CN105676465A

CN105676465A - 图像显示装置

Info

Publication number: CN105676465A
Application number: CN201510717553.3A
Authority: CN
Inventors: 德原健富; 西胁青儿; 是永继博; 新保仁男
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2014-12-08
Filing date: 2015-10-29
Publication date: 2016-06-15
Also published as: US20160165219A1; JP2016212373A

Abstract

本公开的一个方式所涉及的图像显示装置具备：显示体，其包含二维排列的多个发光单元，并具有分别包含所述多个发光单元的一部分的多个区域；透镜阵列，其包含多个透镜，所述多个透镜的每一个位于与所述多个区域中的1个区域对应的位置，将显示于所述多个区域的每一个区域的多个图像分别成像为实像或虚像；和控制电路，其与所述显示体电连接，对所述多个发光单元各自的发光状态进行控制，使所述多个发光单元中的第1部分的发光单元、和与所述第1部分不同的第2部分的发光单元在不同的时刻发光。

Description

图像显示装置

技术领域

本公开涉及一种图像显示装置。

背景技术

通过(1)晶状体的焦点调节、(2)双眼的视差(右眼所产生的视觉效果与左眼所产生的视觉效果的差异)、(3)双眼的辐辏(要使视线交叉的双眼的活动)等的感觉，人能够三维地识别影像。一般，游戏机、电视机等所使用的显示器具有二维的显示面。通过利用上述(1)～(3)的作用，能够使用户将显示于该显示面的图像(二维像)识别为三维像。特别是，利用了上述(2)以及(3)的作用的显示器正在被商业化。例如，JP特开平08-194273号公报公开了一种利用了双凸透镜所产生的上述(2)以及(3)的作用的构成。

图19是示意性地表示JP特开平08-194273号公报所公开的三维图像显示装置的图。液晶显示器等的二维的发光体21由许多像素21P构成。像素21P被分割为区域21R以及区域21L这2个区域。在发光体21的表面上，双凸透镜20与像素21P一一对应地配置。

通过双凸透镜20的聚光作用，在像素21P内的区域21R产生的光成像于聚光点4R，在区域21L产生的光成像于聚光点4L。在区域21R和区域21L显示考虑了视差的不同的图像。若使人的右眼和左眼分别位于聚光点4R以及聚光点4L，则通过上述(2)以及(3)的效果，图像被识别为三维的像。即，在右眼仅感知到显示于区域21R的图像，在左眼仅感知到显示于区域21L的图像。在这2个图像中加入了视差信息(双眼的视差)。右眼和左眼都注视发光体21的表面从而视线交叉(双眼的辐辏)。

发明内容

本公开的其他方式所涉及的图像显示装置具备：显示体，其包含二维排列的多个发光单元，并具有分别包含所述多个发光单元的一部分的多个区域；透镜阵列，其包含多个透镜，所述多个透镜的每一个位于与所述多个区域中的1个区域对应的位置，将显示于所述多个区域的每一个区域的多个图像分别成像为实像或虚像；多个电子快门，其配置在所述透镜阵列与所述显示体之间，所述多个电子快门的每一个与所述多个区域中的1个区域对应地配置；和控制电路，其与所述多个发光单元以及所述多个电子快门电连接，对所述多个发光单元的发光状态以及所述多个电子快门的透光特性进行控制，与使所述多个图像中的1个图像显示于所述多个区域中的1个区域的时刻同步，将所述多个电子快门中的与所述多个区域中的1个区域对应的电子快门设为透光状态，将与所述多个区域中的1个区域所对应的所述电子快门相邻的其他电子快门设为遮光状态。

发明效果

根据本公开的一个方式所涉及的图像显示装置，能够以时间分割的方式对图像进行显示，因此能够显示高精细的图像。此外，通过调节晶状体的焦点能够对像进行识别，因此给用户带来的视觉负担较少。

