JPWO2018012331A1 - 表示装置 - Google Patents

Abstract

表示装置（２）は、前面パネル（６）と、前面パネル（６）の背面側に前面パネル（６）と間隔を置いて配置された背面パネル（８）と、前面パネル（６）及び背面パネル（８）の各々の表示内容を制御する制御回路基板（２０）とを備える。制御回路基板（２０）は、背面パネル（８）に情報パターン（５８）を表示させ、前面パネル（６）を平面視した場合に前面パネル（６）の情報パターン（５８）と重なる領域に、ユーザ（１４）に情報パターン（５８）を視認させるための第１のパターン（５４）を表示させ、前面パネル（６）を平面視した場合に前面パネル（６）の情報パターン（５８）と重ならない領域に、ユーザ（１４）に情報パターン（５８）を視認させないための第２のパターン（５６）を表示させる。

Description

本開示は、画像を表示する表示装置に関する。

画像を表示する表示装置の一つとして、ＤＦＤ（Ｄｅｐｔｈ Ｆｕｓｅｄ ３Ｄ）方式の表示装置が知られている。この種の表示装置では、２枚の透明なＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）パネルが間隔を置いて重ね合わされている。各ＬＣＤパネルに表示される画像の輝度比を変化させることにより、２つの像が融合して１つの像に見える錯視現象を利用した立体的な画像を表示させることができる。

上述した表示装置を例えばＡＴＭ（Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｔｅｌｌｅｒ Ｍａｃｈｉｎｅ；現金自動預払機）に搭載した場合には、画面に表示されたテンキー又は暗証番号等の情報が第三者により画面の斜め後方から覗き見されるおそれがある。そのため、例えば特許文献１には、情報が見える視野角を制限するための専用の光学パネルを表示装置の構造に組み込む技術が開示されている。

米国特許出願公開第２００８／０１５８４８４号明細書

本開示は、簡単な構造で情報が見える視野角を制限することができる表示装置を提供する。

本開示における表示装置は、前面パネルと、前面パネルの背面側に前面パネルと間隔を置いて配置された背面パネルと、前面パネル及び背面パネルの各々の表示内容を制御する制御部と、を備え、制御部は、背面パネルに情報パターンを表示させ、前面パネルを平面視した場合に前面パネルの情報パターンと重なる領域に、ユーザに情報パターンを視認させるための第１のパターンを表示させ、前面パネルを平面視した場合に前面パネルの情報パターンと重ならない領域に、ユーザに情報パターンを視認させないための第２のパターンを表示させる。

本開示における表示装置によれば、簡単な構造で情報が見える視野角を制限することができる。

図１は、実施の形態１に係る表示装置の概略構成を示す斜視図である。 図２は、実施の形態１に係る表示装置の電気的構成を説明するためのブロック図である。 図３は、実施の形態１に係る表示装置により表示される前面画像及び背面画像を示す平面図である。 図４は、画面を正面から見た場合における、実施の形態１に係る表示装置の概略断面図である。 図５は、画面を斜めから見た場合における、実施の形態１に係る表示装置の概略断面図である。 図６は、実施の形態１に係る表示装置により表示される合成画像を示す平面図である。 図７は、前面パネル及び背面パネルの各々がＴＮ型の液晶表示パネルである場合において、画素の輝度の観点から、合成画像が画面に表示される原理を説明するための図である。 図８は、画面を正面から見た場合において、合成画像が画面に表示される原理を説明するための図である。 図９は、画面を斜め右方から見た場合において、合成画像が画面に表示される原理を説明するための図である。 図１０は、画面を斜め左方から見た場合において、合成画像が画面に表示される原理を説明するための図である。 図１１は、前面パネル及び背面パネルの各々がＩＰＳ型の液晶表示パネルである場合における、前面パネル及び背面パネルの各画素の輝度とそれらの合成輝度との関係を示す図である。 図１２は、画面を正面から見た場合において、合成画像が画面に表示される原理を説明するための図である。 図１３は、画面を斜め右方から見た場合において、合成画像が画面に表示される原理を説明するための図である。 図１４は、画面を斜め左方から見た場合において、合成画像が画面に表示される原理を説明するための図である。 図１５は、実施の形態１の変形例に係るダミーパターンを示す平面図である。 図１６は、実施の形態２に係る表示装置により表示される前面画像及び背面画像を示す平面図である。 図１７は、実施の形態２に係る表示装置により表示される合成画像を示す平面図である。 図１８は、実施の形態３に係るダミーパターンを示す平面図である。 図１９は、実施の形態３の変形例に係るダミーパターンを示す平面図である。 図２０は、実施の形態４に係るダミーパターンを示す平面図である。

以下、適宜図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。

なお、添付図面及び以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために、提供されるのであって、これらによって請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。

（実施の形態１）
以下、図１〜図１０を参照しながら、実施の形態１について説明する。

［１−１．表示装置の概略構成］
まず、図１を参照しながら、実施の形態１に係る表示装置２の概略構成について説明する。図１は、実施の形態１に係る表示装置２の概略構成を示す斜視図である。

表示装置２は、例えばＤＦＤ方式の液晶表示装置であり、ＡＴＭ等の機器に搭載される。図１に示すように、表示装置２は、前面偏光板４と、前面パネル６と、背面パネル８と、背面偏光板１０と、バックライト１２とを有している。これらの前面偏光板４、前面パネル６、背面パネル８、背面偏光板１０及びバックライト１２は、ユーザ１４から見て手前側から奥側へ（Ｙ軸のプラス側からマイナス側へ）この順に重ね合わされ、且つ、互いに略平行に配置されている。なお、前面偏光板４、前面パネル６、背面パネル８及び背面偏光板１０は、画像が表示される画面を構成する。当該画面は、Ｙ軸に対して略垂直に配置されている。

