表示ユニット、表示装置、電子機器、携帯用電子機器、携帯電話、及び撮像装置
【課題】焦点が容易に合う表示ユニットなどを提供すること。
【解決手段】 スペーサーと、
スペーサーを介して照明される複数の開口群と、
開口群を投影する複数のレンズとで構成される表示ユニットであって、
開口群は少なくとも一つの開口を有し、
それぞれのレンズは開口群の像を重なるように投影するように配置されていることを特徴とし、
開口群の重なりを観察者の瞳に入射させることにより複数のレンズの投影像を観察者の網膜上に生じせしめることを特徴とし、
レンズによって投影される開口の大きさが観察者の眼の瞳径より小さいことを特徴とする。
【解決手段】 スペーサーと、
スペーサーを介して照明される複数の開口群と、
開口群を投影する複数のレンズとで構成される表示ユニットであって、
開口群は少なくとも一つの開口を有し、
それぞれのレンズは開口群の像を重なるように投影するように配置されていることを特徴とし、
開口群の重なりを観察者の瞳に入射させることにより複数のレンズの投影像を観察者の網膜上に生じせしめることを特徴とし、
レンズによって投影される開口の大きさが観察者の眼の瞳径より小さいことを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示装置、並びに、この表示装置を備えた、表示ユニット、電子機器、携帯用電子機器、携帯電話、及び撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
映像や文字を表示する表示装置（ディスプレイ）として、液晶ディスプレイやプラズマディスプレイがある。しかし、これらの表示装置は視度の調節が出来ないという欠点がある。高齢化社会の進展に伴って老眼（老視）の高齢者が増えており、視度調節が可能な表示装置、特にフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）が望まれている。携帯電話の普及やデジタルカメラの普及により、屋外でＦＰＤによる表示を見る機会が増えている。更に本の代わりに電子ブックの利用も増加している。このように携帯電話やデジタルカメラ等のモバイル機器のＦＰＤを見るときに、いちいち老眼鏡を掛け外しするのは非常に煩わしい。
【０００３】
携帯電話は、電話として使用するよりも、メールの使用、ゲーム等の場面でＦＰＤを見る機会が多い。デジタル一眼レフカメラには、ライブビューモニターとしてＦＰＤが用いられているが、このデジタル一眼レフカメラにおいて、遠方の被写体を見つつ、ライブビューモニターを見るのに、いちいち老眼鏡を掛けたり外したりするのは、実際的ではない。さらに、撮影モードの変更等、モニターを利用したＧＵＩ（グラフィカルユーザインターフェイス）を使用することが多くモニターを見る必要性は高い。
【０００４】
また、カーナビゲーションシステムのモニターを見るときは、観察者は運転中である。このため、老眼鏡を掛け外しするのは危険であり、老眼鏡の掛け外しは事実上不可能である。それ以外の場面として、パソコン（ＰＣ）の液晶画面を観察する時も、いちいち老眼鏡を掛けるのは観察者にとって煩わしい。したがって、老眼鏡を掛け外しすることなくモニターを見ることのできる電子機器が望まれている。
【０００５】
すなわち、従来、老眼鏡を掛けなくても焦点の合った画像を見ることの出来るＦＰＤは存在していなかった。また、その様なモニターを搭載した電子機器は無かった。しかるに、最近ではこのような問題は指摘されつつあり、特許文献１には、エッジ強調をした補正画像を表示する方法が提案されている。また、特許文献２にはテプリッツ行列の逆行列で生成した事前補正画像を用いる方法が提案されている。更に特許文献３にはルーペを用いる方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第３５５２４１３号公報
【特許文献２】特開２００７−１２８３５５号公報
【特許文献３】特開２００９−６３６２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１によるエッジ強調の手法では、表示情報を多少見易くはするものの、デフォーカス像を回復することは不可能である。特許文献１における補正は、像がボケる原因のデフォーカスの情報を用いた補正ではないためである。
【０００８】
また、特許文献２では、眼の焦点調節不足による点広がり関数からなるテプリッツ行列を元にして補正している。この場合、補正画像データに複素数は生じないものの、その結果、特許文献１と同じエッジ強調程度の補正に留まり、実際の効果は少なく実用には至っていない。
【０００９】
更に、特許文献３では、フレネルレンズをデジタルカメラのモニターであるＦＰＤの手前に取り付け、ルーペのようにＦＰＤを覗く例が示されている。しかし、老眼の補正をする為には、フレネルレンズをＦＰＤから数ｃｍ距離離す必要があり、実用的ではない。
【００１０】
本発明は、上記問題点に鑑みたもので、焦点が容易に合う表示ユニット、表示装置、電子機器、携帯用電子機器、携帯電話、及び撮像装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の表示ユニットは、
スペーサーと、
スペーサーを介して照明される複数の開口群と、
開口群を投影する複数のレンズとで構成される表示ユニットであって、
開口群は少なくとも一つの開口を有し、
それぞれのレンズは開口群の像を重なるように投影するように配置されていることを特徴とし、
開口群の重なりを観察者の瞳に入射させることにより複数のレンズの投影像を観察者の網膜上に生じせしめることを特徴とし、
レンズによって投影される開口の大きさが観察者の眼の瞳径より小さいことを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の好ましい態様によれば、レンズがマイクロレンズアレイで構成されることが望ましい。
【００１３】
また、本発明の好ましい態様によれば、開口がマイクロレンズアレイ或いはスペーサーの平面に印刷で形成されることが望ましい。
【００１４】
また、本発明の好ましい態様によれば、開口がマイクロレンズアレイ或いはスペーサーの平面にエッチングによって形成されることが望ましい。
【００１５】
また、本発明の好ましい態様によれば、スペーサーがディフューザーであることが望ましい。
【００１６】
また、本発明の好ましい態様によれば、ディフューザーの散乱角が１０°以内であることが望ましい。
【００１７】
また、本発明の表示ユニットは、
複数の開口群と、
開口群を投影する複数のレンズとで構成される表示ユニットであって、
開口群は少なくとも一つの開口を有し、
開口の開口部分に散乱特性が与えられていることを特徴とし、
それぞれのレンズは開口群の像を重なるように投影するように配置されていることを特徴とし、
開口群の重なりを観察者の瞳に入射させることにより複数のレンズの投影像を観察者の網膜上に生じせしめることを特徴とし、
レンズによって投影される開口の大きさが観察者の眼の瞳径より小さいことを特徴とする。
【００１８】
また、本発明の好ましい態様によれば、散乱面の散乱角が１０°以内であることが望ましい。
【００１９】
また、本発明の好ましい態様によれば、開口群のピッチＰｐとレンズのピッチＬｐが以下の条件式を満たすことが望ましい。
Ｌｐ／Ｐｐ＝Ｌ／(Ｌ＋ｆｂ)
ここで、
ｆｂは開口群とレンズとの距離、
Ｌはレンズと観察者の瞳までの距離、
である。
【００２０】
また、本発明の好ましい態様によれば、複数のレンズがマイクロレンズアレイで構成されることが望ましい。
【００２１】
また、本発明の好ましい態様によれば、開口がマイクロレンズアレイの平面に印刷で形成されることが望ましい。
【００２２】
また、本発明の好ましい態様によれば、開口がマイクロレンズアレイの平面にエッチングによって形成されることが望ましい。
【００２３】
また、本発明の好ましい態様によれば、開口群とレンズの配置が同じピッチであることを特徴とし、
複数のレンズが、マイクロレンズアレイで構成され、
マイクロレンズアレイが、それぞれの開口群の投影像を互いに重ねるフィールドレンズの効果を有する複合マイクロレンズアレイであることが望ましい。
【００２４】
また、本発明の好ましい態様によれば、マイクロレンズアレイのレンズの大きさが０．０５ｍｍ以上であることが望ましい。
【００２５】
また、本発明の好ましい態様によれば、開口の像の大きさが０．５ｍｍから２．８ｍｍであることが望ましい。
【００２６】
また、本発明の好ましい態様によれば、複数の情報画素で画像を表示する表示デバイスに着脱できる機構を有することが望ましい。
【００２７】
また、本発明の好ましい態様によれば、電子機器に着脱できる機構を有することが望ましい。
【００２８】
また、本発明の好ましい態様によれば、携帯用電子機器に着脱できる機構を有することが望ましい。
【００２９】
また、本発明の好ましい態様によれば、携帯電話に着脱できる機構を有することが望ましい。
【００３０】
また、本発明の好ましい態様によれば、撮像装置に着脱できる機構を有することが望ましい。
【００３１】
また、本発明の表示装置は、
複数の情報画素で画像を表示する表示デバイスと、
スペーサーと、
複数の開口群と、
複数のレンズとで構成される表示装置であって、
スペーサーを介して情報画素で開口群を照明し、
開口群は少なくとも一つの開口を有し、
それぞれのレンズは開口群の像を重なるように投影するように配置されていることを特徴とし、
開口群の重なりを観察者の瞳に入射させることにより複数のレンズの投影像を観察者の網膜上に生じせしめることを特徴とし、
レンズによって投影される開口の大きさが観察者の眼の瞳径より小さいことを特徴とする。
【００３２】
また、本発明の好ましい態様によれば、スペーサーがディフューザーであることが望ましい。
【００３３】
また、本発明の好ましい態様によれば、ディフューザーの拡散角が１０°以内であることが望ましい。
【００３４】
また、本発明の好ましい態様によれば、開口群のピッチＰｐとレンズのピッチＬｐが下記の関係を満たすことが望ましい。
Ｌｐ／Ｐｐ＝Ｌ／（Ｌ＋ｆｂ）
ここで、
ｆｂは開口群とレンズとの距離、
Ｌはレンズと観察者の瞳までの距離、
である。
【００３５】
また、本発明の好ましい態様によれば、複数のレンズがマイクロレンズアレイで構成されることが望ましい。
【００３６】
また、本発明の好ましい態様によれば、開口がマイクロレンズアレイ或いはスペーサーの平面に印刷で形成されることが望ましい。
【００３７】
また、本発明の好ましい態様によれば、開口がマイクロレンズアレイ或いはスペーサーの平面にエッチングによって形成されることが望ましい。
【００３８】
また、本発明の好ましい態様によれば、開口群とレンズの配置が同じピッチであることを特徴とし、
複数のレンズが、マイクロレンズアレイで構成され、
マイクロレンズアレイが、それぞれの開口群の投影像を互いに重ねるフィールドレンズの効果を有する複合マイクロレンズアレイであることが望ましい。
【００３９】
また、本発明の好ましい態様によれば、マイクロレンズアレイのレンズの大きさが０．０５ｍｍ以上であることが望ましい。
【００４０】
また、本発明の好ましい態様によれば、開口の像の大きさが０．５から２．８ｍｍであることが望ましい。
【００４１】
また、本発明の好ましい態様によれば、表示デバイスの情報画素ピッチが０．３mm以下であることが望ましい。
【００４２】
また、本発明の好ましい態様によれば、表示デバイスの情報画素が少なくともＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の三色を含むサブ情報画素で構成されていることが望ましい。
【００４３】
また、本発明の好ましい態様によれば、サブ情報画素の画素ピッチが０．１ｍｍ以下であることが望ましい。
【００４４】
また、本発明の好ましい態様によれば、表示デバイスが液晶デバイスであることが望ましい。
【００４５】
また、本発明の好ましい態様によれば、表示デバイスが有機ＥＬデバイスであることが望ましい。
【００４６】
また、本発明の電子機器は、上述の表示装置を備えることを特徴とする。
【００４７】
また、本発明の携帯用電子機器は、上述の表示装置を備えることを特徴とする。
【００４８】
また、本発明の携帯電話は、上述の表示装置を備えることを特徴とする。
【００４９】
また、本発明の好ましい態様によれば、メール機能を備えることが望ましい。
【００５０】
また、本発明の好ましい態様によれば、カメラ機能を備えることが望ましい。
【００５１】
また、本発明の撮像装置は、上述の表示装置を備えることを特徴とする。
【００５２】
また、本発明の好ましい態様によれば、撮影条件を設定するスイッチが設けられたことが望ましい。
【発明の効果】
【００５３】
本発明によれば、焦点が容易に合う表示ユニット、表示装置、電子機器、携帯用電子機器、携帯電話、及び撮像装置を提供できる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の第１実施形態に係る表示装置の構成を示す斜視図である。
【図２】第１実施形態の表示装置の光学系を示す図である。
【図３】眼のレンズの瞳一杯に透過した光束による像と、瞳より小さい光射出点像による光束が形成する像と、を比較する図である。
