JP2003121779A - 表示装置 - Google Patents
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-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/01—Head-up displays
- G02B27/017—Head mounted
-
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- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
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- Physics & Mathematics (AREA)
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- Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
- Liquid Crystal (AREA)
- Electroluminescent Light Sources (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 近点より近い距離からの単眼視による上記の
拡大観察と、離れた距離での両眼視による等倍観察の双
方を良好に行うことが可能な表示装置を提供する。 【解決手段】 図１に、拡大表示を可能とする光学原理
を示す。バリア素子１０２が開口形成状態のとき、各マ
イクロスポットライトからの射出光（矩形開口部１０３
及びマイクロレンズを通った光）の光線束は自己発光型
表示素子１０１の表示画面から、目のピント面が生理上
合わせることができない近距離（近点より近い距離、例
えば１０〜２０ｍｍ）に近づけた単眼Ｅの瞳面１０８を
照射するよう配置付けられている。目の瞳面から矩形開
口部１０３までの距離をＬ、マイクロレンズ１０４の大
きさをＤ、マイクロレンズ１０４の焦点距離をｆ、矩形
開口の大きさをＷとしたとき、Ｗ≦ｆ×Ｄ／Ｌとして、
隣り合う画素１０７の虚像が重ならないようにした。
拡大観察と、離れた距離での両眼視による等倍観察の双
方を良好に行うことが可能な表示装置を提供する。 【解決手段】 図１に、拡大表示を可能とする光学原理
を示す。バリア素子１０２が開口形成状態のとき、各マ
イクロスポットライトからの射出光（矩形開口部１０３
及びマイクロレンズを通った光）の光線束は自己発光型
表示素子１０１の表示画面から、目のピント面が生理上
合わせることができない近距離（近点より近い距離、例
えば１０〜２０ｍｍ）に近づけた単眼Ｅの瞳面１０８を
照射するよう配置付けられている。目の瞳面から矩形開
口部１０３までの距離をＬ、マイクロレンズ１０４の大
きさをＤ、マイクロレンズ１０４の焦点距離をｆ、矩形
開口の大きさをＷとしたとき、Ｗ≦ｆ×Ｄ／Ｌとして、
隣り合う画素１０７の虚像が重ならないようにした。
Description
【０００１】
【発明が属する技術分野】本発明は、表示内容の片目に
よる拡大観察が可能な表示装置に関する。また、モバイ
ル機器や携帯電話等の小型画面を有する情報機器の表示
画面として、明視の距離以上離れた位置から両眼視で観
察するための等倍表示と、目の近点より近い位置から片
目で観察するための拡大表示とを切り替え可能にした表
示装置に関する。
よる拡大観察が可能な表示装置に関する。また、モバイ
ル機器や携帯電話等の小型画面を有する情報機器の表示
画面として、明視の距離以上離れた位置から両眼視で観
察するための等倍表示と、目の近点より近い位置から片
目で観察するための拡大表示とを切り替え可能にした表
示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】この種の小型表示画面の片目（単眼視）
での拡大観察方法は、ヘッドマウントディスプレイ装置
（ＨＭＤ）に用いられていた。しかしながら拡大観察の
ために大きな光学的なスペースを要し、かつ通常の離れ
た距離での両眼視による１画面の等倍観察はできなかっ
た。
での拡大観察方法は、ヘッドマウントディスプレイ装置
（ＨＭＤ）に用いられていた。しかしながら拡大観察の
ために大きな光学的なスペースを要し、かつ通常の離れ
た距離での両眼視による１画面の等倍観察はできなかっ
た。
【０００３】図７には、この光学スペースを省くものと
して特開平１０−１７０８６０号公報に開示された表示
装置を示す。同図において、２は接眼側マイクロレンズ
アレイ、３は透過型液晶表示素子、４１は集光マイクロ
レンズアレイ、４２は平行光化マイクロレンズアレイ、
５は平面バックライト、８は微小発光点となる開口９を
有する拡散孔シート、Ｅは観察者の眼球、Ｏはその瞳で
ある。この表示装置は各画素からの射出光を眼球に導く
マイクロレンズを含む接眼光学系を有している。
して特開平１０−１７０８６０号公報に開示された表示
装置を示す。同図において、２は接眼側マイクロレンズ
アレイ、３は透過型液晶表示素子、４１は集光マイクロ
レンズアレイ、４２は平行光化マイクロレンズアレイ、
５は平面バックライト、８は微小発光点となる開口９を
有する拡散孔シート、Ｅは観察者の眼球、Ｏはその瞳で
ある。この表示装置は各画素からの射出光を眼球に導く
マイクロレンズを含む接眼光学系を有している。
【０００４】しかしながら、これは、ＨＭＤとしての光
の利用効率を上げた薄型の表示装置を提供しようとする
ものであり、離れた距離での両眼視による画面の観察に
は全く適さない。
の利用効率を上げた薄型の表示装置を提供しようとする
ものであり、離れた距離での両眼視による画面の観察に
は全く適さない。
【０００５】つまり、図７のように、マイクロレンズ２
が液晶表示素子３の表面側に配置された場合、これを離
れた位置から両眼視で観察しようとすると、輻輳（ｃｏ
ｎｖｅｒｇｅｎｃｅ）により両眼の視軸が表示素子面
（表示面）で交差する状態であるにもかかわらずマイク
ロレンズ２のレンズ作用によって素子面から離れた位置
に虚像画面が表示されるため、画面が二重になって観察
されてしまう。
が液晶表示素子３の表面側に配置された場合、これを離
れた位置から両眼視で観察しようとすると、輻輳（ｃｏ
ｎｖｅｒｇｅｎｃｅ）により両眼の視軸が表示素子面
（表示面）で交差する状態であるにもかかわらずマイク
ロレンズ２のレンズ作用によって素子面から離れた位置
に虚像画面が表示されるため、画面が二重になって観察
されてしまう。
【０００６】このため、表示面から離れた距離では表示
画面を良好には観察できない。また、マイクロレンズと
