立体显示装置的制作方法
本发明涉及显示立体图像的立体显示装置及显示悬浮在空中的立体图像的立体显示装置(也称为空中立体显示装置(aerialthree-dimensionaldisplay))。
背景技术：
以往，作为能够从多种角度观察立体图像的立体显示技术，已知例如全景成像技术(也称为集成成像技术)。全景成像技术是将平板显示器与透镜阵列组合的构成，将从平板显示器的各像素发出的光通过透镜偏转，从而产生水平视差和垂直视差(例如参照非专利文献1)。
另外，为了同时实现立体显示的清晰度和图像的分辨率，还提出了将多个投影仪与透镜阵列组合的构成(多投影仪方式)(例如参照专利文献1)。
另外，提出了使用特殊的反射光学元件在空中显示立体图像的技术，例如存在使用所谓两面角反射器阵列(dihedralcornerreflectorarray：dcra)的反射光学元件的技术(例如参照专利文献2)。在该技术中，能够通过在对象物之上配置dcra而在dcra的上部空间中以悬浮在空中的方式显示对象物。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2003-279894(2003年10月2日公开)
专利文献2：wo2010-131622(2010年11月18日公开)
非专利文献
非专利文献1：高木康博、“3d显示器技术：从裸眼到全息”、显示器技术年鉴2012、日经bp社
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题
但是，例如医师为了进行手术研究，若设想使患者的心脏等脏器为实际尺寸大小(实物大小)来观察高精度及高分辨率的立体图像的情境，则在以往的全景成像技术中，必须始终使用高分辨率的(例如4k×2k以上的分辨率)中小型平板显示器。在高分辨率中小型平板显示器的情况下，存在各像素的尺寸变小，由各像素显示的图像变暗的问题。
在此处，立体图像的精度是指在显示对象物时能够以何种多量的程度实现从不同角度的显示，立体图像的分辨率是指能够以何种程度精细地显示对象物。
另外，在以往的多投影仪方式中，虽然能够同时实现高分辨率和高亮度，但难以小型化，如无法应用于上述那样需要以实际尺寸大小(实物大小)观察患者心脏等脏器的情况等观察较小立体图像的用途。
本发明的一方案是鉴于上述问题提出的，目的在于实现一种能够以高分辨率且明亮地显示较小对象物的高精度立体图像的立体显示装置。
解决问题的方案
为了解决上述课题，本发明一方案的立体显示装置包含多个微型投影仪和光学部件，上述多个微型投影仪分别包含显示元件和将上述显示元件显示的显示图像朝向上述光学部件投影的投影光学元件，上述显示元件包含驱动电路基板和在上述驱动电路基板的一侧的表面上形成的多个微型发光元件。
根据上述构成，能够实现能够以高分辨率且明亮地显示较小对象物的高精度立体图像的立体显示装置。
发明效果
能够实现能够以高分辨率且明亮地显示较小对象物的高精度立体图像的立体显示装置。
附图说明
图1是示意性地表示本发明第一实施方式的立体显示装置的整体构成的图。
图2是本发明第一实施方式的立体显示装置的显示部的主视图。
图3是本发明第一实施方式的立体显示装置的显示部的放大剖视图。
图4是本发明第一实施方式的立体显示装置的投影图像的俯视图。
图5是说明本发明第一实施方式的立体显示装置的视野区域(3dviewregion)的图。
图6是本发明第一实施方式的立体显示装置的显示部具备的显示元件的剖视图。
图7是表示不具有作为光收敛部(lightconvergenceportion)的微透镜的立体显示装置的发光强度分布和具有作为光收敛部的微透镜的立体显示装置的发光强度分布的图像。
图8是示意性地表示本发明第二实施方式的立体显示装置的显示部的构成的放大剖视图。
图9是本发明第三实施方式的立体显示装置的投影图像的俯视图。
图10是本发明第四实施方式的立体显示装置的显示部具有的显示元件的剖视图。
图11是本发明第五实施方式的立体显示装置的显示部具有的显示元件的剖视图。
图12是示意性地表示本发明第六实施方式的显示悬浮在空中的立体图像的立体显示装置的构成的图。
图13是示意性地表示本发明第七实施方式的显示悬浮在空中的立体图像的立体显示装置的构成的图。
图14是示意性地表示本发明第八实施方式的显示悬浮在空中的立体图像的立体显示装置的构成的图。
图15是表示本发明第八实施方式的显示悬浮在空中的立体图像的立体显示装置的一部分的放大图。
具体实施方式
基于图1至图15说明本发明的实施方式如下。以下，为了便于说明，存在对与特定实施方式中说明的构成具有相同功能的构成标注同一附图标记，省略其说明的情况。
〔第一实施方式〕
以下基于图1至图7说明本发明的第一实施方式。
(关于立体显示装置31的整体构成)
图1是示意性地表示立体显示装置31的整体构成的图。如图1所示，立体显示装置31包括显示部26、驱动电路27、数据处理单元28和图像数据收容部29。并且，图像数据收容部29根据需要预先设置即可，在不需要预先将图像数据收容在立体显示装置31内等的情况下也可以不设置。
数据处理单元28从与数据处理单元28有线连接或无线连接的图像服务器等外部系统30获取图像数据。另外，数据处理单元28例如也可以构成为利用计算机图形技术生成图像数据。
在通过数据处理单元28生成的图像数据或由数据处理单元28从外部系统30获取的图像数据为从多个互不相同的方向表示物体的图片数据即3d图像数据的情况下，数据处理单元28直接将该3d图像数据向驱动电路27发送。另一方面，在数据处理单元28从外部系统30获取的图像数据不是3d图像数据的情况下，数据处理单元28基于所获取的图像数据生成3d图像数据并向驱动电路27发送。
并且，数据处理单元28从外部系统30获取的图像数据可以收容在图像数据收容部29中，也可以如图1中虚线所示，根据需要，数据处理单元28将在图像数据收容部29中收容的图像数据取出。
驱动电路27基于来自数据处理单元28的3d图像数据，通过向显示部26的各像素传递发光量而使显示部26发光驱动并显示立体图像。
并且，驱动电路27及数据处理单元28能够使用公知的多种技术构成，因此在本实施方式中主要说明显示部26。
(关于显示部26的构成)
显示部26包含一片微透镜阵列(micro-lensarray)mla和多个微型投影仪(micro-projector)mp＜1，1＞至mp＜4，4＞(在本实施方式中为16个)。并且，mp＜a，b＞(a及b为1以上的自然数)的标注是为了区分多个相同的微型投影仪。
微透镜阵列mla以二维阵列状配置有微透镜ml＜1，1＞至ml＜48，32＞(在本实施方式中为1536个)。并且，ml＜i，j＞(i及j为1以上的自然数)的标注是为了区分多个相同的微透镜。
在本实施方式中，为了便于说明，例举一个示例说明显示部26具有16个微型投影仪mp＜1，1＞至mp＜4，4＞和1536个微透镜ml＜1，1＞至ml＜48，32＞的情况，但不限定于此，微型投影仪mp＜a，b＞的数量和微透镜ml＜i，j＞的数量当然能够根据所要求的显示部的规格适当决定。
