裸眼立体视觉显示器的制作方法

专利名称：裸眼立体视觉显示器的制作方法
技术领域：
本发明涉及显示能够裸眼立体观察的立体影像的显示器。
背景技术：
近年来，作为显示器的高附加价值化，显示立体影像的立体视觉显示器的市场比 较活跃，也在大力开发显示能够裸眼观察的立体影像的裸眼立体视觉显示器，而且不需佩 戴偏转眼镜等器件。关于这种实现裸眼立体观察的技术，有非专利文献1记载的积分照相 术方式(以下称为IP方式)，IP方式是在纵向横向都能够再现立体感的技术。在基于IP方式的立体视觉显示器中，通过在IP方式中采用的微透镜阵列的构成 要素即一个微小透镜的可控光线数量越多，则能够将显示的立体影像的可观察范围设定得 越大，能够实现相对于视点位置变化的立体影像的平滑变化等，能够提高立体视觉显示器 的性能，所述视点位置变化是由于单位视角范围内包含的可控光线数量的增加而引起的。在将已有的二维显示器装置即液晶显示器和等离子显示器等扁平显示器适用于 IP方式的情况下，为了增加可控光线数量，需要采用扁平显示器的像素配置密度尽可能高 的显示器，但为了充分确保每一微小透镜的光线数量，目前状态是能够制造的二维显示器 装置的像素密度不足。与此相对，专利文献1公开了如下技术，为了提高在微透镜阵列的背面显示的二 维影像的分辨率，以瓷砖方式高密度地投影多个投影仪的影像，生成现有设备不能实现的 高分辨率的二维影像，提高每一微小透镜所覆盖的二维影像的像素数量。另外，专利文献2 公开了如下技术，通过将多个投影仪的影像叠加，增加透过一个微小透镜的可控光线数量。先行技术文献专利文献专利文献1 日本特开2003-279894号公报专利文献2 日本特开2008-139524号公报非专利文献__专禾Ij文献 1 :M. G. Lippmarm，<<:Epreuves reversibles dormant la sensationdu relief, "J. de Phys. , Vol. 7,4th series, pp. 821-825, November 1908.
发明概要发明要解决的课题专利文献1记载的技术通过将多个投影仪的影像排列成瓷砖状，解决由于二维显 示器装置的制造界限而造成的问题，但是为了近距离地投影高分辨率的影像，需要分辨率 较高的高价投影透镜，而且为了形成像素的像，相对于在聚焦面上设置的扩散屏幕，存在光 学上的制造界限。专利文献2记载的技术是这样一种技术，通过将多个投影仪的影像叠加，解决由 于二维显示器装置的制造界限而造成的问题，通过变更投影仪的台数，能够成大小可变地改变立体影像的分辨率和立体感。该技术需要小型的投影仪，而近年来在面向便携式设备 的用途等中形成了小型投影仪和激光投影仪的市场，与专利文献1的技术相比，不需要把 硬件的制造界限视为问题。但是，这种技术的立体影像的画质存在如下问题，即立体影像表 面被感觉成粒状，在平滑性方面有欠缺。在此，对专利文献2的技术进行简单说明。图1及图2是说明专利文献2的一个 实施方式的概况的图。1表示投影仪，在此纵横配置9台投影仪。微透镜阵列2是将微小 透镜排列而形成的，设置在投影仪和观察者之间。该微透镜阵列如图2所示，可以采用将 横向的凹凸透镜20和纵向的凹凸透镜21重合而形成的微透镜阵列。在这种结构中，从各 个投影仪投影合适的影像，利用透镜阵列的各个微小透镜控制各个投影仪的对应部分的光 线，向观察者的右眼3和左眼4分别引导合适的光线5和光线6，由此观察者能够观察立体 影像。此时，透镜阵列周围的光线大致如图3所示。在该图中，利用3台投影仪，将与光 线30 平行的光线组、与光线303a平行的光线组、与光线30 平行的光线组入射到透镜 阵列2上。