部200の概略を示すブロック図である。
図9は、メモリ218の概略を示すブロック図である。
図10は、本発明に係る表示装置の概要構成を示すブロック図である。
図11は、液晶パネルの概略構成を示す図である。
図12は、表示装置の搭載例を示す図である。
図13は、照度と観察角との関係を示す図である。
図14は、視差バリアと液晶層との関係を示す図である。
図15は、観察層と視差バリアとの関係を示す図である。
図16(a)は観察角がθaの場合の観察層と視差バリアとの関係を示した図であり、図16(b)は観察角がθbの場合の観察層と視差バリアとの関係を示した図であり、図16(c)は観察角がθcの場合の観察層と視差バリアとの関係を示した図であり、図16(d)は観察角がθdの場合の観察層と視差バリアとの関係を示した図である。
図17(a)は観察角θnの場合の二次ストロークと視差バリアとの関係を示す図であり、図17(b)は観察角θmの場合の二次ストロークと視差バリアとの関係を示す図である。
以下、本発明の実施の形態を図面にしたがって説明する。但し、本発明の技術的範囲はそれらの実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された発明とその均等物に及ぶ物である。
図1は、本発明に係わる表示装置の概念図である。図中、1は第1の画像ソース、2は第2の画像ソース、3は第1の画像ソースからの第1の画像データ、4は第2の画像ソースからの第2の画像データ、5は表示制御部、6は表示データ、7は表示部(例えば液晶パネル等)、8は第1の画像ソース1に基づく第1の表示画像、9は第2の画像ソース2に基づく第2の表示画像、10は表示部7に対して左側に位置する観察者(利用者)、11は表示部7に対して右側に位置する観察者(利用者)である。
図1の概念図は、表示部7に対する観察者10、11の相対的位置に応じて、換言すれば表示部7に対する視野角に応じて、観察者10は第1の表示画像8を、観察者11は第2の表示画像9を実質的に同時に見ることができ、しかも各々の表示画像8、9は表示部7の表示面全体に渡ってみることができることを概念的に示している。図1において、第1の画像ソース1は例えばDVDプレーヤの映画画像やテレビ受信機の受信画像等、第2の画像ソース2は例えばカーナビゲーション装置の地図やルート案内画像等であり、それぞれの第1の画像データ3及び第2の画像データ4は表示制御部5に供給され、それらを表示部7で実質的に同時に表示できるように処理される。
表示制御部5から表示データ6を供給される表示部7は、後述する視差バリアを備えた液晶パネル等で構成される。表示部7の横方向の総画素の半数が第1の画像ソース1に基づく第1の表示画像8の表示に、残りの半数の画素が第2の画像ソース2に基づく第2の表示画像9の表示に使用される。表示部7に対して左側に位置する観察者10には、第1の表示画像8に対応する画素のみが見え、第2の表示画像9は表示部7の表面に形成されている視差バリアによって遮られて実質的に見えない。一方、表示部7に対して右側に位置する観察者11には、第2の表示画像9に対応する画素のみが見え、第1の表示画像8は視差バリアにより遮られて実質的に見えない。
係る構成により、単一の画面で左右の利用者に異なる情報やコンテンツを提供することができる。もちろん、第1、第2の画像ソースが同じであれば、従来通り左右の利用者が同じ画像を見ることもできる。
図2は、本発明に係るマルチビュー表示装置の車両への搭載例を示す斜視図である。図中、12は助手席、13は運転席、14はウインドシールド、15は操作部、16はスピーカである。
図1のマルチビュー表示装置の表示部7は、例えば図2に示すように、運転席13と助手席12とのほぼ中央のダッシュボード部分に配置される。マルチビュー表示装置に対する各種操作は、表示部7の表面に一体的に形成したタッチパネル(図示せず)や操作部15又は、赤外線又は無線リモートコントローラ(図示せず)の操作によって行われる。車両の各ドアにはスピーカ16が配置され、表示画像に連動した音声や警告音等が出力される。
運転席13に図1の観察者11が、助手席12には観察者10が座る。表示部7に対する第1視方向(運転席側)から見ることができる画像は例えばカーナビゲーション装置の地図等の画像であり、実質的に同時に第2視方向(助手席側)から見ることができる画像は例えばテレビ受信画像やDVDムービー画像である。従って、運転席13の運転者がカーナビゲーションによる運転支援を受けるのと同時に助手席12の同乗者はテレビやDVDを楽しむことができる。しかもそれぞれの画像は例えば7インチの画面全体を使用して表示されるため、従来のマルチウインドウ表示のように画面サイズが小さくなることもない。つまり、運転者、同乗者にとっては、あたかも各々に独立した専用のディスプレイがあるかの如く、それぞれに最適な情報やコンテンツが提供されるのである。
図3は、表示部7の断面構造の概略図である。図中、100は液晶パネル、101はバックライト、102は液晶パネルのバックライト側に設置された偏光板、103は液晶パネルの発光方向側の前面に配置された偏光板、104はTFT(Thin Film Transistor)基板、105は液晶層、106はカラーフィルタ基板、107はガラス基板、108は視差バリアである。液晶パネル100は、TFT基板104とそれに対向して配置されるカラーフィルタ基板106の間に液晶層105を挟持した一対の基板と、その発光方向側の前面に配置された視差バリア108とガラス基板107とを、2枚の偏光板102及び103の間に挟んだ構成となっており、バックライト101からやや離隔して配設される。また、液晶パネル100は、RGB色(三原色)で構成される画素を有する。