投影区域(projectionarea)pa＜1，1＞是微型投影仪mp＜1，1＞的投影区域，投影区域pa＜1，2＞是微型投影仪mp＜1，2＞的投影区域，投影区域pa＜1，3＞是微型投影仪mp＜1，3＞的投影区域，投影区域pa＜1，4＞是微型投影仪mp＜1，4＞的投影区域。如图1所示，各微型投影仪mp＜a，b＞的投影区域pa＜a，b＞是与微透镜阵列mla重叠的区域。并且，pa＜a，b＞(a及b为1以上的自然数)的标注是为了区分多个投影区域。
图2是立体显示装置31的显示部26的主视图。
如图所示，以4行4列配置的共计16台微型投影仪mp＜1，1＞至mp＜4，4＞的投影区域pa＜1，1＞至pa＜4，4＞与微透镜阵列mla重叠。在本实施方式中，例举一个示例说明了将共计16台微型投影仪以4行4列配置的情况，但微型投影仪的数量和配置模式不限定于此，能够适当决定。
另外，在本实施方式中，例举一个示例说明微透镜阵列mla包括1536个微透镜ml＜1，1＞至ml＜48，32＞的情况，即各微型投影仪的各投影区域具有96个微透镜的情况，但不限定于此，微透镜的总数能够适当选择从几十个到几千个，各微型投影仪的各投影区域的微透镜的数量也能够适当选择。
图3是说明图2所示的微透镜阵列mla和微型投影仪mp＜1，1＞至mp＜4，4＞的配置的剖视图。并且，在图3中，仅图示出微型投影仪mp＜1，1＞及微型投影仪mp＜2，1＞，而其他微型投影仪的图示省略。
包含图示的微型投影仪mp＜1，1＞及微型投影仪mp＜2，1＞的16个微型投影仪由于是同一构成及同一配置，因此此处仅说明微型投影仪mp＜1，1＞的构成及配置。
微型投影仪mp＜1，1＞包括显示元件(displayelement)de＜1，1＞和对显示元件de＜1，1＞所显示的显示图像进行投影的投影光学元件po＜1，1＞。将显示元件de＜1，1＞所显示的显示图像通过投影光学元件(projectionoptics)po＜1，1＞成像在投影面(projectionplane)pp上。投影面pp为例如透过型的屏幕或光扩散板(transparentscreen或lightdiffusionplate)等。在此处，若将显示元件de＜1，1＞与投影光学元件po＜1，1＞的光学中心间的距离设为显示元件距离ld，将投影光学元件po＜1，1＞的光学的中心与投影面pp间的距离设为投影距离lp，将投影光学元件po＜1，1＞的焦距设为fp，则以满足1/ld+1/lp＝1/fp的关系的方式配置显示元件de＜1，1＞及投影光学元件po＜1，1＞。并且，po＜a，b＞(a及b为1以上的自然数)的标注是为了区分多个相同的投影光学元件，de＜a，b＞(a及b为1以上的自然数)的标注是为了区分多个相同的显示元件。在图3中，作为投影光学元件po＜a，b＞例示了简单凸透镜，但可以是由多片透镜构成的复合透镜，也可以是由反射镜构成的投影光学元件。
在投影面pp上，显示元件de＜1，1＞显示的显示图像投影为放大(lp/ld)倍的实像。该放大倍率越大则立体图像显示得越大，因此在能够确保分辨率的范围内优选大的放大倍率。其理由在于，通过增大放大倍率，若能够减小微型投影仪，则能够减少微型投影仪的制造成本。优选放大倍率为1倍以上，更加优选2倍以上。并且，投影面pp与微透镜阵列mla间的距离设定为与微透镜ml＜1，1＞至ml＜48，32＞的焦距fm相等。
微型投影仪mp＜1，1＞至mp＜4，4＞的各投影光学元件po＜1，1＞至po＜4，4＞将显示元件de＜1，1＞至de＜4，4＞的显示图像向微透镜阵列mla投影。
图4是表示立体显示装置31的显示部26具有的显示元件de＜1，1＞显示的显示图像在投影面pp上投影成像的像和微透镜阵列mla的示意图。
微透镜ml＜1，1＞至ml＜48，32＞分别与8行8列共计64个投影图像(projectedimage)px＜s，t＞对应。例如，如图所示，微透镜ml＜1，1＞与投影图像px＜1，1＞至px＜8，8＞对应，投影图像px＜1，1＞至px＜8，8＞与显示元件de＜a，b＞上的1个像素区域对应。投影图像px＜s，t＞是显示元件de＜a，b＞上的像素即显示元件de＜a，b＞显示的显示图像的基于投影光学元件po＜a，b＞的投影图像。并且，px＜s，t＞(s及t为1以上的自然数)的标注是用于区分多个投影图像。
详细如后所述，微透镜ml＜1，1＞至ml＜48，32＞分别与64个投影图像px＜s，t＞对应，是与从64个不同方向观察某个对象物的像对应。以下用n表示与各微透镜ml＜i，j＞对应的显示元件de＜a，b＞的像素数。(并非显示元件de＜a，b＞的全部像素数。在本例中全部像素数为n×8×12＝6144。)因此在本实施方式中n＝64，但不限定于此，与各微透镜ml＜i，j＞对应的显示元件de＜a，b＞的像素数(pixelnumber)能够对应于立体图像的精度适当选择。并且，为了显示更高精度的立体图像，需要增加与各微透镜ml＜i，j＞对应的显示元件de＜a，b＞的像素数。在本实施方式中，立体显示装置31与全彩色显示对应，因此，例示了显示元件de＜a，b＞的各像素包含发出红色、蓝色及绿色的子像素(sub-pixel)并将各像素的一半分配为绿色子像素(greensub-pixel)、将各像素的另一半分配为红色和蓝色子像素的情况，但各像素的构成不限定于此。
如图4所示，优选在邻接的微透镜ml＜i，j＞之间即微透镜ml＜1，1＞与微透镜ml＜2，1＞之间、微透镜ml＜1，1＞与微透镜ml＜1，2＞之间及微透镜ml＜1，1＞与微透镜ml＜2，2＞之间，以与各微透镜ml＜i，j＞对应的64个投影图像px＜s，t＞的组彼此不连续的方式，设置在图中x方向及图中y方向上具有宽度a的缓冲区域(bufferarea)ba。
在各微透镜ml＜i，j＞的端部处存在透镜的加工精度下降、显示精度降低的情况，按照上述方式设置缓冲区域ba的理由在于避免这种显示精度恶化。另外，通过设置这种缓冲区域ba，容易使微型投影仪mp＜a，b＞的投影区域pa＜a，b＞彼此不重叠地配置微型投影仪mp＜a，b＞。在本实施方式中，例举一个示例说明设有在图中x方向及图中y方向上具有相同宽度a的缓冲区域ba的情况，但不限定于此，也可以设置在图中x方向及图中y方向上具有不同宽度的缓冲区域ba。
投影面pp上邻接的投影图像px＜s，t＞间的距离为显示元件de＜a，b＞上邻接的像素间距离的(lp/ld)倍。另外，以与投影面pp上的缓冲区域ba的宽度a对应的方式，在各显示元件de＜a，b＞设有其宽度为(a·ld/lp)的非发光区域即缓冲区域ba’。
图5是图4所示的显示部26的a-a’线的剖视图，表示在投影面pp上成像的显示元件de＜a，b＞的投影图像px＜s，t＞与微透镜ml＜i，j＞的关系。
