顯示裝置及單元、電子設備、便攜設備及電話、攝像裝置的製作方法

2023-05-02 07:51:36

專利名稱：顯示裝置及單元、電子設備、便攜設備及電話、攝像裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及顯示裝置、以及具有該顯示裝置的顯示單元、電子設備、便攜用電子設備、便攜電話和攝像裝置。
背景技術：
作為顯示影像或文字的顯示裝置(顯示器)，具有液晶顯示器或等離子體顯示器。 但是，這些顯示裝置無法進行視度調節。隨著老齡化社會的進展，老花眼的老年人增加，期望能夠進行視度調節的顯示裝置、特別是平板顯示器(FPD)。由於便攜電話的普及和數位照相機的普及，在室外觀看基於FPD的顯示的機會增加。進而，代替書本，電子書的利用也有所增加。這樣，在觀看便攜電話或數位照相機等行動裝置的FPD時，每次摘戴老花鏡是非常麻煩的。與作為電話使用的情況相比，便攜電話在郵件使用、遊戲等場面中觀看FPD的機會較多。並且，在數字單反照相機中使用FPD作為實時取景監視器，但是，在該數字單反照相機中，在觀看遠方的被攝體並觀看實時取景監視器時，每次摘戴老花鏡是不現實的。進而，在攝影模式的變更等、使用利用監視器的GUI (圖形用戶界面)的情況較多，觀看監視器的必要性很高。並且，在觀看車載導航系統的監視器時，觀察者正在駕駛。因此，摘戴老花鏡是很危險的，事實上不可能摘戴老花鏡。作為除此之外的場面，在觀察個人電腦(PC)的液晶畫面時，每次戴上老花鏡對於觀察者來說也是很麻煩的。因此，期望不用摘戴老花鏡就能夠觀看監視器的電子設備。即，以往，不存在即使不戴老花鏡也能夠觀看到對焦圖像的FPD。並且，不存在搭載了這種監視器的電子設備。但是，最近指出了這種問題，並在專利文獻1中提出了顯示進行邊緣強調後的校正圖像的方法。並且，在專利文獻2中提出了使用由託布裡茲矩陣的逆矩陣生成的事前校正圖像的方法。進而，在專利文獻3中提出了使用放大鏡的方法。但是，在日本特許第3552413號公報的邊緣強調的手法中，雖然多少容易觀看顯示信息，但是，無法恢復散焦像。這是因為，專利文獻1中的校正不是使用像模糊的原因的散焦信息的校正。並且，在日本特開2007-U8355號公報中，根據由基於眼球的焦點調節不足的點擴散函數構成的託布裡茲矩陣進行校正。該情況下，雖然在校正圖像數據中不產生複數，但是，其結果，停留於與專利文獻1相同的邊緣強調程度的校正，實際效果少，不實用。進而，在日本特開2009-636 號公報中示出如下例子在數位照相機的監視器即 FPD的近前安裝菲涅爾透鏡，像放大鏡那樣觀看FPD。但是，為了進行老花眼的校正，需要使菲涅爾透鏡與FPD相隔幾cm的距離，不實用。代替菲涅爾透鏡，還示出針對每個像素使用微透鏡陣列的情況，但是，通過各微透鏡來放大像素，所以，觀察到相鄰的像素重疊，沒有產生實用的效果。

發明內容
本發明是鑑於上述問題點而完成的，其目的在於，提供容易對焦的顯示裝置、顯示單元、電子設備、便攜用電子設備、便攜電話以及攝像裝置。為了解決上述課題並實現目的，本發明的顯示裝置具有多個光出射點群以及對光出射點群進行投影的多個透鏡，該顯示裝置的特徵在於，光出射點群具有至少一個光出射點，多個透鏡的各個透鏡被配置成對光出射點群的像進行重疊投影，使由各個透鏡投影而重疊的光出射點群中的光出射點的重疊入射到觀察者的眼球的瞳孔中，由此，在觀察者的眼球的視網膜上產生多個透鏡的投影像。在本發明的顯示裝置中，優選光出射點群的節距Pp和各個透鏡的節距Lp滿足下式(1-1)，Lp/Pp = (Ff-F) /Ff … (1-1)其中，Ff是各個透鏡與光出射點群的像之間的距離，F是各個透鏡的焦距。在本發明的顯示裝置中，優選光出射點群的像與各個透鏡之間的距離Ff滿足下式(1- ，-L/2 彡 Ff 彡⑴… (1-2)其中，L是各個透鏡與觀察者的眼球的晶狀體之間的距離。在本發明的顯示裝置中，優選由該透鏡投影的光出射點的大小小於觀察者的眼球的瞳孔直徑。在本發明的顯示裝置中，優選多個透鏡由微透鏡陣列構成。在本發明的顯示裝置中，優選該光出射點群與該微透鏡陣列之間的傾斜度在顯示範圍內為該各個透鏡的大小以內。在本發明的顯示裝置中，優選顯示裝置具有發出至少三種顏色的光的光出射點。在本發明的顯示裝置中，優選顯示裝置具有由不同顏色的子信息像素構成的信息像素，與子信息像素對應地設置了透鏡。在本發明的顯示裝置中，優選以不同顏色的子信息像素的光出射點在投影像中重疊的方式，利用多個子信息像素形成一個光出射點群，並與一個透鏡對應。在本發明的顯示裝置中，優選三種顏色包含紅色、綠色以及藍色。在本發明的顯示裝置中，優選信息像素由同樣重複的三種顏色的子信息像素構成，形成光出射點群的子信息像素的數量為2個或4個。在本發明的顯示裝置中，優選信息像素由不同順序的三種顏色的子信息像素構成，形成光出射點群的子信息像素的數量為3個。在本發明的顯示裝置中，優選微透鏡陣列的有效尺寸與具有信息像素的顯示器件的顯示尺寸相等或大於該具有信息像素的顯示器件的顯示尺寸。在本發明的顯示裝置中，優選子信息像素的形狀為長方形。在本發明的顯示裝置中，優選針對2個子信息像素設置了一個透鏡。在本發明的顯示裝置中，優選針對3個子信息像素設置了一個透鏡。
