JP3671911B2 - 表示装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は像を表示する表示装置に関し、より詳しくは、個別に表示した像を重ねて提供する表示装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年の多くの機器は表示装置を備えており、性質の異なる像を提供するために2つの表示装置を備える機器もある。例えば、デジタルカメラでは、カメラの設定状態等の情報を表示するための表示装置と、撮影した画像を表示する表示装置を備えて、後者をファインダとして利用し得るようにしている。
【0003】
情報を文字や記号で表す表示装置は、あまり高い解像度が必要でなく画素数が少ないから、電力消費は少ない。一方、画像を表示する表示装置は、高い解像度が要求されるため画素数が多く、電力消費も多い。この点を考慮すると、用途に応じた個別の表示装置を備える機器は、各表示装置のオン/オフを使用者が必要に応じて切り替えることができて、無駄な電力消費が抑えられるという大きな利点を有する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、用途に応じた個別の表示装置を備える従来の機器では、各表示装置を異なる部位に配置しているため、それらの配置場所を確保するに足るだけの大きさが必要であり、小型化の要請に応えることが難しい。敢えて機器の小型化を図ろうとすると、個々の表示装置を小さくせざるを得ず、表示の見易さが犠牲になる。
【0005】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたもので、性質の異なる複数の像を見易い大きさで提供し、しかも配設に必要な面積の小さい表示装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の表示装置は、第1の像を表示する第1の表示手段と、第2の像を表示する第2の表示手段とを備え、第2の表示手段が第1の表示手段からの光を透過させることにより、第1の像と第2の像を重なり合って観察される位置に提供し、第1の表示手段が第1の像を表示する表示面を有し、第2の表示手段が、第1の表示手段の表示面外に位置して第2の像を表示する表示部と、第1の表示手段の表示面上に位置して表示部が表示する第2の像の虚像を形成する虚像形成部とを有し、観察距離にかかわらず鮮明に観察される第1の像と、所定の観察距離からのみ鮮明に観察される第2の像を提供するものとする。
【0007】
この表示装置は第1の像と第2の像を提供するが、これらの像は、観察者から見て、互いに重なり合う位置に提供される。第1の表示手段と第2の表示手段の少なくとも一部は重なり合っており、その分、第1の表示手段と第2の表示手段とを独立に配置するよりも、配置に必要な面積が小さくなる。第1、第2の表示手段を同時に表示するように制御すれば、第1の像と第2の像が重なって観察され、第1、第2の表示手段を排他的に表示するように制御すれば、一時に第1の像と第2の像の一方のみが観察されることになる。
【0009】
第2の表示手段は虚像を提供するものであり、その実像を表示する表示部は第1の表示手段の表示面外に位置するものの、虚像と同じ大きさを有する必要はない。したがって、表示装置全体の大きさを第1の表示部の表示面よりも少し大きい程度とすることができる。また、第1の像は実像であって観察距離にかかわらず鮮明に観察されるが、第2の像は虚像であって所定の観察距離からのみ鮮明に観察されるから、第1、第2の表示手段の双方に像を表示させるときでも、観察者が所定の観察距離を超えて大きく離れた位置から観察すれば、第2の像は大きくぼけるため第1の像の妨げとはならず、第1の像のみを鮮明に観察することができる。
【0010】
ここで、第2の表示手段が表示部からの光を全反射させて虚像形成部に導く透明で板状の導光部を有し、第2の表示手段の虚像形成部が導光部の端部に設けられたホログラム光学素子である構成とするとよい。
【0011】
