JP6484841B2 - 表示装置付学習机 - Google Patents

Description

本発明は、表示装置付学習机に関し、より詳細には、机上面に対して垂直に表示装置を設置した表示装置付学習机に関する。

教育環境自体のＩＴ（Information Technology）化として、タブレット等の情報端末の１人１台配備、学校の高速ブロードバンド接続、電子黒板、無線ＬＡＮ環境整備、デジタル教科書・教材の活用等、初等教育段階から教育環境自体のＩＴ化を進め、児童生徒等の学力の向上とＩＴリテラシーの向上を図る、との政府案が検討されている。これらの取り組みにより、２０１０年代中には、すべての小学校、中学校、高等学校、特別支援学校で教育環境のＩＴ化を実現するものとされている。

学習環境を整える学習机に関して、例えば特許文献１には、情報機器を何時でも簡便に利用でき、収納が簡単にできる机を提供することを目的としたとする情報機器組込机が開示されている。
この情報機器組込机は、机の筆記台の下部に側部を支点として上方に開く蓋を備えた引出しを設け、その引出しの内部に情報機器を収納する一方、情報機器の表示部を蓋の裏面に取付ける。情報機器を使用する時には引出しを引出し、蓋を開いて操作を行う。使用しない時には蓋を閉じて引出しを机に収納する。

また、学習机においては、教材等を表示させる表示装置を使用する場合に、周囲からの覗き込みを防止する必要がある。表示装置の見え方を制御する技術に関し、例えば特許文献２には、視野角を切替えることを目的とした表示装置が開示されている。この表示装置のディスプレイは、ピクセル化された偏光調整層を備え、偏光板の間に、偏光調整層から離間して偏光修正層が備えられている。偏光修正層は、複数の領域セットを含み、そのセットにより偏光修正効果が異なっている。
このディスプレイは、視野角が狭いプライベート視野モードと、視野角の広いパブリック視野モードとの切替えが可能である。プライベート視野モードでは、視野範囲からは補償済み画像が見えるが、範囲外からは乱れた画像が見えるため、個人情報を保護できる。パブリックモードを提供するには偏光修正層を無効化する。

特開平６−３０９０６６号公報 特開２００６−１７１７２８号公報

上記のように、学校においては、教育環境のＩＴ化を実現する取組が行われているが、家庭における子供の学習環境については、ＩＴ化が進んでいるとは言えないのが実情である。例えば、家庭では、ノートＰＣ（ノート型パーソナルコンピュータ）やタブレット端末を単純に学習に使用することは行われているが、学習机においてノートＰＣやタブレット端末を効率的に使用することができていない。学習机において、ノートＰＣやタブレットを使用した学習を効率的に行うことができる学習スタイルを実現することが求められる。

このときに、学習机の上に表示装置を置き、表示装置に教材等の画像を適宜表示させながら学習を行うようにすることができるが、学習机を利用する視聴者は、比較的近距離で表示装置の画面を視認することになるため、その表示装置の解像度がフルハイビジョン（１９２０×１０８０画素）程度の解像度であれば、視聴者は個々の走査線の画素が弁別されて視認できてしまう。個々の走査線の画素が視認できる程度の視聴距離であると、すだれ越しに画像見るような見苦しい視覚上の劣化が生じる。

このため、学習机に通常の表示装置を設置しただけでは、画像を見ながら学習するために適切な環境であるとはいえない。つまり、机上に表示装置を設置した場合にも、その表示装置の個々の走査線の画素が見えないような構造が求められる。また、学習机は個人用のものであるため、上述したように他人からの覗き込みを防止するための工夫が必要とされる。

上記特許文献１には、上方に開く蓋の裏面に上方機器を設けた情報機器組込机が開示されているが、近距離視聴による視覚上の画質劣化という課題には、何ら触れられていない。また特許文献２の表示装置は、画面全体を広視野角のモードと低視野角のモードとのいずれかに切り換えるものであるが、学習机における視聴位置を考慮して、学習机の利用者には表示画面を問題なく視認することができるようにし、かつ学習机の側方の他人から表示画面を見えなくするか、もしくは見えにくくするようにすることは考えられていない。

本発明は、上述のごとき実情に鑑みてなされたものであり、机上面の端部に垂直に表示装置を設置した表示装置付学習机であって、学習机を利用する利用者に表示装置の画素が視認されないようにすることで視覚的な画像劣化を防ぐことができる表示装置付き学習机を提供することを目的とする。さらに本発明は、このときに学習机の利用者に対して良好な視角特性を付与するとともに、他人からの覗き込みを防止できるようにした表示装置付き学習机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、本発明の第１の技術手段は、矩形の机上面の一方の端部に、表示装置の表示画面を前記机上面の反対側の端部に向けて、該机上面に対して垂直に前記表示装置を設置した表示装置付学習机であって、前記反対側の端部の端縁から、前記表示装置の表示画面までの距離をＬとし、前記表示装置の表示画面の高さをＨとし、前記表示装置の走査線数のＦＨＤの走査線数に対する比率をＳとするとき、Ｌは、３×Ｈ／Ｓ以上とし、前記表示装置の幅方向中央部よりも、該表示装置の幅方向端部の方が視野角が広く、該幅方向端部の視野角は、机上面を挟んで前記表示装置の一方の幅方向端部に対向する位置から前記表示装置の他方の幅方向端部を見た際に、該他方の幅方向端部が視認可能な視野角以下であること、を特徴としたものである。