在本發明的顯示裝置中，優選針對4個子信息像素設置了一個透鏡。
在本發明的顯示裝置中，優選光出射點的像的大小為0. 5mm 2. 8mm。
在本發明的顯示裝置中，優選各個透鏡的直徑為50μπι以上。在本發明的顯示裝置中，優選信息像素使用液晶顯示器件。在本發明的顯示裝置中，優選液晶器件的光源為LED或LD。在本發明的顯示裝置中，優選信息像素使用有機EL器件。本發明的顯示單元具有多個孔徑群以及對孔徑群進行投影的多個透鏡，該顯示單元的特徵在於，孔徑群具有至少一個孔徑，多個透鏡的各個透鏡配置成對孔徑群的像進行重疊投影，使由各個透鏡投影而重疊的孔徑群中的孔徑的重疊入射到觀察者的眼球的瞳孔中，由此，在觀察者的眼球的視網膜上產生多個透鏡的投影像。在本發明的顯示單元中，優選孔徑群的節距Pp和各個透鏡的節距Lp滿足下式 (1-3),Lp/Pp = (Ff-F) /Ff ... (1-3)其中，Ff是各個透鏡與光出射點群的像之間的距離，F是各個透鏡的焦距。在本發明的顯示單元中，優選多個透鏡構成微透鏡陣列。在本發明的顯示單元中，優選該孔徑群與該微透鏡陣列之間的傾斜度在顯示範圍內為一個像素以內。在本發明的顯示單元中，優選孔徑群與微透鏡陣列一體形成。在本發明的顯示單元中，優選微透鏡陣列的透鏡的大小為50μπι以上。在本發明的顯示單元中，優選孔徑群通過印刷而形成於微透鏡陣列的一個面上。本發明的電子設備的特徵在於，該電子設備具有上述任一個顯示裝置。本發明的便攜用電子設備的特徵在於，該便攜用電子設備具有上述任一個顯示裝置。本發明的便攜電話的特徵在於，該便攜電話具有上述任一個顯示裝置。本發明的便攜電話優選具有郵件功能。
本發明的便攜電話優選具有照相機功能。本發明的攝像裝置的特徵在於，該攝像裝置具有上述任一個顯示裝置。本發明的攝像裝置優選設置有設定攝影條件的開關。進而，本發明的顯示單元由隔板、經由隔板被照明的多個孔徑群以及對孔徑群進行投影的多個透鏡構成，該顯示單元的特徵在於，孔徑群具有至少一個孔徑，各個透鏡配置成對孔徑群的像進行重疊投影，使孔徑群的重疊入射到觀察者的瞳孔中，由此，在觀察者的視網膜上產生多個透鏡的投影像。並且，根據本發明的優選方式，其特徵在於，由透鏡投影的孔徑的大小小於觀察者的眼球的瞳孔直徑。並且，根據本發明的優選方式，優選透鏡由微透鏡陣列構成。根據本發明的優選方式，優選該孔徑群與該微透鏡陣列之間的傾斜度在顯示範圍內為透鏡的大小以內。並且，根據本發明的優選方式，優選孔徑通過印刷而形成於微透鏡陣列或隔板的平面上。並且，根據本發明的優選方式，優選孔徑通過蝕刻而形成於微透鏡陣列或隔板的平面上。並且，根據本發明的優選方式，優選隔板是散射器。並且，根據本發明的優選方式，優選散射特性的散射面的散射角為10°以內。並且，本發明的顯示單元由多個孔徑群以及對孔徑群進行投影的多個透鏡構成， 該顯示單元的特徵在於，孔徑群具有至少一個孔徑，對孔徑的孔徑部分賦予了散射特性，各個透鏡配置成對孔徑群的像進行重疊投影，使孔徑群的重疊入射到觀察者的瞳孔中，由此， 在觀察者的視網膜上產生多個透鏡的投影像。並且，根據本發明的優選方式，其特徵在於，由透鏡投影的孔徑的大小小於觀察者的眼球的瞳孔直徑。並且，根據本發明的優選方式，優選散射面的散射角為10°以內。並且，根據本發明的優選方式，優選孔徑群的節距Pp和透鏡的節距Lp滿足以下的條件式。Lp/Pp = (Ff-F) /Ff其中，Ff是透鏡與光出射點群的像之間的距離，F是透鏡的焦距。並且，根據本發明的優選方式，優選多個透鏡由微透鏡陣列構成。並且，根據本發明的優選方式，優選孔徑通過印刷形成於微透鏡陣列的平面上。並且，根據本發明的優選方式，優選孔徑通過蝕刻形成於微透鏡陣列的平面上。並且，根據本發明的優選方式，其特徵在於，孔徑群和透鏡的配置為相同節距，優選多個透鏡由微透鏡陣列構成，微透鏡陣列是具有使各個孔徑群的投影像彼此重疊的場透鏡效果的複合微透鏡陣列。並且，根據本發明的優選方式，優選微透鏡陣列的透鏡的大小為0. 05mm以上。並且，根據本發明的優選方式，優選孔徑的像的大小為0. 5mm 2. 8mm。並且，根據本發明的優選方式，優選顯示單元具有能夠相對於利用多個信息像素顯示圖像的顯示器件進行裝卸的機構。並且，根據本發明的優選方式，優選顯示單元具有能夠相對於電子設備進行裝卸的機構。並且，根據本發明的優選方式，優選顯示單元具有能夠相對於便攜用電子設備進行裝卸的機構。並且，根據本發明的優選方式，優選顯示單元具有能夠相對於便攜電話進行裝卸的機構。並且，根據本發明的優選方式，優選顯示單元具有能夠相對於攝像裝置進行裝卸的機構。並且，本發明的顯示裝置由利用多個信息像素顯示圖像的顯示器件、隔板、多個孔徑群以及多個透鏡構成，該顯示裝置的特徵在於，經由隔板利用信息像素對孔徑群進行照明，孔徑群具有至少一個孔徑，各個透鏡配置成對孔徑群的像進行重疊來投影，使孔徑群的重疊入射到觀察者的瞳孔中，由此，在觀察者的視網膜上產生多個透鏡的投影像。並且，根據本發明的優選方式，其特徵在於，由透鏡投影的孔徑的大小小於觀察者的眼球的瞳孔直徑。
