專利名稱：圖像顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及圖像顯示裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中已知有通過積分式(積分照相術(shù))顯示立體像的顯示裝置(例如專利文獻I)。
專利文獻I:特開2008-216340號公報

發(fā)明內(nèi)容
但是，現(xiàn)有的顯示裝置中，對作為三維圖像攝影的圖像進行投影顯示，因此，為了作為正立像顯示，存在必須采用折射率分布透鏡等的問題。根據(jù)本發(fā)明的第I形態(tài)，圖像顯示裝置具備輸入部，其輸入根據(jù)從與不同的多個攝影用微透鏡對應(yīng)排列的多個拍攝像素輸出的多個圖像信號而生成了一個像素數(shù)據(jù)的圖像數(shù)據(jù)；生成部，其根據(jù)圖像數(shù)據(jù)生成具有三維信息的顯示用圖像數(shù)據(jù)；顯示部，其由多個顯示像素二維狀地排列而成，根據(jù)顯示用圖像數(shù)據(jù)，從多個顯示像素出射光束；和微透鏡陣列，其由將從多個顯示像素出射的光束合成而形成三維像的多個微透鏡二維狀地排列而成。根據(jù)本發(fā)明的第2形態(tài)，優(yōu)選的是，在第I形態(tài)的圖像顯示裝置中，多個微透鏡分別與多個顯示像素對應(yīng)排列，生成部，以將從與多個微透鏡對應(yīng)排列的多個顯示像素出射的光束合成而構(gòu)成三維像的一個像素的方式，生成顯示用圖像數(shù)據(jù)。根據(jù)本發(fā)明的第3形態(tài)，優(yōu)選的是，在第2形態(tài)的圖像顯示裝置中，生成部，以出射光束的多個顯示像素的排列關(guān)系與一個像素數(shù)據(jù)所對應(yīng)的多個拍攝像素的排列關(guān)系等效的方式，生成顯示用圖像數(shù)據(jù)。根據(jù)本發(fā)明的第4形態(tài)，優(yōu)選的是，在第3形態(tài)的圖像顯示裝置中，生成部，以一個像素數(shù)據(jù)所對應(yīng)的多個拍攝像素的排列關(guān)系與多個顯示像素的排列關(guān)系成為相互點對稱的方式，生成顯示用圖像數(shù)據(jù)。根據(jù)本發(fā)明的第5形態(tài)，優(yōu)選的是，在第I至第4形態(tài)的圖像顯示裝置中，生成部，以三維像在微透鏡的附近再現(xiàn)、三維像的深度(進深)方向的倍率與微透鏡的排列面的方向的倍率相比被壓縮的方式，生成顯示用圖像數(shù)據(jù)。根據(jù)本發(fā)明的第6形態(tài)，優(yōu)選的是，在第5形態(tài)的圖像顯示裝置中，生成部，以深度方向的倍率成為微透鏡的排列面的方向的倍率的平方的倍數(shù)的方式，生成顯示用圖像數(shù)據(jù)。 根據(jù)本發(fā)明的第7形態(tài)，優(yōu)選的是，在第I至第6形態(tài)的圖像顯示裝置中，生成部，以微透鏡的偽光軸為基準將一個像素數(shù)據(jù)所對應(yīng)的多個拍攝像素的排列關(guān)系標準化，生成顯示用圖像數(shù)據(jù)。根據(jù)本發(fā)明的第8形態(tài)，優(yōu)選的是，在第7形態(tài)的圖像顯示裝置中，微透鏡的F值比攝影用微透鏡的F值大。根據(jù)本發(fā)明的第9形態(tài)，優(yōu)選的是，在第I至第8形態(tài)的圖像顯示裝置中，還具備觀察由微透鏡形成的三維像的觀察光學系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明的第10形態(tài)，優(yōu)選的是，在第9形態(tài)的圖像顯示裝置中，觀察光學系統(tǒng)包括虛像透鏡，虛像透鏡配置為使得在虛像透鏡和其焦點距離間形成三維像面。根據(jù)本發(fā)明，可以將具有立體形狀的被拍攝體的像在空中顯示為立體像。


圖I是本發(fā)明的實施例的數(shù)字相機的構(gòu)成的說明圖。

圖3是實施例中的微透鏡和基點像素的位置關(guān)系的說明圖。圖4是合成圖像的生成原理的說明圖。圖5是用于生成合成圖像的積分(累計)區(qū)域和拍攝像素的關(guān)系的示圖。圖6是輸出用于對基點信號積分的圖像信號的拍攝像素的位置關(guān)系的一例的示圖。圖7是環(huán)帶和微透鏡的關(guān)系的一例的示圖。圖8是實施例中的顯示裝置的構(gòu)成的說明圖。圖9是被分配了從拍攝像素輸出的圖像信號的顯示像素的一例的示圖。圖10是光點發(fā)出的光束由拍攝像素的受光面截取的光截面的說明圖。圖11是微透鏡和光截面的關(guān)系的說明圖。圖12是微透鏡和光截面的關(guān)系的說明圖。圖13是在基點微透鏡展開了區(qū)域分割時的光截面的說明圖。圖14是光點相對于基點微透鏡的偽光軸偏心時的分割區(qū)域的說明圖。圖15是顯示的空中像的深度的說明圖。圖16是焦點位置和顯示用像素的面的關(guān)系的示圖。
具體實施例方式本實施例的數(shù)字相機構(gòu)成為，可生成設(shè)定了任意焦點位置的圖像數(shù)據(jù)。通過該數(shù)字相機對具有立體形狀的被拍攝體攝影時，生成的圖像數(shù)據(jù)包括與立體形狀有關(guān)的信息(立體信息)。本實施例的數(shù)字相機可將這樣的包括立體信息的圖像數(shù)據(jù)對應(yīng)的圖像顯示為用戶可觀察的三維立體像(空中像)。以下，詳細說明。圖I是實施例的數(shù)字相機的構(gòu)成的示圖。數(shù)字相機I構(gòu)成為，具有攝影透鏡LI的交換透鏡2可裝卸。數(shù)字相機I具備拍攝單元100、控制電路101、A/D變換電路102、存儲器103、操作部108、存儲卡接口 109及顯示裝置110。拍攝單元100具備多個微透鏡120 二維狀排列而成的微透鏡陣列12及拍攝元件13。另外，在以下說明中，z軸設(shè)定成與攝影透鏡LI的光軸平行，在與z軸正交的平面內(nèi)，X軸和y軸設(shè)定成相互正交的方向。攝影透鏡LI包括多個光學透鏡組，使來自被拍攝體的光束在其焦點面附近成像。另外，為了便于說明，在圖I中用一塊透鏡代表表示了攝影透鏡LI。在攝影透鏡LI的背后，在與光軸垂直的面內(nèi)，2維狀地順序配置微透鏡陣列12和拍攝元件13。