如图所示，投影面pp与微透镜阵列mla间的距离设定为与微透镜ml＜i，j＞的焦距fm相等。因此，投影图像px＜s，t＞发出的光若由微透镜ml＜i，j＞聚光并透过微透镜ml＜i，j＞，则成为相互平行的光，无发散地向一定方向放射。并且，投影图像px＜s，t＞发出的光的行进方向能够按照下述方式计算。若以微透镜ml＜i，j＞的光轴oaml与投影面pp的交点为原点o，将投影图像px＜s，t＞的坐标设为(xs，yt)，则投影图像px＜s，t＞发出的光相对于微透镜ml＜i，j＞的光轴oaml在x方向上以θx、在y方向上以θy行进。在此处，tanθx＝-xs/fm、tanθy＝-yt/fm。
按照这种方式，在立体显示装置31的显示部26中，微透镜ml＜i，j＞分别朝向与投影图像px＜s，t＞对应的互不相同的方向放出光。放出该光的区域整体为观察者pe的视野区域(3dviewregion)vr。如图所示，观察者pe若改变观察显示部26的方向，则所看到的投影图像px＜s，t＞变化。因此，通过准确显示从投影图像px＜s，t＞分别对应的方向观察的对象物的光信号，观察者pe能够改变视点来识别自然的立体图像。
(关于显示元件de＜a，b＞的构成)
图6的(a)是表示与图4所示的显示部26的a-a’线对应部分的显示元件de＜1，1＞的一部分的剖视图，图6的(b)是表示显示元件de＜1，1＞中的公共连接区域(commonconnectionregion)ccr、虚设区域dr与外周部(externalregion)er的剖视图。
如图6的(a)所示，显示元件de＜1，1＞的像素区域(pixelregion)gr中以阵列状配置有多个像素，各像素包含一个蓝色子像素bsub、一个红色子像素rsub和一个绿色子像素gsub(参照图4)。对应于来自驱动电路27的各像素的发光量数据即各子像素的灰度数据，从蓝色子像素bsub发出蓝色光(例如峰值波长460nm±15nm)从红色子像素rsub发出红色光(例如峰值波长630nm±15nm)，从绿色子像素gsub发出绿色光(例如峰值波长520nm±15nm)，通过调整各子像素的发光量，各像素能够发出多种颜色的光。
需要说明的是，为了在提高显示元件de＜a，b＞的分辨率的同时降低制造成本，优选像素尺寸小，像素的大小可以是60μm以下，优选20μm以下，更加优选10μm以下。子像素的最大长度相同，因此，微型发光元件的最大长度也相同。
如图6的(b)所示，显示元件de＜1，1＞包含像素区域gr，且包含公共连接区域ccr、虚设区域dr和外周部er。
如图6的(a)及图6的(b)所示，一个红色子像素rsub包含一个微型led元件(microledelement)60r(微型发光元件(microlightemissionelement))，一个蓝色子像素bsub包含一个微型led元件60b(微型发光元件)，一个绿色子像素gsub包含一个微型led元件60g(微型发光元件)。各子像素中包含的微型发光元件的数量也可以是多个。
并且，微型led元件60r是在红色子像素rsub中配置的发出蓝色光的微型led元件，微型led元件60b是在蓝色子像素bsub中配置的发出蓝色光的微型led元件，微型led元件60g是在绿色子像素gsub中配置的发出蓝色光的微型led元件，因此微型led元件60r、微型led元件60b及微型led元件60g具有相同结构。另外，在图6中，关于红色子像素rsub和绿色子像素gsub例示了使用波长转换层(wavelengthconversionlayer)的构成，也可以像蓝色子像素bsub这样，红色子像素rsub是具有发出红色光的微型led元件的构成，绿色子像素gsub是具有发出绿色光的微型led元件的构成。
在本实施方式中，将红色子像素rsub、蓝色子像素bsub及绿色子像素gsub设为图4及图6所示的形状，但不限定于此，各色子像素的形状也可以是将长方形平行排列的图案，能够根据各色子像素需要的大小和用途适当、变更。另外，其形状不限定于矩形。
此外，根据需要，也可以增加黄色等其他颜色的子像素，在不需要使立体显示装置与全彩色显示对应的情况下，也可以仅由一种或两种子像素构成各像素。
如图6所示，作为发出蓝色光的微型led元件即微型led元件60r、微型led元件60b及微型led元件60g，分别具有包含n侧层(n-sidelayer)11、发光层(lightemissionlayer)12及p侧层(p-sidelayer)13的氮化物半导体层14、p电极(p-electrode)19p和公共n电极(commonn-electrode)56，在光射出方向侧配置有公共n电极56，在驱动电路基板(drivecircuitsubstrate)50侧配置有p电极19p。并且，在本实施方式中，将各像素的一半分配为绿色子像素gsub，将各像素的另一半分配为红色子像素rsub和蓝色子像素bsub，因此微型led元件60g的尺寸最大，微型led元件60r及微型led元件60b的尺寸相同，小于微型led元件60g的尺寸。
p电极19p与驱动电路基板50上的p侧电极(p-driveelectrode)51连接，公共n电极56在图6的(b)所示的公共连接区域ccr中，借助插塞55与驱动电路基板50上的n侧电极(n-driveelectrode)52连接，微型led元件60r/60b/60g分别从对应的p侧电极51供给电流并发光。
光射出方向为与驱动电路基板50相反的方向，为公共n电极56侧。微型led元件60r/60b/60g分别通过像素分离槽(pixelisolationtrench)15被独立分割，像素分离槽15利用填充材料(fillingmaterial)20填埋。
在驱动电路基板50的像素区域gr配置有各像素的驱动电路(pixeldrivecircuit)，在驱动电路基板50的虚设区域dr主要配置有行选择电路(rowselectioncircuit)、列信号输出电路(columnsignaloutputcircuit)、图像处理电路(imageprocessingcircuit)、输入输出电路等(input/outputcircuit)。驱动电路基板50上的虚设电极53配置用于固定氮化物半导体层14并对上述电路进行遮光。并且，虚设区域dr是显示元件de＜1，1＞的除了像素区域gr、公共连接区域ccr、外周部er以外的区域。
如图6的(b)所示，在公共连接区域ccr及虚设区域dr配置有氮化物半导体层14，但氮化物半导体层14不发光，配置用于确保表面的平坦性。通过确保驱动电路基板50的尽可能宽面积的平坦性，容易形成波长转换层、微透镜。例如，若未在虚设区域dr中配置氮化物半导体层14，则在像素区域gr的附近产生几μm高度的层差，在涂布用于形成波长转换层、微透镜的树脂时产生条纹，存在在像素区域无法形成均匀厚度的波长转换层、微透镜的问题。
外周部er规定显示元件de＜1，1＞的外缘，包含用于将显示元件de＜1，1＞切割为单片的切断区域、引线接合焊盘等与外部电路连接的连接部即外部连接电极(i/oelectrode)54。并且，在外周部er，氮化物半导体层14被去除。