画素の重なりは偏心しているため、隣の開口の光が入り
込むクロストークが発生し画面を劣化させる。また、マ
イクロレンズの境界と表示素子の画素境界によりモアレ
が発生して、画面を劣化させる。
画面を良好には観察できない。また、マイクロレンズと
画素の重なりは偏心しているため、隣の開口の光が入り
込むクロストークが発生し画面を劣化させる。また、マ
イクロレンズの境界と表示素子の画素境界によりモアレ
が発生して、画面を劣化させる。
【０００７】図８には、特開平５−３２８２６１号公報
及び特開平６−４３３９１号公報に開示された表示装置
を示す。同図の表示装置は、ＨＭＤ用としてコンパクト
かつ解像よく映像を表示できるものの、フィールドレン
ズを用いているため、離れた距離での観察はできない。
また、これらもマイクロレンズを接眼光学系の一部とし
て、表示装置の表面側に配置しているため、マイクロレ
ンズの境界と画素の境界とで、モアレを発生し、離れた
距離での両眼視による画面観察には向かない。
及び特開平６−４３３９１号公報に開示された表示装置
を示す。同図の表示装置は、ＨＭＤ用としてコンパクト
かつ解像よく映像を表示できるものの、フィールドレン
ズを用いているため、離れた距離での観察はできない。
また、これらもマイクロレンズを接眼光学系の一部とし
て、表示装置の表面側に配置しているため、マイクロレ
ンズの境界と画素の境界とで、モアレを発生し、離れた
距離での両眼視による画面観察には向かない。
【０００８】以上のように、拡大虚像の観察手段は、離
れた距離での画面観察に対応できないという問題があっ
た。
れた距離での画面観察に対応できないという問題があっ
た。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明は、表
示内容の近距離での単眼視による拡大観察が可能で、か
つ軽量化及び薄型化が可能な表示装置を提供することを
課題としている。
示内容の近距離での単眼視による拡大観察が可能で、か
つ軽量化及び薄型化が可能な表示装置を提供することを
課題としている。
【００１０】また、本発明は、近点より近い距離からの
単眼視による上記の拡大観察と、離れた距離での両眼視
による等倍観察の双方を良好に行うことが可能な表示装
置を提供することを課題としている。
単眼視による上記の拡大観察と、離れた距離での両眼視
による等倍観察の双方を良好に行うことが可能な表示装
置を提供することを課題としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】よって本発明は、２次元
的に配列された画素を有する自己発光型の画像表示手段
と、該画像表示手段の各画素に対応してその画素の一部
に有する微小発光点と、前記２次元的に配列された各微
小発光点からの射出光を導く微小光学素子とを備え、各
微小発光点とそれに対応する微小光学素子を結ぶ光軸が
目の近点より近い所定の点で実質的に交わり、該微小光
学素子がそれに対応する微小発光点の虚像を該所定の点
から明視の距離以上離れた位置に結ぶように配置されて
いることを特徴とする表示装置を提供する。
的に配列された画素を有する自己発光型の画像表示手段
と、該画像表示手段の各画素に対応してその画素の一部
に有する微小発光点と、前記２次元的に配列された各微
小発光点からの射出光を導く微小光学素子とを備え、各
微小発光点とそれに対応する微小光学素子を結ぶ光軸が
目の近点より近い所定の点で実質的に交わり、該微小光
学素子がそれに対応する微小発光点の虚像を該所定の点
から明視の距離以上離れた位置に結ぶように配置されて
いることを特徴とする表示装置を提供する。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
図面を用いて説明する。
図面を用いて説明する。
【００１３】本発明に係る第１の表示装置は、２次元的
に配列された画素を有する自己発光型の画像表示手段
と、該画像表示手段の各画素に対応して画素の一部に微
小発光点を有し、前記２次元的に配列され各微小発光点
からの射出光を導く微小光学素子とを有し、各微小発光
点とそれに対応する微小光学素子を結ぶ光軸（すなわち
それぞれの光学的中心を通る光）が眼の近点より近い所
定の点で実質的に交わり、かつ該微小光学素子がそれに
対応する微小発光点の虚像を該所定の点から明視の距離
以上離れた位置に結ぶように配置されている。
に配列された画素を有する自己発光型の画像表示手段
と、該画像表示手段の各画素に対応して画素の一部に微
小発光点を有し、前記２次元的に配列され各微小発光点
からの射出光を導く微小光学素子とを有し、各微小発光
点とそれに対応する微小光学素子を結ぶ光軸（すなわち
それぞれの光学的中心を通る光）が眼の近点より近い所
定の点で実質的に交わり、かつ該微小光学素子がそれに
対応する微小発光点の虚像を該所定の点から明視の距離
以上離れた位置に結ぶように配置されている。
【００１４】例えば本実施形態のように、光軸は観察者
の瞳の瞳面と屈折率制御型平板素子（マイクロレンズ状
態）との距離が目の近点距離（瞳から近点までの距離）
よりも短い状態で配置された場合、自己発光素子内の全
領域に配置されている微小発光点のそれぞれから、各微
小発光点に対応するマイクロレンズを経て瞳に届く光の
光軸が瞳面上で交わっている。
の瞳の瞳面と屈折率制御型平板素子（マイクロレンズ状
態）との距離が目の近点距離（瞳から近点までの距離）
よりも短い状態で配置された場合、自己発光素子内の全
領域に配置されている微小発光点のそれぞれから、各微
小発光点に対応するマイクロレンズを経て瞳に届く光の
光軸が瞳面上で交わっている。
【００１５】平均的な眼は、瞳から８０ｍｍ〜１００ｍ
ｍの範囲に近点と呼ばれる生理上、特に意識せずにピン
トが合わせられる限界点を想定できる。明視の距離は２
５０ｍｍである。したがって、汎用の表示装置において
は、前記表示面と所定の点である瞳（眼）との距離は５
〜５０ｍｍ程度、前記所定の点から微小発光点の虚像が
結ばれる位置までの距離は２５０ｍｍ〜∞、好ましくは
１〜５ｍに設定すればよい。
ｍの範囲に近点と呼ばれる生理上、特に意識せずにピン
トが合わせられる限界点を想定できる。明視の距離は２
５０ｍｍである。したがって、汎用の表示装置において
は、前記表示面と所定の点である瞳（眼）との距離は５
〜５０ｍｍ程度、前記所定の点から微小発光点の虚像が
結ばれる位置までの距離は２５０ｍｍ〜∞、好ましくは
１〜５ｍに設定すればよい。
【００１６】従来のＨＭＤのように拡大虚像を観察させ
る表示装置においては、表示面の観察者側に接眼光学系
を配置し、表示面を物面としてその虚像を観察させてい
た。本発明によれば、微小光学素子の背面に画像表示手
