CN107801020A - 三维图像显示装置 - Google Patents

Abstract

一种三维图像显示装置，其中，具备：第1输入部，其输入二维图像数据；第1图像变换部，其将所述二维图像数据变换成第1显示用图像数据；第2输入部，其输入第2显示用图像数据；显示部，其中按二维状排列有多个显示像素，从在与所述第1显示用图像数据对应的位置配置的所述多个显示像素和在与所述第2显示用图像数据对应的位置配置的所述多个显示像素射出光束；和微透镜阵列，其中按二维状排列有多个微透镜，该微透镜阵列将从在与所述第1显示用图像数据对应的位置配置的所述多个显示像素射出的光束合成而形成二维空中图像，将从在与所述第2显示用图像数据对应的位置配置的所述多个显示像素射出的光束合成而形成三维空中图像。

Description

三维图像显示装置

本申请是于2012年8月24日提交的申请号为201280041443.4、名称为“三维图像显示装置”的专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及三维图像显示装置。

背景技术

一直以来，已知显示立体像和平面图像的显示装置(例如专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开平10-227995号公报

发明内容

发明要解决的问题

但是，存在无法不损害二维图像的画质地将其与三维图像在同一画面上显示这样的问题。

用于解决问题的技术方案

本发明提供一种三维图像显示装置，其中，具备：第1输入部，其输入二维图像数据；第1图像变换部，其将所述二维图像数据变换成第1显示用图像数据；第2输入部，其输入第2显示用图像数据；显示部，其中按二维状排列有多个显示像素，从在与所述第1显示用图像数据对应的位置配置的所述多个显示像素和在与所述第2显示用图像数据对应的位置配置的所述多个显示像素射出光束；和微透镜阵列，其中按二维状排列有多个微透镜，该微透镜阵列将从在与所述第1显示用图像数据对应的位置配置的所述多个显示像素射出的光束合成而形成二维空中图像，将从在与所述第2显示用图像数据对应的位置配置的所述多个显示像素射出的光束合成而形成三维空中图像。

根据本发明的第1方式，三维图像显示装置具备：输入图像数据的输入部；第1图像变换部，其将图像数据变换成具有二维信息的第1显示用图像数据；显示部，其中按二维状排列有多个显示像素，相应于第1显示用图像数据从多个显示像素出射光束；和微透镜阵列，其中按二维状排列有多个微透镜，该微透镜将从多个显示像素出射的光束合成而形成三维像或二维像。

根据本发明的第2方式，在第1方式的三维图像显示装置中，优选，还具备第2图像变换部，该第2图像变换部将图像数据变换成具有三维信息的第2显示用图像数据，显示部相应于第1以及第2显示用图像数据，从多个显示图像出射光束。

根据本发明的第3方式，在第2方式的三维图像显示装置中，优选，使三维像和二维像在同一平面显示。

根据本发明的第4方式，三维显示装置具备：显示部，其中二维配置有多个显示像素组，该显示像素组包括二维配置的多个显示像素；多个光学部件，其与多个显示像素组的各个相对应地二维配置，对相对应的显示像素组进行投影；输出三维图像数据的三维图像数据输出部；第1显示控制部，其基于三维图像数据对显示像素进行控制，将三维图像数据经由光学部件显示为三维图像；输出二维图像数据的二维图像数据输出部；变换部，其将二维图像数据分割成多个二维部分图像数据，将二维部分图像数据的各个变换成多个二维显示用部分图像数据；和第2显示控制部，其基于二维显示用部分图像数据，对分别与该多个二维显示用部分图像数据相对应的显示像素组进行控制，通过与对应于多个显示用二维图像数据的多个显示像素组相关的光学部件实现的投影像的合成，将二维图像数据的各个显示为二维图像。

根据本发明的第5方式，三维显示装置具备：显示部，其中二维配置有多个显示像素组，该显示像素组包括二维配置的多个显示像素；多个光学部件，其与多个显示像素组的各个相对应地二维配置，对相对应的显示像素组进行投影；输出三维图像数据的三维图像数据输出部；第1显示控制部，其基于三维图像数据对显示像素进行控制，将三维图像数据经由光学部件显示为三维图像；输出二维图像数据的二维图像数据输出部；变换部，其将二维图像数据分割成多个二维部分图像数据，将所述二维部分图像数据的各个变换成多个二维显示用部分图像数据；第2显示控制部，其基于二维显示用部分图像数据，对分别与该多个二维显示用部分图像数据相对应的显示像素组进行控制，通过与对应于多个显示用二维图像数据的多个显示像素组相关的光学部件实现的投影像的合成，将二维图像数据的各个显示为二维图像；和第3显示控制部，其对显示部进行控制从而使三维图像和二维图像在同一画面显示。

