JP2007183486A - 立体画像撮像装置および立体画像表示装置 - Google Patents

立体画像撮像装置および立体画像表示装置 Download PDF

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Abstract

【課題】観察される立体画像の奥行きが反転することなく、被写体と同じ奥行きの立体画像を観察することができる立体画像撮像装置および立体画像表示装置を提供する。
【解決手段】立体画像撮像装置１は、被写体の立体画像を撮像するものであって、第一および第二放物面ミラー３と、ミラー板５と、撮像素子７とを備え、第一放物面ミラー３ａの焦点側と第二放物面ミラー３ｂの焦点側とを正対するように配置し、ミラー板５の傾きの基準となる放物面の焦点の位置と第二放物面ミラー３ｂの焦点の位置とが同一になるように、ミラー板５を配置すると共に、ミラー板の傾きの基準となる放物面の準線上に撮像素子７を配置して、被写体からの物体光を、第一および第二放物面ミラー３で反射させ、この反射させた反射光をミラー板５で反射させて、撮像素子７で撮像することを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＩＰ画像またはホログラムを撮像および表示する立体画像撮像装置および立体画像表示装置に関する。
一般に、任意の視点から立体画像を観察することができる立体画像方式の一つとして、ＩＰ（Ｉｎｔｅｇｒａｌ Ｐｈｏｔｏｇｒａｐｈｙ）方式（例えば、特許文献１参照）が知られている。このＩＰ方式に基づいて、微小ミラーをアレー状に多数配列したミラー板を用いて、立体画像を撮像および表示する装置について、図２３を参照して説明する。
この図４５（ａ）に示すように、ＩＰ方式に基づくミラー板を用いた従来の立体画像撮像装置２０１は、微小ミラー２０３をアレー状に配列したミラー板２０５と、このミラー板２０５により反射される光線（被写体の反射像）を撮像する撮像素子２０７と、この撮像素子２０７に反射像を投影する対物レンズ２０９とを備えている。そして、この立体画像撮像装置２０１では、撮像される被写体２１１が配置されている。また、この被写体２１１を、立体画像撮像装置２０１で撮像する方向を矢印ａで示している。
この立体画像撮像装置２０１は、ミラー板２０５によって、反射される被写体２１１からの光線、つまり、反射像を取得する。なお、ミラー板２０５を構成するそれぞれの微小ミラー２０３は、放物面Ｓの接平面と同じ傾きを有しており、且つ、放物面Ｓの焦点Ｆと同じ側に鏡面加工が施されている。ここでは、放物面Ｓは、以下に示す式（１）で表される放物線がＸ軸の周りで回転して得られる回転面であるとする。
ｙ２＝４ｐｘ（ただし、ｐ＜０、ｘ＜０） ・・・式（１）
また、この式（１）で表される放物線の準線Ｄを含み、Ｘ軸に垂直な平面に、撮像素子２０７と対物レンズ２０９とは、準線Ｄに合焦する配置となっている。図４５（ａ）では、放物面Ｓの一断面を図示している。なお、式（１）において、ｐは放物線の頂点から準線Ｄまでの距離、すなわち、準線のＸ座標を示している。
図４５（ｂ）に示すように、従来の立体画像表示装置２１３は、微小ミラー２０３をアレー状に配列したミラー板２０５と、立体画像撮像装置２０１の撮像素子２０７で取得した反射像（画像）を表示する表示素子２１５と、この表示素子２１５で表示された画像を投射する投射レンズ２１７とを備えている。そして、この立体画像表示装置２１３では、生成された立体画像２１９が、観察者によって観察される。この立体画像２１９を観察者が観察する方向を矢印ｂで示している。
なお、従来の立体画像表示装置２１３において、微小ミラー２０３をアレー状に配列したミラー板２０５は、立体画像撮像装置２０１のミラー板２０５と同一の構成および配置であるので、同一の符号を付している。また、図４５（ｂ）における表示素子２１５と投射レンズ２１７との配置は、立体画像撮像装置２０１の撮像素子２０７と対物レンズ２０９と同一の配置である。さらに、図４５（ｂ）では、図４５（ａ）と同様に、放物面Ｓの一断面を図示している。
これら図４５（ａ）、（ｂ）に示すように、立体画像撮像装置２０１において、撮像時に被写体２１１を発した光線（物体光）は、立体画像表示装置２１３において、表示時に立体画像２１９として表示される際には、全く同じ経路を辿ることになり、観察者は、被写体２１１の立体画像２１９を観察することができる。
特開平８−２８９３２９号公報
しかしながら、撮像素子２０７および対物レンズ２０９から被写体２１１を見た場合の被写体２１１の奥行きと、観察者から立体画像２１９を観察した場合の当該立体画像２１９の奥行きとは、反転してしまうという問題がある。
すなわち、図４５（ａ）、（ｂ）では、被写体２１１と、この被写体２１１の立体画像２１９とを旗として表示している。この旗（被写体２１１）の先端は、撮像時の矢印ａの方向から見た場合、手前側に存在する。一方、この旗が立体画像２１９として生成される場合には、旗の先端は、観察時の方向ｂから見た場合、奥行き側に存在する。
つまり、被写体２１１から生成される立体画像２１９では、当該被写体２１１と比較して、奥行きが逆転する逆視像として観察されることになる。なお、これら図４５（ａ）、（ｂ）において、ミラー板２０５を構成する２つの微小ミラー２０３のみを拡大して図示したが、実際には、数百から数万個の微小ミラー２０３が配置されている。
そこで、本発明では、前記した問題を解決し、観察される立体画像の奥行きが反転することなく、被写体と同じ奥行きの立体画像を観察することができる立体画像撮像装置および立体画像表示装置を提供することを目的とする。
前記課題を解決するため、請求項１に記載の立体画像撮像装置は、被写体の立体画像を撮像する立体画像撮像装置であって、第一および第二放物面ミラーと、ミラー板と、撮像素子とを備え、前記第一放物面ミラーの焦点側と前記第二放物面ミラーの焦点側とを正対するように配置し、前記ミラー板の傾きの基準となる放物面の焦点の位置と第二放物面ミラーの焦点の位置とが同一になるように、前記ミラー板を配置すると共に、前記ミラー板の傾きの基準となる放物面の準線上に前記撮像素子を配置して、前記被写体からの物体光を、前記第一および第二放物面ミラーで反射させ、この反射させた反射光を前記ミラー板で反射させて、前記撮像素子で撮像することを特徴とする。
かかる構成によれば、立体画像撮像装置は、第一および第二放物面ミラーを備え、この放物面ミラーには、ミラー板の傾きの基準となる放物面の焦点側に鏡面を有し（鏡面加工が施されており）、当該焦点側同士が正対するように（例えば、ある線を基準に線対称になるように）配置されている。また、立体画像撮像装置は、ミラー板が放物面の焦点側に鏡面を有すると共に、当該放物面の接平面に沿って、複数の微小ミラーをアレー状に有している。なお、ミラー板は例えば、第一放物面ミラーと第二放物面ミラーとで挟まれた空間上に配置される。そして、立体画像撮像装置は、ミラー板の傾きの基準となる放物面の準線上に撮像素子を配しており、被写体からの物体光を、第一および第二放物面ミラーで反射させた反射光を、さらに、ミラー板で反射させて、このミラー板からの反射光を撮像素子によって撮像する。
請求項２に記載の立体画像撮像装置は、被写体の立体画像を撮像する立体画像撮像装置であって、第一および第二放物面ミラーと、ミラー板と、対物レンズと、撮像素子とを備え、前記ミラー板の傾きの基準となる放物面と、前記第一放物面ミラーとを同一放物面上に配置すると共に、前記第二放物面ミラーを前記第一放物面ミラーの焦点の位置に配置し、前記対物レンズおよび前記撮像素子を、前記ミラー板の傾きの基準となる放物面の準線に合焦するように配置して、前記被写体からの物体光を、前記第一および第二放物面ミラーで反射させ、この反射させた反射光を前記ミラー板で反射させて、前記対物レンズで受光して、前記撮像素子で撮像することを特徴とする。
かかる構成によれば、立体画像撮像装置は、第一および第二放物面ミラーを備え、この放物面ミラーには、ミラー板の傾きの基準となる放物面の焦点側に鏡面を有し（鏡面加工が施されており）、当該焦点側同士が対向している。また、立体画像撮像装置は、ミラー板を備えており、このミラー板が放物面の焦点側に鏡面を有すると共に、当該放物面の接平面に沿って、複数の微小ミラーをアレー状に有している。
そして、立体画像撮像装置は、対物レンズによって、被写体からの物体光がミラー板で反射した反射光を受光し、この受光した反射光を撮像素子によって撮像する。また、立体画像撮像装置では、第一放物面ミラーとミラー板の傾きの基準となる放物面とが同一放物線上に配置されており、第二放物面ミラーが第一放物面ミラーの焦点の位置に配置されている。これにより、被写体の物体光が反射した反射光が、ミラー板越しに、当該ミラー板の位置から準線上に表れる被写体の要素画像として、撮像素子によって、当該被写体と比較して奥行きが反転した状態で撮像されることになる。
請求項３に記載の立体画像撮像装置は、被写体の立体画像を撮像する立体画像撮像装置であって、ミラー板と、凸レンズと、フィールドレンズと、対物レンズと、撮像素子とを備え、前記凸レンズを前記ミラー板の傾きの基準となる放物面の焦点の反対側に配置し、前記フィールドレンズを前記ミラー板の傾きの基準となる放物面の準線上に配置すると共に、前記対物レンズおよび前記撮像素子を、前記ミラー板の傾きの基準となる放物面の準線に合焦するように配置して、前記被写体からの物体光を、前記凸レンズを介して、前記ミラー板で反射させて、この反射させた反射光を前記対物レンズで受光して、前記撮像素子で撮像することを特徴とする。
かかる構成によれば、立体画像撮像装置は、ミラー板を備えており、このミラー板の傾きの基準となる放物面の焦点の反対側に鏡面を有すると共に、当該放物面の接平面に沿って、複数の微小ミラーをアレー状に有している。そして、立体画像撮像装置は、ミラー板の傾きの基準となる放物面の焦点の反対側に備えた凸レンズによって、被写体の実像を結像させ、フィールドレンズによって、ミラー板で反射した反射光を伝送する。そして、立体画像撮像装置は、対物レンズによって、フィールドレンズで伝送された反射光を受光し、この受光した反射光を撮像素子によって撮像する。
請求項４に記載の立体画像撮像装置は、被写体の立体画像を撮像する立体画像撮像装置であって、ミラー板と、凸レンズと、撮像素子とを備え、前記凸レンズを前記ミラー板の傾きの基準となる放物面の焦点の反対側に配置し、前記撮像素子を前記ミラー板の傾きの基準となる放物面の準線上に配置して、前記被写体からの物体光を、前記凸レンズを介して、前記ミラー板で反射させて、この反射させた反射光を前記撮像素子で撮像することを特徴とする。
かかる構成によれば、立体画像撮像装置は、ミラー板を備えており、このミラー板が傾きの基準となる放物面の焦点の反対側に鏡面を有すると共に、当該放物面の接平面に沿って、複数の微小ミラーをアレー状に有している。そして、立体画像撮像装置は、ミラー板の傾きの基準となる放物面の焦点の反対側に備えた凸レンズによって、被写体の実像を結像させ、ミラー板の位置から準線上に配置され撮像素子によって、被写体からの物体光がミラー板で反射した反射光を撮像する。
請求項５に記載の立体画像撮像装置は、被写体の立体画像を撮像する立体画像撮像装置であって、自己集束性スクリーンと、ハーフミラーと、ミラー板と、対物レンズと、撮像素子とを備え、前記対物レンズおよび前記撮像素子を、前記ミラー板の傾きの基準となる放物面の準線に合焦するように配置して、前記被写体からの物体光を、前記ハーフミラーを介して、前記自己集束性スクリーンで反転像とし、この反転像を前記ハーフミラーおよび前記ミラー板で反射させて、前記対物レンズで受光して、前記撮像素子で撮像することを特徴とする。
かかる構成によれば、立体画像撮像装置は、自己集束性スクリーンによって、被写体の奥行きを反転させた反転像を生成し、ハーフミラーによって、自己集束性スクリーンで生成された反転像を反射させる。なお、反射させる方向は、被写体が存在している方向と別の方向である。続いて、立体画像撮像装置は、放物面の焦点側に鏡面を有すると共に、当該放物面の接平面に沿って、複数の微小ミラーをアレー状に有するミラー板によって、ハーフミラーで反射された反転像を反射する。そして、立体画像撮像装置は、対物レンズによって、ミラー板で反射された反転像を受光し、この受光した反射光を撮像素子によって撮像する。
請求項６に記載の立体画像撮像装置は、被写体の立体画像を撮像する立体画像撮像装置であって、アフォーカル光学系アレーと、ミラー板と、対物レンズと、撮像素子とを備え、前記対物レンズおよび前記撮像素子を、前記ミラー板の傾きの基準となる放物面の準線に合焦するように配置し、前記被写体からの物体光を、前記アフォーカル光学系アレーによって、前記被写体の立体画像の奥行きを反転させた反転立体画像として生成し、この反転立体画像を前記ミラー板で反射させることを特徴とする。
かかる構成によれば、立体画像撮像装置は、アフォーカル光学系アレーを備えており、このアフォーカル光学系アレーが複数のアフォーカル光学系をアレー状に配置した構成を取っている。また、立体画像撮像装置は、ミラー板、対物レンズおよび撮像素子を備え、対物レンズおよび撮像素子を、ミラー板の傾きの基準となる放物面の準線に合焦するように配置している。そして、立体画像撮像装置は、被写体からの物体光を、アフォーカル光学系アレーによって、被写体の立体画像の奥行きを反転させた反転立体画像として生成し、この反転立体画像をミラー板で反射させてから、撮像素子によって撮像している。
請求項７に記載の立体画像撮像装置は、被写体の立体画像を撮像する立体画像撮像装置であって、前記被写体の要素画像群が入力され、この要素画像群を、中間立体像として表示する中間立体像表示手段と、この中間立体像表示手段で表示された中間立体像を再撮像する立体画像撮像手段とからなる立体画像撮像装置であって、前記中間立体像表示手段は、表示素子と、投射レンズと、第一ミラー板とを備え、前記立体画像撮像手段は、第二ミラー板と、対物レンズと、撮像素子とを備え、前記中間立体像表示手段により表示された中間立体像を、前記立体画像撮像手段の第二ミラー板で反射させて、この反射させた反射光を、前記対物レンズで受光して、前記撮像素子で撮像することを特徴とする。
かかる構成によれば、立体画像撮像装置は、中間立体像表示手段において、表示素子によって、要素画像群を表示し、投射レンズによって、当該要素画像群を投射して、第一ミラー板によって、反射させて、中間立体像を表示させる。また、立体画像撮像装置は、立体画像撮像手段において、第二ミラー板によって、中間立体像を反射させ、反射させた反射光を、対物レンズによって受光し、この受光された反射光を、撮像手段によって、被写体の要素画像として撮像する。
請求項８に記載の立体画像撮像装置は、被写体の立体画像を撮像する立体画像撮像装置であって、前記被写体の要素画像群が入力され、この要素画像群を、中間立体像として表示する中間立体像表示手段と、この中間立体像表示手段で表示された中間立体像を再撮像する立体画像撮像手段とからなる立体画像撮像装置であって、前記中間立体像表示手段は、表示素子と、投射レンズと、ミラー板とを備え、前記立体画像撮像手段は、参照光源と、撮像素子とを備えることを特徴とする。