【図４】第１実施形態の他の構成を示す図である。
【図５】本発明の表示原理を表示デバイスに応用する例を説明する図である。
【図６】本発明の表示原理を表示デバイスに応用する例を説明する他の図である。
【図７】（ａ）は、本発明の第２実施形態にかかる表示ユニットの構成を示す斜視図である。（ｂ）は、第２実施形態の変形例の断面構成を示している。
【図８】マイクロレンズアレイと開口群とを密着して接合する構成を説明する図である。
【図９】（ａ）は、ディフーザーを用いるときの斜視構成を示す図である。（ｂ）は、その断面構成を示す図である。
【図１０】ディフューザー２６の散乱面の散乱角を説明する図である。
【図１１】（ａ）は、本発明の第２実施形態にかかる表示ユニットを示す図である。（ｂ）は、表示ユニットの断面構成を示す図である。
【図１２】第３実施形態に係る表示装置の概略構成を示す図である。
【図１３】第４の実施形態の表示ユニットを示す斜視構成を示す図である。
【図１４】撮像装置の一例であるデジタルカメラを示している。
【図１５】携帯電子機器の一例として携帯電話を示している。
【発明を実施するための形態】
【００５５】
以下に、本発明に係る表示ユニット、表示装置、電子機器、携帯用電子機器、携帯電話、及び撮像装置の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００５６】
カメラではレンズの絞りを絞ると被写界深度が拡大し、手前から奥まで焦点の合った写真を撮ることが出来ることが知られている。従って、眼の瞳を人為的に絞ることにより被写界深度を拡大して、老眼では焦点の合わせにくい近点にも焦点を合わせることが出来る。本発明は等価的に眼の瞳を絞ったことになる表示ユニット、表示装置、電子機器、携帯用電子機器、携帯電話、及び撮像装置を提供する。
【００５７】
（実施形態の基本構成）
図１は、本実施形態に係る表示装置の基本構成を示す斜視図である。図１を参照して、本実施形態に係る表示原理の考え方を説明する。図１において、レンズ３は、表示を観察する者（観察者）の眼のレンズである。瞳３ａは、眼３の瞳である。ここで、瞳３ａとは、眼のレンズ３の開口のことである。
【００５８】
開口１ａ、１ｂ、１ｃから射出される光は、レンズ２ａ、２ｂ、２ｃによって、瞳３ａに、それぞれの像が重なるように投影される。そのため、レンズ２ａ、２ｂ、２ｃのピッチ（間隔）は、開口１ａ、１ｂ、１ｃから射出される光が瞳３ａの位置で重なるように設定される。
【００５９】
すなわち、以下の式で示す関係が成立している。
Ｌｐ／Ｐｐ＝Ｌ／(Ｌ＋ｆｂ)
ここで、
Ｌｐはレンズ２ａ、２ｂ、２ｃのピッチ（間隔）、
Ｐｐは開口１ａ、１ｂ、１ｃのピッチ、
Ｌは瞳３ａからレンズ２ｂまでの距離、
ｆｂは開口１ａとレンズ２ｂとの距離、
である。
【００６０】
瞳３ａに投影される開口１ａ、１ｂ、１ｃの像の大きさ４は、瞳３ａの径より小さく設定される。すなわち、瞳３ａを通過する光束（大きさ４）は瞳３ａより小さい。また、レンズ２ａ、２ｂ、２ｃは、眼のレンズ３によって、網膜５に投影され、レンズの像６ａ、６ｂ、６ｃを形成する。レンズ２ａ、２ｂ、２ｃを画素と考えるとレンズの像６ａ、６ｂ、６ｃは画素の像となる。開口１ａ、１ｂ、１ｃに画像の信号の光を与えると画像を見ることが出来る。
【００６１】
ここで、老眼の人の目の場合、焦点は網膜５上に合わない。しかしながら、画素であるレンズ２ａ、２ｂ、２ｃの結像に関しては瞳３ａより小さい光束（大きさ４）を用いているので、焦点深度の深い像が形成される。よって、観察者は、容易に焦点の合った画像を見ることが出来る。これに関しては図３を用いて後述する。
【００６２】
画素であるレンズ２ａ、２ｂ、２ｃのそれぞれに対応して、複数の開口が設けられていても良い。すなわち、レンズ２ａ、２ｂ、２ｃにそれぞれ対応して、開口群７a、７ｂ、７ｃを設ける構成でも良い。
【００６３】
開口群７a、７ｂ、７ｃは、レンズ２ｂによって投影されて、開口像８a、８ｂ、８ｃを形成する。ここで、レンズ２aにより、開口群７a、７ｂの像８ｂ、８ｃが形成される。レンズ２ｃにより、開口群７ｂ、７ｃの像８a、８ｂが形成される。
【００６４】
なお、図１においては、開口群と隣接する開口群との間に直線状の隙間が設けられているように描かれている。この隙間は、説明をより明確にするために記載したものである。このため、実際は、開口群どうしの間には、不必要な隙間は存在していない。開口群どうしの間の隙間の記載に関しては、以下の図においても同様である。
【００６５】
図２は、基本構成の表示装置の光学系を示す図である。図２を用いて、開口１、レンズ２、それぞれの結像関係を説明する。
【００６６】
開口１は、レンズ２によって眼のレンズ３に投影される。具体的には、開口１上の点１２ａから射出された光は、レンズ２を透過後、実線で示す光線１０ａ、１０ｂとなる。そして、光線１０ａ、１０ｂにより眼のレンズ３上に点１２ａの像１３ａが形成される。
【００６７】
また、開口１上の点１２ｂから射出された光は、レンズ２を透過後、点線で示す光線１０ｃ、１０ｄとなる。そして、光線１０ｃ、１０ｄにより眼のレンズ３上に点１２ｂの像１３ｂが形成される。
【００６８】
また、レンズ２は、眼のレンズ３により、網膜５の近傍５ａに結像される。具体的には、レンズ２の点２’は、光線１０ｂ、１１ｂ、１０ｄ、１１ｄで示されるように、点６’に結像する。また、レンズ２の点２”は、光線１０ａ、１１ａ、１０ｃ、１１ｃで示されるように、点６”に結像する。このように、網膜５の近傍５ａに、レンズ２の像６が形成される。
【００６９】
開口群の像の性質について説明する。レンズ２の焦点距離は短く、観察者の眼の瞳３ａに投影される開口群の像の焦点深度は深い。同じ結像距離で焦点距離が短い場合、倍率が高くなる。すると、像側のＮＡが非常に小さくなるので焦点深度が深くなる。従って、瞳上で正確に焦点が合っている必要性は低い。
【００７０】
瞳より小さい開口の像（大きさ１０４）を瞳位置に形成することは、瞳を絞ることと同等の効果があることを、図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）を用いて説明する。観察者が点Ａ、点Ｂを観察する場合を考える。
【００７１】
老眼の場合、眼のレンズ３の屈折力が弱いので、網膜５上に焦点を結ぶことができない。従って、眼のレンズ３の瞳一杯に透過してきた光束１４、１５によって形成される点Ａと点Ｂの像は、それぞれ網膜５上で円領域Ａ’、円領域Ｂ’のように広がる。このため、焦点の合った像を見ることができない。
【００７２】
しかも、円領域Ａ’と円領域Ｂ’は一部が重なっているので、観察者は円領域Ａ’と円領域Ｂ’を分離して認識することはできない。従って、観察者は解像された像を見ることができない。
【００７３】
一方、瞳より小さい光束１６、１７によって形成される点Ａと点Ｂの像は、それぞれ網膜６上で円領域Ａ”、円領域Ｂ”のように小さくなる。このため、円領域Ａ’と円領域Ｂ’に比べると焦点の合った像を見ることができる。
【００７４】
さらに、円領域Ａ”と円領域Ｂ”は全く重なっていない。このため、観察者は円領域Ａ”と円領域Ｂ”を分離して認識することができる。すなわち、観察者は解像された像を見ることができる。本実施形態では、瞳より細い光束を瞳に入射させることにより、等価的に瞳を絞った状態にすることで、被写界深度を増大させている。
【００７５】
なお、ここで言う開口は、上述したように円形が好ましいが、必ずしも丸くなくても良い。
【００７６】
図４は、他の基本構成を示す図である。開口１ａ、１ｂ、１ｃは、画素であるレンズ２ａ、２ｂ、２ｃと同じピッチで配置されている。すなわち、ピッチＰｐとピッチＬｐとは等しい構成である。開口１ａ、１ｂ、１ｃから射出される光は、レンズ２ａ、２ｂ、２ｃによって表示の観察者の眼のレンズ３の瞳に投影される。ここで、図１のように、レンズ２ａ、２ｂ、２ｃと眼のレンズ３の間に何も無いと、開口のそれぞれの像は重ならない。
【００７７】
従って、レンズ２ａ、２ｂ、２ｃの像側に、フィールドレンズ９を配置する。これにより、開口１ａ、１ｂ、１ｃのそれぞれの像は、眼のレンズ３の瞳で重なるように形成される。このように、開口１ａ、１ｂ、１ｃのピッチＰｐと、レンズ２ａ、２ｂ、２ｃのピッチＬｐとを同じにする場合は、フィールドレンズ９を用いる必要がある。
【００７８】
また、画素であるレンズ２ａ、２ｂ、２ｃそれぞれに対応して複数の開口が設けられている構成でも良い。すなわち、レンズ２ａ、２ｂ、２ｃそれぞれに対応して、開口群７ａ、７ｂ、７ｃを形成する。
【００７９】
開口群７a、７ｂ、７ｃは、レンズ２ｂによって投影されて、開口像８a、８ｂ、８ｃを形成する。ここで、レンズ２ａにより、開口群７a、７ｂの像８ｂ、８ｃが形成される。レンズ２ｃにより、開口群７ｂ、７ｃの像８a、８ｂが形成される。
【００８０】
次に、図１、図４の実施形態に共通する光学的性質について述べる。
【００８１】
開口を投影する時、少なくとも一つの開口の像が瞳の中に投影される。被写界深度を拡大する為には、観察者の瞳に入射する光束の径、すなわち開口のレンズによる投影像の大きさは瞳径より小さい径が望ましい。
【００８２】
通常の明るさ時の瞳径は３ｍｍ程度である。このため、被写界深度を拡大するには、光束径、すなわち開口の像の径、大きさは、２．８ｍｍ以下が好ましい。
他方、光束径が小さくなると眼の解像力は悪化する。
【００８３】
眼の角解像力θは、次式（１）で表すことができる。
θ＝λ／Φ （１）
ここで、
λは波長、
Φは光束径、
をそれぞれ示している。
【００８４】
従って、波長を０．５５μｍとしたとき、光束径２ｍｍの解像力（回折限界）は、ほぼ視力１．０に相当する。光束を１ｍｍに絞ると、視力は０．５に低下する。しかしながら、３００ｍｍ先で０．１７ｍｍ程度の解像力があるので通常は問題が無い。
【００８５】
光束径を０．５ｍｍにまで絞ると、視力は０．２５相当まで低下する。３００ｍｍ先での解像力は０．３３ｍｍ程度にまで低下する。この程度であれば、３ｍｍ程度の大きさの文字は何とか識別することが出来る。
【００８６】
さらに、光束径を０．２ｍｍにまで絞ると、視力は０．１相当にまで低下する。この場合、３００ｍｍ先での解像力は０．９ｍｍに低下する。従って、光束径を０．５ｍｍ程度に絞るのが下限である。
【００８７】
なお、開口の投影像の強度分布の境界が、回折の影響などにより、はっきりしない場合がある。このように投影像の境界がはっきりしない場合、投影像の大きさは、等価的に半値全幅と考えることが出来る。
【００８８】
老眼の人が物を見難い距離は、近距離が多い。このため、３００ｍｍ程度の距離が見やすくなるように、観察者までの距離を３００ｍｍと考えて、開口の像を３００ｍｍ先に投影するのが好ましい。また、応用によっては、より短距離も考えられる。
【００８９】
被写界深度拡大の効果を得るには、開口の投影された大きさは、２．８ｍｍ程度或いは、２．８ｍｍ以下に設定することが好ましい。また、レンズの大きさは、一つ一つが画素の大きさに相当するので、高精細の表示を行うには５００μｍ以下が好ましい。
【００９０】
更に、視力１．０の人が３００ｍｍ離れている物体を見るときの解像力は、約０．１ｍｍである。このとき、レンズの大きさは、その半分の０．０５ｍｍ、すなわち５０μｍ程度が好ましい。レンズの大きさとは、レンズの直径、またはレンズの一辺の長さをいう。
【００９１】
一方、回折による光束の広がりも考慮する必要がある。回折による広がり角ψは、次式（２）で示される。
ψ＝λ／Ｄ （２）
ここで、
λは波長、
Ｄは開口の大きさ（直径或いは一辺の長さ）、
である。
【００９２】
従って、距離Ｚにおいて観察すると、光束の大きさφは、次式（３）で示される。
φ＝λＺ／Ｄ （３）
ここで、
λは波長、
Ｚは観察距離、
Ｄは開口の大きさ（直径或いは一辺の長さ）、
である。
【００９３】
Ｄ＝５０μｍの場合、φ＝３．３ｍｍとなる。瞳を光束で等価的に絞る効果がほとんどなくなることが分かる。従って、レンズの大きさは５０μｍ以上であることが好ましい。また、光束の大きさを瞳上で１ｍｍに保つ為のレンズの大きさは、観察距離３００ｍｍの時、１６５μｍである。以上より、レンズの大きさは５０〜５００μｍであることが望ましい。
【００９４】
次に、図５（ａ）、（ｂ）、図６を参照して、図１から図４を用いて説明してきた表示原理を、通常のＬＣＤ（液晶ディスプレイ、液晶デバイス）や有機ＥＬ（有機ＥＬディスプレイ、有機ＥＬデバイス）などの表示デバイスに応用する時に発生する課題について述べる。
【００９５】
なお、通常のＬＣＤ、有機ＥＬ等のフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）の画素を、本願の画素であるレンズと区別するため、「情報画素」という。図５（ｂ）に示すように、表示ユニットは、マイクロレンズアレイ１８と、開口を有する開口群１９とで構成されている。
【００９６】
マイクロレンズアレイ１８のレンズは、図１において説明したレンズ２ａ、２ｂ、２ｃの作用・効果を有する。また、開口群１９の開口は、同様に図１の開口１ａ、１ｂ、１ｃの作用・効果を有している。
【００９７】
表示ユニットは、表示デバイス２０に載せて用いられる。表示デバイス２０の情報画素２１は、図５（ａ）に示すような、Ｒ（Ｒｅｄ）、Ｇ（Ｇｒｅｅｎ）、Ｂ（Ｂｌｕｅ）のストライプ構成である。