附图说明

图1是示意性地表示实施方式1的图像显示装置中的显示体、透镜、控制电路、以及显示图像的位置关系、和光路的剖面图。

图2是示意性地表示实施方式1中的显示体、透镜、控制电路、显示图像的位置关系的立体图。

图3是示意性地表示实施方式1中的显示体的发光单元、和显示图像的象素的位置关系的剖面图。

图4A是在时间轴上表示实施方式1中的控制电路的控制方法的一例的图。

图4B是在时间轴上表示实施方式1中的控制电路的控制方法的一例的图。

图5是表示实施方式1的变形例的立体图。

图6是表示使用反射镜透镜和分束器的实施方式1的变形例中的光路的剖面图。

图7是示意性地表示实施方式1的变形例中显示体、分束器、反射镜透镜、以及显示图像的位置关系的立体图。

图8A是表示实施方式1的其他变形例的图。

图8B是表示实施方式1中的电子快门的构成的俯视图。

图9A是表示实施方式2的图像显示装置的构造的剖面图。

图9B是示意性地表示实施方式2的图像显示装置中的显示体、透镜、遮光体、及显示图像的位置关系以及光路的图。

图10A是表示遮光体的一例的图。

图10B是表示遮光体的剖面构造的一例的图。

图10C是表示具有凹凸的遮光体的剖面构造的一例的图。

图10D是表示用于形成凹凸的抗蚀剂图案的一例的俯视图。

图10E是表示用于形成凹凸的抗蚀剂图案的一例的剖面图。

图10F是表示用于形成凹凸的抗蚀剂图案的其他例子的剖面图。

图10G是表示遮光体的其他例子的图。

图11是用于说明遮光体表面的反射特性的图。

图12是示意性地表示实施方式3的图像显示装置的构造、和显示体、透镜、遮光体、及显示图像的位置关系以及光路的剖面图。

图13是示意性地表示实施方式3中的显示体、透镜、遮光体、以及显示图像的位置关系的立体图。

图14A是示意性地表示实施方式4中的显示体、透镜、2个偏振镜阵列、以及显示图像的位置关系的图。

图14B是表示实施方式4中的2个偏振镜阵列的构成的俯视图。

图15A是示意性地表示实施方式5中的显示体、透镜、电子快门、以及显示图像的位置关系的图。

图15B是用于说明实施方式5中的控制的一例的图。

图16A是表示实施方式5的第1变形例的图。

图16B是表示实施方式5的第2变形例的图。

图17A是表示实施方式5的第2变形例中的第1状态的图。

图17B是表示实施方式5的第2变形例中的第2状态的图。

图17C是表示实施方式5的第2变形例中的第3状态的图。

图17D是表示实施方式5的第2变形例中的第4状态的图。

图18A是表示实施方式5的第3变形例中的第1状态的图。

图18B是表示实施方式5的第3变形例中的第2状态的图。

图18C是表示实施方式5的第3变形例中的第3状态的图。

图18D是表示实施方式5的第3变形例中的第4状态的图。

图19是表示现有的三维图像显示装置的构造以及光路的图。

图20是示意性地表示研究例的三维图像显示装置中的显示体、透镜、显示图像的位置关系、和光路的剖面图。

图21是示意性地表示研究例1的显示体、透镜、显示图像的位置关系的立体图。

图22是用于说明原始图像的象素单元的配置的图。

图23A是表示研究例中的在分割区域显示的图像的中心、透镜的中心、以及显示图像的中心的位置关系的图。

图23B是表示从z轴的正侧沿着z轴看到的、研究例中的在分割区域显示的图像的中心、透镜的中心、以及显示图像的中心的位置关系的图。

图24A是表示在研究例的变形例中的分割区域显示的图像的中心、透镜的中心、以及显示图像的中心的位置关系的图。

图24B是表示从z轴的正侧沿着z轴看到的、研究例的变形例中的在分割区域显示的图像的中心、透镜的中心、以及显示图像的中心的位置关系的图。

图24C是表示从z轴的正侧沿着z轴看到的、研究例的其他变形例中的在分割区域显示的图像的中心、透镜的中心、以及显示图像的中心的位置关系的图。

图25是示意性地表示研究例2中的显示体、透镜、显示图像的位置关系的立体图。

图26A是对研究例1、2的显示图像中的、象素像的亮度分布进行例示的图。

图26B是表示研究例1、2的显示图像中的、象素像的亮度分布的重叠的图。

图27是示意性地表示研究例3的三维图像显示装置的构造、和显示体、透镜、显示图像的位置关系以及光路的剖面图。

图28是示意性地表示研究例3的显示体、透镜、显示图像的位置关系的立体图。

标号说明：

1显示体；

1a～1d、1’a～1’d显示面上的图像；

2显示面上的基本区域；

2a～2d，2’a～2’d显示面上的分割区域；

3透镜阵列；

3a～3d，3’a～3’d与分割区域对应的透镜；

4用户；

5a～5d，5’a～5’d显示为虚像的图像；

6遮光体；

6a～6d遮光体；

7入射光；

8抗蚀剂；

10，10’图像显示装置；

12，13偏振镜阵列；

14电子快门；

16控制电路；

18半反射镜；

18m半反射镜的反射面；

30反射镜透镜阵列；

30a～30d反射镜透镜；

a1～a4图像1a的发光单元或其像；

b1～b4图像1b的发光单元或其像；

c1～c4图像1c的发光单元或其像；

d1～d4图像1d的发光单元或其像。

具体实施方式

在说明本公开的实施方式之前，说明对现有技术进行改良，并反复研究的内容(研究例)。

根据JP特开平08-194273号公报的三维图像显示装置，用户的眼睛的聚焦点(焦点)对焦于发光体21的表面。另一方面，视线的交叉点位于立体像的位置，且从发光体21的表面偏离。晶状体的焦点被调节的位置和双眼的视差交叉的位置从原理上来说不一致。因此，产生不自然的视觉效果，给用户带来的视觉负担较大。作为该现有例的改良，本发明者们研究了使用多个透镜使虚像成像于不同的位置的构成(研究例)。以下，参照附图对这些研究例进行说明。在以下的说明中，对相同或对应的构成要素标注相同的参照标号。

(研究例1)

图20以及图21是示意性地表示研究例中的图像显示装置10的构成的图。该图像显示装置10具备显示体1和透镜阵列3。在图20以及图21中，作为一例，示出了具有4个透镜3a～3d的透镜阵列3，但透镜阵列3所包含的透镜的数量只要为2个以上即可。在附图中，xy平面是与显示体1的显示面平行的平面。y轴正方向相当于显示体1以及图像显示装置10的上方向。z轴与xy平面正交，z轴方向相当于显示体1的厚度方向即图像显示装置10的前后方向。z轴正方向相当于图像显示装置10的前方(从显示体1朝向用户4的方向)。

显示体1例如是液晶显示器或有机EL显示器等显示器。如图21所示，显示体1具有在显示面上二维排列的多个发光单元(用圆形、六边形、五边形、以及四边形来表现)。在本研究例中，排列了在x方向上8个、在y方向上8个的合计64个发光单元。通过合计64个发光单元的排列而构成基本区域2(4个分割区域2a、2b、2c、2d的集合)。基本区域2是显示体1的对图像进行显示的显示面的一部分或整体。在基本区域2是显示面的一部分的情况下，将与基本区域2相同的区域在x方向以及y方向上排列多个而构成1个显示面。由此，能够形成对应于大画面的显示图像。发光单元可以是显示体1的像素或彩色像素等、被显示的图像的最小单位。或者，也可以将同一形状的多个像素或彩色像素的集合作为1个发光单元来对待。

由二维排列的多个发光单元构成的基本区域2被分割为多个分割区域2a、2b、2c、2d。各分割区域包含多个发光单元。基本区域2所包含的分割区域的数量、以及各分割区域所包含的发光单元的数量没有特别限制。在本研究例中，各分割区域包含在x方向上4个、在y方向上4个的合计16个发光单元。4个分割区域2a～2d通过多个发光单元的发光分别单独地显示图像1a～1d。另外，在图20中，仅描绘了图像1a～1d中的图像1a、1b。从用户4来看在图像1a、1b的右侧还分别形成图像1c、1d。

图22示出了显示于显示体1的图像的原始图像11。原始图像11由排列了在x方向上8个、在y方向上8个象素单元的合计64个象素单元构成。这些象素单元中，在x方向以及y方向的每一个方向上，象素11a(用圆形来显示)隔一个而排列。同样，象素11b(用六边形来显示)、象素11c(用五边形来显示)、象素11d(用四边形来显示)也分别隔一个而排列。由象素11a的群构成的图像将间隔靠紧地由分割区域2a的发光单元来显示。由象素11b的群构成的图像将间隔靠紧地由分割区域2b的发光单元来显示。由象素11c的群构成的图像将间隔靠紧地由分割区域2c的发光单元来显示。由象素11d的群构成的图像将间隔靠紧地由分割区域2d的发光单元来显示。

透镜阵列3与显示体1的表面接近配置。透镜阵列3包含与分割区域2a～2d分别对应地配置的单独的透镜3a、3b、3c、3d。在此，1个分割区域与1个透镜“对应”意味着处于从该分割区域射出的光束的大部分(例如一半以上)入射到该透镜的关系。例如，在1个分割区域和1个透镜对向地配置的情况下，可以说两者对应。通过在分割区域与透镜之间插入反射镜或分束器等光学系统而使光线的路径发生变化的情况下，则不处于分割区域与透镜对向的关系。但是，即使在这种情况下，在从某分割区域射出的光束的大部分入射到该透镜的情况下，两者也对应。

这些透镜3a～3d的焦点距离(＝f)全部相同。若将透镜3a～3d的每一个与显示体1的距离设为a，则满足f＞a的关系。因此，透镜3a～3d使分别显示于分割区域2a～2d的图像1a～1d成像为虚像。透镜3a～3d的位置被调整为使图像1a～1d的虚像相互重叠。图像1a～1d的虚像相互重叠而形成显示图像5。显示图像5由显示图像5a～5d构成。显示图像5a～5d分别是图像1a～1d的虚像。构成显示图像5a～5d的每一个的各个象素虚像(在图21中，分别用圆形、六边形、五边形、四边形来显示)，在像面上间隔一个而排列。各个象素虚像被排列为相互填补间隙。作为整体，显示图像5的排列与原始图像11的象素的排列相同。

在此，参照图23A以及23B，对显示于1个分割区域的图像的中心位置与透镜的中心位置的关系进行说明。图23A作为一例示意性地示出了透镜3a、在与其对应的分割区域2a显示的图像1a、和显示图像5a的位置关系。将透镜3a与图像1a的距离设为a，将透镜3a与显示图像5a的距离设为b。根据透镜公式，图像1a的中心1A、透镜3a的中心3A、和显示图像5a的中心5A排列在一条直线上。同样，图像1b的中心1B、透镜3b的中心3B、和显示图像5b的中心5B(＝5A)排列在一条直线上。图像1c的中心1C、透镜3c的中心3C、和显示图像5c的中心5C(＝5A)排列在一条直线上。图像1d的中心1D、透镜3d的中心3D、和显示图像5d的中心5D(＝5A)排列在一条直线上。

图23B示意性地示出了从z轴(光轴)的正侧沿着z轴看到的图像1a～1d的中心1A～1D、透镜3a～3d的中心3A～3D、和显示图像5a～5d的中心5A～5D的位置关系。在沿着z轴来看图像1a、透镜3a、和显示图像5a时，透镜3a的中心3A、图像1a的中心1A、显示图像5a的中心5A配置为排列在直线La上。同样，在沿着z轴来看图像1b、透镜3b、和显示图像5b时，透镜3b的中心3B、图像1b的中心1B、显示图像5b的中心5B(＝5A)配置为排列在直线Lb上。在沿着z轴来看图像1c、透镜3c、和显示图像5c时，透镜3c的中心3C、图像1c的中心1C、显示图像5c的中心5C(＝5A)配置为排列在直线Lc上。在沿着z轴来看图像1d、透镜3d、和显示图像5d时，透镜3d的中心3D、图像1d的中心1D、显示图像5d的中心5D(＝5A)配置为排列在直线Ld上。

另外，透镜3a～3d也可以不必相邻。图24A以及24B是表示在透镜3a～3d之间夹着其他透镜3e的构成例的图。在该构成例中，排列为4行4列的16个分割区域中的第1行第1列、第1行第3列、第3行第1列、第3行第3列的分割区域分别相当于分割区域2a、2b、2c、2d。在其他分割区域上，可以设置具有与透镜3a～3d相同或不同的焦点距离的其他的多个透镜。在设置具有与透镜3a～3d相同的焦点距离的其他的多个透镜的情况下，也可以构成为这些透镜和透镜3a～3d互补地形成1个显示图像。图24C示出了多个分割区域以及多个透镜的其他排列例。在图24C的例子中，透镜3a、3c在x方向上间隔2个而配置，透镜3b、3d在x方向上间隔1个而配置。透镜3a～3d的配置间隔也可以不固定。在图24B以及24C的例子中，也可以存在未设置对应的透镜的分割区域。

