空間圖像顯示器的製作方法

2023-05-27 01:01:26 2

專利名稱：空間圖像顯示器的製作方法
技術領域：
本發明涉及通過顯示空間圖像來執行三維顯示的設備，特別涉及包括至少二維顯 示器和雙凸透鏡(lenticular lens)的空間圖像顯示器。
背景技術：
通過利用觀看者的雙眼視差(parallax)來顯示圖像以實現立體視覺的雙目立體 顯示已經是公知的。另一方面，作為人的立體感知功能，四個功能，即雙目差異(binocular disparity)、會聚(convergence)、生理調節(physiological accommodation)禾口運動視差 是公知的；然而，在雙目立體顯示中，滿足了雙目差異，但雙目差異與其他感知功能之間識 別中的不一致或矛盾卻經常發生。這樣的不一致或矛盾不會發生在真實世界中，因此被說 成觀看者的大腦被迷惑以變得疲勞。因此，作為實現更自然的立體視覺的方法，一直在進行空間圖像系統的開發。在 空間圖像系統中，將具有不同發射方向的多條光線發射到空間以形成與多個觀看角度對應 的空間圖像。空間圖像系統能夠滿足人的立體感知功能中的雙目差異、會聚和運動視差。 特別地，如果能夠在空間中顯示關於以精細(fine)的間隔分離的每一個觀看角度的合適 圖像，則能夠滿足包括作為人的調焦功能的生理調節的所有立體感知功能，並且能夠感覺 到自然的立體圖像。作為形成空間圖像的方法，使用「時分系統」的方法是公知的，在所述 時分系統中，切換與多個觀看角度對應的圖像並高速地時分顯示。作為實現時分系統的方 法，例如，使用通過MEMS (微型機電系統)技術的使用而形成的偏轉微鏡陣列(deflection micromirror array)的方法是公知的。在所述方法中，與圖像切換的定時同步地由偏轉微 鏡陣列偏轉時分圖像光。作為空間圖像系統，包括諸如液晶顯示器和雙凸透鏡之類的二維顯示器的組合的 系統也是公知的(參照 Yuzo Hirayama, "flat-bed type 3D display system，，，Kogaku, Vol.35,2006, p.416-422, Y. Takaki, "Density directional display for generating natural three-dimensional images，，，Proc. IEEE, 2006, Vol. 94, p. 654-663,美國專利 No. 6，064, 424，以及日本待審查專利申請公開No. 2005-309374)。在該系統中，在二維顯示 器的一個顯示表面中打包(pack)與多個觀看角度對應的圖像以便一次顯示，並且通過雙 凸透鏡在合適方向上偏轉與多個觀看角度對應的圖像以便發射，由此形成與多個觀看角度 對應的空間圖像。不同於上述時分系統，在所述系統中，分段在一個顯示表面中與多個觀看 角度對應的圖像，並且一次(at a time)顯示所述圖像，因此將其稱為「表面分段系統」。
在這種情況下，雙凸透鏡包括多個平行排列以便其圓柱軸(中心軸)基本上彼此 平行的柱面透鏡，並且總體上具有片(sheet)狀(板(plate)狀)。在上述表面分段系統 中，調整組成雙凸透鏡的柱面透鏡的焦面(focal plane)以便與二維顯示器的顯示表面一 致。作為二維顯示器和雙凸透鏡的最簡單組合，存在設置柱面透鏡的圓柱軸與二維顯示器 的水平方向彼此平行的方法。在該方法中，一般地，二維顯示器的顯示表面包括大量在水平 方向和垂直方向上排列的像素，因此在與一個柱面透鏡對應的、以水平方向排列的預定多 個像素組成「三維像素」。所述「三維像素」是用於顯示空間圖像的像素的一個單元，並且 將二維顯示器中包括預定多個像素的像素群設置為一個「三維像素」。由於在光通過柱面 透鏡之後從柱面透鏡的圓柱軸到每一個像素的水平距離確定從像素髮射的光的水平傳播 方向(偏轉角度)，所以獲得與水平排列的像素的數量相等的、用作三維像素的多個水平顯 示方向。在這種配置方法中，存在問題當水平顯示方向的數量增大時，三維顯示的水平分 辨率大大降低，並且出現三維顯示的水平解析度與垂直解析度之間的不平衡。在美國專利 No. 6，064，424中，為了解決這個問題，提出了關於二維顯示器的水平方向傾斜柱面透鏡的 圓柱軸的方法。圖19A示出在美國專利No. 6，064，424中提出的顯示系統的示例。在圖19A中，二 維顯示器101包括三種顏色R、G和B的多個像素102。相同顏色的像素102排列在水平方 向上，並且三種顏色R、G和B的像素102周期性地排列在垂直方向上。雙凸透鏡103包括 多個柱面透鏡104。排列雙凸透鏡103以便使其關於像素102的垂直排列方向傾斜。在顯 示系統中，包括在水平方向上的M數量的像素102和在垂直方向上的數量N的像素102的 總計MXN數量的像素102組成一個三維像素以實現MXN數量的水平顯示方向。此時，假 設雙凸透鏡103的傾斜角度是θ，則當確定θ = tan"1 (px/Npy)時，能夠將關於柱面透鏡 104的圓柱軸的三維像素中所有像素102的水平距離設置為彼此不同的值。在這種情況下， px是各顏色的像素102的水平方向中的間距(pitch)，而py是各顏色的像素102的垂直方 向中的間距。在圖19A所示的示例中，其中N = 2，且M = 7/2，將7個像素102用於組成一個三 維像素，由此實現7個水平顯示方向。在圖19A中，指定像素102的附圖標記1到7與7個 水平顯示方向對應。提出了當使用以這種方式傾斜的雙凸透鏡103時，一個三維像素不僅 能夠由水平方向中的像素組成，而且能夠由垂直方向中的像素組成，並且能夠減小三維顯 示中水平方向中解析度的下降，並且能夠改善水平解析度與垂直解析度之間的平衡。然而，在圖19A所示的顯示系統中，三維像素中僅一種顏色的像素102與水平顯 示方向對應。