CN107407819B - 立体显示装置 - Google Patents

Abstract

一种立体显示装置(1)，其具有：图像显示部(11)，其对于规定的空间区域内的各成像点，使显示区域上的与其成像点对应的模块显示投影在该成像点中的该空间区域的物体的像；透镜(12)，其使从图像显示部(11)的各模块发出的光朝向相互不同的方向；导光板(13)，其具有设置在出射面或与出射面相对的任一个面上的多个第一偏转部(131)，各第一偏转部使从各模块发出且从入射面(13a)射入的光朝向相互不同的方向从出射面(13c)射出；第二偏转部(14)对于各第一偏转部，使经由其第一偏转部从出射面射出的来自各模块的光朝向对应的成像点。

Description

立体显示装置

技术领域

本发明涉及能够在空中投影立体像的立体显示装置。

背景技术

目前，正在研究有偏光眼镜等不使用用于观察立体像的专用器件即可将观察者可视觉识别的立体像投影在空中的立体显示装置(例如，参照专利文献1～3)。

例如，在专利文献1中公开的立体显示装置具有用于将电子地形成的合成立体像和合成立体像的实像再生的成像单元、用于使实像和观察者的眼睛的焦点位置大致一致的焦点装置。该立体显示装置为了提高显示性能，作为合成立体像的形成单元还具有Z方向扫描单元、旋转扫描单元和矩阵显示器。

另外，在专利文献2中公开的立体的二维图像显示装置具有图像传输面板、成像部位显示物体及框体，所述图像传输面板与图像显示面平行且分开配置，包括由多个透镜构成且具有比应显示的像大的有效面积的微型透镜阵列及将微型透镜阵列的有效区域的周围包围的透镜边框区域，在微型透镜阵列的显示部的相反侧且位于镜头边框区域的前方的空间生成显示二维图像的实像的成像面，所述成像部位显示物体配置在成像面的附近，所述框体将显示部与图像传输面板之间的光路围起来而成为暗色。

另外，在专利文献3中公开的光学成像装置使用在透明平板的内部，与透明平板的一侧的面垂直并以一定的间距排列形成有多个且带状的平面反光部的第一及第二控光面板，第一及第二控光面板的各自的一面侧以使平面反光部正交的方式面对面而形成。

专利文献1：(日本)特开2003－107402号公报

专利文献2：(日本)特开2007－304609号公报

专利文献3：国际公开第2009/131128号

但是，在专利文献1公开的立体显示装置中，为了形成合成立体像，要求对矩阵型显示器进行机械地扫描，故而装置整体复杂化。

另外，在专利文献2公开的立体的二维图像显示装置中，在图像显示面显示的二维图像的实像只不过由微型透镜阵列形成，真正意义上的立体像并非投影在空中。

另外，在专利文献3公开的光学成像装置中，从成为投影对象的物体上的各点发出的光在投影对象的对应的点上成像，故而只要物体本身不形成立体的形状，被投影的像就不成为立体的像。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种不使用作为投影对象的物体本身即可将该物体的立体像投影在空中的立体显示装置。

本发明的一方面提供一种立体显示装置。该立体显示装置具有：图像显示部，其对于规定的空间区域内的多个成像点的各个，使将显示区域分割而成的多个模块中与该成像点对应的模块显示投影在该成像点中的规定的空间区域的物体的像；第一透镜，其使从图像显示部的多个模块的各个发出的光成为朝向相互不同的方向的光；导光板，其由透明的部件形成为板状，具有经由第一透镜而与图像显示部相对的入射面、和设置在作为导光板的一面的出射面或与出射面相对的面的任一个面上的多个第一偏转部，多个第一偏转部的各个使从多个模块的各个发出且从入射面射入的光朝向相互不同的方向而从出射面射出；第二偏转部，其以与导光板的出射面相对的方式配置，对于多个第一偏转部的各个，使经由该第一偏转部而从出射面射出的来自多个模块的各个的光朝向多个成像点中对应的成像点。