拍攝元件13包括具有多個光電變換元件的CCD和/或CMOS圖像傳感器。拍攝元件13拍攝在拍攝面上成像的被拍攝體像，由控制電路101控制，將與被拍攝體像相應(yīng)的光電變換信號(圖像信號)向A/D變換電路102輸出。另外，拍攝單元100的詳細說明將后述。A/D變換電路102是對拍攝元件13輸出的圖像信號進行模擬性處理后變換為數(shù)字圖像信號的電路。控制電路101包括CPU和/或存儲器以及其他周邊電路?？刂齐娐?01根據(jù)控制程序，用從構(gòu)成數(shù)字相機I的各部分輸入的信號，進行預定運算，送出對數(shù)字相機I的各部分的控制信號，控制攝影工作。另外，如后述，控制電路101根據(jù)相應(yīng)于光闌值輸入按鈕操作而從操作部108輸入的操作信號，確定由用戶選擇的合成圖像的光闌值。控制電路101功能上具備圖像積分(累計)部105、圖像圖形生成部106及顯示控制部107。圖像積分部105采用相應(yīng)于光闌值輸入按鈕操作而確定的合成圖像光闌值所對應(yīng)的合成像素所屬表，由圖像信號生成合成圖像數(shù)據(jù)。如后述，圖像圖形生成部106由利用圖像積分部105生成的合成圖像數(shù)據(jù)，作成顯示用圖像數(shù)據(jù)，以便在后述的顯示裝置110顯示具有三維信息的空中像。顯示控制部107控制顯示裝置110的驅(qū)動，向顯示裝置110輸 出由圖像圖形生成部106生成的顯示用圖像數(shù)據(jù)，使得在顯示裝置110顯示具有對應(yīng)的三維信息的空中像。另外，圖像積分部105及圖像圖形生成部106的詳細情況將后述。存儲器103是易失性存儲介質(zhì)，用于暫時地存儲由A/D變換電路102數(shù)字變換后的圖像信號和/或圖像處理、圖像壓縮處理及顯示用圖像數(shù)據(jù)作成處理途中和/或處理后的數(shù)據(jù)。存儲卡接口 109是可裝卸存儲卡109a的接口。存儲卡接口 109是根據(jù)控制電路101的控制，向存儲卡109a寫入圖像數(shù)據(jù)、讀出存儲卡109a中記錄的圖像數(shù)據(jù)的接口電路。存儲卡109a是Compact flash (注冊商標)和/或SD卡等半導體存儲卡。操作部108接受用戶操作，向控制電路101輸出與操作內(nèi)容相應(yīng)的各種操作信號。操作部108包括光闌值輸入按鈕、電源按鈕、釋放按鈕、其他設(shè)定菜單的顯示切換按鈕、設(shè)定菜單確定按鈕等。光闌值輸入按鈕在合成圖像光闌值F輸入時由用戶操作。用戶操作光闌值輸入按鈕來選擇光闌值F后，操作部108向控制電路101輸出操作信號。顯示裝置110按照控制電路101的指令，在再現(xiàn)模式中根據(jù)存儲卡109a記錄的圖像數(shù)據(jù)，進行由控制電路101作成的顯示數(shù)據(jù)的顯示。另外，顯示裝置110顯示用于設(shè)定數(shù)字相機I的各種工作的菜單畫面。另外，顯示裝置110詳細說明將后述。接著，詳細說明拍攝單元100的構(gòu)成。拍攝單元100如上所述具有微透鏡陣列12和拍攝元件13。微透鏡陣列12由二維狀排列的多個微透鏡120構(gòu)成。拍攝元件13中，對通過了上述各微透鏡120的光進行受光的像素排列130以與微透鏡120對應(yīng)的配置圖形配置。各個像素排列130由二維狀排列的多個光電變換元件131 (以下，稱為拍攝像素131)構(gòu)成。圖2(a)表示在微透鏡陣列12排列的微透鏡120在XY平面的平面圖。如圖2 (a)所示，微透鏡陣列12在XY平面上，由例如形成為六角形的多個微透鏡120蜂窩狀排列而成。另外，圖2(a)表示在微透鏡陣列12設(shè)置的多個微透鏡120中的部分微透鏡120。圖2 (b)是攝影透鏡LI的光軸方向(z軸方向)的、微透鏡陣列12和拍攝元件13的位置關(guān)系的說明圖。如圖2(b)所示，拍攝元件13配置在按微透鏡120的焦點距離f離開的位置。S卩，具有多個拍攝像素131的像素排列130設(shè)置在按與各像素排列130分別對應(yīng)的微透鏡120的焦點距離f離開的位置。另外，圖2(b)中，表示了在微透鏡陣列12設(shè)置的多個微透鏡120和在拍攝元件13設(shè)置的多個像素排列130及多個拍攝像素131的一部分。采用從具有上述構(gòu)成的拍攝元件13輸出的圖像信號，圖像積分部105作成合成圖像數(shù)據(jù)。圖像積分部105將與某微透鏡120對應(yīng)設(shè)置的像素排列130所包括的拍攝像素131中的預定的拍攝像素131 (以下，稱為基點像素132 (圖3))輸出的圖像信號(以下，稱為基點信號)和與基點像素132對應(yīng)的微透鏡120及附近設(shè)置的微透鏡120對應(yīng)的像素排列130所包括的拍攝像素131輸出的圖像信號合成。結(jié)果，圖像積分部105生成與I像素相當?shù)暮铣蓤D像信號。圖像積分部105對與各微透鏡120對應(yīng)的基點像素全部進行上述處理，將生成的各個合成圖像信號累加，生成合成圖像數(shù)據(jù)。圖像積分部105如上所述地生成合成圖像信號時，參照合成像素所屬表。合成像素所屬表表示輸出用于合成到基點信號的圖像信號的拍攝像素131配置在哪個微透鏡120對應(yīng)的像素排列130的哪個位置。以下，說明圖像積分部105采用拍攝像素131輸出的圖像信號來生成合成圖像信號的處理。圖3表示與各微透鏡120即各像素排列130對應(yīng)設(shè)置的基點像素132。圖3中，表 示了多個微透鏡120中的部分微透鏡120，代表性表示了多個拍攝像素131中的基點像素132。圖3中，基點像素132與微透鏡120的偽光軸對應(yīng)配置。另外，本實施例中，將偽光軸設(shè)為從攝影透鏡LI的光瞳入射的光束的中心與微透鏡120的主面的交點來說明。圖3中，表示微透鏡120的幾何中心與偽光軸一致的情況。另外，以下說明中，將基點像素132對應(yīng)的微透鏡120稱為基點微透鏡121。-合成圖像信號的生成-首先，說明圖4(a)所示的被拍攝體的像在微透鏡120的頂點成像時、即焦點面S存在于微透鏡120頂點時的合成圖像的生成原理。該場合的來自被拍攝體的光束rl r7入射與微透鏡120對應(yīng)設(shè)置的像素排列130的拍攝像素131。