TW201502588A

TW201502588A - 畫像顯示裝置

Info

Publication number: TW201502588A
Application number: TW103108152A
Authority: TW
Inventors: Shinichi Tatsuta; Hideaki Okano; Hidefumi Takamine; Hiroshi Hasegawa
Original assignee: Toshiba Kk
Priority date: 2013-03-13
Filing date: 2014-03-10
Publication date: 2015-01-16
Also published as: TWI507736B; CN104049370A; US20140267639A1; KR20140112417A; US9538165B2; JP2014199393A

Abstract

提供擴大視角，並且可降低串擾之畫像顯示裝置。實施形態之畫像顯示裝置具備投射包含視差畫像成分之複數第1光線的投射部。再者，具備在第1平面內使上述第1光線偏向而取得第2光線的第1偏向部，和在上述第1平面內又使上述第2光線偏向而取得第3光線而投射該第3光線的第2偏向部。

Description

畫像顯示裝置

本發明之實施形態係關於畫像顯示裝置。

雖然使用扁豆狀透鏡(lenticular lens)而生成多視差之畫像(例如，立體畫像)的技術眾所皆知，但是難以擴大表示可正常觀察畫像的視角。例如，於藉由扁豆狀透鏡增大形成畫像之光線的折射角，欲擴大視角之時，由於像差變大，光線被偏向非期望的方向，故產生視差間的串擾。

本發明所欲解決之課題，係提供擴大視角，並且可降低串擾之畫像顯示裝置。

實施形態之畫像顯示裝置具備投射包含視差畫像成分之複數第1光線的投射部。再者，具備在第1平面內使上述第1光線偏向而取得第2光線的第1偏向部，和在上述第1平面內又使上述第2光線偏向而取得第3光線而投射該第3光線的第2偏向部。

若藉由上述構成，可以提供擴大視角，並且可降低串擾之畫像顯示裝置。

100‧‧‧畫像顯示裝置

101‧‧‧畫像投射部

102‧‧‧畫像顯示部

101A‧‧‧光源

101B‧‧‧光調變部

103A‧‧‧第1偏向部(第1扁豆狀透鏡)

103B‧‧‧第2偏向部(第2扁豆狀透鏡)

103C‧‧‧第3偏向部(第3扁豆狀透鏡)

104‧‧‧擴散部

105‧‧‧透明板

106‧‧‧遮光部

107‧‧‧折射部

1031A‧‧‧第1圓柱透鏡

1031B‧‧‧第2圓柱透鏡

1031C‧‧‧第3圓柱透鏡

圖1為與第1實施形態有關之畫像顯示裝置之概略圖。

圖2為說明與第1實施形態有關之投影畫像之圖示。

圖3為說明與第1實施形態有關之畫像顯示部之圖示。

圖4為表示與第1實施形態有關之第1及第2扁豆狀透鏡的圖示。

圖5為說明與第1實施形態有關之視角的圖示。

圖6為說明與第1實施形態有關之畫像顯示裝置之作用的圖示。

圖7為說明與第1變形例有關之畫像顯示部之圖示。

圖8為說明與第1變形例有關之畫像顯示裝置之作用的圖示。

圖9為說明與第2變形例有關之畫像顯示部之圖示。

圖10為說明與第2變形例有關之畫像顯示裝置之作用的圖示。

圖11為與第2變形例有關之畫像顯示部之比較的圖示。

圖12為表示與第2實施形態有關之畫像顯示部之圖示。

圖13為與第2實施形態有關之第3扁豆狀透鏡的圖示。

圖14為說明與第2實施形態有關之投影畫像之圖示。

圖15為說明與第2實施形態有關之畫像顯示裝置之作用的圖示。

圖16為表示與第3實施形態有關之畫像顯示部之圖示。

圖17為說明與第3實施形態有關之漫射光的圖示。

圖18為表示與第3實施形態有關之畫像顯示部之變形例的圖示。

圖19為表示與第4實施形態有關之畫像顯示部之圖示。

圖20為說明與第4實施形態有關之作用的圖示。

圖21為說明與第4實施形態有關之作用的圖示。

圖22為表示與第4實施形態有關之畫像顯示部之變形例的圖示。

【發明內容及實施方式】

以下，針對與實施形態有關之畫像顯示裝置，參考圖面而予以說明。

(第1實施形態)

圖1(a)及(b)為與第1實施形態有關之畫像顯示裝置100之概略圖。圖1(a)係描畫觀察者之雙眼而表示水平視野內(水平面內)之畫像顯示裝置100，再者，圖1(b)係描畫觀察者之單眼而表示垂直視野內(垂直面內)之畫像顯示裝置100。並且，在此的水平及垂直係以觀察者之雙眼為基準，並不一定嚴格限定水平及垂直之意。即是，將配置有雙眼之視野及與該視野略平行之面定義成水平面(x-y平面)(第1平面)，將與該水平面略正交之面定義成垂直面(x-y平面)。

