JP2015087745A - 画像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ユーザーへの視覚負担が少ない自然な画像表示が可能な画像表示装置を提供する
。
【解決手段】本開示の画像表示装置１０ａは、２次元に配列された複数の発光エレメント
３を有し、複数の発光エレメント３が、それぞれ複数の発光エレメント３からなる分割領
域に分割されている表示体１ａと、表示体１ａの表面に近接し、かつ分割領域に対応して
配置され、複数の分割領域の各々に表示された画像を同一像面上で重ねるように実像又は
虚像として結像させることによって表示画像を形成するレンズ２と、を備える。
【選択図】図１

Description

本開示は、画像表示装置に関する。

（１）水晶体の焦点調節、（２）右眼による見え方と左眼による見え方の違いである、
両眼の視差、（３）視線を交差させようとする両眼の動きである、両眼の輻輳等の感覚に
よって、人間は映像を３次元的に認識できる。一般に、ゲーム機、テレビなどに使われる
ディスプレイは２次元の表示面を有する。その表示面に表示される画像は２次元であるが
、上記の（１）から（３）の作用を利用することによって、２次元像を３次元像としてユ
ーザーに認識させることができる。特に、上記の（２）及び（３）の作用を利用したディ
スプレイとして、レンチキュラーレンズを使った方式のディスプレイが商業化されている
。

図２２に示すように、特許文献１には、レンチキュラーレンズを用いた画像表示装置が
開示されている。液晶ディスプレイ等の２次元の発光体２１は、多数の画素２１Ｐで構成
されている。画素２１Ｐは、領域２１Ｒ及び領域２１Ｌの２つの領域に分割されている。
発光体２１の表面上には、レンチキュラーレンズ２０が画素２１Ｐの一つ一つに対応して
配置されている。

レンチキュラーレンズ２０の集光作用により、画素２１Ｐ内の領域２１Ｒで発光する光
は集光点４Ｒに結像し、領域２１Ｌで発光する光は集光点４Ｌに結像する。集光点４Ｒ及
び集光点４Ｌのそれぞれに人間の右目と左目とを位置させ、領域２１Ｒと領域２１Ｌとに
視差を考慮した別々の画像を表示すれば、上記の（２）及び（３）の効果で、画像が３次
元の像として認識される。すなわち、右目には領域２１Ｒで発光する画像のみが感じられ
、左目には領域２１Ｌで発光する画像のみが感じられる。これら２つの画像には、両眼の
視差に相当する視差情報が加えられており、右眼も左眼も発光体２１の表面を注視するこ
とで、視線の交差、すなわち両眼の輻輳が生じる。

特開平０８−１９４２７３号公報

従来の画像表示装置は、さらなる小型化が求められていた。
そこで、本開示の一態様は、小型化が可能な画像表示装置を提供する。

本開示の一態様に係る画像表示装置は、２次元に配列された複数の発光エレメントを有
し、前記複数の発光エレメントが、それぞれ複数の前記発光エレメントからなる分割領域
に分割されている表示体と、前記表示体の表面に近接し、かつ前記分割領域に対応して配
置され、複数の前記分割領域の各々に表示された画像を同一像面上で重ねるように実像又
は虚像として結像させることによって表示画像を形成するレンズとを備える。

上記の画像表示装置は、小型化が可能である。

第１実施形態の画像表示装置の構造と、表示体、レンズ、及び表示画像の位置関係及び光路を模式的に示す断面図 第１実施形態の表示体の発光エレメントの配置を模式的に示す図 図２の発光エレメントの配置へ至る思考過程を説明する図 第１実施形態に係る画像表示装置の各発光エレメントの結像位置を示す図 分割領域に表示された画像、レンズ、及び表示画像の位置関係を示す図 変形例に係る表示体の発光エレメントの配置を模式的に示す図 別の変形例に係る表示体及び従来の表示体を示す断面図 さらに別の変形例に係る表示体を示す断面図 図８の表示体と比較される表示体の断面図 第２実施形態の画像表示装置の構造と、表示体、レンズ、及び表示画像の位置関係及び光路を模式的に示す断面図 第２実施形態の表示体の発光エレメントの配置を模式的に示す図 分割領域に表示された画像、レンズ、及び表示画像の位置関係を示す図 変形例に係る表示体の構造を模式的に示す断面図 別の変形例に係る表示体の発光エレメントの配置を模式的に示す図 さらに別の変形例に係る画像表示装置の、分割領域に表示された画像、レンズ、及び表示画像の位置関係を示す図 第３実施形態の画像表示装置の構造と、表示体、レンズ、及び表示画像の位置関係及び光路を模式的に示す断面図 第３実施形態の表示体の発光エレメントの配置を模式的に示す図 第４実施形態の画像表示装置の構造と、表示体、レンズ、及び表示画像の位置関係及び光路を模式的に示す断面図 第４実施形態の表示体の発光エレメントの配置を模式的に示す図 第５実施形態の画像表示装置の構造と、表示体、レンズ、及び表示画像の位置関係及び光路を模式的に示す断面図 第５実施形態の表示体の発光エレメントの配置を模式的に示す図 従来の画像表示装置の構造及び光路を示す図

特許文献１の画像表示装置によれば、ユーザー４の目のピント、すなわち焦点は、発光
体２１の表面に合わせられる。一方、視線の交差点は、立体像の位置にあり、発光体２１
の表面からずれている。すなわち、水晶体の焦点が調節される位置と両眼の視差が交差す
る位置とが原理的に一致せず、ユーザーへの視覚負担が大きい。

本開示の第１態様は、２次元に配列された複数の発光エレメントを有し、前記複数の発
光エレメントが、それぞれ複数の前記発光エレメントからなる分割領域に分割されている
表示体と、前記表示体の表面に近接し、かつ前記分割領域に対応して配置され、複数の前
記分割領域の各々に表示された画像を同一像面上で重ねるように実像又は虚像として結像
させることによって表示画像を形成するレンズとを備えた画像表示装置を提供する。
第１態様に係る画像表示装置では、表示体が複数の分割領域に分割されているため、表
示体の大きさに比べて、分割領域の大きさは小さくなる。第１態様に係る画像表示装置で
は、レンズは各分割領域に対応して配置されているので、分割領域の大きさに対応して、
レンズの焦点距離を小さくすることができる。したがって、第１態様によれば、画像表示
装置を小型化することができる。
また、第１態様によれば、水晶体の焦点が調節されることで画像を認識できるので、ユ
ーザーへの視覚負担が少ない自然な画像表示が可能である。第１態様によれば、例えば、
３次元像を認識する際に、従来の方法に比べて、ユーザーへの視覚負担を少なくすること
ができる。

本開示の第２態様は、第１態様に加えて、前記複数の前記分割領域は、それぞれの前記
分割領域に表示された画像が互いに補間されて前記表示画像が形成されるように画像を表
示する、画像表示装置を提供する。
第２態様によれば、複数の分割領域に表示された画像が互いに補間されて表示画像が形
成されるので、高精細な表示画像を得ることができる。

本開示の第３態様は、第２態様に加えて、前記複数の前記分割領域は、それぞれ、前記
表示画像の一部を間引いた画像を表示する、画像表示装置を提供する。
第３態様によれば、複数の分割領域に表示された画像を所定の規則性に応じて補間して
高精細な表示画像を得ることができる。

本開示の第４態様は、第１態様から第３態様のいずれかに加えて、前記表示体は、複数
の前記分割領域からそれぞれ構成された複数の分割領域グループであって、同一の前記分
割領域グループに属する複数の前記分割領域に表示された画像が前記レンズによって同一
像面上に重ねられて前記表示画像が形成される、複数の分割領域グループを有し、前記レ
ンズは、それぞれの前記分割領域グループに対応して配置された複数の個別レンズを有し
、前記表示画像が形成される位置が前記分割領域グループ毎に前記表示体の厚さ方向にお
いて異なるように、前記分割領域グループ毎に前記個別レンズの焦点距離が異なる、又は
、前記分割領域グループ毎に前記個別レンズと前記表示体との距離が異なる、画像表示装
置を提供する。

第４態様によれば、表示体の厚さ方向、すなわち、画像表示装置の前後方向の複数の異
なる位置で、表示画像を形成できる。これにより、ユーザーは、水晶体の焦点が調節され
ることで３次元像を認識できるので、ユーザーへの視覚負担が少ない自然な画像表示が可
能である。第４態様によれば、３次元像を認識する際に、従来の方法に比べて、ユーザー
への視覚負担を少なくすることができる。

本開示の第５態様は、第４態様に加えて、前記個別レンズは、前記分割領域グループ毎
に前記個別レンズによって形成される複数の前記表示画像が前記表示体の厚さ方向に移動
して互いに重なるように配置され、前記複数の前記表示画像を前記表示体の厚さ方向に移
動して互いに重ねたときに重なり合う部分における前記発光エレメントの発光状態が互い
に関連付けられている、画像表示装置を提供する。
第５態様によれば、例えば、複数の表示画像において、前方に位置する表示画像で結像
する発光エレメントが点灯する場合、その発光エレメントの結像の後ろで結像する発光エ
レメントを消灯させることができる。これにより、前方の表示画像が後方の表示画像によ
って視認しづらくなることが防止される。

本開示の第６態様は、第１態様から第５態様のいずれかに加えて、前記表示体は前記複
数の前記分割領域を一部に含む基本領域を有し、前記表示体と前記レンズとの距離をＲａ
、前記表示画像と前記レンズとの距離をＲｂとしたときに、Ｒｂ／Ｒａは、前記表示画像
の面積が前記基本領域の面積と略同一となるように、定められている、画像表示装置を提
供する。
第６態様によれば、一の表示画像を形成する複数の分割領域が含まれる基本領域の面積
と表示画像の面積とがほぼ一致する。これにより、その基本領域に含まれる複数の分割領
域によって形成される表示画像と、その基本領域に隣接する基本領域に含まれる複数の分
割領域によって形成される表示画像とを接合できる。

本開示の第７態様は、第１態様から第６態様のいずれかに加えて、前記表示体は、前記
分割領域に表示された画像と前記レンズとの間に形成され、電圧が印加されることによっ
て屈折率が変化する液晶層を有する、画像表示装置を提供する。
第７態様によれば、液晶層に電圧を印加して液晶層の屈折率を変化させることによって
分割領域に表示された画像とレンズとの間の光学長を変化させることができる。