【００９８】
なお図５（ｂ）は、図１に示した基本構成の場合で、表示デバイス２０、開口群１９の大きさに比較して、マイクロレンズアレイ１８は小さくなっている。
【００９９】
開口群１９は、表示デバイス２０の情報画素２１によって照明され、情報画素のストライプ構成と同様にＲ、Ｇ、Ｂのストライプパターンとなる。Ｒ、Ｇ、Ｂの開口群１９に応じてマイクロレンズアレイ１８のレンズも、ストライプ（短冊状）の形状を有している。
【０１００】
最近のＬＣＤの進歩により高精細化が進み、情報画素の大きさは０．０９ｍｍ×０．０９程度になっている。Ｒ、Ｇ、Ｂの各色のサブ情報画素の大きさは、３０μｍ×９０μｍ程度まで小さくなっている。すると、その大きさに対応するレンズの大きさは、３０μｍ×９０μｍ以下となる。
【０１０１】
レンズの大きさが上記のようになるのは、フィールドレンズ効果を用いた場合、Ｐｐ＝Ｌｐとなるからである。また、フィールドレンズを用いない場合は、Ｌｐ／Ｐｐ＝Ｌ／（Ｌ＋ｆｂ）の関係があり、レンズのピッチＬｐ＜Ｐｐとなるからである。
【０１０２】
レンズの大きさが３０μｍの場合、式（３）より、回折広がりが５．５ｍｍにも達する。このため、開口を瞳径よりも小さく投影することが出来ない。
また、より大きな情報画素、例えば０．１８ｍｍ×０．１８ｍｍの大きさの場合でも、開口群１９にサブ情報画素を対応させるには、表示デバイス２０の表示範囲で情報画素の大きさの０．１８ｍｍ以下に表示ユニットと情報画素２１の傾きを合わせる必要がある。
【０１０３】
すなわち、図６に示すように、表示デバイス２０（情報画素２１）と開口群１９の傾きθを、表示デバイス２０の表示範囲内で、一情報画素の大きさ内に収める必要がある。従って、情報画素の大きさが小さいとき、表示デバイス２０と開口群１９を高精度で位置合わせ、すなわち傾きの調整を行う必要が生じる。表示デバイス２０と開口群１９の傾きには、両者を接触させた状態で、面の法線を軸として一方を回転させたような状態も含まれる。
【０１０４】
（第１実施形態）
図７（ａ）は、第１実施形態にかかる表示ユニットの構成を示す斜視図である。通常レンズは多数設けられているが、ここでは簡便のため、多数のレンズのうち３×３個を示している。
【０１０５】
表示ユニットは、マイクロレンズアレイ２２、開口群２３、スペーサー２４で構成されている。ＬＣＤの情報画素２１のＲ、Ｇ、Ｂのサブ情報画素からの光は、スペーサー２４の間で広がり、開口群２３の開口に到達する。
【０１０６】
なお、図７（ａ）は、図１に示す基本構成の場合で、開口群２３、スペーサー２４の大きさに比較して、マイクロレンズアレイ２２は小さくなっている。
【０１０７】
従って、一つの開口に対して、Ｒ、Ｇ、Ｂの光が入射する。このため、マイクロレンズアレイのレンズの大きさは情報画素より大きくても良いことになる。すなわち、本実施形態では、レンズの大きさを大きくできることから、回折広がりを抑えることができる。その結果、開口を瞳径よりも小さく投影することができる。また、スペーサー２４を基準にして、表示デバイス２０（情報画素２１）と開口群１９の位置合わせを行なえばよいので、両者の位置合わせに高い精度が要求されることがない（位置合わせが容易にできる）。
【０１０８】
（第１変形例）
図７（ｂ）は、第１実施形態の第１変形例の断面構成を示している。図４に示した基本構成の場合で、開口群２３、スペーサー２４の大きさと、マイクロレンズアレイ２２の大きさとが等しい構成である。なお、この構成では、上述したフィールドレンズを用いる。
【０１０９】
また、図７（ａ）では、マイクロレンズアレイ２２と開口群２３との間に空間を設けている。これに限られず、図８に示すように、空間を無くして、マイクロレンズアレイ２２と開口群２３とを密着して接合する構成でも良い。
【０１１０】
このように、本実施形態は、情報画素の大きさ（情報画素ピッチ）が０．３ｍｍ以下の表示デバイスに特に有効である。また、Ｒ、Ｇ、Ｂのサブ情報画素の大きさ（サブ情報画素ピッチ）が０．１ｍｍ以下の場合に特に有効となる。
【０１１１】
開口を形成するためには、まず、マイクロレンズアレイ２２やスペーサー２４の平面側に対して、クロムなどの金属薄膜を形成する。次に、金属薄膜をエッチングすることで、開口を形成する。
【０１１２】
開口を形成する他の手順は、マイクロレンズアレイ２２やスペーサー２４の平面側に対して、ブラックカーボンなどを含む遮光樹脂を塗布して、開口を開けることでも良い。塗布の方法としては、凸版印刷、凹版印刷、オフセット印刷、スクリーン印刷などの印刷方法を用いることができる。
【０１１３】
（第２変形例）
図９は、第１実施形態の第１変形例の断面構成を示している。本変形例では、スペーサー２４の厚さを十分に取ることができない場合について説明する。この場合、スペーサーの代わりに、図９（ａ）、（ｂ）に示すようなディフューザー２６を用いる。
図９（ａ）は、ディフーザー２６を用いるときの斜視構成を示す図である。図９（ｂ）は、その断面構成を示す図である。ディフューザー２６は、微小なランダムな凹凸を形成した散乱面２５を有する。ディフューザー２６を用いることにより、一つの開口にＲ、Ｇ、Ｂの光を入射させることができる。
【０１１４】
ここで、散乱面２５は、ディフューザー２６の開口群２３側の面に形成する構成、及びディフューザー２６の開口群２３とは反対側の面に形成する構成のいずれの構成でも良い。また、散乱面２５とディフューザー２６は一体で形成されていても良い。
【０１１５】
図１０は、ディフューザー２６の散乱面の散乱角を説明する図である。表示デバイスの情報画素２１の拡散の程度が小さい場合、情報画素２１に接する面を散乱面とする場合もある。ここで、光量を有効に用いる為に、ディフューザー２６の散乱面の散乱角は、１０°以内が望ましい。本明細書において、散乱角とは、散乱強度が半値となる角度である。もちろん、ディフューザー２６自体が散乱物質により構成されていても良い。
【０１１６】
上記のように、第１変形例はスペーサー２４を備え、第２変形例はディフューザー２６を備えている。よって、両変形例においても、第１実施形態と同様の作用効果が得られる。
【０１１７】
（第２実施形態）
図１１（ａ）は、第２実施形態にかかる表示ユニットを示す図である。図１１（ｂ）は、表示ユニットの断面構成を示す図である。図に示すように、本実施形態の表示ユニットは、マイクロレンズアレイ２２、開口群２３、散乱面２５を有している。本実施形態の表示ユニットは、不図示の表示デバイスに載せて使用する。表示デバイスとは液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイなどのフラットパネルディスプレイが一般的である。本実施形態の表示ユニットは拡散面２５を備えているので、第１実施形態と同様の作用効果が得られる。
【０１１８】
すなわち、表示ユニットを取り付ける表示デバイスに保護ガラス等がある場合には、厚さのあるディフューザーは必要ない。開口群２３の開口部分が散乱面２５であれば良い。また、光量を有効に用いる為に、散乱角は１０°以内が望ましい。
【０１１９】
（第３実施形態）
次に、第３実施形態に係る表示装置について説明する。
図１２は、第３実施形態に係る表示装置の概略構成を示す図である。通常、レンズは多数あるが、ここでは、そのうち３×３個のみを示している。
【０１２０】
表示装置は、マイクロレンズアレイ２２、開口群２３、スペーサー２４、表示デバイス２７で構成されている。表示デバイスとは液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイなどのフラットパネルディスプレイが一般的である。
【０１２１】
マイクロレンズアレイ２２のレンズは、表示原理の説明図である図１において説明したレンズ２ａ、２ｂ、２ｃの作用・効果を有している。開口群２３の開口は、同じく、開口１ａ、１ｂ、１ｃの作用・効果を有している。スペーサー２４の代わりにディフューザー２６を使用してよい。
【０１２２】
表示デバイス２７の情報画素からの光は、発散して進行した後、開口群２３の開口に伝達する。情報画素からの光量を有効に使い、尚且つ情報画素の画像情報を出来るだけ損なわずに開口群２３に伝える為には、ディフューザー２６の拡散角度が適切であることが望ましい。
【０１２３】
以下、幾つかの数値例を示して説明する。
ここで、観察者までの距離をＬ、レンズによる投影倍率をｍとすると開口とレンズの距離ｆｂは、ｆｂ＝Ｌ／ｍとなる。また、レンズの焦点距離Ｆは、ｆｂＬ／（Ｌ＋ｆｂ）となる。
【０１２４】
表示デバイス２７の情報画素の大きさを０．１８ｍｍ×０．１８ｍｍとする。開口群２３のピッチを情報画素のピッチ合わせるとＰｐは０．１８ｍｍとなる。開口の大きさを１０μｍとする。観察者の瞳に１ｍｍの投影像を入射させるには、レンズの投影倍率は１００倍となる。
【０１２５】
観察者までの距離を３００ｍｍとすると、レンズの焦点距離は２．９７ｍｍとなる。開口はレンズの後側焦点位置３mmに置かれる。レンズの焦点距離が小さいので３００ｍｍ先に投影する場合、無限投影とほぼ同じになる。互いに最も近接する開口の間隔を３０μmとすると、観察者の位置では３ｍｍ間隔となる。
【０１２６】
瞳を３ｍｍ移動すると隣の開口の投影像による光束で画像を見ることになる。マイクロレンズアレイのレンズピッチＬｐは、Ｌｐ＝ＰｐＬ（Ｌ＋ｆｂ）より、０．１７８ｍｍとなる。マイクロレンズアレイ２２のレンズの開口数は、０．０３となり、大きさ０．１８ｍｍの情報画素からの光をレンズに入れるには、スペーサー２４の厚さも３ｍｍ程度必要になる。ディフューザー２６を用いると薄く出来る。さらに、散乱角１０°のディフューザー２６を用いると１ｍｍ程度に薄く出来る。
【０１２７】
表示デバイス２７の情報画素の大きさを０．０９ｍｍ×０．０９ｍｍとする。開口群２３のピッチを情報画素のピッチに合わせるとＰｐは０．０９ｍｍとなる。開口の大きさを１０μｍとして、観察者の瞳に１．５ｍｍの投影像を入射させるには、レンズの投影倍率は、１５０倍となる。
【０１２８】
観察者までの距離を３００ｍｍとすると、レンズの焦点距離は２．０１ｍｍとなる。レンズの焦点距離が小さいので３００ｍｍ先に投影する場合、無限投影とほぼ同じになる。開口はレンズの後側焦点位置２ｍｍに置かれる。互いに最も近接する開口の間隔を３０μｍとすると、観察者の位置では４．５ｍｍ間隔となる。瞳を４．５ｍｍ移動すると隣接の開口の投影像による光束で画像を見ることになる。
【０１２９】
マイクロレンズアレイ２２のレンズピッチＬｐは、Ｌｐ＝ＰｐＬ（Ｌ＋ｆｂ）より、０．０８９ｍｍとなる。マイクロレンズアレイ２２のレンズの開口数は、０．０２２となる。大きさ０．０９ｍｍの情報画素からの光をレンズに入れるには、スペーサー２４の厚さも２ｍｍ程度必要になる。ディフューザー２６を用いると薄く出来る。さらに、散乱角１０°のディフューザー２６を用いると０．５ｍｍ程度に薄く出来る。
【０１３０】
上述の数値例は、第１実施形態、第２実施形態の表示ユニットにも当てはめることが出来る。
【０１３１】
（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態に係る表示ユニットについて説明する。
図１３は、第４の実施形態の表示ユニットを示す斜視構成を示す図である。表示ユニット２８は電子機器に着脱できる機能を有している。本実施形態では、電子機器の例としてデジタルカメラを用いる。
【０１３２】
デジタルカメラ２９は、その前面に図示しない撮像レンズを備えている。デジタルカメラ２９には、レリースボタン３４、モードボタン３３、表示デバイス３０が設けられている。表示デバイス２８としては、液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイが一般的に用いられる。
【０１３３】
表示ユニット２８には、取り付け用フック３１が上下に設けられており、デジタルカメラに対するアタッチメントとなっている。デジタルカメラ２９側には、取り付け用フック３１に対応する位置（上下）に取付け穴３２が設けられている。
【０１３４】
取り付け用フック３１を取付け穴３２に係合させることで、表示デバイス３０に表示ユニット２８を密着して取り付けることができる。取り付け用フック３１は、柔軟性のあるプラスチックなどで形成されている。これにより、表示ユニット２８は自在に着脱できる。
【０１３５】
表示ユニット２８をデジタルカメラ２９へ取り付けると、老眼や近眼、乱視の人でもメガネを掛け外しすることなく、表示デバイス３０に表示された像や情報を確認することができる。これにより、ピントや構図だけでなくＧＵＩ（グラフィカルユーザインターフェイス）を容易に確認することができる。このため、モードボタン３４で好みの撮影モードを選択して撮影することも可能となる。
本表示ユニット２８をアタッチメントとして、デジタルカメラ２９に取り付けることにより、本来の機能を使用することができる。
【０１３６】
ここで示した着脱機構は、表示デバイスやデジタルカメラ以外の撮像装置はもちろんのこと、携帯電話等の携帯用電子機器を含む電子機器への着脱に有効である。また、ここに示した着脱機構以外でも同様の作用・効果を生じる機構を用いても良いのは言うまでもない。
【０１３７】
（第５実施形態）
次に、本発明の第５実施形態に係る撮像装置について説明する。