圖像積分部105通過對從圖4(a)所示的拍攝像素131中的劃斜線的拍攝像素131輸出的圖像信號積分，生成與合成圖像數(shù)據(jù)的I像素相當?shù)暮铣蓤D像信號。圖像積分部106通過對全部微透鏡120對應(yīng)的像素排列130進行該處理，生成合成圖像數(shù)據(jù)。接著，對于在某焦點面(成像面)成像的被拍攝體的像，說明生成合成圖像信號時的原理。如圖4(b)所示，焦點面S存在于從微透鏡120的頂點離開的位置時，來自被拍攝體的光束rl r5入射不同的多個微透鏡120。因而，圖像積分部105為了生成合成圖像信號，必須還采用來自與基點微透鏡121附近配置的微透鏡120對應(yīng)配置的拍攝像素131的圖像信號。另外，圖4(b)中，代表性表示了各光束rl r5的主光線。圖像積分部105通過對根據(jù)合成圖像的光闌值F確定的積分區(qū)域所包括的拍攝像素131輸出的圖像信號全部積分，生成與合成圖像數(shù)據(jù)的I像素(合成圖像的成像區(qū)域)相當?shù)暮铣蓤D像信號。另外，積分區(qū)域由直徑為D的圓表示。積分區(qū)域的直徑D采用根據(jù)光闌值輸入按鈕108a的操作所確定的光闌值(合成圖像數(shù)據(jù)的光闌值)F和微透鏡120的焦點距離f，通過以下的式(I)表示。D = f / F... ( I)圖5表示積分區(qū)域Rs和拍攝像素131的關(guān)系。如上所述，圖像積分部106對從表現(xiàn)為圓形區(qū)域的積分區(qū)域Rs覆蓋的全部的拍攝像素131輸出的圖像信號積分。圖5中，向輸出要被積分的圖像信號的拍攝像素131附上了斜線來表示。微透鏡120是構(gòu)成微透鏡陣列12的一個透鏡，因此，不能使積分區(qū)域Rs大于由微透鏡120的排列所容許的各微透鏡120的直徑。從而，由合成圖像數(shù)據(jù)容許的最大光闌值Fmax通過以下的式(2)表示。另外，式(2)中“s”表示拍攝像素131 —邊的大小。另外，合成圖像數(shù)據(jù)中的最小光闌值Fmin成為微透鏡120的F值。Fmax = f / s... (2)通過圖像積分部105對從包括基點像素132的像素排列130輸出的圖像信號積分所得的合成圖像信號即積分值通過以下的式(3)表達。另外，式(3)中，P表示從拍攝像素131輸出的圖像信號的輸出值。另外，式(3)中“i”表示合成圖像的光闌值為F時的積分區(qū)域Rs覆蓋的拍攝像素131，“O”表示與包括基點像素132的像素排列130對應(yīng)配置的微透鏡120即基點微透鏡121。如上所述，圖像積分部105還采用從與在基點微透鏡121的附近設(shè)置的微透鏡120對應(yīng)的像素排列130所包括的拍攝像素131輸出的圖像信號進行積分。即，圖像積分部105對來自由合成圖像的光闌值F確定的積分區(qū)域Rs覆蓋的拍攝像素131的集合F{ i }所包括的全部的拍攝像素131即與包括基點微透鏡121的附近的微透鏡120對應(yīng)配置的拍攝像素131的像素信號的輸出值進行積分。該場合，輸出值P由以下的式(4)表達。另外，式(4)中的“t”表示包括基點微透鏡121的附近的微透鏡120。圖6表示輸出由圖像積分部105生成一個合成圖像信號時采用的圖像信號的拍攝像素131與基點微透鏡121及在附近相鄰的微透鏡120a 120f的關(guān)系。另外，圖6中，對于不輸出合成圖像信號生成中采用的圖像信號的拍攝像素131，省略顯示。若將與圖6所示的基點微透鏡121相鄰的微透鏡120a 120f中分散的各拍攝像素131集合，則構(gòu)成由圖5所示的合成圖像的光闌值F規(guī)定的區(qū)域即積分區(qū)域Rs覆蓋的多個拍攝像素131。圖像積分部105進行上述處理來對圖像信號積分時，輸出累加到基點信號的圖像信號的拍攝像素131配置在與哪一個微透鏡120對應(yīng)的像素排列130的哪個位置是重要的。因此，式(3)、(4)中“i”表示的拍攝像素131設(shè)置為與哪個微透鏡120a 120f對應(yīng)，即表示拍攝像素131的分散的表，作為合成像素所屬表存儲在預定存儲區(qū)域。圖像積分部105生成合成圖像信號時，參照該合成像素所屬表。另外，合成像素所屬表設(shè)為由以下的式
(5)表達。t = Td(i)…(5)以下，說明合成像素所屬表的作成原理。圖10表示在微透鏡陣列12中，光點LP發(fā)出并由拍攝像素131的受光面截取的光束LF的光截面LFD。如圖10所示，從光點LP擴散的光束LF通過其前級拍攝透鏡LI，擴散角受到限制。因此，分別入射各微透鏡120后的光束LF不會超出微透鏡120的覆蓋區(qū)域夕卜(圖10中，光截面LFDc、LFDe描繪為一部分超出覆蓋區(qū)域外)。這也可以通過拍攝像素131的受光面與拍攝透鏡LI的光瞳光學共軛來說明。經(jīng)由拍攝透鏡LI攝影時，微透鏡120覆蓋的區(qū)域中出現(xiàn)攝影光瞳像即光的邊界，光束LF不入射其外側(cè)。以上述點為前提進行說明。圖10的微透鏡陣列12中，若對于向與光束LF的光截面LFDa LFDe (總稱為LFD)對應(yīng)的拍攝像素131a 131e的入射光量積分，則可獲得來自光點LP的光束LF中的限制到攝影透鏡LI的光瞳的光束LF的所有輻射量。從而，圖像積分部105對圖像信號積分時，計算相對于光點LP的z軸方向的座標的拍攝像素131的受光兀件面的光截面LFD即可。反之,若設(shè)置顯不兀件、從與光束LF的各光截面LFD對應(yīng)的各個顯示元件出射光，則必然存在按照與入射相同的方向前進的光束LF，因此“光點LP”成為光束LF的聚點。如上所述，從光點LP擴散的光束LF的角度由攝影透鏡LI的光瞳，即，拍攝透鏡LI的F值確定。另外，如顯示系統(tǒng)等那樣不存在拍攝透鏡LI的場合，由微透鏡120的F值規(guī)定開口的最大(F的最小)。從而，若僅僅使用微透鏡120的覆蓋區(qū)域的中心部，則可限制開 □。用圖11，通過在微透鏡120上投影來自光點LP的光束LF的擴散，來說明幾個或哪個微透鏡120與某一光截面LFD對應(yīng)。另外，圖11中，為了便于說明，表示了微透鏡120正方形排列的情況。另外，圖11中，對從光點LP擴散的光束LF，表示了光點LP的z軸方向位置在微透鏡120的焦點距離f的情況和在為其二倍的2f的情況。圖11中，光點LP的位置為f時，光束LF的擴散用虛線表示，為2f時用單點劃線表示。