另外，如图6的(a)所示，在像素区域gr之间设有作为非发光区域的缓冲区域ba’，缓冲区域ba’包括氮化物半导体层14、虚设p电极19d、公共n电极56和p侧电极51，以覆盖这些部件的方式，设有作为遮光部件(lightshieldingmaterial)的平坦部(planarizationportion)24。
另外，如图6的(a)所示，在像素区域gr之间设有作为非发光区域的缓冲区域ba’。在图6的(a)中，缓冲区域ba’包括结构与微型led元件(微型发光元件)60r、60g、60b相同的氮化物半导体层14、虚设p电极19d、公共n电极56和p侧电极51，以覆盖这些部件的方式设有作为遮光部件的平坦部24。即，在缓冲区域ba’设置的虚设元件具有与微型led元件60r、60g、60b相同的结构。在这种构成的情况下，通过使像素区域gr与缓冲区域ba‘的结构共通化，从而具有制造容易的效果，但不限定于此。
(红色子像素rsub、蓝色子像素bsub及绿色子像素gsub的构成)
在蓝色子像素bsub中，在公共n电极56上设有由透明树脂图案(transparentresinpattern)构成的透明部(transparentportion)21，微型led元件60b发出的蓝色光直接向外部放出。并且，透明部21也可以包含散射粒子。
在红色子像素rsub中，在公共n电极56上设有含有将微型led元件60r发出的蓝色光波长转换为红色光的材料的树脂图案即红色转换部22(第一波长转换层)，放出红色光。并且，红色转换部22也可以包含散射粒子。
在绿色子像素gsub中，在公共n电极56上设有含有将微型led元件60g发出的蓝色光波长转换为绿色光的材料的树脂图案即绿色转换部23(第二波长转换层)，放出绿色光。并且，绿色转换部23也可以包含散射粒子。
如图6的(a)所示，在透明部21上配置有微透镜25b(光收敛部)，在红色转换部22上配置有微透镜25r(光收敛部)，在绿色转换部23上配置有微透镜25g(光收敛部)。微透镜25r/25g/25b分别由透明树脂形成为透镜状的形状，具有使透明部21、红色转换部22及绿色转换部23发出的光会聚的作用。并且，微透镜25r/25g/25b分别优选完全覆盖透明部21、红色转换部22及绿色转换部23。
图7的(a)是表示未考虑立体角的表面积的情况下的、不具有作为光收敛部的微透镜的立体显示装置的发光强度分布与具有作为光收敛部的微透镜25r/25g/25b的立体显示装置31的发光强度分布的图像。
另一方面，图7的(b)是表示考虑了立体角的表面积的情况下的、不具有作为光收敛部的微透镜的立体显示装置的发光强度分布与具有作为光收敛部的微透镜25r/25g/25b的立体显示装置31的发光强度分布的图像。
并且，在图7中，将红色转换部22及绿色转换部23统称为波长转换层。
如图7的(a)的a散点所示，在没有微透镜25r/25g的情况下，从红色转换部22放出的红色光或从绿色转换部23放出的绿色光以放射角η(波长转换层(红色转换部22或绿色转换部23)的表面的铅直线与放出光所成的角度)计从0度增加到90度。另外，如图7的(b)的a散点所示，若考虑立体角的表面积，则放射角η在40度到60度左右的范围内存在放射强度的峰值。
因此，为了有效利用显示元件de＜a，b＞发出的红色光和绿色光，必须至少使放射角η到60度左右的光会聚。为了使放射角η的光会聚，在成像光学系统为透镜的情况下，若将透镜的焦距设为fp，则透镜的开口直径(opticalaperture)
通过配置微透镜25r/25g，能够使放射角η大的光向光射出方向折射，因此如图7的(a)及图7的(b)的b散点所示，能够缩减红色光或绿色光的放射角分布，使其在光轴方向上会聚。因此，能够以更小的透镜提高会聚效率。或者，若透镜尺寸相同则能够会聚更多的光，因此能够使显示图像明亮。另外，在需要一定明亮度的情况下，能够减小微型led元件60r/60b/60g的驱动电流，减少消耗电力。
另外，蓝色光的情况也同样地，在蓝色子像素bsub的情况下，没有波长转换层，微型led元件60b发出的蓝色光被直接放出，但由于蓝色光在发光层12中通常各向同性地发出，因此具有与具有波长转换层的情况类似的放射角分布，具有与上述的红色光或绿色光的情况相同的效果。出于这种理由，在本实施方式中，不仅是红色子像素rsub和绿色子像素gsub，蓝色子像素bsub也设有作为光收敛部的微透镜25r/25g/25b。在本实施方式中，例举一个示例说明作为光收敛部设有微透镜的情况，但不限定于此，光收敛部也可以是具有将各色子像素rsub/gsub/bsub放射的光向前方会聚的效果的反射壁等。
(关于立体显示装置的特性)
发明人对与上述立体显示装置31不同的具有以下所示构成的立体显示装置进行了实时亮度评价。
·微透镜阵列mla的构成
·微透镜ml＜i，j＞的配置间距为x方向、y方向均为250μm
·微透镜ml＜i，j＞的焦距fm为250μm
·微透镜ml＜i，j＞的数量为600×400个、(i＝1至400、j＝1至600)
·投影图像px＜s，t＞的构成
·投影图像px＜s，t＞的数量为6行6列的36个(s、t＝1至6)
·36个投影图像px＜s，t＞的排列中心在微透镜ml＜i，j＞的光轴上
·投影图像px＜s，t＞的间距在x方向、y方向上均为31.25μm
·视野区域vr在x方向、y方向上均为±17.35度
·投影面pp上的缓冲区域ba的宽度为62.5μm
·微型投影仪mp＜a，b＞的构成
·投影光学元件po＜a，b＞的焦距fp为20mm
·投影光学元件po＜a，b＞的f值为1.2(开口直径16.7mm)
·投影距离lp＝82.5mm、显示元件距离ld＝26.4mm(倍率：3.125倍)
·投影区域pa＜a，b＞的大小为37.5mm×25mm
·微型投影仪mp＜a，b＞为4行4列配置(a、b＝1至4)、共计16台
·显示元件de＜a，b＞的构成
·有效像素数：900×600、像素尺寸10μm、缓冲区域ba’的宽度20μm
·发光区域为12mm×8mm
·微型led元件60r/60b/60g为蓝色发光元件、峰值波长460nm
·蓝色子像素bsub、红色子像素rsub的大小为5μm见方、绿色子像素gsub为5μm×10μm。
·红色子像素rsub：利用在树脂中混有量子点的波长转换层将蓝色光转换为红色
·绿色子像素gsub：利用在树脂中混有量子点的波长转换层将蓝色光转换为绿色
·蓝色子像素bsub：使微型led元件60b的蓝色光穿过透明树脂射出
·驱动电路基板：在硅基板上通过cmos工艺形成驱动电路
在按照这种方式构成的立体显示装置中，分别向微型led元件60r、微型led元件60g及微型led元件60b流通0.825μa、1.65μa、0.825μa的电流，全部点亮。此时，从距离立体显示装置的中央部1m处观察的显示部26的亮度即显示元件de＜a，b＞的全部像素为最大灰度情况下的距离微透镜阵列mla为1m处的微透镜阵列mla的亮度为1086cd/m2。另外，此时的各微型投影仪mp＜a，b＞的消耗电力为5.3w。这是将显示部26的整个画面白色点亮的状态，即显示元件de＜a，b＞的全部像素为最大灰度的情况，通常显示状态下的消耗电力低于该情况。