为了入射平行光线，严格地讲在透镜阵列2前面还需要菲涅尔透镜等光线控制 机构，但在此处省略了，而视为大致平行。此时，例如光线3(^a、302b、302c通过透镜阵列2 的微小透镜而聚光于点302，然后向各个方向扩散。同样，光线303a、303b、303c聚光于点 303，光线3(Ma、304b、3(Mc聚光于点304。观察者300观察从在范围301内排列的聚光点 扩散的光线，但由于聚光点按照图示呈离散状分布，所以立体影像的画质被感觉成粒状。另 外，虽然通过增加投影仪的台数、并增加范围301的聚光点的数量，能够使离散的分布变致 密，但是投影仪自身的大小和设置场所存在物理界限，而且成本也升高。

发明内容
本发明的裸眼立体视觉显示器具有多台投影仪；微透镜阵列，将从这些投影仪 投影的影像的光线聚光；以及扩散板，使由微透镜阵列聚光的光线扩散。本发明的优选的另一个方式是，扩散板具有与距微透镜阵列的距离对应的扩散本发明的优选的另一个方式是，扩散板被配置成为，由构成微透镜阵列的多个微 小透镜的光线的多个聚光点之间形成虚拟的聚光点。通过在微透镜阵列和观察者之间设置扩散板，对入射到观察者的眼睛中的光线进 行插补，具有观察平滑的立体影像的效果。


图1是说明现有技术的裸眼立体视觉显示器的图。图2是在现有技术的裸眼立体视觉显示器中，将微透镜阵列置换为凹凸透镜的 图。图3是说明透过现有技术的裸眼立体视觉显示器的微透镜阵列的光线组的状态 的图。图4是说明追加了菲涅尔透镜的裸眼立体视觉显示器的图。图5是在通过菲涅尔透镜7的中心的水平面内描画图4所示的装置的剖面图。图6是说明投影仪投影的光束的图。
图7是说明垂直入射到菲涅尔透镜上的光束的状态的图。图8是说明倾斜入射到菲涅尔透镜上的光束的状态的图。图9是说明多台投影仪投影像的光线组和聚光点的状态的图。图10是表示微透镜阵列上的聚光点的分布的图。图11是说明入射到观察者的瞳孔中的光线的状态的图。图12是说明裸眼立体视觉显示器的图。图13是说明光束组的插补的图。图14是说明在生成来自虚拟聚光点的光束组时的扩散板的扩散角的图，该虚拟 聚光点用于将在视网膜上进行插补的像连接。图15是说明在生成来自虚拟聚光点的光束组时的扩散板的扩散角的图，该虚拟 聚光点用于将在视网膜上进行插补的像连接。图16是对像进行插补时的极端示例。符号说明1、30 32投影仪；2微透镜阵列；3观察者的右眼；4观察者的左眼；5入射到观察 者的右眼中的光线；6入射到观察者的左眼中的光线；7菲涅尔透镜；20横向的凹凸透镜； 21纵向的凹凸透镜；300、40观察者；301、901形成有聚光点组的范围；60投影透镜；611 613像素；704、1105微小透镜；705、805菲涅尔透镜上的光束入射范围；706菲涅尔透镜 的中心；1100观察者的眼球；1104观察者的瞳孔；120扩散板；13011130 虚拟聚光点； 1301b、1302b在观察者的视网膜上连接的插补像。
具体实施例方式下面，说明本发明的实施方式。在各个附图中，相同的符号表示相同的要素。图4表示在裸眼立体视觉显示器中追加了菲涅尔透镜7的裸眼立体视觉显示器的 装置结构。使用图4说明构成待生成的立体影像的光线的性质。在本实施方式中配置了纵 横合计9台投影仪1，但投影仪的台数和配置也可以采用其它结构。菲涅尔透镜7提供相 当于凸透镜的光学系统功能，以使菲涅尔透镜面成为投影仪1的投影像的聚焦面的方式进 行配置。微透镜阵列2隔着菲涅尔透镜7配置在设有投影仪的一侧的相反侧，并与菲涅尔 透镜7平行配置。在本实施方式中使用菲涅尔透镜7进行说明，但也可以使用例如单一凸 透镜等具有与菲涅尔透镜等效的光学特性的光学系统。并且，微透镜阵列也可以采用如图 2所示的使凹凸透镜交错的光学系统。