段及び微小発光点を配置し、微小光学素子により拡大し
た微小発光点の虚像群を観察させている。すなわち、微
小発光点の配置面を物面として微小発光点群が作り出す
画像の拡大虚像を観察させている。このように従来とは
異なる思想による本発明によれば、拡大虚像を作り出す
ための接眼光学系が不要となり、表示装置をより薄く軽
量に構成することができる。
る表示装置においては、表示面の観察者側に接眼光学系
を配置し、表示面を物面としてその虚像を観察させてい
た。本発明によれば、微小光学素子の背面に画像表示手
段及び微小発光点を配置し、微小光学素子により拡大し
た微小発光点の虚像群を観察させている。すなわち、微
小発光点の配置面を物面として微小発光点群が作り出す
画像の拡大虚像を観察させている。このように従来とは
異なる思想による本発明によれば、拡大虚像を作り出す
ための接眼光学系が不要となり、表示装置をより薄く軽
量に構成することができる。
【００１７】本発明に係る第２の表示装置は、第１の表
示装置において、前記自己発光型の表示手段の光を各画
素に対応して２次元的に配列された開口を通して透過す
る状態と全面で透過する状態とに切り替え可能なバリア
手段と、これに連動してマイクロレンズ形成状態と平板
状態を切り替え可能な微小光学素子で構成している。
示装置において、前記自己発光型の表示手段の光を各画
素に対応して２次元的に配列された開口を通して透過す
る状態と全面で透過する状態とに切り替え可能なバリア
手段と、これに連動してマイクロレンズ形成状態と平板
状態を切り替え可能な微小光学素子で構成している。
【００１８】この構成によれば、バリア手段が表示手段
の光が開口を通して透過する状態で微小光学素子はマイ
クロレンズの機能を有し、第１の表示装置と同一の構成
となり、表示面に対し目の近点より近い距離からの拡大
観察のための表示が行われる。一方、バリア手段が画像
表示装置の光を全面透過する状態で微小素子は非屈折と
切り替え、画像表示素子が明視の距離以上離れた距離か
らの等倍観察できる。
の光が開口を通して透過する状態で微小光学素子はマイ
クロレンズの機能を有し、第１の表示装置と同一の構成
となり、表示面に対し目の近点より近い距離からの拡大
観察のための表示が行われる。一方、バリア手段が画像
表示装置の光を全面透過する状態で微小素子は非屈折と
切り替え、画像表示素子が明視の距離以上離れた距離か
らの等倍観察できる。
【００１９】本発明に係る第３の表示装置は、第１の表
示装置において、前記自己発光型の表示手段の各画素に
対応してその一部に微小発光点領域を設け、２次元的に
配列された発光点のみ発光する状態（１つの画素の中で
微小発光点領域を除いた部分である他の部分は非発光又
は黒表示）で第２の画像を表示する状態と、全面で発光
する第１の画像を表示する状態とに切り替え可能に構成
し、これに連動してマイクロレンズ形成状態と平板状態
を切り替え可能な微小光学素子で構成している。本発明
において微小発光領域と微小発光点領域という言葉を用
いているが、同じ領域をさしている言葉であるが、微小
発光領域とは非発光状態を指し、微小発光点領域とは発
光状態を指すと便宜的に区別する。全面表示の場合は第
１の表示画像と第２の表示画像は同じである必要があ
る。同じでないと、２つの像が重なって表示されること
になる。画面全体に対して微小発光領域の面積が小さい
ので、微小発光領域からの像は弱くなるが重なった像は
ない方がよい。ただし、同じ画像にしなくても、微小領
域が黒であれば像は重ならずにすむ。また、微小発光領
域の面積が画素面積と比べて極端に小さければ、微小発
光領域は黒表示にしてすなわち微小発光点領域を除く他
の部分の発光を発光状態（以下、「全面発光状態」と称
する。）に代えてもよい。
示装置において、前記自己発光型の表示手段の各画素に
対応してその一部に微小発光点領域を設け、２次元的に
配列された発光点のみ発光する状態（１つの画素の中で
微小発光点領域を除いた部分である他の部分は非発光又
は黒表示）で第２の画像を表示する状態と、全面で発光
する第１の画像を表示する状態とに切り替え可能に構成
し、これに連動してマイクロレンズ形成状態と平板状態
を切り替え可能な微小光学素子で構成している。本発明
において微小発光領域と微小発光点領域という言葉を用
いているが、同じ領域をさしている言葉であるが、微小
発光領域とは非発光状態を指し、微小発光点領域とは発
光状態を指すと便宜的に区別する。全面表示の場合は第
１の表示画像と第２の表示画像は同じである必要があ
る。同じでないと、２つの像が重なって表示されること
になる。画面全体に対して微小発光領域の面積が小さい
ので、微小発光領域からの像は弱くなるが重なった像は
ない方がよい。ただし、同じ画像にしなくても、微小領
域が黒であれば像は重ならずにすむ。また、微小発光領
域の面積が画素面積と比べて極端に小さければ、微小発
光領域は黒表示にしてすなわち微小発光点領域を除く他
の部分の発光を発光状態（以下、「全面発光状態」と称
する。）に代えてもよい。
【００２０】更に図５を用いて説明する。
【００２１】図５は画素を画素面上から模式的に表した
図である。本図では４つの画素５０１が図示されてい
る。
図である。本図では４つの画素５０１が図示されてい
る。
【００２２】画素５０１は互いに離間して配置されてい
る。画素５０１はそれぞれ画素面内に微小発光領域５０
２を有している。微小発光領域５０２は画素５０１に対
して面積が小さい。図５において微小発光領域５０２は
画素５０１の隅部に設けられているが適宜その位置を画
素５０１内で隅部以外に配置してもよい。
る。画素５０１はそれぞれ画素面内に微小発光領域５０
２を有している。微小発光領域５０２は画素５０１に対
して面積が小さい。図５において微小発光領域５０２は
画素５０１の隅部に設けられているが適宜その位置を画
素５０１内で隅部以外に配置してもよい。
【００２３】この構成によれば、表示手段が微小発光領
域の発光状態すなわち微小発光点領域で微小光学素子は
マイクロレンズの機能を有し、第１の表示装置と同一の
構成となり、表示面に対し目の近点より近い距離からの
拡大観察のための表示が行われる。一方、表示手段が全
面の発光状態で、微小素子は非屈折と切り替え、画像表
示素子が明視の距離以上離れた距離からの等倍観察でき
る。
域の発光状態すなわち微小発光点領域で微小光学素子は
マイクロレンズの機能を有し、第１の表示装置と同一の
構成となり、表示面に対し目の近点より近い距離からの
拡大観察のための表示が行われる。一方、表示手段が全
面の発光状態で、微小素子は非屈折と切り替え、画像表
示素子が明視の距離以上離れた距離からの等倍観察でき
る。
【００２４】以下、更に本発明の実施形態について説明