導光部は透明であるため第1の像の観察の妨げとはならず、また、全反射により表示部からの光を虚像形成部に導くものであるから、薄くすることができる。虚像形成部もホログラム光学素子であるから、第1の像の光を透過させることが可能であり、第1の像の観察の妨げとはならない。また、その作製も容易である。
【0012】
観察者までの距離が所定範囲内にあるときに限って、第1の表示手段が第1の像を表示するようにしてもよい。
【0013】
第1の表示手段が表示する第1の像は観察距離に関わらず鮮明に観察することができるため、第2の表示手段に第2の像を表示させるときに、第1の表示手段に第1の像を表示させると、第2の像の観察が難しくなることがある。しかし、このように第1の像を表示する距離範囲に制限を設けると、観察者が第2の像を観察しようとするときに、第1の像を表示させないようにすることが可能になり、第2の像の観察が難しくなるという不都合を回避することができる。
【0014】
また、第1の表示手段が第1の像を表示し第2の表示手段が第2の像を表示しない状態と、第1の表示手段が第1の像を表示せず第2の表示手段が第2の像を表示する状態とを、観察者までの距離に応じて切り替えるようにしてもよい。
【0015】
このようにすると、第1の像により第2の像の観察が難しくなることと、第2の像により第1の像の観察が難しくなることの双方を、確実に防止することができる。さらに、観察者が観察しようとしていない像を表示することによる無駄な電力消費も避けられる。
本発明ではまた、画像を撮影するデジタルカメラに、上記のいずれかの表示装置を備え、当該デジタルカメラの状態に関する情報を表示装置の第1の表示手段によって表示し、撮影時のプレビュー画像あるいは撮影した画像を表示装置の第2の表示手段によって表示するようにする。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。第1の実施形態である表示装置1の構成を図1に模式的に示す。表示装置1は、第1の表示部10および第2の表示部20を備える。第1の表示部10は、透過型の液晶表示器(LCD)11およびそのバックライト光源12より成り、LCD11に第1の像を表示して、その実像を提供する。
【0017】
第2の表示部20は、表示ユニット21、導光板22、回折光学素子23、および保護板24より成る。表示ユニット21は、LCD11の外部に配置されており、第2の像を表示して、その像を表す光を射出し、導光板22にその端面より入射させる。導光板22は板状であり、LCD11に対向してLCD11に略平行に配置されている。導光板22は透明なガラスより成り、端面より入射した表示ユニット21からの光を、表裏両面で全反射することによって回折光学素子23に導く。導光板22の表示ユニット21から遠い方の端面は、表示ユニット21から遠くなるほどLCD11から離れるように傾斜している。
【0018】
回折光学素子23は導光板22の傾斜した端面に設けられており、ホログラム露光によって作製されたホログラム素子である。回折光学素子23は、導光板22によって導かれた光を回折させて、導光板22に対して略垂直な方向に反射するとともに、反射光が第2の像の拡大された虚像を表すようにする。保護板24は導光板22と同じガラスで作製されており、回折光学素子23を間に挟んで導光板22に連続している。
【0019】
第2の表示部20の断面を図2に模式的に示す。表示ユニット21は小型の透過型LCD25、発光ダイオード(LED)26、およびコンデンサレンズ27より成る。LCD25は第2の像を表示し、LED26はLCD25のバックライト光源として機能する。コンデンサレンズ27はLED26が発する光を平行光としてLCD25に導く。
【0020】
導光板22の表示ユニット21側の端部は表示ユニット21に近づくほど厚さが増す楔状であり、この端部および回折光学素子23が設けられている他方の傾斜した端部を除き、導光板22は平行平板である。保護板24も回折光学素子23に接する部分を除き、導光板22と同じ厚さの平行平板である。図には現れていないが、保護板24は導光板22の側方にも存在し、導光板22の両側面も保護板24に接している。導光板22と保護板24は一体化しており、第1の表示部10のLCD11全体を覆う大きさを有している。前述のように導光板22と保護板24は同じ材料で作製されており、したがって、LCD11からの光は両者の接合面で屈折することなく直進する。