在该立体显示装置中，优选的是，第一透镜通过将从图像显示部的多个模块的各个发出的光在至少与导光板的入射面的长度方向正交的方向进行平行光化，从而使其变为朝向相互不同的方向的光。

另外，在该立体显示装置中，优选的是，第二偏转部具有棱镜或第二透镜，棱镜或第二透镜就多个第一偏转部的各个而言，对经由该第一偏转部从出射面射出的来自多个模块的各个的每束光，使其光朝向多个成像点中对应的成像点。

另外，在该立体显示装置中，优选的是，图像显示部通过将用第一座标系表示的物体的各点的座标转换成在规定的空间区域设定的第二座标系的座标值，从而特定多个成像点各自中的物体的点，在对应的模块显示被特定的点中的物体的像。

本发明的显示装置起到不使用成为投影对象的物体本身即可将该物体的立体像投影在空中的效果。

附图说明

图1是本发明一实施方式的立体显示装置的概略构成图；

图2是本发明第一实施方式的立体显示装置的概略侧面图；

图3是表示在二维显示器的显示区域设定的各模块和投影立体像的空间区域内的各成像点的对应关系的一例的图；

图4是从正面侧观察到的扩散面的局部放大图；

图5A是棱镜阵列板的概略正面图；

图5B是一个棱镜阵列的概略立体图；

图6是表示二维显示器的显示区域上的模块的位置和各棱镜阵列中的对应的微型棱镜的关系的一例的图；

图7A是变形例的棱镜阵列板的概略侧面图；

图7B是变形例的棱镜阵列板的概略侧面图；

图8A是一体地形成了各微型棱镜的棱镜阵列板的局部放大图；

图8B是该变形例的棱镜阵列板及导光板的概略侧面图；

图9是另一变形例的导光板的概略侧面剖视图。

标记说明

1：立体显示装置

11：图像显示装置

21：二维显示器

22：控制装置

12：准直透镜

13：导光板

13a：入射面

13b：扩散面

13c：出射面

131、132：棱镜

14：棱镜阵列板

141：棱镜阵列

142：微型棱镜

143：微型透镜

具体实施方式

以下，参照附图对本发明实施方式的立体显示装置进行说明。该立体显示装置具有平板状的导光板和以与形成于导光板的一侧壁的入射面相对的方式配置的图像显示装置。图像显示装置具有的显示器的显示区域被分割成多个模块，各模块与在投影物体的立体像的空间区域内设定的多个成像点的任一个相对应。而且，图像显示装置在各个模块显示与该模块对应的成像点上的物体的像。而且，从各模块发出的光通过配置在图像显示装置与入射面之间的准直透镜而被平行光化，从入射面向导光板内射入。来自各模块的被平行光化的光由在与观察者相对的一侧的导光板的面即出射面相反侧的面即扩散面形成的多个棱镜反射，经由出射面朝向相互不同的方向而从导光板射出。然后，从导光板射出的来自各模块的光通过设于各个导光板的各个棱镜的棱镜阵列朝向对应的成像点。由此，通过从各棱镜聚集于各个成像点的光来投影物体的立体像。

此外，以下，为了便于说明，将与观察者相对的一侧作为正面，将其相反侧作为背面。

图1是本发明一个实施方式的立体显示装置的概略构成图。图2是立体显示装置的概略侧面图。立体显示装置1具有图像显示装置11、准直透镜12、导光板13及棱镜阵列板14。此外，以下，将在与位于导光板13的背面侧的扩散面13b平行的面中与导光板13的入射面13a的长度方向平行的方向设为x方向，将入射面13a的法线方向设为y方向。另外，将位于扩散面13b及导光板13的正面侧的出射面13c的法线方向设为z方向。此外，应注意到，以下的各图是表示立体显示装置的各构成要素的配置关系的概略的图，而并非表示实际的大小、棱镜等的数量。

图像显示装置11是图像显示部的一个例子，例如具有二维显示器21和控制装置22。而且，二维显示器21和控制装置22通过电视电缆相连接。

二维显示器21例如具有液晶显示器或者有机EL显示器。二维显示器21上的显示区域被分割成多个模块，各模块与在通过立体显示装置1投影立体像的空间区域200内设定的多个成像点的任一个一一对应。即，在各模块显示的物体的像通过立体显示装置1而投影在与该模块对应的空间区域200内的成像点。