光點LP若位于微透鏡120的焦點距離f的位置，則光束LP的擴散由微透鏡120規(guī)定(光截面LFD設(shè)為圓，但是微透鏡120若直到正方形端部為止光學有效，則成為正方形)，因此，光束LF入射一個微透鏡120內(nèi)。通過以上，確定與一個光點LP對應(yīng)的微透鏡120。光點LP的位置在微透鏡120的焦點距離f時，光束LF作為圓形開口的光擴散到該微透鏡120的正下方的區(qū)域整體。因而，選擇來自內(nèi)切于正方形區(qū)域的圓的內(nèi)部所包括的全部的拍攝像素131的圖像信號即可。光點LP的位置的絕對值比焦點距離f小的場合，光束LF在微透鏡120的正下方區(qū)域內(nèi)不會聚地擴散。但是，入射光束LF的擴散角受到限制，因此，光截面LFD處在覆蓋區(qū)域。這里說明光點LP的位置在2f的情況。圖12表示與該情況有關(guān)的微透鏡120。如圖12(a)所示，有關(guān)的微透鏡120是自身即基點微透鏡121和與其相鄰的8個微透鏡120?？紤]微透鏡120對開口的限制時，在圖12(a)中的斜線表示的覆蓋區(qū)域中存在光截面LFD。該場合，各微透鏡120形成的光截面LFD成為由圖12(b)的斜線表示的區(qū)域。如圖12(b)所示，將一個基點微透鏡121的覆蓋區(qū)域分割，向相鄰的微透鏡120分配。對分割后分配的覆蓋區(qū)域(部分區(qū)域)積分時的整體區(qū)域成為一個微透鏡120的開口區(qū)域。因此，不管哪個位置的光點LP，光截面LFD的整體區(qū)域的大小都相同，因此，對部分區(qū)域積分來算出整體區(qū)域的場合，確定各個部分區(qū)域所屬的微透鏡120即可。圖11中，表示了光點LP的位置和倍率即與基點微透鏡121相鄰的微透鏡120的個數(shù)和關(guān)系，將其適用到假想的開口區(qū)域。本實施例中，采用下述方法以按倍率縮小的微透鏡120的排列分割開口區(qū)域，在由此定義的微透鏡120中的相同位置配置開口區(qū)域片斷。以下述情況為例說明按倍率2縮小外切于開口區(qū)域的正方形，以微透鏡120的排列分割開口區(qū)域(區(qū)域分割)。
圖13表示在基點微透鏡121展開上述區(qū)域分割時的光截面LFD。若根據(jù)倍率進行同樣的區(qū)域分割，則可獲得倍率、即相對于光點LP的光截面LFD的圖形。具體地說，微透鏡120的直徑(微透鏡的一邊的大小)設(shè)為g時，用g/m寬度的格子分割開口區(qū)域。倍率可以用光點LP的高度(位置)y和微透鏡的焦點距離f之比m = y/f表達。比m也存在負符號。比m的符號為負的場合，光點LP與微透鏡120相比，處于拍攝元件13偵U。上述例中，說明了光點LP在某微透鏡120的透鏡中心軸即偽光軸上存在的情況，但是實際上即使偏心，計算上也沒有問題。若僅僅可在透鏡中心上運算，則合成圖像的二維分辨率等于微透鏡120的個數(shù)，但是通常這是完全不夠的。其理由是因為，微透鏡120覆蓋的拍攝像素131的數(shù)目若設(shè)為100，則合成圖像的分辨率成為像素數(shù)目的I / 100。因而，為了獲得100萬像素的合成圖像，需要I億個拍攝像素131。因而，設(shè)為進行偏心位置處的合成，在微透鏡120內(nèi)，多個光點LP可對應(yīng)。微透鏡120的覆蓋區(qū)域和微透鏡120的個數(shù)的積大致等于拍攝像素131的全部像素數(shù)，因此，將在一個微透鏡120內(nèi)偏心的多個點分別設(shè)為基點進行合成的情況，等同于重
疊使用來自拍攝像素131的圖像信號。即，來自各偏心的光點LP的光束LF重疊存在于拍攝像素131上。但是，倍率為I倍時，該運算成為單純的內(nèi)插操作，對分辨率提高沒有實質(zhì)貢獻。這表明若在微透鏡120頂點附近成像，則光學的深度方向的信息丟失。圖14表不了與相對于基點微透鏡121的偽光軸左偏心的光點LP相關(guān)的分割區(qū)域。說明從基點微透鏡121 (透鏡直徑設(shè)為g)的中心即偽光軸向圖14的左方向偏心p、光點LP的高度(位置)為2f的情況。另外，圖14中，點ol表示偏心的光點LP，點o2表示偽光軸。該場合，圖13所示的微透鏡120向圖中右方向偏移P，若分割開口區(qū)域，則獲得圖14所示的場合的分割區(qū)域。若將微透鏡120分割為16個,若將透鏡中心(偽光軸)的座標設(shè)為(O, O),相對于X軸y軸，分別進行-g/2、-g/4、0、g/4、g/2的位置的圖形及其形成的分割區(qū)域及整體區(qū)域的積分，則可以對一個微透鏡120獲得16點的光點群。-合成像素所屬表的作成處理-圖像積分部105在對圖像信號積分時，參照合成像素所屬表。如上所述，該合成像素所屬表特定輸出用于合成到基點信號的圖像信號的拍攝像素131配置在與基點微透鏡121及附近設(shè)置的微透鏡120對應(yīng)的像素排列130的哪個位置。圖像積分部105確定合成圖像的焦點位置I和合成圖像的光闌值F (景深)后，作成與輸出用于合成到基點信號的圖像信號的拍攝像素131有關(guān)的合成像素所屬表。如上所述，來自與哪個微透鏡120對應(yīng)的哪個拍攝像素131的圖像信號累加到基點信號，由合成圖像的焦點位置確定。圖6 (a)表示合成圖像的焦點位置(焦點面)y相對于微透鏡陣列12存在于被拍攝體側(cè)的情況。另外，圖6(b)表示合成圖像的焦點位置(焦點面)y相對于微透鏡陣列12存在于拍攝元件13側(cè)的情況。如圖6(a)及圖6(b)所示，關(guān)于與微透鏡120a對應(yīng)的拍攝像素131，輸出累加到基點信號的圖像信號的拍攝像素131的配置相應(yīng)于焦點面的位置而不同。其他的微透鏡120 b 120f及基點微透鏡121也同樣不同。以下，詳細說明圖像積分部105進行的合成像素所屬表的作成處理。設(shè)合成圖像的焦點面存在于離微透鏡陣列12為距離y的位置，即焦點距離設(shè)為I。而且，從基點微透鏡121通過第η個微透鏡120的偽光軸的光束如以下的式(6)所示，入射離基點微透鏡121的偽光軸為距離X的位置。另外，“d”表示各微透鏡120的排列間距。X = fnd / γ…(6)若考慮拍攝像素131對由對應(yīng)的微透鏡120成像的光束進行受光，則合成圖像的焦點位置I的來自被拍攝體的光中的在拍攝元件13的拍攝面由各微透鏡120照射的光幅度1，通過以下的式(7)表達。I = fd / y... (7)上述光幅度I在拍攝元件13的二維平面上，由幅度I的環(huán)狀區(qū)域(以下，稱為環(huán)帶)表示。從而，在從基點微透鏡121到在第η個位置配置的微透鏡120中，由合成圖像的光闌值F規(guī)定的光束入射由該環(huán)帶I表示的區(qū)域內(nèi)。如式(7)所示，合成圖像的焦點位置y越大，環(huán)帶I的幅度越小。