在将通常的平面显示器用的液晶显示器与微透镜阵列组合，进行基于全景成像技术的立体显示的情况下，无法以高亮度实现这种高精度的立体显示。例如，在使用亮度较高的1000cd/m2的7英寸型4k液晶监视器并组合上述微透镜阵列mla且应用全景成像技术的情况下，像素尺寸为37μm左右，因此250μm尺寸的微透镜仅能够与6行×6列(n＝36)的像素对应，无法实现8行8列这样的高精度立体显示。另外，在距离微透镜阵列mla为1m处的微透镜阵列mla的亮度仅能够实现28cd/m2(≒1000cd/m2/n)。在基于像这样使用以往的平面显示器的全景成像技术的立体显示中，显示部的亮度即距离微透镜阵列mla为1m处的微透镜阵列mla的亮度为(1000/n)cd/m2，而根据本实施方式的显示部，能够实现远大于该亮度的亮度。
如上所示，根据发明人的评价，在使用本实施方式的多个微型投影仪mp＜a，b＞的立体显示装置中，发光效率非常高，验证了能够适度实现与通常的平面型显示器相同程度的亮度。
另外，发明人为了评价作为光收敛部的微透镜25r/25g/25b的效果，制作未设有微透镜25r/25g/25b型的显示元件并进行了亮度评价。在不具有微透镜25r/25g/25b的立体显示装置中，从正面观察显示部26的情况下的距离微透镜阵列mla为1m处的微透镜阵列mla的亮度为760cd/m2。该亮度值比具有微透镜25r/25g/25b的本实施方式的立体显示装置的亮度值低大约30％。
另外，作为微型投影仪mp＜a，b＞的投影光学元件po＜a，b＞使用开口直径16.7mm、f值1.2的明亮透镜。优选投影光学元件po＜a，b＞的开口直径较大。例如，在开口直径与显示元件de＜a，b＞的发光部为相同程度的情况下，与显示元件de＜a，b＞的中心部的像素相比，从外周部的像素向投影光学元件po＜a，b＞射入的光量降低。这是由于，在中心部与外周部处放射角依存性相同的情况下，从外周部向投影光学元件po＜a，b＞的外侧放射的光未被使用。即，若开口直径变小，则与显示元件de＜a，b＞的中心部相比，在外周部处聚光率降低，在这种构成中，投影区域pa＜a，b＞的端部变暗，因此在与投影区域pa＜a，b＞的端部对应的视野区域vr的端部，产生所谓的变暗现象。优选在改善这种显示不均匀性的基础上增大投影光学元件po＜a，b＞的开口直径。优选开口直径至少大于显示元件de＜a，b＞的发光部。如上所述，根据本实施方式，能够实现能够以高精度且以高分辨率明亮显示大小为放在掌上程度的立体图像的立体显示装置。
〔第二实施方式〕
以下说明本发明的第二实施方式。并且，为了便于说明，对与在上述第一实施方式中说明的部件具有相同功能的部件标注相同的附图标记，对其不做重复说明。
图8是示意性地表示第二实施方式的立体显示装置具有的显示部26a的构成的图。如图8所示，显示部26a在由一个微透镜阵列mla和多个微型投影仪mp＜a，b＞构成这方面与第一实施方式相同。区别在于，显示部26a在图中x方向及图中y方向上相邻的微透镜ml＜i，j＞之间设有从微透镜阵列mla延伸到投影面pp的隔壁(shieldingwall：防护壁)69。
隔壁69由含有光吸收材料的材料形成。图中x方向上相邻的微透镜ml＜i，j＞与微透镜ml＜i+1，j＞之间及微透镜ml＜i，j＞与微透镜ml＜i-1，j＞之间、图中y方向上相邻的微透镜ml＜i，j＞与微透镜ml＜i，j+1＞之间及微透镜ml＜i，j＞与微透镜ml＜i，j-1＞之间由隔壁69相互隔开。如上所示，隔壁69防止由在投影面pp上成像的投影图像px＜s，t＞构成的图像漏出到邻接的微透镜ml＜i，j＞。
虽省略图示，但隔壁69在形成为俯视观察时包围各微透镜ml＜i，j＞外周的四边形状。最优选隔壁69构成为将从微透镜ml＜i，j＞的下表面到对应的投影面pp的空间分隔开。另外，隔壁69也可以配置在投影面pp的透明屏幕与微透镜阵列mla之间。
如上所示，第二实施方式的立体显示装置具有的显示部26a将相邻的微透镜ml＜i，j＞之间利用隔壁69相互分隔开，因此邻接的微透镜ml＜i，j＞之间的光不会漏出，能够实现立体图像的画质提高。
〔第三实施方式〕
以下说明本发明的第三实施方式。并且，为了便于说明，对与上述第一实施方式中说明的部件具有相同功能的部件标注相同的附图标记，对其不做重复说明。
第三实施方式的立体显示装置具有的显示部26b与第一实施方式中说明的显示部26相比，其构成不同。
图9是示意性地表示第三实施方式的立体显示装置具有的显示部26b的构成的图。
如图9所示，在显示部26b中，未像第一实施方式那样使用多个微透镜ml＜i，j＞以行列配置的微透镜阵列mla，而使用具有每1列在图中y方向上错开半个间距的多个微透镜ml＜i，j＞的微透镜阵列mla’。另外，与各微透镜ml＜i，j＞对应的多个投影图像px’＜s，t＞的配置模式与上述第一实施方式的情况不同。并且，各投影图像单元pxu＜i，j＞由与各微透镜ml＜i，j＞对应的多个投影图像px’＜s，t＞的组构成。
如图9所示，在显示部26b具有的微透镜阵列mla’中，例如以包围在中心配置的微透镜ml＜i，j＞周围的方式配置多个微透镜ml＜i-1，j＞、ml＜i-1，j+1＞、ml＜i，j-1＞、ml＜i，j+1＞、ml＜i+1，j＞、ml＜i+1，j+1＞，也可以形成为圆形形状。
在按照这种方式以形成为圆形形状的方式排列微透镜ml＜i，j＞、ml＜i-1，j＞、ml＜i-1，j+1＞、ml＜i，j-1＞、ml＜i，j+1＞、ml＜i+1，j＞、ml＜i+1，j+1＞的情况下，与像上述第一实施方式那样将微透镜ml＜i，j＞简单进行行列配置的情况相比，能够高密度地配置微透镜ml＜i，j＞。因此能够提高在显示部26b上显示的立体图像的分辨率，实现更平滑的立体表现。
另外，如上所述，在显示部26b具有的微透镜阵列mla’中，与各微透镜ml＜i，j＞对应的多个投影图像px’＜s，t＞的配置模式与第一实施方式的情况不同，因此显示部26b具有的显示元件的像素的配置模式也不同。
投影图像px’＜s，t＞是显示元件上的像素即显示元件显示的显示图像的基于投影光学元件po＜a，b＞的投影图像。并且，px’＜s，t＞(s及t为1以上的自然数)这一标注用于区分多个投影图像。
如图9所示，由与各微透镜ml＜i，j＞对应的多个投影图像px’＜s，t＞的组构成的各投影图像单元pxu＜i，j＞在图中y方向的中央部处，在图中x方向上配置的投影图像px’＜s，t＞的数量增加，随着远离图中y方向的中央部，在图中x方向上配置的投影图像px’＜s，t＞的数量减少。因此，显示部26b具有的显示元件上的像素也具有相同的配置。这是由于，实际使用视野区域vr的四个角的可能性较低，通过削减与该部分对应的像素并将该削减的像素配置在中央部，从而能够在各投影图像单元pxu＜i，j＞的图中y方向的中心附近增大视野区域vr。按照这种方式，能够对应于怎样设置视野区域vr而调整投影图像px’＜s，t＞的配置即显示元件上的像素的配置。
