专利名称：显示装置及单元、电子设备、便携设备及电话、摄像装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及显示装置、以及具有该显示装置的显示单元、电子设备、便携用电子设备、便携电话和摄像装置。
背景技术：
作为显示影像或文字的显示装置(显示器)，具有液晶显示器或等离子体显示器。 但是，这些显示装置无法进行视度调节。随着老龄化社会的进展，老花眼的老年人增加，期望能够进行视度调节的显示装置、特别是平板显示器(FPD)。由于便携电话的普及和数字照相机的普及，在室外观看基于FPD的显示的机会增加。进而，代替书本，电子书的利用也有所增加。这样，在观看便携电话或数字照相机等移动设备的FPD时，每次摘戴老花镜是非常麻烦的。与作为电话使用的情况相比，便携电话在邮件使用、游戏等场面中观看FPD的机会较多。并且，在数字单反照相机中使用FPD作为实时取景监视器，但是，在该数字单反照相机中，在观看远方的被摄体并观看实时取景监视器时，每次摘戴老花镜是不现实的。进而，在摄影模式的变更等、使用利用监视器的GUI (图形用户界面)的情况较多，观看监视器的必要性很高。并且，在观看车载导航系统的监视器时，观察者正在驾驶。因此，摘戴老花镜是很危险的，事实上不可能摘戴老花镜。作为除此之外的场面，在观察个人电脑(PC)的液晶画面时，每次戴上老花镜对于观察者来说也是很麻烦的。因此，期望不用摘戴老花镜就能够观看监视器的电子设备。即，以往，不存在即使不戴老花镜也能够观看到对焦图像的FPD。并且，不存在搭载了这种监视器的电子设备。但是，最近指出了这种问题，并在专利文献1中提出了显示进行边缘强调后的校正图像的方法。并且，在专利文献2中提出了使用由托布里兹矩阵的逆矩阵生成的事前校正图像的方法。进而，在专利文献3中提出了使用放大镜的方法。但是，在日本特许第3552413号公报的边缘强调的手法中，虽然多少容易观看显示信息，但是，无法恢复散焦像。这是因为，专利文献1中的校正不是使用像模糊的原因的散焦信息的校正。并且，在日本特开2007-U8355号公报中，根据由基于眼球的焦点调节不足的点扩散函数构成的托布里兹矩阵进行校正。该情况下，虽然在校正图像数据中不产生复数，但是，其结果，停留于与专利文献1相同的边缘强调程度的校正，实际效果少，不实用。进而，在日本特开2009-636 号公报中示出如下例子在数字照相机的监视器即 FPD的近前安装菲涅尔透镜，像放大镜那样观看FPD。但是，为了进行老花眼的校正，需要使菲涅尔透镜与FPD相隔几cm的距离，不实用。代替菲涅尔透镜，还示出针对每个像素使用微透镜阵列的情况，但是，通过各微透镜来放大像素，所以，观察到相邻的像素重叠，没有产生实用的效果。
发明内容
本发明是鉴于上述问题点而完成的，其目的在于，提供容易对焦的显示装置、显示单元、电子设备、便携用电子设备、便携电话以及摄像装置。为了解决上述课题并实现目的，本发明的显示装置具有多个光出射点群以及对光出射点群进行投影的多个透镜，该显示装置的特征在于，光出射点群具有至少一个光出射点，多个透镜的各个透镜被配置成对光出射点群的像进行重叠投影，使由各个透镜投影而重叠的光出射点群中的光出射点的重叠入射到观察者的眼球的瞳孔中，由此，在观察者的眼球的视网膜上产生多个透镜的投影像。在本发明的显示装置中，优选光出射点群的节距Pp和各个透镜的节距Lp满足下式(1-1)，Lp/Pp = (Ff-F) /Ff … (1-1)其中，Ff是各个透镜与光出射点群的像之间的距离，F是各个透镜的焦距。在本发明的显示装置中，优选光出射点群的像与各个透镜之间的距离Ff满足下式(1- ，-L/2 彡 Ff 彡⑴… (1-2)其中，L是各个透镜与观察者的眼球的晶状体之间的距离。在本发明的显示装置中，优选由该透镜投影的光出射点的大小小于观察者的眼球的瞳孔直径。在本发明的显示装置中，优选多个透镜由微透镜阵列构成。在本发明的显示装置中，优选该光出射点群与该微透镜阵列之间的倾斜度在显示范围内为该各个透镜的大小以内。在本发明的显示装置中，优选显示装置具有发出至少三种颜色的光的光出射点。在本发明的显示装置中，优选显示装置具有由不同颜色的子信息像素构成的信息像素，与子信息像素对应地设置了透镜。在本发明的显示装置中，优选以不同颜色的子信息像素的光出射点在投影像中重叠的方式，利用多个子信息像素形成一个光出射点群，并与一个透镜对应。在本发明的显示装置中，优选三种颜色包含红色、绿色以及蓝色。在本发明的显示装置中，优选信息像素由同样重复的三种颜色的子信息像素构成，形成光出射点群的子信息像素的数量为2个或4个。在本发明的显示装置中，优选信息像素由不同顺序的三种颜色的子信息像素构成，形成光出射点群的子信息像素的数量为3个。在本发明的显示装置中，优选微透镜阵列的有效尺寸与具有信息像素的显示器件的显示尺寸相等或大于该具有信息像素的显示器件的显示尺寸。在本发明的显示装置中，优选子信息像素的形状为长方形。在本发明的显示装置中，优选针对2个子信息像素设置了一个透镜。在本发明的显示装置中，优选针对3个子信息像素设置了一个透镜。
