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LCD ディスプレイは、直接見るとまったく正常に見えますが、偏光サングラスを通して見ると著しく暗くなり、場合によってはほぼ黒く見えます。
これは必ずしもディスプレイの明るさの問題ではありません。
その理由は、多くの場合、 二極化に関連しています。従来のLCDは光学系の一部として偏光子を使用していますが、偏光サングラスには別の偏光フィルターが含まれています。これら 2 つの偏光軸の関係に応じて、サングラスは見る人に届く光の量を大幅に減らすことができます。
屋外の 産業用ディスプレイ、自動車計器、携帯機器、およびユーザーが偏光サングラスを着用する可能性のあるその他の用途では、ディスプレイの選択と光学設計の際にこの相互作用を考慮する必要があります。
偏 光子は 、特定の偏光方向の光を優先的に透過する光学フィルターです。
従来の LCD では、偏光子は単なる追加の光学処理ではありません。これらは、ディスプレイが光を制御する方法の基本です。
簡略化された LCD の光路は次のように表すことができます。
バックライト → 偏光子 → 液晶層 → アナライザー → ビューア
TFT-LCD の実際の構造にはさらに多くの光学層が含まれていますが、この単純化されたモデルは、偏光サングラスが画像に影響を与える理由を理解するのに役立ちます。
バックライトは、1 つの偏光方向に制限されない光を生成します。
最初の偏光子はこの光をフィルタリングし、定義された方向の偏光を生成します。
液晶層は、各画素の電気的状態に応じて光の偏光状態を変化させます。
これは、LCD が最終的に 2 番目の偏光子を通過できる光の量を制御する方法です。
2 番目の偏光子は、簡単な説明では検光子として説明されることが多く、光を再度フィルタリングします。
液晶層によって生成される偏光状態に応じて、通過する光の量が異なります。
したがって、観察者はさまざまな明るさのレベルを見て、画像が形成されます。
重要な点は、 偏光が従来の LCD の光学動作に組み込まれていることです。.
これは、別の偏光フィルターをディスプレイの前に置くとすぐに関係します。
偏光サングラスは、偏光方向に応じて光をフィルタリングすることで機能します。
偏光サングラスを通して LCD を見る場合、光路は実質的に次のようになります。
LCD → 偏光ディスプレイライト → サングラス偏光子 → 目
したがって、サングラスはシステム内の別の光学フィルターになります。
偏光関係が良好であれば、表示光の比較的大部分が通過できます。
この関係が悪い場合、目に届く光は大幅に少なくなります。
単純化した比較は次のとおりです。
分極関係 | 典型的な外観 |
|---|---|
好意的な方向性 | ディスプレイは比較的視認性が高いままです |
部分的に交差した向き | ディスプレイが暗く見える |
ほぼ交差した向き | 可視光線の大幅な減少 |
サングラスをかけないとまったく正常に見える LCD が、偏光レンズを通して見ると突然非常に暗く見えるのはこのためです。
単純にディスプレイの輝度を上げることが必ずしも最初の解決策ではないのもこのためです。
主な問題が偏光フィルタリングである場合でも、ディスプレイとサングラスの間の光学的な関係は依然として存在します。
偏光軸が交差方向に近い場合、サングラスはディスプレイからの光を強く抑制できます。
正確な結果はディスプレイの光学構造とサングラス自体に依存するため、すべての LCD が特定の角度で完全に黒になると言うのは誤解を招く可能性があります。
実際には、視覚的な影響は、明るさのわずかな低下から視界の大幅な喪失まで多岐にわたります。
すべての LCD が偏光サングラスで同じように動作するわけではありません。
2 つのディスプレイの対角サイズ、解像度、公称輝度が同じであっても、同じサングラスを通して表示される結果は大きく異なります。
いくつかの要因が考えられます。
LCD の偏光子の向きによって、ディスプレイから出る光の偏光状態が決まります。
これは、偏光サングラスとの互換性を評価する際に最も重要な要素の 1 つです。
LCD 構成が異なれば、光学特性も異なる場合があります。
視野角の動作、コントラスト、偏光応答は、ディスプレイのアーキテクチャや光学スタックによって異なります。
