(57)【要約】【課題】画素の欠陥が目立たない画像表示装置を実現する。【解決手段】  表示部１１は、マトリックス状に配置された複数の表示素子を有し、それぞれが同一の画像を表示する。表示部１１に近接してレンズアレイ部１２が配置されている。レンズアレイ部１２は複数個のレンズを有する。各レンズは、１個のレンズが１個の表示素子に対応するように配置されている。各レンズは、対応する表示素子の画像の光を略平行光として出射し、左眼２１Ｌと右眼２１Ｒに入射する。ユーザは、複数の表示領域の画像を、１つの画像（虚像）として視認する。本発明は、画像表示装置に適用することができる。【選択図】図１
2006292884.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれが画像を表示する複数の表示領域が、１つの面に沿って近接して配置された表示部と、
１つの前記表示領域に１つのレンズが対応して近接して配置され、前記レンズにより対応する前記表示領域の画像の光を出射するレンズアレイ部と
を備える画像表示装置。
【請求項２】
前記レンズアレイ部は前記表示部と略平行に配置され、
前記レンズは前記表示領域に合わせてマトリックス状に配置され、遮光部により相互に隣接するように保持されている略球形のレンズである
請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項３】
前記表示領域のそれぞれに同一または視差を有する画像を表示させる画像信号を出力する出力部をさらに備える
請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項４】
前記表示領域と前記レンズの距離を調整する調整部をさらに備える
請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項５】
画像を表示する画像表示装置の画像表示方法において、
それぞれが画像を表示する複数の表示領域を、１つの面に沿って近接して配置し、
１つの前記表示領域に１つのレンズが対応して近接して配置して、前記レンズにより対応する前記表示領域の画像の光を出射する
画像表示方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像表示装置および方法に関し、特に画素の欠陥を目立たなくできるようにした画像表示装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、液晶、プラズマディスプレイなどでその表示部が構成されるテレビジョン受像機が普及しつつある。テレビジョン受像機の表示部は、より詳細な画像を表示できるようにするために、より高密度であることが望まれている。表示部は半導体プロセスを用いて製造することで、その高密度化を図ることができる。高密度化を図るために、種々の提案がなされている（例えば、特許文献１）。
【特許文献１】特開平５−５０９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、高密度化を図ると、画素が小さくなり、画像を詳細に表示することが可能となる反面、製造時に画素に欠陥が生じ易くなる。その結果、画像の表示状態が却って劣化してしまう問題点があった。
【０００４】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、画素の欠陥を目立たなくできるようにするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の側面は、それぞれが画像を表示する複数の表示領域が、１つの面に沿って近接して配置された表示部と、１つの表示領域に１つのレンズが対応して近接して配置され、レンズにより対応する表示領域の画像の光を出射するレンズアレイ部とを備える画像表示装置である。
【０００６】
