(57)【要約】【課題】立体的な画像を表示可能な表示装置において、例えば、複数の表示手段を所望の間隔にて配置できない場合に、見掛け上複数の表示手段を所望の間隔に配置する。【解決手段】表示装置（１）は、観察者の視線上に相前後して配置された複数の表示手段（１１、１２）と、複数の表示手段のうち隣り合う二つの表示手段間に配置され、二つの表示手段間の光学距離を、二つの表示手段間が空気で満たされている場合の光学距離とは異なる所定値に設定する光学距離設定手段（２１）とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
観察者の視線上に相前後して配置された複数の表示手段と、
前記複数の表示手段のうち隣り合う二つの表示手段間に配置され、前記二つの表示手段間の光学距離を、前記二つの表示手段間が空気で満たされている場合の光学距離とは異なる所定値に設定する光学距離設定手段と
を備えたことを特徴とする表示装置。
【請求項２】
前記光学距離設定手段は、所定の屈折率を有する透明部材を含むことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記透明部材は、空気より屈折率が高いガラス及び樹脂のうち少なくとも一方を含んでなることを特徴とする請求項２に記載の表示装置。
【請求項４】
前記光学距離設定手段は、前記二つの表示手段間の光路を折り返しにより長くすることで、前記二つの表示手段間の光路長を前記空気で満たされている場合の光路長より長くする反射部材を含むことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の表示装置。
【請求項５】
前記反射部材は、前記二つの表示手段における画素の夫々に対応して若しくは複数の画素からなる画素ブロック又は画素ラインの夫々に対応して設けられており、
前記反射部材は、前記二つの表示手段における前記画素若しくは前記画素ブロック又は前記画素ラインに表示される画像が対応するように前記光路を折り返すことを特徴とする請求項４に記載の表示装置。
【請求項６】
観察者の視線上に相前後して配置された複数の表示手段と、
前記複数の表示手段のうち隣り合う二つの表示手段間に配置され、前記二つの表示手段のうち前記観察者の側から見て後方に配置された表示手段に表示される画像を、前記後方に配置された表示手段の位置とは異なる位置に結像させる結像手段と
を備えたことを特徴とする表示装置。
【請求項７】
前記結像手段は、レンズを含むことを特徴とする請求項６に記載の表示装置。
【請求項８】
前記レンズは、凸レンズを含むことを特徴とする請求項７に記載の表示装置。
【請求項９】
前記レンズは、凹レンズを含むことを特徴とする請求項７に記載の表示装置。
【請求項１０】
前記レンズは、フレネルレンズを含むことを特徴とする請求項７に記載の表示装置。
【請求項１１】
前記レンズは、マイクロレンズアレイを含むことを特徴とする請求項７に記載の表示装置。
【請求項１２】
前記レンズは、前記複数の表示手段における画素の夫々に対応して若しくは複数の画素からなる画素ブロック又は画素ラインの夫々に対応していることを特徴とする請求項７から１１のいずれか一項に記載の表示装置。
【請求項１３】
前記複数の表示手段のうち前記観察者の側から見て前記結像手段の後方に配置される一又は複数の表示手段の画面の大きさと、前記複数の表示手段のうち前記観察者の側から見て前記結像手段の手前に配置される一又は複数の表示手段の画面の大きさとが相異なることを特徴とする請求項６から１２のいずれか一項に記載の表示装置。
【請求項１４】
前記複数の表示手段における画素の夫々若しくは複数の画素からなる画素ブロック又は画素ラインの夫々が、前記後方に配置される表示手段と前記手前に配置される表示手段との間で、前記観察者の側から見て同じ大きさになり且つ重なるように、前記画面の大きさが相異なることを特徴とする請求項１３に記載の表示装置。
【請求項１５】
前記光学距離設定手段は、前記二つの表示手段のうち少なくとも一方に密着していることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の表示装置。
【請求項１６】
前記結像手段は、前記二つの表示手段のうち少なくとも一方に密着していることを特徴とする請求項６から１４のいずれか一項に記載の表示装置。
【請求項１７】
前記複数の表示手段のうち少なくとも観察者から最も遠い表示手段を除く表示手段は、半透明な表示手段からなることを特徴とする請求項１から１６のいずれか一項に記載の表示装置。
【請求項１８】
前記半透明の表示手段は、液晶表示デバイス又はＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）表示デバイスであることを特徴とする請求項１７に記載の表示装置。
【請求項１９】
前記複数の表示手段は、ハーフミラーにより合成される表示手段を含むことを特徴とする請求項１から１８のいずれか一項に記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の表示手段を観察者の視線方向に相前後して配置した表示装置であって、夫々の表示手段に表示する画像を制御して立体視することを可能とする表示装置の技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、立体視することが可能な装置として種々の形態のものが提案され、或いは実用化がなされている。例えば、電気的に書き換え可能であり、立体的な画像を表示することが可能な装置として、液晶シャッタ眼鏡方式等が良く知られている。この液晶シャッタ眼鏡はカメラで物体を異なる方向から撮影し、得られた視差情報を含む画像データを合成して１つの画像信号に合成し、表示装置に入力し表示する。観察者は液晶シャッタ眼鏡をかけ、例えば奇数フィールド時に右目用の液晶シャッタを透過状態とし左目用の液晶シャッタを光遮断状態とする。一方、偶フィールド時に左目用の液晶シャッタを透過状態とし右目用の液晶シャッタを光遮断状態とする。このとき、奇数フィールドに右目用の画像を、偶フィールドに左目用の画像を同期して表示することで右目用、左目用の視差を含む画像を夫々の目で見ることにより立体的な画像を視覚するものである。
【０００３】
又、観察者の視線上に相前後して複数の表示装置を配置し、それらに表示される画像を重ねて見ることによって、奥行き方向には離散的であるが、立体的な画像として視覚される表示装置がある。又、その離散的な状態を改善するために、表示装置の夫々に表示される画像の輝度に変化を付けることによって、離散的な位置の中間位置に物体があるかの様に視覚され、より立体感が自然となるように改良された表示装置がある。例えば、複数のハーフミラーを用いて複数の表示装置からの物体像を重ねて表示することで、半透明な物体や後ろの物体が透けて見えるような表示を可能ならしめる、輝度変調型の表示装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−１１５８１２号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、これらの観察者の視線上に相前後して配置された複数の表示装置を有する表示装置では、複数の表示装置の間隔には、立体的な画像を表示するのに適した間隔が存在する。
