[发明专利]空间图像显示装置和空间图像显示方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2014年3月27日提出申请的日本专利申请JP2014-066891的优先权，在此结合其全部内容作为参考。

技术领域

本发明涉及一种在空间中显示图像的空间图像显示装置、以及一种空间图像显示方法。

背景技术

日本未审专利申请公布No.2008-158114中公开了一种使用平面对称成像元件的光学系统。在该光学系统中，放置在所述元件下表面下方的物体的图像形成在所述元件上表面上方的作为对称平面的位置处。该光学系统中所使用的平面对称成像元件的基板以矩阵形式设置有具有矩形横截面的多个垂直通孔，在每个垂直通孔的内壁上形成两个互相垂直的镜面，这称为二面角反射器(DCR)。在包括于基板上设置有像这样的多个二面角反射器的二面角反射器阵列(DCRA)的成像元件中，当从物体发出的光线穿过基板的垂直通孔时，光线在构成二面角反射器的两个镜面上反射，在每个镜面上反射一次。然后，反射的光线在相对于基板对称的平面的位置处形成图像。结果，对于观看者而言，所形成的图像(实像)看起来像是漂浮在成像元件上表面上方的空间中。

发明内容

在上述平面对称成像元件中，通过基板表面上的逆反射(retro-reflection)形成实像。结果，在垂直于基板表面的方向上，物体距基板的距离等于基板距实像的距离。因此，如果试图增强实像的漂浮感，则包括整个装置的壳体的深度就要与所述增强成比例地变大。此外，未被逆反射的光线形成了虚像，因此光线的使用受到限制。此外，制造包括二面角反射器的成像元件是很困难的。

另一方面，注意到，Gabriel Lippman在1908年提出了一种立体显示的光线再现型方法，其被称为积分摄像(integral photography)或积分成像(integral imaging)。然而，在通常提到的积分成像中，用于进行立体显示的数据量增加。此外，需要具有大量像素(高分辨率)的显示装置等，因此难以实现积分成像。

因此，需要提供一种尺寸小且实现性高的用于获得空间图像的空间图像显示装置、以及一种空间图像显示方法。

按照本发明的一个实施方式，提供一种空间图像显示装置，包括：显示部，所述显示部包括以二维阵列设置的多个像素，所述多个像素配置为分别以互不相同的发射角度发射光线，从而在远离所述多个像素的阵列面的空间中形成包括以二维阵列设置的多个图像点的平面图像，其中所述多个像素之中的两个以上的预定数量的像素发射所述预定数量的光线，从而所述预定数量的光线相交以形成一个图像点，且经过一个图像点的所述预定数量的光线之中的两条相邻光线的间隔在预定观看位置处等于或小于预定观看间隔。

按照本发明的另一个实施方式，提供一种空间图像显示方法，所述方法包括：当以二维阵列设置的多个像素分别以互不相同的发射角度发射光线，从而在远离所述多个像素的阵列面的空间中形成包括以二维阵列设置的多个图像点的平面图像时，所述多个像素之中的两个以上的预定数量的像素发射所述预定数量的光线，从而所述预定数量的光线相交以形成一个图像点，且其中经过一个图像点的所述预定数量的光线之中的两条相邻光线的间隔在预定观看位置处等于或小于预定观看间隔。

在按照本发明的空间图像显示装置或显示空间图像的方法中，在远离多个像素的阵列面的空间中形成包括多个图像点的平面图像。多个像素之中的两个以上的预定数量的像素发射所述预定数量的光线，从而所述预定数量的光线相交以形成图像点。经过一个图像点的所述预定数量的光线之中的两条相邻光线的间隔在预定观看位置处变为等于或小于预定观看间隔。

通过按照本发明的空间图像显示装置或显示空间图像的方法，当在远离多个像素的阵列面的空间中形成包括多个图像点的平面图像时，形成每个图像点的光线被优化，从而可以以小尺寸且高实现性获得空间图像。

在这一点上，在此所描述的优点并非限制，本发明中所描述的任意一个优点就足够了。

附图说明

图1是显示按照本发明第一实施方式的空间图像显示装置的构造的一个示例的剖面图；

图2是显示像素阵列的一个示例的平面图；

图3是显示子像素阵列的一个示例的平面图；

图4是显示像素和微透镜之间的对应关系的剖面图；

图5是显示由微透镜控制光线的发射角度的第一示例的剖面图；

图6是显示由微透镜控制光线的发射角度的第二示例的剖面图；

图7是显示在按照第一实施方式的空间图像显示装置中形成多个图像点的光线的一个示例的剖面图；