TW201734572A - 立體顯示裝置 - Google Patents

Abstract

[課題]提供一種不使用會成為投影對象的物體本身，而可將該物體之立體影像投影至空中的立體顯示裝置。 [解決手段]立體顯示裝置具有：圖像顯示部，就預定的空間區域內之各成像點，使該成像點之被投影至該空間區域的物體之像，顯示於顯示區域上之與該成像點相對應的區塊；透鏡，使從圖像顯示部之各區塊發出的光朝向彼此不同的方向；導光板，具有設在出射面或與出射面相對向的面中之任一面的複數個第1偏向部，並且各第1偏向部使從各區塊發出、且從入射面入射的光，朝向彼此不同的方向而從出射面出射；以及第2偏向部，就各第1偏向部，使透過該第1偏向部而從出射面出射的來自於各區塊的光，朝向相對應的成像點。

Description

立體顯示裝置

發明領域 本發明是有關於一種可將立體影像投影於空中的立體顯示裝置。

發明背景 過去，已研究出一種不使用偏光眼鏡等用來觀察立體影像的專用器具，而是將觀察者可目視確認的立體影像投影於空中的立體顯示裝置(例如，參照專利文獻1～3)。

例如，專利文獻1所揭示的立體顯示裝置，具有：電子性地形成的合成立體影像、用以將合成立體影像之實像再生的成像手段、以及用以使實像與觀察者眼睛之焦點位置大致一致的焦點裝置。此外，此立體顯示裝置為了提升顯示性能，更具有Z方向掃描手段、旋轉掃描手段與矩陣型顯示器，來作為合成立體影像之形成手段。

又，專利文獻2所揭示的立體的二維影像顯示裝置具有：圖像傳達面板，與圖像顯示面平行地分離配置，由以複數個透鏡形成並且具有比要顯示之像還寬之有效面積的微透鏡陣列、以及圍住微透鏡陣列之有效區域周圍的透鏡框區域所構成，可在與微透鏡陣列之顯示部為相反側並且位於透鏡框區域之前方的空間，生成顯示二維影像之實像的成像面；配置在成像面近旁的成像處顯示物體；以及圍住顯示部與圖像傳達面板之間的光路徑而使之為暗色的框體。

此外，專利文獻3所揭示的光學成像裝置，是在透明平板的內部，使用將垂直於透明平板之一側之面的多數且為帶狀之平面光反射部以一定的間距排列形成的第1及第2光控制面板，將第1及第2光控制面板之各一面側，使平面光反射部直交相對而成。 先行技術文獻 專利文獻

[專利文獻1]日本專利公開公報特開2003－107402號 [專利文獻2]日本專利公開公報特開2007－304609號 [專利文獻3]國際公開第2009／131128號

發明概要 發明欲解決之課題 然而，在專利文獻1所揭示的立體顯示裝置中，由於為了形成合成立體影像，需要機械性地掃描矩陣型顯示器，所以裝置全體會複雜化。

又，在專利文獻2所揭示的立體的二維影像顯示裝置中，不過是藉由微透鏡陣列來形成顯示於圖像顯示面的二維影像之實像，並非將真正意義上的立體影像投影於空中。

此外，由於在專利文獻3所揭示的光學成像裝置，也是從作為投影對象的物體上之各點發出的光，成像於投影像狀之對應的點，所以只要物體本身沒有立體的形狀，所投影之像也不會成為立體的像。

因此，本發明的目的在於提供一種不使用成為投影對象的物體本身，即可將該物體之立體影像投影於空中的立體顯示裝置。 發明欲解決之課題

本發明之一形態，提供一種立體顯示裝置。此立體顯示裝置，具有：圖像顯示部，就預定的空間區域內之複數個成像點的各個成像點，使該成像點之被投影至前述預定的空間區域的物體之像，顯示於把顯示區域分割後的複數個區塊之中與該成像點相對應的區塊；第1透鏡，使從圖像顯示部的複數個區塊之各個區塊發出的光，成為彼此朝向不同方向的光；導光板，是透明的構件且形成為平板狀的導光板，具有隔著第1透鏡而與圖像顯示部相對向的入射面、以及設在作為導光板之一面的出射面或是與出射面相對向的面中之任一面的複數個第1偏向部，並且複數個第1偏向部之各個第1偏向部，使從複數個區塊之各個區塊發出、且從入射面入射的光，朝向彼此不同的方向而從出射面出射；及第2偏向部，配置成與導光板之出射面相對向，就複數個第1偏向部之各個第1偏向部，使透過該第1偏向部而從前述出射面出射的來自於複數個區塊之各個區塊的光，朝向複數個成像點之中相對應的成像點。