控制装置22例如具有一个或多个处理器、图形板、易失性或者非易失性的半导体存储电路、用于将外部的设备和控制装置可通信地连接的通信接口。控制装置22还可以具有用于向磁记录介质或者光记录介质进行存取的存取装置。

控制装置22存储作为投影对象的物体的三维数据、或者经由通信接口从其他设备(未图示)取得该物体的三维数据。物体的三维数据例如包含作为基准的三维正交座标系(以下，简称为基准座标系)中的、该物体的各点的座标值、各点的颜色及亮度的信息、成为基准的方向信息(例如，由在物体中设定的两个基准点表示的信息)、尺寸信息(例如，纵、横、进深各尺寸)。

控制装置22基于作为投影对象的物体的三维数据，以立体显示装置1可投影该物体的立体像的形式使二维显示器21显示该物体的像。例如，控制装置22按照从其他设备(未图示)接收到的控制信号确定空间区域内的物体的立体像的尺寸、方向及位置。而且控制装置22通过傅里叶变换，将该物体的各点的座标值从基准座标系的值变换成设定于空间区域的三维正交座标系(以下，简称为空间座标系)的值，以使该物体的尺寸、方向及位置成为所确定的值。此外，傅里叶变换的各系数例如基于物体的三维数据中包含的基准点的座标值、方向信息及尺寸信息和控制信号中包含的对应的信息来计算。

控制装置22基于空间座标系中的物体的各点的座标值来特定将该物体投影到空间区域时的、空间区域内的与各个成像点对应的该物体的点。然后，控制装置22参照该物体的三维数据及预存储的各成像点和各模块间的对应关系，对每一个成像点，使二维显示器21的显示区域上的对应的模块显示该成像点中的物体的点的像。此外，模块既可以与二维显示器21的一个像素对应，或者也可以含有对于x方向及z方向的至少一方连续的多个像素。

图3是表示设定于二维显示器21的显示区域的各模块和投影立体像的空间区域内的各成像点的对应关系的一例的图。

空间区域300例如沿着z方向具有80mm的大小，沿着x方向及y方向分别具有125mm的大小。空间区域300沿着z方向被分割成16个部分区域301，在各部分区域301中，关于x方向及y方向分别设定有5个、即总计25个成像点302。此外，在图3中，为了简化，只图示了关于一个部分区域301的成像点302。与此相反，二维显示器21的显示区域310也被分割成与空间区域300的z方向的分割数相等的数目(在该例中，x方向4×z方向4＝16)的大模块311。多个大模块311分别与部分区域301的任一个一一对应。此外，在显示区域310中，各大模块311的配置顺序是任意的，例如在空间区域300，从与接近观察者的一方的子区域301对应的大模块311起依次按光栅扫描的顺序来配置。

各大模块311被分割成与对应的部分区域301中包含的成像点数相等的数量(在该例中，x方向5×z方向5＝25)的模块312。各大模块311内的各个模块312与对应其大模块311的空间区域300内的部分区域301中的、成像点302的任一个一一对应。因此，在各模块312中，只要显示空间区域300中应向对应的成像点302投影的物体的像即可。此外，各模块312的配置顺序是任意的，各模块312例如以与对应的部分区域301内的成像点302的配置顺序相同的顺序来配置。

因此，在向空间区域300投影规定物体的立体像321的情况下，在各大模块311中显示立体像321中、与对应其大模块311的空间区域300内的部分区域301重叠的部分322。而且在各大模块311内的各模块312中，只要显示该部分322中的与模块312对应的部分的像即可。

此外，关于各模块312中、不存在向对应的成像点302投影的物体的像的模块，控制装置22可以不使其进行任何显示。同样地，关于各模块212中、从观察者侧来看，对应的成像点302位于物体的背面的模块，控制装置22也可以不进行任何显示。