したがって、パネルのサイズと明るさを知っているだけでは、偏光サングラスを通してディスプレイがどのように動作するかを予測するのに十分ではありません。
特に屋外では明るさが依然として重要です。
ただし、明るさと偏光の互換性は別の問題です。
サングラスによってディスプレイの光が大幅に減衰すると、高輝度 LCD が読みにくくなることがあります。
同様に、良好な偏光動作を備えたディスプレイであっても、輝度とコントラストが不十分な場合は屋外での使用が困難になる可能性があります。
ディスプレイは単独では動作しません。
カバー ガラス、接着層、 光学接着、表面処理、その他のコンポーネントは、ユーザーから見える全体的な光学性能に影響を与える可能性があります。
このため、裸の LCD パネルのみを評価すると、最終製品の不完全な全体像が得られる場合があります。
はい。これは、固定ディスプレイまたは回転可能なディスプレイを備えた機器にとって特に重要です。
横向きで評価される LCD を考えてみましょう。
ユーザーは、偏光サングラスを通しても十分に読み取れると感じるかもしれません。
次に、ディスプレイを 90 度回転します。
LCD 自体は変化していませんが、サングラスに対するディスプレイの物理的な向きは変化しています。
サングラスも変わっていません。
ただし、ディスプレイの偏光特性とサングラスの偏光軸の間の相対角度は変化しています。
その結果、ディスプレイが著しく暗くなることがあります。
これがディスプレイを 、機械的に統合した後でも結果が同じであると仮定するのではなく、実際の設置方向でテストする必要がある理由の 1 つです。
固定された産業用 HMI の場合、これは比較的簡単です。完成品で使用される方向をテストします。
回転、傾斜、またはさまざまな方向から見ることができるデバイスの場合、検証要件はより厳しくなります。
これら 2 つの問題は関連していますが、同じではありません。
屋外での可読性は、次のような要因に影響されます。
表示輝度
対比
周囲の照明
表面反射
アンチグレア処理
反射防止処理
カバーガラス
オプティカルボンディング
主な懸念は、以下の間の相互作用です。
液晶偏光
偏光子の配向
サングラスの偏光
ディスプレイの向き
視野角
これについて考えるのに役立つ方法は次のとおりです。
ディスプレイが明るいからといって、自動的に偏光互換性が高いディスプレイになるわけではありません。
たとえば、太陽光がディスプレイを圧倒する場合、バックライトの出力を増やすと効果がある場合があります。
ただし、偏光関係が不利なために偏光サングラスがディスプレイの光の大部分をフィルタリングしている場合、バックライトを追加するだけではその関係は解消されません。
屋外の産業用ディスプレイの場合は、両方の問題に対処する必要がある場合があります。
比較的簡単なテストで、偏光が視認性の問題の原因となっているかどうかを判断できます。
意図した照明条件下でディスプレイを表示してください。
真っ白なテスト画面だけに依存するのではなく、代表的なインターフェイスを使用してください。
産業用 HMI の場合、以下をテストすると便利です。
暗い背景に白い文字
明るい背景に暗い文字
灰色の領域
アイコン
典型的なインターフェイスのグラフィックス
用途がわかっている場合は、実際のサングラスを使用してください。
比較する：
全体の明るさ
対比
テキストの可読性
暗い領域
色の見え方
ディスプレイを固定したまま、サングラスをゆっくりと回転させます。
サングラスが回転すると視認性が大幅に変化する場合は、偏光が問題の原因となっている可能性があります。
これは、ディスプレイ自体を変更せずに相対的な偏光方向を変更するため、実用的な診断に役立ちます。
ディスプレイを別の方向に設置できる場合は、ディスプレイの方向を変更してテストを繰り返してください。
取付角度が固定されている製品の場合は、実際の機械構成をご利用ください。
実験室環境では、製品が実際に使用される条件が再現されない場合があります。
屋外テストでは次のことを考慮する必要があります。
直射日光
反射光
さまざまな視野角
典型的な UI コンテンツ
実際のカバーガラス
実際のサングラス
目的は、単に裸の LCD が動作するかどうかを判断することではありません。
目的は、 完全なディスプレイ アセンブリが実際のアプリケーションで引き続き使用可能かどうかを判断することです。.