前面パネル６及び背面パネル８の各々は、可視光を透過する液晶表示パネルである。より具体的には、前面パネル６及び背面パネル８の各々は、例えば液晶分子の配向方向が９０°ツイストしたツイステッドネマティック（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ：ＴＮ）型の液晶表示パネルである。背面パネル８は、前面パネル６の背面側（ユーザ１４から遠い側）に前面パネル６と間隔Ｗ（例えば数ｍｍ程度）を置いて配置されている。

なお、前面パネル６及び背面パネル８の各々は、ツイステッドネマティック型の液晶表示パネルに限定されず、例えば、インプレイン・スイッチング（Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ：ＩＰＳ）型の液晶表示パネル、バーチカルアライメント型の液晶表示パネル、ブルー相液晶表示パネル、強誘電性液晶表示パネル、ＯＣＢ（Ｏｐｔｉｃａｌｌｙ Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ Ｂｅｎｄ）型の液晶表示パネル、又は、ゲスト−ホスト型の液晶表示パネル等であってもよい。あるいは、前面パネル６及び背面パネル８を、上記の中から２種類の液晶表示パネルを適宜組み合わせて構成してもよい。

前面偏光板４は、前面パネル６の前面側（ユーザ１４に近い側）に配置されている。前面偏光板４は、当該前面偏光板４を透過する光の偏光方向を示す第１の透過軸１６を有している。すなわち、前面偏光板４は、前面パネル６から前面偏光板４に入射した光のうち、第１の透過軸１６に略平行な偏光方向の光のみを透過させる。なお、第１の透過軸１６の方向は、例えば図１におけるＸ軸方向である。

背面偏光板１０は、背面パネル８の背面側（ユーザ１４から遠い側）に配置されている。背面偏光板１０は、当該背面偏光板１０を透過する光の偏光方向を示す第２の透過軸１８を有している。すなわち、背面偏光板１０は、バックライト１２から背面偏光板１０に入射した光のうち、第２の透過軸１８に略平行な偏光方向の光のみを透過させる。なお、第２の透過軸１８の方向は、第１の透過軸１６に略垂直な方向であり、例えば図１におけるＺ軸方向である。

バックライト１２は、背面偏光板１０の背面側（ユーザ１４から遠い側）に配置されている。バックライト１２は、背面偏光板１０の背面に向けて光を照射する。なお、バックライト１２からの光には、あらゆる偏光方向の光が含まれている。

[１−２．表示装置の電気的構成］
次に、図２を参照しながら、実施の形態１に係る表示装置２の電気的構成について説明する。図２は、実施の形態１に係る表示装置２の電気的構成を説明するためのブロック図である。

図２に示すように、表示装置２は、電気的構成として、前面パネル６と、背面パネル８と、バックライト１２と、制御回路基板２０（制御部の一例）とを備えている。

前面パネル６は、液晶表示部２２と、走査線駆動回路２４と、映像線駆動回路２６とを有している。液晶表示部２２には、走査線駆動回路２４から延びる複数本の走査線２８と、映像線駆動回路２６から延びる複数本の映像線３０とが配置されている。

背面パネル８は、液晶表示部３２と、走査線駆動回路３４と、映像線駆動回路３６とを有している。液晶表示部３２には、走査線駆動回路３４から延びる複数本の走査線３８と、映像線駆動回路３６から延びる複数本の映像線４０とが配置されている。

バックライト１２は、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）光源４２と、ＬＥＤ光源４２からの光を背面偏光板１０の背面へと導く導光板４４とを有している。なお、バックライト１２のＬＥＤ光源４２の配置は、直下型であってもよいし、エッジ型であってもよい。なお、バックライト１２は、さらに、導光板４４からの光を均一に拡散させるための拡散板等を有していてもよい。

制御回路基板２０は、前面パネル６、背面パネル８及びバックライト１２の各々と電気的に接続されている。制御回路基板２０は、前面パネル６、背面パネル８及びバックライト１２の各々に対して、電力及び制御信号等の供給を行う。制御回路基板２０は、バックライト制御回路４６と、ＡＣ／ＤＣコンバータ４８と、前面画像制御回路５０と、背面画像制御回路５２とを有している。

バックライト制御回路４６は、商用電源から供給される交流電力に基づいて、バックライト１２のＬＥＤ光源４２の発光を制御する。

ＡＣ／ＤＣコンバータ４８は、商用電源から供給される交流電力を直流電力に変換し、変換した直流電力を前面パネル６及び背面パネル８の各々に供給する。

前面画像制御回路５０は、制御回路基板２０の外部から取得した前面画像信号に基づいて、タイミング信号、階調電圧及びコモン電圧等を生成し、これらを前面パネル６に供給する。これにより、前面パネル６は、走査線駆動回路２４及び映像線駆動回路２６を駆動して、走査線２８及び映像線３０を動作させる。その結果、前面パネル６は、液晶表示部２２の液晶分子の配向方向を制御することにより、バックライト１２から照射される光に基づく画像（以下、「前面画像」という）を表示する。

背面画像制御回路５２は、制御回路基板２０の外部から取得した背面画像信号に基づいて、タイミング信号、階調電圧及びコモン電圧等を生成し、これらを背面パネル８に供給する。これにより、背面パネル８は、走査線駆動回路３４及び映像線駆動回路３６を駆動して、走査線３８及び映像線４０を動作させる。その結果、背面パネル８は、液晶表示部３２の液晶分子の配向方向を制御することにより、バックライト１２から照射される光に基づく画像（以下、「背面画像」という）を表示する。

実施の形態１に係る表示装置２は、３Ｄディスプレイ又はプライバシーディスプレイとして用いることができる。

３Ｄディスプレイは、ユーザ１４に対して立体的な画像を表示するディスプレイである。表示装置２を３Ｄディスプレイとして用いる場合には、前面画像信号と背面画像信号とでは、それぞれが示す前面画像及び背面画像の内容は同一であるが、輝度が互いに異なる。すなわち、前面パネル６及び背面パネル８には、同一内容の画像が異なる輝度により表示される。これにより、前面パネル６が表示する前面画像と、背面パネル８が表示する背面画像とが融合して１つの像に見える錯視現象を利用した立体的な画像が画面に表示される。

