專利名稱：圖像顯示裝置以及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使用多個(gè)凸透鏡沿至少一個(gè)方向排列的二維透鏡陣列、雙凸透鏡等將圖像顯示為莫爾條紋的裝置以及方法。
背景技術(shù)：
已知有觀察到生成以隔開規(guī)定間隔的方式平行配置的格子圖案的莫爾條紋凸起、或者反之向內(nèi)凹陷的現(xiàn)象。此外，眾所周知有在二維透鏡陣列、雙凸透鏡的下方配置周期圖案，顯示具有縱深的莫爾條紋而利用于吸引人的目光的顯示器的技術(shù)(專利文獻(xiàn)I 7)。并且，也公知有對(duì)所顯示的圖案加以變化的技術(shù)(專利文獻(xiàn)8)。另一方面，已知有將由視差成分圖像的集合構(gòu)成的圖像在二維上配置為矩陣狀，通過透過透鏡陣列觀察該圖像而將該圖像顯示為立體圖像的技術(shù)(專利文獻(xiàn)9)。專利文獻(xiàn)1:美國專利申請(qǐng)2007/0097111號(hào)說明書專利文獻(xiàn)2:日本專利公開公報(bào)特開平11-189000號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)3:日本專利公開公報(bào)特開2001-55000號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)4:日本專利公開公報(bào)特開2001-180198號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)5:日本專利公開公報(bào)特開2002-46400號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)6:日本專利公開公報(bào)特開2002-120500號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)7:日本專利公開公報(bào)特開2003-220173號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)8:日本專利公開公報(bào)特開2003-226099號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)9:日本專利公開公報(bào)特開2008-249809號(hào)公報(bào)然而，利用上述莫爾條紋的技術(shù)都只不過是將幾何圖案、重復(fù)圖像等單一圖案作為莫爾條紋進(jìn)行顯示的技術(shù)，沒有使用視差成分圖像進(jìn)行立體顯示。并且，也沒有對(duì)莫爾條紋進(jìn)行幀顯示而使其作為動(dòng)態(tài)圖像、動(dòng)畫而發(fā)揮功能。另一方面，雖然專利文獻(xiàn)9所記載的技術(shù)雖然是透過對(duì)應(yīng)的多個(gè)透鏡觀察包含視差成分圖像的圖像，但存在顯示立體圖像的可視區(qū)域狹窄的問題。特別是在使用包含視差成分圖像的圖像進(jìn)行立體顯示的技術(shù)中，在產(chǎn)生了莫爾條紋的情況下，去除莫爾條紋成為問題，而沒有想到積極地利用莫爾條紋。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于提供一種通過使用視差成分圖像或幀成分圖像產(chǎn)生莫爾條紋，由此，即使從大范圍的角度觀察，也能夠進(jìn)行立體顯示或者動(dòng)畫顯示的圖像顯示裝置以及方法。