專利名稱：三維顯示器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及三維圖像顯示方式，尤其涉及使用微透鏡片(lenticular sheet)的三維圖像顯示。
背景技術(shù)：
目前，三維顯示器的顯示方式以雙眼式立體顯示方式為主流。其以在左右眼睛顯示不同的圖像，使人獲得立體感作為其原理。在雙眼式立體顯示方式中，存在人移動(dòng)頭部時(shí)物體的觀察方向不變化、即沒有運(yùn)動(dòng)視差的缺點(diǎn)。并且，眼睛的對(duì)焦、即調(diào)焦落在顯示有圖像的屏幕上，存在與三維物體的顯示位置不一致的矛盾。該矛盾是觀察三維圖像時(shí)產(chǎn)生眼疲勞的原因。
人們要求三維顯示器可以更自然地進(jìn)行三維顯示。這能夠通過(guò)在不同的水平方向上同時(shí)顯示多個(gè)圖像來(lái)實(shí)現(xiàn)。在多眼式立體顯示方式中，在空間的水平方向上設(shè)定多個(gè)視點(diǎn)，在各個(gè)視點(diǎn)顯示不同的圖像。通過(guò)使視點(diǎn)間隔比兩眼間隔小，而在左右眼睛顯示不同的圖像。當(dāng)增加視點(diǎn)數(shù)量時(shí)，移動(dòng)頭部時(shí)看到的圖像發(fā)生變化，能得到運(yùn)動(dòng)視差。
最近，人們提出了以下方法不在空間上設(shè)定視點(diǎn)，而是對(duì)于不同的投影方向準(zhǔn)備多個(gè)三維物體的平行投影圖像即指向性圖像，在對(duì)應(yīng)的方向上用準(zhǔn)平行光同時(shí)顯示(例如，參照非專利文獻(xiàn)1)。還公開了如下內(nèi)容當(dāng)增加要顯示的指向性圖像時(shí)，可以得到自然的運(yùn)動(dòng)視差。尤其是在取指向性圖像數(shù)量為64時(shí)，可以對(duì)三維圖像進(jìn)行眼睛的對(duì)焦，能夠解決觀察三維圖像時(shí)的眼疲勞(例如，參照非專利文獻(xiàn)2)。
如上所述，在三維顯示器中，需要在水平方向上顯示多個(gè)圖像。構(gòu)成三維顯示器顯示面的、被水平/垂直配置的象素，具有多個(gè)水平顯示方向，需要能夠控制在各水平方向上顯示的光的強(qiáng)度和顏色。將其稱為三維象素。
作為在水平方向上具有多個(gè)顯示方向的三維顯示器的構(gòu)成方法，眾所周知有把微透鏡片組合到液晶板等二維顯示器上的方法。這里，所謂微透鏡片是將多個(gè)一維透鏡即柱面透鏡配置在與透鏡中心軸正交方向上的薄片。構(gòu)成微透鏡片的柱面透鏡被配置成其焦點(diǎn)面與液晶板的顯示面一致。二維顯示器的顯示面由被配置成水平/垂直的多個(gè)象素構(gòu)成，使一個(gè)柱面透鏡與被配置在水平方向上的多個(gè)象素相對(duì)應(yīng)地構(gòu)成三維象素。以從柱面透鏡中心軸到各象素的水平距離，來(lái)確定從該象素射出的光通過(guò)柱面透鏡后水平行進(jìn)方向。由此，得到與所使用的水平象素?cái)?shù)量相同的水平顯示方向。在該構(gòu)成方法中，當(dāng)使水平顯示方向增多時(shí)，會(huì)出現(xiàn)三維顯示的水平方向的分辨率極度降低，并且，產(chǎn)生三維顯示的水平/垂直的分辨率不平衡的問(wèn)題。
解決該問(wèn)題的方法已被提出(參照專利文獻(xiàn)1)。圖1A是表示現(xiàn)有技術(shù)中將微透鏡片相對(duì)象素的垂直排列方向傾斜配置的結(jié)構(gòu)的圖。在圖1A中，例示了實(shí)現(xiàn)彩色顯示的構(gòu)成方法，圖中的象素是RGB彩色象素。由水平方向?yàn)镸個(gè)、垂直方向?yàn)镹個(gè)即M×N個(gè)彩色象素構(gòu)成一個(gè)三維象素，實(shí)現(xiàn)M×N個(gè)水平顯示方向。這時(shí)，微透鏡片的傾斜角為θ時(shí)，根據(jù)θ＝tan-1(px/Npy)，可以將相對(duì)于三維象素內(nèi)的所有彩色象素的柱面透鏡中心軸的水平距離設(shè)定成不同的值。這里，px是彩色象素的水平間距(pitch)，py是彩色象素的垂直間距。
在圖1A所示的現(xiàn)有技術(shù)中公開了如下內(nèi)容設(shè)N＝2、M＝7/2，使用7個(gè)彩色象素構(gòu)成一個(gè)三維象素，實(shí)現(xiàn)了7個(gè)水平顯示方向。這樣，通過(guò)傾斜使用微透鏡片3，不僅能夠使用水平方向的彩色象素2，還能夠使用垂直方向的彩色象素2，構(gòu)成一個(gè)三維象素，能夠抑制三維顯示的水平方向分辨率的降低，并可以提高水平/垂直方向分辨率的平衡。
非專利文獻(xiàn)1高木康博，“使用經(jīng)變形二維配置的多重遠(yuǎn)心光學(xué)系統(tǒng)的三維顯示器”，影像信息介質(zhì)學(xué)會(huì)雜志，Vol.57，no.2，p294-300(2003)非專利文獻(xiàn)2福富武史、名手久貴、高木康博，“指向性圖像的使用高密度顯示的三維圖像中的調(diào)節(jié)響應(yīng)”，影像信息介質(zhì)學(xué)會(huì)雜志，Vol.58，no.1，p69-74(2004)專利文獻(xiàn)1美國(guó)專利第6,064,424號(hào)發(fā)明內(nèi)容但是，在圖1A所公開的顯示方法中，因?yàn)槭挂粋€(gè)彩色象素與一個(gè)水平顯示方向?qū)?yīng)，因此，三維象素只能在一個(gè)水平顯示方向上顯示RGB三原色中的一個(gè)顏色。特別是在圖1B中，示出了7個(gè)水平顯示方向中第4個(gè)水平顯示方向的顯示顏色。因此，如圖1B所示，提出了如下方法通過(guò)組合使用3個(gè)三維象素來(lái)實(shí)現(xiàn)全色顯示。
當(dāng)人觀察三維顯示器的屏幕時(shí)，如圖2所示，來(lái)自多個(gè)水平方向的光線入射到眼睛。在專利文獻(xiàn)1所公開的顯示方法中指出了如下問(wèn)題由于水平顯示方向上的三維象素的顯示顏色發(fā)生變化，因此，三維圖像產(chǎn)生顏色不均。而且，因?yàn)樽畲髲?qiáng)度依賴于彩色象素的象素構(gòu)造而關(guān)于水平顯示方向發(fā)生變化，因此，還存在視網(wǎng)膜像中產(chǎn)生水平方向的強(qiáng)度不均的問(wèn)題。
如上所述，在迄今為止所公知的顯示方法中，只能顯示三原色中的一個(gè)顏色，在一個(gè)三維象素中顯示RGB全色是不可能的。而且，由于存在象素構(gòu)造引起的、水平顯示方向的光強(qiáng)度變化，因此，還存在三維圖像中產(chǎn)生顏色不均或強(qiáng)度不均的問(wèn)題。
而且，在現(xiàn)有技術(shù)中，以液晶顯示器為代表的二維顯示器的彩色象素的形狀被制成長(zhǎng)方形，最近，為達(dá)到擴(kuò)大可視角等目的，使用多疇(multi domain)形狀等變形形狀。由此，二維顯示器的彩色象素形狀，不限于具有適于三維顯示器的彩色象素形狀。因此，希望能夠?qū)⒆鳛槎S顯示器而開發(fā)的顯示板用于三維顯示器中。
本發(fā)明人有鑒于上述情況，為了解決上述技術(shù)問(wèn)題而進(jìn)行了刻苦研發(fā)，最終完成了本發(fā)明。即，在本發(fā)明的第一實(shí)施形態(tài)中，提供一種三維顯示器，包括二維顯示器，具有被配置成水平方向上延伸的橫排和與該水平方向?qū)嵸|(zhì)地垂直的垂直方向上延伸的縱列的多個(gè)彩色象素，在上述橫排上周期性地配置紅、綠、藍(lán)的彩色象素，上述縱列的彩色象素同色地構(gòu)成；以及微透鏡片，被設(shè)置在上述二維顯示器上，且具有相互平行延伸的多個(gè)柱面透鏡，上述彩色象素通過(guò)所述柱面透鏡被觀察到，上述柱面透鏡中心軸，相對(duì)于上述二維顯示器的縱列傾斜θ角度，所述三維顯示器，當(dāng)設(shè)上述彩色象素的水平方向的間距為px，彩色象素的垂直方向的間距為py，構(gòu)成一個(gè)三維象素的彩色象素組，由上述一個(gè)柱面透鏡的橫排為3M個(gè)、上述一個(gè)柱面透鏡的縱列為N個(gè)即3M×N個(gè)上述彩色象素構(gòu)成時(shí)，具有θ＝tan-1(3px/Npy)的關(guān)系式。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，在本發(fā)明的三維顯示器中，使用彩色象素為條紋(stripe)配置的二維顯示器，對(duì)于來(lái)自三維象素的光的一個(gè)水平顯示方向，3種彩色象素可以完全對(duì)應(yīng)。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，其特征是，在上述三維顯示器中，包括液晶顯示器、有機(jī)EL顯示器或等離子顯示器的彩色象素。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，其特征是，在上述三維顯示器中，上述N為3的倍數(shù)。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)在來(lái)自三維象素的光的水平顯示方向上消除顏色不均。