第２の技術手段は、矩形の机上面の一方の端部に、表示装置の表示画面を前記机上面の反対側の端部に向けて、該机上面に対して垂直に前記表示装置を設置した表示装置付学習机であって、前記反対側の端部の端縁の幅方向中央位置から、前記表示画面までの距離をＬとし、前記表示装置の表示画面の高さをＨとし、前記表示装置の走査線数のＦＨＤの走査線数に対する比率をＳとするとき、Ｌ＝３×Ｈ／Ｓ以上である領域を少なくとも含み、前記表示装置の幅方向中央部よりも、該表示装置の幅方向端部の方が視野角が広く、該幅方向端部の視野角は、机上面を挟んで前記表示装置の一方の幅方向端部に対向する位置から前記表示装置の他方の幅方向端部を見た際に、該他方の幅方向端部が視認可能な視野角以下であること、を特徴としたものである。

第３の技術手段は、第１または２の技術手段において、前記表示装置は、該表示装置の表示画面の表面に、視野角を制御するための視野角制御フィルムを有し、該視野角制御フィルムは、ストライプ状に平行配置される複数の遮光部を、各該遮光部の長手方向が前記表示装置の高さ方向に一致するように配置され、隣接する前記遮光部の間隔は、前記表示装置の幅方向中央部よりも、該表示装置の幅方向に端部の方が広いことを特徴としたものである。

第４の技術手段は、第３の技術手段において、前記隣接する遮光部の間隔は、前記表示装置の幅方向中央部から、該表示装置の幅方向に端部に向けて徐々に広くなっていることを特徴とすることを特徴としたものである。

第５の技術手段は、第１または２の技術手段において、前記表示装置は、液晶による空間光変調により表示を行う液晶表示パネルを有し、該液晶表示パネルは、液晶配向が互いに異なる２つの領域を有し、前記表示装置の幅方向における前記２つの領域の配列に従って前記表示装置の視野角を制御し、前記表示装置の幅方向の端部では、前記表示装置の幅方向に、前記異なる液晶配向の領域が交互に配置され、前記表示装置の幅方向の中央部では、前記表示装置の幅方向に、同じ液晶配向の領域が一定の大きさで連続して配置されていることを特徴としたものである。

第６の技術手段は、第５の技術手段において、該表示装置付学習装置の前方の人の位置を検知するセンサを有し、前記液晶表示パネルは、前記異なる液晶配向の領域が交互に配置される配列と、同じ液晶配向の領域が一定の大きさで連続して配置される配列とを、液晶に対する印加電圧により切換え可能な電極構成を有し、前記センサによる検出結果に従って、前記前記異なる液晶配向の領域が交互に配置される配列の範囲と、同じ液晶配向の領域が一定の大きさで連続して配置される配列の範囲とを可変にすることを特徴としたものである。

第７の技術手段は、第５の技術手段において、前記液晶表示パネルは、前記表示装置の幅方向に複数に分割され、前記幅方向の端部の所定の分割領域と、前記幅方向の中央部の分割領域との間に、さらに１または複数の分割領域を有し、前記複数の分割領域は、該表示装置の幅方向の端部の分割領域から中央部の分割領域に向かって、前記連続して配置される同じ液晶配向の領域の大きさが、大きくなることを特徴としたものである。

本発明によれば、机上面の端部に垂直に表示装置を設置した表示装置付学習机であって、学習机を利用する利用者に表示装置の画素が視認されないようにすることで視覚的な画像劣化を防ぐことができる表示装置付き学習机を提供することができる。
さらに本発明によれば、このときに学習机の利用者に対して良好な視角特性を付与するとともに、他人からの覗き込みを防止できるようにした表示装置付き学習机を提供することができる。

本発明よる表示装置付学習机の外観構成例を示す図である。 実施形態２の表示装置付学習机における構成を説明するための図である。 表示装置付学習机における表示画面の視野角を説明するための図である。 表示装置の視野角を制御するための構成例を説明する図である。 実施形態３に係る視野角制御フィルムのルーバ遮光部の間隔を説明するための図である。 表示装置付学習机における表示画面の視野角の他の設定例を説明するための図である。 表示装置付学習机における表示画面の視野角の他の設定例を説明するための他の図である。 実施形態４の表示装置付学習机における表示画面の視野角を説明するための図である。 実施形態５における表示装置を正面から見たときの画面の分割領域の設定例を説明するための図である。

（実施形態１）
図１は、本発明の表示装置付学習机の外観構成例を示す図で、図１（Ａ）は表示装置付学習机の全体斜視図、図１（Ｂ）は表示装置付学習机をユーザが利用している状態を概略的に示す図である。
表示装置付学習机１は、机１０と、薄型の表示装置２０とが組み合わされて構成されている。表示装置２０は、ＦＰＤ（Flat Panel Display）を用いた薄型の表示装置で、例えば液晶表示パネルを使用した液晶表示装置として構成される。

表示装置２０は、机１０の矩形の机上面１１の一方の端部に、表示装置２０の表示画面２１を机上面１１の反対側の端部に向けて、机上面１１に対して垂直に設置されている。
視聴者２は、表示装置付学習机１の前面に座して、表示装置２０の表示画面２１を見ながら、机１０の机上面１１を利用して学習等の作業を行うことができる。

