JPH05100206A - Display device - Google Patents

Display device

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JPH05100206A
JPH05100206A JP3290770A JP29077091A JPH05100206A JP H05100206 A JPH05100206 A JP H05100206A JP 3290770 A JP3290770 A JP 3290770A JP 29077091 A JP29077091 A JP 29077091A JP H05100206 A JPH05100206 A JP H05100206A
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JP
Japan
Prior art keywords
dot
optical path
path length
dots
lens
Prior art date
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Pending
Application number
JP3290770A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Ikuo Kato
幾雄 加藤
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Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Ricoh Co Ltd filed Critical Ricoh Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To adjust brightness to a constant value by varying the brightness of dots of a two-dimensional display according to variation in the optical path length between a lens and dots when the display device is constituted for the purpose of a stereoscopic display. CONSTITUTION:In front of the dots 2a, 2b, and 2c of the two-dimensional display DP, microlenses 1a, 1b, and 1c are provided corresponding to the respective dots 2a, 2b, and 2c and an optical path length variation layer 40 which varies the optical path length S1 is provided between the dots 2a, 2b, and 2c, and microlenses 1a, 1b, and 1c. When the optical path length S1 between the microlenses 1a, 1b, and 1c and dots 2a, 2b, and 2c is varied by the optical path length variation layer 40, an enlargement rate is calculated from the value of the varied optical path length S1 and the dots 2a, 2b, and 2c are varied in brightness according to the enlargement rate.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、コンピュータ,テレビ
受信機などに利用されるディスプレイ装置およびそれを
用いた3次元ディスプレイ装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a display device used for a computer, a television receiver and the like and a three-dimensional display device using the display device.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、コンピュータ・グラフィックスの
表示に見られるように3次元画像(立体画像をも含む)
を表示する技術へのニーズが高まっており、例えば文献
「画像ラボ 1990年11月 第20頁〜第24頁」
に開示されているように、実際に両眼視差を用いた方式
のものが3次元ディスプレイ装置として多く利用されて
いる。なお、両眼視差を用いた方式は、メガネ方式とメ
ガネ無し方式とに大別されている。メガネ無し方式は、
例えば文献「テレビジョン学会誌 第44巻,第5号,
第591頁〜第597頁,1990年」に示されている
ように、その一般性からテレビ受信機としての利用が考
えられている。
2. Description of the Related Art In recent years, three-dimensional images (including stereoscopic images) as seen in computer graphics displays.
There is an increasing need for a technology for displaying the, for example, the document “Image Lab, November 1990, pp. 20-24”.
As disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2003-242242, a system that actually uses binocular parallax is widely used as a three-dimensional display device. The method using binocular parallax is roughly classified into an eyeglass method and an eyeglass-less method. The method without glasses is
For example, the document “Television Society Journal Vol. 44, No. 5,
Pp. 591-597, 1990 ", it is considered to be used as a television receiver because of its generality.

【0003】一方、メガネ方式には、メガネに単純な偏
光板や色フィルターなどを用いる方法と、メガネにシャ
ッター機能を持つ方法と、メガネに2次元ディスプレイ
を持つ方法などがある。
On the other hand, the spectacle system includes a method using a simple polarizing plate and a color filter for the spectacles, a method having a shutter function in the spectacles, and a method having a two-dimensional display in the spectacles.

【0004】メガネ方式では、単純な偏光板を持つ方法
が一般的であり、アイマックス社の様な大画面スクリー
ンに偏光の違う2つの像を投影する方法や、ソニーテク
トロニクス社の様な2次元ディスプレイの前面に偏光フ
ィルタのシャッタを設け、偏光方向を変化させた時分割
駆動を行なった方法等がある。
In the spectacles method, a method of using a simple polarizing plate is generally used, and a method of projecting two images having different polarizations on a large screen such as IMAX Co., Ltd., or a two-dimensional method such as Sony Tektronix Co., Ltd. There is a method in which a shutter of a polarization filter is provided on the front surface of the display and time-division driving is performed while changing the polarization direction.

【0005】また、メガネ方式において、2次元ディス
プレイをメガネに持つものは、例えば文献「画像ラボ
1991年1月 第29頁〜第33頁」や文献「画像ラ
ボ1991年1月 第20頁〜第23頁」に示されてい
るように、頭部搭載型ディスプレイ(HMD)ともいわ
れ、最近の人工現実感の研究により注目されている。
Further, in the spectacles system, a spectacle having a two-dimensional display is disclosed in, for example, the document “Image Lab”.
As shown in January 1991, page 29 to page 33 "and the document" Image Lab, January 1991, page 20 to page 23 ", it is also called a head-mounted display (HMD), and has recently been used. It is attracting attention due to research on artificial reality.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た各種方式のディスプレイ装置は、そのほとんどが両眼
視差のみを利用した3次元ディスプレイとなっており、
両眼視差のみの情報で所謂錯覚を利用して立体表示して
いるので、目の調節機構(ピント調節等の機構)と輻輳
機構(物体を注視する運動機構)とが一致しない場合が
多く、一般に20分以上ディスプレイを見続けると、目
の疲労が蓄積するという欠点があった。図16はこの様
子を説明するための図であり、例えば、画面210上
に、2つの像P1,P2が所定間隔Zだけ隔てて表示さ
れており、この2つの像P1,P2を人間の目201,
202で両眼視するとき、目201,202の調節機構
は、目201,202から画面210までの実際の距離
L1にピントを合わすが、目201,202の輻輳機構
は、一方の目201が像P2の方に向き,他方の目20
2が像P1の方に向くように目201,202を制御す
るので、注視点は、これらの交差位置CLSとなり、図
16の例では、実際の画面よりも手前となる。従って、
ピントを合わす距離L1と注視点CLSまでの距離L2
とが一致せず、これにより目の疲労が生ずると考えら
れ、画面を長く見続けると、L1とL2との差が大きい
程、目の疲労の蓄積も大きくなると考えられる。
However, most of the above-mentioned various types of display devices are three-dimensional displays using only binocular parallax,
Since information is displayed stereoscopically using the so-called illusion with only binocular disparity, the eye adjustment mechanism (mechanisms such as focus adjustment) and the vergence mechanism (movement mechanism that gazes at an object) often do not match, Generally, there is a drawback that eye fatigue accumulates when the display is continuously viewed for 20 minutes or more. FIG. 16 is a diagram for explaining this state. For example, two images P1 and P2 are displayed on the screen 210 at a predetermined distance Z, and these two images P1 and P2 are displayed by the human eye. 201,
When binocular vision is performed at 202, the adjustment mechanism of the eyes 201, 202 focuses on the actual distance L1 from the eyes 201, 202 to the screen 210, but the convergence mechanism of the eyes 201, 202 is Towards the image P2, the other eye 20
Since the eyes 201 and 202 are controlled so that 2 is directed to the image P1, the gazing point is the intersection position CLS of these, and in the example of FIG. 16, it is in front of the actual screen. Therefore,
Focusing distance L1 and gazing point CLS distance L2
Therefore, it is considered that eye fatigue is caused by this, and if the screen is continuously viewed for a long time, the larger the difference between L1 and L2, the greater the accumulation of eye fatigue.

【0007】本発明は、目の疲労が少なく臨場感に富ん
だ立体画像を容易に表示することの可能なディスプレイ
装置およびそれを用いた3次元ディスプレイ装置を提供
することを目的としている。
It is an object of the present invention to provide a display device capable of easily displaying a stereoscopic image rich in realism with less eyestrain and a three-dimensional display device using the display device.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1記載のディスプレイ装置は、2次元ディス
プレイを形成する少なくとも1画素からなるドットごと
に、ドットの前方に微小なレンズがそれぞれ設けられて
おり、さらに、前記微小なレンズと前記ドットとの光路
長を変化させる手段,または前記微小なレンズの焦点距
離を変化させる手段と、前記光路長または焦点距離の変
化に応じて前記ドットの輝度を変化させる手段とがさら
に設けられていることを特徴としている。
In order to achieve the above object, the display device according to claim 1 has a minute lens in front of each dot formed of at least one pixel forming a two-dimensional display. And a means for changing the optical path length between the minute lens and the dot, or a means for changing the focal length of the minute lens, and the dot according to the change in the optical path length or the focal distance. And a means for changing the brightness of are further provided.

【0009】また、請求項2記載のディスプレイ装置
は、2次元ディスプレイを形成するドットの前方にディ
スプレイ全面に作用する少なくとも1枚以上のレンズが
設けられており、さらに、前記レンズと前記ドットとの
光路長を変化させる手段,またはレンズの焦点距離を変
化させる手段と、前記光路長または焦点距離の変化に応
じて2次元ディスプレイのドットの輝度を変化させる手
段とが設けられていることを特徴としている。
According to a second aspect of the present invention, at least one lens that acts on the entire surface of the display is provided in front of the dots forming the two-dimensional display, and the lens and the dots are combined. A means for changing the optical path length or a means for changing the focal length of the lens, and a means for changing the brightness of the dots of the two-dimensional display according to the change in the optical path length or the focal length are provided. There is.

【0010】また、請求項3記載のディスプレイ装置
は、2次元ディスプレイを形成する少なくとも1画素か
らなるドットごとに、ドットの前方に微小なレンズがそ
れぞれ設けられており、さらに、前記微小なレンズと前
記ドットとの光路長を変化させる手段,または前記微小
なレンズの焦点距離を変化させる手段とを有し、前記ド
ットと前記光路長を変化させる手段との間に,または前
記ドットと前記微小なレンズとの間に、近傍の他の部分
よりもドットの表示光の拡散率の高い層,または透過率
の低い層,または偏光を変化させる層が設けられ、前記
層とドットとの間には、ドットごとにさらに第2の微小
なレンズが設けられていることを特徴としている。
Further, in the display device according to the third aspect, a minute lens is provided in front of the dot for each dot composed of at least one pixel forming a two-dimensional display, and the minute lens and A means for changing the optical path length with the dot, or a means for changing the focal length of the minute lens, and between the dot and the means for changing the optical path length, or between the dot and the minute Between the lens and a layer, a layer having a higher diffusion rate of the display light of the dot than that of the other portion in the vicinity, a layer having a low transmittance, or a layer for changing the polarization is provided, and between the layer and the dot. , A second minute lens is further provided for each dot.