根据本发明的第6方式，在第4方式的三维图像显示装置中，优选，还具备第3显示控制部，该第3显示控制部对显示部进行控制，使三维图像和二维图像在同一画面显示。

根据本发明的第7方式，在第4到6方式中的任一方式的三维图像显示装置中，优选，还具备提取部，该提取部提取三维图像数据中所含的二维信息，二维图像数据输出部将由提取部所提取的二维信息作为二维图像数据输出。

根据本发明的第8方式，在第4到7方式中的任一方式的三维图像显示装置中，优选，变换部包括再现了二维显示用部分图像数据的二维部件，在光学部件的光轴方向上配置在光学部件与显示像素之间。

根据本发明的第9方式，在第4到8方式中的任一方式的三维图像显示装置中，优选，光学部件将二维图像投影到该光学部件的透镜面或按该光学部件的焦点距离以上离开的空中的像平面。

根据本发明的第10方式，在第4到9方式中的任一方式的三维图像显示装置中，优选，光学部件包括微透镜或柱面透镜。

发明效果

根据本发明，通过与对应于多个显示用二维图像数据的多个显示像素组相关的光学部件来合成投影像，所以能够将二维图像数据显示为二维图像，并且能够使三维图像和二维图像显示在同一画面。

附图说明

图1是对本发明的实施方式涉及的三维图像显示装置的要部构成进行说明的框图。

图2是对实施方式涉及的三维显示装置所具备的监视器的构成的一例进行说明的图。

图3是示意性地示出显示像素、显示用微透镜阵列、所显示的光点的关系的图。

图4是表示将图3二维地展开了的情况的图。

图5是对显示用微透镜与图形光截面的关系进行说明的图。

图6是对显示用微透镜与图形的关系进行说明的图。

图7是对在基点微透镜展开了区域分割的情况下的图形进行说明的图。

图8是对光点相对于基点微透镜的中心位置偏心的情况下的图形进行说明的图。

图9是关于使二维图像显示的情况下的显示像素进行说明的图。

图10是示出被二维显示的图像的一例的图。

图11是关于使二维图像显示的情况下的图形进行说明的图。

图12是示意性地示出图11所示的图形在显示空中像面被二维显示的状况的图。

具体实施方式

本实施方式的三维图像显示装置包括具有用于显示图像的监视器的个人计算机等。在该三维图像显示装置中，能够使得下述图像被观察为三维图像地显示，该图像对应于具有通过公知的全光相机(Plenoptics Camera)或光场相机(Light Field Camera)等生成的三维信息的图像数据。而且，关于与下述图像数据相对应的图像，能够使得其被观察为二维图像地被显示，该图像数据与用于进行文字和/或各种操作输入的指令按钮等的二维信息相对应。下面，详细进行说明。

图1是对实施方式涉及的三维图像显示装置100的要部构成进行说明的框图。三维图像显示装置100具备控制电路101、HDD102、监视器控制电路103、监视器104、存储器105、输入部件106、存储卡接口107以及外部接口108。

输入部件106是具有由使用者操作的开关和/或按钮的键盘和/或鼠标等操作部件。输入部件106，在使用者从监视器104所显示的菜单画面中选择所期望的菜单和/或设定并使选择的菜单和/或设定执行时，由使用者来操作。

在HDD102中记录有与通过例如数字相机拍摄到的动态图像和/或静止图像相对应的图像文件等。外部接口108经由例如USB接口缆线和/或无线传输线路与数字相机等外部设备进行数据通信。三维图像显示装置100经由存储卡接口107和/或外部接口108从存储卡207a和/或外部设备输入图像文件等。所输入的图像文件通过控制电路101控制并被记录到HDD102中。通过数字相机生成的图像文件，通过控制电路101被记录到HDD102中。HDD102中记录有通过控制电路101执行的各种程序等。