一方、プライバシーディスプレイは、情報パターン５８（後述する）が見える視野角を制限するディスプレイである。すなわち、ユーザ１４は、画面を正面から見た場合（視線の方向がＹ軸に略平行な場合）には情報パターン５８を視認することができるが、画面を斜めから見た場合（視線の方向がＹ軸に対して傾斜している場合）には情報パターン５８を視認することができない。表示装置２をプライバシーディスプレイとして用いる場合には、前面画像信号と背面画像信号とでは、それぞれが示す前面画像（後述する第１のパターン５４及び第２のパターン５６）及び背面画像（後述する情報パターン５８及びダミーパターン６０）の内容が互いに異なる。これにより、画面には、前面画像と背面画像とが合成された画像（以下、「合成画像」という）が表示される。表示装置２をプライバシーディスプレイとして用いた場合における表示装置２の表示制御については、次項で詳述する。

なお、画面全体をプライバシーディスプレイとして機能させてもよく、あるいは、画面の一部のみをプライバシーディスプレイとして機能させてもよい。画面の一部のみをプライバシーディスプレイとして機能させた場合には、画面の残りの部分は例えば３Ｄディスプレイとして機能するようになる。

［１−３．表示装置の表示制御］
次に、図１及び図３〜図６を参照しながら、表示装置２をプライバシーディスプレイとして用いた場合における表示装置２の表示制御について説明する。図３は、実施の形態１に係る表示装置２により表示される前面画像及び背面画像を示す平面図である。図３の（ａ）は、前面画像を示す平面図であり、図３の（ｂ）は、背面画像を示す平面図である。図４は、画面を正面から見た場合における、実施の形態１に係る表示装置２の概略断面図である。図５は、画面を斜めから見た場合における、実施の形態１に係る表示装置２の概略断面図である。図６は、実施の形態１に係る表示装置２により表示される合成画像を示す平面図である。図６の（ａ）は、画面を正面から見た場合における合成画像を示す平面図であり、図６の（ｂ）は、画面を斜めから見た場合における合成画像を示す平面図である。なお、説明の都合上、図４及び図５では、背面偏光板１０及びバックライト１２の図示を省略してある。

図３の（ａ）に示すように、前面画像制御回路５０は、前面画像として、第１のパターン５４及び第２のパターン５６を前面パネル６に表示させる。第１のパターン５４は、ユーザ１４に情報パターン５８（後述する）を視認させるためのストライプ形状のパターン画像であり、例えば黒色画像（ＯＦＦ画像の一例）である。第２のパターン５６は、ユーザ１４に情報パターン５８を視認させないためのストライプ形状のパターン画像であり、例えば白色画像（ＯＮ画像の一例）である。第１のパターン５４及び第２のパターン５６は、ストライプ状に交互に配置されている。

なお、ＯＮ画像／ＯＦＦ画像はそれぞれ、１画素におけるＲＧＢの少なくとも１つをＯＮ／ＯＦＦした画像である。例えば、ＲＧＢ全てをＯＮ／ＯＦＦした場合には、ＯＮ画像は白色画像となり、ＯＦＦ画像は黒色画像となる。また、例えば、ＲのみをＯＮ／ＯＦＦし、Ｇ及びＢをともにＯＦＦした場合には、ＯＮ画像は赤色画像となり、ＯＦＦ画像は黒色画像となる。また、例えば、ＲのみをＯＮ／ＯＦＦし、ＧをＯＮし、ＢをＯＦＦした場合には、ＯＮ画像は黄色画像となり、ＯＦＦ画像は緑色画像となる。

図３の（ｂ）に示すように、背面画像制御回路５２は、背面画像として、情報パターン５８及びダミーパターン６０を表示させる。情報パターン５８は、例えば数字の「３」を表す形状がストライプ状に配置されたパターン画像であり、例えば白色画像である。なお、情報パターン５８は、例えばＡＴＭ等の画面に表示されたテンキーのキートップ又は暗証番号等の情報を表している。ダミーパターン６０は、ストライプ形状のパターン画像であり、そのＸ軸方向における幅及び配置間隔は均一である。すなわち、情報パターン５８及びダミーパターン６０は、ストライプ状に交互に配置されている。なお、背面画像のうち情報パターン５８及びダミーパターン６０以外の部分は、下地画像である。

図４に示すように、画面を正面から見た場合（前面パネル６を平面視した場合）に、第１のパターン５４は、前面パネル６の情報パターン５８と重なり、且つ、前面パネル６のダミーパターン６０と重ならない領域に表示される。また、画面を正面から見た場合に、第２のパターン５６は、前面パネル６のダミーパターン６０と重なり、且つ、前面パネル６の情報パターン５８と重ならない領域に表示される。

次に、図１及び図４〜図６を参照しながら、画面に表示される合成画像について説明する。図４に示すように、ユーザ１４が画面を正面から見た場合には、情報パターン５８から光は、第１のパターン５４及び前面偏光板４を透過する。より具体的には、情報パターン５８は白色画像（１画素におけるＲＧＢが全てＯＮ）であるため、図１に示すように、背面偏光板１０から背面パネル８の情報パターン５８に入射した光の偏光方向は、情報パターン５８の液晶分子によって第２の透過軸１８の方向（Ｚ軸方向）から９０°回転（旋光）される。

また、第１のパターン５４は黒色画像（１画素におけるＲＧＢが全てＯＦＦ）であるため、図１に示すように、背面パネル８の情報パターン５８から前面パネル６の第１のパターン５４に入射した光の偏光方向は、第１のパターン５４の液晶分子によってそのまま維持される。これにより、前面パネル６の第１のパターン５４から前面偏光板４に入射する光の偏光方向は、第１の透過軸１６に略平行となる。その結果、情報パターン５８から光は、第１のパターン５４及び前面偏光板４の各々を透過するようになる。