本開示の第８態様は、第１態様から第７態様のいずれかに加えて、前記表示体は、色が
異なる複数のカラーフィルターを有し、前記分割領域には同一色のカラーフィルターが配
置されている、画像表示装置を提供する。
第８態様によれば、発光エレメントの光源から斜めに向かって進む光も同一色のカラー
フィルターを通過しやすいので、光の取出し効率が向上する。

本開示の第９態様は、第１態様から第８態様のいずれかに加えて、前記表示体は、前記
表示体の最前面に配置された透明な保護基板を有し、前記分割領域毎に前記保護基板に接
して配置された凸面レンズをさらに備えた、画像表示装置を提供する。
第９態様によれば、本来的に保護基板表面で全反射する発光エレメントの光源からの光
を外部に取り出すことができるので光の取出し効率が向上する。また、分割領域の大きさ
に合せて比較的大きな径を有する凸面レンズが形成されるので、発光エレメントの光源と
凸面レンズとの間で位置整合が取れないことによる不都合が緩和される。

本開示の第１０態様は、第１態様から第９態様のいずれかに加えて、前記表示体は、互
いに隣接する２つの前記分割領域の間に前記表示体の厚さ方向に光が透過可能な透明部を
有する、画像表示装置を提供する。
第１０態様によれば、ユーザーに表示画像を視認させつつ、表示体のユーザーと反対側
の景色をユーザーに視認させることができる。

本開示の第１１態様は、第１態様から第９態様のいずれかに加えて、互いに隣接する２
つの前記分割領域の間に配置されたカメラと、前記カメラの後方に配置された遮光壁と、
をさらに備え、前記複数の前記分割領域は、前記カメラで撮像された画像を前記レンズに
よって前記表示画像として表示するための画像を表示する、画像表示装置を提供する。
第１１態様によれば、カメラで撮像された、画像表示装置の前方の画像を、表示画像と
して形成できる。

本開示の第１２態様は、２次元に配列された複数の発光エレメントを有し、前記複数の
発光エレメントが、それぞれ複数の前記発光エレメントからなる複数の分割領域に分割さ
れている表示体と、前記表示体の表面に近接し、かつそれぞれの前記分割領域に対応して
配置され、前記分割領域に表示された画像を実像又は虚像として結像させることによって
前記分割領域毎に表示画像を形成するレンズと、を備え、前記表示画像が形成される位置
が前記分割領域毎に前記表示体の厚さ方向において異なるように、前記分割領域毎に前記
レンズの焦点距離が異なる、又は前記分割領域毎に前記レンズと前記表示体との距離が異
なる画像表示装置を提供する。

第１２態様によれば、表示体の厚さ方向、すなわち、画像表示装置の前後方向の複数の
異なる位置で、表示画像を形成することができる。
また、第１２態様に係る画像表示装置では、表示体が複数の分割領域に分割されている
ため、表示体の大きさに比べて、分割領域の大きさは小さくなる。第１２態様に係る画像
表示装置では、レンズは各分割領域に対応して配置されているので、分割領域の大きさに
対応して、レンズの焦点距離を小さくすることができる。したがって、第１２態様によれ
ば、画像表示装置を小型化することができる。

以下、本開示の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明は
本開示の一例に関するものであり、本開示はこれらによって限定されるものではない。

＜第１実施形態＞
図１に示すように、第１実施形態に係る画像表示装置１０ａは、表示体１ａと、レンズ
２とを備えている。表示体１ａは、例えば、液晶ディスプレイ又は有機ＥＬディスプレイ
である。図２に示すように、表示体１ａは、２次元に配列された複数の発光エレメント３
を有する。本実施形態では、ｘ方向に８個、ｙ方向に８個の発光エレメント３が並んでお
り、合計６４個の発光エレメント３が配列されている。合計６４個の発光エレメント３の
配列によって基本領域Ａが構成される。基本領域Ａは、表示体１ａの画像を表示する表示
面の一部又は全体である。発光エレメント３は、表示体１ａの画素、カラー画素、又は同
一形状のカラー画素の集合体である。なお、添付の図面において、ｘｙ平面が表示体１ａ
の表示面と平行な平面であり、ｙ軸正方向が表示体１ａ又は画像表示装置１０ａの上方向
に相当する。また、ｚ軸はｘｙ平面に直交しており、ｚ軸方向は表示体１ａの厚み方向又
は画像表示装置１０ａの前後方向に相当する。ｚ軸正方向が、画像表示装置１０ａの前方
に相当する。

２次元に配列された複数の発光エレメント３、すなわち基本領域Ａは、複数の発光エレ
メント３からなる分割領域Ａ１１、分割領域Ａ１２、…、分割領域Ａ４４に分割されてい
る。各分割領域は、ｘ方向に２個、ｙ方向に２個の合計４個の発光エレメント３からなっ
ている。各分割領域を構成する発光エレメントの数は特に制限されない。基本領域Ａは、
ｘ方向に４個、ｙ方向に４個の合計１６個の分割領域に分割されている。基本領域Ａに含
まれる分割領域の数は、特に制限されない。

１６個の分割領域は、発光エレメント３の発光によりそれぞれ個別に画像を表示する。
表示体１ａは、複数の分割領域からそれぞれ構成された複数の分割領域グループを有する
。具体的に、表示体１ａは、分割領域グループＧｒ１、分割領域グループＧｒ２、分割領
域グループＧｒ３、及び分割領域グループＧｒ４を有する。分割領域グループＧｒ１は、
分割領域Ａ１１、分割領域Ａ１３、分割領域Ａ３１、及び分割領域Ａ３３から構成されて
いる。分割領域グループＧｒ２は、分割領域Ａ２１、分割領域Ａ２３、分割領域Ａ４１、
及び分割領域Ａ４３から構成されている。分割領域グループＧｒ３は、分割領域Ａ１２、
分割領域Ａ１４、分割領域Ａ３２、及び分割領域Ａ３４から構成されている。分割領域グ
ループＧｒ４は、分割領域Ａ２２、分割領域Ａ２４、分割領域Ａ４２、及び分割領域Ａ４
４から構成されている。

レンズ２は、表示体１ａの表面に近接し、分割領域に対応して配置されている。レンズ
２は、それぞれの分割領域グループＧｒ１、Ｇｒ２、Ｇｒ３、Ｇｒ４に対応して配置され
た第１の個別レンズ２ａ、第２の個別レンズ２ｂ、第３の個別レンズ（図示せず）、及び
第４の個別レンズ（図示省略）を含んでいる。第１の個別レンズ２ａは、分割領域グルー
プＧｒ１に属する、分割領域Ａ１１、分割領域Ａ１３、分割領域Ａ３１、及び分割領域Ａ
３３に対応して配置されている。第２の個別レンズ２ｂは、分割領域グループＧｒ２に属
する、分割領域Ａ２１、分割領域Ａ２３、分割領域Ａ４１、及び分割領域Ａ４３に対応し
て配置されている。第３の個別レンズは、分割領域グループＧｒ３に属する、分割領域Ａ
１２、分割領域Ａ１４、分割領域Ａ３２、及び分割領域Ａ３４に対応して配置されている
。第４の個別レンズは、分割領域グループＧｒ４に属する、分割領域Ａ２２、分割領域Ａ
２４、分割領域Ａ４２、及び分割領域Ａ４４に対応して配置されている。

第１の個別レンズ２ａ、第２の個別レンズ２ｂ、第３の個別レンズ及び第４の個別レン
ズは、それぞれ焦点距離が異なっている。第１の個別レンズ２ａ、第２の個別レンズ２ｂ
、第３の個別レンズ、及び第４の個別レンズの焦点距離は、それぞれ、ｆａ、ｆｂ、ｆｃ
、又はｆｄである。各個別レンズと表示体１ａとの距離がａとすると、第１の個別レンズ
２ａ、第２の個別レンズ２ｂ、第３の個別レンズ及び第４の個別レンズは、それぞれ、ｆ
ａ＜ａ、ｆｂ＞ａ、ｆｃ＞ａ、及びｆｄ＜ａの関係を満たしている。第１の個別レンズ２
ａは、第１の個別レンズ２ａが配置された分割領域、例えば、分割領域Ａ１１に表示され
た画像を、第１の個別レンズ２ａから、以下の（式１）で定まる距離ｂａ離れた位置に実
像として結像させる。第２の個別レンズ２ｂは、第２の個別レンズ２ｂが配置された分割
領域、例えば、分割領域Ａ２１に表示された画像を、第２の個別レンズ２ｂから、以下の
（式２）で定まる距離ｂｂ離れた位置に虚像として結像させる。第３の個別レンズは、第
３の個別レンズが配置された分割領域、例えば、分割領域Ａ１２に表示された画像を、第
３の個別レンズから、以下の（式３）で定まる距離ｂｃ離れた位置に虚像として結像させ
る。第４の個別レンズは、第４の個別レンズが配置された分割領域、例えば、分割領域Ａ
２２に表示された画像を、第４の個別レンズから、以下の（式４）で定まる距離ｂｄ離れ
た位置に実像として結像させる。
（式１）ｂａ＝ｆａ×ａ／(ａ−ｆａ)
（式２）ｂｂ＝ｆｂ×ａ／(ｆｂ−ａ)
（式３）ｂｃ＝ｆｃ×ａ／(ｆｃ−ａ)
（式４）ｂｄ＝ｆｄ×ａ／(ａ−ｆｄ)

分割領域グループＧｒ１に属する、分割領域Ａ１１、分割領域Ａ１３、分割領域Ａ３１
、及び分割領域Ａ３３に表示された画像はいずれも、第１の個別レンズ２ａによって、第
１の個別レンズ２ａから表示体１ａの前方にｂａだけ離れた位置で実像として結像する。
また、第１の個別レンズ２ａは、分割領域Ａ１１、分割領域Ａ１３、分割領域Ａ３１、及
び分割領域Ａ３３に表示された画像を同一像面上で重ねるように実像として結像させる。
すなわち、第１の個別レンズ２ａと、分割領域Ａ１１、分割領域Ａ１３、分割領域Ａ３１
、又は分割領域Ａ３３との相対的位置関係は、分割領域Ａ１１、分割領域Ａ１３、分割領
域Ａ３１、及び分割領域Ａ３３に表示された画像が第１の個別レンズ２ａによって同一像
面上で重なるように定められている。例えば、分割領域Ａ１１、分割領域Ａ１３、分割領
域Ａ３１、及び分割領域Ａ３３に表示される画像の位置が第１の個別レンズ２ａの中心軸
に対して調整されている。このようにして、第１の個別レンズ２ａは、表示画像Ｄａを形
成する。