【0011】また、請求項4記載のディスプレイ装置
は、前記第2の微小なレンズとドット,または第2の微
小なレンズと前記層との間に、さらに、光路長を変化さ
せる手段が設けられているかまたは前記第2の微小なレ
ンズの焦点距離を変化させる手段が設けられていること
を特徴としている。
According to a fourth aspect of the present invention, there is further provided a means for changing the optical path length between the second minute lens and the dot or between the second minute lens and the layer. Or a means for changing the focal length of the second minute lens is provided.

【0012】[0012]

【作用】請求項1記載のディスプレイ装置では、2次元
ディスプレイを形成する少なくとも1画素からなるドッ
トごとに、ドットの前方に微小なレンズがそれぞれ設け
られており、微小なレンズと前記ドットとの光路長を変
化させるか,または微小なレンズの焦点距離を変化させ
る際に、光路長または焦点距離の変化に応じてドットの
輝度を変化させ、輝度を一定に調整することができる。
According to the display device of the present invention, a minute lens is provided in front of each dot for at least one pixel forming a two-dimensional display, and an optical path between the minute lens and the dot is provided. When the length is changed or the focal length of the minute lens is changed, the brightness of the dot can be changed according to the change of the optical path length or the focal length, and the brightness can be adjusted to be constant.

【0013】請求項2記載のディスプレイ装置では、2
次元ディスプレイを形成するドットの前方にディスプレ
イ全面に作用する少なくとも1枚以上のレンズが設けら
れており、レンズとドットとの光路長を変化させるか,
またはレンズの焦点距離を変化させる際に、光路長また
は焦点距離の変化に応じて2次元ディスプレイのドット
の輝度を変化させ、輝度を一定に調整することができ
る。
In the display device according to claim 2, 2
At least one lens acting on the entire surface of the display is provided in front of the dots forming the three-dimensional display, and the optical path length between the lens and the dot is changed,
Alternatively, when the focal length of the lens is changed, the brightness of the dots of the two-dimensional display can be changed according to the change of the optical path length or the focal length, and the brightness can be adjusted to be constant.

【0014】請求項3記載のディスプレイ装置では、ド
ットと光路長を変化させる手段との間に,または光路長
を変化させる手段と微小なレンズとの間に、近傍の他の
部分よりもドットの表示光の拡散率の高い層,または透
過率の低い層,または偏光を変化させる層が設けられて
おり、前記層とドットとの間には、ドットごとにさらに
第2の微小なレンズが設けられているので、輝度を一定
に調整する場合においても輝度の低下を有効に防止する
ことができる。
According to a third aspect of the present invention, in the display device, between the dot and the means for changing the optical path length, or between the means for changing the optical path length and the minute lens, the dot is formed more than other portions in the vicinity. A layer having high diffusivity of display light, a layer having low transmissivity, or a layer for changing polarization is provided, and a second minute lens is further provided for each dot between the layer and the dot. Therefore, even when the brightness is adjusted to be constant, it is possible to effectively prevent the brightness from decreasing.

【0015】請求項4記載のディスプレイ装置では、請
求項3記載のディスプレイ装置において、前記第2の微
小なレンズとドット,または第2の微小なレンズと前記
層との間に、さらに、光路長を変化させる手段が設けら
れているかまたは前記第2の微小なレンズの焦点距離を
変化させる手段が設けられているので、輝度を高輝度に
維持する場合において像の輪郭のぼけを防止することが
できる。
According to a fourth aspect of the present invention, in the display apparatus according to the third aspect, the optical path length is further provided between the second minute lens and the dot or between the second minute lens and the layer. Is provided or the means for changing the focal length of the second minute lens is provided, so that blurring of the contour of the image can be prevented when the brightness is maintained at high brightness. it can.

【0016】[0016]

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図1,図2は本発明に係るディスプレイ装置の第
1の実施例の正面図,断面図である。図1,図2のディ
スプレイ装置において、2次元ディスプレイDPには、
1画素からなるドット2a,2b,2cが形成され、ま
た2次元ディスプレイDPには前面ガラス3が設けられ
ている。さらにこのディスプレイ装置では、2次元ディ
スプレイDPの各ドット2a,2b,2cの前方に、各
ドット2a,2b,2cに対応させて微小なレンズ1
a,1b,1cが設けられている。なお、2次元ディス
プレイDPが液晶ディスプレイの場合、各ドット2a,
2b,2cは、それぞれ電極50a,50b,50cに
より、光の出射が制御されるようになっている。また、
2次元ディスプレイDPの前面ガラス3上には、微小な
レンズ1a,1b,1cとドット2a,2b,2cとの
光路長を変化させるための層40が設けられている。こ
の層40は、例えばネマチック液晶41と、透明電極4
2,43とから構成されており、透明電極42,43に
電圧を印加することにより、ネマチック液晶41の屈折
率を変化させ、微小レンズ1a,1b,1cとドット2
a,2b,2cとの間の光路長を変化させるようになっ
ている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 and 2 are a front view and a sectional view of a first embodiment of a display device according to the present invention. In the display device of FIGS. 1 and 2, the two-dimensional display DP includes
Dots 2a, 2b, 2c each consisting of one pixel are formed, and a two-dimensional display DP is provided with a front glass 3. Further, in this display device, a minute lens 1 is provided in front of each dot 2a, 2b, 2c of the two-dimensional display DP so as to correspond to each dot 2a, 2b, 2c.
a, 1b, 1c are provided. When the two-dimensional display DP is a liquid crystal display, each dot 2a,
The light emission of 2b and 2c is controlled by the electrodes 50a, 50b and 50c, respectively. Also,
On the front glass 3 of the two-dimensional display DP, a layer 40 for changing the optical path length between the minute lenses 1a, 1b, 1c and the dots 2a, 2b, 2c is provided. This layer 40 includes, for example, a nematic liquid crystal 41 and a transparent electrode 4
2 and 43. By applying a voltage to the transparent electrodes 42 and 43, the refractive index of the nematic liquid crystal 41 is changed, and the minute lenses 1a, 1b, 1c and the dots 2 are formed.
The optical path length between a, 2b, and 2c is changed.

【0017】ところで、このような構成において、例え
ばドット2bに着目すると、ドット2bと微小レンズ1
bとの間の光路長S1がレンズの焦点距離f以下である
ときに、観察者の目5からは、ドット2bを符号4で示
すように、拡大された正立虚像として見ることができ、
また、透明電極42,43の印加電圧を変化させて光路
長S1を変化させることにより、虚像4のレンズ1bに
対する距離S2を変化させることができる。この際、虚
像4のレンズ1bに対する距離S2が所定のものである
ときには、観察者の目からはドット1b全体の正立虚像
4を見ることができるが、この状態から光路長S1を変
化させると、正立虚像4の見かけ上の倍率(角倍率)が
変化し、倍率が拡大される場合には、観察者の目5から
は、ドット2bの一部分の正立虚像4だけが見えること
になる。すなわち、レンズ1bの面積と比べて小さい面
積のドット2bの部分だけが見える。換言すれば、観察
者に見えるドット2bの面積部分が変化することにな
る。
By the way, in such a structure, focusing on the dot 2b, for example, the dot 2b and the minute lens 1
When the optical path length S1 with respect to b is equal to or less than the focal length f of the lens, the dot 2b can be seen from the eyes 5 of the observer as a magnified erect virtual image, as indicated by reference numeral 4,
Further, the distance S2 of the virtual image 4 to the lens 1b can be changed by changing the voltage applied to the transparent electrodes 42 and 43 to change the optical path length S1. At this time, when the distance S2 of the virtual image 4 to the lens 1b is a predetermined value, the erecting virtual image 4 of the entire dot 1b can be seen from the eyes of the observer, but if the optical path length S1 is changed from this state. When the apparent magnification (angular magnification) of the erecting virtual image 4 changes and the magnification is increased, only the erecting virtual image 4 of a part of the dot 2b can be seen from the eyes 5 of the observer. .. That is, only the portion of the dot 2b having a smaller area than the area of the lens 1b can be seen. In other words, the area of the dot 2b seen by the observer changes.

【0018】いま、例えば、レンズ1b(薄膜レンズと
する)の焦点距離fを10mmとし、層40の厚さを3mm
とし、レンズ1bの径dを1mm,観察者の目5とレンズ
1bとの距離eを100mmとする。図1の構成におい
て、レンズ1bと正立虚像4との距離S2は、レンズ1
bの焦点距離fと、ドット2bとレンズ1bとの距離S
1とにより、
Now, for example, the focal length f of the lens 1b (which is a thin film lens) is 10 mm, and the thickness of the layer 40 is 3 mm.
The diameter d of the lens 1b is 1 mm, and the distance e between the eye 5 of the observer and the lens 1b is 100 mm. In the configuration of FIG. 1, the distance S2 between the lens 1b and the erecting virtual image 4 is equal to
b the focal length f of b and the distance S between the dot 2b and the lens 1b
By 1

【0019】[0019]

【数1】1/S2=−1/f+1/S11 / S2 = -1 / f + 1 / S1

【0020】として求まるので、実際のレンズ1bとド
ット2bとの距離S2を約8mmとし、液晶41の屈折率
を約1.5として、S1が9.5238mmとなるように
透明電極42,43への印加電圧を決定すると、S2は
200mmとなり、角倍率Γは7.7倍になる。また、S
1が9.8765mmとなるように電圧を変化させると、
S2は800mmとなり、角倍率Γは9.9倍になる。
Since the distance S2 between the actual lens 1b and the dot 2b is about 8 mm and the refractive index of the liquid crystal 41 is about 1.5, the transparent electrodes 42 and 43 are adjusted so that S1 is 9.5238 mm. When the applied voltage of is determined, S2 becomes 200 mm and the angular magnification Γ becomes 7.7 times. Also, S
When the voltage is changed so that 1 becomes 9.8765 mm,
The S2 is 800 mm, and the angular magnification Γ is 9.9 times.