表示装置２０には、一般的に適正視聴距離が存在する。視聴距離が近すぎると、画面走査線の画素がユーザに弁別的に視認されてしまい、表示画像を快適に見ることができない。この適正視聴距離は、例えば表示画面２１の高さ（Ｈ）の３倍の長さ（３Ｈ）以上である。
ここで日本放送協会によりハイビジョン規格が策定されたときに、１１２５本の走査線数を決定した経緯がある（「ハイビジョン技術」，日本放送協会 放送技術研究所編）。
ここでは、臨場感を図る心理実験により、画角が２０°程度で臨場感が明らかになり始め、画角３０°で臨場感は顕著になる。そして静止画を見る場合、最も好まれる視聴距離は、画面高さＨに対して２Ｈ〜３Ｈで、画角は２０〜３０°である。また動画使用時には、最も好ましいとされた視聴距離は４Ｈであり、画角は１９°である。これに基づき、最適視聴距離は３Ｈとされ、そのときに視力１．０の人が走査線を弁別できない所要走査線が約１０００本であるため、先行するＮＴＳＣ，ＰＡＬ系の走査線数に対して整数比を持つ１１２５本の走査線数が定められた。
すなわち、ハイビジョン規格では、画面の高さの３倍（３Ｈ）以上離れた距離で画面を見ることで、個々の走査線の画素が視聴者に見えることなく快適に表示画像を見ることができる。

実際に、画像表示されるコンテンツを製作する製作者は、３Ｈの距離で視聴されることを前提としてコンテンツを製作することがあり、また特に視差を伴う３Ｄ映像等では、その見え方や立体効果を３Ｈの距離で見たときに最適になるように製作されているものが多い。従って３Ｈの距離は、製作者の意図を受け取る上でも重要な指標であるといえる。

上記の３Ｈの距離は、ハイビジョン規格に基づく解像度を持った表示画面を視認するときの値であるが、近年では、更に高解像度の４Ｋ解像度を持った表示装置、あるいは８Ｋ解像度を持った表示装置が出現している。ハイビジョンの最高解像度は、例えば１９２０×１０８０画素の解像度（フルハイビジョン；ＦＨＤ（Full High Definition））であり、４Ｋ画像は、例えば４０９６×２１６０画素の解像度である。８Ｋ画像は、４Ｋ画像のさらに縦横２倍の画素を有する。

上記の３Ｈの距離は、ハイビジョンの画像に適用されたものであり、これよりも高解像度の画像を表示する場合には、適正視聴距離は、３Ｈよりも短くなる。例えば４Ｋ画像の場合、フルハイビジョンの走査線数である１０８０本の２倍の走査線数（２１６０本）を有する。従って走査線の画素が弁別されて視認されることがない最適視聴距離は、フルハイビジョンの場合の２分の１以上となり、その距離は、表示画面の高さＨの１．５倍（１．５Ｈ）以上となる。また、８Ｋ画像の場合には、適正視聴距離は、表示画面の高さＨの０．７５倍（０．７５Ｈ）以上となる。

すなわち、適正視聴距離の３Ｈの長さは、フルハイビジョンの走査線数に対する比率Ｓに応じて変化する。これを表すと、適正視聴距離＝３Ｈ／Ｓとなる。ここでＨは、表示装置２０の表示画面２１の高さで、Ｓはフルハイビジョンの走査線数に対する、表示装置２０の走査線数の比率である。

本発明に係る実施形態の表示装置１は、上記の適正視聴距離以上で表示装置２０を視認することができるように、机の机上面の奥行の長さ、すなわち表示装置２０が設置された机上面の端部とは反対側の端部の端縁から、表示装置２０の表示画面２１までの距離を最適化する。
図１（Ｂ）に示すように、通常の視聴状態では、表示装置２０を視聴する視聴者２の目は、机１０の視聴者側の端部位置か、それよりも後方（表示装置２０から離れる方向）にある。従って、机１０の机上面の奥行き、すなわち、表示装置２０が設置された机上面の端部とは反対側の端部から表示装置２０の表示画面２１までの距離Ｌを、適正視聴距離である３Ｈ／Ｓ以上とする。

これにより、視聴者２は、表示装置付学習机１にて表示装置２０の表示画面２１を視認するときに、走査線の画素が弁別されて見えることなく、快適な表示画像を見ることができる。
また、例えば４０型の表示装置２０を搭載する場合、一例ではその画面高さは５０ｃｍ、画面幅は９０ｃｍ程度である。これに現在一般的なフルハイビジョンの解像度を持つ表示装置２０を用いた場合、その机の奥行き方向の距離Ｌは、上記の式に従うと１５０ｃｍ必要となるが、４Ｋ解像度の表示装置２０を用いることにより、机の奥行き方向の距離Ｌは７５ｃｍとなり、学習机として実用上適切な大きさとすることができる。