在该情况下，如图24A所示，图像1a(或1b、1c、1d)的中心1A(或1B、1C、1D)、透镜3a(或3b、3c、3d)的中心3A(或3B、3C、3D)、以及显示图像5a(或5b、5c、5d)的中心5A(＝5B＝5C＝5D)也排列在一条直线上。此外，如图24B以及24C所示，在从z轴正方向观察时，透镜3a(或3b、3c、3d)的中心3A(或3B、3C、3D)、图像1a(或1b、1c、1d)的中心1A(或1B、1C、1D)、显示图像5a(或5b、5c、5d)的中心5A(＝5B＝5C＝5D)配置为排列在直线La(或Lb、Lc、Ld)上。

若在y轴方向上将透镜3a的中心3A与显示图像5a的中心5A的距离设为h2，将图像1a的中心1A与显示图像5a的中心5A的距离设为h1，则以下的(式1)的关系成立。关于图像1b、图像1c、以及图像1d也是同样。

(式1)h1/h2＝(b-a)/b

按照(式1)，使透镜或显示体向x、y、z方向移动来使透镜的中心和显示于分割区域的图像的中心移动，由此能够自由地调整显示图像的位置。由此，能够使显示于多个分割区域的图像在同一像面上重叠成像，形成与图22所示的原始图像11相同的象素排列的显示图像5。

如上述那样形成的显示图像5a、5b、5c、5d是从用户4的眼睛来看实际上成像于该位置的图像。在本研究例中，与根据显示于显示面的图像使用1个透镜来形成被用户目识别的显示图像的现有构成相比，能够减小各个透镜3a～3d的尺寸。因此，能够缩短各透镜的焦点距离，能够实现装置的小型化以及薄型化。

(研究例2)

接着，说明其他研究例。

图25是表示在排列为4行4列的16个分割区域中，配置了焦点距离fa的透镜3a～3d、和具有与fa不同的焦点距离fb的透镜3’a～3’d的情况下的构成例的图。在此，透镜3a～3d、3’a～3’d各自的焦点距离如上述那样比现有构成中的透镜的焦点距离短。若将各透镜3a～3d、3’a～3’d与显示体1的距离设为a，则焦点距离fa、fb分别满足fa＞a、fb＞a的关系。透镜3a～3d使显示于各自所对应的分割区域2a～2d的图像1a～1d在从透镜3a～3d向-z方向离开由以下的(式2)所决定的距离ba的位置成像为虚像5。透镜3’a～3’d使显示于分割区域2’a～2’d的图像1’a～1’d在从透镜3’a～3’d向-z方向离开由以下的(式3)所决定的距离bb的位置成像为虚像5’。

(式2)ba＝fa×a/(fa-a)

(式3)bb＝fb×a/(fb-a)

由于fb与fa不同，因此形成显示图像5和5’的位置也在显示体1的厚度方向L(z方向)上不同。即，用户4的眼睛的聚焦点(焦点)对焦于显示图像5和5’的位置。其结果，图像显示装置10能够使用户4感知到距离感不同的多个显示图像。由此，例如能够实现如下使用方法：对形成于离用户4的眼睛相对较远的位置的显示图像5分配背景图像，对形成于与用户4的眼睛相对较近的位置的显示图像5’分配人物等的目标的图像。

另外，该例中的透镜3a～3d与透镜3’a～3’d的组合，只不过是具有不同的焦点距离的透镜的组合的一例。也可以将透镜阵列3分为焦点距离分别不同的3个以上的透镜群。此外，各透镜群中的具有相同焦点距离的多个透镜的组合以及排列的方式也不限定于上述例子。

这种图像显示装置10可以对应于用户4的右眼以及左眼的一方或双方而配置。在对应于用户4的双眼而配置2个图像显示装置10的情况下，在这些图像显示装置10中的显示体1上显示考虑了左右眼的视差的不同的图像。由此，用户4能够感知到立体图像。

在研究例1、2中，即使在用单眼来看的情况下也满足(1)晶状体的焦点调节的条件。在用双眼来看的情况下还进一步满足(2)双眼的视差、(3)双眼的辐辏的条件。因此，由于远近差通过晶状体的焦点调节来进行，因而感觉自然。即使在用双眼来看的情况下也由于聚焦点的位置和双眼的视线交叉的位置一致，因此给用户4带来的视觉负担较少。

另外，在研究例1、2中，使用使光发生折射的透镜阵列进行了说明，但它们也可以采用与多个分割区域对应地配置且分别对来自多个分割区域的光进行反射来形成虚像的多个反射镜透镜的阵列。

以上，说明了对现有技术进行了改良的研究例1、2。但是，在这些研究例中存在无法高精细地显示原始图像11的课题。参照图26A和图26B对此进行说明。

图26A示出了构成显示图像5a的象素像的一部分即a1～a4的亮度分布的例子。亮度分布的形状由所使用的显示体1以及透镜阵列3的特性来决定。显示图像5a～5d的亮度分布在某部分具有与图26A大致相同的分布。显示图像5a和5b被排列为填补相互之间的象素虚像的间隙。因此，同时显示了显示图像5a和5b时的亮度分布成为图26B那样。显示图像5a和5b具有象素像的亮度分布相互重合的区域。若显示图像5a和5b具有相互接近的亮度值，则在重叠区域的中央亮度变高。在这种情况下，象素虚像a1～a4的原本的峰值被掩盖，因此原始图像11的精细度看起来下降。

(研究例3)

图27以及图28是示意性地表示第3研究例中的图像显示装置10的构成的图。该图像显示装置10具备显示体1和透镜阵列3。在图27以及图28中，作为一例，示出了具有4个透镜3a～3d的透镜阵列3，但透镜阵列3所包含的透镜的数量只要为2个以上即可。

这些透镜3a～3d的焦点距离相互不同。透镜3a、3b、3c、以及3d的焦点距离分别为fa、fb、fc、fd。若将各透镜3a～3d与显示体1的距离设为a，则焦点距离分别满足fa＞a、fb＞a、fc＞a、以及fd＞a的关系。透镜3a使显示于分割区域2a的图像1a在从透镜3a向-z方向离开由以下的(式4)所决定的距离ba的位置成像为虚像5a。透镜3b使显示于分割区域2b的图像1b在从透镜3b向-z方向离开由以下的(式5)所决定的距离bb的位置成像为虚像5b。透镜3c使显示于分割区域2c的图像1c在从透镜3c向-z方向离开由以下的(式6)所决定的距离bc的位置成像为虚像5c。透镜3d使显示于分割区域2d的图像1d在从透镜3d向-z方向离开由以下的(式7)所决定的距离bd的位置成像为虚像5d。

(式4)ba＝fa×a/(fa-a)

(式5)bb＝fb×a/(fb-a)

(式6)bc＝fc×a/(fc-a)

(式7)bd＝fd×a/(fd-a)

另外，在图28中，使显示图像5a和5c、5b和5d的z方向的显示位置一致地进行了表示，但也可以如该例这样，一部分或全部显示图像的z方向的显示位置一致。在透镜3a～3d的焦点距离fa～fd不同的情况下，形成显示图像5a～5d的位置也按照每个分割区域而在显示体1的厚度方向L(z方向)上不同。其结果，图像显示装置10能够使用户4感知到距离感不同的多个显示图像。由此，例如能够实现如下使用方法：对形成于离用户4的眼睛相对较远的位置的显示图像分配背景图像，对形成于与用户4的眼睛相对较近的位置的显示图像分配人物等的目标的图像。

在本研究例中，由于显示图像5a～5d没有被排列为填补相互之间的象素虚像的间隙，因此不易产生参照图26A以及图26B所说明的问题。但是，若从用户4的位置来看，则通过各透镜，还能看到在与该透镜不对应的相邻的分割区域中显示的图像。例如，若窥视透镜3b，则不仅能够看到分割区域2b的图像1b还能看到相邻的分割区域2a的图像1a。即，用户4不仅看到距离感不同的多个显示图像(在图27的例子中为图像5a、5b)，还会看到与这些显示图像相邻的不必要的图像(在图27的例子中为5a’、5b’)。不必要的图像5a’是能够从透镜3b窥视到的分割区域2a上的图像1a所对应的虚像。不必要的图像5b’是能够从透镜3a窥视到的分割区域2b上的图像1b所对应的虚像。这样，在研究例3的构成中，发生分割区域间的串扰。