【０００６】
しかしながら、適した間隔に基づいて複数の表示装置を配置する場合、装置仕様等上の制約などにより、その構成が実現できない場合が生じることがある。或いは、適した間隔に基づいて複数の表示装置を配置する場合、係る制約を満足させることが困難或いは不可能である場合が生じることがある。例えば、適した間隔が長い場合には、その表示装置の体積が大きくなってしまう。このため薄型化や携帯性を考慮して、小型化を実現することが技術的に困難になるという問題点がある。一方、適した間隔が短い場合には、その複数の表示装置を近づける必要がある。しかしながら、例えば、固定のためのねじ等の突起物のために、実際にはこのように間隔を短くして複数の表示装置を配置することができない場合もあるという技術的な問題点がある。
【０００７】
本発明は、例えば上述の問題点に鑑みなされたものであり、例えば、何らかの技術的な制約により、適した間隔にて複数の表示装置を配置することができない場合にも、光学的に見て或いは観察者の側から見て当該適した間隔にて複数の表示装置を配置したのと実質的に同様とすることが可能である表示装置を提供することを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために請求項１に記載の表示装置は、観察者の視線上に相前後して配置された複数の表示手段と、前記複数の表示手段のうち隣り合う二つの表示手段の間に配置され、前記二つの表示手段間の光学距離を、前記二つの表示手段間が空気で満たされている場合の光学距離とは異なる所定値に設定する光学距離設定手段とを備える。
【０００９】
上記課題を解決するために請求項６に記載の表示装置は、観察者の視線上に相前後して配置された複数の表示手段と、前記複数の表示手段のうち隣り合う二つの表示手段の間に配置され、前記二つの表示手段のうち前記観察者の側から見て後方に配置された表示手段に表示される画像を、前記後方に配置された表示手段の位置とは異なる位置に結像させる結像手段とを備える。
【００１０】
本発明の作用及び他の利得は次に説明する実施の形態から明らかにされよう。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について以下に説明する。
【００１２】
本発明の第１実施形態に係る表示装置は、観察者の視線上に相前後して配置された複数の表示手段と、前記複数の表示手段のうち隣り合う二つの表示手段間に配置され、前記二つの表示手段間の光学距離を、前記二つの表示手段間が空気で満たされている場合の光学距離とは異なる所定値に設定する光学距離設定手段とを備える。
【００１３】
本発明の第１実施形態に係る表示装置によれば、その動作時には、観察者の視線上に相前後して配置された複数の表示手段によって、観察者の側から見て立体表示用の画像を重ねて表示すれば、立体表示或いは３次元表示を行うことが可能となる。即ち、観察者は立体的な画像を視覚することが可能となる。例えば、輝度変調型の立体表示であれば、隣り合う二つの表示手段（以下適宜、“二つの表示手段”と称する）で表示される同一画像部分についての輝度の割振によって、二つの表示手段間におけるいずれかの奥行位置に画像が存在するように見える、連続的な立体表示が可能となる。或いは、画像部分が、二つの表示手段のいずれかに表示されている離散的な立体表示が可能となる。更に、三つ以上の表示手段間のいずれかの位置に画像が存在するように見える、連続的又は離散的な立体表示も可能となる。
【００１４】
ここで本実施形態では特に、光学距離設定手段は、二つの表示手段の間に配置され、二つの表示手段間の光学距離を、二つの表示手段間が空気で満たされている場合の光学距離とは異なる所定値に設定する。尚、ここに「光学距離」とは、光学的に換算された距離であり、観察者の側から見た見掛けの距離を示す。そして、観察者を基準として二つの表示手段のうち後方側（奥側）に位置する表示手段の像面（以下適宜、単に“後方像面”と称する）は、観察者が光学距離設定手段を介して見ることになる。
【００１５】
従って、観察者は、光学距離設定手段を介して見ることによって、実際に表示手段が配置されている位置とは異なる位置（即ち、見た目の奥行の位置）にその像面（即ち、後方像面）を認識することとなる。従って、二つの表示手段の間隔を光学的に見て或いは観察者の側から見て実際の間隔とは異なった値にすることが可能となる。
【００１６】
これにより、立体表示を行う上で光学的に見て実質的に適切な間隔で二つの表示手段を配置したのと同様の状態を実現しつつ、実際には空気中に適切に配置された二つの表示手段間の間隔よりも短い又は長い間隔で二つの表示手段を配置することが可能となる。いいかえれば、例えば、何らかの技術的な制約により、適した間隔にて複数の表示手段を配置することができない場合にも、光学的に見て或いは観察者の側から見て当該適した間隔にて複数の表示手段を配置したのと実質的に同様とすることが可能となる。
【００１７】
尚、３つ以上の表示手段を有する表示装置においても、全ての隣り合う二つの表示手段の間の空気換算時の光路長を考慮することで、３つ以上の表示手段を適した間隔にて配置したのと実質的に同様の状態とすることが可能である。
【００１８】
本発明の第１実施形態に係る表示装置の一の態様では、前記光学距離設定手段は、所定の屈折率を有する透明部材を含む。
【００１９】
この態様によれば、光学距離設定手段は、所定の屈折率を有する透明部材、例えばガラスを含んでおり、当該部材中に光を通過させることで、光学距離を所定の値に設定することが可能である。従って、空気中よりも屈折率の大きい透明部材中に光を通過させることで、実際の二つの表示手段間の間隔を固定したままで、二つの表示手段間の光学距離を変化させることが可能となる。この場合、観察者から後方像面までの空気換算時の光路長が、後方像面についての観察者から見た見た目の奥行（或いは、見掛けの奥行）となる。ここに、「空気換算時の光路長」とは、光学距離設定手段を介した場合の光路長を、該光学距離設定手段を空気に置き換えた場合の仮想的な光路長であって、この値をＬＡとすると、ＬＡ＝Ｌ／ｎで表される。但し、Ｌは、光学距離設定手段の厚みであり、二つの表示手段の間が光学距離設定手段で満たされている場合には、二つの表示手段間の光路長（即ち、二つの表示手段の実際の間隔）と一致する。又、ｎは、光学距離設定手段を構成する材料或いは媒質の屈折率である）。
【００２０】
従って、空気換算時の光路長（即ち、見た目の奥行）を相対的に短くすることで、実際の二つの表示手段間の間隔を長くすることが可能となる。逆に、実際の二つの表示手段間の間隔を固定したままで、空気よりも屈折率の小さい部材中或いは媒質又は真空中に光を通過させることで、空気換算時の光路長（即ち、見た目の奥行）を相対的に長くすることで、実際の二つの表示手段間の間隔を短くすることが可能となる。