（実施形態２）
図２は、実施形態２の表示装置付学習机における構成を説明するための図である。実施形態１にて説明したように、表示装置２０の適正視聴距離は、その表示画面の高さをＨとし、フルハイビジョンの走査線数に対する表示装置２０の走査線数の比率をＳとするとき、３Ｈ／Ｓの長さ以上となる。
ここで本実施形態では、視聴者が位置すると想定される机上面の手前側（表示装置２０が設置された端部とは反対側の端部側）の端縁の幅方向中央位置ｐから、表示装置２０の表示画面２１までの距離が、３Ｈ／Ｓ以上である領域を少なくとも含むように構成する。

図２に示すように、視聴者２が位置すると推定される机上面の端縁の幅方向中央位置ｐから、表示装置２０の表示画面２１までの距離は、表示装置２０の幅方向で異なる。例えば、机上面の端縁の幅方向中央位置ｐと表示装置２０の中央位置ｑ１との距離ｍ１が最も短く、机上面の端縁の幅方向中央位置ｐと表示装置２０の水平方向端部ｑ３との距離ｍ３が最も長い。

このときに、机上面の端縁の幅方向中央位置ｐと、表示画面２１との距離が３Ｈ／Ｓ以上の領域を少なくとも含むように、表示装置付学習机１を構成する。
図２の例では、視聴者２が位置すると推定される机上面の端縁の幅方向中央位置ｐと、表示画面２１のとの距離が３Ｈ／Ｓである範囲を、Ｔで示している。この場合、表示画面２１の位置ｑ２と、机上面の端縁の幅方向中央位置ｐとの距離ｍ２が、距離３Ｈ／Ｓに一致し、位置ｑ２より幅方向外側では、表示画面２１と机上面の幅方向中央位置ｐとの距離は、３Ｈ／Ｓ以上の領域となる。表示画面２１の左側のおいても同様となる。これにより、表示装置付学習机１は、表示装置２０を設置した端部に対して反対側の端部の端縁の中央位置ｐから、表示装置２０の表示画面２１までの距離が、３Ｈ／Ｓ以上である領域を少なくとも含むものとなる。

視聴者から表示装置２０の表示画面２１までの距離に、適正視聴距離である３Ｈ／Ｓ以上の領域を含むことにより、表示画面全体としても概ね適正視聴距離に準ずるものとなり、画面全体をほぼ適正な視聴距離で見ることができる。

（実施形態３）
図３は、表示装置付学習机における表示画面の視野角を説明するための図である。本実施形態では、表示装置付学習机１の表示装置２０を視聴する視聴者の位置に応じて、表示画面２１の端部まで画像を視認することができるように視野角を設定するとともに、表示装置付学習机１から水平方向（幅方向）に外側の位置では、表示画面２１の表示内容を正しく見ることができないように視野角設定を行う。このために本実施形態では、表示装置付学習机１の表示装置２０の視野角を、表示装置２０の画面の幅方向に異ならせ、表示装置２０の中央部よりも、表示装置２０の幅方向の端部の視野角を広くする。

図３（Ａ）は、表示装置付学習机の幅方向（水平方向）中央部に視聴者２がいるときの表示画面２１の視野角の様子を説明する図である。この場合、視聴者２が表示装置２０の幅方向の端部にいるときにも、表示画面２１の表示を正しく視認できるように表示装置２０の視野角を設定する。
このときに幅方向に均一に視野角を設定すると、図３（Ｂ）に示すように、視聴者２が表示装置付学習机１の側端部に位置しているときに、その側端部から遠い側の表示画面２１の一部領域ｅが正しく見えなくなる。

そこで、図３（Ｃ）に示すように、表示装置付学習机１の側端部にいる視聴者２が表示画面２１の全体を正しく見ることができるように、表示装置２０の幅方向端部の視野角を広くする。そして、表示装置付学習机１からさらに幅方向外側に外れた位置にいる視聴者には、遠い側の端部の表示画面２１を正しく見ることができないように視野角を設定する。

これを実現するために、表示装置２０の視野角を、その幅方向端部の方が、幅方向中央部の視野角より大きくなるように設定する。幅方向中央部の視野角は、幅方向中央部から視聴者が視認するときの視野角に基づいて定められ、幅方向端部の視野角は、幅方向端部から視聴者が視認するときの視野角に基づいて定めることができる。
この場合、表示画面２１の垂直方向に表示画面２１から視聴者２までの距離を視聴距離とするとき、図３（Ａ）に示すように、表示装置２０の幅方向中央部における視野角は、
Ｔａｎ^-1（（表示画面の幅×１／２）／視聴距離）×２=α になる。
また、図３（Ｂ）に示すように、表示装置２０の幅方向端部における視野角は、
Ｔａｎ^-1（表示画面の幅／視聴距離）×２=β になる。

図４は、表示装置の視野角を制御するための構成例を説明する図である。表示装置２０は、液晶表示パネル２２を有する。図４（Ａ）に示すように、液晶表示パネル２２の表面から放出される光ｒは、広い角度範囲に拡散する。この拡散を制御して一定の視野角に制御するために、液晶表示パネル２２の表面に視野角制御フィルム３０を貼付する。すなわち、表示装置２０は、その表面に視野角制御フィルム３０を有している。
図４（Ｂ）に視野角制御フィルム３０の部分的な断面構成を示し、図４（Ｃ）に視野角制御フィルム３０の部分的な平面構成を示す。