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，其特征是，在上述三維顯示器中，Npy≤3Mpx。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，其特征是，在上述三維顯示器中，設(shè)上述彩色象素的水平寬度和垂直寬度分別為w、h，則w＝3px/N。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)消除相對(duì)于來(lái)自三維象素的光的水平顯示方向的強(qiáng)度不均。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，其特征是，在上述三維顯示器中，上述w的值為[1-(1/2)(h/py)](3px/N)～[1+(h/py)](3px/N)的范圍。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，其特征是，在上述三維顯示器中，上述h的值是與w相同或近似的值。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，可以降低來(lái)自三維象素的光的水平顯示方向上的光強(qiáng)度的變化。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，其特征是，在上述三維顯示器中，當(dāng)設(shè)從上述彩色象素射出的最大光強(qiáng)度的分布為函數(shù)f(s，t)，與上述柱面透鏡中心軸平行、與上述中心軸的水平距離為x的直線，用s＝-t tanθ+x表示時(shí)，上述直線上的一個(gè)彩色象素內(nèi)的光強(qiáng)度的和由I(x)=∫-∞∞f(-ttanθ+x,t)dt]]>表示，對(duì)上述三維象素整體的水平顯示方向的光強(qiáng)度由IS(x)=ΣiI(x+ipytanθ)---(I)]]>φ＝tan-1(x/f)給出，其中，f為柱面透鏡的焦距，設(shè)定各個(gè)參數(shù)，使得上述式(I)不依賴于x，是大致恒定的值。
另外，本發(fā)明的第二實(shí)施方式中，提供一種三維顯示器，包括二維顯示器，具有被配置成水平方向上延伸的橫排和與該水平方向?qū)嵸|(zhì)地垂直的垂直方向上延伸的縱列的多個(gè)彩色象素，在上述縱列上周期性地配置紅、綠、藍(lán)的彩色象素；以及微透鏡片，被設(shè)置在上述二維顯示器上，且具有相互平行延伸的多個(gè)柱面透鏡，上述彩色象素通過(guò)所述柱面透鏡被觀察到，上述柱面透鏡中心軸，相對(duì)于上述二維顯示器的縱列傾斜θ角度，所述三維顯示器，當(dāng)設(shè)上述彩色象素的水平方向的間距為px，彩色象素的垂直方向的間距為py，構(gòu)成一個(gè)三維象素的彩色象素組，由上述一個(gè)柱面透鏡的橫排為3M個(gè)、上述一個(gè)柱面透鏡的縱列為N個(gè)即3M×N個(gè)上述彩色象素構(gòu)成時(shí)，具有θ＝tan-1[(1-3/N)px/py]的關(guān)系式。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，在本發(fā)明的三維顯示器中，使用傾斜配置彩色象素的二維顯示器，對(duì)于來(lái)自三維象素的光的一個(gè)水平顯示方向，3種彩色象素可以完全對(duì)應(yīng)。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，其特征是，在上述三維顯示器中，包括液晶顯示器、有機(jī)EL顯示器或等離子顯示器的彩色象素。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，其特征是，在上述三維顯示器中，上述N為3的倍數(shù)。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)在來(lái)自三維象素的光的水平顯示方向上消除顏色不均。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，其特征是，在上述三維顯示器中，Npy≤3Mpx。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，其特征是，在上述三維顯示器中，設(shè)上述彩色象素的水平寬度和垂直寬度分別為w、h，則w＝3px/N。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，可以消除相對(duì)于來(lái)自三維象素的光的水平顯示方向的強(qiáng)度不均。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，其特征是，在上述三維顯示器中，上述w的值為{1-(1/2)(N/3-1)(h/py)}(3px/N)≤w≤{1+(N/3-1)(h/py)}(3px/N)的范圍，根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，可以降低來(lái)自三維象素的光的水平顯示方向上的光強(qiáng)度的變化。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，其特征是，在上述三維顯示器中，上述h的值為3py/(N-3)。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，其特征是，在上述三維顯示器中，設(shè)從上述彩色象素射出的最大光強(qiáng)度的分布為函數(shù)f(s，t)，與上述柱面透鏡中心軸平行、與上述中心軸的水平距離為x的直線，用s＝-t tanθ+x表示時(shí)，上述直線上的一個(gè)象素內(nèi)的光強(qiáng)度的和由I(x)=∫-∞∞f(-ttanθ+x,t)dt]]>表示，對(duì)上述三維象素整體的水平顯示方向的光強(qiáng)度由IS(x)=ΣiI(x+i(px-pytanθ))---(II)]]>φ＝tan-1(x/f)給出，其中，f為柱面透鏡的焦距，設(shè)定各個(gè)參數(shù)，使得上述式(II)不依賴于x，是大致恒定的值。
而且，本發(fā)明的第三實(shí)施方式中，提供一種三維顯示器，包括二維顯示器，具有被配置成水平方向上延伸的橫排和與該水平方向?qū)嵸|(zhì)地垂直的垂直方向上延伸的縱列的多個(gè)彩色象素，在上述橫排上周期性地配置紅、綠、藍(lán)的彩色象素，上述縱列的彩色象素同色地構(gòu)成；微透鏡片，被設(shè)置在上述二維顯示器上，且具有相互平行延伸的多個(gè)柱面透鏡，上述彩色象素通過(guò)所述柱面透鏡被觀察到；以及開口陣列，被設(shè)置在上述二維顯示器和上述微透鏡片之間，具有多個(gè)開口部；上述柱面透鏡中心軸，相對(duì)于上述二維顯示器的縱列傾斜θ角度，所述三維顯示器，當(dāng)設(shè)上述彩色象素的水平方向的間距為px，上述彩色象素的垂直方向的間距為py，上述開口部的水平方向的間距為px’，上述開口部的垂直方向的間距為py’，構(gòu)成一個(gè)三維象素的彩色象素組，由上述一個(gè)柱面透鏡的橫排為3M個(gè)、上述一個(gè)柱面透鏡的縱列為N個(gè)即3M×N個(gè)上述彩色象素構(gòu)成時(shí)，px＝px’、py＝py’，具有θ＝tan-1(3px’/Npy’)的關(guān)系式。在本發(fā)明的第三實(shí)施方式中，通過(guò)使用相對(duì)于彩色象素的形狀處于預(yù)定關(guān)系的開口陣列，可以抑制從二維顯示器的彩色象素射出的光的發(fā)散，生成最適合的彩色象素。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，其特征是，在上述三維顯示器中，包括液晶顯示器、有機(jī)EL顯示器或等離子顯示器的彩色象素。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，其特征是，在上述三維顯示器中，上述N為3的倍數(shù)。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，其特征是，在上述三維顯示器中，Npy′≤3Mpx′。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，其特征是，在上述三維顯示器中，設(shè)上述開口部的水平寬度和垂直寬度分別為w’、h’，則w’＝3px’/N。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，其特征是，在上述三維顯示器中，上述w’的值為1-(1/2)(h′/py′)(3px′/N)～1+(h′/py′)(3px′/N)的范圍。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，其特征是，在上述三維顯示器中，上述h’的值是與py’相同或近似的值。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，其特征是，在上述三維顯示器中，設(shè)從上述開口部射出的最大光強(qiáng)度的分布為函數(shù)f(s，t)，與上述柱面透鏡中心軸平行、與上述中心軸的水平距離為x的直線，用s＝-ttanθ+x表示時(shí)，上述直線上的一個(gè)彩色象素內(nèi)的光強(qiáng)度的和由I(x)=∫-∞∞f(-ttanθ+x,t)dt]]>