図１４は、撮像装置の一例であるデジタルカメラを示している。デジタルカメラ３５は、その前面に図示しない撮像レンズを備えている。デジタルカメラ３５には、レリースボタン３６、モードボタン３７、表示装置３８が設けられている。
【０１３８】
使用者は、撮像レンズを通して撮像された像を表示装置３８で確認しながらレリースボタン３７を押して撮影を行う。本実施例では、表示装置３８に図１２等で示した表示装置を用いる。
【０１３９】
従って、老眼や近眼、乱視の人でもメガネを掛け外しすることなく表示された像を確認することができる。さらに、ピントや構図を確認することができる。また、ＧＵＩ（グラフィカルユーザインターフェイス）も確認することができる。このため、モードボタン３７で好みの撮影モードを選択して撮影することも可能となる。
【０１４０】
なお、モードボタンとは、撮影感度や風景モード、夜景モードなど、撮影条件を設定するスイッチ類のことである。モードボタンには、図示しないズームレバー（ズームの操作用スイッチ）も含む。ここでは、モードボタンは、一つしか示していないが、複数設けらている場合もある。
【０１４１】
（第６実施形態）
次に、本発明の第６実施形態に係る携帯電子機器について説明する。
図１５は、携帯電子機器の一例として携帯電話を示している。携帯電話３９は、通話スイッチや文字入力用のテンキー４１や表示装置４０を備えている。携帯電話３９は、電話だけでなく、メールやインターネット接続による情報取得のため表示装置を備えている。
【０１４２】
本実施例の携帯電話３９は、表示装置４０として図１２等に記載の表示装置を用いている。このため、老眼や近視、乱視の人でもメガネを掛け外しすることなく表示装置に表示した情報を焦点の合った状態で見ることが出来る。従って、通話だけでなくメールをすることができる。
【０１４３】
また、カメラモードスイッチ４２を押すことによって、携帯電話３９に一体的に設けられている図示しないカメラによって写真を撮影することも可能である。老眼や近視、乱視の人でも老眼鏡を掛け外しることなく構図やピントを確認して写真を撮影することができる。すなわち、老眼や遠視、近視、乱視の人でもメガネの掛け外しすることなく表示を確認できるモニター（表示装置４０）を備えているために、携帯電話に付加された機能を使用することができる。
【０１４４】
本発明に係る表示ユニット、表示装置及びそれを備える電子機器は、観察者の瞳に入射する光束を瞳径より小さくすることにより、眼の焦点深度を拡大する効果がある。その結果被写界深度が拡大して、表示位置に焦点の合わない人でも焦点の合った表示を見ることが可能な表示装置と電子機器を提供することが出来る、という効果を奏する。
本発明の表示ユニット、表示装置或いは電子機器を用いれば、老眼の人でも老眼鏡を掛ける（外す）ことなく、焦点の合った表示を見ることが出来る。さらに、本発明の表示ユニット、表示装置或いは電子機器は、老眼の観察者の眼の負担を軽減し、老眼鏡その他の光学部材を追加することなく観察することができる。
従って、本発明になる携帯電話やデジタルカメラ、電子ブック等のモバイル機器やカーナビゲーションシステム、ＰＣのモニター画面等は、老眼鏡の掛け外しすることなく、老眼の人でも焦点が合った状態でその表示を見ることが出来る。更に、遠視や近視の人でもメガネを用いることなく、焦点の合った画像（絵だけでなく文字など、表示される全ての情報のこと）を見ることが出来る。この結果、本発明に係る電子機器では、通常の電子機器では表示が見えない老眼あるいは近視、乱視等の人でも、焦点が合った表示でその表示内容を理解して、正確に電子機器の操作を行うことが出来る。
また、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変形例をとることができる。
【産業上の利用可能性】
【０１４５】
以上のように、本発明は、焦点が容易に合う表示ユニット、表示装置、電子機器などに有用である。
【符号の説明】
【０１４６】
１ａ、１ｂ、１ｃ 開口
２ａ、２ｂ、２ｃ レンズ
３ 眼のレンズ
４ 大きさ
５ 網膜
６ａ、６ｂ、６ｃ レンズの像
７ａ、７ｂ、７ｃ 開口群
８ａ、８ｂ、８ｃ 像
９ フィールドレンズ
１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ 光線
１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ 光線
１２ａ、１２ｂ 点
１３ａ、１３ｂ 点
１４、１５、１６、１７ 光束
１８ マイクロレンズアレイ
１９ 開口群
２０ 表示デバイス
２１ 情報画素
２２ マイクロレンズアレイ
２３ 開口群
２４ スペーサー
２５ 散乱面
２６ ディフーザー
２７ 表示デバイス
２８ 表示ユニット
２９ デジタルカメラ
３０ 表示デバイス
３１ 取り付け用フック
３２ 取付け穴
３３ モードボタン
３４ モードボタン
３５ デジタルカメラ
３６ レリースボタン
３７ モードボタン
３８ 表示装置
３９ 携帯電話
４０ 表示装置
４１ テンキー
４２ カメラモードスイッチ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示装置、並びに、この表示装置を備えた、表示ユニット、電子機器、携帯用電子機器、携帯電話、及び撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
映像や文字を表示する表示装置（ディスプレイ）として、液晶ディスプレイやプラズマディスプレイがある。しかし、これらの表示装置は視度の調節が出来ないという欠点がある。高齢化社会の進展に伴って老眼（老視）の高齢者が増えており、視度調節が可能な表示装置、特にフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）が望まれている。携帯電話の普及やデジタルカメラの普及により、屋外でＦＰＤによる表示を見る機会が増えている。更に本の代わりに電子ブックの利用も増加している。このように携帯電話やデジタルカメラ等のモバイル機器のＦＰＤを見るときに、いちいち老眼鏡を掛け外しするのは非常に煩わしい。
【０００３】
携帯電話は、電話として使用するよりも、メールの使用、ゲーム等の場面でＦＰＤを見る機会が多い。デジタル一眼レフカメラには、ライブビューモニターとしてＦＰＤが用いられているが、このデジタル一眼レフカメラにおいて、遠方の被写体を見つつ、ライブビューモニターを見るのに、いちいち老眼鏡を掛けたり外したりするのは、実際的ではない。さらに、撮影モードの変更等、モニターを利用したＧＵＩ（グラフィカルユーザインターフェイス）を使用することが多くモニターを見る必要性は高い。
【０００４】
また、カーナビゲーションシステムのモニターを見るときは、観察者は運転中である。このため、老眼鏡を掛け外しするのは危険であり、老眼鏡の掛け外しは事実上不可能である。それ以外の場面として、パソコン（ＰＣ）の液晶画面を観察する時も、いちいち老眼鏡を掛けるのは観察者にとって煩わしい。したがって、老眼鏡を掛け外しすることなくモニターを見ることのできる電子機器が望まれている。
【０００５】
すなわち、従来、老眼鏡を掛けなくても焦点の合った画像を見ることの出来るＦＰＤは存在していなかった。また、その様なモニターを搭載した電子機器は無かった。しかるに、最近ではこのような問題は指摘されつつあり、特許文献１には、エッジ強調をした補正画像を表示する方法が提案されている。また、特許文献２にはテプリッツ行列の逆行列で生成した事前補正画像を用いる方法が提案されている。更に特許文献３にはルーペを用いる方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第３５５２４１３号公報
【特許文献２】特開２００７−１２８３５５号公報
【特許文献３】特開２００９−６３６２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１によるエッジ強調の手法では、表示情報を多少見易くはするものの、デフォーカス像を回復することは不可能である。特許文献１における補正は、像がボケる原因のデフォーカスの情報を用いた補正ではないためである。
【０００８】
また、特許文献２では、眼の焦点調節不足による点広がり関数からなるテプリッツ行列を元にして補正している。この場合、補正画像データに複素数は生じないものの、その結果、特許文献１と同じエッジ強調程度の補正に留まり、実際の効果は少なく実用には至っていない。
【０００９】
更に、特許文献３では、フレネルレンズをデジタルカメラのモニターであるＦＰＤの手前に取り付け、ルーペのようにＦＰＤを覗く例が示されている。しかし、老眼の補正をする為には、フレネルレンズをＦＰＤから数ｃｍ距離離す必要があり、実用的ではない。
【００１０】
本発明は、上記問題点に鑑みたもので、焦点が容易に合う表示ユニット、表示装置、電子機器、携帯用電子機器、携帯電話、及び撮像装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の表示ユニットは、
スペーサーと、
スペーサーを介して照明される複数の開口群と、
開口群を投影する複数のレンズとで構成される表示ユニットであって、
開口群は少なくとも一つの開口を有し、
それぞれのレンズは開口群の像を重なるように投影するように配置されていることを特徴とし、
開口群の重なりを観察者の瞳に入射させることにより複数のレンズの投影像を観察者の網膜上に生じせしめることを特徴とし、
レンズによって投影される開口の大きさが観察者の眼の瞳径より小さいことを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の好ましい態様によれば、レンズがマイクロレンズアレイで構成されることが望ましい。
【００１３】
また、本発明の好ましい態様によれば、開口がマイクロレンズアレイ或いはスペーサーの平面に印刷で形成されることが望ましい。
【００１４】
また、本発明の好ましい態様によれば、開口がマイクロレンズアレイ或いはスペーサーの平面にエッチングによって形成されることが望ましい。
【００１５】
また、本発明の好ましい態様によれば、スペーサーがディフューザーであることが望ましい。
【００１６】
また、本発明の好ましい態様によれば、ディフューザーの散乱角が１０°以内であることが望ましい。
【００１７】
また、本発明の表示ユニットは、
複数の開口群と、
開口群を投影する複数のレンズとで構成される表示ユニットであって、
開口群は少なくとも一つの開口を有し、
開口の開口部分に散乱特性が与えられていることを特徴とし、
それぞれのレンズは開口群の像を重なるように投影するように配置されていることを特徴とし、
開口群の重なりを観察者の瞳に入射させることにより複数のレンズの投影像を観察者の網膜上に生じせしめることを特徴とし、
レンズによって投影される開口の大きさが観察者の眼の瞳径より小さいことを特徴とする。
【００１８】
また、本発明の好ましい態様によれば、散乱面の散乱角が１０°以内であることが望ましい。
【００１９】
また、本発明の好ましい態様によれば、開口群のピッチＰｐとレンズのピッチＬｐが以下の条件式を満たすことが望ましい。
Ｌｐ／Ｐｐ＝Ｌ／(Ｌ＋ｆｂ)
ここで、
ｆｂは開口群とレンズとの距離、
Ｌはレンズと観察者の瞳までの距離、
である。
【００２０】
また、本発明の好ましい態様によれば、複数のレンズがマイクロレンズアレイで構成されることが望ましい。
【００２１】
また、本発明の好ましい態様によれば、開口がマイクロレンズアレイの平面に印刷で形成されることが望ましい。
【００２２】
また、本発明の好ましい態様によれば、開口がマイクロレンズアレイの平面にエッチングによって形成されることが望ましい。
【００２３】
また、本発明の好ましい態様によれば、開口群とレンズの配置が同じピッチであることを特徴とし、
複数のレンズが、マイクロレンズアレイで構成され、
マイクロレンズアレイが、それぞれの開口群の投影像を互いに重ねるフィールドレンズの効果を有する複合マイクロレンズアレイであることが望ましい。
【００２４】
また、本発明の好ましい態様によれば、マイクロレンズアレイのレンズの大きさが０．０５ｍｍ以上であることが望ましい。
【００２５】
また、本発明の好ましい態様によれば、開口の像の大きさが０．５ｍｍから２．８ｍｍであることが望ましい。
【００２６】
また、本発明の好ましい態様によれば、複数の情報画素で画像を表示する表示デバイスに着脱できる機構を有することが望ましい。
【００２７】
また、本発明の好ましい態様によれば、電子機器に着脱できる機構を有することが望ましい。
【００２８】
また、本発明の好ましい態様によれば、携帯用電子機器に着脱できる機構を有することが望ましい。
【００２９】
また、本発明の好ましい態様によれば、携帯電話に着脱できる機構を有することが望ましい。
【００３０】
また、本発明の好ましい態様によれば、撮像装置に着脱できる機構を有することが望ましい。
【００３１】
また、本発明の表示装置は、
複数の情報画素で画像を表示する表示デバイスと、
スペーサーと、
複数の開口群と、
複数のレンズとで構成される表示装置であって、
スペーサーを介して情報画素で開口群を照明し、
開口群は少なくとも一つの開口を有し、