在此立體顯示裝置中，第1透鏡宜使從圖像顯示部的複數個區塊之各個區塊發出的光，藉由至少在與入射面之長邊方向直交的方向上進行平行光化而成為彼此朝向不同方向的光。

又，在此立體顯示裝置中，第2偏向部宜具有稜鏡或第2透鏡，前述稜鏡或第2透鏡是就複數個第1偏向部之各個第1偏向部，依每道透過該第1偏向部而從出射面出射的來自於複數個區塊之各個區塊的光，使該光朝向複數個成像點之中相對應的成像點。

又，在此立體顯示裝置中，圖像顯示部宜藉由把以第1座標系所表示的物體之各點的座標，變換成設定於預定的空間區域的第2座標系之座標值，來將複數個成像點之各個成像點的物體之點進行特定，使被特定之點的物體之像顯示於相對應的區塊。 發明效果

本發明之顯示裝置，可達到不使用成為投影對象的物體本身，即可將該物體之立體影像投影於空中的效果。

較佳實施例之詳細說明 以下，參照圖示說明本發明實施形態之立體顯示裝置。此立體顯示裝置具有：平板狀的導光板、以及配置成與形成在導光板之一側壁的入射面相對向的圖像顯示裝置。圖像顯示裝置所具有的顯示器之顯示區域，被分割成複數個區塊，各區塊會與被設定於投影物體之立體影像的空間區域內的複數個成像點之任一點相對應。而且，圖像顯示裝置會依每個區塊來顯示與該區塊相對應的成像點的物體之像。並且，從各區塊發出的光，會藉由配置在圖像顯示裝置與入射面之間的準直透鏡而平行光化，從入射面入射至導光板內。來自於各區塊之經平行光化的光，會被形成在與出射面為相反側之面、即形成在擴散面的複數個稜鏡所反射，透過出射面朝向彼此不同的方向而自導光板出射，又，前述出射面是與觀察者相對向之側的導光板之面。然後，自導光板出射的來自於各區塊的光，會藉由依導光板之各個稜鏡而設置的稜鏡陣列，而朝向相對應的成像點。藉此，藉由從各稜鏡聚集至各個成像點的光，投影出物體的立體影像。 另外，以下，為了方便說明，以與觀察者相對向之側為正面，其相反側則為背面。

圖1是本發明之一實施形態的立體顯示裝置的概略構成圖。圖2是立體顯示裝置的概略側面圖。立體顯示裝置1具有：圖像顯示裝置11、準直透鏡12、導光板13、稜鏡陣列片14。另外，以下，在與位於導光板13之背面側的擴散面13b平行的面上，把與導光板13之入射面13a的長邊方向平行的方向作為x方向，入射面13a的法線方向作為y方向。又，把擴散面13b及位於導光板13之正面側的出射面13c之法線方向作為z方向。另外，須留意：以下的各圖，是顯示立體顯示裝置之各構成要素的配置關係概略的圖，並非表示實際的尺寸、稜鏡等之數的圖。

圖像顯示裝置11是圖像顯示部之一例，例如具有二維顯示器21、控制裝置22。而且，二維顯示器21與控制裝置22是藉由影像線而連接。

二維顯示器21例如具有液晶顯示器或有機EL顯示器。二維顯示器21上的顯示區域被分割成複數個區塊，各區塊與被設定在藉由立體顯示裝置1而投影立體影像之空間區域200內的複數個成像點之任一點1對1地相對應。亦即，顯示於各區塊的物體之像，會藉由立體顯示裝置1，投影在與該區塊相對應的空間區域200內之成像點。

控制裝置22例如具有一個或複數個處理器、圖形卡、揮發性或不揮發性的半導體記憶體電路、以及用以與外部的機器及控制裝置通訊地進行連接的通訊介面。控制裝置22也可更具有用以存取於磁性記錄媒體、或光記錄媒體的存取裝置。

控制裝置22會記憶成為投影對象的物體之三維資料，或是透過通訊介面從其他機器(未圖示)來取得該物體的三維資料。物體的三維資料例如包含：成為基準的三維直交座標系(以下，僅稱為基準座標系)中，該物體之各點的座標值、各點的顏色及亮度的資訊、成為基準的方向的資訊(例如，藉由設定於物體中之二個基準點所表示的資訊)、以及尺寸的資訊(例如，縱、橫、深度的個別的尺寸)。