液晶パネル100の各画素は、左側(助手席側)表示用と、右側(運転席側)表示用に分けられて表示制御される。そして、左側(助手席側)表示用画素は、視差バリア108により右側(運転席側)への表示は遮断され、左側(助手席側)からは見えるようになっている。また、右側(運転席側)表示用画素は、視差バリア108により左側(助手席側)への表示が遮断され、右側(運転席側)からは見えるようになっている。これによって、例えば運転者11と同乗者10に異なった表示を提供することが可能となる。つまり、運転者11にはナビゲーションの地図情報9を与え、同時に同乗者10にはDVDの映画等8を見せることが可能となる。なお、視差バリア108、前記液晶パネルの各画素の構成を変更すれば、3方向等、複数方向に異なった画像を表示する構成も可能である。また、視差バリア自体を電気的に駆動可能な液晶シャッタ等で構成して視野角を可変するようにしてもよい。
図4は、表示パネルを正面から見た構造の概略図であり、図3は図4中のA−A′断面である。図中、109は左側(助手席側)表示用の画素、110は右側(運転席側)表示用の画素である。図3及び図4は、例えば横方向に800画素、縦方向に480画素並べられた液晶パネル100の一部を表す。左側(助手席側)表示用の画素109と右側(運転席側)表示用の画素110は縦方向にグループ化され、交互に並んでいる。視差バリア108は、横方向にある間隔で配置され、縦方向には一様である。これによって、左側から表示パネルを見ると、視差バリア108が右側用画素110を覆い隠して、左側用画素109が見える。また同様に右側から見ると、視差バリア108が左側用画素109を覆い隠して、右側用画素110が見える。さらに正面付近では、左側用画素109と右側用画素110の両方が見えるため、左側表示画像と右側表示画像とが実質的に重なって見える。ここで、図4中の交互に並んだ左側用画素109及び右側用画素110は、図3のようにRGB色を有しているが、各グループ縦方向内は、R列、G列、B列のように単色で構成されていてもよいし、RGBが複数混じった列として構成されていてもよい。
図5はTFT基板104の概略を示す回路図である。111は表示パネル駆動部、112は走査線駆動回路、113はデータ線駆動回路、114はTFT素子、115〜118はデータ線、119〜121は走査線、122は画素電極、123はサブピクセルである。図5に示すように、サブピクセル123は各データ線115〜118及び各走査線119〜121によって囲まれた領域を一単位とし、複数形成される。各サブピクセルには、液晶層105に電圧を印加する画素電極122とそれをスイッチング制御するTFT素子114が形成されている。表示パネル駆動部111は走査線駆動回路112及びデータ線駆動回路113の駆動タイミングを制御する。走査線駆動回路112はTFT素子114の選択走査を行い、またデータ線駆動回路113は画素電極122への印加電圧を制御する。
前記複数のサブピクセルは、第1の画像データと第2の画像データの合成データもしくは、第1と第2の個々の画像データに基づいて、例えばデータ線115と117に第1の画素データ(左側画像表示用)を、またデータ線116と118に第2の画素データ(右側画像表示用)を送信することよって、第1の画像を表示する第1の画像データ群と第2の画像を表示する第2の画像データ群が形成される。
図6は、本発明に係わる表示装置の概略を示すブロック図であり、いわゆるオーディオ・ビジュアル・ナビゲーション(Audio Visual Navigation)複合機への適用例である。図中、124はタッチパネル、200は制御部、201はCD/MD再生部、202はラジオ受信部、203はTV受信部、204はDVD再生、205はHD(Hard Disk)再生部、206はナビゲーション部、207は分配回路、208は第1の画像調整回路、209は第2の画像調整回路、210は音声調整回路、211は画像出力部、212はVICS情報受信部、213はGPS情報受信部、214はセレクタ、215は操作部、216はリモコン送受信部、217はリモコン、218はメモリ、219は外部音声/映像入力部、220はカメラ、221は明るさ検知手段、222は乗員検知手段、223はリア表示部、224はETC車載器、225は通信ユニットである。
表示部7は、タッチパネル124、液晶パネル100及びバックライト101から構成される。表示部7の液晶パネル100は、これまでに述べてきたように、第1視方向として運転席側から見られる画像と、第2視方向として助手席側から見られる画像とを、実質的に同時に表示することが可能となっている。尚、表示部7には、液晶パネル以外のフラットパネルディスレイ、例えば有機ELディスプレイパネル、プラズマディスプレイパネル、冷陰極フラットパネルディスプレイ等を用いることもできる。
制御部200は、各種ソース(CD/MD再生部201、ラジオ受信部202、TV受信部203、DVD再生部204、HD再生部205及びナビゲーション部206)からの画像や音声は、制御部200からの指示に基づき左用に指定された画像ソースを第1の画像調整回路208に、右用に指定されたソースを第2の画像調整回路209に分配させる分配回路207を介して、画像であれば第1の画像調整回路208及び第2の画像調整回路209に、音声であれば音声調整回路210にそれぞれ分配される。そして、第1及び第2の画像調整回路208、209では、輝度や色調、コントラストなどが調整され、調整された各画像を画像出力部211にて、表示部7に表示させる。また音声調整回路210では各スピーカへの分配や音量、音声が調整され、調整された音声が、スピーカ16から出力される。さらに、223は車両の後席用に設けられたリア表示部であり、画像出力部211を介して、表示部7に表示される画像と同じもの、もしくは運転席用の画像か助手席用の画像の一方が表示可能である。