する。
する。
【００２５】本発明の好ましい実施形態に係る表示装置
は、自己発光型の有機ＥＬを用いた画像表示手段からの
射出光に対し全面透過状態と矩形の微小開口をマトリッ
クス状に配置された矩形開口形成状態とに切り替え制御
されるバリア素子、およびその矩形開口形成状態におい
て各開口部に概ね焦点を合わせた屈折率可変の平板素子
（マイクロレンズ形成状態）から構成される。
は、自己発光型の有機ＥＬを用いた画像表示手段からの
射出光に対し全面透過状態と矩形の微小開口をマトリッ
クス状に配置された矩形開口形成状態とに切り替え制御
されるバリア素子、およびその矩形開口形成状態におい
て各開口部に概ね焦点を合わせた屈折率可変の平板素子
（マイクロレンズ形成状態）から構成される。
【００２６】バリア素子について説明する。
【００２７】図６はバリア素子の面のうち画素面と対向
する面を模式的に表した図である。図６（ａ）はバリア
素子が全面透過領域状態にある場合を示す。また図６
（ｂ）は全面透過領域が不透過の状態で、微小開口領域
が開口している状態を示す。
する面を模式的に表した図である。図６（ａ）はバリア
素子が全面透過領域状態にある場合を示す。また図６
（ｂ）は全面透過領域が不透過の状態で、微小開口領域
が開口している状態を示す。
【００２８】図６（ａ）において全面透過領域６０１は
画素面に対応して形成されている。図６では全面透過領
域６０１を８つ図示している。また全面透過領域６０１
の面内部に微小開口領域６０２が設けられている。そし
て全面透過領域６０１が不透過の状態の場合、図６
（ｂ）のように全面透過領域６０１が不透過すなわちバ
リア部６０３となる。図６（ｂ）において微小開口領域
６０４はバリア部６０３内に設けられていることを図示
している。このように本発明においてバリア素子は全面
透過領域６０１が不透過のバリア部６０３を兼ねる。も
ちろんバリア部６０３は全面透過領域６０１を兼ねる。
画素面に対応して形成されている。図６では全面透過領
域６０１を８つ図示している。また全面透過領域６０１
の面内部に微小開口領域６０２が設けられている。そし
て全面透過領域６０１が不透過の状態の場合、図６
（ｂ）のように全面透過領域６０１が不透過すなわちバ
リア部６０３となる。図６（ｂ）において微小開口領域
６０４はバリア部６０３内に設けられていることを図示
している。このように本発明においてバリア素子は全面
透過領域６０１が不透過のバリア部６０３を兼ねる。も
ちろんバリア部６０３は全面透過領域６０１を兼ねる。
【００２９】この状態において、マイクロレンズの焦点
距離に微小開口が配置されており、微小開口から出た光
はマイクロレンズによって概平行光線束に変換される。
このようにマイクロスポットライトが構成される。
距離に微小開口が配置されており、微小開口から出た光
はマイクロレンズによって概平行光線束に変換される。
このようにマイクロスポットライトが構成される。
【００３０】この光軸は、有機ＥＬ表示素子の表示面か
ら生理上ピントを合わせることができない近距離（近点
より近距離）に近づけた単眼の瞳面上で概ね一点に合わ
せられる。そのためそれぞれの矩形開口と対応するマイ
クロレンズと対応する画素は瞳面上で光軸を一点に合致
させるため配置付けられる。
ら生理上ピントを合わせることができない近距離（近点
より近距離）に近づけた単眼の瞳面上で概ね一点に合わ
せられる。そのためそれぞれの矩形開口と対応するマイ
クロレンズと対応する画素は瞳面上で光軸を一点に合致
させるため配置付けられる。
【００３１】また、マイクロスポットライトの指向性を
増すために、全面透過状態と大きめの矩形開口形成状態
とに切り替え制御される第２のバリア素子を第１のバリ
ア素子と屈折率可変（すなわち屈折力可変ともいうこと
ができる）の平板素子の間に入れると、クロストークが
減じてよりよい画像表示が得られる。
増すために、全面透過状態と大きめの矩形開口形成状態
とに切り替え制御される第２のバリア素子を第１のバリ
ア素子と屈折率可変（すなわち屈折力可変ともいうこと
ができる）の平板素子の間に入れると、クロストークが
減じてよりよい画像表示が得られる。
【００３２】マイクロレンズの焦点を概ね矩形開口部の
近傍に合わせることにより、開口部の虚像を目のピント
が合わせられる距離（例えば２５０ｍｍ〜∞）に形成で
きる。すなわち、瞳は表示画面に近付きすぎるため、画
面の表面を観察できず、虚像を観察する結果となり拡大
画面を観察できる。
近傍に合わせることにより、開口部の虚像を目のピント
が合わせられる距離（例えば２５０ｍｍ〜∞）に形成で
きる。すなわち、瞳は表示画面に近付きすぎるため、画
面の表面を観察できず、虚像を観察する結果となり拡大
画面を観察できる。
【００３３】マイクロスポットライトの光線束の瞳への
最大入射角度によって、表示画面と瞳面までの距離で決
まる虚像（表示画面）の大きさが決まる。マイクロレン
ズによる各画素の拡大率と表示画面の拡大率が互いに独
立となるが、開口の大きさが隣り合う画素で重ならない
ように決める。
最大入射角度によって、表示画面と瞳面までの距離で決
まる虚像（表示画面）の大きさが決まる。マイクロレン
ズによる各画素の拡大率と表示画面の拡大率が互いに独
立となるが、開口の大きさが隣り合う画素で重ならない
ように決める。
【００３４】そのため、眼球の瞳面から表示画面までの
距離をＬ、マイクロレンズの大きさをＤ（例えばマイク
ロレンズの対角の長さをＤ）、マイクロレンズの焦点距
離をｆ、マイクロレンズに対応して開口の対角の長さを
Ｗとすれば、瞳面から虚像面までの距離が十分大きい場
合には、Ｗ≦ｆ×Ｄ／Ｌとすればよい。
距離をＬ、マイクロレンズの大きさをＤ（例えばマイク
ロレンズの対角の長さをＤ）、マイクロレンズの焦点距
離をｆ、マイクロレンズに対応して開口の対角の長さを
Ｗとすれば、瞳面から虚像面までの距離が十分大きい場
合には、Ｗ≦ｆ×Ｄ／Ｌとすればよい。
【００３５】また、離れた位置から画面を両眼視で観察
する場合においては、バリア素子を全面透過状態に切り
替えて、マイクロスポットライトの機能をなくし、かつ
屈折率可変の平板素子を非屈折に連動して切り替える。
そして、直接有機ＥＬ表示素子の表示面を観察する。
する場合においては、バリア素子を全面透過状態に切り
替えて、マイクロスポットライトの機能をなくし、かつ
屈折率可変の平板素子を非屈折に連動して切り替える。
そして、直接有機ＥＬ表示素子の表示面を観察する。
【００３６】すなわち、本実施形態では、自己発光型の
小型ディスプレイパネルの画面を観察する場合におい
て、マイクロスポットライト法と、通常の画面表示に切
り替える。そして、単眼を近接させて覗き込む状態で
