特許 6126989 ディスプレイ装置及びディスプレイ方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6126989

(24)【登録日】2017年4月14日

(45)【発行日】2017年5月10日

(54)【発明の名称】ディスプレイ装置及びディスプレイ方法

(51)【国際特許分類】

   G02F 1/13357 20060101AFI20170424BHJP

   B60R 11/02 20060101ALI20170424BHJP

   F21S 2/00 20160101ALI20170424BHJP

   G09F 9/00 20060101ALI20170424BHJP

   G09G 3/20 20060101ALI20170424BHJP

   G09G 3/34 20060101ALI20170424BHJP

   G09G 3/36 20060101ALI20170424BHJP

   F21Y 101/00 20160101ALN20170424BHJP

   F21Y 103/00 20160101ALN20170424BHJP

   F21Y 115/10 20160101ALN20170424BHJP

【ＦＩ】

   G02F1/13357

   B60R11/02 C

   F21S2/00 433

   F21S2/00 481

   F21S2/00 493

   G09F9/00 336E

   G09F9/00 337C

   G09F9/00 366G

   G09G3/20 611A

   G09G3/20 642F

   G09G3/34 J

   G09G3/36

   F21Y101:00 300

   F21Y103:00

   F21Y115:10

【請求項の数】23

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2013-517379(P2013-517379)

(86)(22)【出願日】2011年7月6日

(65)【公表番号】特表2013-539057(P2013-539057A)

(43)【公表日】2013年10月17日

(86)【国際出願番号】EP2011061439

(87)【国際公開番号】WO2012004318

(87)【国際公開日】20120112

【審査請求日】2013年7月24日

【審判番号】不服2015-4766(P2015-4766/J1)

【審判請求日】2015年3月11日

(31)【優先権主張番号】1011372.8

(32)【優先日】2010年7月6日

(33)【優先権主張国】GB

(73)【特許権者】

【識別番号】512308720

【氏名又は名称】ジャガー ランド ローバー リミテッド

【氏名又は名称原語表記】Ｊａｇｕａｒ Ｌａｎｄ Ｒｏｖｅｒ Ｌｉｍｉｔｅｄ

(74)【代理人】

【識別番号】100100158

【弁理士】

【氏名又は名称】鮫島 睦

(72)【発明者】

【氏名】リー・スクリプチュク

【合議体】

【審判長】 恩田 春香

【審判官】 河原 英雄

【審判官】 星野 浩一

(56)【参考文献】

【文献】 特表２００９−５２１０８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−２６６２９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−２７３４３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−３４３３３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平９−１４６０７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−９６７６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−２１４２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２００７／００４３７７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００９−２７６４６１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

G02F 1/13357

G02F 1/133

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ディスプレイ装置であって、
明るさとコントラストを有する画像を表示するように配置されたディスプレイ部を有し、
前記明るさ又は前記コントラスト若しくはそれらの両方は視野角の関数で与えられ、
前記明るさ又は前記コントラスト若しくはそれらの両方は複数の極大を有し、
各極大は前記装置の異なる主方向に対応しており、
前記異なる主方向は前記ディスプレイ部の平面に垂直な方向でなく、
前記装置は複数の照明手段を有し、
前記複数の照明手段はそれぞれ、前記複数の主方向の一つに平行な方向に沿って光を投射して前記画像を表示するように配置されており、
前記ディスプレイ装置は、前記複数の照明手段のそれぞれの照明強さを他の照明手段とは無関係に且つ前記ディスプレイ装置に入射する周辺の光の強さに基づいて調整し、
前記装置に周辺の光が入射する方向に基づいて、前記複数の照明手段のそれぞれの照明の強さを調整する、ディスプレイ装置。

【請求項2】

周囲の光がディスプレイに入射したときに対応する前記照明手段の一つ又は複数の照明の強さを増加するように配置されており、前記照明手段の一つ又は複数から一つの主方向に沿って投射された光の強さが、前記主方向に沿って前記ディスプレイから反射された光の強さに対して、予め決められたレベルよりも低下した場合、前記主方向に沿った前記装置からの照明の相対的強さが大きくなる、請求項１の装置。

【請求項3】

少なくとも一つの散乱手段を有し、
前記少なくとも一つの照明手段は前記少なくとも一つの散乱手段に向けて光を送るように配置されており、
前記少なくとも一つの散乱手段は、前記少なくとも一つの主方向に平行な方向に光を散乱して前記画像を表示するように配置されている、請求項１又は２のいずれかの装置。