本實施例中，各個微透鏡120在xy平面中的形狀為圖3所示的六角形，在微透鏡陣列12上蜂窩狀排列。圖7表示在某合成圖像的光闌值F對應(yīng)的積分區(qū)域Rs中，η = I時的環(huán)帶11及η = 2時的環(huán)帶I 2。如圖7所示,η = I時的環(huán)帶11由基點微透鏡121及微透鏡120a 120f區(qū)分,分別形成部分區(qū)域Rpa Rpg。即，各部分區(qū)域Rpa Rpg分別由不同的微透鏡120覆蓋。從而，圖像積分部105算出來自環(huán)帶11的各部分區(qū)域Rpa Rpg所包括的拍攝像素131的圖像信號的輸出值Pi，S。同樣，圖像積分部105對積分區(qū)域Rs即全部環(huán)帶I積分即可。關(guān)于基點微透鏡121及各微透鏡120a 120f，與相鄰的微透鏡120的關(guān)系基本同樣。從而，圖像積分部105對于構(gòu)成環(huán)帶11的部分區(qū)域Rpa Rpg各自所包括的各拍攝像素131,確定某拍攝像素131屬于哪個部分區(qū)域Rp。對于基點像素132，將包括輸出被積分的圖像信號的拍攝像素131的積分區(qū)域Rs的直徑設(shè)為(D = f / F)。另外，將各微透鏡120在X軸方向(水平方向)的排列間距d、換言之是內(nèi)切于六角形形狀的各微透鏡120各個的圓的直徑，設(shè)為等于積分區(qū)域Rs的直徑的最大值Dmax。而且，以微透鏡120的假想彎曲面為基準，將合成圖像的焦點位置(焦點距離)設(shè)為I。該場合，將微透鏡陣列12中的各微透鏡120的排列間距d設(shè)為投影倍率即f / y倍而在積分區(qū)域Rs上投影的區(qū)域，與通過各微透鏡120分割環(huán)帶I所成的部分區(qū)域Rp的各個相當。從而，圖像積分部105使部分區(qū)域Rp所包括的拍攝像素131的位置和部分區(qū)域Rp所對應(yīng)的微透鏡120相對應(yīng)，作成上述的式(5)，作為基點像素132的合成像素所屬表。另外，部分區(qū)域Rp對應(yīng)的微透鏡120的位置特定為，以基點微透鏡121的位置為基準的相對位置。參照上述合成像素所屬表而生成的合成圖像數(shù)據(jù)包括不同的焦點位置即具有立體形狀的被拍攝體的立體信息。本實施例的數(shù)字相機I根據(jù)如上述生成的具有立體信息的合成圖像數(shù)據(jù)，生成具有三維信息的二維顯示用圖像數(shù)據(jù)，在可顯示三維圖像的顯示裝置100顯示與顯示用圖像數(shù)據(jù)對應(yīng)的顯示用圖像。然后，用戶經(jīng)由顯示裝置100，將三維顯示用圖像觀察為空中像。參照圖8，說明用于顯示如上述生成的包括三維信息的顯示用圖像的顯示裝置110。圖8是Z軸方向的顯示裝置110的構(gòu)成的示意圖。如圖8(a)所示，顯示裝置110具備顯示器111、顯示用微透鏡陣列112、虛像透鏡113。顯示器111由例如具有背光源的液晶顯示器和/或有機EL顯示器等構(gòu)成，具有二維狀排列的多個顯示像素排列114。這些多個顯示像素排列114分別具有二維狀排列的多個顯示像素115。顯示像素115由上述顯示控制部107控制，如后述，與顯示用圖像數(shù)據(jù)對應(yīng)地發(fā)光。顯示用微透鏡陣列112由二維狀排列的多個顯示用微透鏡116構(gòu)成。顯示用微透鏡陣列112在z軸方向用戶(觀察者)側(cè)，配置在從顯示像素115離開顯示用微透鏡116的焦點距離f,的位置。另外，各顯示用微透鏡116按與多個顯示像素排列114對應(yīng)的配置圖形配置。各顯示用微透鏡116使根據(jù)圖像數(shù)據(jù)而從顯示像素115出射的光在z軸方向的用戶(觀察者)側(cè)的預定的像面成像。虛像透鏡113由例如大口徑的菲涅耳透鏡和/或利用衍射等的平面透鏡構(gòu)成，在xy平面上具有覆蓋顯示器111整面的大小。虛像透鏡113配置在用戶通過觀察虛像透鏡113而可將顯示器111顯示的圖像觀察為虛像的位置。即，虛像透鏡113配置在這樣的位置使得在z軸方向，上述顯示用微透鏡116形成的像面Q比虛像透鏡113的焦 點位置P靠內(nèi)側(cè)。換言之，以使得像面Q位于虛像透鏡113到虛像透鏡113的焦點位置P之間的方式，配置虛像透鏡113。如圖8(b)所示，上述顯示裝置110的z軸方向上的顯示用微透鏡陣列112與顯示像素115的位置關(guān)系，可看成等效于圖4所示的拍攝單元100的z軸方向上的微透鏡陣列12與拍攝像素131的位置關(guān)系。如圖4(b)所示，來自某焦點位置S的被拍攝體光入射多個拍攝像素131后，圖像圖形生成部106以下述方式生成顯示用圖像數(shù)據(jù)使得顯示像素115以與圖6(a)所示的拍攝像素131的入射光的排列圖形同樣的排列圖形發(fā)光。該場合，如圖8(b)所示，來自顯示像素115的光束rl r5經(jīng)由顯示用微透鏡116在焦點位置S'成像。關(guān)于合成圖像數(shù)據(jù)的各像素的各個，式(5)表達的微透鏡120與拍攝像素131的對應(yīng)關(guān)系由顯示用微透鏡116和顯示像素115再現(xiàn)后，從顯示器111出射的光在與合成圖像數(shù)據(jù)的各像素中不同的焦點位置S對應(yīng)的焦點位置S'成像。結(jié)果，具有與合成圖像數(shù)據(jù)的立體信息對應(yīng)的三維信息的顯示用圖像形成為具有立體形狀的空中像。該場合，空中像中，被拍攝體的實際深度方向的距離在保持其距離感不變的情況下，在顯示用圖像中縮小再現(xiàn)。即，空中像中，被拍攝體的實際距離的倒數(shù)被壓縮。另外，圖8(b)中也示出了來自顯示像素115的光束rl r5的主光線。圖像圖形生成部106采用從各拍攝像素131輸出的圖像信號，生成與上述顯示用圖像對應(yīng)的顯示用圖像數(shù)據(jù)。