控制裝置22根據成為投影對象的物體之三維資料，以立體顯示裝置1可投影該物體之立體影像的形式來使該物體之像顯示於二維顯示器21。例如，控制裝置22依照從其他的機器(未圖示)所接收到的控制訊號，決定在空間區域內的物體之立體影像的尺寸、方向及位置。然後，控制裝置22藉由仿射變換，使該物體的尺寸、方向及位置會成為所決定之值，將該物體之各點的座標值從基準座標系之值變換成設定於空間區域的三維直交座標系(以下，僅稱為空間座標系)之值。另外，仿射變換之各係數，例如是根據物體之三維資料所含的基準點之座標值、方向的資訊及尺寸的資訊、以及控制訊號所含的相對應的資訊而算出。

控制裝置22會根據在空間座標系的物體之各點的座標值，來特定在將該物體投影於空間區域時，與空間區域內之各個成像點相對應的該物體之點。而且，控制裝置22會參照該物體之三維資料、及事先記憶的各成像點與各區塊間之對應關係，依每個成像點，在二維顯示器21之顯示區域上相對應的區塊，顯示在該成像點之物體的點之像。另外，區塊也可對應於二維顯示器21之一個像素，或者也可包含x方向及z方向之至少一方上之連續的複數個像素。

圖3是顯示設定於二維顯示器21之顯示區域的各區塊、與投影立體影像的空間區域內之各成像點的對應關係之一例的圖。 空間區域300例如具有沿著z方向為80mm、分別沿著x方向及y方向各為125mm的大小。空間區域300沿著z方向被分割成16個部分區域301，在各部分區域301，於x方向及y方向上，分別設定有5個，亦即，合計25個的成像點302。另外，在圖3中，為了簡化，僅圖示一個部分區域301的成像點302。相對於此，二維顯示器21的顯示區域310也分割成與空間區域300之z方向的分割數相等之數(在此例中，為x方向4×z方向4=16)的大區塊311。複數個大區塊311，分別與部分區域301之任一個區域1對1地相對應。另外，在顯示區域310中，各大區塊311的配置順序為任意，但例如可從空間區域300中與靠近觀察者之部分區域301相對應的大區塊311開始，依序依照光柵掃描順序來進行配置。

各大區塊311被分割成與相對應的部分區域301所含之成像點數相等的數(在此例中，為x方向5×z方向5=25)之區塊312。各大區塊311內的各個區塊312，與對應於該大區塊311的空間區域300內之部分區域301中的成像點302之任一成像點302為1對1地相對應。因此，在各區塊312，只要顯示應投影於空間區域300之中相對應的成像點302的物體之像即可。另外，各區塊312的配置順序雖為任意，但各區塊312是以例如與相對應的部分區域301內之成像點302的配置順序相同的順序來配置。

因此，在將預定的物體之立體影像321投影於空間區域300時，於各大區塊311，會顯示：在立體影像321之中，與對應於該大區塊311的空間區域300內之部分區域301重疊的部分322。而且，在各大區塊311內之各區塊312，只要顯示與該部分322之中的區塊312相對應的部分之像即可。

另外，在各區塊312之中，就投影至相對應之成像點302的物體之像不存在的區塊，控制裝置22不必顯示任何東西。同樣地，在各區塊212之中，就相對應的成像點302從觀察者側看來是位於物體背面的區塊，控制裝置22也不必顯示任何東西。

此外，上述之對應關係為一例，只要設定於二維顯示器21之顯示區域的各區塊、與投影立體影像的空間區域內之各個成像點為1對1地相對應，各區塊也可任意配置。

又，關於z方向，當使入射面13a的中心、與準直透鏡12的光軸一致地配置準直透鏡12時，分別從在與該光軸直交的面內沿著z方向夾著該光軸而呈等距離的2點發出、且透過入射面13a而入射至導光板13內的光，相對於擴散面13b會成為相同的角度。因此，來自於該等2點的光，會被相同的稜鏡131反射而朝向視點。因此，觀察者會把該等2點看成重疊。

在此，圖像顯示裝置11的二維顯示器21，在z方向上，宜配置成顯示區域全體比起導光板13為位於正面側、或是背面側。在本實施形態中，二維顯示器21的顯示區域全體是配置在比起導光板13為背面側。 又，此時，為了增加從圖像顯示裝置11經由準直透鏡12而入射至導光板13內的光的量，宜如圖2中以虛線所示般，配置具有如下之反射面的鏡子15：在z方向上，夾著準直透鏡12之光軸而配置在與圖像顯示裝置11為相反側，並且，與出射面13c平行且朝向圖像顯示裝置11。

