图像显示装置制造方法

图像显示装置制造方法
【专利摘要】本申请提供一种图像显示装置，能够实现对用户的视觉负担少的自然的图像显示。本申请的图像显示装置(10a)具备：显示体(1a)，具有以2维排列的多个发光元素(3)，多个发光元素(3)被分割为分别由多个发光元素(3)构成的分割区域；以及透镜(2)，与显示体(1a)的表面邻近，并且与分割区域对应地配置，使多个分割区域中的各个分割区域上显示的图像在同一像面上重叠而成像为实像或虚像，从而形成显示图像。
【专利说明】图像显示装置

【技术领域】
[0001 ] 本申请涉及图像显示装置。

【背景技术】
[0002]通过⑴晶状体的焦点调节；⑵作为右眼所看到的景象与左眼所看到的景象的差异的、两眼的视差；(3)作为使视线交叉的两眼的运动的、两眼的集中(辐辏)等的感觉，人类能够3维地识别影像。一般来说，在游戏机、电视机等中使用的显示器具有2维的显示面。该显示面上显示的图像是2维的，但是通过利用上述(I)?(3)的作用，能够使得用户将2维像识别为3维像。特别是，作为利用了上述(2)及(3)的作用的显示器，使用双凸透镜(lenticular lens,柱状透镜)的方式的显不器已经商业化。
[0003]如图22所示，在专利文献I中公开了使用双凸透镜的图像显示装置。液晶显示器等2维的发光体21由多个像素21P构成。像素21P被分割为区域21R及区域21L这2个区域。在发光体21的表面上，双凸透镜20与像素21P逐一对应地配置。
[0004]通过双凸透镜20的聚光作用，由像素21P内的区域21R发出的光成像在聚光点4R，由区域21L发出的光成像在聚光点4L。如果使人的右眼和左眼分别位于聚光点4R及聚光点4L，并在区域21R和区域21L分别显示考虑了视差的不同图像，则通过上述(2)及(3)的效果，图像被识别为3维的像。即，在右眼仅感知到由区域21R发光的图像，在左眼仅感知到由区域21L发光的图像。在这2个图像中加入了与两眼的视差相当的视差信息，且右眼和左眼都注视发光体21的表面，由此产生视线的交叉、即两眼的集中。
[0005]专利文献1:日本特开平08-194273号公报


【发明内容】

[0006]以往的图像显示装置要求进一步的小型化。
[0007]因此，本申请的一个技术方案提供能够小型化的图像显示装置。
[0008]本申请的一个技术方案的图像显示装置具备:显示体，具有以2维排列的多个发光元素，所述多个发光元素被分割为分别由多个所述发光元素构成的分割区域；以及透镜，与所述显示体的表面邻近，并且与所述分割区域对应地配置，使多个所述分割区域中的各个所述分割区域上显示的图像在同一像面上重叠而成像为实像或虚像，从而形成显示图像。
[0009]上述图像显示装置能够小型化。

【专利附图】

【附图说明】
[0010]图1是示意性地表示第I实施方式的图像显示装置的构造和显示体、透镜及显示图像的位置关系及光路的截面图。
[0011]图2是示意性地表示第I实施方式的显示体的发光元素的配置的图。
[0012]图3是说明得到图2的发光元素的配置的思考过程的图。
[0013]图4是表示第I实施方式的图像显示装置的各发光元素的成像位置的图。
[0014]图5是表示分割区域上显示的图像、透镜及显示图像的位置关系的图。
[0015]图6是示意性地表示变形例的显示体的发光元素的配置的图。
[0016]图7是表示另一变形例的显示体及以往的显示体的截面图。
[0017]图8是表示其他变形例的显示体的截面图。
[0018]图9是与图8的显示体进行比较的显示体的截面图。
[0019]图10是示意性地表示第2实施方式的图像显示装置的构造和显示体、透镜及显示图像的位置关系及光路的截面图。
[0020]图11是示意性地表示第2实施方式的显示体的发光元素的配置的图。
[0021]图12是表示分割区域上显示的图像、透镜及显示图像的位置关系的图。
[0022]图13是示意性地表示变形例的显示体的构造的截面图。
[0023]图14是示意性地表示另一变形例的显示体的发光元素的配置的图。
[0024]图15是表示其他变形例的图像显示装置的、分割区域上显示的图像、透镜及显示图像的位置关系的图。
[0025]图16是示意性地表示第3实施方式的图像显示装置的构造、显示体、透镜及显示图像的位置关系及光路的截面图。
[0026]图17是示意性地表示第3实施方式的显示体的发光元素的配置的图。
[0027]图18是示意性地表示第4实施方式的图像显示装置的构造、显示体、透镜及显示图像的位置关系及光路的截面图。
[0028]图19是示意性地表示第4实施方式的显示体的发光元素的配置的图。
[0029]图20是示意性地表示第5实施方式的图像显示装置的构造、显示体、透镜及显示图像的位置关系及光路的截面图。
[0030]图21是示意性地表示第5实施方式的显示体的发光元素的配置的图。
[0031]图22是表示以往的图像显示装置的构造及光路的图。
[0032]附图标记说明:
[0033]la、lah、la1、laj、lax、law、lb、lbh、lb1、lc、Id、Ie 显不体；2 透镜;2a、2b、2e 独立透镜(单独透镜)；2m第I透镜；2n第2透镜；3发光元素；5透明部；7摄像机(camera)；9遮光壁;10a、10b、10c、1cU 1e图像显示装置；15a、15b滤色片；16保护基板；18a凸面透镜。

【具体实施方式】
[0034]根据专利文献I的图像显示装置，用户4的眼睛的焦点对焦在发光体21的表面。另一方面，视线的交叉点处于立体像的位置，从发光体21的表面偏离。即，晶状体的焦点被调节到的位置与两眼的视差所交叉的位置在原理上不一致，给用户带来的视觉负担较大。
[0035]本申请的第I技术方案提供一种图像显示装置，具备:显示体，具有以2维排列的多个发光元素，所述多个发光元素被分割为分别由多个所述发光元素构成的分割区域；以及透镜，与所述显示体的表面邻近，并且与所述分割区域对应地配置，使多个所述分割区域中的各个所述分割区域上显示的图像在同一像面上重叠而成像为实像或虚像，从而形成显示图像。
[0036]在第I技术方案的图像显示装置中，显示体被分割为多个分割区域，所以与显示体的大小相比，分割区域的大小较小。在第I技术方案的图像显示装置中，透镜与各分割区域对应地配置，所以能够与分割区域的大小对应地缩小透镜的焦距。因此，根据第I技术方案，能够将图像显示装置小型化。
[0037]此外，根据第I技术方案，能够通过调节晶状体的焦点来识别图像，所以能够实现对用户的视觉负担少的自然的图像显示。根据第I技术方案，例如在识别3维像时，与以往的方法相比，能够减少对用户的视觉负担。
[0038]本申请的第2技术方案提供一种图像显示装置，在第I技术方案的基础上，所述多个所述分割区域显示图像，以使各个所述分割区域上显示的图像相互插补而形成所述显示图像。
[0039]根据第2技术方案，多个分割区域上显示的图像相互插补而形成显示图像，所以能够得到高精细的显示图像。
[0040]本申请的第3技术方案提供一种图像显示装置，在第2技术方案的基础上，所述多个所述分割区域分别显示从所述显示图像(整体)将所述显示图像的一部分剔除而得到的图像。
[0041]根据第3技术方案，将多个分割区域上显示的图像按照规定的规则性进行插补而能够得到高精细的显示图像。
[0042]本申请的第4技术方案提供一种图像显示装置，在第I技术方案?第3技术方案中任一个的基础上，所述显示体具有多个分割区域组，该多个分割区域组分别由多个所述分割区域构成，属于同一所述分割区域组的多个所述分割区域上显示的图像通过所述透镜在同一像面上重叠而形成所述显示图像；所述透镜具有与各个所述分割区域组对应地配置的多个独立透镜，按每个所述分割区域组所述独立透镜的焦距不同、或者按每个所述分割区域组所述独立透镜与所述显示体的距离不同，以使所述显示图像被形成的位置按每个所述分割区域组在所述显示体的厚度方向上不同。