表示，對(duì)上述三維象素整體的水平顯示方向的光強(qiáng)度由IS(x)=ΣiI(x+ipy′anθ)---(III)]]>φ＝tan-1(x/f)給出，其中，f為柱面透鏡的焦距，設(shè)定各個(gè)參數(shù)，使得上述式(III)不依賴于x，是大致恒定的值。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，其特征是，在上述三維顯示器中，上述彩色象素具有被分割成上下左右的多區(qū)。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，其特征是，在上述三維顯示器中，還包括配置在上述二維顯示器和上述開口陣列之間的漫射板。
而且，本發(fā)明的第四實(shí)施方式中，提供一種三維顯示器，包括二維顯示器，具有被配置成水平方向上延伸的橫排和與該水平方向?qū)嵸|(zhì)地垂直的垂直方向上延伸的縱列的多個(gè)彩色象素，在上述縱列上周期性地配置紅、綠、藍(lán)的彩色象素；微透鏡片，被設(shè)置在上述二維顯示器上，且具有相互平行延伸的多個(gè)柱面透鏡，上述彩色象素通過(guò)所述柱面透鏡被觀察到；以及開口陣列，被設(shè)置在上述二維顯示器和上述微透鏡片之間，具有多個(gè)開口部；上述柱面透鏡中心軸，相對(duì)于上述二維顯示器的縱列傾斜θ角度，所述三維顯示器，當(dāng)設(shè)上述彩色象素的水平方向的間距為px，上述彩色象素的垂直方向的間距為py，上述開口部的水平方向的間距為px’，上述開口部的垂直方向的間距為py’，構(gòu)成一個(gè)三維象素的彩色象素組，由上述一個(gè)柱面透鏡的橫排為3M個(gè)、上述一個(gè)柱面透鏡的縱列為N個(gè)即3M×N個(gè)上述彩色象素構(gòu)成時(shí)，px＝px’、py＝py’，具有θ＝tan-1[(1-3/N)px’/py’]的關(guān)系式。在本發(fā)明的第四實(shí)施方式中，通過(guò)使用相對(duì)于彩色象素的形狀處于預(yù)定關(guān)系的開口陣列，可以抑制從二維顯示器的彩色象素射出的光的發(fā)散，生成最適合的彩色象素。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，其特征是，在上述三維顯示器中，包括液晶顯示器、有機(jī)EL顯示器或等離子顯示器的彩色象素。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，其特征是，在上述三維顯示器中，上述N為3的倍數(shù)。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，其特征是，在上述三維顯示器中，Ny′≤3Mpx′。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，其特征是，在上述三維顯示器中，設(shè)上述開口部的水平寬度和垂直寬度分別為w’、h’，則w’＝3px’/N。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，其特征是，在上述三維顯示器中，上述w’的值為{1-(1/2)(N/3-1)(h/py′)}(3px′/N)≤w′≤{1+(N/3-1)(h/py′)}(3px′/N)的范圍。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，其特征是，在上述三維顯示器中，上述h’的值為3py′/(N-3)。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，其特征是，在上述三維顯示器中，設(shè)從上述開口部射出的最大光強(qiáng)度的分布為函數(shù)f(s，t)，與上述柱面透鏡中心軸平行、與上述中心軸的水平距離為x的直線，用s＝-ttanθ+x表示時(shí)，上述直線上的一個(gè)彩色象素內(nèi)的光強(qiáng)度的和由I(x)=∫-∞∞f(-ttanθ+x,t)dt]]>表示，對(duì)上述三維象素整體的水平顯示方向的光強(qiáng)度由IS(x)=ΣiI(x+i(px-pytanθ))---(IV)]]>φ＝tan-1(x/f)給出，其中，f為柱面透鏡的焦距，設(shè)定各個(gè)參數(shù)，使得上述式(IV)不依賴于x，是大致恒定的值。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，其特征是，在上述三維顯示器中，上述彩色象素具有被分割成上下左右的多區(qū)。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，其特征是，在上述三維顯示器中，還包括配置在上述二維顯示器和上述開口陣列之間的漫射板。
根據(jù)本發(fā)明，能夠在水平顯示方向上顯示多個(gè)不同的圖像，實(shí)現(xiàn)消除了顏色不均和強(qiáng)度不均的三維顯示器。


圖1A是圖示表示在現(xiàn)有技術(shù)的基于三維顯示的彩色顯示中，二維顯示器和微透鏡片之間的關(guān)系的俯視圖。圖1B表示顯示在特定水平方向的三維象素的顏色。
圖2是圖示表示三維顯示中水平顯示方向和視網(wǎng)膜像之間的關(guān)系的水平剖視圖。
圖3是概略地表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式中三維象素的結(jié)構(gòu)的圖。
圖4A是用于說(shuō)明從三維象素射出的光線的水平顯示方向的圖。圖4B是放大圖4A所示的平面21的一部分后的圖。
圖5是表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式中同色的彩色象素和柱面透鏡的關(guān)系的圖。
圖6是表示在本發(fā)明中，使彩色象素的形狀為長(zhǎng)方形時(shí)，水平顯示方向和最大光強(qiáng)度的關(guān)系。圖6A表示h tanθ≤w的情況，圖6B表示h tanθ≥w的情況。
圖7A、7B是表示在本發(fā)明中，對(duì)一個(gè)三維象素的水平顯示方向的最大光強(qiáng)度變?yōu)楹愣ǖ臈l件的圖。這里，如圖7A所示，最大光強(qiáng)度不隨著水平顯示方向發(fā)生變化，是滿足代表對(duì)于一個(gè)彩色象素的強(qiáng)度分布的臺(tái)形斜邊部完全與相向的臺(tái)形斜邊部分重合的情況。
圖8A、8B、8C、8D是表示對(duì)于一個(gè)三維象素的水平顯示方向的光強(qiáng)度變化為50％的條件的圖。
圖9是概略地表示在本發(fā)明的第一實(shí)施方式的一個(gè)實(shí)施方式中，N＝6時(shí)三維象素的結(jié)構(gòu)的圖。
圖10是概略地表示在本發(fā)明的第一實(shí)施方式的一個(gè)實(shí)施方式中，N＝4時(shí)三維象素的結(jié)構(gòu)的圖。
圖11A是表示對(duì)于任意形狀的象素的射出光量分布的最大光強(qiáng)度的圖，圖11B是表示對(duì)于任意形狀的象素的水平顯示方向的最大光強(qiáng)度的圖。
圖12是表示在本發(fā)明中，對(duì)于使用任意形狀彩色象素的三維象素的水平顯示方向的光強(qiáng)度的圖。
圖13是表示在本發(fā)明的第二實(shí)施方式中，傾斜彩色象素配置和從柱面透鏡中心軸到彩色象素中心的水平距離的關(guān)系的圖。
圖14是表示本發(fā)明的第二實(shí)施方式的一個(gè)實(shí)施方式中，N＝6時(shí)三維象素的結(jié)構(gòu)。
圖15是表示本發(fā)明的第二實(shí)施方式的一個(gè)實(shí)施方式中，N＝4時(shí)三維象素的結(jié)構(gòu)。
圖16表示本發(fā)明的第三和第四實(shí)施方式中三維顯示器的概略剖視圖。
圖17是說(shuō)明本發(fā)明的第三和第四實(shí)施方式中二維顯示器和開口陣列之間的關(guān)系的圖。圖17中的剖面線表示遮光部。
圖18是表示用于本發(fā)明的二維顯示器的彩色象素構(gòu)造的一個(gè)例子的概略剖視圖。圖18中的RGB在垂直方向上具有同色的彩色象素。
圖19表示在本發(fā)明的第三和第四實(shí)施方式的三維顯示器中，設(shè)有漫射板的三維顯示器的概略剖視圖。
圖20表示用于本發(fā)明的實(shí)施例的彩色象素構(gòu)造的概略圖。圖13中的RGB在垂直方向上具有同色的彩色象素。
圖21A表示本發(fā)明的實(shí)施例中，對(duì)于一個(gè)彩色象素的水平顯示方向的強(qiáng)度分布的一部分，圖21B表示本發(fā)明的實(shí)施例中，對(duì)于一個(gè)三維象素的水平顯示方向的強(qiáng)度分布的一部分。
圖22表示本發(fā)明中，設(shè)計(jì)成N＝6的三維顯示器的規(guī)格。