は、マイクロスポットライト法に切り替え、矩形開口の
拡大虚像の観察を可能とする。また、通常の画面表示に
切り替えた場合は、離れた距離での両眼視での表示画面
の観察を可能とする。これにより、携帯電話等の小型画
面の拡大観察も可能とする。
小型ディスプレイパネルの画面を観察する場合におい
て、マイクロスポットライト法と、通常の画面表示に切
り替える。そして、単眼を近接させて覗き込む状態で
は、マイクロスポットライト法に切り替え、矩形開口の
拡大虚像の観察を可能とする。また、通常の画面表示に
切り替えた場合は、離れた距離での両眼視での表示画面
の観察を可能とする。これにより、携帯電話等の小型画
面の拡大観察も可能とする。
【００３７】本実施形態において、マイクロレンズは例
えば屈折率可変の平板素子で構成する。屈折率可変の平
板素子としては液晶パネル素子を用いることができる。
また、バリア素子としても液晶パネル素子を用いること
ができる。
えば屈折率可変の平板素子で構成する。屈折率可変の平
板素子としては液晶パネル素子を用いることができる。
また、バリア素子としても液晶パネル素子を用いること
ができる。
【００３８】液晶パネル素子の一例をあげるとすれば、
マトリックス状に配列された透明な円形パターン電極を
有する２枚の電極基板が複数あり、その間に液晶が設け
られた素子を挙げることができる。この液晶パネルはポ
リマースペーサを介し、各電極を対向させて重ねあわ
せ、ポリマースペーサによって形成された隙間に液晶を
封入することによって形成されたものである。
マトリックス状に配列された透明な円形パターン電極を
有する２枚の電極基板が複数あり、その間に液晶が設け
られた素子を挙げることができる。この液晶パネルはポ
リマースペーサを介し、各電極を対向させて重ねあわ
せ、ポリマースペーサによって形成された隙間に液晶を
封入することによって形成されたものである。
【００３９】全円形パターンに一斉に同一電圧を印加し
て、対向する円形パターン間に不均一電界を生じさせ、
この電界に沿って液晶分子を再配向することで屈折率分
布を生じさせマイクロレンズ状態とし、一方、電圧を除
くことで、平板状態に切り替えることができる。
て、対向する円形パターン間に不均一電界を生じさせ、
この電界に沿って液晶分子を再配向することで屈折率分
布を生じさせマイクロレンズ状態とし、一方、電圧を除
くことで、平板状態に切り替えることができる。
【００４０】印加電圧を変えることで、光学特性が変わ
るため、このマイクロレンズの焦点がほぼ微小発光点に
合致する電圧に設定して用いることができる。
るため、このマイクロレンズの焦点がほぼ微小発光点に
合致する電圧に設定して用いることができる。
【００４１】例えば自己発光型（例えば有機ＥＬ）の表
示画素の決められた一部が微小発光点として全体として
画像を構成する点像を形成する。
示画素の決められた一部が微小発光点として全体として
画像を構成する点像を形成する。
【００４２】それと同時に液晶マイクロレンズの円形パ
ターン電極のそれぞれに一斉に電圧が印加され、液晶素
子がマイクロレンズ状態となり、微小点像の拡大虚像を
明視の距離に形成する。
ターン電極のそれぞれに一斉に電圧が印加され、液晶素
子がマイクロレンズ状態となり、微小点像の拡大虚像を
明視の距離に形成する。
【００４３】その際、決められた表示画素の一部の発光
点とマイクロレンズを結ぶ光軸が、近づけられた瞳で一
点に交わるように、決められた点の位置を決定する一
方、自己発光型の表示画素が全面で発光し，全体として
画像を形成するときは、液晶マイクロレンズの印加電圧
は除去され、ただの透明な平板として作用する。したが
って、ただの表示画面（等倍画像）を見ることができ
る。
点とマイクロレンズを結ぶ光軸が、近づけられた瞳で一
点に交わるように、決められた点の位置を決定する一
方、自己発光型の表示画素が全面で発光し，全体として
画像を形成するときは、液晶マイクロレンズの印加電圧
は除去され、ただの透明な平板として作用する。したが
って、ただの表示画面（等倍画像）を見ることができ
る。
【００４４】この場合、微小発光点は微小発光点が属す
る画素の発光状態と同じ状態に発光するのが望ましい
が、この微小発光点が未発光状態でも、微小発光点が属
する画素の他の部分が非常に広い面積で発光すれば画像
として視認的には実用上問題ない。
る画素の発光状態と同じ状態に発光するのが望ましい
が、この微小発光点が未発光状態でも、微小発光点が属
する画素の他の部分が非常に広い面積で発光すれば画像
として視認的には実用上問題ない。
【００４５】またバリア素子を用いない場合は、自己発
光型である有機ＥＬ表示素子の、画素の一部に微小発光
領域を設け、この領域のみ発光点とした場合と、全面を
発光させた場合とを切り替えることもできる。前者の場
合、微小発光領域と屈折率可変の平板素子との間でマイ
クロスポットライトが構成される。さらに、マイクロス
ポットライトからの射出光の指向性を増すため、微小領
域発光時に開口形成状態となるバリア素子を、自己発光
型表示素子面と屈折率可変の平板素子の間に配置すると
よい。全面発光時にはバリア素子は全面透過状態にす
る。
光型である有機ＥＬ表示素子の、画素の一部に微小発光
領域を設け、この領域のみ発光点とした場合と、全面を
発光させた場合とを切り替えることもできる。前者の場
合、微小発光領域と屈折率可変の平板素子との間でマイ
クロスポットライトが構成される。さらに、マイクロス
ポットライトからの射出光の指向性を増すため、微小領
域発光時に開口形成状態となるバリア素子を、自己発光
型表示素子面と屈折率可変の平板素子の間に配置すると
よい。全面発光時にはバリア素子は全面透過状態にす
る。
【００４６】表示画面のカラー表示に対応するために
は、各画素を構成しているの３原色のカラー発光部にそ
れぞれ対応する開口又は微小発光領域と対応するマイク
ロレンズを設ける。又は、各画素のカラー発光部の境界
に３原色を含む開口又は、３原色の微小発光領域とマイ
クロレンズを設けてもよい。
は、各画素を構成しているの３原色のカラー発光部にそ
れぞれ対応する開口又は微小発光領域と対応するマイク
ロレンズを設ける。又は、各画素のカラー発光部の境界
に３原色を含む開口又は、３原色の微小発光領域とマイ
クロレンズを設けてもよい。
【００４７】さらに、表示装置における、近接した単眼
視の発光様態と、離れた位置での両眼視用の通常表示
を、表示装置外に設けたハードスイッチ、又はソフトス
イッチとしての表示内容のクリック、又は顔の近接状態
を検知するセンサ、又は音声認識センサによって切り替
え可能とし、これにより、表示装置の近接した単眼視で
の拡大表示内容と、離れた位置での両眼視による画面表