本发明者们想到了能够解决研究例1～3中的上述课题的至少1个，并能够实现更高精细的图像显示的新的构成。

本公开包含以下项目所记载的图像显示装置。

[项目1]

一种图像显示装置，具备：

显示体，其包含二维排列的多个发光单元，并具有分别包含所述多个发光单元的一部分的多个区域；

透镜阵列，其包含多个透镜，所述多个透镜的每一个位于与所述多个区域中的1个区域对应的位置，将显示于所述多个区域的每一个区域的多个图像分别成像为实像或虚像；和

控制电路，其与所述显示体电连接，对所述多个发光单元各自的发光状态进行控制，使所述多个发光单元中的第1部分的发光单元、和与所述第1部分不同的第2部分的发光单元在不同的时刻发光。

[项目2]

根据项目1所述的图像显示装置，所述多个图像的实像或虚像分别形成于相互插补的位置。

[项目3]

根据项目1或2所述的图像显示装置，所述控制电路使所述多个区域中的1个区域中的所述多个发光单元的所述一部分之中位于彼此相邻的位置的2个发光单元在不同的时刻发光。

[项目4]

根据项目1或2所述的图像显示装置，所述控制电路使所述多个区域中的1个区域中的所述多个发光单元的所述一部分、和其他区域内的所述多个发光单元的所述一部分在不同的时刻发光。

[项目5]

根据项目4所述的图像显示装置，还具备多个电子快门，所述多个电子快门配置在所述透镜阵列与所述显示体之间，所述多个电子快门的每一个位于与所述多个区域中的1个区域对应的位置，

所述控制电路与所述多个电子快门连接，对所述多个电子快门各自的透光特性进行控制，与使所述多个发光单元的所述一部分发光的时刻同步，将所述多个电子快门中的与所述一部分发光单元对应的一部分电子快门设为透光状态，将其他电子快门设为遮光状态。

[项目6]

根据项目1～5中任一项所述的图像显示装置，还具备分束器，

所述透镜阵列是对来自所述多个区域的光进行反射，并形成虚像的反射镜透镜阵列，

所述分束器配置在所述显示体与所述反射镜透镜阵列之间，使所述光的一部分向所述反射镜透镜阵列的方向透过，并使来自所述反射镜透镜阵列的反射光的一部分向用户的观察眼的方向反射。

[项目7]

一种图像显示装置，具备：

透镜阵列，其包含多个透镜，所述多个透镜的每一个位于与所述多个区域中的1个区域对应的位置，将显示于所述多个区域的每一个区域的多个图像分别成像为实像或虚像；

多个电子快门，其配置在所述透镜阵列与所述显示体之间，所述多个电子快门的每一个与所述多个区域中的1个区域对应地配置；和

控制电路，其与所述多个发光单元以及所述多个电子快门电连接，对所述多个发光单元的发光状态以及所述多个电子快门的透光特性进行控制，通过对所述多个发光单元的所述发光状态进行控制，由此与使所述多个图像中的1个图像显示于所述多个区域中的1个区域的时刻同步，将所述多个电子快门中的与所述多个区域中的1个区域对应的电子快门设为透光状态，将与所述多个区域中的1个区域所对应的所述电子快门相邻的其他电子快门设为遮光状态。

[项目8]

根据项目7所述的图像显示装置，所述控制电路在使所述多个图像中的1个图像显示于所述多个区域中的1个区域时，使所述多个图像中的1个图像还跨越到相邻的其他区域来显示。

[项目9]

根据项目7所述的图像显示装置，所述多个透镜的每一个与对应的所述多个区域中的1个区域之间的光学距离不同于所述多个透镜各自的焦点距离。

[项目10]

一种图像显示装置，具备：

显示器，其具有多个发光单元；

透镜阵列，其包含配置在从所述显示器的显示面射出的光束的路径上的多个透镜，各透镜与所述显示面所包含的多个分割区域中的1个分割区域对应地配置，所述透镜与所述分割区域之间的光学距离和所述透镜的焦点距离不同；

多个电子快门，其配置在所述显示器与所述透镜阵列之间，所述多个电子快门的每一个与所述多个分割区域中的1个分割区域对应地配置；和

控制电路，其与所述多个发光单元以及所述多个电子快门电连接，对所述多个发光单元的发光状态以及所述多个电子快门的透光特性进行控制，与使图像显示于所述多个分割区域中的1个分割区域的时刻同步，将所述多个电子快门中的与所述分割区域中的1个分割区域对应的电子快门设为透光状态，将与所述电子快门相邻的其他电子快门设为遮光状态。

[项目11]

根据项目10所述的图像显示装置，所述控制电路在使所述图像显示于所述多个分割区域中的1个分割区域时，使所述图像还跨越到相邻的其他分割区域来显示。

[项目12]

一种图像显示装置，具备：

显示体，其具有二维排列的多个发光单元，通过所述多个发光单元的排列而构成的显示面被分割为多个分割区域；

透镜阵列，其具有多个透镜，所述多个透镜的每一个与所述多个分割区域中的1个分割区域对应地配置，根据显示于所述多个分割区域的每一个分割区域的图像，形成实像或虚像；和

遮光性的隔壁，其配置在所述透镜阵列与所述多个发光单元之间，并配置在从所述多个分割区域的每一个分割区域朝向不对应的透镜的光线的路径上。

[项目13]

根据项目12所述的图像显示装置，所述隔壁具有凹凸，所述凹凸具有相对于与所述显示面垂直的面倾斜的面。

[项目14]

根据项目13所述的图像显示装置，所述隔壁的表面积的一半以上被所述倾斜的面占据。

[项目15]

根据项目13或14所述的图像显示装置，所述凹凸具有与所述显示面大致平行地以条状延伸的构造。

[项目16]

一种图像显示装置，具备：

透镜阵列，其具有多个透镜，所述多个透镜的每一个与所述多个分割区域中的1个分割区域对应地配置，根据显示于所述多个分割区域的每一个分割区域的图像，形成实像或虚像；

第1偏振镜阵列，其配置在所述显示体与所述透镜阵列之间，具有分别与所述多个分割区域中的1个分割区域对应地配置的多个第1直线偏振镜，相邻的2个第1直线偏振镜的偏振方向大致正交；和

第2偏振镜阵列，其配置在所述第1偏振镜阵列与所述透镜阵列之间，具有分别与所述多个分割区域中的1个分割区域对应地配置的多个第2直线偏振镜，相邻的2个第2直线偏振镜的偏振方向大致正交，

与同一所述分割区域对应的所述第1直线偏振镜的偏振方向和所述第2直线偏振镜的偏振方向大致相同。

[项目17]

一种图像显示装置，具备：

显示器；

透镜阵列，其包含配置在从所述显示器的显示面射出的光束的路径上的多个透镜，各透镜与所述显示面所包含的多个分割区域中的1个分割区域对应地配置，所述透镜与所述分割区域之间的光学距离和所述透镜的焦点距离不同；和

遮光性的隔壁，其配置在从与各透镜对应的所述分割区域朝向不对应的透镜的光线的路径上。

[项目18]

一种图像显示装置，具备：

显示器；

第1偏振镜阵列，其配置在所述显示器与所述透镜阵列之间，具有分别与所述多个分割区域中的1个分割区域对应地配置的多个第1直线偏振镜，相邻的2个第1直线偏振镜的偏振方向大致正交；和

以下，参照附图对本公开的实施方式进行说明。在以下的说明中，对相同或对应的构成要素标注相同的参照标号。另外，以下的说明涉及本公开的一例，本公开不受到这些说明的限定。

(实施方式1)

图1以及图2是示意性地表示实施方式1中的图像显示装置10的图。该图像显示装置10具备显示体1、控制电路16、和透镜阵列3。在本实施方式中，图像显示装置10具备对多个发光单元各自的发光状态进行控制的控制电路16，在这一点上与研究例1不同。通过设置控制电路16，能够抑制显示图像的画质的下降。除了这一点之外，本实施方式的构成与研究例的构成相同。因此，以下，有时省略对重复的内容的说明。