それぞれのレンズは開口群の像を重なるように投影するように配置されていることを特徴とし、
開口群の重なりを観察者の瞳に入射させることにより複数のレンズの投影像を観察者の網膜上に生じせしめることを特徴とし、
レンズによって投影される開口の大きさが観察者の眼の瞳径より小さいことを特徴とする。
【００３２】
また、本発明の好ましい態様によれば、スペーサーがディフューザーであることが望ましい。
【００３３】
また、本発明の好ましい態様によれば、ディフューザーの拡散角が１０°以内であることが望ましい。
【００３４】
また、本発明の好ましい態様によれば、開口群のピッチＰｐとレンズのピッチＬｐが下記の関係を満たすことが望ましい。
Ｌｐ／Ｐｐ＝Ｌ／（Ｌ＋ｆｂ）
ここで、
ｆｂは開口群とレンズとの距離、
Ｌはレンズと観察者の瞳までの距離、
である。
【００３５】
また、本発明の好ましい態様によれば、複数のレンズがマイクロレンズアレイで構成されることが望ましい。
【００３６】
また、本発明の好ましい態様によれば、開口がマイクロレンズアレイ或いはスペーサーの平面に印刷で形成されることが望ましい。
【００３７】
また、本発明の好ましい態様によれば、開口がマイクロレンズアレイ或いはスペーサーの平面にエッチングによって形成されることが望ましい。
【００３８】
また、本発明の好ましい態様によれば、開口群とレンズの配置が同じピッチであることを特徴とし、
複数のレンズが、マイクロレンズアレイで構成され、
マイクロレンズアレイが、それぞれの開口群の投影像を互いに重ねるフィールドレンズの効果を有する複合マイクロレンズアレイであることが望ましい。
【００３９】
また、本発明の好ましい態様によれば、マイクロレンズアレイのレンズの大きさが０．０５ｍｍ以上であることが望ましい。
【００４０】
また、本発明の好ましい態様によれば、開口の像の大きさが０．５から２．８ｍｍであることが望ましい。
【００４１】
また、本発明の好ましい態様によれば、表示デバイスの情報画素ピッチが０．３mm以下であることが望ましい。
【００４２】
また、本発明の好ましい態様によれば、表示デバイスの情報画素が少なくともＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の三色を含むサブ情報画素で構成されていることが望ましい。
【００４３】
また、本発明の好ましい態様によれば、サブ情報画素の画素ピッチが０．１ｍｍ以下であることが望ましい。
【００４４】
また、本発明の好ましい態様によれば、表示デバイスが液晶デバイスであることが望ましい。
【００４５】
また、本発明の好ましい態様によれば、表示デバイスが有機ＥＬデバイスであることが望ましい。
【００４６】
また、本発明の電子機器は、上述の表示装置を備えることを特徴とする。
【００４７】
また、本発明の携帯用電子機器は、上述の表示装置を備えることを特徴とする。
【００４８】
また、本発明の携帯電話は、上述の表示装置を備えることを特徴とする。
【００４９】
また、本発明の好ましい態様によれば、メール機能を備えることが望ましい。
【００５０】
また、本発明の好ましい態様によれば、カメラ機能を備えることが望ましい。
【００５１】
また、本発明の撮像装置は、上述の表示装置を備えることを特徴とする。
【００５２】
また、本発明の好ましい態様によれば、撮影条件を設定するスイッチが設けられたことが望ましい。
【発明の効果】
【００５３】
本発明によれば、焦点が容易に合う表示ユニット、表示装置、電子機器、携帯用電子機器、携帯電話、及び撮像装置を提供できる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の第１実施形態に係る表示装置の構成を示す斜視図である。
【図２】第１実施形態の表示装置の光学系を示す図である。
【図３】眼のレンズの瞳一杯に透過した光束による像と、瞳より小さい光射出点像による光束が形成する像と、を比較する図である。
【図４】第１実施形態の他の構成を示す図である。
【図５】本発明の表示原理を表示デバイスに応用する例を説明する図である。
【図６】本発明の表示原理を表示デバイスに応用する例を説明する他の図である。
【図７】（ａ）は、本発明の第２実施形態にかかる表示ユニットの構成を示す斜視図である。（ｂ）は、第２実施形態の変形例の断面構成を示している。
【図８】マイクロレンズアレイと開口群とを密着して接合する構成を説明する図である。
【図９】（ａ）は、ディフーザーを用いるときの斜視構成を示す図である。（ｂ）は、その断面構成を示す図である。
【図１０】ディフューザー２６の散乱面の散乱角を説明する図である。
【図１１】（ａ）は、本発明の第２実施形態にかかる表示ユニットを示す図である。（ｂ）は、表示ユニットの断面構成を示す図である。
【図１２】第３実施形態に係る表示装置の概略構成を示す図である。
【図１３】第４の実施形態の表示ユニットを示す斜視構成を示す図である。
【図１４】撮像装置の一例であるデジタルカメラを示している。
【図１５】携帯電子機器の一例として携帯電話を示している。
【発明を実施するための形態】
【００５５】
以下に、本発明に係る表示ユニット、表示装置、電子機器、携帯用電子機器、携帯電話、及び撮像装置の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００５６】
カメラではレンズの絞りを絞ると被写界深度が拡大し、手前から奥まで焦点の合った写真を撮ることが出来ることが知られている。従って、眼の瞳を人為的に絞ることにより被写界深度を拡大して、老眼では焦点の合わせにくい近点にも焦点を合わせることが出来る。本発明は等価的に眼の瞳を絞ったことになる表示ユニット、表示装置、電子機器、携帯用電子機器、携帯電話、及び撮像装置を提供する。
【００５７】
（実施形態の基本構成）
図１は、本実施形態に係る表示装置の基本構成を示す斜視図である。図１を参照して、本実施形態に係る表示原理の考え方を説明する。図１において、レンズ３は、表示を観察する者（観察者）の眼のレンズである。瞳３ａは、眼３の瞳である。ここで、瞳３ａとは、眼のレンズ３の開口のことである。
【００５８】
開口１ａ、１ｂ、１ｃから射出される光は、レンズ２ａ、２ｂ、２ｃによって、瞳３ａに、それぞれの像が重なるように投影される。そのため、レンズ２ａ、２ｂ、２ｃのピッチ（間隔）は、開口１ａ、１ｂ、１ｃから射出される光が瞳３ａの位置で重なるように設定される。
【００５９】
すなわち、以下の式で示す関係が成立している。
Ｌｐ／Ｐｐ＝Ｌ／(Ｌ＋ｆｂ)
ここで、
Ｌｐはレンズ２ａ、２ｂ、２ｃのピッチ（間隔）、
Ｐｐは開口１ａ、１ｂ、１ｃのピッチ、
Ｌは瞳３ａからレンズ２ｂまでの距離、
ｆｂは開口１ａとレンズ２ｂとの距離、
である。
【００６０】
瞳３ａに投影される開口１ａ、１ｂ、１ｃの像の大きさ４は、瞳３ａの径より小さく設定される。すなわち、瞳３ａを通過する光束（大きさ４）は瞳３ａより小さい。また、レンズ２ａ、２ｂ、２ｃは、眼のレンズ３によって、網膜５に投影され、レンズの像６ａ、６ｂ、６ｃを形成する。レンズ２ａ、２ｂ、２ｃを画素と考えるとレンズの像６ａ、６ｂ、６ｃは画素の像となる。開口１ａ、１ｂ、１ｃに画像の信号の光を与えると画像を見ることが出来る。
【００６１】
ここで、老眼の人の目の場合、焦点は網膜５上に合わない。しかしながら、画素であるレンズ２ａ、２ｂ、２ｃの結像に関しては瞳３ａより小さい光束（大きさ４）を用いているので、焦点深度の深い像が形成される。よって、観察者は、容易に焦点の合った画像を見ることが出来る。これに関しては図３を用いて後述する。
【００６２】
画素であるレンズ２ａ、２ｂ、２ｃのそれぞれに対応して、複数の開口が設けられていても良い。すなわち、レンズ２ａ、２ｂ、２ｃにそれぞれ対応して、開口群７a、７ｂ、７ｃを設ける構成でも良い。
【００６３】
開口群７a、７ｂ、７ｃは、レンズ２ｂによって投影されて、開口像８a、８ｂ、８ｃを形成する。ここで、レンズ２aにより、開口群７a、７ｂの像８ｂ、８ｃが形成される。レンズ２ｃにより、開口群７ｂ、７ｃの像８a、８ｂが形成される。
【００６４】
なお、図１においては、開口群と隣接する開口群との間に直線状の隙間が設けられているように描かれている。この隙間は、説明をより明確にするために記載したものである。このため、実際は、開口群どうしの間には、不必要な隙間は存在していない。開口群どうしの間の隙間の記載に関しては、以下の図においても同様である。
【００６５】
図２は、基本構成の表示装置の光学系を示す図である。図２を用いて、開口１、レンズ２、それぞれの結像関係を説明する。
【００６６】
開口１は、レンズ２によって眼のレンズ３に投影される。具体的には、開口１上の点１２ａから射出された光は、レンズ２を透過後、実線で示す光線１０ａ、１０ｂとなる。そして、光線１０ａ、１０ｂにより眼のレンズ３上に点１２ａの像１３ａが形成される。
【００６７】
また、開口１上の点１２ｂから射出された光は、レンズ２を透過後、点線で示す光線１０ｃ、１０ｄとなる。そして、光線１０ｃ、１０ｄにより眼のレンズ３上に点１２ｂの像１３ｂが形成される。
【００６８】
また、レンズ２は、眼のレンズ３により、網膜５の近傍５ａに結像される。具体的には、レンズ２の点２’は、光線１０ｂ、１１ｂ、１０ｄ、１１ｄで示されるように、点６’に結像する。また、レンズ２の点２”は、光線１０ａ、１１ａ、１０ｃ、１１ｃで示されるように、点６”に結像する。このように、網膜５の近傍５ａに、レンズ２の像６が形成される。
【００６９】
開口群の像の性質について説明する。レンズ２の焦点距離は短く、観察者の眼の瞳３ａに投影される開口群の像の焦点深度は深い。同じ結像距離で焦点距離が短い場合、倍率が高くなる。すると、像側のＮＡが非常に小さくなるので焦点深度が深くなる。従って、瞳上で正確に焦点が合っている必要性は低い。
【００７０】
瞳より小さい開口の像（大きさ１０４）を瞳位置に形成することは、瞳を絞ることと同等の効果があることを、図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）を用いて説明する。観察者が点Ａ、点Ｂを観察する場合を考える。
【００７１】
老眼の場合、眼のレンズ３の屈折力が弱いので、網膜５上に焦点を結ぶことができない。従って、眼のレンズ３の瞳一杯に透過してきた光束１４、１５によって形成される点Ａと点Ｂの像は、それぞれ網膜５上で円領域Ａ’、円領域Ｂ’のように広がる。このため、焦点の合った像を見ることができない。
【００７２】
しかも、円領域Ａ’と円領域Ｂ’は一部が重なっているので、観察者は円領域Ａ’と円領域Ｂ’を分離して認識することはできない。従って、観察者は解像された像を見ることができない。
【００７３】
一方、瞳より小さい光束１６、１７によって形成される点Ａと点Ｂの像は、それぞれ網膜６上で円領域Ａ”、円領域Ｂ”のように小さくなる。このため、円領域Ａ’と円領域Ｂ’に比べると焦点の合った像を見ることができる。
【００７４】
さらに、円領域Ａ”と円領域Ｂ”は全く重なっていない。このため、観察者は円領域Ａ”と円領域Ｂ”を分離して認識することができる。すなわち、観察者は解像された像を見ることができる。本実施形態では、瞳より細い光束を瞳に入射させることにより、等価的に瞳を絞った状態にすることで、被写界深度を増大させている。
【００７５】
なお、ここで言う開口は、上述したように円形が好ましいが、必ずしも丸くなくても良い。
【００７６】
図４は、他の基本構成を示す図である。開口１ａ、１ｂ、１ｃは、画素であるレンズ２ａ、２ｂ、２ｃと同じピッチで配置されている。すなわち、ピッチＰｐとピッチＬｐとは等しい構成である。開口１ａ、１ｂ、１ｃから射出される光は、レンズ２ａ、２ｂ、２ｃによって表示の観察者の眼のレンズ３の瞳に投影される。ここで、図１のように、レンズ２ａ、２ｂ、２ｃと眼のレンズ３の間に何も無いと、開口のそれぞれの像は重ならない。
【００７７】
従って、レンズ２ａ、２ｂ、２ｃの像側に、フィールドレンズ９を配置する。これにより、開口１ａ、１ｂ、１ｃのそれぞれの像は、眼のレンズ３の瞳で重なるように形成される。このように、開口１ａ、１ｂ、１ｃのピッチＰｐと、レンズ２ａ、２ｂ、２ｃのピッチＬｐとを同じにする場合は、フィールドレンズ９を用いる必要がある。
【００７８】
また、画素であるレンズ２ａ、２ｂ、２ｃそれぞれに対応して複数の開口が設けられている構成でも良い。すなわち、レンズ２ａ、２ｂ、２ｃそれぞれに対応して、開口群７ａ、７ｂ、７ｃを形成する。
【００７９】
開口群７a、７ｂ、７ｃは、レンズ２ｂによって投影されて、開口像８a、８ｂ、８ｃを形成する。ここで、レンズ２ａにより、開口群７a、７ｂの像８ｂ、８ｃが形成される。レンズ２ｃにより、開口群７ｂ、７ｃの像８a、８ｂが形成される。
【００８０】
次に、図１、図４の実施形態に共通する光学的性質について述べる。
【００８１】
開口を投影する時、少なくとも一つの開口の像が瞳の中に投影される。被写界深度を拡大する為には、観察者の瞳に入射する光束の径、すなわち開口のレンズによる投影像の大きさは瞳径より小さい径が望ましい。
【００８２】
通常の明るさ時の瞳径は３ｍｍ程度である。このため、被写界深度を拡大するには、光束径、すなわち開口の像の径、大きさは、２．８ｍｍ以下が好ましい。
他方、光束径が小さくなると眼の解像力は悪化する。
【００８３】