【００２１】
例えば、二つの表示手段間の屈折率ｎを空気中よりも低めて空気換算時の光路長（ＬＡ＝Ｌ／ｎ）を相対的に長く設定することで、実際の二つの表示手段間の間隔を短くすれば、小型化を実現でき、薄型化や携帯化を促進できる。逆に、二つの表示手段間の屈折率ｎを空気中よりも高めて空気換算時の光路長（ＬＡ＝Ｌ／ｎ）を相対的に短く設定することで、実際の二つの表示手段間の間隔を長くすれば、固定のためのねじ等の突起物があっても、これの邪魔とならない程度の大きさに当該表示手段或いは表示装置を構築可能となる。
【００２２】
この態様では、透明部材は、空気より屈折率が高いガラス及び樹脂のうち少なくとも一方を含んでなるように構成してもよい。
【００２３】
このように構成すれば、空気よりも屈折率の高いガラス或いは樹脂を含んでなる透明部材中に光を通過させることで、比較的容易に、二つの表示手段間の空気換算時の光路長を相対的に短くすることが可能となる。
【００２４】
本発明の第１実施形態に係る表示装置の他の態様では、前記光学距離設定手段は、前記二つの表示手段間の光路を折り返しにより長くすることで、前記二つの表示手段間の光路の長さを前記空気で満たされている場合の光路の長さより長くする反射部材を含む。
【００２５】
この態様によれば、二つの表示手段のうち観察者の側から見て、例えば反射ミラーを含んでなる反射部材の後方に配置された表示手段に表示される画像を反射部材により反射させ、折り返しにより長くされた光路を経た後に、観察者がその画像を視覚することとなる。例えば、反射部材によって画像が反射されることで、観察者の視線とは異なる方向に画像の光路が変更され、更にその変更された光路の先で、別の反射部材により観察者の視線と同一の方向であって、且つ観察者の側へ光が進行する方向に画像の光路を変更することが可能となる。従って、反射部材によって画像を反射させることのない場合、即ち、光路が直線である場合と比較して、反射により変更された光路の長さだけ光路長が長くなる。即ち、反射部材等が存在することなく単に空気で満たされている二つの表示手段間の間隔よりも、光路長を長くすることが可能となり、観察者は長くなった光路の分だけ、反射部材の後方に配置された表示手段が、その位置よりも更に後方に配置しているかのように認識する。即ち、観察者から見た後方象面についての見た目の奥行を長くできる。
【００２６】
尚、反射部材は、反射ミラーに限らず、光を適切に反射させることが可能な所定の部材であれば、同様の効果を得ることが可能である。
【００２７】
これにより、二つの表示手段間の空気換算時の光路長を相対的に長くすることが可能となり、実際の二つの表示手段の間隔を短くすることが可能となる。
【００２８】
尚、反射部材による反射は、上述した２回の反射に限らず偶数回の反射で、且つ最後に反射する反射部材により観察者の視線に沿った光路に変更され、且つ観察者の側に光が進行するように反射させるものであればよい。即ち、偶数回の反射であれば、例えば全反射による画像の反転を考慮する必要もなく、また、最後の反射により観察者の視線に沿っており、且つ観察者の側に光が進行する光路であれば、観察者は二つの表示手段に表示される画像をそのまま視覚することが可能となる。但し、奇数回の反射であっても、例えば、表示手段に表示される画像を予め反転して表示する等の処理を行うことにより、上述の反射部材を用いた光学距離設定手段を実現することが可能である。
【００２９】
上述の如く反射部材を含む光学距離設定手段の態様では、前記反射部材は、前記二つの表示手段における画素の夫々に対応して若しくは複数の画素からなる画素ブロック又は画素ラインの夫々に対応して設けられており、前記反射部材は、前記二つの表示手段における前記画素若しくは前記画素ブロック又は前記画素ラインに表示される画像が対応するように前記光路を折り返す。
【００３０】
このように構成すれば、反射部材は二つの表示手段の画素、画素ブロック又は画素ラインの夫々に一つの反射部材を対応させることが可能となる。このため、二つの表示手段のうち観察者の側から見て後方に配置された表示手段における画素、画素ブロック或いは画素ラインにより表示される画像（或いは、発せられる光）は、二つの表示手段のうち観察者の側から見て前方に配置された表示手段における画素、画素ブロック或いは画素ラインにより表示される画像と、観察者の視線上において重ねて表示可能となる。従って、反射部材により光路長を長くしても、観察者は適切に重なった画像を視覚することが可能となる。加えて、画素単位での、例えば明度等の画像の表示内容が同じレベルとなり、反射部材の反射によっても適切な画像を表示することが可能である。これにより、全体として適切に統一のとれた立体的な画像を視覚することが可能となる。
【００３１】
本発明の第２実施形態に係る表示装置は、観察者の視線上に相前後して配置された複数の表示手段と、前記複数の表示手段のうち隣り合う二つの表示手段間に配置され、前記二つの表示手段のうち前記観察者の側から見て後方に配置された表示手段に表示される画像を、前記後方に配置された表示手段の位置とは異なる位置に結像させる結像手段とを備える。
【００３２】
本発明の第２実施形態に係る表示装置によれば、その動作時には、観察者の視線上に相前後して配置された複数の表示手段によって、観察者の側から見て立体表示用の画像を重ねて表示すれば、立体表示或いは３次元表示を行うことができる。例えば、輝度変調型の立体表示であれば、二つの表示手段で表示される同一画像部分についての輝度の割振によって、二つの表示手段間におけるいずれかの奥行位置に画像が存在するように見える、連続的な立体表示が可能となる。或いは、画像部分が、二つの表示手段のいずれかに表示されている離散的な立体表示が可能となる。更に、三つ以上の表示手段間のいずれかの位置に画像が存在するように見える、連続的又は離散的な立体表示も可能となる。
【００３３】
ここで本発明では特に、結像手段は、二つの表示手段の間に配置され、観察者の側から見て結像手段の後方に配置された表示手段に表示される画像（即ち、後方像面）を、後方に配置された表示手段の前方或いは後方に結像する。従って、観察者は、結像手段を介して表示手段に表示される画像を視覚することによって、実際の表示手段の位置とは異なる位置に結像された像面を認識する。即ち、観察者の側から見た後方像面についての見た目の奥行を長く或いは短くすることが可能となる。
【００３４】
これにより、立体表示を行う上で光学的に見て実質的に適切な間隔で複数の表示手段を配置したのと同様の状態を実現しつつ、即ち、二つの表示手段間に結像手段が配置されていない場合の二つの表示手段間の間隔と同一の間隔を結像手段により実現しつつ、実際には結像手段が配置されていない場合の二つの表示手段間の間隔よりも短い或いは長い間隔で二つの表示手段を配置することが可能となる。いいかえれば、例えば、何らかの技術的な制約により、適した間隔にて複数の表示手段を配置することができない場合にも、光学的に見て或いは観察者の側から見て当該適した間隔にて複数の表示手段を配置したのと実質的に同様とすることが可能である。
