专利名称：图像显示装置以及方法
技术领域：
本发明涉及使用多个凸透镜沿至少一个方向排列的二维透镜阵列、双凸透镜等将图像显示为莫尔条纹的装置以及方法。
背景技术：
已知有观察到生成以隔开规定间隔的方式平行配置的格子图案的莫尔条纹凸起、或者反之向内凹陷的现象。此外，众所周知有在二维透镜阵列、双凸透镜的下方配置周期图案，显示具有纵深的莫尔条纹而利用于吸引人的目光的显示器的技术(专利文献I 7)。并且，也公知有对所显示的图案加以变化的技术(专利文献8)。另一方面，已知有将由视差成分图像的集合构成的图像在二维上配置为矩阵状，通过透过透镜阵列观察该图像而将该图像显示为立体图像的技术(专利文献9)。专利文献1:美国专利申请2007/0097111号说明书专利文献2:日本专利公开公报特开平11-189000号公报专利文献3:日本专利公开公报特开2001-55000号公报专利文献4:日本专利公开公报特开2001-180198号公报专利文献5:日本专利公开公报特开2002-46400号公报专利文献6:日本专利公开公报特开2002-120500号公报专利文献7:日本专利公开公报特开2003-220173号公报专利文献8:日本专利公开公报特开2003-226099号公报专利文献9:日本专利公开公报特开2008-249809号公报然而，利用上述莫尔条纹的技术都只不过是将几何图案、重复图像等单一图案作为莫尔条纹进行显示的技术，没有使用视差成分图像进行立体显示。并且，也没有对莫尔条纹进行帧显示而使其作为动态图像、动画而发挥功能。另一方面，虽然专利文献9所记载的技术虽然是透过对应的多个透镜观察包含视差成分图像的图像，但存在显示立体图像的可视区域狭窄的问题。特别是在使用包含视差成分图像的图像进行立体显示的技术中，在产生了莫尔条纹的情况下，去除莫尔条纹成为问题，而没有想到积极地利用莫尔条纹。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种通过使用视差成分图像或帧成分图像产生莫尔条纹，由此，即使从大范围的角度观察，也能够进行立体显示或者动画显示的图像显示装置以及方法。本发明的图像显示装置具备:凸透镜集合体，该凸透镜集合体在面上沿着至少一个方向Dx (X是表示方向的下标)以规定的透镜间距Px排列有多个凸透镜；以及，显示部，该显示部在所述凸透镜的焦点面或者焦点面附近且沿着所述面配置，显示以与Px不同的图像间距Wx沿所述方向Dx排列的多个要素图像，该图像显示装置将通过所述多个凸透镜与所述多个要素图像的间距偏移而形成的莫尔条纹作为图像进行立体显示，所述要素图像通过多个视差成分图像的集合而构成。通过这样做，由于从包含视差成分图像的要素图像生成莫尔条纹，因此能够在宽阔的可视区域显示立体图像。本发明的图像显示装置具备:凸透镜集合体，该凸透镜集合体在面上沿着至少一个方向Dx (X是表示方向的下标)以规定的透镜间距Px排列有多个凸透镜；以及，显示部，该显示部在该凸透镜的焦点面或者焦点面附近且沿着所述面配置，显示以与Px不同的图像间距^沿所述方向Dx排列的多个要素图像，该图像显示装置将通过所述多个凸透镜与多个要素图像的间距偏移而形成的莫尔条纹作为图像进行动态图像显示，所述要素图像通过多个帧成分图像的集合而构成。通过这样做，由于从包含帧成分图像的要素图像生成莫尔条纹，因此，能够在宽阔的可视区域显示动画。成为显示对象的原始图像由视差 或者帧分别不同的多个分割图像构成，不同的上述要素图像可以包含不同的上述分割图像。通过这样做，能够透过其它的凸透镜观察到不同的要素图像所包含的不同的分割图像，能够进一步获得立体感、动态图像。