示内容を切り替えるとよい。
視の発光様態と、離れた位置での両眼視用の通常表示
を、表示装置外に設けたハードスイッチ、又はソフトス
イッチとしての表示内容のクリック、又は顔の近接状態
を検知するセンサ、又は音声認識センサによって切り替
え可能とし、これにより、表示装置の近接した単眼視で
の拡大表示内容と、離れた位置での両眼視による画面表
示内容を切り替えるとよい。
【００４８】なお本実施形態及び、以下説明する実施例
において、開口形状は矩形であることを例示して説明し
ているが、必ずしも矩形でなくても例えば円形でもよ
い。
において、開口形状は矩形であることを例示して説明し
ているが、必ずしも矩形でなくても例えば円形でもよ
い。
【００４９】
【実施例】［実施例１］図１は本発明の第１の実施例に
係る表示装置において、拡大表示を可能とする光学原理
を示す図である。図１において、１０１は自己発光型表
示素子、１０２は全面透過状態と開口部形成状態を切り
替え制御できるバリア素子、１０３は開口部形成状態に
おけるバリア素子１０２の矩形開口部である。１０４は
屈折率制御型平板素子で、マイクロレンズ形成状態での
マイクロレンズの焦点は概ね矩形開口部１０３に合致し
ており、これらの自己発光型表示素子１０１、開口部形
成状態におけるバリア素子１０２の矩形開口部１０３と
マイクロレンズとによりマイクロスポットライト１０５
を構成している。また、１０８は眼球Ｅの瞳面を示す。
係る表示装置において、拡大表示を可能とする光学原理
を示す図である。図１において、１０１は自己発光型表
示素子、１０２は全面透過状態と開口部形成状態を切り
替え制御できるバリア素子、１０３は開口部形成状態に
おけるバリア素子１０２の矩形開口部である。１０４は
屈折率制御型平板素子で、マイクロレンズ形成状態での
マイクロレンズの焦点は概ね矩形開口部１０３に合致し
ており、これらの自己発光型表示素子１０１、開口部形
成状態におけるバリア素子１０２の矩形開口部１０３と
マイクロレンズとによりマイクロスポットライト１０５
を構成している。また、１０８は眼球Ｅの瞳面を示す。
【００５０】バリア素子１０２が開口形成状態のとき、
各マイクロスポットライトからの射出光（矩形開口部１
０３及びマイクロレンズを通った光）の光線束は自己発
光型表示素子１０１の表示画面から、目のピント面が生
理上合わせることができない近距離（近点より近い距
離、例えば１０〜２０ｍｍ）に近づけた単眼Ｅの瞳面１
０８を照射するよう配置付けられている。
各マイクロスポットライトからの射出光（矩形開口部１
０３及びマイクロレンズを通った光）の光線束は自己発
光型表示素子１０１の表示画面から、目のピント面が生
理上合わせることができない近距離（近点より近い距
離、例えば１０〜２０ｍｍ）に近づけた単眼Ｅの瞳面１
０８を照射するよう配置付けられている。
【００５１】この実施例では、自己発光型表示素子１０
１の、最外側の画素からの光線束がなす角度αが表示画
面の拡大された大きさとなる。本実施例ではα＝３０°
（画面対角）とした。
１の、最外側の画素からの光線束がなす角度αが表示画
面の拡大された大きさとなる。本実施例ではα＝３０°
（画面対角）とした。
【００５２】眼球の瞳面から矩形開口部１０３までの距
離をＬ、屈折率制御型平板素子１０４のマイクロレンズ
状態でのマイクロレンズの大きさをＤ、屈折率制御型平
板素子１０４の焦点距離をｆ、矩形開口の大きさをＷと
したとき、Ｗ≦ｆ×Ｄ／Ｌとして、隣り合う画素１０７
の虚像が重ならないようにした。なお、Ｌを眼球の瞳面
から矩形開口部１０３までの距離としたが、屈折率制御
型平板素子１０４までの距離としてもよい。
離をＬ、屈折率制御型平板素子１０４のマイクロレンズ
状態でのマイクロレンズの大きさをＤ、屈折率制御型平
板素子１０４の焦点距離をｆ、矩形開口の大きさをＷと
したとき、Ｗ≦ｆ×Ｄ／Ｌとして、隣り合う画素１０７
の虚像が重ならないようにした。なお、Ｌを眼球の瞳面
から矩形開口部１０３までの距離としたが、屈折率制御
型平板素子１０４までの距離としてもよい。
【００５３】［実施例２］図２は上記第１の実施例に係
る表示装置と同一の構成の表示装置において、等倍表示
を可能とする光学原理を示す図である。本実施例では、
バリア素子１０２を全面透過状態に切り替え、かつ屈折
率制御型の平板素子を非屈折状態に切り替えることによ
り、両眼視での自己発光型表示素子の表示画面の、明視
の距離以上離れた遠方よりの等倍観察を可能としてい
る。
る表示装置と同一の構成の表示装置において、等倍表示
を可能とする光学原理を示す図である。本実施例では、
バリア素子１０２を全面透過状態に切り替え、かつ屈折
率制御型の平板素子を非屈折状態に切り替えることによ
り、両眼視での自己発光型表示素子の表示画面の、明視
の距離以上離れた遠方よりの等倍観察を可能としてい
る。
【００５４】図２において、自己発光型表示素子１０１
から出た光線１０９は、非屈折状態に切り替えた屈折率
制御型平板素子１０４を透過し、表示画面上の画像全体
を、生理的にピントが合わせられる遠方距離からの両眼
視による観察を行うことができた。
から出た光線１０９は、非屈折状態に切り替えた屈折率
制御型平板素子１０４を透過し、表示画面上の画像全体
を、生理的にピントが合わせられる遠方距離からの両眼
視による観察を行うことができた。
【００５５】［実施例３］図３は本発明の第３の実施例
に係る表示装置において、拡大表示を可能とする光学原
理を示す図である。同図において、１０１は自己発光型
表示素子であり、その画素の一部に微小発光点を設け、
全面発光状態と微小発光点の発光状態を切り替え制御で
きる。
に係る表示装置において、拡大表示を可能とする光学原
理を示す図である。同図において、１０１は自己発光型
表示素子であり、その画素の一部に微小発光点を設け、
全面発光状態と微小発光点の発光状態を切り替え制御で
きる。
【００５６】１０６は微小発光点の発光状態における自
己発光型表示素子１０１の一部の矩形の微小発光点であ
る。
己発光型表示素子１０１の一部の矩形の微小発光点であ
る。
【００５７】１０４は屈折率制御型平板素子で、マイク
ロレンズ形成状態でのマイクロレンズの焦点は概ね微小
発光点に合致しており、これらの自己発光型表示素子１
０１、微小発光点形成状態における自己発光型表示素子
の微小発光点と屈折率制御型の平板素子のマイクロレン
ズとによりマイクロスポットライト１０５を構成してい
る。１０８は眼球Ｅの瞳面を示す。
ロレンズ形成状態でのマイクロレンズの焦点は概ね微小
発光点に合致しており、これらの自己発光型表示素子１
０１、微小発光点形成状態における自己発光型表示素子
の微小発光点と屈折率制御型の平板素子のマイクロレン