【００３５】
例えば、結像手段により、後方像面を、より後方に結像させることで、観察者側から見た、後方像面についての見た目の奥行を長くすれば、実際の間隔或いは装置サイズを相対的に小さくできる。このため、装置全体の小型化を実現でき、薄型化や携帯化を促進できる。逆に、後方像面を、より前方（即ち、観察者から見て手前側）に結像させることで、後方像面についての見た目の奥行を短くすれば、実際の間隔或いは装置サイズを相対的に大きくできる。このため、前述した固定のためのねじ等の突起物による構造上の制約を満たしつつ、所望の大きさに達するように複数の表示手段が配置された表示装置が構築可能となる。
【００３６】
尚、３つ以上の表示手段を有する表示装置においても、３つ以上の表示手段のうち結像手段の後方に配置される一又は複数の表示手段の各々に表示される画像の見た目の奥行を考慮することで、３つ以上の表示手段を適した間隔にて配置したのと実質的に同様の状態とすることが可能である。
【００３７】
上述の如く結像手段を備えた表示装置の態様では、前記結像手段は、レンズを含むように構成してもよい。
【００３８】
このように構成すれば、レンズの焦点距離に応じて、二つの表示手段のうちレンズの後方に配置された表示手段に表示される画像を、後方に配置された表示手段の位置とは異なる位置に結像することが可能となる。即ち、レンズの焦点距離を所定の値に設定することで、比較的容易に、後方像面の見た目の奥行きを長く或いは短くすることが可能となる。
【００３９】
上述の如くレンズを含む結像手段を備えた表示装置の態様では、前記レンズは、凸レンズを含むように構成してもよい。
【００４０】
このように構成すれば、二つの表示手段間に配置された凸レンズにより、二つの表示手段のうち凸レンズの後方に配置された表示手段に表示される画像を、後方に配置された表示手段の位置よりも後方に結像することが可能となる。或いは、二つの表示手段のうち凸レンズの後方に配置された表示手段に表示される画像を、後方に配置された表示手段の位置よりも前方に結像することも可能である。即ち、比較的容易に、観察者から見た後方象面についての見た目の奥行を長く或いは短くできる。  上述の如くレンズを含む結像手段を備えた表示装置の態様では、前記レンズは、凹レンズを含むように構成してもよい。
【００４１】
このように構成すれば、二つの表示手段間に配置された凹レンズにより、二つの表示手段のうち凹レンズの後方に配置された表示手段に表示される画像を、後方に配置された表示手段の位置よりも前方に結像することが可能となる。即ち、比較的容易に、観察者から見た後方像面についての見た目の奥行を短くできる。
【００４２】
上述の如くレンズを含む結像手段を備えた表示装置の態様では、前記レンズは、フレネルレンズを含むように構成してもよい。
【００４３】
このように構成すれば、フレネルレンズにより、レンズの厚みを薄くすることが可能となる。これにより、更なる小型化を実現でき、薄型化や携帯化を図ることが可能となる。
【００４４】
上述の如くレンズを含む結像手段を備えた態様では、前記レンズは、マイクロレンズアレイを含むように構成してもよい。
【００４５】
このように構成すれば、マイクロレンズアレイにより、レンズの厚みを薄くできるとともに、結像される画像の倍率変化を小さくすることが可能となる。
【００４６】
更に、各種レンズを含む結像手段を備えた表示装置の態様では、装置の使用形態或いは条件等に基づいて、最適な或いは好ましいレンズの形態を選択することが可能となる。
【００４７】
又、前記レンズは、凸レンズ、凹レンズ、フレネルレンズ或いはマイクロアレイレンズでなくとも、例えば、焦点可変レンズ、非球面レンズ或いは分布屈折率レンズ等であってもよい。
【００４８】
本発明の第２実施形態に係る表示装置の一の態様では、前記レンズは前記複数の表示手段における画素の夫々に若しくは複数の画素からなる画素ブロック又は画素ラインの夫々に対応している。
【００４９】
この態様によれば、レンズは複数の表示手段の画素、画素ブロック又は画素ラインの夫々に一つのレンズを対応させるので、全ての画素について明るさや結像の度合いが同じレベルとなり、全体として統一感のある立体的な画像を表示することが可能となる。更に、画素ブロック又は画素ラインの夫々に一つのレンズを対応させたレンズを使用することが可能であるため、レンズアレイの構成が簡単になる。
【００５０】
本発明の第２実施形態に係る表示装置の他の態様では、前記複数の表示手段のうち前記観察者の側から見て前記レンズの後方に配置される一又は複数の表示手段の画面の大きさと、前記複数の表示手段のうち前記観察者の側から見て前記レンズの手前に配置される一又は複数の表示手段の画面の大きさとが相異なる。
【００５１】
上述の如く結像手段がレンズを含む場合、複数の表示手段のうち観察者の側から見てレンズの後方に配置される一又は複数の表示手段に表示される画像は、レンズを介することで、拡大或いは縮小されて表示される。しかるにこの態様によれば、このような拡大あるいは縮小を勘案した上で当該画像を重ねて表示することが可能となる。即ち、観察者は複数の表示手段に表示される画像を同一或いはほぼ同一の大きさで視覚することとなり、当該画像を重ねて視覚することが可能となる。
【００５２】
又、後方に配置される一又は複数の表示手段の画面の大きさを予め小さく或いは大きくすることに代えて或いはこれに加えて、後方に配置される一又は複数の表示手段の各々に表示される画像予め小さく或いは大きく表示するようにしてもよい。
【００５３】
但し、後方に配置される表示手段と前方に配置される表示手段とが同じ大きさであっても、或いは、後方に配置される表示手段に表示される画像を予め小さく或いは大きく表示しなくとも、観察者は、立体的な画像を視覚することが可能な程度に、二つの表示手段に表示される画像を重ねて視覚することが可能となる。
【００５４】
更に、レンズの後方に配置される一又は複数の表示手段のうち少なくとも一つの表示手段は、レンズの後方に配置される一又は複数の表示手段のうち他の表示手段と相異なる大きさであってもよいし、同じ大きさであってもよい。
【００５５】
上述の如く後方に配置される表示手段と前方に配置される表示手段の大きさが相異なる表示装置の態様では、前記複数の表示手段における画素の夫々若しくは複数の画素からなる画素ブロック又は画素ラインの夫々が、前記後方に配置される表示手段と前記手前に配置される表示手段との間で、前記観察者の側から見て同じ大きさになり且つ重なるように、前記画面の大きさが相異なるように構成してもよい。
【００５６】
このように構成すれば、二つの表示手段間に配置されたレンズによって画像が拡大或いは縮小されつつ重ねられても、このような拡大或いは縮小を勘案した上で画像は重ねられているので、観察者から見れば、良好な画像を視覚可能となる。尚、ここに「同じ大きさ」とは、文字通りの同じ大きさの他、観察者の視覚上において、重ねて表示された同一物体に係る複数の画像が同じ大きさに見える程度の実質的に同じ大きさで足りる趣旨である。
【００５７】