図7は画像出力部211の概略を示すブロック図である。図中、226は第1の書込回路、227は第2の書込回路、228はVRAM(Video RAM)である。
画像出力部211は、例えば図7に示すように、第1の書込回路226と第2の書込回路227とVRAM(Video RAM)228と表示パネル駆動部111とを備えている。例えば、第1の書込回路226は、調整された画像データのうち208から出力される画像の奇数列に対応する画像データ(即ち、図1の第1の表示画像8用の画像データ)を、第2の書込回路227は209から出力される偶数列に対応する画像データ(即ち、図1の第2の表示画像9用の画像データ)をもとにし、それぞれVRAM228における該当する領域に書き込む。また表示パネル駆動部111は液晶パネル100を駆動する回路であり、VRAM228に保持されている画像データ(第1の画像データと第2の画像データの合成データ)に基づいて、液晶表示パネル100の対応する画素を駆動する。尚、VRAM228には第1の画像データと第2の画像データの合成されたマルチビュー表示用の画像に対応するように画像データの書き込みが行われているので、駆動回路は1つでよく、その動作も通常の液晶表示装置の駆動回路の動作と同じである。また別の構成として、第1の画像データと第2の画像データを合成せずに、それぞれの画像データに基づいて、液晶表示パネルの対応する画素を駆動する第1の表示パネル駆動回路及び第2の表示パネル駆動回路を用いることも考えられる。
ここで、図6で示した各種ソースの一例について説明をすると、HD再生部205を選択した場合、ハードディスク(HD)に記憶されたMP3ファイル等の音楽データやJPEGファイル等の画像データ、ナビゲーション用の地図データ等が読み出され、音楽データを選択するためのメニュー表示や画像データを表示部7に表示させることができる。
ナビゲーション部206は、ナビゲーションの為に利用される地図情報を記憶した地図情報記憶部を備え、VICS情報受信部212、GPS情報受信部213から情報を入手し、ナビゲーション動作の為の画像を作成し、表示させることができる。またTV受信部203は、アンテナからセレクタ214を介して、アナログTV放送波及びデジタルTV放送波を受信する。
図8は制御部200の概略を示すブロック図である。図中、229はインターフェース、230はCPU、231はプログラム記憶部、232はデータ記憶部である。
制御部200は分配回路207並びに各種ソースを制御し、選択された2つのソースもしくは1つのソースについて表示を行わせる。また制御部200は、これら各種ソースをコントロールするための操作メニュー表示を表示部7に表示させることも行っている。ここで、図8で示すように、制御部200はマイクロプロセッサなどで構成され、インターフェース229を介して、表示装置内の各部や各回路を統括的に制御しているCPU230を備えている。このCPU230には、表示装置の動作に必要な各種のプログラムを保持するROMからなるプログラム記憶部231と、各種のデータを保持するRAMからなるデータ記憶部232とが設けられている。なお、ROMやRAM等は、CPUに内蔵されたものでも、外部に設けたものでも使用することが可能である。又、ROMはフラッシュメモリの様に電気的に書き換え可能な不揮発性メモリでもよい。
ユーザは、上記各種ソースのコントロールを、表示部7の表面に取り付けられているタッチパネル124や表示部7の周囲に設けられたスイッチ、もしくは音声認識等の入力操作や選択操作を操作部215によって行うことができる。またリモコン送受信部216を介して、リモコン217により入力もしくは選択操作をしてもよい。制御部200は、このタッチパネル124や操作部215の操作に従って、各種ソースを含めた制御を行っている。
また、制御部200は、図2のように車両内に複数備え付けられたスピーカ16の各音量等を、音声調整回路210を用いて制御することができるように構成されている。また制御部200は、メモリ218に画質設定情報やプログラム、車両情報等の各種設定情報を記憶させることも行っている。
さらに、制御部200は、外部音声/画像入力部219に接続された、例えば後方監視用のカメラ220からの画像を表示部7に表示するようにしてもよい。なお、後方監視用カメラ220以外に、ビデオカメラ及びゲーム機等を外部音声/画像入力部219に接続してもよい。
さらに、制御部200は、明るさ検知手段221(例えば、車両のライトスイッチや光センサ)や乗員検知手段222(例えば、運転席や助手席に設けられる感圧センサ)により検知された情報を元に、音声の定位位置等の設定を変更させることが可能である。
さらに、制御部200は、ETC車載器224からの料金表示等を表示させることを行っている。また制御部200は、携帯電話などと無線接続するための通信ユニット225を制御し、これに関する表示が表示部7で行われるようにしてもよい。
図9はメモリ218の概略を示すブロック図である。図中、233は第1の画面RAM、234は第2の画面RAM、235は画質設定情報記憶手段、236は対環境調整値保持手段である。