したがって、図６の（ａ）に示すように、ユーザ１４が画面を正面から見た場合には、合成画像は、情報パターン５８と第２のパターン５６とがストライプ状に交互に配置された画像となる。これにより、ユーザ１４は、情報パターン５８を視認することができる。その結果、例えばＡＴＭの画面の正面に立っているユーザ１４は、画面に表示されたテンキーのキートップ又は暗証番号等の情報を視認することができる。

一方、図５に示すように、ユーザ１４が画面を斜めから見た場合には、情報パターン５８から光は、第２のパターン５６を透過するが、前面偏光板４を透過しない。より具体的には、第２のパターン５６は白色画像（１画素におけるＲＧＢが全てＯＮ）であるため、図１に示すように、背面パネル８の情報パターン５８から前面パネル６の第２のパターン５６に入射した光の偏光方向は、第２のパターン５６の液晶分子によって第１の透過軸１６の方向から９０°回転（旋光）される。これにより、前面パネル６の第２のパターン５６から前面偏光板４に入射する光の偏光方向は、第１の透過軸１６に略垂直となる。その結果、情報パターン５８から光は、第２のパターン５６を透過するが、前面偏光板４を透過しないようになる。

したがって、図６の（ｂ）に示すように、ユーザ１４が画面を斜めから見た場合には、合成画像は、ダミーパターン６０と第２のパターン５６とがストライプ状に交互に配置された画像となる。これにより、ユーザ１４は、情報パターン５８を視認することができない。その結果、例えばＡＴＭの画面の斜め後方に立っている第三者は、画面に表示されたテンキーのキートップ又は暗証番号等の情報を覗き見することができない。

なお、情報パターン５８とダミーパターン６０とを同色にしてもよい。これにより、画面を斜めから見る角度が情報パターン５８を視認することができない角度からずれた場合に、情報パターン５８の一部からの光が前面偏光板４を透過するが、ダミーパターン６０の一部からの光も前面偏光板４を透過するようになる。その結果、同色の情報パターン５８の一部とダミーパターン６０の一部とが繋がって見えるようになるので、第三者が情報パターン５８を視認し難くすることができる。

ここで、図７〜図１０を参照しながら、前面パネル６及び背面パネル８の各々がＴＮ型の液晶表示パネルである場合において、画素の輝度の観点から、合成画像が画面に表示される原理について説明する。

図７は、前面パネル６及び背面パネル８の各々がＴＮ型の液晶表示パネルである場合において、画素の輝度の観点から、合成画像が画面に表示される原理を説明するための図である。図７の（ａ）は、前面パネル６及び背面パネル８の各画素の輝度とそれらの合成輝度との関係を示す表であり、図７の（ｂ）は、旋光角と画素の輝度との関係を示すグラフである。

図８は、画面を正面から見た場合において、合成画像が画面に表示される原理を説明するための図である。図８の（ａ）は、画面を正面から見た場合における前面画像を示す図であり、図８の（ｂ）は、画面を正面から見た場合における背面画像を示す図であり、図８の（ｃ）は、画面を正面から見た場合における合成画像を示す図である。

図９は、画面を斜め右方から見た場合において、合成画像が画面に表示される原理を説明するための図である。図９の（ａ）は、画面を斜め右方から見た場合における前面画像を示す図であり、図９の（ｂ）は、画面を斜め右方から見た場合における背面画像を示す図であり、図９の（ｃ）は、画面を斜め右方から見た場合における合成画像を示す図である。

図１０は、画面を斜め左方から見た場合において、合成画像が画面に表示される原理を説明するための図である。図１０の（ａ）は、画面を斜め左方から見た場合における前面画像を示す図であり、図１０の（ｂ）は、画面を斜め左方から見た場合における背面画像を示す図であり、図１０の（ｃ）は、画面を斜め左方から見た場合における合成画像を示す図である。

以下では、説明を簡単にするために、黒色の画素の輝度を「０」、白色の画素の輝度を「１」として考える。輝度「０」の画素を透過した光の偏光方向は、０°だけ回転（旋光）する。また、輝度「１」の画素を透過した光の偏光方向は、９０°だけ回転（旋光）する。

図７の（ａ）に示すように、前面パネル６の画素の輝度及び背面パネル８の画素の輝度がともに「０」である場合には、それらの合成輝度は「０」になる。このとき、図７の（ｂ）における点Ａに示すように、前面パネル６からの光の旋光角は０°になる。

また、図７の（ａ）に示すように、前面パネル６の画素の輝度及び背面パネル８の画素の輝度のいずれか一方が「０」である場合には、それらの合成輝度は「１」になる。このとき、図７の（ｂ）における点Ｂ又は点Ｂ’に示すように、前面パネル６からの光の旋光角は９０°になる。

また、図７の（ａ）に示すように、前面パネル６の画素の輝度及び背面パネル８の画素の輝度がともに「１」である場合には、それらの合成輝度は「０」になる。このとき、図７の（ｂ）における点Ｃに示すように、前面パネル６からの光の旋光角は１８０°（＝９０°＋９０°）になる。

次に、図８を参照しながら、画面を正面から見た場合における、合成画像が画面に表示される原理について説明する。図８の（ａ）に示すように、前面画像では、着目エリア（図８の（ａ）において太枠で示す）の左端（前面画像の２列目）から右端（前面画像の８列目）まで、画素を輝度「０」、「１」、「０」、「１」、・・・と交互に並べる。また、図８の（ａ）において網目模様で示すように、前面画像では、第１のパターン５４に対応する画素の輝度を「０」とする。

一方、図８の（ｂ）に示すように、背面画像では、着目エリア（図８の（ｂ）において太枠で示す）の左端（背面画像の３列目）から右端（背面画像の９列目）まで、画素を輝度「１」、「０」、「１」、「０」、・・・と交互に並べる。また、図８の（ｂ）において網目模様で示すように、背面画像では、例えば数字の「３」を表す情報パターン５８に対応する画素の輝度を「０」とする。