因此，在三維像素中，難以同時在一個水平顯示方向中顯示三原色R、G和B。 因此，組合3個三維像素，以便同時在一個水平顯示方向中顯示三原色R、G和B。在圖19B 中，在每一個三維像素中，示出了在7個水平顯示方向的第四個水平顯示方向中的顯示顏 色。如圖19B所示，當組合傾斜方向中的3個三維像素以對其使用時，同時在一個水平顯示 方向中顯示三原色R、G和B，由此實現了全色顯示。在這種顯示系統中，三維像素的顯示顏 色在水平顯示方向中是變化的，因此預示了在三維圖像中出現顏色不均勻的問題。此外，根 據每一種顏色的像素102的像素配置，最大亮度關於水平顯示方向而變化，因此存在眼膜 圖像(retinal image)中出現水平方向中亮度不均勻的問題。在日本待審查專利申請公開 No. 2005-309374中，提出了通過設計像素102的排列或雙凸透鏡103的傾斜角度θ來克服美國專利No. 6，064，424中所示的顯示系統中的問題的方法。

發明內容
然而，在使用現有技術中的時分系統的空間圖像顯示器中，存在難以實現在成本 和製造能力方面的大面積顯示器的問題。此外，存在問題例如，在使用偏轉微鏡陣列的情 況下，為了彼此同步地精確地偏轉所有微鏡，必須高精度地獨立控制微鏡，但是難以控制微
^Mi ο此外，在使用現有技術中的表面分段系統的空間圖像顯示器中，其特徵在於同時 在二維顯示器的顯示表面中打包三維信息(與大量觀看角度對應的圖像)。以二維顯示器 的有限數量的像素來打包三維信息，因此要顯示的三位圖像(空間圖像)的清晰度低於允 許由二維顯示器顯示的二維圖像的清晰度。此外，存在問題與二維顯示器的清晰度相比， 增大空間圖像可觀看的區域的努力或關於觀看者的運動來顯示自然和流暢的空間圖像的 努力導致清晰度的大大下降。為了避免這個問題，考慮通過人眼的整體效應的使用、以高速 切換並時分顯示包括稍有不同的三維信息的二維顯示器的圖像的方法。該方法被認為是使 用時分系統和表面分段系統的組合的顯示方法；然而，實際實現所述方法的特定技術仍然 沒有開發出來。考慮到前述問題，期望提供能夠以比之前更高清晰度地、容易地實現立體顯示的 空間圖像顯示器。根據本發明的實施例，提供一種空間圖像顯示器，將與多個觀看角度對應的多條 光線發射到空間中以形成三維空間圖像，所述空間圖像顯示器包括二維顯示部分，包括P 種顏色(P是大於等於ι的整數)的多個像素，所述像素被二維地排列在水平方向和垂直方 向上的格子中以形成平面顯示表面，相同顏色的多個像素被排列在水平方向上，P種顏色的 多個像素被周期性地排列在垂直方向上，以便相同顏色以確定周期出現；雙凸透鏡，整體上 具有板狀，包括平行排列以便其圓柱軸彼此平行的多個柱面透鏡，雙凸透鏡正對二維顯示 部分的顯示表面，以便整體上與顯示表面平行(基本上平行)，所述柱面透鏡的圓柱軸關於 與顯示表面平行(基本上平行)的平面中的二維顯示部分的水平方向中的軸以預定角度傾 斜，每一個所述柱面透鏡偏轉來自二維顯示部分的每一個像素的顯示圖像光以發射顯示圖 像光；移位裝置，用於在平行於顯示表面的平面上往復移動所示雙凸透鏡和所述二維顯示 部分中的至少之一，以周期性地改變每一個所述柱面透鏡和所述二維顯示部分的每一個像 素之間的相對位置關係，由此周期性地移位經由每一個柱面透鏡的、來自每一個像素的顯 示圖像光的發射方向；以及控制裝置，用於控制與三維圖像的單元幀對應的圖像以被時分 地顯示在二維顯示部分上，並且控制時分顯示的定時以與用於由移位裝置改變相對位置關 系的定時同步。在根據本發明的實施例的空間圖像顯示器中，當組合包括ρ種顏色的多個像素和 關於像素陣列傾斜的雙凸透鏡的二維顯示部分時，由表面分段同時將與多個觀看角度對應 的 多條光線發射進入空間中。此外，周期性地改變每一個柱面透鏡與二維顯示部分的每一 個像素之間的相對位置關係，以周期性地移位經由每一個柱面透鏡的、來自每一個像素的 顯示圖像光的發射方向。然後，在二維顯示部分上時分地顯示與三維圖像的單元幀對應的 圖像，並且同步地控制二維顯示部分中時分顯示的定時和用於由移位裝置改變相對位置關係的定時。換句話說，在根據本發明的實施例的空間圖像顯示器中，執行使用表面分段系統和時分系統的組合的立體顯示。由此，實現了具有比現有技術更高的清晰度的立體顯示。在根據本發明的實施例的空間圖像顯示器中，最好由N乘以pXM像素矩陣形成並 且包括總數為PXMXN的像素的像素群配置三維像素，其中N和M分別是表示在二維顯示 部分中在垂直方向和水平方向上排列的像素的數量的大於等於1的整數，以及二維顯示部 分中垂直方向與雙凸透鏡的圓柱軸的方向之間的角度滿足表達式(A)θ = tan_1{(pXpx)/(nXNXpy)} ......(A)其中η是大於等於1的整數，ρχ是二維顯示部分的水平方向中的像素間距，而py 是二維顯示部分的垂直方向中的像素間距。不需要嚴格滿足所述表達式，而是只需要在滿 足合適的目標顯示質量的範圍內大體滿足所述表達式。特別地，最好移位裝置允許雙凸透鏡或二維顯示部分以二維顯示部分的水平方向 往復移動，表達式㈧中的值nXN是ρ的整數倍，並且控制裝置根據表達式⑴改變每一 個雙凸透鏡與二維顯示部分的每一個像素之間的相對位置關係xi j，並且控制二維顯示部 分中的時分顯示的定時與用於移位相對位置關係xij的定時同步xij = xo+bOXi+aOX j ......(1)其中X0是雙凸透鏡與二維顯示部分之間的相對參考位置，i = 0，......，(m-1)，其中m是大於等於1的整數，j = 0，......，(n-1)，其中η是大於等於1的整數，a0 = (ρΧρχ)/η 以及b0 = a0/(NXm)。不需要嚴格滿足所述表達式，而是只需要在滿足合適的目標顯示質量的範圍內大 體滿足所述表達式。