準直透鏡12配置於圖像顯示裝置11與導光板13之入射面13a之間。又，在本實施形態中，準直透鏡12是配置成其光軸會與入射面13a之法線呈平行。另外，準直透鏡12可為體透鏡(bulk lens)，或者也可為菲涅爾透鏡。又，準直透鏡12可為1片的透鏡，或者也可包含沿著y方向配置的複數個透鏡。此外，準直透鏡12的至少一個透鏡面，也可為了減輕像差而以非球面來形成。

又，準直透鏡12也可與入射面13a一體地形成。亦即，入射面13a也可相對於二維顯示器21而形成為呈凸的透鏡面。

準直透鏡12使從圖像顯示裝置11之二維顯示器21的顯示區域上的各個區塊發出的光平行光化。因此，二維顯示器21是配置在準直透鏡12的焦點面(例如，相當於焦點距離f=300mm的位置)。亦即，從二維顯示器21之顯示區域上的各個區塊發出的光，會因為準直透鏡12，成為平行光而入射至導光板13。因此，從二維顯示器21之顯示區域上的各個區塊發出的光，會作為具有因應該區塊的位置而不同之方向(亦即，相對於準直透鏡12之光軸及入射面13a之法線方向具有不同的角度)的平行光而入射至導光板13，並且，傳播於導光板13內。

導光板13使從圖像顯示裝置11之二維顯示器21的顯示區域上的各個區塊發出的光朝向觀察者側。因此，導光板13是形成為平板狀的透明的構件(例如，具有沿著x方向為200mm、沿著y方向為300mm、沿著z方向為2mm之尺寸的構件)，與圖像顯示裝置11相對向之側的側壁形成為入射面13a。而且，從入射面13a入射至導光板13內的光，會一面在作為導光板13背面側之面的擴散面13b，與導光板13正面側之面、亦即與擴散面13b相對向之面的出射面13c之間進行全反射，而一面沿著y方向傳播。

又，在導光板13之擴散面13b，形成有複數個稜鏡131，使透過入射面13a而入射至導光板13內的光，透過出射面13c而朝向觀察者側出射地反射。各稜鏡131是第1偏向部之一例。詳細如後所述，從二維顯示器21之顯示區域上的各個區塊發出而傳播於導光板13內的光，會藉由各稜鏡131與形成於稜鏡陣列片14之相對應的稜鏡陣列之中相對應的微稜鏡，而朝向與該區塊相對應的成像點。

圖4是從正面側看來的擴散面13b的部分放大圖。複數個稜鏡131分別沿著x方向及y方向以預定的間距(例如，2mm)配置成正方格子狀。另外，各稜鏡131也可配置成交錯狀。複數個稜鏡131之各個稜鏡131，例如沿著x方向，亦即沿著與入射面13a之長邊方向大致平行的方向而延伸，形成為在y方向上具有預定寬度(例如，10μm)的大致三角形狀的溝。而且，複數個稜鏡131之各個稜鏡131，具有如下之反射面131a：對於擴散面13b呈預定的角度α，並且，朝向成會與入射面13a相對向。另外，預定的角度α是設定為：可使往導光板13入射之來自於圖像顯示裝置11的光全反射而朝向出射面13c的角度，例如相對於擴散面13b為35～45°。另外，在本實施形態中，各稜鏡131是形成為各稜鏡131的角度α會相同，但角度α也可依各個稜鏡131而不同。

由於從圖像顯示裝置11之二維顯示器21的顯示區域上的各個區塊發出而入射至導光板13內的光，會藉由準直透鏡12而成為平行光，所以會相對於稜鏡131之反射面131a而成為xz平面上因應了該區塊之位置的角度。因此，從二維顯示器21之顯示區域上的各個區塊發出的光，會因應xz平面上該區塊的位置而朝向不同的方向，從出射面13c出射。

另外，形成有稜鏡131之區域的面積佔了擴散面13b之面積的比、即配置密度，宜為：觀察者會感覺到是隔著透明的構件、或是隔著什麼都沒有的空間，來對位於導光板13背後的物體(未圖示)進行目視確認如此的配置密度之上限以下。因此，例如，宜將各稜鏡131配置成配置密度為30.0％以下。

或者，關於導光板13，表示擴散光相對於全透過光的之比例的霧度，宜為：觀察者會感覺到是隔著透明的構件、或是隔著什麼都沒有的空間，來對位於導光板13背後的物體(未圖示)進行目視確認如此的霧度之上限以下。例如，宜將各稜鏡131配置成霧度為28％以下。

稜鏡陣列片14是第2偏向部之一例，例如，可以是藉由相對於可視光為透明的材料所形成的片狀之構件。而且，稜鏡陣列片14是配置在比起導光板13之出射面13c更靠正面側。並且，稜鏡陣列片14使從二維顯示器21之顯示區域上的各個區塊發出而從導光板13之出射面13c出射的光，朝向相對應的成像點。