在本发明的显示装置中，优选针对4个子信息像素设置了一个透镜。
在本发明的显示装置中，优选光出射点的像的大小为0. 5mm 2. 8mm。
在本发明的显示装置中，优选各个透镜的直径为50μπι以上。在本发明的显示装置中，优选信息像素使用液晶显示器件。在本发明的显示装置中，优选液晶器件的光源为LED或LD。在本发明的显示装置中，优选信息像素使用有机EL器件。本发明的显示单元具有多个孔径群以及对孔径群进行投影的多个透镜，该显示单元的特征在于，孔径群具有至少一个孔径，多个透镜的各个透镜配置成对孔径群的像进行重叠投影，使由各个透镜投影而重叠的孔径群中的孔径的重叠入射到观察者的眼球的瞳孔中，由此，在观察者的眼球的视网膜上产生多个透镜的投影像。在本发明的显示单元中，优选孔径群的节距Pp和各个透镜的节距Lp满足下式 (1-3),Lp/Pp = (Ff-F) /Ff ... (1-3)其中，Ff是各个透镜与光出射点群的像之间的距离，F是各个透镜的焦距。在本发明的显示单元中，优选多个透镜构成微透镜阵列。在本发明的显示单元中，优选该孔径群与该微透镜阵列之间的倾斜度在显示范围内为一个像素以内。在本发明的显示单元中，优选孔径群与微透镜阵列一体形成。在本发明的显示单元中，优选微透镜阵列的透镜的大小为50μπι以上。在本发明的显示单元中，优选孔径群通过印刷而形成于微透镜阵列的一个面上。本发明的电子设备的特征在于，该电子设备具有上述任一个显示装置。本发明的便携用电子设备的特征在于，该便携用电子设备具有上述任一个显示装置。本发明的便携电话的特征在于，该便携电话具有上述任一个显示装置。本发明的便携电话优选具有邮件功能。
本发明的便携电话优选具有照相机功能。本发明的摄像装置的特征在于，该摄像装置具有上述任一个显示装置。本发明的摄像装置优选设置有设定摄影条件的开关。进而，本发明的显示单元由隔板、经由隔板被照明的多个孔径群以及对孔径群进行投影的多个透镜构成，该显示单元的特征在于，孔径群具有至少一个孔径，各个透镜配置成对孔径群的像进行重叠投影，使孔径群的重叠入射到观察者的瞳孔中，由此，在观察者的视网膜上产生多个透镜的投影像。并且，根据本发明的优选方式，其特征在于，由透镜投影的孔径的大小小于观察者的眼球的瞳孔直径。并且，根据本发明的优选方式，优选透镜由微透镜阵列构成。根据本发明的优选方式，优选该孔径群与该微透镜阵列之间的倾斜度在显示范围内为透镜的大小以内。并且，根据本发明的优选方式，优选孔径通过印刷而形成于微透镜阵列或隔板的平面上。并且，根据本发明的优选方式，优选孔径通过蚀刻而形成于微透镜阵列或隔板的平面上。并且，根据本发明的优选方式，优选隔板是散射器。并且，根据本发明的优选方式，优选散射特性的散射面的散射角为10°以内。并且，本发明的显示单元由多个孔径群以及对孔径群进行投影的多个透镜构成， 该显示单元的特征在于，孔径群具有至少一个孔径，对孔径的孔径部分赋予了散射特性，各个透镜配置成对孔径群的像进行重叠投影，使孔径群的重叠入射到观察者的瞳孔中，由此， 在观察者的视网膜上产生多个透镜的投影像。并且，根据本发明的优选方式，其特征在于，由透镜投影的孔径的大小小于观察者的眼球的瞳孔直径。并且，根据本发明的优选方式，优选散射面的散射角为10°以内。并且，根据本发明的优选方式，优选孔径群的节距Pp和透镜的节距Lp满足以下的条件式。Lp/Pp = (Ff-F) /Ff其中，Ff是透镜与光出射点群的像之间的距离，F是透镜的焦距。并且，根据本发明的优选方式，优选多个透镜由微透镜阵列构成。并且，根据本发明的优选方式，优选孔径通过印刷形成于微透镜阵列的平面上。并且，根据本发明的优选方式，优选孔径通过蚀刻形成于微透镜阵列的平面上。并且，根据本发明的优选方式，其特征在于，孔径群和透镜的配置为相同节距，优选多个透镜由微透镜阵列构成，微透镜阵列是具有使各个孔径群的投影像彼此重叠的场透镜效果的复合微透镜阵列。并且，根据本发明的优选方式，优选微透镜阵列的透镜的大小为0. 05mm以上。并且，根据本发明的优选方式，优选孔径的像的大小为0. 5mm 2. 8mm。并且，根据本发明的优选方式，优选显示单元具有能够相对于利用多个信息像素显示图像的显示器件进行装卸的机构。并且，根据本发明的优选方式，优选显示单元具有能够相对于电子设备进行装卸的机构。并且，根据本发明的优选方式，优选显示单元具有能够相对于便携用电子设备进行装卸的机构。并且，根据本发明的优选方式，优选显示单元具有能够相对于便携电话进行装卸的机构。并且，根据本发明的优选方式，优选显示单元具有能够相对于摄像装置进行装卸的机构。并且，本发明的显示装置由利用多个信息像素显示图像的显示器件、隔板、多个孔径群以及多个透镜构成，该显示装置的特征在于，经由隔板利用信息像素对孔径群进行照明，孔径群具有至少一个孔径，各个透镜配置成对孔径群的像进行重叠来投影，使孔径群的重叠入射到观察者的瞳孔中，由此，在观察者的视网膜上产生多个透镜的投影像。并且，根据本发明的优选方式，其特征在于，由透镜投影的孔径的大小小于观察者的眼球的瞳孔直径。