メモリ218は、例えば図9に示すように、使用者が設定した第1の画像および第2の画像の画質の調整値がそれぞれ書き込み可能な第1の画面RAM233および第2の画面RAM234を有する。また、第1の画像及び第2の画像の画質を調整する場合に、読み出すことができるプリセット値として各画質調整用に予め複数段階の画質調整値が記憶されている画質設定情報記憶手段235も有する。さらに車外の明るさ変化等の周囲環境変化に応じた画質を調整するために、周囲環境に対する第1の映像及び第2の映像の画質の調整値を保持する対環境調整値保持手段236を有している。ここで画質設定情報記憶手段235及び対環境調整値保持手段236は、フラッシュメモリなどの電気的書き換え可能不揮発性メモリ又はバッテリバックアップされた揮発性メモリにより構成される。
図10は、表示装置の特徴部分を示したブロック図である。
表示装置20は、液晶パネル100、2本の冷陰極管を有するバックライト101、バックライト101に所定の交流電流を供給するためのインバータ130、バックライト101近傍の温度を測定するためのサーミスタ140、表示パネルとして機能する液晶パネル100の表面上に設けられ且つ各種入力操作を行うためのタッチパネル124、液晶パネル100の周囲に配置され且つ複数のボタン等を含む操作部215、CPU、RAM、ROM等から構成される制御部200、ラジオ受信部202、CD/MD再生部201、DVD再生部204、車本体に配置された複数のスピーカへ出力を行うための音声調整回路出力部210、ナビゲーション部206、TV受信部203、及びメモリ218等を有している複合装置である。また、液晶パネル100、バックライト101及びタッチパネル124は、表示部7として機能する。なお、ナビゲーション部206は、ナビゲーションの為等に利用される地図情報を記憶した地図情報記憶部、VICS情報受信部、GPS情報受信部、ジャイロセンサ、車速パルス検出部等を含み、各種データを用いてナビゲーション動作の為の画像を作成及び出力し、制御部200を介して液晶パネル100に表示する。
液晶パネル100は、液晶パネル100の縦方向に帯状に分割された複数の画素を含み、複数の画素は運転席側への画像を表示する複数の画素から構成される第1の画素群と、第1の画素群を構成する画素と交互に配置され且つ助手席側への画像を表示する複数の画素から構成される第2の画素群とを有する。
制御部200は、各種ソース(CD/MD再生部201、TV受信部203、DVD再生部204及びナビゲーション部206)からの第1の表示画像を第1の画素群を駆動して助手席側に表示し、各種ソースからの第2の表示画像を第2の画素群を駆動して運転席側に表示するように制御を行う。なお、第1の表示画像と第2の表示画像は別々のものであっても(例えば、ナビゲーション用の画像を運転席側に表示し、DVDの画像を助手席側に表示する)、同じものであっても良い。また、操作部215を用いて、どのような画像をどちら側に表示するかを選択できるように構成することが好ましい。さらに、第1及び第2の表示画像は、静止画像や動画を含む全てのデジタル画像を含むことが可能である。
図11は、液晶パネルの概略構成を示す断面図である。
図11に示すように、液晶パネル100は、第1の偏光板141、第1のガラス基板103、バリアとして機能する視差バリア108、第2のガラス基板102、液晶層105、第3のガラス基板143、及び第2の偏光板142等から構成される。なお、第3のガラス基板143は、他の透明素材に置換可能である。
液晶層105は、画面の縦方向に帯状に分割された複数の画素を有しており、助手席側(P)への表示を行う第1の画素群と、運転席側(D)への表示を行う第2の画素群とから構成される。図11の場合、R−D(赤色画素・運転席側)、G−D(緑画素・運転席側)、B−D(青色画素・運転席側)が第2の画素群に含まれる。また、同様に、R−P(赤色画素・助手席側)、G−P(緑画素・助手席側)、B−P(青色画素・助手席側)が第1の画素群に含まれる。
視差バリア108は、ポリカーボネイト等から形成される。また、視差バリア108には、遮光帯148及び透過帯149が交互に形成されている。
運転席側からは、視差バリア108の作用によって、第2の画素群による第2の表示画像のみを観察することができ、助手席側からも、視差バリア108の作用によって、第1の画素群による第2の表示画像のみを観察することができる。このように実際は、1つの画面を縦方向に帯状に分割した1つ置きの画像を観察することとなるが、1つの画素の幅を非常に狭くすることによって、運転席側からも、助手席側からも別々の画像をそれぞれ観察することが可能となる。
図12は、表示装置の車への搭載例を示す図である。
図12に示すように、表示装置20の表示部7を、車本体19のパネル上で、運手席シート13と運手席シート12との中心に搭載した。また、図12に示すように、車本体19は、運転席ヘッドレスト23、助手席ヘッドレスト24、リアシート18、リアシートヘッドレスト25〜27、運転席ドア30、助手席ドア31、ウインドシールド14、運転席ドアウインド33、助手席ドアウインド35、リアウインド35を有している。
また、本実施形態においては、図12に示すように、表示装置を観察する角度(観察角)の基準(0°)を表示部の長手方向一方側の基準面とした。また、液晶パネル100の中心(画面の対角線の交点)から運転席ヘッドレスト23の中心へ向かう方向をAとし、液晶パネル100の中心から助手席ヘッドレスト24の中心へ向かう方向をBとする。なお、運転席と助手席は、図12の場合に比べて左右反対であっても良い。
図13は、液晶パネルの照度と観察角との関係を示す図である。
視差バリア108の作用によって、運転席方向Aと助手席方向Bで異なった画像を観察することが可能な液晶パネル100に、運転席用と助手席用にそれぞれ異なった画像を表示して、観察角0°から180°に向かって視点を移動していくと、図13に示すように画面照度が変化する。