[0043]根据第4技术方案，能够在显示体的厚度方向、即图像显示装置的前后方向的多个不同位置形成显示图像。由此，用户能够通过调节晶状体的焦点来识别3维像，所以能够实现对用户的视觉负担少的自然的图像显示。根据第4技术方案，在识别3维像时，与以往的方法相比，能够减少对用户的视觉负担。
[0044]本申请的第5技术方案提供一种图像显示装置，在第4技术方案的基础上，所述独立透镜被配置为:使得按每个所述分割区域组通过所述独立透镜形成的多个所述显示图像沿所述显示体的厚度方向移动而相互重叠；在使所述多个所述显示图像沿所述显示体的厚度方向移动而相互重叠时重合的部分的所述发光元素的发光状态被相互关联。
[0045]根据第5技术方案，例如在多个显示图像中，在位于前方的显示图像成像的发光元素点亮的情况下，能够使在该发光元素的成像的后方成像的发光元素熄灭。由此，防止因后方的显示图像而使前方的显示图像难以视觉辨认。
[0046]本申请的第6技术方案提供一种图像显示装置，在第I技术方案?第3技术方案中任一个的基础上，所述显示体具有包括所述多个所述分割区域作为其一部分的基本区域，在将所述显示体与所述透镜的距离设为Ra、且将所述显示图像与所述透镜的距离设为Rb时，Rb/Ra被决定以使所述显示图像的面积与所述基本区域的面积大致相同。
[0047]根据第6技术方案，包含有形成一个显示图像的多个分割区域的基本区域的面积与显示图像的面积几乎一致。由此，能够将由该基本区域中包含的多个分割区域形成的显示图像和由相邻于该基本区域的基本区域中包含的多个分割区域形成的显示图像接合。
[0048]本申请的第7技术方案提供一种图像显示装置，在第I技术方案?第3技术方案中任一个的基础上，所述显示体具有液晶层，该液晶层形成在所述分割区域上显示的图像与所述透镜之间，且该液晶层通过被施加电压而折射率变化。
[0049]根据第7技术方案，通过对液晶层施加电压而使液晶层的折射率变化，能够使分割区域上显示的图像与透镜之间的光学长度变化。
[0050]本申请的第8技术方案提供一种图像显示装置，在第I技术方案?第3技术方案中任一个的基础上，所述显示体具有颜色不同的多个滤色片，在所述分割区域配置同一颜色的滤色片。
[0051]根据第8技术方案，由于从发光元素的光源斜向行进的光也容易通过同一颜色的滤色片，所以提高了光的取出效率。
[0052]本申请的第9技术方案提供一种图像显示装置，在第I技术方案?第3技术方案中任一个的基础上，所述显示体具有配置于所述显示体的最前面的透明的保护基板，该图像显示装置还具备按每个所述分割区域与所述保护基板相接地配置的凸面透镜。
[0053]根据第9技术方案，能够将本来由保护基板表面全反射的来自发光元素的光源的光向外部取出，所以提高了光的取出效率。此外，与分割区域的大小相应地形成了具有较大直径的凸面透镜，所以能够缓解由于发光元素的光源与凸面透镜之间无法取得位置匹配而导致的问题。
[0054]本申请的第10技术方案提供一种图像显示装置，在第I技术方案?第3技术方案中任一个的基础上，所述显示体在相邻的2个所述分割区域之间具有光能够沿所述显示体的厚度方向透射的透明部。
[0055]根据第10技术方案，能够在使用户视觉辨认显示图像的同时使用户视觉辨认显示体的与用户相反侧的景色。
[0056]本申请的第11技术方案提供一种图像显示装置，在第I技术方案?第3技术方案中任一个的基础上，还具备:摄像机(camera)，配置在相邻的2个所述分割区域之间；以及遮光壁，配置在所述摄像机的后方；所述多个所述分割区域显示用于将所述摄像机所拍摄的图像通过所述透镜作为所述显示图像显示的图像。
[0057]根据第11技术方案，能够形成由摄像机拍摄的、图像显示装置的前方的图像，作为显示图像。
[0058]本申请的第12技术方案，提供一种图像显示装置，该图像显示装置具备:显示体，具有以2维排列的多个发光元素，所述多个发光元素被分割为分别由多个所述发光元素构成的多个分割区域；以及透镜，与所述显示体的表面邻近，并且与各个所述分割区域对应地配置，使所述分割区域上显示的图像成像为实像或虚像，从而按每个所述分割区域形成显示图像；按每个所述分割区域所述透镜的焦距不同、或者按每个所述分割区域所述透镜与所述显示体的距离不同，以使所述显示图像被形成的位置按每个所述分割区域在所述显示体的厚度方向上不同。
[0059]根据第12技术方案，能够在显示体的厚度方向、即图像显示装置的前后方向的多个不同位置形成显示图像。
[0060]此外，在第12技术方案的图像显示装置中，显示体被分割为多个分割区域，所以与显示体的大小相比，分割区域的大小较小。在第12技术方案的图像显示装置中，透镜与各分割区域对应地配置，所以能够与分割区域的大小对应地缩小透镜的焦距。因此，根据第12技术方案，能够将图像显示装置小型化。
[0061]以下参照【专利附图】

【附图说明】本申请的实施方式。另外，以下的说明只是本申请的一例，本申请并非由此限定。
[0062]<第I实施方式>
[0063]如图1所示，第I实施方式的图像显示装置1a具备显示体Ia和透镜2。显示体Ia例如是液晶显示器或有机EL(电致发光)显示器。如图2所示，显示体Ia具有以2维排列的多个发光元素3。在本实施方式中，在X方向上排列8个发光元素3且在y方向上排列8个发光元素3，合计排列64个发光元素3。通过合计64个发光元素3的排列构成基本区域A。基本区域A是显示体Ia的显示图像的显示面的一部分或整体。发光元素3是显示体Ia的像素、彩色像素或同一形状的彩色像素的集合体。另外，在附图中，xy平面是与显示体Ia的显示面平行的平面，y轴正方向相当于显示体Ia或图像显示装置1a的上方向。此外，z轴与xy平面正交，z轴方向相当于显示体Ia的厚度方向或图像显示装置1a的前后方向。z轴正方向相当于图像显示装置1a的前方。
[0064]以2维排列的多个发光元素3、即基本区域A被分割为由多个发光元素3构成的分割区域All、分割区域A12、…、分割区域A44。各分割区域由x方向上2个、y方向上2个合计4个发光元素3构成。构成各分割区域的发光元素的数量没有特别限制。基本区域A被分割为X方向上4个、y方向上4个合计16个分割区域。基本区域A中包含的分割区域的数量没有特别限制
[0065]16个分割区域通过发光元素3的发光而分别独立地显示图像。显示体Ia具有分别由多个分割区域构成的多个分割区域组。具体地说，显示体Ia具有分割区域组Grl、分割区域组Gr2、分割区域组Gr3及分割区域组Gr4。分割区域组Grl由分割区域AU、分割区域A13、分割区域A31及分割区域A33构成。分割区域组Gr2由分割区域A21、分割区域A23、分割区域A41及分割区域A43构成。分割区域组Gr3由分割区域A12、分割区域A14、分割区域A32及分割区域A34构成。分割区域组Gr4由分割区域A22、分割区域A24、分割区域A42及分割区域A44构成。
[0066]透镜2与显示体Ia的表面邻近，与分割区域对应地配置。透镜2包括与各个分割区域组Grl、Gr2、Gr3、Gr4对应地配置的第I独立透镜2a、第2独立透镜2b、第3独立透镜(未图示)及第4独立透镜(省略图示)。第I独立透镜2a与属于分割区域组Grl的分割区域All、分割区域A13、分割区域A31及分割区域A33对应地配置。第2独立透镜2b与属于分割区域组Gr2的分割区域A21、分割区域A23、分割区域A41及分割区域A43对应地配置。第3独立透镜与属于分割区域组Gr3的分割区域A12、分割区域A14、分割区域A32及分割区域A34对应地配置。第4独立透镜与属于分割区域组Gr4的分割区域A22、分割区域A24、分割区域A42及分割区域A44对应地配置。
