表示装置
【課題】 従来の表示装置では、複数の画素及び複数のマイクロレンズが平面上に２次元的に配列されているため、像を隅から隅までスッキリ見ることができない。
【解決手段】 所定の球面８上に配列された複数の画素を有する有機ＥＬディスプレイ２と、その有機ＥＬディスプレイ２の複数の画素に対応するよう各画素に対向して所定の球面８上に配列された複数のマイクロレンズ３と、を備えて構成されている。複数のマイクロレンズ３から出た光を目に集来させるようにすることにより明視の距離以上離れた位置に虚像１７を結ぶようにした。
【解決手段】 所定の球面８上に配列された複数の画素を有する有機ＥＬディスプレイ２と、その有機ＥＬディスプレイ２の複数の画素に対応するよう各画素に対向して所定の球面８上に配列された複数のマイクロレンズ３と、を備えて構成されている。複数のマイクロレンズ３から出た光を目に集来させるようにすることにより明視の距離以上離れた位置に虚像１７を結ぶようにした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、目の近点より近い距離からの単眼視又は両眼視による拡大観察を行うことができ、表示面の略全面に亘って明確に視認することができる表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の、この種の表示装置としては、例えば、特許文献１に記載されているようなものがある。特許文献１には、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ものが記載されている。この特許文献１に記載された表示装置は、「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」ことを特徴としている。
【０００３】
このような構成を有する特許文献１に記載の表示装置によれば、「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」という効果が期待される。
【特許文献１】特開２００３−１２１７７９号公報
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載されている従来の表示装置においては、複数の画素が平面上に２次元的に配列されており、そのような各画素に対応して複数の微小光学素子であるマイクロレンズも同様に、平面上に２次元的に配列された構成となっている。そのため、目から各画素までの距離が、中央部分において最も短く、その中央部分から放射方向外側に移るに従って逐次的に長くなることから、中央部分をはっきりさせると、半径方向外側部分がぼやけることになり、視認する像を隅から隅までスッキリ見ることができないという問題があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
解決しようとする問題点は、従来の表示装置では、複数の画素及び複数のマイクロレンズが平面上に２次元的に配列されているため、像を隅から隅までスッキリ見ることができない、という点である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の表示装置は、所定の曲面上に配列された複数の画素を有する画像表示手段と、その画像表示手段の複数の画素に対応するよう各画素に対向して所定の曲面上に配列された複数のマイクロレンズと、を備え、複数のマイクロレンズから出た光を目に集来させるようにすることにより明視の距離以上離れた位置に虚像を結ぶようにしたことを最も主要な特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の表示装置によれば、複数の画素と複数のマイクロレンズが、それぞれに対向して所定の曲面上に配列され、複数のマイクロレンズから出た光を目に集来させるようにしたため、所定の虚像を隅から隅までスッキリと明瞭に見ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
所定の虚像を隅から隅までスッキリと明瞭に見ることができる表示装置を、簡単な構成によって実現した。
【０００９】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面を参照して説明する。図１〜図１２は、本発明の実施の形態の例を説明するものである。即ち、図１は本発明の表示装置の第１の実施の例を示す説明図、図２は第２の実施の例を示す説明図、図３は第３の実施の例を示す説明図、図４は本発明に係る表示装置の曲面の説明図、図５は本発明に係る画像表示手段の一実施例を示す説明図、図６は眼鏡に適用した説明図、図７は眼鏡の要部を示す説明図、図８は眼鏡の使用状態を示す説明図、図９は電子スチルカメラに適用した一実施例の正面側斜視図、図１０は同じく背面側斜視図、図１１は電子スチルカメラの使用状態を示す説明図、図１２はビデオカメラの要部を断面して示す説明図である。
【００１０】
図１に示すように、本発明の表示装置１は、複数の画素を有する画像表示手段の第１の具体例を示す自己発光型の表示素子である有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）ディスプレイ２と、その有機ＥＬディスプレイ２の一面に一体的に設けられた複数のマイクロレンズ３とを備えて構成されている。有機ＥＬディスプレイ２の少なくとも一面は、所定の曲面の第１の具体例を示す球面（球体の一部分）８として形成されている。この球面８に複数のマイクロレンズ３が、その略全面に亘って整列されて設けられている。
【００１１】
ここで、「所定の曲面」とは、この実施例に係る「球面」（曲率半径ρが一定）８に限定されるものではなく、曲率半径ρの値を変えることによって形成される各種の大きさの球面を含むことは勿論のこと、これ以外にも、例えば、部位によって曲率を変えた「非球面」を含むものである。ここで、「非球面」とは、放物線、双曲線、二次曲線又はこれらに近似した曲線をいうものとする。また、所定の曲面としては、円筒の一部を切り取ったような「シリンドリカルな曲面」であってもよい。所定の曲面を「シリンドリカルな曲面」とした場合には、平面である場合よりも見易くなり、かつ、平面を一方向に曲げるだけでよいので、球面とする場合よりも製造し易い、という利点がある。
【００１２】
本発明の表示装置１に係る「曲面」について、更に詳しく説明すると、図４に示す如くである。図４において、符号１０は目、符号１１は瞳孔、符号ＡＬは目１０の視線の中心（光軸）を示し、符号ＳＦは、概略目１０の位置にある光軸ＡＬと垂直をなす平面を示している。本発明の曲面は、表示装置１の表示画面の中央部に対して両側の周辺部が、視覚する方向である光軸ＡＬ方向に対して近い位置にある曲面となっている。即ち、平面ＳＦから表示画面の中央部までの距離をＬ０、平面ＳＦから表示画面の中央部より放射方向（半径方向）外側の任意の中途部までの距離をＬ１、平面ＳＦから表示画面の周辺部までの距離をＬ２とすると、Ｌ０＞Ｌ１＞ｌ２の関係がある。
【００１３】
このような所定の曲面を有する有機ＥＬディスプレイ２の一面である凹側の球面８に、そこに配列された複数の画素に対応するよう各画素に対向して、それぞれが一対一の関係となるように複数のマイクロレンズ３が設けられている。
【００１４】