眼の角解像力θは、次式（１）で表すことができる。
θ＝λ／Φ （１）
ここで、
λは波長、
Φは光束径、
をそれぞれ示している。
【００８４】
従って、波長を０．５５μｍとしたとき、光束径２ｍｍの解像力（回折限界）は、ほぼ視力１．０に相当する。光束を１ｍｍに絞ると、視力は０．５に低下する。しかしながら、３００ｍｍ先で０．１７ｍｍ程度の解像力があるので通常は問題が無い。
【００８５】
光束径を０．５ｍｍにまで絞ると、視力は０．２５相当まで低下する。３００ｍｍ先での解像力は０．３３ｍｍ程度にまで低下する。この程度であれば、３ｍｍ程度の大きさの文字は何とか識別することが出来る。
【００８６】
さらに、光束径を０．２ｍｍにまで絞ると、視力は０．１相当にまで低下する。この場合、３００ｍｍ先での解像力は０．９ｍｍに低下する。従って、光束径を０．５ｍｍ程度に絞るのが下限である。
【００８７】
なお、開口の投影像の強度分布の境界が、回折の影響などにより、はっきりしない場合がある。このように投影像の境界がはっきりしない場合、投影像の大きさは、等価的に半値全幅と考えることが出来る。
【００８８】
老眼の人が物を見難い距離は、近距離が多い。このため、３００ｍｍ程度の距離が見やすくなるように、観察者までの距離を３００ｍｍと考えて、開口の像を３００ｍｍ先に投影するのが好ましい。また、応用によっては、より短距離も考えられる。
【００８９】
被写界深度拡大の効果を得るには、開口の投影された大きさは、２．８ｍｍ程度或いは、２．８ｍｍ以下に設定することが好ましい。また、レンズの大きさは、一つ一つが画素の大きさに相当するので、高精細の表示を行うには５００μｍ以下が好ましい。
【００９０】
更に、視力１．０の人が３００ｍｍ離れている物体を見るときの解像力は、約０．１ｍｍである。このとき、レンズの大きさは、その半分の０．０５ｍｍ、すなわち５０μｍ程度が好ましい。レンズの大きさとは、レンズの直径、またはレンズの一辺の長さをいう。
【００９１】
一方、回折による光束の広がりも考慮する必要がある。回折による広がり角ψは、次式（２）で示される。
ψ＝λ／Ｄ （２）
ここで、
λは波長、
Ｄは開口の大きさ（直径或いは一辺の長さ）、
である。
【００９２】
従って、距離Ｚにおいて観察すると、光束の大きさφは、次式（３）で示される。
φ＝λＺ／Ｄ （３）
ここで、
λは波長、
Ｚは観察距離、
Ｄは開口の大きさ（直径或いは一辺の長さ）、
である。
【００９３】
Ｄ＝５０μｍの場合、φ＝３．３ｍｍとなる。瞳を光束で等価的に絞る効果がほとんどなくなることが分かる。従って、レンズの大きさは５０μｍ以上であることが好ましい。また、光束の大きさを瞳上で１ｍｍに保つ為のレンズの大きさは、観察距離３００ｍｍの時、１６５μｍである。以上より、レンズの大きさは５０〜５００μｍであることが望ましい。
【００９４】
次に、図５（ａ）、（ｂ）、図６を参照して、図１から図４を用いて説明してきた表示原理を、通常のＬＣＤ（液晶ディスプレイ、液晶デバイス）や有機ＥＬ（有機ＥＬディスプレイ、有機ＥＬデバイス）などの表示デバイスに応用する時に発生する課題について述べる。
【００９５】
なお、通常のＬＣＤ、有機ＥＬ等のフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）の画素を、本願の画素であるレンズと区別するため、「情報画素」という。図５（ｂ）に示すように、表示ユニットは、マイクロレンズアレイ１８と、開口を有する開口群１９とで構成されている。
【００９６】
マイクロレンズアレイ１８のレンズは、図１において説明したレンズ２ａ、２ｂ、２ｃの作用・効果を有する。また、開口群１９の開口は、同様に図１の開口１ａ、１ｂ、１ｃの作用・効果を有している。
【００９７】
表示ユニットは、表示デバイス２０に載せて用いられる。表示デバイス２０の情報画素２１は、図５（ａ）に示すような、Ｒ（Ｒｅｄ）、Ｇ（Ｇｒｅｅｎ）、Ｂ（Ｂｌｕｅ）のストライプ構成である。
【００９８】
なお図５（ｂ）は、図１に示した基本構成の場合で、表示デバイス２０、開口群１９の大きさに比較して、マイクロレンズアレイ１８は小さくなっている。
【００９９】
開口群１９は、表示デバイス２０の情報画素２１によって照明され、情報画素のストライプ構成と同様にＲ、Ｇ、Ｂのストライプパターンとなる。Ｒ、Ｇ、Ｂの開口群１９に応じてマイクロレンズアレイ１８のレンズも、ストライプ（短冊状）の形状を有している。
【０１００】
最近のＬＣＤの進歩により高精細化が進み、情報画素の大きさは０．０９ｍｍ×０．０９程度になっている。Ｒ、Ｇ、Ｂの各色のサブ情報画素の大きさは、３０μｍ×９０μｍ程度まで小さくなっている。すると、その大きさに対応するレンズの大きさは、３０μｍ×９０μｍ以下となる。
【０１０１】
レンズの大きさが上記のようになるのは、フィールドレンズ効果を用いた場合、Ｐｐ＝Ｌｐとなるからである。また、フィールドレンズを用いない場合は、Ｌｐ／Ｐｐ＝Ｌ／（Ｌ＋ｆｂ）の関係があり、レンズのピッチＬｐ＜Ｐｐとなるからである。
【０１０２】
レンズの大きさが３０μｍの場合、式（３）より、回折広がりが５．５ｍｍにも達する。このため、開口を瞳径よりも小さく投影することが出来ない。
また、より大きな情報画素、例えば０．１８ｍｍ×０．１８ｍｍの大きさの場合でも、開口群１９にサブ情報画素を対応させるには、表示デバイス２０の表示範囲で情報画素の大きさの０．１８ｍｍ以下に表示ユニットと情報画素２１の傾きを合わせる必要がある。
【０１０３】
すなわち、図６に示すように、表示デバイス２０（情報画素２１）と開口群１９の傾きθを、表示デバイス２０の表示範囲内で、一情報画素の大きさ内に収める必要がある。従って、情報画素の大きさが小さいとき、表示デバイス２０と開口群１９を高精度で位置合わせ、すなわち傾きの調整を行う必要が生じる。表示デバイス２０と開口群１９の傾きには、両者を接触させた状態で、面の法線を軸として一方を回転させたような状態も含まれる。
【０１０４】
（第１実施形態）
図７（ａ）は、第１実施形態にかかる表示ユニットの構成を示す斜視図である。通常レンズは多数設けられているが、ここでは簡便のため、多数のレンズのうち３×３個を示している。
【０１０５】
表示ユニットは、マイクロレンズアレイ２２、開口群２３、スペーサー２４で構成されている。ＬＣＤの情報画素２１のＲ、Ｇ、Ｂのサブ情報画素からの光は、スペーサー２４の間で広がり、開口群２３の開口に到達する。
【０１０６】
なお、図７（ａ）は、図１に示す基本構成の場合で、開口群２３、スペーサー２４の大きさに比較して、マイクロレンズアレイ２２は小さくなっている。
【０１０７】
従って、一つの開口に対して、Ｒ、Ｇ、Ｂの光が入射する。このため、マイクロレンズアレイのレンズの大きさは情報画素より大きくても良いことになる。すなわち、本実施形態では、レンズの大きさを大きくできることから、回折広がりを抑えることができる。その結果、開口を瞳径よりも小さく投影することができる。また、スペーサー２４を基準にして、表示デバイス２０（情報画素２１）と開口群１９の位置合わせを行なえばよいので、両者の位置合わせに高い精度が要求されることがない（位置合わせが容易にできる）。
【０１０８】
（第１変形例）
図７（ｂ）は、第１実施形態の第１変形例の断面構成を示している。図４に示した基本構成の場合で、開口群２３、スペーサー２４の大きさと、マイクロレンズアレイ２２の大きさとが等しい構成である。なお、この構成では、上述したフィールドレンズを用いる。
【０１０９】
また、図７（ａ）では、マイクロレンズアレイ２２と開口群２３との間に空間を設けている。これに限られず、図８に示すように、空間を無くして、マイクロレンズアレイ２２と開口群２３とを密着して接合する構成でも良い。
【０１１０】
このように、本実施形態は、情報画素の大きさ（情報画素ピッチ）が０．３ｍｍ以下の表示デバイスに特に有効である。また、Ｒ、Ｇ、Ｂのサブ情報画素の大きさ（サブ情報画素ピッチ）が０．１ｍｍ以下の場合に特に有効となる。
【０１１１】
開口を形成するためには、まず、マイクロレンズアレイ２２やスペーサー２４の平面側に対して、クロムなどの金属薄膜を形成する。次に、金属薄膜をエッチングすることで、開口を形成する。
【０１１２】
開口を形成する他の手順は、マイクロレンズアレイ２２やスペーサー２４の平面側に対して、ブラックカーボンなどを含む遮光樹脂を塗布して、開口を開けることでも良い。塗布の方法としては、凸版印刷、凹版印刷、オフセット印刷、スクリーン印刷などの印刷方法を用いることができる。
【０１１３】
（第２変形例）
図９は、第１実施形態の第１変形例の断面構成を示している。本変形例では、スペーサー２４の厚さを十分に取ることができない場合について説明する。この場合、スペーサーの代わりに、図９（ａ）、（ｂ）に示すようなディフューザー２６を用いる。
図９（ａ）は、ディフーザー２６を用いるときの斜視構成を示す図である。図９（ｂ）は、その断面構成を示す図である。ディフューザー２６は、微小なランダムな凹凸を形成した散乱面２５を有する。ディフューザー２６を用いることにより、一つの開口にＲ、Ｇ、Ｂの光を入射させることができる。
【０１１４】
ここで、散乱面２５は、ディフューザー２６の開口群２３側の面に形成する構成、及びディフューザー２６の開口群２３とは反対側の面に形成する構成のいずれの構成でも良い。また、散乱面２５とディフューザー２６は一体で形成されていても良い。
【０１１５】
図１０は、ディフューザー２６の散乱面の散乱角を説明する図である。表示デバイスの情報画素２１の拡散の程度が小さい場合、情報画素２１に接する面を散乱面とする場合もある。ここで、光量を有効に用いる為に、ディフューザー２６の散乱面の散乱角は、１０°以内が望ましい。本明細書において、散乱角とは、散乱強度が半値となる角度である。もちろん、ディフューザー２６自体が散乱物質により構成されていても良い。
【０１１６】
上記のように、第１変形例はスペーサー２４を備え、第２変形例はディフューザー２６を備えている。よって、両変形例においても、第１実施形態と同様の作用効果が得られる。
【０１１７】
（第２実施形態）
図１１（ａ）は、第２実施形態にかかる表示ユニットを示す図である。図１１（ｂ）は、表示ユニットの断面構成を示す図である。図に示すように、本実施形態の表示ユニットは、マイクロレンズアレイ２２、開口群２３、散乱面２５を有している。本実施形態の表示ユニットは、不図示の表示デバイスに載せて使用する。表示デバイスとは液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイなどのフラットパネルディスプレイが一般的である。本実施形態の表示ユニットは拡散面２５を備えているので、第１実施形態と同様の作用効果が得られる。
【０１１８】
すなわち、表示ユニットを取り付ける表示デバイスに保護ガラス等がある場合には、厚さのあるディフューザーは必要ない。開口群２３の開口部分が散乱面２５であれば良い。また、光量を有効に用いる為に、散乱角は１０°以内が望ましい。
【０１１９】
（第３実施形態）
次に、第３実施形態に係る表示装置について説明する。
図１２は、第３実施形態に係る表示装置の概略構成を示す図である。通常、レンズは多数あるが、ここでは、そのうち３×３個のみを示している。
【０１２０】
表示装置は、マイクロレンズアレイ２２、開口群２３、スペーサー２４、表示デバイス２７で構成されている。表示デバイスとは液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイなどのフラットパネルディスプレイが一般的である。
【０１２１】
マイクロレンズアレイ２２のレンズは、表示原理の説明図である図１において説明したレンズ２ａ、２ｂ、２ｃの作用・効果を有している。開口群２３の開口は、同じく、開口１ａ、１ｂ、１ｃの作用・効果を有している。スペーサー２４の代わりにディフューザー２６を使用してよい。
【０１２２】
表示デバイス２７の情報画素からの光は、発散して進行した後、開口群２３の開口に伝達する。情報画素からの光量を有効に使い、尚且つ情報画素の画像情報を出来るだけ損なわずに開口群２３に伝える為には、ディフューザー２６の拡散角度が適切であることが望ましい。
【０１２３】
以下、幾つかの数値例を示して説明する。
ここで、観察者までの距離をＬ、レンズによる投影倍率をｍとすると開口とレンズの距離ｆｂは、ｆｂ＝Ｌ／ｍとなる。また、レンズの焦点距離Ｆは、ｆｂＬ／（Ｌ＋ｆｂ）となる。
【０１２４】
表示デバイス２７の情報画素の大きさを０．１８ｍｍ×０．１８ｍｍとする。開口群２３のピッチを情報画素のピッチ合わせるとＰｐは０．１８ｍｍとなる。開口の大きさを１０μｍとする。観察者の瞳に１ｍｍの投影像を入射させるには、レンズの投影倍率は１００倍となる。
【０１２５】
観察者までの距離を３００ｍｍとすると、レンズの焦点距離は２．９７ｍｍとなる。開口はレンズの後側焦点位置３mmに置かれる。レンズの焦点距離が小さいので３００ｍｍ先に投影する場合、無限投影とほぼ同じになる。互いに最も近接する開口の間隔を３０μmとすると、観察者の位置では３ｍｍ間隔となる。
【０１２６】