替代地，特別地，最好移位裝置允許雙凸透鏡或二維顯示部分以二維顯示部分的 水平方向往復移動，表達式㈧中的值nXN不是ρ的整數倍，並且控制裝置根據表達式(2) 移位每一個柱面透鏡與二維顯示部分的每一個像素之間的相對位置關係xi j，並且控制二 維顯示部分中時分顯示的定時與用於改變相對位置關係xij的定時同步xij = xo+bOXi+aOX j ......(2)其中X0是雙凸透鏡與二維顯示部分之間的相對參考位置，i = 0，......，(m-1)，其中m是大於等於1的整數，j = 0，......，(n-1)，其中η是大於等於1的整數，a0 = (ρ X px) /nb0 = pxm = p。不需要嚴格滿足所述表達式，而是只需要在滿足合適的目標顯示質量的範圍內大 體滿足所述表達式。當執行合適的控制以便滿足預定表達式時，防止空間圖像的亮度中的強度變化和 顏色不均勻，並且更順利地執行空間圖像顯示。
在根據本發明的實施例的空間圖像顯示器中，合適地組合包括ρ種顏色的多個像素和關於像素陣列傾斜的雙凸透鏡的二維顯示部分，以便將於多個觀看角度對應的多條光 線發射進入空間中，周期性地改變雙凸透鏡的每一個柱面透鏡與二維顯示部分的每一個像 素之間的相對位置關係，以便周期性地移位經由柱面透鏡的、來自每一個像素的顯示圖像 光的發射方向，由此在二維顯示部分上時分地顯示與三維圖像的單元幀對應的圖像，並且 同步地控制二維顯示部分中時分顯示的定時和用於改變相對位置關係的定時，因此能夠實 現使用表面分段系統和時分系統的組合的立體顯示。此外，整體地移動雙凸透鏡或二維顯 示部分以實現時分顯示；因此，例如，與其中偏轉微鏡陣列的微鏡被時分地、獨立地並且同 步地控制的情況相比，同步控制更容易。由此，能夠容易地實現具有比現有技術更高的清晰 度的立體顯示。本發明的其他和進一步目標、特徵和優點將從下面的描述中更全面地展現。


圖1是示出具有從一個三維像素髮射出的光線的狀態的、根據本發明的第一實施 例的空間圖像顯示器的示意配置的外部視圖；圖2是示出當從上面觀看時圖1中所示的光線的狀態的圖示；圖3是示出根據本發明的第一實施例的空間圖像顯示器的整體配置的框圖；圖4是用於描述形成視頻信號的方法的示例的示意圖；圖5是示出在根據本發明的第一實施例的空間圖像顯示器中二維顯示部分的像 素的排列行以及雙凸透鏡的排列示例的解釋(illumination)；圖6是示出在注意力集中在紅像素的情況下在通過時分的三維幀周期中二維顯 示部分與雙凸透鏡之間的相對運動的圖示；圖7A和圖7B是用於描述來自任意發光點(像素)的光線的偏轉角度的鳥瞰圖和 橫截面圖；圖8是任意發光點與通過將柱面透鏡的中心線(圓柱軸)Y1投影到顯示平面而形 成的線Y』之間的距離XS的圖示；圖9是用於描述光線的偏轉角度Φ和Φ 』之間的關係的鳥瞰圖；圖10Α、圖IOB和圖IOC是用於描述光線的偏轉角度Φ和Φ 』之間的關係的圖示， 圖IOA是當從與顯示表面垂直的方向觀看光線時的頂視圖，圖IOB是當從顯示表面的水平 方向(Y方向)觀看光線時的側視圖，圖IOC是當從柱面透鏡的中心軸方向(Y』方向)觀看 發射時的側視圖；圖11是示出在圖6中的定時Τ9的更具體的顯示狀態的圖示；圖12是示出二維顯示部分與雙凸透鏡之間的相對位移量與用於實現圖6中所示 的操作的相對運動的定時之間的關係的第一示例的圖示；圖13是示出二維顯示部分與雙凸透鏡之間的相對位移量與用於實現圖6中所示 的操作的相對運動的定時之間的關係的第二示例的圖示；圖14是示出減小了顏色不均勻的狀態的示例；圖15是示出在圖14中的定時Τ1、Τ4和Τ7的顯示狀態的放大圖示；圖16是示出在圖14中的定時Τ2、Τ5和Τ8的顯示狀態的放大圖示；
圖17是示出在圖14中的定時T3、T6和T9的顯示狀態的放大圖示；圖18Α和圖18Β是示出根據本發明的第二實施例的空間圖像顯示器的顯示示例的 解釋；以及圖19Α和圖19Β分別是示出包括二維顯示器和雙凸透鏡的組合的現有技術中立體 顯示的示例的平面圖以及示出以一種顯示方向顯示的像素的狀態的圖示。
具體實施例方式
以下將參照附圖描述優選實施例。第一實施例圖1示出根據本發明的第一實施例的空間圖像顯示器的示意配置的外部視圖。圖 1還示出從像素(三維像素11)發射的光線的狀態。圖2示出當從上部觀看時光線的狀態。 圖3示出根據所述實施例的包括電路元件的空間圖像顯示器的整體配置。根據所述實施例的空間圖像顯示器包括二維顯示器和雙凸透鏡2。例如，二維顯 示器包括被配置為諸如液晶顯示面板之類的顯示設備的二維顯示部分1。雙凸透鏡2包括 平行排列以便其圓柱軸基本上彼此平行的多個柱面透鏡2Α，並且整體上具有板狀。雙凸透 鏡2正對二維顯示部分1的顯示表面，以便它們總體上彼此平行。此外，每一個柱面透鏡2Α 的焦面正對二維顯示部分1的顯示表面IA以便與顯示表面IA—致。此外，排列雙凸透鏡 2以便柱面透鏡2Α的圓柱軸關於二維顯示部分1的水平方向(Y方向)傾斜。雙凸透鏡2 在每一個像素中偏轉來自二維顯示部分1的顯示圖像光以發射顯示圖像光。二維顯示部分1包括ρ種類別(ρ種顏色(ρ是大於等於1的整數))的多個像素 10，並且像素10被二維地排列在水平方向(Y方向)和垂直方向(X方向)上的格子上，以 形成平面顯示表面1Α。在二維顯示部分1中，相同顏色的多個像素10排列在水平方向上， 並且P種顏色的多個像素10周期性地排列在垂直方向上，以便在確定周期出現相同顏色。 例如，可以使用液晶顯示設備作為這樣的二維顯示部分1。液晶顯示設備具有這樣的配置 (未示出)其中在每一個像素10中形成的像素電極夾在一對玻璃襯底之間。此外，液晶層 等(未示出)進一步被排列在所述一對玻璃襯底之間。圖5更具體地示出二維顯示部分1的像素10的排列行和雙凸透鏡2的排列示例。 