(57)【要約】      （修正有）【課題】画素からの光を表示面に垂直な方向以外にも到達させ、ユーザーが画像を認識する位置を表示面よりユーザー側に近づける。【解決手段】画素２００の表面側には透明な保護部２１が配置され、保護部２１において表示装置２０に接している側と反対側の面には表層部２２が重ねられている。表層部２２は、凹レンズとして機能する複数の凹レンズ領域３００を有している。凹レンズ領域３００は、表面側から見ると複数の画素２００と重なっている。表面側から画素２００を見ると、凹レンズ領域３００により画素２００の虚像が画素２００よりユーザー側、即ち、保護部２１内に位置する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数行複数列で配置された複数の画素と、
前記複数の画素の上面に重ねられて前記画素からの光を透過するシート状の保護部と、
前記保護部より上方で前記保護部を挟んで前記画素と対向し、複数行複数列で配置された複数の凹レンズを有し、前記保護部に向かい合う側と反対側から見て一の前記凹レンズは、行方向において二つの画素と重なり列方向において二つの画素と重なっているシート状の表層部と
を有する表示装置。
【請求項２】
前記凹レンズの焦点は、前記保護部内に位置す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】
前記保護部と前記表層部との間であって、隣り合う前記凹レンズ同士の間の位置の下方に光を遮る遮光部を有すること
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】
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の表示装置を備えることを特徴とする電子機器。
【請求項５】
複数行複数列で配置された複数の画素と、前記複数の画素の上面に重ねられて前記画素の光を透過するシート状の保護部とを有する表示装置の保護部に重ねられるシートであって、
複数行複数列で配置された複数の凹レンズを有し、前記保護部に向かい合う側と反対側から見て一の前記凹レンズは、行方向において二つの画素と重なり列方向において二つの画素と重なることを特徴とするシート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は画像を表示する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、液晶ディスプレイ、液晶ディスプレイ表面を保護する保護板およびタブレットを有し情報処理装置であるパーソナルコンピューターとして機能するシステム本体と、データ表示の座標を指定するペン型入力装置で構成され、ペン型入力装置でデータ入力が行われるシステムが開示されている。ユーザーは、このシステムにおいてデータ表示を行わせる場合、保護板にペン型入力装置を接触させることにより、表示面においてデータ表示がされる位置の座標を指定する。システム本体は、このユーザーが指定した座標を特定し、特定した座標に表示を行う。
【０００３】
ところで、ペンなどで紙に文字を書く場合には、インクによりペン先の位置にペンの移動軌跡が現れる。ユーザーは、上述したシステムにおいては、ペン型入力装置がペンと同じ形状であるため、普通のペンを使用する時の感覚でペン型入力装置の先端の位置に画像が表示されることを期待する。しかし、保護板には厚みがあり、ペン型入力装置の先端が接触する保護板表面と、データ表示がなされる液晶ディスプレイの表示面との間に距離がある。このため、ペン型入力装置が接触した保護板表面の位置には画像が現れず、ペン型入力装置の先端から離れたところに画像が表示される。つまり、ユーザーが指し示した保護板上の位置には画像が表示されないため、鉛筆やペンなどを用いて紙に文字や絵を記す場合と比較して違和感を覚えることとなる。
【０００４】
このような問題を解決する発明として、例えば特許文献２に開示された表示装置がある。この表示装置においては、画像を表示する発光体の表面に光を案内するガイドが二次元状に配置されている。発光体を出た光は、発光体表面から伸びたガイドの中をほぼ垂直な方向に進む。ガイドの中を進む光は隣接するガイドには漏れないため、ガイドの表面が光っているように見え、ペン等で指示する位置と表示位置との差が少なくなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平８−６３２７７号公報