視野角制御フィルム３０は、所定の間隔で配置されたルーバ遮光部３１を有し、ルーバ遮光部３１の間には、光を透過する透過部３２が設けられる。ルーバ遮光部３１は、ストライプ状に平行配列され、各ルーバ遮光部３１の長手方向が表示装置２０の高さ方向に一致するように配置される。このルーバ遮光部３１により、透過部３２を透過する透過光の透過角度を制限し、これにより画面の視野角が制御される。
視野角の大きさは、ルーバ遮光部３１の間隔を変えることによって任意に設定できる。視野角制御フィルム３０は、例えば厚さ０．１ｍｍ程度の樹脂フィルムとして形成される。透明性のある樹脂層フィルムの内部に、光を透過しない材料によるルーバ遮光部３１が配置される。

そして本実施形態では、ルーバ遮光部３１の間隔を、表示装置２０の幅方向の中央部から端部に向かうに従って徐々に広くなるように構成する。
図５（Ａ）は、本実施形態に係る視野角制御フィルムのルーバ遮光部の間隔を説明するための図で、図５（Ｂ）は画面端部のルーバ遮光部の間隔を示す図、図５（Ｃ）は画面幅方向中央部のルーバ遮光部の間隔を示す図である。各図の左右方向が、表示装置２０の幅方向に一致するように設けられている。なおこれら各図は、ルーバ遮光部３１の間隔を概念的に説明するために簡略化して記載されている。

図５（Ａ）に示すように、視野角制御フィルム３０のルーバ遮光部３１の間隔は、表示装置２０の幅方向の中央部よりも、表示装置２０の幅方向端部の方が広く、その間隔は、表示装置２０の幅方向の中央部から端部に向かうに従って広くなるように構成される。これにより、表示装置２０の幅方向の視野角が、その中央部から端部に向かって徐々に広くなる。この場合、幅方向中央部の視野角は、幅方向中央部から視聴者が視認するときの視野角に基づいて定められ、幅方向端部の視野角は、幅方向端部から視聴者が視認するときの視野角に基づいて定めることができる。

これにより、表示装置付学習机１の幅方向の範囲内で視聴者が表示装置２０を視聴する場合には、表示画面２１の全域を快適に視認することができ、かつ表示装置付学習机１の幅方向の範囲外では、表示装置２０の表示画面２１の表示を完全に見ることができず、側方からの覗き込みを防止して、プライバシーを守ることができる。

（実施形態４）
本実施形態では、実施形態３と同様に、表示装置付学習机１の表示装置２０の幅方向中央部よりも、幅方向端部の視野角を広くするものであるが、本実施形態では、表示装置２０として液晶表示装置を用い、その液晶表示パネルの液晶配向を制御することにより視野角制御を実行する。

図６及び図７は、表示装置付学習机における表示画面の視野角の他の設定例を説明する図で、図６は視野角が相対的に広い広視野角モード時の液晶配向を説明する図で、図７は、視野角が相対的に狭い視野角抑制モード時の液晶配向を説明する図である。図６及び図７の左右方向は、表示装置２０の幅方向（水平方向）に一致する。
表示装置付学習机１の表示装置２０は、液晶表示パネル２２が備えられる。液晶表示パネル２２は、液晶２３の層を間に挟む対向電極を用いて、液晶２３の配向状態を制御し、空間光変調によって画像を表示する。ここでの表示方式は、ＶＡ（Vertical Alignment）方式である。

図６の広視野角モードでは、液晶表示パネル２２が表示する画像を、広い視野角内の範囲の視聴者が視認できる。一方、図７の視野角抑制モードでは、液晶表示パネル２２が表示する画像を、狭い視野角内の範囲の視聴者のみが視認できる。
液晶表示パネル２２は、液晶配向が互いに異なる２つの領域を有し、表示装置２０の幅方向における２つの領域の配列に従って表示装置２０の視野角を制御する。

図６の広視野角モードでは、液晶表示パネル２２は、垂直方向の上下２つの画素で１画素を表現する。例えばマルチ画素構造で上下の画素をサブ画素として分割駆動させることにより、垂直方向に高解像度化された表示を行うもの適用したものとする。
ここで１つの画素内には、それぞれ液晶配向が異なる２つの領域を有する。そして液晶表示パネルの幅方向に、これら２つの領域が交互に設定される。領域Ｒ１，Ｒ２はそれぞれ１つの画素として動作する。この例では、１画素内を構成する上下のサブ画素は、１方が液晶配向Ａを有し、他方が晶配向Ａとは異なる液晶配向Ｂを有するように制御される。液晶配向Ａと液晶配向Ｂは、液晶表示パネル２２の画面の法線を対象軸として略対称になっている。

広視野角モードでは、隣接するサブ画素同士、例えば図６の各サブ画素の水平方向および垂直方向の液晶配向が異なっているため、視聴者がこれらを弁別して視認することができない。このため、観察者は、全ての視野角において、２つの液晶配向Ａ，Ｂの透過率の平均値を見ることになる。例えば、図６の液晶パネル２２を正面視した場合、液晶配向Ａ，Ｂのいずれもが、Ａ，Ｂの平均値の中間調として視認される。一方、液晶配向Ａ，Ｂを斜めから見ると、これら液晶配向のうち、いずれかが例えば白で他方が例えば黒として見えるはずであるが、視聴者はこれらの違いを弁別することができず、正面視と同じように中間調として視認される。これにより、広い視野角で画像を視認することができる。