此時，圖像圖形生成部106根據(jù)合成像素所屬表，確定以與某拍攝像素131輸出的圖像信號對應(yīng)的強度發(fā)光的顯示像素115。換言之，圖像圖形生成部106將從各拍攝像素131輸出的圖像信號分配到與拍攝像素131的配置位置對應(yīng)配置的顯示像素115。但是，來自顯示像素115的光的行進方向與攝影時相反。從而，若將合成像素所屬表所記錄的微透鏡120與拍攝像素131的位置關(guān)系原樣不變地用作生成顯示用圖像數(shù)據(jù)時的位置關(guān)系，則觀察的空中像的遠近相反(逆轉(zhuǎn))。因而，圖像圖形生成部106在將合成像素所屬表所記錄的拍攝像素131按以基點微透鏡121為中心而成點對稱的位置即等效位置，分配顯示像素115。其結(jié)果，攝影時的像面被觀察為空中像。首先，圖像圖形生成部106檢測出多個顯示用微透鏡116中的一個顯示用微透鏡116對應(yīng)的拍攝單元100的基點微透鏡121。另外，表示顯示用微透鏡116與基點微透鏡121的對應(yīng)關(guān)系的數(shù)據(jù)預先在預定的記錄區(qū)域存儲。然后，圖像圖形生成部106參照檢測出的基點微透鏡121的合成像素所屬表，檢測出輸出用于形成合成圖像信號的圖像信號的拍攝像素131和該拍攝像素131在拍攝元件13上的位置。檢測到拍攝像素131及其位置后，圖像圖形生成部106根據(jù)檢測出的位置，檢測分配來自拍攝像素131的圖像信號的顯示像素115相對于顯示用微透鏡116配置在哪個位置。然后，圖像圖形生成部106向檢測到的顯示像素115分配從拍攝像素131輸出的圖像信號。即，圖像圖形生成部106分配圖9(b)所示的顯示像素115a，作為要與來自圖9(a)所示的拍攝像素131a的圖像信號對應(yīng)地發(fā)光的顯示像素115。微透鏡120及拍攝像素131間的排列與顯示用微透鏡116及顯示像素115間的排列不能看成等效的場合，圖像圖形生成部106向下述顯示像素115分配圖像信號，該顯示像素115配置在標準化為相對于顯示用微透鏡116的偽光軸的相對位置的位置。結(jié)果，根據(jù)從多個顯示像素115出射的光束rl r5，構(gòu)成顯示用圖像數(shù)據(jù)的一個像素數(shù)據(jù)。另外，如上所述，顯示裝置110進行虛像顯示。因而，圖像圖形生成部106以相對于合成圖像數(shù)據(jù)而言按上下方向(y軸方向)反轉(zhuǎn)的方式生成顯示用圖像數(shù)據(jù)。即，圖像圖 形生成部106向配置在以顯示用微透鏡116的偽光軸為基準在上下方向(y軸方向)對稱的位置的顯示像素115分配來自拍攝像素131的圖像信號。例如，圖像圖形生成部106將從圖9(a)所示的拍攝像素131b輸出的圖像信號向圖9(b)所示的顯示像素115分配。圖像圖形生成部106對全部的顯示用微透鏡116進行以上處理。如果向同一顯示像素115分配從多個拍攝元件131輸出的圖像信號，則圖像圖形生成部106重疊相加多個圖像信號。結(jié)果，圖像圖形生成部106生成顯示用圖像數(shù)據(jù)。圖像圖形生成部106將生成的顯示用圖像數(shù)據(jù)經(jīng)由顯示控制部107向顯示裝置110輸出。各顯示像素115根據(jù)該顯示用圖像數(shù)據(jù)發(fā)光后，由顯示用微透鏡116根據(jù)三維信息，形成立體感的三維像面。該三維像面通過由虛像透鏡113投影為預定大小，被用戶觀察為三維的空中畫面。換言之，由顯示器111和顯示用微透鏡116形成的三維像面光學地等效于由攝影透鏡LI攝影立體的被拍攝體時的成像面。因此，在預定像面附近成像的立體被拍攝體的像通過虛像透鏡113復原為三維空中像。結(jié)果，用戶可以通過顯示裝置110立體地觀察為三維空中像。根據(jù)以上說明的實施例的數(shù)字相機1，可獲得以下的作用效果。(I)圖像積分部105采用從拍攝元件13輸出的圖像信號，生成具有與多個焦點位置有關(guān)的信息的合成圖像數(shù)據(jù)，圖像圖形生成部106根據(jù)合成圖像數(shù)據(jù)，生成具有三維信息的顯示用圖像數(shù)據(jù)。顯示器111的多個顯示像素115 二維狀排列，多個顯示像素115根據(jù)顯示用圖像數(shù)據(jù)，從多個顯示像素出射光束。在顯示用微透鏡陣列112，將從多個顯示像素115出射的光束合成而形成三維像的多個顯示用微透鏡116 二維狀排列，虛像透鏡113構(gòu)成為可觀察通過顯示用微透鏡116形成的三維像。結(jié)果，可以不進行立體型和/或雙凸透鏡方式那樣的利用右眼和左眼的視差形成的錯覺的立體顯示地，使得用戶可以在畫面上將具有立體形狀的被拍攝體的像觀察為三維空中像。從而，不是基于錯覺，而是實際觀察三維再現(xiàn)的空中像，因此，可以防止現(xiàn)有的立體圖像的顯示中成為問題的立體暈眩和/或?qū)和曈X形成功能造成妨礙等生理方面的惡劣影響。而且，不用專用眼鏡等就可觀察，因此可長時間觀察。另外，采用全息方式的場合，顯示的冗余度為1000 1以上，因此，例如為了再現(xiàn)具有10萬像素的分辨率的立體像，顯示器需要10億像素以上的像素。相對地，本實施例的顯示裝置110中，可以以相對于圖像分辨率的冗余度為100 1000倍程度的像素數(shù)顯示三維空中像。而且，對作為三維圖像被攝影的圖像進行投影顯示時，不必采用用于使之作為正立像顯示的折射率分布透鏡等構(gòu)成，能以簡易的構(gòu)成再現(xiàn)三維空中像。(2)多個顯示用微透鏡116分別與多個顯示像素115對應(yīng)排列，圖像圖形生成部106以下述方式生成顯示用圖像數(shù)據(jù)使得三維像的一個像素由與多個顯示用微透鏡116對應(yīng)排列的多個顯示像素115出射的光束形成。換言之，圖像圖形生成部106以下述方式生成顯示用圖像數(shù)據(jù)使得出射光束的多個顯示像素115的排列關(guān)系等效于與合成圖像數(shù)據(jù)的一個像素數(shù)據(jù)對應(yīng)的多個拍攝像素131的排列關(guān)系。結(jié)果，通過將從各拍攝像素131輸出的圖像信號向?qū)?yīng)的顯示像素115分配，可以預先生成具有三維信息的顯示用圖像數(shù)據(jù)。