瞳を３ｍｍ移動すると隣の開口の投影像による光束で画像を見ることになる。マイクロレンズアレイのレンズピッチＬｐは、Ｌｐ＝ＰｐＬ（Ｌ＋ｆｂ）より、０．１７８ｍｍとなる。マイクロレンズアレイ２２のレンズの開口数は、０．０３となり、大きさ０．１８ｍｍの情報画素からの光をレンズに入れるには、スペーサー２４の厚さも３ｍｍ程度必要になる。ディフューザー２６を用いると薄く出来る。さらに、散乱角１０°のディフューザー２６を用いると１ｍｍ程度に薄く出来る。
【０１２７】
表示デバイス２７の情報画素の大きさを０．０９ｍｍ×０．０９ｍｍとする。開口群２３のピッチを情報画素のピッチに合わせるとＰｐは０．０９ｍｍとなる。開口の大きさを１０μｍとして、観察者の瞳に１．５ｍｍの投影像を入射させるには、レンズの投影倍率は、１５０倍となる。
【０１２８】
観察者までの距離を３００ｍｍとすると、レンズの焦点距離は２．０１ｍｍとなる。レンズの焦点距離が小さいので３００ｍｍ先に投影する場合、無限投影とほぼ同じになる。開口はレンズの後側焦点位置２ｍｍに置かれる。互いに最も近接する開口の間隔を３０μｍとすると、観察者の位置では４．５ｍｍ間隔となる。瞳を４．５ｍｍ移動すると隣接の開口の投影像による光束で画像を見ることになる。
【０１２９】
マイクロレンズアレイ２２のレンズピッチＬｐは、Ｌｐ＝ＰｐＬ（Ｌ＋ｆｂ）より、０．０８９ｍｍとなる。マイクロレンズアレイ２２のレンズの開口数は、０．０２２となる。大きさ０．０９ｍｍの情報画素からの光をレンズに入れるには、スペーサー２４の厚さも２ｍｍ程度必要になる。ディフューザー２６を用いると薄く出来る。さらに、散乱角１０°のディフューザー２６を用いると０．５ｍｍ程度に薄く出来る。
【０１３０】
上述の数値例は、第１実施形態、第２実施形態の表示ユニットにも当てはめることが出来る。
【０１３１】
（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態に係る表示ユニットについて説明する。
図１３は、第４の実施形態の表示ユニットを示す斜視構成を示す図である。表示ユニット２８は電子機器に着脱できる機能を有している。本実施形態では、電子機器の例としてデジタルカメラを用いる。
【０１３２】
デジタルカメラ２９は、その前面に図示しない撮像レンズを備えている。デジタルカメラ２９には、レリースボタン３４、モードボタン３３、表示デバイス３０が設けられている。表示デバイス２８としては、液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイが一般的に用いられる。
【０１３３】
表示ユニット２８には、取り付け用フック３１が上下に設けられており、デジタルカメラに対するアタッチメントとなっている。デジタルカメラ２９側には、取り付け用フック３１に対応する位置（上下）に取付け穴３２が設けられている。
【０１３４】
取り付け用フック３１を取付け穴３２に係合させることで、表示デバイス３０に表示ユニット２８を密着して取り付けることができる。取り付け用フック３１は、柔軟性のあるプラスチックなどで形成されている。これにより、表示ユニット２８は自在に着脱できる。
【０１３５】
表示ユニット２８をデジタルカメラ２９へ取り付けると、老眼や近眼、乱視の人でもメガネを掛け外しすることなく、表示デバイス３０に表示された像や情報を確認することができる。これにより、ピントや構図だけでなくＧＵＩ（グラフィカルユーザインターフェイス）を容易に確認することができる。このため、モードボタン３４で好みの撮影モードを選択して撮影することも可能となる。
本表示ユニット２８をアタッチメントとして、デジタルカメラ２９に取り付けることにより、本来の機能を使用することができる。
【０１３６】
ここで示した着脱機構は、表示デバイスやデジタルカメラ以外の撮像装置はもちろんのこと、携帯電話等の携帯用電子機器を含む電子機器への着脱に有効である。また、ここに示した着脱機構以外でも同様の作用・効果を生じる機構を用いても良いのは言うまでもない。
【０１３７】
（第５実施形態）
次に、本発明の第５実施形態に係る撮像装置について説明する。
図１４は、撮像装置の一例であるデジタルカメラを示している。デジタルカメラ３５は、その前面に図示しない撮像レンズを備えている。デジタルカメラ３５には、レリースボタン３６、モードボタン３７、表示装置３８が設けられている。
【０１３８】
使用者は、撮像レンズを通して撮像された像を表示装置３８で確認しながらレリースボタン３７を押して撮影を行う。本実施例では、表示装置３８に図１２等で示した表示装置を用いる。
【０１３９】
従って、老眼や近眼、乱視の人でもメガネを掛け外しすることなく表示された像を確認することができる。さらに、ピントや構図を確認することができる。また、ＧＵＩ（グラフィカルユーザインターフェイス）も確認することができる。このため、モードボタン３７で好みの撮影モードを選択して撮影することも可能となる。
【０１４０】
なお、モードボタンとは、撮影感度や風景モード、夜景モードなど、撮影条件を設定するスイッチ類のことである。モードボタンには、図示しないズームレバー（ズームの操作用スイッチ）も含む。ここでは、モードボタンは、一つしか示していないが、複数設けらている場合もある。
【０１４１】
（第６実施形態）
次に、本発明の第６実施形態に係る携帯電子機器について説明する。
図１５は、携帯電子機器の一例として携帯電話を示している。携帯電話３９は、通話スイッチや文字入力用のテンキー４１や表示装置４０を備えている。携帯電話３９は、電話だけでなく、メールやインターネット接続による情報取得のため表示装置を備えている。
【０１４２】
本実施例の携帯電話３９は、表示装置４０として図１２等に記載の表示装置を用いている。このため、老眼や近視、乱視の人でもメガネを掛け外しすることなく表示装置に表示した情報を焦点の合った状態で見ることが出来る。従って、通話だけでなくメールをすることができる。
【０１４３】
また、カメラモードスイッチ４２を押すことによって、携帯電話３９に一体的に設けられている図示しないカメラによって写真を撮影することも可能である。老眼や近視、乱視の人でも老眼鏡を掛け外しることなく構図やピントを確認して写真を撮影することができる。すなわち、老眼や遠視、近視、乱視の人でもメガネの掛け外しすることなく表示を確認できるモニター（表示装置４０）を備えているために、携帯電話に付加された機能を使用することができる。
【０１４４】
本発明に係る表示ユニット、表示装置及びそれを備える電子機器は、観察者の瞳に入射する光束を瞳径より小さくすることにより、眼の焦点深度を拡大する効果がある。その結果被写界深度が拡大して、表示位置に焦点の合わない人でも焦点の合った表示を見ることが可能な表示装置と電子機器を提供することが出来る、という効果を奏する。
本発明の表示ユニット、表示装置或いは電子機器を用いれば、老眼の人でも老眼鏡を掛ける（外す）ことなく、焦点の合った表示を見ることが出来る。さらに、本発明の表示ユニット、表示装置或いは電子機器は、老眼の観察者の眼の負担を軽減し、老眼鏡その他の光学部材を追加することなく観察することができる。
従って、本発明になる携帯電話やデジタルカメラ、電子ブック等のモバイル機器やカーナビゲーションシステム、ＰＣのモニター画面等は、老眼鏡の掛け外しすることなく、老眼の人でも焦点が合った状態でその表示を見ることが出来る。更に、遠視や近視の人でもメガネを用いることなく、焦点の合った画像（絵だけでなく文字など、表示される全ての情報のこと）を見ることが出来る。この結果、本発明に係る電子機器では、通常の電子機器では表示が見えない老眼あるいは近視、乱視等の人でも、焦点が合った表示でその表示内容を理解して、正確に電子機器の操作を行うことが出来る。
また、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変形例をとることができる。
【産業上の利用可能性】
【０１４５】
以上のように、本発明は、焦点が容易に合う表示ユニット、表示装置、電子機器などに有用である。
【符号の説明】
【０１４６】
１ａ、１ｂ、１ｃ 開口
２ａ、２ｂ、２ｃ レンズ
３ 眼のレンズ
４ 大きさ
５ 網膜
６ａ、６ｂ、６ｃ レンズの像
７ａ、７ｂ、７ｃ 開口群
８ａ、８ｂ、８ｃ 像
９ フィールドレンズ
１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ 光線
１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ 光線
１２ａ、１２ｂ 点
１３ａ、１３ｂ 点
１４、１５、１６、１７ 光束
１８ マイクロレンズアレイ
１９ 開口群
２０ 表示デバイス
２１ 情報画素
２２ マイクロレンズアレイ
２３ 開口群
２４ スペーサー
２５ 散乱面
２６ ディフーザー
２７ 表示デバイス
２８ 表示ユニット
２９ デジタルカメラ
３０ 表示デバイス
３１ 取り付け用フック
３２ 取付け穴
３３ モードボタン
３４ モードボタン
３５ デジタルカメラ
３６ レリースボタン
３７ モードボタン
３８ 表示装置
３９ 携帯電話
４０ 表示装置
４１ テンキー
４２ カメラモードスイッチ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スペーサーと、
前記スペーサーを介して照明される複数の開口群と、
前記開口群を投影する複数のレンズとで構成される表示ユニットであって、
前記開口群は少なくとも一つの開口を有し、
前記それぞれのレンズは前記開口群の像を重なるように投影するように配置されていることを特徴とし、
前記開口群の重なりを観察者の瞳に入射させることにより前記複数のレンズの投影像を観察者の網膜上に生じせしめることを特徴とし、
前記レンズによって投影される開口の大きさが観察者の眼の瞳径より小さいことを特徴とする表示ユニット。
【請求項２】
前記レンズがマイクロレンズアレイで構成されることを特徴とする請求項１に記載の表示ユニット。
【請求項３】
前記開口が前記マイクロレンズアレイ或いは前記スペーサーの平面に印刷で形成されることを特徴とする請求項２に記載の表示ユニット。
【請求項４】
前記開口が前記マイクロレンズアレイ或いは前記スペーサーの平面にエッチングによって形成されることを特徴とする請求項２に表示ユニット。
【請求項５】
前記スペーサーがディフューザーであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の表示ユニット。
【請求項６】
前記ディフューザーの散乱角が１０°以内であることを特徴とする請求項５に記載の表示ユニット。
【請求項７】
複数の開口群と、
前記開口群を投影する複数のレンズとで構成される表示ユニットであって、
前記開口群は少なくとも一つの開口を有し、
前記開口の開口部分に散乱特性が与えられていることを特徴とし、
前記それぞれのレンズは前記開口群の像を重なるように投影するように配置されていることを特徴とし、
前記開口群の重なりを観察者の瞳に入射させることにより前記複数のレンズの投影像を観察者の網膜上に生じせしめることを特徴とし、
前記レンズによって投影される開口の大きさが観察者の眼の瞳径より小さいことを特徴とする表示ユニット。
【請求項８】
前記散乱面の散乱角が１０°以内であることを特徴とする請求項７に記載の表示ユニット。
【請求項９】
前記開口群のピッチＰｐと前記レンズのピッチＬｐが以下の条件式を満たすことを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の表示ユニット。
Ｌｐ／Ｐｐ＝Ｌ／(Ｌ＋ｆｂ)
ここで、
ｆｂは前記開口群と前記レンズとの距離、
Ｌは前記レンズと前記観察者の瞳までの距離、
である。
【請求項１０】
前記複数のレンズがマイクロレンズアレイで構成されることを特徴とする請求項９に記載の表示ユニット。
【請求項１１】
前記開口が前記マイクロレンズアレイの平面に印刷で形成されることを特徴とする請求項１０に記載の表示ユニット。
【請求項１２】
前記開口が前記マイクロレンズアレイの平面にエッチングによって形成されることを特徴とする請求項１０に記載の表示ユニット。
【請求項１３】
前記開口群と前記レンズの配置が同じピッチであることを特徴とし、
前記複数のレンズが、マイクロレンズアレイで構成され、
前記マイクロレンズアレイが、前記それぞれの開口群の投影像を互いに重ねるフィールドレンズの効果を有する複合マイクロレンズアレイであることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の表示ユニット。
【請求項１４】
前記マイクロレンズアレイのレンズの大きさが０．０５ｍｍ以上である請求項１０または請求項１３に記載の表示ユニット。
【請求項１５】
前記開口の像の大きさが０．５ｍｍから２．８ｍｍであることを特徴とする請求項１〜１４のいずれか一項に記載の表示ユニット。
【請求項１６】
複数の情報画素で画像を表示する表示デバイスに着脱できる機構を有することを特徴とする請求項１〜１５のいずれか一項に記載の表示ユニット。
【請求項１７】
電子機器に着脱できる機構を有することを特徴とする請求項１〜１５のいずれか一項に記載の表示ユニット。
【請求項１８】
携帯用電子機器に着脱できる機構を有することを特徴とする請求項１〜１５のいずれか一項に記載の表示ユニット。
【請求項１９】
携帯電話に着脱できる機構を有することを特徴とする請求項１〜１５のいずれか一項に記載の表示ユニット。
【請求項２０】