本発明の一側面においては、１つの面に沿って近接して配置された複数の表示領域によりそれぞれ画像が表示され、１つの表示領域に１つのレンズが対応して近接して配置され、そのレンズにより、対応する表示領域の画像の光が出射される。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の一側面によれば、画像を表示することができ、特に、画素の欠陥を目立たせずに画像を表示することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
図１は、本発明の実施形態としての画像表示装置の構成例を表している。この画像表示装置１は、表示部１１、レンズアレイ部１２、カバーガラス１３、回路部１４、および調整部１５により構成されている。
【０００９】
表示部１１には、例えば図２に示されるように、複数の表示素子３１が配置されている。各表示素子３１は、例えば、液晶表示装置や有機ＥＬ（Electroluminescence）表示装置、FED（Field Emission Display）表示装置などにより構成される。図２の例においては、７×７個の合計４９個の表示素子３１が１つの平面に沿って、マトリックス状に配置されている。各表示素子３１は、それぞれが表示領域３１Ａを有しており、それぞれが独立した画像を表示できるように構成されている。すなわち、各表示素子３１は、それぞれ複数の画素で構成されており、それ自体で人が認識可能な画像を表示することができる。図２の例においては、それぞれが文字Ｓの画像を表示している。
【００１０】
表示部１１には、それと略平行に、近接してレンズアレイ部１２が設けられている。レンズアレイ部１２は、例えば図３に示されるように、複数のレンズ４１により構成されている。１つの表示領域３１Ａに１つのレンズ４１が対応して近接して配置されている。従って、レンズ４１も、１つの平面（表示素子３１が沿う面と平行な面）に沿って、マトリックス状に配置されている。図３の例においては、レンズ４１は７×７個の合計４９個設けられている。
【００１１】
表示素子３１やレンズ４１が配置される面は平面ではなく、ゆるやかな曲面であってもよい。また、表示素子３１やレンズ４１は、人により全体として１つの画像が認識できる程度に（画像が局部的に欠落しない程度に）一定のピッチ間隔で配置されている。
【００１２】
レンズアレイ部１２の前面には、カバーガラス１３が配置されている。表示部１１、レンズアレイ部１２、並びにカバーガラス１３は一体化されている。
【００１３】
回路部１４は、表示部１１の各表示素子３１に同一の画像（立体画像を表示させる場合には視差を有する画像）を表示させる画像信号を出力する。調整部１５は、ユーザからの指示に基づいて、表示部１１とレンズアレイ部１２（表示素子３１とレンズ４１）の距離を調整する。
【００１４】
表示素子３１のそれぞれにより表示された画像の光が、レンズ４１により略平行光とされ、カバーガラス１３を介してユーザの左眼２１Ｌと右眼２１Ｒに入射される。
【００１５】
図４は、眼２１（左眼２１Ｌと右眼２１Ｒを個々に区別する必要がない場合、単に眼２１と称する）に各角度で入射した光線が網膜上に結像する様子を表す。同図に示されるように、眼球２１Ａの瞳７１の周囲には、虹彩７２が配置されている。レンズ４１より出射された略平行光は、瞳７１を介して眼球２１Ａに入射され、網膜６０上の点６１−１１乃至６１−１３に結像する。図中ほぼ中央に示される光線５１−１１の像は、点６１−１１に結像する。そして、光線５１−１１より図中左側から瞳７１に入射する光線５１−１２による像は、点６１−１１より図中右側に位置する点６１−１２に結像する。逆に、光線５１−１１より図中右側から入射する光線５１−１３の像は、点６１−１１より図中左側に位置する点６１−１３上に結像する。
【００１６】
