圖像顯示裝置制造方法
【專利摘要】提供能夠防止視差圖像的畫質的劣化來進行立體觀察的圖像顯示裝置。在圖像顯示裝置中，朝向圖像顯示部投射生成多個視差圖像分量的光線，在圖像顯示部內變更入射光線的射出角度。該出射光線入射到在圖像顯示部內分離視差圖像分量的柱狀透鏡，該光線所包含的視差圖像分量被分離而投影到觀察者側。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。生成多個視差圖像分量的光線通過除了柱狀透鏡的邊界以外的柱面透鏡要素的區(qū)域而被投影到觀察者側。
【專利說明】圖像顯示裝置【技術領域】
[0001 ] 實施方式涉及圖像顯示裝置。
【背景技術】
[0002]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。
[0003]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(qū)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(fā)明并用于三維照相的集成攝影(IP)的原理實質上相同。
[0004]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。
[0005]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。
[0006]專利文獻1:日本特開平8-05957號公報
【發(fā)明內容】

[0007]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(qū)域，在透鏡面變得不連續(xù)的帶狀區(qū)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。
[0008]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(xù)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(fā)生劣化。
[0009]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(tǒng)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。
[0010]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。
[0011]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(qū)域而投影到觀察區(qū)域側，能夠對立體圖像進行立體觀察。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1 (a)以及(b)是概略地示出第I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。
[0013]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?zhèn)绕矫鎴D。
[0014]圖3是概略地示出第I實施例的圖像圖案被投射到圖1所示的一體透鏡的構造上、并從一體透鏡向觀察者側射出光線的光學系統(tǒng)的光線軌跡的說明圖。
[0015]圖4是示出制作圖3所示的圖像圖案的工序的流程圖。
[0016]圖5是概略地示出第2實施例的圖像圖案被投射到圖1所示的一體透鏡的構造上、并從一體透鏡向觀察者側射出了光線的光學系統(tǒng)的光線軌跡的說明圖。
[0017]圖6是示出制作圖5所示的圖像圖案的工序的流程圖。
[0018]圖7 (a)、(b)以及(c)是概略地示出第3實施方式的圖像顯示裝置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?zhèn)绕矫鎴D。
[0019]圖8 (a)、(b)以及(C)是概略地示出第4實施方式的圖像顯示裝置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?zhèn)绕矫鎴D。
[0020]圖9 (a)以及(b)是比較示出圖2所示的第I實施方式的圖像顯示裝置以及圖8所示的第4實施方式的圖像顯示裝置中的光線軌跡以及可觀測的范圍的示意圖。
[0021]圖10 Ca)以及(b)是概略地示出第5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。[0022]圖11 (a)、(b)以及(c)是概略地示出圖10所示的圖像顯示裝置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?zhèn)绕矫鎴D。
[0023]圖12是概略地示出圖10所示的圖像顯示裝置的一體透鏡的構造的立體圖。
[0024]圖13 (a)、(b)以及(c)是概略地示出第6實施例的圖像顯示裝置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?zhèn)绕矫鎴D。
[0025]圖14 Ca)以及(b)是概略地示出第7實施例的圖像顯示裝置的水平面內的俯視圖以及垂直面內的側視圖。
[0026]圖15是概略地示出第7實施方式的光學系中的投射像素和第I柱狀透鏡的水平視差面內的光線軌跡的說明圖。