【請求項4】

前記複数の照明手段は、一次元配列、二次元配列、及び三次元配列の中から選択された一つの配列に配置されている、請求項１〜３のいずれかの装置。

【請求項5】

前記複数の照明手段の少なくとも一つは少なくとも一つの照明部材を有する、請求項１〜４のいずれかの装置。

【請求項6】

前記複数の照明手段の少なくとも一つは複数の照明部材を有する、請求項５の装置。

【請求項7】

前記少なくとも一つの照明部材は、ソリッドステート光源と気相励起光源の中から選択された少なくとも一つを有する、請求項５又は６の装置。

【請求項8】

複数の散乱手段を有し、前記複数の散乱手段はそれぞれ、異なる主方向に平行な方向に沿って光を散乱するように配置されている、請求項３，４〜７のいずれかの装置。

【請求項9】

前記複数の散乱手段は、一次元配列、二次元配列、及び三次元配列の中から選択された一つの配列に配置されている、請求項８の装置。

【請求項10】

前記複数の散乱手段はそれぞれ、少なくとも一つの散乱部材を有する、請求項３の装置。

【請求項11】

前記少なくとも一つの散乱部材は、散乱性の散乱部材と光学的な反射散乱部材の中から選択された少なくとも一つを有する、請求項１０の装置。

【請求項12】

ユーザが前記ディスプレイを前記複数の主方向の一つに平行な方向から見ることを必要とするか否かの判断に基づいて、前記複数の照明手段の一つ又は複数を他の照明手段とは無関係に活性化するように選択的に動作可能である、請求項１〜１１のいずれかの装置。

【請求項13】

前記ディスプレイ部は、前記照明手段から該照明手段を介して選択的に光を送り、それにより前記画像にコントラストを導入するように配置されたパネルを有する、請求項１〜１２のいずれかの装置。

【請求項14】

前記パネルは、該パネルを通り、前記主方向のそれぞれに平行な方向に沿って選択的に光を送るように配置されている、請求項１３の装置。

【請求項15】

前記パネルは、該パネルを通り、選択された前記複数の主方向の一つ又は複数に平行な方向に沿って光を送るように動作可能である、請求項１４の装置。

【請求項16】

前記パネルは液晶ディスプレイパネルを有する、請求項１３〜１５のいずれかの装置。

【請求項17】

請求項１〜１６のいずれかのディスプレイ装置を有する乗物。

【請求項18】

前記装置は前記乗物のダッシュボードに設けられており、前記ディスプレイは前記乗物のドライバ又は助手席乗員に見える、請求項１７の乗物。

【請求項19】

前記装置は、前記ディスプレイから正常な着座位置にいる前記ドライバの目に向けて配置された第１の主方向と前記ディスプレイから正常な着座位置にいる前記助手席乗員に向けて配置された第２の主方向を有する、請求項１８の乗物。

【請求項20】

前記装置は、前記助手席乗員が前記乗物に着座しているときだけ、前記第２の主方向に沿って光を送るように配置されている、請求項１９の乗物。

【請求項21】

前記ディスプレイは、前記ドライバが前記乗物に着座しているときだけ、前記第１の主方向に沿って光を送るように配置されている、請求項１９又は２０の乗物。

【請求項22】

画像を表示する方法であって、
前記方法は、
ディスプレイ装置のディスプレイ部に、視野角を関数として変化する明るさ又はコントラスト若しくはそれらの両方を有する画像を表示する工程と、
前記画像の前記明るさ又はコントラスト若しくはそれらの両方を複数の極大を有するように配置する工程を有し、
各極大は前記ディスプレイの異なる主方向に対応しており、
前記異なる主方向は前記ディスプレイ部の平面に垂直な方向でなく、
前記方法はまた、前記ディスプレイ装置に入射する周辺の光の強さを求める工程と、
前記ディスプレイ装置に入射する周辺の光の強さに応じて、前記ディスプレイ装置内に含まれる複数の照明手段の照明の強さを互いに無関係に調整し、前記複数の主方向のそれぞれに平行な方向に光を投射して前記画像を表示する工程と、
前記装置に周辺の光が入射する方向を判断する工程と、
前記周辺の光の入射方向に応じて、前記複数の照明手段のそれぞれの照明の強さを調整する工程を有する、方法。

【請求項23】

前記複数の照明手段の一つから一つの主方向に沿って投射された照明の強さが、前記一つの方向に沿って前記ディスプレイから反射された光の強さに対して、所定レベルよりも低いように周辺の光が前記ディスプレイに入射する場合、前記複数の照明手段の対応する一つ又は複数の照明の強さを増加して、それにより、前記主方向に沿って前記装置から投射される照明の強さを増加する、請求項２２の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、情報を表示するディスプレイ装置、ユーザに対して情報を表示する方法に関する。特に、限定的ではないが、本発明は、輸送手段のオペレータ（例えば、乗物のドライバ、航空機や船のパイロット）に対して情報を表示するために使用されるディスプレイ装置に関する。

【背景技術】

【0002】

ダッシュボードのすぐ前に隣り合わせの座席を有する自動車にあって該ダッシュボードにセンターコンソール式ディスプレイデバイス（装置）を設けることが知られている。このディスプレイ装置は、ドライバと前部助手席の乗員が見ることができ、ナビゲーション情報、オーディオ情報、天気情報、及び通信情報などの情報を含むことができる。

【0003】

そのようなディスプレイ装置の主たる障害が太陽光によるワッシュアウト（washout）として知られている。太陽光によるワッシュアウトは、周辺の光が明るすぎるために、ディスプレイ装置の表示性能が障害発生限度まで又はそれを超えて低下することをいう。すなわち、太陽の光がディスプレイに直接入射するなどのある光条件下では、ディスプレイを見る人がディスプレイ上の情報を読めないことになる。この問題は、主にディスプレイ自体の光学的特性（ディスプレイから出る光の明るさと、ディスプレイがそこに入射する光を反射する反射率）によるものである。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