ズとによりマイクロスポットライト１０５を構成してい
る。１０８は眼球Ｅの瞳面を示す。
【００５８】自己発光型表示素子１０１の矩形の微小発
光点１０６が発光状態のとき、各マイクロスポットライ
ト１０５からの射出光（矩形の微小発光点１０６及びマ
イクロレンズを通った光）の光線束は自己発光型表示素
子１０１の表示画面から、目のピント面が生理上合わせ
ることができない近距離（近点より近い距離、例えば１
０〜２０ｍｍ）に近づけた単眼Ｅの瞳面１０８を照射す
るよう配置付けられている。
光点１０６が発光状態のとき、各マイクロスポットライ
ト１０５からの射出光（矩形の微小発光点１０６及びマ
イクロレンズを通った光）の光線束は自己発光型表示素
子１０１の表示画面から、目のピント面が生理上合わせ
ることができない近距離（近点より近い距離、例えば１
０〜２０ｍｍ）に近づけた単眼Ｅの瞳面１０８を照射す
るよう配置付けられている。
【００５９】この実施例では、自己発光型表示素子１０
１の、最外側の画素からの光線束がなす角度αが表示画
面の拡大された大きさとなる。本実施例ではα＝３０°
（画面対角）とした。
１の、最外側の画素からの光線束がなす角度αが表示画
面の拡大された大きさとなる。本実施例ではα＝３０°
（画面対角）とした。
【００６０】目の瞳面から矩形の微小発光点１０６まで
の距離をＬ、屈折率制御型平板素子１０４のマイクロレ
ンズ形成状態でのマイクロレンズの大きさをＤ、１０４
は屈折率制御型平板素子で、マイクロレンズ形成状態で
のマイクロレンズの焦点距離をｆ、矩形の微小発光点１
０６の大きさをＷとしたとき、Ｗ≦ｆ×Ｄ／Ｌとして、
隣り合う画素１０７の虚像が重ならないようにした。
の距離をＬ、屈折率制御型平板素子１０４のマイクロレ
ンズ形成状態でのマイクロレンズの大きさをＤ、１０４
は屈折率制御型平板素子で、マイクロレンズ形成状態で
のマイクロレンズの焦点距離をｆ、矩形の微小発光点１
０６の大きさをＷとしたとき、Ｗ≦ｆ×Ｄ／Ｌとして、
隣り合う画素１０７の虚像が重ならないようにした。
【００６１】本実施例では、自己発光型表示素子１０１
を全面発光状態に切り替え、かつ屈折率制御型平板素子
１０４を非屈折状態に切り替えることにより、両眼視で
の自己発光型表示素子の表示画面の、明視の距離以上離
れた遠方よりの等倍観察を可能としている。
を全面発光状態に切り替え、かつ屈折率制御型平板素子
１０４を非屈折状態に切り替えることにより、両眼視で
の自己発光型表示素子の表示画面の、明視の距離以上離
れた遠方よりの等倍観察を可能としている。
【００６２】つまり具体的にはＥＬ（エレクトロルミネ
ッセンス）をバックライトとして用い、自己発光型表示
素子１０１の一部である液晶のバリア素子を用いて、バ
リア素子で実効的な画素サイズを調整することで拡大画
像や１倍画像（等倍画像）を表現する。さらにいえば画
素を形成するその画素として微小な領域を設ける、微小
な領域だけ透過にすれば、微小発光点として拡大画像を
得る画素のうち微小な領域の残りも透過にすれば全面発
光として１倍画像を得る。
ッセンス）をバックライトとして用い、自己発光型表示
素子１０１の一部である液晶のバリア素子を用いて、バ
リア素子で実効的な画素サイズを調整することで拡大画
像や１倍画像（等倍画像）を表現する。さらにいえば画
素を形成するその画素として微小な領域を設ける、微小
な領域だけ透過にすれば、微小発光点として拡大画像を
得る画素のうち微小な領域の残りも透過にすれば全面発
光として１倍画像を得る。
【００６３】あるいはＥＬをそのまま自己発光型表示素
子として用いる場合は、すなわちバリア素子を用いない
場合ＥＬの１つの画素領域とその画素領域内に微小領域
を設け、微小領域のみ発光させて、微小発光点とした
り、あるいは画素の残りの部分も発光させて全面発光と
する。
子として用いる場合は、すなわちバリア素子を用いない
場合ＥＬの１つの画素領域とその画素領域内に微小領域
を設け、微小領域のみ発光させて、微小発光点とした
り、あるいは画素の残りの部分も発光させて全面発光と
する。
【００６４】［実施例４］図４は本発明に係る表示装置
１１２を携帯機器の表示画面に用いた実施例を示す図で
ある。図４（ａ）は両眼視で離れた距離から表示画面を
見ている状態を、図４（ｂ）は単眼視で瞳を近接させて
拡大表示で見ている状態を示す。図４（ｂ）の場合は、
顔が接近したことをセンサ１１３が検知した状態を示し
ている。もちろん、表示素子外に設けたハードスイッ
チ、又はソフトスイッチとして表示内容のクリックと連
動して切り替えてもよい。
１１２を携帯機器の表示画面に用いた実施例を示す図で
ある。図４（ａ）は両眼視で離れた距離から表示画面を
見ている状態を、図４（ｂ）は単眼視で瞳を近接させて
拡大表示で見ている状態を示す。図４（ｂ）の場合は、
顔が接近したことをセンサ１１３が検知した状態を示し
ている。もちろん、表示素子外に設けたハードスイッ
チ、又はソフトスイッチとして表示内容のクリックと連
動して切り替えてもよい。
【００６５】なお、図４（ａ）の両眼視では、表示画像
の一部を表示し、図４（ｂ）の単眼視状態では、表示画
像の全部を表示する例を示しているが、逆に、両眼視状
態で表示画像の全部を表示し、単眼視状態では画像の一
部を拡大した画像を表示するようにしてもよい。
の一部を表示し、図４（ｂ）の単眼視状態では、表示画
像の全部を表示する例を示しているが、逆に、両眼視状
態で表示画像の全部を表示し、単眼視状態では画像の一
部を拡大した画像を表示するようにしてもよい。
【００６６】また、両眼視状態でメニューを表示し、単
眼視状態ではそのメニューの中で選択された項目の詳細
を表示するというように、あるいは、両眼視状態でアド
レス帳の画面を表示し、単眼視状態ではそのアドレス帳
の中で選択されたアドレスのホームページ画面を表示す
るというように、さらには、両眼視と単眼視とで横長画
面と縦長画面を切り替えるというように、全く別の画像
を表示するようにしてもよい。
眼視状態ではそのメニューの中で選択された項目の詳細
を表示するというように、あるいは、両眼視状態でアド
レス帳の画面を表示し、単眼視状態ではそのアドレス帳
の中で選択されたアドレスのホームページ画面を表示す
るというように、さらには、両眼視と単眼視とで横長画
面と縦長画面を切り替えるというように、全く別の画像
を表示するようにしてもよい。
【００６７】
【発明の効果】以上説明した本発明によれば、表示内容
の近距離での単眼視による拡大観察が可能な表示装置の
軽量化及び薄型化を図ることができる。
の近距離での単眼視による拡大観察が可能な表示装置の
軽量化及び薄型化を図ることができる。
【００６８】また、小型表示素子の表示画面を、両眼視
により等倍で観察したり、画面に近接させた単眼視で拡