(3)虛像透鏡113配置成，通過顯示用微透鏡116在虛像透鏡113與其的焦點距離之間形成三維像面。從而，可以以簡易的構(gòu)成將由圖像圖形生成部106生成的二維顯示圖像用數(shù)據(jù)觀察為三維空中像。以上說明的實施例的數(shù)字相機I可如下地變形。(I)根據(jù)由圖像積分部105生成的合成圖像數(shù)據(jù)，也可以取代在顯示裝置110顯示圖像圖形生成部106生成的顯示用圖像數(shù)據(jù)，而在不同于數(shù)字相機I的外部的顯示裝置(例如個人計算機、電視機等)具備的監(jiān)視器顯示。該場合，外部的顯示裝置讀入由數(shù)字相機I生成并在存儲卡109a記錄的合成圖像數(shù)據(jù)。然后，顯示裝置采用讀入的合成圖像數(shù)據(jù)，進行與圖像圖形生成部105同樣的處理，生成顯示用圖像數(shù)據(jù)，向監(jiān)視器輸出。該場合，顯示裝置具備的監(jiān)視器也與實施例的顯示裝置110同樣，必須構(gòu)成為可觀察三維空中像。即，如圖8所示，具備以下部分即可多個顯示像素二維狀配置而成的顯示器；用于使來自顯示像素的光束成像的微透鏡二維狀地多個排列而成的微透鏡陣列；用于使用戶將由微透鏡成像的三維像觀察為虛像的虛像透鏡。另外，顯示裝置從數(shù)字相機I讀入多視點圖像文件時，也可以采用例如LAN電纜和/或無線通信等接口。(2)上述數(shù)字相機I和/或外部顯示裝置具有的顯示器也可以不具備虛像透鏡113。該場合，也與實施例同樣地進行顯示用圖像數(shù)據(jù)的生成。但是，圖像圖形生成部106不進行以相對于合成圖像數(shù)據(jù)按上下方向(y軸方向)反轉(zhuǎn)的方式生成顯示用圖像數(shù)據(jù)的處理。此時顯示的像面不是嚴格意義的三維像的再現(xiàn)。是與攝影時相同、在焦點附近由攝影透鏡I壓縮的像面的再現(xiàn)。關(guān)于距離和焦點距離的倒數(shù)，由于具有線性關(guān)系，因此，距離若遠，則立體幾乎不再現(xiàn)，相反，近的物體即使是相同深度，也可顯著表現(xiàn)。在比實際的被拍攝體近的位置立體表現(xiàn)事物時，若考慮眼是光學裝置，在其所處的像面展開，則表現(xiàn)的事物與實際的相比，深度應(yīng)該被壓縮。從而，顯示裝置110基于該考慮，如圖15所示，在表現(xiàn)由單點劃線表示的像面PLl時，在透鏡陣列附近，如虛線所示，用壓縮了像面PLl所得的像面PL2表示。像面PLl在不同于實際位置處呈現(xiàn)時，也可以相應(yīng)地調(diào)整深度。顯示畫面一般比進行攝影的數(shù)字相機I的拍攝元件131的拍攝面積大。例如數(shù)字相機I的拍攝元件尺寸若設(shè)為所謂實物尺寸(fullsize)，則其大小為35X24 (mm)，不足通常為20英寸尺寸(40. 6X30. 5)的電視機的監(jiān)視器的1/10。為方便起見即使設(shè)為10倍，如后述，若被拍攝體的攝影倍率設(shè)為1/20 (50mm透鏡、Im的位直)后直接拍攝,則倍率成為1/2。三維圖像中，不同于二維顯示，在按10倍距離顯示10倍大小的被拍攝體、等倍且等距離顯示以及按1/10的距離以1/10倍顯示的各個情況中，顯示內(nèi)容顯著不同。越往后的情況下，深度相對地越大，立體感相對地越強。接著，說明顯示的深度。由在顯示裝置110裝備的顯示用微透鏡陣列112來壓縮深度方向的高度。將輸入部件即數(shù)字相機I的拍攝元件13的尺寸和顯示器111的尺寸的比率設(shè)為k。以下，分為攝影倍率(被拍攝體的大小與被拍攝體像的大小之比)超過k倍的情況和在k倍以下的情況進行說明。將攝影倍率設(shè)為η。攝影倍率超過k倍時，即，被拍攝體處于離數(shù)字相機I 一定以上的位置時，被拍攝體以I/η倍的大小被拍攝元件13 二維地取得，在顯示器111上以k/n倍的大小顯示。由于n>k，因此，被拍攝體顯示得比實際小，即被看作是被拍攝體更靠近顯示器111的顯示面。本發(fā)明的顯示裝置110中，在顯示用微透鏡陣列112面的附近顯示立體像。若到該顯示面的距離設(shè)為d，到攝影時的被拍攝體的距離設(shè)為y，則深度方向的倍率由以下的式(8)表達。
M =(之)2d
■ ■ ■ ( 8 )顯示的像為k η倍，因此也可以換言之為(n/k)2倍。若攝影倍率設(shè)為50倍、顯示器111的大小設(shè)為拍攝元件13的10倍，則深度方向的倍率為25倍，在深度方向為20cm的物體在數(shù)字相機I上成為80 μ m、在顯示器111上成為8mm的像面高度。顯示用微透鏡陣列112的F值和數(shù)字相機I攝影時的微透鏡陣列12的F值相等時，顯示器111的尺寸成為10倍。因而,顯示器111中，只能獲得800 μ m程度的像面高度。因而，增大顯示用微透鏡116的F值，獲得匹配性。但是，數(shù)字相機I的微透鏡120的F值為4時將顯示用微透鏡116的F值設(shè)為40是不現(xiàn)實的。從而，將顯示用微透鏡116設(shè)為例如F = 8、16左右的值。其結(jié)果，雖然空中像的深度的距離有些減少，但是立體感本身無損地被獲得。這是因為，人的知覺中的立體感是相對的且定性的。對顯示用微透鏡116的F值的增加與空中像的深度的增大相關(guān)這一情況進行說明。如圖16的焦點位置和顯示用像素115的面的關(guān)系所示，若光像的高度設(shè)為y，離顯示用微透鏡116的中心(偽光軸)的距離座標設(shè)為X，顯示用微透鏡116的間隔設(shè)為d，其焦點距離設(shè)為f，則由以下的式(9)表示的關(guān)系成立。y / nd = f / X... (9)另外，η用整數(shù)表示相鄰，η = I表示相鄰的顯示用微透鏡116, η = 2表示進一步相鄰的顯示用微透鏡116。上述的式(9)在數(shù)字相機I和顯示裝置110都同等有效。根據(jù)式(9)所示的關(guān)系，由顯示器111再現(xiàn)的空中像的光像的高度y與顯示用微透鏡116的焦點距離f成比例。顯示器111的尺寸相對于拍攝元件13的尺寸成為10倍的比率時,焦點距離f也成為10倍。因而，f值若相等，則以10倍的顯示器111的尺寸，將10倍大小的空中像表現(xiàn)為10倍的高度y。從而，為了進一步強調(diào)高度y，將顯示用微透鏡116的焦點距離設(shè)為20倍、30倍等即可，即，將顯示用微透鏡116的F值設(shè)為2倍、3倍即可。這里，說明倍率為n/k > I時的情況。近處有被拍攝體時的立體感與遠處時有些不同。在近處且倍率小的情況即接近攝影中，觀察者不希望圖像等倍。例如，若考慮蜜蜂的接近攝影像，則觀察者不希望蜜蜂以實際大小在顯示器111或空中立體顯示。蜜蜂作為空中像顯示時，以鴿子等的大小且處于稍微離開處，作為圖像是自然的。其理由是，等倍顯示時，觀察者無法判別顯示得小的蜂是虻還是蜂。而且，由于這樣的事物也總是以擴大的圖像被提供。例如，通過等倍數(shù)字相機1，由50mm的攝影透鏡LI攝影被拍攝體時，像面的深度為等倍，因此直接保存。該等倍保存的被拍攝體向上述10倍大小的顯示器111輸出后，在500mm的位置顯示20cm大小的蜂。顯示器111的觀察位置若為Im,則觀察者以4倍感知深度，因此立體感夸張。