並且，根據本發明的優選方式，優選隔板是散射器。並且，根據本發明的優選方式，優選散射器的散射角為10°以內。並且，根據本發明的優選方式，優選孔徑群的節距Pp和透鏡的節距Lp滿足下述關係。Lp/Pp = (Ff-F) /Ff其中，Ff是透鏡與光出射點群的像之間的距離，F是透鏡的焦距。並且，根據本發明的優選方式，優選多個透鏡由微透鏡陣列構成。並且，根據本發明的優選方式，優選孔徑通過印刷形成於微透鏡陣列或隔板的平面上。並且，根據本發明的優選方式，優選孔徑通過蝕刻形成於微透鏡陣列或隔板的平面上。並且，根據本發明的優選方式，其特徵在於，孔徑群和透鏡的配置為相同節距，優選多個透鏡由微透鏡陣列構成，微透鏡陣列是具有使各個孔徑群的投影像彼此重疊的場透鏡效果的複合微透鏡陣列。並且，根據本發明的優選方式，優選微透鏡陣列的透鏡的大小為0. 05mm以上。並且，根據本發明的優選方式，優選孔徑的像的大小為0. 5mm 2. 8mm。並且，根據本發明的優選方式，優選顯示器件的信息像素節距為0. 3mm以下。並且，根據本發明的優選方式，優選顯示器件的信息像素由至少包含R(紅色)、 G (綠色)、B (藍色)這三種顏色的子信息像素構成。並且，根據本發明的優選方式，優選子信息像素的像素節距為0. Imm以下。並且，根據本發明的優選方式，優選顯示器件是液晶器件。並且，根據本發明的優選方式，優選顯示器件是有機EL器件。並且，本發明的電子設備的特徵在於，該電子設備具有上述顯示裝置。並且，本發明的便攜用電子設備的特徵在於，該便攜用電子設備具有上述顯示裝置。並且，本發明的便攜電話的特徵在於，該便攜電話具有上述顯示裝置。並且，根據本發明的優選方式，優選便攜電話優選具有郵件功能。並且，根據本發明的優選方式，優選便攜電話優選具有照相機功能。並且，本發明的攝像裝置的特徵在於，該攝像裝置具有上述顯示裝置。並且，根據本發明的優選方式，優選攝像裝置設置有設定攝影條件的開關。


圖1是示出本發明的第1實施方式的顯示裝置的結構的立體圖。圖2是示出第1實施方式的顯示裝置的光學系統的圖。圖3A、3B、3C是對基於充分透過眼球的晶狀體的瞳孔的光束的像和基於小於瞳孔的光出射點像的光束所形成的像進行比較的圖。圖4是示出本發明的第2實施方式的顯示裝置的結構的立體圖。圖5A、5B是示出將多個光出射點投影到觀察者的瞳孔的狀態的圖。
圖6是示出第2實施方式的顯示裝置的微透鏡陣列和光出射點群的立體圖。圖7A是示出本發明的第3實施方式的變形例的顯示裝置的微透鏡陣列的立體圖， 圖7B是示出光出射點群的立體圖。圖8A是示出本發明的第4實施方式的顯示單元的微透鏡陣列和光出射點群的構造的從透鏡側觀察的立體圖，圖8B是從光出射點群側觀察的立體圖。圖9是示出本發明的第5實施方式的顯示裝置的結構的圖。圖10是示出第5實施方式的顯示裝置和通過該顯示裝置觀察到的圖像的圖。圖11是示出本發明的第6實施方式的顯示裝置的結構的圖。圖12是示出第6實施方式的顯示裝置和通過該顯示裝置觀察到的圖像的圖。圖13是示出本發明的第7實施方式的顯示裝置的結構的圖。圖14是示出第7實施方式的顯示裝置和通過該顯示裝置觀察到的圖像的圖。圖15A、15B是示出本發明的第8實施方式的彩色顯示用的子信息像素的配置例的圖。圖16是示出本發明的第9實施方式的顯示裝置的結構的立體圖。圖17是示出第9實施方式的顯示裝置的光學系統的圖。圖18是示出第9實施方式的其他結構的圖。圖19A、19B是說明在顯示器件中應用本發明的顯示原理的例子的圖。圖20是說明在顯示器件中應用本發明的顯示原理的例子的又一圖。圖21A是示出本發明的第2實施方式的顯示單元的結構的立體圖，圖21B示出第 2實施方式的變形例的剖面結構。圖22是說明貼合微透鏡陣列和孔徑群進行接合的結構的圖。圖23A是示出使用散射器時的立體結構的圖，圖2 是示出其剖面結構的圖。圖M是說明散射器沈的散射面的散射角的圖。圖25A是示出本發明的第10實施方式的顯示單元的圖，圖25B是示出顯示單元的剖面結構的圖。圖沈是示出第11實施方式的顯示裝置的概略結構的圖。圖27是示出第12實施方式的顯示單元的立體結構的圖。圖觀示出作為攝像裝置的一例的數位照相機。圖四示出作為便攜電子設備的一例的便攜電話。