观察者40观察从9台投影仪投影的、透过菲涅尔透 镜7及微透镜阵列2的光线，由此观察立体影像。图5是在通过菲涅尔透镜7的中心的水平面内描画图4所示的装置的剖面图。微 透镜阵列2与菲涅尔透镜7平行配置。在断面上配置的3台投影仪30、31、32相对于菲涅 尔透镜7的面平行排列，各个投影仪的投影透镜的中心位于同一平面Lp上。把通过菲涅尔 透镜7的透镜中心的、与透镜平行的面设为L7，把通过构成微透镜阵列2的各个微小透镜的 透镜中心的平面设为L2。并且，把构成微透镜阵列2的各个微小透镜的焦点距离设为f2， 把菲涅尔透镜7的焦点距离设为f7。并且，把面L2与面L7的距离设为Hm，把面L7与面Lp 的距离设为Hp。在此，使Hp与f7相等，使Hm与f2相等。并且，在该图中，关于各个光线只 描画了主光线。
此时，在从投影仪30投影相对于菲涅尔透镜7及微透镜阵列2的中心左右对称的 像时，投影仪30的投影像的中央的主光线501垂直入射到菲涅尔透镜7的透镜中心，并直 接垂直通过后向微透镜阵列2入射。投影仪30的投影像的左端的主光线502和右端的主 光线503虽然具有角度地入射到菲涅尔透镜7上，但是根据透镜效应，再从菲涅尔透镜7的 面垂直射出，并垂直入射到微透镜阵列2上。即，投影仪30的投影像的各个像素的主光线 作为与菲涅尔透镜7的透镜面垂直的平行光线组，被引导到微透镜阵列2上。针对投影仪31调整投影位置，使投影仪31的投影像的中央的主光线511以角度 θ入射到菲涅尔透镜7的透镜中心位置。主光线511由于通过菲涅尔透镜7的透镜中心， 因而以与入射角度θ相同的角度θ从菲涅尔透镜7射出，再向微透镜阵列2入射。投影 仪31的投影像的左端的主光线512和右端的主光线513根据透镜效应，以角度θ从菲涅 尔透镜7的面射出，并入射到微透镜阵列2上。S卩，投影仪31的投影像的各个像素的主光 线作为与菲涅尔透镜7的透镜面形成夹角θ的平行光线组，被引导到微透镜阵列2上。投影仪32配置在隔着投影仪30与投影仪31对称的位置，所以投影像的各个像素 的主光线521、522、523与投影仪31的各个主光线对称。图6 图8用于说明朝向微透镜阵列2的构成要素即一个微小透镜的、投影仪30、 31的投影像的入射光线及射出光线的位置关系。在此，为了更准确地了解光线的状态，把从 投影仪的投影透镜整体射出的光线表述为光束。首先，使用图6说明来自投影仪的光束。首先说明投影仪30的中央的像素611的 中央部发出的光束。从像素611的中央部发出的主光线是501，通过投影仪的扩散光源从 像素611的中央部发出的光束，经由投影透镜60按照光束601a所示进行聚束，以角度Φ 1 入射到菲涅尔透镜7，再根据透镜效应作为光束601b射出。下面，说明从投影仪30的右端 的像素612的右端部发出的光束。从像素612的右端部发出的主光线是502，通过投影仪 的扩散光源从像素612的右端部发出的光束，经由投影透镜60按照光束60 所示进行聚 束，以角度Φ 2入射到菲涅尔透镜7，再根据透镜效应作为光束602b射出。关于从投影仪 30的左端的像素613的左端部发出的光束，主光线是503，被聚束的光束是603a，朝向菲涅 尔透镜7的入射角是Φ 3，被射出的光束是60北。在投影透镜的口径越大时，光束的聚束角 ΦΙ、Φ2、Φ3 越大。使用图7说明从投影仪30投影到微透镜阵列2的中央的微小透镜704的光束组 的状态。图7表示以使光轴垂直通过菲涅尔透镜7的中心706的方式来设置微小透镜704 的情况。投影仪30按照在图5中说明的那样进行投影。从投影仪30入射到菲涅尔透镜7 的区域705的光束组，根据透镜效应沿垂直方向扩散并射出，在入射到微小透镜704上后， 根据透镜效应成为平行的光束，并分别以通过聚光点701的方式射出。