同様に、第２の個別レンズ２ｂは、分割領域Ａ２１、分割領域Ａ２３、分割領域Ａ４１
、及び分割領域Ａ４３に表示された画像を、同一像面上で重ねるように虚像として結像さ
せることによって表示画像Ｄｂを形成する。第３の個別レンズは、分割領域Ａ１２、分割
領域Ａ１４、分割領域Ａ３２及び分割領域Ａ３４に表示された画像を、同一像面上で重ね
るように虚像として結像させることによって表示画像Ｄｃを形成する。第４の個別レンズ
は、分割領域Ａ２２、分割領域Ａ２４、分割領域Ａ４２及び分割領域Ａ４４に表示された
画像を、同一像面上で重ねるように実像として結像させることによって表示画像Ｄｄを形
成する。

上記の通り、同一の分割領域グループに属する複数の分割領域に表示された画像がレン
ズによって同一像面上に重ねられて表示画像が形成される。表示画像Ｄａ、Ｄｂ、Ｄｃ、
Ｄｄが形成される位置が分割領域グループＧｒ１、Ｇｒ２、Ｇｒ３、Ｇｒ４毎に表示体１
ａの厚さ方向（ｚ方向）において異なるように、分割領域グループＧｒ１、Ｇｒ２、Ｇｒ
３、Ｇｒ４毎に、第１の個別レンズ２ａ、第２の個別レンズ２ｂ、第３の個別レンズ及び
第４の個別レンズの焦点距離ｆａ、ｆｂ、ｆｃ、ｆｄが異なっている。このため、ユーザ
ー４に対して最前面から、表示画像がＤｄ、Ｄａ、Ｄｂ、及びＤｃの順番でｚ軸方向に並
んでいる。その結果、画像表示装置１０ａは、その前後方向の複数の異なる位置で、表示
画像を形成することができる。

第１の個別レンズ２ａによる結像は実像であるので、例えば、分割領域Ａ１１に表示さ
れた画像Ｉａは第１の個別レンズ２ａによって反転して結像する。一方、第２の個別レン
ズ２ｂによる結像は虚像であるので、例えば、分割領域Ａ２１に表示された画像Ｉｂは第
２の個別レンズ２ｂによって反転しないで結像する。このことを考慮して、表示体１ａに
おいて画像Ｉａは予め反転されている。他の分割領域についても、レンズ２による結像が
実像である場合には、予め反転させた画像が、表示体１ａに表示されている。図１に示す
例では、表示体１ａにおいて、画像Ｉｃは予め反転されており、画像Ｉｄは反転されてい
ない。図２において、発光エレメント３の中の符号が反転している分割領域では、反転さ
れた画像が表示されている。

図２及び図３を参照して、図２の表示体１ａにおける発光エレメント３の配置に至る思
考過程を説明する。図３（ａ）は、思考過程の起点となる基本領域Ａにおける発光エレメ
ント３の配置を示す。基本領域Ａは、例えば、ｙ軸負方向に８行（ａ―ｈ行）、ｘ軸正方
向に８列（１―８列）、の８×８の発光エレメント３のマトリクスとして構成されている
。例えば、図３（ａ）において、発光エレメント３のマトリクスの左上から４行目かつ６
列目に位置する発光エレメント３は符号ｄ６と表記されている。他の発光エレメント３に
ついても同様である。

基本領域Ａは、図３（ｂ）に示すように、中間領域Ａ１、中間領域Ａ２、中間領域Ａ３
、及び中間領域Ａ４の４つの領域に等分される。この際に、ｘ方向及びｙ方向ともに、一
つ飛びの発光エレメント３が同一の中間領域に集まるように配置変更される。

次に、図３（ｃ）に示すように、中間領域Ａ２及び中間領域Ａ３はそのままで、中間領
域Ａ１及び中間領域Ａ４に含まれる発光エレメント３の配置が、中間領域Ａ１又は中間領
域のＡ４の中心を軸として反転される。換言すると、中間領域Ａ１及び中間領域Ａ４に含
まれる発光エレメント３は、反転する前の中間領域Ａ１及び中間領域Ａ４をそれらの中心
を通りｘｙ平面に直交する軸を回転中心として１８０°回転させたように配置変更される
。この反転は、分割領域に表示される画像がレンズ２によって実像として結像される場合
の像の反転を考慮して行われる。

次に、図２に示すように、基本領域Ａは１６個の分割領域に等分される。この際に、中
間領域Ａ１に含まれる発光エレメント３は、ｘ方向及びｙ方向ともに１つ飛びの発光エレ
メント３が同一の分割領域に集まるように、分割領域Ａ１１、分割領域Ａ１３、分割領域
Ａ３１、及び分割領域Ａ３３に配置される。中間領域Ａ２に含まれる発光エレメント３は
、ｘ方向及びｙ方向ともに１つ飛びの発光エレメント３が同一の分割領域に集まるように
、分割領域Ａ２１、分割領域Ａ２３、分割領域Ａ４１、及び分割領域Ａ４３に配置される
。中間領域Ａ３に含まれる発光エレメント３は、ｘ方向及びｙ方向ともに１つ飛びの発光
エレメント３が同一の分割領域に集まるように、分割領域Ａ１２、分割領域Ａ１４、分割
領域Ａ３２、及び分割領域Ａ３４に配置される。中間領域Ａ４に含まれる発光エレメント
３は、ｘ方向及びｙ方向ともに１つ飛びの発光エレメント３が同一の分割領域に集まるよ
うに、分割領域Ａ２２、分割領域Ａ２４、分割領域Ａ４２、及び分割領域Ａ４４に配置さ
れる。一般化すると、基本領域Ａは、ｍｘ、ｍｙを自然数として、ｍｘ×ｍｙ個の発光エ
レメント３で構成される。さらに、ｎｘ、ｎｙをそれぞれｍｘ、ｍｙの約数として、基本
領域Ａはｎｘ×ｎｙ個の分割領域に等分される。図２の例ではｍｘ＝ｍｙ＝８、ｎｘ＝ｎ
ｙ＝４である。この際に、同一の分割領域グループに属する分割領域を、例えば、ｘ方向
にｍｘ／ｎｘ−１個飛び、ｙ方向にｍｙ／ｎｙ−１個飛びに配置する。なお、分割領域の
配置は必ずしもこの配置則に従う必要はない。そのうえで、発光エレメント３は、ｘ方向
にｎｙ−１個飛び、ｙ方向にｎｙ−１個飛びの発光エレメント３が同一の分割領域に集ま
るように、対応する分割領域に配置される。

上記の様にして、表示体１ａの発光エレメント３の配置が定まる。中間領域Ａ１に属す
る発光エレメント３は、分割領域グループＧｒ１に属する発光エレメント３と一致する。
中間領域Ａ２に属する発光エレメント３は、分割領域グループＧｒ２に属する発光エレメ
ント３と一致する。中間領域Ａ３に属する発光エレメント３は、分割領域グループＧｒ３
に属する発光エレメント３と一致する。中間領域Ａ４に属する発光エレメント３は、分割
領域グループＧｒ４に属する発光エレメント３と一致する。

分割領域グループＧｒ１に属する分割領域Ａ１１、分割領域Ａ１３、分割領域Ａ３１、
及び分割領域Ａ３３は、これらに表示された画像が互いに補間されて表示画像Ｄａが形成
されるように画像を表示する。例えば、分割領域Ａ１１、分割領域Ａ１３、分割領域Ａ３
１、及び分割領域Ａ３３は、表示画像Ｄａを離散的に間引いた画像を表示する。分割領域
Ａ１１、分割領域Ａ１３、分割領域Ａ３１、及び分割領域Ａ３３に表示されたそれぞれの
画像の画質は粗い。しかし、各分割領域に表示された画像が互いに補間されることによっ
て、高精細な画質の表示画像Ｄａが得られる。具体的に、例えば、表示画像Ｄａにおいて
、分割領域Ａ１１の隣り合う発光エレメント３による像の間に、他の分割領域Ａ１３等の
発光エレメント３の像が割り込むようにして表示画像Ｄａが形成される。他の分割領域グ
ループに属する分割領域に表示された画像も同様にお互いに補間されて表示画像が形成さ
れる。

発光エレメント３を点光源と考え、横軸を像高方向（ｙ方向又はｘ方向）の位置、縦軸
を光強度とする。この場合、特定の分割領域、例えば、分割領域Ａ１１に属する発光エレ
メント３の表示画像における結像は、図４（ａ）の実線矢印Ｉａ１、Ｉａ２、Ｉａ３、Ｉ
ａ４のように表せる。また、他の分割領域、例えば、分割領域Ａ１３、Ａ３１、Ａ３３に
属する発光エレメント３の表示画像における結像は、図４（ｂ）の破線矢印Ｉｃ１、Ｉｃ
２、Ｉｃ３、Ｉｃ４のように表せる。図４（ｂ）に示すように、実線矢印Ｉａ１、Ｉａ２
、Ｉａ３、Ｉａ４の間は、破線矢印Ｉｃ１、Ｉｃ２、Ｉｃ３によって補間される。破線矢
印Ｉｃ１、Ｉｃ２、Ｉｃ３は、実線矢印Ｉａ１、Ｉａ２、Ｉａ３、Ｉａ４の中間又は等分
位置に配置されてもよい。また、実線矢印Ｉａ１、Ｉａ２、Ｉａ３、Ｉａ４の中間又は等
分位置からずれていてもよい。破線矢印Ｉｃ１、Ｉｃ２、Ｉｃ３の位置が実線矢印Ｉａ１
、Ｉａ２、Ｉａ３、Ｉａ４の中間又は等分位置からずれている場合、表示画像Ｄａが周期
的模様であるときにモアレパターンの発生が抑制される。

実際には、発光エレメント３はある程度の大きさを有し、レンズ２の収差も存在するの
で、特定の分割領域に属する発光エレメント３による結像は、図４（ｃ）の実線曲線Ｉａ
５、Ｉａ６、Ｉａ７、Ｉａ８のように表される。また、他の分割領域に属する発光エレメ
ント３の表示画像における結像は、図４（ｄ）の破線曲線Ｉｃ５、Ｉｃ６、Ｉｃ７、Ｉｃ
８のように表される。図４（ｄ）に示すように、実線曲線Ｉａ５、Ｉａ６、Ｉａ７、Ｉａ
８の間は、破線曲線Ｉｃ５、Ｉｃ６、Ｉｃ７によって補間されている。これにより、高精
細な画質の表示画像を形成できる。例えば、像点のスポットサイズが、Ｉｃ５とＩｃ６と
の間隔である補間間隔に比べて小さい場合、分割領域に表示された画像から表示画像への
補間による解像度の回復を有効に実現できる。この場合、例えば、最大光強度の８割に相
当する光強度が得られるスポットの径が補間間隔より小さくてもよい。また、最大光強度
の８割に相当する光強度が得られるスポットの径が補間間隔より大きい場合でも、モアレ
パターンの発生が抑制される。