具體實施例方式下面，根據附圖詳細說明本發明的顯示裝置、顯示單元、電子設備、便攜電話以及攝像裝置的實施方式。另外，本發明不由以下的實施方式限定。眾所周知，在照相機中，縮小透鏡的光圈時，景深擴大，能夠拍攝從近前到裡側均對焦的照片。因此，人為縮小眼球的瞳孔，從而擴大景深，在老花眼中難以對焦的近點也能夠對焦。本發明提供等效地縮小眼球的瞳孔的顯示裝置或搭載了該顯示裝置的顯示單元、 電子設備、便攜電話以及攝像裝置。(第1實施方式)圖1示出本發明的顯示方法的想法。圖1是示出第1實施方式的顯示裝置的結構的立體圖。在圖1中，透鏡103是對顯示進行觀察的人(觀察者)的眼球的晶狀體，103a是眼球103的瞳孔。當然，瞳孔103a是眼球的晶狀體103的孔徑。並且，101a、101b、IOlc示出光出射點群。光出射點群由至少一個光出射點構成即可。在圖1中，光出射點群101a、 101b、101c分別由一個光出射點構成，所以，稱為光出射點來進行說明。顯示裝置由101a、 101b、101c、102a、102b、102c 構成。從光出射點101a、101b、IOlc射出的光通過透鏡10加、102b、102c以各個像重疊的方式投影到瞳孔103a。因此，透鏡10加、102b、102c的節距(間隔)被設定為，從光出射點 101a、101b、101c射出的光在瞳孔103a的位置重疊。即，根據圖1可知，透鏡的節距與光出射點的節距之比被設定為從瞳孔103a到透鏡102b的距離與從瞳孔103a到光出射點IOlb 的距離之比。投影到瞳孔103a的光出射點101aU01bU01c的像的大小104被設定為小於瞳孔103a的直徑。即，通過瞳孔103a的光束(大小104)小於瞳孔103a。並且，透鏡10加、102b、102c通過眼球的晶狀體103投影到視網膜105，形成透鏡的像106a、106b、106c。將透鏡102a、10沘、102c考慮為像素時，透鏡的像106a、106b、106c成為像素的像。對光出射點101a、101b、101c賦予圖像信號時，能夠觀看到圖像。但是，在老花眼的人的眼睛的情況下，焦點沒有對準到視網膜105上。但是，關於像素即透鏡10加、102b、102c的成像，使用小於瞳孔103a的光束(大小104)，所以，形成焦深深的像。由此，觀察者能夠觀看到容易對焦的圖像。使用圖3A、3B、3C在後面敘述與此相關的內容。使用圖2，針對光出射點101和透鏡102說明各自的成像關係。圖2是示出第1實施方式的顯示裝置的光學系統的一部分的圖。這裡，光出射點101是光出射點101a、101b、 101c (圖1)中的一個，透鏡102是透鏡10加、102b、102c (圖1)中的一個。在圖2中，光出射點101示出為具有有限的面積的微小區域。該光出射點101通過透鏡102投影到眼球的晶狀體103。從光出射點101上的點109a射出的光通過透鏡102 後，成為光線107a、107b(實線)所示的光線。然後，通過這些光線在眼球的晶狀體103上形成點109a的像110a。另一方面，從光出射點101上的點109b射出的光通過透鏡102後， 成為光線107c、107d(虛線)所示的光線。然後，通過這些光線在眼球的晶狀體103上形成點109b的像IlOb0並且，透鏡102通過眼球的晶狀體103在視網膜105的附近105』成像。具體而言，如光線107a、108a、107c、108c所示，透鏡102的點10 在附近10 成像。並且，如光線107b、l(MKl07d、108d所示，透鏡102的點10 在附近10 成像。這樣，在視網膜105 的附近105，形成透鏡102的像106。設透鏡102與光出射點群的像之間的距離為Ff，設透鏡102與光出射點101之間的距離為冊。設透鏡102的焦距為F時，下式(1-4)成立。1/Ff+l/Fb = 1/F ... (1-4)在圖1中，設相鄰的光出射點101a、101b、IOlc (或後述的光出射點群)的節距(重複的間隔)為Pp，設相鄰的透鏡10h、102b、102c (相當於後述的微透鏡陣列的透鏡)的節距為Lp時，它們滿足下式(1-5)。Lp/Pp = Ff/ (Ff+Fb) = (Ff-F) /Ff ... (1-5)但是，透鏡102的焦距短，投影到觀察者的眼球的瞳孔103a的光出射點的像104的焦深深。在相同的成像距離下，焦距短時，倍率變高。於是，像側的NA非常小，所以，焦深深。例如，在後述的第2實施方式的數值例中示出如下情況透鏡10加、102b、102c的焦距小，在將光出射點123a、123b、123c (光出射點群121a、121b、121c)的像投影到300mm目的地的情況下，等效於投影到無限遠的情況。因此，能夠認為等效於光出射點位於無限遠的情況，即使映入瞳孔的光束直徑小於瞳孔直徑，觀察者也能夠觀看到對焦的像。並且，無需一定要在瞳孔103a上準確對焦。