排列二維顯示部分1和雙凸透鏡2，以便由通過包括二維顯示部分1的相同顏色的像素10 的列的中心的線段(與Y方向平行的線段)和與雙凸透鏡2的圓柱軸Yl平行的線段所形 成的角度滿足表達式(A)θ = tan_1{(pXpx)/(nXNXpy)} ......(A)其中η是大於等於1的整數。不需要嚴格滿足所述表達式，而是只需要在滿足合適的目標顯示質量的範圍內大 體滿足所述表達式。在圖5中所示的示例中，二維顯示部分1的像素10包括4種像素10R、10G1、10G2 和10B(R:紅，Gl 綠1，G2 綠2和B:藍)，並且表達式(A)中的ρ為ρ = 4。在圖5中所示 的示例中，將綠分為兩種像素IOGl和10G2，以便加寬顏色範圍；然而，可以使用一般的三原 色(R、G和B)，即三種像素10RU0G和10B。在使用三原色的情況下，ρ為ρ = 3。特別地， 只有在P = 3的情況下，表達式(A)中的η最好為大於等於2的整數。在表達式(A)中，ρχ表示二維顯示部分1的垂直方向(X方向)中的像素間距，而py表示水平方向(Y方向)中的像素間距。N表示一個三維像素11中包括的Y方向中的像素的數量。「三維像素」是用 於顯示空間圖像的像素的一個單元，並且將包括二維顯示部分1的預定多個數量的像素的 像素群設置為一個「三維像素」。更具體地，將包括水平方向中的數量為N的像素10和垂直 方向中的數量為PXM的像素10的共計數量為pXMXN(N和M均為大於等於1的整數)的 像素10設置為一個「三維像素」。然後，同時從一個三維像素11發射的、具有不同發射方向 的數量為Vtl的光線滿足以下表達式v0 = pXMXN在圖5中所示的示例中，將水平方向中的N和垂直方向中的M分別設置為N = 4 和M = 4。此外，在表達式(A)中，η是任意整數，但是一旦確定了數量n，則在相同的空間 圖像顯示系統中數量η不能改變。在圖5所示的示例中，η為η = 2。在所述實施例中，雙 凸透鏡2的形狀沒有具體限制；但是只有一種約束。所述約束是雙凸透鏡2的間距等於三 維像素11的X方向中的長度。換句話說，雙凸透鏡2中每一個柱面透鏡2Α的X方向中的 透鏡間距滿足以下表達式pr = pXpxXM不需要嚴格滿足所述表達式，而是只需要在滿足合適的目標顯示質量的範圍內大 體滿足所述表達式。根據所述實施例的空間圖像顯示器包括移位裝置，用於通過在基本上平行於顯示 表面IA的平面上往復移動雙凸透鏡2和二維顯示部分1的至少之一來周期性地改變每一 個柱面透鏡2A與二維顯示部分的每一個像素10之間的相對位置關係，以便周期性地移位 經由每一個柱面透鏡2A的、來自每一個像素10的顯示圖像光的發射方向。此外，空間圖像 顯示器包括控制裝置，用於控制與三維圖像的單元幀對應的圖像以在二維顯示部分1上時 間維度地顯示，並控制二維顯示部分1中時分顯示的定時以與用於通過移位裝置改變相對 位置關係的定時同步。圖3示出用於執行所述控制的電路元件。如圖3所示，空間圖像顯示器包括X驅 動器(數據驅動器)33，將基於視頻信號的驅動電壓提供到二維顯示部分1中的每個像素 10 ；Y驅動器(門驅動器)34，沿掃描線(未示出)線順序地驅動二維顯示部分1中的每一 個像素10 ；定時控制部分(定時發生器)31，控制X驅動器33和Y驅動器34 ；視頻信號處 理部分(信號發生器)30，通過處理來自外界的視頻信號來產生時分視頻信號；以及視頻存 儲器32，作為存儲來自視頻信號處理部分30的時分視頻信號的幀存儲器。視頻信號處理部分30基於從外界提供的視頻信號產生時分視頻信號以便將時分 視頻信號提供到視頻存儲器32，所述時分視頻信號是根據關於一個對象(object)的多個 觀看角度(偏轉角度)時分可切換的。此外，視頻信號處理部分30將預定控制信號提供到 定時控制部分31，以便與切換時分視頻信號的定時同步地操作X驅動器33、Y驅動器34和 壓電控制部分35。另外，例如，如圖4所示，通過拾取經歷圖像拾取的、作為要從各角度(與 觀看角度對應)顯示的對象的對象4的圖像，可以預先形成這樣的時分視頻信號。空間圖像顯示器還包括與上述「移位裝置」的具體示例對應的壓電設備21。在圖 3所示的示例中，在雙凸透鏡2上排列壓電設備21 ；然而，在空間圖像顯示器中，只要相對地 移動雙凸透鏡2和二維顯示部分1以便改變雙凸透鏡2與二維顯示部分1之間的相對位置關係，則壓電設備21就可以排列在二維顯示部分1上。替代地，壓電設備21可以排列在雙 凸透鏡2和二維顯示部分1二者上。空間圖像顯示器還包括壓電設備控制部分35，用於控制通過壓電設備21的相對 位置關係移位操作。壓電設備控制部分35根據通過定時控制部分31的定時控制，將用於 相對位置關係移位操作的控制信號Sl提供到壓電設備21。定時控制部分31和壓電設備控制部分35與上述「控制裝置」的具體示例對應。
壓電設備21例如排列在雙凸透鏡2的側表面上，並且例如由諸如鋯鈦酸鉛(PZT) 之類的壓電材料製成。壓電設備21根據控制信號Sl改變二維顯示部分1和雙凸透鏡2之 間的相對位置關係，以便二維顯示部分1和雙凸透鏡2之間的相對位置關係在X-Y平面上 沿X軸方向往復移動。將在後面詳細描述通過壓電設備21這樣的相對位置關係移位操作。接著，將在下面描述以上述方式配置的空間圖像顯示器的操作。在空間圖像顯示器中，如圖3所示，響應於從視頻信號處理部分30提供的時分視 頻信號，提供從X驅動器33和Y驅動器34到像素電極的驅動電壓(像素施加電壓)。更具 體地，例如，在二維顯示部分1是液晶顯示設備的情況下，在二維顯示部分1中的一條水平 線上將像素選通脈衝從Y驅動器34施加到TFT設備的柵極，並且同時將基於時分視頻信號 的像素施加電壓從X驅動器33施加到在一條水平線上的像素電極。由此，通過液晶層(未 示出)調製背光，並且在二維顯示部分1中從每一個像素10發散(diverge)顯示圖像光， 因此作為結果，通過每一個像素10形成基於時分視頻信號的二維顯示圖像。