図７の表示装置についても、図６と同様にマルチ画素構造で垂直方向の上下の画素をサブ画素として分割駆動させるものに適用したものとする。
図７の視野角抑制モードでは、表示装置２０の幅方向に、同じ液晶配向の領域が一定の大きさで連続して配置される。つまり液晶配向が同じ領域が、複数画素まとまった広がりを持っている。ここでは、各領域Ｒ３，Ｒ４のそれぞれは、略一様な液晶配向を有するが、領域Ｒ３の液晶配向と領域Ｒ４の液晶配向は、互いに異なっている。２種類の互いに異なった液晶配向は、液晶表示パネル２２の法線を対象軸として略対称に配置される。

視野角抑制モードの領域Ｒ３，Ｒ４は、複数画素まとまった領域であり、視聴者が視認することができる充分な大きさを持っている。すなわち、視聴者は、上記の広視野角モードのときのように２つの領域の透過率の平均値を見るのではなく、特定の視野角における２つの領域Ｒ３，Ｒ４の透過率の差を、観察者が区別できるパターンとして視認する。この透過率の差は、視野角に対応して増大する。液晶表示パネル２２の画面の法線を対象軸として、領域Ｒ３と領域Ｒ４の液晶配向が対称であることにより、軸線方向に見たときに領域Ｒ３とＲ４とが同じ透過率を示す。これにより軸線方向の視聴者には、領域の違いは視認されない。

視聴者の視線が、液晶表示パネルの垂直方向から逸れると、領域Ｒ３，Ｒ４は同じ印加電圧に対して異なった透過率を示す。よって軸外の視聴者は、異なった明るさのパターンを見ることになり、そのパターンが画像を不明瞭にする。例えば黒と白の市松模様が見えて、元の表示画像が見えにくくなる。
このように、本発明の実施形態４では、画素間の電極の電圧制御を行うことで、液晶２３自体をスイッチングすることにより、広視野角モードと視野角抑制モードとを切り換えることができる。

そして本実施形態では、表示装置２０の画面内で、広視野角モードで表示する分割領域と、視野角抑制モードで表示する分割領域とを同時に設定し、これにより表示装置２０の幅方向中央部と幅方向端部とで異なる視野角を有するように制御する。
図８は、実施形態４の表示装置付学習机における表示画面の視野角を説明するための図である。本発明に係る実施形態では、表示装置付学習机１の表示装置２０を視聴する視聴者の位置に応じて、表示装置２０の端部まで画像を視認することができるように視野角を設定するとともに、表示装置付学習机１から幅方向に外側の位置では、表示装置２０の表示内容を正しく見ることができないように視野角設定を行う。このために、表示装置付学習机１の表示装置２０の視野角を、表示装置２０の幅方向（水平方向）に異ならせるように構成する。ここでは表示装置２０の幅方向中央部よりも、表示装置２０の幅方向端部の視野角を広くする。

本実施形態では、図８に示すように、表示装置２０をその幅方向に３つに分割し、中央の分割領域Ｍ２を上記の視野角抑制モードで動作させ、その両側の２つの分割領域Ｍ１，Ｍ３を上記の広視野角モードで動作させる。この場合、表示装置付学習机１の幅方向の中央部にいる視聴者２ａは、表示画面２１の端部まで正しく視認できる。このときの視聴者２ａが視認する画面の様子を、視認画面４０に示す。

一方、表示装置付学習机１の幅方向の範囲外にいる視聴者２ｂは、表示画面２１を正しく視認することができない。この場合、広視野角モードで動作している分割領域Ｍ１，Ｍ３では、画面の明るい部分の階調が無くなるいわゆる白飛びが生じて見えにくくなり、視野角抑制モードで動作している分割領域Ｍ１は、例えば黒白の模様が見えて元の表示画像を正しく視認できなくなる。このときに視聴者２ｂが視認する画面の様子を、視認画面４１に示す。

このように、表示装置付学習机１の表示装置２０を幅方向に分割し、中央部の分割領域を視野角が狭い視野角抑制モードで動作させ、中央部の両側の分割領域を視野角が広い広視野角モードで動作させることにより、表示装置付学習机１の表示装置２０の側方からの覗き込みを防止し、不特定多数の人がいるような公共的な場所に表示装置付学習机１を設置した場合にも、利用者のプライバシーを守ることができる。

また、上記の図８に示すような視野角構成の場合、表示装置付学習机１の幅方向中央位置から視聴者が幅方向外側に移動すると、視野角抑制モードで動作している分割領域の一部が視野から欠け始める。例えば、表示装置付学習机１の幅方向中央位置から視聴者が幅方向の右側に移動すると、視野角抑制モードで動作している分割領域の左端の画像が視野角から外れる。
これに対応するために、表示装置付学習机１に対して、視聴者の位置を検出するセンサを設け、そのセンサの検出結果に従って、視聴者の位置に応じて視野角抑制モードと広視野角モードの分割領域の範囲を可変設定するようにしてもよい。例えば、表示装置付学習机１の幅方向中央部から、いずれかの方向に視聴者が移動したとき、移動方向と反対側の広視野角モードの分割領域Ｍ１，Ｍ３の幅を大きくする。これにより、表示装置付学習机１の幅方向の範囲内で視聴する視聴者に対して、表示画面２１を正しく視認させることができ、幅方向の範囲外からの覗き込みを防止することができる。
上記センサとしては、例えば赤外線、超音波、可視光などを用いた人感センサを適用できる。またカメラが撮影した画像内の変化に基づき人の位置を検知する人感センサ等を適用してもよい。