此外，上述的对应关系为一例，各模块怎样配置都可以，只要设定于二维显示器21的显示区域的各模块和投影立体像的空间区域内的各个成像点一一对应即可。

另外，关于z方向，以入射面13a的中心和准直透镜12的光轴一致的方式配置准直透镜12时，使得在与其光轴正交的面内沿着z方向从隔着其光轴成为等距离的两点分别发出后，经由入射面13a入射到导光板13内的光，相对于扩散面13b形成相同的角度。因此，使得来自这两点的光由相同的棱镜131反射后朝向视点。因此，从观察者可以看到，这两点重叠在一起。

因此，优选的是，图像显示装置11的二维显示器21配置为，关于z方向，比导光板13靠正面侧、或者整个显示区域位于背面侧。在本实施方式中，二维显示器21的整个显示区域配置在比导光板13更靠背面侧的位置。

另外，该情况下，为了增加从图像显示装置11经由准直透镜12而射入导光板13内的光量，优选配置反射镜15，该反射镜15如图2中用虚线表示的那样，关于z方向，隔着准直透镜12的光轴而配置在图像显示装置11的相反侧、且具有与出射面13c平行且面向图像显示装置11的反射面。

准直透镜12配置在图像显示装置11与导光板13的入射面13a之间。另外，在本实施方式中，准直透镜12配置为使其光轴与入射面13a的法线平行。此外，准直透镜12可以是整体透镜(バルクレンズ)，或者也可以是菲涅尔透镜。另外，准直透镜12既可以是一片透镜，或者也可以包含沿着y方向配置的多个透镜。另外，准直透镜12的至少一个透镜面也可以由非球面形成，以减轻象差。

另外，准直透镜12也可以与入射面13a一体地形成。即，入射面13a也可以形成为相对于二维显示器21成为凸的透镜面。

准直透镜12将从图像显示装置11的二维显示器21的显示区域上的各个模块发出的光平行光化。因此，二维显示器21配置在准直透镜12的焦点面(例如，相当于焦距f＝300mm的位置)。即，从二维显示器21的显示区域上的各个模块发出的光通过准直透镜12而成为平行光并向导光板13射入。因此，从二维显示器21的显示区域上的各个模块发出的光，作为根据其模块的位置而具有不同的方向(即，相对于准直透镜12的光轴及入射面13a的法线方向具有不同的角度)的平行光向导光板13射入，且在导光板13内进行传送。

导光板13使从图像显示装置11的二维显示器21的显示区域上的各个模块发出的光朝向观察者侧。因此，导光板13是形成为平板状的透明的部件(例如，沿x方向具有200mm、沿y方向具有300mm、沿z方向具有2mm的尺寸的部件)，与图像显示装置11相对的一侧的侧壁作为入射面13a形成。而且，从入射面13a射入到导光板13内的光在导光板13的背面侧的面即扩散面13b与导光板13的正面侧的面即作为与扩散面13b相对的面的出射面13c之间全反射，同时沿y方向进行传送。

另外，在导光板13的扩散面13b上形成有多个棱镜131，该多个棱镜131将经由多个入射面13a射入到导光板13内的光，以经由出射面13c朝向观察者侧射出的方式进行反射。各棱镜131是第一偏转部的一例。详细如后述，从二维显示器21的显示区域上的各个模块发出并在导光板13内进行传送的光，通过各棱镜131和形成于棱镜阵列板14上的对应的棱镜阵列中的对应的微型棱镜，朝向与其模块对应的成像点。

图4是从正面侧观察到的、扩散面13b的局部放大图。多个棱镜131分别沿着x方向及y方向以规定的间距(例如，2mm)配置成正方格子状。此外，各棱镜131也可以配置成锯齿状。多个棱镜131各自例如沿着x方向、即，沿着与入射面13a的长度方向大致平行的方向延伸，形成为在y方向上具有规定的宽度(例如，10μm)的大致三角形的槽。而且，多个棱镜131各自具有相对于扩散面13b形成规定角度α，且以与入射面13a相对的方式朝向的反射面131a。此外，规定角度α设定为使向导光板13射入的来自图像显示装置11的光全反射后朝向出射面13c的角度，例如，相对于扩散面13b成35～45°。此外，在本实施方式中，对于各棱镜131，以角度α成为相同角度的方式形成各棱镜131，就角度α而言，每一个棱镜131也可以不同。