并且，根据本发明的优选方式，优选隔板是散射器。并且，根据本发明的优选方式，优选散射器的散射角为10°以内。并且，根据本发明的优选方式，优选孔径群的节距Pp和透镜的节距Lp满足下述关系。Lp/Pp = (Ff-F) /Ff其中，Ff是透镜与光出射点群的像之间的距离，F是透镜的焦距。并且，根据本发明的优选方式，优选多个透镜由微透镜阵列构成。并且，根据本发明的优选方式，优选孔径通过印刷形成于微透镜阵列或隔板的平面上。并且，根据本发明的优选方式，优选孔径通过蚀刻形成于微透镜阵列或隔板的平面上。并且，根据本发明的优选方式，其特征在于，孔径群和透镜的配置为相同节距，优选多个透镜由微透镜阵列构成，微透镜阵列是具有使各个孔径群的投影像彼此重叠的场透镜效果的复合微透镜阵列。并且，根据本发明的优选方式，优选微透镜阵列的透镜的大小为0. 05mm以上。并且，根据本发明的优选方式，优选孔径的像的大小为0. 5mm 2. 8mm。并且，根据本发明的优选方式，优选显示器件的信息像素节距为0. 3mm以下。并且，根据本发明的优选方式，优选显示器件的信息像素由至少包含R(红色)、 G (绿色)、B (蓝色)这三种颜色的子信息像素构成。并且，根据本发明的优选方式，优选子信息像素的像素节距为0. Imm以下。并且，根据本发明的优选方式，优选显示器件是液晶器件。并且，根据本发明的优选方式，优选显示器件是有机EL器件。并且，本发明的电子设备的特征在于，该电子设备具有上述显示装置。并且，本发明的便携用电子设备的特征在于，该便携用电子设备具有上述显示装置。并且，本发明的便携电话的特征在于，该便携电话具有上述显示装置。并且，根据本发明的优选方式，优选便携电话优选具有邮件功能。并且，根据本发明的优选方式，优选便携电话优选具有照相机功能。并且，本发明的摄像装置的特征在于，该摄像装置具有上述显示装置。并且，根据本发明的优选方式，优选摄像装置设置有设定摄影条件的开关。
图1是示出本发明的第1实施方式的显示装置的结构的立体图。图2是示出第1实施方式的显示装置的光学系统的图。图3A、3B、3C是对基于充分透过眼球的晶状体的瞳孔的光束的像和基于小于瞳孔的光出射点像的光束所形成的像进行比较的图。图4是示出本发明的第2实施方式的显示装置的结构的立体图。图5A、5B是示出将多个光出射点投影到观察者的瞳孔的状态的图。
图6是示出第2实施方式的显示装置的微透镜阵列和光出射点群的立体图。图7A是示出本发明的第3实施方式的变形例的显示装置的微透镜阵列的立体图， 图7B是示出光出射点群的立体图。图8A是示出本发明的第4实施方式的显示单元的微透镜阵列和光出射点群的构造的从透镜侧观察的立体图，图8B是从光出射点群侧观察的立体图。图9是示出本发明的第5实施方式的显示装置的结构的图。图10是示出第5实施方式的显示装置和通过该显示装置观察到的图像的图。图11是示出本发明的第6实施方式的显示装置的结构的图。图12是示出第6实施方式的显示装置和通过该显示装置观察到的图像的图。图13是示出本发明的第7实施方式的显示装置的结构的图。图14是示出第7实施方式的显示装置和通过该显示装置观察到的图像的图。图15A、15B是示出本发明的第8实施方式的彩色显示用的子信息像素的配置例的图。图16是示出本发明的第9实施方式的显示装置的结构的立体图。图17是示出第9实施方式的显示装置的光学系统的图。图18是示出第9实施方式的其他结构的图。图19A、19B是说明在显示器件中应用本发明的显示原理的例子的图。图20是说明在显示器件中应用本发明的显示原理的例子的又一图。图21A是示出本发明的第2实施方式的显示单元的结构的立体图，图21B示出第 2实施方式的变形例的剖面结构。图22是说明贴合微透镜阵列和孔径群进行接合的结构的图。图23A是示出使用散射器时的立体结构的图，图2 是示出其剖面结构的图。图M是说明散射器沈的散射面的散射角的图。图25A是示出本发明的第10实施方式的显示单元的图，图25B是示出显示单元的剖面结构的图。图沈是示出第11实施方式的显示装置的概略结构的图。图27是示出第12实施方式的显示单元的立体结构的图。图观示出作为摄像装置的一例的数字照相机。图四示出作为便携电子设备的一例的便携电话。