図１は、自動車のダッシュボードに搭載された公知のＬＣＤディスプレイ装置１を示す概略図である。ドライバＤと助手席乗員Ｐの目の位置が示してある。ディスプレイに垂直な方向Ｎに対して所定角度（視角）θ１をなす方向（装置１の平面にほぼ垂直な平面上に位置する方向）からドライバＤの目がディスプレイ装置１を見ている。

【0005】

助手席乗員Ｐの目は、垂直方向Ｎと所定角度（視角）θ２をなす方向からディスプレイ装置１０を見ている。一般に、自動車の場合、視角θ１とθ２は３０度〜３５度の範囲にある。

【0006】

図２は、視角を関数とするＬＣＤディスプレイの輝度分布図である。ＭＬの符号で示される分布図の中央領域が垂直方向Ｎ（図１）を含み、ディスプレイ１が最大輝度値を生じる視角の範囲を示している。

【0007】

分布図の周縁は、ディスプレイ１の平面方向に対応しており、陰影（シェーディング）は該平面内の方向に沿って見たときにディスプレイが最も低い輝度を生じることを示している。

【0008】

助手席乗員ＰとドライバＤがディスプレイを観察する角度の視角の範囲は分布図上で重なっており、それぞれ点線と符号Ｐ，Ｄで示してある。この視角範囲は、ディスプレイ１からの最大輝度が得られる視角範囲ＭＬを含まない。これは、ドライバＤと助手席乗員Ｐは、ディスプレイ１の平面に垂直な方向からディスプレイを見ることがないからである。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明の一形態では、ディスプレイ装置が提供される。ディスプレイ装置は、
明るさとコントラストを有する画像を表示するために設けられたディスプレイ部を備えており、
前記画像の前記明るさ又は前記コントラスト若しくはそれらの両方は、視角の関数として与えられ、
前記明るさ又は前記コントラスト若しくはそれらの両方は、前記ディスプレイ装置の少なくとも一つの主方向に実質的に平行な方向に沿って少なくとも一つの極大を有する。

【0010】

一実施例において、前記少なくとも一つの主方向は、前記ディスプレイ部の平面に垂直な方向でない。一実施例において、前記少なくとも一つの主方向は、前記ディスプレイ部の平面に９０度未満の角度だけ傾斜している。例えば、前記少なくとも一つの主方向は、前記ディスプレイ部の平面、又は、前記ディスプレイ部の平面に垂直な方向に、約２０度〜４０度の間の角度だけ傾斜している。

【0011】

本発明の実施例は、装置の主方向から前記ディスプレイを見る乗物ドライバにより強い光を提供できるという利点がある。したがって、本発明の実施例は、中央に設けられたディスプレイ装置を有する乗物のコックピット等の環境で、ドライバと助手席乗員が乗物の中心線の両側に該中心線から横方向に離れたそれぞれの位置に座っている場合に好都合である。前記ディスプレイは、東西に、すなわち、ディスプレイからの垂線を乗物の長手方向軸に平行に向けて設けてもよく、その場合、ディスプレイの一方の最大の明るさがドライバの目に向けられ、ディスプレイの別の最大の明るさが助手席乗員の目に向けられる。

【0012】

一般に、自動車に利用されるディスプレイ装置は液晶表示（ＬＣＤ）装置である。ＬＣＤ表示装置の欠点は、ディスプレイに映る画像の明るさとコントラストが、装置を見る方向と装置のディスプレイ平面に垂直な方向との間の角度の関数で与えられる。最大の明るさとコントラストは、ディスプレイ面に垂直な方向に平行な方向から見たときに得られる。

【0013】

ディスプレイに垂直な方向とディスプレイを見る方向との間の角度が大きくなるにしたがって、表示される画像の明るさ（装置のバックライトから得られる照明の強さにも依存する。）と画像コントラスト（装置の液晶（ＬＣ）パネルの特性に一部依存する。）が著しく低下する。

【0014】

場合によっては、ディスプレイの明るさとコントラストが、乗物の中央コンソールディスプレイをドライバ又は助手席から見る角度では、該ディスプレイに垂直な方向からを見るときに比べて、５０％低下する。したがって、ドライバと助手席乗員の視角の外側に散乱する光は有効にその目的に役立たないため、多大なエネルギが浪費されることになる。

【0015】

都合の良いことに、ディスプレイの明るさ及び／又はコントラストは、それぞれの別々の主方向に対応して複数の極大を有する。

【0016】

このことは、ディスプレイを２つ以上の方向（例えば、乗物のドライバの位置に対応した方向と、乗物の一人又はそれ以上の他の乗員）から選択的に見えるようにできるという利点を有する。

【0017】

一つの実施例では、装置は、少なくとも一つの照明手段を有し、少なくとも一つの照明手段から少なくとも一つの主方向に平行な方向に優先的に光を投射して画像を表示するように配置される。