【0021】このとき、微小なレンズ1bが1mm四方の
正方形の輪郭を有しているとすると、微小なレンズ1b
に見えるドット2bの部分の大きさは、S2=200mm
のときには1/7.7=130μm四方となり、S2=
800mmのときには1/9.9=101μm四方とな
る。
At this time, if the minute lens 1b has a square outline of 1 mm square, the minute lens 1b
The size of the visible dot 2b is S2 = 200mm
In the case of, 1 / 7.7 = 130 μm square, and S2 =
At 800 mm, it is 1 / 9.9 = 101 μm square.

【0022】1つのドット2bの全面積が130μm四
方の正方形のものである場合には、S2が200mmのと
きには、観察者には、ドット2bの全部分が見えるが、
透明電極42,43への印加電圧を変化させてS2を8
00mmに変化させると、観察者には、130μm四方の
ドット2bのうち101μm四方の一部の部分だけが見
えることになり、観察者にとって、このドット2bの残
りの部分,すなわち130×130−101×101=
6699平方μmの部分は不要な部分となる。この際
に、ドット2bの全面積から光が出射されているときに
は、上記不要な部分からの光は観察者にとって余分な光
となり、フレア光を増加させて画像品質を低下させる原
因にもなり、また、4割程度の余分な電流が消費されて
いることになる。
When the total area of one dot 2b is a square of 130 μm square, when S2 is 200 mm, the observer can see all the part of dot 2b.
The voltage applied to the transparent electrodes 42 and 43 is changed to set S2 to 8
When it is changed to 00 mm, the observer can see only a part of 101 μm square of the dot 2 b of 130 μm square, and the observer can see the remaining part of the dot 2 b, that is, 130 × 130-101. × 101 =
The 6699 square μm portion is an unnecessary portion. At this time, when the light is emitted from the entire area of the dot 2b, the light from the unnecessary portion becomes extra light for the observer, which may increase flare light and deteriorate the image quality. In addition, about 40% of the extra current is consumed.

【0023】本願の発明者は、ドット2bの全面積から
常に光を出射させるのではなく、角倍率Γに応じて、光
を出射するドット2bの部分,すなわちドット2bの実
質的な大きさを変化させることにより、上記のような問
題を解決することができることを見出した。
The inventor of the present application does not always emit light from the entire area of the dot 2b, but determines the portion of the dot 2b that emits light, that is, the substantial size of the dot 2b, according to the angular magnification Γ. It has been found that the above problems can be solved by changing them.

【0024】すなわち、2次元ディスプレイDPが例え
ば液晶ディスプレイの場合には、図3(a),(b),
(c),図4(a),(b),図5に示すように、ドッ
ト2bの電極50bを複数に分割し、分割された各電極
を個別に制御すれば良い。
That is, when the two-dimensional display DP is, for example, a liquid crystal display, FIGS. 3 (a), 3 (b),
As shown in (c), FIG. 4 (a), (b), and FIG. 5, the electrode 50b of the dot 2b may be divided into a plurality of parts, and each divided electrode may be individually controlled.

【0025】例えば、図3(a)では、電極50bを、
101平方μmの第1の電極部分51bと、その周辺の
第2の電極部分52bとの2つに分割し、S2が200
mmで角倍率Γが7.7倍となるときには、微小なレンズ
1bに見えるドット2bの部分の大きさはドット2bの
全面,すなわち130μm四方となるので、上記第1の
電極部分51bのみならず第2の電極部分52bをも用
いるように制御し、ドット2b全体から光が出射される
ようにドット2bを付勢する。この状態から光路長を変
化させて、S2を800mmにし角倍率Γを9.9倍にす
るときには、微小なレンズ1bに見えるドット2bの部
分の大きさは、このドットの一部,すなわち101μm
四方となるので、上記第1の電極部分51bのみを用い
るように制御することにより、ドット2bの必要な部分
のみから光が出射されるようにドット2bを付勢する。
For example, in FIG. 3A, the electrode 50b is
The first electrode portion 51b having a size of 101 μm and the second electrode portion 52b around the first electrode portion 51b are divided into two, and S2 is 200
When the angular magnification Γ is 7.7 times in mm, the size of the portion of the dot 2b seen in the minute lens 1b is the entire surface of the dot 2b, that is, 130 μm square, so that not only the first electrode portion 51b but also the first electrode portion 51b can be obtained. The second electrode portion 52b is also controlled to be used, and the dot 2b is biased so that light is emitted from the entire dot 2b. When the optical path length is changed from this state and S2 is set to 800 mm and the angular magnification Γ is set to 9.9 times, the size of the portion of the dot 2b seen in the minute lens 1b is a part of this dot, that is, 101 μm.
Therefore, the dots 2b are urged so that the light is emitted only from the necessary portions of the dots 2b by controlling so that only the first electrode portions 51b are used.

【0026】このように、ドットの電極を複数に分割
し、光路長の変化に応じて、分割された各電極を制御し
て、ドット2bの大きさを実質的に変化させることによ
り、ドット2bの不要な部分からの余分なフレア光の発
生を防止し、画像品質が低下するのを抑え、さらには消
費電力を削減することができる。他のドット2a,2c
の電極50a,50cについても、上記電極50bと同
様の構成にすることにより、これらのドット2a,2c
の大きさをも実質的に変化させることができる。
In this way, the dot electrode is divided into a plurality of parts, and the divided electrodes are controlled in accordance with the change in the optical path length to substantially change the size of the dot 2b. It is possible to prevent generation of extra flare light from an unnecessary portion of the above, suppress deterioration of image quality, and further reduce power consumption. Other dots 2a, 2c
With respect to the electrodes 50a and 50c, the dots 2a and 2c can be formed by using the same structure as the electrode 50b.
The size of can also be varied substantially.

【0027】また、電極2bを2分割する際、図3
(a)のかわりに、図3(b),(c)のような配置に
2分割することもできる。さらに、図4(a),(b)
は電極50bをさらに細かく(例えば53b,54b,
55bの3つの電極部分に)分割した場合を示す図であ
り、電極の分割数を増加させる程、電極構造は複雑にな
るが、ドットの実質的な大きさをより細かく制御するこ
とができる。また、図5は電極50bを56b,57
b,58bのようにストライプ状に3分割した場合を示
す図であり、ストライプ状に分割することにより、電極
の分割数を増加させた場合でも、簡単な構造のものにす
ることができる。
Further, when the electrode 2b is divided into two, as shown in FIG.
Instead of (a), it is also possible to divide the arrangement into two as shown in FIGS. 3 (b) and 3 (c). Furthermore, FIG. 4 (a), (b)
The electrode 50b more finely (for example, 53b, 54b,
It is a diagram showing a case where the electrode is divided into three electrode portions of 55b). Although the electrode structure becomes more complicated as the number of divided electrodes is increased, the substantial size of the dot can be controlled more finely. In addition, in FIG.
It is a figure which shows the case where it divides into stripes like b and 58b, and even if it increases the division number of an electrode by dividing into stripes, it can be made into a simple structure.

【0028】図6は図1,図2のディスプレイ装置と同
じ部品構成となっているが、ドット2a,2b,2cと
微小なレンズ1a,1b,1cとの光路長がレンズ1
a,1b,1cの焦点距離よりも大きくなっているディ
スプレイ装置の断面図であって、図6のディスプレイ装
置では、観察者の目5からはドット2bを符号6で示す
ように倒立実像として見ることができる。このようなデ
ィスプレイ装置の場合にも、光路長が焦点距離fの2倍
の値よりも小さいときには、ドット2bの実像は拡大さ
れ、観察者にはドット2bの一部分だけが見えることに
なるので、上述した例と同様に、光路長の変化に応じて
ドット2bの実質的な大きさを変化させることにより、
余分なフレア光を防止し、画像品質の低下を抑えること
ができる。
FIG. 6 has the same component structure as the display device of FIGS. 1 and 2, but the optical path length between the dots 2a, 2b, 2c and the minute lenses 1a, 1b, 1c is the lens 1.
7 is a cross-sectional view of a display device having a focal length greater than a, 1b, and 1c, and in the display device of FIG. 6, the observer's eyes 5 see the dots 2b as an inverted real image as indicated by reference numeral 6. be able to. Also in the case of such a display device, when the optical path length is smaller than twice the focal length f, the real image of the dot 2b is enlarged, and the observer can see only a part of the dot 2b. Similar to the example described above, by changing the substantial size of the dot 2b according to the change of the optical path length,
It is possible to prevent excessive flare light and suppress deterioration of image quality.

【0029】図7は本発明に係るディスプレイ装置の第
2の実施例の断面図である。なお図7において図2と同
様の箇所には同じ符号を付している。図7のディスプレ
イ装置では、2次元ディスプレイDPの前面ガラス3の
前方に、焦点可変レンズとしての微小なレンズ11a,
11b,11cが設けられている。微小なレンズ11
a,11b,11cは、図7の例では、ドット2a,2
b,2cに対応した位置に円形の穴12a,12b,1
2cが穿設された電極13と、平行電極14と、電極1
3,14間に封入された液晶材料15とから構成されて
おり、電極13,14間の電圧により液晶材料15に不
均一な電界を生じさせ液晶レンズとして機能させて、電
圧を変化させることによる液晶分子の配向の変化によっ
て、焦点可変なレンズ効果をもたせるようになってい
る。
FIG. 7 is a sectional view of a second embodiment of the display device according to the present invention. In FIG. 7, the same parts as those in FIG. 2 are designated by the same reference numerals. In the display device of FIG. 7, in front of the front glass 3 of the two-dimensional display DP, a minute lens 11a as a variable focus lens,
11b and 11c are provided. Minute lens 11
a, 11b, and 11c are the dots 2a and 2c in the example of FIG.
circular holes 12a, 12b, 1 at positions corresponding to b, 2c
2c, an electrode 13 having a hole formed therein, a parallel electrode 14, and an electrode 1
It is composed of a liquid crystal material 15 enclosed between 3 and 14, and a non-uniform electric field is generated in the liquid crystal material 15 by the voltage between the electrodes 13 and 14 to function as a liquid crystal lens, thereby changing the voltage. By changing the orientation of the liquid crystal molecules, a variable focus lens effect can be obtained.