表示体１ａの画素は、実際には金属マスクによって区切られているうえ、Ｒ、Ｇ、Ｂ等
の単一の発光画素の面積はカラー画素の面積の１／３以下になる。そのため、画素の間を
１つ以上の画素によって補間しても解像度の回復を有効に実現できる。

図５を参照して、分割領域に表示された画像の位置と個別レンズの位置との調整の一例
について説明する。図５（ａ）は、光軸（ｚ軸）に沿った、第１の個別レンズ２ａと、第
１の個別レンズ２ａに対応する分割領域Ａ１１に表示された画像Ｉａと、表示画像Ｄａと
の位置関係を模式的に示している。第１の個別レンズ２ａと画像Ｉａとの距離をａ、第１
の個別レンズ２ａと表示画像Ｄａとの距離をｂａとする。第１の個別レンズ２ａと画像Ｉ
ａとの相対的位置関係は、レンズ公式から、画像Ｉａの中心Ｉａｃ、第１の個別レンズ２
ａの中心２ａｃ、及び表示画像Ｄａの中心Ｄａｃが一直線上に並ぶように定められている
。

図５（ｂ）は、画像Ｉａ側から光軸に沿って見た、分割領域Ａ１１に表示された画像Ｉ
ａと、分割領域Ａ３１に表示された画像Ｉｃ、分割領域Ａ１３に表示された画像Ｋａ、及
び分割領域Ａ３３に表示された画像Ｋｃと、第１の個別レンズ２ａと、表示画像Ｄａとの
位置関係を模式的に示している。画像Ｉａ及び画像Ｋｃと、第１の個別レンズ２ａと、表
示画像Ｄａとを、光軸に沿って画像Ｉａ及び画像Ｋｃ側から見たとき、第１の個別レンズ
２ａは、画像Ｉａの中心Ｉａｃ、第１の個別レンズ２ａの中心２ａｃ、表示画像Ｄａの中
心Ｄａｃ、第１の個別レンズ２ａの中心２ａｃ、画像Ｋｃの中心Ｋｃｃが直線Ｌ１上に並
ぶように配置されている。また、画像Ｋａ及び画像Ｉｃと、第１の個別レンズ２ａと、表
示画像Ｄａとを、光軸に沿って画像Ｋａ及び画像Ｉｃ側から見たとき、第１の個別レンズ
２ａは、画像Ｋａの中心Ｋａｃ、第１の個別レンズ２ａの中心２ａｃ、表示画像Ｄａの中
心Ｄａｃ、第１の個別レンズ２ａの中心２ａｃ、画像Ｉｃの中心Ｉｃｃが直線Ｌ２上に並
ぶように配置されている。

上下方向（ｙ方向）において、第１の個別レンズ２ａの中心２ａｃと表示画像Ｄａの中
心Ｄａｃとの距離をｈ２、画像Ｉａの中心Ｉａｃと表示画像Ｄａの中心Ｄａｃとの距離を
ｈ１とすると、以下の（式５）の関係が成立する。画像Ｉｃ、画像Ｋａ、及び画像Ｋｃに
ついても同様である。
（式５） ｈ１／ｈ２＝（ｂａ＋ａ）／ｂａ

図５（ｂ）に示すように、個別レンズの中心と分割領域に表示された画像の中心をずら
して個別レンズと分割領域との相対的位置を調整することにより、分割領域に表示された
画像による結像の位置を自由に調整できる。これにより、複数の分割領域に表示された画
像を同一像面上で重ねて結像させ、単一の表示画像を形成することができる。

上記の様にして形成された表示画像Ｄａ、Ｄｂ、Ｄｃ、Ｄｄは、ユーザー４の目４Ｒ、
４Ｌから見て実際にその位置に結像している画像であり、単眼で見る場合でも（１）水晶
体の焦点調節の条件を満足し、両眼で見る場合はさらに（２）両眼の視差、（３）両眼の
輻輳の条件も満たしている。このため、遠近差が水晶体の焦点調節で行われるので自然に
感じられ、両眼で見る場合でもピントの位置と両眼の視差が交差する位置が一致するので
、ユーザー４への視覚負担が少ない。また、レンズ２の焦点距離は、分割領域のサイズに
対応して小さくできるので、表示体１ａ及びレンズ２を含めた画像表示装置１０ａの全体
を薄く、かつ小さくできる。

第１の個別レンズ２ａ、第２の個別レンズ２ｂ、第３の個別レンズ、及び第４の個別レ
ンズは、表示画像Ｄａ、Ｄｂ、Ｄｃ、及びＤｄが、表示体１ａの厚さ方向、すなわちｚ方
向又はユーザー４の視線方向に平行移動して互いに重なるように、配置することができる
。図１に示す例では、具体的に、ユーザー４から近い順に表示画像Ｄｄ、表示画像Ｄａ、
表示画像Ｄｂ、表示画像Ｄｃが、ユーザー４側から見て、ｘ方向及びｙ方向で重なり合う
ように並んでいる。本実施形態では、表示画像Ｄｄ、表示画像Ｄａ、表示画像Ｄｂ、及び
表示画像Ｄｃのそれぞれの中心がこれらをｚ軸に沿って平行移動したときに互いに重なる
ものとする。

ユーザー４の目の焦点が特定の表示画像に合っているとき、他の表示画像は暈けて気に
ならない。しかし、表示画像同士の距離がユーザー４と表示画像との距離に比べて小さい
ときは、後方の表示画像が前方の表示画像越しに透けて見える可能性がある。このため、
表示画像Ｄａ、Ｄｂ、Ｄｃ、及びＤｄをｚ方向に平行移動して重ねたときに重なり合う部
分における発光エレメントの発光状態が互いに関連づけられていてもよい。具体的には、
表示画像Ｄｄを形成する発光エレメントｄ４、ｄ６、ｆ４、ｆ６がユーザー４に視認可能
に点灯している場合、その後方の表示画像Ｄａの発光エレメントｃ３、ｃ５、ｅ３、ｅ５
はユーザー４が視認できないように消灯していてもよい。このようにすると、ユーザー４
からみて、前方の表示画像越しに後方の表示画像が透けて見えるということがなくなる。
同様に、表示画像Ｄｂにおける対応する発光エレメントｄ３、ｄ５、ｆ３、ｆ５及び表示
画像Ｄｃにおける対応する発光エレメントｃ４、ｃ６、ｅ４、ｅ６も消灯していてもよい
。すなわち、その重なり合う部分に対応する発光エレメント３のうち、前方の表示画像を
形成するための発光エレメント３が点灯している場合、後方の表示画像を形成するための
発光エレメント３は消灯していてもよい。

図２に示した発光エレメント３の配置からは、複数の発光エレメント３の結像同士の前
後の位置関係は直接的には分からない。しかし、図３（ａ）における発光エレメント３の
配置をみれば、例えば、発光エレメントｄ６の結像のｚ方向に真後ろで結像する発光エレ
メントｃ５、ｄ５、ｃ６が発光エレメントｄ６に隣接していることが分かる。上記の通り
、図３（ａ）における発光エレメント３の配置から所定のルールの下で図２における発光
エレメント３の配置へ至っているので、このルールを逆にたどることで、特定の発光エレ
メント３の結像のｚ軸方向に真後ろで結像する発光エレメント３を容易に特定できる。従
って、図３（ａ）の配置で発光エレメント３の点滅比較を行い、前方で結像する発光エレ
メント３が点灯する場合、真後ろで結像する発光エレメントを消灯するように発光エレメ
ント３の発光を制御してもよい。これにより、前方の表示画像が後方の表示画像によって
視認しづらくなることが防止される。

上記の通り、表示画像Ｄｄと表示画像Ｄａとはｚ方向に互いに離れている。表示画像Ｄ
ｄを形成する発光エレメントｄ４、ｄ６、ｆ４、ｆ６の、光軸（ｚ軸）に沿った光強度分
布は、図１に示す曲線Ｔｄのように表される。すなわち、表示画像Ｄｄが結像される位置
で輝点の強度が最大となる。一方、表示画像Ｄａを形成する発光エレメントｃ３、ｃ５、
ｅ３、ｅ５の光軸（ｚ軸）に沿った光強度分布は、図１に示す曲線Ｔａのように表される
。すなわち、表示画像Ｄａが結像される位置で輝点の強度が最大となる。そこで、これら
の発光エレメントをともに点灯又は点滅させ、その発光量を調整すれば、図１に示す曲線
Ｔａｄのように輝点強度のピークは表示画像Ｄａと表示画像Ｄｄとの中間位置にシフトす
る。すなわち、結像位置において前後関係にある発光エレメント３の発光量を調整するこ
とによって、表示画像の結像位置を光軸に沿って連続的に変化させることができる。

図２に示すように、表示体１ａは、分割領域Ａ１１、分割領域Ａ１３、分割領域Ａ３１
、及び分割領域Ａ３３を一部として含む基本領域Ａを有する。換言すると、基本領域Ａは
、表示画像Ｄａを形成するための全ての分割領域を含んでいる。表示画像Ｄａの横倍率は
、表示体１ａとレンズ２との距離をＲａ、表示画像Ｄａとレンズ２との距離をＲｂとする
と、Ｒｂ／Ｒａと表される。本実施形態において、Ｒｂ／Ｒａは、表示画像Ｄａの面積が
基本領域Ａの面積と略同一であるように定められている。具体的に、Ｒｂ／Ｒａ＝４の関
係が満たされている。一般化すると、基本領域Ａから分割領域への分割の指数ｎ（＝ｎｘ
＝ｎｙ）に対し、Ｒｂ／Ｒａ＝ｎの関係を満たすように、Ｒｂ／Ｒａが定められている。