有機ＥＬディスプレイ２は、例えば、図５に示すような構造を備えて構成されている。即ち、有機ＥＬディスプレイ２は、第１のガラス基板４と、この第１のガラス基板４の一面に設けられた複数の有機ＥＬ素子５及びＴＦＴ（薄膜トランジスタ）６と、これらの有機ＥＬ素子５等を第１のガラス基板４との間で挟んで保持する第２のガラス基板７と、を備えて構成されている。第２のガラス基板７の凹側の面により、上記所定の曲面をなす球面８が構成されている。
【００１５】
有機ＥＬディスプレイ２の有機ＥＬ素子５は、３原色をなす赤色有機ＥＬ素子５ａと緑色有機ＥＬ素子５ｂと青色有機ＥＬ素子５ｃとの３種類の色の組み合わせを備えている。これら３色の有機ＥＬ素子５ａ〜５ｃが、球面８の中央部分においては適当な色の１個の有機ＥＬ素子５が配置され、その中心の１個から半径方向外側へ必要な数の列だけ、周方向へ所定間隔によって３色の有機ＥＬ素子５ａ〜５ｃが順次繰り返すように配置されている。これら有機ＥＬ素子５ａ〜５ｃのそれぞれに対向するよう、一対一の関係をもって重なり合うように、複数のマイクロレンズ３が球面８上に配置されて一体的に構成されている。
【００１６】
複数のマイクロレンズ３は、それぞれが凸レンズの半面を形成するような形状として構成されている。これら複数のマイクロレンズ３から出た光を、この表示装置１を使用する人の目に集来させるようにすることにより、明視の距離以上離れた位置に虚像を結ぶようにしている。即ち、すべてのマイクロレンズ３の光軸は、表示装置１を使用する人の目１０の瞳孔１１又はその瞳孔１１の近傍で実質的に交わるように設定されている。このように複数のマイクロレンズ３を、適当な曲率半径ρを有する球面上に配置することにより、目１０のピントが合わせられる距離（例えば２５０ｍｍ）よりもはるかに目に近い位置（５ｍｍ〜４０ｍｍ）においてピントを合わせ、その虚像を明視の距離以上離れた位置に結ぶことが可能となる。
【００１７】
人の目は、平均的には瞳孔１１から８０ｍｍ〜１００ｍｍの範囲に近点と呼ばれる生理上、特に意識することなくピントを合わすことができる限界点が想定される。そのため、明視の距離が２５０ｍｍであるとすると、表示面と所定の点である目（瞳孔）との距離は５〜５０ｍｍ程度、所定の点から虚像が結ばれる位置までの距離は２５０ｍｍ〜∞となり、好ましくは１〜５ｍに設定するとよい。
【００１８】
また、有機ＥＬ素子５ａ〜５ｃの第２のガラス基板７側には、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）６のカソードをなす半透過膜（電極）１４が設けられている。そして、各有機ＥＬ素子５ａ〜５ｃの第２のガラス基板７と反対側には、ＴＦＴ６のアノードをなすメタル電極１５ａ〜１５ｃが設けられている。これらメタル電極１５ａ〜１５ｃ及び半透過膜１４とその他の配線等により、各有機ＥＬ素子５ａ〜５ｃに対応させて設けられたＴＦＴ（薄膜トランジスタ）６ａ〜６ｃが構成されている。
【００１９】
かくして、任意の有機ＥＬ素子５ａ〜５ｃに対応して設けたＴＦＴ６ａ〜６ｃのメタル電極１５ａ〜１５ｃと半透過膜１４との間に電圧を印加することにより、それぞれの有機ＥＬ素子５ａ〜５ｃが持つ色の光を発光することができる。即ち、赤色有機ＥＬ素子５ａにおいては赤色の光が発光され、緑色有機ＥＬ素子５ｂにおいては緑色の光が発光され、青色有機ＥＬ素子５ｃにおいては青色の光が発光される。これらの発光によって生じた各色の光は、そのまま半透過膜１４と第２のガラス基板７を透過し、それぞれに対向するように設置されたマイクロレンズ３を透過して外部に放射される。
【００２０】
これと同時に、それぞれの発光によって生じた光のうち、背面の第１のガラス基板４側に向かう光は、第１のガラス基板４側に位置するメタル電極１５ａによって第２のガラス基板７側に反射される。このようにメタル電極１５ａで反射された光は、正面側に放射された光に重畳され、一体となって半透過膜１４及び第２のガラス基板７を透過し、その前方に設置されたマイクロレンズ３を経て外部に放射される。
【００２１】
このような構成を有する表示装置１によれば、図１に示すように、各マイクロレンズ３から出る光を、目１０の瞳孔１１又はその近傍で実質的に交わるように配置することにより、近すぎる表示画面である球面８を認識することなく、マイクロレンズアレイによりルーペと同じ原理で拡大された虚像１７を観察することができる。しかも、本発明によれば、複数のマイクロレンズ３を球面８上に配置し、瞳孔１１から表示画面の中央までの距離と瞳孔１１から表示画面の両端までの距離を等しくするか若しくは両距離の差を少なくすることにより、表示画面である球面８を隅から隅まですっきりと視認することが可能となる。即ち、表示画面を球面形状としたため、小さな表示装置１でありながら、大きな光学系とすることなく大きな虚像１７を明視することができる。
【００２２】
図２は、本発明の第２の実施例を示すものである。この第２の実施例に示す表示装置２０は、前記実施例における球面８上に配置された複数のマイクロレンズ３と目１０との間に、光学レンズの一具体例を示す凸レンズ２１を配置し、虚像１７を更に拡大して見ることができるようにしたものである。
【００２３】
凸レンズ２１は、その光軸を有機ＥＬディスプレイ２２の中心と一致させるように配置されている。この場合、凸レンズ２１は、入射する光線を内側に収束させて出射するため、その収束された光線が目１０の瞳孔１１又はその近傍に集来される。その結果、有機ＥＬディスプレイ２２の複数の有機ＥＬ素子５ａ〜５ｃと複数のマイクロレンズ３とで表示される球面形状の表示画面に表示される画像を、凸レンズ２１を入れることで更に拡大することができると共に、その拡大された虚像１７をしっかりと観察することができる。しかも、目１０と有機ＥＬディスプレイ２２の間に光学レンズを入れたとしても、その光学レンズで光線の進路を強く曲げなくてすむため、その虚像１７を自然な感覚で見ることができ、その虚像１７を見易くすることができる。
【００２４】
図３は、本発明の第３の実施例を示すものである。この第３の実施例に示す表示装置３０は、前記第１の実施例における有機ＥＬディスプレイ２の表示画面である球面８の曲率を変更可能に構成したものである。この実施例に係る表示装置３０の場合には、有機ＥＬディスプレイ３２の表示画面である球面８の曲率を変更可能として、その球面８の曲率半径ρを変えることにより、発生する虚像１７の拡大幅を大きくしたり、小さくしたりして、様々な大きさの虚像１７を観察することが可能となる。
【００２５】
例えば、球面８の曲率半径ρを小さく曲率半径ρｓ（ρ＞ρｓ）とすると、その球面８の凹み量が大きくなり、これにより、観察される虚像１７を更に拡大（ズーム機能）することができる。これとは逆に、球面８の曲率半径ρを大きく曲率半径ρｔ（ρ＜ρｔ）とすると、その球面８の凹み量が小さくなり、これにより、観察される虚像を小さくすることができる。
【００２６】
この実施例では、画像表示手段として自己発光型の表示素子である有機ＥＬディスプレイ２を用いた例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、バックライトを用いた液晶ディスプレイを用いることができる。液晶ディスプレイは、複数の液晶セルを有する液晶表示素子と、この液晶表示素子の背面又は側面に配置されて液晶画素である各液晶セルに光線を照射する発光部としてのバックライト等を備えて構成されている。