显示体1例如是透射型的液晶显示器、反射型的液晶显示器、或者有机EL显示器等。如图2所示，显示体1具有在显示面上二维排列的多个发光单元(用圆形、六边形、五边形、以及四边形来显示)。在本实施方式中，排列了在x方向上8个、在y方向上8个的合计64个发光单元。通过合计64个发光单元的排列而构成基本区域2。基本区域2是显示体1的对图像进行显示的显示面的一部分或整体。在基本区域2是显示面的一部分的情况下，将与基本区域2相同的区域在x方向以及y方向上排列多个而构成1个显示面。由此，能够形成对应于大画面的显示图像。发光单元可以是显示体1的像素、彩色像素、或者同一形状的多个像素或彩色像素的集合。

二维排列的多个发光单元所构成的基本区域2被分割为多个分割区域2a、2b、2c、2d。各分割区域包含多个发光单元。基本区域2所包含的分割区域的数量、以及各分割区域所包含的发光单元的数量没有特别限制。在本实施方式中，各分割区域包含在x方向上4个、在y方向上4个的合计16个发光单元。4个分割区域2a～2d通过发光单元的发光分别单独地显示图像1a～1d。

透镜阵列3与显示体1的表面接近配置。透镜阵列3包含与分割区域2a～2d分别对应地配置的单独的透镜3a、3b、3c、3d。这些透镜3a～3d的焦点距离(＝f)全部相同。若将透镜3a～3d的每一个与显示体1的距离设为a，则满足f＞a的关系。因此，透镜3a～3d使分别显示于分割区域2a～2d的图像1a～1d成像为虚像。透镜3a～3d的位置被调整为使各个虚像相互重叠。由此，构成显示图像5a～5d的每一个的各个象素虚像(分别用圆形、六边形、五边形、四边形来显示)，在像面上间隔一个而排列。各个象素虚像被排列为相互填补间隙。作为整体，显示图像(虚像)5的排列成为与图22所示的原始图像11相同的象素的排列。

接下来，对控制电路16的动作进行说明。如图2所示，控制电路16与显示体1电连接，对多个发光单元各自的发光进行控制。控制电路16的控制对象包含由多个发光单元形成的单个或多个图像。在此，以对多个发光单元的发光进行控制的情况为例进行说明，其中所述多个发光单元构成在图2所示的分割区域2a、2b、2c、2d分别显示的分割图像1a、1b、1c、1d。

图3示出了分割图像1a、1b、1c、1d中的构成它们的多个发光单元的一部分。即，图3所示的发光单元a1～a4是构成分割图像1a的发光单元的一部分(用2×2的发光单元来显示)，其他也是同样。

图4A和图4B是以时间为轴示意性地例示通过控制电路16使发光单元a1～a4、b1～b4、c1～c4、d1～d4在哪个时刻进行显示的图。图4A表示使分割区域2a内的发光单元a1～a4在相同的时刻发光，且在与其他分割区域2b～2c内的发光单元b1～b4、c1～c4、d1～d4不同的时刻发光的情况的例子。在该例中同样地，分割区域2b内的发光单元b1～b4在相同的时刻发光，且在与其他分割区域内的发光单元不同的时刻发光。关于分割区域2c内的发光单元c1～c4、以及分割区域2d内的发光单元d1～d4也是同样。这包含例如将分割图像1a～1d分别在时间轴上错开时刻来进行显示的情况。在该例中，控制电路16使多个分割区域中的1个分割区域所包含的多个发光单元、与其他分割区域所包含的多个发光单元在不同的时刻发光。

图4B表示使位于不同的分割区域的发光单元a1、b1、c1、d1在相同的时刻发光，且在与相同分割区域内位于与它们相邻的位置的其他发光单元a2～a4、b2～b4、c2～c4、d2～d4不同的时刻发光的情况的例子。该显示方法例如在发光单元a1、a2、a3、a4为彩色像素的情况下使用。具体来说，可以在发光单元a1、a2、a3、a4分别为红、绿、绿、蓝的像素的情况下使用。关于其他发光单元b1～b4、c1～c4、d1～d4也是同样。在该例中，控制电路16使多个分割区域中的1个所包含的多个发光单元中位于彼此相邻的位置的2个发光单元在不同的时刻发光。

这样，通过使多个发光单元中的一部分发光单元与其他一部分发光单元在不同的时刻进行显示，从而象素像彼此之间的亮度分布的重叠被降低。通过周期性且高速地对此进行切换，从而各分割图像1a～1d分别被高精细地投影给用户4，并且分割图像1a～1d被合成而被用户4感知原始图像11(图22)。

另外，透镜阵列3也可以如研究例2那样包含具有不同焦点距离的多个透镜。或者，也可以包含从显示体2到各透镜的主面的距离不同的多个透镜的组合。

图5是示意性地表示如研究例2那样将分割区域设为4×4、且具有与这些分割区域对应的4×4的透镜阵列3的图像显示装置10的图。在该例中，将透镜3a、3b、3c、3d的焦点距离设为fa，将透镜3’a、3’b、3’c、3’d的焦点距离设为与fa不同的值fb(fa＜fb)。透镜3a～3d和3’a～3’d以外的透镜既可以设为与fa、fb不同的焦点距离，也可以设为与fa、fb的一方相同的焦点距离。在图5中，省略了在分割区域2a～2d和2’a～2’d以外的分割区域显示的图像。

通过该构成，由透镜3a～3d形成的图像5a～5d、和由透镜3’a～3’d形成的图像5a’～5d’在z方向上形成在不同的位置。因此，图像显示装置10能够使用户4感知到距离感不同的多个显示图像。由此，例如能够实现如下使用方法：对形成于离用户4的眼睛相对较远的位置的显示图像5分配背景图像，对形成于离用户4的眼睛相对较近的位置的显示图像5’分配人物等的目标的图像。

这种图像显示装置10可以对应于用户4的右眼以及左眼的一方或双方而配置。在对应于用户4的双眼而配置2个图像显示装置10的情况下，在这些图像显示装置10中的显示体1上显示考虑了左右眼的视差的不同的图像。由此，用户4能够感知到高精细的立体图像。

在本实施方式中，使用使光发生折射的透镜阵列3进行了说明，但如图6所示，也可以取代透镜阵列3而使用反射镜透镜阵列30。图6是表示具有反射镜透镜阵列30的图像显示装置10’的构成例的图。图像显示装置10’还具备配置在发光体1与反射镜透镜阵列30之间的分束器(例如半反射镜)18。从多个发光单元射出的光透过分束器18的反射面18m，入射到反射镜透镜阵列30。反射镜透镜阵列30是多个反射型透镜(反射镜透镜)的集合体。在透镜表面的整面成膜有金属膜，作为反射面而发挥作用。入射到该面的光被反射，并再次入射到反射面18m。此时在反射面18m被反射的光的成分被用户4目识别。

图7是表示在本实施方式中形成的图像的一例的图。在该例中，如图7所示，在使用反射镜透镜阵列30的情况下也能够与使用透镜阵列3的情况同样地使用户4对显示图像5以及显示图像5’进行目识别。在本实施方式中，控制电路16对夹着分束器而与反射镜透镜阵列30对向的多个发光单元的发光进行控制。另外，如图2所示的实施方式那样，也可以不形成显示图像5’。

图8A是表示本实施方式的其他变形例的图。图8A所示的图像显示装置10具备配置在透镜阵列3与显示体1之间的多个电子快门14。图8B是表示从用户4侧观察多个电子快门14时的配置的俯视图。该例中的电子快门14包含4个电子快门14a～14d。电子快门14a～14d与分割区域1a～1d分别对应地配置。像这样，各电子快门与多个分割区域的1个对应地配置。

控制电路16与显示体1以及多个电子快门14连接。控制电路16能够控制多个电子快门14a～14d各自的透光特性(即光透过率)。在此，“透光状态”意味着光的透过率相对较高的状态，“遮光状态”意味着光的透过率相对较低的状态。透光状态不一定局限于透过率100％的状态，只要是某种程度高的透过率即可。同样，遮光状态不一定局限于透过率0％的状态，只要是某种程度低的透过率即可。