基本領域Ａと同一の構成を有する基本領域Ｅを基本領域Ａに隣接するように配置し、基
本領域Ｅに含まれる複数の分割領域に対応するように基本領域Ａと同様にしてレンズ２を
配置する。この場合、基本領域Ｅに含まれる複数の分割領域に表示された画像がレンズ２
によって、表示画像Ｄａを含む平面と同一の平面で表示画像Ｅａとして結像される。しか
も、この表示画像Ｅａは、表示画像Ｄａに連続した像として形成される。例えば、表示体
１ａを大画面化し、これを基本領域Ａと同一の構成を有する複数の基本領域に区切ったう
えで、それぞれの基本領域に含まれる複数の分割領域に表示された画像をレンズ２によっ
て結像させることにより表示画像を接合できる。これにより、画像表示装置１０ａは、大
画面に対応した表示画像を形成できる。

＜変形例＞
本実施形態は、様々な観点から変更することができる。表示体１ａにおける発光エレメ
ント３の配置は、例えば、図６に示すように変更されてもよい。すなわち、偶数列目の分
割領域は、奇数列目の分割領域に対しｙ方向にずらして配置されていてもよい。また、各
列の分割領域がｘ方向にずらして配置されていてもよい。また、分割領域の形状は、方形
状以外の長方形状、略三角形状、略六角形状等の多角形状、又は略円形状であってもよい
。

表示画像Ｄａ、Ｄｂ、Ｄｃ、Ｄｄが形成される位置が分割領域グループＧｒ１、Ｇｒ２
、Ｇｒ３、Ｇｒ４毎に表示体１ａの厚さ方向（ｚ方向）において異なるように、分割領域
グループ毎に、第１の個別レンズ２ａ、第２の個別レンズ２ｂ、第３の個別レンズ及び第
４の個別レンズと表示体１ａとの距離が異なっていてもよい。この場合、第１の個別レン
ズ２ａ、第２の個別レンズ２ｂ、第３の個別レンズ及び第４の個別レンズの焦点距離は同
一であってもよいし、異なっていてもよい。

ユーザー４側から見て、表示画像Ｄｃ、表示画像Ｄａ、表示画像Ｄｂ、及び表示画像Ｄ
ｄがｘ方向又はｙ方向で重なり合う限り、表示画像Ｄｃ、表示画像Ｄａ、表示画像Ｄｂ、
及び表示画像Ｄｄのそれぞれの中心が、これらをｚ軸方向に平行移動したときにｘ方向又
はｙ方向にずれていてもよい。この場合、特定の発光エレメント３による結像のｚ方向に
真後ろで結像する発光エレメント３は、上記の発光エレメントの配置のルールに加えて、
前方の表示画像と後方の表示画像のｘ方向又はｙ方向のずれ量を考慮することによって特
定すればよい。

表示画像を構成する画像を表示する分割領域を表示体に分散して配置し、分割領域に表
示された画像をレンズの集光作用によって合成して表示画像を形成する限り、中間領域へ
の分割方法、又は分割領域への分割方法は、上記の方法に限られない。また、中間領域又
は分割領域の配置方法も上記の方法に限られない。また、分割領域に表示された画像が表
示画像を離散的に間引いた画像でなくてもよい。このとき、間引きのない同じ画像を各分
割領域に表示し、これをレンズの集光作用によって合成して表示画像を形成することにな
る。この場合、光学的な補間効果はないが、ユーザー４側から見て一部の分割領域からの
表示画像がレンズ鏡筒等に遮られて隠れて見えても、他の分割領域からの表示画像が見え
るので、安定した画角を確保できる。

レンズ２は、単レンズであってもよいが、実際のレンズの設計では、レンズの無収差化
及び色消しが行われてもよい。そこで、レンズ２は、高屈折高分散材料と低屈折低分散材
料を組み合わせた組レンズ、又は非球面レンズであってもよい。高屈折高分散材料として
は、例えば、Ｓｃｈｏｔｔ製光学ガラスＳＦ１１が挙げられ、低屈折低分散材料としては
、例えば、Ｓｃｈｏｔｔ製光学ガラスＢＫ７が挙げられる。レンズ２は、一部に回折レン
ズが使用されていてもよい。この場合、例えば、低屈折率、かつ高分散の回折構造付き基
材を、高屈折率、かつ低分散の透明材料で埋めてもよい。これにより、回折効率の光波長
依存性を低減し、かつ高い回折効率を維持することができる。また、ｘ方向及びｙ方向に
おけるレンズと隣接するレンズとの隙間が小さいほど光の利用効率が高まるので、レンズ
２は、金型で一体成形したアレイ形状を有してもよい。

表示体１ａの画素は、例えば、半導体プロセスを適用することによって高い精度で配置
されている。レンズ２を作成するのに金型を使用する場合、個別レンズの位置をサブミク
ロンの精度で管理できる。そこで、個別レンズの位置を所定の位置に対してずらしてレン
ズを設計し作製する。さらに、表示体１ａとレンズアレイとして作製されたレンズ２を位
置調整した後、画素の位置を一画素ごとに電気的にずらす操作によって、分割領域に表示
された画像とレンズとの位置調整を簡単に行える。

本実施形態の別の変形例に係る表示体１ａｈは、色が異なる複数のカラーフィルターを
有し、分割領域には同一色のカラーフィルターが配置されている。具体的に、表示体１ａ
ｈは、図７（ａ）に示すように、発光層１２、透明電極層１３、接着層１４、カラーフィ
ルター１５ａ、カラーフィルター１５ｂ、及び保護基板１６が積層された構造を有してい
る。カラーフィルター１５ａとカラーフィルター１５ｂとはそれぞれ異なる色のカラーフ
ィルターである。

表示体１ａｈは、例えば、有機ＥＬディスプレイである。発光層１２には、図２の発光
エレメント３の１行目の配置に対応して、ｘ方向に沿って、発光エレメントｇ７、発光エ
レメントｇ３、…、発光エレメントａ８が含まれている。このうち、発光エレメントｇ７
、ｇ３が分割領域Ａ１１を構成し、発光エレメントａ２、ａ６が分割領域Ａ１２を構成し
、発光エレメントｇ５、ｇ１が分割領域Ａ１３を構成し、発光エレメントａ４、ａ８が分
割領域Ａ１４を構成している。分割領域Ａ１１には同一色のカラーフィルター１５ａが配
置され、分割領域Ａ１２には別の色のカラーフィルター１５ｂが配置されている。

従来の表示体１ａｗでは、例えば、図７（ｂ）に示すように、発光エレメントに相当す
る画素毎に異なる色のカラーフィルター１５ａ、１５ｂが交互に配列されている。高精細
化に伴って画素の幅ｗに相当するフィルターの幅が短くなっており、フィルターの幅が数
μｍである表示体も存在する。この場合、例えば、発光エレメントａ５から発光する光の
うち、保護基板１６の表面に対して垂直に発光した光１７ａは、カラーフィルター１５ａ
、例えば、緑色のカラーフィルターを透過して所定色の光、例えば緑色光として取出され
る。しかし、保護基板１６の表面に対して傾いて発光エレメントａ５から発光した光１７
ｂは、カラーフィルター１５ａに隣接する、カラーフィルター１５ｂ、例えば、青色のカ
ラーフィルターを透過する。このため、発光エレメントａ５から発光した光の一部が吸収
されて減衰する。同様の現象が別の発光エレメントでも生じる。この発光エレメントから
発光した光の減衰は、カラーフィルター１５ａ、１５ｂと発光エレメントの光源との距離
に対する画素の幅の比率が小さいほど、大きくなる。このため、従来の表示体１ａｗは、
発光エレメントから発光された光の取出し効率が低い。

これに対し、表示体１ａｈでは、複数の発光エレメントからなる分割領域に同一色のカ
ラーフィルター１５ａが配置されている。分割領域に同一色のカラーフィルターを配置で
きるのは、本実施形態で説明した発光エレメント３の配置方法により、同色の発光エレメ
ントを同一の分割領域に集めることができるからである。このため、例えば、発光エレメ
ントｇ５から保護基板１６の表面に対して傾いて発光した光１７ｂもカラーフィルター１
５ａ、例えば、緑色のカラーフィルターを透過して所定の色の光、例えば、緑色光として
取出される。他の発光エレメントについても同様に保護基板１６の表面に対して傾いて発
光した光が所定の色の光として取出される。従って、変形例に係る表示体１ａｈは、発光
エレメント３から発光された光の取出し効率が向上している。

さらに別の変形例に係る表示体１ａｉは、保護基板１６を有している。さらに、本変形
例に係る画像表示装置は、凸面レンズ１８ａを備える。保護基板１６は、図８（ａ）に示
すように、表示体１ａｉの最前面に配置された透明な基板である。保護基板１６は、例え
ば、ガラス基板である。また、凸面レンズ１８ａは、分割領域毎に保護基板に密着して配
置されている。表示体１ａｉは、例えば、有機ＥＬディスプレイであり、カラーフィルタ
ーが１５ａ、１５ｂが省略されている点を除き、表示体１ａｈと同様の構造を有している
。凸面レンズ１８ａは、保護基板１６の表面に垂直な平面に沿った断面の輪郭が円弧状で
あるレンズである。凸面レンズ１８ａは、分割領域Ａ１１、分割領域Ａ１２、分割領域Ａ
１３、及び分割領域Ａ１４毎に配置されている。凸面レンズ１８ａの屈折率は、保護基板
１６の屈折率と同等である。

表示体１ａｉと比較する表示体１ａｘは、図９（ａ）に示すように、発光エレメント３
の配置が本実施形態の発光エレメント３の配置の思考過程の起点に相当する図３（ａ）の
配置である点を除き、表示体１ａｉと同様の構造を有している。保護基板１６の厚さは０
．７ｍｍ程度である。例えば、発光層１２の画素に相当する発光エレメントａ５から発光
する光のうち、保護基板１６の表面に垂直に近い角度で発光する成分１７ｃは、保護基板
１６の表面を透過して表示体１ａｘの外部に、光１７ｄとして取り出せる。しかし、保護
基板１６の表面に対して臨界角を超えて傾いて発光する成分１７ｅは、保護基板１６の表
面で全反射し、光１７ｆとなるので、表示体１ａｘの外部に取り出されない。

このため、図９（ｂ）に示すように、保護基板１６の表面に発光エレメント３と略同一
の直径の凸レンズ１８ｂを設けて、図９（ａ）で全反射していた発光エレメントａ５から
の光の成分１７ｅを、光１７ｇとして表示体１ａｘの外部に取り出すことが考えられる。
ここで、凸レンズ１８ｂの屈折率は、保護基板１６の屈折率と略同一である。この場合、
発光エレメントａ５から発光し凸レンズ１８ｂに入射する光１７ｅは取出せるが、保護基
板１６の厚みによっては、発光エレメントａ５の位置と凸レンズ１８ｂの位置との整合が
取れなくなるおそれがある。このため、図９（ｂ）に示すように、凸レンズ１８ｂによっ
て取り出せる光１７ｇは破線で示すように発光位置が奥まって見え、発光エレメントａ５
の画像が暈けてしまう。