具体实施例方式下面，根据附图详细说明本发明的显示装置、显示单元、电子设备、便携电话以及摄像装置的实施方式。另外，本发明不由以下的实施方式限定。众所周知，在照相机中，缩小透镜的光圈时，景深扩大，能够拍摄从近前到里侧均对焦的照片。因此，人为缩小眼球的瞳孔，从而扩大景深，在老花眼中难以对焦的近点也能够对焦。本发明提供等效地缩小眼球的瞳孔的显示装置或搭载了该显示装置的显示单元、 电子设备、便携电话以及摄像装置。(第1实施方式)图1示出本发明的显示方法的想法。图1是示出第1实施方式的显示装置的结构的立体图。在图1中，透镜103是对显示进行观察的人(观察者)的眼球的晶状体，103a是眼球103的瞳孔。当然，瞳孔103a是眼球的晶状体103的孔径。并且，101a、101b、IOlc示出光出射点群。光出射点群由至少一个光出射点构成即可。在图1中，光出射点群101a、 101b、101c分别由一个光出射点构成，所以，称为光出射点来进行说明。显示装置由101a、 101b、101c、102a、102b、102c 构成。从光出射点101a、101b、IOlc射出的光通过透镜10加、102b、102c以各个像重叠的方式投影到瞳孔103a。因此，透镜10加、102b、102c的节距(间隔)被设定为，从光出射点 101a、101b、101c射出的光在瞳孔103a的位置重叠。即，根据图1可知，透镜的节距与光出射点的节距之比被设定为从瞳孔103a到透镜102b的距离与从瞳孔103a到光出射点IOlb 的距离之比。投影到瞳孔103a的光出射点101aU01bU01c的像的大小104被设定为小于瞳孔103a的直径。即，通过瞳孔103a的光束(大小104)小于瞳孔103a。并且，透镜10加、102b、102c通过眼球的晶状体103投影到视网膜105，形成透镜的像106a、106b、106c。将透镜102a、10沘、102c考虑为像素时，透镜的像106a、106b、106c成为像素的像。对光出射点101a、101b、101c赋予图像信号时，能够观看到图像。但是，在老花眼的人的眼睛的情况下，焦点没有对准到视网膜105上。但是，关于像素即透镜10加、102b、102c的成像，使用小于瞳孔103a的光束(大小104)，所以，形成焦深深的像。由此，观察者能够观看到容易对焦的图像。使用图3A、3B、3C在后面叙述与此相关的内容。使用图2，针对光出射点101和透镜102说明各自的成像关系。图2是示出第1实施方式的显示装置的光学系统的一部分的图。这里，光出射点101是光出射点101a、101b、 101c (图1)中的一个，透镜102是透镜10加、102b、102c (图1)中的一个。在图2中，光出射点101示出为具有有限的面积的微小区域。该光出射点101通过透镜102投影到眼球的晶状体103。从光出射点101上的点109a射出的光通过透镜102 后，成为光线107a、107b(实线)所示的光线。然后，通过这些光线在眼球的晶状体103上形成点109a的像110a。另一方面，从光出射点101上的点109b射出的光通过透镜102后， 成为光线107c、107d(虚线)所示的光线。然后，通过这些光线在眼球的晶状体103上形成点109b的像IlOb0并且，透镜102通过眼球的晶状体103在视网膜105的附近105’成像。具体而言，如光线107a、108a、107c、108c所示，透镜102的点10 在附近10 成像。并且，如光线107b、l(MKl07d、108d所示，透镜102的点10 在附近10 成像。这样，在视网膜105 的附近105，形成透镜102的像106。设透镜102与光出射点群的像之间的距离为Ff，设透镜102与光出射点101之间的距离为冊。设透镜102的焦距为F时，下式(1-4)成立。1/Ff+l/Fb = 1/F ... (1-4)在图1中，设相邻的光出射点101a、101b、IOlc (或后述的光出射点群)的节距(重复的间隔)为Pp，设相邻的透镜10h、102b、102c (相当于后述的微透镜阵列的透镜)的节距为Lp时，它们满足下式(1-5)。Lp/Pp = Ff/ (Ff+Fb) = (Ff-F) /Ff ... (1-5)但是，透镜102的焦距短，投影到观察者的眼球的瞳孔103a的光出射点的像104的焦深深。在相同的成像距离下，焦距短时，倍率变高。于是，像侧的NA非常小，所以，焦深深。例如，在后述的第2实施方式的数值例中示出如下情况透镜10加、102b、102c的焦距小，在将光出射点123a、123b、123c (光出射点群121a、121b、121c)的像投影到300mm目的地的情况下，等效于投影到无限远的情况。因此，能够认为等效于光出射点位于无限远的情况，即使映入瞳孔的光束直径小于瞳孔直径，观察者也能够观看到对焦的像。并且，无需一定要在瞳孔103a上准确对焦。因此，如图2所示，虽然理想的是透镜 102和观察者的眼球的晶状体103的瞳孔103a之间的距离L与透镜102和光出射点群的像之间的距离Ff—致，但是不需要一致。因此，虽然理想的是Ff = LJP Lp/Pp = L/(L+Fb)， 但是，允许下式(1-2)。