畫像顯示裝置100具備有畫像投射部101和畫像顯示部102。畫像投射部101係被設在y-z平面上之面狀的構件。該畫像投射部101係將包含在y軸方向(第1方向)形成具有視差之畫像(投影畫像)之視差畫像成分的複數光線(第1光線)投射至x軸方向(第2方向)。畫像顯示部102係對向於畫像投射部101之面，被設置在y-z平面上的面狀構件。該畫像顯示部102具備第1偏向部103A，和第2偏向部103B。第1偏向部103A係藉由在x-y平面內使第1光線偏向而取得第2光線。第2偏向部103B係藉由在x-y平面內又使第2光線偏向而取得第3光線，將該第3光線投射至因應被設定在畫像顯示裝置100之前方的觀察區域之視差畫像成分的方向。觀察者係藉由從觀察區域觀察畫像顯示部102投射之複數第3光線，使投影畫像可成為例如立體視。

在此，圖2為說明投影畫像之圖示。並且，該例所示之投影畫像為具有4視差的畫像。在以下之說明中，除非另有說明，原則上以該投影畫像為基礎進行說明。

投影畫像係以被配置在某基準面之多數攝影機攝影被照體，從來自多數攝影機的複數視差畫像生成。再者，即使藉由以重現作成的畫像藉由運算作成複數視點之視差畫像，從該視差畫像之視差畫像生成用以使觀察者立體視的畫像亦可。各個的視差畫像分別被分割成複數(號碼i)之視差畫像成分。該視差畫像成分為長條狀之畫像分段，藉由將配列有賦予相同號碼i之視差畫像成分的要素畫像i再予以配列，生成投影畫像。如此生成之投影畫像具有複數畫素。

在圖2之例中，使用與視差數相同數量之4個視差畫像，即是左用(L)、中左用(CL)、中右用(CR)、右用(R)之畫像。並且，左、中左、中右、右之位置關係於例如以攝影機攝影之時，對應於攝影之時的位置關係。各視差畫像分別被分割成4個視差畫像成分，即是L1~L4、CL1~CL4、CR1~CR4、R1~R4。藉由L1、CL1、CR1、R1保持視差畫像之位置關係而予以配列，可取得要素畫像1。同樣，從L2、CL2、CR2、R2可取得要素畫像2，從L3、CL3、CR3、R3可取得要素畫像3，從L4、CL4、CR4、R4可取得要素畫像4。在此，保持位置關係指可取得視差畫像成分之原來的視差畫像若為左用，該視差畫像成分在要素畫像中位於左，同樣視差畫像若為中左用、中右用、右用時，視差畫像成分在要素畫像中分別位於中左、中右、右。該些要素畫像1~要素畫像4係以號碼之順序被配列而形成投影畫像。

圖1所式之畫像投射部101具備光源101A和光調變部101B。

光源101A係以面狀地配列複數例如LD(雷射二極體：Laser Diode)等之發光元件，對光調變部101B射出複數光線(光束)的面發光裝置。對光調變部101B射出之光線係以光束之擴散角度小且指向高者為佳。從低消耗電力之觀點來看以使用LED或有機EL或LD為佳。並且，從藉由調整顏色再現性、光束之小徑化、光束之射出角度及寬度等所產生的視差生成之容易度的觀點來看，以LD為佳。

光調變部101B係藉由調變從光源101接取之光線的顏色，生成與畫像(投影畫像)所具有之畫素對應的光線。就以投影畫像而言，從該光調變部101B被射出之複數的光線如上述般包含複數之視差畫像成分。光調變部101B為例如SLM(空間光調變器)，可以使用平面型之液晶顯示面板(LCOS等)。

並且，就以畫像投射部101而言，也可以使用例如鹵素燈等之光源101A，和例如具有LCOS等之光調變部101B之投影機。

圖3表示圖1中之畫像顯示部102的圖示。圖3(a)係描畫觀察者之雙眼而表示水平視野內(水平面內)之畫像顯示裝置102，再者，圖3(b)係描畫觀察者之單眼而表示垂直視野內(垂直面內)之畫像顯示裝置102。

畫像顯示部102具備第1偏向部(第1扁豆狀透鏡)103A、第2偏向部(第2扁豆狀透鏡)103B。再者，於使用LD當作光源101A之時，具備有擴散部104。該些藉由設置例如框(無圖示)，可以維持相對稱的位置關係而予以固定。再者，為了安定固定，因應所需即使在第1扁豆狀透鏡103A和第2扁豆狀透鏡103B之間具透明板105亦可。

第1扁豆狀透鏡103A具有擁有正的折射力的凸面，藉由使以畫像投射部101被投射之光線(第1光線)折射，在水平面(x-y平面)內偏向至y軸方向。即是，藉由將第1光線繞Z軸向正或負的旋轉方向旋轉以使偏向。並且，在此的旋轉係指在第1光線之單位向量之x軸成分及y軸成分之y軸方向之正或負不改變的範圍下之旋轉。依此，分別畫像(投射畫像)所含之視差畫像成分。該偏向之光對第2扁豆狀透鏡103B被射出。在此，如圖4(a)所示之第1扁豆狀透鏡103A為在z軸方向(第3方向)具有母線(圖中二點鏈線)，即是在y方向配列在垂直方向細長之複數凸狀之第1圓柱透鏡1031A的片狀構件。該第1圓柱透鏡1031A之間距(y軸方向之寬度)與投影畫像所含之要素畫像之間距(視差畫像成分之配列方向的寬度)相同程度。