【００２７】
液晶ディスプレイの種類としては、相対する２枚のガラス板の内面に形成される表示電極の形で分類すると、マトリクス形とセグメント形等がある。また、透過形でディスプレイを行う液晶セルでは、何れの電極も透明電極が用いられ、反射形では、一方が透明電極で、他方の電極には反射膜が用いられている。このような構成を有する液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）を用い、電極間に加えられる電圧を制御して、光線の透過と不透過を制御するか、又は光線の透過量を制御することにより、表示画面に所望の像を表示することができる。
【００２８】
なお、画像表示手段としては、これらの実施例の他にも、例えば、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）は勿論のこと、ライトエミッティングダイオード（ＬＥＤ）、エレクトロクロミックディスプレイ（ＥＣＤ）、蛍光表示管等を用いることができる。
【００２９】
図６〜図８は、上述したような構成を有する表示装置１を、眼鏡レンズ４１と一体に構成した実施の例を説明するものである。表示装置１は、眼鏡レンズ４１の中央部より少々下方に配置されて一体的に構成されている。図６に示すように、一般に、人の目１０の視野は、水平線ＨＬを基準にすると、上方の上視野は約６０°、下方の下視野も約６０°である。そして、目１０の瞳孔１１から眼鏡レンズ４０の内面までの距離は約２ｍｍである。このような目１０の前に眼鏡レンズ４１を介在させて、１ｍ（メートル）先に幅１ｍの虚像からなる画面を表示するものとすると、目１０と表示装置１との関係は、次のように設定することができる。
【００３０】
即ち、眼鏡レンズ４１に対して表示装置１は、その中心線（中心部において垂直に延在する線）ＣＬが水平線ＨＬとなす角度αが５〜１０°となるように設定する。そして、中心線ＣＬを中心として、その上下に必要な領域を占めるように任意の角度範囲β（β＝上領域βａ＋下領域βｄ）を設定する。この実施例では、上領域βａと下領域βｄは等しい角度とされていて、ともに約２５度である。
【００３１】
図７は、図６に示した眼鏡レンズ４１を用いた眼鏡４０を示すものである。この眼鏡４０の構成は、一般の眼鏡と同様であり、一対の眼鏡レンズ４１，４１と、両眼鏡レンズ４１，４１を保持する眼鏡フレーム４２と、を備えて構成されている。眼鏡フレーム４２は、一対の眼鏡レンズ４１，４１を保持する一対の枠部４３，４３と、両枠部４３，４３の内側部分を連結するブリッジ４４と、両枠部４３，４３の外側部分に設けられたヨロイ４５と、各ヨロイ４５に回動自在に支持されたテンプル４６等を有している。
【００３２】
各眼鏡レンズ４１に内蔵された表示装置１には、酸化インジウム等によって形成された複数の透明電極４８の一端が接続されている。複数の透明電極４８の他端は、枠体４３側に延在され、その枠体の内面に設けた接続端子に接続されている。枠体４３の接続端子には、リード線４９の一端が電気的に接続されている。そのリード線４９の他端は、ヨロイ４５及びテンプル４６を貫通して、そのテンプル４６の後部から外部に引き出されている。
【００３３】
このような構成を有する眼鏡（ヘッドマウントディスプレイ装置：ＨＭＤ）４０を用いることにより、図８に示すように、素子面である表示画面から離れた位置に、マイクロレンズのレンズ作用によって大きく拡大された虚像１７を観察することができる。なお、図７に図示した眼鏡レンズ４１の表示装置１に表示したヨットの画像は、その部分において実際に存在するものではなく、あくまでも説明のために模式的に描いたものであり、その虚像は図８に示すような状態で見ることができる。
【００３４】
図９〜図１１は、本発明に係る表示装置１が適用された電子機器の第１の実施例を示す電子スチルカメラを現した図である。電子スチルカメラ５０は、偏平で横長の筐体からなるカメラ本体５１と、このカメラ本体５１に内蔵されると共に撮影レンズ５２が露出されたレンズ装置と、同じくカメラ本体５１に内蔵されると共にレンズ装置等を駆動制御する制御装置と、レンズ装置によって得られた撮像を表示する表示パネル５３等を備えて構成されている。
【００３５】
電子スチルカメラ５０のレンズ装置は、カメラ本体５１の正面から見て右側に内蔵されており、その正面の右上部に撮影レンズ５２が配置されている。その撮影レンズ５２に対応してカメラ本体５１の背面には、電子ビューファインダ５４が配置されている。この電子ビューファインダ５４と表示パネル５３には、被写体に対応した同一の像が写し出される。表示パネル５３としては、例えば、液晶ディスプレイ等のフラットパネルディスプレイを用いることができる。更に、カメラ本体５１の背面であって、表示パネル５３の側方には、表示パネル５３の表示画面を切り換えたり、その画面内の機能を選択したりすることができる操作ボタン５５が設けられている。また、カメラ本体５１の上面には、静止画を撮影することができるシャッタボタン５６が配置されている。
【００３６】
このような構成を有する電子スチルカメラ５０に対して、本発明の表示装置１は、電子ビューファインダ５４に適用することができる。その電子ビューファインダ５４の覗き窓に表示装置１を配置することにより、図１１に示すように、素子面である表示画面から離れた位置に、マイクロレンズのレンズ作用によって大きく拡大された虚像１７を観察することができる。なお、図１０に図示した電子スチルカメラ５０の電子ビューファインダ５４に表示した人の顔の画像は、その部分において実際に存在するものではなく、あくまでも説明のために模式的に描いたものである。
【００３７】
図１２は、本発明に係る表示装置１の第３の実施例を適用した撮像装置を示すもので、所定の曲面をなす略球面の曲率半径を変更可能な曲面変更手段を設けたものである。この実施例の撮像装置としては、カメラ一体型ＶＴＲ（ビデオテープレコーダ）６０を現しているが、記録媒体は磁気テープ等のテープ状記録媒体に限定されるものではなく、光ディスクや光磁気ディスクその他のディスク状記録媒体を適用できることは勿論であり、情報の記録及び／又は再生が可能な記録媒体であれば、その他の形式の記録媒体であってもよいことは勿論である。
【００３８】
カメラ一体型ＶＴＲ６０は、偏平で横長の筐体からなるカメラ本体６１を備えている。カメラ本体６１の正面の上部にはレンズ装置６２が配置され、このレンズ装置の後方に、曲面の変更可能な表示装置１を有するビューファインダ６３が設けられている。そして、ビューファインダ６３の覗き窓６４が、カメラ本体６１の背面に設けられている。符号６５は、覗き窓６４に保持された光学ガラスである。
【００３９】
ビューファインダ６３は、表示部である表示装置１と、この表示装置１の曲面（球面の曲率）を変更可能な曲面変更手段７０とを備えて構成されている。この表示装置１は、人の目１０に対向されるマイクロレンズ３の有る面と反対側の面に付加される圧力を変更することにより、その圧力の大きさに応じて曲面の曲率（曲率半径）を変更することができる構成となっている。
【００４０】
曲面変更手段７０は、表示装置１を保持する保持部７１と、この保持部７１の液室７２内の圧力を調整可能な圧力調整部７３と、この圧力調整部７３と保持部７１の液室７２とを連通する接続パイプ７４等を備えて構成されている。保持部７１は、正面に円形の開口部７５を有し、且つ内部に液室７２が形成された中空のケース体からなる。この保持部７１の開口部７５に表示装置１が嵌合されて固定されている。表示装置１は、液室７２の内側へ凸となる状態で配置されていると共に、その外周縁を接着剤で開口部７５の内周面に貼着することにより液密に固着されて一体的に構成されている。