本発明の第１実施形態に係る表示装置の他の態様では、前記光学距離設定手段は、前記二つの表示手段のうち少なくとも一方に密着している。
【００５８】
この態様によれば、光学距離設定手段は、二つの表示手段のうち少なくとも一方に密着していても、実際の二つの表示手段間の間隔よりも光学的に見て或いは観察者の側から見て短い或いは長い間隔にて、二つの表示手段を配置することが可能である。この際、二つの表示手段の両方に密着していてもよいし、一方のみに密着していてもよい。
【００５９】
但し、光学距離設定手段が、二つの表示手段の少なくとも一方に密着していなくても、実際の二つの表示手段間の間隔よりも光学的に見て或いは観察者の側から見て短い或いは長い間隔にて、複数の表示手段を配置することが可能である。
【００６０】
本発明の第２実施形態に係る表示装置の他の態様では、前記結像手段は、前記二つの表示手段のうち少なくとも一方に密着している。
【００６１】
この態様によれば、結像手段は、二つの表示手段のうち少なくとも一方に密着していても、実際の二つの表示手段間の間隔よりも光学的に見て或いは観察者の側から見て短い或いは長い間隔にて、二つの表示手段を配置することが可能である。この際、二つの表示手段の両方に密着していてもよいし、一方のみに密着していてもよい。
【００６２】
但し、結像手段が、二つの表示手段の少なくとも一方に密着していなくても、実際の二つの表示手段間の間隔よりも光学的に見て或いは観察者の側から見て短い或いは長い間隔にて、複数の表示手段を配置することが可能である。
【００６３】
本発明の第１及び第２実施形態に係る表示装置の他の態様として、前記複数の表示手段のうち少なくとも観察者から最も遠い表示手段を除く表示手段は、半透明な表示手段からなる。
【００６４】
この態様によれば、観察者から見て前方に配置される表示手段を通して、後方に配置される表示手段に表示される画像を視覚することが可能となり、観察者の視線上に直接、その表示手段を配置することが可能となる。
【００６５】
この態様では、前記半透明の表示手段は、液晶表示デバイス又はＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）表示デバイスであるように構成してもよい。
【００６６】
このように構成すれば、液晶表示デバイスやＥＬ表示デバイスといった、半透明のパネル状の表示手段を用いて、立体的な画像を表示することが可能となる。
【００６７】
本発明の第１及び第２実施形態に係る表示装置の他の態様では、前記複数の表示手段は、ハーフミラーにより合成される表示手段を含む。
【００６８】
この態様によれば、複数の表示手段は観察者の視線上に直接配置されることはなく、ハーフミラーを介して画像が合成される。従って表示手段として光透過性を有しないものも用いることができ、例えばブラウン管表示デバイス、プラズマ表示デバイス等を利用することが可能となる。
【００６９】
以上説明したように本発明の実施形態に係る表示装置によれば、複数の表示手段、並びに光学距離設定手段又は結像手段を備えている。このため、二つの表示手段の間隔を光学的に見て或いは観察者の側から見て実際の間隔とは異なった値にすることが可能となる。即ち、何らかの技術的な制約により、適した間隔にて複数の表示装置を配置することができない場合にも、光学的に見て或いは観察者の側から見て当該適した間隔にて複数の表示装置を配置したのと実質的に同様とすることが可能である。又、本発明の実施形態によれば、動画或いは静止画にかかわらず、同様の効果が得ることが可能である。
【００７０】
本実施形態におけるこのような作用、及び他の利得は次に説明する実施例から更に明らかにされる。
【００７１】
【実施例】
以下、図面を参照して本発明の表示装置に係る実施例を説明する。
【００７２】
（表示装置の動作原理及び基本構成）
図１及び図２を参照して、本発明の実施例に係る表示装置の動作原理及び基本構成について説明する。ここに、図１は、本発明の実施例に係る表示装置の構成を示すブロック図であり、図２は、表示部の他の構成について示した光学系の図式的な断面図である。
【００７３】
図１に示すように表示装置１は、前画面１１と、前画面１１の後方に配置された後画面１２と、前画面１１及び後画面１２に表示する画像を発生する画像発生部１４と、画像発生部１４からの画像信号を前画面１１に表示する第一駆動部１５と、画像発生部１４からの画像信号を後画面１２に表示する第二駆動部１６と、前画面１１及び後画面１２の間に配置される光学距離設定部２１と、表示装置１の全体制御を行う制御部１７とを備えて構成されている。
【００７４】
前画面１１及び前画面１２は、表示装置１の画像表示部を形成し、観察者からの視線Ｌに対して、所定の間隔を有して相前後して配置されている。前画面１１は前方に配置され、後画面１２は後方に配置されている。前画面１１には、後方にある後画面１２の画像を透過して観察者が視覚することが可能となるために、光透過性の表示装置、例えば液晶表示デバイスやＥＬ表示デバイスが用いられる。又、後方に配置される後画面１２は、液晶表示デバイスやＥＬ表示デバイスであっても良く、又、光透過性の必要はないのでブラウン管表示デバイスやプラズマ表示デバイスであってもよい。又、前画面１１と後画面１２の大きさは同じであってもよいし、相異なっていてもよい。
【００７５】
これら前画面１１及び後画面１２の夫々に画像を表示することで、離散的ではあるが、観察者は立体的な画像を認識することが可能となる。更に、その輝度を増減することで前画面１１及び後画面１２の間に画像があるかのごとく、立体的な画像を表示することが可能である。
【００７６】
尚、前画面１１として液晶表示デバイスやＥＬ表示デバイスを用いる他に、光透過性のないブラウン管表示デバイスやプラズマ表示デバイスを用いる構成を採ることも可能である。即ち、図２に示すように、前画面１１を後画面１２に対して視線Ｌを遮らないように配置し、観察者の視線上にハーフミラー１８を設け、このハーフミラー１８の角度を前画面１１に表示される画像が後画面１２に表示される画像に重なるように定めることで、光透過性のない表示装置を前画面１１に導入することが可能となる。
【００７７】
再び図１において、画像発生部１４は、前画面１１及び後画面１２に表示する画像を発生し、記憶している。又、外部から入力される画像、例えばパソコン等で作成された画像を所定の記録エリアに記録しておき、必要に応じて読み出すようにしても良い。単位としての画像は夫々個別に管理されていて、独立して表示のための処理が可能である。前画面１１及び後画面１２の何れに表示させるかは勿論、例えば表示の位置、大きさ、明るさ、色相、表示形態、画像変形等についても個別に制御可能である。
【００７８】
第一駆動部１５及び第二駆動部１６は、前画面１１及び後画面１２を夫々表示駆動するためのものであり、画像発生部１４で形成された前画面１１又は後画面１２用の画像信号に基づいて表示駆動する。制御部１７の制御に基づいて、表示のタイミングや点滅等の装飾的で効果的な駆動を行う機能を持たせても良い。
【００７９】