図８の（ａ）及び（ｂ）に示すように、画面を正面から見た場合には、前面画像の２列目と背面画像の３列目とが重なるようになる。その結果、図８の（ｃ）に示すように、合成画像では、情報パターン５８に対応する画素の輝度が「０」になり、それ以外の画素の輝度は全て「１」になる。これにより、合成画像では、白地に黒色の数字の「３」が表示されるようになる。

次に、図９を参照しながら、画面を斜め右方から見た場合における、合成画像が画面に表示される原理について説明する。図９の（ａ）及び（ｂ）に示すように、画面を右方から見た場合には、前面画像の２列目と背面画像の４列目とが重なるようになる。その結果、図９の（ｃ）に示すように、合成画像では、輝度「０」の画素の中に輝度「１」の画素が散見されるが、黒色の数字の「３」を視認することはできない。

次に、図１０を参照しながら、画面を斜め左方から見た場合における、合成画像が画面に表示される原理について説明する。図１０の（ａ）及び（ｂ）に示すように、画面を左方から見た場合には、前面画像の２列目と背面画像の２列目とが重なるようになる。その結果、図１０の（ｃ）に示すように、合成画像では、輝度「０」の画素の中に輝度「１」の画素が散見されるが、黒色の数字の「３」を視認することはできない。

なお、本実施の形態では、第１の透過軸１６の方向と第２の透過軸１８の方向とが略垂直である場合について説明したが、これに限定されず、第１の透過軸１６の方向と第２の透過軸１８の方向とが略平行であってもよい。この場合には、旋光角と画素の輝度との関係は、図７の（ｂ）に示す関係と逆になる。すなわち、旋光角が０°又は１８０°のときに輝度が「１」となり、旋光角が９０°のときに輝度が「０」となる。

ここで、図１１〜図１４を参照しながら、前面パネル６及び背面パネル８の各々がＩＰＳ型の液晶表示パネルである場合において、画素の輝度の観点から、合成画像が画面に表示される原理について説明する。以下では、説明を簡単にするために、黒色の画素の輝度を「０」、白色の画素の輝度を「１」として考える。

図１１は、前面パネル６及び背面パネル８の各々がＩＰＳ型の液晶表示パネルである場合において、前面パネル６及び背面パネル８の各画素の輝度とそれらの合成輝度との関係を示す図である。

図１２は、画面を正面から見た場合において、合成画像が画面に表示される原理を説明するための図である。図１２の（ａ）は、画面を正面から見た場合における前面画像を示す図であり、図１２の（ｂ）は、画面を正面から見た場合における背面画像を示す図であり、図１２の（ｃ）は、画面を正面から見た場合における合成画像を示す図である。

図１３は、画面を斜め右方から見た場合において、合成画像が画面に表示される原理を説明するための図である。図１３の（ａ）は、画面を斜め右方から見た場合における前面画像を示す図であり、図１３の（ｂ）は、画面を斜め右方から見た場合における背面画像を示す図であり、図１３の（ｃ）は、画面を斜め右方から見た場合における合成画像を示す図である。

図１４は、画面を斜め左方から見た場合において、合成画像が画面に表示される原理を説明するための図である。図１４の（ａ）は、画面を斜め左方から見た場合における前面画像を示す図であり、図１４の（ｂ）は、画面を斜め左方から見た場合における背面画像を示す図であり、図１４の（ｃ）は、画面を斜め左方から見た場合における合成画像を示す図である。

一般に、ＩＰＳ型の液晶表示パネルでは、液晶の複屈折を利用している。液晶分子が入射光の偏光面と平行である場合には、出射光は、偏光面の向きを変えずに入射光と同じ偏光面となるため、黒表示となる。一方、液晶に電圧を印加することにより、液晶分子が面内で４５°傾いた場合には、出射光は、入射光の偏光面と直交する向きの輝度が最大になる楕円偏光になるため、白表示となる。

そのため、前面パネル６及び背面パネル８がともにＯＦＦである場合には、光は、背面パネル８と前面パネル６とを入射光の偏光面を維持したまま透過し、前面偏光板４の透過軸と直交するため、黒表示（画素の輝度「０」）となる。

一方、前面パネル６及び背面パネル８のいずれか一方のみがＯＮである場合には、ＯＮした側のパネルで直線偏光が楕円偏光になるため、白表示（画素の輝度「１」）となる。

さらに、前面パネル６及び背面パネル８がともにＯＮである場合には、背面パネル８を透過した楕円偏光は、前面パネル６を透過しても楕円偏光（但し、入射した楕円偏光によっては、長軸長及び短軸長の各々の向き又は大きさが異なる場合がある）のままであるため、白表示（画素の輝度「１」）となる。

したがって、上述のように黒表示（画素の輝度「０」）及び白表示（画素の輝度「１」）のみを考えた場合には、前面パネル６及び背面パネル８の各画素の輝度とそれらの合成輝度との関係は、図１１に示すような論理和の関係になる。

次に、図１２を参照しながら、画面を正面から見た場合における、合成画像が画面に表示される原理について説明する。

図１２の（ａ）において着目エリア（太枠で示す）内の網目模様で示すように、前面画像では、第１のパターン５４に対応する画素の輝度を「０」とする。一方、図１２の（ｂ）において着目エリア（太枠で示す）内の網目模様で示すように、背面画像では、例えば数字の「３」を表す情報パターン５８に対応する画素の輝度を「０」とする。

図１２の（ａ）及び（ｂ）に示すように、画面を正面から見た場合には、前面画像の２列目と背面画像の３列目とが重なるようになる。その結果、図１２の（ｃ）に示すように、合成画像では、情報パターン５８に対応する画素の輝度が「０」になり、それ以外の画素の輝度は全て「１」になる。これにより、合成画像では、白地に黒色の数字の「３」が表示されるようになる。

次に、図１３を参照しながら、画面を斜め右方から見た場合における、合成画像が画面に表示される原理について説明する。図１３の（ａ）及び（ｂ）に示すように、画面を右方から見た場合には、前面画像の２列目と背面画像の４列目とが重なるようになる。その結果、図１３の（ｃ）に示すように、合成画像では、輝度「１」の画素の中に輝度「０」の画素が散見されるが、黒色の数字の「３」を視認することはできない。