-L/2 彡 Ff 彡⑴... (1-2)另外，有时该节距在显示装置的水平方向、垂直方向上不同。在第3实施方式中详细叙述。使用图3A、3B、3C，对在瞳孔位置形成小于瞳孔的光出射点的像(大小104)具有与缩小瞳孔相同的效果的情况进行说明。考虑观察者对点A、点B进行观察的情况。在老花眼的情况下，眼球的晶状体103的折射力较弱，所以，无法在视网膜105上对焦。因此，通过充分透过眼球的晶状体103的瞳孔的光束111、112形成的点A和点B的像在视网膜105上分别如A’、B’那样扩散，所以，无法观看到对焦的像。而且，A’和B’的一部分重叠，所以，观察者无法分离A’和B’进行识别。因此，观察者无法观看到分辨后的像。另一方面，通过小于瞳孔的光束113、114形成的点A和点B的像在视网膜6上分别如A”、B”那样缩小，所以，与A’和B’相比，能够观看到对焦的像。进而，A”和B”完全不重叠，所以，观察者能够分离A”和B”进行识别。即，观察者能够观看到分辨后的像。本实施方式的显示方法是如下的方法使比瞳孔细的光束入射到瞳孔，由此，等效地成为缩小瞳孔的状态，从而增大景深。在图1中，在有机EL等自发光元件的情况下，光出射点101a、101b、101c是发光点本身。在液晶面板那样基于背照光的透过型的情况下，光出射点是由孔径部限制的光透过点。另外，光出射点和光透过点不一定是点，也包括具有有限面积的情况。并且，光出射点和光透过点优选如图1那样为圆形，但是，也可以不是圆形。在本实施方式中，将透镜l(^a、102b、102c视为像素。由此，区别于第1实施方式的像素(透镜)，将通常的LCD (液晶显示器)、有机EL等的平板显示器(FPD)的像素称为信息像素。该信息像素可以与光出射点一对一对应，也可以针对一个信息像素设置多个光出射点。在第3实施方式中示出针对一个信息像素设置多个光出射点的例子。另外，在以下的实施方式中，也将FPD的像素称为信息像素。通常的IXD、有机EL等的FPD有时利用R(红色)、G (绿色)、B (蓝色)的子信息像素构成一个信息像素，来进行彩色显示。使光出射点101a、101b、IOlc对应于子信息像素， 能够进行RGB的彩色显示。另外，在第1实施方式的显示装置中，使直径小于瞳孔103a的光束(大小104) 入射到瞳孔103a，所以，明亮度减少了光束直径减小的量。为了对减少的明亮度进行补偿， 优选进行提高信息像素、例如有机EL的亮度、提高液晶面板的亮度等的对应。在信息像素使用液晶器件的情况下，优选背照光光源使用LED(Light Emitting Diode)或LD(Laser Diode)ο第1实施方式的显示装置具有如下特征使入射到观察者的瞳孔103a的光束104 的直径小于瞳孔103a的直径，由此，扩大观察者的眼球的景深。其结果，第1实施方式的显示装置发挥观察者能够观看到容易对焦的显示(不仅是图案，还包括文字等所显示的全部信息)的效果。具体而言，即使是老花眼的人，也能够观看到容易对焦的显示而不用戴上 (摘下)老花镜。并且，第1实施方式的显示装置具有上述效果，所以，能够减轻观察者的眼球的负担。并且，如果在便携电话、摄像装置(数字照相机)、电子设备(电子书及其他移动设备、车载导航系统、PC的监视器画面等)中使用第1实施方式的显示装置，则在这些装置中，即使是老花眼的人，也能够在对焦状态下观看到显示而不用摘戴老花镜。进而，即使是远视或近视的人，也能够观看到对焦的显示而不用使用眼镜。因此，在第1实施方式的电子设备中，即使是在通常的电子设备中无法观看到显示的老花眼或近视、散光等的人，也能够观看到对焦的显示。由此，其结果，能够理解显示内容，准确地进行电子设备的操作。(第2实施方式)图4是示出第2实施方式的显示装置的结构的立体图。该显示装置具有透镜10加、 102bU02c和光出射点群121a、121b、121c。光出射点群121a、121b、121c分别具有多个光出射点123a、123b、123c。并且，光出射点群121a、121b、121c相当于信息像素或子信息像素。光出射点群121a、121b、121c看起来分别与透镜10加、102b、102c —对一对应，但是，在观察者的瞳孔位于光出射点群像12 的位置的情况下，光出射点群121a、121b对应于透镜 102b、102c。另外，各光出射点群中包含的光出射点可以如第1、第2实施方式那样为1个。 并且，针对与第1实施方式的显示装置相同的部件，使用相同的参照标号并省略其详细说明。光出射点群121a、121b、121c分别通过透镜102b投影。由此，分别形成光出射点群像12加、122b、122c (图4)。并且，通过透镜102a，光出射点群121a被投影到光出射点群像 122b的位置，光出射点群121b被投影到光出射点群像122c的位置。并且，通过透镜102c， 光出射点群121b被投影到光出射点群像12 的位置，光出射点群121c被投影到光出射点群像122b的位置。