液晶表示パネル２２を視野角抑制モードと広視野角モードとに切り換え可能とする場合、例えば液晶表示パネル２２の一方の対向電極をセグメント化し、広視野角モードでは、一画素中で液晶を２つ以上の配向に切り換える。一画素中において、セグメント化電極の全ての領域に、同じ電圧Ｖ１が印加される。配向の切り換えは、セグメント化電極の端部で生成される弱電界によって制御される。弱電界は、電極表面の突起などによって生成される。

液晶表示パネル２２は、さらに面内電極を含み、これによって液晶を、広視野角モードの第１配置と、視野角抑制モードの第２配置との間で切り替える。
面内電極は、液晶層の略面内に電界を形成するために用いられる。視野角抑制モードを実現するために、広視野角モードにおいて、隣接する面内電極を通じて電圧Ｖ２を印加する。電圧Ｖ２は、通常電圧Ｖ１より低い。面内電極による面内電界が、セグメント電極からの弱電界の効果を上回り、ある程度の大きさの領域で液晶配向が同じになる視野角抑制モードに切り替えられる。なお視野角抑制モードと広視野角モードを切り換える電極構成は、上記の例に限ることなく適宜設計することができる。

（実施形態５）
上記実施形態４では、表示装置２０を分割し、視野角抑制モードと広視野角モードの２つの動作モードで動作させた。本実施形態では、これら２つの動作モードの視野角のさらに中間的な視野角を与えるように液晶表示パネルを制御する。
実施形態４の視野角抑制モードと広視野角モードとの間の中間的な視野角を与える構成として、図７に示す視野角抑制モードにおいて、略一様な液晶配向の領域が連続して配置された領域Ｒ３，Ｒ４の幅方向の大きさを変化させる。
つまり、実施形態４の視野角抑制モードのときに、略一様な液晶配向の領域が連続して配置されている領域の表示装置の幅方向の大きさよりも、その幅方向の大きさを小さくすることにより、最も視野角が狭い視野角抑制モードよりも、広い視野角の領域を設定することができる。この場合、異なる液晶配向の領域が交互に配置される広視野角モードよりも、略一様な液晶配向の領域を連続して配置する大きさが大きければ、広視野角モードと視野角抑制モードとの中間的な視野角を持った領域を設定することができる。
また、中間的な視野角をさらに複数設定する場合には、略一様な液晶配向の領域を連続した配置する大きさを段階的に変化させればよい。

図９は、本実施形態における表示装置を正面から見たときの画面の分割領域の設定例を説明するための図である。ここでは、表示装置２０の幅方向に、表示画面を７つに分割する。幅方向に最も外側の分割領域Ｍ１，Ｍ３は、広視野角モードで動作する。広視野角モードは、実施形態４に記載した図６と同じ液晶配向を持つものとする。また、画面の幅方向の中央の分割領域Ｍ２は、視野角抑制モードで動作する。視野角抑制モードは、実施形態４に記載した図７と同じ液晶配向を持つものとする。

そして視野角抑制モードの分割領域Ｍ２と、広視野角モードで動作する分割領域Ｍ１との間に、分割領域Ｍ４，Ｍ５と、分割領域Ｍ６，Ｍ７とが設定される。
分割領域Ｍ４，Ｍ７は、分割領域Ｍ５，Ｍ６よりも外側に位置し、分割領域Ｍ５，Ｍ６の視野角よりも大きく、かつ広視野角モードの分割領域Ｍ１，Ｍ３の視野角よりも小さい視野角を与える。分割領域Ｍ４，Ｍ７では、図７に示す同じ液晶配向の領域が連続して配置された領域Ｒ３，Ｒ４の幅方向の大きさが、分割領域Ｍ１，Ｍ３のそれよりも大きくなる。これにより、分割領域Ｍ４，Ｍ７の視野角は、広視野角モードの分割領域Ｍ１，Ｍ３よりも小さくなる。

さらに、分割領域Ｍ５，Ｍ６は、視野角抑制モードで動作する分割領域Ｍ２の視野角より大きく、分割領域Ｍ４，Ｍ７の視野角よりも小さい視野角を与える。分割領域Ｍ５，Ｍ６では、液晶配向の領域が連続して配置された領域の幅方向の大きさが、分割領域Ｍ４，Ｍ６のそれよりも大きくなる。これにより、分割領域Ｍ５，Ｍ６の視野角は、分割領域Ｍ４，Ｍ７よりも小さくなる。

このように本実施形態の液晶表示パネルは、表示装置方向の幅方向に複数に分割され、幅方向の端部の所定の分割領域と、幅方向の中央部の分割領域との間に、さらに１または複数の分割領域を有する。そして複数の分割領域は、表示装置の幅方向の端部の分割領域から中央部の分割領域に向かって、連続して配置される同じ液晶配向の領域の大きさが、大きくなる。分割領域の数は、上記の例に限ることなく、さらに多くの分割領域数を設定することができる。