次に、図１４を参照しながら、画面を斜め左方から見た場合における、合成画像が画面に表示される原理について説明する。図１４の（ａ）及び（ｂ）に示すように、画面を左方から見た場合には、前面画像の２列目と背面画像の２列目とが重なるようになる。その結果、図１４の（ｃ）に示すように、合成画像では、輝度「１」の画素の中に輝度「０」の画素が散見されるが、黒色の数字の「３」を視認することはできない。

［１−４．効果］
上述したように、実施の形態１に係る表示装置２は、前面パネル６と、前面パネル６の背面側に前面パネル６と間隔を置いて配置された背面パネル８と、前面パネル６及び背面パネル８の各々の表示内容を制御する制御回路基板２０とを備える。制御回路基板２０は、背面パネル８に情報パターン５８を表示させる。また、制御回路基板２０は、前面パネル６を平面視した場合に前面パネル６の情報パターン５８と重なる領域に、ユーザ１４に情報パターン５８を視認させるための第１のパターン５４を表示させる。さらに、制御回路基板２０は、前面パネル６を平面視した場合に前面パネル６の情報パターン５８と重ならない領域に、ユーザ１４に情報パターン５８を視認させないための第２のパターン５６を表示させる。

これにより、ユーザ１４は、画面を正面から見た場合には、第１のパターン５４により情報パターン５８を視認することができる。一方、ユーザ１４は、画面を斜めから見た場合には、第２のパターン５６により情報パターン５８を視認することができない。このように前面パネル６及び背面パネル８の各々の表示内容を制御することにより、情報パターン５８が見える視野角を制限することができる。したがって、例えば視野角を制限するための専用の光学部品等を表示装置２の構造に組み込むことなく、簡単な構造で視野角を制限することができる。

さらに、表示装置２は、第１の透過軸１６を有し、前面パネル６の前面側に配置された前面偏光板４と、第２の透過軸１８を有し、背面パネル８の背面側に配置された背面偏光板１０とを備える。制御回路基板２０は、情報パターン５８からの光のうち第１のパターン５４を透過した光の偏光方向が第１の透過軸１６に略平行となるように第１のパターン５４を表示させる。また、制御回路基板２０は、情報パターン５８からの光のうち第２のパターン５６を透過した光の偏光方向が第１の透過軸１６に略垂直となるように第２のパターン５６を表示させる。

これにより、画面を正面から見た場合には、情報パターン５８からの光が第１のパターン５４を透過することにより、当該光を前面偏光板４に透過させることができる。また、画面を斜めから見た場合には、情報パターン５８からの光が第２のパターン５６を透過することにより、当該光を前面偏光板４に透過させないようにすることができる。

さらに、前面パネル６及び背面パネル８の各々は、液晶分子の配向方向が９０°ツイストしたツイステッドネマティック型の液晶表示パネルである。制御回路基板２０は、第１のパターン５４としてＯＦＦ画像を表示させ、且つ、第２のパターン５６としてＯＮ画像を表示させる。

これにより、画面を正面から見た場合には、情報パターン５８からの光が第１のパターン５４を透過することにより、当該光を前面偏光板４に透過させることができる。また、画面を斜めから見た場合には、情報パターン５８からの光が第２のパターン５６を透過することにより、当該光を前面偏光板４に透過させないようにすることができる。

さらに、制御回路基板２０は、前面パネル６を平面視した場合に背面パネル８の第２のパターン５６と重なる領域にダミーパターン６０を表示させる。

これにより、画面を斜めから見た場合に、ダミーパターン６０が画面に表示されるので、どのような情報が情報パターン５８として画面に表示されているかを推測し難くすることができる。

さらに、ダミーパターン６０は、ストライプ状に配置されている。

これにより、画面を斜めから見た場合に、ストライプ形状のダミーパターン６０が画面に表示されることによって、どのような情報が情報パターン５８として画面に表示されているかをより一層推測し難くすることができる。

さらに、ダミーパターン６０は、情報パターン５８と同色である。

これにより、画面を斜めから見る角度が情報パターン５８を視認することができない角度からずれた場合であっても、同色の情報パターン５８の一部とダミーパターン６０の一部とが繋がって見えるようになるので、情報パターン５８を視認し難くすることができる。

［１−５．ダミーパターンの変形例］
次に、図１５を参照しながら、実施の形態１の変形例に係るダミーパターン６０Ａについて説明する。図１５は、実施の形態１の変形例に係るダミーパターン６０Ａを示す平面図である。

図１５に示すように、ダミーパターン６０Ａは、ストライプ形状のパターン画像である。また、ダミーパターン６０ＡのＸ軸方向における幅及び配置間隔は、ランダム（不均一）である。

上記実施の形態１のようにダミーパターン６０の配置が周期的である場合には、画面を斜めから見る角度が情報パターン５８（図３参照）を視認することができない角度から一定の角度ずつずれる毎に、情報パターン５８と第１のパターン５４とが重なり、第三者が情報パターン５８を視認できてしまうおそれがある。

これに対して、本変形例のようにダミーパターン６０Ａの配置を非周期的とすることにより、画面を斜めから見た場合における情報パターン５８と第１のパターン５４とが重なる角度が第１のパターン５４の位置によって異なるようになる。そのため、画面を斜めから見る角度が情報パターン５８を視認することができない角度からずれた場合であっても、情報パターン５８と第１のパターン５４とが重なり難くなり、情報パターン５８を視認し難くすることができる。