因此，如圖2所示，雖然理想的是透鏡 102和觀察者的眼球的晶狀體103的瞳孔103a之間的距離L與透鏡102和光出射點群的像之間的距離Ff—致，但是不需要一致。因此，雖然理想的是Ff = LJP Lp/Pp = L/(L+Fb)， 但是，允許下式(1-2)。-L/2 彡 Ff 彡⑴... (1-2)另外，有時該節距在顯示裝置的水平方向、垂直方向上不同。在第3實施方式中詳細敘述。使用圖3A、3B、3C，對在瞳孔位置形成小於瞳孔的光出射點的像(大小104)具有與縮小瞳孔相同的效果的情況進行說明。考慮觀察者對點A、點B進行觀察的情況。在老花眼的情況下，眼球的晶狀體103的折射力較弱，所以，無法在視網膜105上對焦。因此，通過充分透過眼球的晶狀體103的瞳孔的光束111、112形成的點A和點B的像在視網膜105上分別如A』、B』那樣擴散，所以，無法觀看到對焦的像。而且，A』和B』的一部分重疊，所以，觀察者無法分離A』和B』進行識別。因此，觀察者無法觀看到分辨後的像。另一方面，通過小於瞳孔的光束113、114形成的點A和點B的像在視網膜6上分別如A」、B」那樣縮小，所以，與A』和B』相比，能夠觀看到對焦的像。進而，A」和B」完全不重疊，所以，觀察者能夠分離A」和B」進行識別。即，觀察者能夠觀看到分辨後的像。本實施方式的顯示方法是如下的方法使比瞳孔細的光束入射到瞳孔，由此，等效地成為縮小瞳孔的狀態，從而增大景深。在圖1中，在有機EL等自發光元件的情況下，光出射點101a、101b、101c是發光點本身。在液晶面板那樣基於背照光的透過型的情況下，光出射點是由孔徑部限制的光透過點。另外，光出射點和光透過點不一定是點，也包括具有有限面積的情況。並且，光出射點和光透過點優選如圖1那樣為圓形，但是，也可以不是圓形。在本實施方式中，將透鏡l(^a、102b、102c視為像素。由此，區別於第1實施方式的像素(透鏡)，將通常的LCD (液晶顯示器)、有機EL等的平板顯示器(FPD)的像素稱為信息像素。該信息像素可以與光出射點一對一對應，也可以針對一個信息像素設置多個光出射點。在第3實施方式中示出針對一個信息像素設置多個光出射點的例子。另外，在以下的實施方式中，也將FPD的像素稱為信息像素。通常的IXD、有機EL等的FPD有時利用R(紅色)、G (綠色)、B (藍色)的子信息像素構成一個信息像素，來進行彩色顯示。使光出射點101a、101b、IOlc對應於子信息像素， 能夠進行RGB的彩色顯示。另外，在第1實施方式的顯示裝置中，使直徑小於瞳孔103a的光束(大小104) 入射到瞳孔103a，所以，明亮度減少了光束直徑減小的量。為了對減少的明亮度進行補償， 優選進行提高信息像素、例如有機EL的亮度、提高液晶面板的亮度等的對應。在信息像素使用液晶器件的情況下，優選背照光光源使用LED(Light Emitting Diode)或LD(Laser Diode)ο第1實施方式的顯示裝置具有如下特徵使入射到觀察者的瞳孔103a的光束104 的直徑小於瞳孔103a的直徑，由此，擴大觀察者的眼球的景深。其結果，第1實施方式的顯示裝置發揮觀察者能夠觀看到容易對焦的顯示(不僅是圖案，還包括文字等所顯示的全部信息)的效果。具體而言，即使是老花眼的人，也能夠觀看到容易對焦的顯示而不用戴上 (摘下)老花鏡。並且，第1實施方式的顯示裝置具有上述效果，所以，能夠減輕觀察者的眼球的負擔。並且，如果在便攜電話、攝像裝置(數位照相機)、電子設備(電子書及其他行動裝置、車載導航系統、PC的監視器畫面等)中使用第1實施方式的顯示裝置，則在這些裝置中，即使是老花眼的人，也能夠在對焦狀態下觀看到顯示而不用摘戴老花鏡。進而，即使是遠視或近視的人，也能夠觀看到對焦的顯示而不用使用眼鏡。因此，在第1實施方式的電子設備中，即使是在通常的電子設備中無法觀看到顯示的老花眼或近視、散光等的人，也能夠觀看到對焦的顯示。由此，其結果，能夠理解顯示內容，準確地進行電子設備的操作。(第2實施方式)圖4是示出第2實施方式的顯示裝置的結構的立體圖。該顯示裝置具有透鏡10加、 102bU02c和光出射點群121a、121b、121c。光出射點群121a、121b、121c分別具有多個光出射點123a、123b、123c。並且，光出射點群121a、121b、121c相當於信息像素或子信息像素。光出射點群121a、121b、121c看起來分別與透鏡10加、102b、102c —對一對應，但是，在觀察者的瞳孔位於光出射點群像12 的位置的情況下，光出射點群121a、121b對應於透鏡 102b、102c。另外，各光出射點群中包含的光出射點可以如第1、第2實施方式那樣為1個。 並且，針對與第1實施方式的顯示裝置相同的部件，使用相同的參照標號並省略其詳細說明。光出射點群121a、121b、121c分別通過透鏡102b投影。