控制电路101是进行三维图像显示装置100的控制的微型计算机，包括CPU和/或ROM及其他周边电路。控制电路101在功能上具备提取部101a、三维输出部101b、三维显示控制部101c、二维输出部101d、显示用二维数据变换部101e、二维显示控制部101f和显示控制部101g。提取部101a提取具有三维信息的图像数据(以后称为三维图像数据)所含的二维信息作为二维显示数据。作为二维信息，包括上述那样用于进行文字和/或各种操作输入的指令按钮、窗口框等。三维输出部101b读取例如在HDD102中记录的三维图像数据。三维显示控制部101c基于三维图像数据，对后述的监视器104所具备的显示像素进行控制，使三维图像数据作为三维图像显示。

二维输出部101d读取例如在HDD102中记录的二维图像数据。显示用二维数据变换部101e将由提取部101a提取出的二维显示数据和由二维输出部101d读取出的二维图像数据分割成多个二维部分图像数据。然后，显示用二维数据变换部101e将二维部分图像数据的各个变换成多个二维显示用部分图像数据。换言之，则显示用二维数据变换部101e将图像数据变换成具有二维信息的二维显示用部分图像数据。二维显示控制部101f基于二维显示用部分图像数据，对后述的监视器104所具有的显示像素进行控制，使二维图像数据和二维显示数据作为二维图像显示。显示控制部101g使三维图像和二维图像在同一画面上即监视器104上显示。此外，关于提取部101a、三维输出部101b、三维显示控制部101c、二维输出部101d、显示用二维数据变换部101e、二维显示控制部101f以及显示控制部101g的详细情况，将在后面予以说明。

存储器105是控制电路101的工作存储器，包括例如SDRAM。监视器104是例如液晶监视器，由监视器控制电路103控制，显示与显示用图像数据相对应的图像、用于进行各种设定的菜单画面等。

参照图2就监视器104进行说明。此外，在图2中，将监视器104的显示面的水平方向作为x轴、将铅垂方向作为y轴并将与xy平面(监视器104的显示面)垂直的方向作为z轴，来设定坐标系。图2(a)是从z轴方向使用者侧观察监视器104的情况下的监视器104的立体图，图2(b)是将图2(a)局部放大示出的图，图2(c)是示意性地示出z轴方向上的监视器104的截面的图。

如图2(a)、(b)所示，监视器104具备显示器201和显示用微透镜阵列202。显示器201包括例如具有背光源的液晶显示器和/或有机EL显示器等，具有按二维状配置的多个显示像素组210。这些多个显示像素组210的各个都具有按二维状配置的多个显示像素211。此外，在本实施方式中，在1个显示像素组210中含有16×16个显示像素211。但是，在图2中，为了图示方便，比实际数量少地描绘了显示像素211的个数。显示像素211由上述的监视器控制电路103控制，与显示用图像数据相对应地发光。

显示用微透镜阵列202包括按二维状排列的多个显示用微透镜220。如图2(b)所示，各显示用微透镜220按与多个显示像素组210相对应的配置图形来配置。另外，如图2(c)所示，显示用微透镜阵列202在z轴方向使用者侧配置在从显示像素211按显示用微透镜220的焦点距离f离开的位置。各显示用微透镜220与图像数据相应地将来自显示像素211的光向z轴方向使用者侧的预定的像面投影。

接下来，就监视器104显示三维图像的显示原理进行说明。监视器104的显示原理是全光的原理的相反原理。首先，利用图3就全光的原理简单地进行说明。

图3是示出显示像素211、显示用微透镜阵列202与所显示的光点LP的关系的图。如上所述，显示用微透镜阵列202设置在从显示像素211按显示用微透镜220的焦点距离f沿z轴方向离开的位置。此外，在图3中，设为光点LP处于从显示用微透镜阵列202向z轴方向使用者侧按距离4f离开的位置。

从光点LP朝向显示像素211放出光束LF的情况为全光。来自光点LP的光束LF通过多个显示用微透镜220而在距显示用微透镜220的距离为4f/3的位置聚焦。但是，显示用微透镜220配置在距显示像素211沿z轴方向离开距离f的位置，所以通过了各显示用微透镜220的光束LF在与所入射的显示用微透镜220的各个相对应的显示像素211成为具有扩展的像。之后，将该具有扩展的像称为光截面，将光截面的形状称为图形Pt。

图4中示出将上述图形Pt二维展开了的情况。此外，在图4中，为了图示方便，将显示用微透镜220的排列描绘成正方形。即，根据全光的原理，图3所示的光点LP的光强度(辉度)按图4所示的图形Pt来分配。图4中，图形Pt带斜线地示出。