[0027]圖16 (a)、(b)以及(C)是示出用視差編號表示的二維投射像素(視差圖像分量)被投影到第I柱狀透鏡的背面?zhèn)鹊钠矫媾渲玫恼f明圖，是示出第I柱狀透鏡與第2柱狀透鏡的配置關系的說明圖以及示出從第2柱狀透鏡1114出射到觀察者側前方的二維投射像素(視差圖像分量)的投影方向的說明圖。
[0028]圖17 Ca)以及(b)是概略地示出第8實施例的圖像顯示裝置的水平面內的俯視圖以及垂直面內的側視圖。
[0029]圖18 Ca)以及(b)是概略地示出第9實施例的圖像顯示裝置的水平面內的俯視圖以及垂直面內的側視圖。
[0030]圖19 Ca)以及(b)是概略地示出第10實施例的圖像顯示裝置的水平面內的俯視圖以及側視圖。
[0031](符號說明)
[0032]101、601、701、1001、1101、1201、1301、1501:圖像投射器；102、602、702、1002、1102、1202、1302、1402、1502:圖像顯示部;103、603、703、1003、1103、1204、1404: 一體透鏡;104、604、704、1105、1205、1305、1405、1505:擴散板;201、301、501、1203、1303、1601:柱面菲涅爾透鏡;202、302、402、502、802、1104、1304、1504、1602:柱狀透鏡；401:柱面透鏡；605:觀測距離L ；901:二維菲涅爾透鏡；902:二維透鏡陣列；1401:光線投射器；801:二維菲涅爾透鏡；1403:液晶面板；A:可觀測全部畫面的范圍；B:可觀測部分畫面的范圍；C:不能觀測全部畫面的范圍-X:可觀測全部畫面的范圍；B’:可觀測部分畫面的范圍；C’:不能觀測全部畫面的范圍
【具體實施方式】
[0033]以下，參照附圖，說明實施方式的圖像顯示裝置。
[0034]另外，在該說明書中，希望注意的是水平以及垂直以觀察者2的雙眼為基準，并不意味著被嚴格確定的水平以及垂直。即，希望注意的是將配置了雙眼的視野以及與該視野大致平行的面定義為水平面(水平視野)，將與該水平面大致正交的面定義為垂直面(垂直視野)。另外，希望注意的是在該說明書中，以圖像顯示部102為基準，將觀察者2側定義為前方，將圖像投射器101側定義為背面?zhèn)?。另外，在圖像顯示部102的前方，設定觀察者2能夠觀察在圖像顯示裝置102中顯示的立體圖像的觀察區(qū)域。
[0035](第I實施方式)
[0036]圖1 (a)以及(b)示出第I實施方式的圖像顯示裝置中的水平視野內以及垂直視野內的光學系統(tǒng)的結構。在該圖1 (a)中，示出描繪觀察者2的雙眼且是水平視野內(水平面內)的光學系統(tǒng)，而在圖1 (b)中，示出描繪觀察者2的單眼且是垂直視野內(垂直面內)的光學系統(tǒng)。此處，觀察者2位于圖像顯示部102的前方而觀察該圖像顯示部102，能夠對在圖像顯示部102中顯示的圖像進行立體觀察。
[0037]在圖像顯示部102的背面?zhèn)扰渲昧藞D像投射器101，從該圖像投射器101將圖像向圖像顯示部102投射(投影)，該投射(投影)圖像被觀測為立體圖像(三維圖像)。此處，圖像顯示部102由一體透鏡103以及擴散板104構成，使通過一體透鏡103投射到圖像顯示部102的圖像所包含的投射光線在水平視野內大致平行(準直)，分離投射圖像所包含的視差圖像分量而投影到擴散板104。此處，使得大致平行是指，不限于使投射光線嚴格地成為平行而入射到擴散板104的情況，也可以以投影被稍微放大了的投射圖像的方式，使得稍微具有發(fā)散性地入射到擴散板104，或者，也可以以投影被稍微縮小了的投射圖像的方式，使得稍微具有收斂性地入射到擴散板104。通過這樣使視差圖像顯示于擴散板104，觀測者能夠在擴散板104的前方或者背面?zhèn)茸R別立體圖像。
[0038]此處，通過在某個基準面配置的多個照相機對被攝體進行攝影，編輯來自多個照相機的多個視差圖像，來生成用于使觀察者立體觀察的圖像。另外，也可以根據用繪制制作的圖像通過運算制作多個視點的視差圖像，編輯該視差圖像來生成用于使觀察者立體觀察的圖像。在視差圖像的編輯時，從視差圖像取出視差圖像分量(視差圖像分段)，組合該視差圖像分量來生成用于使觀察者立體觀察的圖像，該圖像被顯示于圖像顯示部102。因此，視差圖像分量相當于從用I個照相機攝影的視差圖像取出的圖像分量或者圖像分段，在僅在水平方向上提供立體觀察的顯示時，相當于從視差圖像長條狀地切出的長條狀的圖像分段。
[0039]圖1 (a)以及(b)示出僅在水平視野內提供視差(水平視差)的光學系統(tǒng)，并且，在以下的說明中，也說明在水平視野內，提供水平視差的圖像顯示裝置的實施方式。但是，即使在不僅是水平視野內而且在垂直視野內也能夠提供垂直視差的圖像顯示裝置的實施方式中，也能夠通過將提供水平視差的光學系統(tǒng)應用于垂直視野內的光學系統(tǒng)而容易地實現。更具體而言，在水平以及垂直視野內提供視差(水平視差以及垂直視差)的情況下，在投射圖像中，在水平以及垂直視野內提供視差的視差圖像從圖像投射器101朝向一體透鏡103射出，在一體透鏡103中，在垂直以及水平視野內，使投影光線平行(準直)，使投射圖像所包含的提供水平視差以及垂直視差的視差圖像分離并投影到擴散板104。同樣地，在以下的說明中，希望被理解為包括在水平以及垂直視野內都能夠提供視差的圖像顯示裝置的實施方式。
[0040]圖2 Ca)以及(b)是概略地示出水平視野內以及垂直視野內的一體透鏡103的構造的俯視圖以及側視圖，圖2 (c)是示出從圖像投射器101側觀察到的一體透鏡103的平面形狀的背面圖。一體透鏡103在來自圖像投射器101的光線入射的背面?zhèn)?，具備使投射光線在水平視野內平行(準直)的柱面菲涅爾透鏡201，在朝向擴散板104出射光線側，形成了根據視差對光線進行角度分離、即使光線朝向與視差圖像分量的視差對應的方向(用視差編號確定的方向)的柱狀透鏡202。該柱面菲涅爾透鏡201和柱狀透鏡202 —體化為一體透鏡103。柱面菲涅爾透鏡201由沿著水平方向配置的多個棱鏡要素201A構成，各棱鏡要素201A沿著相對水平面正交的垂直方向延伸，投影(投射)圖像所包含的視差圖像分量以在水平視野內分別通過棱鏡要素201A成為相互平行的方式折射而朝向柱狀透鏡202。