本發(fā)明的圖像顯示裝置具備:凸透鏡集合體，該凸透鏡集合體在面上沿著至少一個(gè)方向Dx (X是表示方向的下標(biāo))以規(guī)定的透鏡間距Px排列有多個(gè)凸透鏡；以及，顯示部，該顯示部在所述凸透鏡的焦點(diǎn)面或者焦點(diǎn)面附近且沿著所述面配置，顯示以與Px不同的圖像間距Wx沿所述方向Dx排列的多個(gè)要素圖像，該圖像顯示裝置將通過所述多個(gè)凸透鏡與所述多個(gè)要素圖像的間距偏移而形成的莫爾條紋作為圖像進(jìn)行立體顯示，所述要素圖像通過多個(gè)視差成分圖像的集合而構(gòu)成。通過這樣做，由于從包含視差成分圖像的要素圖像生成莫爾條紋，因此能夠在寬闊的可視區(qū)域顯示立體圖像。本發(fā)明的圖像顯示裝置具備:凸透鏡集合體，該凸透鏡集合體在面上沿著至少一個(gè)方向Dx (X是表示方向的下標(biāo))以規(guī)定的透鏡間距Px排列有多個(gè)凸透鏡；以及，顯示部，該顯示部在該凸透鏡的焦點(diǎn)面或者焦點(diǎn)面附近且沿著所述面配置，顯示以與Px不同的圖像間距^沿所述方向Dx排列的多個(gè)要素圖像，該圖像顯示裝置將通過所述多個(gè)凸透鏡與多個(gè)要素圖像的間距偏移而形成的莫爾條紋作為圖像進(jìn)行動(dòng)態(tài)圖像顯示，所述要素圖像通過多個(gè)幀成分圖像的集合而構(gòu)成。通過這樣做，由于從包含幀成分圖像的要素圖像生成莫爾條紋，因此，能夠在寬闊的可視區(qū)域顯示動(dòng)畫。成為顯示對(duì)象的原始圖像由視差 或者幀分別不同的多個(gè)分割圖像構(gòu)成，不同的上述要素圖像可以包含不同的上述分割圖像。通過這樣做，能夠透過其它的凸透鏡觀察到不同的要素圖像所包含的不同的分割圖像，能夠進(jìn)一步獲得立體感、動(dòng)態(tài)圖像。所述要素圖像的集合沿所述至少一個(gè)方向Dx形成周期性的周期圖像，所述周期圖像以下述方式形成，(i)從成為顯示對(duì)象的原始圖像，并且是視差或者幀分別不同、且沿所述至少一個(gè)方向Dx具有圖像間距WtlX的多個(gè)分割圖像，分別分割或者抽出間隔為k#的多個(gè)線圖像或者點(diǎn)圖像；(ii)在wx古W0X的情況下，將所述線圖像或者點(diǎn)圖像的間隔縮小或者抽取為kx(其中，kx = k0xX (wx/w0x))將屬于同一所述分割圖像的所述線圖像或者點(diǎn)圖像，分別以PxW間隔按照該線圖像或者點(diǎn)圖像的分割順序排列，并且，以相鄰的屬于所述分割圖像的所述線圖像或者點(diǎn)圖像彼此，按照該分割圖像的分割順序或者與該分割順序相反的順序鄰接的方式，沿著所述方向Dx排列在所述要素圖像間距Wx內(nèi)?？梢栽O(shè)為上述kx = I Px-Wx I。通過這樣做，由于能夠容易地確定線圖像、點(diǎn)圖像的位置，因此能夠簡單地形成周期圖像。圖像顯示裝置還具備使上述凸透鏡集合體與上述要素圖像的相對(duì)位置沿著上述方向Dx變化的移動(dòng)機(jī)構(gòu)，可以改變被放大顯示的圖像。通過這樣做，即使不移動(dòng)觀察者的視點(diǎn)，也能夠觀察到改變視點(diǎn)后的立體像，能夠觀察到動(dòng)態(tài)圖像。上述要素圖像可以通過使用一邊使作為所述原始圖像的三維對(duì)象繞規(guī)定的軸以規(guī)定的角度間距依次旋轉(zhuǎn)一邊進(jìn)行拍攝或者渲染而獲得的所述分割圖像而形成。通過這樣做，作為成為顯示對(duì)象的原始圖像，能夠容易地生成視差或者幀分別不同的多個(gè)分割圖像。本發(fā)明的圖像顯示方法使用圖像顯示裝置，所述圖像顯示裝置具備:凸透鏡集合體，該凸透鏡集合體在面上沿至少一個(gè)方向Dx(其中，X是表示方向的下標(biāo))以規(guī)定的透鏡間距Px排列有多個(gè)凸透鏡；以及，顯示部，該顯示部在所述凸透鏡的焦點(diǎn)面或者焦點(diǎn)面附近且沿著所述面配置，顯示以與Px不同的圖像間距Wx沿所述方向Dx排列的多個(gè)要素圖像，并且，所述要素圖像通過多個(gè)視差成分圖像的集合而構(gòu)成，將利用所述多個(gè)凸透鏡與所述多個(gè)要素圖像的間距偏移而形成的莫爾條紋作為圖像進(jìn)行立體顯示。