圖5(a)是稜鏡陣列片的概略正面圖。又，圖5(b)是一個稜鏡陣列的概略立體圖。稜鏡陣列片14具有複數個稜鏡陣列141，各個稜鏡陣列141會與複數個稜鏡131中的任一個稜鏡1對1地相對應。在本實施形態中，由於複數個稜鏡131是分別在x方向及y方向上以預定的間距(例如，2mm)配置成正方格子狀，所以稜鏡陣列141也會分別在x方向及y方向上以預定的間距(例如，2mm)配置成正方格子狀。此外，各個稜鏡陣列141具有與設定於二維顯示器21之顯示區域的區塊之數同數的微稜鏡142，各個微稜鏡142是與設定於二維顯示器21之顯示區域的區塊中的任一個1對1地相對應。例如，當顯示區域分割成x方向100個×z方向100個的區塊時，各稜鏡陣列141具有x方向100個×y方向100個的微稜鏡142。另外，在鄰接的微稜鏡142間、及鄰接的稜鏡陣列141間，也可以用不會透過光的材料(例如，樹脂或紙等)、或者透過率為預定值(例如，數％)以下的材料(例如，墨水等)來進行遮蔽。

如上所述，從二維顯示器21之顯示區域上的各個區塊發出的光，會被準直透鏡12平行光化，因應xz平面上該區塊的位置而朝向不同的方向從出射面13c出射。因此，從各個區塊發出、而從出射面13c出射的光，會因應xz平面上相對應的區塊之位置，在透過稜鏡陣列片14的時點透過不同的位置。在此，各個微稜鏡142是以預定的尺寸(例如，10μm×10μm)形成在來自於相對應的區塊之光會透過稜鏡陣列片14的位置。

各個微稜鏡142使來自於相對應的區塊之光，朝向與該區塊相對應的成像點。因此，複數個微稜鏡142之各個微稜鏡142，例如在與出射面13c相對向之側的稜鏡陣列片14之面及觀察者側之面中的任一方，會分別形成為從側面看來為大致呈三角形狀的溝、或是大致呈三角形狀的突起。而且，複數個微稜鏡142之各個微稜鏡142，分別具有可使來自於與該微稜鏡142相對應的區塊之光，朝向相對應的成像點折射的折射面。折射面相對於出射面13c的角度，是因應形成稜鏡陣列片14的材料之折射率、來自於入射至該微稜鏡142的對應區塊之光的方向、以及與相對應於該微稜鏡142之成像點間的位置關係而進行設定。

另外，準直透鏡12、導光板13及稜鏡陣列片14是分別藉由將例如對於可視光為透明的材料，例如，聚甲基丙烯酸甲酯 (PMMA)、聚碳酸酯、環烯烴聚合物等樹脂成型而形成。

圖6是顯示二維顯示器21之顯示區域上的區塊之位置、與各稜鏡陣列141上相對應之微稜鏡142的關係之一例的圖。從區塊601發出而被準直透鏡12平行光化、入射至導光板13內的光，會藉由各稜鏡131而朝向相同的方向出射。因此，該光會藉由各稜鏡陣列141上相同位置的微稜鏡142，分別向成像點602折射。結果，在成像點602，由於會聚集來自於各稜鏡陣列141的彼此不同方向的光，所以在成像點602，會投影出顯示於區塊601的像。

如以上所說明，此立體顯示裝置是把從與投影立體影像的空間區域內之任一成像點相對應的、圖像顯示裝置的二維顯示器之顯示區域上的各區塊發出的光，平行光化而入射至導光板內，藉此，來把該區塊的位置之資訊變換成光線的方向。而且，此立體顯示裝置是藉由設於導光板之擴散面的複數個稜鏡之各個稜鏡，使來自於各區塊的光，依每個區塊而朝不同的方向出射。而且，此立體顯示裝置藉由與導光板之各稜鏡相對應的稜鏡陣列片之稜鏡陣列，使來自於各區塊的光朝向與該區塊相對應的成像點。藉此，此立體顯示裝置可以不使用被投影的物體本身，而可顯示聚集於成像點的光之集合即物體之立體影像。又，在此立體顯示裝置中，由於是依每個成像點，存在有從導光板之各稜鏡朝向該成像點的光，所以觀察者可從較廣的範圍來目視確認立體影像。此外，由於藉著改變圖像顯示裝置所顯示的物體之像，可投影不同的立體影像，所以此立體顯示裝置即使不使用機械式動作的機構，也可以投影動態的立體影像。此外，在此立體顯示裝置中，由於導光板為透明，所以可以讓觀察者目視確認位於導光板背後的物體以及所投影的立體影像兩者。