第2扁豆狀透鏡103B具有擁有正的折射力之凸面，藉由又使以第1扁豆狀透鏡103A被投射之光線(第2光線)折射，在水平面(x-y平面)內使光線又偏向與第1 扁豆狀透鏡103A偏向第1光線的y軸方向相同的方向。依此，對擴散部104以因應視差畫像成分之角度射出光線(第3光線)。在此，因應視差畫像成分之角度可以藉由事先決定觀察者欲觀察(企圖)之畫像，根據此事先設定。

圖4(b)所示之第2扁豆狀透鏡103B係在y軸方向配列於z軸方向具有母線(圖中二點鏈線)之複數凸狀之第2圓柱透鏡1031B的片狀構件。第2扁豆狀透鏡103係使第2圓柱透鏡1031B之光軸(圖中一點鏈線)與相向之第1圓柱透鏡1031A之光軸一致而被設置。再者，凸狀之射入面被設置在較第1圓柱透鏡1031A之焦點位置(圖3中×印)靠第1扁豆狀透鏡103A之側(後方)。該第2圓柱透鏡1031B之間距(y軸方向之寬度)與第1圓柱透鏡1031A之間距(y軸方向之寬度)相同程度。

圖5為說明第1視角θ1及第2視角θ2的圖示。

在此，視角係觀察者在觀察區域可以使投影畫像立體視的範圍(表示範圍之角度)。在此的視角係被定義成在水平面，藉由以扁豆狀透鏡之光軸為中心，互相平行的兩條光線射入至扁豆狀透鏡而偏向，該被偏向之兩個光線所構成之角度(<180°)。

如圖5(a)所示般，於假設無第2扁豆狀透鏡103B之時，僅離從第1扁豆狀透鏡103A之第1圓柱透鏡1031A之光軸距離d之平行的兩根光線A及光線B射入至第1扁豆狀透鏡103A，將藉由第1圓柱透鏡1031A被折射成與光軸構成的角1(<90°)的光線A’及在光線B’在焦點位置構成的θ1(<180°)定義成第1視角。

再者，如圖5(b)所示般，上述光線A’及光線B’又射入至第2扁豆狀透鏡103B，定義成第2圓柱透鏡1031B被折射至與光軸構成之角2(1<2<90°)的光線A”及光線B”構成之角度θ2(θ1<92<180°)。

擴散部104係將藉由第2扁豆狀透鏡103B被投射之光線擴散至垂直方向。擴散部104係使光線擴散至垂直方向，並且為了抑制朝水平方向擴散，例如以使用以塑膠為材質之各向異性擴散板為佳。藉由使視差畫像顯示於擴散部104，觀察者可以在觀察區域中於擴散部104之前方或背面側辨識到立體畫像。並且，於使用LD以外之例如LED等當作光源103A之時，於不具備擴散部104之時，藉由觀察者在觀察區域中直接觀察第2扁豆狀透鏡103B射出之光線，可以在第2扁豆狀透鏡103B之前方或背面側辨識到立體畫像。

以下，參照圖6，針對與第1實施形態有關之畫像顯示裝置100之作用予以說明。在圖6中，被投射之投射畫像係以視差畫像成分L1、CL1、CR1、R1、L2、CL2、…、CR4、R4之順序被配列的分段之圖案被表示。

從各分段對第1扁豆狀透鏡103A投射具有視差畫像成分的光線。並且，在圖6中，僅表示被投射之光線中對第1扁豆狀透鏡之光軸平行的光線。如圖6所示般，相當於一個要素畫像的4個視差畫像成分對應於一個第1圓柱透鏡1031A。即是，具有視差畫像成分之光線依每要素畫像被射入至不同的第1圓柱透鏡1031A。

被射入至第1圓柱透鏡1031A之光線藉由第1圓柱透鏡1031A具有之正的折射力，被折射至朝向光軸的方向(內側)。即是，具有視差畫像成分L1~L4、CL1~CL4之光線從觀察者觀看被折射至左、中左之方向，具有視差畫像成分CR1~CR4、R1~R4之光線從觀察者觀看被折射至中右、右的方向。此時，因光線依視差畫像成分以不同角度從第1圓柱透鏡1031A被射出，故可以將複數之視差畫像成分分離至不同的方向。從第1圓柱透鏡1031A被射出之光線通過透明板105，而依每要素畫像被射入至不同的第2圓柱透鏡1031B。

被射入至第2圓柱透鏡1031B之光線藉由第2圓柱透鏡1031B具有之正的折射力，又被折射至朝向光軸的方向(內側)。即是，具有視差畫像成分L1~L4、CL1~CL4之光線從觀察者觀看被折射至左、中左之方向，具有視差畫像成分CR1~CR4、R1~R4之光線從觀察者觀看又被折射至中右、右的方向。依此，具有視差畫像成分之光線被射出至因應視差畫像成分之方向。如此一來，具有藉由第1圓柱透鏡1031A被分離之視差畫像成分的光線被偏向至擴大上述視角之方向。

從第2圓柱透鏡1031B被射出之光線藉由擴散部104被擴散至垂直方向，被投射至觀察區域。在觀察區域中，藉由觀察者觀察具有視差畫像成分之該光線所構成之畫像，可立體視。