【0018】

「優先的に」とは、前記照明は前記少なくとも一つの主方向に平行な方向に強さの極大を有することを意味する。

【0019】

装置は少なくとも一つの散乱手段を有し得る。該少なくとも一つの照明手段は、少なくとも一つの散乱手段に向けて光を送るように配置される。該少なくとも一つの散乱手段は、前記少なくとも一つの主方向に平行な方向に光を散乱して画像を表示するように配置される。

【0020】

少なくとも一つの散乱手段が設けられていることにより、点照明源のような単一の照明源を配置して比較的小型パッケージ内で実質的に大きな領域を均一に照明できる、という利点が得られる。

【0021】

実施例では、装置は複数の照明源を有する。該複数の照明源のそれぞれは、異なる主方向に平行な方向に沿って光を投射するように配置される。

【0022】

この実施例では、必要に応じて複数の主方向の一つに沿って照明を選択的に投射するように装置を構成できるという利点がある。したがって、一つの主方向に平行に光を投射するように一つの照明手段を配置（例えば、少なくとも一つの散乱手段と組み合わせて配置）する一方、別の主方向に平行に光を投射するように別の照明手段を配置（可能であれば、同一の散乱手段又は少なくとも一つの別の散乱手段と組み合わせて配置）してもよい。

【0023】

複数の照明手段は、一次元配列、二次元配列、及び三次元配列の中から選択された一つの配列で配置することができる。

【0024】

したがって、本発明の実施例では、照明手段は一列に配置してもよい。その列は、一次元配列に対応した実質的にまっすぐな線である。代わりに、照明手段は複数列の形に配置してもよい。複数列は、二次元配列に対応して、ほぼ同一平面上に配置してもよい。その他の配置を用いてもよい。

【0025】

少なくとも一つの照明手段は、少なくとも一つの照明部材を有する。

【0026】

少なくとも一つの照明手段は、複数の照明部材を備えていてもよい。

【0027】

少なくとも一つの照明部材は、ソリッドステート光源と気相励起光源の中から選択された少なくとも一つを有する。

【0028】

装置は、複数の散乱手段を有する。複数の散乱手段はそれぞれ、それぞれの主方向に平行な方向に光を散乱するように配置（対応する照明手段と組み合わせて配置）される。複数の散乱手段は、一次元配列、二次元配列、及び三次元配列の中から選択された一つの配列で配置することができる。

【0029】

したがって、本発明の実施例によっては、散乱手段は一列に配置され得る。その列は、一次元配列に対応した実質的にまっすぐな線である。代わりに、散乱手段は複数列の形に配置してもよい。複数列は、二次元配列に対応して、ほぼ同一平面上に配置してもよい。その他の配置を用いてもよい。

【0030】

複数の散乱手段はそれぞれ、少なくとも一つの散乱部材を有する。

【0031】

少なくとも一つの散乱部材は、散乱性の散乱部材と光学的に反射性の散乱部材の中から選択された少なくとも一つを有する。

【0032】

光学的反射性の散乱部材とは、入射光に対して、部材からの光の反射角が該部材への光の入射角にほぼ等しくなるように配置された部材を意味する。

【0033】

装置は、一つ又は複数の照明手段を選択的に且つ相互に無関係に活性化するように動作可能である。

【0034】

装置は、複数の主方向の一つに平行な方向に沿ってディスプレイを見ることをユーザが要求しているか否かの判断に基づいて一つ又は複数の照明手段を選択的に活性化するように動作可能である。

【0035】

これは、複数の主方向の一つ又は複数に沿ってディスプレイを見ることが要求されていないと判断した場合、ディスプレイの電力消費を低減できるという利点がある。これは、乗物を使う旅行の殆どが一人旅であるため、自動車の場合に特に有利である。

【0036】

また、装置は、周囲の光の強さを検知し、その強さに応じてディスプレイの照明強さを調整するように構成してもよい。

【0037】

さらに、装置は、周辺光のワッシュアウトにより複数の観察者の一人に対するディスプレイの可視性が低下したことを判断して、対応する主方向に平行な照明強さを増加することにより、観察者に対するディスプレイの障害を軽減するように構成してもよい。

【0038】

したがって、装置は、ディスプレイにどの方向から周辺光が入射しているかを検知するように構成されたセンサを設けてもよいし、そのようなセンサに接続してもよい。

【0039】

ディスプレイ部は、照明手段から光を選択的に透過して画像にコントラストを与えるように構成されたパネルを設けてもよい。

【0040】

パネルは、少なくとも一つの主方向に平行な方向に沿って、該パネルに選択的に光を透過させるように配置される。

【0041】

少なくとも一つの主方向に平行に装置から光を投射するために該少なくとも一つの主方向に平行な方向に沿ってバックライトが光を優先的に投射する必要はない、という利点がある。