实际上投影仪30的 光束致密地入射到区域705内，致密的光束入射到微小透镜704上，光束从聚光点701致密 地扩散到范围703的圆锥区域中。聚光点的大小根据投影仪的口径和视场角、微小透镜的 焦点距离而确定。与微小透镜对应的只是像素数量不同的光束，以基于像素配置的配置方 式包含于呈圆锥状扩散的光束组中。另外，在图7中，通过构成微透镜阵列2的各个微小透镜的透镜中心的平面L2与 菲涅尔透镜7的距离，是与图5相同的各个微小透镜的焦点距离f2( = Hm)，各个微小透镜 的聚光点701形成在距离平面L2为焦点距离f2的平面L3上。
使用图8说明从投影仪31投影在微透镜阵列2的中央的微小透镜704上的光束 组的状态。投影仪31按照在图5中说明的那样进行投影。从投影仪31入射到菲涅尔透镜 7的区域805的光束组，根据透镜效应向角度θ的方向扩散并射出，在入射到微小透镜704 上后，根据透镜效应成为平行的光束，分别以通过聚光点801的方式射出。实际上与图7的 情况相同，光束从聚光点801致密地扩散到范围803的圆锥区域中。图9是一并记述3台投影仪30、31、32的光线组和聚光点的状态的图。光线组从 投影仪30沿方向930、从投影仪31沿方向931、从投影仪32沿方向932，从菲涅尔透镜7向 微透镜阵列2入射。这些光线透过微透镜阵列2的各个微小透镜，并通过与3台投影仪对 应的每个微小透镜的聚光点进行扩散。这些聚光点在范围901内排列，在从观察者侧进行 观察时，聚光点(图中的小圆圈)按照图10所示分布于微透镜阵列2中。这样，在每一个 微小透镜(图中的大圆圈)中，形成与投影仪的台数即9台对应的9个聚光点，从各个聚光 点射出与各个投影仪的投影图像中入射到各个微小透镜的部分的像素对应的圆锥状的光 线组。通过以上处理，在增加投影仪的台数时，每个微小透镜的聚光点的数量增加，针对每 个微小透镜能够控制的光线数量增加，因而立体影像的画质提高，进而能够实现大小可变。下面，说明在图4 图10中说明的裸眼立体视觉显示器的立体影像具有偏差(平 滑性不足)的原因，并说明解决该问题的方法。图11是说明入射到观察者的眼球1100的瞳孔1104中的光线的状态的图。使用相 对于微透镜阵列2的一个微小透镜1105而形成的9个聚光点中的3点1101a、110加、1103a 进行说明。利用实线IlOlc和实线IlOld表示的源自聚光点IlOla的圆锥状的光束组扩散， 其中利用虚线IlOle和虚线IlOlf表示的圆锥状的光束组入射到瞳孔1104中，并在视网膜 上连接成像1101b。同样，利用实线1102c和实线1102d表示的源自聚光点110 的圆锥状 的光束组扩散，其中利用虚线110 和虚线1102f表示的圆锥状的光束组入射到瞳孔1104 中，并在视网膜上连接成像1102b。利用实线1103c和实线1103d表示的源自聚光点1103a 的圆锥状的光束组扩散，其中利用虚线110 和虚线1103f表示的圆锥状的光束组入射到 瞳孔1104中，并在视网膜上连接成像1103b。根据该图可知，聚光点形成为离散状，由此在 视网膜上连接形成的像也是离散的，结果，立体影像被观察成为粒状，导致观察到平滑性不 足的立体影像。为了解决这种问题，可以生成在像IlOlb和像1102b之间、像IlOlb和像1103b之 间连接插补的像的光束组，具体地讲，如图12所示，在微透镜阵列2和观察者40之间设置 将光线扩散的扩散板120。下面，使用图13 图16说明扩散板120的优选的设置位置和扩散角。为了简单 起见，使用与图11相同地、相对于微透镜阵列2的微小透镜1105而形成的9个聚光点中的 3 点 1101a、1102a、1103a 进行说明。首先，使用图13说明光束组的插补。