[發明專利]圖像顯示裝置

無效

• 申請號: 201310665250.2
• 申請日: 2013-12-10
• 公開（公告）號: CN103869483A
• 公開（公告）日: 2014-06-18
• 發明（設計）人: 長谷川裕;立田真一
• 申請（專利權）人: 株式會社東芝
• 主分類號: G02B27/22
• 分類號: G02B27/22;G03B35/24;H04N13/00;H04N13/04
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 孫蕾

技術領域

實施方式涉及圖像顯示裝置。

背景技術

作為圖像顯示裝置，在能夠進行動畫顯示的三維影像顯示裝置的所謂三維顯示器中，已知有各種方式。近年來，特別強烈要求是平板面板類型、并且不需要專用眼鏡等的方式。在該不需要專用眼鏡的類型的三維影像顯示裝置之一中，有如下方式：如直視型或者投影型的液晶顯示裝置或者等離子體顯示裝置等那樣在緊靠著像素位置被固定了的顯示面板（顯示裝置）的跟前設置光線控制元件，控制來自顯示面板的光線使得朝向觀察者。此處，光線控制元件提供如即使觀察了光線控制元件上的同一位置，也能夠對根據所觀察的角度而不同的影像進行立體觀察那樣的功能。

使用了這樣的光線控制元件的三維圖像顯示方式根據視差（從不同的方向觀察所致的視覺表現的差）的數量、設計方針被分類為2眼式、多眼式、超多眼式（多眼式的超多眼條件）、集成成像（以下還稱為II）式等。關于2眼式，根據雙眼視差而立體觀察，但關于其以外的方式，在不同程度上能夠實現運動視差，所以與2眼式的立體影像區分而稱為三維影像。這些用于顯示三維影像的基本的原理與在100年前左右發明并用于三維照相的集成攝影（IP）的原理實質上相同。

在這樣針對多個方向顯示各個視差圖像，而能夠進行立體觀察的圖像顯示裝置中，有向柱狀透鏡投射圖像的方式。在該方式中，利用向形成柱狀透鏡的各個柱面透鏡入射的光線根據其入射位置分別向不同的方向偏轉出射而使觀察者實現立體觀察。即，在從圖像投射器向柱狀透鏡投射的投射圖像中包括多個視差圖像，該多個視差圖像經由柱狀透鏡向各方向偏轉出射，從而能夠針對向各個方向出射的每條光線顯示視差圖像，作為結果，能夠使觀察者進行立體觀察。

在該柱狀透鏡方式中，柱狀透鏡起到從投射圖像使視差圖像分別分離的作用。通常，在從圖像投射器放大投射而顯示圖像的情況下，入射到柱狀透鏡的光線成為擴散光線，在入射到中央部的光線和入射到周邊部的光線中，以入射角度不同的方式入射到柱狀透鏡。因此，從柱狀透鏡出射的光線的偏轉角度在畫面的中央部和周邊部也不同，存在無法針對觀測者顯示視差圖像的整體而立體觀察受損的問題。針對這樣的問題，已知在圖像投射器與柱狀透鏡之間設置具有凸透鏡功能的菲涅爾透鏡，使投射光線平行（準直）而入射到柱狀透鏡的方式。

專利文獻1：日本特開平8-05957號公報

發明內容

一般，菲涅爾透鏡形成為凸透鏡面具有同心圓狀地分離的多個帶狀區域，在透鏡面變得不連續的帶狀區域的邊界形成了階梯。作為透鏡需要某種程度以上的面積，在對透鏡提供凸透鏡功能的情況下，通常在玻璃、光學性樹脂制的凸透鏡中，在制作精度以及重量上難以操作，所以一般使用樹脂制的菲涅爾透鏡。

在三維圖像顯示方式中，提供視差圖像的光線不僅入射到該菲涅爾透鏡的連續面，而且還入射到階梯部分。但是，存在入射到階梯部分的光線在該階梯中散射，而無法以期望的角度入射到柱狀透鏡的問題。關于在階梯中散射的光線，存在如下問題：朝向上下方向的散射光線成為圖像上的噪聲，相反，在視差分離方向上，該散射光線混入到其他視差圖像，而所顯示的視差圖像的畫質發生劣化。

如上所述，為了不使立體觀察受損，在對于圖像投射器與柱狀透鏡等視差分離元件之間設置了變更光線角度的菲涅爾透鏡的光學系統中，存在階梯部分使投射光線散射，作為其結果視差圖像的畫質劣化的問題。

實施方式是考慮這樣的事情而完成的，其目的在于提供一種能夠防止視差圖像的畫質的劣化而實現立體觀察的圖像顯示裝置。

在實施方式的圖像顯示裝置中，通過光線投射單元將包含多個視差圖像分量的光線朝向光線角度變更單元投射，該投射光線入射到光線角度變更單元。光線角度變更單元以使該入射光線折射而使所述投射光線大致平行的方式變更射出角度而出射。從該光線角度變更單元將出射光線入射到視差分離單元而以與該光線所包含的所述視差圖像分量對應的角度分離該視差圖像分量而投影到觀察者側。視差分離單元具備柱狀透鏡，該柱狀透鏡構成為排列有多個柱面透鏡要素，在相互鄰接的柱面透鏡要素之間具有邊界。生成所述多個視差圖像分量的光線通過除了所述邊界以外的所述柱面透鏡要素的區域而投影到觀察區域側，能夠對立體圖像進行立體觀察。

附圖說明

圖1（a）以及（b）是概略地示出第1實施方式的圖像顯示裝置的光學結構的水平面內的俯視圖以及垂直面內的側視圖。

圖2（a）、（b）以及（c）是概略地示出圖1所示的一體透鏡的構造的水平面內的俯視圖、垂直面內的側視圖以及背面側平面圖。