[0067]第I独立透镜2a、第2独立透镜2b、第3独立透镜及第4独立透镜各自的焦距不同。第I独立透镜2a、第2独立透镜2b、第3独立透镜及第4独立透镜的焦距分别为fa、fb、fc及fd。设各独立透镜与显示体Ia的距离为a时，第I独立透镜2a、第2独立透镜2b、第3独立透镜及第4独立透镜分别满足fa < a、fb > a、fc > a及fd < a的关系。第I独立透镜2a将配置有第I独立透镜2a的分割区域、例如分割区域All上显示的图像在从第I独立透镜2a离开了由以下的(式I)决定的距离ba的位置成像为实像。第2独立透镜2b将配置有第2独立透镜2b的分割区域、例如分割区域A21上显示的图像在从第2独立透镜2b离开了由以下的(式2)决定的距离bb的位置成像为虚像。第3独立透镜将配置有第3独立透镜的分割区域、例如分割区域A12上显示的图像在从第3独立透镜离开了由以下的(式3)决定的距离be的位置成像为虚像。第4独立透镜将配置有第4独立透镜的分割区域、例如分割区域A22上显示的图像在从第4独立透镜离开了由以下的(式4)决定的距离bd的位置成像为实像。
[0068](式l)ba = faXa/(a — fa)
[0069](式2) bb = fb X a/ (fb — a)
[0070](式3) be = fc X a/ (fc — a)
[0071](式4)bd = fdXa/(a — fd)
[0072]属于分割区域组Grl的分割区域All、分割区域A13、分割区域A31及分割区域A33上显示的图像，均通过第I独立透镜2a在从第I独立透镜2a向显示体Ia的前方离开了 ba的位置成像为实像。此外，第I独立透镜2a使分割区域All、分割区域A13、分割区域A31及分割区域A33上显示的图像在同一像面上重叠而成像为实像。即，第I独立透镜2a与分割区域AU、分割区域A13、分割区域A31或分割区域A33的相对位置关系被决定，以使分割区域All、分割区域A13、分割区域A31及分割区域A33上显示的图像通过第I独立透镜2a在同一像面上重叠。例如，分割区域All、分割区域A13、分割区域A31及分割区域A33上显示的图像的位置相对于第I独立透镜2a的中心轴被调整。由此，第I独立透镜2a形成显示图像Da。
[0073]同样，第2独立透镜2b使分割区域A21、分割区域A23、分割区域A41及分割区域A43上显示的图像在同一像面上重叠而成像为虚像，从而形成显示图像Db。第3独立透镜使分割区域A12、分割区域A14、分割区域A32及分割区域A34上显示的图像在同一像面上重叠而成像为虚像，从而形成显示图像Dc。第4独立透镜使分割区域A22、分割区域A24、分割区域A42及分割区域A44上显示的图像在同一像面上重叠而成像为实像，从而形成显示图像Dd。
[0074]如上述那样，属于同一分割区域组的多个分割区域上显示的图像，通过透镜在同一像面上重叠而形成显示图像。按每个分割区域组Grl、Gr2、Gr3、Gr4，第I独立透镜2a、第2独立透镜2b、第3独立透镜及第4独立透镜的焦距fa、fb、fc、fd不同，以使按每个分割区域组Grl、Gr2、Gr3、Gr4，显示图像Da、Db、Dc、Dd被形成的位置在显示体Ia的厚度方向(z方向)上不同。因此，相对于用户4从最前面开始，显示图像沿z轴方向按照Dd、Da、Db及Dc的顺序排列。其结果，图像显示装置1a能够在其前后方向的多个不同位置形成显示图像。
[0075]第I独立透镜2a的成像是实像，因此例如分割区域All上显示的图像Ia通过第I独立透镜2a反转而成像。另一方面，第2独立透镜2b的成像是虚像，因此例如分割区域A21上显示的图像Ib通过第2独立透镜2b不反转而成像。考虑该情况，在显示体Ia中图像Ia预先反转。对于其他分割区域也同样，在透镜2的成像是实像的情况下，预先反转的图像被显示体Ia显示。在图1所示的例子中，在显示体Ia中，图像Ic被预先反转，图像Id未反转。在图2中，在发光元素3中的附图标记反转的分割区域，显示反转后的图像。
[0076]参照图2及图3，说明得到图2的显示体Ia中的发光元素3的配置的思考过程。图3(a)表示作为思考过程的起点的、基本区域A中的发光元素3的配置。基本区域A例如构成为I轴负方向上8行(a-h行)且X轴正方向上8列(1-8列)的8X8的发光元素3的矩阵。例如，在图3(a)中，从发光元素3的矩阵的左上起位于第4行且第6列的发光元素3标记为附图标记d6。其他发光元素3也同样。
[0077]如图3(b)所示，基本区域A被等分为中间区域Al、中间区域A2、中间区域A3及中间区域A4这4个区域。这时，变更配置以使在X方向及y方向上均隔一个的发光元素3汇集在同一中间区域。
[0078]接下来，如图3(c)所示，中间区域A2及中间区域A3保持原样，中间区域Al及中间区域A4中包含的发光元素3的配置以中间区域Al或中间区域A4的中心为轴反转。换言之，中间区域Al及中间区域A4中包含的发光元素3被变更配置，以使反转前的中间区域Al及中间区域A4以穿过其中心且与xy平面正交的轴为旋转中心旋转180°。该反转是考虑了分割区域上显示的图像通过透镜2成像为实像时的像的反转而进行的。
[0079]接下来，如图2所示，基本区域A被等分为16个分割区域。这时，中间区域Al中包含的发光元素3被配置在分割区域AU、分割区域A13、分割区域A31及分割区域A33，以使在X方向及y方向上均隔一个的发光元素3汇集在同一分割区域。中间区域A2中包含的发光元素3被配置在分割区域A21、分割区域A23、分割区域A41及分割区域A43，以使在X方向及y方向上均隔一个的发光元素3汇集在同一分割区域。中间区域A3中包含的发光元素3被配置在分割区域A12、分割区域A14、分割区域A32及分割区域A34，以使x方向及y方向上均隔一个的发光元素3汇集在同一分割区域。中间区域A4中包含的发光元素3被配置在分割区域A22、分割区域A24、分割区域A42及分割区域A44，以使在x方向及y方向上均隔一个的发光元素3汇集在同一分割区域。如果普遍化，则基本区域A在mx、my为自然数时由mxXmy个发光元素3构成。进而,在nx、ny分别为mx、my的约数时,基本区域A被等分为nxXny个分割区域。在图2的例子中,mx = my = 8、nx = ny = 4。这时,将属于同一分割区域组的分割区域例如在X方向上隔mx/nx-1个且在y方向上隔my/ny-1个配置。另外，分割区域的配置并不是必须按照该配置规则。此外，发光元素3配置在对应的分割区域，以使在X方向上隔ny-Ι个且在y方向上隔ny-Ι个的发光元素3汇集在同一分割区域。
[0080]如上述那样决定显示体Ia的发光元素3的配置。属于中间区域Al的发光元素3与属于分割区域组Grl的发光兀素3 —致。属于中间区域A2的发光兀素3与属于分割区域组Gr2的发光元素3 —致。属于中间区域A3的发光元素3与属于分割区域组Gr3的发光兀素3 —致。属于中间区域A4的发光兀素3与属于分割区域组Gr4的发光兀素3 —致。
[0081]属于分割区域组Grl的分割区域All、分割区域A13、分割区域A31及分割区域A33显示图像，以使其显示的图像相互插补而形成显示图像Da。例如，分割区域All、分割区域A13、分割区域A31及分割区域A33显示将显示图像Da离散地进行间隔剔除而得到的图像。即，显示从显示图像Da(整体)将显示图像的一部分剔除而得到的图像。分割区域All、分割区域A13、分割区域A31及分割区域A33上显示的各个图像的画质粗糙。但是，通过将各分割区域上显示的图像相互插补，能够得到高精细的画质的显示图像Da。具体地说，例如在显示图像Da中，在分割区域All的相邻的发光元素3所成的像之间，插入其他分割区域A13等的发光元素3的像，形成显示图像Da。属于其他分割区域组的分割区域上显示的图像也同样地相互插补，形成显示图像。