本發(fā)明的圖像顯示方法使用圖像顯示裝置，所述圖像顯示裝置具備:凸透鏡集合體，該凸透鏡集合體在面上沿至少一個(gè)方向Dx(其中，X是表示方向的下標(biāo))以規(guī)定的透鏡間距Px排列有多個(gè)凸透鏡；以及，顯示部，該顯示部在該凸透鏡的焦點(diǎn)面或者焦點(diǎn)面附近且沿著所述面配置，顯示以與Px不同的圖像間距^沿所述方向Dx排列的多個(gè)要素圖像，并且，所述要素圖像通過多個(gè)幀成分圖像的集合而構(gòu)成，將利用所述多個(gè)凸透鏡與所述多個(gè)要素圖像的間距偏移而形成的莫爾條紋作為圖像進(jìn)行動(dòng)態(tài)圖像顯示。根據(jù)本發(fā)明，利用現(xiàn)有的僅能夠顯示單純的重復(fù)圖案的莫爾干涉，通過使用視差成分圖像、幀成分圖像生成莫爾條紋，由此，即使從大范圍的角度觀察，也能進(jìn)行立體顯示或者動(dòng)畫顯示。


圖1是示出莫爾圖案具有縱深的原理的圖。圖2是使用了雙凸透鏡的本發(fā)明的第一實(shí)施方式所涉及的圖像顯示裝置的外觀立體圖。圖3是示出在第一實(shí)施方式所涉及的圖像顯示裝置中立體放大顯示圖像的原理的圖。圖4是示出在第一實(shí)施方式所涉及的圖像顯示裝置中形成要素圖像的方法的圖。圖5是示出形成要素圖像的方法、`且與圖4連接的圖。圖6是示出在本發(fā)明的第二實(shí)施方式所涉及的圖像顯示裝置中形成要素圖像的方法的圖。圖7示出拍攝作為原始圖像的三維對(duì)象，從而獲得分割圖像的方法的圖。圖8是示出根據(jù)利用圖7的方法獲得的圖像作成的周期圖像的一例的圖。圖9是示出本發(fā)明的第三實(shí)施方式所涉及的圖像顯示裝置的圖。圖10是示出在本發(fā)明的第四實(shí)施方式所涉及的圖像顯示裝置中形成要素圖像的方法的圖。圖11是示出使用了二維透鏡陣列的本發(fā)明的第五實(shí)施方式所涉及的圖像顯示裝置的外觀立體圖。圖12是在第五實(shí)施方式所涉及的圖像顯示裝置中顯示基于要素圖像的顯示圖像的圖。圖13是示出在第五實(shí)施方式中，拍攝作為原始圖像的三維對(duì)象，從而獲得分割圖像的方法的圖。圖14是示出本發(fā)明的第6實(shí)施方式所涉及的圖像顯示裝置的圖。圖15是示出各個(gè)凸透鏡排列成六邊形的二維透鏡陣列的圖。圖16是示出本發(fā)明的一例所涉及的圖像顯示裝置的結(jié)構(gòu)的圖。圖17是示出要素圖像的配置狀態(tài)的圖。附圖標(biāo)記說明:7、16、22、24、28:凸透鏡集合體;8、8x、17、20、23、25:周期圖像(配置周期圖像的顯示部)；10:原始圖像；IOa 10c、12a、21a:分割圖像；14:對(duì)象(object)(三維對(duì)象)；23 :要素圖像；30 32:致動(dòng)器(移動(dòng)手段);100、110、120、130:圖像顯示裝置；η_1、η、η+1:線圖像或者點(diǎn)圖像。
具體實(shí)施例方式首先，參照?qǐng)D1，對(duì)能夠伴隨著縱深感觀察到雙凸透鏡、二維透鏡陣列等透鏡陣列(凸透鏡集合體)和周期圖案所生成的莫爾圖案的原理進(jìn)行說明。如圖1(a)所示，周期圖案2置于透鏡陣列I的焦點(diǎn)面或者焦點(diǎn)面附近，在周期圖案2的間距w比透鏡陣列I的間距P小時(shí)，基于透鏡陣列I的各個(gè)透鏡的單位圖案的像3在距離透鏡的曲率中心4為距離L的里側(cè)重疊，在該位置觀察放大像。L在數(shù)式I中根據(jù)從曲率中心4到周期圖案2的距離d得出，像的放大倍率A在數(shù)式2中得出。數(shù)式I