本実施例では特に、光学距離設定部２１は、前画面１１及び後画面１２の間の光学距離を、両画面間が空気で満たされている場合の光学距離とは異なる所定値に設定することで、後画面１２に表示される画像の像面（即ち、後方像面）を実際の後画面１２の位置よりも前方或いは後方に映し出す。
【００８０】
但し、光学距離設定部２１は、後画面１２に表示される画像を、実際の後画面１２が配置されている位置とは異なる位置に結像させることで、後画面１２に表示される画像の像面を実際の後画面１２の位置よりも前方或いは後方に映し出すことも可能である。
【００８１】
制御部１７は、表示装置１の全体的な制御を行う。立体的な画像の表示に関しては、前画面１１及び後画面１２の表示形態、例えば輝度や大きさ等を設定し、画像発生部１４に対して夫々に表示させる画像信号を発生させる。加えて、第一駆動部１５及び第二駆動部１６の動作を制御する。
【００８２】
（光学距離設定部による光学距離を設定する原理）
次に図３を参照して、上述した実施例に係る表示装置が備える光学距離設定部による、光学距離を設定する原理について説明する。ここに、図３（ａ）は、本実施例において、光学距離設定部を用いて後方像面についての見た目の奥行を長くする原理を図式的に示している。他方、図３（ｂ）は、本実施例において、光学距離設定部を用いて後方像面についての見た目の奥行を短くする原理を図式的に示している。
【００８３】
図３（ａ）に示すように、本発明の実施例に係る表示装置１は、距離Ｌ１の間隔を隔てて配置された前画面１１及び後画面１２を備えて構成されており、前画面１１と後画面１２の間に、例えば、空気の屈折率よりも小さい屈折率ｎ１（≦１）を有する透明部材を含んでなる光学距離設定部２１ａが、前画面１１及び後画面１２に密着して配置されている。ここに、ｎ１は空気に対する光学距離設定部２１ａの相対屈折率を示す値である。
【００８４】
光学距離設定部２１ａは、空気の屈折率よりも小さい屈折率を有する透明部材を含んでいるため、光学距離設定部２１ａを空気で置き換えた場合における光学距離（即ち、空気換算した光路長）は相対的に長くなる。即ち、観察者から後方像面までの空気換算した光路長が相対的に長くなるため、観察者から後方像面の見た目の奥行が長くなることとなる。ここで、空気換算した光路長Ｌａは、Ｌａ＝Ｌ１／ｎ１にて示される。従って、後画面１２の実際の後方像面の位置よりも観察者の側から見て後方に、前画面１１から距離Ｌａだけ離れた位置に見た目の後方像面１２ａが映し出され、観察者は見た目の後方像面１２ａの位置に後画面１２が配置されているかのように認識する。従って、前画面１１及び後画面１２は実際には間隔Ｌ１を有して配置されているが、光学的に見て或いは観察者の側から見て、間隔Ｌ１よりも長い間隔Ｌａを有して配置されているのと実質的に同様の状態を実現することが可能となる。
【００８５】
図３（ｂ）に示すように、本発明の実施例に係る表示装置１は、距離Ｌ２の間隔を隔てて配置された前画面１１及び後画面１２を備えて構成されており、前画面１１と後画面１２の間に、例えば、空気の屈折率よりも大きい屈折率ｎ２（≧１）を有する透明部材、例えばガラス或いは樹脂を含んでなる光学距離設定部２１ｂが、前画面１１及び後画面１２に密着して配置されている。ここに、ｎ２は空気に対する光学距離設定部２１ｂの相対屈折率を示す値である。
【００８６】
光学距離設定部２１ｂは、空気の屈折率よりも大きい屈折率を有する透明部材を含んでいるため、光学距離設定部２１ｂを空気で置き換えた場合における光学距離（即ち、空気換算した光路長）は相対的に短くなる。即ち、観察者から後方像面までの空気換算した光路長が相対的に短くなるため、観察者から後方像面の見た目の奥行が短くなることとなる。ここで、空気換算した光路長Ｌｂは、Ｌｂ＝Ｌ２／ｎ２にて示される。従って、後画面１２の実際の後方像面の位置よりも観察者の側から見て前方に、前画面１１から距離Ｌｂだけ離れた位置に見た目の後方像面１２ｂが映し出され、観察者は見た目の後方像面１２ｂの位置に後画面１２が配置されているかのように認識する。従って、前画面１１及び後画面１２は実際には間隔Ｌ２を有して配置されているが、光学的に見て或いは観察者の側から見て、間隔Ｌ２よりも短い間隔Ｌｂを有して配置されているのと実質的に同様の状態を実現することが可能となる。
【００８７】
尚、光学距離設定部２１ａ或いは光学距離設定部２１ｂは前画面１１及び後画面１２の双方に密着していなくても、前画面１１及び後画面１２の少なくとも一方に密着していてもよいし、前画面１１及び後画面１２のどちらに密着していなくてもよい。
【００８８】
以上の結果、例えば、後方像面についての見た目の奥行を長くすれば、実際の間隔或いは装置サイズを相対的に小さくできる。このため、装置全体の小型化を実現でき、薄型化や携帯化を促進できる。逆に、後方像面についての見た目の奥行を短くすれば、実際の間隔或いは装置サイズを相対的に大きくできる。このため、前述した固定のためのねじ等の突起物による構造上の制約を満たしつつ、所望の大きさに達するように複数の表示手段が配置された表示装置が構築可能となる。
【００８９】
（光学距離設定部の具体例）
次に図４から図７を参照して、上述の如き本実施例において採用可能である光学距離設定部の各種具体例について説明する。ここに図４は、光学距離設定部に所定の屈折率を有する透明媒体を採用した具体例の断面構造を示す模式図であり、図５は、光学距離設定部に反射ミラーを含む透明媒体を採用した具体例の断面構造を示す模式図であり、図６（ａ）は、光学距離設定部に凸レンズを採用した具体例の断面構造を示す模式図であり、図６（ｂ）は、光学距離設定部に凸レンズを採用した他の具体例の断面構造を示す模式図であり、図６（ｃ）は、光学距離設定部に凹レンズを採用した具体例の断面構造を示す模式図であり、図６（ｄ）は、光学距離設定部の他の具体例であるフレネルレンズの断面構造を示す模式図であり、図６（ｅ）は、光学距離設定部の他の具体例であるマイクロレンズアレイの断面構造を示す模式図であり、図７は、光学距離設定部に凸レンズを用いた場合の画像表示部の断面構造を示す模式図である。
【００９０】
図４に示すように、光学距離設定部２１ｃはガラス及び樹脂の少なくとも一方を含んで構成されており、距離Ｌの間隔によって配置された前画面１１及び後画面１２の間に、前画面１１及び後画面１２の双方に密着して配置されている。
【００９１】
光学距離設定部２１ｃはガラス及び樹脂の少なくとも一方を含んでいるため、空気の屈折率と比較して、光学距離設定部２１ｃの屈折率は大きくなる。このため、光学距離設定部２１ｃが配置されている部分が空気で満たされているとした場合の光学距離（即ち、空気換算した光路長）は、実際の光学距離設定部２１ｃが配置されている部分の距離よりも短くなる。ここで、空気換算した光路長Ｌｃは、Ｌｃ＝Ｌ／ｎにて示される。従って、後画面１２の実際の後方像面の位置よりも観察者の側から見て前方に、前画面１１から距離Ｌｃだけ離れた位置に見た目の後方像面１２ｃが映し出される。従って、前画面１１及び後画面１２は実際には間隔Ｌを有して配置されているが、光学的に見て或いは観察者の側から見て、間隔Ｌ１よりも短い間隔Ｌｃを有して配置されているのと実質的に同様の状態を実現することが可能となる。
