JP2005172965A - レンズアレイ素子および表示素子、並びに立体画像撮影装置および立体画像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 簡易な構成でもって解像度の向上とデータ処理量の抑制を実現する、インテグラルフォトグラフィ方式の立体画像撮影装置および立体画像表示装置を提供する。
【解決手段】 複数の要素画像に対応する第１および第２のレンズ群を備え、上記第１のレンズ群ＳＲａ_１１〜ＳＲａ_ｎｍに属する各レンズが格子状に配されるとともに、上記第２のレンズ群ＳＲｂ_１１〜ＳＲｂ_{（ｎ−１）（ｍ−１）}に属する各レンズが、第１のレンズ群にて最小の格子を構成する４つのレンズに囲まれるように配された撮影用レンズアレイ素子２１（レンズアレイ素子）を用いる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、三次元（立体）画像を撮影するための装置あるいは三次元（立体）画像を表示するための装置に関する。

従来の立体像記録再生技術としては、光のコヒーレンスを利用したホログラフィと複数の画像を用いたコヒーレンスを利用しない方法がよく知られている。

ホログラフィは３次元立体像記録再生法として理想的な方法ではあるが、フルカラーの３次元立体表示を行うことは技術的な困難が多く、コスト的にも高くなるため、現在のところ、実時間３次元立体表示や立体映画などに利用されるには至っていない。

一方、複数の画像を用いる方法は、右目用、左目用のそれぞれの画像を用いる単純な２眼式のタイプや、多視点からの画像を用いた多眼式のタイプなどがある。例えば、２眼式の代表例としては偏光眼鏡を用いる立体映画やレンチキュラレンズを用いた立体テレビなどがあるが、これらは見る位置を変えた場合にも映像は変わることはない。すなわち、視差を利用して被視体を立体的に視認させているものの、立体像を完全に再現するものではない。

多眼式のものは見る位置によって見え方の違う多数の画像を多重再生しているので、目の位置の移動によって見え方が変わり、立体像はより自然な見え方に近づく。しかしながら、一定の面内に全視角の像があり、ここに目をフォーカスすると、視差により異なった位置に見えるので、フォーカス位置と見える位置とが一致せず、観察者が不自然さを感じるなどの問題がある。

そこで、近年、観察者の感じる不自然さが少なく、また、技術的にも実現性の高い実時間3次元立体表示の有力方式として、光線再生方式による表示装置の開発が活発に行われている。光線再生方式はインコヒーレントな方法で光線の強度と方向を再生する方法であり、ピンホールアレイとフーリエ変換光学系とを組み合わせた方式（ピンホール方式）やレンズアレイ素子を用いたインテグラルフォトグラフィ方式（ＩＰ方式）のものがよく知られている。

ピンホール方式では、その撮影システムにおいては、二次元配列された複数のピンホールを持つピンホールアレイ板が遠視野生成レンズの光軸上で遠視野生成レンズから焦点距離だけ離れた後方に配置され、記録媒体はピンホールアレイ板のさらに後方に、ピンホールアレイ板と平行に配置される。

上記した配置によって、ピンホール後面の記録媒体には、ピンホールごとに見る角度の異なった物体のピンホールカメラ像が、互いに重ならないようにピンホールの数だけ撮影記録される。このように記録された記録像は再生システムにおいて、ピンホールアレイ板と白色光源から構成された微小光源アレイによって、記録媒体に形成されている複数の記録像がそれぞれ照明され、各記録像の投影像は、結像系の結像レンズによって、その焦点距離だけ離れた位置に合成結像される。これにより、結像位置には元の物体の再生像が生成される。

しかしながら、上記ピンホール方式では、ピンホールアレイを用いているために、白色光源からの光の利用効率が非常に低くなり、再生される画像が暗くなるという欠点がある。

これに対し、レンズアレイ素子を用いたインテグラルフォトグラフィ方式（ＩＰ方式）は明るさの点で有利である。

図９は（ａ）（ｂ）は上記ＩＰ方式の原理を説明するものであり、（ａ）は、立体画像撮影装置および記録原理を説明するブロック図であり、（ｂ）は、立体画像表示装置および表示原理を説明するブロック図である。

図９（ａ）に示されるように、立体画像撮影装置１１０は、撮影装置１５０とデータ処理装置１５１と撮影用レンズアレイ素子１２１とを備えており、この撮影用レンズアレイ素子１２１は、撮影装置１５０の被写体１１３側に備えられている。上記撮影用レンズアレイ素子１２１には、図１０（ａ）に示されるように、複数のレンズ（凸レンズ）Ｓｒ_１１〜Ｓｒ_ｎｍ（ｎ、ｍは自然数、以下も同じ。）が格子状に（各レンズの中心位置が格子点となるように）配列されている。

なお、図９に示す撮影用レンズアレイ素子１２１は図１０（ａ）に示す撮影用レンズアレイ素子１２１の断面図であり、図９に示されるレンズ（Ｓｒ_１〜Ｓｒ_ｎ）は、図１０（ａ）に示されるレンズＳｒ_１１〜Ｓｒ_ｎｍに相当する。

図９（ａ）の構成においては、各レンズＳｒ_１〜Ｓｒ_ｎによる被写体１１３の結像である要素画像Ｓｅｉ_１〜Ｓｅｉ_ｎが、撮影用レンズアレイ素子１２１と短焦点距離だけ離れた位置に生成される。この要素画像Ｓｅｉ_１〜Ｓｅｉ_ｎは、各レンズＳｒ_１〜Ｓｒ_ｎひとつひとつに対応しており、各レンズＳｒ_１〜Ｓｒ_ｎの配置位置（レンズと被写体１１３との角度）によって少しずつ異なっている。

ここで、これら各要素画像Ｓｅｉ_１〜Ｓｅｉ_ｎが同時に撮影装置１５０によって撮影される。この要素画像Ｓｅｉ_１〜Ｓｅｉ_ｎの撮影画像は上記データ処理装置１５１によって画像反転等のデータ処理がなされ、要素画像データｅｉｄとされる。

一方、立体画像表示装置１４０は、図９（ｂ）に示されるように、表示用レンズアレイ素子１８１と液晶表示素子などの二次元表示素子１３０とを備えている。この表示用レンズアレイ素子１８１は、２次元表示素子１３０の観察者側に備えられている。上記表示用レンズアレイ素子１８１には、図９（ｂ）に示されるように、複数のレンズ（凸レンズ）Ｄｒ_１１〜Ｄｒ_ｎｍが格子状に（各レンズの中心位置が格子点となるように）配列されている。