圖23表示用根據(jù)本發(fā)明的類型I的規(guī)格試制成的三維顯示器得到的三維圖像的圖片。
具體實(shí)施例方式
參照

本發(fā)明的實(shí)施方式。以下的實(shí)施方式是用于說(shuō)明本發(fā)明的示例，并非將本發(fā)明僅限定于該實(shí)施方式。本發(fā)明只要不脫離其技術(shù)思想，可以以多種形態(tài)來(lái)實(shí)施。因?yàn)橄嗤母綀D標(biāo)記表示相同的部分，因此，通用于本說(shuō)明書的全部附圖。
本發(fā)明的三維顯示器，具有二維顯示器和配置在該二維顯示器上的微透鏡片。
(本發(fā)明的第一實(shí)施方式)在本發(fā)明所使用的二維顯示器中，為了實(shí)現(xiàn)彩色顯示，與RGB三原色對(duì)應(yīng)的3種彩色象素被二維地配置在垂直方向和水平方向上。在本發(fā)明的第一實(shí)施方式中，使用條紋(stripe)配置進(jìn)行說(shuō)明，該條紋配置為與RGB三原色對(duì)應(yīng)的3種彩色象素在垂直方向上配置相同的彩色象素，在水平方向上RGB的彩色象素有周期性地配置。在以下的說(shuō)明中，作為彩色象素使用RGB這3種進(jìn)行說(shuō)明，但在3種以外的情況下，例如4種的情況下也可以使用本發(fā)明的概念。
作為本發(fā)明所使用的、具有彩色象素構(gòu)造的二維顯示器，可以列舉液晶顯示器、等離子顯示器、有機(jī)EL顯示器等，但不限于此。
另外，本發(fā)明所使用的微透鏡片是具有多個(gè)細(xì)長(zhǎng)半圓錐形透鏡的柱面透鏡的薄片，是將多個(gè)柱面透鏡配置在與柱面透鏡中心軸正交的方向上的薄片。
在本發(fā)明中，由3倍于水平顯示方向數(shù)量的彩色象素構(gòu)成一個(gè)三維象素，實(shí)現(xiàn)可全色顯示的三維象素。
圖3是概略地表示本發(fā)明的三維象素結(jié)構(gòu)的圖。如上所述，在圖3中本發(fā)明所使用的微透鏡片3是具有一維透鏡即柱面透鏡4，且將多個(gè)透鏡配置在與上述柱面透鏡中心軸8正交的方向上的薄片。而且，微透鏡片3被配置成使柱面透鏡的焦點(diǎn)面與配置有二維顯示器1的彩色象素2的顯示面一致。
對(duì)于柱面透鏡中心軸8，從水平方向上分離距離x的二維顯示器的顯示面上的一點(diǎn)發(fā)出的光被柱面透鏡4折射，并在水平方向上表示成角度φ＝tan-1(x/f)。這里，f是柱面透鏡的焦距，是指從三維象素射出的光線的水平顯示方向。因此，通過(guò)將柱面透鏡中心軸8相對(duì)于彩色象素2的垂直配置方向傾斜地使用，在相同的水平位置，能夠?qū)Υ怪蔽恢貌煌耐噬笏?給出不同的水平顯示方向。
圖4A、4B是用于說(shuō)明水平顯示方向的圖。如圖4A所示，在相對(duì)于三維顯示器的顯示面垂直的恒定平面21上，從三維顯示器20射出的光線中的光線22，相對(duì)于上述顯示面的法線行進(jìn)的角度稱作。圖4B是放大上述平面21的一部分后的圖，示意地表示上述x、f、以及的關(guān)系。
如上所述，在本發(fā)明中，如圖3所示，使一個(gè)柱面透鏡4與水平方向上3M個(gè)、垂直方向上N個(gè)即3M×N個(gè)彩色象素相對(duì)應(yīng)，構(gòu)成一個(gè)三維象素。這種情況下，RGB這3種彩色象素組將分別使用M×N個(gè)。在圖3中列舉M＝4、N＝4的情況。
柱面透鏡中心軸相對(duì)于彩色象素垂直排列方向的傾斜角θ可以通過(guò)以下方式求出。即，在考慮距離柱面透鏡中心軸的水平距離時(shí)，在同色的彩色象素中，在垂直位置相差1象素的最相近的彩色象素之間，水平距離變化pytanθ。當(dāng)與N象素的垂直位置的差異對(duì)應(yīng)的水平距離的變化Npytanθ，等于位于相同水平線上的同色彩色象素的水平距離的變化3px時(shí)，一個(gè)三維象素內(nèi)的同色彩色象素的水平距離等間隔地變化。因此，通過(guò)Npytanθ＝3px，計(jì)算微透鏡片的傾斜角θ為θ＝tan-1(3px/Npy)。
這時(shí)，與RGB各色對(duì)應(yīng)的M×N個(gè)彩色象素相對(duì)于柱面透鏡中心軸8具有完全不同的水平距離，其值以等間隔pytanθ＝3px/N變化。因此，能夠?qū)GB各色實(shí)現(xiàn)M×N個(gè)水平顯示方向，能夠控制各個(gè)水平顯示方向上表示的光的強(qiáng)度和顏色。在圖3中，使用水平方向上12個(gè)、垂直方向上4個(gè)象素的彩色象素，實(shí)現(xiàn)了16個(gè)方向的水平顯示方向。
如上所述，在本發(fā)明中，由水平方向上3M個(gè)、垂直方向上N個(gè)即3M×N個(gè)彩色象素構(gòu)成一個(gè)三維象素，設(shè)微透鏡片的傾斜角θ為θ＝tan-1(3px/Npy)，從而可以在M×N個(gè)水平顯示方向上進(jìn)行全色顯示。
另一方面，在專利文獻(xiàn)1所公開的現(xiàn)有技術(shù)中，由水平方向上M個(gè)、垂直方向上N個(gè)即M×N個(gè)彩色象素構(gòu)成一個(gè)三維象素，實(shí)現(xiàn)M×N個(gè)水平顯示方向。因此，在一個(gè)三維象素中，基本上只能顯示RGB中的一個(gè)顏色。而且，微透鏡片的傾斜角θ＝tan-1(px/Npy)。這樣，在專利文獻(xiàn)1所公開的顯示方法中，一個(gè)水平顯示方向上只能對(duì)應(yīng)RGB彩色象素中的一種彩色象素，而在本發(fā)明的現(xiàn)實(shí)方法中，對(duì)于一個(gè)水平顯示方向，RGB的3種彩色象素將完全對(duì)應(yīng)。
在一個(gè)三維象素內(nèi)，在同一水平方向上顯示的RGB彩色象素的垂直位置的差異，最大為三維象素的垂直寬度(Npx)。為了該垂直位置的差異不被察覺，且三維象素被識(shí)別為一個(gè)象素，優(yōu)選為三維象素的水平寬度(3Mpx)大于等于該最大垂直位置的差異(Npy)。也就是，優(yōu)選為Npy≤3Mpx。
由于彩色象素不是點(diǎn)，其自身具有一定的大小，因此，一個(gè)彩色象素相對(duì)于柱面透鏡中心軸所具有的水平距離為恒定寬度。因此，一個(gè)彩色象素占有的水平顯示方向也為恒定寬度。
圖5是表示同色的彩色象素和柱面透鏡的關(guān)系的圖。如圖5所示，用c表示一個(gè)彩色象素2的中心和柱面透鏡中心軸8的水平距離?？紤]與該柱面透鏡中心軸8平行、水平距離為x的直線。圖5所示的標(biāo)記11表示與柱面透鏡中心軸平行的直線。
從該平行線上的各點(diǎn)射出的光通過(guò)柱面透鏡后，在水平方向上向同一方向以角度φ＝tan-1(x/f)前進(jìn)。因此，以該平行線橫切一個(gè)彩色象素的長(zhǎng)度，確定在該水平方向上前進(jìn)的光的最大強(qiáng)度。
下面，討論彩色象素的形狀為長(zhǎng)方形的情況。設(shè)長(zhǎng)方形的水平寬度為w，垂直寬度為h。通過(guò)柱面透鏡后的光的水平顯示方向和最大強(qiáng)度I的關(guān)系，如下所述。
h tanθ≤w時(shí)，I(x)=0(x≤c-(w+htanθ)/2)I0{x-c+(w+htanθ)/2}/htanθ(c-(w+htanθ)/2≤x≤c-(w-htanθ)/2)I0(c-(w-htanθ)/2≤x≤c+(w-htanθ)/2)I0{-x+c+(w+htanθ)/2}/htanθ(c+(w-htanθ)/2≤x≤c+(w+htanθ)/2)0(c+(w+htanθ)/2≤x)]]>φ＝tan-1(x/f)
h tanθ≥w時(shí)，I(x)=0(x≤c-(w+htanθ)/2)I0{x-c+(w+htanθ)/2}/w(c-(htanθ+w)/2≤x≤c-(htanθ-w)/2)I0(c-(htanθ-w)/2≤x≤c+(htanθ-w)/2)I0{-x+c+(w+htanθ)/2}/wθ(c+(htanθ-w)/2≤x≤c+(htanθ+w)/2)0(c+(htanθ+w)/2≤x)]]>φ＝tan-1(x/f)這里，用將水平顯示方向作為變量的函數(shù)表示I時(shí)，由于是含有反三角函數(shù)的復(fù)雜的函數(shù)式，因此，將與柱面透鏡中心軸的距離x作為變量。
圖6A、6B是表示上述結(jié)果的圖。圖6A表示h tanθ≤w的情況，圖6B表示h tanθ≥w的情況。同色的彩色象素組相對(duì)于柱面透鏡中心軸所具有的水平距離的值以等距離pytanθ變化。因此，在橫軸方向上逐個(gè)錯(cuò)開pytanθ地使圖6A、6B的強(qiáng)度分布疊加，從而能夠求出對(duì)三維象素的水平顯示方向的最大光強(qiáng)度。這里，雖說(shuō)是當(dāng)然的事情，但優(yōu)選為最大光強(qiáng)度不隨著水平顯示方向發(fā)生變化。
圖7A、7B是表示對(duì)一個(gè)三維象素的水平顯示方向的最大光強(qiáng)度變?yōu)楹愣ǖ臈l件的圖。如圖7A所示，水平顯示方向的最大光強(qiáng)度不發(fā)生變化，是滿足表示對(duì)于一個(gè)彩色象素的強(qiáng)度分布的臺(tái)形斜邊部與相向的臺(tái)形斜邊部分完全重合的情況，稱作表示圖7B所示的強(qiáng)度分布的情況。