そこで、図９（ｃ）に示すように、発光エレメントの位置と凸レンズの位置との整合を
とるために、接着層１４を厚くし、凸レンズ１８ｂを接着層１４に埋め込む構成が考えら
れる。しかし、接着層１４の屈折率と凸レンズ１８ｂの屈折率との差を大きくしようとし
ても、屈折率差を約０．２以上にすることは困難であるので、凸レンズ１８ｂによる屈折
効果は小さい。このため、発光エレメントａ５から発光され凸レンズ１８ｂに入射する光
１７ｅは、破線で示す、凸レンズ１８ｂが存在しない場合の光の進路に対し、実線で示す
ようにわずかに屈折するが、保護基板１６の表面では全反射し、光１７となる。その結果
、光１７ｅは表示体１ａｘの外部に取り出されない。

表示体１ａｉは、本実施形態で説明した発光エレメント３の配置過程に従って発光エレ
メント３が配置されている。このため、凸面レンズ１８ａの直径を分割領域の大きさに合
せることができる。すなわち、凸面レンズ１８ａは、分割領域毎に保護基板１６の表面に
密着して配置される。このため、例えば、分割領域Ａ１１における発光エレメントｇ７、
ｇ３から発光した光１７ａの多くを、凸面レンズ１８ａを通過させて表示体１ａｉの外部
へ取出すことができる。取出された光１７ｂは、本実施形態で説明したように、レンズ２
によって、他の分割領域における発光エレメントによる像を補間するように進む。なお、
凸面レンズ１８ａとレンズ２とは、一体的に構成されていてもよい。

図８（ｂ）に示す表示体１ａｊのように、発光エレメント３を分割領域の中心に寄せて
配置したうえで、新たに生じた隙間に透明電極１３の電気抵抗を下げるための金属グリッ
ド配線１９を設けてもよい。これにより、発光エレメントが分割領域の中心に寄るので、
発光エレメント３から発光される光の取出し効率をさらに向上させることができる。

＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態に係る画像表示装置１０ｂについて説明する。特に説明する場合を
除き、第２実施形態は第１実施形態と同様に構成される。第１実施形態と同一又は対応す
る第２実施形態の構成要素には、第１実施形態と同一の符号を付し、詳細な説明を省略す
ることがある。第１実施形態に関する説明及びその変形例は、技術的に矛盾しない限り、
本実施形態にも適用されうる。また、第２実施形態に関する変形例は、技術的に矛盾しな
い限り、第１実施形態にも適用されうる。

図１０に示すように、画像表示装置１０ｂは、表示体１ｂと、レンズ２とを備えている
。画像表示装置１０ｂにおいて、表示体１ｂの発光エレメント３の配置が表示体１ａの発
光エレメント３の配置と異なる。具体的に、表示体１ｂの発光エレメント３は、図１１に
示すように配置されている。すなわち、基本領域Ａにおいて、全ての分割領域の発光エレ
メント３が反転していない。

表示体１ｂにおける発光エレメント３の配置に至る思考過程について図３及び図１１を
参照して説明する。まず、図３（ａ）の起点となる基本領域Ａが、第１実施形態と同じ要
領で中間領域Ａ１、中間領域Ａ２、中間領域Ａ３、及び中間領域Ａ４の４つの領域に等分
される。次に、図１１に示すように、基本領域Ａは１６個の分割領域に等分される。この
際に、中間領域Ａ１に含まれる発光エレメント３は、ｘ方向及びｙ方向ともに１つ飛びの
発光エレメント３が同一の分割領域に集まるように、分割領域Ａ１１、分割領域Ａ１３、
分割領域Ａ３１、及び分割領域Ａ３３に配置される。中間領域Ａ２に含まれる発光エレメ
ント３は、ｘ方向及びｙ方向ともに１つ飛びの発光エレメント３が同一の分割領域に集ま
るように、分割領域Ａ２１、分割領域Ａ２３、分割領域Ａ４１、及び分割領域Ａ４３に配
置される。中間領域Ａ３に含まれる発光エレメント３は、ｘ方向及びｙ方向ともに１つ飛
びの発光エレメント３が同一の分割領域に集まるように、分割領域Ａ１２、分割領域Ａ１
４、分割領域Ａ３２、及び分割領域Ａ３４に配置される。中間領域Ａ４に含まれる発光エ
レメント３は、ｘ方向及びｙ方向ともに１つ飛びの発光エレメント３が同一の分割領域に
集まるように、分割領域Ａ２２、分割領域Ａ２４、分割領域Ａ４２、及び分割領域Ａ４４
に配置される。一般化すると、基本領域Ａは、ｍｘ、ｍｙを自然数として、ｍｘ×ｍｙ個
の発光エレメント３で構成される。さらに、ｎｘ、ｎｙをそれぞれｍｘ、ｍｙの約数とし
て、基本領域Ａはｎｘ×ｎｙ個の分割領域に等分される。図１１の例ではｍｘ＝ｍｙ＝８
、ｎｘ＝ｎｙ＝４である。この際に、同一の分割領域グループに属する分割領域を、例え
ば、ｘ方向にｍｘ／ｎｘ−１個飛び、ｙ方向にｍｙ／ｎｙ−１個飛びに配置する。なお、
分割領域の配置は必ずしもこの配置則に従う必要はない。そのうえで、発光エレメント３
は、ｘ方向にｎｙ−１個飛び、ｙ方向にｎｙ−１個飛びの発光エレメント３が同一の分割
領域に集まるように、対応する分割領域に配置される。このようにして、表示体１ｂの発
光エレメント３の配置が定まる。

画像表示装置１０ｂは、第１の個別レンズ２ａに代えて第５の個別レンズ２ｅが、第４
の個別レンズに代えて第６の個別レンズ（図示せず）が用いられている点で、画像表示装
置１０ａと異なる。表示体１ｂの表面から個別レンズまでの距離がａであるとすると、第
５の個別レンズ２ｅ及び第６の個別レンズの焦点距離はｆｅ、ｆｆは、ｆｅ＞ａ、ｆｆ＞
ａの関係を満たす。第５の個別レンズ２ｅは、第５の個別レンズ２ｅに対応する分割領域
、例えば、分割領域Ａ１１に表示された画像を、第５の個別レンズ２ｅから、以下の（式
６）で定まる距離ｂｅ離れた位置に虚像として結像させる。第６の個別レンズは、第６の
個別レンズに対応する分割領域、例えば、分割領域Ａ２２に表示された画像を、第６の個
別レンズから、以下の（式７）で定まる距離ｂｆ離れた位置に虚像として結像させる。
（式６）ｂｅ＝ｆｅ×ａ／(ｆｅ−ａ)
（式７）ｂｆ＝ｆｆ×ａ／(ｆｆ−ａ)

第５の個別レンズ２ｅは、分割領域Ａ１１、分割領域Ａ１３、分割領域Ａ３１、及び分
割領域Ａ３３に表示された画像を、同一像面上に虚像として結像させ、これらを重ねるこ
とによって表示画像Ｄｅを形成する。なお、表示画像Ｄｅは、図１０に示すように、表示
画像Ｄｂよりも表示体１ｂの厚さ方向において後方に位置している。第５の個別レンズ２
ｅは、ユーザー４から見て、表示画像Ｄｅを表示体１ｂの厚さ方向に平行移動させると表
示画像Ｄｂと重なるように配置されている。表示画像Ｄｅは、ユーザー４から見て、表示
画像Ｄｂとｘ方向及びｙ方向において重なっている。

第６の個別レンズは、分割領域Ａ１２、分割領域Ａ１４、分割領域Ａ３２、及び分割領
域Ａ３４に表示された画像を、同一像面上に虚像として結像させ、これらを重ねることに
よって表示画像Ｄｆを形成する。第６の個別レンズは、ユーザー４から見て、表示画像Ｄ
ｆを表示体１ｂの厚さ方向に平行移動させると表示画像Ｄｅ及び表示画像Ｄｂと重なるよ
うに配置されている。

分割領域Ａ１１に表示された画像Ｉｅは、反転せず、虚像として結像する。分割領域Ａ
１１、分割領域Ａ１３、分割領域Ａ３１、及び分割領域Ａ３３のそれぞれに表示された画
像の位置は第５の個別レンズ２ｅの中心軸に対して調整されている。これにより、表示画
像Ｄｅにおいて、分割領域Ａ１１の隣り合う発光エレメント３による像の間に、他の分割
領域Ａ１３等の発光エレメント３による像が割り込むようにして表示画像Ｄｅが形成され
る。分割領域Ａ１１、分割領域Ａ１３、分割領域Ａ３１、及び分割領域Ａ３３のそれぞれ
に表示される画像は、例えば、表示画像Ｄｅを離散的に間引いた画像である。このため、
分割領域Ａ１１、分割領域Ａ１３、分割領域Ａ３１、及び分割領域Ａ３３のそれぞれに表
示される画像は粗い。しかし、これらが補間されるように表示画像Ｄｅが形成されるので
、画像表示装置１０ｂは、高精細な画像を表示できる。

表示画像Ｄｅは、第１実施形態と同様に、ユーザー４の目４Ｒ、４Ｌから見て実際にそ
の位置に結像している画像であり、単眼で見る場合でも（１）水晶体の焦点調節の条件を
満足し、両眼で見る場合ではさらに（２）両眼の視差、（３）両眼の輻輳の条件も満たし
ている。このため、遠近差が水晶体の焦点調節で行われるので自然に感じられ、両眼で見
る場合でもピントの位置と両眼の視差が交差する位置が一致するので、ユーザー４への視
覚負担が少ない。

図１２を参照して、分割領域に表示された画像の位置と個別レンズの位置との調整の一
例について説明する。図１２（ａ）は、光軸（ｚ軸）に沿った、第５の個別レンズ２ｅと
、第５の個別レンズ２ｅに対応する分割領域Ａ１１に表示された画像Ｉｅと、表示画像Ｄ
ｅとの位置関係を模式的に示している。第５の個別レンズ２ｅと画像Ｉｅとの距離をａ、
第５の個別レンズ２ｅと表示画像Ｄｅとの距離をｂｅとすると、第５の個別レンズ２ｅと
画像Ｉｅとの相対的位置関係は、レンズ公式から、第５の個別レンズの中心２ｅｃ、画像
Ｉｅの中心Ｉｅｃ、及び表示画像Ｄｅの中心Ｄｅｃは一直線上に並ぶように定められてい
る。