【特許文献２】特開平７−１５２４８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、特許文献２に開示されているガイドの中を通る光は、隣接する他のガイドには漏れずにほぼ垂直に進むため、表示装置の発光体表面を真上から見た時には直進した光が目に到達して問題なく画像を見ることができる。しかしながら、ガイドは発光体表面から伸びているため、真上以外から見た場合には、発光体表面の光がガイドにより遮られてユーザーに到達しにくい。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、その目的の１つは、画素からの光を表示面に垂直な方向以外にも到達させ、ユーザーが画像を認識する位置を表示面よりユーザー側に近づける技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明に係る表示装置は、複数行複数列で配置された複数の画素と、前記複数の画素の上面に重ねられて前記画素の光を透過するシート状の保護部と、前記保護部より上方で前記保護部を挟んで前記画素と対向し、複数行複数列で配置された複数の凹レンズを有し、前記保護部に向かい合う側と反対側から見て一の前記凹レンズは行方向において二つの画素と重なり列方向において二つの画素と重なっているシート状の表層部とを有することを特徴とする。
本発明によれば、画素からの光が表示装置表面に対して垂直な方向以外にも進むので、表示装置表面に垂直な方向以外からでも画素で描かれた画像を見ることができ、凹レンズによって画素の虚像が保護部内にあるように見えるため、ユーザーが画像を認識する位置を表示面よりユーザー側に近づけることができる。
【０００８】
本発明において、前記表示装置は、前記凹レンズの焦点は、前記保護部内に位置する構成であってもよい。
この構成によれば、画素の虚像が保護部内に位置し、ユーザーが画像を認識する位置を表示面よりユーザー側に近づけることができる。
本発明において、前記表示装置は、前記保護部と前記表層部との間であって、隣り合う前記凹レンズ同士の間の位置の下方に光を遮る遮光部を有する構成であってもよい。
この構成によれば、一の凹レンズついて、上方から見て凹レンズに重なる画素以外の画素からの光が到達しないようにできるので、一の画素の虚像は、画素に重なる凹レンズのみで見ることができ、画素を配列通りに見ることができる。
【０００９】
なお、本発明は、表示装置のみならず、当該表示装置を有する電子機器としても概念することが可能である。
【００１０】
また、上記目的を達成するために、本発明に係るシートは、複数行複数列で配置された複数の画素と、前記複数の画素の上面に重ねられて前記画素の光を透過するシート状の保護部とを有する表示装置の保護部に重ねられるシートであって、複数行複数列で配置された複数の凹レンズを有し、前記保護部に向かい合う側と反対側から見て一の前記凹レンズは行方向において二つの画素と重なり列方向において二つの画素と重なることを特徴とする。
本発明によれば、画素からの光が表示装置表面に対して垂直な方向以外にも進むので、表示装置表面に垂直な方向以外からでも画素で描かれた画像を見ることができ、凹レンズによって画素の虚像が保護部内にあるように見えるため、ユーザーが画像を認識する位置を表示面よりユーザー側に近づけることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態に係る情報処理システムの構成を示した図。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図。
【図３】表層部２２をユーザーが見る側から見た時の拡大図。
【図４】図３のＢ−Ｂ線断面図。
【図５】変形例に係る情報処理装置２をユーザーが見る側から見た時の拡大図。
【図６】変形例に係る情報処理装置２の断面図。
【図７】変形例に係る表層部２２Ａをユーザーが見る側から見た時の拡大図。
【図８】図７のＤ−Ｄ線断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
［実施形態］
（実施形態の全体構成）
図１は、本発明の一実施形態に係る情報処理システムの模式図である。このシステムは、ペンの形状をした座標指定装置１と、座標指定装置１で操作を行うことが可能な情報処理装置２で構成されている。なお、このシステムは、ポインティングデバイスとしてタブレットを有しており、座標指定装置１は、電磁誘導方式のタブレットにおけるペンの機能を備えている。一方、情報処理装置２は、電子機器の一例である所謂パーソナルコンピューターであり、画像を表示する表示装置を備えている。情報処理装置２は、電磁誘導方式のタブレットにおける位置検知機能を備えており、座標指定装置１の先端にある棒状の指示部の座標を検知する。
【００１３】
なお、本実施形態においては、図１に示したように、表示装置において画像が表示される表示面の左下端を原点とし、横方向をｘ軸、縦方向をｙ軸とした直交座標系を想定し、この座標系により、表示面の座標と指示部の座標を表す。情報処理装置２は、指示部の座標を検知する。そして、情報処理装置２は、この検出した座標により、ユーザーが表示装置の表示面において指し示した位置を特定する。情報処理装置２は、この特定した位置に画像を表示させる処理や、特定した位置にある画像を変更する処理などの種々の処理を行う。