[0041]在柱面菲涅爾透鏡201中，在相互鄰接的棱鏡要素201A之間，產生邊界，該邊界如后所述被決定為無效區(qū)域，該邊界之間(無效區(qū)域之間)的棱鏡區(qū)域被設為使包含視差圖像分量的光線折射的有效區(qū)域。另外，柱狀透鏡202由沿著水平方向配置的多個柱面透鏡要素202A構成，各柱面透鏡要素202A沿著垂直方向延伸，將視差圖像分量朝向針對每個視差圖像分量決定的規(guī)定方向射出。同樣地，在鄰接的柱面透鏡要素202A之間產生邊界，該邊界也被設為無效區(qū)域，該無效區(qū)域之間的透鏡要素202A的面被決定為對包含視差圖像分量的光線提供方向性的有效區(qū)域。
[0042]視差圖像分量被分配給通過圖像投射器101生成圖像的顯示裝置中的像素，所以無效區(qū)域相當于所投影的圖像的像素的邊界、或者包含像素的邊界但不包含視差圖像分量的作為無效像素的一個或者少量的鄰接像素。另外，在像素之間設置黑條紋等非顯示區(qū)域，在該非顯示區(qū)域作為圖像被投影時，作為像素之間的邊界，該非顯示區(qū)域被投影到上述的無效區(qū)域。
[0043]在上述的光學系統(tǒng)中，在II (集成成像)方式時，從賦予同一視差編號的視差圖像取出的多個視差圖像分量通過不同的柱面透鏡要素202A被投影到前方。其結果，觀察者能夠通過從不同的視差圖像取出的多個視差圖像分量觀察可用裸眼進行立體觀察的三維圖像。
[0044]在柱面菲涅爾透鏡201中，在棱鏡要素201A之間的邊界中作為無效區(qū)域產生直線狀的階梯。該直線狀的階梯在垂直方向上延伸。同樣地，即使在柱狀透鏡202中在柱面透鏡要素202A之間也產生直線狀的邊界，該直線狀的邊界作為無效區(qū)域在垂直方向上延伸。另外，棱鏡要素201A之間的直線狀的階梯在被平行(準直)了的光線的行進方向上，以與柱面透鏡要素202A之間的邊界實質上一致的方式，形成了棱鏡要素201A以及柱面透鏡要素202A。換言之，如圖2(a)用虛線所示那樣，關于棱鏡要素201A以及柱面透鏡要素202A，以沿著水平方向相互透射地使無效區(qū)域重疊的方式，提供同一值的階梯間距以及邊界間距，并沿著水平方向排列。此處，由多個像素構成的視差圖像分量的邊界被決定為棱鏡要素201A以及柱面透鏡要素202A的邊界，所以階梯間距以及邊界間距被決定為構成投影(投射)圖像的像素的像素間距的整數倍。例如，用PMMA、PC這樣的光學元件用的樹脂，以成型為表背一體的方式制作圖2 Ca)至圖2 (c)所示的一體透鏡103。
[0045]考慮柱狀透鏡202中的視差分離來制作投射到該一體透鏡的投射圖像，在形成視差圖像分量的光線入射到柱狀透鏡202時，以僅入射到柱面菲涅爾透鏡201的棱鏡要素201A的有效區(qū)域，而避免入射到棱鏡要素201A之間的邊界的方式，制作投射圖像。換言之，在柱面菲涅爾透鏡201的棱鏡要素201A之間的邊界中，設為無效區(qū)域，入射到柱面菲涅爾透鏡201的棱鏡要素201A的多個視差圖像分量的群組之間的邊界區(qū)域被投影，以實質上來自視差圖像分量的光線被入射到柱面菲涅爾透鏡201的棱鏡要素201A的有效區(qū)域，而不投影到與有效區(qū)域之間的無效區(qū)域相當的邊界的方式，預先生成投射圖像。其原因為，在柱面菲涅爾透鏡201的棱鏡要素201A之間的邊界中，有無法對視差圖像分量的光線正確地進行角度分離來出射的危險。因此，即使對于以與柱面菲涅爾透鏡201的棱鏡要素201A之間的邊界一致的方式形成的棱鏡要素201A之間的階梯，關于構成視差圖像分量的光線，以不會跨越階梯而入射到階梯上，避開階梯而入射的方式，形成投射圖像。由于以避開階梯的方式入射構成視差圖像分量的光線，所以能夠防止投影到前方的視差圖像的畫質劣化。
[0046]參照圖3，更詳細地說明投射像素與柱狀透鏡202的關系。在圖3中，示意地示出一體透鏡103的水平視野內構造，在該圖3中的構造例中，在水平方向上排列的4個像素的寬度與柱狀透鏡202的柱面透鏡要素202A的間距一致。在該圖3中，所投射的像素相當于視差圖像分量，用符號L1、CL1、CR1、R1、L2、CL2、...、CR4、R4表示，按照該符號的順序排列的像素圖案被投射到柱面菲涅爾透鏡201的有效區(qū)域，通過該柱面菲涅爾透鏡201被進行平行而入射到柱狀透鏡202，與視差圖像分量相當的像素通過各個柱面透鏡要素202A分別向對應的方向偏轉。此處，4個像素L1、CLl、CRl、Rl、4個像素L2、CL2、CR2、R2、4個像素L3、CL3、CR3、R3、4個像素L4、CL4、CR4、R4被群組化，以使該第I~第4像素群組的邊界分別與棱鏡要素201A之間的階梯一致的方式，將像素圖案投射到柱面菲涅爾透鏡201。
[0047]另外，如圖3所示，分別與視差圖像分量相當的像素LI~L4的投射光線分別通過不同的棱鏡要素201A折射而使得平行，以相互成為大致平行的方式，入射到不同的透鏡要素202A，從觀察者2觀察時朝向左方向并被投影到觀察者2側。同樣地，分別與視差圖像分量相當的像素CLl~CL4的投射光線分別通過不同的棱鏡要素201A折射而使得平行，以相互成為大致平行的方式入射到不同的透鏡要素202A，從觀察者2觀察時朝向中左方向被投影到觀察者2側。分別與視差圖像分量相當的像素CRl~CR4的投射光線分別通過不同的棱鏡要素201A折射而使得平行，以相互成為大致平行的方式入射到不同的透鏡要素202A，從觀察者2觀察時朝向中右方向被投影到觀察者2側。分別與視差圖像分量相當的像素Rl~R4的投射光線分別通過不同的棱鏡要素201A折射而使得平行，以相互成為大致平行的方式入射到不同的透鏡要素202A，從觀察者2觀察時朝向右方向被投影到觀察者2偵U。