該條件在h tanθ≤w時(shí)，臺(tái)形斜邊部完全重合時(shí)的臺(tái)形之間的距離為w，所以，當(dāng)w＝pytanθ成立時(shí)才能實(shí)現(xiàn)。換言之，由tanθ＝3py/Npy可知，當(dāng)彩色象素的水平寬度w＝3px/N時(shí)才能實(shí)現(xiàn)。
另一方面，當(dāng)h tanθ≥w時(shí)，臺(tái)形斜邊部完全重合時(shí)的臺(tái)形之間的距離為h tanθ，當(dāng)h tanθ＝pytanθ時(shí)，即h＝py時(shí)才能實(shí)現(xiàn)。這由于在上下彩色象素之間存在遮光部，且h＜py，因而不能完全滿足。減小遮光部雖然可以大致滿足，但根據(jù)h tanθ≥w和tanθ＝3py/Npy的關(guān)系，需要使px/w≥N/3。由于左右的彩色象素之間也存在遮光部，因此，在考慮到px/w≤1時(shí)，需要使N小于等于3。因此，三維象素所使用的垂直方向的彩色象素?cái)?shù)量受到限制。
接著，求出用于將最大輕度的變化抑制在50％以下的條件。這里，考慮h tanθ≤w的情況。圖8A、8B是表示對(duì)一個(gè)三維象素的水平顯示方向的光強(qiáng)度變化為50％的條件的圖。圖8A是臺(tái)形過(guò)分重合的情況，根據(jù)w-h tanθ＝pytanθ，求出滿足該式的彩色象素的水平寬度w＝(1+h/py)(3px/N)。這時(shí)對(duì)三維象素的水平顯示方向的最大光強(qiáng)度如圖8B所示。圖8C是臺(tái)形重合不足的情況，根據(jù)(1/2)h tanθ+w＝pytanθ，求出w＝[1-(1/2)(h/py)](3px/N)。這時(shí)對(duì)三維象素的水平顯示方向的最大光強(qiáng)度如圖8D所示。根據(jù)上述說(shuō)明可知，為了使水平顯示方向的光強(qiáng)度的變化小于等于50％，需要使彩色象素的水平寬度滿足{1-(1/2)(h/py)}(3px/N)≤w≤{1+(h/py)}(3px/N)。
理想的彩色象素的寬度3px/N為從1-(1/2)(h/py)倍到1+(h/py)的允許范圍。尤其可知h/py越大，即彩色象素的垂直寬度h越大，相對(duì)于彩色象素的水平寬度w的允許范圍就越大。
根據(jù)以上說(shuō)明可以清楚，當(dāng)考慮象素的制造精度時(shí)，即使在w＝3px/N的情況下，也增大象素的垂直寬度h，優(yōu)選為接近py。
同樣地考慮，要求用于將最大強(qiáng)度的變化抑制到小于等于20％的條件時(shí)，則{1-(1/5)(h/py)}(3px/N)≤w≤{1+(1/4)(h/py)}(3px/N)。
彩色象素的水平寬度w＝3px/N時(shí)，理論上最大光強(qiáng)度不隨著水平顯示方向發(fā)生變化。但實(shí)際上，考慮到制造誤差等原因，就不能完全滿足該要求。另外，當(dāng)不滿足w＝3px/N時(shí)，當(dāng)然，水平顯示方向的最大光強(qiáng)度發(fā)生變化。RGB各色的光強(qiáng)度變?yōu)樽畲?最小的方向不一致的情況下，隨著水平顯示方向產(chǎn)生顏色偏差，三維圖像的顏色再現(xiàn)性惡化。例如，當(dāng)顯示白色時(shí)，取決于水平顯示方向顏色變化成RGB。顏色不同的彩色象素之間，相對(duì)于柱面透鏡中心軸的水平距離為px或2px的不同的值。而在同色的彩色象素中，彩色象素相對(duì)于柱面透鏡中心軸的水平距離以等間隔pytanθ＝(3/N)px變化。同色的彩色象素的位置在垂直方向上變化N/3象素時(shí)，水平距離變化px，當(dāng)變化2N/3象素時(shí)，水平距離將變化2px。因此，當(dāng)取N為3的倍數(shù)時(shí)，能夠使RGB的彩色象素具有的水平距離完全一致。由此，能夠使水平顯示方向的光強(qiáng)度的變化在RGB三原色中均勻，能夠消除水平顯示方向上的顏色偏差。
N＝3時(shí)w＝px。當(dāng)考慮到彩色象素之間存在遮光部時(shí)，難以嚴(yán)格滿足該關(guān)系。這里，N＝6時(shí)的例子如圖9所示。在圖9中，微透鏡片的傾斜角為θ＝tan-1(px/2py)。另外，在w＝px/2時(shí)，設(shè)計(jì)成不發(fā)生水平顯示方向上最大強(qiáng)度的變動(dòng)。而且，設(shè)計(jì)成通過(guò)將N取為3的倍數(shù)，抑制因制造精度而不能嚴(yán)格滿足w＝px/2時(shí)產(chǎn)生的顏色偏差。在圖9中，當(dāng)M＝6時(shí)，由108個(gè)彩色象素構(gòu)成一個(gè)三維象素，實(shí)現(xiàn)了36個(gè)方向的水平顯示方向。
圖10是N＝4時(shí)的設(shè)計(jì)例。這種情況下，微透鏡片的傾斜角θ為θ＝tan-1(3px/4py)。另外，在w＝3px/4時(shí)，設(shè)計(jì)成不發(fā)生水平顯示方向上最大強(qiáng)度的變動(dòng)。在圖10中，當(dāng)M＝4時(shí)，由48個(gè)彩色象素構(gòu)成一個(gè)三維象素，實(shí)現(xiàn)了16個(gè)方向的水平顯示方向。
在以上的說(shuō)明中，以長(zhǎng)方形說(shuō)明了彩色象素的形狀。但是，實(shí)際的彩色象素的形狀是長(zhǎng)方形缺少一部分的形狀，或者使用變形成多區(qū)構(gòu)造的象素構(gòu)造。在此，對(duì)于彩色象素為任意形狀的情況，詳細(xì)描述如下。
圖11A是表示任意形狀的象素和射出光量分布的圖。圖11B是表示一個(gè)象素占有的對(duì)水平顯示方向的最大光強(qiáng)度的圖。用函數(shù)f(s，t)表示從彩色象素射出的最大光強(qiáng)度的分布。在圖11A中，在二維顯示器的發(fā)光面上，考慮與柱面透鏡中心軸平行的直線。從該平行線上發(fā)出的光通過(guò)柱面透鏡后，在同一水平方向上前進(jìn)。因此，用象素中平行線上的各點(diǎn)的光強(qiáng)度的和，求出相應(yīng)的水平顯示方向上的最大光強(qiáng)度。與柱面透鏡中心軸8平行、水平距離為x的直線用s＝-t tanθ+x表示，所以，該直線上的象素強(qiáng)度的和由下式給出。
I(x)=∫-∞∞f(-ttanθ+x,t)dt]]>φ＝tan-1(x/f)圖11B是例示該情況的圖。與同色的彩色象素的柱面透鏡中心軸的水平距離以等間隔pytanθ變化。由此，對(duì)三維象素整體的水平顯示方向的光強(qiáng)度由下式給出。
IS(x)=ΣiI(x+ipytanθ)]]>圖12是表示對(duì)使用任意形狀彩色象素的三維象素的水平顯示方向的光強(qiáng)度的圖。在圖12中，通過(guò)使虛線所示的來(lái)自各象素的光強(qiáng)度疊加，求出實(shí)線所示的對(duì)三維象素的水平顯示方向的光強(qiáng)度。如圖12所示，優(yōu)選的是使實(shí)線所示的上述疊加的光強(qiáng)度Is(x)對(duì)水平顯示方向大致恒定地，確定象素構(gòu)造、微透鏡片的傾斜角θ。
(本發(fā)明的第二實(shí)施方式)在以上的說(shuō)明中，利用與RGB三原色對(duì)應(yīng)的3種彩色象素為條紋配置的情況進(jìn)行了說(shuō)明。作為彩色象素的配置，還可以考慮同色的彩色象素偏向傾斜方向的傾斜彩色象素配置，使用該配置說(shuō)明本發(fā)明的第二實(shí)施方式。
圖13表示在本發(fā)明的第二實(shí)施方式中，傾斜彩色象素配置和從柱面透鏡中心軸到彩色象素中心的水平距離的關(guān)系。當(dāng)考慮同色的彩色象素時(shí)，在垂直位置相差1象素的最相近的彩色象素之間，水平距離變化px-pytanθ。與N象素的垂直位置的差異對(duì)應(yīng)的水平距離的變化N(px-pytanθ)等于在相同水平線上的同色彩色象素的水平距離的變化3px時(shí)，一個(gè)三維象素內(nèi)的同色彩色象素的水平距離等間隔地變化。因此，通過(guò)N(px-pytanθ)＝3px，計(jì)算微透鏡片的傾斜角θ為θ＝tan-1[(1-3/N)px/py)]。
如上所述，在條紋配置的情況下，同色彩色象素的水平距離以等間隔pxtanθ變化，而在傾斜彩色象素配置中，以等間隔px-pytanθ變化。對(duì)于微透鏡片的傾斜角度，在為條紋配置時(shí)為θ＝tan-1(3px/Npy)，而在為傾斜彩色象素配置時(shí)為θ＝tan-1[(1-3/N)px/py)]。
通過(guò)對(duì)以上2點(diǎn)進(jìn)行變更，也可以將條紋配置時(shí)得到的結(jié)果適用于傾斜彩色象素配置的情況。
這里，如下所述地求出使三維象素的水平顯示方向上的最大強(qiáng)度恒定的條件。在彩色象素為長(zhǎng)方形時(shí)，對(duì)于一個(gè)彩色象素占有的水平顯示方向的光強(qiáng)度，能夠與條紋配置時(shí)相同地顯示，具有圖6所示的分布。但是，由于同色的彩色象素相對(duì)于柱面透鏡中心軸所具有的水平距離以等間隔px-pytanθ變化，因此，需要考慮用px-pytanθ置換圖7A、7B的pytanθ，可知當(dāng)h tanθ≤w的情況下可以在w＝px-pytanθ時(shí)實(shí)現(xiàn)。因此，可知w＝3px/N時(shí)即可。另外，可知當(dāng)h tanθ≥w的情況下可以在h tanθ＝px-pytanθ時(shí)實(shí)現(xiàn)。因此，可知h＝3py/(N-3)即可。