该例中的控制电路16对多个发光单元的发光状态以及多个电子快门14的透光特性进行控制。与图4A所示的控制同样地使多个发光单元在按照每个分割区域而不同的时刻发光。控制电路16与使图像显示于多个分割区域中的1个分割区域的时刻同步地，将多个电子快门16中的与该分割区域对应的电子快门设为透光状态，将与该电子快门相邻的其他电子快门设为遮光状态。通过这种控制，能够阻断从正在发光的分割区域通过与其对应的透镜以外的透镜的光束。因此，能够获得能抑制分割区域间的串扰的效果。

电子快门14例如能够通过在一对直线偏振镜之间形成被透明电极夹着的薄的层，并在此填充液晶来制作。通过一对透明电极，对夹于其间的液晶施加电压来使透射光的偏振方向旋转，由此能够实现透射光的开(透光状态)以及闭(遮光状态)的切换。多个电子快门可以通过对一方的透明电极进行图案化后进行分割，并单独地进行电压控制来构成。在显示体1为液晶显示器那样的直线偏振光的发光体的情况下，可以省略显示体侧的直线偏振镜。

(实施方式2)

图9A以及图9B是示意性地表示实施方式2中的图像显示装置10的图。该图像显示装置10具备显示体1、遮光体6、和透镜阵列3。在本实施方式中，图像显示装置10具备具有遮光性的隔壁的遮光体6，在这一点上与研究例3不同。通过设置遮光体6，能够抑制不必要的光入射到各透镜。除了这一点之外，本实施方式的构成与研究例3的构成相同。因此，以下，有时省略对与研究例3重复的内容的说明。

显示体1例如是液晶显示器或有机EL显示器等显示器。如图9B所示，显示体1具有在显示面上二维排列的多个发光单元(用圆形、六边形、五边形、以及四边形来显示)。在本实施方式中，排列有在x方向上8个、在y方向上8个的合计64个发光单元。通过合计64个发光单元的排列而构成基本区域2。基本区域2是显示体1的对图像进行显示的显示面的一部分或整体。在基本区域2是显示面的一部分的情况下，与基本区域2相同的区域在x方向以及y方向上排列多个而构成1个显示面。由此，能够形成对应于大画面的显示图像。发光单元可以是显示体1的像素、彩色像素、或者同一形状的多个像素或彩色像素的集合。

二维排列的多个发光单元所构成的基本区域2被分割为多个分割区域2a、2b、2c、2d。各分割区域包含多个发光单元。基本区域2所包含的分割区域的数量、以及各分割区域所包含的发光单元的数量没有特别限制。在本实施方式中，各分割区域包含在x方向上4个、在y方向上4个的合计16个发光单元。4个的分割区域2a～2d通过发光单元的发光，分别单独地显示图像1a～1d。

透镜阵列3与显示体1的表面接近配置。透镜阵列3包含与分割区域2a～2d分别对应地配置的单独的透镜3a、3b、3c、3d。透镜3a～3d的焦点距离相互不同。透镜3a、3b、3c、以及3d的焦点距离分别为fa、fb、fc、fd。若将各透镜3a～3d与显示体1的距离设为a，则焦点距离分别满足fa＞a、fb＞a、fc＞a、以及fd＞a的关系。透镜3a使显示于分割区域2a的图像1a在从透镜3a向-z方向离开由前述的(式4)所决定的距离ba的位置成像为虚像5a。透镜3b使显示于分割区域2b的图像1b在从透镜3b向-z方向离开由(式5)所决定的距离bb的位置成像为虚像5b。透镜3c使显示于分割区域2c的图像1c在从透镜3c向-z方向离开由(式6)所决定的距离bc的位置成像为虚像5c。透镜3d使显示于分割区域2d的图像1d在从透镜3d向-z方向离开由(式7)所决定的距离bd的位置成像为虚像5d。

这样，透镜3a～3d在分别不同的位置形成显示图像5a～5d。另外，在图9A中，使显示图像5a和5c、5b和5d的z方向的显示位置一致地进行了表示。像这样，也可以一部分或全部显示图像的z方向的显示位置一致。在透镜3a～3d的焦点距离fa～fd不同的情况下，形成显示图像5a～5d的位置也按照每个分割区域而在显示体1的厚度方向L(z方向)上不同。其结果，图像显示装置10能够使用户4感知到距离感不同的多个显示图像。由此，例如能够实现如下使用方法：对形成于离用户4的眼睛相对较远的位置的显示图像分配背景图像，对形成于与用户4的眼睛相对较近的位置的显示图像分配人物等的目标的图像。

接下来，对本实施方式中的遮光体6进行说明。

图10A是示意性地表示遮光体6的构成的立体图。遮光体6被插入到显示体1与透镜阵列3之间。遮光体6包含与分割区域2a、2b、2c、2d分别对应地配置的单独的遮光体6a、6b、6c、6d。在图9B中，仅例示了其中的遮光体6b、6c。遮光体6a～6d分别为筒状，邻接的遮光体经由筒的侧面而彼此相邻。这些侧面作为遮光性的隔壁而发挥作用。这些隔壁位于从多个分割区域的每一个朝向不对应的透镜的光线的路径上。通过这些遮光体6a～6d，各分割区域2a～2d被相互隔开。换言之，从各分割区域产生的光能够传播到对应的透镜，但向与之相邻的透镜(不对应的透镜)的传播被遮挡。因此，不会通过各透镜而看到显示于相邻的分割区域的图像。不会像研究例那样看到与显示图像相邻的不必要的图像(例如图27所示的图像5a’、5b’)。

图10B是表示遮光体6的剖面的图。在此，作为一例，示出了与xz平面平行的隔壁部分的剖面。其他隔壁部分也具有同样的构造。遮光体6可以由例如厚度t＝0.1mm的不锈钢板形成。遮光体6的表面通过镀黑铬等的处理而被抑制反射率。不过，不限定于该例，只要是遮光性的构件即可。

图11是表示遮光体6的反射率特性的图。图11中的曲线9a表示反射率特性(反射率相对于入射角θ的关系)的实测值。入射角θ越大，则反射率越高。特别是，若入射角θ超过60度，则反射率超过1％，且变高。从发光单元射出并向遮光体6的表面入射的光，还存在入射角θ超过60度的成分。因此，即使进行了上述的表面处理反射率也会变高。该反射光也会被用户4的眼睛感知为不必要的图像。

为了解决这种课题，如图10C所示，只要在遮光体6的隔壁形成具有相对于与显示面垂直的面(在图示的例子中为与zx平面平行的面)倾斜的面的凹凸即可。在某例中，隔壁的表面积的一半以上被这种倾斜的面占据。这种凹凸具有与显示面(xy平面)大致平行地以条状延伸的构造。在图10C的例子中，各凸部(或各凹部)在x方向上以条状延伸。

图10C所示那样的凹凸形状例如可以通过以下的工序来制作。图10D是表示在凹凸的制作过程中形成的抗蚀剂8的图案的俯视图。图10E是图10D中的A-A’线剖面图。首先，如图10D以及图10E所示，在给定的厚度t的不锈钢板的两面对间距Λ的条状的抗蚀剂8进行图案化。在此，使条的方向与显示面大致平行。在本说明书中“大致平行”不仅包含严密地平行的情况，还包含两者所成的角度包含在0°至15°的范围内的情况。在某实施例中，厚度t可以被设定为0.1mm，间距Λ可以被设定为0.17mm。在形成了抗蚀剂8之后，对两表面进行例如深度d＝0.03mm的蚀刻处理。于是，由于侧蚀的效果，能够加工成图10C所示那样的凹凸的剖面形状。

若将遮光体6的剖面形状设为倾斜角α的三角形的斜面，则入射角θ的光以角度θ-α入射到一方的三角斜面。在θ大且θ＞π/2-α的情况下，另一侧的三角斜面相对于入射光而成为影子，不入射光。因此，由于凹凸的效果，从而反射率特性在实际效果上向入射角小的一侧改变。其结果，能够使反射率降低。

图11所示的曲线9b示出了在这种凹凸的表面实施了镀黑铬处理后的遮光体6的光反射率特性。可知即使在入射角θ大的情况下反射率也得到了降低。通过该效果，能够抑制遮光体6的表面的反射所引起的不必要的图像的产生。