[0082]将发光元素3看做点光源，设横轴为像高方向(y方向或X方向)的位置，纵轴为光强度。这种情况下，属于特定的分割区域、例如分割区域All的发光元素3的显示图像中的成像，如图4(a)的实线箭头Ial、Ia2、Ia3、Ia4那样表示。此外，属于其他分割区域、例如分割区域A13、A31、A33的发光元素3的显示图像中的成像，如图4(b)的虚线箭头Icl、Ic2、Ic3、Ic4那样表示。如图4(b)所示,实线箭头Ial、Ia2、Ia3、Ia4之间通过虚线箭头Icl> Ic2、Ic3插补。虚线箭头Icl、Ic2、Ic3可以配置在实线箭头Ial、Ia2、Ia3、Ia4的中间或等分位置。此外，虚线箭头Icl、Ic2、Ic3也可以从实线箭头Ial、Ia2、Ia3、Ia4的中间或等分位置偏离。在虚线箭头Icl、Ic2、Ic3的位置从实线箭头Ial、Ia2、Ia3、Ia4的中间或等分位置偏离的情况下，在显示图像Da为周期性的图案时能够抑制莫尔波纹(moirepattern)的发生。
[0083]实际上，发光元素3具有一定程度的大小，还存在透镜2的像差，所以属于特定的分割区域的发光元素3的成像如图4(c)的实线曲线Ia5、Ia6、Ia7、IaS那样表示。此外，属于其他分割区域的发光元素3的显示图像的成像如图4(d)的虚线曲线Ic5、Ic6、Ic7、Ic8那样表示。如图4(d)所示，实线曲线Ia5、Ia6、Ia7、Ia8之间通过虚线曲线Ic5、Ic6、Ic7插补。由此,能够形成高精细的画质的显示图像。例如,在像点的点尺寸比作为Ic5与Ic6的间隔的插补间隔小的情况下，能够通过从分割区域上显示的图像向显示图像的插补来有效地实现分辨率(析像度)的恢复。这种情况下，例如也可以是，能够得到相当于最大光强度的80%的光强度的像点的直径比插补间隔小。此外，在能够得到相当于最大光强度的80%的光强度的像点的直径比插补间隔大的情况下，也能够抑制莫尔波纹的发生。
[0084]显示体Ia的像素实际上通过金属掩膜划分，并且R、G、B等单一发光像素的面积是彩色像素的面积的1/3以下。因此，通过一个以上的像素对像素之间进行插补，也能够有效地实现分辨率的恢复。
[0085]参照图5，说明分割区域上显示的图像的位置与独立透镜的位置的调整的一例。图5(a)示意性地示出第I独立透镜2a、与第I独立透镜2a对应的分割区域All上显示的图像la、以及显示图像Da之间的沿着光轴(z轴)的位置关系。设第I独立透镜2a与图像Ia的距离为a，且设第I独立透镜2a与显示图像Da的距离为ba。第I独立透镜2a与图像Ia的相对位置关系根据透镜公式被决定，以使图像Ia的中心lac、第I独立透镜2a的中心2ac及显示图像Da的中心Dac排列在一条直线上。
[0086]图5(b)是示意性地表示从图像Ia侧沿光轴观察时的、分割区域All上显示的图像la、分割区域A31上显示的图像Ic、分割区域A13上显示的图像Ka及分割区域A33上显示的图像Kc与第I独立透镜2a、显示图像Da的位置关系。在沿着光轴从图像Ia及图像Kc侧观察图像Ia及图像Kc、第I独立透镜2a、显示图像Da时，第I独立透镜2a被配置为:使得图像Ia的中心lac、第I独立透镜2a的中心2ac、显示图像Da的中心Dac、第I独立透镜2a的中心2ac、图像Kc的中心Kcc排列在直线LI上。此外，在沿着光轴从图像Ka及图像Ic侧观察图像Ka及图像Ic、第I独立透镜2a、显示图像Da时，第I独立透镜2a被配置为:使得图像Ka的中心Kac、第I独立透镜2a的中心2ac、显示图像Da的中心Dac、第I独立透镜2a的中心2ac、图像Ic的中心Icc排列在直线L2上。
[0087]在上下方向(y方向)上，设第I独立透镜2a的中心2ac与显示图像Da的中心Dac的距离为h2，且设图像Ia的中心Iac与显示图像Da的中心Dac的距离为hi时，以下的(式5)的关系成立。对于图像Ic、图像Ka及图像Kc也同样。
[0088](式5)hl/h2= (ba+a) /ba
[0089]如图5(b)所示，通过使独立透镜的中心与分割区域上显示的图像的中心偏离并调整独立透镜与分割区域的相对位置，能够自由地调整分割区域上显示的图像的成像位置。由此，能够使多个分割区域上显示的图像在同一像面上重叠成像，形成单一的显示图像。
[0090]如上述那样形成的显示图像Da、Db、Dc、Dd从用户4的眼睛4R、4L观察是实际在其位置成像的图像，在用单眼观察的情况下也满足(I)晶状体的焦点调节的条件，在用两眼观察的情况下还进一步满足(2)两眼的视差、(3)两眼的集中的条件。因此，远近差通过晶状体的焦点调节来进行，所以能够自然地感受，在用两眼观察的情况下，焦点的位置与两眼的视差所交叉的位置也一致，所以对用户4的视觉负担少。此外，透镜2的焦距能够与分割区域的尺寸对应地缩小，所以能够使包括显示体Ia及透镜2在内的图像显示装置1a的整体变薄且变小。
[0091]第I独立透镜2a、第2独立透镜2b、第3独立透镜及第4独立透镜能够被配置为:使得显示图像Da、Db、Dc及Dd沿着显示体Ia的厚度方向、即z方向或用户4的视线方向平行移动而相互重叠。在图1所示的例子中，具体地说，以距离用户4从近到远的顺序，显示图像Dd、显示图像Da、显示图像Db、显示图像Dc在从用户4侧观察时排列为在x方向及y方向上重叠。在本实施方式中，显示图像Dd、显示图像Da、显示图像Db及显示图像Dc各自的中心在将这些显示图像沿z轴平行移动时相互重叠。
[0092]在用户4的眼睛的焦点对焦于特定的显示图像时，其他显示图像变模糊而不被注意。但是，在显示图像彼此的距离相比于用户4与显示图像的距离更小时，存在后方的显示图像隔着前方的显示图像透过而被看到的可能性。因此，也可以将显示图像Da、Db、Dc及Dd沿z方向平行移动而重叠时重合的部分中的发光元素的发光状态相互建立关联。具体地说，在形成显示图像Dd的发光元素d4、d6、f4、f6能够被用户4视觉辨认地点亮的情况下，其后方的显示图像Da的发光元素c3、c5、e3、e5也可以熄灭以使用户4不能视觉辨认。由此，从用户4看来，后方的显示图像不会隔着前方的显示图像透过而被看到。同样，显示图像Db中的对应的发光元素d3、d5、f3、f5及显示图像Dc中的对应的发光元素c4、c6、e4、e6也可以熄灭。即，在与该重合的部分对应的发光元素3中的、用于形成前方的显示图像的发光元素3点亮的情况下，用于形成后方的显示图像的发光元素3也可以熄灭。
[0093]从图2所示的发光元素3的配置无法直接地理解多个发光元素3的成像彼此的前后位置关系。但是，从图3(a)中的发光元素3的配置可知，例如在发光元素d6的成像的z方向上正后方成像的发光兀素c5、d5、c6与发光兀素d6相邻。如上述那样,从图3(a)中的发光元素3的配置，按照规定的规则得到图2中的发光元素3的配置，所以通过逆推该规贝U，能够容易地确定在特定的发光元素3的成像的z轴方向上正后方成像的发光元素3。因此，也可以通过图3(a)的配置进行发光元素3的忽亮忽灭比较，在前方成像的发光元素3点亮的情况下，控制发光元素3的发光以使正后方成像的发光元素熄灭。由此，能够防止由于后方的显示图像使得前方的显示图像难以视觉辨认。
[0094]如上述那样，显示图像Dd与显示图像Da在z方向相互分离。形成显示图像Dd的发光元素d4、d6、f4、f6的沿光轴(z轴)的光强度分布如图1所示的曲线Td那样表示。SP，在显示图像Dd成像的位置，亮点的强度最大。另一方面，形成显示图像Da的发光元素c3、C5、e3、e5的沿光轴(z轴)的光强度分布如图1所示的曲线Ta那样表示。S卩，在显示图像Da成像的位置，亮点的强度最大。因此，如果使这些发光元素一起点亮或忽亮忽灭并调整其发光量，则能够如图1所示的曲线Tad那样，亮点强度的峰值移动至显示图像Da与显示图像Dd的中间位置。即，通过调整在成像位置上处于前后关系的发光元素3的发光量，能够使显示图像的成像位置沿着光轴连续地变化。