[0048]從通過某I個照相機攝影的左方向視差圖像L抽出并制作與上述左方向視差圖像分量相當的像素LI~L4。同樣地，分別從通過某I個照相機攝影的中左方向視差圖像CL、通過某I個照相機攝影的中右方向視差圖像CR以及通過某I個照相機攝影的右方向視差圖像R，抽出并制作分別與中左方`向視差圖像分量相當的像素CLl~CL4、分別與中右方向視差圖像分量相當的像素CRl~CR4、分別與右方向視差圖像分量相當的像素Rl~R4。關于這些切片了的像素，被排列在圖3所示那樣的圖案而制作圖像，向一體透鏡103投射在該圖案中排列的圖像。
[0049]參照圖4所示的流程圖，說明制作該投射圖像的過程。
[0050]在對用于立體觀察的圖像進行攝影時，準備與視差數m相應的m個照相機并用m個照相機對被攝體進行攝影，準備與該視差數m對應的m張視差圖像。此處，對視差圖像，與照相機編號對應地賦予同一視差編號。另外，從各視差圖像取出K張視差圖像分量(視差圖像分段)并分配給由多個群組構成的圖像圖案。此處，如已經說明那樣，被決定為多個群組分別對應于棱鏡要素201A，各群組圖案被投射到對應的棱鏡要素201A，群組圖案之間的邊界被投影到棱鏡要素201A之間的階梯。
[0051]在圖3所示的圖像圖案(投射圖像)中，準備4張(111=4)視差圖像1^、(^、0?、1?，從I張視差圖像(L、CL、CR或者R)取出4 (K=4)張視差圖像分量(視差圖像分段)并分配給4個群組(將各群組稱為要素圖像)的圖像圖案。根據該m張視差圖像制作第I至第N個視差圖像分量，將該第I至第N個視差圖像分量作為圖像圖案(投射圖像)排列而投射到柱面菲涅爾透鏡201。[0052]在圖3所示的圖像圖案(投射圖像)中，根據4 (m=4)張視差圖像制作第I至第16個(N=16)這16個視差圖像分量(16個像素分段)，該第I至第16個視差圖像分量被排列在預定的圖像圖案(投射圖像)中并被投射到柱面菲涅爾透鏡201。該圖3所示的圖像圖案(投射圖像)由第I至第4群組圖案(第I?第4要素圖像)構成，對第I至第4群組圖案，連續(xù)地分配4張(m=4)視差圖像L1、CL1、CR1、Ri而如圖4所示決定第I至第16個(N=16)這16個視差圖像分量的排列。
[0053]此處，根據在攝影時決定的觀察者能夠進行立體觀察的視域區(qū)域以及用于決定該視域區(qū)域的視域基準面，分配從視差圖像切出的視差圖像分量。另外，該分配的各視差圖像分量屬于某一個群組(要素圖像)，依照圖4所示的流程，對該群組(要素圖像)內的排列位置進行分類。
[0054]如果連續(xù)地輸入了所制作的投射圖像的圖案，則在圖4所示的步驟SlO中開始各視差圖像分量的位置以及視差圖像分量所屬的群組的解析。在步驟S12中，通過j={(n-l)/K的余數}+1來決定各視差圖像分量的群組內的位置。此處，K是構成群組(要素圖像)的視差像素分量的數量，等于視差數m。在圖3所示的例子中，K是4，N為16。因此，在圖3所示那樣的圖案中，例如，圖像圖案(投射圖像)的第I個(n=l)是n=l，所以{ (n-1)/K的余數}是零，某個群組內的編號j={ (n-1)/K的余數}+1是I (=j)，決定為在某個群組內排列在第I個。接下來，在步驟S14中，根據式[{(n-l)/K的小數點以下舍去}+1]決定各視差圖像分量所屬的群組(要素圖像)。例如，圖像圖案(投射圖像)的第I個(η=1)是η=1，所以{ (n-1)/K的小數點以下舍去}是零，[{ (n-1)/K的小數點以下舍去}+1]是“+1”，所以某個群組被決定為第I群組(第I要素圖像)。在圖3所示的圖像圖案(投射圖像)中，關于第I個U=I)視差圖像分量LI，決定為在第I群組(第I要素圖像)內是第I個(=j)而儲存到存儲器中。
[0055]在步驟S16中，確認η是否達到最大值N，如果未達到，則在步驟S18中，η遞增I個而返回步驟S12。在步驟S12中，再次求出j ( = { (η-1)/Κ的余數}+1})。在圖3所示的例子中，例如，圖像圖案(投射圖像)的第2個(η=2)是η=2，所以{ (n_l)/K的余數}成為1，某個群組內的編號j被決定為2。接下來，在步驟S14中，根據式[{ (n-1)/K的小數點以下舍去}+1]決定各視差圖像分量所屬的群組(要素圖像)。在圖3所示的例子中，例如，圖像圖案(投射圖像)的第2個(n=2)是n=2，所以{ (n_l)/K的小數點以下舍去}是“0”，[{ (n-D/K的小數點以下舍去}+1]是“+1”，所以某個群組被決定為第I群組(第I要素圖像)。關于圖3所示的圖像圖案(投射圖像)的第2個(n=2)視差圖像分量CL1，決定為在第I群組(第I要素圖像)內是第2個(=j)而儲存到存儲器中。
[0056]同樣地，反復步驟S12?S18，例如，關于圖3所示的圖像圖案(投射圖像)的第3個(n=3)視差圖像分量CL1，決定為在第I群組(第I要素圖像)內是第3個(=j)而儲存到存儲器中，關于圖3所示的圖像圖案(投射圖像)的第4個(n=4)視差圖像分量CL1，決定為在第I群組(第I要素圖像)內是第4個(=j)而儲存到存儲器中。
[0057]在步驟S12中，如果(η-l)超過K，則例如，在是n=5的情況下，在步驟S12中，根據j ( = { (n-l)/K的余數}+1)求出j=l而解析為排列在某個群組的第I個。然后，在步驟14中，根據[{ (n-1)/K的小數點以下舍去}+1]解析為某個群組是第2群組。另外，例如，在是n=6的情況下，同樣地反復步驟S12?S18，解析出與該n=6相當的視差圖像分量被排列在第2群組的第2個。