【0042】

パネルは、複数の主方向に平行な方向に沿って該パネルを光が選択的に透過するように配置される。

【0043】

一つの実施例では、パネルは、複数の別々の主方向のうちから選択された一つ又は複数のものに平行な方向に沿って該パネルを光が透過するように動作可能である。

【0044】

パネルは液晶ディスプレイパネルである。

【0045】

本発明の他の形態によれば、第１の形態に係る装置を有する乗物（自動車）が提供される。

【0046】

装置は、乗物のダッシュボードに搭載され、ディスプレイを乗物のドライバと助手席乗員が観察するものである。

【0047】

装置は、ドライバと助手席乗員が通常の着座位置に居る状態でディスプレイからドライバの目に向けて配置される第１の主方向とディスプレイから助手席乗員の目に向けて配置される第２の主方向を有する。

【0048】

装置は、助手席乗員が乗物に着座しているときだけ、第２の主方向に沿って光を送るように配置することができる。

【0049】

代わりに又は追加的に、装置は、ドライバが乗物に着座しているときだけ、第１の主方向に沿って光を送るように配置してもよい。

【0050】

これは、ドライバ又は乗員が乗物内に居ない場合、居ない場所に向けて光を投射することがないようにディスプレイを構成し、それにより装置の電力消費量を低減することができるという利点がある。この特徴は特に、乗物の付属品による電力消費を抑制することが重要である場合、例えば、電機自動車やハイブリッド電機自動車の場合、特に有効である。

【0051】

本発明の他の形態によれば、画像を表示する方法が提供される。この方法は、明るさとコントラストを有する画像を表示するように配置されたディスプレイ部を有するディスプレイ装置を提供する工程を有する。画像の明るさ及び／又はコントラストは、視角の関数で与えられる。明るさ及び／又はコントラストは、少なくとも一つの装置主方向に実質的に平行な方向に沿って、少なくとも一つの極大を有する。少なくとも一つの主方向は、ディスプレイ部の平面に実質的に垂直な方向ではない。

【0052】

本件出願の範囲内において、特許請求の範囲及び／又は以下の詳細な説明及び図面に、上述した種々の形態、実施例、具体例、特徴、及び代替案が個別に又は他と組み合わせて記載されている。例えば、一つの実施例に関連して開示した特徴は、他の特徴と両立し得ない場合を除いて、すべての実施例に適用可能である。

【図面の簡単な説明】

【0053】

【図1】図１は、自動車のダッシュボードに搭載された公知のＬＣＤディスプレイ装置１０と一般的な装置の観察方向を示す概略図である。

【図2】図２は、公知のＬＣＤディスプレイについて、視角を関数とする明るさの分布図である。

【図3】図３は、本発明の実施例に係るＬＣＤディスプレイについて、視角を関数とする明るさの分布図である。

【図4】図４は、公知のＬＣＤディスプレイ装置の概略図である。

【図5(a)】図５（ａ）は、本発明に係るＬＣＤディスプレイ装置におけるＬＣパネルの平面に垂直な方向に沿って見た該ディスプレイ装置の概略断面図である。

【図5(b)】図５（ｂ）は、本発明の実施例におけるバックライトパネルの正面図である。

【図5(c)】図５（ｃ）は、本発明の他の実施例におけるバックライトパネルの正面図である。

【図6】図６は、本発明の他の実施例に係るＬＣＤディスプレイ装置の概略図である。

【図7】図７は、ホログラフィック光学部材を組み入れたＬＣＤディスプレイ装置の概略図である。

【図8】図８は、本発明の複数の実施例で使用するのに適したバックライト構造の概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0054】

本発明の複数の実施例は、乗物のダッシュボードの中央に搭載されるのに適当で乗物のドライバ及び／又は助手席乗員から良く見えるディスプレイ装置を提供することに関する。

【0055】

本件発明者は、モータ駆動式乗物のダッシュボードの中央に搭載されるＬＣＤディスプレイの視覚的配置や視認条件がＬＣＤ装置製造業者のそれと大きく異なる、と認識している。

【0056】

その理由は、製造業者はできる限り広い視角（すなわち、できる限り１８０度に近い角度範囲）を備えた装置を設計するからである。自動車との関連では、本件の発明者は、乗物ダッシュボードの中央に設けられたディスプレイに必要な視角は比較的限定されていると認識していた。その理由は、図１に示すように、自動車のドライバと助手席乗員の位置はディスプレイの位置に対して実質的に固定されているからである。

【0057】

図３は、本発明の実施例に係るＬＣＤディスプレイに対する視角を関数とする明るさの分布図である。装置は、視角を関数として明るさに２つの極大が存在するように構成される。極大点は、中央配置のディスプレイを有する乗物のドライバと助手席乗員の一般的な視角の範囲に対応して配置されている。図示する実施例において、極大はディスプレイに垂直な方向Ｎに平行な方向に沿って生じていない。

【0058】

本発明の実施例は、装置が生成する最大の明るさに対して、周辺の光が強い状況でディスプレイに問題を生じる恐れが低減するという利点がある。

【0059】

その理由は、ディスプレイに垂直な方向Ｎに沿って最大の明るさを有する従来のディスプレイでは、ドライバや助手席乗員が正常な着座位置から最大輝度の方向に沿ってディスプレイを見ることがない、からである。