另外，所設定的空間區域，並不限於上述之實施形態所示的區域。例如，在圖3之例中，是設定為空間區域之一面會與導光板13之出射面13c大致呈平行，但並不限於此，空間區域也可設定為：與出射面13c相對向之側的面相對於出射面13c呈傾斜。此外，空間區域也可不為如圖3之例般的立方體狀的區域，而是設定為球狀的區域、圓筒狀的區域、或是三角錐或圓錐狀的區域。或者，空間區域也可設定為平面狀。或者是更進一步，成像點也可無須以等間隔進行設定，例如，越靠近空間區域的中心、或是越靠近觀察者側，鄰接的成像點間之距離就越窄。

又，根據所投影的物體，有時候在幾個成像點，當觀察者從某個視點來看該成像點時，該成像點會位於物體的背面側，但從其他視點來看該成像點時，該成像點則會位於物體的正面側。在此，在立體顯示裝置1投影靜止的物體之立體影像時，就從預定的視點來看時會位於物體的背面側、從其他視點來看時則會位於物體的正面側的成像點，也可用不透明的構件遮蔽與朝向預定之視點的光相對應的微稜鏡。藉此，由於來自於從某視點本来不應該看見的物體之點的光會被遮蔽，所以可將更自然的立體影像進行再生。

根據變形例，稜鏡陣列片14所具有的各微稜鏡142，也可具有使從導光板出射的、來自於二維顯示器之顯示區域上相對應之區塊的平行光，在相對應的成像點成像的解像力(power)。因此，例如，各微稜鏡142的折射面，也可形成為空氣側呈凸的球面狀。又，只要將各微稜鏡142的解像力設定為如下即可：從該微稜鏡142的位置至相對應的成像點為止的距離之倒數，亦即，其距離為焦點距離。

圖7(a)是其他變形例的稜鏡陣列片之概略側面圖。在此變形例中，於與形成有各微稜鏡142的稜鏡陣列片14之面為相反側之面，與各微稜鏡142呈1對1地相對應地形成有微透鏡143。此時，依每個微稜鏡142，使透過該微稜鏡的、來自於二維顯示器的顯示區域上之區塊的平行光，可透過相對應的微透鏡143地來形成各微透鏡143即可。而且，各微透鏡143的解像力定為如下即可：在與該微透鏡143相對應的成像點，透過該微透鏡143的平行光會成像。

圖7(b)是另一其他變形例的稜鏡陣列片之概略側面圖。在此變形例中，各微透鏡143是形成於與稜鏡陣列片另外設置的片狀構件144。此時，該構件144設在導光板13之出射面與稜鏡陣列片之間、或者比起稜鏡陣列片更靠近觀察者側即可。

此外，關於彼此鄰接地配置的複數個微稜鏡142之各個微稜鏡，當從該微稜鏡至相對應之成像點為止的距離之差為預定的容許範圍內時，也可對於該等複數個微稜鏡142設置一個微透鏡。此時，預定的容許範圍，是因應立體影像之容許畫質而設定。

更根據其他的變形例，鄰接的複數個微稜鏡也可一體地形成。圖8(a)是將各微稜鏡一體地形成的稜鏡陣列片之部分放大圖。當與沿著x方向排列的複數個成像點相對應的各區塊，在二維顯示器21之顯示區域上也朝x方向排列配置時，與該各成像點及各區塊相對應的微稜鏡142，也會沿著x方向排列。此外，藉著適切地設定準直透鏡12之解像力以及從稜鏡陣列片14至該等成像點為止的距離，可以使與該各成像點及各區塊相對應的微稜鏡142之折射面相對於yz平面的傾斜度為相同。因此，此時，關於圖3所示之與各個大區塊相對應、朝y方向排列的各微稜鏡142，僅變更相對於xy平面的傾斜度即可。因此，如圖8(a)所示，各稜鏡陣列141依每個與在x方向及z方向上成為相同之成像點相對應的微稜鏡之組，形成為連結有如下之折射面的稜鏡即可：具有相當於沿著y方向排列之各個微稜鏡142的相對於xy平面之傾斜度。藉此，由於稜鏡陣列片14中的細微構造減少，所以較易於製造稜鏡陣列片14。圖8(b)是此變形例的稜鏡陣列片及導光板之概略側面圖。在此變形例中，是依每個與圖3所示之一個大區塊相對應的稜鏡陣列141之部分，適宜調節一體化的微稜鏡之折射面，藉此，可任意地設定與該大區塊相對應的空間區域中的部分區域800之位置。