かかる構成によれば、立体画像撮像装置は、中間立体像表示手段において、表示素子によって、要素画像群を表示し、投射レンズによって、当該要素画像群を投射して、ミラー板によって、反射させて、中間立体像を表示させる。また、立体画像撮像装置は、立体画像撮像手段において、参照光源によって、中間立体像表示手段により表示された中間立体像と干渉させる参照光を発生させ、撮像素子によって、中間立体像と参照光とが干渉してなる干渉縞を撮像する。
請求項９に記載の立体画像撮像装置は、被写体の要素画像群に対する要素干渉縞を撮像する立体画像撮像装置であって、表示素子と、第一コヒーレント光源と、集光レンズと、マスクと、第二コヒーレント光源と、撮像素子と、を備えることを特徴とする。
かかる構成によれば、立体画像撮像装置は、表示素子によって、要素画像群を表示し、第一コヒーレント光源によって、この表示素子を照明するコヒーレント光を発生させる。そして、立体画像撮像装置は、集光レンズによって、第一コヒーレント光源で照明された表示素子を通過した通過光を集光し、マスクによって、集光レンズで集光された集光光のみを通過させる。さらに、立体画像撮像装置は、第二コヒーレント光源によって、マスクを通過した集光光と干渉させる参照光として、コヒーレント光を発生させ、撮像素子によって、集光光と参照光とが干渉してなる干渉縞を、被写体の要素画像群に対する要素干渉縞として撮像する。
請求項１０に記載の立体画像表示装置は、被写体の要素画像群が入力され、この要素画像群から、当該被写体の立体画像を表示する立体画像表示装置であって、表示素子と、投射レンズと、フィールドレンズと、ミラー板と、第一および第二放物面ミラーとを備え、前記第一放物面ミラーの焦点側と前記第二放物面ミラーの焦点側とを正対するように配置し、前記ミラー板の傾きの基準となる放物面の焦点の位置と前記第二放物面ミラーの焦点の位置とが同一になるように前記ミラー板を配置すると共に、前記フィールドレンズを、前記ミラー板の傾きの基準となる放物面の準線上に配置して、前記表示素子および前記投射レンズが前記フィールドレンズに合焦するように配置することを特徴とする。
かかる構成によれば、立体画像表示装置は、表示素子によって、被写体の要素画像群を表示し、投射レンズによって、表示された要素画像群を投射し、フィールドレンズによって、投射された要素画像群を伝送する。そして、立体画像表示装置は、ミラー板によって、放物面の焦点の反対側に鏡面を有すると共に、当該放物面の接平面に沿って、複数の微小ミラーをアレー状に有し、フィールドレンズにより伝送された要素画像群を、立体画像として結像させる。そして、立体画像表示装置は、第一および第二放物面ミラーによって、ミラー板で結像された立体画像を反射させる。
請求項１１に記載の立体画像表示装置は、被写体の要素画像群が入力され、この要素画像群から、当該被写体の立体画像を表示する立体画像表示装置であって、表示素子と、投射レンズと、ミラー板と、第一および第二放物面ミラーとを備え、前記表示素子および前記投射レンズを、前記ミラー板の傾きの基準となる放物面の準線に合焦するように配置することを特徴とする。
かかる構成によれば、立体画像表示装置は、表示素子によって、被写体の要素画像群を表示し、投射レンズによって、表示素子で表示された要素画像群を投射する。続いて、立体画像表示装置は、放物面の焦点側に鏡面を有すると共に、当該放物面の接平面に沿って、複数の微小ミラーをアレー状に有するミラー板によって、投射レンズで投射された要素画像群を、立体画像として結像させる。そして、立体画像表示装置は、放物面の焦点側に鏡面を有し、ミラー板で結像された立体画像を表示する第一および第二放物面ミラーによって、ミラー板で結像された立体画像を表示する。
請求項１２に記載の立体画像表示装置は、被写体の要素画像群が入力され、この要素画像群から、当該被写体の立体画像を表示する立体画像表示装置であって、表示素子と、投射レンズと、フィールドレンズと、ミラー板とを備え、前記フィールドレンズを前記ミラー板の傾きの基準となる放物面の準線上に配置すると共に、前記表示素子および前記投射レンズを、前記ミラー板の傾きの基準となる放物面の準線に合焦するように配置することを特徴とする。
かかる構成によれば、立体画像表示装置は、表示素子によって、被写体の要素画像群を表示し、投射レンズによって、表示素子で表示された要素画像群を投射する。続いて、立体画像表示装置は、フィールドレンズによって、投射レンズから投射された要素画像群を伝送する。そして、立体画像表示装置は、放物面の焦点の反対側に鏡面を有すると共に、当該放物面の接平面に沿って、複数の微小ミラーをアレー状に有するミラー板によって、フィールドレンズにより伝送された要素画像群を、立体画像として結像させる。
請求項１３に記載の立体画像表示装置は、被写体の要素画像群が入力され、この要素画像群から、当該被写体の立体画像を表示する立体画像表示装置であって、光源と、表示素子と、ミラー板と、方向制御レンズとを備え、前記表示素子を前記ミラー板の傾きの基準となる放物面の準線上に配置することを特徴とする。
かかる構成によれば、立体画像表示装置は、表示素子によって、被写体の要素画像群を表示する。続いて、立体画像表示装置は、放物面の焦点の反対側に鏡面を有すると共に、当該放物面の接平面に沿って、複数の微小ミラーをアレー状に有するミラー板によって、表示素子で表示された要素画像群を、立体画像として結像させる。そして、立体画像表示装置は、方向制御レンズによって、被写体の要素画像群としてミラー板に入射する反射光と、同じ向きになるように、光源で発生された光線を制御する。
請求項１４に記載の立体画像表示装置は、被写体の要素画像群が入力され、この要素画像群から、当該被写体の立体画像を表示する立体画像表示装置であって、表示素子と、投射レンズと、ミラー板と、自己集束性スクリーンと、ハーフミラーとを備え、前記表示素子および前記投射レンズを、前記ミラー板の傾きの基準となる放物面の準線に合焦するように配置することを特徴とする。
かかる構成によれば、立体画像表示装置は、表示素子によって、被写体の要素画像群を表示し、投射レンズによって、表示素子で表示された要素画像群を投射する。続いて、立体画像表示装置は、放物面の焦点側に鏡面を有すると共に、当該放物面の接平面に沿って、複数の微小ミラーをアレー状に有するミラー板によって、投射レンズで投射された要素画像群を、立体画像として結像させる。そして、立体画像表示装置は、ミラー板で結像された立体画像（立体画像の光路）を、ハーフミラーにより自己集束性スクリーンに反射させ、自己集束性スクリーンにより奥行きを反転させた反転立体画像を生成させる。
請求項１５に記載の立体画像表示装置は、被写体の要素画像群が入力され、この要素画像群から、当該被写体の立体画像を表示する立体画像表示装置であって、表示手段と、投射レンズと、ミラー板と、アフォーカル光学系アレーとを備え、前記アフォーカル光学系アレーが複数のアフォーカル光学系をアレー状に配置することを特徴とする。
かかる構成によれば、立体画像表示装置は、表示手段によって、被写体の要素画像群を表示し、投射レンズによって、表示された要素画像群を投射する。続いて、立体画像表示装置は、放物面の焦点側に鏡面を有すると共に、当該放物面の接平面に沿って、複数の微小ミラーをアレー状に有するミラー板によって、投射レンズで投射された要素画像群を、立体画像として結像させる。そして、立体画像表示装置は、アフォーカル光学系をアレー状に配置してなるアフォーカル光学系アレーによって、ミラー板で結像された立体画像の奥行きを反転させた反転立体画像を生成する。
請求項１６に記載の立体画像表示装置は、被写体の立体画像を表示する立体画像表示装置であって、前記被写体と比較して奥行きの反転した状態で表示された立体像を中間被写体として撮像する中間被写体撮像手段と、この中間被写体撮像手段で撮像された中間被写体の要素画像群を再表示する立体画像表示手段とからなる立体画像表示装置であって、前記中間被写体撮像手段は、第一ミラー板と、対物レンズと、撮像素子とを備え、前記立体画像表示手段は、表示素子と、投射レンズと、第二ミラー板とを備え、前記中間被写体撮像手段により撮像された中間被写体の要素画像群を、前記立体画像表示手段の表示素子で表示して、この表示された要素画像群を前記投射レンズにより前記第二ミラー板に投射し、投射された要素画像群を前記第二ミラー板で反射することを特徴とする。
かかる構成によれば、立体画像表示装置は、中間被写体撮像手段において、対物レンズによって、放物面の焦点側に鏡面を有すると共に、当該放物面の接平面に沿って、複数の微小ミラーをアレー状に有する第一ミラー板から反射される反射光を受光し、撮像素子によって、受光された反射光を、中間被写体の要素画像群として撮像する。続いて、立体画像表示装置は、立体画像表示手段において、表示手段によって、要素画像群を表示し、投射レンズによって、表示された要素画像群を投射する。続いて、立体画像表示装置は、立体画像表示手段において、放物面の焦点側に鏡面を有すると共に、当該放物面の接平面に沿って、複数の微小ミラーをアレー状に有する第二ミラー板によって、投射された要素画像群を反射することで、被写体の立体画像を表示する。
請求項１７に記載の立体画像表示装置は、被写体の立体画像を表示する立体画像表示装置であって、被写体と比較して奥行きの反転していない立体像を、中間被写体とみなし、この中間被写体と参照光との干渉縞を撮像する中間被写体撮像手段と、この中間被写体撮像手段で撮像された干渉縞に照明光を照射することで、前記中間被写体の立体像を表示する立体画像表示手段とからなる立体画像表示装置であって、前記中間被写体撮像手段は、参照光源と、撮像素子とを備え、前記立体画像表示手段は、表示素子と、照明光源とを備えることを特徴とする。
かかる構成によれば、立体画像表示装置は、中間被写体撮像手段において、参照光源によって、中間被写体と干渉させる参照光を発生させ、撮像素子によって、参照光源で発生させた参照光と中間被写体とが干渉してなる干渉縞を撮像する。続いて、立体画像表示装置は、立体画像表示手段において、表示素子によって、中間被写体撮像手段により撮像した干渉縞を表示し、照明光源によって、表示された干渉縞に照射する照明光を発生させる。
請求項１８に記載の立体画像表示装置は、被写体の立体画像を表示する立体画像表示装置であって、被写体と比較して奥行きの反転していない立体像を生成する要素画像群を、中間要素画像群とみなし、この中間要素画像群に対する中間要素干渉縞を撮像する中間要素干渉縞撮像手段と、この中間要素干渉縞撮像手段で撮像された中間要素干渉縞に照明光を照明することで、前記被写体の立体像を表示する立体画像表示手段とからなる立体画像表示装置であって、前記中間要素干渉縞撮像手段は、表示素子と、第一コヒーレント光源と、集光レンズと、マスクと、第二コヒーレント光源と、撮像素子とを備え、前記立体画像表示手段は、表示素子と、照明光源とを備えることを特徴とする。
かかる構成によれば、立体画像表示装置は、中間要素干渉縞撮像手段において、表示素子によって、中間要素画像群の個々の中間要素画像を表示し、第一コヒーレント光源によって、表示素子を照明するコヒーレント光を発生させ、集光レンズによって、第一コヒーレント光源で照明された表示素子を通過する通過光を集光する。続いて、立体画像表示装置は、中間要素干渉縞撮像手段において、マスクによって、集光レンズで集光された集光光のみを通過させ、第二コヒーレント光源によって、マスクを通過した集光光と干渉させる参照光として、コヒーレント光を発生させ、撮像素子によって、集光光と参照光とが干渉してなる干渉縞を、中間要素干渉縞として撮像する。そして、立体画像表示装置は、立体画像表示手段において、表示素子によって、中間要素画像群の中間干渉縞群を表示し、照明光源によって、表示素子を照射する照明光を発生させる。
請求項１、２に記載の発明によれば、第一および第二放物面ミラー、つまり、２枚の放物面ミラーによって、被写体からの物体光がミラー板で反射した反射光、つまり、被写体の奥行きが反転した状態に対する要素画像が反転し、撮像素子によって撮像されるので、被写体の要素画像を表示した際に観察される立体画像の奥行きが反転することなく、被写体と同じ奥行きの立体画像を観察することができる。
請求項３に記載の発明によれば、凸レンズで結像される被写体の実像がミラー板で反射され、反射した反射光がフィールドレンズで伝送された後、撮像素子によって撮像されるので、被写体の奥行きが反転した状態に対する要素画像が撮像されることになる。このため、被写体の要素画像を表示した際に観察される立体画像の奥行きが反転することなく、被写体と同じ奥行きの立体画像を観察することができる。
請求項４に記載の発明によれば、凸レンズで結像される被写体の実像がミラー板で反射され、当該ミラー板の位置から準線上に配置した撮像素子によって撮像されるので、被写体の奥行きが反転した状態に対する要素画像が撮像されることになる。このため、被写体の要素画像を表示した際に観察される立体画像の奥行きが反転することなく、被写体と同じ奥行きの立体画像を観察することができる。
請求項５に記載の発明によれば、自己集束性スクリーンにより生成された被写体の奥行きが反転した反転像がミラー板で反射され、撮像素子によって撮像されるので、被写体の要素画像を表示した際に観察される立体画像の奥行きが反転することなく、被写体と同じ奥行きの立体画像を観察することができる。
請求項６に記載の発明によれば、アフォーカル光学系アレーにより生成された被写体の奥行きを反転させた反転立体画像がミラー板で反射され、撮像素子によって撮像されるので、被写体の要素画像を表示した際に観察される立体画像の奥行きが反転することなく、被写体と同じ奥行きの立体画像を観察することができる。
請求項７に記載の発明によれば、被写体の要素画像群から、当該被写体と比較して奥行きが反転した中間立体像を生成し、さらに、この中間立体像を撮像するので、当該中間立体像の要素画像を表示する際には、被写体と同じ奥行きの立体画像を観察することができる。
請求項８に記載の発明によれば、被写体の要素画像群から、当該被写体と比較して奥行きが同じ中間立体像を生成し、さらに、この中間立体像と参照光とが干渉した干渉縞を撮像するので、当該干渉縞に、参照光源と同じ光源を再生光源として照射すれば、被写体と同じ奥行きの立体画像を観察することができる。
請求項９に記載の発明によれば、被写体の要素画像と、参照光源で発生させた参照光とを干渉させることで要素干渉縞を生成し、すべての要素画像（要素画像群）についても同様の要素干渉縞を生成した要素干渉縞群を撮像するので、取得した要素干渉縞群を表示し、この要素干渉縞群に参照光源と同じ光源を再生光源として照射すれば、被写体と同じ奥行きの立体画像を観察することができる。
請求項１０、１１に記載の発明によれば、反射光として撮像された被写体の要素画像群が表示素子で表示され、投射レンズで投射され、ミラー板で立体画像として結像された後、第一および第二放物面ミラーによって、当該立体画像の奥行きが元に戻されるので、被写体の要素画像群を表示した際に観察される立体画像の奥行きが反転することなく、被写体と同じ奥行きの立体画像を観察することができる。