并且，优选在邻接的投影图像单元pxu＜i，j＞之间设置具有宽度b的缓冲区域ba，以使邻接的投影图像单元pxu＜i，j＞彼此不连续。
例如，在液晶显示器等中难以实现这种像素的配置。对于像素而言，通常通过以在x方向及y方向上均匀的间距配置的配线来规定像素，因此不易将像素的密度不均匀地配置。另外，即使通过复杂的配线将像素不均匀配置，背光源也向整个区域照射光，因此没有像素部分的光不起作用。另一方面，在本实施方式中，与液晶显示器等其他显示器相比，按照这种方式，具有能够实现像素即投影图像px’＜s，t＞的数量为高密度的显示部26b的优点。
〔第四实施方式〕
以下说明本发明的第四实施方式。并且，为了便于说明，对与上述第一实施方式中说明的部件具有相同功能的部件标注相同的附图标记，对其不做重复说明。
第四实施方式的立体显示装置具有的显示元件de’＜a，b＞与第一实施方式中说明的显示元件de＜a，b＞的构成不同。
图10是示意性地表示第四实施方式的立体显示装置具有的显示元件de’＜1，1＞的剖视图的图。
第四实施方式的立体显示装置具有的多个显示元件de’＜a，b＞例如显示元件de’＜1，1＞分别取代图6所示的微型led元件60r/60b/60g具有vcsel(verticalcavitysurfaceemittinglaser：垂直腔面发射激光器)型微型激光器元件60r’/60b’/60g’，以及红色子像素rsub的红色转换部22上具有微透镜25r、绿色子像素gsub的绿色转换部23上具有微透镜25g而蓝色子像素bsub的透明部21上不具有微透镜，这一点与第一实施方式中说明的显示元件de＜a，b＞不同。
如图10所示，显示元件de’＜1，1＞包括发出指向性高的蓝色光的光源即vcsel型微型激光器元件60r’/60b’/60g’，因此关于蓝色子像素bsub的经由透明部21直接发出的蓝色光，不需要配置作为光收敛部的微透镜。但是，通过红色子像素rsub的红色转换部22的波长转换生成的红色光或通过绿色子像素gsub的绿色转换部23的波长转换生成的绿色光不具有指向性。因此与上述第一实施方式同样地，优选红色子像素rsub及绿色子像素gsub具有微透镜25r/25g。
如图10所示，vcsel型微型激光器元件60r’/60b’/60g’与图6所示的微型led元件60r/60b/60g的主要区别在于，在光射出侧具有第一反射层10，在驱动电路基板50侧具有透明电极层44和第二反射层45。
第一反射层10为反射蓝色光的dbr(distributedbraggreflector：分布布拉格反射器)，能够通过将多个alxga(1-x)n层与gan层的层对重叠而形成。例如，alxga(1-x)n层全部有36层，各层的厚度为57nm至122nm左右。其中包含35层gan层，各层的厚度为53nm至114nm左右。以上在本实施方式中使用的第一反射层10的整体膜厚大致为5.2μm，但不限定于此，alxga(1-x)n层的数量或gan层的数量能够适当决定，因此第一反射层10的整体膜厚也能够适当决定。
在本实施方式中，作为作为透明电极层44使用由ito(铟锡氧化物)以厚度50nm至600nm左右形成的层，但不限定于此，只要能够形成具有导电性的透明层，其厚度和材料能够适当决定。另外，在本实施方式中，作为第二反射层45使用由电介质多层膜构成的dbr即将tio2薄膜与sio2薄膜层叠17层而成的膜，第二反射层45中的tio2薄膜的厚度为8nm至75nm，sio2薄膜的膜厚为8nm至171nm，在该范围内按层对膜厚进行优化，但不限定于此，只要能够形成反射层，第二反射层45的厚度和材料能够适当决定。
如图10所示，第二反射层45形成有开口部46。p电极19p’优选具有填塞开口部46的插塞部分，经由填埋开口部46的p电极19p’的插塞部分，透明电极层44与在p侧电极51上形成的p电极19p’电连接。并且，公共连接区域ccr具有的n电极19n’除了具有填埋开口部46的插塞部分以外，与图6的(b)所示的n电极19n相同。另外，虚设区域dr具有的虚设p电极19d’除了具有填埋开口部46的插塞部分以外，与图6的(b)所示的虚设p电极19d相同。
图10所示的使用显示元件de’＜1，1＞的构成的情况也与上述第一实施方式的情况相同，能够实现能够以高精度且以高分辨率明亮显示放在掌上程度大小的立体图像的立体显示装置。
〔第五实施方式〕
以下说明本发明的第五实施方式。并且，为了便于说明，对与上述第一实施方式中说明的部件具有相同功能的部件标注相同的附图标记，对其不做重复说明。
在第五实施方式的立体显示装置具有的显示元件de”＜a，b＞中，其缓冲区域ba”的构成与第一实施方式中说明的显示元件de＜a，b＞具有的缓冲区域ba’的构成不同。
图11是示意性地表示第五实施方式的立体显示装置具有的显示元件de”＜1，1＞的剖视图的图。
如图6的(a)所示，显示元件de＜a，b＞具有的缓冲区域ba’为与显示元件de＜a，b＞具有的像素区域gr不同的结构，但如图11所示，显示元件de”＜a，b＞具有的缓冲区域ba”为与显示元件de”＜a，b＞具有的像素区域gr相同的结构。但是，由于不需要从显示元件de”＜a，b＞具有的缓冲区域ba”具有的像素发出光，因此缓冲区域ba”具有的微型led元件60r/60g/60b不点亮，即成为非发光状态。
缓冲区域ba”使用与像素区域gr相同结构的显示元件de”＜a，b＞，因此在组装了显示部26后，具有能够与微透镜ml＜i，j＞对应地设定投影区域pa＜a，b＞的优点。即，配合应设的投影区域pa＜a，b＞，选择成为像素区域gr的相应像素(相应微型led元件或相应微型激光器元件)并点亮，成为缓冲区域ba”的相应像素不点亮。
这种相应像素(相应微型元件或相应微型激光器元件)的控制能够通过驱动电路27(参照图1)进行。并且，驱动电路27可以设置于驱动电路基板50，也可以设置在驱动电路基板50以外。
在使用图11所示的显示元件de”＜1，1＞的构成的情况下，与上述第一实施方式的情况同样地，能够实现能够以高精度且以高分辨率明亮显示放在掌上程度大小的立体图像的立体显示装置，并且，不需要高精度地进行微透镜阵列mla与微型投影仪mp＜a，b＞的对位，具有能够大幅度降低显示部26组装所需成本的优点。
〔第六实施方式〕
以下说明本发明的第六实施方式。并且，为了便于说明，对与上述第一至第五实施方式中说明的部件具有相同功能的部件标注相同的附图标记，对其不做重复说明。
第六实施方式的显示悬浮在空中的立体图像(空中悬浮立体图像42)的立体显示装置(空中立体显示装置)70包括上述第一至第五实施方式中任一方式所述的立体显示装置和反射光学元件41。并且，在本实施方式中，例举一个示例说明立体显示装置70包括包含第一实施方式记载的显示部26的立体显示装置31的情况。
图12是示意性地表示立体显示装置70的构成的图。如图12所示，立体显示装置70包括包含显示部26的立体显示装置31和反射光学元件41。