【0030】このような構成のディスプレイ装置では、
例えばレンズ11bの焦点距離を、レンズ11bとドッ
ト2bとの光路長以上に設定することにより、第1の実
施例の場合と同様に、拡大して見えるドット2bの正立
虚像4をレンズ11bの後方に作ることができる。ま
た、この焦点距離を変化させることにより、虚像4の位
置を変化させることができ、これに伴ない拡大率(角倍
率)も変化する。
In the display device having such a structure,
For example, by setting the focal length of the lens 11b to be equal to or longer than the optical path length between the lens 11b and the dot 2b, the erecting virtual image 4 of the dot 2b that is magnified and visible on the lens 11b can be obtained as in the case of the first embodiment. Can be made backwards. In addition, the position of the virtual image 4 can be changed by changing the focal length, and the enlargement ratio (angular magnification) also changes accordingly.

【0031】これにより、第1の実施例で説明したと同
様の問題が生じるので、この第2の実施例においても、
第1の実施例と同様に、例えばドット2bの電極50b
を図3,図4,図5のように分割制御するなどして、ド
ット2bの実質的な大きさを変化させることにより、目
で見えない余分なドットの部分の影響を減少することが
できる。
This causes the same problem as described in the first embodiment. Therefore, in the second embodiment as well,
Similar to the first embodiment, for example, the electrode 50b of the dot 2b
By changing the substantial size of the dot 2b by performing division control as shown in FIGS. 3, 4 and 5, it is possible to reduce the influence of the portion of the extra dot which cannot be seen by the eyes. ..

【0032】しかしながら、電極50bを非常に細かく
細分化して制御したとしても、拡大率が7.7倍から
9.9倍に変化すると、1mm2の微小レンズを通したド
ットの輝度は、元の2次元ディスプレイにおける輝度1
/(7.7×7.7)から1/(9.9×9.9)に変
化する。このため、均一な輝度で虚像の位置を変化させ
て表示すると、目からの距離が遠くなればなるほど輝度
が小さくなり、実際の画像の情報を忠実に表現すること
ができなくなる。
However, even if the electrode 50b is finely divided and controlled, when the enlargement ratio changes from 7.7 times to 9.9 times, the brightness of the dot passing through the 1 mm 2 microlens is the same as the original one. Luminance on a two-dimensional display 1
It changes from /(7.7×7.7) to 1 / (9.9 × 9.9). Therefore, when the virtual image position is changed and displayed with uniform brightness, the brightness decreases as the distance from the eye increases, making it impossible to faithfully represent the actual image information.

【0033】このような問題に対し、本願の発明者は、
微小なレンズによる拡大率(角倍率)のほぼ2乗に比例
させて、2次元ディスプレイのドットの輝度を増加させ
ることにより、前記微小なレンズによる虚像の位置の変
化に関係なく、微小なレンズを通してドットの輝度の均
一な画像を得られることができることを見出した。
To solve such a problem, the inventor of the present application
By increasing the brightness of the dots of the two-dimensional display in proportion to almost the square of the magnification (angular magnification) of the minute lens, regardless of the change in the position of the virtual image by the minute lens, It has been found that an image with uniform dot brightness can be obtained.

【0034】また、拡大率の2乗に比例して連続的に輝
度を変化させることができないときも、これにほぼ近い
値で段階的に輝度を変化させることにより、輝度を虚像
の位置の変化によらずほぼ一定の値にできることを見出
した。
Also, when the luminance cannot be continuously changed in proportion to the square of the enlargement ratio, the luminance is changed stepwise by a value close to the squared value to change the luminance in the position of the virtual image. It was found that the value can be almost constant regardless of the value.

【0035】具体的には、上記拡大率は、レンズの焦点
距離fと、レンズとドットとの光路長S1と、レンズと
目との距離eとにより求まる。従って、eを一定とすれ
ば、微小なレンズの焦点距離fを変化させるときは焦点
距離fの値を、また微小なレンズとドットとの光路長S
1を変化させる場合には、光路長S1の値を基に拡大率
を計算し、これに基づいて輝度を変化させれば良い。図
8,図9は輝度を変化させる輝度制御部の構成例を示す
図である。
More specifically, the enlargement ratio is obtained from the focal length f of the lens, the optical path length S1 between the lens and the dot, and the distance e between the lens and the eye. Therefore, if e is constant, the value of the focal length f is changed when the focal length f of the minute lens is changed, and the optical path length S between the minute lens and the dot is changed.
In the case of changing 1, the magnification may be calculated based on the value of the optical path length S1 and the brightness may be changed based on this. 8 and 9 are diagrams showing a configuration example of a brightness control unit for changing the brightness.

【0036】図8の輝度制御部130は、微小なレンズ
の焦点距離fを変化させる場合に適用され、レンズと目
との距離eを検知する距離検知部131と、距離検知部
131で検知された距離eが設定される距離設定部13
2と、微小なレンズの焦点距離fが逐次取込まれ、例え
ば所定の時間間隔で更新される焦点距離記憶部133
と、距離設定部132に設定されている距離eと焦点距
離記憶部133に記憶されている現時点での焦点距離と
に基づいて拡大率を計算する拡大率計算部134と、拡
大率計算部134で計算された拡大率に基づき輝度を変
化させる輝度調整部135とを有している。このような
構成の輝度制御部130を設けることによって、輝度を
虚像の位置によらずにほぼ一定の値に自動調整すること
が可能となる。
The brightness control section 130 of FIG. 8 is applied when the focal length f of a minute lens is changed, and is detected by the distance detection section 131 for detecting the distance e between the lens and the eyes, and the distance detection section 131. Distance setting unit 13 for setting the distance e
2 and the focal length f of the minute lens are sequentially captured, and are updated at a predetermined time interval, for example, a focal length storage unit 133.
And a magnification ratio calculation unit 134 that calculates a magnification ratio based on the distance e set in the distance setting unit 132 and the current focal length stored in the focal length storage unit 133, and a magnification ratio calculation unit 134. And a brightness adjusting unit 135 that changes the brightness based on the enlargement ratio calculated in step 1. By providing the brightness control unit 130 having such a configuration, it becomes possible to automatically adjust the brightness to a substantially constant value regardless of the position of the virtual image.

【0037】一方、図9の輝度制御部140は、微小な
レンズとドットとの間の光路長を変化させる場合に適用
され、レンズと目との距離eを検知する距離検知部13
1と、距離検知部131で検知された距離eが設定され
る距離設定部132と、微小なレンズとドットとの間の
光路長が逐次取込まれ、例えば所定の時間間隔で更新さ
れる光路長記憶部143と、光路長距離設定部131に
設定されている距離eと光路長記憶部143に記憶され
ている現時点での光路長とに基づいて拡大率を計算する
拡大率計算部144と、拡大率計算部144で計算され
た拡大率に基づき輝度を変化させる輝度調整部135と
を有している。このような構成の輝度制御部140を設
けることによって、輝度を虚像の位置によらずにほぼ一
定の値に自動調整することが可能となる。
On the other hand, the brightness control section 140 of FIG. 9 is applied when changing the optical path length between a minute lens and a dot, and detects the distance e between the lens and the eye.
1, the distance setting unit 132 that sets the distance e detected by the distance detection unit 131, and the optical path length between the minute lens and the dot is sequentially taken in and updated, for example, at a predetermined time interval. A long storage unit 143, an enlargement ratio calculation unit 144 for calculating an enlargement ratio based on the distance e set in the optical path length distance setting unit 131 and the current optical path length stored in the optical path length storage unit 143. And a brightness adjusting unit 135 that changes the brightness based on the expansion ratio calculated by the expansion ratio calculating unit 144. By providing the brightness control unit 140 having such a configuration, it is possible to automatically adjust the brightness to a substantially constant value regardless of the position of the virtual image.

【0038】なお、図8,図9の構成例では、例えば、
距離eの情報についても加味しているが、この情報がな
い場合であっても、輝度の調整を行なうことはできる。
しかしながら、距離eの情報をもさらに加味することに
より、より輝度の均一な画像を得ることができる。
In the configuration examples of FIGS. 8 and 9, for example,
Although the information on the distance e is also taken into consideration, the brightness can be adjusted even without this information.
However, an image with more uniform brightness can be obtained by further adding the information on the distance e.

【0039】また、多階調表示するときは、この均一な
ドットの輝度を与える元の2次元ディスプレイの輝度を
基に、多段階に輝度を変化させることにより、虚像位置
を変化させると同時に、輝度の多階調表示も可能にな
る。これらを組み合わせて計算した輝度で表示すること
により、64階調程度の2次元ディスプレイの表示を行
う場合でも、十分な階調表示が可能となる。
In multi-gradation display, the virtual image position is changed at the same time by changing the brightness in multiple steps based on the brightness of the original two-dimensional display which gives the uniform brightness of the dots. Multi-gradation display of brightness is also possible. By displaying with the brightness calculated by combining these, sufficient gradation display is possible even when a two-dimensional display with about 64 gradations is displayed.

【0040】このように、図1,図2のディスプレイ装
置については、光路長の変化に応じてドットの輝度を変
化させる図9に示したような輝度制御部をさらに設ける
ことによって、正立虚像の位置が変化する場合にも、こ
の変化によらずに、微小なレンズを通してドットの輝度
をほぼ一定の均一なものにすることができる。
As described above, in the display device of FIGS. 1 and 2, the erecting virtual image is provided by further providing the brightness control unit as shown in FIG. 9 which changes the brightness of the dots according to the change of the optical path length. Even when the position of changes, the brightness of the dots can be made almost constant and uniform through the minute lens, regardless of this change.

【0041】また、図6のディスプレイ装置について
は、光路長の変化に応じてドットの輝度を変化させる図
9に示したような輝度制御部をさらに設けることによっ
て、倒立実像の位置が変化する場合にも、この変化によ
らずに、微小なレンズを通してドットの輝度をほぼ一定
の均一なものにすることができる。
Further, in the display device of FIG. 6, when the position of the inverted real image is changed by further providing the brightness control unit as shown in FIG. 9 which changes the brightness of the dot according to the change of the optical path length. Moreover, the brightness of the dots can be made substantially constant and uniform through the minute lens, regardless of this change.