なお、電磁誘導方式のタブレットにおいて位置を指定する装置の座標を検知する周知技術の一例としては、特開平７−２９５７２９号公報、特開平８−３０３７４号公報、特開平８−２０２４８９号公報などに開示されている技術がある。これらの技術を利用・応用して位置を指定する装置の座標を検知することができる。
【００１４】
（情報処理装置２の構成）
図２は、図１のＡ−Ａ線断面図である。なお、図２においては、図面が繁雑になるのを防ぐため、画像の表示に係る表示装置と、表示装置に積層された部材について図示し、他の構成要素については図示を省略している。また、図中の各構成要素の寸法は、部材が積層されていることが容易に理解できるように実際の寸法とは異ならせてある。
【００１５】
表示装置２０は、本実施形態においては画像を表示する液晶ディスプレイである。なお、本実施形態においては、表示装置２０は液晶ディスプレイであるが、画像を表示する装置は液晶ディスプレイに限定されるものではなく、有機ＥＬ（ElectroLuminescence）ディスプレイや電気泳動方式のディスプレイなど、他の表示装置であってもよい。表示装置２０は、保護部２１と表層部２２を有している。
保護部２１は、光を透過するガラスまたは合成樹脂で形成されている。保護部２１はシート状であり、その厚みは、一定の厚みとなっている。保護部２１は、表示装置２０の画素の上面に重ねられて表示装置２０の表面を保護する。
表層部２２は、複数の凹みが二次元状に配列された部材である。表層部２２は、光を透過するガラスまたは合成樹脂で形成されている。表層部２２は、シート状であり、保護部２１において表示装置２０に接している側と反対側の面に重ねられている。なお、以下の説明においては、表層部２２において保護部２１に接している面を裏面と称し、裏面と反対側の面を表面と称する。
【００１６】
また、図３は、表層部２２をユーザーが見る側から見た時の拡大図である。図４は、図３のＢ−Ｂ線断面図である。表示装置２０においては、複数の画素２００がｘ軸方向へ複数列配置され、ｙ軸方向へ複数行配置されている。なお、画素２００は、図３においては破線で示している。
表層部２２においては、表面に複数の凹部２２０がｘ軸方向へ複数列、ｙ軸方向へ複数行配置されている。凹部２２０は、表面に対して垂直な方向（ユーザーが視認する側）から見ると輪郭が円形となっている。表層部２２においては、表面側にある各凹部２２０の裏面側に凹部２２１が配置されている。表面側の凹部２２０と、この凹部２２０の裏面側にある凹部２２１は、表面に対して垂直な方向から見ると凹部の中心の位置と各凹部の輪郭の位置が一致している。凹部２２０と凹部２２１の曲面は、予め定められた曲率となっており、表層部２２の厚み方向の中心から凹部２２０の中心までの距離と、表層部２２の厚み方向の中心から凹部２２１の中心までの距離は同じとなっている。
【００１７】
このように、一の凹部２２０に対応して裏面側に一の凹部２２１が位置していることにより、一組の凹部２２０と凹部２２１は、凹レンズとして機能する。このため、以下の説明においては、一つの凹レンズとして機能する領域を凹レンズ領域３００と称する。なお、表層部２２においては、凹レンズ領域３００の焦点が保護部２１内に位置するように、表層部２２の厚み、凹部の曲率、表層部２２の材質などが適宜設定される。
【００１８】
一の凹レンズ領域３００は、表面に対して垂直な方向から見ると複数の画素２００と重なるように、凹レンズ領域３００の面積と位置が定められている。例えば、図３において凹レンズ領域３００は、ｘ軸方向で二つの画素に重なり、ｙ軸方向で二つの画素に重なり、計４つの画素２００Ａ〜２００Ｄに重なっている。凹レンズを使用すると実像よりレンズ側に虚像が見えることとなるため、一の凹レンズ領域３００においては、重なっている画素２００Ａ〜２００Ｄの虚像が画素２００よりユーザー側、即ち、保護部２１内に位置しているように見える。
ユーザーが表層部２２側から表示装置２０の画素を見ると、実際に画素のある位置よりユーザー側に虚像が見えるため、ユーザーが指し示した表層部２２の表面の位置と、ユーザーが認識する画像の位置とが近くなり、ユーザーに与える違和感が少なくなる。また、画素からの光は、保護部２１と表層部２２において遮られずに進むため、表示装置表面に垂直な方向以外からでも画素で描かれた画像を見ることができる。
【００１９】
［変形例］
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されることなく、他の様々な形態で実施可能である。例えば、上述の実施形態を以下のように変形して本発明を実施してもよい。なお、上述した実施形態及び以下の変形例は、各々を組み合わせてもよい。
【００２０】
（変形例１）
上述した実施形態においては、保護部２１の厚さを厚くすると、画素と凹レンズ領域３００との間の距離が長くなるため、凹レンズ領域３００の焦点を凹レンズ領域３００に近づけて、ユーザーが虚像を認識する位置を表層部２２に近づけることができる。しかしながら、保護部２１の厚さを厚くすると、その分、一の凹レンズ領域３００に複数の画素の光が到達することとなる。