なお、図９（ｂ）に示す撮影用レンズアレイ素子１８１は図１０（ｂ）に示す表示用レンズアレイ素子１８１の断面図であり、図９（ｂ）に示されるレンズ（Ｄｒ_１〜Ｄｒ_ｎ）は、図１０（ｂ）に示されるレンズＤｒ_１１〜Ｄｒ_ｎｍに相当する。

図９（ｂ）の構成では、要素画像データＥｉｄにより、２次元表示素子１３０に、再生要素画像Ｄｅｉ_１〜Ｄｅｉ_ｎが表示用レンズアレイ素子１８１に対して撮影時と同じ位置に表示される。そして、この再生要素画像Ｄｅｉ_１〜Ｄｅｉ_ｎを、表示用レンズアレイ素子１８１を介して、該表示用レンズアレイ素子１８１を挟んで２次元表示素子１３０の反対側（観察者側）から観察することで、上記被写体１１３の立体画像１１３’を再生することができる。

なお、撮影装置１５０で得られた要素画像Ｓｅｉ_１〜Ｓｅｉ_ｎをそのまま二次元表示素子１３０に表示した場合、観測される再生立体画像に奥行きの逆転現象がおきる。そこで、上記のように、上記データ処理装置１５１で要素画像Ｓｅｉ_１〜Ｓｅｉ_ｎの撮影画像を点対称（反転）処理した後に、要素画像データｅｉｄとする。この要素画像データｅｉｄにより二次元表示素子１３０には、要素画像Ｓｅｉ_１〜Ｓｅｉ_ｎと点対称の関係にある再生要素画像Ｄｅｉ_１〜Ｄｅｉ_ｎが表示され、この再生要素画像Ｄｅｉ_１〜Ｄｅｉ_ｎを表示用レンズアレイ素子１８１を介して観察することで、凹凸の正確な立体画像が再現される。

このように、上記ＩＰ方式においては、被写体１１３の再生立体画像（１１３’）の観察が、２次元表示素子１３０に表示された各再生要素画像Ｄｅｉ_１〜Ｄｅｉ_ｎのサンプリングによって行われることになる。

したがって、観察される再生立体画像の平面解像度は、要素画像Ｓｅｉ_１〜Ｓｅｉ_ｎを撮影するレンズＳｒ_１〜Ｓｒ_ｎ（Ｓｒ_１１〜Ｓｒ_ｎｍ、図１０（ａ）参照）のレンズピッチ（各レンズ間距離）によって制限される。

特許文献１（特開２００２−１９９４１７号）には、レンズピッチの制約を解消して平面解像度を向上させるための従来技術が記載されている。これを図１１を用いて以下に説明する。

上記従来技術では、上記ＩＰ方式の立体画像撮影装置１２１において、要素画像Ｓｅｉ_１〜Ｓｅｉ_ｎを結像する素子として、平面上の屈折率分布が動的に変化する結合素子１０９（図１１参照）を用いる。この結像素子は、時刻ｔと時刻ｔ＋ｎとの両方の時刻で、図１０（ａ）に示されるような均一なレンズ径の複数のレンズを備えたレンズアレイ素子と同等の機能を持つ屈折率分布の形成するとともに、時刻ｔとｔ＋ｎとで、その屈折率分布を空間的に変化させうるものである。

すなわち、図１１に示されるように、時刻ｔ＋ｎに対応する屈折率分布Ｒｄ’（点線で示される部分）は、時刻ｔに対応する屈折率分布Ｒｄ（実線で表される部分）に比較して、空間的に変化しており、これにより、１枚のレンズアレイ素子で記録される場合の約２倍の要素画像Ｓｅｉ_１〜Ｓｅｉ_ｎが得られることになる。

立体画像の再生においては、それぞれの時刻（ｔ・ｔ＋ｎ）で得られた要素画像Ｓｅｉ_１〜Ｓｅｉ_ｎ（図９（ａ）参照）を、２次元画像表示素子１３０（図９（ｂ）参照）の位置に対応させて、順次、高速に表示する。この結果、観察者が再生立体画像を観察する際のサンプル点数が増加し、平面解像度を向上させることが可能となる。
特開２００２−１９９４１７号公報（公開日：２００２年１２月２２日）

しかしながら、この従来技術においては、レンズアレイ素子に該当する結合素子は、その屈折率分布が動的（時間経過に伴って空間的）に変化するような複雑な構成となる。さらに、異なる領域から記録された要素画像を順次切り替えつつ高速に表示しなければならないため、データ処理量が増大する。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、簡易な構成でもって解像度の向上とデータ処理量の抑制を実現する立体画像撮影装置および立体画像表示装置を提供することにある。

本発明のレンズアレイ素子は、上記課題を解決するために、各要素画像に対応する第１および第２のレンズ群を備え、上記第１のレンズ群が格子状に配されるとともに、上記第２のレンズ群の各レンズが、第１のレンズ群にて最小の格子を構成する４つのレンズに囲まれるように配されていることを特徴としている。

また、上記レンズアレイ素子においては、上記第１のレンズ群に属する各レンズが同一の円形形状を有するとともに、上記第２のレンズ群に属する各レンズが、上記第１のレンズ群の各レンズより口径の小さい同一の円形形状を有していることが好ましい。

また、上記レンズアレイ素子においては、上記第２のレンズ群の各レンズは、第１のレンズ群にて最小の格子を構成する４つのレンズ各々に接していることが好ましい。

本発明の立体画像撮影装置は、上記レンズアレイ素子を備えたことを特徴としている。

本発明の表示素子は、上記課題を解決するために、複数の要素画像それぞれを、所定位置に配される各表示領域に対応させて表示する画像表示素子であって、上記各表示領域を構成する画素の数が、各表示領域の配置位置によって異なっていることを特徴としている。

また、上記表示素子においては、上記各表示領域を構成する１画素あたりの大きさが、該表示領域の配置位置によって異なっていることが好ましい。

また、上記表示素子においては、上記各表示領域は第１および第２の表示領域群からなり、上記第１の表示領域群が格子状に配されるとともに、上記第２の表示領域群の各表示領域が、上記第１の表示領域群にて最小格子を構成する４つの表示領域に囲まれるように配されており、第１の表示領域に属する各表示領域と第２の表示領域群に属する各表示領域とで、各表示領域を構成する画素の数が異なっていることが好ましい。