權(quán)利要求
1.一種圖像顯示裝置，其特征在于，具備: 凸透鏡集合體，該凸透鏡集合體是在面上沿著至少一個(gè)方向Dx以規(guī)定的透鏡間距匕排列有多個(gè)凸透鏡而成，其中，X是表示方向的標(biāo)符；以及， 顯示部，該顯示部在所述凸透鏡的焦點(diǎn)面或者焦點(diǎn)面附近且沿著所述面配置，用于顯示以與Px不同的圖像間距wx沿著所述方向Dx排列的多個(gè)要素圖像， 該圖像顯示裝置將通過所述多個(gè)凸透鏡與所述多個(gè)要素圖像的間距偏移而形成的莫爾條紋作為圖像來進(jìn)行立體顯示， 所述要素圖像通過多個(gè)視差成分圖像的集合構(gòu)成。
2.一種圖像顯示裝置，其特征在于，具備: 凸透鏡集合體，該凸透鏡集合體是在面上沿著至少一個(gè)方向Dx以規(guī)定的透鏡間距匕排列有多個(gè)凸透鏡而成，其 中，X是表示方向的標(biāo)符；以及， 顯示部，該顯示部在該凸透鏡的焦點(diǎn)面或者焦點(diǎn)面附近且沿著所述面配置，用于顯示以與Px不同的圖像間距wx沿著所述方向Dx排列的多個(gè)要素圖像， 該圖像顯示裝置將通過所述多個(gè)凸透鏡與多個(gè)要素圖像的間距偏移而形成的莫爾條紋作為圖像來進(jìn)行動(dòng)態(tài)圖像顯示， 所述要素圖像通過多個(gè)幀成分圖像的集合構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或者2所述的圖像顯示裝置，其特征在于， 成為顯示對(duì)象的原始圖像由視差或者幀分別不同的多個(gè)分割圖像構(gòu)成， 不同的所述要素圖像包含不同的所述分割圖像。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或者2所述的圖像顯示裝置，其特征在于， 所述要素圖像的集合沿著所述至少一個(gè)方向Dx形成周期性的周期圖像， 所述周期圖像以下述方式形成， (i)從成為顯示對(duì)象的原始圖像，亦即從視差或者幀分別不同、且沿著所述至少一個(gè)方向Dx具有圖像間距WtlX的多個(gè)分割圖像中，分別分割或者抽出間隔為k#的多個(gè)線圖像或者點(diǎn)圖像， (ii)在Wx古w0x的情況下,將所述線圖像或者點(diǎn)圖像的間隔縮小或者抽取為kx,其中，kx = k0x X (wx/w0x), (iii)將屬于同一所述分割圖像的所述線圖像或者點(diǎn)圖像，分別以Px的間隔按照該線圖像或者點(diǎn)圖像的分割順序排列，并且，相鄰的屬于所述分割圖像的所述線圖像或者點(diǎn)圖像彼此形成為，以按照該分割圖像的分割順序或者與該分割順序相反的順序鄰接的方式，沿著所述方向Dx排列在所述要素圖像間距Wx內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的圖像顯示裝置，其特征在于， 所述要素圖像的集合沿著所述至少一個(gè)方向Dx形成周期性的周期圖像， 所述周期圖像如下述這樣形成， (i)從成為顯示對(duì)象的原始圖像，亦即從視差或者幀分別不同、且沿著所述至少一個(gè)方向Dx具有圖像間距WtlX的多個(gè)分割圖像中，分別分割或者抽出間隔為k#的多個(gè)線圖像或者點(diǎn)圖像， (ii)在Wx古w0x的情況下,將所述線圖像或者點(diǎn)圖像的間隔縮小或者抽取為kx,其中，kx = k0x X (wx/w0x),(iii)將屬于同一所述分割圖像的所述線圖像或者點(diǎn)圖像，分別以Px的間隔按照該線圖像或者點(diǎn)圖像的分割順序排列，并且，相鄰的屬于所述分割圖像的所述線圖像或者點(diǎn)圖像彼此形成為，以按照該分割圖像的分割順序或者與該分割順序相反的順序鄰接的方式，沿著所述方向Dx排列在所述要素圖像間距Wx內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的圖像顯示裝置，其特征在于，所述 kx = I Px-Wx I。