[0058]反復步驟S12~S18直至η成為最大值N，如果η達到最大值N，則在步驟S20中結束處理而解析圖3所示那樣的投射圖像的圖案的各視差圖像分量的位置以及群組并儲存到存儲器中。
[0059]在圖3所示的投射圖像的圖案中，柱狀透鏡面上的柱面透鏡邊界被決定為所投射的像素的邊界。因此，以與該邊界位置一致的方式形成的柱面菲涅爾透鏡面的階梯部也成為所投射的像素的邊界。針對每個像素分割投射光，只要避開作為邊界的階梯部來入射，則所形成的視差圖像的畫質就不會劣化。另外，即使在每個像素的投射光中有少量的位置偏移、擴展的情況，該階梯中的視差圖像的畫質劣化也輕微。
[0060]如上所述，需要使柱面菲涅爾透鏡的階梯部和柱狀透鏡的邊界部的位置正確地對齊，但在本實施例的一體化了的透鏡中從最初以位置對齊的狀態(tài)制作，所以相比于使用單獨的2張透鏡的情況，不單是零件個數減少的成本方面，而且在裝置安裝狀態(tài)下不需要位置對準調整等操作的簡便化以及裝置整體的可靠性提高方面也是有利的。
[0061](第2實施方式)
[0062]作為第2實施方式，也可以代替圖3所示的圖案，而形成圖5所示那樣的投射圖像的圖案。經由在圖6所示的流程圖中示出的工序，制作該圖5所示的投射圖像的圖案。
[0063]在圖5所示的投射圖像的圖案中，與圖3所示的圖案同樣地，水平視野內的4個像素與柱狀透鏡202上的柱面透鏡要素202Α的間距一致。圖5所示的投射圖像的圖案與圖3所示的圖案不同，在視差圖像分量L1、Cl、Rl的群組的開頭配置了圖像(投射像素)Β0,并且，在視差圖像分量L1、C1、R1的群組以及視差圖像分量L2、C2、R2的群組之間配置了圖像(投射像素)BI。另外，圖像(投射像素)B2配置于視差圖像分量L2、C2、R2的群組以及視差圖像分量L3、C3、R3的群組之間。同樣地，圖像(投射像素)B3、B4配置于視差圖像分量的群組之間。此處，與圖3所示的圖·案同樣地，像素LI~L4相當于左方向的視差圖像分量，像素Cl~C4相當于中央方向的視差圖像分量，并且，像素Rl~R4相當于右方向的視差圖像分量。關于針對這些3視差圖像分量(投射像素)的每一個插入的像素BO~B4，在顯示裝置中顯示了圖像時，包括這些像素BO~B4的投射光線(在投射光線完全不具有亮度的情況下，黑色的投射像)朝向柱狀透鏡202面上的柱面透鏡要素202A的邊界。另外，由于這些像素BO~B4實質上不具有亮度，所以作為黑的帶狀像素(非點亮像素)在柱面透鏡要素202A的邊界中形成投射圖像(非點亮圖像)。因此，以使構成視差圖像分量的光線實質上不入射到階梯，而避開階梯來入射的方式，形成投射圖像。其結果，防止所形成的視差圖像的畫質劣化。
[0064]另外，在圖5所示的投射圖像的圖案中，準備3張(m=3)視差圖像L、C、R，從I張視差圖像(L、C或者R)，取出3 (K=3)張視差圖像分量(像素或者像素組)而分配給4個群組的圖像圖案。在具有亮度的投射視差圖像分量(投射像素)L1、C1、Ri的兩側配置不具有亮度的分量圖像(投射像素)，投射圖像的圖案通過由具有亮度的投射視差圖像分量(投射像素)LiXi,Ri以及不具有亮度的分量圖像(投射像素)Bi構成的圖像群組的反復構成。因此，圖5所示的投射圖像的圖案由第I~第4圖像群組構成。此處，如已經說明那樣，根據視域區(qū)域以及視域基準面，分配從視差圖像切出的視差圖像分量，依次輸入投射視差圖像分量(投射像素)1^、以、虹以及不具有亮度的分量圖像(投射像素)Bi。另外，該被分配的各視差圖像分量屬于某一個群組(要素圖像)，依照圖6所示的流程對該群組(要素圖像)內的排列位置進行分類。
[0065]另外，在圖6所示的流程圖中，對與圖4相同的步驟附加同一符號而省略其說明。但是，在圖5所示的投射圖像圖案的排列中，最初的圖像圖案(投射圖像:n=0)被決定為非點亮圖像(黑的帶狀像素)B0。該最初的非點亮圖像(黑的帶狀像素)BO成為第零個。
[0066]如果連續(xù)地輸入了投射圖像的圖案，則在圖6所示的步驟SlO中開始各視差圖像分量的位置以及視差圖像分量所屬的群組的解析。在步驟22中，通過j= In/ (K+1)的余數}+1決定各視差圖像分量的群組內的位置。此處，K是構成群組(要素圖像)的視差像素分量的數量，等于視差數m。在圖5所示的例子中，K是3，N成為16。因此，在圖5所示那樣的圖案中，例如，圖像圖案(投射圖像)的第I個U=I)是n=l，所以In/ (K+1)的余數}是零，某個群組內的編號j=ln/ (K+1)的余數}+1是I (=j)，被決定為在某個群組內排列在第I個。接下來，在步驟S24中，并非j=0，所以在步驟S26中，根據式[In/ (K+1)的小數點以下舍去}+1]決定各視差圖像分量所屬的群組(要素圖像)。例如，圖像圖案(投射圖像)的第I個(n=l)是n=l，所以In/ (K+1)的小數點以下舍去}是零，[{η/ (K+1)的小數點以下舍去}+1]是“+1”，所以某個群組被決定為第I群組(第I要素圖像)。在圖5所示的圖像圖案(投射圖像)中，關于第I個(n=l)視差圖像分量LI，被決定為在第I群組(第I要素圖像)內是第I個(=j)而儲存到存儲器中。
[0067]經由步驟S16以及步驟S18再次返回到步驟S22，在步驟S22中，j= {η/ (K+1)的余數}被求出為j=2，在步驟S12中，某個群組被決定為第I群組(第I要素圖像)而解析為在該第I群組(第I要素圖像)內被排列在第2個(j=2)位置。