【0042】また、図7のディスプレイ装置について
は、焦点距離の変化に応じてドットの輝度を変化させる
図8のような輝度制御部をさらに設けることによって、
焦点距離が変化する場合にも、この変化によらずに、微
小なレンズを通してドットの輝度をほぼ一定の均一なも
のにすることができる。
Further, in the display device of FIG. 7, by further providing a brightness control unit as shown in FIG. 8 which changes the brightness of the dots according to the change of the focal length,
Even when the focal length changes, the brightness of the dots can be made substantially constant and uniform through the minute lens, regardless of this change.

【0043】なお、上記第1および第2の実施例では、
2次元ディスプレイの1画素からなるドットごとに微小
レンズが設けられているが、これらの微小レンズは、必
ずしも1画素からなるドットごとに対応したものである
必要はない。例えば、図10のように、R(赤),G
(緑),B(青)のRGB3画素を新たにドット2eと
して規定し、このRGB3画素からなるドット2eごと
に微小レンズ1eが設けられていてもよい。このとき、
色相情報を、RGBの3画素があってはじめて精度良く
表示できるので、カラー表示の場合には、RGBの各画
素それぞれに微小レンズを設けた場合と比べて、性能に
大きな変化がなく、レンズの直径を大きくできる分だけ
微小なレンズを作成し易い。
In the above first and second embodiments,
Although a minute lens is provided for each dot of one pixel of the two-dimensional display, these minute lenses do not necessarily have to correspond to each dot of one pixel. For example, as shown in FIG. 10, R (red), G
The RGB 3 pixels of (green) and B (blue) may be newly defined as the dot 2e, and the minute lens 1e may be provided for each dot 2e composed of the RGB 3 pixels. At this time,
Hue information can be accurately displayed only when there are three RGB pixels. Therefore, in the case of color display, there is no significant change in performance as compared with the case where a minute lens is provided for each of the RGB pixels. It is easy to make minute lenses as much as the diameter can be increased.

【0044】あるいは、図11のように、RGB3画素
からなるドットの4つの組2f,2g,2h,2iを新
たに1ドットとして、このドットごとに微小レンズ1f
が設けられていてもよい。この場合には、細線や輪郭の
情報の表示精度はいくらか低くなるものの、レンズの直
径をさらに大きくすることができるため、微小なレンズ
を作りやすくなる。さらに、4つの組を1ドットとする
かわりに、3×3=9組で1ドットとすることもでき
る。
Alternatively, as shown in FIG. 11, four sets of dots 2f, 2g, 2h, 2i each consisting of three RGB pixels are newly set as one dot, and the microlens 1f is set for each dot.
May be provided. In this case, although the display accuracy of the information of the thin line or the contour is somewhat lowered, the diameter of the lens can be further increased, and thus it becomes easy to form a minute lens. Further, instead of using four groups as one dot, 3 × 3 = 9 groups can be used as one dot.

【0045】図12は本発明に係るディスプレイ装置の
第3の実施例の断面図である。図12のディスプレイ装
置では、2次元ディスプレイDPの前方には画面全体に
作用するレンズ17が設けられ、また、2次元ディスプ
レイDPの前面ガラス3上には、光路長を変化させるた
めの層23が設けられている。なお、この層23は、例
えば図2に示す層40と同様の構成になっている。
FIG. 12 is a sectional view of a third embodiment of the display device according to the present invention. In the display device of FIG. 12, a lens 17 that acts on the entire screen is provided in front of the two-dimensional display DP, and a layer 23 for changing the optical path length is provided on the front glass 3 of the two-dimensional display DP. It is provided. The layer 23 has the same structure as the layer 40 shown in FIG. 2, for example.

【0046】このような構成のディスプレイ装置では、
レンズ17とドット18a乃至18iとの光路長がレン
ズ17の焦点距離以下に設定されていると、観察者の目
5からは符号20a乃至20iに示すような正立虚像を
見ることができる。このとき、図1,図2のディスプレ
イ装置と同様に、層23により画面全体にわたって光路
長を変化させて、画面全てのドット18a乃至18iの
虚像20a乃至20iの位置を変化させることができ
る。また、層23が1ドットごとに光路長を変化させる
よう構成されているときには、1ドットごとに光路長を
変化させて、1ドットごとに虚像20a乃至20iの位
置を変化させることもできる。
In the display device having such a structure,
When the optical path length between the lens 17 and the dots 18a to 18i is set to be equal to or less than the focal length of the lens 17, the observer's eye 5 can see an erecting virtual image as shown by reference numerals 20a to 20i. At this time, similarly to the display device of FIGS. 1 and 2, the layer 23 can change the optical path length over the entire screen to change the positions of the virtual images 20a to 20i of the dots 18a to 18i on the entire screen. Further, when the layer 23 is configured to change the optical path length for each dot, the optical path length may be changed for each dot to change the positions of the virtual images 20a to 20i for each dot.

【0047】しかしながら、図12の構成では、画面全
体にわたり光路長を変化させたとき、画面全体の虚像2
0a乃至20iの位置の変化に従って画面全体の虚像2
0a乃至20iの見かけ上の倍率も変化する。このた
め、虚像20a乃至20iの位置を変化させて表示する
と画面の輝度が距離によって変化して表示される。
However, in the structure of FIG. 12, when the optical path length is changed over the entire screen, the virtual image 2 of the entire screen is changed.
The virtual image 2 of the entire screen according to the change in the position of 0a to 20i
The apparent magnification of 0a to 20i also changes. Therefore, when the positions of the virtual images 20a to 20i are changed and displayed, the screen brightness is changed and displayed according to the distance.

【0048】従って、この場合にも、上述した第1の実
施例と同様に、図9に示すような輝度制御部をさらに設
け、拡大倍率の2乗に比例した値,またはそれに近い値
で、元の2次元ディスプレイの輝度を変化させることに
より、ドットの虚像の位置が変化しても、それによって
輝度が変化しない表示ができる。また、輝度が均一にな
る値を基に、多階調表示も可能である。
Therefore, also in this case, similarly to the above-described first embodiment, a brightness control section as shown in FIG. 9 is further provided, and a value proportional to the square of the enlargement magnification or a value close to it, By changing the brightness of the original two-dimensional display, even if the position of the virtual image of the dots changes, the display can be performed in which the brightness does not change. Also, multi-gradation display is possible based on the value where the brightness becomes uniform.

【0049】このように上述した各実施例のディスプレ
イ装置では、光路長または焦点距離の変化に応じてドッ
トの輝度を変化させるようにしており、これによって、
微小レンズを通してみるドットの輝度を均一なものにす
ることができるが、その反面、微小レンズを通してみる
ドットの輝度が全体に小さくなるという問題があった。
As described above, in the display device of each of the above-described embodiments, the brightness of the dots is changed according to the change of the optical path length or the focal length.
Although it is possible to make the brightness of the dots seen through the microlens uniform, there is a problem that the brightness of the dots seen through the microlens is reduced as a whole.

【0050】図13は本発明に係るディスプレイ装置の
第4の実施例の断面図である。図13のディスプレイ装
置は、図2に示すディスプレイ装置をさらに改良したも
のであり、このディスプレイ装置では、光路長を変化さ
せる層240が2次元ディスプレイDPの前面ガラス3
上ではなく、2次元ディスプレイDPの前方に微小レン
ズ1a,1b,1cと2次元ディスプレイDPとの間に
配置されている。さらに、光路長を変化させる層240
の2次元ディスプレイDP側には、近傍の他の部分より
も光の拡散率の高い拡散層250が設けられ、この拡散
層250と2次元ディスプレイDPとの間には、各ドッ
ト2a,2b,2cに対応した第2の微小レンズ261
a,261b,261cが設けられている。
FIG. 13 is a sectional view of the fourth embodiment of the display device according to the present invention. The display device of FIG. 13 is a further improvement of the display device shown in FIG. 2, in which the layer 240 for changing the optical path length is provided on the front glass 3 of the two-dimensional display DP.
It is arranged not in the upper part but in front of the two-dimensional display DP and between the minute lenses 1a, 1b, 1c and the two-dimensional display DP. Further, the layer 240 for changing the optical path length
On the side of the two-dimensional display DP, a diffusion layer 250 having a higher light diffusion rate than other portions in the vicinity is provided. Between the diffusion layer 250 and the two-dimensional display DP, the dots 2a, 2b, 2nd micro lens 261 corresponding to 2c
a, 261b, 261c are provided.

【0051】第2の微小レンズ261a,261b,2
61cの焦点距離をf’とし、第2の微小レンズ261
a,261b,261cとドット2a,2b,2cとの
間の光路長をS1’,第2の微小レンズ261a,26
1b,261cと拡散層250との間の光路長をS2’
とするとき、光路長S1’が焦点距離f’よりも小さい
場合には、第2の微小レンズ261a,261b,26
1cは、所定面積の大きさのドット2a,2b,2cの
光を拡散層250にこの面積よりも小さな面積で集光さ
せ、拡散層250にドット2a,2b,2cに対応した
ドット270a,270b,270cを生じさせる機能
を有している。
Second minute lenses 261a, 261b, 2
The focal length of 61c is f ′, and the second minute lens 261
a, 261b, 261c and the dots 2a, 2b, 2c, the optical path length is S1 ', the second minute lenses 261a, 26
1b, 261c and the diffusion layer 250 the optical path length S2 '
Then, when the optical path length S1 ′ is smaller than the focal length f ′, the second minute lenses 261a, 261b, 26
1c collects the light of the dots 2a, 2b, 2c having a predetermined size on the diffusion layer 250 in an area smaller than this area, and the dots 270a, 270b corresponding to the dots 2a, 2b, 2c on the diffusion layer 250. , 270c.