また、上記表示素子においては、上記第１の表示領域群の各表示領域に比較して、第２の表示領域群に属する各表示領域の面積が小さいことが好ましい。

また、本発明の立体画像表示装置は上記表示素子を備えたことを特徴としている。

本発明のレンズアレイ素子は、以上のように、複数の要素画像に対応する第１および第２のレンズ群を備え、上記第１のレンズ群に属する各レンズが格子状に配されるとともに、上記第２のレンズ群に属する各レンズが、第１のレンズ群にて最小の格子を構成する４つのレンズに囲まれるように配されている。

まず、各レンズが格子状に配されているとは、各レンズの中心部が、格子点となるように各レンズが配された状態（構成）をいう。

上記レンズアレイ素子は、第１あるいは第２のレンズ群に属する複数のレンズを備えており、このレンズによって例えば被写体を複数の要素画像として結像させるものである（撮影用のレンズアレイ素子として用いる場合）。また、上記レンズアレイ素子を介して、複数の要素画像を例えば観察者側に立体画像として結像させることもできる（表示用のレンズアレイ素子として用いる場合）。

上記構成は、上記第１のレンズ群に属する各レンズを格子状に配するとともに、この第１のレンズ群にて最小の格子を構成する４つのレンズに囲まれた間隙領域に、第２のレンズ群に属する各レンズを配するものである。

したがって、各レンズを単に格子状に配しただけの従来のレンズアレイ素子に比較して、各レンズ間の間隙領域を少なくすることができ、より多くのレンズをレンズアレイ素子に配することが可能となる。すなわち、撮影用のレンズアレイ素子として用いる場合には、上記従来のレンズアレイ素子に比較して、より多くの要素画像を生成することができ、また、表示用のレンズアレイ素子として用いる場合には、より多くの要素画像を結像させることができる。

この結果、撮影用のレンズアレイ素子として用いる場合には、被写体の解像度を高めることができる。また、表示用レンズアレイ素子として用いる場合は、より高解像度の画像（立体画像）を観察者側に再現させることができる。

また、上記レンズアレイ素子は、格子状に配置された第１のレンズ群の間隙（最小の格子を構成する４つのレンズの間隙）に、第２のレンズ群に属する各レンズが配置されただけの簡易な構成である。したがって、屈折率分布を動的に変化させるような従来の結合素子に比較して、レンズアレイ素子の製造が容易であるとともに、撮影時あるいは表示時のデータ処理量を低減することができる。

上記レンズアレイ素子においては、上記第１のレンズ群に属する各レンズが、同一の（同一口径の）円形形状を有するとともに、上記第２のレンズ群に属する各レンズが、上記第１のレンズ群の各レンズより口径の小さい同一の（同一口径の）円形形状を有していることが好ましい。

円形形状のレンズは、その周囲が曲線であるため、複数のレンズ（第１のレンズ群に属するレンズ）を格子状に配した場合、各レンズ間の間隙領域が大きくなる。そこで、上記構成では、この間隙領域に、上記各レンズより口径の小さいレンズ（第２のレンズ群に属するレンズ）を配している。

これにより、同一（同一口径）の円形形状を有するレンズを単に格子状に配しただけの従来のレンズアレイ素子に比較して、各レンズ間の間隙領域をより少なくすることができ、より多くのレンズをレンズアレイ素子に配することが可能となる。

この場合、上記第２のレンズ群の各レンズを、第１のレンズ群にて最小の格子を構成する４つのレンズ各々に接するように配すれば、各レンズ間の間隙領域をより一層少なくすることができる。

本発明の表示素子は、以上のように、複数の要素画像それぞれを、所定位置に配される各表示領域に対応させて表示する表示素子であって、上記各表示領域を構成する画素の数が、各表示領域の配置位置によって異なっている。

上記の表示素子は、複数の要素画像を、その各々に対応する表示領域に表示させるものである。したがって、上記要素画像の数が増大（高解像度化）するとこれに伴って表示領域の数も増大し、表示の際のデータ処理に負担がかかる。

そこで、上記構成では、各表示領域を構成する画素数を各表示領域の配置位置によって異ならせている。これにより、上記要素画像の数が増大しても、例えば、所定位置に配置された表示領域については構成画素数を少なくすることで、画像表示時のデータ処理の負担を低減させることができる。

また、各表示領域の面積が同一の場合でも、表示領域を構成する１画素あたりの大きさを異ならせる（変える）ことで、表示領域を構成する画素数を、各表示領域の配置位置によって異ならせる（変える）ことができる。

また、上記各表示領域を、第１および第２の表示領域群とし、第１の表示領域群を格子状に配するとともに、上記第２の表示領域群の各表示領域を、上記第１の表示領域群にて最小格子を構成する４つの表示領域に囲まれるように配し、第１の表示領域に属する各表示領域と第２の表示領域群に属する各表示領域とで、各表示領域の構成画素数を異ならせることもできる。

この場合、第１の表示領域群の各表示領域に比較して、第２の表示領域群に属する各表示領域の面積を小さくすることが好ましい。これにより、各表示領域を構成する画素の大きさが同一であっても、第２のレンズ群に属する各表示領域は、第１のレンズ群に属する各表示領域より、構成される画素数が少ないことになる。よって、画像表示時のデータ処理の負担を低減させることができる。

〔実施の形態１〕
本発明の実施の一形態について図１〜５に基づいて説明すれば、以下のとおりである。

ここで、図１は、本実施の形態に用いる撮影用レンズアレイ素子の平面図であり、図２は、本実施の形態における立体画像撮影装置および撮影原理を説明するブロック図である。また、図３は、本実施の形態における立体画像表示装置および表示原理を説明するブロック図であり、図４は、本実施の形態に用いる表示用レンズアレイ素子の平面図である。

図２に示されるように、立体画像撮影装置１０は、テレビカメラ等の撮影装置５０とデータ処理装置５１と撮影用レンズアレイ素子２１とを備えており、この撮影用レンズアレイ素子２１は、撮影装置５０の被写体１３側に備えられている。

撮影用レンズアレイ素子２１には、図１に示されるように、各レンズが同一の（同一口径の）円形形状を有する第１のレンズ群ＳＲａ_１１〜ＳＲａ_ｎｍが格子状に（各レンズの中心位置が格子点となるように）配されているとともに、第１のレンズ群にて最小の格子を構成する４つのレンズ（例えば、ＳＲａ_１１・ＳＲａ_１２・ＳＲａ_２１・ＳＲａ_２２）に囲まれるように、第２のレンズ群ＳＲｂ_１１〜ＳＲｂ_{（ｎ−１）（ｍ−１）}の各レンズ（例えば、ＳＲｂ_１１）が配されている。