此外，由雙凸透鏡2將從二維顯示部分1發射的顯示圖像光主要地轉換為平行光 流(luminous flux)以便發射。此時，壓電設備21響應於從壓電設備控制部分35提供的 控制信號Si，根據時分圖像信號的切換，在X-Y平面中改變二維顯示部分1和雙凸透鏡2之 間的相對位置關係。例如，改變相對位置關係，以便雙凸透鏡2沿著X軸方向往復移動。因 此，每次切換時分視頻信號時，都根據每一個觀看者的觀看角度改變相對位置關係。因此， 顯示圖像光包括關於雙目差異和會聚角的信息，由此根據觀看者視角發射顯示圖像光的合 適的平行光流，因此顯示根據觀看者視角的所期望的立體圖像。在空間圖像顯示器中，時分地切換根據關於一個對象的多個觀看角度的視頻信號 (時分視頻信號)，因此與現有技術中的簡單表面分段系統不同，不需要包括對應於二維圖 像中多個觀看角度(偏轉角度)的圖像，因此與二維顯示器的情況相比，最小化了圖像質量 的下降(清晰度下降)。此外，能夠在不需要現有技術中的MEMS技術等的情況下製造空間 圖像顯示器，因此空間圖像顯示器是可容易地獲得的。此外，空間圖像顯示器能夠總體上具 有平面狀，因此空間圖像顯示器具有緊湊(薄外形)的配置。如上所述，所述實施例中的一個特性在於當關於二維顯示部分1與雙凸透鏡2之 間的相對位置關係執行移位操作時，與位移操作同步的時分圖像通過雙凸透鏡2從二維顯 示部分1投影以顯示空間圖像。圖6示出時分圖像從二維顯示部分1投影的定時。由二維顯示部分1與雙凸透 鏡2之間的相對位置關係來設置時分圖像從二維顯示部分1投影的定時。由於相對位置關 系，可以實際地移動雙凸透鏡2或二維顯示部分1的顯示平面1A。圖6示出二維顯示部分 1的顯示表面IA在基本上平行於固定雙凸透鏡2的垂直方向(X方向)上移動的示例。此 夕卜，在圖6所示的示例中，二維顯示部分1的像素10包括三原色(R、G和B)(即三種(ρ =3))的像素IORUOG和10B。此外，由水平方向中的數量為N = 2的像素乘以垂直方向中的 數量為PXM = 3X2的像素形成的像素群組成一個三維像素11。首先，如圖6中Tl處的狀態所示，假設二維顯示部分1的位置XO是用於從二維顯 示部分1投影圖像的一個定時。然後，在所述實施例中，當在上述表達式㈧中的值nXN是ρ的整數倍時，基於以 下表達式(1)確定從二維顯示部分1投影圖像的另一位置的定時。不需要嚴格滿足所述表 達式，而是只需要在滿足合適的目標顯示質量的範圍內大體滿足所述表達式。xij = xo+bOXi+aOX j ......(1)其中 i = 0，......，(m-1)，其中m是大於等於1的整數，j = 0，......，(n-1)，其中η是大於等於1的整數，a0 = (ρ X px) /nb0 = a0/(NXm)此外，當表達式㈧中的值nXN不是ρ的整數倍時，基於以下表達式⑵大體地 確定從二維顯示部分1投影圖像的另一位置的定時。不需要嚴格滿足所述表達式，而是只 需要在滿足合適的目標顯示質量的範圍內大體滿足所述表達式。xij = xo+bOXi+aOX j ......(2)其中i = 0，......，(m-1)，其中m是大於等於1的整數，j = 0,......，(n-1)，其中η是大於等於1的整數，a0 = pXpx/nb0 = px,m = ρ在所述實施例中，假設X0是雙凸透鏡2與二維顯示部分1之間的參考相對位置關 系，在值nXN是ρ的整數倍的情況下，控制裝置根據上述表達式(1)大體地改變每一個雙 凸透鏡2A和二維顯示部分1的每一個像素10之間的相對位置關係xi j，並控制二維顯示部 分1中時分顯示的定時以便與用於根據表達式(1)改變相對位置關係xij的定時同步。此 夕卜，在值nXN不是ρ的整數倍的情況下，控制裝置基於上述表達式⑵而非表達式⑴進 行控制。圖6示出在關於上述表達式(1)的情況下的示例中，從包括相對位置關係XO的二 維顯示部分1投影圖像的另一位置的定時的列表形式，即關於以易於理解的方式的表達式 (1)中的i和j，並且在圖6中，使用被固定作為參考的雙凸透鏡2的位置來示出位於i和 j處的二維顯示部分1的位置。圖6示出在p = 3、m = n = 3且N = M = 2的情況下的示 例。由於確定111 = 11 = 3，確定1 = 0、1、2且」=0、1、2，因此作為結果，形成了具有3列3 行的表。將在下面描述從二維顯示部分1在這樣的位置定時投影圖像的優點，但是將在描 述所述優點之前描述雙凸投透鏡2與二維顯示部分1的顯示表面IA上發光點Pl之間的相 對位置關係與從發光點Pl投影的光線的偏轉方向之間的關係作為用於易於理解的基礎知 識。
如圖7A和7B所示，當在雙凸透鏡2 (雙凸透鏡2的柱面透鏡2A)的焦距(有效 焦距f)的位置上排列發光點Pl時，在垂直於雙凸透鏡2 (雙凸透鏡2的柱面透鏡2A) 的中心線Y的方向和在偏轉角度Φ』的方向發射從發光點Pl發射的光，作為平行光通量 (collimated light flux) 0當雙凸透鏡2的中心軸線的投影線被投影到排列發光點Pl的 Y』 -Xs平面(即，二維顯示部分1的顯示表面1A)時，假設從發光點Pl到投影線Y』的距離 是xs，則偏轉角度Φ』的正切大體由以下表達式表示。tan Φ' = xs/f ......(3)從表達式(3)中很明顯，偏轉角度Φ』的正切與從發光點Pl到通過將中心線Yl 投影到發光點平面上而形成的線Y』的距離成比例。圖8示出以易於理解的方式的XS。在 所述實施例中，二維顯示部分1的像素10以X和Y方向的格子形式排列，並且以關於Y軸 的角度θ排列雙凸透鏡2的中心軸Υ1。如圖8所示，以垂直於中心軸Yl (中心軸Yl的投 影線Y』)的方向排列Xs軸，並且在雙凸透鏡2的中心線和xs彼此交叉的點處排列原點0。 