【0052】このような構成のディスプレイ装置におい
て、拡散層250,微小レンズ261a,261b,2
61cが設けられていない場合には、観察者の目により
2次元ディスプレイDPを観察したときに目の焦点の合
う面がドット2a,2b,2c付近となるが、拡散層2
50が設けられている場合には、目の焦点の合う面がこ
の拡散層250に調節される。従って、この場合には、
観察者は、拡散層250に集光されたドット270a,
270b,270cを微小レンズ1a,1b,1cによ
り拡大して見ることができる。換言すれば、図2に示し
たディスプレイ装置においては、前述のように、微小レ
ンズ1a,1b,1cにより、ドット2a,2b,2c
自体の虚像を観察者に直接見せると、ドット2a,2
b,2c自体が拡大され、実際のドットの一部分しかみ
えなくなり、またドットの輝度が総体的に小さくなって
しまうが、図13のディスプレイ装置では、ドット2
a,2b,2cをより小さな面積のものに集光して光量
を十分に確保した高輝度のドット270a,270b,
270cを拡散層250に生じさせ、この小さな面積の
高輝度のドット270a,270b,270cを微小レ
ンズ1a,1b,1cにより拡大して見せるようになっ
ているので、ドットの輝度の低下を有効に防止すること
ができる。この際、ドットの像位置は、光路長を変化さ
せる層240により、変化させることができる。
In the display device having such a structure, the diffusion layer 250 and the minute lenses 261a, 261b, 2 are formed.
When the 61c is not provided, when the two-dimensional display DP is observed by the eyes of the observer, the face on which the eyes are focused is in the vicinity of the dots 2a, 2b, 2c.
If 50 is provided, the in-focus plane of the eye is adjusted to this diffusion layer 250. So in this case,
The observer sees the dots 270a focused on the diffusion layer 250,
The microlenses 1a, 1b, and 1c can magnify and see 270b and 270c. In other words, in the display device shown in FIG. 2, the dots 2a, 2b, 2c are formed by the minute lenses 1a, 1b, 1c as described above.
When the virtual image of itself is shown directly to the observer, the dots 2a, 2
b and 2c themselves are enlarged so that only a part of the actual dot can be seen and the brightness of the dot is generally reduced, but in the display device of FIG.
High-luminance dots 270a, 270b, which have a sufficient amount of light by condensing a, 2b, 2c into a smaller area.
270c is generated in the diffusion layer 250, and the high-intensity dots 270a, 270b, 270c having a small area are enlarged by the microlenses 1a, 1b, 1c, so that it is possible to effectively reduce the brightness of the dots. Can be prevented. At this time, the image position of the dot can be changed by the layer 240 that changes the optical path length.

【0053】なお、いま場合、光路長S1’が焦点距離
f’よりも小さく設定されているので、拡散層250上
には、ドット2a,2b,2cの実像が結像されるわけ
ではなく、従って、ドット270a,270b,270
cは多少ぼける。また、光路長S1’が焦点距離f’よ
り大きい場合においても、(1/S2=1/S1−1/
f)の関係が成立しなければ、拡散層250上に実像は
結像されない。但し、光路長S1’が焦点距離f’より
も大きいときには、光路長S1’が焦点距離f’よりも
小さい場合に比べて、集光の効率が良く、さらにはぼけ
具合いも減少するという利点がある。さらに、(1/S
2=1/S1−1/f)の関係が成立するとき、またこ
の関係に近い位置関係にあるときには、ドット2a,2
b,2cの実像またはそれに近い像がドット270a,
270b,270cとして得られ、高輝度光量が得られ
ると同時に、ぼけの少ない輪郭の明瞭なドットが形成さ
れる。これによって、ディスプレイ装置としての品質を
向上させることができ、拡散層250が完全拡散面に近
い性質のものであっても、これに実像が結像されるの
で、観察者にはっきりと観察させることができる。
In this case, since the optical path length S1 'is set smaller than the focal length f', real images of the dots 2a, 2b, 2c are not formed on the diffusion layer 250, and Therefore, the dots 270a, 270b, 270
c is slightly blurred. Further, even when the optical path length S1 ′ is larger than the focal length f ′, (1 / S2 = 1 / S1-1 /
If the relationship of f) is not established, no real image is formed on the diffusion layer 250. However, when the optical path length S1 ′ is larger than the focal length f ′, there is an advantage that the efficiency of condensing is better and the blurring condition is reduced as compared with the case where the optical path length S1 ′ is smaller than the focal length f ′. is there. Furthermore, (1 / S
2 = 1 / S1-1 / f), and when the positional relationship is close to this relationship, the dots 2a, 2
The real image of b, 2c or an image close to it is a dot 270a,
270b and 270c, a high-brightness light amount can be obtained, and at the same time, a dot having a clear contour with little blurring is formed. As a result, the quality of the display device can be improved, and even if the diffusion layer 250 has a property close to a perfect diffusion surface, a real image is formed on the diffusion layer 250, so that the observer can clearly observe the image. You can

【0054】また、微小レンズ261a,261b,2
61cに結像関係(1/S2=1/S1−1/f)が成
立するときは、拡散層250がなくても、ドット2a,
2b,2cの実像が空中像として拡散層250の面に結
ばれ、微小レンズ1a,1b,1cによってこれの虚像
が表示されることにより、結果として、ドット2a,2
b,2cの虚像を観測者に見せることができる。このと
きは、微小レンズ261a,261b,261cと微小
レンズ1a,1b,1cがそれぞれ2群2枚のレンズと
して作用しており、微小レンズ261a,261b,2
61cの結像関係を満たす限りは拡散板がある場合と同
様の効果が認められる。
Further, the minute lenses 261a, 261b, 2
When the imaging relationship (1 / S2 = 1 / S1-1 / f) is established at 61c, the dots 2a,
The real images of 2b and 2c are formed on the surface of the diffusion layer 250 as an aerial image, and the virtual images of the microlenses 1a, 1b, and 1c are displayed, resulting in the dots 2a and 2c.
The virtual images of b and 2c can be shown to the observer. At this time, the microlenses 261a, 261b, 261c and the microlenses 1a, 1b, 1c each act as two groups of two lenses, and the microlenses 261a, 261b, 2c.
As long as the image forming relationship of 61c is satisfied, the same effect as when the diffuser plate is provided is recognized.

【0055】図14は本発明のディスプレイ装置の第5
の実施例の断面図であり、図13のディスプレイ装置を
さらに改良した構成のものとなっている。すなわち、図
14のディスプレイ装置では、図13のディスプレイ装
置において、2次元ディスプレイDPの前面ガラス上
に、光路長を変化させる層240と同様な構造の光路長
を変化させる層300が設けられており、この層300
によってドット2a,2b,2cと拡散層250との間
の光路長を変化させることができる。
FIG. 14 shows a fifth display device of the present invention.
14 is a cross-sectional view of the embodiment of FIG. 13 and has a configuration in which the display device of FIG. 13 is further improved. That is, in the display device of FIG. 14, the layer 300 for changing the optical path having the same structure as the layer 240 for changing the optical path is provided on the front glass of the two-dimensional display DP in the display device of FIG. , This layer 300
The optical path length between the dots 2a, 2b, 2c and the diffusion layer 250 can be changed by.

【0056】このような構成のディスプレイ装置では、
いま例えば、拡散層250にドット2a,2b,2cの
実像としてドット270a,270b,270cが結像
されている状態で、光路長を変化させる層240により
微小レンズ1a,1b,1cと拡散層250との間の光
路長をさせると、観察者が見るドット270a,270
b,270cの実像の拡大率が変化し、これに伴ないド
ット270a,270b,270cの輝度も変化する。
このような場合、実像としてのドット270a,270
b,270cの輝度を高輝度の一定の状態に保つのに光
路長を変化させる層300を活用する。すなわち、光路
長を変化させる層240によって微小レンズ1a,1
b,1cと拡散層250との間の光路長を変化させるに
伴ない、光路長を変化させる層300によってドット2
a,2b,2cと拡散層250との間の光路長を所定量
変化させることにより、実像としてのドット270a,
270b,270cの結像倍率を変化させることがで
き、この結果、ドット270a,270b,270cの
光量を高輝度に維持することができ、かつ、表示に不要
な余分な光を減少させることができる。
In the display device having such a structure,
Now, for example, in a state where the dots 270a, 270b, 270c are formed as real images of the dots 2a, 2b, 2c on the diffusion layer 250, the minute lenses 1a, 1b, 1c and the diffusion layer 250 are formed by the layer 240 for changing the optical path length. If the optical path length between the dots 270a and 270
The magnifying power of the real image of b, 270c changes, and the brightness of the dots 270a, 270b, 270c also changes accordingly.
In such a case, the dots 270a and 270 as the real images
The layer 300 that changes the optical path length is used to maintain the brightness of the b and 270c in a high brightness constant state. That is, the microlenses 1a, 1
As the optical path length between b, 1c and the diffusion layer 250 is changed, the dot 2 is changed by the optical path length changing layer 300.
By changing the optical path length between a, 2b, 2c and the diffusion layer 250 by a predetermined amount, the dots 270a,
It is possible to change the imaging magnification of the 270b and 270c, and as a result, it is possible to maintain the light amount of the dots 270a, 270b and 270c at high brightness and to reduce the extra light unnecessary for display. ..

【0057】但し、光路長を変化させる層300により
ドット2a,2b,2cと拡散層250との間の光路長
を変化させると、拡散層250に結像されていたドット
2a,2b,2cの実像の位置がずれ、輪郭のぼけが生
じ始めるので、ドット270a,270b,270cの
光量と輪郭のぼけ量とを互いに比べながら、ドット2
a,2b,2cと拡散層250との間の光路長を変化さ
せるのが良い。なお、ドット2a,2b,2cと拡散層
250との間の層300による光路長の変化に伴なう実
像の位置変動を防止したい場合には、層300の他に
も、微小レンズ261a,261b,261cと拡散層
250との間に、光路長を変化させる層(図示せず)を
さらに設ければ良く、このときには、これら2つの層の
制御により、実像関係を保ったまま、ドット270a,
270b,270cの大きさを層300の変化により変
化させることができる。
However, when the optical path length between the dots 2a, 2b, 2c and the diffusion layer 250 is changed by the layer 300 for changing the optical path length, the dots 2a, 2b, 2c imaged on the diffusion layer 250 are changed. Since the position of the real image shifts and the blurring of the contour starts to occur, the dot 2 is compared with the light quantity of the dots 270a, 270b, 270c and the blurring of the contour.
It is preferable to change the optical path length between a, 2b, 2c and the diffusion layer 250. In addition, when it is desired to prevent the position variation of the real image due to the change of the optical path length by the layer 300 between the dots 2a, 2b, 2c and the diffusion layer 250, in addition to the layer 300, the minute lenses 261a, 261b. , 261c and the diffusion layer 250, a layer (not shown) for changing the optical path length may be further provided. At this time, by controlling these two layers, the dots 270a,
The size of 270b and 270c can be changed by changing the layer 300.