この第２のレンズ群ＳＲｂ_１１〜ＳＲｂ_{（ｎ−１）（ｍ−１）}の各レンズもすべて同一の（同一口径の）円形形状を有し、その口径は第１のレンズ群ＳＲａ_１１〜ＳＲａ_ｎｍの口径より小さく、その周囲に位置する（各レンズを取り囲む）第１のレンズ群に属する４つのレンズと互いに接している。

すなわち、第１のレンズ群が、行方向にｍ個、列方向にｎ個、等間隔のピッチで配置されるとともに、第２のレンズ群が、第１のレンズ群の間隙を埋めるように、行方向にｍ−１個、列方向にｎ−１個、等間隔のピッチで形成されている。

なお、図２に示される撮影用レンズアレイ素子２１は図１に示される撮影用レンズアレイ素子２１の断面図であり、図２に示される第１のレンズ群（ＳＲａ_１〜ＳＲａ_ｎ）および第２のレンズ群（ＳＲｂ_１〜ＳＲｂ_ｎ−１）はそれぞれ、図１に示される第１のレンズ群ＳＲａ_１１〜ＳＲａ_ｎｍおよび第２のレンズ群ＳＲｂ_１１〜ＳＲｂ_{（ｎ−１）（ｍ−１）}に相当する。

図２に示される構成においては、第１および第２のレンズ群（ＳＲａ_１〜ＳＲａ_ｎ・ＳＲｂ_１〜ＳＲｂ_ｎ−１）の各レンズを介して、被写体１３の実像が、撮影用レンズアレイ素子２１から焦点距離だけ離れた位置に、要素画像（ＳＩａ_１〜ＳＩａ_ｎ・ＳＩｂ_１〜ＳＩｂ_ｎ−１）として結像される。すなわち、この要素画像（ＳＩａ_１〜ＳＩａ_ｎおよびＳＩｂ_１〜ＳＩｂ_ｎ−１）は、各レンズ（ＳＲａ_１〜ＳＲａ_ｎおよびＳＲｂ_１〜ＳＲｂ_ｎ−１）ひとつひとつに対応しており、各レンズの配置位置（つまり、各レンズと被写体１３との角度）によって少しずつ異なっている。また、その大きさも、対応する各レンズ（ＳＲａ_１〜ＳＲａ_ｎ・ＳＲｂ_１〜ＳＲｂ_ｎ−１）のレンズ径によって異っている。

立体画像撮影装置１０では、図２に示されるように、被写体１３の要素画像（ＳＩａ_１〜ＳＩａ_ｎ・ＳＩｂ_１〜ＳＩｂ_ｎ−１）全体が同時に、テレビカメラ等の撮影装置５０によって撮影される。この結果、これらの要素画像（ＳＩａ_１〜ＳＩａ_ｎ・ＳＩｂ_１〜ＳＩｂ_ｎ−１）が規則的に並んだ撮影画像ＳＩが得られる。

この撮影画像ＳＩは、データ処理装置５１によってデータ処理され、要素画像データＳＩｄとされる。なお、上記のデータ処理では、再生時に撮影画像ＳＩの凹凸が反転して観察されるのを避けるため、各要素画像（ＳＩａ_１〜ＳＩａ_ｎ・ＳＩｂ_１〜ＳＩｂ_ｎ−１）を点対称の画像へと順次変換する処理が含まれている。

一方、立体画像表示装置４０は、図３に示されるように、表示用レンズアレイ素子８１と液晶表示素子などの二次元表示素子３０とを備えている。このレンズアレイ素子８１は、２次元表示素子３０の観察者側に備えられている。

表示用レンズアレイ素子８１には、図４に示されるように、各レンズが同一の円形形状を有する第１のレンズ群ＤＲａ_１１〜ＤＲａ_ｎｍが格子状に（各レンズの中心位置が格子点となるように）配されているとともに、第１のレンズ群にて最小の格子を構成する４つのレンズ（例えば、ＤＲａ_１１・ＤＲａ_１２・ＤＲａ_２１・ＤＲａ_２２）に囲まれるように第２のレンズ群ＤＲｂ_１１〜ＤＲｂ_{（ｎ−１）（ｍ−１）}の各レンズ（例えば、ＤＲｂ_１１）が配されている。

この第２のレンズ群ＤＲｂ_１１〜ＤＲｂ_{（ｎ−１）（ｍ−１）}の各レンズはすべて同一の円形形状を有し、その口径は、第１のレンズ群ＤＲａ_１１〜ＤＲａ_ｎｍに属する各レンズの口径より小さく、かつ、その周囲に位置する（各レンズを取り囲む）第１のレンズ群に属する４つのレンズと互いに接している。

このように、レンズアレイ素子８１は、立体画像撮影装置１０で用いたレンズアレイ素子２１と相似関係にある形状を備えており、レンズアレイ素子８１における第１のレンズ群ＤＲａ_１１〜ＤＲａ_ｎｍの各レンズと第２のレンズ群ＤＲｂ_１１〜ＤＲｂ_{（ｎ−１）（ｍ−１）}の各レンズの口径比は、レンズアレイ素子２１における第１のレンズ群ＳＲａ_１１〜ＳＲａ_ｎｍの各レンズと第２のレンズ群ＳＲｂ_１１〜ＳＲｂ_{（ｎ−１）（ｍ−１）}の各レンズの口径比に等しくなっている。

なお、図３に示される表示用レンズアレイ素子８１は図４に示される表示用レンズアレイ素子２１の断面図であり、図３に示される第１のレンズ群ＤＲａ_１〜ＤＲａ_ｎおよび第２のレンズ群ＤＲｂ_１〜ＤＲｂ_ｎ−１は、それぞれ、図４に示される第１のレンズ群ＤＲａ_１１〜ＤＲａ_ｎｍおよび第２のレンズ群ＤＲｂ_１１〜ＤＲｂ_{（ｎ−１）（ｍ−１）}に相当する。

立体画像表示装置４０においては、上記要素画像データＳＩｄにより、２次元表示素子３０に、再生要素画像（ＤＩａ_１〜ＤＩａ_ｎ・ＤＩｂ_１〜ＤＩｂ_ｎ−１）が表示用レンズアレイ素子８１に対して撮影時と同じ位置に表示される。なお、この再生要素画像（ＤＩａ_１〜ＤＩａ_ｎ・ＤＩｂ_１〜ＤＩｂ_ｎ−１）と、これに対応する上記要素画像（ＳＩａ_１〜ＳＩａ_ｎ・ＳＩｂ_１〜ＳＩｂ_ｎ−１）とは、点対称の関係にある。