监视器104中，通过使上述全光的原理逆反、即将从显示像素211辐射的光束经由显示用微透镜220投影，从而显示具有景深的空中图像。具体而言，图4所示的图形Pt被分配到构成显示器202的显示像素211上。此时，与利用图3进行说明的情况相反地，被分配到显示像素211的图形Pt通过显示用微透镜220被投影而在光点LP形成像。这是因为：在从各图形Pt所含的显示像素211辐射出的向多方向行进的光束中包含在光点LP聚光的方向的光束、即按与上述入射光束LF向显示像素211入射的入射角度相同的角度辐射的光束。因此，在从显示用微透镜阵列202沿z轴方向离开距离4f的位置形成空中图像。

利用图5，通过将来自光点LP的光束LF的扩展投影到显示用微透镜220上，来说明几个或哪个显示用微透镜220与任一图形Pt相对应。此外，图5中，关于光点LP的z轴方向的位置为显示用微透镜220的焦点距离f的情况和为其二倍的距离2f的情况，示出了从光点LP扩展开的光束LF。在图5中，光点LP的z轴方向的位置为距离f的情况下的光束LF的扩展用虚线表示，为距离2f的情况用单点划线示出。如果光点LP位于显示用微透镜220的焦点距离f的位置，则光束LF的扩展由显示用微透镜220来规定，所以光束LF入射1个显示用微透镜220内。根据以上内容，确定了1个与光点LP相对应的显示用微透镜220。

在光点LP的z轴方向的位置为显示用微透镜220的焦点距离f时，光束LF在该显示用微透镜220的正下方的整个区域扩展成圆形开口的光。因此，若在内接于正方区域的圆的内部所含的所有显示像素211都发光，则图形Pt被投影而在光点LP形成空中图像。在光点LP的z轴方向的位置的绝对值比焦点距离f小的情况下，光束LF在显示用微透镜220的正下方的区域内不会聚而是扩展。但是，关于从光点LP扩展的光束LF的角度，因为由显示用微透镜220的F值来规定开口的最大程度(F的最小)，所以入射的光束LF受到扩展角的限制，图形Pt被限制在被覆区域。

这里，就光点LP的z轴方向的位置处于距离2f的情况进行说明。图6中示出与该情况相关的显示用微透镜220。如图6(a)所示，相关的显示用微透镜220是：自身即在z轴方向上与光点LP配置在同轴上的显示用微透镜220(以后称为基点微透镜220a)、和与其相邻的8个显示用微透镜220。在考虑到显示用微透镜220对开口的限制时，在图6(a)中图形Pt存在于用斜线表示的被覆区域中。该情况下，与各显示用微透镜220相对应的图形Pt成为图6(b)的用斜线表示的区域。

如图6(b)所示，一个基点微透镜220a的被覆区域被分割，并分配给相邻的显示用微透镜220。在累积计算被分割并被分配了的被覆区域(部分区域)的情况下的整个区域，成为一个显示用微透镜220的开口区域。因此，不管在哪个位置的光点LP，图形Pt的整个区域的大小都是相等的，所以在累积计算部分区域来算出整个区域的情况下，只要确定了各个部分区域所属的显示用微透镜220即可。

在图5中，示出了光点LP的z轴方向的位置与倍率也就是与基点微透镜220a相邻的显示用微透镜220的个数的关系，可将其应用于假想的开口区域。例如，采用如下方法：以按倍率缩小了的显示用微透镜220的排列分割开口区域，对这样定义出的显示用微透镜220中的相同位置分配开口区域的断片。以下述情况为例进行说明：将与开口区域外切的正方形按倍率2进行缩小，按显示用微透镜220的排列对开口区域进行分割(区域分割)。

图7示出了将上述区域分割在基点微透镜220a展开了的情况下的图形Pt。若根据倍率进行同样的区域分割，则得到与倍率即光点LP相对的图形Pt。具体而言，在将显示用微透镜220的直径(微透镜的一边的大小)设为g时，开口区域被g/m宽度的格子分割。倍率能够用光点LP的高度(位置)y与微透镜的焦点距离f的比m＝y/f来表示。比m也存在负的符号。在比m的符号为负的情况下，光点LP存在于显示用微透镜220的显示像素211侧。