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的圖像顯示裝置，其特征在于，所述 kx = I Px-Wx I。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或者2所述的圖像顯示裝置，其特征在于， 該圖像顯示裝置還具備使所述凸透鏡集合體與所述要素圖像的相對(duì)位置沿著所述方向Dx變化的移動(dòng)機(jī)構(gòu)，使被放大顯示的圖像變化。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的圖像顯示裝置，其特征在于， 所述要素圖像，通過使用一邊使作為所述原始圖像的三維對(duì)象繞規(guī)定的軸以規(guī)定的角度間距依次旋轉(zhuǎn)一邊進(jìn)行拍攝或者渲染而獲得的所述分割圖像而形成。
10.一種圖像顯示方法，其特征在于， 該圖像顯示方法使用圖像顯示裝置，所述圖像顯示裝置具備: 凸透鏡集合體，該凸透鏡集合體是在面上沿至少一個(gè)方向Dx以規(guī)定的透鏡間距Px排列有多個(gè)凸透鏡而成，其中 ，X是表示方向的標(biāo)符；以及， 顯示部，該顯示部在所述凸透鏡的焦點(diǎn)面或者焦點(diǎn)面附近且沿著所述面配置，用于顯示以與Px不同的圖像間距wx沿著所述方向Dx排列的多個(gè)要素圖像，并且，所述要素圖像通過多個(gè)視差成分圖像的集合構(gòu)成， 將利用所述多個(gè)凸透鏡與所述多個(gè)要素圖像的間距偏移而形成的莫爾條紋作為圖像來進(jìn)行立體顯示。
11.一種圖像顯示方法，其特征在于， 該圖像顯示方法使用圖像顯示裝置，所述圖像顯示裝置具備: 凸透鏡集合體，該凸透鏡集合體是在面上沿至少一個(gè)方向Dx以規(guī)定的透鏡間距Px排列有多個(gè)凸透鏡而成，其中，X是表示方向的標(biāo)符；以及， 顯示部，該顯示部在該凸透鏡的焦點(diǎn)面或者焦點(diǎn)面附近且沿著所述面配置，用于顯示以與Px不同的圖像間距wx沿著所述方向Dx排列的多個(gè)要素圖像，并且，所述要素圖像通過多個(gè)幀成分圖像的集合構(gòu)成， 將利用所述多個(gè)凸透鏡與所述多個(gè)要素圖像的間距偏移而形成的莫爾條紋作為圖像來進(jìn)行動(dòng)態(tài)圖像顯示。
全文摘要
本發(fā)明提供圖像顯示裝置以及方法，利用一直以來僅能夠顯示單純重復(fù)圖案的莫爾干涉，通過使用視差成分圖像、幀成分圖像而產(chǎn)生莫爾條紋，由此，即使從大范圍角度觀察，也能進(jìn)行立體顯示或者動(dòng)畫顯示。圖像顯示裝置具備凸透鏡集合體，其在面上沿著至少一個(gè)方向Dx(其中，x是表示方向的下標(biāo))以規(guī)定的透鏡間距Px排列有多個(gè)凸透鏡；以及顯示部，其在該凸透鏡的焦點(diǎn)面或者焦點(diǎn)面附近且沿著面配置，顯示以與Px不同的圖像間距wx沿方向Dx排列的多個(gè)要素圖像，將利用多個(gè)凸透鏡與多個(gè)要素圖像之間的間距偏移而形成的莫爾條紋作為圖像而立體顯示，其中，要素圖像通過多個(gè)視差成分圖像n-1、n、n+1的集合而構(gòu)成。
文檔編號(hào)G02B27/60GK103176276SQ20111042952
公開日2013年6月26日 申請(qǐng)日期2011年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月20日
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