[0095]如图2所示，显示体Ia具有基本区域A，该基本区域A包括分割区域AU、分割区域A13、分割区域A31及分割区域A33作为该基本区域A的一部分。换言之，基本区域A包括用于形成显示图像Da的全部分割区域。设显示体Ia与透镜2的距离为Ra、且显示图像Da与透镜2的距离为Rb时，显示图像Da的横倍率表示为Rb/Ra。在本实施方式中，Rb/Ra被决定以使显示图像Da的面积与基本区域A的面积大致相同。具体地说，满足Rb/Ra = 4的关系。如果普遍化，则Rb/Ra被决定以使相对于从基本区域A向分割区域的分割指数n(=nx = ny)满足Rb/Ra = η的关系。
[0096]将具有与基本区域A相同构成的基本区域E配置为与基本区域A相邻，与基本区域A同样地配置透镜2以与基本区域E中包含的多个分割区域对应。这种情况下，基本区域E中包含的多个分割区域上显示的图像通过透镜2在与包含显示图像Da的平面相同的平面上成像为显示图像Ea。而且，该显示图像Ea作为与显示图像Da连续的像形成。例如，在将显示体Ia大画面化，并将其划分为具有与基本区域A相同构成的多个基本区域的基础上，使各个基本区域中包含的多个分割区域上显示的图像通过透镜2成像，由此能够将显示图像接合。由此，图像显示装置1a能够形成对应于大画面的显示图像。
[0097]〈变形例〉
[0098]本实施方式能够基于各种观点进行变更。显示体Ia中的发光元素3的配置例如也可以如图6所示那样变更。即，第偶数列的分割区域也可以相对于第奇数列的分割区域沿y方向偏移而配置。此外，各列的分割区域也可以沿X方向偏移而配置。此外，分割区域的形状也可以是方形以外的长方形、大致三角形、大致六边形等多边形或大致圆形。
[0099]也可以按每个分割区域组使第I独立透镜2a、第2独立透镜2b、第3独立透镜及第4独立透镜与显示体Ia的距离不同，以使按每个分割区域组Grl、Gr2、Gr3, Gr4,显示图像Da、Db、Dc、Dd被形成的位置在显示体Ia的厚度方向(z方向)上不同。这种情况下，第I独立透镜2a、第2独立透镜2b、第3独立透镜及第4独立透镜的焦距可以相同，也可以不同。
[0100]从用户4侧观察时,只要显示图像Dc、显示图像Da、显示图像Db及显示图像Dd在X方向或y方向上重合即可，显示图像Dc、显示图像Da、显示图像Db及显示图像Dd各自的中心在使这些显示图像沿z轴方向平行移动时也可以在X方向或y方向上偏移。这种情况下，在特定的发光元素3的成像的z方向上正后方成像的发光元素3，除了上述的发光元素的配置规则以外，还通过考虑前方的显示图像与后方的显示图像的X方向或I方向的偏移量来确定即可。
[0101]只要将显示构成显示图像的图像的分割区域在显示体上分散配置，将分割区域上显示的图像通过透镜的聚光作用合成而形成显示图像，则向中间区域的分割方法或向分割区域的分割方法不限于上述方法。此外，中间区域或分割区域的配置方法也不限于上述方法。此外，分割区域上显示的图像也可以不是对显示图像离散地进行间隔剔除而得到的图像。这时，将没有进行间隔剔除的相同图像显示在各分割区域，并将其通过透镜的聚光作用合成而形成显示图像。这种情况下，虽然没有光学的插补效果，但是从用户4侧观察时，SP使来自部分分割区域的显示图像被透镜镜筒等遮挡而看上去被隐藏，来自其他分割区域的显示图像也能看见，所以能够确保稳定的视场角。
[0102]透镜2可以是单透镜，但是在实际的透镜设计中，也可以进行透镜的无像差化及消色差。因此，透镜2可以是将高折射高色散材料和低折射低色散材料组合而成的组透镜或非球面透镜。作为高折射高色散材料，例如可以举出肖特(Schott)制光学玻璃SFllJt为低折射低色散材料，例如可以举出肖特制光学玻璃BK7。透镜2可以部分地使用衍射透镜。这种情况下，例如可以用高折射率且低色散的透明材料来填埋低折射率且高色散的带衍射构造的基材。由此，能够降低衍射效率的光波长依存性，并且维持高的衍射效率。此外，X方向及I方向上的透镜与相邻的透镜的间隙越小，光的利用效率越高，所以透镜2可以具有由模具一体成形的阵列形状。
[0103]显示体Ia的像素例如通过应用半导体工艺从而以高精度配置。在为了制作透镜2而使用模具的情况下，能够以亚微米(sub-micron)的精度来管理独立透镜的位置。因此，使独立透镜的位置相对于规定的位置偏移而设计并制作透镜。进而，对显示体Ia和作为透镜阵列制作的透镜2进行位置调整后，通过按每个像素电气地对像素的位置进行偏移的操作，能够简单地进行分割区域上显示的图像和透镜的位置调整。
[0104]本实施方式的另一变形例的显示体Iah具有颜色不同的多个滤色片，在分割区域配置有同一颜色的滤色片。具体地说，显示体Iah如图7(a)所示，具有层叠了发光层12、透明电极层13、粘合层14、滤色片15a、滤色片15b及保护基板16而成的构造。滤色片15a和滤色片15b分别是不同颜色的滤色片。
[0105]显示体Iah例如是有机EL显示器。在发光层12中，与图2的发光元素3的第I行的配置对应地沿X方向包括发光元素g7、发光元素g3、...、发光元素a8。其中，发光元素g7、g3构成分割区域All，发光元素a2、a6构成分割区域A12，发光元素g5、gl构成分割区域A13，发光元素a4、a8构成分割区域A14。在分割区域All中配置同一颜色的滤色片15a，在分割区域A12中配置另一颜色的滤色片15b。
[0106]在以往的显示体law中，例如如图7(b)所示，按相当于发光元素的每个像素，交替地排列不同颜色的滤色片15a、15b。伴随着高精细化，与像素的宽度w相当的滤色片的宽度变短，甚至存在滤色片的宽度为数μ m的显示体。这种情况下，例如从发光元素a5发出的光中的与保护基板16的表面垂直地发出的光17a，透射滤色片15a、例如绿色的滤色片而作为规定颜色的光、例如绿色光被取出。但是，相对于保护基板16的表面倾斜地从发光元素a5发出的光17b，透射与滤色片15a相邻的滤色片15b、例如蓝色的滤色片。因此，从发光元素a5发出的光的一部分被吸收而衰减。同样的现象在其他发光元素中也发生。像素宽度相对于滤色片15a、15b与发光元素的光源之间的距离的比率越小，从该发光元素发出的光的衰减越大。因此，以往的显示体law中从发光元素发出的光的取出效率低下。
[0107]与此相对，在显示体Iah中，在由多个发光元素构成的分割区域配置有同一颜色的滤色片15a。之所以能够在分割区域配置同一颜色的滤色片，是因为通过本实施方式中说明的发光元素3的配置方法，能够将同色的发光元素汇集在同一分割区域。因此，例如从发光元素g5相对于保护基板16的表面倾斜地发出的光17b也透射滤色片15a、例如绿色的滤色片，作为规定颜色的光、例如绿色光被取出。关于其他发光元素也同样，相对于保护基板16的表面倾斜地发出的光作为规定颜色的光被取出。因此，变形例的显示体Iah能够提高从发光兀素3发出的光的取出效率。
[0108]进而，另一变形例的显示体Iai具有保护基板16。进而，本变形例的图像显示装置具备凸面透镜18a。保护基板16如图8(a)所示，是在显示体Iai的最前面配置的透明的基板。保护基板16例如是玻璃基板。此外，凸面透镜18a按每个分割区域与保护基板密接地配置。显示体Iai例如是有机EL显示器，除了省略滤色片15a、15b这一点之外，具有与显示体Iah同样的构造。凸面透镜18a是截面的轮廓为圆弧状的透镜，该截面是沿着与保护基板16的表面垂直的平面的截面。凸面透镜18a按每个分割区域AU、分割区域A12、分割区域A13及分割区域A14配置。凸面透镜18a的折射率与保护基板16的折射率同等。