図５は、表示素子３１から出射される光とレンズ４１との関係を表している。同図に示されるように、レンズ４１はこの実施形態の場合、略球形状のレンズで構成される。表示素子３１−１に対応するレンズ４１−１と、表示素子３１−２に対応するレンズ４１−２は、隣接して（接触して）配置されている。図示は省略するが、レンズ４１−１の図中左側、並びに紙面と垂直な方向の手前側と奥行き側にも、それぞれレンズが配置されている。同様に、レンズ４１−２の図中右側、並びに紙面と垂直な方向の手前側と奥行き側にも、それぞれレンズが配置されている。表示部１１は、その表示面が、レンズ４１−１，４１−２に略平行光線が入した際に結ぶ焦点（焦点距離）の近傍に配置されている。換言すると、表示素子３１−１より出射された画像の光は、レンズ４１−１から略平行光として出射される。同様に、表示素子３１−２より出射された画像の光は、レンズ４１−２から略平行光として出射される。
【００１７】
表示素子３１−１上のほぼ中央より若干右側の点ＰL1より出射された光は、レンズ４１−１により略平行光とされ、例えば網膜６０上の点６１−１３に結像し、点ＰL1より図中左側（表示素子３１−１のほぼ中央）の点ＰC1より出射された光は、レンズ４１−１により略平行光とされ、網膜６０上の点６１−１１に結像するものとする。
【００１８】
同様に、表示素子３１−１より図中右側に位置する表示素子３１−２のほぼ中央より若干右側の点ＰL2（表示素子３１−１の点ＰL1に対応する）より出射された画像の光は、レンズ４１−２により略平行光とされ、網膜６０上の点６１−１３に結像し、点ＰL2より図中左側（表示素子３１−１のほぼ中央）に位置する点ＰC2（表示素子３１−１の点ＰC1に対応する）より出射された光は、レンズ４１−２により略平行光とされ、網膜６０上の点６１−１１に結像する。
【００１９】
このように対応する画素としての点ＰL1と点ＰL2より出射された光がいずれも、網膜６０上の同一の点に結像し、同様に、対応する画素としての点ＰC1と点ＰC2より出射された光は、いずれも網膜６０上の同一の点に結像する。
【００２０】
以上のことを図６を参照してさらに説明すると次のようになる。すなわち、図６に示されるように、表示領域３１−１１Ａが図中最も左側に位置し、表示領域３１−１２Ａがそれより右側に（略中央に）位置し、表示領域３１−１３Ａが表示領域３１−１２Ａよりさらに右側に位置するとする。表示領域３１−１１Ａには実像９１−１１が、表示領域３１−１２Ａには実像９１−１２が、そして表示領域３１−１３Ａには実像９１−１３がそれぞれ表示されている。これらの実像９１−１１乃至９１−１３は、それぞれ視差はなく、実質的に同一の画像である。これにより、２次元的画像が視認されることになる。立体画像を視認させる場合には、視差のある画像とされる。      
【００２１】
なお、図６、並びに後述する図７と図８においては、光路は実際にはレンズの各面で屈折されるが、それを簡略して示してある。
【００２２】
表示領域３１−１１Ａの実像９１−１１のうち、図中左側に位置する画素から出射した光線８１−１１は、レンズ４１−１１により略平行光とされ、網膜６０上の点６１−１２に結像する。しかしながら、実像９１−１１のうち、光線８１−１１に対応する画素より図中右側に離れて位置する画素より出射した光線８２−１１は、光線８１−１１に較べ、レンズ４１−１１を介して網膜６０上の視野範囲内に結像し難くなる。光線８２−１１に対応する画素よりさらに右側に離れて位置する画素より出射した光線８３−１１は、光線８２−１１に較べ、さらにレンズ４１−１１を介して網膜６０上の視野範囲内に結像し難くなる。すなわち、実像９１−１１のうち網膜６０上の視野範囲内の点６１−１２に結像する光は、より左側に位置する画素からの光が支配的なものとなる。
【００２３】
図中ほぼ中央に位置する表示領域３１−１２Ａの実像９１−１２においては、図中最も左側に離れて位置する画素より出射した光線８１−１２と、図中最も右側に離れて位置する画素より出射した光線８３−１２に較べて、ほぼ中央に位置する画素より出射した光線８２−１２が網膜６０上の視野範囲内の点６１−１１に結像する光の支配的なものとなる。
【００２４】
これに対して、図中最も右側に位置する表示領域３１−１３Ａの実像９１−１３より出射し、レンズ４１−１３により略平行光とされ、網膜６０上の視野範囲内の点６１−１３に結像する光線としては、図中最も右側に離れて位置する画素より出射した光線８３−１３が支配的なものとなり、それより左側に離れて位置する画素より出射した光線８２−１３がそれに続き、最も左側に位置する画素より出射した光線８１−１３は、網膜６０上の視野範囲内の点６１−１３に最も結像し難くなる。