在此，例如使用單一扁豆狀透鏡，為了擴大視角，假設增大圓柱透鏡所構成的折射角。此時，因像差變大，故含有視差畫像成分之光線以與事先設定之角度不同的角度被射出，可想像視差畫像成分不會充分分離而產生串擾。

因此，若藉由與本實施形態有關之畫像顯示裝置100時，使用兩個扁豆狀透鏡(第1扁豆狀透鏡103A及第2扁豆狀透鏡103B)，藉由使光線階段性地(2階段)折射，可擴大視角，並且降低串擾。

並且，在上述說明中，針對僅在水平視野內提供視差(水平視差)之畫像顯示裝置之實施形態予以說明。但是，即使不僅水平視野內在垂直視野內，亦可以提供垂直視差。此時，在投射畫像中，從畫像投射部101被投射在水平以及垂直視野內提供視差之視差畫像，藉由具有二次元配列透鏡之透鏡陣列的第1偏向部1031A、第2偏向部1031B，分離提供投射畫像所含的水平視差及垂直視差的視差畫像。

再者，作為畫像投射部101，即使為具備有直接印刷視差畫像成分之印刷部(印刷畫像)101C者，以取代光調變部101B亦可。並且，此時，為了使用來自周圍之光的反射光，光源101A因應所需而設置即可。此時，因來自印刷部101C之光充分被擴散，故即使不具備擴散部104亦可。

再者，作為投射畫像，不一定要導入藉由兩眼視差的立體視，即使為相同影像傳至兩眼之程度的低密度的視差配置，亦可成為運動視差，取得良好的立感體。並且，不以取得立體感為目的，藉由因應觀看位置而顯示完全不同的影像，亦可應用於例如對從右邊觀看畫面的人和從左邊觀看畫面之人提供不同的資訊。

(第1變形例)

在圖3所示之畫像顯示部102中，雖然以第2偏向部(第2扁豆狀透鏡)103B為凸狀之第2圓柱透鏡1031B為例予以說明，但並不限定於此。

圖7為說明與第1變形例有關之畫像顯示部102之圖示。在圖7所示之畫像顯示部102中，具有凹狀之第2圓柱透鏡透鏡1031A，以取代第2扁豆狀透鏡103為凸狀之第2圓柱透鏡1031A。

第2扁豆狀透鏡103B具有擁有負的折射力的凹面，藉由使以第1扁豆狀透鏡103A被投射之光線折射，在水平面(x-y平面)內偏向光線。依此，對擴散部104以因應視差畫像成分之角度射出光線。在此，第2扁豆狀透鏡103B為在水平方向配列在垂直方向具有母線之複數凹狀的第2圓柱透鏡1031B的片狀構件。第2扁豆狀透鏡103係使第2圓柱透鏡1031B之光軸(圖中一點鏈線)與相向之第1圓柱透鏡1031A之光軸一致而被設置。再者，相對於第1扁豆狀透鏡103A，凹狀之射入面被設置成較第1 圓柱透鏡1031A之焦點位置(圖中×記號)遠。該第2圓柱透鏡1031B之間距(y軸方向之寬度)與第1圓柱透鏡1031A之間距(y軸方向之寬度)相同程度。

圖8為說明與第1變形例有關之畫像顯示裝置100之作用的圖示。如此一來，具有藉由第1圓柱透鏡1031A被分離之視差畫像成分的光線，藉由第2圓柱透鏡1031B所具有的負折射力而被偏向至擴大視角之方向。

並且，第2圓柱透鏡1031B之間距(y軸方向之寬度)可以設成較第1圓柱透鏡1031A之間距(y軸方向之寬度)大。依此，可以使畫面周邊之光線朝向畫面之中央偏向。

(第2變形例)

在圖3所示之畫像顯示部102中，雖然舉出以第1圓柱透鏡1031A之間距(y軸方向之寬度)，和第2圓柱透鏡1031B之間距(y軸方向之寬度)為同程度之例而做說明，但是並不限定於此。

圖9為說明與第2變形例有關之畫像顯示部102之圖示。在圖9(a)所示之畫像顯示部102中，第1圓柱透鏡1031A之間距(y軸方向之寬度)大於第2圓柱透鏡1031B之間距(y軸方向之寬度)大。再者，使第1扁豆狀透鏡103A之中心軸(圖中虛線)和第2扁豆狀透鏡103B之中心軸(圖中虛線)一致而設置。此時，隨著從中心軸分離，相向之第1圓柱透鏡1031A和第2圓柱透鏡1031B 之光軸之y軸方向之偏移量變大，位於最邊的第1圓柱透鏡1031A及第2圓柱透鏡1031B之光軸之偏移量δ為第1圓柱透鏡1031A之間距之1/2以下為佳。

圖10為說明與第2變形例有關之畫像顯示裝置100之作用的圖示。再者，圖11為表示圖3所示之畫像顯示部102和與本實施例有關之畫像顯示部102之比較的圖示。並且，圖11(a)表示與第1實施形態有關之畫像顯示部102，再者，圖11(b)表示與本變形例有關之畫像顯示部102。