撮像装置に着脱できる機構を有することを特徴とする請求項１〜１５のいずれか一項に記載の表示ユニット。
【請求項２１】
複数の情報画素で画像を表示する表示デバイスと、
スペーサーと、
複数の開口群と、
複数のレンズとで構成される表示装置であって、
前記スペーサーを介して前記情報画素で前記開口群を照明し、
前記開口群は少なくとも一つの開口を有し、
前記それぞれのレンズは前記開口群の像を重なるように投影するように配置されていることを特徴とし、
前記開口群の重なりを観察者の瞳に入射させることにより前記複数のレンズの投影像を観察者の網膜上に生じせしめることを特徴とし、
前記レンズによって投影される開口の大きさが観察者の眼の瞳径より小さいことを特徴とする表示装置。
【請求項２２】
前記スペーサーがディフューザーであることを特徴とする請求項２１に記載の表示装置。
【請求項２３】
前記ディフューザーの拡散角が１０°以内であることを特徴とする請求項２２に記載の表示装置。
【請求項２４】
前記開口群のピッチＰｐと前記レンズのピッチＬｐが下記の関係を満たすことを特徴とする請求項２１〜２３のいずれか一項に記載の表示装置。
Ｌｐ／Ｐｐ＝Ｌ／（Ｌ＋ｆｂ）
ここで、
ｆｂは前記開口群と前記レンズとの距離、
Ｌは前記レンズと前記観察者の瞳までの距離、
である。
【請求項２５】
前記複数のレンズがマイクロレンズアレイで構成されることを特徴とする請求項２４に記載の表示装置。
【請求項２６】
前記開口が前記マイクロレンズアレイ或いは前記スペーサーの平面に印刷で形成されることを特徴とする請求項２５に記載の表示ユニット。
【請求項２７】
前記開口が前記マイクロレンズアレイ或いは前記スペーサーの平面にエッチングによって形成されることを特徴とする請求項２５に記載の表示ユニット。
【請求項２８】
前記開口群と前記レンズの配置が同じピッチであることを特徴とし、
前記複数のレンズが、マイクロレンズアレイで構成され、
前記マイクロレンズアレイが、前記それぞれの開口群の投影像を互いに重ねるフィールドレンズの効果を有する複合マイクロレンズアレイであることを特徴とする請求項２１〜２３のいずれか一項に記載の表示装置。
【請求項２９】
前記マイクロレンズアレイのレンズの大きさが０．０５ｍｍ以上である請求項２５或いは請求項２８の表示装置。
【請求項３０】
前記開口の像の大きさが０．５から２．８ｍｍであることを特徴とする請求項２１〜２９のいずれか一項に記載の表示装置。
【請求項３１】
前記表示デバイスの情報画素ピッチが０．３mm以下であることを特徴とする請求項２１〜３０のいずれか一項に記載の表示装置。
【請求項３２】
前記表示デバイスの情報画素が少なくとも赤、緑、青の三色を含むサブ情報画素で構成されていることを特徴とする請求項３１に記載の表示装置。
【請求項３３】
前記サブ情報画素の画素ピッチが０．１ｍｍ以下であることを特徴とする請求項３２に記載の表示装置。
【請求項３４】
前記表示デバイスが液晶デバイスであることを特徴とする請求項２１〜３３のいずれか一項に記載の表示装置。
【請求項３５】
前記表示デバイスが有機ＥＬデバイスであることを特徴とする請求項２１〜３３のいずれか一項に記載の表示装置。
【請求項３６】
請求項２１から請求項３５のいずれか一項に記載の表示装置を備えることを特徴とする電子機器。
【請求項３７】
請求項２１から請求項３５のいずれか一項に記載の表示装置を備えることを特徴とする携帯用電子機器。
【請求項３８】
請求項２１から請求項３５のいずれか一項に記載の表示装置を備えることを特徴とする携帯電話。
【請求項３９】
メール機能を備えることを特徴とする請求項３８に記載の携帯電話。
【請求項４０】
カメラ機能を備えることを特徴とする請求項３８に記載の携帯電話。
【請求項４１】
請求項２１から請求項３５のいずれか一項に記載の表示装置を備えることを特徴とする撮像装置。
【請求項４２】
撮影条件を設定するスイッチが設けられたことを特徴とする請求項４１に記載の撮像装置。
【請求項１】
スペーサーと、
前記スペーサーを介して照明される複数の開口群と、
前記開口群を投影する複数のレンズとで構成される表示ユニットであって、
前記開口群は少なくとも一つの開口を有し、
前記それぞれのレンズは前記開口群の像を重なるように投影するように配置されていることを特徴とし、
前記開口群の重なりを観察者の瞳に入射させることにより前記複数のレンズの投影像を観察者の網膜上に生じせしめることを特徴とし、
前記レンズによって投影される開口の大きさが観察者の眼の瞳径より小さいことを特徴とする表示ユニット。
【請求項２】
前記レンズがマイクロレンズアレイで構成されることを特徴とする請求項１に記載の表示ユニット。
【請求項３】
前記開口が前記マイクロレンズアレイ或いは前記スペーサーの平面に印刷で形成されることを特徴とする請求項２に記載の表示ユニット。
【請求項４】
前記開口が前記マイクロレンズアレイ或いは前記スペーサーの平面にエッチングによって形成されることを特徴とする請求項２に表示ユニット。
【請求項５】
前記スペーサーがディフューザーであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の表示ユニット。
【請求項６】
前記ディフューザーの散乱角が１０°以内であることを特徴とする請求項５に記載の表示ユニット。
【請求項７】
複数の開口群と、
前記開口群を投影する複数のレンズとで構成される表示ユニットであって、
前記開口群は少なくとも一つの開口を有し、
前記開口の開口部分に散乱特性が与えられていることを特徴とし、
前記それぞれのレンズは前記開口群の像を重なるように投影するように配置されていることを特徴とし、
前記開口群の重なりを観察者の瞳に入射させることにより前記複数のレンズの投影像を観察者の網膜上に生じせしめることを特徴とし、
前記レンズによって投影される開口の大きさが観察者の眼の瞳径より小さいことを特徴とする表示ユニット。
【請求項８】
前記散乱面の散乱角が１０°以内であることを特徴とする請求項７に記載の表示ユニット。
【請求項９】
前記開口群のピッチＰｐと前記レンズのピッチＬｐが以下の条件式を満たすことを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の表示ユニット。
Ｌｐ／Ｐｐ＝Ｌ／(Ｌ＋ｆｂ)
ここで、
ｆｂは前記開口群と前記レンズとの距離、
Ｌは前記レンズと前記観察者の瞳までの距離、
である。
【請求項１０】
前記複数のレンズがマイクロレンズアレイで構成されることを特徴とする請求項９に記載の表示ユニット。
【請求項１１】
前記開口が前記マイクロレンズアレイの平面に印刷で形成されることを特徴とする請求項１０に記載の表示ユニット。
【請求項１２】
前記開口が前記マイクロレンズアレイの平面にエッチングによって形成されることを特徴とする請求項１０に記載の表示ユニット。
【請求項１３】
前記開口群と前記レンズの配置が同じピッチであることを特徴とし、
前記複数のレンズが、マイクロレンズアレイで構成され、
前記マイクロレンズアレイが、前記それぞれの開口群の投影像を互いに重ねるフィールドレンズの効果を有する複合マイクロレンズアレイであることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の表示ユニット。
【請求項１４】
前記マイクロレンズアレイのレンズの大きさが０．０５ｍｍ以上である請求項１０または請求項１３に記載の表示ユニット。
【請求項１５】
前記開口の像の大きさが０．５ｍｍから２．８ｍｍであることを特徴とする請求項１〜１４のいずれか一項に記載の表示ユニット。
【請求項１６】
複数の情報画素で画像を表示する表示デバイスに着脱できる機構を有することを特徴とする請求項１〜１５のいずれか一項に記載の表示ユニット。
【請求項１７】
電子機器に着脱できる機構を有することを特徴とする請求項１〜１５のいずれか一項に記載の表示ユニット。
【請求項１８】
携帯用電子機器に着脱できる機構を有することを特徴とする請求項１〜１５のいずれか一項に記載の表示ユニット。
【請求項１９】
携帯電話に着脱できる機構を有することを特徴とする請求項１〜１５のいずれか一項に記載の表示ユニット。
【請求項２０】
撮像装置に着脱できる機構を有することを特徴とする請求項１〜１５のいずれか一項に記載の表示ユニット。
【請求項２１】
複数の情報画素で画像を表示する表示デバイスと、
スペーサーと、
複数の開口群と、
複数のレンズとで構成される表示装置であって、
前記スペーサーを介して前記情報画素で前記開口群を照明し、
前記開口群は少なくとも一つの開口を有し、
前記それぞれのレンズは前記開口群の像を重なるように投影するように配置されていることを特徴とし、
前記開口群の重なりを観察者の瞳に入射させることにより前記複数のレンズの投影像を観察者の網膜上に生じせしめることを特徴とし、
前記レンズによって投影される開口の大きさが観察者の眼の瞳径より小さいことを特徴とする表示装置。
【請求項２２】
前記スペーサーがディフューザーであることを特徴とする請求項２１に記載の表示装置。
【請求項２３】
前記ディフューザーの拡散角が１０°以内であることを特徴とする請求項２２に記載の表示装置。
【請求項２４】
前記開口群のピッチＰｐと前記レンズのピッチＬｐが下記の関係を満たすことを特徴とする請求項２１〜２３のいずれか一項に記載の表示装置。
Ｌｐ／Ｐｐ＝Ｌ／（Ｌ＋ｆｂ）
ここで、
ｆｂは前記開口群と前記レンズとの距離、
Ｌは前記レンズと前記観察者の瞳までの距離、
である。
【請求項２５】
前記複数のレンズがマイクロレンズアレイで構成されることを特徴とする請求項２４に記載の表示装置。
【請求項２６】
前記開口が前記マイクロレンズアレイ或いは前記スペーサーの平面に印刷で形成されることを特徴とする請求項２５に記載の表示ユニット。
【請求項２７】
前記開口が前記マイクロレンズアレイ或いは前記スペーサーの平面にエッチングによって形成されることを特徴とする請求項２５に記載の表示ユニット。
【請求項２８】
前記開口群と前記レンズの配置が同じピッチであることを特徴とし、
前記複数のレンズが、マイクロレンズアレイで構成され、
前記マイクロレンズアレイが、前記それぞれの開口群の投影像を互いに重ねるフィールドレンズの効果を有する複合マイクロレンズアレイであることを特徴とする請求項２１〜２３のいずれか一項に記載の表示装置。
【請求項２９】
前記マイクロレンズアレイのレンズの大きさが０．０５ｍｍ以上である請求項２５或いは請求項２８の表示装置。
【請求項３０】
前記開口の像の大きさが０．５から２．８ｍｍであることを特徴とする請求項２１〜２９のいずれか一項に記載の表示装置。
【請求項３１】
前記表示デバイスの情報画素ピッチが０．３mm以下であることを特徴とする請求項２１〜３０のいずれか一項に記載の表示装置。
【請求項３２】
前記表示デバイスの情報画素が少なくとも赤、緑、青の三色を含むサブ情報画素で構成されていることを特徴とする請求項３１に記載の表示装置。
【請求項３３】
前記サブ情報画素の画素ピッチが０．１ｍｍ以下であることを特徴とする請求項３２に記載の表示装置。
【請求項３４】
前記表示デバイスが液晶デバイスであることを特徴とする請求項２１〜３３のいずれか一項に記載の表示装置。
【請求項３５】
前記表示デバイスが有機ＥＬデバイスであることを特徴とする請求項２１〜３３のいずれか一項に記載の表示装置。
【請求項３６】
請求項２１から請求項３５のいずれか一項に記載の表示装置を備えることを特徴とする電子機器。
【請求項３７】
請求項２１から請求項３５のいずれか一項に記載の表示装置を備えることを特徴とする携帯用電子機器。
【請求項３８】
請求項２１から請求項３５のいずれか一項に記載の表示装置を備えることを特徴とする携帯電話。
【請求項３９】
メール機能を備えることを特徴とする請求項３８に記載の携帯電話。
【請求項４０】
カメラ機能を備えることを特徴とする請求項３８に記載の携帯電話。
【請求項４１】
請求項２１から請求項３５のいずれか一項に記載の表示装置を備えることを特徴とする撮像装置。
【請求項４２】
撮影条件を設定するスイッチが設けられたことを特徴とする請求項４１に記載の撮像装置。
【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１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２０１１−２２１０４６（Ｐ２０１１−２２１０４６Ａ）
【公開日】平成２３年１１月４日（２０１１．１１．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−８６２６５（Ｐ２０１０−８６２６５）
【出願日】平成２２年４月２日（２０１０．４．２）
【出願人】（００００００３７６）オリンパス株式会社 (11,466)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１１月４日（２０１１．１１．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年４月２日（２０１０．４．２）
【出願人】（００００００３７６）オリンパス株式会社 (11,466)
【Ｆターム（参考）】
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