【0021】
観察者は第2の表示部20の導光板22側から表示装置1を見る。表示装置1は、LCD11に表示される第1の像を導光板22、回折光学素子23および保護板24を通して観察者に提供するとともに、回折光学素子23が形成する第2の像の虚像を提供する。第1の表示部10と第2の表示部20の双方が像を表示するときは、観察者は互いに重なった第1の像と第2の像を観察することになり、第1の表示部10と第2の表示部20の一方のみが像を表示するときは、観察者は第1の像と第2の像のいずれか一方を観察することになる。
【0022】
ただし、第2の表示部20の回折光学素子23が形成する第2の像の虚像は、回折光学素子23から所定距離の位置のみで鮮明に観察することが可能であり、その距離から大きく離れたときは、第2の像の虚像は大きくぼけて、像としてはほとんど観察することができない。一方、第1の表示部10がLCD11上に表示する第1の像は実像であり、LCD11からの距離にかかわらず鮮明に観察することが可能である。つまり、観察者の眼が回折光学素子23から所定の距離範囲に位置するときのみに第1の像と第2の像を鮮明に観察することが可能であり、観察者の眼が回折光学素子23から大きく離れているときは、第2の像はぼけて、第1の像のみを鮮明に観察することが可能である。
【0023】
このような構成の表示装置1は、性質の異なる第1の像と第2の像を提供することが可能でありながら、第2の表示部20の大部分が第1の表示部10に重なっているため、配置に要する面積が小さい。したがって、携帯電話機、PDA等の携帯式の機器をはじめ、小型であることが要求される種々の機器に適する。
【0024】
以下、表示装置1の一利用形態である第2の実施形態のデジタルカメラについて説明する。本実施形態のデジタルカメラ3の回路構成および外観を、それぞれ図3および図4に模式的に示す。図4において、(a)は斜め前方から見た斜視図、(b)は斜め後方から見た斜視図である。
【0025】
デジタルカメラ3は、撮像部31、操作部32、制御部33および記録部34を備えている。撮像部31は、撮影レンズ31aおよび光電変換を行う撮像素子(不図示)を含んでおり、撮影レンズ31aによって撮影対象からの光を撮像素子上に結像させることにより、撮影対象の画像を撮影する。操作部32は、撮影した画像の記録を指示するレリーズボタン32a等、使用者によって操作されるいくつかの操作部材を含んでおり、使用者の操作を制御部33に伝達する。
【0026】
制御部33は、撮像部31の撮像素子の出力信号を処理して撮影された画像を表す画像データを生成するとともに、デジタルカメラ3全体の動作を制御する。記録部34は、記録媒体挿入口34aに挿入される着脱可能な記録媒体(不図示)に、生成された画像データを記録する。
【0027】
デジタルカメラ3は、このほか、第1の表示部10と第2の表示部20から成る表示装置1、2つの表示制御部35、36、および接眼検出部37を備える。一方の表示制御部35は、第1の表示部10のLCD11の表示およびバックライト光源12の点灯を制御し、他方の表示制御部36は、第2の表示部20のLCD25の表示およびLED26の点灯を制御する。表示制御部35、36による第1、第2の表示部10、20の制御は、制御部33からの指示に応じて行われる。接眼検出部37は、赤外光を発し、使用者の顔面によって反射された赤外光を検出することにより、使用者の眼が第2の表示部20から所定の距離範囲内に存在することを検出する。
【0028】
デジタルカメラ3では、カメラの状態に関する情報を第1の表示部10に表示し、撮影時のプレビュー画像あるいは撮影した画像を第2の表示部20に表示する。したがって、第2の表示部20はファインダとして機能する。これらの表示は、接眼検出部37による検出結果、つまり、撮影した画像を使用者が観察しようとしているか否かに基づいて制御される。
【0029】