観察角が基準位置(0°)〜θnの範囲では、画像を観察することができない。また、観察角がθn〜θmの範囲では、後述するような理由により助手席側への第1の表示画像41を低照度で観察することができる。
観察角がθa〜θdの範囲では、運転席側への第2の表示画像42を観察することができる。なお、観察角がθaより大きくなると、画像は徐々に明確になって行き、θb〜θcの範囲では最適条件で第2の表示画像42を観察することができる。また、観察角がθcより大きくなると、画像は徐々に不鮮明になっていき、θdで完全に観察できなくなる。
観察角がδd〜δaの範囲では、助手席側への第1の表示画像43を観察することができる。なお、観察角がδdより大きくなると、画像は徐々に明確になって行き、δc〜δbの範囲では最適条件で第1の表示画像43を観察することができる。また、観察角がδbより大きくなると、画像は徐々に不鮮明になっていき、δaで完全に観察できなくなる。
観察角がδm〜δnの範囲では、後述するような理由により運転席側への第2の表示画像44を低照度で観察することができる。また、観察角がδn〜180°の範囲では、画像を観察することができない。
さらに、観察角θa〜θmの範囲では、第1の表示画像41と第2の表示画像42が重なって観測される(第1のクロストーク領域)。また、観察角δdとθdの範囲では、第2の表示画像42と第1の表示画像43が重なって観測される(第2のクロストーク領域)。また、観察角δm〜δaの範囲では、第1の表示画像43と第2の表示画像44が重なって観測される(第1のクロストーク領域)。したがって、通常運転席側から第2の表示画像を観察する範囲(運転席側視野範囲)をクロストークがほぼ生じないθm〜θd(視野範囲45)となるように設定し、通常助手席側から第1の表示画像を観察する範囲(助手席側視野範囲)をクロストークがほぼ生じないδd〜δm(視野範囲46)となるように設定できれば良い。さらに、運転席側視野範囲をθb〜θc(視野範囲47)となるように設定し、助手席側視野範囲をδc〜δb(視野範囲48)となるように設定できれば、さらに良い。
以下、液晶パネル100と観察角及び視野範囲との関係について説明する。
図14は、視差バリアと液晶層との関係を示す図である。
図14において、視差バリア108の透過帯149の中心と運転席側用の画素(画素D)の端部までの距離をa、視差バリア108の透過帯149の中心と助手席側用の画素(画素P)の端部までの距離をb、視差バリア108の透過帯149の開口幅をd、視差バリア108の厚さをh1、視差バリア108と液晶層115との間の距離(第2のガラス基板の厚さ)をH、液晶層115の厚さをh2、画素の幅wとする。
図15及び図16は、視差バリアと観察角との関係を示す図である。
図15に示すように、観察角θによって、幅2×dを有する視差バリア108の透過帯149の見かけ状の幅は、以下の式のように、視差バリア108と平行な方向ではd1(=2d−h/tanθ)となり、観察角θと直行する方向ではd2(=d1・sinθ)となる。
実際には、視差バリア108及び液晶層115は非常に薄いので、図16では、視差バリア108の厚さh1及び液晶層115の厚さh2は無視する。
図16(a)は、観察角=θa(図13参照)の場合を示した図である。即ち、観察角がθa未満の場合、運転席用の第2の表示画像を見ることはできない。また、観察角がθa以上になると、徐々に画像が見え始める。この時、図16(a)の関係より、以下の式を導くことができる。
tanθa=H/(w+a+d)
θa=arctan(H/(w+a+d))・・・(21)
図16(b)は、観察角=θb(図13参照)の場合を示した図である。即ち、この状態では、完全に画素Dが観測できるようになり、即ち、最適条件で運転席用の第2の表示画像を見ることができる。この時、図16(b)の関係より以下の式を導くことができる。
tanθb=H/(w+a−d)
θb=arctan(H/(w+a−d))・・・(22)
図16(c)は、観察角=θc(図13参照)の場合を示した図である。観察角がθc以下の場合には、完全に画素Dが観測できるようになり、最適条件で運転席用の第2の表示画像を見ることができる。また、観察角がθcより大きくなると、徐々に画像が見えにくくなる。この時、図16(c)の関係より以下の式を導くことができる。
tanθc=H/(a+d)
θc=arctan(H/(a+d))・・・(23)
図16(d)は、観察角=θd(図13参照)の場合を示した図である。即ち、観察角がθd以下の場合、運転席側の第2の表示画像を見ることができる。観察角がθdより大きくなると、運転席用の第2の表示画像を見ることはできない。この時、図16(d)の関係より、以下の式を導くことができる。
tanθd=H/(a−d)
θd=arctan(H/(a−d))・・・(24)
なお、助手席に関する第1の表示画像についても上記と左右対称であるので、説明を省略するが、以下の式を導くことができる。
π−δa=arctan(H/(w+b+d))・・・(25)
π−δb=arctan(H/(w+b−d))・・・(26)
π−δc=arctan(H/(b+d)) ・・・(27)
π−δd=arctan(H/(b−d)) ・・・(28)
次に、クロストークについて説明する。
クロストークには、第1の表示画像と第2の表示画像が観察角90°付近で直接重なりあう一次クロストーク(第2のクロストーク領域に対応)と、視差バリア108の他の透過幅から先の表示画素が観察されてしまう二次クロストーク(第1のクロストーク領域及び第3のクロストーク領域に相当)がある。