はい、ただしこれは直前の修正ではなく、ディスプレイ設計の一部として扱う必要があります。
アプリケーションで偏光サングラスが期待される場合は、LCD の選択および構成時にこの要件を考慮できます。
関連する要因には以下が含まれる可能性があります。
偏光子の配向
ディスプレイの取り付け方向
LCDの光学アーキテクチャ
必要な視野角
輝度
対比
カバーガラス
オプティカルボンディング
環境光
最終的な機械的統合
重要なのは、これらの要因が相互作用することです。
たとえば、ディスプレイは屋外では優れた明るさを備えていますが、ユーザーのサングラスとの偏光関係が依然として不利な場合があります。
別のディスプレイの偏光動作はより適切ですが、意図した環境には輝度が不十分である可能性があります。
したがって、正しい構成はアプリケーションの完全な要件に依存します。
これはの場合に特に重要です。 、LCD、タッチ パネル 、カバー ガラス、FPC、接合構造、および機械的ハウジングがすべて一緒に定義されるカスタマイズされた産業用ディスプレイ
偏光サングラスが使用される可能性がある屋外または産業用途向けの LCD を承認する前に、次の点を確認してください。
工学的要因 | 確認すべきこと |
|---|---|
液晶偏光板 | ディスプレイの偏光方向と光学特性を考慮する |
ディスプレイの向き | 実際の取り付け方向は完成品にてご確認ください |
偏光サングラス | 可能な場合は代表的なサングラスでテストしてください |
視野角 | 必要な視野角で可読性が変化するかどうかを確認する |
輝度 | 実際の周囲光条件での輝度を確認する |
対比 | テストパターンだけでなく実際のインターフェースの可読性もチェック |
カバーガラス | 反射と光透過を評価する |
オプティカルボンディング | 完全な光スタックを検討する |
機械的統合 | 最終的なインストール構成でディスプレイをテストする |
屋外での検証 | 現実的な照明と観察条件下でテストする |
強調する価値のある実践的な教訓が 1 つあります。
偏光サングラスの互換性を明るさのみから常に予測できる仕様として扱わないでください。
これは、ディスプレイの光学システム、見る方向、サングラス、環境の間の相互作用です。
LCD がサングラスなしでは正常に見えても、偏光サングラスをかけると非常に暗くなる場合、最初の疑問は自動的に LCD に明るいバックライトが必要かどうかということではありません。
より有用な開始点は、 ディスプレイとサングラスの偏光関係を確認することです。.
従来の LCD は、通常の光学動作の一部として偏光子に依存しています。偏光サングラス レンズには別の偏光フィルターが追加され、その 2 つの相対的な向きが、見る人に届く光の量に大きな影響を与える可能性があります。
産業用および 屋外用ディスプレイの場合、この問題は、明るさ、コントラスト、カバーガラス、光学的接着、視野角、および最終的なディスプレイの向きとともに評価する必要があります。
言い換えると：
太陽光での視認性と偏光サングラスとの互換性は関連する光学要件ですが、互換性はありません。
最も信頼できるアプローチは、代表的なサングラスと現実的な表示条件を使用して、意図した設置方向で実際のディスプレイ構成をテストすることです。
偏光サングラスの視認性が要件となるアプリケーション向けに、 FANNAL は サングラス読み取り可能および 黒化防止タッチ ディスプレイ ソリューション も提供します. 。これらのソリューションは、屋外および要求の厳しい産業機器向けのアプリケーションの光学、タッチ、機械、および環境要件に合わせてカスタマイズできます。
ディスプレイが偏光サングラスを通しても読み取れる状態を維持する必要がある場合、この要件は、最終製品が構築された後ではなく、ディスプレイの設計段階で対処するのが最適です。
LCD は光学システムの一部として偏光子を使用します。偏光サングラスには別の偏光フィルターが導入されており、この 2 つの偏光フィルターの間に不利な関係があると、目に届くディスプレイ光の量が大幅に減少する可能性があります。
はい、できます。サングラスを回転させると、サングラスの偏光軸と LCD からの偏光の間の角度が変化します。回転中の視認性の大幅な変化は、偏光がディスプレイに影響を与えていることを示す有用な指標です。
必ずしもそうとは限りません。輝度を上げると強い周囲光に対処できる場合がありますが、偏光の不一致は解消されません。サングラスがディスプレイ光を強くフィルタリングしている場合は、光学的関係を個別に評価する必要があります。
さまざまな程度で影響を受ける可能性があります。偏光子の向き、LCD の光学構造、ディスプレイの向き、視野角、サングラスの特性がすべて結果に影響します。
偏光子の構成はディスプレイの設計時に考慮できますが、単に汎用的な代替品ではありません。変更がある場合は、LCD アーキテクチャ、表示方向、光学性能、その他のアプリケーション要件を考慮して評価する必要があります。
はい、ただし互換性は実際のディスプレイ構成を使用して検証する必要があります。屋外での評価では、偏光だけでなく、明るさ、コントラスト、反射、カバーガラス、視野角、意図した設置方向も考慮する必要があります。