図１２（ｂ）は、第５の個別レンズ２ｅ側から光軸に沿ってみた、第５の個別レンズ２
ｅと、分割領域Ａ１１に表示された画像Ｉｅ、分割領域Ａ３１に表示された画像Ｉｆ、分
割領域Ａ１３に表示された画像Ｋｅ、及び分割領域Ａ３３に表示された画像Ｋｆと、表示
画像Ｄｅとの位置関係を模式的に示している。第５の個別レンズ２ｅと、画像Ｉｅ及び画
像Ｋｆと、表示画像Ｄｅとを第５の個別レンズ２ｅ側から光軸に沿って見たとき、第５の
個別レンズ２ｅは、第５の個別レンズ２ｅの中心２ｅｃ、画像Ｉｅの中心Ｉｅｃ、表示画
像Ｄｅの中心Ｄｅｃ、画像Ｋｆの中心Ｋｆｃ、第５の個別レンズ２ｅの中心２ｅｃが直線
Ｌ１上に並ぶように配置されている。また、第５の個別レンズ２ｅと、画像Ｋｅ及び画像
Ｉｆと、表示画像Ｄｅとを第５の個別レンズ２ｅ側から光軸に沿って見たとき、第５の個
別レンズ２ｅは、第５の個別レンズ２ｅの中心２ｅｃ、画像Ｋｅの中心Ｋｅｃ、表示画像
Ｄｅの中心Ｄｅｃ、画像Ｉｆの中心Ｉｆｃ、第５の個別レンズ２ｅの中心２ｅｃが直線Ｌ
２上に並ぶように、配置されている。

上下方向（ｙ方向）において、画像Ｉｅの中心Ｉｅｃと表示画像Ｄｅの中心Ｄｅｃとの
距離をｈ１と、第５の個別レンズ２ｅの中心２ｅｃと表示画像Ｄｅの中心Ｄｅｃとの距離
をｈ２とすると、以下の（式８）の関係が成立する。画像Ｉｆ、画像Ｋｅ、及び画像Ｋｆ
についても同様である。
（式８）ｈ２／ｈ１＝ｂｅ／（ｂｅ−ａ）

図１２（ｂ）に示すように、個別レンズの中心と分割領域に表示された画像の中心をず
らして個別レンズと分割領域との相対的位置を調整することにより、分割領域に表示され
た画像による結像の位置を自由に調整できる。これにより、複数の分割領域に表示された
画像を同一像面上で重ねて結像させ、単一の表示画像を形成することができる。

＜変形例＞
本実施形態は、様々な観点から変更が可能である。表示体１ｂは、図１３に示す、変形
例に係る表示体１ｂｈのように構成されていてもよい。表示体１ｂｈは、分割領域に表示
された画像とレンズ２との間に形成され、透明電極６ａで挟まれた液晶層６ｂを備えてい
る。透明電極６ａは、各分割領域に独立して電圧を印加できるように構成されている。（
式６）等に示すように、レンズ２と虚像の形成される位置との距離、例えば、ｂｅは距離
ａの関数である。距離ａが焦点距離、例えば、ｆｅに近接した値をとる場合、距離ａのわ
ずかな変化で虚像の形成される位置は大きく変動する。表示体１ａｈの透明電極６ａに電
圧を印加して液晶層６ｂの屈折率を変化させることによって距離ａの光学長を変化させる
ことができる。これにより、レンズ２によって形成される虚像の位置を変化させることが
できる。また、表示体１ｂｈの液晶層６ｂの代わりに、又はこれととともに、レンズの位
置を光軸方向に移動させる圧電素子などのアクチュエータを備えていてもよい。これらに
より、レンズ２によって形成される虚像の位置を変化させることができる。

表示体１ｂは、図１４に示す、別の変形例に係る表示体１ｂｉのように発光エレメント
３が配置されていてもよい。本変形例に係る発光エレメント３の配置に至る思考過程につ
いて、図３及び図１４を参照して説明する。図３（ａ）の起点となる基本領域Ａから中間
領域Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４への分割は本実施形態と同様に行われる。基本領域Ａを４×
４個の分割領域に等分する際に、中間領域Ａ１に含まれる発光エレメント３は、ｘ方向及
びｙ方向ともに１つ飛びの発光エレメント３が同一の分割領域に集まるように、分割領域
Ａ１１、分割領域Ａ１２、分割領域Ａ２１、及び分割領域Ａ２２に配置される。中間領域
Ａ２に含まれる発光エレメント３は、ｘ方向及びｙ方向ともに１つ飛びの発光エレメント
３が同一の分割領域に集まるように、分割領域Ａ３１、分割領域Ａ３２、分割領域Ａ４１
、及び分割領域Ａ４２に配置される。中間領域Ａ３に含まれる発光エレメント３は、ｘ方
向及びｙ方向ともに１つ飛びの発光エレメント３が同一の分割領域に集まるように、分割
領域Ａ１３、分割領域Ａ１４、分割領域Ａ２３、及び分割領域Ａ２４に配置される。中間
領域Ａ４に含まれる発光エレメント３は、ｘ方向及びｙ方向ともに１つ飛びの発光エレメ
ント３が同一の分割領域に集まるように、分割領域Ａ３３、分割領域Ａ３４、分割領域Ａ
４３、及び分割領域Ａ４４に配置される。このようにして、図１４に示す、本変形例に係
る表示体１ｂｉの発光エレメント３の配置に至る。

本変形例において、分割領域グループＧｒ１は、分割領域Ａ１１、分割領域Ａ１２、分
割領域Ａ２１、及び分割領域Ａ２２から構成されている。分割領域グループＧｒ２は、分
割領域Ａ３１、分割領域Ａ３２、分割領域Ａ４１、及び分割領域Ａ４２から構成されてい
る。分割領域グループＧｒ３は、分割領域Ａ１３、分割領域Ａ１４、分割領域Ａ２３、及
び分割領域Ａ２４から構成されている。分割領域グループＧｒ４は、分割領域Ａ３３、分
割領域Ａ３４、分割領域Ａ４３、及び分割領域Ａ４４から構成されている。すなわち、同
一の分割領域グループに属する分割領域が隣接している。

第５の個別レンズ２ｅ、第２の個別レンズ２ｂ、第３の個別レンズ、及び第６の個別レ
ンズは、それぞれ、分割領域グループＧｒ１に属する分割領域、分割領域グループＧｒ２
に属する分割領域、分割領域グループＧｒ３に属する分割領域、及び分割領域グループＧ
ｒ４に属する分割領域に対応して配置されている。本変形例によれば、本実施形態と同様
に、表示画像を形成することができる。

この他、表示画像を構成する画像を表示する分割領域を表示体に分散させて配置し、分
割領域に表示された画像をレンズの集光作用によって合成して表示画像を形成する構成で
あれば、中間領域又は分割領域への分割方法、発光エレメントの配置方法としては、本実
施形態の方法に限られず、他の方法を使用することもできる。

同一の分割領域グループに属する分割領域に対応して配置される個別レンズは、図１４
に示す分割領域の配置に対応するように隣接していてもよい。この場合、分割領域に表示
される画像とレンズとの位置関係を変えることによって、虚像の位置を自由に調整できる
。

また、図１５に示すように、一部の分割領域がｘ方向に１つ飛びで配置され、他の分割
領域がｘ方向に２つ飛びで配置されたうえで、分割領域に対応するように第５の個別レン
ズ２ｅが配置されていてもよい。この場合、第５の個別レンズ２ｅと、画像Ｋｅと、表示
画像Ｄｅとを第５の個別レンズ２ｅ側から光軸に沿って見たときに、第５の個別レンズ２
ｅは、第５の個別レンズ２ｅの中心２ｅｃ、画像Ｋｅの中心Ｋｅｃ、表示画像Ｄｅの中心
Ｄｅｃが直線Ｌ３上に並ぶように、配置されている。

＜第３実施形態＞
次に、第３実施形態に係る画像表示装置１０ｃを説明する。画像表示装置１０ｃは、特
に説明する場合を除き第２実施形態の画像表示装置１０ｂと同様に構成される。図１６に
示すように、本実施形態に係る表示体１ｃは、分割領域の間に表示体１ｃの厚さ方向に光
が透過可能な透明部５を有する。分割領域Ａ２１、分割領域Ａ２３、分割領域Ａ４１、及
び分割領域Ａ４３に対応して、第２の個別レンズ２ｂが配置されている。しかし、その他
の分割領域に対して個別レンズは配置されていない。また、表示体１ｃは、例えば、透過
型の透明ディスプレイであり、図１７に示すように、分割領域Ａ２１、分割領域Ａ２３、
分割領域Ａ４１、及び分割領域Ａ４３において発光体として機能するが、それ以外の領域
では、透明である。

本実施形態では、分割領域Ａ２１、分割領域Ａ２３、分割領域Ａ４１、及び分割領域Ａ
４３及び第２の個別レンズ２ｂによって表示画像Ｄｂを形成できる。また、透明部５を介
して表示体１ｃの背景、すなわち、表示体のユーザーと反対側の景色を、ユーザーに視認
させることができる。分割領域Ａ２１、分割領域Ａ２３、分割領域Ａ４１、及び分割領域
Ａ４３を発光させても、基本領域の面積の３／４に相当する部分が透明なので、表示体１
ｃの背景、すなわち、表示体１ｃのユーザーと反対側の景色をユーザーに視認させること
ができる。また、発光可能な分割領域の面積と透明部の面積との比を調整することにより
、表示画像と表示体の背景の光量の比を調整できる。その結果、周囲の景色を見ながら映
像又は文字情報等を重ねて表示できる等、眼鏡型の画像表示装置を構成できる。

表示体１ｃによって眼鏡型画像表示装置を構成する場合、遠近両用メガネのように、結
像距離の遠い分割領域を眼鏡の上側に、結像位置の近い分割領域を眼鏡の下側に配置する
のが望ましい。特に、表示体１ｃによって両眼鏡型画像表示装置を構成する場合、結像距
離の遠い分割領域を眼鏡の外側に、結像距離の近い分割領域を内側に配置してもよい。こ
れにより、ピントと両眼の輻輳のミスマッチを低減できる。