【0060】

本発明の実施例に係るディスプレイでは、ドライバと助手席乗員は装置からの最大の明るさによる恩恵を受けることができる。その理由は、装置は、ディスプレイから乗物の中心線の両側にある正規の着座位置に居るドライバ及び／又は助手席乗員の目に向かう方向に沿って最大の明るさが得られるように構成されているからである。

【0061】

幾つかの実施例において、ディスプレイは、ドライバと助手席乗員の目がディスプレイを見る時間の比率に応じて、ドライバと助手席乗員がディスプレイを観察する方向の範囲に最大輝度方向が対応するように配置される。

【0062】

例えば、通常の運転状況でドライバと助手席乗員が座っている時間の９５％に対して、前記方向の範囲はドライバと助手席乗員がディスプレイを見る方向の範囲に対応している。

【0063】

本発明の実施例によれば、ドライバと助手席乗員に向けられた光の強さは従来のディスプレイよりも増すため、ディスプレイは従来のディスプレイよりも低電力で駆動できるし、ディスプレイからドライバや助手席乗員に向かう方向に同程度の強さの光を提供できる、という利点がある。したがって、上述のように、本発明の実施例は、電力消費を減らすことが重要な場面で有利である。

【0064】

本発明の実施例に係るディスプレイ装置は、任意の数の光の強さの極大（一つの極大、２つの極大、それ以上の極大）を有するように配置できる。複数の極大を有する装置の場合、極大の一つはこれが装置のディスプレイ面に垂直な方向Ｎと平行な方向に沿って形成されるように配置される。

【0065】

図４は、公知のＬＣＤデバイス１の概略図である。デバイスは、通常の液晶（ＬＣ）パネル５を有する。液晶パネル５は、液晶パネル５の各ピクセル（画素）をバックライトパネル１０から通過する光の強さを変調するために配置されている。バックライトパネル１０は、ＬＣパネル５を介して、光（典型的には、白色光）を前方（すなわち、バックライトパネル１０とＬＣパネル５の平面に垂直な方向）に投射するように、配置されている。

【0066】

典型的なＬＣＤデバイス１において、デバイスの明るさプロファイル（すなわち、視角の関数として与えられるデバイスの明るさ）は、バックライトパネル１０の一つ又は複数の特性に大きく依存する。一方、イメージ（画像）のコントラストプロファイル（視角の関数として与えられるデバイスのコントラスト）は、ＬＣパネル５の一つ又は複数の特性に大きく依存する。

【0067】

図５（ａ）は、本発明の実施例に係るＬＣＤデバイス１００を示す。デバイス１００はＬＣパネル１０５を有する。ＬＣパネル１０５は、図４に示す従来のパネルのそれに類似している。デバイス１００はまた、バックライトパネル１１０を有する。

【0068】

バックライトパネル１１０には、照明源の第１アレー１１１と第２アレー１１２が設けられている。第１アレー１１１は３つの照明源１１１ａ，１１１ｂ，１１１ｃを有する。これら３つの照明源は、ＬＣパネル１０５を介して、第１の観察者Ｄの目に向けて第１の方向Ｒ１に優先的に照明光（照明光又は照明放射ということもある。）を投射するように配置されている。

【0069】

第２のアレー１１２は、同様に３つの照明源１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃを有し、ＬＣパネル１０５を介して、第２の観察者Ｐの目に向けて第２の方向Ｒ２に優先的に照明光を投射するように配置されている。図５（ａ）の実施例では、Ｒ１とＲ２は、ＬＣパネル１０５の縁に平行でＬＣパネル１０５に垂直な平面に関して対称に配置されている。通常の使用において、デバイス１００は、該デバイス１００を搭載した乗り物の垂直軸に該平面をほぼ平行に向けた状態で配置される。この平面はまた、乗り物の長軸に一致させてもよい。

【0070】

図示する実施例において、Ｒ１はＬＣパネル１０５の平面に対する垂線Ｎと角度α１をなしている。Ｒ２は、垂線Ｎと角度α２をなしている。角度α１、α２は、同一平面上にあって、非平行である。図示する実施例において、角度α１、α２は、共にほぼ３０度に等しい。角度α１、α２は、その他の値であってもよい。例えば、約２０度〜約４０度の範囲、随意に約２５度〜約３５度の値であってもよい。

【0071】

図５（ａ）の実施例のＬＣパネル１０５は、垂線Ｎの方向から見たときに長方形である。ただし、それはその他形状であってもよい。

【0072】

図示する実施例において、バックライトパネル１００の照明源１１１ａ，１１１ｂ，１１１ｃ、１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃは柱状光源である。該光源はそれぞれ、ＬＣパネル１０５を介して柱状照明を投射するように配置されており、そのためにパネルの高さＨに亘って照明が広がる。図５（ｂ）は、パネル１０に対する垂線Ｎに沿って観察した、ディスプレイ１００のバックライトパネル１１０の構成を示す。バックライトパネル１１０の照明光源１１１ａ，１１１ｂ，１１１ｃ、１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃは、隣り合わせ（格子状）に配置されている。