显示用微透镜220的被覆区域与显示用微透镜220的个数之积，与显示像素组210所含的显示像素211的全部像素数量大致相等。因此，形成与在1个显示用微透镜220内偏心的多个点的各个点相对应的光点LP，等同于重叠地投影在显示像素211再现的图形Pt。即，来自于各偏心的光点LP的光束LF重叠地存在于显示像素211上。但是，在倍率为1倍时，该演算为单纯的内插作业，对分辨率的提高没有实质性的帮助。这表明，如果在显示用微透镜220顶点附近成像则光学性地损失景深方向的信息。

图8示出关于相对于基点微透镜220a的中心位置向左偏心的光点LP的分割区域。关于从基点微透镜220a(设透镜直径为g)的中心向图8的左方向按p偏心且光点LP的高度(位置)为2f的情况进行说明。此外，在图8中，点O1示出偏心的光点LP，点O2示出显示用微透镜220的中心位置。该情况下，如果将图7所示的显示用微透镜220向图中的右方向按p偏移并对开口区域进行分割，则得到图8所示情况下的分割区域。

如果将显示用微透镜220分割成16个，将中心位置的坐标设为(0，0)，并将相对于x轴y轴分别为－g/2、－g/4、0、g/4、g/2的位置的图形、由此形成的分割区域以及整个区域进行累积计算，则相对于一个微透镜120能够得到16点的光点组。

接下来，关于使文字等二维信息作为空中图像二维显示的情况的原理进行说明。该情况下，如图9所示，关于与显示用微透镜220相对应的显示像素组210的各个，可以认为是将16×16个显示像素211综合为4×4个合成显示像素212的系统。将该合成显示像素212视为1个像素，对其分配二维显示的二维图像数据的图形Pt。

图10示出二维显示的图像的一例为文字“A”的情况。为了将图10所示的文字“A”在沿z轴方向距显示用微透镜220为距离4f的位置二维显示，而如图11所示将图形Pt分配给合成显示像素212。此外，图11(a)示出显示用微透镜220为正方排列的情况，图11(b)示出显示用微透镜220为蜂窝状排列的情况。通过将图11所示那样的图形Pt分配给合成显示像素212，从而如图12所示，在形成于沿z轴方向距显示用微透镜220为距离4f的位置的显示空中图像面S，作为空中图像二维显示文字“A”。此外，显示空中图像面S不限定于在距离4f的位置形成的情况，也可以在显示用微透镜220的焦点距离f以上的位置或显示用微透镜220的透镜面形成。使用者对输入部件106进行操作，从而在所期望的位置形成显示空中图像面S。

为了将文字等二维图像作为空中图像显示，就必需将构成该空中图像的各光点LP合成。如上所述，为了形成1个光点LP，将下述图形Pt的通过显示用微透镜220所得到的投影像合成，该图形Pt是被分配给1个显示用微透镜220的被覆区域所含的合成显示像素212、即16个合成显示像素212的图形。因此，在1个显示用微透镜220用于16个光点LP的形成的情况下，关于1个显示用微透镜220，需要显示用微透镜220的被覆区域内的合成显示像素212的输出的16倍的输出，需要合成全部的这些输出。具体而言，如果分配形成1个光点LP的各合成显示像素212的大小，则在相邻的光点LP中，加到合成显示像素212的输出中，来分配输出。若换言之，则关于1个光点LP是16个的量的合成显示像素212的输出重叠后的结果，像素输出需要最大16倍的动态范围。

三维图像显示装置100的控制电路101，通过如上述图11所示那样将图形Pt分配给显示像素211，从而使文字等二维图像显示于在沿z轴方向距显示用微透镜阵列202为预定高度的位置所形成的显示空中面S。该情况下，二维输出部101d从HDD102读取在监视器104上作为二维图像显示的二维图像数据。从二维输出部101d被读取的二维图像数据与被输出到在通常的二维图像显示中所用的显示器中的图像数据是相同的内容。

显示用二维数据变换部101e将由二维输出部101d读取的二维图像数据分割成与多个显示用微透镜220相应的部分图像数据。在图10所示的例子中，显示用二维数据变换部101e分割成16个部分图像数据。接着，显示用二维数据变换部101e就分割出的部分图像数据的各个生成二维显示用部分图像数据。二维显示用部分图像数据是表示图11所示那样的图形Pt的图像数据。若生成二维显示用部分图像数据，则二维显示控制部101f将显示用部分图像数据所示的图形Pt分配给合成显示像素212。若换言之，则二维显示控制部101f指示监视器控制电路103，使在与二维显示用部分图像数据相对应的位置配置的合成显示像素212发光。