另外，在本实施方式的显示装置中，也通过透镜102a、102b、102c，在瞳孔 103a上重叠投影光出射点123a、123b、123c的像。并且，关于透镜102a、102b、102c，通过眼球的晶状体103在视网膜上形成它们的投影像124aU24bU24c0光出射点群121a、121b、 121c之间的节距Pp与透镜102aU02bU02c的节距Lp的关系也满足下式(1-5)。Lp/Pp = Ff/ (Ff+Fb) = (Ff-F) /Ff ... (1-5)Ff是从透镜102b到光出射点群的像122b的距离，Fb是光出射点群121b与透镜102b之间的距离，F是透镜102b的焦距。另外，如果使光出射点群121a、121b、121c分别对应于R(红色)、G (绿色)、B (蓝色)，则观察者能够观察到彩色图像。另外，以在光出射点群之间存在间隙的方式进行了描绘，但是，这是为了便于说明，实际上当然可以没有不必要的间隙。图5A、5B是示出将光出射点(图4中的123a、12北、123c)投影到观察者的瞳孔103a而形成投影像的状态的图。在图5A、5B中，对投影了图4的光出射点123a的情况进行说明。并且，投影像125是瞳孔103a上的光出射点123a的像。如图5A所示，在瞳孔103a上的投影像125相对于观察者的眼球的瞳孔103a为适当大小的情况下，在瞳孔103a形成一个光出射点的像(小于瞳孔103a的大小的像)。该情况下，映入小于瞳孔的光束，所以，产生景深的扩大效果。在图5A中，光出射点在瞳孔103a 上的投影像125相当于图3A、3B中的瞳孔103a上的光束113、114的大小，并且，相当于视网膜105上的扩散。另一方面，在投影像125的大小和配置不适当的情况下，基于多个光出射点的光束同时映入瞳孔103a，妨碍景深的扩大效果。在图5B中，入射到瞳孔的光束(在瞳孔形成的光出射点的像)的数量为4个，但是，完全入射的光束为一个，不妨碍景深的扩大效果。因此，优选入射到瞳孔103a的光束(在瞳孔形成的光出射点的投影像)的数量配置为4个以下。另外，在有机EL显示器件的情况下，该光出射点群是该信息像素的发光图案，并且，在液晶显示器件的情况下，该光出射点群是设于该信息像素的光透过点群。对光出射点进行投影时，至少一个光出射点被投影到瞳孔103a中。为了扩大景深，优选入射到观察者的瞳孔103a的光束的直径、即投影像125的大小小于瞳孔103a的直径。如果基于透镜的光出射点的投影像小于瞳孔直径，则具有扩大景深的效果。设通常明亮度时的瞳孔103a的直径为3mm左右时，为了扩大景深，优选光束直径(光出射点的像的直径、大小)为2.8mm以下。另一方面，如果来自光出射点的光束的直径较小，则眼球的分辨力恶化。设光束直径为Φ、波长为λ时，眼球的角度分辨力θ由下式(1-6)求出。数式1Θ = — ... (1-6)
Φ因此，光束直径2mm的分辨力(衍射极限)大致与视力1.0相当(波长0. 55 μ m)。 与此相对，将光束缩小为Imm时，视力降低到0.5，但是，在300mm目的地处，具有0. 17mm左右的分辨力，所以，通常没有问题。将光束直径缩小到0. 5mm时，视力降低到相当于0. 25。 300mm目的地处的分辨力降低到0. 33mm左右。如果是该程度，则对于3mm左右的文字而言， 怎样也能够看到的。但是，将光束直径缩小到0. 2mm时，视力降低到相当于0. l，300mm目的地处的分辨力降低到0. 9mm。因此，将光束直径缩小为0. 5mm左右是下限。另外，光出射点的投影像的强度分布有时由于衍射等而变得不清楚。并且，能够将光出射点的明亮度分布成为激光这样的高斯分布。这样，在投影像的边界不清楚的情况下， 能够将投影像的大小等效地考虑为半峰全宽。老花眼的人难以看到物体的距离多为近距离。因此，为了容易观看300mm左右的距离，优选将距观察者的距离考虑为300mm，将光出射点的像投影到300mm目的地。根据不同应用也考虑更短的距离。为了得到景深的扩大效果，优选光出射点的投影后的大小为瞳孔直径以下。通常明亮度时的瞳孔直径为3mm左右，所以，光出射点的像的大小(光束直径)优选为更小的2. 8mm以下。并且，透镜的直径的一个个相当于像素的大小，所以，为了进行高清晰的显示，优选为500 μ m以下。进而，视力1. 0的人观看分开300_的物体时的分辨力大约为0. 1_，优选透镜(透镜l(^a、102b、102c)的大小(直径或一边的长度)为该分辨力的一半即0. 05mm、 即50μπι左右。但是，另一方面，还需要考虑基于衍射的光束的扩散。设孔径的大小(直径或一边的长度)为D，基于衍射的扩散角Φ大致由下式(1-7) 表现。数式2
权利要求