図５に、２次元表示素子３０に表示された再生要素画像を示す。同図に示されるように、２次元表示素子３０には、第１の表示領域群ＤＦａ_１１〜ＤＦａ_ｎｍの各表示領域が格子状に（各領域の中心位置が格子点となるように）配されているとともに、第１の表示領域群にて最小の格子を構成する４つの第１の表示領域（例えば、ＤＦａ_１１・ＤＦａ_１２・ＤＦａ_２１・ＤＦａ_２２）に囲まれるように、第２の表示領域ＤＦｂ_１１〜ＤＦｂ_{（ｎ−１）（ｍ−１）}の各表示領域（例えば、ＤＦｂ_１１）が配されている。この第２の表示領域ＤＦｂ_１１〜ＤＦｂ_{（ｎ−１）（ｍ−１）}の各表示領域はすべて同一の円形形状を有し、その半径は第１の表示領域群ＤＦａ_１１〜ＤＦａ_ｎｍの各表示領域の半径より小さく、その周囲に位置する（各表示領域を取り囲む）第１の表示領域に属する４つの表示領域と互いに接している。

そして、これら各表示領域（ＤＦａ_１１〜ＤＦａ_ｎｍおよびＤＦｂ_１１〜ＤＦｂ_{（ｎ−１）（ｍ−１）}）それぞれに、各再生要素画像（ＤＩａ_１１〜ＤＩａ_ｎｍおよびＤＩｂ_１１〜ＤＩｂ_{（ｎ−１）（ｍ−１）}）が表示される。例えば、再生要素画像ＤＩａ_１１は表示領域ＤＦａ_１１に、再生要素画像ＤＩａ_ｎｍは表示領域ＤＦａ_ｎｍに表示され、再生要素画像ＤＩｂ_１１は表示領域ＤＦｂ_１１に、再生要素画像ＤＩｂ_{（ｎ−１）（ｍ−１）}は表示領域ＤＦｂ_{（ｎ−１）（ｍ−１）}に表示される。

なお、図５に示されるように、第１の表示領域群ＤＦａ_１１〜ＤＦａ_ｎｍの各表示領域と、第２の表示領域ＤＦｂ_１１〜ＤＦｂ_{（ｎ−１）（ｍ−１）}の各表示領域とでは、各表示領域を構成する画素Ｐの大きさが等しい。したがって、第１の表示領域群ＤＦａ_１１〜ＤＦａ_ｎｍの各表示領域より面積の小さい第２の表示領域群ＤＦｂ_１１〜ＤＦｂ_{（ｎ−１）（ｍ−１）}の各表示領域においては、これを構成する画素数も少なくなる。

そして、図３に示されるように、各表示領域に表示された再生要素画像ＤＩａ_１〜ＤＩａ_ｎ・ＤＩｂ_１〜ＤＩｂ_ｎ−１（ＤＩａ_１１〜ＤＩａ_ｎｍ・ＤＩｂ_１１〜ＤＩｂ_{（ｎ−１）（ｍ−１）}）を、上記表示用レンズアレイ素子８１を介して、該表示用レンズアレイ素子８１を挟んで２次元表示素子３０の反対側（観察者側）から観察することによって、凹凸の正確な被写体１３の再生立体画像１３’を再生することができる。

このように、本実施の形態に用いる撮影用レンズアレイ素子２１は、格子状に配された第１のレンズ群ＳＲａ_１１〜ＳＲａ_ｎｍと、この第１のレンズ群ＳＲａ_１１〜ＳＲａ_ｎｍの各レンズ間の間隙を埋めるように配された、より口径の小さなレンズからなる補完的な第２のレンズ群ＳＲｂ_１１〜ＳＲｂ_ｎｍとを備える。

このような撮影用レンズアレイ素子２１は、均一口径のレンズが格子状に（二次元的に）配された従来型のレンズアレイ素子１２１に比較して、レンズ間の間隙領域が少なく、より多くのレンズを配することが可能である。

すなわち、撮影用レンズアレイ素子２１よって、より多くの要素画像（ＳＩａ_１１〜ＳＩａ_ｎｍ・ＳＩｂ_１１〜Ｉｂ_{（ｎ−１）（ｍ−１）}を結像させることができ、したがって、再生要素画像（ＤＩａ_１１〜ＤＩａ_ｎｍ・ＤＩｂ_１１〜ＤＩｂ_{（ｎ−１）（ｍ−１）}）を二次元表示素子３０に表示する際のサンプル点数を増加させることができる。この結果、再生立体画像（１３’）の平面解像度を増加させることができる。

また、上記撮影用レンズアレイ素子２１および表示用レンズアレイ素子８１は、屈折率分布を動的に変化させるような複雑な構成の結合素子（従来技術の構成、図１１参照）とは異なり、格子状に配置された第１のレンズ群ＳＲａ_１１〜ＳＲａ_ｎｍの間隙（最小の格子を構成する４つのレンズの間隙）に、第２のレンズ群ＳＲｂ_１１〜ＳＲｂ_ｎｍに属する各レンズが配置されただけの簡易な構成である。これにより、上記従来の結合素子に比較して、レンズアレイ素子２１（８１）の製造が容易であるとともに、データ処理装置５１や二次元表示素子３０の負担を低減できる。

以上のように、本実施の形態によれば、立体画像撮影装置１０あるいは立体画像表示装置４０の複雑化を伴うことなく、またデータ処理に対する負担を増加させることもなく、平面的な解像度を向上させることができる。

なお、上記実施例においては要素画像（ＤＩａ_１〜ＤＩａ_ｎ・ＤＩｂ_１〜ＤＩｂ_{（ｎ−１）}）の点対称な像をデータ処理装置５１（計算機）によって求めているが、他の方法として、プリズムを用いた光学系あるいは屈折率分布型ファイバーを用いて得ることもできる。これらの光学素子を用いれば、得られた点対称像を二次元表示素子３０に直接転送することができるため、データ処理時間の短縮が可能となる。

〔実施の形態２〕
本発明の実施の他の形態について、図６（ａ）（ｂ）〜図８に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、本実施の形態で述べる以外の構成は、上記実施の形態１と同じである。したがって、説明の便宜上、上記の実施の形態１の図面に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。