如圖10所示般，該畫像顯示裝置100之作用基本上與圖6相同。但是，因如上述般使第1圓柱透鏡1031A之間距和第2圓柱透鏡透鏡1031B之間距不同，故如圖11所示般，隨著從中心軸分離，以兩條光線包圍之視域移動至朝向中心軸的方向(內側)。

再者，針對圖7所示之畫像顯示部102，如圖9(b)所示般，第2圓柱透鏡1031B之間距(y軸方向之寬度)亦可以設成較第1圓柱透鏡1031A之間距(y軸方向之寬度)大。依此，可以使畫面周邊之光線朝向畫面之中央偏向。

若藉由與本變形例有關之畫像顯示裝置100，可以使例如藉由最邊之圓柱透鏡而被折射之後的光線，即不傳至觀察者之光線的量減少。因此，可以放大觀察者在觀察區域中可立體視之範圍。

並且，在此，雖然使第1扁豆狀透鏡103A和第2扁豆狀透鏡103B之中心軸一致，但是並不限定於此。即是，於企圖使觀察區域對畫像顯示裝置左右移動之時等，可以使中心軸也一起朝y軸方向移動。

(第2實施形態)

圖12為說明與第2變形例有關之畫像顯示部102之圖示。畫像顯示部102在第1扁豆狀透鏡103A和第2扁豆狀透鏡103B之間具有第3偏向部(第3扁豆狀透鏡)103C。並且，針對與第1實施形態有關之畫像顯示裝置100相同之構成，省略說明。

第3扁豆狀透鏡103C被設置在第1圓柱透鏡1031A之焦點位置。圖13所示之第3扁豆狀透鏡103C係在以特定角度(在此為=45°)與第1圓柱透鏡103A之母線(垂直方向)交叉之方向(第4方向)具有母線的複數凸狀之第3圓柱透鏡1031C被配列在與母線正交之方向(第5方向)的片狀構件。此時，第2扁豆狀透鏡103B相對於第3扁豆狀透鏡103C，被設置在離第3扁豆狀透鏡103C之焦點距離之兩倍的位置上。

圖14為說明投影畫像之圖示。並且，該例所示之投影畫像為具有16視差的畫像。

在圖14之例中，使用與視差數相同數量之16個視差畫像，即是左用(L)、中左1~7用(CL11~CL17)、中右1~7用(CR11~CR17)、右用(R)之畫像。各視差畫像分別為4個視差畫像成分，即是被分割成L1~L4、CL11 ~CL14、CL21~CL24、CL31~CL34、CL41~CL44、CL51~CL54、CL61~CL64、CL71~CL74、CR11~CR14、CR21~CR24、CR31~CR34、CR41~CR44、CR51~CR54、CR61~CR64、CR71~CR74、R1~R4。藉由視差畫像成分L1、CL11、CL21、CL31、CL41、CL51、CL61、CL71、CR11、CR21、CR31、CR41、CR51、CR61、CR71、R1配列成4×4之矩陣狀，可取得要素畫像1。同樣，取得要素畫像2~4。該些要素畫像1~要素畫像4係以號碼之順序被配列而形成正方形之投影畫像。

圖15為說明與第2實施形態例有關之畫像顯示裝置200之作用的圖示。

被射入至第1圓柱透鏡1031A之光線依每視差畫像成分以不同角度從第1圓柱透鏡1031A被射出，可以將複數之視差畫像成分分離至不同方向(a)。從第1圓柱透鏡1031A被射出之光線，依每要素畫像被射入至不同的第3圓柱透鏡1031C。

藉由被射入至第3圓柱透鏡1031C之光線偏向要素畫像之視差畫像成分之各行(y軸方向)分別不同之方向，在x軸方向成為1行(具有皆差)之列而從第3圓柱透鏡1031C被射出(b)。從第3圓柱透鏡1031C被射出之光線，依每要素畫像被射入至不同的第2圓柱透鏡1031B。

被射入至第2圓柱透鏡1031B之光線藉由第2圓柱透鏡1031B具有之正的折射力，又被折射至朝向光軸的方向(內側)(c)。如此一來，具有藉由第1圓柱透鏡1031A及第3圓柱透鏡1031C被分離之視差畫像成分的光線被偏向至擴大上述視角之方向。

若藉由本實施形態有關之畫像顯示裝置200時，因即使例如第1圓柱透鏡、第2圓柱透鏡之各圓柱透鏡之間距一定之時，亦可以在水平及垂直方向配列視差畫像成分，故可以維持相同之畫素間距之狀態下增加視差數。依此，觀察者在觀察區域可在更寬廣之視域進行流暢的立體視。

並且，第3圓柱透鏡1031C之母線之角度並不限定於=45°，於設投影畫像之水平方向之間距W、垂直方向之間距H之時，可以成為=atan(W/H)。此時，第2扁豆狀透鏡1031C設為第3扁豆狀透鏡103C之焦點距離f之時，被設置在從第3扁豆狀透鏡103C距離d=f×(1+1/tan² )之位置。

再者，第3偏向部103C即使為各透鏡部分具有平面之傾斜稜鏡之片狀構件，來取代第3圓柱透鏡1031C亦可。

再者，上述說明係根據第1實施形態之畫像顯示裝置100而進行說明，但是即使根據第1實施形態之畫像顯示裝置100之各變形例當然亦可。

(第3實施形態)