所述要素图像的集合沿所述至少一个方向Dx形成周期性的周期图像，所述周期图像以下述方式形成，(i)从成为显示对象的原始图像，并且是视差或者帧分别不同、且沿所述至少一个方向Dx具有图像间距WtlX的多个分割图像，分别分割或者抽出间隔为k#的多个线图像或者点图像；(ii)在wx古W0X的情况下，将所述线图像或者点图像的间隔缩小或者抽取为kx(其中，kx = k0xX (wx/w0x))将属于同一所述分割图像的所述线图像或者点图像，分别以PxW间隔按照该线图像或者点图像的分割顺序排列，并且，以相邻的属于所述分割图像的所述线图像或者点图像彼此，按照该分割图像的分割顺序或者与该分割顺序相反的顺序邻接的方式，沿着所述方向Dx排列在所述要素图像间距Wx内。可以设为上述kx = I Px-Wx I。通过这样做，由于能够容易地确定线图像、点图像的位置，因此能够简单地形成周期图像。图像显示装置还具备使上述凸透镜集合体与上述要素图像的相对位置沿着上述方向Dx变化的移动机构，可以改变被放大显示的图像。通过这样做，即使不移动观察者的视点，也能够观察到改变视点后的立体像，能够观察到动态图像。上述要素图像可以通过使用一边使作为所述原始图像的三维对象绕规定的轴以规定的角度间距依次旋转一边进行拍摄或者渲染而获得的所述分割图像而形成。通过这样做，作为成为显示对象的原始图像，能够容易地生成视差或者帧分别不同的多个分割图像。本发明的图像显示方法使用图像显示装置，所述图像显示装置具备:凸透镜集合体，该凸透镜集合体在面上沿至少一个方向Dx(其中，X是表示方向的下标)以规定的透镜间距Px排列有多个凸透镜；以及，显示部，该显示部在所述凸透镜的焦点面或者焦点面附近且沿着所述面配置，显示以与Px不同的图像间距Wx沿所述方向Dx排列的多个要素图像，并且，所述要素图像通过多个视差成分图像的集合而构成，将利用所述多个凸透镜与所述多个要素图像的间距偏移而形成的莫尔条纹作为图像进行立体显示。本发明的图像显示方法使用图像显示装置，所述图像显示装置具备:凸透镜集合体，该凸透镜集合体在面上沿至少一个方向Dx(其中，X是表示方向的下标)以规定的透镜间距Px排列有多个凸透镜；以及，显示部，该显示部在该凸透镜的焦点面或者焦点面附近且沿着所述面配置，显示以与Px不同的图像间距^沿所述方向Dx排列的多个要素图像，并且，所述要素图像通过多个帧成分图像的集合而构成，将利用所述多个凸透镜与所述多个要素图像的间距偏移而形成的莫尔条纹作为图像进行动态图像显示。根据本发明，利用现有的仅能够显示单纯的重复图案的莫尔干涉，通过使用视差成分图像、帧成分图像生成莫尔条纹，由此，即使从大范围的角度观察，也能进行立体显示或者动画显示。
图1是示出莫尔图案具有纵深的原理的图。图2是使用了双凸透镜的本发明的第一实施方式所涉及的图像显示装置的外观立体图。图3是示出在第一实施方式所涉及的图像显示装置中立体放大显示图像的原理的图。图4是示出在第一实施方式所涉及的图像显示装置中形成要素图像的方法的图。图5是示出形成要素图像的方法、`且与图4连接的图。图6是示出在本发明的第二实施方式所涉及的图像显示装置中形成要素图像的方法的图。图7示出拍摄作为原始图像的三维对象，从而获得分割图像的方法的图。图8是示出根据利用图7的方法获得的图像作成的周期图像的一例的图。图9是示出本发明的第三实施方式所涉及的图像显示装置的图。图10是示出在本发明的第四实施方式所涉及的图像显示装置中形成要素图像的方法的图。图11是示出使用了二维透镜阵列的本发明的第五实施方式所涉及的图像显示装置的外观立体图。