（実施の形態２）
次に、図１６及び図１７を参照しながら、実施の形態２について説明する。

［２−１．前面画像及び背面画像］
図１６及び図１７を参照しながら、実施の形態２に係る表示装置により表示される前面画像及び背面画像について説明する。図１６は、実施の形態２に係る表示装置により表示される前面画像及び背面画像を示す平面図である。図１６の（ａ）は、前面画像を示す平面図であり、図１６の（ｂ）は、背面画像を示す平面図である。図１７は、実施の形態２に係る表示装置により表示される合成画像を示す平面図である。図１７の（ａ）は、画面を正面から見た場合における合成画像を示す平面図であり、図１７の（ｂ）は、画面を斜めから見た場合における合成画像を示す平面図である。なお、以下の各実施の形態において、上記実施の形態１と同一の構成要素には同一の符号を付して、その説明を省略する。

実施の形態２に係る表示装置では、前面画像及び背面画像の各形状が上記実施の形態１と異なっている。

図１６の（ａ）に示すように、前面画像制御回路５０（図２参照）は、前面画像として、第１のパターン５４Ｂ及び第２のパターン５６Ｂを前面パネル６（図１参照）に表示させる。第１のパターン５４Ｂは、四角形が千鳥状に配置されたパターン画像（いわゆる、チェックパターン）であり、例えば黒色画像である。第２のパターン５６Ｂは、四角形が千鳥状に配置されたパターン画像であり、例えば白色画像である。第１のパターン５４Ｂ及び第２のパターン５６Ｂは、千鳥状に交互に配置されている。

また、図１６の（ｂ）に示すように、背面画像制御回路５２（図２参照）は、背面画像として、情報パターン５８Ｂ及びダミーパターン６０Ｂを表示させる。情報パターン５８Ｂは、例えば数字の「３」を表す形状が千鳥状に配置されたパターン画像であり、例えば白色画像である。ダミーパターン６０Ｂは、四角形が千鳥状に配置されたパターン画像である。情報パターン５８Ｂ及びダミーパターン６０Ｂは、千鳥状に交互に配置されている。なお、情報パターン５８Ｂとダミーパターン６０Ｂとは同色である。

図１７の（ａ）に示すように、画面を正面から見た場合には、合成画像は、情報パターン５８Ｂと第２のパターン５６Ｂとが千鳥状に交互に配置された画像となる。これにより、ユーザ１４（図１参照）は、情報パターン５８Ｂを視認することができる。

一方、図１７の（ｂ）に示すように、画面を斜めから見た場合には、合成画像は、ダミーパターン６０Ｂと第２のパターン５６Ｂとが千鳥状に交互に配置された画像となる。これにより、ユーザ１４は、情報パターン５８Ｂを視認することができない。

［２−２．効果］
上述したように、本実施の形態では、ダミーパターン６０Ｂは、千鳥状に配置されている。

これにより、画面を斜めから見た場合に、千鳥形状のダミーパターン６０Ｂが画面に表示されることによって、どのような情報が情報パターン５８Ｂとして画面に表示されているかをより一層推測し難くすることができる。

（実施の形態３）
次に、図１８を参照しながら、実施の形態３について説明する。

［３−１．ダミーパターン］
まず、図１８を参照しながら、実施の形態３に係る表示装置により表示されるダミーパターン６０Ｃについて説明する。図１８は、実施の形態３に係るダミーパターン６０Ｃを示す平面図である。

図１８に示すように、本実施の形態では、ダミーパターン６０Ｃの形状及び配置が上記実施の形態１と異なっている。ダミーパターン６０Ｃは、円形が格子状に配置されたパターン画像である。ダミーパターン６０Ｃの大きさ及び配置間隔は均一である。

［３−２．効果］
上述したように、本実施の形態では、ダミーパターン６０Ｃは、円形状を有する。

これにより、円形状のダミーパターン６０Ｃが画面に表示されることによって、どのような情報が情報パターン５８（図３参照）として画面に表示されているかをより一層推測し難くすることができる。

なお、図１８において、円形以外の部分をダミーパターンとしてもよい。このことは、以下に示す変形例においても同様である。

［３−３．変形例］
次に、図１９を参照しながら、実施の形態３の変形例に係るダミーパターン６０Ｄ，６０Ｅ，６０Ｆについて説明する。図１９は、実施の形態３の変形例に係るダミーパターン６０Ｄ，６０Ｅ，６０Ｆを示す平面図である。

図１９の（ａ）に示すように、ダミーパターン６０Ｄは、円形が千鳥状に配置されたパターン画像であり、その配置間隔は均一である。

これにより、上記実施の形態３と同様の効果を得ることができる。

また、図１９の（ｂ）に示すように、ダミーパターン６０Ｅは、円形状を有するパターン画像である。また、ダミーパターン６０Ｅの配置間隔はランダムである。

これにより、上記実施の形態１の変形例と同様の効果を得ることができる。

さらに、図１９の（ｃ）に示すように、ダミーパターン６０Ｆは、円形状を有するパターン画像である。また、ダミーパターン６０Ｆの大きさ及び配置間隔は、ランダムである。

これにより、上記実施の形態１の変形例と同様の効果を得ることができる。

なお、ダミーパターン６０Ｅ，６０Ｆをランダムに配置する方向は、例えば、水平方向（Ｘ軸方向）及び垂直方向（Ｚ軸方向）のうち少なくとも一方の方向であってもよい。

（実施の形態４）
次に、図２０を参照しながら、実施の形態４について説明する。

［４−１．ダミーパターン］
図２０を参照しながら、実施の形態４に係るダミーパターン６０Ｇについて説明する。図１６は、実施の形態４に係るダミーパターン６０Ｇを示す平面図である。

図２０に示すように、本実施の形態では、ダミーパターン６０Ｇの形状及び配置が上記実施の形態１と異なっている。ダミーパターン６０Ｇは、不定形状（例えば瓢箪形状）が千鳥状に配置されたパターン画像である。ダミーパターン６０Ｇの大きさは均一であり、配置間隔はランダムである。

［４−２．効果］
上述したように、本実施の形態では、ダミーパターン６０Ｇは、不定形状を有する。

これにより、不定形状のダミーパターン６０Ｇが画面に表示されることによって、どのような情報が情報パターン５８（図３参照）として画面に表示されているかをより一層推測し難くすることができる。