[0068]在步驟S22中，如果η達到(K+1)，則步驟S22中的余數成為零。因此，在步驟S24中設為j=0而進入到步驟S28，圖像圖案(投射圖像)的第4個(n=4)被決定為接著第I群組的非點亮圖像BI (黑的帶狀像素)，提供非點亮圖像(黑的帶狀像素)BI而儲存到存儲器中。
[0069]接下來，η成為5。步驟S22中的余數再次成為1，并且，在步驟S24中并非j=0，決定為點亮圖像(視差圖像分量)而進入到步驟S26。在該步驟S26中，成為[In/ (K+1)的小數點以下舍去} ] =1，所以決定為第2群組，被決定為n=5的視差圖像分量排列在第2群組內的最初(j=l)。
[0070]經由步驟S16以及步驟S18而η設為6，再次返回步驟S22，在步驟S22中，j( = [ In/(K+1)}的余數])被求出為2，在步驟S24中并非j=0，而決定為點亮圖像(視差圖像分量)進入到步驟S26。在該步驟S26中，被設為[In/ (K+1)的小數點以下舍去} ] =1，所以決定為第2群組，被決定為n=6的視差圖像分量排列在第2群組內的第2個(j=2)。
[0071]如上所述，針對視差數K，投射圖像的像素被依次排列為形成第I?K個視差圖像分量的像素，第(K+1)個像素反復設為不對視差作出貢獻而不具有亮度的非顯示(非點亮)，來決定出投射圖像圖案。因此，如圖5所示，以使來自像素的光不投射到柱面菲涅爾透鏡201的棱鏡要素201A之間的邊界部分、換言之以投射不具有亮度的像素的方式，在圖像圖案中配置了非顯示(非點亮)像素。因此，成為向以與該邊界位置一致的方式形成的柱面菲涅爾透鏡201的階梯部，也不投射光線。在圖5所示的光學系統(tǒng)中，相比于圖3的光學系統(tǒng)，代替在同一投射條件下將視差數減少一個這樣的情況而設置I像素寬的非投射區(qū)域，雖然投射像素的利用效率多少有所減少，但即使在每個像素的投射光中有少量的位置偏移、擴展的情況下，也能夠避免階梯部地進行入射，所以能夠避免階梯中的視差圖像的畫質劣化。
[0072]即使在圖5所示的光學系統(tǒng)中，也需要使柱面菲涅爾透鏡要素201A的階梯部和柱面透鏡要素202A的邊界部的位置正確地一致，所以在一體化了的透鏡103中，以從當初位置就被對齊了的狀態(tài)來進行制作，所以相比于使用單獨的2張透鏡的情況，不單是零件個數減少的成本方面，而且在裝置安裝狀態(tài)下不需要位置對準調整等處置的簡便化以及裝置整體的可靠性提高的方面中也是有利的。
[0073](第3實施方式)
[0074]參照圖7，說明第3實施方式。
[0075]如比較圖2和圖7可知，在第3實施方式的光學系統(tǒng)中，相比于第I實施方式的光學系統(tǒng)，一體透鏡103的構造不同。在第I實施方式中的一體透鏡103中，柱面菲涅爾透鏡201中的棱鏡要素201A的階梯間距與柱狀透鏡202的柱面透鏡要素202A的間距一致。但是，如果階梯的位置和柱面透鏡要素202A之間的邊界位置對應，則視差圖像的畫質不會劣化，所以柱面菲涅爾透鏡301的棱鏡要素301A之間的作為無效區(qū)域的階梯無需一定與柱狀透鏡302的柱面透鏡要素302A之間的作為無效區(qū)域的邊界處于對應關系，也可以如圖7那樣減少階梯數，而使棱鏡要素301A之間的階梯的間距成為柱面透鏡要素302A的間距的整數倍。
[0076](第4實施方式)
[0077]參照圖8來說明第4實施方式。
[0078]在第I實施方式中的光學系統(tǒng)中，一體透鏡103通過入射側的柱面菲涅爾透鏡201使投射光線平行，所以該棱鏡要素201A的階梯間距與出射側的柱狀透鏡202的柱面透鏡要素202A的間距一致。相對于該第I實施方式，在第4實施方式中的光學系統(tǒng)中，一體透鏡103不通過入射側的柱面菲涅爾透鏡501使投射光線平行(準直)，而使投射光線通過柱面菲涅爾透鏡501折射而在水平視野內收斂(會聚)。以變更光線角度而使收斂了的光線入射到出射側的柱狀透鏡502的方式，控制來自視差圖像的光線方向。在圖9 Ca)以及(b)中比較說明這樣成為收斂光線的實施方式以及成為平行光線的實施方式中的光線軌跡。
[0079]圖9 Ca)示出設為平行光線的光學系統(tǒng)的俯視圖，圖9 (b)示出設為收斂光線的光學系統(tǒng)的俯視圖，在兩個俯視圖中，示出通過一體透鏡603的柱狀透鏡變更朝向的水平視野內的投射光線的偏轉范圍。從圖像投射器601入射到圖像顯示部602的一體透鏡603的光線的軌跡在圖9 (a)以及圖9 (b)中都相同的，但在圖9 (a)中，平行光線入射到一體透鏡603的出射側的柱狀透鏡。在該光學系統(tǒng)中，從畫面內的任意位置，都在同一偏轉角度范圍內出射光線，經由擴散板604觀測圖像。因此，在離開某觀測距離L而觀測畫面的情況下，產生可觀測全部畫面的的范圍A、可觀測畫面的一部分的的范圍B、不能觀測全部畫面的范圍C。另一方面，在圖9 (b)中，在一體透鏡603內，收斂光線入射到出射側的柱狀透鏡，根據畫面內的位置，所出射的光線的偏轉角度范圍不同。在離開觀測距離L而觀測畫面的情況下，同樣地產生可觀測全部畫面的的范圍A’、可觀測一部分畫面的范圍B’、不能觀測全部畫面的范圍C’。但是，從圖9 (a)以及圖9 (b)的比較來看，范圍A〈范圍A’。S卩，相比于投射光線被設為平行光的光學系統(tǒng)的情況，在投射光線被收斂的光學系統(tǒng)中，能夠將可觀測全部畫面的的范圍設定得更寬。另外，在變換為該收斂光線的圖8所示的一體透鏡103中，關于柱面菲涅爾透鏡501的階梯位置和柱狀透鏡502的柱面透鏡要素502A之間的邊界位置，提供考慮了收斂光線的角度的對應關系。更詳細而言，按照以收斂光線的角度決定的縮小倍率對階梯間距進行縮小而決定透鏡要素502A的透鏡間距，決定各個邊界位置。因此，柱面菲涅爾透鏡501的棱鏡要素501A以及柱狀透鏡502的柱面透鏡要素502A的間距不一致，但與第I實施方式同樣地，在該實施方式中，形成視差圖像的光線也避開柱面菲涅爾透鏡的階梯部而入射到柱面菲涅爾透鏡。