更根據其他的變形例，也可使用透鏡來代替各稜鏡陣列141所含的微稜鏡142。此時，將各個透鏡的光軸方向，因應該透鏡之解像力、入射至該透鏡的來自於對應區塊的光之方向、與對應於該透鏡的成像點間之位置關係來進行設定，以使各個透鏡可讓來自於相對應的區塊的光朝向相對應的成像點。另外，此時，也可設定為各透鏡的解像力會成為從該透鏡之位置至相對應之成像點為止的距離之倒數即可。

更根據其他的變形例，投影立體影像的空間區域，也可設定為複數個。此時，也在各空間區域，如上述之實施形態般設定複數個成像點。然後，只要將二維顯示器上的顯示區域，分割成與各空間區域之成像點的數之合計為同數的區塊即可。而且，各區塊只要與複數個空間區域之中的任一成像點1對1地相對應，而顯示該成像點中的物體之像即可。又，形成於稜鏡陣列片的各稜鏡陣列所含之各微稜鏡，也只要是形成為可使透過該微稜鏡的平行光朝向與發出之區塊相對應的任一空間區域之成像點即可。藉此，立體顯示裝置可同時地並且在不同的位置投影彼此不同的複數個立體影像。

或者，各空間區域也可分別設定同數之成像點。而且，二維顯示器上的顯示區域，也可分割成與一個空間區域所含的成像點之數為同數的區塊。此時，形成於稜鏡陣列片的各稜鏡陣列所含之各微稜鏡的折射面，是分割成與空間區域之數為同數的次折射面。然後，各個次折射面是形成為：可使透過該微稜鏡的平行光，朝向各空間區域之相對應的成像點。藉此，立體顯示裝置可同時地並且在不同的位置投影相同的立體影像。

更根據其他的變形例，導光板13也可藉由稜鏡以外的手段，來使傳播於導光板13內部的光從出射面13c出射。

圖9是此變形例的沿著y方向之導光板13的概略側面截面圖。在此變形例中，導光板13在出射面13c，具有沿著x方向及y方向依預定的間距配置的複數個稜鏡132，來代替形成於擴散面13b的稜鏡。

在此變形例中，各稜鏡132是形成為對於出射面13c朝正面側突出，且沿著x方向延伸的大致三角形狀的突起。因此，當從入射面13a入射的、來自於圖像顯示裝置11之二維顯示器21的光，入射至任一稜鏡132時，則會在與入射面13a為相反側的折射面折射而往正面側出射。

更根據其他的變形例，導光板13也可在擴散面13b，沿著x方向及y方向，以預定的間距形成用來使光之反射方向不會在出射面13c進行全反射而可改變成出射之方向的繞射光柵，來代替各稜鏡。此時，各繞射光柵例如具有沿著y方向排列的、沿著x方向延伸的複數個溝。

更根據其他的變形例，也可將入射面形成為：使導光板之入射面與出射面所成的角成為直交的角度以外的角度。例如，也可如日本專利公開公報特開2011－186332號所揭示般，將入射面形成為錐狀。或者，也可將入射面形成為與出射面或擴散面呈平行，而與入射面相對向之側的導光板之面則會相對於出射面或擴散面呈45°。藉此，由於可使二維顯示器與導光板之出射面所成的角較小，所以可以使立體顯示裝置薄型化。

更根據其他的變形例，準直透鏡12也可以是：使來自於圖像顯示裝置11之二維顯示器21的各區塊的光，僅在yz平面上，亦即，僅在與導光板13之入射面13a的長邊方向直交的方向上進行平行光化的柱面透鏡，或者是使來自於各區塊的光，在yz平面上平行光化，而在xz平面則進行會聚光化的複曲面透鏡。此時，由於在導光板13之各稜鏡131的位置，來自於各區塊的光之主光線的方向也會因應區塊的位置而不同，所以與上述之實施形態一樣，在與各稜鏡131相對應的稜鏡陣列141，於來自於各區塊的光之主光線通過的位置，設置與該區塊相對應的微稜鏡142即可。

此立體顯示裝置可利用於各種用途。例如，此立體顯示裝置可利用於抬頭顯示器或數位電子看板系統。又，此立體顯示裝置也可配置成導光板之出射面位於地板面、壁面或天花板面中之任一者。