因此，很明顯，從每一個像素10到雙凸透鏡2的中心線Yl的距離xs是從每一個像素落到 Xs軸的垂線到Xs軸上原點0的距離。然後，xs的值是與偏轉角度Φ』的正切成比例的值。在所述實施例中所關心的偏轉角度是以上述X軸方向傳播的光線與垂直於二維 顯示部分1的顯示表面的軸Z形成的角度，因此不需要使用Φ，來描述Φ。將參照圖9和 圖IOA到IOC來描述Φ與Φ』之間的關係。首先，二維顯示部分1的顯示表面IA被排列 在X-Y平面上，以便二維顯示部分1的格子形式像素10的格子的方向與X軸方向和Y軸方 向一致。雙凸透鏡2被排列在其上，以便雙凸透鏡2的中心線形成關於Y軸的角度θ。在圖9的鳥瞰圖中，示出了 Y和X軸以及雙凸透鏡2的中心軸Yl的方向線(投影 線Y』)。考慮在二維顯示部分1的像素10之外的原點處來自像素10的光通過雙凸透鏡2 發射的情況。圖9所示的發射平面50具有原點0處從像素10發射的光流的形狀。由於圖 9示出三維形狀，因此難以理解；然而，圖9所示的發射平面50具有片狀矩形的形狀，並且 處於其中矩形的一側與經過原點0的雙凸透鏡2的中心線方向中的線段(Y』 ) 一致的狀態 中，發射屏幕50具有矩形平面從與X-Y平面垂直的Z軸傾斜Φ的形狀。此時，期望獲得以 沿著自原點0的X軸線之上的X軸的方向發射的光線與Z軸形成的角度Φ與以沿著自原 點0的Xs軸線之上的Xs軸的方向發射的光線與Z軸形成的角度Φ 』之間的關係。當以Z 軸方向直接從上部觀看圖9中的鳥瞰圖時的圖是圖IOA所示的頂視圖。在從原點0發射並 沿著Xs軸之上的Xs軸傳播的光線沿著Xs軸傳播距離xs的情況下自Xs軸的高度由以下 設置xs/tan Φ 『因此，從圖IOB和圖IOC的側視圖中很明顯，在從原點0發射並沿著Xs軸在X軸 之上傳播的光線沿著X軸傳播距離X的情況下自X軸的高度由以下確定(xs X cos θ )/tan Φ，由此，Φ與Φ』之間的關係由以下確定tan Φ = tan Φ，/cos θ此外，φ的正切與xs之間的關係由以下確定 αηΦ = xsX {l/(fXcos θ )}......(4)與χ的關係是χ = xs X cos θ，因此確定以下表達式
tan Φ = xX {l/(fXcos2 θ )}......(5)換句話說，很明顯，Φ的正切與χ或xs成比例。這結束了有關用於易於理解的基 礎知識的描述。現在，參照圖6，基於上述基礎知識，將在下面描述由表達式(1)表示的相對位置 定時處從二維部分1投影圖像的優點。再次地，圖6示出關於在上述表達式⑴的情況下(即ηΧΝ是ρ的整數倍的情況 下)的示例中，從包括相對位置關係xo(即以易於理解的方式關於表達式(1)中的i和j) 的二維顯示部分1投影圖像的另一位置的定時的列表形式，並且在圖6中，使用被固定作為 參考的雙凸透鏡2的位置來示出位於i和j處的二維顯示部分1的位置。圖6示出在ρ = 3，m = η = 3且N = M = 2的情況下的示例。由於設置m = η = 3，設置i = 0，1，2且j = 0,1,2,因此作為結果，形成了具有3列3行的表。在所述實施例中，不特別地限定i和j的次序(order)；然而，期望在i和j的所有 情況下相對位置關係中相同的條件和相同的定時條件下從二維顯示部分1投影預定圖像。
在圖6中，如圖所示，以從第一條線起的順序(Tl — T2 —......— T9)、在水平方向(i =
0，1和2)上掃描每一個i和每一個j (改變相對位置關係)。此時，將注意力集中在一個任 意「三維像素」 11中所包括的「R像素11R」，並且向圖6添加Xs軸方向上的R像素IlR的 繪圖掃描位置歷史作為杆形線標記(bar line mark)。當在所有情況下執行掃描時，最終獲 得定時T9處的狀態。圖11示出在圖6中的定時T9處的狀態的放大視圖。從圖11中很明顯，根據所述實施例中的條件表達式(1)(還有條件表達式(2))，沿著任意「三維像素」 11中所關注的像素10 (在這種情況下，為R像素10R)的Xs軸方向 的掃描歷史位置在Xs軸上的寬度xw中以等間隔(Axw)排列，並且掃描歷史位置的總數為 (NXMXmXn)。當以等間隔排列像素的掃描歷史位置時，從表達式(4)很明顯，偏轉角度Φ的正 切與xs成比例，因此作為上述掃描的結果，偏轉角度Φ的正切以等間隔排列。換句話說， 很明顯，當在所述實施例中確定的定時處從二維顯示部分1投影圖像時，只有從在任意二 維顯示部分1上排列的任意「三維像素」中確定種類(在這種情況下，為R像素10R)的像 素10投影的光線的偏轉角度Φ的數量為(NXMXmXn)的正切以等間隔排列。這與三維 圖像的單元幀的周期中，從一個三維像素11發射的、具有不同發射方向的數量為ν的光線 對應，或者與三維圖像的單元幀的周期中由一個三維像素產生的視點的數量對應。所述狀態在圖1和圖2中示出。在圖1和圖2中，示出了從空間圖像顯示器的任 意三維像素11中的確定種類(例如，R像素10R)的像素10發射的光線的狀態。假設從距 離空間圖像顯示器(在X』 -Y」平面上)任意距離L的位置處觀看空間圖像，並且觀看者能 夠自由地與屏幕平行地移動，同時保持距離L(為了易於描述，在這種情況下，觀看者僅能 夠向右和向左移動，同時保持距離L ；然而，自由地設置距離L，因此除了所述描述之外，觀 看者能夠向後、向前、向右和向左移動以觀看圖像)。假設垂直於雙凸透鏡2的中心線Yl和 二維顯示部分1的顯示表面IA的線(Ζ軸)與二維顯示部分1的顯示表面IA相交的點、以 及線(Ζ軸)與觀看者移動的線相交的點分別表示為0和0』。當在所述實施例中，「三維像 素」 11的確定種類(例如，R像素10R)的像素10在相對位置定時處發光時，在停止雙凸透 鏡2的情況下，如圖2所示，等間隔地在X軸上排列發光點，然後從上述表達式(5)等間隔地排列偏轉角度Φ的正切。