請求項１２に記載の発明によれば、反射光として撮像された被写体の要素画像群が表示素子で表示され、投射レンズで投射されてフィールドレンズで伝送された後、ミラー板で立体画像として結像され、ミラー板の傾きの基準となる放物面の焦点側から画像が撮像されているが、表示する際には、ミラー板の傾きの基準となる放物面の焦点の反対側から画像を観察することになるので、被写体と同じ奥行きの立体画像を観察することができる。
請求項１３に記載の発明によれば、反射光として撮像された被写体の要素画像群が表示素子で表示され、ミラー板で立体画像として結像され、ミラー板の傾きの基準となる放物面の焦点側から画像が撮像されているが、表示する際には、ミラー板の傾きの基準となる放物面の焦点の反対側から画像を観察することになるので、被写体と同じ奥行きの立体画像を観察することができる。
請求項１４に記載の発明によれば、反射光として撮像された被写体の要素画像群が表示素子で表示され、投射レンズで投射されてミラー板で立体画像として結像され、自己集束性スクリーンによって、奥行きが反転される、すなわち、当該立体画像の奥行きが元に戻されるので、被写体の要素画像群を表示した際に観察される立体画像の奥行きが反転することなく、被写体と同じ奥行きの立体画像を観察することができる。
請求項１５に記載の発明によれば、被写体の要素画像群が表示素子で表示され、投射レンズで投射されてミラー板で立体画像として結像され、アフォーカル光学系アレーによって、奥行きを反転される、すなわち、当該立体画像の奥行きが元に戻されるので、被写体の要素画像群を表示した際に観察される立体画像の奥行きが反転することなく、被写体と同じ奥行きの立体画像を観察することができる。
請求項１６に記載の発明によれば、被写体と比較して奥行きの反転した状態で表示された立体像を中間被写体として撮像しており、この中間被写体の要素画像群を表示させているので、被写体と同じ奥行きの立体画像を観察することができる。
請求項１７に記載の発明によれば、被写体と比較して奥行きの反転していない立体像を中間被写体とし、この中間被写体と参照光とが干渉した干渉縞を撮像しており、この干渉縞を表示させているので、被写体と同じ奥行きの立体画像を観察することができる。
請求項１８に記載の発明によれば、被写体と比較して奥行きの反転していない立体像を生成する要素画像群を、中間要素画像群とみなし、中間要素画像群と参照光とが干渉した中間要素干渉縞を撮像しており、この中間要素干渉縞を表示させているので、被写体と同じ奥行きの立体画像を観察することができる。
次に、本発明の実施形態について、適宜、図面を参照しながら詳細に説明する。
立体画像撮像装置については第一実施形態から第九実施形態までを、立体画像表示装置については第一実施形態から第九実施形態までを説明することとし、立体画像撮像表示システムについては第一実施形態から第四実施形態までを説明することとする。
〈立体画像撮像装置の構成（第一実施形態）〉
まず、第一実施形態の立体画像撮像装置の構成について説明する。図１は立体画像撮像装置（第一実施形態）の概略図である。図１に示すように、立体画像撮像装置１は、ＩＰ方式による被写体の立体画像を表示するために、当該被写体を撮像するもので、２枚の放物面ミラー（第一および第二放物面ミラー）３（３ａ、３ｂ）と、ミラー板５と、撮像素子７とを備えている。なお、被写体の符号としてＨを付すこととし、この被写体Ｈの実像の符号としてＧを付すこととする。また、この図１は、立体画像撮像装置１の一断面を図示したものである。
放物面ミラー３（３ａ、３ｂ）は、放物面の焦点側に鏡面を有しており（鏡面加工が施されており）、焦点側同士が対向して設置されているものである。
ミラー板５は、複数の微小ミラー５ａを有して成り、この微小ミラー５ａがアレー状に並んだものである。複数の微小ミラー５ａは、放物面ミラー３ａと一致する放物面の接平面と同じ角度を有して配置されている。また、複数の微小ミラー５ａは、放物面ミラー３ａの焦点と同じ側面に鏡面を有している（鏡面加工が施されている）。
撮像素子７は、ミラー板５の微小ミラー５ａで反射した反射光を、被写体の要素画像群として撮像するものである。この撮像素子７としては、写真フィルム、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ：電荷結合素子）、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｎｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ：相補型金属酸化膜半導体）撮像素子が挙げられる。なお、これらの撮像素子は可視光領域内の複数の波長に対して感度を持っていてもよく、可視光領域内の波長だけでなく、これらの撮像素子とＩ＿Ｉ（イメージインテンシファイアー）を組み合わせて用いてもよい。この場合、微小ミラー５ａは撮像素子７で感度を有している波長帯域に対して有効な反射特性を有していることが好ましい。
この立体画像撮像装置１で撮像した画像（奥行きが反転した実像に対する要素画像群、つまり、ミラー板５で反射した反射光）を、従来の立体画像表示装置に入力することで、被写体と比較して奥行きが同じになる立体画像を、観察者に観察させることができる。
なお、ミラー板５と撮像素子７との間に、後記するフィールドレンズと対物レンズとを介在させて、被写体の要素画像群を撮像するようにしてもよい。この場合、フィールドレンズを撮像素子７の位置に配置することとする。
〈立体画像撮像装置の動作（第一実施形態）〉
次に、図２３に示すフローチャートを参照して、立体画像撮像装置１の動作を説明する（適宜、図１参照）。
まず、立体画像撮像装置１は、被写体Ｈからの物体光（光線）を放物面ミラー３ｂによって反射し、さらに放物面ミラー３ａによって反射する（ステップＳ１）。続いて、立体画像撮像装置１は、ミラー板５で、放物面ミラー３ａで反射した反射光を反射する（ステップＳ２）。そして、立体画像撮像装置１は、撮像素子７によって、ミラー板５で反射した反射した反射光（被写体Ｈの要素画像群）を撮像する（ステップＳ３）。
〈立体画像撮像装置の構成（第二実施形態）〉
次に、第二実施形態の立体画像撮像装置の構成について説明する。図２は立体画像撮像装置（第二実施形態）の概略図である。図２に示すように、立体画像撮像装置１Ａは、ＩＰ方式による被写体の立体画像を表示するために、当該被写体を撮像するもので、２枚の放物面ミラー（第一および第二放物面ミラー）３（３ａ、３ｂ）と、ミラー板５と、撮像素子７と、対物レンズ９とを備えている。なお、図１と同様に、被写体の符号としてＨを付すこととし、この被写体Ｈの実像の符号としてＧを付すこととする。また、この図２は、立体画像撮像装置の一断面を図示したものである。
放物面ミラー３（３ａ、３ｂ）は、放物面の焦点側に鏡面を有しており（鏡面加工が施されており）、焦点側同士が対向して設置されているものである。なお、放物面ミラー３ａ（第一放物面ミラー）の焦点Ｆａ（Ｆ）と放物面ミラー３ｂ（第二放物面ミラー）の焦点Ｆｂ（Ｆ）とは、それぞれ焦点Ｆが放物面ミラー３の上に存在するように設置されている。つまり、焦点Ｆａが放物面ミラー３ｂ上に、焦点Ｆｂが放物面ミラー３ａ上に存在するように設置されている。
ちなみに、放物面ミラー３ａは、ミラー板５の傾きの基準となる放物面と同一放物面上に配置されている。また、これらの長さについては放物面ミラー３ｂの方が放物面ミラー３ａよりも若干長く形成されている。つまり、放物面ミラー３ａは焦点Ｆｂが通過するＸ軸まで延在しているのに対し、放物面ミラー３ｂは焦点Ｆａが通過するＸ軸よりも上方まで延在している。
ミラー板５は、複数の微小ミラー５ａを有して成り、この微小ミラー５ａがアレー状に並んだものである。複数の微小ミラー５ａは、放物面ミラー３ａと一致する放物面の接平面と同じ角度を有して配置されている。また、複数の微小ミラー５ａは、放物面ミラー３ａの焦点Ｆａと同じ側面に鏡面を有している（鏡面加工が施されている）。
対物レンズ９は、放物面ミラー３（３ａ、３ｂ）と、ミラー板５とにより反射された反射光、すなわち、被写体Ｈからの物体光（被写体Ｈからの発せられた物体光（光線））が反射した反射光を受光するものである。
撮像素子７は、対物レンズ９で受光された反射光を、被写体の要素画像として撮像するものである。なお、対物レンズ９および撮像素子７は、放物面ミラー３ａの準線Ｊを含みＸ軸に垂直な平面に合焦する配置に構成されている。
ここで、放物面ミラー３ａの焦点Ｆａ付近に被写体Ｈが存在する場合について説明する。なお、被写体Ｈの位置は、ここで前提とする放物面ミラー３ａの焦点Ｆａ付近に限定されない。被写体Ｈから発せられた物体光（光線）は、放物面ミラー３ａおよび放物面ミラー３ｂにより実像Ｇを結像（形成）する。
図２では、被写体Ｈとして、「旗」を示しており、撮像方向ａから観察した場合、「旗」の先端部分が手前に存在する状態となっている。しかし、撮像方向ａから実像Ｇを観察した場合、「旗」の先端部分が奥に存在する状態となっている。この実施形態では、被写体Ｈと比較して、奥行きが反転した実像Ｇを生成し、準線上に虚像として形成される実像Ｇの要素画像群を撮像することになる。従って、この立体画像撮像装置１Ａで撮像した画像（奥行きが反転した実像に対する要素画像群、つまり、ミラー板５で反射した反射光）を、従来の立体画像表示装置に入力することで、被写体と比較して奥行きが同じになる立体画像を、観察者に観察させることができる。
〈立体画像撮像装置の動作（第二実施形態）〉
次に、図２３に示すフローチャートを参照して、立体画像撮像装置１Ａの動作を説明する（適宜、図２参照）。
まず、立体画像撮像装置１Ａは、被写体Ｈからの物体光（光線）を放物面ミラー３ｂによって反射し、さらに放物面ミラー３ａによって反射する（ステップＳ１１）。続いて、立体画像撮像装置１１は、ミラー板５で、放物面ミラー３ａで反射した反射光を反射する（ステップＳ１２）。
そして、立体画像撮像装置１Ａは、対物レンズ９によって、ミラー板５で反射した反射した反射光（被写体Ｈの要素画像）を受光し（ステップＳ１３）、撮像素子７によって、対物レンズ９で受光された反射光を撮像する（ステップＳ１４）。
〈立体画像撮像装置の構成（第三実施形態）〉
次に、立体画像撮像装置の構成（第三実施形態）について説明する。図３は立体画像撮像装置（第三実施形態）の概略図である。図３に示すように、立体画像撮像装置１Ｂは、ＩＰ方式による被写体の立体画像を表示するために、当該被写体を撮像するもので、光学系（凸レンズ）１１と、ミラー板１３と、フィールドレンズ１５と、対物レンズ９と、撮像素子７とを備えている。なお、図２に示した立体画像撮像装置１Ａと同様の構成については、同一の符号を付して基本的には説明を省略し、必要に応じて説明を加える。また、被写体の符号としてＨを付すこととし、この被写体Ｈの実像の符号としてＧを付すこととする。この図３は、立体画像撮像装置の一断面を図示したものである。
光学系１１は、ミラー板５の焦点側に、被写体Ｈの実像Ｇを結像させるものである。ここでは、光学系１１として凸レンズを採用しており、この凸レンズによって、被写体Ｈからの物体光を集光して、当該被写体Ｈの実像Ｇを結像させている。なお、凸レンズの部分は、複数の光学素子で構成されてもよく、被写体と実像の横倍率を一致させるためにアフォーカル光学系を用いてもよい。
ミラー板１３は、複数の微小ミラー１３ａを有して成り、この微小ミラー１３ａがアレー状に並んだものである。複数の微小ミラー１３ａは、前記した（１）式［ｙ２＝４ｐｘ（ただし、ｐ＜０、ｘ＜０）］で表される放物線をＸ軸の周りに回転させた放物面の接平面と同じ角度を有して配置されている。また、このミラー板１３は、放物面の焦点と反対側の側面に鏡面を有している。
フィールドレンズ１５は、ミラー板１３の傾きの基準となる放物面の準線Ｊ上に配置され、被写体Ｈからの物体光を、当該ミラー板１３の微小ミラー５ａで反射した反射光を伝送するものである。つまり、このフィールドレンズ１５は、放物面の準線Ｊを含み、水平方向の軸（Ｘ軸）に垂直な平面に一致して配置されている。
なお、対物レンズ９および撮像素子７は、フィールドレンズ１５が存在している平面に合焦する位置に配置されている。
ここで、光学系１１により生成される被写体Ｈの実像Ｇの位置が、ミラー板１３の傾きの基準となる放物面の焦点付近になる場合について説明する。なお、被写体Ｈの位置は、ここで前提とするミラー板１３の放物面の焦点付近に限定されない。
図３では、被写体Ｈとして、「旗」を示しており、撮像方向ａから観察した場合、「旗」の先端部分が手前に存在する状態となっている。しかし、被写体Ｈから発せられた物体光は、光学系１１を通過した後、ミラー板１３によって反射されて、フィールドレンズ１５に向かう。そして、この反射光は、実像Ｇが存在している場合の物体光と等価である。
この実像Ｇを撮像方向ａから観察すると、「旗」の先端部分が奥に存在する状態になっている。この実施形態では、被写体Ｈと比較して、奥行きが反転した実像Ｇから発せられた物体光と等価な反射光を撮像している。従って、この立体画像撮像装置１Ｂで撮像した画像（奥行きが反転した実像、つまり、ミラー板１３で反射した反射光）は、立体画像撮像装置１Ａで撮像した画像と同様に、従来の立体画像表示装置に入力することで、被写体と比較して奥行きが同じになる立体画像を、観察者に観察させることができる。
〈立体画像撮像装置の動作（第三実施形態）〉
次に、図２５に示すフローチャートを参照して、立体画像撮像装置１Ｂの動作を説明する（適宜、図３参照）。
まず、立体画像撮像装置１Ｂは、光学系１１によって、ミラー板１３の傾きの基準となる放物面の焦点側に、被写体Ｈの実像Ｇを結像させる（ステップＳ２１）。続いて、立体画像撮像装置１Ｂは、光学系１１により投射された像を、ミラー板１３によって反射する（ステップＳ２２）。
そして、立体画像撮像装置１Ｂは、フィールドレンズ１５によって、ミラー板１３で反射した反射光を伝送し（ステップＳ２３）、対物レンズ９によって受光する（ステップＳ２４）。そして、立体画像撮像装置１Ｂは、撮像素子７によって、対物レンズ９で受光された反射光を撮像する（ステップＳ２５）。
〈立体画像撮像装置の構成（第四実施形態）〉
次に、立体画像撮像装置の構成（第四実施形態）について説明する。図４は立体画像撮像装置（第四実施形態）の概略図である。図４に示すように、立体画像撮像装置１Ｃは、ＩＰ方式による被写体の立体画像を表示するために、当該被写体を撮像するもので、光学系（凸レンズ）１１と、ミラー板１３と、撮像素子７とを備えている。なお、図２、３に示した立体画像撮像装置１Ａ、１Ｂと同様の構成については、同一の符号を付して基本的には説明を省略し、必要に応じて説明を加える。また、被写体の符号としてＨを付すこととし、この被写体Ｈの実像の符号としてＧを付すこととする。この図４は、立体画像撮像装置の一断面を図示したものである。
ここで、光学系１１により生成される被写体Ｈの実像Ｇの位置が、ミラー板１３の傾きの基準となる放物面の焦点付近になる場合について説明する。なお、被写体Ｈの位置は、ここで前提とするミラー板１３の放物面の焦点付近に限定されない。