关于将三维图像以及二维图像显示在同一监视器104上的情况下的三维图像显示装置100所进行的处理进行说明。该情况下，三维显示装置100的控制电路101，使例如在监视器104上显示的多个窗口中的某个窗口三维显示，使其他窗口和/或表示各种操作指令的文字等二维显示。或者，控制电路101使处于监视器104上的与图像数据相对应的图像三维显示，使与图像的框部分相对应的部分二维显示。

三维输出部101b从HDD102读取在监视器104上作为三维图像显示的三维图像数据。该情况下，被从三维输出部101b读取的三维图像数据为通过例如全光相机等所取得的三维信息、即表示图形Pt的图像数据。提取部101a提取所读取的三维图像数据中的例如与窗口框等相对应地进行二维显示的信息作为二维显示数据。通过上述的显示用二维数据变换部101e将所提取的二维显示数据变换成显示用部分图像数据。

三维显示控制部101c指示监视器控制电路103，利用所读取的三维图像数据中的未由提取部101a提取出的图像数据，来生成显示用三维图像数据。然后，三维显示控制部101c将显示用三维图像数据即表示三维信息的图形Pt分配到显示像素211，使其发光。此时，在生成了三维图像数据的全光相机所具有的微透镜的中心位置(光轴)与显示用微透镜220的中心位置(光轴)不同的情况下，即在显示用微透镜220的中心轴与光点LP就z轴方向而言不在同一轴上的情况下，三维显示控制部101c对所读取的三维图像数据实施标准化处理。即，三维显示控制部101c使三维图像数据的位置在xy平面上移动，使得与各图形Pt相对应的光点LP位于基点微透镜220a的中心轴上。

三维显示控制部101c，将与各基点微透镜220a相邻的显示用微透镜220所对应的图形Pt变换到以基点微透镜220a为中心而点对称的位置，从而生成显示用三维图像数据。因为取得图像数据时全光相机中的光行进方向与监视器104中的光行进方向相反，所以该处理用于使空中图像的景深方向(z轴方向)上的凹凸与拍摄时的景深方向的凹凸相一致。接着，三维显示控制部101c将生成的显示用三维图像数据表示的图形Pt分配给显示像素211。

显示控制部101g对二维显示控制部101f以及三维显示控制部101c进行控制，使沿z轴方向有景深的三维图像和在z轴方向的预定高度处被二维显示的二维图像在同一画面即监视器104上显示。该情况下，二维显示控制部101f指示监视器控制电路103，使与二维显示用部分图像数据相对应的二维图像、例如窗口框和/或文字、操作按钮，在距监视器104为预定高度处二维显示。而且，三维显示控制部101c指示监视器控制电路103，使与显示用三维图像数据相对应的图像作为空中图像三维显示。

根据以上说明了的实施方式中的三维图像显示装置100，能够得到如下作用效果。

(1)在显示器201中二维配置有多个显示像素组210，该显示像素组210包括二维配置的多个显示像素211。多个显示用微透镜220与多个显示像素组210的各个相对应地二维配置，并对相对应的显示像素组210进行投影。三维输出部101b输出三维图像数据，三维显示控制部101c基于三维图像数据，对显示像素211进行控制而将三维图像数据经由显示用微透镜210作为三维图像来显示。二维输出部101d输出二维图像数据，显示用二维数据变换部101将二维图像数据分割成多个二维部分图像数据，将二维部分图像数据的各个变换成多个二维显示用部分图像数据。而且，二维显示控制部101f基于二维显示用部分图像数据，对与多个二维显示用部分图像数据分别相对应的显示像素组210进行控制，通过与对应于多个显示用二维图像数据的多个显示像素组210相关的显示用微透镜220进行的投影像的合成，使二维图像数据的各个作为二维图像显示。因此，关于文字和/或窗口框等二维信息，在显示空中图像面S上被二维显示，所以二维信息不会作为沿z轴方向具有景深的像被显示，使用者容易观察二维信息。