此外，從距離O的距離為X的位置中的發光點Pl發射的光線 到達由以下表達式(6)表示的、距離X』軸上的O』的距離為χ』處的點。在這種情況下，f是 雙凸透鏡2 (雙凸透透鏡2的柱面透鏡2A)的焦距(有效焦距)。χ' =LX tan Φ = xX {L/(f X cos2 θ ) ......(6)從表達式(6)很明顯，當以等間隔排列X軸上發光點Pl的位置時，當光線到達位 於距離L處的觀看者的X』軸時的到達點的位置相應地等間隔排列。當從觀看者觀看時的 亮度與進入觀看者的眼睛的光線成比例，因此當光線到達X』軸時以等間隔排列到達點的位 置的事實意味著即使觀看者在X』軸的任意位置觀看到圖像，光線的強度也是相同的，即不 會出現光線的強度的變化。儘管已經參 照例如R像素IOR給出了描述，但是對於所有種類 的像素10也是如此。圖12和圖13示出用於實現圖6所示的相對位置定時的掃描方法的示例。在所述 實施例中，表達式(1)或表達式(2)中的定時的順序沒有具體限定。因此，一般地，定時的 順序由掃描系統的特性或條件來確定。此外，上述表達式示出二維顯示部分1與雙凸透鏡 2之間的相對位置關係，因此可以實際地移動二維顯示部分1或雙凸透鏡2。在圖12和13 的示例中，示出了移動雙凸透鏡2的情況。特別地，圖12示出以圖6的圖中示出的定時順序Tl— Τ2 —......— Τ9執行
掃描(改變相對位置關係)的示例。在所述示例中，通過重複從Tl到Τ9的一個周期執行 與三維圖像的單元幀的周期對應的掃描。同樣地，圖13示出以圖6的圖中示出的定時順
序Tl — Τ2 —......— Τ9執行掃描(改變相對位置關係)的示例，但在所述示例中，以
Tl — Τ2 —......— Τ9的順序執行掃描，然後以Tl — Τ2 —......— Τ9的反順序執行掃
描，並且此後重複這樣的操作。將在下面描述每一個示例的特性。在圖12所示的示例中，考慮選擇以一個方向執 行掃描時的定時，並且當關注關於掃描系統的滯後時圖12所示的示例是合適的。然而，在 一個方向上執行掃描之後，對於掃描系統來說，需要以高速返回，因此高速可移動的掃描系 統是必需的。另一方面，在圖13所示的示例中，有效地使用掃描的往復移動，因此掃描速度 可能需要達到最小，並且具有相對低速的掃描系統是合適的。然而，當在往復移動中顯示滯 後時，可能出現諸如重影之類的問題，因此要求具有高位置精度的掃描系統。從圖13和圖12中很明顯，期望滿足表達式t3D = qX (mXnX tr)，其中tr是二維 幀間隔，表示二維顯示部分1中二維圖像的單元幀的周期，t3D是三維幀間隔，表示發射數 量為ν的光線的三維圖像的單元幀的周期，並且q是大於等於1的整數。附帶地，表達式(1)或(2)中的XO是偏轉補償(deflection offset)，因此xo是 任意常數。一般地，當期望執行對稱偏轉時，期望假設掃描幅度峰是t0，將補償xo設置為大 約等於to的一半的值。此外，在所述實施例中，為了確保數量為ν ( = NXMXmXn)的光線或視點，優選 地，表示要在二維顯示部分1中的三維圖像的單元幀的周期中二維顯示的圖像的數量的總 數g最好滿足以下表達式g = mXn 彡 2這是描述的結束，在所述描述中，在根據所述實施例的空間圖像顯示器中，當合適 地同步地控制用於改變雙凸透鏡2與二維顯示部分1之間的相對位置關係的定時和用於由二維顯示部分1 二維地顯示圖像的定時的時候，觀看者能夠在沒有光強度的變化的情況下 觀看空間圖像。接著，將 在下面描述如何防止根據本實施例的空間圖像顯示器中的顏色不均勻。在所述實施例中，為了通過三維像素11的使用來再現所期望的顏色，需要諸如R、 G和B或R、Gl、G2和B之類的各顏色的像素10以預定光量發射各顏色的光線以便混合顏 色，並且通過混合顏色而形成的經混合的顏色到達觀看者。作為混合來自各顏色的像素的 顏色10的方法，存在各顏色的像素10在時間上並行地發光以混合各顏色的方法，以及通過 人眼的整體功能的使用，各顏色的像素10短時地以預定光量串行地發光以混合各顏色的 方法。在所述實施例中，主要並行或串行地發光；然而，用於通過三維像素11的使用來混合 來自各顏色的像素10的光以再現所期望的顏色的特徵點在於在將注意力集中在以預定 偏轉角度從一個三維像素11發射的光線的情況下，需要從所有種類(如在上述三維幀間隔 t3D中的R、G和B或R、G1、G2和B)的像素10以預定偏轉角度、預定光量等同地發射光線。在所述實施例中，當將注意力集中在以預定偏轉角度從一個三維像素11發射的 光線時，具有預定光量的光線被等同地從所有種類(如在三維幀間隔t3D中以預定偏轉角 度的R、G和B或R、G1、G2和B)的像素10發射以防止顏色不均勻。這將參照圖14在以下 描述。圖14基本上與圖6的圖相同。此外，圖14中的定時T1、T4和T7處的顯示狀態被放 大示出在圖15中。此外，定時Τ2、Τ5和Τ8處的顯示狀態被放大示出在圖16中，並且定時 Τ3、Τ6和Τ9處的顯示狀態被放大示出在圖17中。在像素10具有三種R、G和B的情況下，可以從所有種類(即在三維幀間隔t3D中 以到所關注的偏轉角度的方向的R、G和B)的像素10發射光線。例如，示出了在關注圖14 所示的偏轉角度Φ 1的情況下，從處於掃描定時Tl處的狀態中的、組成一個「三維幀」的R 像素IOR發射光線，並且從定時Τ4處的B像素IOB發射光線，並且從定時Τ7處的G像素 IOG發射光線(所述狀態被放大示出在圖15中)。此外，示出了在關注偏轉角度Φ 2的情況下，從處於掃描定時Τ2的狀態中的、組成 一個「三維幀」的B像素IOB發射光線，並且從定時Τ5處的G像素IOG發射光線，並且從定 時Τ8處的R像素IOR發射光線(所述狀態被放大示出在圖16中)。