图13是依据于图11的图，但省略了表示微 透镜阵列2、微小透镜1105、各个聚光点的圆锥状的光线整体的线。聚光点1101a、1102a、 1103a在微透镜阵列2的焦点面、即微小透镜组的焦点面130上以相等间隔排列，虽然此处 省略了，但相对于邻接的微小透镜而形成的聚光点也继这3点之后以相等间隔排列。利用 实线IlOle和实线IlOlf表示的、从聚光点IlOla扩散的圆锥状的光束组入射到瞳孔1104 中，并在视网膜上连接成像1101b。利用实线110 和实线1102f表示的、从聚光点110 扩散的圆锥状的光束组入射到瞳孔1104中，并在视网膜上连接成像1102b。利用实线1103e 和实线1103f表示的、从聚光点1103a扩散的圆锥状的光束组入射到瞳孔1104中，并在视 网膜上连接成像1103b。如上所述，在视网膜上连接形成的像呈离散状分布，因而立体影像被观察成为粒 状。因此，生成在视网膜上将填埋例如像1102b和像IlOlb之间的像1301b、像1302b连接 的光束组。在视网膜上将像1301b连接的光束组，是利用虚线1301e和虚线1301f表示的、 从实际不存在的虚拟的聚光点即虚拟聚光点1301a扩散形成的圆锥状的光束组，在视网膜 上将像1302b连接的光束组，是利用虚线130 和虚线1302f表示的、从虚拟聚光点130 扩散形成的圆锥状的光束组，这种新的光束组是通过利用扩散板120将实际存在的聚光点 的光束组扩散而生成的。在此，作为示例，说明将扩散板120设置在通过实线IlOle与实线 1102f的交点1303、以及实线IlOlf与实线110 的交点1304的面上的情况。该设置位置 只是一例，也可以按照后面所述接近焦点面130、或者接近瞳孔1104。但是，由于扩散板120 是为了在排列于焦点面130上的聚光点之间形成虚拟聚光点而设置的，所以扩散板120的 设置位置必须是从微透镜阵列2远离该焦点面130的位置。S卩，在把扩散板120与微透镜 阵列2(图5中的面L2)的距离设为L时，L > f2。另外，在聚光点以相等间隔排列的情况 下，在按照上面所述来确定扩散板120的设置面时，使扩散板120与微透镜阵列2平行。使用图14说明在生成从虚拟聚光点1301a扩散的、包括虚线1301e和虚线1301f 的光束组时的扩散板120的扩散角，该虚拟聚光点用于在视网膜上连接像1301b。用于形成 对视网膜上的像1102b和像IlOlb进行插补的像1301b的像素组的比率，由于接近像1102b 而包括许多形成像1102b的像素组。即，扩散板120的扩散角过大，甚至多余的光束不过多 包含于预期的光束组。在扩散板120的扩散角过大时，包括从多个聚光点扩散的光束在内， 不仅诸如像1301b那样在视网膜上进行连接的插补用的像变得不鲜明，而且来自例如实际 存在的聚光点110 的像1102b也由于与来自其它聚光点的光束的重合而变得不鲜明。因 此，在下面说明的从虚拟聚光点1301a扩散的光束组中，使较多地包括从聚光点110 扩散 的光束组，使不怎么包含从聚光点IlOla和聚光点1103a扩散的光束组。下面，使用各个光 束的主光线进行说明。并且，忽视从聚光点1103a扩散的光束。首先，说明朝向虚线1301e的方向的光线1301g。从聚光点110 射出的光线 1102g和从聚光点IlOla射出的光线llOlg，入射到光线1301g与扩散板120的交点1400。 在此，在从光线1102g向光线1301g的角度变化和从光线IlOlg向光线1301g的角度变化 中，前者的变化比较小，所以通过使用诸如使从光线1102g产生光线1301g的扩散角的扩散 板120，能够避免光线IlOlg混合在光线1301g中。