上記の構成により、表示装置２０の幅方向に中央部の分割領域から外側の分割領域に向かって視野角を段階的に変化させることにより、表示装置付学習机１の幅方向の視聴位置が変化しても表示画面の視認性を向上させることができ、さらに表示装置２０の側方から覗き込みを防止することで、不特定多数の人がいるような公共的な場所に表示装置付学習机１を設置した場合にも、利用者のプライバシーを守ることができる。

上記の各実施形態で記載されている技術的特徴（構成要件）は、お互いに組み合わせ可能であり、組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。

１…表示装置付学習机、２…視聴者、２ａ，２ｂ…視聴者、１０…机、１１…机上面、２０…表示装置、２１…表示画面、２２…液晶表示パネル、２３…液晶、３０…視野角制御フィルム、３１…ルーバ遮光部、３２…透過部、４０，４１…視認画面。

Claims (7)

1. 矩形の机上面の一方の端部に、表示装置の表示画面を前記机上面の反対側の端部に向けて、該机上面に対して垂直に前記表示装置を設置した表示装置付学習机であって、
   前記反対側の端部の端縁から、前記表示装置の表示画面までの距離をＬとし、前記表示装置の表示画面の高さをＨとし、前記表示装置の走査線数のＦＨＤの走査線数に対する比率をＳとするとき、
   Ｌは、３×Ｈ／Ｓ
   以上とし、
   前記表示装置の幅方向中央部よりも、該表示装置の幅方向端部の方が視野角が広く、該幅方向端部の視野角は、机上面を挟んで前記表示装置の一方の幅方向端部に対向する位置から前記表示装置の他方の幅方向端部を見た際に、該他方の幅方向端部が視認可能な視野角以下であること、を特徴とする表示装置付学習机。
2. 矩形の机上面の一方の端部に、表示装置の表示画面を前記机上面の反対側の端部に向け
   て、該机上面に対して垂直に前記表示装置を設置した表示装置付学習机であって、
   前記反対側の端部の端縁の幅方向中央位置から、前記表示画面までの距離をＬとし、前
   記表示装置の表示画面の高さをＨとし、前記表示装置の走査線数のＦＨＤの走査線数に対する比率をＳとするとき、
   Ｌ＝３×Ｈ／Ｓ以上である領域を少なくとも含み、
   前記表示装置の幅方向中央部よりも、該表示装置の幅方向端部の方が視野角が広く、該幅方向端部の視野角は、机上面を挟んで前記表示装置の一方の幅方向端部に対向する位置から前記表示装置の他方の幅方向端部を見た際に、該他方の幅方向端部が視認可能な視野角以下であること、を特徴とする表示装置付学習机。
3. 請求項１または２に記載の表示装置付学習机において、
   前記表示装置は、該表示装置の表示画面の表面に、視野角を制御するための視野角制御フィルムを有し、
   該視野角制御フィルムは、ストライプ状に平行配置される複数の遮光部を、各該遮光部の長手方向が前記表示装置の高さ方向に一致するように配置され、隣接する前記遮光部の間隔は、前記表示装置の幅方向中央部よりも、該表示装置の幅方向に端部の方が広いことを特徴とすることを特徴とする表示装置付学習装置。
4. 請求項３に記載の表示装置付学習装置において、
   前記隣接する遮光部の間隔は、前記表示装置の幅方向中央部から、該表示装置の幅方向に端部に向けて徐々に広くなっていることを特徴とすることを特徴とする表示装置付学習装置。
5. 請求項１または２に記載の表示装置付学習装置において、
   前記表示装置は、液晶による空間光変調により表示を行う液晶表示パネルを有し、
   該液晶表示パネルは、液晶配向が互いに異なる２つの領域を有し、前記表示装置の幅方向における前記２つの領域の配列に従って前記表示装置の視野角を制御し、
   前記表示装置の幅方向の端部では、前記表示装置の幅方向に、前記異なる液晶配向の領域が交互に配置され、前記表示装置の幅方向の中央部では、前記表示装置の幅方向に、同じ液晶配向の領域が一定の大きさで連続して配置されていることを特徴とする液晶表示パネル。
6. 請求項５に記載の表示装置付学習装置において、
   該表示装置付学習装置の前方の人の位置を検知するセンサを有し、
   前記液晶表示パネルは、前記前記異なる液晶配向の領域が交互に配置される配列と、同じ液晶配向の領域が一定の大きさで連続して配置される配列とを、液晶に対する印加電圧により切換え可能な電極構成を有し、
   前記センサによる検出結果に従って、前記異なる液晶配向の領域が交互に配置される配列の範囲と、同じ液晶配向の領域が一定の大きさで連続して配置される配列の範囲とを可変にすることを特徴とする表示装置付学習装置。
7. 請求項５に記載の表示装置付学習装置において、
   前記液晶表示パネルは、前記表示装置の幅方向に複数に分割され、前記幅方向の端部の
   所定の分割領域と、前記幅方向の中央部の分割領域との間に、さらに１または複数の分割領域を有し、
   前記複数の分割領域は、該表示装置の幅方向の端部の分割領域から中央部の分割領域に向かって、前記連続して配置される同じ液晶配向の領域の大きさが、大きくなることを特徴とする表示装置付学習装置。

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