ここで、図６（ａ）は、本実施の形態に用いる撮影用レンズアレイ素子の平面図であり、図６（ｂ）は、本実施の形態に用いる表示用レンズアレイ素子の平面図である。

本実施の形態の撮影用レンズアレイ素子２１は、図６（ａ）に示されるように、各レンズが同一の円形形状を有する第１のレンズ群ＳＲａ_１１〜ＳＲａ_ｎｍが格子状に（各レンズの中心位置が格子点となるように）配されているとともに、第１のレンズ群にて最小の格子を構成する４つのレンズ（例えば、ＳＲａ_１１・ＳＲａ_１２・ＳＲａ_２１・ＳＲａ_２２）に囲まれるように、第２のレンズ群ＳＲｂ_１１〜ＳＲｂ_{（ｎ−１）（ｍ−１）}の各レンズ（例えば、ＳＲｂ_１１）が配されている。

この第１のレンズ群ＳＲａ_１１〜ＳＲａ_ｎｍにおいては、行方向に隣り合う各レンズが互いに接している。また、第２のレンズ群ＳＲｂ_１１〜ＳＲｂ_{（ｎ−１）（ｍ−１）}の各レンズはすべて同一の円形形状を有し、その口径は第１のレンズ群ＳＲａ_１１〜ＳＲａ_ｎｍの口径と等しく、その周囲に位置する（各レンズを取り囲む）第１のレンズ群に属する４つのレンズと互いに接している。さらに、この第２のレンズ群ＳＲｂ_１１〜ＳＲｂ_ｎｍにおいても、行方向に隣り合う各レンズが互いに接している。

また、図６（ｂ）に示されるように、各レンズが同一の円形形状を有する第１のレンズ群ＤＲａ_１１〜ＤＲａ_ｎｍが格子状に（各レンズの中心位置が格子点となるように）配されているとともに、第１のレンズ群にて最小の格子を構成する４つのレンズ（例えば、ＤＲａ_１１・ＤＲａ_１２・ＤＲａ_２１・ＤＲａ_２２）に囲まれるように、第２のレンズ群ＤＲｂ_１１〜ＤＲｂ_{（ｎ−１）（ｍ−１）}の各レンズ（例えば、ＤＲｂ_１１）が配されている。

この第１のレンズ群ＤＲａ_１１〜ＤＲａ_ｎｍにおいては、行方向に隣り合う各レンズが互いに接している。また、第２のレンズ群ＤＲｂ_１１〜ＤＲｂ_{（ｎ−１）（ｍ−１）}の各レンズはすべて同一の円形形状を有し、その口径は第１のレンズ群ＤＲａ_１１〜ＤＲａ_ｎｍの口径と等しく、その周囲に位置する（各レンズを取り囲む）第１のレンズ群に属する４つのレンズと互いに接している。さらに、この第２のレンズ群ＤＲｂ_１１〜ＤＲｂ_ｎｍにおいても、行方向に隣り合う各レンズが互いに接している。

図７に、本実施の形態において２次元表示素子３０に表示される再生要素画像を示す。同図に示されるように、２次元表示素子３０には、第１の表示領域群ＤＦａ_１１〜ＤＦａ_ｎｍの各表示領域が格子状に（各領域の中心位置が格子点となるように）配されているとともに、第１の表示領域群にて最小の格子を構成する４つの第１の表示領域（例えば、ＤＦａ_１１・ＤＦａ_１２・ＤＦａ_２１・ＤＦａ_２２）に囲まれるように、第２の表示領域ＤＦｂ_１１〜ＤＦｂ_{（ｎ−１）（ｍ−１）}の各表示領域（例えば、ＤＦｂ_１１）が配されている。

この第１の表示領域群ＤＦａ_１１〜ＤＦａ_ｎｍにおいては、行方向に隣り合う各レンズが互いに接している。また、この第２の表示領域ＤＦｂ_１１〜ＤＦｂ_{（ｎ−１）（ｍ−１）}の各表示領域はすべて同一の円形形状を有し、その半径は第１の表示領域群ＤＦａ_１１〜ＤＦａ_ｎｍの各表示領域と等しく、その周囲に位置する（各表示領域を取り囲む）第１の表示領域に属する４つの表示領域と互いに接している。

さらに、この第２の表示領域群ＤＦｂ_１１〜ＤＦｂ_ｎｍにおいても、行方向に隣り合う各表示領域が互いに接している。

換言すれば、第１の表示領域群ＤＦａ_１１〜ＤＦａ_ｎｍが、行方向にｍ個、列方向にｎ個、等間隔のピッチで格子状に配置されるとともに、第２の表示領域群ＤＦｂ_１１〜ＤＦｂ_ｎｍも、第１のレンズ群ＤＦａ_１１〜ＤＦａ_ｎｍの間隙を埋めるように、行方向にｍ−１個、列方向にｎ−１個、等間隔のピッチで格子状に配されている。

そして、これら各表示領域（ＤＦａ_１１〜ＤＦａ_ｎｍおよびＤＦｂ_１１〜ＤＦｂ_{（ｎ−１）（ｍ−１）}）それぞれに、各再生要素画像（ＤＩａ_１１〜ＤＩａ_ｎｍおよびＤＩｂ_１１〜ＤＩｂ_{（ｎ−１）（ｍ−１）}）が表示される（図３参照）。例えば、再生要素画像ＤＩａ_１１は表示領域ＤＦａ_１１に、再生要素画像ＤＩａ_ｎｍは表示領域ＤＦａ_ｎｍに表示され、再生要素画像ＤＩｂ_１１は表示領域ＤＦｂ_１１に、再生要素画像ＤＩｂ_{（ｎ−１）（ｍ−１）}は表示領域ＤＦｂ_{（ｎ−１）（ｍ−１）}に表示される。

本実施の形態では、図７に示されるように、第１および第２の表示領域群（ＤＦａ_１１〜ＤＦａ_ｎｍ・ＤＦｂ_１１〜ＤＦｂ_{（ｎ−１）（ｍ−１）}）において、奇数列の表示領域（ＤＦａ_{ｊ（２ｉ−１）}・ＤＦｂ_{ｊ（２ｉ−１）}、ｉ及びｊは自然数）と、偶数列の表示領域（ＤＦａ_{ｊ（２ｉ）}・ＤＦｂ_{ｊ（２ｉ）}、ｉ及びｊは自然数）とでは、各表示領域を構成する画素の大きさが異なる。すなわち、奇数列の表示領域（ＤＦａ_{ｊ（２ｉ−１）}・ＤＦｂ_{ｊ（２ｉ−１）}、ｉ及びｊは自然数）に比較して、偶数列の表示領域（ＤＦａ_{ｊ（２ｉ）}・ＤＦｂ_{ｊ（２ｉ）}、ｉ及びｊは自然数）の方が各表示領域を構成する画素Ｐが小さい。