从图像显示装置11的二维显示器21的显示区域上的各个模块发出并射入到导光板13内的光，通过准直透镜12而变为平行光，故而使得xz平面中的与其模块的位置对应的角度相对于棱镜131的反射面131a而形成。因此，从二维显示器21的显示区域上的各个模块发出的光，根据xz平面中的其模块的位置而朝向不同的方向并从出射面13c射出。

此外，形成有棱镜131的区域的面积在扩散面13b的面积中所占的比即配置密度，优选为观察者觉得经由透明的部件或者经由什么也没有的空间看得见处于导光板13的背后的物体(未图示)的配置密度的上限以下。因此，例如优选以配置密度为30.0％以下的方式配置各棱镜131。

或者，就导光板13而言，表示扩散光相对于全投射光的比例的雾度值，优选为观察者觉得经由透明的部件或者经由什么也没有的空间看得见处于导光板13背后的物体(未图示)的雾度值的上限以下。例如，优选以雾度值达到28％以下的方式配置各棱镜131。

棱镜阵列板14为第二偏转部的一例，例如，可采用相对于可见光为透明的材料形成的片状部件。而且，棱镜阵列板14配置在比导光板13的出射面13c靠正面侧的位置。而且，棱镜阵列板14使从二维显示器21的显示区域上的各个模块发出、从导光板13的出射面13c射出的光朝向对应的成像点。

图5A是棱镜阵列板的概略正面图。另外，图5B是一个棱镜阵列的概略立体图。棱镜阵列板14具有多个棱镜阵列141，各个棱镜阵列141与多个棱镜131的任一个一一对应。在本实施方式中，多个棱镜131关于x方向及y方向各方向以规定间距(例如，2mm)配置成正方格子状，故而棱镜阵列141关于x方向及y方向各方向也以规定间距(例如，2mm)配置成正方格子状。另外，各个棱镜阵列141具有与在二维显示器21的显示区域设定的模块的数量相同数量的微型棱镜142，各个微型棱镜142与在二维显示器21的显示区域设定的模块的任一个一一对应。例如，显示区域被分割成x方向100个×z方向100个的模块的情况下，各棱镜阵列141具有x方向100个×y方向100个的微型棱镜142。此外，邻接的微型棱镜142之间及邻接的棱镜阵列141之间，也可以用不透射光的材料(例如，树脂或纸等)或者透射率为规定值(例如，数％)以下的材料(例如，墨水等)遮掩。

如上所述，从二维显示器21的显示区域上的各个模块发出的光通过准直透镜12被平行光化，朝向根据xz平面中的其模块的位置而不同的方向从出射面13c射出。因此，从各个模块发出并从出射面13c射出的光，根据xz平面中的对应的模块的位置，在透过棱镜阵列板14的时刻向不同的位置透射。因此，各个微型棱镜142以规定尺寸(例如，10μm×10μm)形成在来自对应的模块的光透过棱镜阵列板14的位置。

各个微型棱镜142使来自对应的模块的光朝向与其模块对应的成像点。因此，多个微型棱镜142分别例如在与出射面13c相对的一侧的棱镜阵列板14的面及观察者侧的面的任一方，从侧面看形成为大致三角形的槽或者大致三角形的突起。而且，多个微型棱镜142分别具有使来自与其微型棱镜142对应的模块的光朝向对应的成像点折射的折射面。折射面相对于出射面13c的角度根据形成棱镜阵列板14的材料的折射率、向其微型棱镜142射入的来自对应模块的光的方向和与其微型棱镜142对应的成像点的位置关系来设定。

此外，准直透镜12、导光板13及棱镜阵列板14分别通过将例如相对于可见光透明的材料、例如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯、环烯聚合物这样的树脂成型来形成。