图12是在第五实施方式所涉及的图像显示装置中显示基于要素图像的显示图像的图。图13是示出在第五实施方式中，拍摄作为原始图像的三维对象，从而获得分割图像的方法的图。图14是示出本发明的第6实施方式所涉及的图像显示装置的图。图15是示出各个凸透镜排列成六边形的二维透镜阵列的图。图16是示出本发明的一例所涉及的图像显示装置的结构的图。图17是示出要素图像的配置状态的图。附图标记说明:7、16、22、24、28:凸透镜集合体;8、8x、17、20、23、25:周期图像(配置周期图像的显示部)；10:原始图像；IOa 10c、12a、21a:分割图像；14:对象(object)(三维对象)；23 :要素图像；30 32:致动器(移动手段);100、110、120、130:图像显示装置；η_1、η、η+1:线图像或者点图像。
具体实施例方式首先，参照图1，对能够伴随着纵深感观察到双凸透镜、二维透镜阵列等透镜阵列(凸透镜集合体)和周期图案所生成的莫尔图案的原理进行说明。如图1(a)所示，周期图案2置于透镜阵列I的焦点面或者焦点面附近，在周期图案2的间距w比透镜阵列I的间距P小时，基于透镜阵列I的各个透镜的单位图案的像3在距离透镜的曲率中心4为距离L的里侧重叠，在该位置观察放大像。L在数式I中根据从曲率中心4到周期图案2的距离d得出，像的放大倍率A在数式2中得出。数式I
权利要求
1.一种图像显示装置，其特征在于，具备: 凸透镜集合体，该凸透镜集合体是在面上沿着至少一个方向Dx以规定的透镜间距匕排列有多个凸透镜而成，其中，X是表示方向的标符；以及， 显示部，该显示部在所述凸透镜的焦点面或者焦点面附近且沿着所述面配置，用于显示以与Px不同的图像间距wx沿着所述方向Dx排列的多个要素图像， 该图像显示装置将通过所述多个凸透镜与所述多个要素图像的间距偏移而形成的莫尔条纹作为图像来进行立体显示， 所述要素图像通过多个视差成分图像的集合构成。
2.一种图像显示装置，其特征在于，具备: 凸透镜集合体，该凸透镜集合体是在面上沿着至少一个方向Dx以规定的透镜间距匕排列有多个凸透镜而成，其 中，X是表示方向的标符；以及， 显示部，该显示部在该凸透镜的焦点面或者焦点面附近且沿着所述面配置，用于显示以与Px不同的图像间距wx沿着所述方向Dx排列的多个要素图像， 该图像显示装置将通过所述多个凸透镜与多个要素图像的间距偏移而形成的莫尔条纹作为图像来进行动态图像显示， 所述要素图像通过多个帧成分图像的集合构成。
3.根据权利要求1或者2所述的图像显示装置，其特征在于， 成为显示对象的原始图像由视差或者帧分别不同的多个分割图像构成， 不同的所述要素图像包含不同的所述分割图像。
4.根据权利要求1或者2所述的图像显示装置，其特征在于， 所述要素图像的集合沿着所述至少一个方向Dx形成周期性的周期图像， 所述周期图像以下述方式形成， (i)从成为显示对象的原始图像，亦即从视差或者帧分别不同、且沿着所述至少一个方向Dx具有图像间距WtlX的多个分割图像中，分别分割或者抽出间隔为k#的多个线图像或者点图像， (ii)在Wx古w0x的情况下,将所述线图像或者点图像的间隔缩小或者抽取为kx,其中，kx = k0x X (wx/w0x), (iii)将属于同一所述分割图像的所述线图像或者点图像，分别以Px的间隔按照该线图像或者点图像的分割顺序排列，并且，相邻的属于所述分割图像的所述线图像或者点图像彼此形成为，以按照该分割图像的分割顺序或者与该分割顺序相反的顺序邻接的方式，沿着所述方向Dx排列在所述要素图像间距Wx内。