図４では、被写体Ｈとして、「旗」を示しており、撮像方向ａから観察した場合、「旗」の先端部分が手前に存在する状態となっている。しかし、被写体Ｈからの物体光は、光学系１１を通過した後、ミラー板１３によって反射されて、撮像素子７に向かう。そして、この反射光は、実像Ｇから発せられた物体光と等価である。
この実像Ｇを撮像方向ａから観察すると、「旗」の先端部分が奥に存在する状態になっている。この実施形態では、被写体Ｈと比較して、奥行きが反転した実像Ｇから発せられた物体光と等価な反射光を撮像している。従って、この立体画像撮像装置１Ｃで撮像した画像（奥行きが反転した実像、つまり、ミラー板１３で反射した反射光）は、立体画像撮像装置１Ａ、１Ｂで撮像した画像と同様に、従来の立体画像表示装置に入力することで、被写体と比較して奥行きが同じになる立体画像を、観察者に観察させることができる。
〈立体画像撮像装置の動作（第四実施形態）〉
次に、図２６に示すフローチャートを参照して、立体画像撮像装置１Ｃの動作を説明する（適宜、図４参照）。
まず、立体画像撮像装置１Ｃは、光学系１１によって、ミラー板１３の焦点側に、被写体Ｈの実像Ｇを結像させる（ステップＳ３１）。続いて、立体画像撮像装置１Ｃは、光学系１１により投射された像を、ミラー板１３によって反射する（ステップＳ３２）。
そして、立体画像撮像装置１Ｃは、撮像素子７によって、ミラー板１３で反射された反射光を撮像する（ステップＳ３３）。
〈立体画像撮像装置の構成（第五実施形態）〉
次に、立体画像撮像装置の構成（第五実施形態）について説明する。図５（ａ）は立体画像撮像装置（第五実施形態）の概略図である。図５（ａ）に示すように、立体画像撮像装置１Ｄは、ＩＰ方式による被写体の立体画像を表示するために、当該被写体を撮像するもので、自己集束性スクリーン１７と、ハーフミラー１９と、ミラー板５と、対物レンズ９と、撮像素子７とを備えている。なお、図１、２、３、４に示した立体画像撮像装置１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃと同様の構成については、同一の符号を付して基本的には説明を省略し、必要に応じて説明を加える。また、被写体の符号としてＨを付すこととし、この被写体Ｈの実像の符号としてＧを付すこととする。この図５は、立体画像撮像装置の一断面を図示したものである。
自己集束性スクリーン１７は、被写体Ｈの奥行きを反転させた反転像を生成するものである。この自己集束性スクリーン１７の概略を図５（ｂ）に示す。この図５（ｂ）に示すように、自己集束性スクリーン１７は、凸レンズ１７ａを多数配列したレンズ板として構成されており、この凸レンズ１７ａの焦平面に拡散反射面１７ｂが接合されている。そして、この自己集束性スクリーン１７では、凸レンズ１７ａに受光した光線（被写体Ｈからの物体光）が、拡散反射面１７ｂで反射されることで、奥行きが反転した反転像が生成される。
ハーフミラー１９は、被写体Ｈから発せられた物体光を透過させて、当該物体光が自己集束性スクリーン１７に照射されるようにすると共に、自己集束性スクリーン１７で生成された反転像を、被写体Ｈが存在する方向とは異なる方向、すなわち、ミラー板５の鏡面が施してある方向に反射させるものである。
ここで、自己集束性スクリーン１７により生成される被写体Ｈの反転像の位置が、ミラー板５の傾きの基準となる放物面の焦点付近になる場合について説明する。なお、被写体Ｈの反転像の位置は、ここで前提とするミラー板５の傾きの基準となる放物面の焦点付近に限定されない。
図５では、被写体Ｈとして、「旗」を示しており、撮像方向ａから観察した場合、「旗」の先端部分が手前に存在する状態となっている。しかし、自己集束性スクリーン１７で生成される、被写体Ｈの奥行きが反転した反転像を撮像方向ａから観察すると、「旗」の先端部分が奥に存在する状態になっている。この実施形態では、被写体Ｈと比較して、奥行きが反転した反転像から発せられた光と等価な反射光を撮像している。従って、この立体画像撮像装置１Ｄで撮像した画像（自己集束性スクリーン１７で生成された、奥行きが反転した反転像）は、立体画像撮像装置１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃで撮像した画像と同様に、従来の立体画像表示装置に入力することで、被写体と比較して奥行きが同じになる立体画像を、観察者に観察させることができる。
〈立体画像撮像装置の動作（第五実施形態）〉
次に、図２７に示すフローチャートを参照して、立体画像撮像装置１Ｄの動作を説明する（適宜、図５（ａ）参照）。
まず、立体画像撮像装置１Ｄは、自己集束性スクリーン１７によって、被写体Ｈの反転像を生成する（ステップＳ４１）。続いて、立体画像撮像装置１Ｄは、ハーフミラー１９によって、自己集束性スクリーン１７で生成された反転像を反射する（ステップＳ４２）。
そして、立体画像撮像装置１Ｄは、ミラー板５によって、ハーフミラー１９で反射された反転像をさらに反射する（ステップＳ４３）。そして、立体画像撮像装置１Ｄは、対物レンズ９によって、ミラー板５で反射された反転像を受光する（ステップＳ４４）。そして、立体画像撮像装置１Ｄは、撮像素子７によって、対物レンズ９で受光された反転像を撮像する（ステップＳ４５）。
〈立体画像撮像装置の構成（第六実施形態）〉
次に、立体画像撮像装置の構成（第六実施形態）について説明する。図６（ａ）は立体画像撮像装置（第六実施形態）の概略図である。図６（ａ）に示すように、立体画像撮像装置１Ｅは、ＩＰ方式による被写体の立体画像を表示するために、当該被写体を撮像するもので、アフォーカル光学系アレー２１と、ミラー板５と、対物レンズ９と、撮像素子７とを備えている。なお、図１、２、３、４、５に示した立体画像撮像装置１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄと同様の構成については、同一の符号を付して基本的には説明を省略し、必要に応じて説明を加える。また、被写体の符号としてＨを付すこととし、この被写体Ｈの実像の符号としてＧを付すこととする。この図６は、立体画像撮像装置の一断面を図示したものである。
アフォーカル光学系アレー２１は、被写体Ｈの奥行きを反転させた反転像を生成するものである。このアフォーカル光学系アレー２１の概略を図６（ｂ）、図６（ｃ）に示す。この図６（ｂ）に示すように、アフォーカル光学系アレー２１は、アフォーカル光学系をアレー状に多数配列した状態で構成されたものである。ここでは、２つの凸レンズにアフォーカル光学系を構成する例を示しているが、このアフォーカル光学系の代わりに、媒質内の屈折率が一様ではない屈折率分布レンズや、回折光学素子を１つまたは複数用いて構成してもよい。
そして、このアフォーカル光学系アレー２１によって、被写体Ｈと比較して奥行きが反転した反転像が生成される。なお、この図６（ａ）では、アフォーカル光学系アレー２１により生成される被写体Ｈの反転像の位置が、ミラー板５の傾きの基準となる放物面の焦点付近になる場合を説明しているが、反転像の位置はこの位置に限定されるものではない。
なお、図６（ｃ）では、アフォーカル光学系における、被写体Ｈからの物体光の光路を
示している。この図６（ｃ）において、Ｆ１とＦ２との割合によって、被写体Ｈまでの焦点距離と実像Ｇまでの焦点距離とが調整される（このような記載でよろしかったでしょうか？ご教示ください）。
図６（ａ）では、被写体Ｈとして、「旗」を示しており、撮像方向ａから観察した場合、「旗」の先端部分が手前に存在する状態となっている。しかし、アフォーカル光学系アレー２１で生成される、被写体Ｈの奥行きが反転した反転像を撮像方向ａから観察すると、「旗」の先端部分が奥に存在する状態になっている。この実施形態では、被写体Ｈと比較して、奥行きが反転した反転像から発せられた光と等価な反射光を撮像している。従って、この立体画像撮像装置１Ｅで撮像した画像（アフォーカル光学系アレー２１で生成された、奥行きが反転した反転像）は、立体画像撮像装置１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄで撮像した画像と同様に、従来の立体画像表示装置に入力することで、被写体と比較して奥行きが同じになる立体画像を、観察者に観察させることができる。
〈立体画像撮像装置の動作（第六実施形態）〉
次に、図２８に示すフローチャートを参照して、立体画像撮像装置１Ｅの動作を説明する（適宜、図６（ａ）参照）。
まず、立体画像撮像装置１Ｅは、アフォーカル光学系アレー２１によって、被写体Ｈの反転像を生成する（ステップＳ５１）。続いて、立体画像撮像装置１Ｅは、ミラー板５によって、アフォーカル光学系アレー２１で生成された反転像を反射する（ステップＳ５２）。
そして、立体画像撮像装置１Ｅは、対物レンズ９によって、ミラー板５で反射された反転像を受光する（ステップＳ５３）。そして、立体画像撮像装置１Ｅは、撮像素子７によって、対物レンズ９で受光された反転像を撮像する（ステップＳ５４）。
〈立体画像撮像装置の構成（第七実施形態）〉
次に、立体画像撮像装置の構成（第七実施形態）について説明する。図７は立体画像撮像装置（第七実施形態）の概略図である。図７に示すように、立体画像撮像装置１Ｆは、ＩＰ方式による被写体の立体画像を表示するために、当該被写体の要素画像群を入力し、この要素画像群を、中間立体像として表示し、表示された中間立体像を再撮像するもので、中間立体像表示手段２３と、立体画像撮像手段２５とを備えている。なお、この図７は、立体画像撮像装置の一断面を図示したものである。
中間立体像表示手段２３は、要素画像群を表示する表示素子２７と、この表示素子に表示された要素画像群を投射する投射レンズ２９と、放物面の焦点側に鏡面を有すると共に、当該放物面の接平面に沿って、複数の微小ミラー３１ａをアレー状に有する第一ミラー板３１とを備えている。なお、この第一ミラー板３１は、投射レンズ２９によって投射された要素画像群を、複数の微小ミラー３１ａによって反射することで、中間立体像を表示する。
立体画像撮像手段２５は、放物面の焦点側に鏡面を有すると共に、当該放物面の接平面に沿って、複数の微小ミラー３３ａをアレー状に有する第二ミラー板３３と、この第二ミラー板から反射される反射光を受光する対物レンズ３５と、この対物レンズで受光された反射光を、被写体の要素画像として撮像する撮像素子３７とを備えている。なお、第二ミラー板３３は、中間立体像表示手段２３によって表示された中間立体像を、複数の微小ミラー３３ａによって反射した反射光を対物レンズ３５に出力している。
そして、立体画像撮像装置１Ｆでは、中間立体像表示手段２３により表示された中間立体像を、立体画像撮像手段２５の第二ミラー板３３で反射させて、この反射させた反射光を、対物レンズ３５で受光して、撮像素子３７によって撮像している。
〈立体画像撮像装置の動作（第七実施形態）〉
次に、図２９に示すフローチャートを参照して、立体画像撮像装置１Ｆの動作を説明する（適宜、図７参照）。
まず、立体画像撮像装置１Ｆは、中間立体像表示手段２３の表示素子２７によって、入力された要素画像群を表示し（ステップＳ６１）、中間立体像表示手段２３の投射レンズ２９によって、表示された要素画像群を投射する（ステップＳ６２）。
続いて、立体画像撮像装置１Ｆは、第一ミラー板３１によって、投射された要素画像群を、複数の微小ミラー３１ａで反射して、中間立体像を表示し（ステップＳ６３）、立体画像撮像手段２５の第二ミラー板３３によって、表示された中間立体像を反射する（ステップＳ６４）。
そして、立体画像撮像装置１Ｆは、立体画像撮像手段２５の対物レンズ３５によって、第二ミラー板３３で中間立体像が反射された反射光を受光し（ステップＳ６５）、受光された反射光を、撮像素子３７によって撮像する（ステップＳ６６）。
〈立体画像撮像装置の構成（第八実施形態）〉
次に、立体画像撮像装置の構成（第八実施形態）について説明する。図８は立体画像撮像装置（第八実施形態）の概略図である。図８に示すように、立体画像撮像装置１Ｇは、ＩＰ方式による被写体の立体画像を表示するために、当該被写体を撮像するもので、中間立体像表示手段２３と、立体画像撮像手段３９とを備えている。なお、図７に示した立体画像撮像装置１Ｆと同様の構成については、同一の符号を付して基本的には説明を省略し、必要に応じて説明を加える。この図８は、立体画像撮像装置の一断面を図示したものである。
立体画像撮像手段３９は、中間立体像表示手段２３により表示された中間立体像と干渉させる参照光を発生させる参照光源４１と、中間立体像と参照光とが干渉してなる干渉縞を撮像する撮像素子４３とを備えている。つまり、この立体画像撮像装置１Ｇでは、撮像素子４３によって撮像した干渉縞を、被写体の立体画像としている。
〈立体画像撮像装置の動作（第八実施形態）〉
次に、図３０に示すフローチャートを参照して、立体画像撮像装置１Ｇの動作を説明する（適宜、図８参照）。
まず、立体画像撮像装置１Ｇは、中間立体像表示手段２３の表示素子２７によって、入力された要素画像群を表示し（ステップＳ７１）、中間立体像表示手段２３の投射レンズ２９によって、表示された要素画像群を投射する（ステップＳ７２）。
続いて、立体画像撮像装置１Ｇは、第一ミラー板３１によって、投射された要素画像群を、複数の微小ミラー３１ａで反射して、中間立体像を表示し（ステップＳ７３）、立体画像撮像手段３９の参照光源４１によって参照光を発生させる（ステップＳ７４）。そして、立体画像撮像装置１Ｇは、撮像素子４３によって、中間立体像と参照光とが干渉した干渉縞を撮像する（ステップＳ７５）。
〈立体画像撮像装置の構成（第九実施形態）〉
次に、立体画像撮像装置の構成（第九実施形態）について説明する。図９は立体画像撮像装置（第九実施形態）の概略図である。図９に示すように、立体画像撮像装置１Ｈは、ホログラムによる被写体の立体画像を表示するために、当該被写体を撮像するもので、入力された要素画像群を表示する表示素子４５と、この表示素子４５を照明するコヒーレント光を発生させる第一コヒーレント光源４７と、この第一コヒーレント光源で照明された表示素子４５を通過した通過光を集光する集光レンズ４９と、この集光レンズ４９で集光された集光光のみを通過させるマスク５１と、このマスク５１を通過した集光光と干渉させる参照光として、コヒーレント光を発生させる第二コヒーレント光源５３と、集光光と参照光とが干渉してなる干渉縞、被写体の要素画像群に対する要素干渉縞として撮像する撮像素子５５とを備えている。
〈立体画像撮像装置の動作（第九実施形態）〉
次に、図３１に示すフローチャートを参照して、立体画像撮像装置１Ｈの動作を説明する（適宜、図９参照）。
まず、立体画像撮像装置１Ｈは、入力されたある１つの要素画像を表示素子４５によって表示し（ステップＳ８１）、この表示素子４５を、第一コヒーレント光源４７で発生させたコヒーレント光で照明する（ステップＳ８２）。
続いて、立体画像撮像装置１Ｈは、集光レンズ４９によって、コヒーレント光で照明された表示素子４５を通過した通過光を集光させ（ステップＳ８３）、マスク５１によって、集光レンズ４９で集光された集光光のみを通過させる（ステップＳ８４）。