另外，為了使水平顯示方向上的光強(qiáng)度的變化小于等于50％，彩色象素的水平寬度需要滿足{1-(1/2)(N/3-1)(h/py)}(3px/N)≤w≤{1+(N/3-1)(h/py)}(3px/N)。
而且，為了將最大強(qiáng)度的變化抑制在小于等于20％的條件為{1-(1/5)(N/3-1)(h/py)}(3px/N)≤w≤{1+(1/4)(N/3-1)(h/py)}(3px/N)。
另外，基于與條紋配置時(shí)相同的理由，構(gòu)成一個(gè)三維象素的垂直方向的彩色象素?cái)?shù)量N優(yōu)選為3的倍數(shù)。同樣地，優(yōu)選為Npy≤3Mpx。
根據(jù)上述記載，在為傾斜彩色象素配置的情況下，本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式的例子如圖14所示。在圖14所示的本發(fā)明的第二實(shí)施方式中的一個(gè)實(shí)施方式中，N＝6時(shí)w＝px/2。在圖14所示的實(shí)施方式中，微透鏡片的傾斜角度θ＝tan-1(px/2py)。另外，設(shè)計(jì)成當(dāng)w＝px/2時(shí)，不發(fā)生水平顯示方向上最大強(qiáng)度的變動(dòng)。而且，設(shè)計(jì)成通過(guò)取N為3的倍數(shù)，抑制因制造精度在不能嚴(yán)格滿足w＝px/2時(shí)產(chǎn)生的顏色偏差。在圖14中，當(dāng)M＝6時(shí)，由108個(gè)彩色象素構(gòu)成一個(gè)三維象素，實(shí)現(xiàn)了36個(gè)方向的水平顯示方向。
圖15是N＝4時(shí)的設(shè)計(jì)例。這種情況下，微透鏡片的傾斜角θ＝tan-1(px/4py)。另外，在w＝3px/4時(shí)，設(shè)計(jì)成不發(fā)生水平顯示方向上最大強(qiáng)度的變動(dòng)。在圖15中，當(dāng)M＝4時(shí)，由48個(gè)彩色象素構(gòu)成一個(gè)三維象素，實(shí)現(xiàn)了16個(gè)方向的水平顯示方向。
在本發(fā)明的第二實(shí)施方式中，在彩色象素不是長(zhǎng)方形而是任意形狀時(shí)，也可以與條紋配置時(shí)同樣地進(jìn)行考慮。在任意形狀的情況下，由于同色的彩色象素的水平距離以等間隔px-pytanθ變化，對(duì)三維象素整體的水平顯示方向的光強(qiáng)度由下式表示。
IS(x)=ΣiI(x+i(px-pytanθ))]]>由此，優(yōu)選為使Is(x)大致恒定地，確定象素構(gòu)造、微透鏡片的傾斜角度。
在上述的說(shuō)明中，說(shuō)明了使微透鏡片傾斜的方法，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)可以容易地理解使二維顯示器傾斜以代替使微透鏡片傾斜也可以得到同樣的效果。
在本發(fā)明的第一和第二的實(shí)施方式的說(shuō)明中，本發(fā)明的構(gòu)成方法使用微透鏡片進(jìn)行了說(shuō)明，但對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)也可以容易地理解還能夠使用視差遮障(parallax barrier)來(lái)實(shí)現(xiàn)以代替微透鏡片。這里，所謂視差遮障是將狹縫(slit)排列在與其長(zhǎng)度方向正交的方向上。這時(shí)，視差遮障不僅可以設(shè)置在二維顯示器的觀察者一側(cè)，還可以設(shè)置在觀察者的相反側(cè)，即，在顯示器顯示面和背景燈之間。
另外，在上述的說(shuō)明中，利用與構(gòu)成三維象素的彩色象素組的正上方相對(duì)應(yīng)地配置有柱面透鏡的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了說(shuō)明。即，使用三維象素的水平間距和構(gòu)成微透鏡片的柱面透鏡的水平間距相等的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了說(shuō)明。但是，即使在上述兩個(gè)間距不相等的情況下，本發(fā)明也可以適用。這是為了在與三維屏幕的特定觀察距離下擴(kuò)大三維圖像的水平觀察范圍而被廣泛使用的手法。
(本發(fā)明的第三實(shí)施方式)本發(fā)明的第三實(shí)施方式的三維顯示器的基本構(gòu)成形式與本發(fā)明的第一實(shí)施方式相同。由此，與二維顯示器的彩色象素的水平方向間距、垂直方向間距、柱面透鏡中心軸的傾斜角度θ、柱面透鏡的橫排及縱列相關(guān)的彩色象素組的個(gè)數(shù)的關(guān)系式，與本發(fā)明的第一實(shí)施方式相同。
但是，本發(fā)明的第三實(shí)施方式的三維顯示器50，如圖16所示，具有設(shè)置在二維顯示器1和微透鏡片3之間的開口陣列30。這里，本發(fā)明所使用的開口陣列可以使用鉻掩模等金屬膜，但不限于此?；蛘撸梢詫⒂杀挥糜谝壕э@示板中彩色象素之間的布線部遮光的光吸收材料做成的黑條(black stripe)用于開口陣列。在二維顯示器中使用的黑條中，在開口部形成有RGB濾色器，但在本發(fā)明所使用的開口陣列上不需要濾色器。另外，在圖16所示的開口陣列30和二維顯示器之間，二維顯示器1和上述開口陣列30保持平行，為了維持二維顯示器1和開口陣列30的距離恒定，優(yōu)選為間隔有玻璃基板或聚丙烯等塑料板。
圖17是說(shuō)明本發(fā)明的第三實(shí)施方式中使用的二維顯示器1和開口陣列30的關(guān)系的圖。在圖17中，以“ㄑ”字型說(shuō)明二維顯示器1的彩色象素的形狀，但本發(fā)明不限于該形狀。圖17所示的二維顯示器1的彩色象素的水平方向和垂直方向的間距分別為px、py。而本發(fā)明的第三實(shí)施方式中使用的開口陣列20的各開口部20的水平方向和垂直方向的間距分別為px’、py’，其開口部的水平寬度和垂直寬度分別為w’和h’。
并且，px、py、px’以及py’滿足以下關(guān)系式時(shí)，經(jīng)由彩色象素射出的光能夠通過(guò)開口陣列，生成具有三維顯示器的最佳形狀的、虛擬彩色象素。
px＝px’、py＝py’，θ＝tan-1(3px’/Npy’)。
θ＝tan-1(3px’/Npy’)關(guān)系式的意義，與本發(fā)明的第一實(shí)施方式中說(shuō)明的一致。
這樣，使用具有符合上述關(guān)系式的開口部的開口陣列，通過(guò)使其開口形狀為最佳形狀，成為二維顯示器發(fā)出的各光RGB的彩色象素的最佳形狀，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)水平顯示方向的光強(qiáng)度的變化和顏色不均的抑制。
圖18表示能用于本發(fā)明的第三實(shí)施方式和下述第四實(shí)施方式的二維顯示器的彩色象素構(gòu)造的概略圖。這里，圖18所示的彩色象素構(gòu)造被分割成上下左右，具有所謂的多區(qū)構(gòu)造。RGB在垂直方向上具有同色的彩色象素。所涉及的彩色象素構(gòu)造也可以適用于本發(fā)明的第三實(shí)施方式和下述的第四實(shí)施方式。
圖19是作為本發(fā)明的第三實(shí)施方式的變形的，將漫射板35設(shè)置于開口陣列30和二維顯示器之間的三維顯示器50的概略剖視圖。在開口陣列30和漫射板35之間、二維顯示器1和上述漫射板35之間保持上述漫射板35及上述開口陣列相對(duì)于二維顯示器1的平行度，為了維持與各部件1、35、30之間的距離恒定，優(yōu)選為間隔有玻璃基板或聚丙烯等塑料板。圖19所示的結(jié)構(gòu)為，當(dāng)從二維顯示器1的彩色象素發(fā)出的光線的漫射性低的情況下，在開口陣列30的開口部不能得到充分的光強(qiáng)度分布時(shí)，可以在二維顯示器的彩色象素和開口陣列之間設(shè)置漫射板，以調(diào)整光線的漫射性。
(本發(fā)明的第四實(shí)施方式)本發(fā)明的第四實(shí)施方式的三維顯示器的基本構(gòu)成方式與本發(fā)明的第二實(shí)施方式相同。由此，與二維顯示器的彩色象素的水平方向間距、垂直方向間距、柱面透鏡中心軸的傾斜角度θ、柱面透鏡的橫排及縱列相關(guān)的彩色象素組的個(gè)數(shù)的關(guān)系式，與本發(fā)明的第二實(shí)施方式相同。
但是，本發(fā)明的第四實(shí)施方式的三維顯示器50，如圖16所示，具有設(shè)置在二維顯示器1和微透鏡片3之間的開口陣列30。這里，由于本發(fā)明所使用的開口陣列與本發(fā)明的第三實(shí)施方式中說(shuō)明的相同，故而省略其說(shuō)明。