[0109]如图9(a)所示，与显示体Iai相比较的显示体lax,除了发光元素3的配置是相当于本实施方式的发光元素3的配置的思考过程的起点的图3(a)的配置这一点之外，具有与显示体Iai同样的构造。保护基板16的厚度为0.7mm程度。例如，从相当于发光层12的像素的发光兀素a5发出的光中的、以接近垂直于保护基板16的表面的角度发光的成分17c，透射保护基板16的表面而能够作为光17d被取出至显示体Iax的外部。但是，相对于保护基板16的表面超过临界角而倾斜地发光的成分17e，在保护基板16的表面全反射而成为光17f，所以无法被取出至显示体Iax的外部。
[0110]因此，如图9 (b)所示，可以考虑在保护基板16的表面设置与发光元素3大致相同直径的凸透镜18b，将在图9(a)中全反射的来自发光元素a5的光的成分17e作为光17g取出至显示体Iax的外部。在此，凸透镜18b的折射率与保护基板16的折射率大致相同。这种情况下，从发光元素a5发光而入射至凸透镜18b的光17e能够被取出，但是根据保护基板16的厚度，可能无法取得发光元素a5的位置与凸透镜18b的位置的匹配。因此，如图9(b)所示，能够通过凸透镜18b取出的光17g如虚线所示，发光位置看上去在深处，发光元素a5的图像变得模糊。
[0111]因此，如图9(c)所示，为了取得发光元素的位置与凸透镜的位置的匹配，可以考虑使粘合层14变厚并将凸透镜18b埋入粘合层14的构成。但是，即使增大粘合层14的折射率与凸透镜18b的折射率之差，也难以使折射率差成为约0.2以上，所以凸透镜18b带来的折射效果较小。因此，从发光元素a5发光而入射至凸透镜18b的光17e，相对于虚线所示的不存在凸透镜18b时的光的行进路线，虽然如实线所示稍微折射，但在保护基板16的表面全反射而成为光17h。结果,光17e不被取出到显示体Iax的外部。
[0112]显示体Iai按照本实施方式中说明的发光元素3的配置过程来配置发光元素3。因此，能够使凸面透镜18a的直径适合分割区域的大小。即，凸面透镜18a按每个分割区域与保护基板16的表面密接地配置。因此，例如能够使从分割区域All中的发光元素g7、g3发出的光17a的大部分穿过凸面透镜18a而向显示体Iai的外部取出。如本实施方式中所说明，取出的光17b通过透镜2而前进，以对其他分割区域中的发光元素所成的像进行插补。另外，凸面透镜18a和透镜2可以一体地构成。
[0113]也可以如图8(b)所示的显示体Iaj那样，在将发光元素3靠近分割区域的中心配置的基础上，在新产生的间隙设置用于降低透明电极13的电阻的金属栅格布线19。由此，发光元素靠近分割区域的中心，所以能够进一步提高从发光元素3发出的光的取出效率。
[0114]<第2实施方式>
[0115]接下来说明第2实施方式的图像显示装置10b。除去特别说明的情况，第2实施方式与第I实施方式同样地构成。对于与第I实施方式相同或对应的第2实施方式的构成要素，赋予与第I实施方式同样的附图标记并省略详细的说明。与第I实施方式相关的说明及其变形例，只要技术上没有矛盾，就能够应用于本实施方式。此外，与第2实施方式相关的变形例，只要技术上没有矛盾，就能够应用于第I实施方式。
[0116]如图10所示，图像显示装置1b具备显示体Ib和透镜2。在图像显示装置1b中，显示体Ib的发光元素3的配置与显示体Ia的发光元素3的配置不同。具体地说，显示体Ib的发光元素3如图11所示那样配置。即，在基本区域A中，全部分割区域的发光元素3不反转。
[0117]参照图3及图11说明得到显示体Ib中的发光元素3的配置的思考过程。首先，图3(a)的作为起点的基本区域A按照与第I实施方式同样的要领，被等分为中间区域Al、中间区域A2、中间区域A3及中间区域A4这4个区域。接着，如图11所示，基本区域A被等分为16个分割区域。这时，中间区域Al中包含的发光元素3被配置在分割区域AU、分割区域A13、分割区域A31及分割区域A33，以使在x方向及y方向上均隔一个的发光元素3汇集在同一分割区域。中间区域A2中包含的发光元素3被配置在分割区域A21、分割区域A23、分割区域A41及分割区域A43，以使在x方向及y方向上均隔一个的发光元素3汇集在同一分割区域。中间区域A3中包含的发光元素3被配置在分割区域A12、分割区域A14、分割区域A32及分割区域A34，以使在X方向及y方向上均隔一个的发光元素3汇集在同一分割区域。中间区域A4中包含的发光元素3被配置在分割区域A22、分割区域A24、分割区域A42及分割区域A44，以使在X方向及y方向上均隔一个的发光元素3汇集在同一分割区域。如果普遍化，基本区域A在mx、my为自然数时，由mxXmy个发光元素3构成。进而,在nx、ny分别为mx、my的约数时,基本区域A被等分为nxXny个分割区域。在图11的例子中，mx = my = 8、nx = ny = 4。这时,将属于同一分割区域组的分割区域例如在x方向上隔mx/nx-1个且在y方向隔my/ny-Ι个配置。另外，分割区域的配置并不是必须按照该配置原则。此外，发光元素3被配置在对应的分割区域，以使在X方向上隔ny-Ι个且在y方向上隔ny-Ι个的发光元素3汇集在同一分割区域。由此，决定显示体Ib的发光元素3的配置。
[0118]图像显示装置1b与图像显示装置1a的不同点在于，将第I独立透镜2a使用第5独立透镜2e来取代，且将第4独立透镜使用第6独立透镜(未图示)来取代。在设从显示体Ib的表面到独立透镜的距离为a时，第5独立透镜2e及第6独立透镜的焦距fe、ff满足fe > a、ff > a的关系。第5独立透镜2e使与第5独立透镜2e对应的分割区域、例如分割区域All上显示的图像在从第5独立透镜2e离开了由以下的(式6)决定的距离be的位置成像为虚像。第6独立透镜使与第6独立透镜对应的分割区域、例如分割区域A22上显示的图像在从第6独立透镜离开了由以下的(式7)决定的距离bf的位置成像为虚像。
[0119](式 6) be = fe X a/(fe_a)
[0120](式7) bf = ffX a/(ff-a)
[0121]第5独立透镜2e使分割区域All、分割区域A13、分割区域A31及分割区域A33上显示的图像在同一像面上成像为虚像，并将它们重叠，从而形成显示图像De。另外，显示图像De如图10所示，在显示体Ib的厚度方向上位于显示图像Db的后方。第5独立透镜2e被配置为:从用户4观察时，使显示图像De在沿显示体Ib的厚度方向平行移动时与显示图像Db重叠。显示图像De从用户4观察时与显示图像Db在X方向及y方向上重叠。
[0122]第6独立透镜使分割区域A12、分割区域A14、分割区域A32及分割区域A34上显示的图像在同一像面上成像为虚像，并将它们重叠，从而形成显示图像Df。第6独立透镜被配置为:从用户4观察时，使显示图像Df在沿显示体Ib的厚度方向平行移动时与显示图像De及显示图像Db重叠。
[0123]分割区域All上显示的图像Ie不反转而成像为虚像。分割区域All、分割区域A13、分割区域A31及分割区域A33各自上显示的图像的位置相对于第5独立透镜2e的中心轴被调整。由此，在显示图像De中，在分割区域All的相邻的发光元素3所成的像之间，插入其他分割区域A13等的发光元素3所成的像而形成显示图像De。分割区域All、分割区域A13、分割区域A31及分割区域A33各自上显示的图像例如是对显示图像De离散地进行间隔剔除而得到的图像。因此，分割区域All、分割区域A13、分割区域A31及分割区域A33各自上显示的图像粗糙。但是，以这些图像被插补的方式形成显示图像De，所以图像显示装直1b能够显不闻精细的图像。
[0124]显示图像De与第I实施方式同样，从用户4的眼睛4R、4L观察时是实际在其位置成像的图像，在用单眼观察的情况下也满足(I)晶状体的焦点调节的条件，在用两眼观察的情况下还进一步满足(2)两眼的视差、(3)两眼的集中的条件。因此，远近差通过晶状体的焦点调节来进行，所以能够自然地感受，在用两眼观察的情况下，焦点的位置与两眼的视差所交叉的位置一致，所以给用户4的视觉负担也较少。