【００４１】
圧力調整部７３は、接続パイプ７４によって保持部７１の液室７２と連通されたシリンダ７６と、このシリンダ７６の穴内に摺動可能に挿入されたピストン７７と、このピストン７７に一端が固定され且つ他端がシリンダ７６の端面とカメラ本体６１の背面を貫通して外部に突出されたねじ軸７８と、このねじ軸７８の突出端に設けられた操作ツマミ７９を備えている。液室７２とシリンダ７６と接続パイプ７４の内部には、圧力を伝達可能な媒体の一具体例を示す油や水等の動力伝達媒体８０が充填されている。
【００４２】
かくして、図１２において、操作ツマミ７９を反時計方向に回して、ピストン７７を図中右側に移動すると、シリンダ７６内の動力伝達媒体（液体）８０の圧力が減少し、その容積の増加分だけ液室７２内の動力伝達媒体８０の一部が流入する。これにより、液室７２内の圧力が低下するため、表示装置１それ自体が持っている弾性によって表示装置１が、実線で示す状態から二点鎖線で示す状態に復帰する方向に変化する。そして、表示装置１の表示画面が、その曲面の曲率半径を小さくするように変形する。その結果、前述したように、マイクロレンズのレンズ作用によって大きく拡大された虚像１７を観察することができる。
【００４３】
これに対して、図１２において、操作ツマミ７９を時計方向に回して、ピストン７７を図中左側に移動すると、シリンダ７６内の動力伝達媒体８０の圧力が増加し、その容積の減少分だけ動力伝達媒体８０が液室７２内に流入する。これにより、液室７２内の圧力が上昇するため、表示装置１それ自体が持っている弾性に抗して表示装置１が、二点鎖線で示す状態から実線で示す状態に変化する。そして、表示装置１の表示画面が、その曲面の曲率半径を大きくするように変形する。その結果、前述したように、マイクロレンズのレンズ作用によって大きく拡大された虚像１７を小さくして観察することができる。
【００４４】
この実施例によれば、表示装置１の所定の曲面である略球面を曲面変更手段７０によって変更可能とすることにより、ビューファインダ６３の視度調整の役目をさせたり、見る画面の大きさを調整したりすることができる。例えば、ビューファインダ６３の画面の大きさを１４インチ〜５０インチの間で変更可能とした場合には、１４インチで見るか、５０インチで見るかを自由に決定し、また、任意の大きさに調整して見ることができる。なお、この実施例では、ビューファインダ６３の目の位置を固定する場合について説明したが、眼鏡型の表示装置（ヘッドマウントディスプレイ装置）に適用できることは勿論である。
【００４５】
以上説明してきたように、本発明の表示装置によれば、複数の画素と複数のマイクロレンズをそれぞれ対向させて所定の曲面上に配列し、複数のマイクロレンズから出た光を目に集来させるようにしたため、所定の虚像を隅から隅までスッキリと明瞭に見ることができる。そのため、従来のこの種の装置には無い小型、軽量であって、精細度が高く、しかも大画面の虚像を観察することができるモバイルディスプレイ並びにウェアラブルディスプレイを実現することができる。
【００４６】
本発明は、前述しかつ図面に示した実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の変形実施が可能である。例えば、前記実施例においては、電子スチルカメラやビデオ一体型ＶＴＲに適用した例について説明したが、その他の撮像装置に適用できることは勿論のこと、眼鏡型の他にもゴーグル型のディスプレイ装置やその他の装置のための表示装置として適用できるものである。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の表示装置の第１の実施の例を示す説明図である。
【図２】本発明の表示装置の第２の実施の例を示す説明図である。
【図３】本発明の表示装置の第３の実施の例を示す説明図である。
【図４】本発明の表示装置に係る所定の曲面を説明するための説明図である。
【図５】本発明の表示装置に係る画像表示手段の実施の例を示す有機ＥＬディスプレイの要部を示す説明図である。
【図６】本発明の表示装置を眼鏡に適用した実施の例を示す説明図である。
【図７】本発明の表示装置を備えた眼鏡の要部を示す説明図である。
【図８】図７に示した眼鏡の使用状態を説明するための説明図である。
【図９】本発明の表示装置を備えた撮像装置の第１の実施の例を示す電子スチルカメラを正面側から見た説明図である。
【図１０】本発明の表示装置を備えた撮像装置の第１の実施の例を示す電子スチルカメラを背面側から見た説明図である。
【図１１】図９に示した電子スチルカメラの使用状態を説明するための説明図である。
【図１２】本発明の表示装置を備えた撮像装置の第２の実施の例を示すカメラ一体型ＶＴＲの要部を断面した説明図である。
【符号の説明】
【００４８】
１，２０，３０…表示装置、 ２，２２，３２…有機ＥＬディスプレイ（画像表示手段）、 ３…マイクロレンズ、 ４…第１のガラス基板、 ５…有機ＥＬ素子、 ７…第２のガラス基板、 ８…球面（所定の曲面）、 １０…目、 １１…瞳孔、 １７…虚像、 ２１…凸レンズ（光学レンズ）、 ４０…眼鏡、 ４１…眼鏡レンズ、 ４２…眼鏡フレーム、 ５０…電子スチルカメラ（撮像装置）、 ５４…電子ビューファインダ、 ６０…カメラ一体型ＶＴＲ（撮像装置）、 ６３…ビューファインダ、 ７０…曲面変更手段、 ７１…保持部、 ７２…液室、 ７３…圧力調整部、 ７４…接続パイプ、 ８０…動力伝達媒体（液体）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、目の近点より近い距離からの単眼視又は両眼視による拡大観察を行うことができ、表示面の略全面に亘って明確に視認することができる表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の、この種の表示装置としては、例えば、特許文献１に記載されているようなものがある。特許文献１には、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ものが記載されている。この特許文献１に記載された表示装置は、「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」ことを特徴としている。
【０００３】
このような構成を有する特許文献１に記載の表示装置によれば、「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」という効果が期待される。
【特許文献１】特開２００３−１２１７７９号公報
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載されている従来の表示装置においては、複数の画素が平面上に２次元的に配列されており、そのような各画素に対応して複数の微小光学素子であるマイクロレンズも同様に、平面上に２次元的に配列された構成となっている。そのため、目から各画素までの距離が、中央部分において最も短く、その中央部分から放射方向外側に移るに従って逐次的に長くなることから、中央部分をはっきりさせると、半径方向外側部分がぼやけることになり、視認する像を隅から隅までスッキリ見ることができないという問題があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