【0073】

第１のアレー１１１の照明源１１１ａ，１１１ｂ，１１１ｃは、該照明源からの光の最大強度の方向が第１の方向Ｒ１にほぼ平行に向けられるように、方向付けられている。同様に、第１のアレー１１２の照明源１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃは、該照明源からの光の最大強度が第２の方向Ｒ２にほぼ平行に向けられるように、方向付けられている。

【0074】

バックライトパネル１１０は、照明の最大強度がパネル１１０から投射される方向Ｒ１，Ｒ２を、照明源の長さ方向（すなわち、図５（ｂ）のｘ軸に沿った方向）の位置関数として、変化させるように配置してもよい。これにより、ほぼ図３に示すように、角度を関数とする照明特性を有するＬＣＤデバイス１００を提供することができる。

【0075】

角度を関するとする他の照明特性を用いることもできる。

【0076】

他の実施例では、照明源は二次元に配置される。すなわち、照明源は、図５（ｃ）に示すように、行と列の配列に配置される。

【0077】

図５（ｃ）は、５行６列の照明源を有するバックライトパネル１１０’を示す。

【0078】

図５（ｃ）において前記アレーの第１列を形成する照明源には１１１ａ，１１１ｂ，１１１ｃ、１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃの符号が付してある。一方、前記アレーの第１行を形成する照明源には１１１ａ，１１１ａ’，１１１ａ’’，１１１ａ’’’，１１１１ａ’’’’の符号が付してある。

【0079】

パネル１１０’の各照明源の方向は、視角の関数であるディスプレイ１００の照明特性が必要な特性（図３に示す特性）にほぼ対応するように、配置される。

【0080】

本発明の実施例に従って、ＬＣＤデバイスには一つ又はそれ以上の集光部材及び／又は光学的拡散装置を組み込んでもよい。例えば、各照明源に、一つの集光部材及び／又は一つの光学的拡散装置を設けてもよい。代わりに、一つの集光部材及び／又は一つの光学的拡散装置を各組の照明源に設けてもよい。さらに、すべての照明源からの光を集光する、及び／又は拡散するために、一つの集光部材及び／又は一つの光学的拡散装置を設けてもよい。

【0081】

図示する実施例において、照明源は、発光ダイオードの形をしたソリッドステート（半導体）光源である。プラズマ光源又は蛍光灯のような気相励起光源を含む他の照明源も利用できる。

【0082】

図６は、ＬＣパネル２０５とバックライトパネル２１０を有する、本発明の他の形態に係るＬＣＤデバイス２００を示す。図示する実施例において、単一の照明源２１１，２１２がそれぞれの方向Ｒ１，Ｒ２に対して設けられており、それぞれの方向に向かって優先的に光が投射される。

【0083】

装置２００は、散乱要素（部材）２２１ａ，２２１ｂ，２２１ｃ，２２１ｄからなる第１のアレー２２１と、散乱要素（部材）２２２ａ，２２２ｂ，２２２ｃ，２２２ｄからなる第２のアレー２２２を有する。第１と第２のアレー２２１，２２２はＬＣパネル２０５にほぼ平行な平面上に配置されている。

【0084】

散乱要素２２１ａ，２２１ｂ，２２１ｃ，２２１ｄからなる第１のアレー２２１は、図６（ａ）に示すように、第１の光源２１１からＬＣパネル２０５を介して、優先的に方向Ｒ１に平行に光を投射するように配置されている。散乱要素２２２ａ，２２２ｂ，２２２ｃ，２２２ｄからなる第２のアレー２２２は、図６（ｂ）に示すように、第２の光源２１２からＬＣパネル２０５を介して、優先的に方向Ｒ２に平行に光を投射するように配置されている。

【0085】

いくつかの実施例において、散乱要素２２１ａ，２２１ｂ，２２１ｃ，２２１ｄと２２２ａ，２２２ｂ，２２２ｃ，２２２ｄは、光を散乱するために散在的に配置されている。別の実施例では、散乱部材は、ミラー部材のような球面反射部材である。鏡面反射部材とは、それに入射する光の散乱角度が反射部材に当たる光の入射角度にほぼ等しいものをいう。

【0086】

その他の構成も利用可能である。

【0087】

本発明の他の実施例では、助手席乗員及び／又はドライバがディスプレイを見る必要の無いときは、助手席乗員Ｐ及び／又はドライバＤの目に向かう光を切って消費電力を節減できる。

【0088】

例えば、助手席に人が座っていないことを検知すると、方向Ｒに沿って乗員Ｐの目に向かう光を遮断できる。助手席に人が座っているか否かの判断は、例えば、助手席に載った重量を測定するなどの公知の手段で行われる。

【0089】

同様に、他の実施例では、ドライバＤの目に向かう光は、ドライバが運転席に座っていないことを検知して遮断することができる。

【0090】

他の実施例では、ＬＣパネル２０５自体を、Ｒ１とＲ２の両方向又は一方の方向に光を優先的に送るように配置してもよい。ある実施例では、このようなことは、ＬＣパネルのＬＣ分子構造を最適化することによって達成される。例えば、インパネル・スイッチング（ＩＰＳ）、マルチ・ドメイン・バーティカル・アレンジメント（ＭＶＡ）又はツイステッド・ネマチック（ＴＮ）などの公知の配列方法を用い、上述のように装置の一人又は複数人の観察者の位置に対応する角度範囲にパネル２０５を通じて光を優先的に送ってもよい。