另外，抗蚀剂8的图案也可以为其他形状。例如，也可以为图10F所示那样的方格图案。关于通过蚀刻而形成的凹凸的剖面形状，也不限于三角形，只要形成倾斜面即可。

在本实施方式中，单独的遮光体6a～6d分别具有筒状的构造，但不限定于这种构造。只要遮光体6a～6d的每一个具有配置为遮挡从1个分割区域朝向与其不对应的透镜的光束的至少一部分的隔壁即可。例如，也可以在通过相邻的2个分割区域的边界线且与显示面垂直的平面上，设置相互分离的多个平板状的遮光构件。图10G是表示这种遮光体6的一部分的图。在该例中，取代图10A所示的单独遮光体6a～6d的每一个，设置4个平板状的遮光构件。即使为这种构成，也能够阻断不必要的光束的至少一部分，因此用户4所感知到的图像的品质提高。

(实施方式3)

图12以及图13是示意性地表示实施方式3中的图像显示装置10的图。该图像显示装置10具备显示体1、遮光体6、和透镜阵列3。本实施方式与实施方式2相比，仅仅是图像的排列方法以及由各透镜形成的虚像的成像位置的关系不同，其他构成完全相同。因此，以下，有时省略与实施方式2重复的说明。

如图13所示，本实施方式中的图像的排列方法以及由各透镜形成的虚像的成像位置的关系与研究例1以及实施方式1中的相同。显示体1具有在显示面上二维排列的多个发光单元。在本实施方式中排列有在x方向上8个、在y方向上8个的合计64个发光单元。由合计64个发光单元的排列构成基本区域2。发光单元是显示体1的像素、彩色像素、或者同一形状的多个像素或彩色像素的集合体。

二维排列的多个发光单元所构成的基本区域2被分割为多个分割区域2a、2b、2c、2d。各分割区域包含多个发光单元。基本区域2所包含的分割区域的数量以及各分割区域所包含的发光单元的数量没有特别限制。在本实施方式中，各分割区域包含在x方向上4个、在y方向上4个的合计16个发光单元。4个分割区域2a～2d通过发光单元的发光，分别单独地显示图像1a～1d。

透镜阵列3与显示体1的表面接近配置。透镜阵列3包含与分割区域2a、2b、2c、2d分别对应地配置的透镜3a、3b、3c、3d。这些透镜3a～3d的焦点距离(＝f)全部相同。若将透镜3a～3d的每一个与显示体1的距离设为a，则满足f＞a的关系。因此，透镜3a～3d使分别显示于分割区域2a～2d的图像1a～1d成像为虚像。透镜3a～3d的位置被调整为使各个虚像相互重叠。由此，构成显示图像5a～5d的每一个的各个象素虚像(分别用圆形、六边形、五边形、四边形来显示)在像面上间隔一个而排列。各个象素虚像被排列为相互填补间隙。作为整体，虚像5的排列成为与原始图像11(图22)相同的象素的排列。

另外，在本实施方式中，参照图22～24所说明的事项直接适用。因此，省略它们的说明。

与实施方式2同样地，遮光体6被插入到显示体1与透镜3之间。遮光体6包含与分割区域2a～2d分别对应地配置的遮光体6a、6b、6c、6d。遮光体6a～6d为筒状，邻接的遮光体经由筒的侧面而彼此相邻。通过这些遮光体6a～6d，分割区域2a～2d被相互隔开。从各分割区域射出的光能够传播到对应的透镜，但向相邻的透镜的传播被遮挡。因此，不会从任意的透镜看到相邻的分割区域上的图像。因此，不会像研究例那样，看到与显示图像相邻的不必要的图像(例如图27所示的5a’、5b’)。

(实施方式4)

图14A是表示实施方式3所涉及的图像显示装置10的图。该图像显示装置10具备显示体1、第1偏振镜阵列12、第2偏振镜阵列13、和透镜阵列3。本实施方式在第1偏振镜阵列12和第2偏振镜阵列13被插入到显示体1与透镜阵列3之间这一点上与研究例3不同。其他构成与研究例3完全相同，因此省略重复的说明。

第1偏振镜阵列12具有分别与多个分割区域2a～2d中的1个分割区域对应地配置的多个第1直线偏振镜。相邻的2个第1直线偏振镜的偏振方向大致正交。第2偏振镜阵列13配置在第1偏振镜阵列12与透镜阵列3之间。第2偏振镜阵列13具有分别与多个分割区域2a～2d中的1个分割区域对应地配置的多个第2直线偏振镜。相邻的2个第2直线偏振镜的偏振方向大致正交。与同一分割区域对应的第1直线偏振镜的偏振方向和第2直线偏振镜的偏振方向大致相同。在此，“大致正交”不限于严密地构成90°的角度的情况，还包含从90°偏离了±15°的范围的情况。“大致相同”不限于严密地相同的情况，还包含偏离了±15°的范围的情况。“相邻”意味着中心间的距离最近。

图14B是表示第1偏振镜阵列12以及第2偏振镜阵列13的构成例的俯视图。第1偏振镜阵列12包含与分割区域2a、2b、2c、2d分别对应地配置的单独的直线偏振镜12a、12b、12c、12d。位于对角位置的直线偏振镜12a和12d(或12b和12c)是使相同方向的直线偏振光的光透过的检偏器。通过直线偏振镜12a、12d和直线偏振镜12b、12c，使透射光的偏振方向处于正交的关系。第2偏振镜阵列13包含与分割区域2a、2b、2c、2d分别对应地配置的单独的直线偏振镜13a、13b、13c、13d。位于对角位置的直线偏振镜13a和13d(或13b和13c)是使与直线偏振镜12a和12d(或12b和12c)相同方向的直线偏振光的光透过的检偏器。

从各分割区域2a～2d射出的光，透过对应的直线偏振镜12a～12d，由此成为直线偏振光。通过了在相对于排列方向(x方向以及y方向)45度或135度的方向上接近的2个直线偏振镜的光的偏振方向相互一致。另一方面，通过了在排列方向(x方向以及y方向)上相邻的2个直线偏振镜的光的偏振方向相互正交。这些光通过直线偏振镜13a～13d时，从在x方向以及y方向上相邻的分割区域入射的光被遮挡。因此，不会像研究例那样，通过1个透镜而看到来自相邻的分割区域的不必要的图像(例如图16所示的5a’、5b’)。不过，由于能看到在相对于x方向或y方向45度的方向上接近的分割区域上的图像，因此不完全，但能够获得某种程度的效果。

另外，在本实施方式中，假定了从分割区域2a～2d射出非偏振光的情况，但还存在显示体1是像液晶显示器那样射出偏振光的显示器的情况。在此情况下，也可以取代第1偏振镜阵列12，而配置在x方向以及y方向上间隔1个配置的1/2波长板。只要通过1/2波长板，使直线偏振光的偏振方向变化90°，则能够实现与上述的第1偏振镜阵列12同等的功能。在此情况下，只要使第2偏振镜阵列13中的2种直线偏振镜的一方的偏振透射轴的方向与通过1/2波长板的直线偏振光的方向一致，使另一方的偏振透射轴的方向成为与其大致正交的方向即可。

本实施方式中的多个分割区域以及透镜阵列3的构成不限定于研究例3以及实施方式2的构成。可以任意采用实施方式1等的其他构成。

(实施方式5)

图15A是表示实施方式5所涉及的图像显示装置10的构成的图。该图像显示装置10具备显示体1、多个电子快门14、透镜阵列3、和控制电路16。本实施方式在插入多个电子快门14，且由控制电路16对显示体1以及电子快门14进行控制这些方面与研究例3不同。其他构成与研究例3完全相同，因此省略重复的说明。

多个电子快门14的构成与图8B所示的构成同样。多个电子快门14包含与分割区域2a、2b、2c、2d对应地分别配置的单独的电子快门14a、14b、14c、14d。电子快门14a～14d能够在各自的区域独立地切换透射光的开、闭。在此，“开”意味着光的透过率相对较高的状态(透光状态)，“闭”意味着光的透过率相对较低的状态(遮光状态)。

电子快门14例如具有如下构造：在一对直线偏振镜之间形成被透明电极夹着的薄的层，在此填充了液晶。通过一对透明电极，对夹于其间的液晶施加电压来使透射光的偏振方向旋转，由此能够实现透射光的开、闭的切换。多个电子快门可以通过对一方的透明电极进行图案化后进行分割，并单独地进行电压控制来构成。在显示体1为液晶显示器那样的直线偏振光的发光体的情况下，可以省略显示体侧的直线偏振镜。