[0125]参照图12说明分割区域上显示的图像的位置与独立透镜的位置的调整的一例。图12(a)示意性地示出第5独立透镜2e、与第5独立透镜2e对应的分割区域All上显示的图像Ie、以及显示图像De的沿着光轴(z轴)的位置关系。在将第5独立透镜2e与图像Ie的距离设为a，且将第5独立透镜2e与显示图像De的距离设为be时，第5独立透镜2e与图像Ie的相对位置关系根据透镜公式被决定，以使第5独立透镜的中心2ec、图像Ie的中心Iec及显示图像De的中心Dec排列在一条直线上。
[0126]图12(b)示意性地示出了从第5独立透镜2e侧沿着光轴观察时的第5独立透镜2e、分割区域All上显示的图像Ie、分割区域A31上显示的图像If、分割区域A13上显示的图像Ke、以及分割区域A33上显示的图像Kf与显示图像De的位置关系。在从第5独立透镜2e侧沿着光轴观察第5独立透镜2e、图像Ie及图像Kf、以及显示图像De时，第5独立透镜2e被配置为使得第5独立透镜2e的中心2ec、图像Ie的中心Iec、显示图像De的中心Dec、图像Kf的中心KfC、第5独立透镜2e的中心2ec排列在直线LI上。此外，在从第5独立透镜2e侧沿着光轴观察第5独立透镜2e、图像Ke及图像If、以及显示图像De时，第5独立透镜2e被配置为使得第5独立透镜2e的中心2ec、图像Ke的中心Kec、显示图像De的中心Dec、图像If的中心Ifc、第5独立透镜2e的中心2ec排列在直线L2上。
[0127]在上下方向(y方向)上，设图像Ie的中心Iec与显示图像De的中心Dec的距离为h1、且第5独立透镜2e的中心2ec与显示图像De的中心Dec的距离为h2时，以下的(式8)的关系成立。对于图像If、图像Ke及图像Kf也同样。
[0128](式8)h2/hl = be/ (be_a)
[0129]如图12(b)所示，通过使独立透镜的中心与分割区域上显示的图像的中心偏移而调整独立透镜与分割区域的相对位置，能够自由地调整分割区域上显示的图像的成像的位置。由此，能够使多个分割区域上显示的图像在同一像面上重叠而成像，形成单一的显示图像。
[0130]<变形例>
[0131]本实施方式能够基于各种观点进行变更。显示体Ib也可以如图13所示的变形例的显示体Ibh那样构成。显示体Ibh具备形成在分割区域上显示的图像与透镜2之间、且由透明电极6a夹着的液晶层6b。透明电极6a构成为能够向各分割区域独立地施加电压。如(式6)等所示，透镜2与虚像被形成的位置的距离、例如be是距离a的函数。在距离a取与焦距例如fe接近的值的情况下，由于距离a的微小变化，虚像的形成位置大为变动。通过向显示体Iah的透明电极6a施加电压而使液晶层6b的折射率变化，能够使距离a的光学长度变化。由此，能够使通过透镜2形成的虚像的位置变化。此外，也可以取代显示体Ibh的液晶层6b、或者和显示体Ibh的液晶层6b —起，具备使透镜的位置在光轴方向上移动的压电元件等促动器。由此，能够使通过透镜2形成的虚像的位置变化。
[0132]显示体Ib也可以如图14所示的另一变形例的显示体Ibi那样配置发光元素3。参照图3及图14说明得到本变形例的发光元素3的配置的思考过程。从图3(a)的作为起点的基本区域A向中间区域Al、A2、A3、A4的分割与本实施方式同样地进行。在将基本区域A等分为4X4个分割区域时，中间区域Al中包含的发光元素3被配置在分割区域AU、分割区域A12、分割区域A21及分割区域A22，以使在x方向及y方向上均隔一个的发光元素3汇集在同一分割区域。中间区域A2中包含的发光元素3被配置在分割区域A31、分割区域A32、分割区域A41及分割区域A42，以使在x方向及y方向上均隔一个的发光元素3汇集在同一分割区域。中间区域A3中包含的发光元素3被配置在分割区域A13、分割区域A14、分割区域A23及分割区域A24，以使在x方向及y方向上均隔一个的发光元素3汇集在同一分割区域。中间区域A4中包含的发光元素3被配置在分割区域A33、分割区域A34、分割区域A43及分割区域A44，以使在X方向及y方向上均隔一个的发光元素3汇集在同一分割区域。由此，得到了图14所示的本变形例的显示体Ibi的发光元素3的配置。
[0133]在本变形例中，分割区域组Grl由分割区域AU、分割区域A12、分割区域A21及分割区域A22构成。分割区域组Gr2由分割区域A31、分割区域A32、分割区域A41及分割区域A42构成。分割区域组Gr3由分割区域A13、分割区域A14、分割区域A23及分割区域A24构成。分割区域组Gr4由分割区域A33、分割区域A34、分割区域A43及分割区域A44构成。即，属于同一分割区域组的分割区域相邻。
[0134]第5独立透镜2e、第2独立透镜2b、第3独立透镜及第6独立透镜分别与属于分割区域组Grl的分割区域、属于分割区域组Gr2的分割区域、属于分割区域组Gr3的分割区域、及属于分割区域组Gr4的分割区域对应地配置。根据本变形例，能够与本实施方式同样地形成显示图像。
[0135]此外，只要能够使显示构成显示图像的图像的分割区域在显示体上分散地配置，且将分割区域上显示的图像通过透镜的聚光作用合成而形成显示图像，则作为向中间区域或分割区域的分割方法、发光元素的配置方法，不限于本实施方式的方法，也能够使用其他方法。
[0136]与属于同一分割区域组的分割区域对应地配置的独立透镜，也可以与图14所示的分割区域的配置对应地相邻。这种情况下，通过改变分割区域上显示的图像与透镜的位置关系，能够自由地调整虚像的位置。
[0137]此外，也可以如图15所示，在将一部分分割区域在X方向上隔一个配置，且将其他分割区域在X方向上隔两个配置的基础上，与分割区域对应地配置第5独立透镜2e。这种情况下，在从第5独立透镜2e侧沿光轴观察第5独立透镜2e、图像Ke、显示图像De时，第5独立透镜2e被配置为使得第5独立透镜2e的中心2ec、图像Ke的中心Kec、显示图像De的中心Dec排列在直线L3上。
[0138]<第3实施方式>
[0139]接下来说明第3实施方式的图像显示装置10c。图像显示装置1c除了特别说明的情况以外，与第2实施方式的图像显示装置1b同样地构成。如图16所示，本实施方式的显示体Ic在分割区域之间具有光能够在显示体Ic的厚度方向上透射的透明部5。与分割区域A21、分割区域A23、分割区域A41及分割区域A43对应地配置有第2独立透镜2b。但是，对于其他分割区域不配置独立透镜。此外，显示体Ic例如是透射型的透明显示器，如图17所示，在分割区域A21、分割区域A23、分割区域A41及分割区域A43中作为发光体发挥功能，但是在此外的区域是透明的。
[0140]在本实施方式中，能够通过分割区域A21、分割区域A23、分割区域A41及分割区域A43及第2独立透镜2b形成显示图像Db。此外，能够经由透明部5使得用户视觉辨认显示体Ic的背景、即显示体的与用户相反侧的景色。即便使分割区域A21、分割区域A23、分割区域A41及分割区域A43发光，相当于基本区域的面积的3/4的部分也是透明的，所以能够使用户视觉辨认显示体Ic的背景、即显示体Ic的与用户相反侧的景色。此外，通过调整能够发光的分割区域的面积与透明部的面积之比，能够调整显示图像与显示体的背景的光量之比。其结果，能够构成可在观察周围的景色的同时将影像或字符信息等重叠显示等眼镜型的图像显示装置。
[0141]在通过显示体Ic构成眼镜型图像显示装置的情况下，优选为如远近两用眼镜那样，将成像距离远的分割区域配置在眼镜的上侧，将成像位置近的分割区域配置在眼镜的下侧。特别是，在通过显示体Ic构成望远镜(双筒望远镜)型图像显示装置的情况下，也可以将成像距离远的分割区域配置在眼镜的外侧，将成像距离近的分割区域配置在内侧。由此，能够降低焦点与两眼的集中的误匹配。