1.一种显示装置，其具有多个光出射点群以及对该光出射点群进行投影的多个透镜， 该显示装置的特征在于，该光出射点群具有至少一个光出射点，该多个透镜的各个透镜被配置成将该光出射点群的像重叠投影， 使由该各个透镜投影而重叠的该光出射点群中的光出射点的重叠入射到观察者的眼球的瞳孔中，由此，在所述观察者的眼球的视网膜上产生该多个透镜的投影像。
2.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，该光出射点群的节距Pp和该各个透镜的节距Lp满足下式(1-1)，Lp/Pp = (Ff-F) /Ff … (1-1)其中，Ff是该各个透镜与光出射点群的像之间的距离，F是该各个透镜的焦距。
3.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，该光出射点群的像与该各个透镜之间的距离Ff满足下式(1-2)， -L/2≤Ff≤⑴… (1-2)其中，L是该各个透镜与所述观察者的眼球的晶状体之间的距离。
4.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，由构成所述多个透镜的透镜投影的光出射点的大小小于所述观察者的眼球的瞳孔直径。
5.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于， 该多个透镜构成微透镜阵列。
6.根据权利要求5所述的显示装置，其特征在于，该光出射点群与该微透镜阵列之间的倾斜度在显示范围内为该各个透镜的大小以内。
7.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于， 该显示装置具有发出至少三种颜色的光的光出射点。
8.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，该显示装置具有由不同颜色的子信息像素构成的信息像素，与该子信息像素对应地设置了透镜。
9.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，以不同颜色的子信息像素的光出射点在投影像中重叠的方式，由多个子信息像素形成一个光出射点群，并与一个透镜对应。
10.根据权利要求7所述的显示装置，其特征在于， 该三种颜色包含红色、绿色以及蓝色。
11.根据权利要求8所述的显示装置，其特征在于，该信息像素由同样重复的三种颜色的子信息像素构成，形成光出射点群的子信息像素的数量为2个或4个。
12.根据权利要求8所述的显示装置，其特征在于，该信息像素由不同顺序的三种颜色的子信息像素构成，形成光出射点群的子信息像素的数量为3个。
13.根据权利要求5所述的显示装置，其特征在于，该微透镜阵列的有效尺寸与具有该信息像素的显示器件的显示尺寸相等或大于该具有该信息像素的显示器件的显示尺寸。
14.根据权利要求8所述的显示装置，其特征在于， 该子信息像素的形状为长方形。
15.根据权利要求11所述的显示装置，其特征在于， 针对2个该子信息像素设置了一个该各个透镜。
16.根据权利要求12所述的显示装置，其特征在于， 针对3个该子信息像素设置了一个该各个透镜。
17.根据权利要求11所述的显示装置，其特征在于， 针对4个该子信息像素设置了一个该各个透镜。
18.根据权利要求9所述的显示装置，其特征在于， 该光出射点的像的大小为0. 5mm 2. 8mm。
19.根据权利要求5所述的显示装置，其特征在于， 该各个透镜的直径为50 μ m以上。
20.根据权利要求8所述的显示装置，其特征在于， 该信息像素使用了液晶显示器件。
21.根据权利要求20所述的显示装置，其特征在于， 该液晶显示器件的光源为LED或LD。
22.根据权利要求8所述的显示装置，其特征在于， 该信息像素使用了有机EL器件。
23.一种电子设备，其特征在于具有权利要求1所述的显示装置。
24.一种便携用电子设备，其特征在于具有权利要求1所述的显示装置。
25.一种便携电话，其特征在于具有权利要求1所述的显示装置。
26.根据权利要求25所述的便携电话，其特征在于， 该便携电话具有邮件功能。
27.根据权利要求25所述的便携电话，其特征在于， 该便携电话具有照相机功能。
28.一种摄像装置，其特征在于具有权利要求1所述的显示装置。
29.根据权利要求观所述的摄像装置，其特征在于， 该摄像装置设置有设定摄影条件的开关。
30.一种显示单元，其具有多个孔径群以及对该孔径群进行投影的多个透镜，该显示单元的特征在于，该孔径群具有至少一个孔径，该多个透镜的各个透镜被配置成将所述孔径群的像重叠投影， 使由该各个透镜投影而重叠的该孔径群中的孔径的重叠入射到观察者的眼球的瞳孔中，由此，在所述观察者的眼球的视网膜上产生该多个透镜的投影像。
31.根据权利要求30所述的显示单元，其特征在于，该孔径群的节距Pp和该各个透镜的节距Lp满足下式(1-3)， Lp/Pp = (Ff-F)/Ff ... (1-3)其中，Ff是所述各个透镜与光出射点群的像之间的距离， F是所述各个透镜的焦距。