【００２５】
このようにして、表示領域３１−１１Ａにより表示された実像９１−１１の画素のうち、より左側に位置する画素から出射した光線を支配的成分とする光線、中央に位置する表示領域３１−１２Ａの実像９１−１２の画素のうち、ほぼ中央の画素から出射した光線を支配的成分とする光線、並びに最も右側に位置する表示領域３１−１３Ａの実像９１−１３の画素のうち、より右側の画素より出射した光線を支配的成分とする光線が、それぞれ網膜６０上の視野範囲内の点６１−１２，６１−１１，６１−１３に結像する。
【００２６】
点６１−１２の像は、光線８１−１１をレンズ４１−１１から逆方向にトレースして仮想的に得られる光線８１−１１Ａによる虚像９２−１１として認識される。点６１−１１の像は、光線８２−１２をレンズ４１−１２から逆方向にトレースして仮想的に得られる光線８２−１２Ａによる虚像９２−１２として認識される。点６１−１３の像は、光線８３−１３をレンズ４１−１３から逆方向にトレースして仮想的に得られる光線８３−１３Ａによる虚像９２−１３として認識される。実際には同様の事象が他のすべての画素について発生するため、ユーザは眼２１を介して、実像９１−１１乃至９１−１３を含む各表示領域３１Ａに表示された複数の実像の全体を、合成された１つの虚像として視認する。すなわち、光線再生法の原理に基づいて、表示部１１より出射した光が網膜６０上に結像するように虚像光学系が構成されている。これにより、より薄型化した画像表示装置を実現することが可能となる。
【００２７】
図７は以上のことを模式的に表している。すなわち、同図に示されるように、表示領域３１−２１Ａ乃至３１−２３Ａに、それぞれ同一の画像１１１−２１乃至１１１−２３（文字Ｓの画像）が表示されているとする。図中最も左側に位置する表示領域３１−２１Ａのうち、最も左側に位置する部分３１−２１Ａ１の画像（文字Ｓの左側の部分）を主成分とする光が、レンズ４１−２１により略平行光とされ、網膜６０上の視野範囲内の点６１−１２に結像する。これに対して、表示領域３１−２１Ａのうち、ほぼ中央に位置する部分３１−２１Ａ２とそれより右側の部分３１−２１Ａ３の画像（文字Ｓの中央の部分と右側の部分の画像）の光は、レンズ４１−２１を介して網膜６０上の視野範囲内には結像しないか、したとしてもそのエネルギー量は少ない。
【００２８】
図中ほぼ中央に位置する表示領域３１−２２Ａの画素のうち、レンズ４１−２２を介して網膜６０上の視野範囲内の点６１−１１に結像する光のエネルギー量は、最も左側に位置する部分３１−２２Ａ１と、最も右側に位置する部分３１−２２Ａ３の画像（文字Ｓの左側の部分と右側の部分）の成分が少なく、ほぼ中央に位置する部分３１−２２Ａ２の画像（文字Ｓの中央の部分）の成分が多い。
【００２９】
図中最も右側に位置する表示領域３１−２３Ａの画素のうち、レンズ４１−２３を介して網膜６０上の視野範囲内の点６１−１３に結像する光のエネルギー量は、その最も右側に位置する部分３１−２３Ａ３の画像（文字Ｓの右側の部分）の成分が支配的となり、部分３１−２３Ａ３より左側に位置する部分３１−２３Ａ２と、それよりさらに左側に位置する部分３１−２３Ａ１の画像（文字Ｓの中央の部分と左側の部分）の成分は小さくなる。
【００３０】
以上のようにして、眼２１では表示領域３１−２１Ａ乃至３１−２３Ａに表示された同一の画像１１１−２１乃至１１１−２３が合成され、１つの画像１１２としてユーザにより視認される。すなわち、画像１１１−２１（文字Ｓ）の左側の部分を主成分とする画像、画像１１１−２２（文字Ｓ）の中央の部分を主成分とする画像、並びに画像１１１−２３（文字Ｓ）の右側の部分を主成分とする画像（虚像）が、１つの画像１１２（文字Ｓ）として合成される。
【００３１】
以上のことは、左右方向についてだけでなく、上下方向についても同様に行われる。このことを図８を参照して説明する。
【００３２】