例えば、保護部２１の厚みを厚くすると、凹レンズ領域３００においては、凹レンズ領域３００に重なっている画素２００Ａ〜２００Ｄだけでなく、ｘ軸方向においては画素２００Ａ〜２００Ｄに隣接する画素２００Ｅ、２００Ｆからの光も凹レンズ領域３００に到達し、これらの画素の虚像が凹レンズ領域３００において見えることとなる。また、凹レンズ領域３００Ａにおいては、ｘ軸方向においては、凹レンズ領域３００Ａに重なっている画素２００Ｅ、２００Ａだけでなく、画素２００Ｅ、２００Ａに隣接する画素２００Ｇ、２００Ｂからの光も凹レンズ領域３００Ａに到達し、これらの画素の虚像が凹レンズ領域３００において見えることとなる。ここで、画素２００Ｅにおいて凹レンズ領域３００Ａに重なっている部分を見ると、凹レンズ領域３００Ａと凹レンズ領域３００の両方で見えることとなり、一の画素が複数の凹レンズ領域で見えてしまうこととなる。
【００２１】
そこで、本変形例においては、図５、図６に示したように表示装置２０が有する保護部２１と表層部２２との間に、光選択部２３を配置した。光選択部２３は、光を透過するガラスまたは合成樹脂で形成されている。光選択部２３はシート状であり、その厚みは、一定の厚みとなっている。
表示装置２０がある方向を下方、表層部２２がある方向を上方とすると、光選択部２３においては、ユーザー側から見て一の凹レンズ領域３００と、この凹レンズ領域３００に対してｘ軸方向に隣接する凹レンズ領域３００との間の位置の下方、およびｙ軸方向に隣接する凹レンズ領域３００との間の位置の下方に光を遮る遮光部２３０が設けられている。この遮光部２３０があることにより、例えば、凹レンズ領域３００においては、画素２００Ｅのからの光が遮光部２３０により遮られて凹レンズ領域３００に到達することがない。このように、本変形例においては、一の凹レンズ領域について、この凹レンズ領域から離れた位置にある画素が見えることがない。なお、遮光部２３０は、黒色の材料を含んだ合成樹脂などで形成されていてもよい。
【００２２】
（変形例２）
図７は、本発明の変形例に係る表層部２２Ａを表面側から見た時の拡大図である。また、図８は、図７のＤ−Ｄ線断面図である。図７に示したように、表面に対して垂直な方向から見た時の凹部２２０と凹部２２１の形状は、円形にするのではなく矩形など他の形状であってもよい。なお、図７、図８に示した凹レンズ領域３００Ｂにおいては、凹部２２０と凹部２２１の表面は、中央から周辺に向かうにつれて表層部２２Ａの厚み方向の中心からの距離が遠くなり、四隅の位置において、表層部２２Ａの厚み方向の中心からの距離が最も遠くなっている。このような構成においても、凹レンズ領域３００Ｂは、凹レンズとして機能する。このため、ユーザーが表層部２２Ａ側から表示装置２０の画素を見ると、実際に画素のある位置よりユーザー側に虚像が見える。ユーザーが指し示した表層部２２Ａの表面の位置と、ユーザーが認識する画像の位置とが近くなり、ユーザーに与える違和感が少なくなる。
【００２３】
（変形例３）
上述した実施形態においては、表示装置２０に保護部２１が接し、保護部２１に表層部２２が接しているが、表示装置２０と保護部２１は、一定の距離をおいて配置されていてもよく、また、保護部２１と表層部２２についても、一定の距離をおいて配置されていてもよい。また、上述した変形例においては、光選択部２３に保護部２１と表層部２２が接しているが、光選択部２３と保護部２１は、一定の距離をおいて配置されていてもよく、また、光選択部２３と表層部２２についても、一定の距離をおいて配置されていてもよい。
【００２４】
（変形例４）
上述した実施形態においては、情報処理装置２が、表層部２２を有する表示装置２０を備えた構成となっているが、コンピューター装置とは別体でモニターディスプレイとなる表示装置においても、表層部２２を配置してもよい。また、タブレットの機能を有する表示装置においても、表層部２２を配置してもよい。また、電子機器である携帯型のゲーム装置や携帯電話機においても、これらの装置が有する表示装置に表層部２２を配置してもよい。
【００２５】
（変形例５）
上述した表層部２２は、裏面側に粘着力を有するテープを配置し、表層部２２を備えない表示装置に対してテープの粘着力により取り付けと取り外しが可能であってもよい。
【符号の説明】
【００２６】
１・・・座標指定装置、２・・・情報処理装置、２０・・・表示装置、２１・・・保護部、２２・・・表層部、２３・・・光選択部、２００・・・画素、２００Ａ〜２００Ｇ・・・画素、２２０・・・凹部、２２１・・・凹部、２３０・・・遮光部、３００・・・凹レンズ領域、３００Ａ、３００Ｂ・・・凹レンズ領域
【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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