[0142]<第4实施方式>
[0143]接下来说明第4实施方式的图像显示装置10d。图像显示装置1d除了特别说明的情况之外，与第2实施方式的图像显示装置1b同样地构成。如图18所示，图像显示装置1d具备摄像机(camera) 7和遮光壁9。摄像机7配置在分割区域之间。遮光壁9配置在摄像机7的后方。
[0144]如图19所示，显示体Id针对相当于分割区域AU、分割区域A13、分割区域A31及分割区域A33的部分未配置第5独立透镜2e，与其他分割区域对应地配置有第2独立透镜2b等。显示体Id例如是透射型的透明显示器，相当于分割区域AU、分割区域A13、分割区域A31及分割区域A33的部分是透明的。但是，其他分割区域作为发光体发挥功能。为了在其他分割区域提高发光效率，在显示体Id的背面形成有反射层6。
[0145]在相当于分割区域All、分割区域A13、分割区域A31及分割区域A33的部分中的任一个，在显示体Id的后方配置摄像机7。摄像机7对隔着显示体Id的景色、例如位于显示体Id的前方的人物进行摄像。人的眼睛4R、4L由于遮光壁9的暗室效应而无法识别摄像机7的存在。例如，分割区域A21、分割区域A23、分割区域A41及分割区域A43显示用于将摄像机7所拍摄的图像通过第2独立透镜2b作为显示图像Db显示的图像。
[0146]人的眼睛4R、4L不会注意到摄像机7的存在，而是相对于显示图像Db对焦，所以成为人的视线朝向正面且观察远方的状态、即黑眼球不靠近内侧的状态。因此，能够再现与人观察镜子时非常相似的状况。进而，能够在显示体的厚度方向上不同的多个位置形成显示图像，所以还能够简单地切换显示图像的位置。
[0147]<第5实施方式>
[0148]接下来说明第5实施方式的图像显示装置1e0如图20所示，图像显示装置1e具备显示体le、第I透镜2m、第2透镜2n、第3透镜(未图示)及第4透镜(未图示)。显示体Ie如图21所示，由8X8个发光元素3构成的基本区域A与图3(b)所示的中间区域Al、A2、A3、A4的配置对应地被分割为分别由4X4个发光元素3构成的分割区域B1、分割区域B2、分割区域B3及分割区域B4。
[0149]第I透镜2m、第2透镜2n、第3透镜及第4透镜与显示体Ie的表面邻近地配置。此外，第I透镜2m、第2透镜2n、第3透镜及第4透镜分别与分割区域B1、分割区域B2、分割区域B3或分割区域B4对应地配置。第I透镜2m、第2透镜2n、第3透镜及第4透镜使分割区域B1、B2、B3、B4上显示的图像成像为虚像或实像，由此按每个分割区域B1、B2、B3、B4形成显示图像。例如，图像显示装置1e使分割区域BI上显示的图像Im通过第I透镜2m成像为虚像而形成显示图像Dm。图像显示装置1e使分割区域B2上显示的图像In通过第2透镜2n成像为虚像而形成显示图像Dn。
[0150]按每个分割区域B1、B2、B3、B4使第I透镜2m、第2透镜2n、第3透镜及第4透镜的焦距不同，以使显示图像被形成的位置按每个分割区域在显示体Ie的厚度方向上不同。例如，通过第I透镜2m形成显示图像Dm，通过第2透镜2n形成显示图像Dn。由此，能够在显示体Ie的厚度方向上不同的位置形成多个显示图像。第I透镜2m及第2透镜2n也可以被配置，以使在将显示图像Dm及显示图像Dn沿显示体Ie的厚度方向平行移动时这些显示图像Dm及显示图像Dn相互重叠。另外，也可以按每个分割区域B1、B2、B3、B4使第I透镜2m、第2透镜2n、第3透镜及第4透镜与显示体Ie的距离不同，以使显示图像形成的位置按每个分割区域在显示体Ie的厚度方向上不同。
[0151]在本申请的一个技术方案的图像显示装置中，显示体被分割为多个分割区域，所以与显示体的大小相比，分割区域的大小较小。在本申请的一个技术方案的图像显示装置中，透镜与各分割区域对应地配置，所以能够与分割区域的大小对应地缩小透镜的焦距。因此，根据本申请的一个技术方案，能够将图像显示装置小型化。
[0152]本申请的图像显示装置例如作为液晶显示器、有机EL显示器或眼镜型图像显示装置是实用的。
【权利要求】
1.一种图像显示装置，具备: 显示体，具有以2维排列的多个发光元素，所述多个发光元素被分割为分别由多个所述发光元素构成的分割区域；以及 透镜，与所述显示体的表面邻近，并且与所述分割区域对应地配置，使多个所述分割区域中的各个所述分割区域上显示的图像在同一像面上重叠而成像为实像或虚像，从而形成显示图像。
2.如权利要求1所述的图像显示装置， 所述多个所述分割区域显示图像，以使各个所述分割区域上显示的图像相互插补而形成所述显示图像。
3.如权利要求2所述的图像显示装置， 所述多个所述分割区域分别显示从所述显示图像对所述显示图像的一部分进行剔除而得到的图像。
4.如权利要求1?3中任一项所述的图像显示装置， 所述显示体具有多个分割区域组，该多个分割区域组分别由多个所述分割区域构成，属于同一所述分割区域组的多个所述分割区域上显示的图像通过所述透镜在同一像面上重叠而形成所述显示图像， 所述透镜具有与各个所述分割区域组对应地配置的多个独立透镜， 按每个所述分割区域组所述独立透镜的焦距不同、或者按每个所述分割区域组所述独立透镜与所述显示体的距离不同，以使所述显示图像被形成的位置按每个所述分割区域组在所述显示体的厚度方向上不同。
5.如权利要求4所述的图像显示装置， 所述独立透镜被配置为:使得按每个所述分割区域组通过所述独立透镜形成的多个所述显示图像沿所述显示体的厚度方向移动而相互重叠， 在使所述多个所述显示图像沿所述显示体的厚度方向移动而相互重叠时重合的部分所对应的所述发光元素的发光状态被相互关联。
6.如权利要求1?3中任一项所述的图像显示装置， 所述显示体具有基本区域，该基本区域包括所述多个所述分割区域作为该基本区域的一部分， 在将所述显示体与所述透镜的距离设为Ra、且将所述显示图像与所述透镜的距离设为Rb时，Rb/Ra被决定以使所述显示图像的面积与所述基本区域的面积大致相同。
7.如权利要求1?3中任一项所述的图像显示装置， 所述显示体具有液晶层，该液晶层形成在所述分割区域上显示的图像与所述透镜之间，且该液晶层通过被施加电压而折射率变化。
8.如权利要求1?3中任一项所述的图像显示装置， 所述显示体具有颜色不同的多个滤色片， 在所述分割区域配置有同一颜色的滤色片。
9.如权利要求1?3中任一项所述的图像显示装置， 所述显示体具有配置于所述显示体的最前面的透明的保护基板， 该图像显示装置还具备按每个所述分割区域与所述保护基板相接地配置的凸面透镜。
10.如权利要求1?3中任一项所述的图像显示装置， 所述显示体在相邻的2个所述分割区域之间具有光能够沿所述显示体的厚度方向透射的透明部。
11.如权利要求1?3中任一项所述的图像显示装置，还具备: 摄像机，配置在相邻的2个所述分割区域之间；以及 遮光壁，配置在所述摄像机的后方； 所述多个所述分割区域显示用于将所述摄像机所拍摄的图像通过所述透镜作为所述显示图像显示的图像。
12.—种图像显示装置，具备: 显示体，具有以2维排列的多个发光元素，所述多个发光元素被分割为分别由多个所述发光元素构成的多个分割区域；以及 透镜，与所述显示体的表面邻近，并且与各个所述分割区域对应地配置，使所述分割区域上显示的图像成像为实像或虚像，从而按每个所述分割区域形成显示图像； 按每个所述分割区域所述透镜的焦距不同、或者按每个所述分割区域所述透镜与所述显示体的距离不同，以使所述显示图像被形成的位置按每个所述分割区域在所述显示体的厚度方向上不同。
【文档编号】G02B27/22GK104516113SQ201410442885
【公开日】2015年4月15日 申请日期:2014年9月2日 优先权日:2013年9月27日
【发明者】西胁青儿 申请人:松下电器产业株式会社