由此，分別形成光出射點群像12加、122b、122c (圖4)。並且，通過透鏡102a，光出射點群121a被投影到光出射點群像 122b的位置，光出射點群121b被投影到光出射點群像122c的位置。並且，通過透鏡102c， 光出射點群121b被投影到光出射點群像12 的位置，光出射點群121c被投影到光出射點群像122b的位置。另外，在本實施方式的顯示裝置中，也通過透鏡102a、102b、102c，在瞳孔 103a上重疊投影光出射點123a、123b、123c的像。並且，關於透鏡102a、102b、102c，通過眼球的晶狀體103在視網膜上形成它們的投影像124aU24bU24c0光出射點群121a、121b、 121c之間的節距Pp與透鏡102aU02bU02c的節距Lp的關係也滿足下式(1-5)。Lp/Pp = Ff/ (Ff+Fb) = (Ff-F) /Ff ... (1-5)Ff是從透鏡102b到光出射點群的像122b的距離，Fb是光出射點群121b與透鏡102b之間的距離，F是透鏡102b的焦距。另外，如果使光出射點群121a、121b、121c分別對應於R(紅色)、G (綠色)、B (藍色)，則觀察者能夠觀察到彩色圖像。另外，以在光出射點群之間存在間隙的方式進行了描繪，但是，這是為了便於說明，實際上當然可以沒有不必要的間隙。圖5A、5B是示出將光出射點(圖4中的123a、12北、123c)投影到觀察者的瞳孔103a而形成投影像的狀態的圖。在圖5A、5B中，對投影了圖4的光出射點123a的情況進行說明。並且，投影像125是瞳孔103a上的光出射點123a的像。如圖5A所示，在瞳孔103a上的投影像125相對於觀察者的眼球的瞳孔103a為適當大小的情況下，在瞳孔103a形成一個光出射點的像(小於瞳孔103a的大小的像)。該情況下，映入小於瞳孔的光束，所以，產生景深的擴大效果。在圖5A中，光出射點在瞳孔103a 上的投影像125相當於圖3A、3B中的瞳孔103a上的光束113、114的大小，並且，相當於視網膜105上的擴散。另一方面，在投影像125的大小和配置不適當的情況下，基於多個光出射點的光束同時映入瞳孔103a，妨礙景深的擴大效果。在圖5B中，入射到瞳孔的光束(在瞳孔形成的光出射點的像)的數量為4個，但是，完全入射的光束為一個，不妨礙景深的擴大效果。因此，優選入射到瞳孔103a的光束(在瞳孔形成的光出射點的投影像)的數量配置為4個以下。另外，在有機EL顯示器件的情況下，該光出射點群是該信息像素的發光圖案，並且，在液晶顯示器件的情況下，該光出射點群是設於該信息像素的光透過點群。對光出射點進行投影時，至少一個光出射點被投影到瞳孔103a中。為了擴大景深，優選入射到觀察者的瞳孔103a的光束的直徑、即投影像125的大小小於瞳孔103a的直徑。如果基於透鏡的光出射點的投影像小於瞳孔直徑，則具有擴大景深的效果。設通常明亮度時的瞳孔103a的直徑為3mm左右時，為了擴大景深，優選光束直徑(光出射點的像的直徑、大小)為2.8mm以下。另一方面，如果來自光出射點的光束的直徑較小，則眼球的分辨力惡化。設光束直徑為Φ、波長為λ時，眼球的角度分辨力θ由下式(1-6)求出。數式1Θ = — ... (1-6)
Φ因此，光束直徑2mm的分辨力(衍射極限)大致與視力1.0相當(波長0. 55 μ m)。 與此相對，將光束縮小為Imm時，視力降低到0.5，但是，在300mm目的地處，具有0. 17mm左右的分辨力，所以，通常沒有問題。將光束直徑縮小到0. 5mm時，視力降低到相當於0. 25。 300mm目的地處的分辨力降低到0. 33mm左右。如果是該程度，則對於3mm左右的文字而言， 怎樣也能夠看到的。但是，將光束直徑縮小到0. 2mm時，視力降低到相當於0. l，300mm目的地處的分辨力降低到0. 9mm。因此，將光束直徑縮小為0. 5mm左右是下限。另外，光出射點的投影像的強度分布有時由於衍射等而變得不清楚。並且，能夠將光出射點的明亮度分布成為雷射這樣的高斯分布。這樣，在投影像的邊界不清楚的情況下， 能夠將投影像的大小等效地考慮為半峰全寬。老花眼的人難以看到物體的距離多為近距離。因此，為了容易觀看300mm左右的距離，優選將距觀察者的距離考慮為300mm，將光出射點的像投影到300mm目的地。根據不同應用也考慮更短的距離。為了得到景深的擴大效果，優選光出射點的投影后的大小為瞳孔直徑以下。通常明亮度時的瞳孔直徑為3mm左右，所以，光出射點的像的大小(光束直徑)優選為更小的2. 8mm以下。並且，透鏡的直徑的一個個相當於像素的大小，所以，為了進行高清晰的顯示，優選為500 μ m以下。進而，視力1. 0的人觀看分開300_的物體時的分辨力大約為0. 1_，優選透鏡(透鏡l(^a、102b、102c)的大小(直徑或一邊的長度)為該分辨力的一半即0. 05mm、 即50μπι左右。但是，另一方面，還需要考慮基於衍射的光束的擴散。設孔徑的大小(直徑或一邊的長度)為D，基於衍射的擴散角Φ大致由下式(1-7) 表現。數式2