图6是表示二维显示器21的显示区域上的模块的位置和各棱镜阵列141中的对应的微型棱镜142的关系的一例的图。从模块601发出并通过准直透镜12被平行光化且入射到导光板13内的光，通过各棱镜131向不同的方向射出。因此，该光通过各棱镜阵列141中的相同位置的微型棱镜142分别朝向成像点602折射。其结果是，来自各棱镜阵列141的、互相不同的方向的光在成像点602聚集，故而在成像点602投影显示于模块601的像。

如以上说明地，该立体显示装置通过将与投影立体像的空间区域内的任意成像点对应的、从图像显示装置的二维显示器的显示区域上的各模块发出的光平行光化并使其入射到导光板内，从而将其模块的位置信息变换成光线的方向。而且，该立体显示装置通过设于导光板的扩散面上的多个棱镜的各个，使来自各模块的光在各个模块向不同的方向射出。而且，该立体显示装置通过与导光板的各棱镜对应的棱镜阵列板的棱镜阵列，使来自各模块的光朝向与其模块对应的成像点。由此，该立体显示装置不使用所投影的物体本身，就可作为在成像点聚集的光的集合来显示物体的立体像。另外，在该立体显示装置中，在每个成像点都存在从导光板的各棱镜朝向其成像点的光，故而观察者能够从宽阔的范围看到立体像。进而，通过改变图像显示装置所显示的物体的像，能够投影不同的立体像，故而该立体显示装置即使不使用机械动作的机构，也能够投影动态的立体映像。进而，在该立体显示装置中，导光板是透明的，因此，能够使观察者看到处于导光板背后的物体和被投影的立体像这两者。

此外，设定的空间区域不限于上述实施方式中所示的区域。例如，在图3例中，按照空间区域的一面与导光板13的出射面13c大致平行的方式来设定，但不限于此，空间区域也可以按照与出射面13c相对的一侧的面相对于出射面13c倾斜的方式来设定。进而，空间区域也可以不是图3例那样的立方体状的区域，而是设定为球状的区域、圆筒状的区域、或者三棱锥或圆锥状的区域。或者，另外，空间区域也可以设定为平面状。另外，成像点也可以不必以等间隔设定，例如，越接近空间区域的中心、或者越接近观察者侧，邻接的成像点间的距离越窄。

另外，因投影的物体不同，对于几个成像点，虽然在观察者从某视点观察其成像点的情况下，其成像点位于物体的背面侧，但是在从另一视点观察其成像点的情况下，其成像点有时位于物体的正面侧。因此，在立体显示装置1投影静止的物体的立体像的情况下，关于从规定视点观察时位于物体的背面侧，从另一视点观察时位于物体的正面侧的成像点，也可以用不透明的部件将与朝向规定视点的光对应的微型棱镜遮掩。由此，来自从某视点本来不应看到的物体的点的光被遮蔽，故而可再生更自然的立体像。

根据变形例，棱镜阵列板14具有的各微型棱镜142也可以具有使从导光板出射的、来自二维显示器的显示区域上的对应的模块的平行光，在对应的成像点进行成像的功率。因此，例如，各微型棱镜142的折射面也可以形成为空气侧成为凸的球面状。另外，各微型棱镜142的功率以成为从该微型棱镜142的位置到对应的成像点的距离的倒数的方式、即该距离成为焦距的方式来设定即可。

图7A是另一变形例的棱镜阵列板的概略侧面图。在该变形例中，在形成有各微型棱镜142的棱镜阵列板14的面的相反侧的面上，以与各微型棱镜142一一对应的方式形成微型透镜143。该情况下，只要在各个微型棱镜142，以透过该微型棱镜的、来自二维显示器的显示区域上的模块的平行光透过对应的微型透镜143的方式，形成各微型透镜143即可。而且，以使透过该微型透镜143的平行光在与该微型透镜143对应的成像点成像的方式确定各微型透镜143的功率即可。

图7B是再一变形例的棱镜阵列板的概略侧面图。在该变形例中，各微型透镜143形成在与棱镜阵列板分开设置的片状部件144上。该情况下，该部件144设置在导光板13的出射面与棱镜阵列板之间、或者比棱镜阵列板更靠观察者侧即可。