すなわち、表示領域３１−３１Ａ、表示領域３１−３２Ａ、表示領域３１−３３Ａが、それぞれ図中、上、中央、下に位置するものとする。そして、それぞれの表示領域３１−３１Ａ乃至３１−３３Ａに対応して、レンズ４１−３１乃至４１−３３が配置されている。
【００３３】
表示領域３１−３１Ａに表示される画像１２１−３１（文字Ｓ）のうち、最も上側に位置する部分３１−３１Ａ１の画像（文字Ｓの上側の部分）の光の多くは、レンズ４１−３１を介して網膜６０上の視野範囲内の点６１−１１Ｌ（図４において点６１−１１の紙面と垂直な下方の点（図示せず））に結像する。これに対して、部分３１−３１Ａ１より下側に位置する部分３１−３１Ａ２と、それよりさらに下側に位置する部分３１−３１Ａ３の画像（文字Ｓの中央の部分と下側の部分）の光は、網膜６０上の視野範囲内の点６１−１１Ｌに結像し難いか、または結像しない。
【００３４】
同様に、ほぼ中央に位置する表示領域３１−３２Ａに表示される画像１２１−３２（文字Ｓ）のうち、ほぼ中央に位置する部分３１−３２Ａの画像（文字Ｓの中央の部分）の光の多くが、レンズ４１−３２を介して網膜６０上の視野範囲内の点６１−１１に結像するが、それより上側に位置する部分３１−３２Ａ１と下側に位置する部分３１−３２Ａ３の画像（文字Ｓの上側の部分と下側の部分）の光は、点６１−１１に結像し難いか、または結像しない。
【００３５】
最も下側に位置する表示領域３１−３３Ａにおいても、その図中最も下側に位置する部分３１−３３Ａ３の画像（文字Ｓの下側の部分）の光の多くが、レンズ４１−３３を介して網膜６０上の視野範囲内の点６１−１１Ｕ（図４において点６１−１１の紙面と垂直な上方の点（図示せず））に結像するが、それより上側に位置する部分３１−３３Ａ２の画像（文字Ｓの中央の部分）の光と、それよりさらに上側に位置する部分３１−３３Ａ１の画像（文字Ｓの上側の部分）の光は、点６１−１１Ｕには結像し難いか、または結像しない。
【００３６】
以上のようにして、ユーザの眼２１では実質的に同一の画像（文字Ｓ）のそれぞれ異なる部分（文字Ｓの上側の部分、中央の部分、または下側の部分）を主成分とする光が合成され、１つの虚像の画像１３１（文字Ｓ）として認識される。これにより、１つの表示素子３１の所定の画素に欠陥があり、その画素が表示できない場合でも、近傍の他の表示素子３１の画素の表示がこれを補うので、画素の欠陥を目立たなくさせることができる。
【００３７】
図９は、表示部１１に画像信号を提供する回路部１４の構成例を表している。この回路部１４は、出力部２１１と駆動部２１２により構成されている。出力部２１１は、チューナ、メモリ等を内蔵しており、チューナにより受信、復調した画像信号、あるいはメモリより読み出した画像信号を駆動部２１２に出力する。駆動部２１２は、出力部２１１より入力された画像信号を、表示部１１を構成する表示素子３１−１乃至３１−ｎに出力する。表示素子３１−１乃至３１−ｎは、それぞれ表示領域３１−１Ａ乃至表示領域３１−ｎＡを有している。この実施形態の場合、駆動部２１２は、各表示素子３１−１乃至３１−ｎに対して同一の画像信号を供給する。したがって、表示領域３１−１Ａ乃至３１−ｎＡは、それぞれ同一の画像を表示する。
【００３８】
次に、図１０のフローチャートを参照して、画像表示処理について説明する。
【００３９】
ステップＳ１１において、出力部２１１はチューナにより受信、復調したり、メモリより読み出すなどして、画像信号を出力する。ステップＳ１２において、駆動部２１２は各表示素子を駆動する。具体的には、駆動部２１２は、出力部２１１より入力された画像信号を表示素子３１−１乃至３１−ｎに供給する。ステップＳ１３において、表示部１１は画像を表示する。すなわち、表示素子３１−１乃至３１−ｎは、それぞれ対応する表示領域３１−１Ａ乃至３１−ｎＡにおいて、駆動部２１２より供給された画像信号に対応する画像を表示する。
【００４０】
表示素子３１−１乃至３１−ｎに表示された同一の画像のうちの異なる部分を主成分とする光がレンズアレイ部１２の対応するレンズ４１（表示素子３１−１乃至３１−ｎに対応してｎ個設けられている）を介してユーザの眼２１の網膜６０上に結像するので、ユーザはこれを１つの画像（虚像）として認識する。