【００９２】
ここで、例えば、光学距離設定部２１ｃの空気に対する相対屈折率ｎがｎ＝１．５であるとすると、空気換算した光路長はＬｃ＝Ｌ／１．５≒０．６７Ｌとなる。即ち、後方像面の見た目の奥行は、実際の奥行の０．６７倍になる。
【００９３】
例えば、前画面１１及び後画面１２が実際は３０ｃｍの間隔で配置されている（即ち、Ｌ＝３０ｃｍ）とした場合、観察者からの見た目の間隔（即ち、Ｌｃ）は、３０×０．６７≒２０ｃｍとなる。即ち、観察者の側から見て前画面１１及び後画面１２は実際には３０ｃｍの間隔を有して配置されているが、光学的に見て或いは観察者の側からの見た目は、３０ｃｍよりも短い２０ｃｍの間隔を有して前画面１１及び後画面１２が配置されているのと実質的に同様の状態を実現することが可能となる。
【００９４】
図５に示すように、距離Ｌを隔てて配置された前画面１１及び後画面１２の間に密着して配置された光学距離設定部２１ｄは、ガラス又は樹脂を含むものであって、更に、その内部に、半開状態にある窓用ブラインドの如き形状を有している複数枚（図５においては６枚）の反射ミラーを有している。反射ミラーは、後画面１２により表示される画像を反射させることで、観察者の視線とは異なる方向に画像の光路を変更し、更にその変更された光路の先で、別の反射ミラーが観察者の視線に沿っており、且つ観察者の側へ光が進行するように画像の光路を変更させるように構成されている。但し、光学距離設定部２１ｄは、空気中或いは所定の屈折率を有する他の媒体中に複数枚の反射ミラーを有するように構成されてもよい。
【００９５】
例えば、図５に示すように、観察者の視線に対して４５度の角度で、複数枚の反射ミラーが平行に等間隔で配置されている場合について説明する。後画面１２に表示される画像は、観察者の視線に対して平行な光路を有しており、観察者の側に向かって進行し、複数枚の反射ミラーのうちの一つの反射ミラー２１ｄ−１に４５度の入射角で入射し、４５度の反射角で反射される。反射ミラー２１ｄ−１による反射により、光路は、観察者の視線とは垂直方向で、且つ反射ミラー２１ｄ−１に隣り合う反射ミラー２１ｄ−２に向かって４５度の角度で進入する光路に変更される。この際に、画像は反射ミラー２１ｄ−１により反転している。反射ミラー２１ｄ−１により反射された画像は、反射ミラー２１ｄ−２に４５度の入射角で入射し、４５度の角度で反射される。即ち、反射ミラー２１ｄ−２に反射された画像は、反射ミラー２１ｄ−１に反射される前の画像と同一の光路、即ち、観察者の視線に対して平行な光路を有しており、観察者の側に向かって進行する光路を有している。この際に、画像は更に反射ミラー２１ｄ−２により反転しており、反転していない正常な状態に戻ることになる。これにより、観察者は、反射ミラーにより反射された後画面１２に表示された画像を、反射ミラーにより反射されない状態と同じ状態で視覚することが可能である。即ち、反射ミラー２１ｄ−１と反射ミラー２１ｄ−２の間の光路分だけ、光路の長さが長くなる。即ち、観察者の側から見て見た目の後方像面１２ｄは、実際の後画面１２の位置よりも後方に位置することとなる。
【００９６】
尚、この場合、反射ミラー２１ｄ−１と、反射ミラー２１ｄ−２は、図５に示すように距離Ｌ（即ち、前画面１１及び後画面１２の間隔Ｌと同一の距離）を隔てて配置されている。これにより、後画面１２の一の画素から発せられる光と、その画素に対応する光を発する前画面１１の一の画素から発せられる光が観察者の視線上において適切に重なることとなる。他の反射ミラーについても同様に構成されているため、結果として、前画面１１及び後画面１２に表示される立体表示用の画像は、観察者の視線上において適切に重なって表示されることとなる。尚、複数の反射ミラーの夫々は、前画面１１及び後画面１２の間隔Ｌの１／（２×ｋ）倍（但し、ｋは１以上の自然数）の距離を隔てて配置されていれば、前画面１１及び後画面１２に表示される立体表示用の画像を、観察者の視線上において適切に重ねて表示することが可能である。
【００９７】
但し、この場合における夫々の反射ミラーは、前画面１１及び後画面１２に表示される立体表示用の画像を、観察者の視線上において重ねて表示することが可能な程度の距離を隔てて設けられていればば、上述の距離に限定されることなく光路長を長くし、立体的な画像を表示することが可能である。尚、複数の反射ミラーの夫々が隔てられる距離が変化することで、光学距離設定部２１ｄの有する反射ミラーの枚数もそれに伴い変化することとなる。
【００９８】
この場合、反射ミラー２１ｄ−１及び反射ミラー２１ｄ−２における反射によって光路長は、光学距離設定部２１ｄを配置していない場合と比較して２倍になる。これに対して、光学距離設定部２１ｄ内に満たされたガラス又は樹脂の屈折率に応じて、空気換算時の光路長が短くなる。よって、光学距離設定部２１ｄにおける空気換算時の光路長Ｌｄは、前画面１１及び後画面１２の間隔をＬ、ガラス又は樹脂の屈折率を１．５とした場合、Ｌｄ＝Ｌ×２／１．５≒１．３３Ｌとなる。即ち、後方像面の見た目の奥行は、実際の奥行の１．３３倍になる。
【００９９】
例えば、前画面１１及び後画面１２が実際は３０ｃｍの間隔で配置されている（即ち、Ｌ＝３０ｃｍ）とした場合、観察者からの見た目の間隔（即ち、Ｌｄ）は、３０×１．３３≒４０ｃｍとなる。即ち、観察者の側から見て前画面１１及び後画面１２は実際には３０ｃｍの間隔を有して配置されているが、光学的に見て或いは観察者の側からの見た目は、３０ｃｍよりも長い４０ｃｍの間隔を有して前画面１１及び後画面１２が配置されているのと実質的に同様の状態を実現することが可能となる。仮に、反射ミラーが、ガラス又は樹脂の内部ではなく、空気中に配置されていたとすると、屈折率の変化による空気換算時の光路長の変化を考慮する必要がなくなるため、反射ミラーによって延長された光路のみを考慮することとなる。即ち、上述の例の場合、後方像面の見た目の奥行が、実際の奥行きの２倍となるため、前画面１１及び後画面１２は実際には３０ｃｍの間隔を有して配置されているが、光学的に見て或いは観察者の側からの見た目は、３０ｃｍよりも長い６０ｃｍの間隔を有して前画面１１及び後画面１２が配置されているのと実質的に同様の状態を実現することが可能となる。
【０１００】
又、反射ミラーでの反射は、画像の反転を伴うが、２回反射させているため、結果として画像は反転することなく、観察者に視覚される。又、２回でなくとも、偶数回の反射であれば、画像が反転されることなく、観察者に視覚されることが可能である。但し、入力画像信号における信号内容やドライバ回路における駆動動作等に変更を加えることで後方像面を左右或いは上下に反転させる処理を行えば、奇数回の反射であっても、このような表示を問題なく実行できる。
【０１０１】