解決しようとする問題点は、従来の表示装置では、複数の画素及び複数のマイクロレンズが平面上に２次元的に配列されているため、像を隅から隅までスッキリ見ることができない、という点である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の表示装置は、所定の曲面上に配列された複数の画素を有する画像表示手段と、その画像表示手段の複数の画素に対応するよう各画素に対向して所定の曲面上に配列された複数のマイクロレンズと、を備え、複数のマイクロレンズから出た光を目に集来させるようにすることにより明視の距離以上離れた位置に虚像を結ぶようにしたことを最も主要な特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の表示装置によれば、複数の画素と複数のマイクロレンズが、それぞれに対向して所定の曲面上に配列され、複数のマイクロレンズから出た光を目に集来させるようにしたため、所定の虚像を隅から隅までスッキリと明瞭に見ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
所定の虚像を隅から隅までスッキリと明瞭に見ることができる表示装置を、簡単な構成によって実現した。
【０００９】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面を参照して説明する。図１〜図１２は、本発明の実施の形態の例を説明するものである。即ち、図１は本発明の表示装置の第１の実施の例を示す説明図、図２は第２の実施の例を示す説明図、図３は第３の実施の例を示す説明図、図４は本発明に係る表示装置の曲面の説明図、図５は本発明に係る画像表示手段の一実施例を示す説明図、図６は眼鏡に適用した説明図、図７は眼鏡の要部を示す説明図、図８は眼鏡の使用状態を示す説明図、図９は電子スチルカメラに適用した一実施例の正面側斜視図、図１０は同じく背面側斜視図、図１１は電子スチルカメラの使用状態を示す説明図、図１２はビデオカメラの要部を断面して示す説明図である。
【００１０】
図１に示すように、本発明の表示装置１は、複数の画素を有する画像表示手段の第１の具体例を示す自己発光型の表示素子である有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）ディスプレイ２と、その有機ＥＬディスプレイ２の一面に一体的に設けられた複数のマイクロレンズ３とを備えて構成されている。有機ＥＬディスプレイ２の少なくとも一面は、所定の曲面の第１の具体例を示す球面（球体の一部分）８として形成されている。この球面８に複数のマイクロレンズ３が、その略全面に亘って整列されて設けられている。
【００１１】
ここで、「所定の曲面」とは、この実施例に係る「球面」（曲率半径ρが一定）８に限定されるものではなく、曲率半径ρの値を変えることによって形成される各種の大きさの球面を含むことは勿論のこと、これ以外にも、例えば、部位によって曲率を変えた「非球面」を含むものである。ここで、「非球面」とは、放物線、双曲線、二次曲線又はこれらに近似した曲線をいうものとする。また、所定の曲面としては、円筒の一部を切り取ったような「シリンドリカルな曲面」であってもよい。所定の曲面を「シリンドリカルな曲面」とした場合には、平面である場合よりも見易くなり、かつ、平面を一方向に曲げるだけでよいので、球面とする場合よりも製造し易い、という利点がある。
【００１２】
本発明の表示装置１に係る「曲面」について、更に詳しく説明すると、図４に示す如くである。図４において、符号１０は目、符号１１は瞳孔、符号ＡＬは目１０の視線の中心（光軸）を示し、符号ＳＦは、概略目１０の位置にある光軸ＡＬと垂直をなす平面を示している。本発明の曲面は、表示装置１の表示画面の中央部に対して両側の周辺部が、視覚する方向である光軸ＡＬ方向に対して近い位置にある曲面となっている。即ち、平面ＳＦから表示画面の中央部までの距離をＬ０、平面ＳＦから表示画面の中央部より放射方向（半径方向）外側の任意の中途部までの距離をＬ１、平面ＳＦから表示画面の周辺部までの距離をＬ２とすると、Ｌ０＞Ｌ１＞ｌ２の関係がある。
【００１３】
このような所定の曲面を有する有機ＥＬディスプレイ２の一面である凹側の球面８に、そこに配列された複数の画素に対応するよう各画素に対向して、それぞれが一対一の関係となるように複数のマイクロレンズ３が設けられている。
【００１４】
有機ＥＬディスプレイ２は、例えば、図５に示すような構造を備えて構成されている。即ち、有機ＥＬディスプレイ２は、第１のガラス基板４と、この第１のガラス基板４の一面に設けられた複数の有機ＥＬ素子５及びＴＦＴ（薄膜トランジスタ）６と、これらの有機ＥＬ素子５等を第１のガラス基板４との間で挟んで保持する第２のガラス基板７と、を備えて構成されている。第２のガラス基板７の凹側の面により、上記所定の曲面をなす球面８が構成されている。
【００１５】
有機ＥＬディスプレイ２の有機ＥＬ素子５は、３原色をなす赤色有機ＥＬ素子５ａと緑色有機ＥＬ素子５ｂと青色有機ＥＬ素子５ｃとの３種類の色の組み合わせを備えている。これら３色の有機ＥＬ素子５ａ〜５ｃが、球面８の中央部分においては適当な色の１個の有機ＥＬ素子５が配置され、その中心の１個から半径方向外側へ必要な数の列だけ、周方向へ所定間隔によって３色の有機ＥＬ素子５ａ〜５ｃが順次繰り返すように配置されている。これら有機ＥＬ素子５ａ〜５ｃのそれぞれに対向するよう、一対一の関係をもって重なり合うように、複数のマイクロレンズ３が球面８上に配置されて一体的に構成されている。
【００１６】
複数のマイクロレンズ３は、それぞれが凸レンズの半面を形成するような形状として構成されている。これら複数のマイクロレンズ３から出た光を、この表示装置１を使用する人の目に集来させるようにすることにより、明視の距離以上離れた位置に虚像を結ぶようにしている。即ち、すべてのマイクロレンズ３の光軸は、表示装置１を使用する人の目１０の瞳孔１１又はその瞳孔１１の近傍で実質的に交わるように設定されている。このように複数のマイクロレンズ３を、適当な曲率半径ρを有する球面上に配置することにより、目１０のピントが合わせられる距離（例えば２５０ｍｍ）よりもはるかに目に近い位置（５ｍｍ〜４０ｍｍ）においてピントを合わせ、その虚像を明視の距離以上離れた位置に結ぶことが可能となる。
【００１７】
人の目は、平均的には瞳孔１１から８０ｍｍ〜１００ｍｍの範囲に近点と呼ばれる生理上、特に意識することなくピントを合わすことができる限界点が想定される。そのため、明視の距離が２５０ｍｍであるとすると、表示面と所定の点である目（瞳孔）との距離は５〜５０ｍｍ程度、所定の点から虚像が結ばれる位置までの距離は２５０ｍｍ〜∞となり、好ましくは１〜５ｍに設定するとよい。
【００１８】