【0058】上記例では、拡散層250上にドット2
a,2b,2cの実像が結像される場合について説明し
たが、拡散層250上に実像が結ばれない場合であって
も,特にS1<fの関係の場合であっても、層300に
よって集光力を変化させることができるので、ドット2
70a,270b,270cの輝度変化にも使用するこ
とができるので、層300を設けることは効果的であ
る。
In the above example, the dots 2 are formed on the diffusion layer 250.
The case where the real images of a, 2b, and 2c are formed has been described. However, even when the real image is not formed on the diffusion layer 250, particularly in the case of the relationship of S1 <f, the layer 300 is used. Since the focusing power can be changed, the dot 2
Providing the layer 300 is effective because it can be used for changing the luminance of the light emitting elements 70a, 270b, and 270c.

【0059】なお、図13,図14のディスプレイ装置
においては、目の焦点を調節する手段として拡散層25
0を設けたが、これのかわりに、透過率の低い層,例え
ば色フィルタ等を設けても良いし、あるいは、偏光を変
化させる層を設けても良く、拡散層250を設ける場合
と同様の効果を得ることができる。また、これらの層
は、光路長を変化させる層240と微小レンズ1a,1
b,1cとの間に設けられていても良い。
In the display device of FIGS. 13 and 14, the diffusion layer 25 is used as a means for adjusting the focus of the eyes.
Although 0 is provided, instead of this, a layer having a low transmittance, for example, a color filter or the like may be provided, or a layer that changes the polarization may be provided, similar to the case where the diffusion layer 250 is provided. The effect can be obtained. These layers are the layer 240 for changing the optical path length and the microlenses 1a, 1a.
It may be provided between b and 1c.

【0060】また、微小レンズ1a,1b,1cと拡散
層250との間に、光路長を変化させる層240を設け
て微小レンズ1a,1b,1cと拡散層250との間の
光路長を変化させるかわりに、例えば微小レンズ1a,
1b,1cを焦点距離可変の液晶レンズ等で構成し、微
小レンズ1a,1b,1cの焦点距離を変化させるよう
にしても良い。また、図14の構成において、光路長を
変化させる層300のかわりに、第2の微小レンズ26
1a,261b,261cを焦点距離可変のレンズで構
成しても良い。
Further, a layer 240 for changing the optical path length is provided between the minute lenses 1a, 1b, 1c and the diffusion layer 250 to change the optical path length between the minute lenses 1a, 1b, 1c and the diffusion layer 250. Instead of, for example, the minute lens 1a,
1b and 1c may be configured by a liquid crystal lens or the like having a variable focal length, and the focal lengths of the minute lenses 1a, 1b and 1c may be changed. In addition, in the configuration of FIG. 14, instead of the layer 300 that changes the optical path length, the second minute lens 26 is used.
1a, 261b, and 261c may be configured by lenses having variable focal lengths.

【0061】また、上述した各実施例において、図2,
図6,図7,図12,図13,図14のディスプレイ装
置が、各ドットごとに光路長,または焦点距離を変化さ
せずに、ドットよりも広い領域,例えば、図1において
1列分,あるいは1行分のドット全域にわたって光路
長,または焦点距離を変化させるようには構成されてい
るときには、広い領域でのゆるやかな立体感を与える用
途に適している。具体的には、遠景,中景,近景の3種
類だけの変化しか与えないで良いような場合には、これ
らの構成を用いることにより、遠景用領域の全てのドッ
トに対して、光路長,または焦点距離を遠景用に同じに
設定し、近景用領域の全てのドットに対して、光路長,
または焦点距離を近景用に同じに設定することができ
る。
Further, in each of the above-mentioned embodiments, FIG.
The display device of FIGS. 6, 7, 12, 13, and 14 does not change the optical path length or the focal length for each dot, but has a wider area than the dot, for example, one column in FIG. Alternatively, when it is configured to change the optical path length or the focal length over the entire area of one line of dots, it is suitable for the purpose of giving a gentle three-dimensional effect in a wide area. Specifically, in the case where only three types of changes of the distant view, the middle view, and the near view need to be given, by using these configurations, the optical path length, Alternatively, the focal length is set to the same for the distant view, and the optical path length,
Alternatively, the focal lengths can be set the same for near views.

【0062】一方、これらのディスプレイ装置が、各ド
ットごとに光路長,または焦点距離を変化させることが
可能な構成となっているときには(但し、図12は不
可)、画面の微細にわたって光路長,または焦点距離を
変化させるような用途に適しており、この場合には、ド
ットごとに立体感を得ることができる。
On the other hand, when these display devices have a structure in which the optical path length or the focal length can be changed for each dot (however, FIG. 12 is not possible), the optical path length, Alternatively, it is suitable for applications in which the focal length is changed, and in this case, a stereoscopic effect can be obtained for each dot.

【0063】しかしながら、上記いずれの場合において
も、各ドットに対応した微小レンズまたは2次元ディス
プレイDP全面に作用するレンズの焦点距離,または、
これらのレンズとドットとの間にある層の屈折率を所定
の値に容易に設定できるので、表示する画像情報に従っ
て、上記焦点距離または屈折率を決定することにより、
2次元ディスプレイDPを用いる場合にも3次元表示が
可能となり、3次元ディスプレイ装置に上記ディスプレ
イ装置のいずれかを適用することにより、両眼視差によ
る立体視の場合にも注視点の距離に像を結像すること
で、目の疲労を軽減することができる。
However, in any of the above cases, the focal length of the minute lens corresponding to each dot or the lens acting on the entire surface of the two-dimensional display DP, or
Since the refractive index of the layer between these lenses and the dots can be easily set to a predetermined value, by determining the focal length or the refractive index according to the image information to be displayed,
Even when the two-dimensional display DP is used, three-dimensional display is possible, and by applying any of the above display devices to the three-dimensional display device, an image can be displayed at the distance of the gazing point even in the case of stereoscopic vision due to binocular parallax. By forming an image, eye fatigue can be reduced.

【0064】図15(a),(b)はこの様子を説明す
るための図である。例えば、2次元画面210上に、2
つの像P1,P2が所定間隔Zだけ隔てて表示されてお
り、この2つ像P1,P2を観察する場合に、図15
(a)では一方の目201で像P2を見させる状態を示
し、図15(b)では他方の目202で像P1を見させ
る場合が示されている。目201,202の輻輳機構
は、図16に示したと同時に、一方の目201が像P2
の方に向き、他方の目202が像P1の方に向くように
目201,202を制御するので、注視点は、これらの
交差位置CLSとなり、図15(a),(b)の例で
は、実際の画面210よりも手前となる。このような場
合に、本発明によるディスプレイ装置をそれぞれ左眼
用,右眼用として取付け、このディスプレイ装置を画面
210の画像情報に従って制御することにより、画面2
10の像P1,P2の位置(いまの場合、実像位置)を
注視点CLSの位置まで移動させることができるので、
これにより、目201,202の調節機構は、目20
1,202から注視点CLSまでの距離L2にピントを
合わすよう目201,202を制御する。この結果、目
の輻輳と調節を一致させることができて、目の疲労を軽
減することができる。
FIGS. 15A and 15B are views for explaining this situation. For example, on the two-dimensional screen 210, 2
The two images P1 and P2 are displayed at a predetermined distance Z, and when these two images P1 and P2 are observed, FIG.
FIG. 15A shows a state in which one eye 201 sees the image P2, and FIG. 15B shows a case in which the other eye 202 sees the image P1. The congestion mechanism of the eyes 201 and 202 is shown in FIG.
Since the eyes 201 and 202 are controlled so that the other eye 202 faces toward the image P1, the gazing point is the intersection position CLS between them, and in the example of FIGS. , Which is in front of the actual screen 210. In such a case, the display device according to the present invention is mounted for the left eye and the right eye, respectively, and the display device is controlled according to the image information of the screen 210 to display the screen 2
Since the positions of the ten images P1 and P2 (in this case, the real image positions) can be moved to the position of the gazing point CLS,
As a result, the adjustment mechanism of the eyes 201 and 202 is
The eyes 201, 202 are controlled so as to focus on the distance L2 from the point 1, 202 to the gazing point CLS. As a result, eye congestion and accommodation can be matched, and eye fatigue can be reduced.

【0065】また、上記例とは反対に、注視点CLSが
目201,202から画面210までの実際の距離L1
よりも遠い距離となるような像が画面210上に表示さ
れるときには、画面210の像の虚像が表示されるよう
ディスプレイ装置を構成し、注視点に虚像が表示される
ようにディスプレイ装置を制御することによって、同様
にして、目の輻輳と調節を一致させることができて、疲
労を軽減することができる。
Contrary to the above example, the gazing point CLS is the actual distance L1 from the eyes 201, 202 to the screen 210.
When an image at a distance farther than that is displayed on the screen 210, the display device is configured to display a virtual image of the image on the screen 210, and the display device is controlled to display the virtual image at the gazing point. By doing so, it is possible to make eye congestion and adjustment coincide with each other in the same manner, and reduce fatigue.

【0066】[0066]

【発明の効果】以上に説明したように請求項1記載のデ
ィスプレイ装置によれば、2次元ディスプレイを形成す
る少なくとも1画素からなるドットごとに、ドットの前
方に微小なレンズがそれぞれ設けられており、微小なレ
ンズと前記ドットとの光路長を変化させるか,または微
小なレンズの焦点距離を変化させる際に、光路長または
焦点距離の変化に応じてドットの輝度を変化させるよう
にしているので、光路長または焦点距離が変化する場合
にも、輝度を一定に調整することができて、さらには、
このディスプレイ装置を用いて3次元ディスプレイを構
成する場合、光路長または焦点距離を適宜変化させて像
位置を適宜変化させることにより、目の疲労が少なく臨
場感に富んだ立体画像を容易に表示することができる。
As described above, according to the display device of the first aspect, a minute lens is provided in front of each dot formed of at least one pixel forming a two-dimensional display. , When changing the optical path length between the minute lens and the dot or changing the focal length of the minute lens, the dot brightness is changed according to the change of the optical path length or the focal length. Even if the optical path length or the focal length changes, the brightness can be adjusted to a constant value, and further,
When a three-dimensional display is configured using this display device, a stereoscopic image with less eyestrain and rich presence can be easily displayed by appropriately changing the optical path length or the focal length to appropriately change the image position. be able to.