这种扩散角是根据微透镜阵列的聚光点 的位置、观察者的眼睛的位置、以及这些位置与扩散板的位置的距离及角度的关系而确定 的。在从聚光点110 扩散的利用实线110 和实线1102f表示的圆锥状的光束组将 要入射的、包括扩散板120上的点1400与点1303之间的范围内，从光线1102g向光线1301 g 的角度变化与从光线IlOlg向光线1301g的角度变化成为同样的角度变化的关系。但是， 在包括扩散板120上的点1303与点1401之间的范围内，需要比此前更大的角度变化。虽 然从多个聚光点扩散的光束组入射到扩散板120的相同部分中，但是很难根据特定光束组 来改变扩散角，所以在此使扩散板120的扩散角相同。在此，在把扩散角设为适合于点1400与点1303之间的范围的值α时，将不能为了对像1301b进行插补而在点1303和点1401的 范围内引导从聚光点110 扩散的光束。在这种情况下，虽然在视网膜上连接形成了插补 像1301b，但是与像IlOlb接近的部分的像缺失。像出现缺失是因为在进行说明时是以在超 过扩散角α时扩散的光束(密度)消失的扩散板为前提的。实际上扩散角是利用全角来表 示圆锥状的扩散光的亮度达到中心亮度(主光线方向的光线密度)的一半值(1/2的光线 密度)的位置，在超过扩散角α时(在点1303和点1401的范围内)，虽然光线密度减小， 但是来自聚光点110 的光束有助于对像1301b进行插补。同样，来自聚光点IlOla的光 束虽然光线密度小，但是有助于对像1301b进行插补。S卩，像1301b由于来自聚光点110 的光束与来自聚光点IlOla的光束重叠，所以通过这些光束而形成的像素也重叠。但是，由 于把扩散角设为适合于点1400和点1303的范围的值α，所以来自聚光点110 的光束的 重叠比率增大，像1301b成为接近像110 的像。在把扩散角设为适合于点1303和点1401的范围的值β (α < β )时，在点1303 和点1401的范围以及点1400和点1303的范围中接近点1303的部分，从聚光点IlOla扩 散的光束重叠的比率增加。图15是说明在生成从虚拟聚光点130 扩散的包括虚线130 和虚线1302f的 光束组时的、扩散板120的扩散角的图，该虚拟聚光点用于在视网膜上连接像1302b。这种 情况时的思路与图14所示的情况相同。在把扩散角设为适合于点1501和点1303的范围 的值Y时，将不能为了对从聚光点IlOla扩散的光束进行插补而从点1501和点1303的范 围进行引导。实际上与图14所示的情况相同，虽然在超过扩散角时密度减小，但是光线扩 散，由于来自聚光点IlOla的光束与来自聚光点110 的光束重叠，所以像1302b成为通过 这些光束而形成的像素重叠的像。但是，由于把扩散角设为适合于点1501和点1303的范 围的值Y，所以来自聚光点IlOla的光束的重叠比率增大，像1302b成为接近像IlOlb的 像。在把扩散角设为适合于点1303和点1500的范围的值δ (γ < δ )时，在点1303 和点1500的范围以及点1501和点1303的范围中接近点1303的部分，从聚光点110 扩
散的光束重叠的比率增加。如根据图14及图15说明的那样，通过在微透镜阵列2的焦点面、即微小透镜组 的焦点面130与观察者的瞳孔1104之间配置扩散板120，能够对视网膜上的像1102b和像 IlOlb之间的像1302b进行插补。在从观察者侧进行观察时，由于被插补的像的存在，使得 立体影像的画质不易被观察成为粒状，能够观察平滑的画质的立体影像。并且，由于立体影 像的画质不易被观察成为粒状(离散状)，所以观察者能够观察增加了鲜明度的画质的立 体影像。