[發明專利]裸眼立體視覺顯示器

無效

• 申請號: 200980132313.X
• 申請日: 2009-10-06
• 公開（公告）號: CN102132193A
• 公開（公告）日: 2011-07-20
• 發明（設計）人: 坂井秀行;山崎真見
• 申請（專利權）人: 株式會社日立制作所
• 主分類號: G02B27/22
• 分類號: G02B27/22;G03B35/20;G03B35/24;H04N13/04
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 王成坤;胡建新

技術領域

本發明涉及顯示能夠裸眼立體觀察的立體影像的顯示器。

背景技術

近年來，作為顯示器的高附加價值化，顯示立體影像的立體視覺顯示器的市場比較活躍，也在大力開發顯示能夠裸眼觀察的立體影像的裸眼立體視覺顯示器，而且不需佩戴偏轉眼鏡等器件。關于這種實現裸眼立體觀察的技術，有非專利文獻1記載的積分照相術方式(以下稱為IP方式)，IP方式是在縱向橫向都能夠再現立體感的技術。

在基于IP方式的立體視覺顯示器中，通過在IP方式中采用的微透鏡陣列的構成要素即一個微小透鏡的可控光線數量越多，則能夠將顯示的立體影像的可觀察范圍設定得越大，能夠實現相對于視點位置變化的立體影像的平滑變化等，能夠提高立體視覺顯示器的性能，所述視點位置變化是由于單位視角范圍內包含的可控光線數量的增加而引起的。

在將已有的二維顯示器裝置即液晶顯示器和等離子顯示器等扁平顯示器適用于IP方式的情況下，為了增加可控光線數量，需要采用扁平顯示器的像素配置密度盡可能高的顯示器，但為了充分確保每一微小透鏡的光線數量，目前狀態是能夠制造的二維顯示器裝置的像素密度不足。

與此相對，專利文獻1公開了如下技術，為了提高在微透鏡陣列的背面顯示的二維影像的分辨率，以瓷磚方式高密度地投影多個投影儀的影像，生成現有設備不能實現的高分辨率的二維影像，提高每一微小透鏡所覆蓋的二維影像的像素數量。另外，專利文獻2公開了如下技術，通過將多個投影儀的影像疊加，增加透過一個微小透鏡的可控光線數量。

先行技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2003-279894號公報

專利文獻2：日本特開2008-139524號公報

非專利文獻

非專利文獻1：M.G.Lippmann，“Epreuves?reversibles?donnant?la?sensationdu?relief，”J.de?Phys.，Vol.7，4^th?series，pp.821-825，November?1908.

發明概要

發明要解決的課題

專利文獻1記載的技術通過將多個投影儀的影像排列成瓷磚狀，解決由于二維顯示器裝置的制造界限而造成的問題，但是為了近距離地投影高分辨率的影像，需要分辨率較高的高價投影透鏡，而且為了形成像素的像，相對于在聚焦面上設置的擴散屏幕，存在光學上的制造界限。

專利文獻2記載的技術是這樣一種技術，通過將多個投影儀的影像疊加，解決由于二維顯示器裝置的制造界限而造成的問題，通過變更投影儀的臺數，能夠成大小可變地改變立體影像的分辨率和立體感。該技術需要小型的投影儀，而近年來在面向便攜式設備的用途等中形成了小型投影儀和激光投影儀的市場，與專利文獻1的技術相比，不需要把硬件的制造界限視為問題。但是，這種技術的立體影像的畫質存在如下問題，即立體影像表面被感覺成粒狀，在平滑性方面有欠缺。

在此，對專利文獻2的技術進行簡單說明。圖1及圖2是說明專利文獻2的一個實施方式的概況的圖。1表示投影儀，在此縱橫配置9臺投影儀。微透鏡陣列2是將微小透鏡排列而形成的，設置在投影儀和觀察者之間。該微透鏡陣列如圖2所示，可以采用將橫向的凹凸透鏡20和縱向的凹凸透鏡21重合而形成的微透鏡陣列。在這種結構中，從各個投影儀投影合適的影像，利用透鏡陣列的各個微小透鏡控制各個投影儀的對應部分的光線，向觀察者的右眼3和左眼4分別引導合適的光線5和光線6，由此觀察者能夠觀察立體影像。

此時，透鏡陣列周圍的光線大致如圖3所示。在該圖中，利用3臺投影儀，將與光線302a平行的光線組、與光線303a平行的光線組、與光線304a平行的光線組入射到透鏡陣列2上。為了入射平行光線，嚴格地講在透鏡陣列2前面還需要菲涅爾透鏡等光線控制機構，但在此處省略了，而視為大致平行。此時，例如光線302a、302b、302c通過透鏡陣列2的微小透鏡而聚光于點302，然后向各個方向擴散。同樣，光線303a、303b、303c聚光于點303，光線304a、304b、304c聚光于點304。觀察者300觀察從在范圍301內排列的聚光點擴散的光線，但由于聚光點按照圖示呈離散狀分布，所以立體影像的畫質被感覺成粒狀。另外，雖然通過增加投影儀的臺數、并增加范圍301的聚光點的數量，能夠使離散的分布變致密，但是投影儀自身的大小和設置場所存在物理界限，而且成本也升高。

發明內容