また、有機ＥＬ素子５ａ〜５ｃの第２のガラス基板７側には、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）６のカソードをなす半透過膜（電極）１４が設けられている。そして、各有機ＥＬ素子５ａ〜５ｃの第２のガラス基板７と反対側には、ＴＦＴ６のアノードをなすメタル電極１５ａ〜１５ｃが設けられている。これらメタル電極１５ａ〜１５ｃ及び半透過膜１４とその他の配線等により、各有機ＥＬ素子５ａ〜５ｃに対応させて設けられたＴＦＴ（薄膜トランジスタ）６ａ〜６ｃが構成されている。
【００１９】
かくして、任意の有機ＥＬ素子５ａ〜５ｃに対応して設けたＴＦＴ６ａ〜６ｃのメタル電極１５ａ〜１５ｃと半透過膜１４との間に電圧を印加することにより、それぞれの有機ＥＬ素子５ａ〜５ｃが持つ色の光を発光することができる。即ち、赤色有機ＥＬ素子５ａにおいては赤色の光が発光され、緑色有機ＥＬ素子５ｂにおいては緑色の光が発光され、青色有機ＥＬ素子５ｃにおいては青色の光が発光される。これらの発光によって生じた各色の光は、そのまま半透過膜１４と第２のガラス基板７を透過し、それぞれに対向するように設置されたマイクロレンズ３を透過して外部に放射される。
【００２０】
これと同時に、それぞれの発光によって生じた光のうち、背面の第１のガラス基板４側に向かう光は、第１のガラス基板４側に位置するメタル電極１５ａによって第２のガラス基板７側に反射される。このようにメタル電極１５ａで反射された光は、正面側に放射された光に重畳され、一体となって半透過膜１４及び第２のガラス基板７を透過し、その前方に設置されたマイクロレンズ３を経て外部に放射される。
【００２１】
このような構成を有する表示装置１によれば、図１に示すように、各マイクロレンズ３から出る光を、目１０の瞳孔１１又はその近傍で実質的に交わるように配置することにより、近すぎる表示画面である球面８を認識することなく、マイクロレンズアレイによりルーペと同じ原理で拡大された虚像１７を観察することができる。しかも、本発明によれば、複数のマイクロレンズ３を球面８上に配置し、瞳孔１１から表示画面の中央までの距離と瞳孔１１から表示画面の両端までの距離を等しくするか若しくは両距離の差を少なくすることにより、表示画面である球面８を隅から隅まですっきりと視認することが可能となる。即ち、表示画面を球面形状としたため、小さな表示装置１でありながら、大きな光学系とすることなく大きな虚像１７を明視することができる。
【００２２】
図２は、本発明の第２の実施例を示すものである。この第２の実施例に示す表示装置２０は、前記実施例における球面８上に配置された複数のマイクロレンズ３と目１０との間に、光学レンズの一具体例を示す凸レンズ２１を配置し、虚像１７を更に拡大して見ることができるようにしたものである。
【００２３】
凸レンズ２１は、その光軸を有機ＥＬディスプレイ２２の中心と一致させるように配置されている。この場合、凸レンズ２１は、入射する光線を内側に収束させて出射するため、その収束された光線が目１０の瞳孔１１又はその近傍に集来される。その結果、有機ＥＬディスプレイ２２の複数の有機ＥＬ素子５ａ〜５ｃと複数のマイクロレンズ３とで表示される球面形状の表示画面に表示される画像を、凸レンズ２１を入れることで更に拡大することができると共に、その拡大された虚像１７をしっかりと観察することができる。しかも、目１０と有機ＥＬディスプレイ２２の間に光学レンズを入れたとしても、その光学レンズで光線の進路を強く曲げなくてすむため、その虚像１７を自然な感覚で見ることができ、その虚像１７を見易くすることができる。
【００２４】
図３は、本発明の第３の実施例を示すものである。この第３の実施例に示す表示装置３０は、前記第１の実施例における有機ＥＬディスプレイ２の表示画面である球面８の曲率を変更可能に構成したものである。この実施例に係る表示装置３０の場合には、有機ＥＬディスプレイ３２の表示画面である球面８の曲率を変更可能として、その球面８の曲率半径ρを変えることにより、発生する虚像１７の拡大幅を大きくしたり、小さくしたりして、様々な大きさの虚像１７を観察することが可能となる。
【００２５】
例えば、球面８の曲率半径ρを小さく曲率半径ρｓ（ρ＞ρｓ）とすると、その球面８の凹み量が大きくなり、これにより、観察される虚像１７を更に拡大（ズーム機能）することができる。これとは逆に、球面８の曲率半径ρを大きく曲率半径ρｔ（ρ＜ρｔ）とすると、その球面８の凹み量が小さくなり、これにより、観察される虚像を小さくすることができる。
【００２６】
この実施例では、画像表示手段として自己発光型の表示素子である有機ＥＬディスプレイ２を用いた例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、バックライトを用いた液晶ディスプレイを用いることができる。液晶ディスプレイは、複数の液晶セルを有する液晶表示素子と、この液晶表示素子の背面又は側面に配置されて液晶画素である各液晶セルに光線を照射する発光部としてのバックライト等を備えて構成されている。
【００２７】
液晶ディスプレイの種類としては、相対する２枚のガラス板の内面に形成される表示電極の形で分類すると、マトリクス形とセグメント形等がある。また、透過形でディスプレイを行う液晶セルでは、何れの電極も透明電極が用いられ、反射形では、一方が透明電極で、他方の電極には反射膜が用いられている。このような構成を有する液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）を用い、電極間に加えられる電圧を制御して、光線の透過と不透過を制御するか、又は光線の透過量を制御することにより、表示画面に所望の像を表示することができる。
【００２８】
なお、画像表示手段としては、これらの実施例の他にも、例えば、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）は勿論のこと、ライトエミッティングダイオード（ＬＥＤ）、エレクトロクロミックディスプレイ（ＥＣＤ）、蛍光表示管等を用いることができる。
【００２９】
図６〜図８は、上述したような構成を有する表示装置１を、眼鏡レンズ４１と一体に構成した実施の例を説明するものである。表示装置１は、眼鏡レンズ４１の中央部より少々下方に配置されて一体的に構成されている。図６に示すように、一般に、人の目１０の視野は、水平線ＨＬを基準にすると、上方の上視野は約６０°、下方の下視野も約６０°である。そして、目１０の瞳孔１１から眼鏡レンズ４０の内面までの距離は約２ｍｍである。このような目１０の前に眼鏡レンズ４１を介在させて、１ｍ（メートル）先に幅１ｍの虚像からなる画面を表示するものとすると、目１０と表示装置１との関係は、次のように設定することができる。
【００３０】
即ち、眼鏡レンズ４１に対して表示装置１は、その中心線（中心部において垂直に延在する線）ＣＬが水平線ＨＬとなす角度αが５〜１０°となるように設定する。そして、中心線ＣＬを中心として、その上下に必要な領域を占めるように任意の角度範囲β（β＝上領域βａ＋下領域βｄ）を設定する。この実施例では、上領域βａと下領域βｄは等しい角度とされていて、ともに約２５度である。
【００３１】
図７は、図６に示した眼鏡レンズ４１を用いた眼鏡４０を示すものである。この眼鏡４０の構成は、一般の眼鏡と同様であり、一対の眼鏡レンズ４１，４１と、両眼鏡レンズ４１，４１を保持する眼鏡フレーム４２と、を備えて構成されている。眼鏡フレーム４２は、一対の眼鏡レンズ４１，４１を保持する一対の枠部４３，４３と、両枠部４３，４３の内側部分を連結するブリッジ４４と、両枠部４３，４３の外側部分に設けられたヨロイ４５と、各ヨロイ４５に回動自在に支持されたテンプル４６等を有している。