[0080]另外，在該實施方式中，采用了使投射光線收斂的光學系統(tǒng)，但不限于這樣的光學系統(tǒng)，能夠在控制為任意的光線角度的光學系統(tǒng)中設計一體透鏡的構造。
[0081](第5實施方式)
[0082]圖10 Ca)以及(b)示出第5實施方式的光學系統(tǒng)的結構圖。與第I實施方式同樣地，顯示裝置由圖像投射器701以及圖像顯示部702構成，并且，圖像顯示部702具備一體透鏡703以及擴散板704。在圖1所示的第I實施方式中，在一體透鏡103中，在水平方向上使投射光線平行并且分離視差圖像，但在圖10 Ca)以及(b)所示的第5實施方式中，通過一體透鏡703同樣地針對水平方向使投射光線平行并且分離視差圖像，針對上下方向(垂直視野內)也使投射光線平行。
[0083]圖11 (a)以及(b)示出第5實施方式的一體透鏡703的構造。在圖2所示的第I實施方式的一體透鏡103中，通過入射側的柱面菲涅爾透鏡201，投射光線僅在水平視野內被平行，該柱面菲涅爾透鏡201的階梯間距與出射側的柱狀透鏡202的柱面透鏡要素的間距一致。第5實施方式的一體透鏡703如在圖12中該表面形狀用立體圖以及斷面圖所示那樣，形成為二維菲涅爾透鏡801。此處，一般的二維菲涅爾透鏡在棱鏡要素之間具備同心圓狀的階梯，相反，在第5實施方式的一體透鏡中，如圖12所示，在矩形棱鏡要素排列之間，具備正交的2個方向的直線狀的階梯(格子狀的階梯)。I個方向的階梯和第I實施例同樣地，與柱狀透鏡802的各個柱面透鏡要素的方向平行，而且階梯間距與該柱面透鏡要素的間距一致，與無效區(qū)域相當的階梯的位置和與柱面透鏡要素之間的無效區(qū)域相當的邊界位置一致。關于投射到該一體透鏡703的投射圖像，如上述實施方式那樣相對柱狀透鏡802的柱面透鏡要素的邊界位置也與投射像素的邊界一致、或者使得對應非點亮像素來制作。在該第5實施方式中，光線也避開作為無效區(qū)域的階梯部而入射到二維菲涅爾透鏡，所以能夠防止所投影的視差圖像的畫質劣化。
[0084]另外，在圖11所示的第5實施方式的光學系統(tǒng)中，與第I實施方式同樣地，二維菲涅爾透鏡使投射光線平行，視差分離方向的階梯的間距與柱狀透鏡的柱面透鏡要素的間距一致。但是，即使在與第4實施方式同樣地控制為平行以外的角度的情況下，只要以與柱狀透鏡的柱面透鏡要素的邊界位置對應的方式設計視差分離方向的階梯即可。另外，另一方的階梯的方向無需一定與柱狀透鏡的各個柱面透鏡要素的方向正交，進而階梯的間距也不需在2個方向上一致。
[0085](第6實施方式)
[0086]圖13 (a)、(b)以及(C)不出第6實施例的一體透鏡103。進一步關于該一體透鏡103，圖13所示的二維菲涅爾透鏡901的相反面并非形成于柱狀透鏡，而形成于二維透鏡陣列902。在上述各種實施方式中，全部僅對I個方向、例如水平方向(水平視野內)賦予了視差，但在圖13所示的一體透鏡103中，能夠對正交2個方向、即水平以及垂直方向(水平以及垂直視野內)賦予視差。通過透鏡陣列902，投射光線被二維地偏轉，所以在圖13 (a)、(b)以及(C)所示的本實施例的結構圖中，不使用擴散板。
[0087](第7實施方式)
[0088]圖14 (a)以及圖14 (b)示出第7實施方式的結構。在上述實施方式中，為了生成視差采用了 I張柱狀透鏡(僅I面形成為柱狀透鏡面的柱狀透鏡)。相對于此，在圖14 (a)以及(b)所示的圖像顯示部1102中，采用了如下光學系統(tǒng):除了在一體透鏡1103中作為偏轉元件設置了柱狀透鏡以外，在該一體透鏡1103與擴散板1105之間還設置了作為偏轉元件的柱狀透鏡1104，并且組合了 2張柱狀透鏡1104。此處，也可以在一體透鏡1103中不設置柱狀透鏡，而柱狀透鏡1104的兩面被形成為柱狀面。通過這樣組合2張柱狀透鏡，能夠實現更多的視差數，并且能夠實現降低了串擾的視差分離。
[0089]圖15是示出第7實施方式的光學系統(tǒng)中的水平視差面內的光線軌跡的說明圖。與參照圖3說明同樣地，以使水平方向的4個像素與第I柱狀透鏡1112的柱面透鏡要素的間距一致，并且使與無效區(qū)域相當的像素邊界與和第I柱狀透鏡1112的柱面透鏡要素的無效區(qū)域相當的邊界一致的方式進行投影。在該光學系統(tǒng)中，在從第I柱狀透鏡1112出射的各視差圖像用的光線被聚光的位置，配置了第2柱狀透鏡1114。
[0090]圖16 Ca)是示出用視差編號表示的二維投射像素(視差圖像分量)被投影到第I柱狀透鏡1112的背面?zhèn)鹊钠矫媾渲玫恼f明圖，圖16 (b)是示出第I柱狀透鏡1112 (虛線所示)與第2柱狀透鏡1114 (實線所示)的配置關系的說明圖，圖16 (c)是示出從第2柱狀透鏡1114出射到觀察者側前方的二維投射像素(視差圖像分量)的投影方向的說明圖。
