(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
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。
【請求項２】
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。
【請求項３】
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。
【請求項４】
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。
【請求項５】
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。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【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
【図１】
0003671911.tif 000002
【図２】
0003671911.tif 000003
【図３】
0003671911.tif 000004
【図４】
0003671911.tif 000005
【図５】
0003671911.tif 000006
【図６】
0003671911.tif 000007