5.根据权利要求3所述的图像显示装置，其特征在于， 所述要素图像的集合沿着所述至少一个方向Dx形成周期性的周期图像， 所述周期图像如下述这样形成， (i)从成为显示对象的原始图像，亦即从视差或者帧分别不同、且沿着所述至少一个方向Dx具有图像间距WtlX的多个分割图像中，分别分割或者抽出间隔为k#的多个线图像或者点图像， (ii)在Wx古w0x的情况下,将所述线图像或者点图像的间隔缩小或者抽取为kx,其中，kx = k0x X (wx/w0x),(iii)将属于同一所述分割图像的所述线图像或者点图像，分别以Px的间隔按照该线图像或者点图像的分割顺序排列，并且，相邻的属于所述分割图像的所述线图像或者点图像彼此形成为，以按照该分割图像的分割顺序或者与该分割顺序相反的顺序邻接的方式，沿着所述方向Dx排列在所述要素图像间距Wx内。
6.根据权利要求4所述的图像显示装置，其特征在于，所述 kx = I Px-Wx I。
7.根据权利要求5所述的图像显示装置，其特征在于，所述 kx = I Px-Wx I。
8.根据权利要求1或者2所述的图像显示装置，其特征在于， 该图像显示装置还具备使所述凸透镜集合体与所述要素图像的相对位置沿着所述方向Dx变化的移动机构，使被放大显示的图像变化。
9.根据权利要求3所述的图像显示装置，其特征在于， 所述要素图像，通过使用一边使作为所述原始图像的三维对象绕规定的轴以规定的角度间距依次旋转一边进行拍摄或者渲染而获得的所述分割图像而形成。
10.一种图像显示方法，其特征在于， 该图像显示方法使用图像显示装置，所述图像显示装置具备: 凸透镜集合体，该凸透镜集合体是在面上沿至少一个方向Dx以规定的透镜间距Px排列有多个凸透镜而成，其中 ，X是表示方向的标符；以及， 显示部，该显示部在所述凸透镜的焦点面或者焦点面附近且沿着所述面配置，用于显示以与Px不同的图像间距wx沿着所述方向Dx排列的多个要素图像，并且，所述要素图像通过多个视差成分图像的集合构成， 将利用所述多个凸透镜与所述多个要素图像的间距偏移而形成的莫尔条纹作为图像来进行立体显示。
11.一种图像显示方法，其特征在于， 该图像显示方法使用图像显示装置，所述图像显示装置具备: 凸透镜集合体，该凸透镜集合体是在面上沿至少一个方向Dx以规定的透镜间距Px排列有多个凸透镜而成，其中，X是表示方向的标符；以及， 显示部，该显示部在该凸透镜的焦点面或者焦点面附近且沿着所述面配置，用于显示以与Px不同的图像间距wx沿着所述方向Dx排列的多个要素图像，并且，所述要素图像通过多个帧成分图像的集合构成， 将利用所述多个凸透镜与所述多个要素图像的间距偏移而形成的莫尔条纹作为图像来进行动态图像显示。
全文摘要
本发明提供图像显示装置以及方法，利用一直以来仅能够显示单纯重复图案的莫尔干涉，通过使用视差成分图像、帧成分图像而产生莫尔条纹，由此，即使从大范围角度观察，也能进行立体显示或者动画显示。图像显示装置具备凸透镜集合体，其在面上沿着至少一个方向Dx(其中，x是表示方向的下标)以规定的透镜间距Px排列有多个凸透镜；以及显示部，其在该凸透镜的焦点面或者焦点面附近且沿着面配置，显示以与Px不同的图像间距wx沿方向Dx排列的多个要素图像，将利用多个凸透镜与多个要素图像之间的间距偏移而形成的莫尔条纹作为图像而立体显示，其中，要素图像通过多个视差成分图像n-1、n、n+1的集合而构成。
文档编号G02B27/60GK103176276SQ20111042952
公开日2013年6月26日 申请日期2011年12月20日 优先权日2011年12月20日
发明者包跃, 大石则司 申请人:来百客股份有限公司