權利要求
1.一種顯示裝置，其具有多個光出射點群以及對該光出射點群進行投影的多個透鏡， 該顯示裝置的特徵在於，該光出射點群具有至少一個光出射點，該多個透鏡的各個透鏡被配置成將該光出射點群的像重疊投影， 使由該各個透鏡投影而重疊的該光出射點群中的光出射點的重疊入射到觀察者的眼球的瞳孔中，由此，在所述觀察者的眼球的視網膜上產生該多個透鏡的投影像。
2.根據權利要求1所述的顯示裝置，其特徵在於，該光出射點群的節距Pp和該各個透鏡的節距Lp滿足下式(1-1)，Lp/Pp = (Ff-F) /Ff … (1-1)其中，Ff是該各個透鏡與光出射點群的像之間的距離，F是該各個透鏡的焦距。
3.根據權利要求1所述的顯示裝置，其特徵在於，該光出射點群的像與該各個透鏡之間的距離Ff滿足下式(1-2)， -L/2≤Ff≤⑴… (1-2)其中，L是該各個透鏡與所述觀察者的眼球的晶狀體之間的距離。
4.根據權利要求1所述的顯示裝置，其特徵在於，由構成所述多個透鏡的透鏡投影的光出射點的大小小於所述觀察者的眼球的瞳孔直徑。
5.根據權利要求1所述的顯示裝置，其特徵在於， 該多個透鏡構成微透鏡陣列。
6.根據權利要求5所述的顯示裝置，其特徵在於，該光出射點群與該微透鏡陣列之間的傾斜度在顯示範圍內為該各個透鏡的大小以內。
7.根據權利要求1所述的顯示裝置，其特徵在於， 該顯示裝置具有發出至少三種顏色的光的光出射點。
8.根據權利要求1所述的顯示裝置，其特徵在於，該顯示裝置具有由不同顏色的子信息像素構成的信息像素，與該子信息像素對應地設置了透鏡。
9.根據權利要求1所述的顯示裝置，其特徵在於，以不同顏色的子信息像素的光出射點在投影像中重疊的方式，由多個子信息像素形成一個光出射點群，並與一個透鏡對應。
10.根據權利要求7所述的顯示裝置，其特徵在於， 該三種顏色包含紅色、綠色以及藍色。
11.根據權利要求8所述的顯示裝置，其特徵在於，該信息像素由同樣重複的三種顏色的子信息像素構成，形成光出射點群的子信息像素的數量為2個或4個。
12.根據權利要求8所述的顯示裝置，其特徵在於，該信息像素由不同順序的三種顏色的子信息像素構成，形成光出射點群的子信息像素的數量為3個。
13.根據權利要求5所述的顯示裝置，其特徵在於，該微透鏡陣列的有效尺寸與具有該信息像素的顯示器件的顯示尺寸相等或大於該具有該信息像素的顯示器件的顯示尺寸。
14.根據權利要求8所述的顯示裝置，其特徵在於， 該子信息像素的形狀為長方形。
15.根據權利要求11所述的顯示裝置，其特徵在於， 針對2個該子信息像素設置了一個該各個透鏡。
16.根據權利要求12所述的顯示裝置，其特徵在於， 針對3個該子信息像素設置了一個該各個透鏡。
17.根據權利要求11所述的顯示裝置，其特徵在於， 針對4個該子信息像素設置了一個該各個透鏡。
18.根據權利要求9所述的顯示裝置，其特徵在於， 該光出射點的像的大小為0. 5mm 2. 8mm。
19.根據權利要求5所述的顯示裝置，其特徵在於， 該各個透鏡的直徑為50 μ m以上。
20.根據權利要求8所述的顯示裝置，其特徵在於， 該信息像素使用了液晶顯示器件。
21.根據權利要求20所述的顯示裝置，其特徵在於， 該液晶顯示器件的光源為LED或LD。
22.根據權利要求8所述的顯示裝置，其特徵在於， 該信息像素使用了有機EL器件。
23.一種電子設備，其特徵在於具有權利要求1所述的顯示裝置。
24.一種便攜用電子設備，其特徵在於具有權利要求1所述的顯示裝置。
25.一種便攜電話，其特徵在於具有權利要求1所述的顯示裝置。
26.根據權利要求25所述的便攜電話，其特徵在於， 該便攜電話具有郵件功能。
27.根據權利要求25所述的便攜電話，其特徵在於， 該便攜電話具有照相機功能。
28.一種攝像裝置，其特徵在於具有權利要求1所述的顯示裝置。
29.根據權利要求觀所述的攝像裝置，其特徵在於， 該攝像裝置設置有設定攝影條件的開關。
30.一種顯示單元，其具有多個孔徑群以及對該孔徑群進行投影的多個透鏡，該顯示單元的特徵在於，該孔徑群具有至少一個孔徑，該多個透鏡的各個透鏡被配置成將所述孔徑群的像重疊投影， 使由該各個透鏡投影而重疊的該孔徑群中的孔徑的重疊入射到觀察者的眼球的瞳孔中，由此，在所述觀察者的眼球的視網膜上產生該多個透鏡的投影像。
31.根據權利要求30所述的顯示單元，其特徵在於，該孔徑群的節距Pp和該各個透鏡的節距Lp滿足下式(1-3)， Lp/Pp = (Ff-F)/Ff ... (1-3)其中，Ff是所述各個透鏡與光出射點群的像之間的距離， F是所述各個透鏡的焦距。