【００４１】
以上においては、表示素子３１をｎ個設けるようにしたが、表示素子３１の数は１個とし、その表示領域を個々に区分するようにしてもよい。すなわち、図１１に示されるように、１個の表示素子３１に、表示領域３１−１Ａ乃至３１−ｎＡのｎ個の表示領域を設けることができる。そしてこの場合、各表示領域３１−１Ａ乃至３１−ｎＡは、同一の画像が表示されるようになっている。このため、図１１の例においては、出力部２１１と駆動部２１２の間に変換部２５１が挿入されている。変換部２５１は、出力部２１１より入力された、１画面に１個の画像を表示する画像信号を、１画面にｎ個の画像を表示する画像信号に変換する。
【００４２】
その他の構成は図９における場合と同様である。
【００４３】
次に、図１２のフローチャートを参照して、図１１の構成にした場合における画像表示処理について説明する。
【００４４】
ステップＳ３１において、出力部２１１は画像信号を出力する。ステップＳ３２において、変換部２５１は画像信号を変換する。すなわち、変換部２５１は、出力部２１１より入力された１画面についての画像信号を、１画面中に同一の画像がｎ個表示された画像の画像信号に変換する。例えば、１画面に１つの文字Ｓが表示されている画像の画像信号を、図２に示されるように、１画面中に７×７個のＳの文字が表示されている画像の画像信号に変換する。ステップＳ３３において、駆動部２１２は表示素子を駆動する。すなわち、駆動部２１２は、変換部２５１より供給された画像信号に基づいて、表示部１１の表示素子３１を駆動する。ステップＳ３４において、表示部１１は画像を表示する。すなわち、１つの表示素子３１を構成するｎ個の表示領域３１−１Ａ乃至３１−ｎＡには、それぞれに、文字Ｓの画像が表示される。この表示状態は、図２に示されるように、複数の表示素子３１のそれぞれに文字Ｓを独立に表示させた場合と実質的に同様となる。
【００４５】
したがって、ユーザの眼２１には、図９の構成における場合と同様に、１つの文字Ｓの画像（虚像）が合成表示される。
【００４６】
なお、チューナに既に変換された画像信号を受信させるようにすることもできる。この場合には、変換部２５１は省略することができ、回路部１４の構成は、図９に示される場合と同様となる。
【００４７】
図１３と図１４は、図中左側に位置する瞳７１（図示せず）から逆光線追跡した際の光線束を表している。これらの図に示されている角度は、瞳７１から出射した光の角度を意味する。瞳７１からの角度に応じて、光線束のレンズ４１に対する入射位置が変化していることが判る。
【００４８】
一般に人の瞳７１の最大の径は、４mm程度といわれている。そこで、レンズ４１のピッチＰは、レンズ４１の有効径Ｄ（後述する図１５と図１６を参照）との差（Ｐ−Ｄ）が、４mm以下になるようにするのが好ましい。これにより、レンズ４１とそれに隣接する他のレンズ４１の間に、瞳７１の径より大きい間隔が空くことで、画像が不連続になる（画像の一部が欠落する）のを抑制することができる。
【００４９】
図１５と図１６は、レンズアレイ部１２の詳細な構成を表している。図１５と図１６の例においては、レンズ４１が相互に密着するように面３０２上に配置され、結合部３０１により結合されている。この実施形態では結合部３０１の厚さは、レンズ４１の径より小さい値とされている。
【００５０】
この場合、結合部３０１を構成する合成樹脂に黒い塗料等を混ぜたり、結合部３０１の上面と下面を黒く着色することにより光を透過しないようにし、レンズ４１の有効径Ｄを、レンズ４１のピッチより小さい値に設定することができる。このようにすることで、例えば、図１５に示されるように、対応する表示素子３１が対向する方向（面３０２と垂直な方向）の矢印３１１に対して、所定の値以上の角度となる外部からの光線３１２がレンズ４１を透過しないようにすることができる。これにより、隣接する表示素子３１からの画像が洩れて妨害光となることが抑制される。
【００５１】