另外，对于相互邻接配置的多个微型棱镜142的各个，从其微型棱镜到对应的成像点的距离之差在规定容许范围内的情况下，相对于这多个微型棱镜142也可以设置一个微型透镜。该情况下，规定的容许范围根据立体像的容许的画质来设定。

根据其他变形例，邻接的多个微型棱镜也可以一体地形成。图8A是将各微型棱镜一体形成的棱镜阵列板的局部放大图。与沿着x方向排列的多个成像点对应的各模块，在二维显示器21的显示区域上也沿x方向排列配置时，使得与其各成像点及各模块对应的微型棱镜142也沿着x方向排列。另外，通过适当设定准直透镜12的功率及从棱镜阵列板14到那些成像点的距离，能够将与其各成像点及各模块对应的微型棱镜142的折射面相对于yz平面的倾斜设为相同。因此，该情况下，对于与图3所示的各个大模块对应的、沿y方向排列的各微型棱镜142，只要仅仅变更其相对于xy平面的倾斜即可。因此，如图8A所示，各棱镜阵列141只要形成为在与关于x方向及z方向成为相同的成像点对应的每一组微型棱镜中，相当于沿着y方向排列的各个微型棱镜142的、具有相对于xy平面的倾斜的折射面连结在一起的棱镜即可。由此，减少了棱镜阵列板14中的微细构造，故而棱镜阵列板14的制造变得容易。图8B是该变形例的棱镜阵列板及导光板的概略侧面图。在该变形例中，在与图3所示的一个大模块对应的棱镜阵列141的每一部分，通过适当地调节被一体化的微型棱镜的折射面，能够任意地设定与该大模块对应的空间区域中的子区域800的位置。

根据又一变形例，也可以代替各棱镜阵列141中包含的微型棱镜14而使用透镜。在该情况下，各个透镜以使来自对应的模块的光朝向对应的成像点的方式，根据该透镜的功率、向该透镜射入的来自对应模块的光的方向和与该透镜对应的成像点的位置关系，设定各个透镜的光轴方向。此外，该情况下，各透镜的功率只要设定为从该透镜的位置到对应的成像点的距离的倒数即可。

根据再又一变形例，投影立体像的空间区域也可以设定多个。该情况下，在各空间区域也如上述实施方式那样地设定多个成像点。而且，二维显示器上的显示区域只要被分割成与各空间区域的成像点的数量的总数相同目的模块即可。而且，各模块与多个空间区域中的任一个成像点一一对应，显示该成像点中的物体的像即可。另外，在棱镜阵列板上形成的各棱镜阵列所包含的各微型棱镜也以使与发出透过该微型棱镜的平行光的模块对应的任意的空间区域的成像点的方式形成即可。由此，立体显示装置能够同时且在不同的位置投影相互不同的多个立体像。

或者，另外，各空间区域也可以分别设定相同数目的成像点。而且，二维显示器上的显示区域也可以被分割成与一个空间区域中包含的成像点的数量相同数目的模块。该情况下，在棱镜阵列板上形成的各棱镜阵列中包含的各微型棱镜的折射面被分割成与空间区域的数量相同数目的副折射面。而且，各个副折射面以使透过其微型棱镜的平行光朝向各空间区域的对应的成像点的方式形成。由此，立体显示装置能够同时且向不同的位置投影相同的立体像。

根据再一变形例，导光板13也可以通过棱镜以外的单元使在导光板13内部传送的光从出射面13c射出。

图9是该变形例的、沿着y方向的、导光板13的概略侧面剖面图。在该变形例中，导光板13代替形成为扩散面13b的棱镜，在出射面13c具有沿着x方向及y方向以规定的间距配置的多个棱镜132。

在该变形例中，各棱镜132相对于出射面13c向正面侧突出，形成为沿着x方向延伸的大致三角形的突起。因此，从入射面13a射入的、来自图像显示装置11的二维显示器21的光向任一个棱镜132射入时，在入射面13a的相反侧的折射面进行折射，然后向正面侧射出。