如上所述，立體感因攝影的圖像或者顯示的圖像的倍率而顯著變化。但是，如上所述，人具有的深度感模糊，不是絕對值而是與對象的深度有關(guān)的順序性，成為決定立體感的基準。本發(fā)明中，深度量的絕對值根據(jù)攝影倍率變化，但是相對的關(guān)系完全保持，因此可向觀察者提供明確的立體感。另外，由于與完全提供立體像、通過視差獲得立體感的立體方式從根本上不同，因此，對人的視覺的負擔小，不會引起所謂的立體暈眩等現(xiàn)象。另外，只要無損本發(fā)明的特征，本發(fā)明不限于上述實施例，在本發(fā)明的技術(shù)思想范圍內(nèi)考慮的其他形態(tài)也包括在本發(fā)明的范圍中。說明中采用的實施例及變形例當然也可以分別適宜地組合。以下的優(yōu)先權(quán)基礎(chǔ)申請的公開內(nèi)容作為引用文獻結(jié)合于此。日本國專利申請2010年第137391號(2010年6月16日申請)日本國專利申請2011年第130067號(2011年6月10日申請)
權(quán)利要求
1.一種圖像顯示裝置，其特征在于，具備 輸入部，其輸入根據(jù)從與不同的多個攝影用微透鏡對應(yīng)排列的多個拍攝像素輸出的多個圖像信號而生成了一個像素數(shù)據(jù)的圖像數(shù)據(jù)； 生成部，其根據(jù)上述圖像數(shù)據(jù)生成具有三維信息的顯示用圖像數(shù)據(jù)； 顯示部，其由多個顯示像素二維狀地排列而成，根據(jù)上述顯示用圖像數(shù)據(jù)，從上述多個顯示像素出射光束；和 微透鏡陣列，其由將從上述多個顯示像素出射的光束合成而形成三維像的多個微透鏡二維狀地排列而成。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的圖像顯示裝置，其特征在于， 上述多個微透鏡分別與上述多個顯示像素對應(yīng)排列， 上述生成部，以將從與多個微透鏡對應(yīng)排列的上述多個顯示像素出射的光束合成而構(gòu)成上述三維像的一個像素的方式，生成上述顯示用圖像數(shù)據(jù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的圖像顯示裝置，其特征在于， 上述生成部，以出射上述光束的上述多個顯示像素的排列關(guān)系與上述一個像素數(shù)據(jù)所對應(yīng)的上述多個拍攝像素的排列關(guān)系等效的方式，生成上述顯示用圖像數(shù)據(jù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的圖像顯示裝置，其特征在于， 上述生成部，以上述一個像素數(shù)據(jù)所對應(yīng)的上述多個拍攝像素的排列關(guān)系與上述多個顯示像素的排列關(guān)系成為相互點對稱的方式，生成上述顯示用圖像數(shù)據(jù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I至4的任一項所述的圖像顯示裝置，其特征在于， 上述生成部，以上述三維像在上述微透鏡的附近再現(xiàn)，上述三維像的深度方向的倍率與上述微透鏡的排列面的方向的倍率相比被壓縮的方式，生成上述顯示用圖像數(shù)據(jù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的圖像顯示裝置，其特征在于， 上述生成部，以上述深度方向的倍率成為上述微透鏡的排列面的方向的倍率的平方的倍數(shù)的方式，生成上述顯示用圖像數(shù)據(jù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求I至6的任一項所述的圖像顯示裝置，其特征在于， 上述生成部，以上述微透鏡的偽光軸為基準將上述一個像素數(shù)據(jù)所對應(yīng)的上述多個拍攝像素的排列關(guān)系標準化，生成上述顯示用圖像數(shù)據(jù)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的圖像顯示裝置，其特征在于， 上述微透鏡的F值比上述攝影用微透鏡的F值大。
9.根據(jù)權(quán)利要求I至8的任一項所述的圖像顯示裝置，其特征在于， 還具備觀察由上述微透鏡形成的上述三維像的觀察光學系統(tǒng)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的圖像顯示裝置，其特征在于， 上述觀察光學系統(tǒng)包括虛像透鏡，上述虛像透鏡配置為在上述虛像透鏡和其焦點距離間形成上述三維像面。
全文摘要
圖像顯示裝置具備輸入部，其輸入根據(jù)從與不同的多個攝影用微透鏡對應(yīng)地排列的多個拍攝像素輸出的多個圖像信號而生成了一個像素數(shù)據(jù)的圖像數(shù)據(jù)；生成部，其采用圖像數(shù)據(jù)生成具有三維信息的顯示用圖像數(shù)據(jù)；顯示部，其由多個顯示像素二維狀地排列而成，根據(jù)顯示用圖像數(shù)據(jù)，從多個顯示像素出射光束；和微透鏡陣列，其由將從多個顯示像素出射的光束合成而形成三維像的多個微透鏡二維狀地排列而成。
文檔編號G02B3/00GK102870032SQ201180016408
公開日2013年1月9日 申請日期2011年6月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月16日
發(fā)明者巖根透 申請人:株式會社尼康