図17は、二次クロストークの発生を説明するための図である。
図17(a)は、観察角=θn(図13参照)の場合を示した図である。即ち、観察角がθn未満の場合、視差バリア108の透過帯からでも一つ先の助手席用の画素Pは見ることはできないので、二次クロストークは発生しない。しかしながら、観察角がθn以上になると、徐々に一つ先の助手席用の画素Pが見え始め、二次クロストークが発生する。この時、図17(a)の関係より、以下の式を導くことができる。なお、図17においても、視差バリア108の厚さh1及び液晶層115の厚さh2は無視する。
tanθn=H/(2w+2a+b+d)
θn=arctan(H/(2w+2a+b+d))・・(29)
図17(b)は、観察角=θm(図13参照)の場合を示した図である。即ち、観察角がθm以下場合、一つ先の助手席用の画素Pが見え、二次クロストークが発生する。しかしながら、観察角がθm以上になると、視差バリア108の透過帯からでも一つ先の助手席用の画素Pは見ることはできないので、二次クロストークは発生しない。この時、図17(b)の関係より、以下の式を導くことができる。
tanθm=H/(w+2a+b−d)
θm=arctan(H/(w+2a+b−d))・・・(30)
なお、助手席側からの第2の表示画像を見ることができる二次クロストークについても、上記と左右対称であるので、説明を省略するが、以下の式を導くことができる。
π−δn=arctan(H/(2w+a+2b+d))(31)
π−δm=arctan(H/(w+a+2b−d)) (32)
車本体1に表示装置20を取付ける場合、表示装置20の機能上、運転席と助手席の中央に取付けることが一般である。また、その場合、運転席側ドア30及び助手席ドア31があることにより、図12において、観察角0〜45°及び135°〜180°の範囲内で運転席用の第2の表示画像及び助手席用の第1の表示画像が観察できる必要は必ずしも無い。また、運転席と助手席の中央部分にもシートが存在しないことにより、図12において、観察角65°〜115°の範囲内で運転席用の第2の表示画像及び助手席用の第1の表示画像が観察できる必要は必ずしも無い。即ち、観察角45°〜65°の範囲内に運転席側視野範囲が存在し、観察角115°〜135°の範囲内に助手席側視野範囲が存在すれば良い(前列2シート且つ、右側が運転席シートの場合)。
したがって、運転席側で考えれば、一次クロストーク及び二次クロストークがほぼ発生していない観察角45°〜65°の範囲内に運転席側視野範囲が存在すること、即ち、θm(運転席側一次クロストーク開始位置)が45°以下であり、δd(運転席側二次クロストーク開始位置)が65°以上となるように(したがって、θmがδdより小さくなる)、表示装置20の視差バリア108と液晶層115とが構成されていれば良い。以上より、表示装置20の視差バリア108と液晶層115が以下の式(1)及び(2)を満足するように構成される必要がある。
θm≦45° ・・・(1)
δd≧65° ・・・(2)
さらにより良い、状況を望むのであれば、θb(運転席側一次側照度減衰開始位置)が45°以下であり、θc(運転席側二次側照度減衰開始位置)が65°以上となるように(したがって、θbがθcより小さくなる)、表示装置20の視差バリア108と液晶層115とが構成されていれば良い。以上より、表示装置20の視差バリア108と液晶層115が以下の式(3)及び(4)を満足するように構成されれば、さらに良好な運転席側の視野を得ることができる。
θb≦45° ・・・(3)
θc≧65° ・・・(4)
また、助手席側で考えれば、一次クロストーク及び二次クロストークがほぼ発生していない観察角115°〜135°の範囲内に助手席側視野範囲が存在すること、即ち、θd(助手席側二次ストローク開始位置)が115°以下であり、δm(助手席側一次ストローク開始位置)が135°以上となるように(したがって、θdがδmより小さくなる)、表示装置20の視差バリア108と液晶層115とが構成されていれば良い。以上より、表示装置20の視差バリア108と液晶層115が以下の式(5)及び(6)を満足するように構成される必要がある。
θd≦115° ・・・(5)
δm≧135° ・・・(6)
さらにより良い、状況を望むのであれば、δc(助手席側二次側照度減衰開始位置)が115°以下であり、δb(助手席側一次側照度減衰開始位置)が135°以上となるように(したがって、δcがδbより小さくなる)、表示装置20の視差バリア108と液晶層115とが構成されていれば良い。以上より、表示装置20の視差バリア108と液晶層115が以下の式(7)及び(8)を満足するように構成されれば、さらに良好な助手席側の視野を得ることができる。
δc≦115° ・・・(7)
δb≧135° ・・・(8)
また、運転席側及び助手席側を考えれば、一次クロストーク及び二次クロストークがほぼ発生していない観察角45°〜65°の範囲内に運転席側視野範囲が存在すること、一次クロストーク及び二次クロストークがほぼ発生していない観察角115°〜135°の範囲内に助手席側視野範囲が存在することから、表示装置20の視差バリア108と液晶層115が上記の式(1)及び(2)と、式(5)及び(6)とを満足するように構成される必要がある。この場合、運転席側及び助手席側において、それぞれの個別画像を良好に観測することが可能な視野範囲はそれぞれ20°ということとなる。