如此，熟悉此技藝者可在本發明的範圍內，配合所實施之形態進行各種變更。

1‧‧‧立體顯示裝置
11‧‧‧圖像顯示裝置
12‧‧‧準直透鏡
13‧‧‧導光板
13a‧‧‧入射面
13b‧‧‧擴散面
13c‧‧‧出射面
14‧‧‧稜鏡陣列片
15‧‧‧鏡子
21‧‧‧二維顯示器
22‧‧‧控制裝置
131、132‧‧‧稜鏡
131a‧‧‧反射面
141‧‧‧稜鏡陣列
142‧‧‧微稜鏡
143‧‧‧微透鏡
144‧‧‧片狀構件
200、300‧‧‧空間區域
301‧‧‧部分區域
302、602‧‧‧成像點
310‧‧‧顯示區域
311‧‧‧大區塊
312、601‧‧‧區塊
321‧‧‧立體影像
322‧‧‧部分
800‧‧‧部分區域

圖1是本發明之一實施形態的立體顯示裝置的概略構成圖。 圖2是本發明之第1實施形態的立體顯示裝置的概略側面圖。 圖3是顯示設定於二維顯示器之顯示區域的各區塊、與投影立體影像的空間區域內之各成像點的對應關係之一例的圖。 圖4是從正面側看來的擴散面之部分放大圖。 圖5(a)是稜鏡陣列片的概略正面圖。(b)是一個稜鏡陣列的概略立體圖。 圖6是顯示二維顯示器之顯示區域上的區塊之位置、與各稜鏡陣列中相對應之微稜鏡的關係之一例的圖。 圖7(a)及(b)分別是變形例之稜鏡陣列片的概略側面圖。 圖8(a)是一體地形成各微稜鏡的稜鏡陣列片之部分放大圖，(b)是此變形例之稜鏡陣列片及導光板的概略側面圖。 圖9是其他變形例之導光板的概略側面截面圖。

1‧‧‧立體顯示裝置

11‧‧‧圖像顯示裝置

12‧‧‧準直透鏡

13‧‧‧導光板

14‧‧‧稜鏡陣列片

21‧‧‧二維顯示器

22‧‧‧控制裝置

131‧‧‧稜鏡

141‧‧‧稜鏡陣列

x,y,z‧‧‧方向

Claims (5)

1. 一種立體顯示裝置，其特徵在於具有： 圖像顯示部，就預定的空間區域內之複數個成像點的各個成像點，使該成像點之被投影至前述預定的空間區域的物體之像，顯示於把顯示區域分割後的複數個區塊之中與該成像點相對應的區塊； 第1透鏡，使從前述圖像顯示部的前述複數個區塊之各個區塊發出的光，成為彼此朝向不同方向的光； 導光板，是透明的構件且形成為平板狀的導光板，具有隔著前述第1透鏡而與前述圖像顯示部相對向的入射面、以及設在作為前述導光板之一面的出射面或是與前述出射面相對向的面中之任一面的複數個第1偏向部，並且前述複數個第1偏向部之各個第1偏向部，使從前述複數個區塊之各個區塊發出、且從前述入射面入射的光，朝向彼此不同的方向而從前述出射面出射；及 第2偏向部，配置成與前述導光板之前述出射面相對向，並且就前述複數個第1偏向部之各個第1偏向部，使透過該第1偏向部而從前述出射面出射的來自於前述複數個區塊之各個區塊的光，朝向前述複數個成像點之中相對應的成像點。
2. 如請求項1之立體顯示裝置，其中前述第1透鏡使從前述圖像顯示部的前述複數個區塊之各個區塊發出的光，藉由至少在與前述入射面之長邊方向直交的方向上進行平行光化而成為彼此朝向不同方向的光。
3. 如請求項1或2之立體顯示裝置，其中前述第2偏向部具有稜鏡或第2透鏡，前述稜鏡或第2透鏡是就前述複數個第1偏向部之各個第1偏向部，依每道透過該第1偏向部而從前述出射面出射的來自於前述複數個區塊之各個區塊的光，使該光朝向前述複數個成像點之中相對應的成像點。
4. 如請求項1或2之立體顯示裝置，其中前述圖像顯示部是藉由把以第1座標系所表示的前述物體之各點的座標，變換成設定於前述預定的空間區域的第2座標系之座標值，來將前述複數個成像點之各個成像點的前述物體之點進行特定，使被特定之點的前述物體之像顯示於相對應的前述區塊。
5. 如請求項3之立體顯示裝置，其中前述圖像顯示部是藉由把以第1座標系所表示的前述物體之各點的座標，變換成設定於前述預定的空間區域的第2座標系之座標值，來將前述複數個成像點之各個成像點的前述物體之點進行特定，使被特定之點的前述物體之像顯示於相對應的前述區塊。