根据再一其他变形例，导光板13也可以代替各棱镜，在扩散面13b上，沿着x方向及y方向以规定的间距，形成用于使光的反射方向改变成不被出射面13c全反射而射出的方向的衍射光栅。该情况下，各衍射光栅例如具有沿着y方向排列的、沿着x方向延伸的多个槽。

根据再一变形例，也可以按照导光板的入射面和出射面所成的角为正交的角度以外的方式形成入射面。例如，如日本特开2011－186332号公报中公开地，入射面也可以形成为锥形状。或者，也可以是，入射面以与出射面或者扩散面平行的方式形成，与入射面相对的一侧的导光板的面以相对于出射面或者扩散面成45°的方式形成。由此，能够减小二维显示器和导光板的出射面所成的角，故而能够使立体显示装置薄型化。

根据再一变形例，准直透镜12也可以采用将来自图像显示装置11的二维显示器21的各模块的光，只是对于yz平面，即，只是对于与导光板13的入射面13a的长度方向正交的方向进行平行光化的柱面透镜，或者也可以采用将来自各模块的光对于yz平面进行平行光化，且对于xz平面进行会聚光化的复曲面透镜。该情况下，在导光板13的各棱镜131的位置，来自各模块的光的主光线的方向也根据模块的位置而不同，故而与上述的实施方式同样地，在与各棱镜131对应的棱镜阵列141中，只要在来自各模块的光的主光线通过的位置设置与该模块对应的微型棱镜142即可。

另外，在上述各实施方式或变形例中，导光板13也可以不为平板状，而是形成为出射面13c为曲面那样的板状。由此，例如，也可以如车辆的挡风玻璃那样地，沿着形成为曲面状的部件配置导光板13，立体显示装置的配置的自由度提高。

该立体显示装置可应用于各种用途。例如，该立体显示装置可应用于平视显示器或数字广告牌系统。另外，该立体显示装置也可以按照导光板的出射面位于地面、壁面或者天花板面中的任一面的方式配置。

这样，本领域技术人员能够在本发明的范围内，按照所实施的方式进行各种变更。

Claims (3)

1.一种立体显示装置，其特征在于，具有：

图像显示部，其对于规定的空间区域内的多个成像点的各个，使将显示区域分割而得到的多个模块中与该成像点对应的模块显示投影在该成像点中的所述规定的空间区域的物体的像；

第一透镜，其使从所述图像显示部的所述多个模块的各个发出的光成为朝向相互不同的方向的光；

导光板，其由透明的部件形成为板状，具有经由所述第一透镜与所述图像显示部相对的入射面、和设置在作为所述导光板的一面的出射面或与所述出射面相对的面的任一个面上的多个第一偏转部，所述多个第一偏转部的各个使从所述多个模块的各个发出且从所述入射面射入的光朝向相互不同的方向而从所述出射面射出；

第二偏转部，其以与所述导光板的所述出射面相对的方式配置，对于所述多个第一偏转部的各个，使经由该第一偏转部从所述出射面射出的来自所述多个模块的各个的光朝向所述多个成像点中对应的成像点，

所述图像显示部通过将用第一座标系表示的所述物体的各点的座标转换成在所述规定的空间区域设定的第二座标系的座标值，从而特定所述多个成像点各自中的所述物体的点，使对应的所述模块显示被特定的点中的所述物体的像。

2.如权利要求1所述的立体显示装置，其中，

所述第一透镜通过将从所述图像显示部的所述多个模块发出的光的各个至少在与所述入射面的长度方向正交的方向进行平行光化，从而形成为对应于所述多个模块的各个位置而朝向相互不同的方向的光。

3.如权利要求1或2所述的立体显示装置，其中，

所述第二偏转部具有棱镜或第二透镜，所述棱镜或第二透镜就所述多个第一偏转部的各个而言，对经由该第一偏转部而从所述出射面射出的来自所述多个模块的各个的每束光，使该光朝向所述多个成像点中对应的成像点。