さらにより良い、状況を望むのであれば、表示装置20の視差バリア108と液晶層115が上記の式(3)及び(4)と、式(7)及び(8)とを満足するように構成される必要がある。この場合、運転席側及び助手席側において、それぞれの個別画像を非常に良好に観測することが可能な視野範囲はそれぞれ20°ということとなる。また、この場合には、θmとδdとの範囲及びθdとδmとの範囲、即ち運転席側及び助手席側において、それぞれの個別画像を良好に観測することが可能な視野範囲は40°程度となる。したがって、表示部7に表示される個別画像の少なくとも1つの個別画像の視野範囲は20°以上且つ40°以下である。
また、運転席側で考えれば、一次クロストーク及び二次クロストークがほぼ発生していない観察角45°〜65°の範囲内に運転席側視野範囲が存在し、視野範囲内での照度の減衰がほぼ無いようにするためには、θm(運転席側一次クロストーク開始位置)が45°以下であり、δd(運転席側二次クロストーク開始位置)が65°以上であり、θb(運転席側一次側照度減衰開始位置)が45°以下であり、θc(運転席側二次側照度減衰開始位置)が65°以上であり、θmがθb以下であり、δdがθc以上であるように、表示装置20の視差バリア108と液晶層115とが構成されていれば良い。この場合、表示装置20の視差バリア108と液晶層115が以下の式(1)〜(4)、(9)及び(10)を満足するように構成されていることが必要となる。
θm≦45° ・・・(1)
δd≧65° ・・・(2)
θb≦45° ・・・(3)
θc≧65° ・・・(4)
θm≦θb ・・・(9)
δd≧θc ・・・(10)
同様に、助手席側で考えれば、一次クロストーク及び二次クロストークがほぼ発生していない観察角115°〜135°の範囲内に助手席側視野範囲が存在し、視野範囲内での照度の減衰がほぼ無いようにするためには、θd(助手席側二次ストローク開始位置)が115°以下であり、δm(助手席側一次ストローク開始位置)が135°以上であり、δc(助手席側二次側照度減衰開始位置)が115°以下であり、δb(助手席側一次側照度減衰開始位置)が135°以上となるように、表示装置20の視差バリア108と液晶層115とが構成されていれば良い。以上より、表示装置20の視差バリア108と液晶層115が以下の式(5)〜(8)、(11)及び(12)を満足するように構成されることが必要である。
θd≦115° ・・・(5)
δm≧135° ・・・(6)
δc≦115° ・・・(7)
δb≧135° ・・・(8)
θd≦δc ・・・(11)
δm≧δb ・・・(12)
さらに、運転席側で考えれば、一次クロストーク及び二次クロストークがほぼ発生していない観察角45°〜65°の範囲内に運転席側視野範囲が存在し、助手席側で考えて、一次クロストーク及び二次クロストークがほぼ発生していない観察角115°〜135°の範囲内に助手席側視野範囲が存在し、それぞれの視野範囲内での照度の減衰がほぼ無いようにするためには、表示装置20の視差バリア108と液晶層115が上記の式(1)〜(4)、(9)及び(10)を満足し、さらに、表示装置20の視差バリア108と液晶層115が上記の式(5)〜(8)、(11)及び(12)を満足することが必要である。
上述した良好な表示装置を得るためには、θm(運転席側一次クロストーク開始位置)、δd(運転席側二次クロストーク開始位置)、θb(運転席側一次側照度減衰開始位置)、θc(運転席側二次側照度減衰開始位置)、θd(助手席側二次ストローク開始位置)、δm(助手席側一次ストローク開始位置)、δc(助手席側二次側照度減衰開始位置)、及びδb(助手席側一次側照度減衰開始位置)が、所定の範囲内となるように、前述した式(21)〜(32)を満足するように、視差バリア108の透過帯149の中心と運転席側用の画素(画素D)の端部までの距離をa、視差バリア108の透過帯149の中心と助手席側用の画素(画素P)の端部までの距離をb、視差バリア108の透過帯149の開口幅をd、視差バリア108と液晶層115との間の距離(例えば、第3のガラス基板143の厚さ)をH、及び画素の幅wを設定すれば良い。
以上、良好な視野範囲を得ることができる場合について述べたが、θmを略45°、δdを略65°、θdを略115°、及びδmを略135°に設定した場合の、表示装置20の具体的数値例は、対角17インチディスプレイ(800×400ドットタイプ、画素間ピッチ0.19mn)の場合、a=b=0.044mm,d=0.044mm,H=0.165mm、及びW=0.102mmであった。
なお、第1の視野範囲(45又は47)の中心を運転席シート13のヘッドレスト23の略中心の方向に設定し、第2の視野範囲(46又は48)の中心を助手席シート12のヘッドレスト24の略中心の方向に設定し、二次クロストーク領域49が、運転席シート13のヘッドレスト23と助手席シート12のヘッドレスト24との間に配置されるように設定し、一次クロストーク領域が、運転席シート13のヘッドレスト23より運転席ドア30側及び助手席シート12のヘッドレスト24より助手席ドア31側に配置されるように設定されるように、表示部7を設定し、表示装置20を取付けることが好ましい。
Claims (16)
- 複数の視野範囲に対する個別画像を同一画面上に表示する表示部を有し、
前記表示部に表示される前記個別画像の少なくとも1つの個別画像の視野範囲が20°以上、40°以下であり、
前記複数の視野範囲の内の1つの視野範囲が以下の式(1)及び(2)を満足するように構成される、
θm≦45° ・・・(1)
δd≧65° ・・・(2)
ここで、θmは第1の一次クロストーク開始角度、δdは第1の二次クロストーク開始角度を言う、ことを特徴とする表示装置。 - 前記表示部は、複数の画素から構成される表示パネルと、前記表示パネル上に設けられた複数の開口部を有するバリアとを有し、