したがって、第１および第２の表示領域群（ＤＦａ_１１〜ＤＦａ_ｎｍ・ＤＦｂ_１１〜ＤＦｂ_{（ｎ−１）（ｍ−１）}）において、奇数列の表示領域（ＤＦａ_{ｊ（２ｉ−１）}・ＤＦｂ_{ｊ（２ｉ−１）}、ｉ及びｊは自然数）と偶数列の表示領域域（ＤＦａ_{ｊ（２ｉ）}・ＤＦｂ_{ｊ（２ｉ）}、ｉ及びｊは自然数）とでは、各表示領域の面積は等しいものの、これを構成する総画素数は、偶数列の表示領域域（ＤＦａ_{ｊ（２ｉ）}・ＤＦｂ_{ｊ（２ｉ）}、ｉ及びｊは自然数）の方が多いことになる。

このように、本実施の形態の表示用レンズアレイ素子２１は、行方向に隣り合う各レンズが互いに接するように格子状に配された第１のレンズ群ＳＲａ_１１〜ＳＲａ_ｎｍと、この第１のレンズ群ＳＲａ_１１〜ＳＲａ_ｎｍにて最小格子を構成する４つのレンズと接し、かつ、行方向に隣り合う各レンズが互いに接するように配された第２のレンズＳＲｂ_１１〜ＳＲｂ_ｎｍを備えている。このような撮影用レンズアレイ素子２１は、均一口径のレンズが格子状に（二次元的に）配された従来型のレンズアレイ素子１２１に比較して、レンズ間の間隙領域が少なく、より多くのレンズを配することが可能である。

すなわち、撮影用レンズアレイ素子２１よって、より多くの要素画像（ＳＩａ_１１〜ＳＩａ_ｎｍ・ＳＩｂ_１１〜Ｉｂ_{（ｎ−１）（ｍ−１）}）を結像させることができ、したがって、再生要素画像（ＤＩａ_１１〜ＤＩａ_ｎｍ・ＤＩｂ_１１〜ＤＩｂ_{（ｎ−１）（ｍ−１）}）を二次元表示素子３０に表示する際のサンプル点数を増加させることができる。この結果、再生立体画像（１３’）の平面解像度を増加させることができる。これにより、３次元表示（再生立体画像）を観測した場合の不自然さが軽減される。

また、上記撮影用レンズアレイ素子２１および表示用レンズアレイ素子８１は、屈折率分布を動的に変化させるような複雑な構成の結合素子（従来技術の構成、図１１参照）とは異なり、格子状に配置された第１のレンズ群ＳＲａ_１１〜ＳＲａ_ｎｍの間隙（最小の格子を構成する４つのレンズの間隙）に、第２のレンズ群ＳＲｂ_１１〜ＳＲｂ_ｎｍに属する各レンズが配置されただけの簡易な構成である。これにより、上記従来の結合素子に比較して、レンズアレイ素子２１（８１）の製造が容易であるとともに、データ処理装置５１や二次元表示素子３０の負担を低減できる。

さらに、本実施の形態に用いる二次元表示素子２１では、第１および第２の表示領域群（ＤＦａ_１１〜ＤＦａ_ｎｍ・ＤＦｂ_１１〜ＤＦｂ_{（ｎ−１）（ｍ−１）}）において、奇数列の表示領域（ＤＦａ_{ｊ（２ｉ−１）}・ＤＦｂ_{ｊ（２ｉ−１）}、ｉ及びｊは自然数）と偶数列の表示領域域（ＤＦａ_{ｊ（２ｉ）}・ＤＦｂ_{ｊ（２ｉ）}、ｉ及びｊは自然数）とでは、各表示領域面積は等しいものの、構成される画素Ｐの数が異なる。

このように、交互に総画素数が少ない表示領域を配置することによって、高解像度に伴うデータ処理量の増大を任意に調整（抑制）することができる。

以上のように、本実施の形態によれば、立体画像撮影装置１０あるいは立体画像表示装置４０の複雑化を伴うことなく、またデータ処理に対する負担を増加させることもなく、平面的な解像度を向上させることができる。

なお、本実施の形態では、総画素数の少ない表示領域を、行方向に１つ（表示領域）ごとに設けているが、これに限定されない。周期的にデータ点数の少ない（総画素数の少ない）表示領域を配置する構成であれば何でもよい。例えば、第２の表示領域群ＤＦｂ_１１〜ＤＦｂ_{（ｎ−１）（ｍ−１）}に属する各表示領域を、データ点数の少ない（総画素数の少ない）表示領域にしても構わない。

また、本実施の形態のような、周期的にデータ点数の少ない（総画素数の少ない）表示領域を配置する構成は、同一口径のレンズを格子状に配置した、従来型のレンズアレイ素子に適用することもできる。図８は、この場合における二次元表示素子の各表示領域を示す平面図である。

同図に示されるように、二次元表示素子３０には、表示領域群Ｄｆ_１１〜Ｄｆ_ｎｍの各表示領域が格子状に（各領域の中心位置が格子点となるように）配されている。すなわち、各表示領域が、行方向にｍ個、列方向にｎ個、行方向および列方向に隣り合う各表示領域が互いに接するように、格子状（ｍ行ｎ列）に配置された構成である。

そして、奇数行（Ｄｆ_{（２ｉ−１）ｊ} ｉ及びｊは自然数）の各表示領域は、偶数列（Ｄｆ_{（２ｉ−１）（２ｊ）} ｉ及びｊは自然数）の表示領域を、周期的にデータ点数の少ない（画素Ｐの数が少ない）表示領域とする。一方、偶数行（Ｄｆ_{（２ｉ）ｊ} ｉ及びｊは自然数）の各表示領域は、奇数列（Ｄｆ_{（２ｊ）（２ｉ−１）} ｉ及びｊは自然数）の表示領域を、周期的にデータ点数の少ない（画素Ｐの数の少ない）表示領域とする。

このように、交互に総画素数が少ない表示領域を配置することによって、高解像度に伴うデータ処理量の増大を任意に調整（抑制）することができる。

なお、上記実施の形態においては、立体画像撮影装置１０と立体画像表示装置４０の双方について分けて説明しているが、本発明は、これらを兼ね合わせた立体画像撮影表示装置に適用することもできる。この場合、リアルタイムの撮影、表示はできないが、撮影した映像をいったん記録しておき、記録映像を後で再生する用途においては、撮影用レンズアレイ素子２１と表示用レンズアレイ素子８１とを兼用とすることも可能である。