32.根据权利要求30所述的显示单元，其特征在于，由构成所述多个透镜的透镜投影的孔径的大小小于所述观察者的眼球的瞳孔直径。
33.根据权利要求30所述的显示单元，其特征在于， 该多个透镜构成微透镜阵列。
34.根据权利要求33所述的显示单元，其特征在于，该孔径群与该微透镜阵列之间的倾斜度在显示范围内为一个像素以内。
35.根据权利要求33所述的显示单元，其特征在于， 该孔径群与该微透镜阵列一体地形成。
36.根据权利要求33所述的显示单元，其特征在于， 该微透镜阵列的透镜的直径为50 μ m以上。
37.根据权利要求35所述的显示单元，其特征在于， 该孔径群通过印刷形成于该微透镜阵列的一个面上。
38.根据权利要求35所述的显示单元，其特征在于， 所述孔径通过蚀刻形成于所述微透镜阵列的平面上。
39.根据权利要求33所述的显示单元，其特征在于， 所述孔径群和所述各个透镜的配置为相同节距，所述微透镜阵列是具有使各个所述孔径群的投影像彼此重叠的场透镜效果的复合微透镜阵列。
40.根据权利要求30所述的显示单元，其特征在于， 所述孔径的像的大小为0. 5mm 2. 8mm。
41.根据权利要求30所述的显示单元，其特征在于，该显示单元具有能够相对于利用多个信息像素显示图像的显示器件进行装卸的机构。
42.根据权利要求30所述的显示单元，其特征在于， 该显示单元具有能够相对于电子设备进行装卸的机构。
43.根据权利要求30所述的显示单元，其特征在于，该显示单元具有能够相对于便携用电子设备进行装卸的机构。
44.根据权利要求30所述的显示单元，其特征在于， 该显示单元具有能够相对于便携电话进行装卸的机构。
45.根据权利要求30所述的显示单元，其特征在于， 该显示单元具有能够相对于摄像装置进行装卸的机构。
46.根据权利要求30所述的显示单元，其特征在于， 对所述孔径赋予了散射特性。
47.根据权利要求46所述的显示单元，其特征在于， 所述散射特性的散射面的散射角为10°以内。
48.根据权利要求30所述的显示单元，其特征在于， 该显示单元还具有隔板，所述多个孔径群经由所述隔板被照明。
49.根据权利要求48所述的显示单元，其特征在于， 该多个透镜构成微透镜阵列，该孔径群与该微透镜阵列之间的倾斜度在显示范围内为透镜的大小以内。
50.根据权利要求48所述的显示单元，其特征在于， 该多个透镜构成微透镜阵列，所述孔径通过印刷形成于所述微透镜阵列或所述隔板的平面上。
51.根据权利要求48所述的显示单元，其特征在于， 该多个透镜构成微透镜阵列，所述孔径通过蚀刻形成于所述微透镜阵列或所述隔板的平面上。
52.根据权利要求48所述的显示单元，其特征在于， 所述隔板是散射器。
53.根据权利要求52所述的显示单元，其特征在于， 所述散射器的散射角为10°以内。
54.一种显示装置，其特征在于具有 权利要求48所述的显示单元；以及利用多个信息像素显示图像的显示器件，所述信息像素经由所述隔板对所述孔径群进行照明。
55.根据权利要求M所述的显示装置，其特征在于， 所述显示器件的信息像素节距为0. 3mm以下。
56.根据权利要求55所述的显示装置，其特征在于，所述显示器件的信息像素由至少包含红色、绿色以及蓝色的三种颜色的子信息像素构
57.根据权利要求56所述的显示装置，其特征在于， 所述子信息像素的像素节距为0. Imm以下。
58.根据权利要求M所述的显示装置，其特征在于， 所述显示器件是液晶器件。
59.根据权利要求M所述的显示装置，其特征在于， 所述显示器件是有机EL器件。
60.一种电子设备，其特征在于具有权利要求M所述的显示装置。
61.一种便携用电子设备，其特征在于具有权利要求M所述的显示装置。
62.一种便携电话，其特征在于具有权利要求M所述的显示装置。
63.根据权利要求62所述的便携电话，其特征在于， 该便携电话具有邮件功能。
64.根据权利要求62所述的便携电话，其特征在于， 该便携电话具有照相机功能。
65.一种摄像装置，其特征在于具有权利要求M所述的显示装置。
66.根据权利要求65所述的摄像装置，其特征在于， 该摄像装置设置有设定摄影条件的开关。
全文摘要
本发明提供显示装置及单元、电子设备、便携设备及电话、摄像装置。显示装置具有多个光出射点群以及投影光出射点群的多个透镜，其中，光出射点群具有至少一个光出射点，各个透镜配置成重叠投影光出射点群的像，使由透镜投影而重叠的光出射点群中的光出射点的重叠入射到观察者的眼球的瞳孔，由此，在观察者的眼球的视网膜上产生多个透镜的投影像。
文档编号H04M1/02GK102193196SQ20111006357
公开日2011年9月21日 申请日期2011年3月16日 优先权日2010年3月16日
发明者堀川嘉明 申请人:奥林巴斯株式会社