圖17是說(shuō)明本發(fā)明的第四實(shí)施方式中使用的二維顯示器1和開口陣列30的關(guān)系的圖。在圖17中，以“ㄑ”字型說(shuō)明二維顯示器1的彩色象素的形狀，但本發(fā)明不限于該形狀。圖17所示的二維顯示器1的彩色象素的水平方向和垂直方向的間距分別為px、py。而本發(fā)明的第四實(shí)施方式中使用的開口陣列20的各開口部20的水平方向和垂直方向的間距分別為px’、py’，其開口部的水平寬度和垂直寬度分別為w’和h’。
而且，px、py、px’和py’滿足以下關(guān)系式時(shí)，經(jīng)由彩色象素射出的光可以通過(guò)開口陣列，生成具有三維顯示器中最佳形狀的虛擬彩色象素。
px＝px’、py＝py’，θ＝tan-1[(1-3/N)px’/py’]。
θ＝tan-1[(1-3/N)px’/py’]關(guān)系式的意義，與本發(fā)明的第二實(shí)施方式中說(shuō)明的一致。
這樣，使用具有符合上述關(guān)系式的開口部的開口陣列，成為二維顯示器發(fā)出的各光RGB的彩色象素的最佳形狀，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)水平顯示方向的光強(qiáng)度的變化和顏色不均的抑制。
圖19是作為本發(fā)明的第四實(shí)施方式的變形的，將漫射板35設(shè)置于開口陣列30和二維顯示器之間的三維顯示器50的概略剖視圖。圖23所示的結(jié)構(gòu)為，當(dāng)從二維顯示器1的彩色象素發(fā)出的光線的漫射性低的情況下，在開口陣列30的開口部不能得到充分的光強(qiáng)度分布時(shí)，能夠在二維顯示器的彩色象素和開口陣列之間設(shè)置漫射板，以調(diào)整光線的漫射性。
實(shí)施例以下，列舉本發(fā)明的實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更詳細(xì)的說(shuō)明，但這只是列例，本發(fā)明不限于以下的具體例子。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)以下所示的實(shí)施例進(jìn)行各種變更以實(shí)施本發(fā)明，所涉及的變更包含在本申請(qǐng)權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
作為二維顯示器使用分辨率為3,840×2,400的液晶顯示板(IBM制T221)。彩色象素具有RGB象素被配置在水平方向的條紋構(gòu)造，彩色象素的象素?cái)?shù)量為11,520×2,400象素。彩色象素的間距為px＝0.0415mm、py＝0.1245mm。
圖20表示本發(fā)明的實(shí)施例所使用的液晶顯示板的象素構(gòu)造的概略圖。其示出了水平方向6個(gè)、垂直方向3個(gè)的彩色象素。彩色象素具有被分割為上下左右的多區(qū)構(gòu)造。
如圖20所示，由于彩色象素不是長(zhǎng)方形，因此，使用上述式(I)確定三維象素所使用的垂直象素?cái)?shù)量N＝6。在圖20中，可知其水平寬度w為水平間距px的大約一半比較妥當(dāng)。
圖21A表示本發(fā)明的實(shí)施例中，對(duì)于一個(gè)彩色象素的水平顯示方向的強(qiáng)度分布的一部分，圖21B表示本發(fā)明的實(shí)施例中，對(duì)于一個(gè)三維象素的水平顯示方向的強(qiáng)度分布的一部分。雖說(shuō)存在象素構(gòu)造引起的若干輕度不均，但也可以得到大致恒定的強(qiáng)度分布。
圖22表示根據(jù)本發(fā)明，N＝6時(shí)所設(shè)計(jì)的三維顯示器的規(guī)格。在圖22中，類型I是注重水平顯示方向數(shù)量的設(shè)計(jì)，而類型II是注重三維象素?cái)?shù)量的設(shè)計(jì)。
然后，基于本發(fā)明的類型I的規(guī)格試制了三維顯示器。使用M＝12、即水平方向上36個(gè)、垂直方向上6個(gè)合計(jì)216個(gè)彩色象素，構(gòu)成一個(gè)三維象素。水平顯示方向?yàn)?2個(gè)方向。圖23表示用三維顯示器所取得的三維圖像的圖片。圖23所示的圖片表示從多個(gè)不同水平方向拍攝的圖片。如圖23所示，在本發(fā)明的三維圖像中，運(yùn)動(dòng)視差能夠被觀測(cè)到，而其圖像的強(qiáng)度不均幾乎觀測(cè)不到。
工業(yè)可利用性根據(jù)本發(fā)明，提供一種三維顯示器，其能夠在水平顯示方向上顯示多個(gè)不同圖像，并能夠消除顏色不均和強(qiáng)度不均。
權(quán)利要求
1.一種三維顯示器，包括二維顯示器，具有被配置成水平方向上延伸的橫排和與該水平方向?qū)嵸|(zhì)地垂直的垂直方向上延伸的縱列的多個(gè)彩色象素，在上述橫排上周期性地配置紅、綠、藍(lán)的彩色象素，上述縱列的彩色象素同色地構(gòu)成；以及微透鏡片，被設(shè)置在上述二維顯示器上，且具有相互平行延伸的多個(gè)柱面透鏡，上述彩色象素通過(guò)所述柱面透鏡被觀察到，上述柱面透鏡中心軸，相對(duì)于上述二維顯示器的縱列傾斜θ角度，所述三維顯示器，當(dāng)設(shè)上述彩色象素的水平方向的間距為px，彩色象素的垂直方向的間距為py，構(gòu)成一個(gè)三維象素的彩色象素組，由上述一個(gè)柱面透鏡的橫排為3M個(gè)、上述一個(gè)柱面透鏡的縱列為N個(gè)即3M×N個(gè)上述彩色象素構(gòu)成時(shí)，具有θ＝tan-1(3px/Npy)的關(guān)系式。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維顯示器，上述二維顯示器包括液晶顯示器、有機(jī)EL顯示器或等離子顯示器的彩色象素。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的三維顯示器，上述N為3的倍數(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1～3中的任意一項(xiàng)所述的三維顯示器，在上述三維象素的結(jié)構(gòu)中，Npy≤3Mpx。
5.根據(jù)權(quán)利要求1～4中的任意一項(xiàng)所述的三維顯示器，設(shè)上述彩色象素的水平寬度和垂直寬度分別為w、h時(shí)，w＝3px/N。
6.根據(jù)權(quán)利要求1～5中的任意一項(xiàng)所述的三維顯示器，上述w的值為[1-(1/2)(h/py)](3px/N)～[1+(h/py)](3px/N)的范圍。
7.根據(jù)權(quán)利要求1～6中的任意一項(xiàng)所述的三維顯示器，上述h的值是與上述py的值相同或近似的值。
8.根據(jù)權(quán)利要求1～4中的任意一項(xiàng)所述的三維顯示器，當(dāng)設(shè)從上述彩色象素射出的最大光強(qiáng)度的分布為函數(shù)f(s，t)，與上述柱面透鏡中心軸平行、與上述中心軸的水平距離為x的直線，用s＝-t tanθ+x表示時(shí)，上述直線上的一個(gè)彩色象素內(nèi)的光強(qiáng)度的和由I(x)=∫-∞∞f(-ttanθ+x,t)dt]]>表示，對(duì)上述三維象素整體的水平顯示方向的光強(qiáng)度由IS(x)=ΣiI(x+ipytanθ)...(I)]]>φ＝tan-1(x/f)給出，其中，f為柱面透鏡的焦距，設(shè)定各個(gè)參數(shù)，使得上述式(I)不依賴于x，是大致恒定的值。
9.一種三維顯示器，包括二維顯示器，具有被配置成水平方向上延伸的橫排和與該水平方向?qū)嵸|(zhì)地垂直的垂直方向上延伸的縱列的多個(gè)彩色象素，在上述縱列上周期性地配置紅、綠、藍(lán)的彩色象素；以及微透鏡片，被設(shè)置在上述二維顯示器上，且具有相互平行延伸的多個(gè)柱面透鏡，上述彩色象素通過(guò)所述柱面透鏡被觀察到，上述柱面透鏡中心軸，相對(duì)于上述二維顯示器的縱列傾斜θ角度，所述三維顯示器，當(dāng)設(shè)上述彩色象素的水平方向的間距為px，彩色象素的垂直方向的間距為py，構(gòu)成一個(gè)三維象素的彩色象素組，由上述一個(gè)柱面透鏡的橫排為3M個(gè)、上述一個(gè)柱面透鏡的縱列為N個(gè)即3M×N個(gè)上述彩色象素構(gòu)成時(shí)，具有θ＝tan-1[(1-3/N)px/py]的關(guān)系式。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的三維顯示器，上述二維顯示器包括液晶顯示器、有機(jī)EL顯示器或等離子顯示器的彩色象素。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的三維顯示器，上述N為3的倍數(shù)。
12.根據(jù)權(quán)利要求9～11中的任意一項(xiàng)所述的三維顯示器，在上述三維象素的結(jié)構(gòu)中，Npy≤3Mpx。
13.根據(jù)權(quán)利要求9～12中的任意一項(xiàng)所述的三維顯示器，設(shè)上述彩色象素的水平寬度和垂直寬度分別為w、h時(shí)，w＝3px/N。