図１７は、結合部の他の構成例を表している。この例においては、結合部３４１がレンズ４１の周囲に壁をつくるように、レンズ４１の径と略同じ厚さに形成されている。このようにしても、結合部３４１を遮光性材料で形成すれば、図１５の場合と同様に、隣接する表示素子３１からの光による干渉を抑制することが可能となり、また、矢印３１１に対する角度が所定の値以内の光線３１２だけを透過し、矢印３１１との角度が大きくなる光線を遮光するように機能させることができる。
【００５２】
以上においては、レンズ４１を1個の球面状のレンズで構成したが、例えば、図１８に示されるように、レンズ３６１の後方に保護層３６２を配置し、表示部１１より出射された光がほぼ平行光になるように構成してもよい。図１８の実施形態においては、レンズ３６１は、その光軸を中心とする所定の範囲の両端面（図中、左右方向の端面）部分が略球面形状に形成されているが、両端面の間は、略円柱状に形成されている。
【００５３】
図１９は、レンズ４１のさらに他の構成例を表している。この構成例においては、レンズ３７１の後方に保護層３７２が配置されている。レンズ３７１は、一方の面と他方の面がそれぞれほぼ球面の一部とされているが、全体としては凸レンズ状とされている。
【００５４】
レンズを図１８または図１９に示されるように構成することで、レンズの周囲の部分の収差を補正することが可能となる。
【００５５】
レンズと表示部１１（表示領域３１）の距離を調整し、所定の値に設定することができる。このことを図２０乃至図２２を参照して説明する。これらの構成例においては、球形状のレンズ３８１の後方に、保護層３８２が設けられている。
【００５６】
図２０は、表示部１１とレンズ３８１との距離が表示部１１より出射された光がレンズ３８１から平行光として出射するように調整された画像表示装置４０１の構成を表している。レンズ３８１の焦点距離上に表示部１１の表示面（表示領域３１）が配置されている。したがって、表示部１１に表示された画像の光は、レンズ３８１から平行光として出射する。
【００５７】
これに対して、図２１に示される画像表示装置４０２は、図２０の画像表示装置４０１における場合より、表示部１１の表示面の位置が、レンズ３８１の焦点距離の位置よりレンズ３８１に、より若干近くなるように設定されている。したがって、表示部１１に表示された画像の光は、若干発散するが、略平行光としてレンズ３８１から出射する。図２２の画像表示装置４０３は、表示部１１の表示面が、図２１の画像表示装置４０２よりさらにレンズ３８１に近くなるように設定されている。したがって、図２２の画像表示装置４０３では、発散の具合が図２１における場合よりさらに広くなる。
【００５８】
ユーザは調整部１５を操作して、表示部１１の表示面とレンズ３８１の距離を調整することで、画像表示装置４０１乃至画像表示装置４０３のいずれかの状態とすることができる。
【００５９】
図２０に示されるように、レンズ３８１からの出射光を平行光とすることでユーザには光が無限遠より到来したものとして視認させることができる。図２１と図２２に示されるように、レンズ３８１と表示部１１との距離をより接近させた場合には、虚像光学距離がより短くなり、近い位置に画像が存在するように（虚像換算距離でより大きな画像を）ユーザに認識させることができる。ユーザが観察する光は、平行光に近い方が無限遠からの光に近くなるので、ユーザの疲労感は少なくなる。レンズ３８１と表示部１１の距離を、各ユーザの視力に合うように設定することで、各ユーザに対して、常に適切な画像を表示させることが可能となる。また、眼球から表示装置の距離が比較的近いにもかかわらず遠方に画像を表示することにより眼精疲労を低減することが可能となる。さらに、ヘッドマウントディスプレイのように眼球に接して提示する必要がなく自由度の高い表示が可能となる。
【００６０】
立体画像を表示する（ユーザに視認させる）場合、略中心に位置する表示領域３１Ａに基準位置（中心位置）で撮影された画像が表示され、その周囲の表示領域３１Ａには、中心からの距離と方向に応じて視差の量と方向が変化する画像が表示される。
【００６１】