而且，关于1个显示用微透镜220使16个合成显示像素212与其相对应来分配图形Pt。因此，与对1个显示像素组210分配1个像素量的信息的情况相比，分辨率提高到16倍，所以即使是细小的文字等使用者也能够没有困难地观察到。此外，从原理上说，关于1个显示用微透镜220，也能够使16×16个显示像素211与其相对应，而分配图形Pt。但是，由于显示用微透镜220，二维信息基本上是在减少。因此，在本实施方式中，为了确保二维显示的画质，使得成为比显示像素211的排列密度低的分辨率地设定合成显示像素212。但是，在显示器201的灰度性能足够高、且能够补充由于显示用微透镜220而减少了的信息的情况下，能够使得与16×16个显示像素211相对应地分配图形Pt。

本实施方式中的三维图像显示装置100是使利用微透镜阵列的焦点可变的图像合成方法发展所得的装置，加上来自于被多个显示用微透镜220被覆的显示像素211的输出从而合成1个像素量的信息。即，从由相互靠近排列的多个显示用微透镜220所被覆的区域之中提取显示像素220，并对来自于与构成合成瞳的显示用微透镜220的被覆区域相当的个数的显示像素220的输出进行累计运算，从而合成1个像素量的信息。因此，通过利用不同于一直以来的技术的计算方式，能够不改变光学系统地合成来自于显示像素211的输出，该一直以来的技术，利用使存在于1个显示用微透镜的被覆区域下的某结构(texture)分离、将被覆区域按多个像素进行分割的方式。

(2)显示控制部101g对显示器201进行控制从而使三维图像和二维图像都在同一画面上显示。即，能够对与例如用全光相机等取得的三维图像数据相对应的图像进行三维显示，并对用于对该被三维显示的图像进行显示结束等各种操作的按钮和/或文字等进行二维显示。因此，在三维图像显示装置100中，二维信息作为空中图像被二维显示，所以与用于显示二维图像的显示器同样地，使用者也能够观察到二维信息以防止操作性的降低。

(3)提取部101a提取三维图像数据所含的二维信息作为二维显示数据，二维输出部101d输出由提取部101a所提取的二维信息作为二维图像数据。其结果，即使在窗口框等二维信息包含于三维图像数据中的情况下也被二维显示，所以能够防止使用者的视觉辨识性的降低。

能够将以上说明了的实施方式中的三维图像显示装置100如下这样变形。

(1)显示器201不限定于进行应用了全光的积分型三维显示的显示器。例如，也可以是具有多视差型柱面透镜的显示器，以取代具有显示用微透镜阵列202的显示器。或者，也可以在1个显示用微透镜中按多视线的量地含有形成某1个视线方向的图像数据的1个像素。

(2)也可以使用再现与二维图像相对应的图形Pt的部件，来代替将与二维图像相对应的图像数据(图形Pt)分配到显示像素211上而使其发光的部件。该情况下，只要将打印了图形Pt即二维信息的部件贴到显示用微透镜阵列202的底面等，配置在显示像素211与显示用微透镜220之间即可。

另外，只要不有损本发明的特征，本发明也不限定于上述实施方式，关于在本发明的技术思想的范围内可考虑的其他方式，也包含在本发明的范围内。说明中用到的实施方式以及变形例，也可以适当地彼此组合而构成。

下面的优先权基础申请的公开内容作为引用内容在此记载。

日本专利申请2011年第184728号(2011年8月26日申请)

日本专利申请2012年第182953号(2012年8月22日申请)

Claims (4)

1.一种三维图像显示装置，其中，具备：

第1输入部，其输入二维图像数据；

第1图像变换部，其将所述二维图像数据变换成第1显示用图像数据；

第2输入部，其输入第2显示用图像数据；

显示部，其中按二维状排列有多个显示像素，从在与所述第1显示用图像数据对应的位置配置的所述多个显示像素和在与所述第2显示用图像数据对应的位置配置的所述多个显示像素射出光束；和

微透镜阵列，其中按二维状排列有多个微透镜，该微透镜阵列将从在与所述第1显示用图像数据对应的位置配置的所述多个显示像素射出的光束合成而形成二维空中图像，将从在与所述第2显示用图像数据对应的位置配置的所述多个显示像素射出的光束合成而形成三维空中图像。

2.根据权利要求1所述的三维图像显示装置，其中，

在与所述第2显示用图像数据对应的位置配置的所述多个显示像素是不同于在与所述第1显示用图像数据对应的位置配置的所述多个显示像素的像素。

3.根据权利要求1所述的三维图像显示装置，其中，

所述第2显示用图像数据是具有三维信息的数据。

4.根据权利要求1所述的三维图像显示装置，其中，

所述第2显示用图像数据包含具有由全光相机取得的三维信息的数据。