14.根據(jù)權(quán)利要求9～13中的任意一項(xiàng)所述的三維顯示器，上述w的值為{1-(1/2)(N/3-1)(h/py)}(3px/N)≤w≤{1+(N/3-1)(h/py)}(3px/N)的范圍。
15.根據(jù)權(quán)利要求9～14中的任意一項(xiàng)所述的三維顯示器，上述h的值為3py/(N-3)。
16.根據(jù)權(quán)利要求9～12中的任意一項(xiàng)所述的三維顯示器，設(shè)從上述彩色象素射出的最大光強(qiáng)度的分布為函數(shù)f(s，t)，與上述柱面透鏡中心軸平行、與上述中心軸的水平距離為x的直線，用s＝-t tanθ+x表示時(shí)，上述直線上的一個(gè)象素內(nèi)的光強(qiáng)度的和由I(x)=∫-∞∞f(-ttanθ+x,t)dt]]>表示，對(duì)上述三維象素整體的水平顯示方向的光強(qiáng)度由IS(x)=ΣiI(x+i(px-pytanθ))...(II)]]>φ＝tan-1(x/f)給出，其中，f為柱面透鏡的焦距，設(shè)定各個(gè)參數(shù)，使得上述式(II)不依賴于x，是大致恒定的值。
17.一種三維顯示器，包括二維顯示器，具有被配置成水平方向上延伸的橫排和與該水平方向?qū)嵸|(zhì)地垂直的垂直方向上延伸的縱列的多個(gè)彩色象素，在上述橫排上周期性地配置紅、綠、藍(lán)的彩色象素，上述縱列的彩色象素同色地構(gòu)成；微透鏡片，被設(shè)置在上述二維顯示器上，且具有相互平行延伸的多個(gè)柱面透鏡，上述彩色象素通過(guò)所述柱面透鏡被觀察到；以及開口陣列，被設(shè)置在上述二維顯示器和上述微透鏡片之間，具有多個(gè)開口部；上述柱面透鏡中心軸，相對(duì)于上述二維顯示器的縱列傾斜θ角度，所述三維顯示器，當(dāng)設(shè)上述彩色象素的水平方向的間距為px，上述彩色象素的垂直方向的間距為py，上述開口部的水平方向的間距為px’，上述開口部的垂直方向的間距為py’，構(gòu)成一個(gè)三維象素的彩色象素組，由上述一個(gè)柱面透鏡的橫排為3M個(gè)、上述一個(gè)柱面透鏡的縱列為N個(gè)即3M×N個(gè)上述彩色象素構(gòu)成時(shí)，px＝px’、py＝py’，具有θ＝tan-1(3px’/Npy’)的關(guān)系式。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的三維顯示器，上述二維顯示器包括液晶顯示器、有機(jī)EL顯示器或等離子顯示器的彩色象素。
19.根據(jù)權(quán)利要求17或18所述的三維顯示器，上述N為3的倍數(shù)。
20.根據(jù)權(quán)利要求17～19中的任意一項(xiàng)所述的三維顯示器，在上述三維象素的結(jié)構(gòu)中，Npy’≤3Mpx’。
21.根據(jù)權(quán)利要求17～19中的任意一項(xiàng)所述的三維顯示器，設(shè)上述開口部的水平寬度和垂直寬度分別為w’、h’時(shí)，w’＝3px’/N。
22.根據(jù)權(quán)利要求17～21中的任意一項(xiàng)所述的三維顯示器，上述w’的值為[1-(1/2)(h’/py’)](3px’/N)～[1+(h’/py’)](3px’/N)的范圍。
23.根據(jù)權(quán)利要求17～22中的任意一項(xiàng)所述的三維顯示器，上述h’的值是與py’相同或近似的值。
24.根據(jù)權(quán)利要求17～20中的任意一項(xiàng)所述的三維顯示器，設(shè)從上述開口部射出的最大光強(qiáng)度的分布為函數(shù)f(s，t)，與上述柱面透鏡中心軸平行、與上述中心軸的水平距離為x的直線，用s＝-t tanθ+x表示時(shí)，上述直線上的一個(gè)彩色象素內(nèi)的光強(qiáng)度的和由I(x)=∫-∞∞f(-ttanθ+x,t)dt]]>表示，對(duì)上述三維象素整體的水平顯示方向的光強(qiáng)度由IS(x)=ΣiI(x+ipy′tanθ)...(III)]]>φ＝tan-1(x/f)給出，其中，f為柱面透鏡的焦距，設(shè)定各個(gè)參數(shù)，使得上述式(III)不依賴于x，是大致恒定的值。
25.根據(jù)權(quán)利要求17～24中的任意一項(xiàng)所述的三維顯示器，上述彩色象素具有被分割成上下左右的多區(qū)。
26.根據(jù)權(quán)利要求17～25中的任意一項(xiàng)所述的三維顯示器，還包括配置在上述二維顯示器和上述開口陣列之間的漫射板。
27.一種三維顯示器，包括二維顯示器，具有被配置成水平方向上延伸的橫排和與該水平方向?qū)嵸|(zhì)地垂直的垂直方向上延伸的縱列的多個(gè)彩色象素，在上述縱列上周期性地配置紅、綠、藍(lán)的彩色象素；微透鏡片，被設(shè)置在上述二維顯示器上，且具有相互平行延伸的多個(gè)柱面透鏡，上述彩色象素通過(guò)所述柱面透鏡被觀察到；以及開口陣列，被設(shè)置在上述二維顯示器和上述微透鏡片之間，具有多個(gè)開口部；上述柱面透鏡中心軸，相對(duì)于上述二維顯示器的縱列傾斜θ角度，所述三維顯示器，當(dāng)設(shè)上述彩色象素的水平方向的間距為px，上述彩色象素的垂直方向的間距為py，上述開口部的水平方向的間距為px’，上述開口部的垂直方向的間距為py’，構(gòu)成一個(gè)三維象素的彩色象素組，由上述一個(gè)柱面透鏡的橫排為3M個(gè)、上述一個(gè)柱面透鏡的縱列為N個(gè)即3M×N個(gè)上述彩色象素構(gòu)成時(shí)，px＝px’、py＝py’，具有θ＝tan-1[(1-3/N)px’/py’]的關(guān)系式。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的三維顯示器，上述二維顯示器包括液晶顯示器、有機(jī)EL顯示器或等離子顯示器的彩色象素。
29.根據(jù)權(quán)利要求27或28所述的三維顯示器，上述N為3的倍數(shù)。
30.根據(jù)權(quán)利要求27～29中的任意一項(xiàng)所述的三維顯示器，在上述三維象素的結(jié)構(gòu)中，Npy’≤3Mpx’。
31.根據(jù)權(quán)利要求27～30中的任意一項(xiàng)所述的三維顯示器，設(shè)上述開口部的水平寬度和垂直寬度分別為w’、h’時(shí)，w’＝3px’/N。
32.根據(jù)權(quán)利要求27～31中的任意一項(xiàng)所述的三維顯示器，上述w’的值為{1-(1/2)(N/3-1)(h/py’)}(3px’/N)≤w’≤{1+(N/3-1)(h/py’)}(3px’/N)的范圍。
33.根據(jù)權(quán)利要求27～32中的任意一項(xiàng)所述的三維顯示器，上述h’的值為3py’/(N-3)。
34.根據(jù)權(quán)利要求27～30中的任意一項(xiàng)所述的三維顯示器，設(shè)從上述開口部射出的最大光強(qiáng)度的分布為函數(shù)f(s，t)，與上述柱面透鏡中心軸平行、與上述中心軸的水平距離為x的直線，用s＝-t tanθ+x表示時(shí)，上述直線上的一個(gè)彩色象素內(nèi)的光強(qiáng)度的和由I(x)=∫-∞∞f(-ttanθ+x,t)dt]]>表示，對(duì)上述三維象素整體的水平顯示方向的光強(qiáng)度由IS(x)=ΣiI(x+i(px′-py′tanθ))...(IV)]]>φ＝tan-1(x/f)給出，其中，f為柱面透鏡的焦距，設(shè)定各個(gè)參數(shù)，使得上述式(IV)不依賴于x，是大致恒定的值。
35.根據(jù)權(quán)利要求27～34中的任意一項(xiàng)所述的三維顯示器，上述彩色象素具有被分割成上下左右的多區(qū)。
36.根據(jù)權(quán)利要求27～35中的任意一項(xiàng)所述的三維顯示器，還包括配置在上述二維顯示器和上述開口陣列之間的漫射板。
全文摘要
本發(fā)明提供一種三維顯示器，能夠解決三維圖像的顏色不均和強(qiáng)度不均。所述三維顯示器包括二維顯示器，具有被配置成水平方向上延伸的橫排和與該水平方向?qū)嵸|(zhì)地垂直的垂直方向上延伸的縱列的多個(gè)彩色象素，在上述橫排上周期性地配置紅、綠、藍(lán)的彩色象素，上述縱列的彩色象素同色地構(gòu)成；以及微透鏡片，被設(shè)置在上述二維顯示器上，且具有相互平行延伸的多個(gè)柱面透鏡，上述彩色象素通過(guò)所述柱面透鏡被觀察到，上述柱面透鏡中心軸，相對(duì)于上述二維顯示器的縱列傾斜θ角度，所述三維顯示器，當(dāng)設(shè)上述彩色象素的水平方向的間距為p
文檔編號(hào)G03B21/60GK1950744SQ20058000976
公開日2007年4月18日 申請(qǐng)日期2005年3月24日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月26日
發(fā)明者高木康博 申請(qǐng)人:獨(dú)立行政法人科學(xué)技術(shù)振興機(jī)構(gòu)