前記複数の視野範囲は、前記表示パネルと前記バリアとの関係により設定される、請求項1に記載の表示装置。 - 前記θmが略45°及び前記δdが略65°に設定されている、請求項1又は2に記載の表示装置。
- 前記複数の視野範囲の内の1つの視野範囲が以下の式(3)及び(4)を満足するように構成される、
θb≦45° ・・・(3)
θc≧65° ・・・(4)
ここで、θbは第1の一次側照度減衰開始角度、θcは第1の二次側照度減衰開始角度を言う、請求項1又は2に記載の表示装置。 - 前記θbが略45°及び前記θcが略65°に設定される、請求項4に記載の表示装置。
- 前記複数の視野範囲の内の1つの視野範囲が以下の式(5)及び(6)を満足するように構成される、
θd≦115° ・・・(5)
δm≧135° ・・・(6)
ここで、θdは第2の二次クロストーク開始角度、δmは第2の一次クロストーク開始角度を言う、請求項1又は2に記載の表示装置。 - 前記θdが略115°及び前記δmが略135°に設定されている、請求項6に記載の表示装置。
- 前記複数の視野範囲の内の1つの視野範囲が以下の式(7)及び(8)を満足するように構成される、
δc≦115° ・・・(7)
δb≧135° ・・・(8)
ここで、δcは第2の二次側照度減衰開始角度、δbは第2の一次側照度減衰開始角度を言う、請求項1又は2に記載の表示装置。 - 前記δcが略115°及び前記δbが略135°に設定される、請求項8に記載の表示装置。
- 前記1つの視野範囲が以下の式(3)、(4)、(9)及び(10)を満足するように構成される、
θb≦45° ・・・(3)
θc≧65° ・・・(4)
θm≦θb ・・・(9)
δd≧θc ・・・(10)
ここで、θbは第1の一次側照度減衰開始角度、θcは第1の二次側照度減衰開始角度を言う、請求項1又は2に記載の表示装置。 - 前記複数の視野範囲の内の1つの視野範囲が以下の式(5)〜(8)、(11)及び(12)を満足するように構成される、
θd≦115° ・・・(5)
δm≧135° ・・・(6)
δc≦115° ・・・(7)
δb≧135° ・・・(8)
θd≦δc ・・・(11)
δm≧δb ・・・(12)
ここで、δcは第2の二次側照度減衰開始角度、δbは第2の一次側照度減衰開始角度、θdは第2の二次クロストーク開始角度、δmは第2の一次クロストーク開始角度を言う、請求項1又は2に記載の表示装置。 - 前記1つの視野範囲が以下の式(3)、(4)、(9)及び(10)を満足するように構成され、
θb≦45° ・・・(3)
θc≧65° ・・・(4)
θm≦θb ・・・(9)
δd≧θc ・・・(10)
前記複数の視野範囲の内の他の1つの視野範囲が以下の式(5)〜(8)、(11)及び(12)を満足するように構成される、
θd≦115° ・・・(5)
δm≧135° ・・・(6)
δc≦115° ・・・(7)
δb≧135° ・・・(8)
θd≦δc ・・・(11)
δm≧δb ・・・(12)
ここで、θbは第1の一次側照度減衰開始角度、θcは第1の二次側照度減衰開始角度、δcは第2の二次側照度減衰開始角度、δbは第2の一次側照度減衰開始角度、θdは第2の二次クロストーク開始角度、δmは第2の一次クロストーク開始角度を言う、請求項1又は2に記載の表示装置。 - 前記複数の視野範囲の内の1つの視野範囲が、前記表示部の中央から前記表示部の長手方向に延びる基準面に対して、少なくとも45°以上且つ65°以下の範囲を含むように設定され、
前記複数の視野範囲の内の他の1つの視野範囲が、前記基準面に対して、少なくとも115°以上且つ135°以下の範囲を含むように設定される、請求項1又は2に記載の表示装置。 - 複数の視野範囲に対する個別画像を同一面上に表示するとともに、前記個別画像の内の1つの個別画像が観察できる第1の視野範囲と、前記個別画像の内の少なくとも2つ以上の個別画像が混合して観察される第2の視野範囲を有する表示部を有し、前記第1の視野範囲の内の1つの視野範囲が以下の式(1)及び(2)を満足するように構成される、
θm≦45° ・・・(1)
δd≧65° ・・・(2)
ここで、θmは第1の一次クロストーク開始角度、δdは第1の二次クロストーク開始角度を言う、表示装置を、
車室内に配置された2つの座席の間に前記第2の視野範囲を配置させるように、前記車室内の前記2つの座席の間で且つ前記2つの座席の前方に、前記表示装置を取付ける、
ことを特徴とする表示装置の取付方法。 - 複数の視野範囲に対する個別画像を同一画面上に表示する表示部を有し、前記複数の視野範囲の内の1つの視野範囲が以下の式(1)及び(2)を満足するように構成される、
θm≦45° ・・・(1)
δd≧65° ・・・(2)
ここで、θmは第1の一次クロストーク開始角度、δdは第1の二次クロストーク開始角度を言う、表示装置を、
前記複数の視野範囲の内の1つの視野範囲が、前記表示部の長手方向の一方側の基準面に対して、少なくとも45°以上且つ65°以下の範囲を含み、且つ前記複数の視野範囲の内の他の1つの視野範囲が、前記基準面に対して、少なくとも115°以上且つ135°以下の範囲を含むように、車室内の2つの座席の間で且つ前記2つの座席の前方に、前記表示装置を取付ける、
ことを特徴とする表示装置の取付方法。 - 前記2つの座席が、運転席及び助手席である、請求項14又は15に記載の表示装置の取付方法。
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