【００３２】
各眼鏡レンズ４１に内蔵された表示装置１には、酸化インジウム等によって形成された複数の透明電極４８の一端が接続されている。複数の透明電極４８の他端は、枠体４３側に延在され、その枠体の内面に設けた接続端子に接続されている。枠体４３の接続端子には、リード線４９の一端が電気的に接続されている。そのリード線４９の他端は、ヨロイ４５及びテンプル４６を貫通して、そのテンプル４６の後部から外部に引き出されている。
【００３３】
このような構成を有する眼鏡（ヘッドマウントディスプレイ装置：ＨＭＤ）４０を用いることにより、図８に示すように、素子面である表示画面から離れた位置に、マイクロレンズのレンズ作用によって大きく拡大された虚像１７を観察することができる。なお、図７に図示した眼鏡レンズ４１の表示装置１に表示したヨットの画像は、その部分において実際に存在するものではなく、あくまでも説明のために模式的に描いたものであり、その虚像は図８に示すような状態で見ることができる。
【００３４】
図９〜図１１は、本発明に係る表示装置１が適用された電子機器の第１の実施例を示す電子スチルカメラを現した図である。電子スチルカメラ５０は、偏平で横長の筐体からなるカメラ本体５１と、このカメラ本体５１に内蔵されると共に撮影レンズ５２が露出されたレンズ装置と、同じくカメラ本体５１に内蔵されると共にレンズ装置等を駆動制御する制御装置と、レンズ装置によって得られた撮像を表示する表示パネル５３等を備えて構成されている。
【００３５】
電子スチルカメラ５０のレンズ装置は、カメラ本体５１の正面から見て右側に内蔵されており、その正面の右上部に撮影レンズ５２が配置されている。その撮影レンズ５２に対応してカメラ本体５１の背面には、電子ビューファインダ５４が配置されている。この電子ビューファインダ５４と表示パネル５３には、被写体に対応した同一の像が写し出される。表示パネル５３としては、例えば、液晶ディスプレイ等のフラットパネルディスプレイを用いることができる。更に、カメラ本体５１の背面であって、表示パネル５３の側方には、表示パネル５３の表示画面を切り換えたり、その画面内の機能を選択したりすることができる操作ボタン５５が設けられている。また、カメラ本体５１の上面には、静止画を撮影することができるシャッタボタン５６が配置されている。
【００３６】
このような構成を有する電子スチルカメラ５０に対して、本発明の表示装置１は、電子ビューファインダ５４に適用することができる。その電子ビューファインダ５４の覗き窓に表示装置１を配置することにより、図１１に示すように、素子面である表示画面から離れた位置に、マイクロレンズのレンズ作用によって大きく拡大された虚像１７を観察することができる。なお、図１０に図示した電子スチルカメラ５０の電子ビューファインダ５４に表示した人の顔の画像は、その部分において実際に存在するものではなく、あくまでも説明のために模式的に描いたものである。
【００３７】
図１２は、本発明に係る表示装置１の第３の実施例を適用した撮像装置を示すもので、所定の曲面をなす略球面の曲率半径を変更可能な曲面変更手段を設けたものである。この実施例の撮像装置としては、カメラ一体型ＶＴＲ（ビデオテープレコーダ）６０を現しているが、記録媒体は磁気テープ等のテープ状記録媒体に限定されるものではなく、光ディスクや光磁気ディスクその他のディスク状記録媒体を適用できることは勿論であり、情報の記録及び／又は再生が可能な記録媒体であれば、その他の形式の記録媒体であってもよいことは勿論である。
【００３８】
カメラ一体型ＶＴＲ６０は、偏平で横長の筐体からなるカメラ本体６１を備えている。カメラ本体６１の正面の上部にはレンズ装置６２が配置され、このレンズ装置の後方に、曲面の変更可能な表示装置１を有するビューファインダ６３が設けられている。そして、ビューファインダ６３の覗き窓６４が、カメラ本体６１の背面に設けられている。符号６５は、覗き窓６４に保持された光学ガラスである。
【００３９】
ビューファインダ６３は、表示部である表示装置１と、この表示装置１の曲面（球面の曲率）を変更可能な曲面変更手段７０とを備えて構成されている。この表示装置１は、人の目１０に対向されるマイクロレンズ３の有る面と反対側の面に付加される圧力を変更することにより、その圧力の大きさに応じて曲面の曲率（曲率半径）を変更することができる構成となっている。
【００４０】
曲面変更手段７０は、表示装置１を保持する保持部７１と、この保持部７１の液室７２内の圧力を調整可能な圧力調整部７３と、この圧力調整部７３と保持部７１の液室７２とを連通する接続パイプ７４等を備えて構成されている。保持部７１は、正面に円形の開口部７５を有し、且つ内部に液室７２が形成された中空のケース体からなる。この保持部７１の開口部７５に表示装置１が嵌合されて固定されている。表示装置１は、液室７２の内側へ凸となる状態で配置されていると共に、その外周縁を接着剤で開口部７５の内周面に貼着することにより液密に固着されて一体的に構成されている。
【００４１】
圧力調整部７３は、接続パイプ７４によって保持部７１の液室７２と連通されたシリンダ７６と、このシリンダ７６の穴内に摺動可能に挿入されたピストン７７と、このピストン７７に一端が固定され且つ他端がシリンダ７６の端面とカメラ本体６１の背面を貫通して外部に突出されたねじ軸７８と、このねじ軸７８の突出端に設けられた操作ツマミ７９を備えている。液室７２とシリンダ７６と接続パイプ７４の内部には、圧力を伝達可能な媒体の一具体例を示す油や水等の動力伝達媒体８０が充填されている。
【００４２】
かくして、図１２において、操作ツマミ７９を反時計方向に回して、ピストン７７を図中右側に移動すると、シリンダ７６内の動力伝達媒体（液体）８０の圧力が減少し、その容積の増加分だけ液室７２内の動力伝達媒体８０の一部が流入する。これにより、液室７２内の圧力が低下するため、表示装置１それ自体が持っている弾性によって表示装置１が、実線で示す状態から二点鎖線で示す状態に復帰する方向に変化する。そして、表示装置１の表示画面が、その曲面の曲率半径を小さくするように変形する。その結果、前述したように、マイクロレンズのレンズ作用によって大きく拡大された虚像１７を観察することができる。
【００４３】
これに対して、図１２において、操作ツマミ７９を時計方向に回して、ピストン７７を図中左側に移動すると、シリンダ７６内の動力伝達媒体８０の圧力が増加し、その容積の減少分だけ動力伝達媒体８０が液室７２内に流入する。これにより、液室７２内の圧力が上昇するため、表示装置１それ自体が持っている弾性に抗して表示装置１が、二点鎖線で示す状態から実線で示す状態に変化する。そして、表示装置１の表示画面が、その曲面の曲率半径を大きくするように変形する。その結果、前述したように、マイクロレンズのレンズ作用によって大きく拡大された虚像１７を小さくして観察することができる。
【００４４】
この実施例によれば、表示装置１の所定の曲面である略球面を曲面変更手段７０によって変更可能とすることにより、ビューファインダ６３の視度調整の役目をさせたり、見る画面の大きさを調整したりすることができる。例えば、ビューファインダ６３の画面の大きさを１４インチ〜５０インチの間で変更可能とした場合には、１４インチで見るか、５０インチで見るかを自由に決定し、また、任意の大きさに調整して見ることができる。なお、この実施例では、ビューファインダ６３の目の位置を固定する場合について説明したが、眼鏡型の表示装置（ヘッドマウントディスプレイ装置）に適用できることは勿論である。