控制电路16与多个发光单元以及多个电子快门14电连接。控制电路16对多个发光单元的发光状态以及多个电子快门14的透光特性进行控制。更具体来说，控制电路16与使图像显示于多个分割区域中的1个分割区域的时刻同步地，将多个电子快门16中的与该分割区域对应的电子快门设为透光状态，将与该电子快门相邻的其他电子快门设为遮光状态。

在本实施方式中，多个分割区域以及透镜阵列3的构成也不限定于研究例3以及实施方式2的构成。可以任意地采用实施方式3等的其他构成。

在实施方式2中的透镜以及分割区域的配置中，显示于各个分割区域2a～2d的图像独立。因此，能够使任意单一的区域发光，使其他区域不发光。在实施方式1或3所示的透镜以及分割区域的配置中，也能够通过时分割使任意的区域发光，使其他区域不发光。通过使各分割区域2a～2d的开、闭(发光、未发光)与对应的单独的快门14a～14d的开、闭(透过、遮光)同步，能够防止相邻的分割区域同时发光。因此，不会从透镜3a～3d看到相邻的分割区域上的图像。像研究例那样看到与显示图像相邻的不必要的图像(例如图13所示的图像5a’、5b’)的不良情况得以消除。

图15B是表示本实施方式中的控制的一例的图。图15B所示的显示体1具有许多分割区域被二维排列的构成。这些分割区域的一部分可以是上述的各实施方式中的分割区域2a～2d。在图15B中，白色的分割区域表示发光单元(光源)正在发光，灰色的分割区域表示发光单元没有发光。在该例中，控制电路16在某期间，仅使在排列方向(x方向以及y方向)上间隔1个而配置的半数的分割区域发光，在其他期间，仅使剩余的分割区域中的发光单元发光。此外，与分割区域的亮灭同步地切换对应的电子快门的开以及闭的状态。

通过交替地反复这2种发光状态，能够抑制向与各分割区域对应的透镜入射来自相邻的分割区域的光。

另外，由显示单独的图像(1a、1b、1c、1d等)的多个发光单元形成的发光区域既可以超出分割区域，也可以跨越多个分割区域。换言之，控制电路16也可以在使图像显示于多个分割区域中的1个分割区域时，使该图像还跨越到相邻的其他分割区域来显示。

例如，如图16A所示，也可以使显示单独的图像的发光区域在某方向(在图示的例子中为y方向)上移动。在图16A所示的例子中，在正在显示图像1a的状态下，相邻的图像1b不被显示，因此能够使图像1a从分割区域2a伸出到分割区域2b侧来显示。此时，电子快门14a为开、电子快门14b为闭，因此从用户4来看在向y轴-侧倾斜的方向上能看到图像1a。即使在正在显示图像1b的状态下，也由于相邻的图像1a不被显示，因此能够使图像1b从分割区域2b伸出到分割区域2a侧来显示。此时，电子快门14b为开、电子快门14a为闭，因此从用户4来看在向y轴的+侧倾斜的方向上能看到图像1b。只要使用该方法则能够自由地调整各图像的可视范围。

此外，如图16B所示，也可以在比1个分割区域大的范围显示单独的图像。在此情况下，也跨越多个分割区域来显示1个图像。

如图16B、图17A所示，在正在显示图像1a的状态下，周边的图像(1b、1c、1d等)不被显示，因此能够使图像1a从分割区域2a伸出到周边的分割区域来显示。此时，电子快门14a为开、周围的电子快门(14b、14c、14d等)为闭，因此从用户4来看能够看到宽视角的图像1a。同样，如图17B所示，在正在显示图像1b的状态下，周边的图像(1c、1d、1a等)不被显示，因此能够使图像1b从分割区域2b伸出到周边的分割区域来显示。此时，电子快门14b为开、周围的电子快门(14c、14d、14a等)为闭，因此从用户4来看能够看到宽视角的图像1b。此外，如图17C所示，在正在显示图像1c的状态下，周边的图像(1d、1a、1b等)不被显示，因此能够使图像1c从分割区域2c伸出到周边的分割区域来发光。此时，电子快门14c为开、周围的电子快门(14d、14a、14b等)为闭，因此从用户4来看能够看到宽视角的图像1c。进而，如图17D所示，在正在显示图像1d的状态下，周边的图像(1a、1b、1c等)不被显示，因此能够使图像1d从分割区域2d伸出到周边的分割区域来显示。此时，电子快门14d为开、周围的电子快门(14a、14b、14c等)为闭，因此从用户4来看能够看到宽视角的图像1d。只要使用该方法则能够自由地放大、缩小各图像的视角。

图18A至图18D示出了将上述的发光以及电子快门的控制扩大到周围的分割区域的例子。在该例中，如图18A所示，在以分割区域14a为中心显示图像1a时，在x方向以及y方向的各方向上在位于从分割区域14a起间隔1个的位置的分割区域也显示相同(或不同)的图像。以下同样，在以分割区域14b为中心显示图像1b时，如图18B所示，在x方向以及y方向的各方向上在位于从分割区域14b起间隔1个的位置的分割区域也显示相同(或不同)的图像。在以分割区域14c为中心显示图像1c时，如图18C所示，在x方向以及y方向的各方向上在位于从分割区域14c起间隔1个的位置的分割区域也显示相同(或不同)的图像。在以分割区域14d为中心显示图像1d时，如图18D所示，在x方向以及y方向的各方向上在位于从分割区域14d起间隔1个的位置的分割区域也显示相同(或不同)的图像。由此，能够自由地放大、缩小各图像的视角，并且能够通过时分割改变距离地在空间上投影多个几乎以显示器的整个画面来显示的图像，因此能够实现实质上的超分辨率(超过了显示器的象素数的影像表现)。

在以上的实施方式中，透镜阵列3所包含的各透镜根据显示于对应的分割区域的图像来形成虚像，但也可以设计为形成实像。为了各透镜形成实像，只要该透镜的焦点距离比分割区域与透镜的间隔短即可。例如，在与分割区域2a对应的透镜形成实像的情况下，只要取代(式4)而采用下面的(式8)即可。

(式8)ba＝fa×a/(a-fa)

关于其他分割区域2b～2d也是同样。在某透镜不形成虚像而形成实像的情况下，该实像看起来比显示面更向前方突出。因此，特别能够合适地应用于能够使显示面与透镜的距离较长的大型显示器等。在像头戴式显示器那样，显示面与透镜的距离比较短的用途中，典型地设计为形成虚像，但也可能存在包含形成实像的透镜的情况。

Claims

1.一种图像显示装置，具备：

2.根据权利要求1所述的图像显示装置，

所述多个图像的实像或虚像分别形成于相互插补的位置。

3.根据权利要求1或2所述的图像显示装置，

所述控制电路使所述多个区域中的1个区域中的所述多个发光单元的所述一部分之中位于彼此相邻的位置的2个发光单元在不同的时刻发光。

4.根据权利要求1或2所述的图像显示装置，

所述控制电路使所述多个区域中的1个区域中的所述多个发光单元的所述一部分、和其他区域内的所述多个发光单元的所述一部分在不同的时刻发光。

5.根据权利要求4所述的图像显示装置，

还具备多个电子快门，所述多个电子快门配置在所述透镜阵列与所述显示体之间，所述多个电子快门的每一个位于与所述多个区域中的1个区域对应的位置，

6.根据权利要求1或2所述的图像显示装置，

还具备分束器，

7.一种图像显示装置，具备：

控制电路，其与所述多个发光单元以及所述多个电子快门电连接，对所述多个发光单元的发光状态以及所述多个电子快门的透光特性进行控制，通过对所述多个发光单元的所述发光状态进行控制，从而与使所述多个图像中的1个图像显示于所述多个区域中的1个区域的时刻同步，将所述多个电子快门中的与所述多个区域中的1个区域对应的电子快门设为透光状态，将与所述多个区域中的1个区域所对应的所述电子快门相邻的其他电子快门设为遮光状态。

8.根据权利要求7所述的图像显示装置，

所述控制电路在使所述多个图像中的1个图像显示于所述多个区域中的1个区域时，使所述多个图像中的1个图像还跨越到相邻的其他区域来显示。

9.根据权利要求7所述的图像显示装置，

所述多个透镜的每一个与对应的所述多个区域中的1个区域之间的光学距离不同于所述多个透镜各自的焦点距离。