此外，示出了在關注偏轉角度Φ 3的情況下，從處於掃描定時Τ3的狀態中的、組成 一個「三維幀」的B像素IOB發射光線，並且從定時Τ6處的G像素IOG發射光線，並且從定 時Τ9處的R像素IOR發射光線(所述狀態被放大示出在圖17中)。如上述示例所示，在所述實施例中，從所有種類(即三維幀間隔中以預定偏轉角 度的R、G和B)的像素10等同地發射光線。因此，能夠防止顏色不均勻。如上所述，在根據所述實施例的空間圖像顯示器中，包括ρ種顏色的多個像素10 和關於像素陣列傾斜的雙凸透鏡2的二維顯示部分1被合適地組合，由此通過表面分段同 時將與多個觀看角度對應的多條光線發射進入空間中。此外，當周期性地改變每一個柱面 透鏡2A和二維顯示部分1的每一個像素10之間的相對位置關係時，周期性地移位經由每 一個柱面透鏡2A的、來自每一個像素的顯示圖像光的發射方向。然後，通過二維顯示部分 1的每一個像素10時分地顯示與三維圖像的單元幀對應的圖像，並且同步地控制二維顯示 部分1中時分顯示的定時和用於通過移位裝置來改變相對位置關係的定時。換句話說，在 根據所述實施例的空間圖像顯示器中，能夠實現具有表面分段系統和時分系統的組合的立體顯示。此外，通過作為整體地移動雙凸透鏡2和二維顯示部分1實現時分顯示，因此，例 如，與時分地、獨立地和同步地控制偏轉微鏡陣列中的微鏡的情況相比，同步控制更容易。 由此能夠容易地實現與現有技術相比具有更高清晰度的立體顯示。此外，當執行滿足預定 表達式的合適的同步控制時，防止了空間圖像的亮度的強度變化以及顏色不均勻，並且更 順利地顯示空間圖像。第二實施例接著，將在下面描述本發明的第二實施例。相同的元件由與第一實施例相同的附 圖標記表示，並且將不再描述。在第一實施例中，從圖14所示的示例中很明顯，通過掃描操作(改變相對位置關 系的操作)，將所有種類(即R、G和B)的像素10順次排列在三維像素11的關注位置中， 防止了顏色不均勻。另一方面，圖18A和18B示出根據所述實施例的空間圖像顯示器中的 顯示示例。除了掃描操作的系統不同之外，根據所述實施例的空間圖像顯示器具有與根據 第一實施例的空間圖像顯示器相同的基本配置。在所述實施例中，圖18A和18B所示的兩種狀態組成一個三維幀。當偏轉角度是 Φβ的部分被關注作為示例時，在圖18A所示的第一狀態中，發射來自R像素IOR的光，並且 在圖18B所示的第二狀態中，同時發射來自G像素IOG和來自B像素IOB的光。換句話說， 很明顯，來自每一種顏色(即R、G和B)的像素10的光以偏轉角度Φι從一個「三維幀」中 的一個三維像素11發射。很明顯，在圖18Α和18Β所示的示例(其與圖14所示的示例略 有不同)中，將R、G和B的像素10排列在三維像素11中的不同位置中。然而，只要以相同 的方向從一個三維像素11中的像素10發射光，則即使象素10在三維像素11中的位置不 同，也能夠混合來自像素的顏色。本領域的技術人員應該理解，根據設計要求和其他因素可以出現各種修改、組合、 子組合和變更，只要它們落在所附權利要求或其等效物的範圍內即可。
權利要求
一種空間圖像顯示器，將與多個觀看角度對應的多條光線發射到空間中以形成三維空間圖像，所述空間圖像顯示器包括二維顯示部分，包括p種顏色(p是大於等於1的整數)的多個像素，所述像素被二維地排列在水平方向和垂直方向上的格子上以形成平面顯示表面，相同顏色的多個像素被排列在水平方向上，p種顏色的多個像素被周期性地排列在垂直方向上，以便相同顏色以確定周期出現；雙凸透鏡，整體上具有板狀，包括平行排列以便其圓柱軸彼此平行的多個柱面透鏡，所述雙凸透鏡正對所述二維顯示部分的顯示表面，以便整體上與所述顯示表面平行，所述柱面透鏡的圓柱軸關於與所述顯示表面平行的平面中的二維顯示部分的水平方向中的軸以預定角度傾斜，每一個所述柱面透鏡偏轉來自所述二維顯示部分的每一個像素的顯示圖像光以發射所述顯示圖像光；移位裝置，用於在平行於所述顯示表面的平面上往復移動所述雙凸透鏡和所述二維顯示部分中的至少之一，以周期性地改變每一個所述柱面透鏡和所述二維顯示部分的每一個像素之間的相對位置關係，由此周期性地移位經由每一個所述柱面透鏡的、來自每一個像素的顯示圖像光的發射方向；以及控制裝置，用於控制與三維圖像的單元幀對應的圖像以被時分地顯示在二維顯示部分上，並且控制時分顯示的定時以與用於由所述移位裝置改變所述相對位置關係的定時同步，其中由N乘以p×M個像素矩陣形成並且包括總數為p×M×N的像素的像素群配置三維像素，其中N和M分別是表示在二維顯示部分中在垂直方向和水平方向上排列的像素的數量，以及二維顯示部分中垂直方向與雙凸透鏡的圓柱軸的方向之間的角度滿足表達式(A)θ＝tan-1{(p×px)/(n×N×py)} ......(A)其中n是大於等於1的整數，px是二維顯示部分的水平方向中的像素間距，而py是二維顯示部分的垂直方向中的像素間距，其中只有在p＝3的情況下，表達式(A)中的值n才是大於等於2的整數。
全文摘要
組合包括p種顏色的多個像素和關於像素陣列傾斜的雙凸透鏡的二維顯示部分，以便通過表面分段同時將與多個觀看角度對應的多條光線發射進入空間中。此外，周期性地改變每一個柱面透鏡與二維顯示部分的每一個像素之間的相對位置關係，以便周期性地移位經由柱面透鏡的、來自每一個像素的顯示圖像光的發射方向。在二維顯示部分上時分地顯示與三維圖像的單元幀對應的圖像，並且同步地控制二維顯示部分1中的時分顯示的定時和用於改變相對位置關係的定時。由此，執行使用表面分段系統和時分系統的組合的、具有更高清晰度的立體顯示。
文檔編號H04N13/00GK101887175SQ20101022089
公開日2010年11月17日 申請日期2008年8月22日 優先權日2007年8月22日
發明者山田正裕, 青木直 申請人:索尼株式會社