圖16為說明與第3變形例有關之畫像顯示部102之圖示。畫像顯示部102在第1扁豆狀透鏡103A和第2扁豆狀透鏡103B之間具有遮光部106。並且，針對與第1實施形態有關之畫像顯示裝置100相同之構成，省略說明。

圖17為說明漫射光之圖示。原本第1圓柱透鏡1031A偏向之光線以被射入至相向之第2圓柱透鏡1031B(稱為相向透鏡)為佳。但是，光線之一部分如圖17所示般，不會射入至相向透鏡，被射入至與相向透鏡鄰接之第2圓柱透鏡1031B(鄰接透鏡)。如此之光線成為漫射光，由於被偏向非期望的方向，其結果產生串擾。

遮光部106係遮蔽第1圓柱透鏡1031A偏向之光線(第2光線)，即被射入至與該第1圓柱透鏡1031A鄰接之對向於第1圓柱透鏡1031A之第2圓柱透鏡1031B之光線(漫射光)的構件。

在圖16之例中，遮光部106係被夾在第1扁豆狀透鏡103A之凹部和第2扁豆狀透鏡103B之凹部之間而被設置之例如以不鏽鋼當作材質的金屬線等之圓柱形狀的構件。依此，遮蔽漫射光，當然可以安定固定第1扁豆狀透鏡103A及第2扁豆狀透鏡103B。再者，藉由不使用例如透明板或黏著劑而進行固定，因遮光部106以外之部分可以產生空隙，故可以在第1扁豆狀透鏡103A和空隙之間保持大的折射率差，並可以以更大的角度使從第1扁豆狀透鏡103A射出之光線偏向。

再者，如圖18(a)所示般，遮光部106即使係被夾在第1扁豆狀透鏡103A之凹部和第2扁豆狀透鏡103B之凹部之間而被設置之例如以銅當作材質的薄膜等之角柱形狀的構件亦可。再者，如圖18(b)所示般，遮光部106被設置在第1扁豆狀透鏡103A和第2扁豆狀透鏡103B之間，在連結第1扁豆狀透鏡103A之凹部和第2扁豆狀透鏡103B之凹部之線上具有遮光圖案之片狀構件亦可。遮光圖案係可以藉由在透明之平板上印刷黑色條紋狀圖案而作成。

並且，上述說明係根據第1實施形態之畫像顯示裝置100而進行說明，但是即使根據第1實施形態之畫像顯示裝置100之各變形例當然亦可。

(第4實施形態)

圖19為表示與第四實施形態有關之畫像顯示部102之圖示。畫像顯示部102在第1扁豆狀透鏡103A和第2扁豆狀透鏡103B之間具有折射部107。並且，針對與第1實施形態有關之畫像顯示裝置100相同之構成，省略說明。

如上述般，原本第1圓柱透鏡1031A偏向之光線以被射入至相向之第2圓柱透鏡1031B(稱為相向透鏡)為佳。但是，光線之一部分如圖17所示般，不會射入至相向透鏡，被射入至與相向透鏡鄰接之第2圓柱透鏡1031B(鄰接透鏡)。如此之光線成為漫射光，由於被偏向非期望的方向，其結果產生串擾。

折射部107係在水平面(x-y平面)內使第1圓柱透鏡1031A偏向之光線(第2光線)，即被射入至與該第1圓柱透鏡1031A鄰接之對向於第1圓柱透鏡1031A之第2圓柱透鏡1031B之光線(漫射光)折射的構件。折射部107係被設置在連結相鄰之第1圓柱透鏡1031A之境界(第1扁豆狀透鏡103A之凹部之頂點)，和相鄰之第2圓柱透鏡1031B之境界(第2扁豆狀透鏡103B之凹部之頂點)之線上。再者，折射部107在表面具有曲面，該曲率半徑係以比第1圓柱透鏡1031A及第2圓柱透鏡1031B之曲率半徑充分小為佳。

在該例中，為被夾於第1扁豆狀透鏡103A之凹部和第2扁豆狀透鏡103B之凹部之間而設置的可視光透過的透明圓柱形狀之構件。即是，作為折射部107，可以使用例如玻璃或PMMA等之塑膠。

藉由該折射部107而被折射之光線(漫射光)又藉由第2圓柱透鏡1031B在水平面(x-y平面)內被折射，依此可以使傳至觀察者之漫射光的強度對原本應傳至觀察者之光線強度，降低至充分小的水準。依此，可以降低視差間之串擾。

圖20為說明與本實施形態有關之作用的圖示，表示光線(漫射光)之路徑的模式圖。並且，在圖20中，虛線之箭號表示無折射部107之時之光線的路徑，實線之箭號表示有折射部107之時之光線的路徑。如圖20所示般，於無折射部107之時，從第1扁豆狀透鏡103A射出至空氣中之光線(漫射光)在空氣中直進而射入至第2扁豆狀透鏡103B。另外，於有折射部107之時，從第1扁豆狀透鏡103A射出至空氣中之光線(漫射光)藉由折射部107被折射之後，射入至第2扁豆狀透鏡103B。此時，比起無折射部107之時，有折射部107之時的光線(漫射光)在水平面(x-y平面)以更大角度折射。再者，在折射部107之表面，一部分之光線反射或擴散。如此一來，於有折射部107之時，比起無折射部107之時，可以降低傳至觀察者之光線(漫射光)之強度。