そして、立体画像撮像装置１Ｈは、第二コヒーレント光源５３で参照光を発生させ（ステップＳ８５）、撮像素子５５によって、マスク５１で通過した集光光と参照光とが干渉した干渉縞を、被写体の要素画像に対する要素干渉縞として撮像する（ステップＳ８６）。なお、この時点で、要素干渉縞として記録していない要素画像がある場合は、撮像素子５５の位置を移動させた後、図３１に示したステップＳ８１以下の動作を繰り返す。
〈立体画像表示装置の構成（第一実施形態）〉
次に、立体画像表示装置の構成（第一実施形態）について説明する。図１０は立体画像表示装置（第一実施形態）の概略図である。図１０に示すように、立体画像表示装置６１は、ＩＰ方式による被写体の立体画像を表示するもので、表示素子６３と、投射レンズ６５と、フィールドレンズ６７と、ミラー板６９と、放射面ミラー（第一および第二放物面ミラー）７１（７１ａ、７１ｂ）とを備えている。この図１０は、立体画像表示装置の一断面を図示したものである。
表示素子６３は、撮像された反射光を、被写体Ｈ（図１参照）の要素画像群として表示するものである。
投射レンズ６５は、表示素子６３で表示された、被写体の要素画像群を、フィールドレンズ６７に投射するものである。
フィールドレンズ６７は、ミラー板６９の傾きの基準となる放物面の準線上に配置され、投射レンズ６５から投射された被写体の要素画像群を、ミラー板６９に伝送するものである。つまり、このフィールドレンズ６７は、ミラー板６９の傾きの基準となる放物面の準線を含み、水平方向の軸に垂直な平面に一致して配置されている。
ミラー板６９は、複数の微小ミラー６９ａがアレー状に配されたもので、投射レンズ６７で投射された要素画像群を、立体画像として結像させるものである。
放物面ミラー７１（７１ａ、７１ｂ）は、ミラー板６９で結像された立体画像を反射するもので、放物面の焦点側に鏡面を有している。
図１０において、表示素子６３では、従来の立体画像撮像装置で撮像された画像を表示するため、第２の再生像Ｓｂの位置に立体画像が生成される。そして、この第２の再生像Ｓｂを、放物面ミラー７１ｂおよび放物面ミラー７１ａで反射することで、第１の再生像Ｓａの位置に立体画像を生成している。この第１の再生像Ｓａを観察方向ｂから観察すると、被写体と比較して同じ奥行きの立体画像を観察することができる。つまり、従来の立体画像撮像装置において、被写体として図示した「旗」は、観察方向ｂから見た場合、「旗」の先端部分が手前に存在している。そして、立体画像表示装置６１で表示した第１の再生像Ｓａを、観察方向ｂから観察した場合にも、「旗」の先端部分が手前に存在している。
なお、立体画像表示装置６１では、フィールドレンズ６７の位置に表示素子６３を配置することで、立体画像を表示するようにすることも可能である。つまり、この場合の立体画像表示装置６１は、表示素子６３で表示させた要素画像群をミラー板６９によって結像させて、放物面ミラー７１によって反射させることで、観察方向ｂから観察した場合でも、被写体と比較して同じ奥行きの立体画像を観察させることができる。
〈立体画像表示装置の動作〉
次に、図３２に示すフローチャートを参照して、立体画像表示装置６１の動作を説明する（適宜、図１０参照）。
まず、立体画像表示装置６１は、表示素子６３によって、要素画像群を表示し（ステップＳ９１）、投射レンズ６５によって、表示された要素画像群をフィールドレンズ６７に投射する（ステップＳ９２）。
続いて、立体画像表示装置６１は、フィールドレンズ６７によって、投射された要素画像群をミラー板６９に伝送し（ステップＳ９３）、ミラー板６９によって、伝送された要素画像群を立体画像に結像させる（ステップＳ９４）。そして、立体画像表示装置６１は、放物面ミラー７１によって、結像された立体画像を反射させて表示する（ステップＳ９５）。
〈立体画像表示装置の構成（第二実施形態）〉
次に、立体画像表示装置の構成（第二実施形態）について説明する。図１１は立体画像表示装置（第二実施形態）の概略図である。図１１に示すように、立体画像表示装置６１は、ＩＰ方式による被写体の立体画像を表示するもので、表示素子６３と、投射レンズ６５と、ミラー板７３と、放射面ミラー（第一および第二放物面ミラー）７５（７５ａ、７５ｂ）とを備えている。なお、図１０に示した立体画像表示装置６１と同様の構成については、同一の符号を付して基本的には説明を省略し、必要に応じて説明を加える。また、この立体画像表示装置６１Ａで表示される再生像のうち、放射面ミラー７５ａの焦点Ｆａ付近に表れるものの符号にＳａ（第１の再生像）を付すこととし、放射面ミラー７５ｂの焦点Ｆｂ付近に表れるものの符号にＳｂ（第２の再生像）を付すこととする。この図１１は、立体画像表示装置の一断面を図示したものである。
ミラー板７３は、複数の微小ミラー７３ａがアレー状に配されたもので、投射レンズ６５で投射された要素画像群を、立体画像として結像させるものである。このミラー板７３を構成する複数の微小ミラー７３ａは、放物面ミラー７５ｂと一致する放物面の接平面と同じ角度を有して配置されており、放物面ミラー７５ｂの焦点Ｆｂと同じ側面に鏡面加工が施されている。
放物面ミラー７５（７５ａ、７５ｂ）は、ミラー板７３で結像された立体画像を反射するもので、放物面の焦点側に鏡面を有している。これら２枚の放物面ミラー７５ａ（第一放物面ミラー）の焦点Ｆａと放物面ミラー７５ｂ（第二放物面ミラー）の焦点Ｆｂとは、それぞれ焦点Ｆａが放物面ミラー７５ｂ上に、焦点Ｆｂが放物面ミラー７５ａ上に存在するように配置されている。
ここで、放物面ミラー７５ａの焦点Ｆａ付近に第１の再生像Ｓａが生成される場合ついて説明する。なお、第１の再生像Ｓａの位置はこの位置に限定されない。
図１１において、表示素子６３では、従来の立体画像撮像装置で撮像された画像を表示するため、第２の再生像Ｓｂの位置に立体画像が生成される。そして、この第２の再生像Ｓｂを、放物面ミラー７５ｂおよび放物面ミラー７５ａで反射することで、第１の再生像Ｓａを生成している。この第１の再生像Ｓａを観察方向ｂから観察すると、被写体と比較して同じ奥行きの立体画像を観察することができる。つまり、従来の立体画像撮像装置において、被写体として図示した「旗」は、観察方向ｂから見た場合、「旗」の先端部分が手前に存在している。そして、立体画像表示装置６１Ａで表示した第１の再生像Ｓａを、観察方向ｂから観察した場合にも、「旗」の先端部分が手前に存在している。
〈立体画像表示装置の動作（第二実施形態）〉
次に、図３３に示すフローチャートを参照して、立体画像表示装置６１Ａの動作を説明する（適宜、図１１参照）。
まず、立体画像表示装置６１Ａは、表示素子６３によって、被写体の要素画像群を表示する（ステップＳ１０１）。続いて、立体画像表示装置６１Ａは、投射レンズ６５によって、要素画像群をミラー板７３に投射する（ステップＳ１０２）。
そして、立体画像表示装置６１Ａは、ミラー板７３によって、複数の要素画像群から立体画像を結像させる（ステップＳ１０３）。そして、立体画像表示装置６１Ａは、放物面ミラー７５によって、ミラー板７３により結像された立体画像を反射させる（ステップＳ１０４）。
〈立体画像表示装置の構成（第三実施形態）〉
次に、立体画像表示装置の構成（第三実施形態）について説明する。図１２は立体画像表示装置（第三実施形態）の概略図である。図１２に示すように、立体画像表示装置６１Ｂは、ＩＰ方式による被写体の立体画像を表示するもので、表示素子６３と、投射レンズ６５と、フィールドレンズ６７と、ミラー板６９とを備えている。なお、図１０、１１に示した立体画像表示装置６１、６１Ａと同様の構成については、同一の符号を付して基本的には説明を省略し、必要に応じて説明を加える。また、この立体画像表示装置６１Ｂで表示される再生像に符号としてＳを付すこととする。この図１２は、立体画像表示装置の一断面を図示したものである。
フィールドレンズ６７は、ミラー板６９の傾きの基準となる放物面の準線Ｊ上に配置され、投射レンズ６５から投射された反射光（被写体Ｈの要素画像）を、ミラー板６９に伝送するものである。つまり、このフィールドレンズ６７は、ミラー板６９の傾きの基準となる放物面の準線Ｊを含み、水平方向の軸（Ｘ軸）に垂直な平面に一致して配置されている。
ミラー板６９は、複数の微小ミラー６９ａがアレー状に配されたもので、投射レンズ６５で投射され、フィールドレンズ６７で伝送された要素画像群を、立体画像として結像させるものである。このミラー板６９を構成する複数の微小ミラー６９ａは、前記した（１）式［ｙ２＝４ｐｘ（ただし、ｐ＜０、ｘ＜０）］で表される放物線をＸ軸の周りに回転させた放物面の接平面と同じ角度を有して配置されている。また、このミラー板６９は、放物面の焦点と反対側の側面に鏡面を有している。
なお、表示素子６３および投射レンズ６５は、フィールドレンズ６７が配置されている平面に合焦するように配置されている。
ここで、ミラー板６９の傾きの基準となる放物面の焦点付近に再生像Ｓが生成される場合について説明する。なお、再生像Ｓの位置はこの位置に限定されない。この再生像Ｓは、ミラー板６９の微小ミラー６９ａで複数の要素画像が反射することで、観察方向ｂから観察した場合に、視認することができる像である。
図１２において、表示素子６３では、従来の立体画像撮像装置で撮像された画像を表示するため、再生像Ｓの位置に立体画像が生成される。そして、この立体画像を、ミラー板６９で反射し、観察方向ｂから観察すると、被写体と比較して同じ奥行きの立体画像を観察することができる。つまり、従来の立体画像撮像装置において、被写体として図示した「旗」は、撮像方向ａ（図４５（ａ）参照）から見た場合、「旗」の先端部分が手前に存在している。そして、立体画像表示装置６１Ｂで表示した再生像Ｓを、観察方向ｂから観察した場合にも、「旗」の先端部分が手前に存在している。
〈立体画像表示装置の動作（第三実施形態）〉
次に、図３４に示すフローチャートを参照して、立体画像表示装置６１Ｂの動作を説明する（適宜、図１２参照）。
まず、立体画像表示装置６１Ｂは、表示素子６３によって、被写体の要素画像群を表示する（ステップＳ１１１）。続いて、立体画像表示装置６１Ｂは、投射レンズ６５によって、要素画像群をフィールドレンズ６７に投射する（ステップＳ１１２）。
そして、立体画像表示装置６１Ｂは、フィールドレンズ６７によって、投射レンズ６５で投射された要素画像群を伝送し（ステップＳ１１３）、ミラー板６９によって、複数の要素画像群から立体画像を結像させる（ステップＳ１１４）。
〈立体画像表示装置の構成（第四実施形態）〉
次に、立体画像表示装置の構成（第四実施形態）について説明する。図１３は立体画像表示装置（第四実施形態）の概略図である。図１３に示すように、立体画像表示装置６１Ｃは、ＩＰ方式による被写体の立体画像を表示するもので、表示素子６３と、ミラー板６９と、光源７７と、方向制御レンズ６９とを備えている。なお、図１０、１１、１２に示した立体画像表示装置６１、６１Ａ、６１Ｂと同様の構成については、同一の符号を付して基本的には説明を省略し、必要に応じて説明を加える。また、この立体画像表示装置６１Ｃで表示される再生像に符号としてＳを付すこととする。この図１３は、立体画像表示装置の一断面を図示したものである。
光源７７は、所定値以上の光量を有す光線を発生させるもので、一般的なＬＥＤやハロゲンランプ、キセノンランプ等によって構成されている。
方向制御レンズ７９は、光源７７から発せられた光線が、ミラー板６９に入射する光線と同じ光線の向きになるように制御するものである。なお、この方向制御レンズ７９は、具体的には、従来の立体画像撮像装置２０１（図４５（ａ）参照）の微小ミラー２０３から右側に伸びている点線の方向と、図１３に示した微小ミラー６９ａに、表示素子６３から入ってくる実線の方向とが一致するように配置されている。
また、表示素子６３は、ミラー板６９の傾きの基準となる放物面の準線Ｊ上に配置されている。
ここで、ミラー板６９の傾きの基準となる放物面の焦点付近に再生像Ｓが生成される場合について説明する。なお、再生像Ｓの位置はこの位置に限定されない。
図１３において、表示素子６３では、従来の立体画像撮像装置で撮像された画像を表示するため、再生像Ｓの位置に立体画像が生成される。そして、この立体画像を、ミラー板６９で反射し、観察方向ｂから観察すると、被写体と比較して同じ奥行きの立体画像を観察することができる。つまり、従来の立体画像撮像装置において、被写体として図示した「旗」は、撮像方向ａ（図４５（ａ）参照）から見た場合、「旗」の先端部分が手前に存在している。そして、立体画像表示装置６１Ｃで表示した再生像Ｓを、観察方向ｂから観察した場合にも、「旗」の先端部分が手前に存在している。
〈立体画像表示装置の動作（第四実施形態）〉
次に、図３５に示すフローチャートを参照して、立体画像表示装置６１Ｃの動作を説明する（適宜、図１３参照）。
まず、立体画像表示装置６１Ｃは、表示素子６３によって、被写体の要素画像群を表示する（ステップＳ１２１）。続いて、立体画像表示装置６１Ｃは、光源７７による光線を方向制御レンズ７９により制御することで、当該光線が、ミラー板６９に入射する光線（要素画像群）と同じ光線の向きになるように制御する（ステップＳ１２２）。
そして、立体画像表示装置６１Ｃは、ミラー板６９によって、方向制御レンズ７９で光線の向きが制御された光線から、すなわち、複数の要素画像群から立体画像を結像させる（ステップＳ１２３）。
〈立体画像表示装置の構成（第五実施形態）〉
次に、立体画像表示装置の構成（第五実施形態）について説明する。図１４は立体画像表示装置（第五実施形態）の概略図である。図１４に示すように、立体画像表示装置６１Ｄは、ＩＰ方式による被写体の立体画像を表示するもので、表示素子６３と、投射レンズ６５と、ミラー板７３と、自己集束性スクリーン８１と、ハーフミラー８３とを備えている。図１０、１１、１２、１３に示した立体画像表示装置６１、６１Ａ、６１Ｂ、６１Ｃと同様の構成については、同一の符号を付して基本的には説明を省略し、必要に応じて説明を加える。また、この立体画像表示装置６１Ｄで表示される反転像に符号としてＩを付すこととする。この図１４は、立体画像表示装置の一断面を図示したものである。
自己集束性スクリーン８１は、ミラー板７３によって結像される立体画像の奥行きを反転させた反転像Ｉを生成するものである。なお、この自己集束性スクリーン８１は、図５（ｂ）に示した自己集束性スクリーン１７と同様の構成をしている。
ハーフミラー８３は、ミラー板７３によって結像された立体画像を自己集束性スクリーン８１に照射されるようにすると共に、この立体画像が自己集束性スクリーン８１で反転された反転像Ｉを透過させるものである。
ここで、ミラー板７３によって結像された立体画像の位置が、ミラー板７３の傾きの基準となる放物面の焦点付近になる場合について説明する。なお、立体画像の位置はこの位置に限定されない。
図１４において、表示素子６３では、従来の立体画像撮像装置で撮像された画像を表示するため、ミラー板７３の傾きの基準となる放物面の焦点付近に立体画像が生成される。そして、この立体画像を生成する光線を自己集束性スクリーン８１により反射し、さらに反射した光線の方向をハーフミラー８３によって変更した後、観察方向ｂから観察すると、被写体と比較して同じ奥行きの立体画像を観察することができる。つまり、従来の立体画像撮像装置において、被写体として図示した「旗」は、撮像方向ａ（図４５（ａ）参照）から見た場合、「旗」の先端部分が手前に存在している。そして、立体画像表示装置６１Ｄで表示した反転像Ｉを、観察方向ｂから観察した場合にも、「旗」の先端部分が手前に存在している。