図６（ａ）に示すように、光学距離設定部２１として凸レンズ２１ｅを採用した場合、後画面１２に表示される画像は、凸レンズ２１ｅの焦点距離及び凸レンズ２１ｅと後画面１２との距離に応じて定まる位置に見た目の後方像面１２ｅを映し出す。例えば、実際の後方像面の位置（即ち、後画面１２の位置）よりも、観察者の側から見て後方に見た目の後方像面１２ｅ−１が映し出される。従って、光学的に見て或いは観察者の側から見て、実際の間隔よりも長い間隔を有して配置されているのと実質的に同様の状態を実現することが可能となる。
【０１０２】
或いは、図６（ｂ）に示すように、凸レンズ２１ｅの焦点距離及び凸レンズ２１ｅと後画面１２との距離によっては、実際の後方像面の位置（即ち、後画面１２の位置）よりも、観察者の側から見て前方に見た目の後方像面１２ｅ−２が映し出される。従って、光学的に見て或いは観察者の側から見て、実際の間隔よりも短い間隔を有して配置されているのと実質的に同様の状態を実現することが可能となる。
【０１０３】
図６（ｃ）に示すように、光学距離設定部２１として凹レンズ２１ｆを採用した場合、後画面１２に表示される画像は、凹レンズ２１ｆの焦点距離及び凹レンズ２１ｆと後画面１２との距離に応じて定まる位置に見た目の後方像面１２ｆを映し出す。即ち、後方像面の見た目の奥行を短くすることとなり、実際の後方像面の位置（即ち、後画面１２の位置）よりも、観察者の側から見て前方に見た目の後方像面１２ｆが映し出される。従って、光学的に見て或いは観察者の側から見て、前画面１１及び後画面１２が、実際の間隔よりも短い間隔を有して配置されているのと実質的に同様の状態を実現することが可能となる。
【０１０４】
図６（ｄ）に示すように、光学距離設定部２１としてフレネルレンズ２１ｇを採用することも可能である。フレネルレンズ２１ｇは、レンズの厚みを薄くすることが可能となる。従って、前画面１１及び後画面１２の実際の間隔を更に短くすることが可能となる。これにより、例えば、携帯電話或いはＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ａｓｓｉｓｔａｎｃｅ）等の小型化が要求される機器に、本発明の実施例に係る表示装置を用いる場合に、更なる小型化を実現でき、薄型化や携帯化を図ることが可能となる。
【０１０５】
図６（ｅ）に示すように、光学距離設定部２１としてマイクロレンズアレイ２１ｆを採用することも可能である。マイクロレンズアレイ２１ｆは、レンズの厚みを薄くすることが可能であるとともに、等倍での投影が可能である。このため、例えば、凸レンズ等のように画像を拡大して結像することがない。従って、後述するように、レンズによる拡大或いは縮小を勘案して、前画面１１と後画面１２の大きさを予め相異なるように配置する必要がなく、同じ大きさの前画面１１及び後画面１２を用いることによって、本発明の実施例に係る表示装置を構成することが可能となる。
【０１０６】
図７に示すように、光学距離設定部２１として凸レンズ２１ｅが用いられ、予め前画面１１の大きさより小さい後画面１２が配置されている。後画面１２の画像が凸レンズ２１ｅを介して観察者に視覚される場合、当該画像は、実際の大きさよりも拡大されて見た目の後方像面１２ｅとして観察者に視覚されることとなる。本実施例に係る表示装置は、画像が拡大されることを勘案して、拡大後の後画面１２の像面（即ち、見た目の後方像面１２ｅ）が、前画面１１の像面と同じ大きさで観察者に視覚されることが可能となるように、前画面１１と後画面１２の大きさを予め相異なる大きさで配置することが可能である。具体的には、後画面１２の大きさを前画面１１の大きさよりも予め小さくして配置している。これにより、観察者はより自然な立体的な画像を視覚することが可能となる。
【０１０７】
又、凸レンズでなくとも、画像を拡大して結像するレンズを用いる場合にも同様に、実際の画像の大きさよりも拡大されて結像されることを勘案して、予め前画面１１の大きさよりも後画面１２の大きさを小さくして配置することが可能である。
【０１０８】
更に、画像が拡大される場合だけでなく、画像が縮小されて観察者に視覚される場合にも同様に、実際の画面の大きさよりも縮小されることを勘案して、予め前画面１１の大きさよりも後画面１２の大きさを大きくして配置することが可能である。
【０１０９】
更に又、このような前後画面間のレンズによる拡大縮小等に起因した見た目の大きさの相違に対する調整に加えて、観察者からの距離に起因した見た目の大きさの相違、即ち近い分だけ大きく見える前画面と遠い分だけ大きく見える後画面との間における見た目の大きさの相違に対する調整を施すことも可能である。
【０１１０】
又、予め前画面１１の大きさよりも後画面１２の大きさを大きく或いは小さくして配置することに代えて或いは加えて、画像発生部１４が制御する画像の大きさを変えることにより、前画面１１に表示される画像の大きさよりも後画面１２に表示される画像を拡大或いは縮小して表示するようにしてもよい。
【０１１１】
尚、前画面１１と後画面１２は同じ大きさであっても、異なる大きさであっても、適切な範囲の大きさであればよい。即ち、前画面１１及び後画面１２に表示される画像を適切に重ねて表示可能な程度に、前画面１１及び後画面１２の大きさが適切な範囲の大きさであれば、観察者は立体的な画像を視覚することが可能である。
【０１１２】
又、本発明の実施例に係る表示装置は、２つの画像表示部を有する場合を例に示しているが、３つ以上の画像表示部を有する表示装置においても、隣り合う二つの画像表示部の見た目の間隔を、上述のように変化させる動作を繰り返すことで、例えば物理的形状等の要請により、所望の間隔にて複数の表示手段を配置することができない場合であっても、見た目の間隔により、所望の間隔にて複数の表示手段を配置することが可能となる。
【０１１３】
本発明は、上述した実施形態或いは実施例に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う表示装置もまた本発明の技術思想に含まれるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に係る表示装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施例に係る表示装置の画像表示部の他の構成について示す図式的断面図である。
【図３】本発明の実施例に係る画像表示部と光学距離設定部の構成を示す概念図である。
【図４】本発明の実施例に係る画像表示部の間の光学距離が長くなる具体的例を示す概念図である。
【図５】本発明の実施例に係る画像表示部の間の光学距離が短くなる具体例を示す概念図である。
【図６】本発明の実施例に係る光学距離設定部の各種具体的例を示す図式的断面図である。
【図７】本発明の実施例に係る光学距離設定部にレンズを用いた場合の、画像表示部の他の形態について示す概念図である。
１・・・表示装置
１１・・・前画面
１２・・・後画面
１４・・・画像発生部
１５・・・第一駆動部
１６・・・第二駆動部
１７・・・制御部
１８・・・ハーフミラー
２１・・・光学距離設定部
【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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