反射光学元件41为用于在空中显示由包含显示部26的立体显示装置31生成的立体图像pimage的光学部件，在本实施方式中，使用dcra(dihedralcornerreflectorarray：两面角反射器阵列)作为反射光学元件41。
立体显示装置70包括例如与水平面(x-y面)平行配置的显示部26和相对于显示部26以大致45度倾斜配置的反射光学元件41。包含显示部26的立体显示装置31和反射光学元件41在图12的纸面垂直方向(x方向)上以平面状延伸，由立体显示装置31形成的立体图像pimage通过反射光学元件41在空中以空中悬浮立体图像42显示。空中悬浮立体图像42展开显示在x-z面上。
在立体显示装置70中，观察者pe通过从水平方向目测，能够看到通过反射光学元件41在空中形成的空中悬浮立体图像42。另外构成为，在立体显示装置70中，无论观察者pe从视野区域vr内的哪个方向观察均能够视觉辨认空中悬浮立体图像42。
(关于显示悬浮在空中的立体图像的立体显示装置的特性)
发明人对具有以上述第一实施方式中(关于立体显示装置的特性)的事项说明的立体显示装置(微透镜ml＜i，j＞的数量为600×400个，各微透镜ml＜i，j＞的投影图像px＜s，t＞的数量为36个的构成)和反射光学元件41的显示悬浮在空中的立体图像的立体显示装置进行了评价。并且，除了对距离反射光学元件41为1m处的反射光学元件41的亮度进行测量以外，以在第一实施方式中已说明的方法进行亮度测量。根据该评价，显示悬浮在空中的立体图像的立体显示装置的亮度为619cd/m2，与第一实施方式中的立体显示装置的亮度的结果相比变暗43％左右。但是，能够适度地实现通常的室内用平面显示器排列的亮度。并且，显示悬浮在空中的立体图像的立体显示装置的亮度降低主要是由反射光学元件41引起的反射损失。这一点能够通过提高反射光学元件41的开口率来改善。
〔第七实施方式〕
以下说明本发明的第七实施方式。并且，为了便于说明，对与上述第六实施方式中说明的部件具有相同功能的部件标注相同的附图标记，对其不做重复说明。
第七实施方式的显示悬浮在空中的立体图像(空中悬浮立体图像42a)的立体显示装置(空中立体显示装置)70a包括上述第一至第五实施方式中任一方式所述的立体显示装置、半反射镜81和逆反射膜82，取代反射光学元件41具有半反射镜81及逆反射膜82这一点与上述第六实施方式记载的立体显示装置70不同。并且，在本实施方式中，例举一个示例说明立体显示装置70a具有包含第一实施方式记载的显示部26的立体显示装置31的情况。
图13是示意性地表示立体显示装置70a的构成的图。如图13所示，立体显示装置70a包括包含显示部26的立体显示装置31、半反射镜81和逆反射膜82。
半反射镜81及逆反射膜82是用于在空中显示由包含显示部26的立体显示装置31生成的立体图像pimage的光学部件。
立体显示装置70a包括例如与水平面(x-y面)平行配置的显示部26和相对于显示部26大致以45度倾斜配置的半反射镜81。另外，立体显示装置70a具有相对于水平面呈直角的与x-z面平行配置的逆反射膜82。并且，半反射镜81和逆反射膜82相对于立体显示装置70a配置在立体显示装置70a的光射出方向上。另外，包含显示部26的立体显示装置31、半反射镜81和逆反射膜82在图13的纸面垂直方向(x方向)上以平面状延伸。
形成由包含显示部26的立体显示装置31生成的立体图像pimage的光由半反射镜81以与射入角相等的反射角反射，并射入逆反射膜82。逆反射膜82使射入的光向射入方向反射。由此，由包含显示部26的立体显示装置31生成的立体图像pimage从逆反射膜82侧观察形成在半反射镜81的里侧。
观察者pe能够从水平方向目测通过立体显示装置70a形成的空中悬浮立体图像42a。另外，空中悬浮立体图像42a展开显示在x-z面上，无论观察者pe从视野区域vr内的哪个方向观察，均能够将通过立体显示装置70a形成的空中悬浮立体图像42a视觉辨认为立体图像。
〔第八实施方式〕
以下说明本发明的第八实施方式。并且，为了便于说明，对与上述第一至第七实施方式中说明的部件具有相同功能的部件标注相同的附图标记，对其不做重复说明。
第八实施方式的显示悬浮在空中的立体图像(空中悬浮立体图像42b)的立体显示装置(空中立体显示装置)70b为未使用微透镜阵列mla的立体显示装置，这一点与上述第一至第七实施方式不同。
图14是示意性地表示立体显示装置70b的构成的图。
如图14所示，微型投影仪mp＜1，1＞至mp＜6，1＞配置在形成球面的一部分的曲面状基板(曲面基板)90上，微型投影仪mp＜1，1＞至mp＜6，1＞的光轴朝向形成上述球面的一部分的曲面状基板(曲面基板)的曲率中心。并且，微型投影仪mp＜a，b＞也配置在图14的纸面垂直方向上，在基板(曲面基板)90上以二维阵列状配置，全部微型投影仪mp＜a，b＞的光轴朝向曲率中心。在图14中例示了以二维阵列状配置的微型投影仪mp＜a，b＞的一部分即6个微型投影仪的排列。另外，在基板(曲面基板)90上以二维阵列状配置的微型投影仪mp＜a，b＞的数量如后所述，能够根据空中悬浮立体图像42b的精度适当选择。微型投影仪mp＜1，1＞至mp＜6，1＞对将对象物放置在上述球的中心而从该设置位置拍摄的对象物的图片进行投影。因此，投影图像timage为微型投影仪mp＜1，1＞至mp＜6，1＞分别投影的、从对象物的不同角度观察时的图片的重合像。投影图像timage通过在上方配置的反射光学元件(dcra)41显示为空中悬浮立体图像42b，从观察者pe观察为在反射光学元件(dcra)41的上方悬浮的立体图像。在立体显示装置70b中，空中悬浮立体图像42b的分辨率与投影图像timage的分辨率相等。因此，显示元件de＜1，1＞至mp＜6，1＞的分辨率与基于投影光学元件po＜1，1＞至po＜6，1＞的倍率相乘的值相等。另外，空中悬浮立体图像42b的精度由在构成球面的一部分的曲面状基板(曲面基板)90上配置的微型投影仪mp＜a，b＞的数量决定。通过增加微型投影仪mp＜a，b＞的数量并使从多个不同角度观察的对象物的图片重合，能够提高空中悬浮立体图像42b的精度。
在以往的全景成像技术中，为了提高分辨率，必须减小微透镜。因此，若减小微透镜而提高分辨率，则微透镜的透镜精度降低。另外，为了提高立体图像的精度必须减小像素，存在立体图像变暗的问题，但立体显示装置70b不会出现这样的问题。
图15是表示图14所示的立体显示装置70b的一部分的图，是说明来自微型投影仪mp＜a，b＞的投影图像timage与空中悬浮立体图像42b的光路的图。
在图15中，为了简化说明，未图示构成球面的一部分的曲面状基板(曲面基板)90，而仅图示角度不同的两个微型投影仪mp＜1，1＞至mp＜2，1＞，对其进行说明。