〈立体画像表示装置の動作（第五実施形態）〉
次に、図３６に示すフローチャートを参照して、立体画像表示装置６１Ｄの動作を説明する（適宜、図１４参照）。
まず、立体画像表示装置６１Ｄは、表示素子６３によって、被写体の要素画像群を表示する（ステップＳ１３１）。続いて、立体画像表示装置６１Ｄは、投射レンズ６５によって、要素画像群をミラー板７３に投射する（ステップＳ１３２）。
そして、立体画像表示装置６１Ｄは、ミラー板７３によって、投射レンズ６５で投射された複数の要素画像群から立体画像を結像させる（ステップＳ１３３）。そして、立体画像表示装置６１Ｄは、ハーフミラー８３によって、ミラー板７３で結像された立体画像を反射させ（ステップＳ１３４）、自己集束性スクリーン８１によって、反射された立体画像を反転した反転像を生成する（ステップ１３５）。
〈立体画像表示装置の構成（第六実施形態）〉
次に、立体画像表示装置の構成（第六実施形態）について説明する。図１５は立体画像表示装置（第六実施形態）の概略図である。図１５に示すように、立体画像表示装置６１Ｅは、ＩＰ方式による被写体の立体画像を表示するもので、表示素子６３と、投射レンズ６５と、ミラー板７３と、アフォーカル光学系アレー８５とを備えている。図１０、１１、１２、１３、１４に示した立体画像表示装置６１、６１Ａ、６１Ｂ、６１Ｃ、６１Ｄと同様の構成については、同一の符号を付して基本的には説明を省略し、必要に応じて説明を加える。また、この立体画像表示装置６１Ｅで表示される反転像に符号としてＩを付すこととする。この図１５は、立体画像表示装置の一断面を図示したものである。
アフォーカル光学系アレー８５は、ミラー板７３によって結像される立体画像の奥行きを反転させた反転像Ｉを生成するものである。なお、このアフォーカル光学系アレー８５は、図６（ｂ）に示したアフォーカル光学系アレー２１と同様の構成をしている。
ここで、ミラー板７３によって結像された立体画像の位置が、ミラー板７３の傾きの基準となる放物面の焦点付近になる場合について説明する。なお、立体画像の位置はこの位置に限定されない。
図１５において、表示素子６３では、従来の立体画像撮像装置で撮像された画像を表示するため、ミラー板７３の傾きの基準となる放物面の焦点付近に立体画像が生成される。そして、この立体画像を生成する光線をアフォーカル光学系アレー８５により透過した後、観察方向ｂから観察すると、被写体と比較して同じ奥行きの立体画像を観察することができる。つまり、従来の立体画像撮像装置において、被写体として図示した「旗」は、撮像方向ａ（図４５（ａ）参照）から見た場合、「旗」の先端部分が手前に存在している。そして、立体画像表示装置６１Ｅで表示した反転像Ｉを、観察方向ｂから観察した場合にも、「旗」の先端部分が手前に存在している。
〈立体画像表示装置の動作（第六実施形態）〉
次に、図３７に示すフローチャートを参照して、立体画像表示装置６１Ｅの動作を説明する（適宜、図１５参照）。
まず、立体画像表示装置６１Ｅは、表示素子６３によって、被写体の要素画像群を表示する（ステップＳ１４１）。続いて、立体画像表示装置６１Ｅは、投射レンズ６５によって、要素画像群をミラー板７３に投射する（ステップＳ１４２）。
そして、立体画像表示装置６１Ｅは、ミラー板７３によって、投射レンズ６５で投射された複数の要素画像群から立体画像を結像させる（ステップＳ１４３）。そして、立体画像表示装置６１Ｅは、アフォーカル光学系アレー８５によって、反射された立体画像を透過させて、反転した反転像を生成する（ステップ１４４）。
〈立体画像表示装置の構成（第七実施形態）〉
次に、立体画像表示装置の構成（第七実施形態）について説明する。図１６は立体画像表示装置（第七実施形態）の概略図である。図１６に示すように、立体画像表示装置６１Ｆは、被写体の立体画像を表示するものであって、被写体と比較して奥行きの反転した状態で表示された立体像を中間被写体として撮像する中間被写体撮像手段８７と、この中間被写体撮像手段８７で撮像された中間被写体の要素画像群を再表示する立体画像表示手段８９とを備えている。
中間被写体撮像手段８７は、放物面の焦点側に鏡面を有すると共に、当該放物面の接平面に沿って、複数の微小ミラー９１ａをアレー状に有する第一ミラー板９１と、この第一ミラー板９１から反射される反射光を受光する対物レンズ９３と、この対物レンズ９３で受光された反射光を、中間被写体の要素画像群として撮像する撮像素子９５とを備えている。この撮像素子９５で撮像された要素画像群が立体画像表示手段８９に入力される。
立体画像表示手段８９は、要素画像群を表示する表示素子９７と、この表示素子９７に表示された要素画像群を投射する投射レンズ９９と、放物面の焦点側に鏡面を有すると共に、当該放物面の接平面に沿って、複数の微小ミラー１０１ａをアレー状に有する第二ミラー板１０１とを備えている。
この立体画像表示装置６１Ｆは、中間被写体撮像手段８７により撮像された中間被写体の要素画像群を、立体画像表示手段８９の表示素子９７で表示して、この表示された要素画像群を投射レンズ９９により第二ミラー板１０１に投射し、投射された要素画像群を第二ミラー板１０１で反射する。
図１６において、中間被写体撮像手段８７の撮像素子９５で被写体の要素画像群が中間被写体の要素画像群として撮像され、立体画像表示手段８９の表示素子９７で表示されるので、観察方向ｂから観察すると、被写体と比較して同じ奥行きの立体画像を観察することができる。つまり、従来の立体画像撮像装置において、被写体として図示した「旗」は、撮像方向ａ（図４５（ａ）参照）から見た場合、「旗」の先端部分が手前に存在している。そして、立体画像表示装置６１Ｆで表示した立体画像を、観察方向ｂから観察した場合にも、「旗」の先端部分が手前に存在している。
〈立体画像表示装置の動作（第七実施形態）〉
次に、図３８に示すフローチャートを参照して、立体画像表示装置６１Ｆの動作を説明する（適宜、図１６参照）。
まず、立体画像表示装置６１Ｆは、被写体からの物体光（光線）を、中間被写体撮像手段８７の第一ミラー板９１によって反射し（ステップＳ１５１）、反射光を対物レンズ９３で受光する（ステップＳ１５２）。
続いて、立体画像表示装置６１Ｆは、対物レンズ９３で受光された反射光を、中間被写体の要素画像群として、中間被写体撮像手段８７の撮像素子９５によって撮像する（ステップＳ１５３）。さらに、立体画像表示装置６１Ｆは、立体画像表示手段８９の表示素子９７によって、中間被写体の要素画像群を表示する（ステップＳ１５４）。
そして、立体画像表示装置６１Ｆは、立体画像表示手段８９の投射レンズ９９によって、表示された要素画像群を投射し（ステップＳ１５５）、立体画像表示手段８９の第二ミラー板１０１によって、反射させる（ステップＳ１５６）。そうすると、観察方向ｂから立体画像を観察することができる。
〈立体画像表示装置の構成（第八実施形態）〉
次に、立体画像表示装置の構成（第八実施形態）について説明する。図１７は立体画像表示装置（第八実施形態）の概略図である。図１７に示すように、立体画像表示装置６１Ｇは、被写体の立体画像を表示するものであって、被写体と比較して奥行きの反転していない立体像を、中間被写体とみなし、この中間被写体と参照光との干渉縞を撮像する中間被写体撮像手段１０３と、この中間被写体撮像手段１０３で撮像された干渉縞に照明光を照射することで、中間被写体の立体像を表示する立体画像表示手段１０５とを備えている。
中間被写体撮像手段１０３は、入力された要素画像群を表示する表示素子１０７と、表示された要素画像群を投射する投射レンズ１０９と、投射された要素画像群を中間被写体として結像させるミラー板１１１と、中間被写体と干渉させる参照光を発生させる参照光源１１３と、この参照光源１１３で発生させた参照光と中間被写体とが干渉してなる干渉縞を撮像する撮像素子１１５とを備えている。
立体画像表示手段１０５は、中間被写体撮像手段１０３により撮像した干渉縞を表示する表示素子１１７と、この表示素子１１７で表示された干渉縞に照射する照明光を発生させる照明光源１１９とを備えている。
〈立体画像表示装置の動作（第八実施形態）〉
次に、図３９に示すフローチャートを参照して、立体画像表示装置６１Ｇの動作を説明する（適宜、図１７参照）。
まず、立体画像表示装置６１Ｇは、入力された要素画像群を、中間被写体撮像手段１０３の表示素子１０７によって表示し（ステップＳ１６１）、投射レンズ１０９によって、表示された要素画像群をミラー板１１１に投射する（ステップＳ１６２）。
続いて、立体画像表示装置６１Ｇは、ミラー板１１１によって、要素画像群を中間被写体として結像させる（ステップＳ１６３）。また、立体画像表示装置６１Ｇは、中間被写体撮像手段１０３の参照光源１１３によって、参照光を発生させ（ステップＳ１６４）、中間被写体撮像手段１０３の撮像素子１１５によって、中間被写体と参照光とが干渉した干渉縞を撮像する（ステップＳ１６５）。
そして、立体画像表示装置６１Ｇは、立体画像表示手段１０５の表示素子１１７によって、干渉縞を表示し（ステップＳ１６６）、照明光源１１９によって、照明光を発生させる（ステップＳ１６７）ことで、立体画像を表示する。
〈立体画像表示装置の構成（第九実施形態）〉
次に、立体画像表示装置の構成（第九実施形態）について説明する。図１８は立体画像表示装置（第九実施形態）の概略図である。図１８に示すように、立体画像表示装置６１Ｈは、被写体の立体画像を表示するものであって、被写体と比較して奥行きの反転していない立体像を生成する要素画像群を、中間要素画像群とみなし、この中間要素画像群に対する中間要素干渉縞を撮像する中間要素干渉縞撮像手段１２１と、この中間要素干渉縞撮像手段１２１で撮像された中間要素干渉縞に照明光を照明することで、被写体の立体像を表示する立体画像表示手段１２３とを備えている。
中間要素干渉縞撮像手段１２１は、中間要素画像群の個々の中間要素画像を表示する表示素子１２５と、この表示素子１２５を照明するコヒーレント光を発生させる第一コヒーレント光源１２７と、この第一コヒーレント光源１２７で照明された表示素子１２５を通過する通過光を集光する集光レンズ１２９と、この集光レンズ１２９で集光された集光光のみを通過させるマスク１３１と、このマスク１３１を通過した集光光と干渉させる参照光として、コヒーレント光を発生させる第二コヒーレント光源１３３と、集光光と参照光とが干渉してなる干渉縞を、中間要素干渉縞として撮像する撮像素子１３５とを備えている。
つまり、この中間要素干渉縞撮像手段１２１は、被写体と比較して奥行きの反転していない立体像、すなわち、これまで説明してきた立体画像撮像装置１〜１Ｈで撮像した立体画像を入力した場合に、中間要素干渉縞を撮像するものである。
立体画像表示手段１２３は、中間要素画像群の中間干渉縞群を表示する表示素子１３７と、この表示素子１３７を照射する照明光を発生させる照明光源１３９とを備えている。
この立体画像表示装置６１Ｈでは、立体画像表示手段１２３によって、中間干渉縞群を、照明光と照射することによって、立体画像を表示している。
〈立体画像表示装置の動作（第八実施形態）〉
次に、図４０に示すフローチャートを参照して、立体画像表示装置６１Ｈの動作を説明する（適宜、図１８参照）。
まず、立体画像表示装置６１Ｈは、中間要素干渉縞撮像手段１２１の表示手段１２５によって、中間要素画像を表示し（ステップＳ１７１）、中間要素干渉縞撮像手段１２１の第一コヒーレント光源１２７によって、照明光としてコヒーレント光を発生させる（ステップＳ１７２）。
続いて、立体画像表示装置６１Ｈは、中間要素干渉縞撮像手段１２１の集光レンズ１２９によって、表示手段１２５を通過した通過光を集光し（ステップＳ１７３）、マスク１３１によって、集光した集光光のみを通過させる（ステップＳ１７４）。そして、立体画像表示装置６１Ｈは、中間要素干渉縞撮像手段１２１の第二コヒーレント光源１３３によって、参照光としてコヒーレント光を発生させる（ステップＳ１７５）。
そして、立体画像表示装置６１Ｈは、中間要素干渉縞撮像手段１２１の撮像手段１３５によって、集光光と参照光とが干渉した中間要素干渉縞を撮像する（ステップＳ１７６）。この時点で、中間要素干渉縞として記録していない中間要素画像がある場合は、撮像手段１３５の位置を移動させた後、図４０のステップＳ１７１以下を繰り返す。その後、立体画像表示装置６１Ｈは、立体画像表示手段１２３の表示手段１３７によって、中間要素干渉縞群を表示し（ステップＳ１７７）、照明光源１３９によって、照明光を発生させて（ステップＳ１７８）、立体画像を表示する。
〈立体画像撮像表示システムの構成（第一実施形態）〉
次に、立体画像撮像表示システムの構成（第一実施形態）について説明する。図１９は立体画像撮像表示システム（第一実施形態）の概略図である。図１９に示すように、立体画像撮像表示システム１４１は、被写体の立体画像を撮像する立体画像撮像装置１４３と、当該立体画像を表示する立体画像表示装置１４５とから構成されている。この図１９は、立体画像撮像表示システムの一断面を図示したものである。
立体画像撮像装置１４３は、放物面の焦点側に鏡面を有する第一放物面ミラー３ａ（３）および第二放物面ミラー３ｂ（３）と、放物面の焦点の反対側に鏡面を有すると共に、当該放物面の接平面に沿って、複数の微小ミラー５ａをアレー状に有するミラー板５と、このミラー板５で反射した反射光を伝送するフィールドレンズ１５と、このフィールドレンズ１５で伝送された反射光を受光する対物レンズ９と、この対物レンズ９で受光された反射光を撮像する撮像素子７とを備えている。図１、図３に示した立体画像撮像装置１、１Ｂと同様の構成については、同一の符号を付して基本的には説明を省略し、必要に応じて説明を加える。
そして、この立体画像撮像装置１４３では、ミラー板５の傾きの基準となる放物面の焦点と、第二放物面ミラー３ｂの焦点とが一致するように配置しており、フィールドレンズ１５を、ミラー板５の傾きの基準となる放物面の準線上に配置すると共に、対物レンズ９および撮像素子７を、ミラー板５の傾きの基準となる放物面の準線に合焦するように配置している。
また、立体画像撮像装置１４３は、被写体からの物体光を、第一放物面ミラー３ａおよび第二放物面ミラー３ｂで反射させ、この反射させた反射光をミラー板５で反射させ、フィールドレンズ１５により対物レンズ９に伝送し、対物レンズ９で受光した反射光を、撮像素子７で撮像する。
立体画像表示装置１４５は、立体画像撮像装置１４３の撮像素子７で撮像された反射光を、被写体の要素画像群として表示する表示素子１４７と、この表示素子１４７で表示された要素画像群を投射する投射レンズ１４９と、放物面の焦点側に鏡面を有すると共に、当該放物面の接平面に沿って、複数の微小ミラー１５１ａをアレー状に有し、投射レンズ１４９で投射された要素画像群を、立体画像として結像させるミラー板１５１とを備えている。