表示の制御について図5のフローチャートを参照して説明する。まず、接眼検出部37の出力に基づいて、使用者の眼が第2の表示部20から所定の距離範囲内にあるか否かを判定する(ステップ#2)。使用者の眼が所定の距離範囲内にあるときは、第1の表示部10をオフにするとともに(ステップ#4)、第2の表示部20をオンにする(ステップ#6)。具体的には、LCD11に第1の像を表示させず、バックライト光源12も点灯しない。また、LCD25に第2の像を表示させ、LED26を点灯させる。これにより、撮影した画像のみが表示されることになり、使用者は画像を鮮明に観察することができる。
【0030】
使用者の眼が所定の距離範囲内にないときは、第1の表示部10をオンにするとともに(ステップ#8)、第2の表示部20をオフにする(ステップ#10)。具体的には、LCD11に第1の像を表示させ、バックライト光源12を点灯する。また、LCD25に第2の像を表示させず、LED26も点灯させない。これにより、情報のみが表示されることになり、使用者が観察しようとしない画像の表示のために電力を無駄に消費することが避けられる。LCD11に実像として表示される情報は、どの距離からでも鮮明に観察することが可能である。
【0031】
第1の表示部10および第2の表示部20に表示する画像の例を、それぞれ図6の(a)および(b)に模式的に示す。この例では、第1の表示部10に表示する情報(a)には、記録媒体に記録可能な画像数を示す数値、撮影対象が暗ければフラッシュを自動発光させることを示す記号、および、セルフタイマ撮影を行うことを示す記号が含まれているが、第1の表示部10に表示する情報は、これらに限られるものではなく、撮影モードや電池の状態等、カメラの機能あるいは状態に関する表示であればよい。また、第2の表示部20による画像(b)は、回折光学素子23の縁内に小さく表示されているが、使用者は眼を近づけて観察するため、実際には視野内で所定の大きさを占めているように見える。なお、図6においては、第2の表示部20の回折光学素子23の縁を示しているが、実際にはこの縁は観察されない。
【0032】
図5に示した制御では、撮影者の眼までの距離に応じて、第1の表示部10と第2の表示部20を排他的に動作させるようにしているが、使用者の眼が所定距離範囲外にあるときにも、第2の表示部20による表示を行うようにしてもよい。使用者の眼が第2の表示部20から大きく離れているときは、第2の表示部20が提供する第2の像の虚像は大きくぼけて、第1の表示部10が提供する第1の像の観察の妨げにならないからである。また、使用者の眼が所定距離範囲内にあるときに、第1の表示部10のバックライト光源12のみを消灯し、LCD11の表示を行うようにすることもできる。ただし、無駄な電力消費を避けるためには、図5を参照して説明したように、第1の表示部10と第2の表示部20を排他的に動作させるのが好ましい。
【0033】
【発明の効果】
第1の像を表示する第1の表示手段と、第2の像を表示する第2の表示手段とを備え、第2の表示手段が第1の表示手段からの光を透過させることにより、第1の像と第2の像を重なり合って観察される位置に提供し、第1の表示手段が第1の像を表示する表示面を有し、第2の表示手段が、第1の表示手段の表示面外に位置して第2の像を表示する表示部と、第1の表示手段の表示面上に位置して表示部が表示する第2の像の虚像を形成する虚像形成部とを有し、観察距離にかかわらず鮮明に観察される第1の像と、所定の観察距離からのみ鮮明に観察される第2の像を提供する本発明の表示装置では、第1の表示手段と第2の表示手段の少なくとも一部が重なり合っているため、第1の表示手段と第2の表示手段とを独立に配置するよりも、配置に必要な面積が小さくて済む。したがって、小型でありながら、見易い大きさの像を提供することができる。
【0034】
しかも、表示装置全体を第1の表示部の表示面よりも少し大きい程度とすることができて、小型化が容易である。また、第1、第2の表示手段の双方に同時に像を表示させるようにしても、観察者が所定の観察距離を超えて大きく離れた位置から観察すれば、第1の像のみを鮮明に観察することができる。
【0035】
ここで、第2の表示手段が表示部からの光を全反射させて虚像形成部に導く透明で板状の導光部を有し、第2の表示手段の虚像形成部が導光部の端部に設けられたホログラム光学素子である構成とすると、第2の表示手段が第1の像の観察の妨げとならない上、表示装置全体を薄型とすることができる。また、虚像形成部も簡素な構成であり、容易に作製することができる。