【0067】また、請求項2記載のディスプレイ装置に
よれば、2次元ディスプレイを形成するドットの前方に
ディスプレイ全面に作用する少なくとも1枚以上のレン
ズが設けられており、レンズとドットとの光路長を変化
させるか,またはレンズの焦点距離を変化させる際に、
光路長または焦点距離の変化に応じて2次元ディスプレ
イのドットの輝度を変化させるようにしているので、光
路長または焦点距離が変化する場合にも、輝度を一定に
調整することができて、さらには、このディスプレイ装
置を用いて3次元ディスプレイを構成する場合、光路長
または焦点距離を適宜変化させて像位置を適宜変化させ
ることにより、目の疲労が少なく臨場感に富んだ立体画
像を容易に表示することができる。
According to the second aspect of the present invention, at least one lens that acts on the entire surface of the display is provided in front of the dots that form the two-dimensional display, and the optical path length between the lens and the dots is set. Or when changing the focal length of the lens,
Since the brightness of the dots of the two-dimensional display is changed according to the change of the optical path length or the focal length, the brightness can be adjusted to a constant value even when the optical path length or the focal length changes, and further, When a three-dimensional display is constructed by using this display device, by appropriately changing the optical path length or the focal length to appropriately change the image position, it is possible to easily obtain a stereoscopic image with less eyestrain and rich presence. Can be displayed.

【0068】また、請求項3記載のディスプレイ装置に
よれば、ドットと光路長を変化させる手段との間に,ま
たは光路長を変化させる手段と微小なレンズとの間に、
近傍の他の部分よりもドットの表示光の拡散率の高い
層,または透過率の低い層,または偏光を変化させる層
が設けられており、前記層とドットとの間には、ドット
ごとにさらに第2の微小なレンズが設けられているの
で、輝度を一定に調整する場合においても輝度の低下を
有効に防止することができる。
According to the display device of the third aspect, between the dot and the means for changing the optical path length, or between the means for changing the optical path length and the minute lens,
A layer having a higher diffusion rate of the display light of the dots than that of other portions in the vicinity, a layer having a low transmittance, or a layer for changing the polarization is provided, and between the layer and the dots, Further, since the second minute lens is provided, it is possible to effectively prevent the decrease in brightness even when the brightness is adjusted to be constant.

【0069】また、請求項4記載のディスプレイ装置で
は、請求項3記載のディスプレイ装置において、前記第
2の微小なレンズとドット,または第2の微小なレンズ
と前記層との間に、さらに、光路長を変化させる手段が
設けられているかまたは前記第2の微小なレンズの焦点
距離を変化させる手段が設けられているので、輝度を高
輝度に維持する場合において像の輪郭のぼけを防止する
ことができる。
Further, in the display device according to claim 4, in the display device according to claim 3, further, between the second minute lens and the dot, or between the second minute lens and the layer, Since the means for changing the optical path length or the means for changing the focal length of the second minute lens is provided, the blurring of the contour of the image is prevented when the brightness is kept high. be able to.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明に係るディスプレイ装置の第1の実施例
の正面図である。
FIG. 1 is a front view of a first embodiment of a display device according to the present invention.

【図2】本発明に係るディスプレイ装置の第1の実施例
の断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view of a first embodiment of a display device according to the present invention.

【図3】(a),(b),(c)はドットの電極の分割
構成例を示す図である。
3 (a), (b), and (c) are diagrams showing an example of a divided electrode electrode configuration.

【図4】(a),(b)はドットの電極の分割構成例を
示す図である。
FIGS. 4A and 4B are diagrams showing an example of a divided electrode electrode configuration.

【図5】ドットの電極の分割構成例を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing an example of a divided configuration of dot electrodes.

【図6】図1のディスプレイ装置の変形例を示す図であ
る。
FIG. 6 is a diagram showing a modified example of the display device of FIG.

【図7】本発明に係るディスプレイ装置の第2の実施例
の断面図である。
FIG. 7 is a cross-sectional view of a second embodiment of the display device according to the present invention.

【図8】輝度制御部の構成例を示す図である。FIG. 8 is a diagram illustrating a configuration example of a brightness control unit.

【図9】輝度制御部の構成例を示す図である。FIG. 9 is a diagram illustrating a configuration example of a brightness control unit.

【図10】複数画素に対応させて微小レンズを配置した
構成を示す図である。
FIG. 10 is a diagram showing a configuration in which minute lenses are arranged corresponding to a plurality of pixels.

【図11】複数画素に対応させて微小レンズを配置した
構成を示す図である。
FIG. 11 is a diagram showing a configuration in which minute lenses are arranged corresponding to a plurality of pixels.

【図12】本発明に係るディスプレイ装置の第3の実施
例の断面図である。
FIG. 12 is a cross-sectional view of a third embodiment of the display device according to the present invention.

【図13】本発明に係るディスプレイ装置の第4の実施
例の断面図である。
FIG. 13 is a sectional view of a display device according to a fourth embodiment of the present invention.

【図14】本発明に係るディスプレイ装置の第5の実施
例の断面図である。
FIG. 14 is a cross-sectional view of a display device according to a fifth embodiment of the present invention.

【図15】(a),(b)は本発明によって目の輻輳と
調節とを一致させる原理を説明するための図である。
FIGS. 15 (a) and 15 (b) are views for explaining the principle of matching eye congestion and accommodation according to the present invention.

【図16】目の輻輳と調節との一般的な関係を説明する
ための図である。
FIG. 16 is a diagram for explaining a general relationship between eye congestion and accommodation.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1a,1b,1c 微小なレンズ 2a,2b,2c ドット 3 前面ガラス 4 正立虚像 5 観察者 11a,11b,11c 微小なレンズ 12a,12b,12c 円形の穴 13,14 電極 15 液晶材料 17,19 レンズ 18a乃至18i ドット 20a乃至20i 正立虚像 23 層 130,140 輝度制御部 131 距離検知部 132 距離設定部 133 焦点距離記憶部 134,144 拡大計算部 135 輝度制御部 143 光路長記憶部 250 拡散層 261a,261b,261c 第2の微小レンズ 270a,270b,270c ドット 300 光路長を変化させる
1a, 1b, 1c Microlens 2a, 2b, 2c Dot 3 Front glass 4 Erect virtual image 5 Observer 11a, 11b, 11c Microlens 12a, 12b, 12c Circular hole 13, 14 Electrode 15 Liquid crystal material 17, 19 Lens 18a to 18i Dot 20a to 20i Erect virtual image 23 Layer 130,140 Brightness control unit 131 Distance detection unit 132 Distance setting unit 133 Focal length storage unit 134,144 Enlargement calculation unit 135 Brightness control unit 143 Optical path length storage unit 250 Diffusion layer 261a, 261b, 261c Second minute lens 270a, 270b, 270c Dot 300 Layer for changing optical path length

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 2次元ディスプレイを形成する少なくと
も1画素からなるドットごとに、ドットの前方に微小な
レンズがそれぞれ設けられており、さらに、前記微小な
レンズと前記ドットとの光路長を変化させる手段,また
は前記微小なレンズの焦点距離を変化させる手段と、前
記光路長または焦点距離の変化に応じて前記ドットの輝
度を変化させる手段とがさらに設けられていることを特
徴とするディスプレイ装置。
1. A minute lens is provided in front of the dot for each dot composed of at least one pixel forming a two-dimensional display, and the optical path length between the minute lens and the dot is changed. The display device is further provided with a unit or a unit for changing the focal length of the minute lens, and a unit for changing the brightness of the dot according to the change of the optical path length or the focal length.
【請求項2】 2次元ディスプレイを形成するドットの
前方にディスプレイ全面に作用する少なくとも1枚以上
のレンズが設けられており、さらに、前記レンズと前記
ドットとの光路長を変化させる手段,またはレンズの焦
点距離を変化させる手段と、前記光路長または焦点距離
の変化に応じて2次元ディスプレイのドットの輝度を変
化させる手段とが設けられていることを特徴とするディ
スプレイ装置。
2. At least one lens acting on the entire surface of the display is provided in front of the dots forming the two-dimensional display, and further, means for changing the optical path length between the lens and the dot, or a lens. And a means for changing the brightness of the dots of the two-dimensional display according to the change in the optical path length or the focal length.
【請求項3】 2次元ディスプレイを形成する少なくと
も1画素からなるドットごとに、ドットの前方に微小な
レンズがそれぞれ設けられており、さらに、前記微小な
レンズと前記ドットとの光路長を変化させる手段,また
は前記微小なレンズの焦点距離を変化させる手段を有
し、前記ドットと前記光路長を変化させる手段との間
に,または前記光路長を変化させる手段と前記微小なレ
ンズとの間に、近傍の他の部分よりもドットの表示光の
拡散率の高い層,または透過率の低い層,または偏光を
変化させる層が設けられており、前記層とドットとの間
には、ドットごとにさらに第2の微小なレンズが設けら
れていることを特徴とするディスプレイ装置。
3. A minute lens is provided in front of the dot for each dot formed of at least one pixel forming a two-dimensional display, and the optical path length between the minute lens and the dot is changed. Means, or means for changing the focal length of the minute lens, between the dot and the means for changing the optical path length, or between the means for changing the optical path length and the minute lens , A layer having a higher diffusion rate of the display light of the dots than that of other portions in the vicinity, a layer having a low transmittance, or a layer for changing the polarization is provided, and each layer is provided between the layer and the dot. A display device, further comprising a second minute lens.
【請求項4】 請求項3記載のディスプレイ装置におい
て、前記第2の微小なレンズとドット,または第2の微
小なレンズと前記層との間に、さらに、光路長を変化さ
せる手段が設けられているかまたは前記第2の微小なレ
ンズの焦点距離を変化させる手段が設けられていること
を特徴とするディスプレイ装置。
4. The display device according to claim 3, further comprising means for changing the optical path length between the second minute lens and the dot, or between the second minute lens and the layer. Or a means for changing the focal length of the second minute lens is provided.
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