また、この立体画像表示装置１４５では、表示素子１４７および投射レンズ１４９が、ミラー板１５１の傾きの基準となる放物面の準線に合焦するように配置されている。このように、立体画像撮像表示システム１４１では、立体画像撮像装置１４３で撮像する際の被写体の奥行きと、立体画像表示装置１４５で表示する際の被写体の奥行きとを一致させることができる。
〈立体画像撮像表示システムの動作（第一実施形態）〉
次に、図４１に示すフローチャートを参照して、立体画像撮像表示システム１４１の動作を説明する（適宜、図１９参照）。
まず、立体画像撮像表示システム１４１は、立体画像撮像装置１４３の放物面ミラー３によって、被写体からの光線を反射し（ステップＳ１８１）、反射した反射光をミラー板５によって反射する（ステップＳ１８２）。
続いて、立体画像撮像表示システム１４１は、立体画像撮像装置１４３のフィールドレンズ１５によって、反射光を伝送し（ステップＳ１８３）、対物レンズ９によって受光して（ステップＳ１８４）、受光した反射光を撮像素子７によって撮像する（ステップＳ１８５）。
そして、立体画像撮像表示システム１４１は、立体画像表示装置１４５の表示素子１４７によって、撮像素子７で撮像された反射光を、被写体の要素画像群として表示し（ステップＳ１８６）、投射レンズ１４９によって、表示された要素画像群を投射する（ステップＳ１８７）。そして、立体画像撮像表示システム１４１は、立体画像表示装置１４５のミラー板１５１によって、投射された要素画像群を反射することで、立体画像として結像させる（表示する）（ステップＳ１８８）。
〈立体画像撮像表示システムの構成（第二実施形態）〉
次に、立体画像撮像表示システムの構成（第二実施形態）について説明する。図２０は立体画像撮像表示システム（第二実施形態）の概略図である。図２０に示すように、立体画像撮像表示システム１４１Ａは、被写体の立体画像を撮像する立体画像撮像装置１５３と、当該立体画像を表示する立体画像表示装置１５５とから構成されている。この図２０は、立体画像撮像表示システムの一断面を図示したものである。
立体画像撮像装置１５３は、放物面の焦点の反対側に鏡面を有すると共に、当該放物面の接平面に沿って、複数の微小ミラー１５７ａをアレー状に有するミラー板１５７と、このミラー板１５７の傾きの基準となる放物面の焦点側に、被写体の実像を結像させる放物凹面鏡１５９と、ミラー板１５７で反射した反射光を伝送するフィールドレンズ１６１と、このフィールドレンズ１６１で伝送された反射光を受光する対物レンズ９と、この対物レンズ９で受光された反射光を撮像する撮像素子７とを備えている。
この立体画像撮像装置１５３は、フィールドレンズ１６１を、ミラー板１５７の傾きの基準となる放物面の準線上で、且つ、放物凹面鏡１５９の中央に形成した開口に配置すると共に、対物レンズ９および撮像素子７を、フィールドレンズ１６１に合焦するように配置しており、被写体からの物体光を、放物凹面鏡１５９およびミラー板１５７で反射させて、この反射させた反射光をフィールドレンズ１６１で伝送させ、対物レンズ９で受光して、撮像素子７で撮像している。ここでは、被写体Ｈと、実像Ｇとを示している。
立体画像表示装置１５５は、立体画像撮像装置１５３の撮像素子７で撮像された反射光を、被写体の要素画像群として表示する表示素子６３と、この表示素子６３で表示された要素画像群を投射する投射レンズ６５と、放物面の焦点と同じ側に鏡面を有すると共に、当該放物面の接平面に沿って、複数の微小ミラー１６３ａをアレー状に有し、投射レンズ６５で投射された要素画像群を反射光として反射するミラー板１６３と、このミラー板１６３で反射された反射光を再度反射して、被写体の立体画像Ｓ（観察方向ｂ）を結像する放物凹面鏡１６５とを備えている。
そして、この立体画像表示装置１５５は、表示素子６３および投射レンズ６５を、ミラー板１６３の傾きの基準となる放物面の準線上に合焦するように配置している。このように、立体画像撮像表示システム装置１４１Ａでは、立体画像撮像装置１５３で被写体を撮像する際の奥行きと、立体画像表示装置１５５で被写体の立体画像を表示する際の奥行きとを一致させることができる。
〈立体画像撮像表示システムの動作（第二実施形態）〉
次に、図４２に示すフローチャートを参照して、立体画像撮像表示システム１４１Ａの動作を説明する（適宜、図２０参照）。
まず、立体画像撮像表示システム１４１Ａは、立体画像撮像装置１５３の放物凹面鏡１５９およびミラー板１５７によって、被写体Ｈからの光線（物体光）を反射させ（ステップＳ１９１）、フィールドレンズ１６１によって、ミラー板１５７で反射した反射光を伝送し（ステップＳ１９２）、対物レンズ９によって受光する（ステップＳ１９３）。そして、立体画像撮像表示システム１４１Ａは、立体画像撮像装置１５３の撮像素子７によって、対物レンズ９で受光された反射光を撮像する（ステップＳ１９４）。
そして、立体画像撮像表示システム１４１Ａは、立体画像表示装置１５５の表示素子６３によって、被写体の要素画像群を表示し（ステップＳ１９５）、投射レンズ６５によって、要素画像群をミラー板１６３に投射する（ステップＳ１９６）。そして、立体画像撮像表示システム１４１Ａは、立体画像表示装置１５５のミラー板１６３によって、要素画像群から立体画像を結像させ（ステップＳ１９７）、放物凹面鏡１６５によって、ミラー板１６３で結像された立体画像を反射させる（ステップＳ１９８）。
〈立体画像撮像表示システムの構成（第三実施形態）〉
次に、立体画像撮像表示システムの構成（第三実施形態）について説明する。図２１は立体画像撮像表示システム（第三実施形態）の概略図である。図２１に示すように、立体画像撮像表示システム１４１Ｂは、被写体の立体画像を撮像する立体画像撮像装置１６７と、当該立体画像を表示する立体画像表示装置１６９とから構成されている。この図２１は、立体画像撮像表示システムの一断面を図示したものである。
立体画像撮像装置１６７は、被写体の実像を結像する放物凹面鏡１７１と、複数の微小ミラー１７３ａをアレー状に有するミラー板１７３と、このミラー板１７３からの反射光を受光する対物レンズ９と、この対物レンズ９で受光された反射光を、画像として撮像する撮像素子７とを備えている。この立体画像撮像装置１６７では、ミラー板１７３を構成する微小ミラー１７３ａが放物面に沿って配置されている。
立体画像表示装置１６９は、光線を発生させる光源１７５と、撮像素子７で撮像された反射光を、被写体の要素画像群として表示する表示素子６３と、放物面の焦点の反対側に鏡面を有すると共に、当該放物面の接平面に沿って、複数の微小ミラー１７７ａをアレー状に有し、表示素子６３で表示された要素画像群を、立体画像として結像させるミラー板１７７と、撮像素子７において、被写体の要素画像群としてミラー板１７７に入射する反射光と同じ方向となるように、光源１７５で発生された光線を制御する方向制御レンズ１７９と、ミラー板１７７で結像された立体画像を反射させる放物凹面鏡１８１とを備えている。そして、この立体画像表示装置１６９では、表示素子６３を、ミラー板１７７の傾きの基準となる放物面の準線上に配置している。
〈立体画像撮像表示システムの動作（第三実施形態）〉
次に、図４３に示すフローチャートを参照して、立体画像撮像表示システム１４１Ｂの動作を説明する（適宜、図２１参照）。
まず、立体画像撮像表示システム１４１Ｂは、立体画像撮像装置１６７の放物凹面鏡１７１およびミラー板１７３によって、被写体Ｈからの光線（物体光）を反射させ（ステップＳ２０１）、ミラー板１７３で反射した反射光を、対物レンズ９によって受光する（ステップＳ２０２）。そして、立体画像撮像表示システム１４１Ｂは、立体画像撮像装置１６７の撮像素子７によって、対物レンズ９で受光された反射光を撮像する（ステップＳ２０３）。
そして、立体画像撮像表示システム１４１Ｂは、立体画像表示装置１６９の光源１７５によって光線を発生させ（ステップＳ２０４）、方向制御レンズ１７９によって、光線を制御する（ステップＳ２０５）。続いて、立体画像撮像表示システム１４１Ｂは、立体画像表示装置１６９の表示素子６３によって、被写体の要素画像群を表示し（ステップＳ２０６）、ミラー板１７７によって、要素画像群から立体画像を結像させ（ステップＳ２０７）、放物凹面鏡１８１によって、ミラー板１７７で結像された立体画像を反射させる（ステップＳ２０８）。
〈立体画像撮像表示システムの構成（第四実施形態）〉
次に、立体画像撮像表示システムの構成（第四実施形態）について説明する。図２２は立体画像撮像表示システム（第四実施形態）の概略図（要部のみ抽出）である。図２２に示すように、立体画像撮像表示システム１４１Ｃは、奥行きが反転していない正視像となる被写体の要素画像群に対する要素干渉縞を撮像または表示するものであって、要素干渉縞から被写体の立体画像を表示可能な要素干渉縞群を生成する要素干渉縞群生成手段１８３を備えている。
〈立体画像撮像表示システムの動作（第四実施形態）〉
次に、図４４に示すフローチャートを参照して、立体画像撮像表示システム１４１Ｃの動作を説明する（適宜、図２２参照）。
まず、立体画像撮像表示システム１４１Ｃは、正視像を入力し（ステップＳ２１１）、要素干渉縞生成手段１８３によって、要素干渉縞を生成する（ステップＳ２１２）。そして、立体画像撮像表示システム１４１Ｃは、生成した要素干渉縞を出力する（ステップＳ２１３）。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態には限定されない。例えば、本実施形態では、立体画像撮像装置１〜１Ｈ、立体画像表示装置６１〜３１Ｈの装置として説明したが、これら各装置の各構成を動作させる方法、すなわち、立体画像撮像方法、立体画像表示方法として捉えることも可能である。この場合、これらの装置と同様の効果を得ることができる。
なお、立体画像撮像装置１Ａ（第二実施形態）では、対物レンズ９および撮像素子７が、放物面ミラー３ａの準線Ｊを含みＸ軸に垂直な平面に合焦する配置としているが、図示したものは一例である。ここで、対物レンズ９および撮像素子７が、放物面ミラー３ａの準線Ｊを含みＸ軸に垂直な平面に合焦する配置の例について述べる。放物面ミラー３ａの準線Ｊを含みＸ軸に垂直な平面が対物レンズ９および撮像素子７に対して過焦点距離の位置となる配置が挙げられる。また、立体画像表示装置６１Ａ（第二実施形態）では、表示素子６３および投射レンズ６５が、放物面ミラー７５ｂの準線Ｊを含みＸ軸に垂直な平面に合焦する配置としているが、図示したものは一例である。ここで、表示素子６３および投射レンズ６５が、放物面ミラー７５ｂの準線Ｊを含みＸ軸に垂直な平面に合焦する配置の例について述べる。放物面ミラー７５ｂの準線Ｊを含みＸ軸に垂直な平面が表示素子６３および投射レンズ６５に対して過焦点距離の位置となる配置が挙げられる。
他の立体画像撮像装置１、１Ｂ〜１Ｈ）または他の立体画像表示装置６１、６１Ｂ〜６１Ｈの実施形態において、合焦している状態も同様に、合焦する位置を過焦点距離と一致するように設定してもよい。また、立体画像撮像装置１Ａでは、１つの撮像素子７、立体画像表示装置６１Ａでは、１つの表示素子６３を備える構成としているが、複数の撮像素子７、または、複数の表示素子６３を備える構成としてもよい。
本発明の実施形態に係る立体画像撮像装置（第一実施形態）の概略図である。 本発明の実施形態に係る立体画像撮像装置（第二実施形態）の概略図である。 本発明の実施形態に係る立体画像撮像装置（第三実施形態）の概略図である。 本発明の実施形態に係る立体画像撮像装置（第四実施形態）の概略図である。 本発明の実施形態に係る立体画像撮像装置（第五実施形態）の概略図である。 本発明の実施形態に係る立体画像撮像装置（第六実施形態）の概略図である。 本発明の実施形態に係る立体画像撮像装置（第七実施形態）の概略図である。 本発明の実施形態に係る立体画像撮像装置（第八実施形態）の概略図である。 本発明の実施形態に係る立体画像撮像装置（第九実施形態）の概略図である。 本発明の実施形態に係る立体画像表示装置（第一実施形態）の概略図である。 本発明の実施形態に係る立体画像表示装置（第二実施形態）の概略図である。 本発明の実施形態に係る立体画像表示装置（第三実施形態）の概略図である。 本発明の実施形態に係る立体画像表示装置（第四実施形態）の概略図である。 本発明の実施形態に係る立体画像表示装置（第五実施形態）の概略図である。 本発明の実施形態に係る立体画像表示装置（第六実施形態）の概略図である。 本発明の実施形態に係る立体画像表示装置（第七実施形態）の概略図である。 本発明の実施形態に係る立体画像表示装置（第八実施形態）の概略図である。 本発明の実施形態に係る立体画像表示装置（第九実施形態）の概略図である。 本発明の実施形態に係る立体画像撮像表示システム（第一実施形態）の概略図である。 本発明の実施形態に係る立体画像撮像表示システム（第二実施形態）の概略図である。 本発明の実施形態に係る立体画像撮像表示システム（第三実施形態）の概略図である。 本発明の実施形態に係る立体画像撮像表示システム（第四実施形態）の概略図である。 図１に示した立体画像撮像装置（第一実施形態）の動作を説明するためのフローチャートである。 図２に示した立体画像撮像装置（第二実施形態）の動作を説明するためのフローチャートである。 図３に示した立体画像撮像装置（第三実施形態）の動作を説明するためのフローチャートである。 図４に示した立体画像撮像装置（第四実施形態）の動作を説明するためのフローチャートである。 図５に示した立体画像撮像装置（第五実施形態）の動作を説明するためのフローチャートである。 図６に示した立体画像撮像装置（第六実施形態）の動作を説明するためのフローチャートである。 図７に示した立体画像撮像装置（第七実施形態）の動作を説明するためのフローチャートである。 図８に示した立体画像撮像装置（第八実施形態）の動作を説明するためのフローチャートである。 図９に示した立体画像撮像装置（第九実施形態）の動作を説明するためのフローチャートである。 図１０に示した立体画像表示装置（第一実施形態）の動作を説明したフローチャートである。 図１１に示した立体画像表示装置（第二実施形態）の動作を説明するためのフローチャートである。 図１２に示した立体画像表示装置（第三実施形態）の動作を説明したフローチャートである。 図１３に示した立体画像表示装置（第四実施形態）の動作を説明するためのフローチャートである。 図１４に示した立体画像表示装置（第五実施形態）の動作を説明したフローチャートである。 図１５に示した立体画像表示装置（第六実施形態）の動作を説明するためのフローチャートである。 図１６に示した立体画像表示装置（第七実施形態）の動作を説明したフローチャートである。 図１７に示した立体画像表示装置（第八実施形態）の動作を説明するためのフローチャートである。 図１８に示した立体画像表示装置（第九実施形態）の動作を説明したフローチャートである。 図１９に示した立体画像撮像表示システム（第一実施形態）の動作を説明するためのフローチャートである。 図２０に示した立体画像撮像表示システム（第二実施形態）の動作を説明するためのフローチャートである。 図２１に示した立体画像撮像表示システム（第三実施形態）の動作を説明するためのフローチャートである。 図２２に示した立体画像撮像表示システム（第四実施形態）の動作を説明するためのフローチャートである。 従来の立体画像撮像装置の概略を説明した図である。