なお、本発明の立体画像撮影装置は、被写体と撮像手段との間に設置され、複数のレンズを平面上に並べることによって構成されたレンズアレイ素子と前記素子によって結像される前記被写体の要素画像を撮像する撮像手段からなる立体画像撮影装置において上記レンズアレイ素子が、レンズ径の異なる複数のレンズを配置することによって構成されているともいえる。また、本発明の立体画像表示装置は、複数のレンズを平面上に並べることによって構成されたレンズアレイ素子と、前記素子と光源との間に設置された二次元表示素子とを備えた立体表示装置において、異なる画素数を持つ要素画像が、上記二次元表示素子に規則的な並び方で、表示されることを特徴としているともいえる。

上記二次元表示素子においては、異なる要素画素数をもつ２つの要素画像において、要素画像の大きさが異ならせることもできる。また、上記二次元表示素子においては、異なる要素画素数をもつ２つの要素画像において、一画素あたりの大きさが異ならせることもできる。

以上のように、上記各実施の形態では、総画素数の少ない補完的な表示領域ＤＦｂ_１１〜ＤＦｂ_{（ｎ−１）（ｍ−１）}がに設定されている二次元表示素子３０を用いることによって、再生立体画像を表示する際のサンプル点数が増加することになり、該再生立体画像の平面空間周波数を増加させることが可能である。

また、表示用レンズアレイ２１や撮影用レンズアレイ８１（立体画像撮影装置１０や立体画像表示装置４０）の複雑化を伴うことなく、またデータ処理に対する負担を増加させることなく、平面的な解像度を向上させることができる。

加えて、奥行き方向の解像度を向上させるために、二次元表示素子３０の画素ピッチを狭くする場合にも、総画素数の多い場所（表示領域）と少ない場所（表示領域）とを交互に（周期的に）配置することによって、画素数の極端な増加を抑え、解像度の向上にともなうデータ処理の負担を軽減することができる。

本発明のレンズアレイ素子および表示素子は、各レンズ間の間隙領域が少なく、より多くの要素画像を結像させることができるため、高解像度の立体画像撮影装置や立体画像表示装置あるいは、両者を備えた立体画像撮影表示装置に利用可能である。

本発明の実施の形態に用いる撮影用レンズアレイ素子の平面図である。 本発明の実施の形態における立体画像撮影装置および撮影原理を説明するブロック図である。 本発明の実施の形態における立体画像表示装置および表示原理を説明するブロック図である。 本発明の実施の形態に用いる表示用レンズアレイ素子の平面図である。 本発明の実施の形態に用いる２次元表示素子の平面図である。 （ａ）は、本発明の実施の他の形態に用いる撮影用レンズアレイ素子の平面図であり、（ｂ）は、本発明の実施の他の形態に用いる表示用レンズアレイ素子の平面図である。 本発明の実施の他の形態に用いる２次元表示素子の平面図である。 本発明の実施のさらに他の形態に用いる２次元表示素子の平面図である。 （ａ）は、ＩＰ方式における従来の立体画像撮影装置および撮影原理を説明するブロック図であり、（ｂ）は、ＩＰ方式における従来の立体画像表示装置および表示原理を説明するブロック図である。 （a）は、従来の撮影用レンズアレイ素子の平面図であり、（ｂ）は、従来の表示用レンズアレイ素子の平面図である。 従来の結合素子の機能を説明する平面図である。

符号の説明

１０ 立体画像撮影装置
２１ 表示用レンズアレイ素子（レンズアレイ素子）
３０ ２次元表示素子（表示素子）
４０ 立体画像表示装置
８１ 表示用レンズアレイ素子（レンズアレイ素子）
ＳＲａ_１１〜ＳＲａ_ｎｍ・ＳＲａ_１・１〜ＳＲａ_ｎ 第１のレンズ群
ＳＲｂ_１１〜ＳＲｂ_{（ｎ−１）（ｍ−１）}・ＳＲｂ_１〜ＳＲｂ_{（ｎ−１）} 第２のレンズ群
ＤＲａ_１１〜ＤＲａ_ｎｍ・ＤＲａ_１〜ＤＲａ_ｎ 第１のレンズ群
ＤＲｂ_１１〜ＤＲｂ_{（ｎ−１）}・ＤＲｂ_１１〜ＤＲｂ_{（ｎ−１）} 第２のレンズ群
ＳＩａ_１〜ＳＩａ_ｎ 要素画像
ＳＩｂ_１〜ＳＩｂ_ｎ−１ 要素画像
ＤＦａ_１１〜ＤＦａ_ｎｍ 第１の表示領域群
ＤＦｂ_１１〜ＤＦｂ_ｎｍ 第２の表示領域群
Ｐ 画素

Claims (9)

1. 複数の要素画像に対応する第１および第２のレンズ群を備え、上記第１のレンズ群に属する各レンズが格子状に配されるとともに、上記第２のレンズ群に属する各レンズが、第１のレンズ群にて最小の格子を構成する４つのレンズに囲まれるように配されていることを特徴とするレンズアレイ素子。
2. 上記第１のレンズ群に属する各レンズが同一の円形形状を有するとともに、上記第２のレンズ群に属する各レンズが、上記第１のレンズ群に属する各レンズより口径の小さい同一の円形形状を有することを特徴とする請求項１記載のレンズアレイ素子。
3. 上記第２のレンズ群に属する各レンズは、第１のレンズ群にて最小の格子を構成する４つのレンズそれぞれに接していることを特徴とする請求項２記載のレンズアレイ素子。
4. 請求項１〜３のいずれか１項のレンズアレイ素子を備えたことを特徴とする立体画像撮影装置。
5. 複数の要素画像それぞれを、所定位置に配される複数の表示領域各々に対応させて表示する表示素子であって、上記各表示領域を構成する画素の数が、各表示領域の配置位置によって異なっていることを特徴とする表示素子。
6. 上記各表示領域を構成する１画素あたりの大きさが、該表示領域の配置位置によって異なっていることを特徴とする請求項５に記載の表示素子。
7. 上記複数の表示領域は第１および第２の表示領域群からなり、上記第１に属する表示領域群が格子状に配されるとともに、上記第２の表示領域群に属する各表示領域が、上記第１の表示領域群にて最小格子を構成する４つの表示領域に囲まれるように配されており、第１の表示領域に属する各表示領域と第２の表示領域群に属する各表示領域とで、各表示領域を構成する画素の数が異なっていることを特徴とする請求項５に記載の表示素子。
8. 上記第１の表示領域群に属する各表示領域に比較して、第２の表示領域群に属する各表示領域の面積が小さいことを特徴とする請求項７に記載の表示素子。
9. 請求項５〜８のいずれか１項に記載の表示素子を備えたことを特徴とする立体画像表示装置。

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