另外，由于朝向扩散板120的入射角变大、扩散板的扩散角内的光束密度减小，所 以也可以不考虑最初忽视的从聚光点1103a扩散的光束组，只需在采用扩散板的立体影像 的插补中，考虑相邻的聚光点彼此的关系。在此，使用图16列举对像IlOlb和像1102b进行插补时的极端示例。极端示例是 指这样的示例，以从聚光点IlOla扩散的光线组为基础，生成在从聚光点110 扩散的光线 组上重合的光线组，相反，以从聚光点110 扩散的光线组为基础，生成在从聚光点IlOla 扩散的光线组上重合的光线组。具体地讲，在采用了具有扩散角ω的扩散板120的示例中，虽然插补像的像素中混合情况增多，但是能够可靠地进行插补，即使采用具有该扩散角 ω以上的扩散角的扩散板，也仅仅是画质变差，所述扩散角ω足以使光线IlOlh改变角度 而变为光线1101ο，使光线IlOlm改变角度而变为光线1101η，使光线110 改变角度而变 为光线1102ο，使光线110 !改变角度而变为光线1102η。在扩散板120的设置位置是除了在图13 图16中说明的位置之外的位置时，也 具有画质提高的效果，如果在将扩散板接近观察者时减小扩散角、在将扩散板远离观察者 时增大扩散角，则能够获得平滑的立体影像。换言之，使扩散板120的扩散角与距微透镜阵 列2的距离对应。扩散角与微透镜阵列2的距离的对应关系是反比关系。因为在将扩散板 120接近观察者时，即将扩散板120远离微透镜阵列2的焦点面130时，为了能够减小使从 聚光点入射到扩散板的光线成为从虚拟聚光点射出的光线所需要的角度变化，采用扩散角 较小的扩散板即足以达到上述目的，因为在扩散角较大的状态下，来自多个聚光点的光束 组过剩地混合而使得画质变差。相反，在将扩散板120远离观察者时，即将扩散板120接近 微透镜阵列2的焦点面130时，为了使从聚光点入射到扩散板的光线成为从虚拟聚光点射 出的光线所需要的角度变化增大，所以需要采用的扩散角较大的扩散板来达到上述目的， 在扩散角较小的状态下，将不能得到足以形成插补像的光线密度。另外，根据以上的说明即可明确得知，在投影仪的聚焦面上设置菲涅尔透镜和凸 透镜并不是必须的，在不设置时也能够获得充足的效果。根据本实施方式，通过在微透镜阵列和观察者之间设置扩散板，能够对入射到观 察者的眼睛的光线进行插补，使能够观察平滑的立体影像。
权利要求
1.一种裸眼立体视觉显示器，其特征在于，具有 多台投影仪；微透镜阵列，将从所述多台投影仪投影的影像的光线聚光；以及 扩散板，使由所述微透镜阵列聚光的所述光线扩散。
2.根据权利要求1所述的裸眼立体视觉显示器，其特征在于， 所述扩散板具有与所述微透镜阵列的距离对应的扩散角。
3.根据权利要求2所述的裸眼立体视觉显示器，其特征在于， 使所述扩散角与所述距离成反比。
4.根据权利要求1所述的裸眼立体视觉显示器，其特征在于，所述扩散板被配置为，由构成所述微透镜阵列的多个微小透镜在所述光线的多个聚光 点之间形成虚拟的聚光点。
5.根据权利要求4所述的裸眼立体视觉显示器，其特征在于，在比构成所述微透镜阵列的多个微小透镜的焦点距离远离所述微透镜阵列的位置，配 置所述扩散板。
全文摘要
本方面的裸眼立体视觉显示器具有多台投影仪；将从这些投影仪投影的影像的光线聚光的微透镜阵列；以及使通过微透镜阵列而聚光的光线扩散的扩散板。扩散板具有与距微透镜阵列的距离对应的扩散角。并且，扩散板被配置成为，使在通过构成微透镜阵列的多个微小透镜而形成的光线的多个聚光点之间形成虚拟的聚光点。
文档编号G02B27/22GK102132193SQ20098013231
公开日2011年7月20日 申请日期2009年10月6日 优先权日2008年11月19日
发明者坂井秀行, 山崎真见 申请人:株式会社日立制作所