大して観察したりすることを切り替えて行うことができ
る。さらに、この拡大観察へ切り替える再には、小さな
画面の単純な拡大や、他の内容表示への変換や、表示向
きの変換等も可能となる。これにより、従来、携帯機器
等の小さな画面では表示しきれなかった、多くの情報が
拡大表示で観察可能となり、携帯機器の利便性が大幅に
増す。
により等倍で観察したり、画面に近接させた単眼視で拡
大して観察したりすることを切り替えて行うことができ
る。さらに、この拡大観察へ切り替える再には、小さな
画面の単純な拡大や、他の内容表示への変換や、表示向
きの変換等も可能となる。これにより、従来、携帯機器
等の小さな画面では表示しきれなかった、多くの情報が
拡大表示で観察可能となり、携帯機器の利便性が大幅に
増す。
【図１】本発明の第１の実施例に係る表示装置において
拡大表示を可能とする光学原理を示す図である。
拡大表示を可能とする光学原理を示す図である。
【図２】本発明の第２の実施例に係る表示装置において
等倍率での観察を可能とする光学原理を示す図である。
等倍率での観察を可能とする光学原理を示す図である。
【図３】本発明の第３の実施例に係る表示装置において
拡大表示を可能とする光学原理を示す図である。
拡大表示を可能とする光学原理を示す図である。
【図４】本発明の表示装置を表示画面に用いた携帯機器
である第４の実施例を示す図である。
である第４の実施例を示す図である。
【図５】画素と微小発光領域を表す模式図である。
【図６】バリア素子を説明する模式図である。
【図７】ＨＭＤ用として各画素からの射出光を眼球に導
くマイクロレンズを含む接眼光学系を有する従来例を示
す図である。
くマイクロレンズを含む接眼光学系を有する従来例を示
す図である。
【図８】ＨＭＤ用としてフィールドレンズを用いている
従来例を示す図である。
従来例を示す図である。
１０１：自己発光型表示素子、１０２：バリア素子、１
０３：バリア素子の開口部、１０４：屈折率制御型平板
素子（マイクロレンズ状態）、１０５：マイクロスポッ
トライト、１０６：矩形の微小発光点、１０７：自己発
光型表示素子の画素、１０８：眼球の瞳面、１０９：発
光光線束、１１２表示装置、１１３：顔面近接センサ
０３：バリア素子の開口部、１０４：屈折率制御型平板
素子（マイクロレンズ状態）、１０５：マイクロスポッ
トライト、１０６：矩形の微小発光点、１０７：自己発
光型表示素子の画素、１０８：眼球の瞳面、１０９：発
光光線束、１１２表示装置、１１３：顔面近接センサ
─────────────────────────────────────────────────────
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(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｇ０９Ｆ 9/35 Ｇ０９Ｆ 9/35
// Ｈ０５Ｂ 33/14 Ｈ０５Ｂ 33/14 Ａ
Ｆターム(参考） 2H088 EA10 HA24 HA28 MA01 MA04
2H091 FA29X FA41X LA16 MA02
3K007 AB17 BB06 DB03
5C094 AA01 BA27 BA43 ED01
5G435 AA01 BB05 BB12 DD02 GG02
LL07
Claims (14)
- 【請求項１】 ２次元的に配列された画素を有する自己
発光型の画像表示手段と、 該画像表示手段の各画素に対応してその画素の一部に有
する微小発光点と、 前記２次元的に配列された各微小発光点からの射出光を
導く微小光学素子とを備え、 各微小発光点とそれに対応する微小光学素子を結ぶ光軸
が目の近点より近い所定の点で実質的に交わり、 該微小光学素子がそれに対応する微小発光点の虚像を該
所定の点から明視の距離以上離れた位置に結ぶように配
置されていることを特徴とする表示装置。 - 【請求項２】 前記微小光学素子が屈折率可変の平板素
子からなることを特徴とする請求項１記載の表示装置。 - 【請求項３】 前記平板素子が液晶パネルであることを
特徴とする請求項２記載の表示装置。 - 【請求項４】 前記画像表示手段は、前記微小光学素子
に対応して２次元的に配列された該画像表示手段の光を
透過することにより前記微小発光点となる開口を有する
バリア手段を有することを特徴とする請求項１記載の表
示装置。 - 【請求項５】 前記画像表示手段は、前記微小光学素子
に対応して２次元的に配列された該画像表示手段の画素
の一部に前記微小発光点となる微小領域を有することを
特徴とする請求項１記載の表示装置。 - 【請求項６】 前記画像表示手段の表示面から前記所定
の点までの距離をＬ、前記微小光学素子の大きさをＤ、
前記微小光学素子の焦点距離をｆとするとき、前記開口
又は微小領域の大きさＷが Ｗ≦ｆ×Ｄ／Ｌ であることを特徴とする請求項４又は５記載の表示装
置。 - 【請求項７】 前記バリア手段は、前記画像表示手段の
光を、前記開口を通して透過する開口形成状態と全面透
過状態とに切り替え可能であることを特徴とする請求項
４記載の表示装置。 - 【請求項８】 前記画像表示手段の光を、微小領域発光
状態と全面発光状態とに切り替え可能であることを特徴
とする請求項５又は６記載の表示装置。 - 【請求項９】 前記バリア手段が液晶パネル素子である
ことを特徴とする請求項７記載の表示装置。 - 【請求項１０】 前記画像表示手段が有機ＥＬ（エレク
トロルミネッセンス）素子であることを特徴とする請求
項１、４乃至８のいずれか記載の表示装置。 - 【請求項１１】 前記バリア手段の透過状態と微小光学
素子の屈折率状態を連動して切り替えるハードスイッチ
をさらに備えることを特徴とする請求項７又は９記載の
表示装置。 - 【請求項１２】 前記画像表示手段の光の発光状態と微
小光学素子の屈折率状態を連動して切り替えるハードス
イッチをさらに備えることを特徴とする請求項８記載の
表示装置。 - 【請求項１３】 前記画像表示手段の表示面に対する観
察者の顔の接近状態を検知するセンサをさらに有し、 該センサの検知出力に基づいて前記バリア手段の透過状
態及び微小光学素子の屈折率状態を連動して切り替える
ことを特徴とする請求項７、９、１１のいずれか記載の
表示装置。 - 【請求項１４】 前記画像表示手段の表示面に対する観
察者の顔の接近状態を検知するセンサをさらに有し、該
センサの検知出力に基づいて前記画像表示手段の発光様
態及び微小光学素子の屈折率状態を連動して切り替える
ことを特徴とする請求項８又は１２記載の表示装置。
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