【0091】

他の実施例では、光学フィルムが設けられる。この光学フィルムは、フィルムに入射する光をドライバＤ及び／又は助手席乗員Ｐの目に向かう方向に向けるように配置される。該フィルムは、ホログラフィック光学部材（ＨＯＥ）であってもよい。

【0092】

図７は、本発明の実施例に係る装置３００を示し、そこでは、バックライトパネル３１０がＨＯＥ３５０を照明するように配置されており、ＨＯＥはＬＣパネル３０５を照明するように配置されている。ＨＯＥ３５０は、２つの方向のそれぞれに光を散乱するように配置されている。上述のように、方向Ｒ１は、装置３００からドライバＤの目に向かうベクトル（又は方向）に対応するように配置されている。一方、方向Ｒ２は、装置から助手席の乗員Ｐの目に向かうベクトル（又は方向）に対応するように配置されている。図８は、本発明の実施例に係る装置のバックライトパネル４１０を示し、そこでは、導波ガイド４１３が該導波ガイドから装置の主要ベクトル（主方向）に沿って優先的に光を投射するように配置されている。

【0093】

導波ガイド４１３は照明源４１１を有する。該照明源は、導波ガイド４１３に沿って光を投射するように、導波ガイドの一端に配置されている。図示する実施例において、入射する光の一部を反射するミラー部材４１４が、導波ガイドに沿って間隔をあけて配置されており、所定角度（９０−θ）度の方向に光を反射するようにしてある。したがって、光は導波ガイドに垂直な方向Ｎに対して所定角度θをもって導波ガイドから出る。導波ガイドに沿って伝播する光ビームの一部が断続的な反射ミラー部材４１４によって部分的に反射される。

【0094】

他の構成の反射部材又は散乱部材を使用してもよい。例えば、ある実施例では、散乱部材は表面改良技術のレーザ照射によって形成される。導波ガイド４１３は、該導波ガイドが組み込まれるディスプレイ装置から出る光が、装置の主要ベクトルに平行な局部的な強度最大値を有するように配置される。

【0095】

図８（ｂ）は、本発明の実施例に係る、ディスプレイ装置に好適なバックライト５１０の他の実施例を示す。バックライト５１０は光源５１１を有する。光源５１１は、テーパ（先細り）形状又は楔形状を有する導波ガイド５１３に光ビームを連結するように配置されている。導波ガイド５１３の前面５１３Ｆは、ＬＣ（又は他の）コントラスト誘導パネルに平行に置かれるように配置されている。導波ガイド５１３の後面５１３Ｒは散乱部材５１４となり、光源５１１からの光を導波ガイド５１３の前面５１３Ｆを介して散乱するように配置される。この結果、光は、ディスプレイ装置から装置の主要ベクトルに平行に優先的に送られる。

【0096】

図５〜図７の装置１００，２００，３００又は図８に示す形式の導波ガイドを含む装置は、図３のプロット（描画）にほぼ相当する、視角を関数とする輝度（明るさ）プロファイルを示すように配置される。その他の配置も利用可能である。例えば、輝度プロファイルは、一つの最大強度を有するものであってもよい。代わりに、輝度プロファイルは２つ又はそれ以上の最大強度を有するものであってもよい。

【0097】

ある実施例では、ディスプレイ装置には一つ又はそれ以上の光センサを設けてもよいし、または、ディスプレイ装置を一つ又はそれ以上の光センサに接続してもよい。その装置は、外部照明（例えば、太陽）がディスプレイに入射する方向に応じて、装置の一つ又は複数の主要ベクトルに沿って投射される光の強度を変えるように配置される。

【0098】

したがって、ドライバや助手席の乗員がディスプレイに表示された情報を読み難い方向からディスプレイに太陽光が直接入射した場合、ドライバや助手席の乗員の場所に応じて主要ベクトルに沿ってディスプレイの照明強度を増加するように装置が配置される。

【0099】

同様に、乗物が陰に入ったり、又は乗物の進行方向が変わることにより、外部照明の方向がドライバや助手席の乗員にとってディスプレイに表示された情報を読み易い方向になった場合、対応する主要方向に沿って投射される照明強度を低減してもよい。

【0100】

以上の特徴は、装置の電力消費を低減するうえで有利である。ある実施例では、この特徴はまた、周辺の照明条件に応じてディスプレイで提供される情報の読みやすさが改善されるために、ディスプレイ装置に対するユーザの楽しみを増加する利点がある。

【0101】

光センサを装置に設けてもよいし、装置とは別に乗物のダッシュボード、外面、又はその他の適当な箇所に設けてもよい。

【0102】

明細書及び特許請求の範囲を通じて、特に説明の無い限り、ある物の単数形の表示はその物を複数有する場合を含むものである。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5(a)】

【図5(b)】

【図5(c)】

【図6(a)】

【図6(b)】

【図7】

【図8(a)】

【図8(b)】