＜第４実施形態＞
次に、第４実施形態に係る画像表示装置１０ｄを説明する。画像表示装置１０ｄは、特
に説明する場合を除き、第２実施形態の画像表示装置１０ｂと同様に構成される。図１８
に示すように、画像表示装置１０ｄは、カメラ７と、遮光壁９とを備えている。カメラ７
は、分割領域の間に配置されている。遮光壁９は、カメラ７の後方に配置されている。

図１９に示すように、表示体１ｄは、分割領域Ａ１１、分割領域Ａ１３、分割領域Ａ３
１、及び分割領域Ａ３３に相当する部分に対して第５の個別レンズ２ｅが配置されておら
ず、その他の分割領域に対応して第２の個別レンズ２ｂ等が配置されている。表示体１ｄ
は、例えば、透過型の透明ディスプレイであり、分割領域Ａ１１、分割領域Ａ１３、分割
領域Ａ３１、及び分割領域Ａ３３に相当する部分は透明である。しかし、その他の分割領
域は発光体として機能する。その他の分割領域には発光効率を高めるため、表示体１ｄの
裏面に反射層６が形成されている。

分割領域Ａ１１、分割領域Ａ１３、分割領域Ａ３１、及び分割領域Ａ３３に相当する部
分のいずれかにおいて、表示体１ｄの後方にカメラ７が配置されている。カメラ７は、表
示体１ｄ越しの景色、例えば、表示体１ｄの前方にいる人物を撮影する。人の目４Ｒ、４
Ｌは、遮光壁９による暗室効果によりカメラ７の存在を認識できない。例えば、分割領域
Ａ２１、分割領域Ａ２３、分割領域Ａ４１、及び分割領域Ａ４３は、カメラ７で撮影され
た画像を第２の個別レンズ２ｂによって表示画像Ｄｂとして表示するための画像を、表示
する。

人の目４Ｒ、４Ｌは、カメラ７の存在に気付かず、表示画像Ｄｂに対して焦点を合わせ
るので、人の視線は正面を向き、かつ遠くを見る状態、すなわち黒目が内側に寄らない状
態になる。従って、人が鏡を見るときによく似た状況を再現できる。さらに、表示体の厚
さ方向に異なる複数の位置で表示画像を形成できるので、表示画像の位置を簡単に切り替
えることもできる。

＜第５実施形態＞
次に、第５実施形態に係る画像表示装置１０ｅを説明する。図２０に示すように、画像
表示装置１０ｅは、表示体１ｅと、第１のレンズ２ｍ、第２のレンズ２ｎ、第３のレンズ
（図示せず）、及び第４のレンズ（図示せず）とを備えている。表示体１ｅは、図２１に
示すように、８×８個の発光エレメント３からなる基本領域Ａが、図３（ｂ）に示す中間
領域Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４の配置に対応するように、それぞれ４×４個の発光エレメン
ト３からなる分割領域Ｂ１、分割領域Ｂ２、分割領域Ｂ３、及び分割領域Ｂ４に分割され
ている。

第１のレンズ２ｍ、第２のレンズ２ｎ、第３のレンズ、及び第４のレンズは、表示体１
ｅの表面に近接して配置されている。また、第１のレンズ２ｍ、第２のレンズ２ｎ、第３
のレンズ、及び第４のレンズは、それぞれ、分割領域Ｂ１、分割領域Ｂ２、分割領域Ｂ３
、又は分割領域Ｂ４に対応して配置されている。第１のレンズ２ｍ、第２のレンズ２ｎ、
第３のレンズ、及び第４のレンズは、分割領域Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４に表示された画像
を虚像又は実像として結像させることによって分割領域Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４毎に表示
画像を形成する。例えば、画像表示装置１０ｅは、分割領域Ｂ１に表示された画像Ｉｍを
第１のレンズ２ｍによって虚像として結像させて表示画像Ｄｍを形成する。画像表示装置
１０ｅは、分割領域Ｂ２に表示された画像Ｉｎを第２のレンズ２ｎによって虚像として結
像させて表示画像Ｄｎを形成する。

表示画像が形成される位置が分割領域毎に表示体１ｅの厚さ方向において異なるように
、分割領域Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４毎に、第１のレンズ２ｍ、第２のレンズ２ｎ、第３の
レンズ、及び第４のレンズの焦点距離が異なっている。例えば、第１のレンズ２ｍによっ
て表示画像Ｄｍが、第２のレンズ２ｎによって表示画像Ｄｎがそれぞれ形成される。これ
により、表示体１ｅの厚さ方向に異なる位置に複数の表示画像を形成できる。第１のレン
ズ２ｍ及び第２のレンズ２ｎは、表示画像Ｄｍ及び表示画像Ｄｎを表示体１ｅの厚さ方向
に平行移動したときにこれらの表示画像Ｄｍ及び表示画像Ｄｎが互いに重なるように配置
されていてもよい。なお、表示画像が形成される位置が分割領域毎に表示体１ｅの厚さ方
向において異なるように、分割領域Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４毎に、第１のレンズ２ｍ、第
２のレンズ２ｎ、第３のレンズ、及び第４のレンズと表示体１ｅとの距離が異なっていて
もよい。
本開示の一態様に係る画像表示装置では、表示体が複数の分割領域に分割されているた
め、表示体の大きさに比べて、分割領域の大きさは小さくなる。本開示の一態様に係る画
像表示装置では、レンズは各分割領域に対応して配置されているので、分割領域の大きさ
に対応して、レンズの焦点距離を小さくすることができる。したがって、本開示の一態様
によれば、画像表示装置を小型化することができる。

本開示の画像表示装置は、例えば、液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、または
眼鏡型画像表示装置として有用である。

１ａ、１ａｈ、１ａｉ、１ａｊ、１ａｘ、１ａｗ、１ｂ、１ｂｈ、１ｂｉ、１ｃ、１ｄ
、１ｅ 表示体
２ レンズ
２ａ、２ｂ、２ｅ 個別レンズ
２ｍ 第１のレンズ
２ｎ 第２のレンズ
３ 発光エレメント
５ 透明部
７ カメラ
９ 遮光壁
１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅ 画像表示装置
１５ａ、１５ｂ カラーフィルター
１６ 保護基板
１８ａ 凸面レンズ

Claims (12)

1. ２次元に配列された複数の発光エレメントを有し、前記複数の発光エレメントが、それ
   ぞれ複数の前記発光エレメントからなる分割領域に分割されている表示体と、
   前記表示体の表面に近接し、かつ前記分割領域に対応して配置され、複数の前記分割領
   域の各々に表示された画像を同一像面上で重ねるように実像又は虚像として結像させるこ
   とによって表示画像を形成するレンズと、を備えた画像表示装置。
2. 前記複数の前記分割領域は、それぞれの前記分割領域に表示された画像が互いに補間さ
   れて前記表示画像が形成されるように画像を表示する、請求項１に記載の画像表示装置。
3. 前記複数の前記分割領域は、それぞれ、前記表示画像の一部を間引いた画像を表示する
   、請求項２に記載の画像表示装置。
4. 前記表示体は、複数の前記分割領域からそれぞれ構成された複数の分割領域グループで
   あって、同一の前記分割領域グループに属する複数の前記分割領域に表示された画像が前
   記レンズによって同一像面上に重ねられて前記表示画像が形成される、複数の分割領域グ
   ループを有し、
   前記レンズは、それぞれの前記分割領域グループに対応して配置された複数の個別レン
   ズを有し、
   前記表示画像が形成される位置が前記分割領域グループ毎に前記表示体の厚さ方向にお
   いて異なるように、前記分割領域グループ毎に前記個別レンズの焦点距離が異なる、又は
   、前記分割領域グループ毎に前記個別レンズと前記表示体との距離が異なる、請求項１か
   ら３のいずれか１項に記載の画像表示装置。
5. 前記個別レンズは、前記分割領域グループ毎に前記個別レンズによって形成される複数
   の前記表示画像が前記表示体の厚さ方向に移動して互いに重なるように配置され、
   前記複数の前記表示画像を前記表示体の厚さ方向に移動して互いに重ねたときに重なり
   合う部分に対応する前記発光エレメントの発光状態が互いに関連付けられている、請求項
   ４に記載の画像表示装置。
6. 前記表示体は前記複数の前記分割領域を一部に含む基本領域を有し、
   前記表示体と前記レンズとの距離をＲａ、前記表示画像と前記レンズとの距離をＲｂと
   したときに、Ｒｂ／Ｒａは、前記表示画像の面積が前記基本領域の面積と略同一となるよ
   うに、定められている、請求項１から５のいずれか１項に記載の画像表示装置。
7. 前記表示体は、前記分割領域に表示された画像と前記レンズとの間に形成され、電圧が
   印加されることによって屈折率が変化する液晶層を有する、請求項１から６のいずれか１
   項に記載の画像表示装置。
8. 前記表示体は、色が異なる複数のカラーフィルターを有し、
   前記分割領域には同一色のカラーフィルターが配置されている、請求項１から７のいず
   れか１項に記載の画像表示装置。
9. 前記表示体は、前記表示体の最前面に配置された透明な保護基板を有し、
   前記分割領域毎に前記保護基板に接して配置された凸面レンズをさらに備えた、請求項
   １から８のいずれか１項に記載の画像表示装置。
10. 前記表示体は、互いに隣接する２つの前記分割領域の間に、前記表示体の厚さ方向に光
    が透過可能な透明部を有する、請求項１から９のいずれか１項に記載の画像表示装置。
11. 互いに隣接する２つの前記分割領域の間に配置されたカメラと、
    前記カメラの後方に配置された遮光壁と、をさらに備え、
    前記複数の前記分割領域は、前記カメラで撮像された画像を前記レンズによって前記表
    示画像として表示するための画像を表示する、請求項１から９のいずれか１項に記載の画
    像表示装置。
12. ２次元に配列された複数の発光エレメントを有し、前記複数の発光エレメントが、それ
    ぞれ複数の前記発光エレメントからなる複数の分割領域に分割されている表示体と、
    前記表示体の表面に近接し、かつそれぞれの前記分割領域に対応して配置され、前記分
    割領域に表示された画像を実像又は虚像として結像させることによって前記分割領域毎に
    表示画像を形成するレンズと、を備え、
    前記表示画像が形成される位置が前記分割領域毎に前記表示体の厚さ方向において異な
    るように、前記分割領域毎に前記レンズの焦点距離が異なる、又は前記分割領域毎に前記
    レンズと前記表示体との距離が異なる、画像表示装置。

Images