圖21為說明與本實施形態有關之作用的圖示，表示光量分布之計算結果的一例。橫軸表示y軸方向之位置，縱軸表示y軸方向之各位置中之光線的光量。並且，圖21(a)表示無折射部107，圖21(b)表示有折射部107之時的計算結果。在各圖中，表示出現在以虛線包圍之部分的光量之峰值在該y軸方向之位置存在有漫射光成分。即是，在該區域中，兩種類之分佈重疊，除正確的畫像之外，也看到錯誤角度之畫像重疊。藉由圖21，可知在有折射部107之時(圖21(b))，比起無折射部107之時(圖21(a))，可降低漫射光之強度。

若藉由本實施形態時，藉由降低漫射光之強度，可以降低視差間之串擾。此時，比以藉由第2實施形態之遮光部106來遮光漫射光，因在本實施形態中使用透明之折射部107，故可以增加照亮印刷畫像之光量及傳到觀察者之光量，因此觀察者可以觀察到更明量之投影畫像。再者，藉由在第1扁豆狀透鏡103A之凹部和第2扁豆狀透鏡103B之凹部之間設置折射部107，可以容易進行兩扁豆狀透鏡103A及103B之對位，再者可以安定地固定兩扁豆狀透鏡103A及103B。再者，藉由不使用例如透明板或黏著劑而進行固定，因遮光部106以外之部分可以產生空隙，故可以在第1扁豆狀透鏡103A和空隙之間保持大的折射率差，並可以以更大的角度使從第1扁豆狀透鏡103A射出之光線偏向。

並且，藉由在折射部107，添加例如以紫外線激起的螢光體，吸收照明光所含之紫外光(例如，波長200nm~400nm)而放射可視光(例如，波長400nm~800nm)，並且可以增加照亮印刷畫像之光量。再者，也可考慮將折射部107當作傳達照明光之波導路使用。例如，藉由從折射部107之端投入LED等之光，在折射部107之印刷畫像側設置缺陷等，亦可使被波導的光散射至印刷畫像側而進行照明。

圖22為表示與第四實施形態有關之畫像顯示部102之變形例的圖示。圖22之折射部107係與第2偏向部103B一體成形。被一體成形之折射部107以突起部之前端具有曲面為佳，在該曲面及壁面使漫射光成分折射或者內部反射。突起部之壁面即使非垂直而是帶錐度亦可，因於成形之時，製造性變佳，故以帶錐度為佳。依此，容易製造畫像顯示裝置100。

若藉由上述說明之至少一個實施形態之畫像顯示裝置時，可擴大視角，並且可降低串擾。

提出該些實施形態作為例，並無限定發明範圍之意圖。該些實施形態可以其他各種型態來實施，只要在不脫離發明之主旨的範圍下，可做各種省略、置換及變更。該些實施形態或其變形當然也包含在發明範圍或主旨中，並且包含於申請專利範圍所記載之發明和其均等之範圍中。