【0036】
観察者までの距離が所定範囲内にあるときに限って、第1の表示手段が第1の像を表示するようにすると、第1の表示手段が表示する第1の像が第2の像の観察の妨げになるのを確実に避けることができる。
【0037】
また、第1の表示手段が第1の像を表示し第2の表示手段が第2の像を表示しない状態と、第1の表示手段が第1の像を表示せず第2の表示手段が第2の像を表示する状態とを、観察者までの距離に応じて切り替えるようにすると、第1の像により第2の像の観察が難しくなることと、第2の像により第1の像の観察が難しくなることの双方を、確実に防止することができる。さらに、観察者が観察しようとしていない像を表示することによる無駄な電力消費も避けられる。
さらに、本発明の表示装置を備え、当該デジタルカメラの状態に関する情報を表示装置の第1の表示手段によって表示し、撮影時のプレビュー画像あるいは撮影した画像を表示装置の第2の表示手段によって表示するようにしたデジタルカメラでは、小型でありながら、情報や画像を見易い態様で提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1の実施形態の表示装置の構成を模式的に示す図。
【図2】 上記表示装置の第2の表示部の断面を模式的に示す図。
【図3】 上記表示装置を備える本発明の第2の実施形態のデジタルカメラの回路構成を模式的に示すブロック図。
【図4】 上記デジタルカメラの外観を模式的に示す斜視図。
【図5】 上記デジタルカメラにおける表示の制御の流れを示すフローチャート。
【図6】 上記デジタルカメラが表示する第1、第2の像の例を模式的に示す図。
【符号の説明】
1 表示装置
10 第1の表示部
11 LCD
12 バックライト光源
20 第2の表示部
21 表示ユニット
22 導光板
23 回折光学素子(ホログラム光学素子)
24 保護板
25 LCD
26 LED
27 コンデンサレンズ
3 デジタルカメラ
31 撮像部
31a 撮影レンズ
32 操作部
32a レリーズボタン
33 制御部
34 記録部
34a 記録媒体挿入口
35 表示制御部
36 表示制御部
37 接眼検出部
Claims (5)
- 第1の像を表示する第1の表示手段と、第2の像を表示する第2の表示手段とを備え、第2の表示手段が第1の表示手段からの光を透過させることにより、第1の像と第2の像を重なり合って観察される位置に提供し、
第1の表示手段が第1の像を表示する表示面を有し、第2の表示手段が、第1の表示手段の表示面外に位置して第2の像を表示する表示部と、第1の表示手段の表示面上に位置して表示部が表示する第2の像の虚像を形成する虚像形成部とを有し、
観察距離にかかわらず鮮明に観察される第1の像と、所定の観察距離からのみ鮮明に観察される第2の像を提供することを特徴とする表示装置。 - 第2の表示手段が表示部からの光を全反射させて虚像形成部に導く透明で板状の導光部を有し、
第2の表示手段の虚像形成部が導光部の端部に設けられたホログラム光学素子である
ことを特徴とする請求項1に記載の表示装置。 - 観察者までの距離が所定範囲内にあるときに限って、第1の表示手段が第1の像を表示することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の表示装置。
- 第1の表示手段が第1の像を表示し第2の表示手段が第2の像を表示しない状態と、第1の表示手段が第1の像を表示せず第2の表示手段が第2の像を表示する状態とを、観察者までの距離に応じて切り替えることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の表示装置。
- 画像を撮影するデジタルカメラであって、
請求項1から請求項4までのいずれか1項に記載の表示装置を備え、
当該デジタルカメラの状態に関する情報を表示装置の第1の表示手段によって表示し、撮影時のプレビュー画像あるいは撮影した画像を表示装置の第2の表示手段によって表示することを特徴とするデジタルカメラ。
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