【００４５】
以上説明してきたように、本発明の表示装置によれば、複数の画素と複数のマイクロレンズをそれぞれ対向させて所定の曲面上に配列し、複数のマイクロレンズから出た光を目に集来させるようにしたため、所定の虚像を隅から隅までスッキリと明瞭に見ることができる。そのため、従来のこの種の装置には無い小型、軽量であって、精細度が高く、しかも大画面の虚像を観察することができるモバイルディスプレイ並びにウェアラブルディスプレイを実現することができる。
【００４６】
本発明は、前述しかつ図面に示した実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の変形実施が可能である。例えば、前記実施例においては、電子スチルカメラやビデオ一体型ＶＴＲに適用した例について説明したが、その他の撮像装置に適用できることは勿論のこと、眼鏡型の他にもゴーグル型のディスプレイ装置やその他の装置のための表示装置として適用できるものである。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の表示装置の第１の実施の例を示す説明図である。
【図２】本発明の表示装置の第２の実施の例を示す説明図である。
【図３】本発明の表示装置の第３の実施の例を示す説明図である。
【図４】本発明の表示装置に係る所定の曲面を説明するための説明図である。
【図５】本発明の表示装置に係る画像表示手段の実施の例を示す有機ＥＬディスプレイの要部を示す説明図である。
【図６】本発明の表示装置を眼鏡に適用した実施の例を示す説明図である。
【図７】本発明の表示装置を備えた眼鏡の要部を示す説明図である。
【図８】図７に示した眼鏡の使用状態を説明するための説明図である。
【図９】本発明の表示装置を備えた撮像装置の第１の実施の例を示す電子スチルカメラを正面側から見た説明図である。
【図１０】本発明の表示装置を備えた撮像装置の第１の実施の例を示す電子スチルカメラを背面側から見た説明図である。
【図１１】図９に示した電子スチルカメラの使用状態を説明するための説明図である。
【図１２】本発明の表示装置を備えた撮像装置の第２の実施の例を示すカメラ一体型ＶＴＲの要部を断面した説明図である。
【符号の説明】
【００４８】
１，２０，３０…表示装置、 ２，２２，３２…有機ＥＬディスプレイ（画像表示手段）、 ３…マイクロレンズ、 ４…第１のガラス基板、 ５…有機ＥＬ素子、 ７…第２のガラス基板、 ８…球面（所定の曲面）、 １０…目、 １１…瞳孔、 １７…虚像、 ２１…凸レンズ（光学レンズ）、 ４０…眼鏡、 ４１…眼鏡レンズ、 ４２…眼鏡フレーム、 ５０…電子スチルカメラ（撮像装置）、 ５４…電子ビューファインダ、 ６０…カメラ一体型ＶＴＲ（撮像装置）、 ６３…ビューファインダ、 ７０…曲面変更手段、 ７１…保持部、 ７２…液室、 ７３…圧力調整部、 ７４…接続パイプ、 ８０…動力伝達媒体（液体）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の曲面上に配列された複数の画素を有する画像表示手段と、
前記画像表示手段の前記複数の画素に対応するよう各画素に対向して前記所定の曲面上に配列された複数のマイクロレンズと、を備え、
前記複数のマイクロレンズから出た光を目に集来させるようにすることにより明視の距離以上離れた位置に虚像を結ぶようにしたことを特徴とする表示装置。
【請求項２】
前記複数の画素は、自己発光型の表示素子であることを特徴とする請求項１記載の表示装置。
【請求項３】
前記自己発光型の表示素子は、有機エレクトロルミネッセンス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、光線の透過と不透過を制御するか又は光線の透過量を制御する複数の画素と、前記複数の画素に対応し且つ各画素に光線を照射する発光部と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】
前記複数の画素は、液晶表示素子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６】
前記曲面は、全ての部位の曲率が等しい球面又は部位によって曲率が異なる非球面であることを特徴とする請求項１記載の表示装置。
【請求項７】
前記マイクロレンズと目の間に光学レンズを配置したことを特徴とする請求項１記載の表示装置。
【請求項８】
前記所定の曲面は略球面であり、その略球面の曲率半径を変更可能な曲面変更手段を設けたことを特徴とする請求項６記載の表示装置。
【請求項１】
所定の曲面上に配列された複数の画素を有する画像表示手段と、
前記画像表示手段の前記複数の画素に対応するよう各画素に対向して前記所定の曲面上に配列された複数のマイクロレンズと、を備え、
前記複数のマイクロレンズから出た光を目に集来させるようにすることにより明視の距離以上離れた位置に虚像を結ぶようにしたことを特徴とする表示装置。
【請求項２】
前記複数の画素は、自己発光型の表示素子であることを特徴とする請求項１記載の表示装置。
【請求項３】
前記自己発光型の表示素子は、有機エレクトロルミネッセンス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、光線の透過と不透過を制御するか又は光線の透過量を制御する複数の画素と、前記複数の画素に対応し且つ各画素に光線を照射する発光部と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】
前記複数の画素は、液晶表示素子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６】
前記曲面は、全ての部位の曲率が等しい球面又は部位によって曲率が異なる非球面であることを特徴とする請求項１記載の表示装置。
【請求項７】
前記マイクロレンズと目の間に光学レンズを配置したことを特徴とする請求項１記載の表示装置。
【請求項８】
前記所定の曲面は略球面であり、その略球面の曲率半径を変更可能な曲面変更手段を設けたことを特徴とする請求項６記載の表示装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２００７−８６５００（Ｐ２００７−８６５００Ａ）
【公開日】平成１９年４月５日（２００７．４．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２７６１５９（Ｐ２００５−２７６１５９）
【出願日】平成１７年９月２２日（２００５．９．２２）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年４月５日（２００７．４．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年９月２２日（２００５．９．２２）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
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