32.根據權利要求30所述的顯示單元，其特徵在於，由構成所述多個透鏡的透鏡投影的孔徑的大小小於所述觀察者的眼球的瞳孔直徑。
33.根據權利要求30所述的顯示單元，其特徵在於， 該多個透鏡構成微透鏡陣列。
34.根據權利要求33所述的顯示單元，其特徵在於，該孔徑群與該微透鏡陣列之間的傾斜度在顯示範圍內為一個像素以內。
35.根據權利要求33所述的顯示單元，其特徵在於， 該孔徑群與該微透鏡陣列一體地形成。
36.根據權利要求33所述的顯示單元，其特徵在於， 該微透鏡陣列的透鏡的直徑為50 μ m以上。
37.根據權利要求35所述的顯示單元，其特徵在於， 該孔徑群通過印刷形成於該微透鏡陣列的一個面上。
38.根據權利要求35所述的顯示單元，其特徵在於， 所述孔徑通過蝕刻形成於所述微透鏡陣列的平面上。
39.根據權利要求33所述的顯示單元，其特徵在於， 所述孔徑群和所述各個透鏡的配置為相同節距，所述微透鏡陣列是具有使各個所述孔徑群的投影像彼此重疊的場透鏡效果的複合微透鏡陣列。
40.根據權利要求30所述的顯示單元，其特徵在於， 所述孔徑的像的大小為0. 5mm 2. 8mm。
41.根據權利要求30所述的顯示單元，其特徵在於，該顯示單元具有能夠相對於利用多個信息像素顯示圖像的顯示器件進行裝卸的機構。
42.根據權利要求30所述的顯示單元，其特徵在於， 該顯示單元具有能夠相對於電子設備進行裝卸的機構。
43.根據權利要求30所述的顯示單元，其特徵在於，該顯示單元具有能夠相對於便攜用電子設備進行裝卸的機構。
44.根據權利要求30所述的顯示單元，其特徵在於， 該顯示單元具有能夠相對於便攜電話進行裝卸的機構。
45.根據權利要求30所述的顯示單元，其特徵在於， 該顯示單元具有能夠相對於攝像裝置進行裝卸的機構。
46.根據權利要求30所述的顯示單元，其特徵在於， 對所述孔徑賦予了散射特性。
47.根據權利要求46所述的顯示單元，其特徵在於， 所述散射特性的散射面的散射角為10°以內。
48.根據權利要求30所述的顯示單元，其特徵在於， 該顯示單元還具有隔板，所述多個孔徑群經由所述隔板被照明。
49.根據權利要求48所述的顯示單元，其特徵在於， 該多個透鏡構成微透鏡陣列，該孔徑群與該微透鏡陣列之間的傾斜度在顯示範圍內為透鏡的大小以內。
50.根據權利要求48所述的顯示單元，其特徵在於， 該多個透鏡構成微透鏡陣列，所述孔徑通過印刷形成於所述微透鏡陣列或所述隔板的平面上。
51.根據權利要求48所述的顯示單元，其特徵在於， 該多個透鏡構成微透鏡陣列，所述孔徑通過蝕刻形成於所述微透鏡陣列或所述隔板的平面上。
52.根據權利要求48所述的顯示單元，其特徵在於， 所述隔板是散射器。
53.根據權利要求52所述的顯示單元，其特徵在於， 所述散射器的散射角為10°以內。
54.一種顯示裝置，其特徵在於具有 權利要求48所述的顯示單元；以及利用多個信息像素顯示圖像的顯示器件，所述信息像素經由所述隔板對所述孔徑群進行照明。
55.根據權利要求M所述的顯示裝置，其特徵在於， 所述顯示器件的信息像素節距為0. 3mm以下。
56.根據權利要求55所述的顯示裝置，其特徵在於，所述顯示器件的信息像素由至少包含紅色、綠色以及藍色的三種顏色的子信息像素構
57.根據權利要求56所述的顯示裝置，其特徵在於， 所述子信息像素的像素節距為0. Imm以下。
58.根據權利要求M所述的顯示裝置，其特徵在於， 所述顯示器件是液晶器件。
59.根據權利要求M所述的顯示裝置，其特徵在於， 所述顯示器件是有機EL器件。
60.一種電子設備，其特徵在於具有權利要求M所述的顯示裝置。
61.一種便攜用電子設備，其特徵在於具有權利要求M所述的顯示裝置。
62.一種便攜電話，其特徵在於具有權利要求M所述的顯示裝置。
63.根據權利要求62所述的便攜電話，其特徵在於， 該便攜電話具有郵件功能。
64.根據權利要求62所述的便攜電話，其特徵在於， 該便攜電話具有照相機功能。
65.一種攝像裝置，其特徵在於具有權利要求M所述的顯示裝置。
66.根據權利要求65所述的攝像裝置，其特徵在於， 該攝像裝置設置有設定攝影條件的開關。
全文摘要
本發明提供顯示裝置及單元、電子設備、便攜設備及電話、攝像裝置。顯示裝置具有多個光出射點群以及投影光出射點群的多個透鏡，其中，光出射點群具有至少一個光出射點，各個透鏡配置成重疊投影光出射點群的像，使由透鏡投影而重疊的光出射點群中的光出射點的重疊入射到觀察者的眼球的瞳孔，由此，在觀察者的眼球的視網膜上產生多個透鏡的投影像。
文檔編號H04M1/02GK102193196SQ20111006357
公開日2011年9月21日 申請日期2011年3月16日 優先權日2010年3月16日
發明者堀川嘉明 申請人:奧林巴斯株式會社