从微型投影仪mp＜2，1＞射出并在投影图像timage的q点成像的光设为lq(2，1)，向反射光学元件(dcrc)41射入并在该处被反射，作为lq(2，1)r行进。对于观察者pe来说，看起来就像从空中悬浮立体图像42b的q点发出光。另外，从不同角度的微型投影仪mp＜1，1＞射出并在投影图像timage的q点成像的光设为lq(1，1)，向反射光学元件(dcrc)41射入并在该处被反射，作为lq(1，1)r行进。lq(1，1)与lq(2，1)的中心轴以与微型投影仪mp＜1，1＞和微型投影仪mp＜2，1＞的光轴的角度差相同的角度相互偏离。同样地，lq(1，1)r和lq(2，1)r的行进方向也以与微型投影仪mp＜1，1＞和微型投影仪mp＜2，1＞的光轴的角度差相同的角度相互偏离。因此，根据观察者pe的眼睛的位置，会看到某一方而看不到另一方。按照这种方式，对于观察者pe来说，能够观察到在空中悬浮的空中悬浮立体图像42b。并且，lp(2，1)与lp(1，1)、lp(2，1)r与lp(1，1)r的关系也相同，关于p点也与q点同样地，根据观察者pe观察的方向，能够看到不同的像，从而能够识别立体图像。
若不用微型投影仪mp＜a，b＞而用通常的投影仪构成图14及图15所示的立体显示装置70b，则会成为非常大的构成且价格非常昂贵，仅在特殊用途上具有使用价值。因此，在本实施方式中，由微型投影仪mp＜a，b＞构成图14及图15所示的立体显示装置70b。微型投影仪mp＜a，b＞是几cm的大小，能够制造小型的高分辨率立体显示装置。另外，制造成本与通常的投影仪相比也非常低，因此能够利用几个到几十个微型投影仪mp＜a，b＞制造高精度的立体图像显示装置。
〔总结〕
本发明第一方案的立体显示装置包含多个微型投影仪和光学部件，特征在于，上述多个微型投影仪的每一个包含显示元件和将上述显示元件显示的显示图像朝向上述光学部件投影的投影光学元件，上述显示元件包含驱动电路基板和在上述驱动电路基板的一侧的表面上形成的多个微型发光元件。
本发明第二方案的立体显示装置也可以是，在上述第一方案的基础上，在上述多个微型发光元件中的至少一部分上具有光收敛部。
本发明第三方案的立体显示装置也可以是，在上述第一或第二方案的基础上，配置有上述多个微型发光元件的多个像素区域由不发光的缓冲区域相互分隔开。
本发明第四方案的立体显示装置也可以是，在上述第三方案的基础上，在上述缓冲区域配置有不发光的虚设元件，上述不发光的虚设元件具有与在上述像素区域中配置的微型发光元件相同的结构。
本发明第五方案的立体显示装置也可以是，在上述第三方案的基础上，上述缓冲区域中配置有结构与在上述像素区域中配置的微型发光元件相同的微型发光元件，上述缓冲区域的微型发光元件不发光。
本发明第六方案的立体显示装置也可以构成为，在上述第一至第五方案中任一方案的基础上，在配置有上述多个微型发光元件的多个像素区域配置有形成上述显示图像的多个像素，各像素包含红色子像素、蓝色子像素和绿色子像素，上述红色子像素、上述蓝色子像素和上述绿色子像素分别包含至少一个微型发光元件。
本发明第七方案的立体显示装置也可以构成为，在上述第六方案的基础上，上述蓝色子像素包含的微型发光元件含有氮化物半导体层，上述蓝色子像素发出来自上述氮化物半导体层的蓝色光。
本发明第八方案的立体显示装置也可以构成为，在上述第六或第七方案的基础上，上述红色子像素包含的微型发光元件含有氮化物半导体层，在上述红色子像素包含的微型发光元件上具有第一波长转换层，上述红色子像素将来自上述氮化物半导体层的蓝色光通过上述第一波长转换层转换为红色光并发出。
本发明第九方案的立体显示装置也可以构成为，在上述第六至第八方案中任一方案的基础上，上述绿色子像素包含的微型发光元件含有氮化物半导体层，在上述绿色子像素包含的微型发光元件上具有第二波长转换层，上述绿色子像素将来自上述氮化物半导体层的蓝色光通过上述第二波长转换层转换为绿色光并发出。
本发明第十方案的立体显示装置也可以是，在上述第一至第九方案中任一方案的基础上，上述微型投影仪的基于投影光学元件的上述显示图像的放大倍率为1倍以上。
本发明的第十一方案的立体显示装置也可以构成为，在上述第一至第十方案中任一方案的基础上，上述投影光学元件的开口直径大于上述显示图像的大小。
本发明第十二方案的立体显示装置也可以是，在上述第一至第十一方案中任一方案的基础上，上述光学部件为具有多个微透镜的微透镜阵列。
本发明第十三方案的立体显示装置在上述第十二方案的基础上，向上述微透镜阵列所具有各微透镜投影形成上述显示元件的上述显示图像的区域即像素区域中的n(n为1以上的自然数)个像素显示的像，具有大于(1000/n)cd/m2的亮度。
本发明第十四方案的立体显示装置也可以是，在上述第十二或第十三方案的基础上，在上述微透镜阵列与上述多个微型投影仪各自的投影光学元件投影上述显示图像而形成的投影面之间，具有分隔上述微透镜的边界的隔壁，上述隔壁为含有光吸收材料的材料。
本发明第十五方案的立体显示装置也可以是，在上述第一至第十四方案中任一方案的基础上，具有将上述立体显示装置生成的立体图像显示在空中的反射光学元件。
本发明第十六方案的立体显示装置也可以是，在上述第一至第十一方案中任一方案的基础上，上述多个微型投影仪分别配置在曲面基板上，在上述曲面基板上配置的多个微型投影仪各自的光轴朝向上述曲面基板的曲率中心，上述光学部件为将上述多个微型投影仪各自生成的立体图像显示在空中的反射光学元件。
本发明不限定于上述各实施方式，能够在权利要求表示的范围内进行多种变更，将不同实施方式分别公开的技术手段适当组合得到的实施方式也包含在本发明的技术范围内。此外能够通过将各实施方式分别公开的技术手段组合形成新的技术特征。
附图标记说明
10第一反射层
11n侧层
12发光层
13p侧层
14氮化物半导体层
15像素分离槽
19p/19p’p电极
19n/19n’n电极
19d/19d’虚设p电极
20填充材料
21透明部
22红色转换部(第一波长转换层)
23绿色转换部(第二波长转换层)
24平坦部
25r/25g/25b微透镜
26/26a/26b显示部
27驱动电路
28数据处理单元
29图像数据收容部
30外部系统
31/70/70a/70b立体显示装置
41反射光学元件
42/42a/42b空中悬浮立体图像
44透明电极层
45第二反射层
46开口部
50驱动电路基板
51p侧电极
52n侧电极
53虚设电极
54外部连接电极
55插塞
56公共n电极
60r/60g/60b微型led元件(微型发光元件)
60r’/60g’/60b’微型激光器元件(微型发光元件)
69隔壁
81半反射镜
82逆反射膜
90基板(曲面基板)
gr像素区域
ccr公共连接区域
ba缓冲区域
ba’/ba”缓冲区域
dr虚设区域
er外周部
rsub红色子像素
bsub蓝色子像素
gsub绿色子像素
pimage立体图像
timage投影图像(立体图像)
mp＜a，b＞微型投影仪
mla/mla’微透镜阵列
ml＜i，j＞微透镜
pa＜a，b＞投影区域
de＜a，b＞显示元件
po＜a，b＞投影光学元件
pp投影面
ld显示元件距离
lp投影距离
px＜s，t＞/px’＜s，t＞投影图像
pxu＜i，j＞投影图像单元
im显示图像
pe观察者
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