（他の実施の形態）
以上のように、本出願において開示する技術の例示として、実施の形態を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、適宜、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施の形態にも適用可能である。また、上記実施の形態１〜４及び各変形例で説明した各構成要素を組み合わせて、新たな実施の形態とすることも可能である。

そこで、以下、他の実施の形態を例示する。

上記各実施の形態では、表示装置２をＡＴＭに搭載したが、これに限定されず、例えばパーソナルコンピュータ用の液晶ディスプレイ、スマートフォン又はタブレット端末等に搭載してもよい。

上記各実施の形態では、表示装置２を液晶表示方式としたが、これに限定されず、例えばＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）表示方式、又は、ＥＣ（Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｒｏｍｉｃ）表示方式であってもよい。なお、表示装置２をゲスト−ホスト型液晶方式、ＥＬ方式又はＥＣ方式とした場合には、前面偏光板４及び背面偏光板１０を省略することができる。さらに、表示装置２をＥＬ方式とした場合には、バックライト１２も省略することができる。

上記実施の形態２では、ダミーパターン６０Ｂを、四角形が千鳥状に配置されたパターン画像としたが、これに限定されず、例えば五角形等の多角形が千鳥状に配置されたパターン画像としてもよい。

また、上記実施の形態３では、ダミーパターン６０Ｃを、円形が格子状に配置されたパターン画像としたが、これに限定されず、例えば五角形等の多角形が格子状に配置されたパターン画像としてもよい。

また、上記実施の形態１〜４では、一種類の形状のダミーパターンを配置したが、複数種類の形状のダミーパターンを組み合わせて配置してもよい。例えば、円形のダミーパターンと不定形のダミーパターンとを組み合わせて配置してもよい。

以上のように、本開示における技術の例示として、実施の形態を説明した。そのために、添付図面及び詳細な説明を提供した。

したがって、添付図面及び詳細な説明に記載された構成要素の中には、課題解決のために必須な構成要素だけでなく、上記技術を例示するために、課題解決のためには必須でない構成要素も含まれ得る。そのため、それらの必須ではない構成要素が添付図面や詳細な説明に記載されていることをもって、直ちに、それらの必須ではない構成要素が必須であるとの認定をするべきではない。

また、上述の実施の形態は、本開示における技術を例示するためのものであるから、請求の範囲又はその均等の範囲において種々の変更、置き換え、付加、省略などを行うことができる。

本開示は、画像を表示する表示装置に適用可能である。具体的には、例えばＤＦＤ方式の表示装置等に、本開示は適用可能である。

２ 表示装置
４ 前面偏光板
６ 前面パネル
８ 背面パネル
１０ 背面偏光板
１２ バックライト
１４ ユーザ
１６ 第１の透過軸
１８ 第２の透過軸
２０ 制御回路基板
２２，３２ 液晶表示部
２４，３４ 走査線駆動回路
２６，３６ 映像線駆動回路
２８，３８ 走査線
３０，４０ 映像線
４２ ＬＥＤ光源
４４ 導光板
４６ バックライト制御回路
４８ ＡＣ／ＤＣコンバータ
５０ 前面画像制御回路
５２ 背面画像制御回路
５４，５４Ｂ 第１のパターン
５６，５６Ｂ 第２のパターン
５８，５８Ｂ 情報パターン
６０，６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃ，６０Ｄ，６０Ｅ，６０Ｆ，６０Ｇ ダミーパターン

Claims (10)

1. 前面パネルと、
   前記前面パネルの背面側に前記前面パネルと間隔を置いて配置された背面パネルと、
   前記前面パネル及び前記背面パネルの各々の表示内容を制御する制御部と、を備え、
   前記制御部は、
   前記背面パネルに情報パターンを表示させ、
   前記前面パネルを平面視した場合に前記前面パネルの前記情報パターンと重なる領域に、ユーザに前記情報パターンを視認させるための第１のパターンを表示させ、
   前記前面パネルを平面視した場合に前記前面パネルの前記情報パターンと重ならない領域に、ユーザに前記情報パターンを視認させないための第２のパターンを表示させる
   表示装置。
2. 前記表示装置は、さらに、
   第１の透過軸を有し、前記前面パネルの前面側に配置された前面偏光板と、
   第２の透過軸を有し、前記背面パネルの背面側に配置された背面偏光板と、を備え、
   前記制御部は、
   前記情報パターンからの光のうち前記第１のパターンを透過した光の偏光方向が前記第１の透過軸に略平行となるように前記第１のパターンを表示させ、
   前記情報パターンからの光のうち前記第２のパターンを透過した光の偏光方向が前記第１の透過軸に略垂直となるように前記第２のパターンを表示させる
   請求項１に記載の表示装置。
3. 前記前面パネル及び前記背面パネルの各々は、液晶分子の配向方向が９０°ツイストしたツイステッドネマティック型の液晶表示パネルであり、
   前記制御部は、前記第１のパターンとしてＯＦＦ画像を表示させ、且つ、前記第２のパターンとしてＯＮ画像を表示させる
   請求項２に記載の表示装置。
4. 前記制御部は、さらに、前記前面パネルを平面視した場合に前記背面パネルの前記第２のパターンと重なる領域にダミーパターンを表示させる
   請求項１〜３のいずれか１項に記載の表示装置。
5. 前記ダミーパターンは、ストライプ状に配置されている
   請求項４に記載の表示装置。
6. 前記ダミーパターンは、千鳥状に配置されている
   請求項４に記載の表示装置。
7. 前記ダミーパターンは円形状を有する
   請求項４に記載の表示装置。
8. 前記ダミーパターンは不定形状を有する
   請求項４に記載の表示装置。
9. 前記ダミーパターンの幅、大きさ及び配置間隔のうち少なくとも１つはランダムである
   請求項４〜８のいずれか１項に記載の表示装置。
10. 前記ダミーパターンは、前記情報パターンと同色である
    請求項４〜９のいずれか１項に記載の表示装置。

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