[0091]在圖15中，僅示出水平視野方向的像素排列(視差圖像分量的排列)，但如圖16(a)所示，從投射器1101向顯示部1102，投射了二維的像素排列(視差圖像分量的排列)。如該圖16 (a)所示，在第I柱狀透鏡1112的背面?zhèn)韧队傲硕S的像素排列(視差圖像分量的排列)。此處，在第I柱狀透鏡1112中，柱狀透鏡1112的柱面透鏡要素的邊界與像素排列(視差圖像分量的排列)的縱向(垂直方向)平行，其間距(水平方向間距)被設定為等于水平方向的4個像素大小。因此，如圖16 (b)所示，在第I柱狀透鏡1112的出射位置，以縱向排列了水平視差方向的每4個像素的聚光光線的狀態(tài)，排列像素排列(視差圖像分量的排列)。在圖16 (b)中，例如，對像素排列(視差編號為I?4的像素)的投射光線被聚光了的區(qū)域，代表地附加了“I”。另外，在該聚光位置配置了第2柱狀透鏡1114。在該第2柱狀透鏡1114中，該柱面透鏡要素以及其邊界相對第I柱狀透鏡1112傾斜了 45度。因此，在垂直平面內，聚光光線以相對第2柱狀透鏡1114的柱面透鏡要素以及其邊界方向成45度的方式入射。其結果，從第2柱狀透鏡1114出射的投射光線如圖16 (c)所示針對每個縱像素(垂直方向像素)向4個方向偏轉,進而針對該各縱像素的偏轉方向，通過第I柱狀透鏡1112聚光了的橫向(水平方向)的4個像素量的投射光被擴散地出射。即，能夠按照所投射的二維的像素排列的縱橫各4個像素的單位，在4X4=16個方向上顯示視差圖像。即使在該實施方式中，從圖像投射器1101向圖像顯示部1102投射的投射像素的邊界也對應于第I柱狀透鏡1112的柱面透鏡要素的邊界位置，所以以與該邊界位置一致的方式形成的柱面菲涅爾透鏡的棱鏡要素之間的階梯部也成為所投射的像素的邊界，能夠避免視差圖像的畫質劣化。
[0092](第8實施方式)
[0093]圖17示出第8實施方式的光學系統(tǒng)的結構圖。與圖14所示的第7實施方式同樣地，在該第8實施方式中，通過組合2張柱狀透鏡，也能夠實現更多的視差數。
[0094]如圖17所示，圖像顯示裝置由圖像投射器1201和圖像顯示部1202構成，圖像顯示部1202的柱面菲涅爾透鏡1203與一體透鏡1204獨立地設置，在柱面菲涅爾透鏡1203與擴散板1205之間設置的一體透鏡1204中，第I柱狀透鏡以及第2柱狀透鏡1206、1207分別設置于一體透鏡1204的入射面?zhèn)纫约吧涑雒鎮(zhèn)?，實現了 2張柱狀透鏡的組合(2面構造的柱狀透鏡)。
[0095](第9實施方式)
[0096]圖18示出第9實施方式的光學系統(tǒng)的結構圖。在上述實施方式中，使用了一體化的透鏡，但代替一體化的透鏡，在第9實施方式中，通過獨立的零件實現一體化透鏡的功能。即，也可以如圖18所示，對柱面菲涅爾透鏡1303和柱狀透鏡1304獨立地進行零件化。即使不使用一體化的透鏡，也能夠同時提高立體觀察以及視差圖像的畫質是的必然的，但在透鏡1303、1304之間需要設置狀態(tài)下的位置調整。
[0097](第10實施方式)
[0098]圖19示出第10實施方式的光學系統(tǒng)的結構圖。在上述實施方式中，來自圖像投射器的投射光線形成了視差圖像。但是，在該第10實施方式中，液晶面板1403顯示視差圖像，從光線投射器1401投射光線被投射到液晶面板1403，但該投射光線是不包含圖像的背光光線，以均勻的照度對液晶面板1403進行照明。即，從光線投射器1401向圖像顯示部1402投射背光光線，透射了圖像顯示部的液晶面板1403的光線入射到一體透鏡1404，視差圖像顯示于擴散板1405。此處，背光光線具有指向性，通過使液晶面板成為背光，液晶面板1403的出射光線如已經說明，為與從圖像投射器投射的形成視差圖像分量的光線等價。因此，與從液晶面板1403射出的光線有關的說明與上述實施方式相同，所以其說明省略。
[0099]如以上敘述，根據實施方式，圖像顯示裝置能夠同時提高立體觀察和視差圖像的畫質。
[0100]在上述說明中，說明了本發(fā)明的幾個實施方式，但這些實施方式僅為例示而提出，并不意圖用來限定發(fā)明的范圍。這些新的實施方式能夠通過其他各種方式來實施，能夠在不脫離發(fā)明的要旨的范圍內，進行各種省略、置換、變更。這些實施方式、及其變形包含于發(fā)明的范圍、要旨中，并且包含于權利要求書記載的發(fā)明和其均等范圍中。
【權利要求】
1.一種圖像顯示裝置，其特征在于，具備: 光線投射單元，投射包含多個視差圖像分量的光線； 光線角度變更單元，被入射從所述光線投射單元投射的光線，使該入射了的光線大致平行而出射；以及 視差分離單元，被入射從所述光線角度變更單元出射的光線，以與該入射了的光線所包含的所述視差圖像分量相應的角度分離該視差圖像分量而投影到觀察區(qū)域側，該視差分離單元具有排列有多個柱面透鏡要素、并在相互鄰接的柱面透鏡要素之間具有邊界的柱狀透鏡， 所述視差圖像分量通過除了所述邊界以外的所述柱面透鏡要素的區(qū)域。
2.根據權利要求1所述的圖像顯示裝置，其特征在于， 所述光線角度變更單元具有使所入射的光線在所述柱狀透鏡中以能夠進行視差分離的角度出射的有效區(qū)域以及該有效區(qū)域之間的無效區(qū)域，所述視差圖像分量入射到所述有效區(qū)域。
3.根據權利要求2所述的圖像顯示裝置，其特征在于， 所述光線角度變更單元是在棱鏡要素之間具有階梯的菲涅爾透鏡，所述光線角度變更單元的無效區(qū)域相當于該棱鏡要素之間的階梯。
4.根據權利要求3所述的圖像顯示裝置，其特征在于， 所述視差圖像分量入射到所述菲涅爾透鏡的除了所述階梯以外的區(qū)域。
5.根據權利要求4所述的圖像顯示裝置，其特征在于， 所述菲涅爾透鏡的階梯是直線形狀，所述菲涅爾透鏡的階梯的方向與所述柱狀透鏡具有的所述邊界平行。
6.根據權利要求4所述的圖像顯示裝置，其特征在于， 所述菲涅爾透鏡針對至少二個以上的方向分別具有平行的多個階梯，該階梯的方向的一個方向與所述柱狀透鏡具有的所述邊界平行。
7.根據權利要求1至6中的任意一項所述的圖像顯示裝置，其特征在于， 所述光線角度變更單元和所述視差分離單元一體地被形成。
【文檔編號】H04N13/00GK103869483SQ201310665250
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2013年12月10日 優(yōu)先權日:2012年12月10日
【發(fā)明者】長谷川裕, 立田真一 申請人:株式會社東芝