JP4067052B2

JP4067052B2 - 表示装置

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Publication number: JP4067052B2
Application number: JP2002209318A
Authority: JP
Inventors: 光一原
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2001-07-25
Filing date: 2002-07-18
Publication date: 2008-03-26
Anticipated expiration: 2022-07-18
Also published as: JP2003121779A; US20030025849A1; US6781760B2

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。
【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。
【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。
【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。
【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（ｃｏｎｖｅｒｇｅｎｃｅ）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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
よって本発明は、２次元に配列された複数の画素を有する自己発光型の画像表示手段と、
それぞれの画素に対向して開口が配置されるバリア素子と、
前記開口に対応して配置される屈折率可変の平板素子とを有し、
前記バリア素子の開口は、全面透過状態と矩形開口形成状態とに切り替え可能であり、
前記屈折率可変の平板素子は、マイクロレンズ形成状態と平板状態とに切り替え可能であり、
前記屈折率可変の平板素子は、マイクロレンズ形成状態において、前記矩形開口形成状態における前記バリア素子の前記開口に焦点距離が合わせられているように配置固定されており、
１つの画素と前記画素に対応して配置される前記開口と前記開口に対応して配置されるマイクロレンズ形成状態の前記平板素子のマイクロレンズとを結ぶ光軸に関して、前記各画素の前記光軸は目の近点より近い点で交わり、
前記マイクロレンズの焦点が前記開口に合わされていることで、前記マイクロレンズが前記開口部の虚像を前記点から明視の距離以上離れた位置に結ぶことで拡大虚像が観察でき、
前記バリア素子が前記全面透過状態である場合には、前記屈折率可変の平板素子は前記平板状態であり、明視の距離以上離れた距離からの等倍観察ができ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。
【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。
【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。
【００１５】
平均的な眼は、瞳から８０ｍｍ〜１００ｍｍ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２５０ｍｍ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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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５０２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。
【００２４】
以下、更に本発明の実施形態について説明する。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【００４７】
さらに、表示装置における、近接した単眼視の発光状態と、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。
【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。
【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。
【００５１】
この実施例では、自己発光型表示素子１０１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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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１０１、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。
【００５９】
この実施例では、自己発光型表示素子１０１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１０６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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【図面の簡単な説明】
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【符号の説明】
１０１：自己発光型表示素子、１０２：バリア素子、１０３：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

Claims

２次元に配列された複数の画素を有する自己発光型の画像表示手段と、
それぞれの画素に対向して開口が配置されるバリア素子と、
前記開口に対応して配置される屈折率可変の平板素子とを有し、
前記バリア素子の開口は、全面透過状態と矩形開口形成状態とに切り替え可能であり、
前記屈折率可変の平板素子は、マイクロレンズ形成状態と平板状態とに切り替え可能であり、
前記屈折率可変の平板素子は、マイクロレンズ形成状態において、前記矩形開口形成状態における前記バリア素子の前記開口に焦点距離が合わせられているように配置固定されており、
１つの画素と前記画素に対応して配置される前記開口と前記開口に対応して配置されるマイクロレンズ形成状態の前記平板素子のマイクロレンズとを結ぶ光軸に関して、前記各画素の前記光軸は目の近点より近い点で交わり、
前記マイクロレンズの焦点が前記開口に合わされていることで、前記マイクロレンズが前記開口部の虚像を前記点から明視の距離以上離れた位置に結ぶことで拡大虚像が観察でき、
前記バリア素子が前記全面透過状態である場合には、前記屈折率可変の平板素子は前記平板状態であり、明視の距離以上離れた距離からの等倍観察ができることを特徴とする表示装置。