102‧‧‧畫像顯示部

104‧‧‧擴散部

105‧‧‧透明板

103A‧‧‧第1扁豆狀透鏡

103B‧‧‧第2扁豆狀透鏡

1031A‧‧‧第1圓柱透鏡

1031B‧‧‧的2圓柱透鏡

Claims

一種畫像顯示裝置，具有：投射部，其係將包含在第1方向形成具有視差之畫像之視差畫像成分的第1光線投射至與上述第1方向正交的第2方向；第1偏向部，其係在包含上述第1方向之軸及上述第2方向之軸的第1平面內，使上述第1光線偏向上述第2方向而取得第2光線；第2偏向部，其係在上述第1平面內，又使上述第2光線偏向與上述第1偏向部使上述第1光線偏向的上述第2方向相同之方向而取得第3光線，投射該第3光線。
如請求項1所記載之畫像顯示裝置，其中，上述第1偏向部係在上述第1方向配列複數具有上述第1光線射入之凸狀第1射入面的第1圓柱透鏡，使射入至該第1射入面之上述第1光線折射的扁豆狀透鏡(lenticular lens)，上述第2偏向部係在上述第1方向配列複數具有上述第2光線射入之凸狀第2射入面的第2圓柱透鏡，該第2射入面被設置在較上述第1圓柱透鏡之焦點位置靠上述第1偏向部之側，使射入至上述第2射入面之上述第2光線折射的扁豆狀透鏡。
如請求項2所記載之畫像顯示裝置，其中，上述第1圓柱透鏡之上述第1方向之寬度大於上述第2圓柱透鏡之上述第1方向之寬度。
如請求項1所記載之畫像顯示裝置，其中，上述第 1偏向部係在上述第1方向配列複數具有上述第1光線射入之凸狀第1射入面的第1圓柱透鏡，使射入至該第1射入面之上述第1光線折射的扁豆狀透鏡，上述第2偏向部係在上述第1方向配列複數具有上述第2光線射入的凹狀第2射入面的第2圓柱透鏡，該第2射入面以上述第1圓柱透鏡之焦點位置為基準而被設置在與上述第1偏向部相反側，使射入至上述第2射入面之上述第2光線折射的扁豆狀透鏡。
如請求項4所記載之畫像顯示裝置，其中，上述第1圓柱透鏡之上述第1方向之寬度小於上述第2圓柱透鏡之上述第1方向之寬度。
如請求項1所記載之畫像顯示裝置，其中，上述第1圓柱透鏡和上述第2圓柱透鏡相向，又具有遮光部，其係遮蔽上述第1圓柱透鏡偏向之光線，即被射入至與該第1圓柱透鏡相鄰的相向於第1圓柱透鏡的第2圓柱透鏡的光線。
如請求項1所記載之畫像顯示裝置，其中，上述第1圓柱透鏡及上述第2圓柱透鏡在與上述第1平面垂直之第3方向具有母線，在上述第1偏向部和上述第2偏向部之間，即上述第1圓柱透鏡之焦點位置又具備第3偏向部，上述第3偏向部係將在以特定角度與第3方向交差之第4方向上具有母線之第3圓柱透鏡或稜鏡，配列複數在與上述第4方向正交的第5方向上。
如請求項2所記載之畫像顯示裝置，其中，上述第1射入面和上述第2射入面與上述第2方向相向，又具有被設置在連結相鄰之上述第1圓柱透鏡之境界，和相鄰之上述第2圓柱透鏡之境界的線上，使上述第2光線折射之折射部。
如請求項8所記載之畫像顯示裝置，其中，上述折射部係使可視光透過的圓柱狀之構件，與上述第1圓柱透鏡之一部分，和上述第2圓柱透鏡之一部分相接。
如請求項8所記載之畫像顯示裝置，其中，上述折射部與上述第1偏向部或上述第2偏向部中之一方一體成形。
如請求項8所記載之畫像顯示裝置，其中，上述折射部包含吸收紫外光而放射可視光的螢光體。
一種畫像顯示裝置，具有：投射部，其係將包含形成印刷畫像即在第1方向具有視差之畫像之視差畫像成分的第1光線投射至與上述第1方向正交的第2方向；第1偏向部，其係在包含上述第1方向之軸及上述第2方向之軸的第1平面內，使上述第1光線偏向上述第2方向而取得第2光線；第2偏向部，其係在上述第1平面內，又使上述第2光線偏向與上述第1偏向部使上述第1光線偏向的上述第2方向相同之方向而取得第3光線，投射該第3光線。
如請求項12所記載之畫像顯示裝置，其中，上述第1偏向部係在上述第1方向配列複數具有上述第1光線射入之凸狀第1射入面的第1圓柱透鏡，使射入至該第1射入面之上述第1光線折射的扁豆狀透鏡，上述第2偏向部係在上述第1方向配列複數具有上述第2光線射入之凸狀第2射入面的第2圓柱透鏡，該第2射入面被設置在較上述第1圓柱透鏡之焦點位置靠上述第1偏向部之側，使射入至上述第2射入面之上述第2光線折射的扁豆狀透鏡。
如請求項13所記載之畫像顯示裝置，其中，上述第1圓柱透鏡之上述第1方向之寬度大於上述第2圓柱透鏡之上述第1方向之寬度。
如請求項12所記載之畫像顯示裝置，其中，上述第1偏向部係在上述第1方向配列複數具有上述第1光線射入之凸狀第1射入面的第1圓柱透鏡，使射入至該第1射入面之上述第1光線折射的扁豆狀透鏡，上述第2偏向部係在上述第1方向配列複數具有上述第2光線射入的凹狀第2射入面的第2圓柱透鏡，該第2射入面以上述第1圓柱透鏡之焦點位置為基準而被設置在與上述第1偏向部相反側，使射入至上述第2射入面之上述第2光線折射的扁豆狀透鏡。
如請求項15所記載之畫像顯示裝置，其中，上述第1圓柱透鏡之上述第1方向之寬度小於上述第2圓柱透鏡之上述第1方向之寬度。
如請求項12所記載之畫像顯示裝置，其中，上述第1圓柱透鏡和上述第2圓柱透鏡相向，又具有遮光部，其係遮蔽上述第1圓柱透鏡偏向之光線，即被射入至與該第1圓柱透鏡相鄰的相向於第1圓柱透鏡的第2圓柱透鏡的光線。
如請求項12所記載之畫像顯示裝置，其中，上述第1圓柱透鏡及上述第2圓柱透鏡在與上述第1平面垂直之第3方向具有母線，在上述第1偏向部和上述第2偏向部之間，即上述第1圓柱透鏡之焦點位置又具備第3偏向部，上述第3偏向部係將在以特定角度與第3方向交差之第4方向上具有母線之第3圓柱透鏡或稜鏡，配列複數在與上述第4方向正交的第5方向上。
如請求項13所記載之畫像顯示裝置，其中，上述第1射入面和上述第2射入面與上述第2方向相向，又具有被設置在連結相鄰之上述第1圓柱透鏡之境界，和相鄰之上述第2圓柱透鏡之境界的線上，使上述第2光線折射之折射部。
如請求項19所記載之畫像顯示裝置，其中，上述折射部係使可視光透過的圓柱狀之構件，與上述第1圓柱透鏡之一部分，和上述第2圓柱透鏡之一部分相接。