例えば、図２において、中心の１つ右側の表示領域３１Ａには、基準位置から一定の単位距離（例えば１ｃｍ）だけ被写体から見て右側（被写体の方に向かって左側）に離れた位置のカメラで撮影された画像が表示される。中心の４つ右側の表示領域３１Ａには、基準位置から単位距離の４倍（いまの場合４ｃｍ）だけ被写体から見て右側（被写体の方に向かって左側）に離れた位置のカメラで撮影された画像が表示される。
【００６２】
同様に、図２において、中心の１つ左側の表示領域３１Ａには、基準位置から単位距離（１ｃｍ）だけ被写体から見て左側（被写体の方に向かって右側）に離れた位置のカメラで撮影された画像が表示される。中心の４つ左側の表示領域３１Ａには、基準位置から単位距離の４倍（４ｃｍ）だけ被写体から見て左側（被写体の方に向かって右側）に離れた位置のカメラで撮影された画像が表示される。
【００６３】
カメラと表示領域３１Ａの上下方向の関係も同様とされる。すなわち、図２において、中心の１つ上側の表示領域３１Ａには、基準位置から単位距離（１ｃｍ）だけ上側に離れた位置のカメラで撮影された画像が表示される。中心の４つ上側の表示領域３１Ａには、基準位置から単位距離の４倍だけ上側に離れた位置のカメラで撮影された画像が表示される。
【００６４】
同様に、図２において、中心の１つ下側の表示領域３１Ａには、基準位置から単位距離（１ｃｍ）だけ被写体から見て下側に離れた位置のカメラで撮影された画像が表示される。中心の４つ下側の表示領域３１Ａには、基準位置から単位距離の４倍（４ｃｍ）だけ被写体から見て下側に離れた位置のカメラで撮影された画像が表示される。
【００６５】
換言すれば、図２３に示されるように、１ｃｍの単位距離（ピッチ間隔）でマトリックス状に配置されたｍ×ｎ個（図２３の実施形態の場合、３×３個）のカメラＣ１１乃至Ｃ３３で撮影された３×３個の画像のそれぞれが、３×３個の対応する位置（カメラの被写体の方向と表示素子の表示方向とを一致させた場合における対応する位置）の表示領域３１Ａ１１乃至３１Ａ３３に表示される。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の一実施形態の画像表示装置の構成を示す図である。
【図２】表示素子の構成を示す平面図である。
【図３】レンズアレイ部の構成を示す平面図である。
【図４】網膜上の結像を説明する図である。
【図５】表示素子とレンズの関係を示す断面図である。
【図６】虚像光学系を説明する図である。
【図７】左右方向の画像の合成を説明する図である。
【図８】上下方向の画像の合成を説明する図である。
【図９】回路部の実施形態の構成を示すブロック図である。
【図１０】図９の実施形態の場合における画像表示処理を説明するフローチャートである。
【図１１】回路部の他の実施形態の構成を示すブロック図である。
【図１２】図１１の実施形態の場合の画像表示処理を説明するフローチャートである。
【図１３】画角の変化を説明する図である。
【図１４】画角の変化を説明する図である。
【図１５】レンズの結合状態を示す断面図である。
【図１６】レンズの結合状態を示す平面図である。
【図１７】レンズの結合状態を示す断面図である。
【図１８】レンズの他の実施形態の構成を示す断面図である。
【図１９】レンズのさらに他の実施形態の構成を示す断面図である。
【図２０】レンズと表示部の距離を調整した場合の構成を示す断面図である。
【図２１】レンズと表示部の距離を調整した場合の構成を示す断面図である。
【図２２】レンズと表示部の距離を調整した場合の構成を示す断面図である。
【図２３】立体画像を表示する場合の各表示領域における表示画像を説明する図である。
【符号の説明】
【００６７】
１  画像表示装置，  １１  表示部，  １２  レンズアレイ部，  １３  カバーガラス，  １４  回路部，  １５  調整部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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