符号の説明
１、１Ａ〜１Ｈ 立体画像撮像装置
３（３ａ、３ｂ） 放物面ミラー（第一および第二放物面ミラー）
５、１３ ミラー板
７ 撮像素子
９ 対物レンズ
１１ 光学系（凸レンズ）
１５ フィールドレンズ
１７ 自己集束性スクリーン
１９ ハーフミラー
２１ アフォーカル光学系アレー
２３ 中間立体像表示手段
２５ 立体画像撮像手段
２７ 表示素子
２９ 投射レンズ
３１ 第一ミラー板
３３ 第二ミラー板
３５ 対物レンズ
３７ 表示素子
３９ 中間立体像表示手段
４１ 参照光源
４３ 撮像素子
４５ 表示素子
４７ 第一コヒーレント光源
４９ 集光レンズ
５１ マスク
５３ 第二コヒーレント光源
５５ 撮像素子
６１、６１Ａ〜６１Ｈ 立体画像表示装置
６３ 表示素子
６５ 投射レンズ
６７ フィールドレンズ
６９、７３、 ミラー板
７１、７５ 放物面ミラー
７７ 光源
７９ 方向制御レンズ
８１ 自己集束性スクリーン
８３ ハーフミラー
８５ アフォーカル光学系アレー
８７、１０３ 中間被写体撮像手段
８９、１０５ 立体画像表示手段
９１ ミラー板
９３ 対物レンズ
９５、１１５ 撮像素子
９７、１０７、１１７、１２５ 表示素子
９９、１０９ 投射レンズ
１０１、１１１ ミラー板
１１３ 参照光源
１１９ 照明光源
１２１ 中間要素干渉縞撮像手段
１２３ 立体画像表示手段
１２７ 第一コヒーレント光源
１２９ 集光レンズ
１３１ マスク
１３３ 第二コヒーレント光源

Claims (18)

  1. 被写体の立体画像を撮像する立体画像撮像装置であって、
    放物面の焦点側に鏡面を有する第一および第二放物面ミラーと、
    放物面の焦点の反対側に鏡面を有すると共に、当該放物面の接平面に沿って、複数の微小ミラーをアレー状に有するミラー板と、
    このミラー板からの反射する反射光を撮像する撮像素子とを備え、
    前記第一放物面ミラーの焦点側と前記第二放物面ミラーの焦点側とを正対するように配置し、
    前記ミラー板の傾きの基準となる放物面の焦点の位置と第二放物面ミラーの焦点の位置とが同一になるように、前記ミラー板を配置すると共に、前記ミラー板の傾きの基準となる放物面の準線上に前記撮像素子を配置して、
    前記被写体からの物体光を、前記第一および第二放物面ミラーで反射させ、この反射させた反射光を前記ミラー板で反射させて、前記撮像素子で撮像することを特徴とする立体画像撮像装置。
  2. 被写体の立体画像を撮像する立体画像撮像装置であって、
    放物面の焦点側に鏡面を有する第一および第二放物面ミラーと、
    放物面の焦点側に鏡面を有すると共に、当該放物面の接平面に沿って、複数の微小ミラーをアレー状に有するミラー板と、
    このミラー板からの反射光を受光する対物レンズと、
    この対物レンズで受光された反射光を撮像する撮像素子とを備え、
    前記ミラー板の傾きの基準となる放物面と前記第一放物面ミラーとを同一放物面上に配置すると共に、前記第二放物面ミラーを前記第一放物面ミラーの焦点の位置に配置し、
    前記対物レンズおよび前記撮像素子を、前記ミラー板の傾きの基準となる放物面の準線に合焦するように配置して、
    前記被写体からの物体光を、前記第一および第二放物面ミラーで反射させ、この反射させた反射光を前記ミラー板で反射させて、前記対物レンズで受光して、前記撮像素子で撮像することを特徴とする立体画像撮像装置。
  3. 被写体の立体画像を撮像する立体画像撮像装置であって、
    放物面の焦点の反対側に鏡面を有すると共に、当該放物面の接平面に沿って、複数の微小ミラーをアレー状に有するミラー板と、
    このミラー板の傾きの基準となる放物面の焦点側に、前記被写体の実像を結像させる凸レンズと、
    前記ミラー板で反射した反射光を伝送するフィールドレンズと、
    このフィールドレンズで伝送された反射光を受光する対物レンズと、
    この対物レンズで受光された反射光を撮像する撮像素子とを備え、
    前記凸レンズを前記ミラー板の傾きの基準となる放物面の焦点の反対側に配置し、前記フィールドレンズを前記ミラー板の傾きの基準となる放物面の準線上に配置すると共に、前記対物レンズおよび前記撮像素子を、前記ミラー板の傾きの基準となる放物面の準線に合焦するように配置して、
    前記被写体からの物体光を、前記凸レンズを介して、前記ミラー板で反射させて、この反射させた反射光を前記対物レンズで受光して、前記撮像素子で撮像することを特徴とする立体画像撮像装置。
  4. 被写体の立体画像を撮像する立体画像撮像装置であって、
    放物面の焦点の反対側に鏡面を有すると共に、当該放物面の接平面に沿って、複数の微小ミラーをアレー状に有するミラー板と、
    このミラー板の傾きの基準となる放物面の焦点側に、被写体の実像を結像させる凸レンズと、
    前記ミラー板で反射した反射光を撮像する撮像素子とを備え、
    前記凸レンズを前記ミラー板の傾きの基準となる放物面の焦点の反対側に配置し、前記撮像素子を前記ミラー板の傾きの基準となる放物面の準線上に配置して、
    前記被写体からの物体光を、前記凸レンズを介して、前記ミラー板で反射させて、この反射させた反射光を前記撮像素子で撮像することを特徴とする立体画像撮像装置。
  5. 被写体の立体画像を撮像する立体画像撮像装置であって、
    前記被写体の奥行きを反転させた反転像を生成する自己集束性スクリーンと、
    この自己集束性スクリーンで生成された反転像を反射させるハーフミラーと、
    放物面の焦点側に鏡面を有すると共に、当該放物面の接平面に沿って、複数の微小ミラーをアレー状に有するミラー板と、
    このミラー板で反射された反転像を受光する対物レンズと、
    この対物レンズで受光された反転像を撮像する撮像素子とを備え、
    前記対物レンズおよび前記撮像素子を、前記ミラー板の傾きの基準となる放物面の準線に合焦するように配置して、
    前記被写体からの物体光を、前記ハーフミラーを介して、前記自己集束性スクリーンで反転像とし、この反転像を前記ハーフミラーおよび前記ミラー板で反射させて、前記対物レンズで受光して、前記撮像素子で撮像することを特徴とする立体画像撮像装置。
  6. 被写体の立体画像を撮像する立体画像撮像装置であって、
    複数のアフォーカル光学系をアレー状に配置した構成を取るアフォーカル光学系アレーと、
    放物面の焦点側に鏡面を有すると共に、当該放物面の接平面に沿って、複数の微小ミラーをアレー状に有するミラー板と、
    このミラー板から反射された反射光を受光する対物レンズと、
    この対物レンズで受光された反射光を、前記被写体の要素画像として撮像する撮像素子とを備え、
    前記対物レンズおよび前記撮像素子を、前記ミラー板の傾きの基準となる放物面の準線に合焦するように配置し、
    前記被写体からの物体光を、前記アフォーカル光学系アレーによって、前記被写体の立体画像の奥行きを反転させた反転立体画像として生成し、この反転立体画像を前記ミラー板で反射させることを特徴とする立体画像撮像装置。
  7. 被写体の立体画像を撮像する立体画像撮像装置であって、前記被写体の要素画像群が入力され、この要素画像群を、中間立体像として表示する中間立体像表示手段と、この中間立体像表示手段で表示された中間立体像を再撮像する立体画像撮像手段とからなる立体画像撮像装置であって、
    前記中間立体像表示手段は、
    前記要素画像群を表示する表示素子と、
    この表示素子に表示された要素画像群を投射する投射レンズと、
    放物面の焦点側に鏡面を有すると共に、当該放物面の接平面に沿って、複数の微小ミラーをアレー状に有する第一ミラー板とを備え、
    前記立体画像撮像手段は、
    放物面の焦点側に鏡面を有すると共に、当該放物面の接平面に沿って、複数の微小ミラーをアレー状に有する第二ミラー板と、
    この第二ミラー板から反射される反射光を受光する対物レンズと、
    この対物レンズで受光された反射光を、前記被写体の要素画像として撮像する撮像素子とを備え、
    前記中間立体像表示手段により表示された中間立体像を、前記立体画像撮像手段の第二ミラー板で反射させて、この反射させた反射光を、前記対物レンズで受光して、前記撮像素子で撮像することを特徴とする立体画像撮像装置。
  8. 被写体の立体画像を撮像する立体画像撮像装置であって、前記被写体の要素画像群が入力され、この要素画像群を、中間立体像として表示する中間立体像表示手段と、この中間立体像表示手段で表示された中間立体像を再撮像する立体画像撮像手段とからなる立体画像撮像装置であって、
    前記中間立体像表示手段は、
    前記要素画像群を表示する表示素子と、
    この表示素子に表示された要素画像群を投射する投射レンズと、
    放物面の焦点側に鏡面を有すると共に、当該放物面の接平面に沿って、複数の微小ミラーをアレー状に有するミラー板とを備え、
    前記立体画像撮像手段は、
    前記中間立体像表示手段により表示された中間立体像と干渉させる参照光を発生させる参照光源と、
    前記中間立体像と前記参照光とが干渉してなる干渉縞を撮像する撮像素子とを備えることを特徴とする立体画像撮像装置。
  9. 請求項１から請求項８までのいずれか一項に記載の立体画像撮像装置で取得した被写体の要素画像群に対する要素干渉縞を撮像する立体画像撮像装置であって、
    前記要素画像群を表示する表示素子と、
    この表示素子を照明するコヒーレント光を発生させる第一コヒーレント光源と、
    この第一コヒーレント光源で照明された前記表示素子を通過した通過光を集光する集光レンズと、
    この集光レンズで集光された集光光のみを通過させるマスクと、
    このマスクを通過した集光光と干渉させる参照光として、コヒーレント光を発生させる第二コヒーレント光源と、
    前記集光光と前記参照光とが干渉してなる干渉縞を、前記被写体の要素画像群に対する要素干渉縞として撮像する撮像素子と、
    を備えることを特徴とする立体画像撮像装置。
  10. 被写体の要素画像群が入力され、この要素画像群から、当該被写体の立体画像を表示する立体画像表示装置であって、
    前記被写体の要素画像群を表示する表示素子と、
    この表示素子で表示された要素画像群を投射する投射レンズと、
    この投射レンズから投射された要素画像群を伝送するフィールドレンズと、
    放物面の焦点の反対側に鏡面を有すると共に、当該放物面の接平面に沿って、複数の微小ミラーをアレー状に有し、前記フィールドレンズにより伝送された要素画像群を、前記立体画像として結像させるミラー板と、
    このミラー板で結像された立体画像を反射させる、放物面の焦点側に鏡面を有する第一および第二放物面ミラーとを備え、
    前記第一放物面ミラーの焦点側と前記第二放物面ミラーの焦点側とを正対するように配置し、前記ミラー板の傾きの基準となる放物面の焦点の位置と前記第二放物面ミラーの焦点の位置とが同一になるように前記ミラー板を配置すると共に、前記フィールドレンズを、前記ミラー板の傾きの基準となる放物面の準線上に配置して、
    前記表示素子および前記投射レンズが前記フィールドレンズに合焦するように配置することを特徴とする立体画像表示装置。
  11. 被写体の要素画像群が入力され、この要素画像群から、当該被写体の立体画像を表示する立体画像表示装置であって、
    前記被写体の要素画像群を表示する表示素子と、
    この表示素子で表示された要素画像群を投射する投射レンズと、
    放物面の焦点側に鏡面を有すると共に、当該放物面の接平面に沿って、複数の微小ミラーをアレー状に有し、前記投射レンズで投射された要素画像群を、前記立体画像として結像させるミラー板と、
    放物面の焦点側に鏡面を有し、前記ミラー板で結像された立体画像を表示する第一および第二放物面ミラーとを備え、
    前記表示素子および前記投射レンズを、前記ミラー板の傾きの基準となる放物面の準線に合焦するように配置することを特徴とする立体画像表示装置。
  12. 被写体の要素画像群が入力され、この要素画像群から、当該被写体の立体画像を表示する立体画像表示装置であって、
    前記被写体の要素画像群を表示する表示素子と、
    この表示素子で表示された要素画像群を投射する投射レンズと、
    この投射レンズから投射された要素画像群を伝送するフィールドレンズと、
    放物面の焦点の反対側に鏡面を有すると共に、当該放物面の接平面に沿って、複数の微小ミラーをアレー状に有し、前記フィールドレンズにより伝送された要素画像群を、前記立体画像として結像させるミラー板とを備え、
    前記フィールドレンズを前記ミラー板の傾きの基準となる放物面の準線上に配置すると共に、前記表示素子および前記投射レンズを、前記ミラー板の傾きの基準となる放物面の準線に合焦するように配置することを特徴とする立体画像表示装置。
  13. 被写体の要素画像群が入力され、この要素画像群から、当該被写体の立体画像を表示する立体画像表示装置であって、
    光線を発生させる光源と、
    前記被写体の要素画像群を表示する表示素子と、
    放物面の焦点の反対側に鏡面を有すると共に、当該放物面の接平面に沿って、複数の微小ミラーをアレー状に有し、前記表示素子で表示された要素画像群を、前記立体画像として結像させるミラー板と、
    前記被写体の要素画像群が前記ミラー板に入射する反射光と同じ向きになるように、前記光源で発生された光線を制御する方向制御レンズとを備え、
    前記表示素子を前記ミラー板の傾きの基準となる放物面の準線上に配置することを特徴とする立体画像表示装置。
  14. 被写体の要素画像群が入力され、この要素画像群から、当該被写体の立体画像を表示する立体画像表示装置であって、
    前記要素画像群を表示する表示素子と、
    この表示素子で表示された要素画像群を投射する投射レンズと、
    放物面の焦点側に鏡面を有すると共に、当該放物面の接平面に沿って、複数の微小ミラーをアレー状に有し、前記投射レンズで投射された要素画像群を、前記立体画像として結像させるミラー板と、
    このミラー板で結像された立体画像の奥行きを反転させた反転立体画像を生成する自己集束性スクリーンと、
    この自己集束性スクリーンに前記反転立体画像を反射させるハーフミラーとを備え、
    前記表示素子および前記投射レンズを、前記ミラー板の傾きの基準となる放物面の準線に合焦するように配置することを特徴とする立体画像表示装置。
  15. 被写体の要素画像群が入力され、この要素画像群から、当該被写体の立体画像を表示する立体画像表示装置であって、
    前記被写体の要素画像群を表示する表示手段と、
    この表示素子で表示された要素画像群を投射する投射レンズと、
    放物面の焦点側に鏡面を有すると共に、当該放物面の接平面に沿って、複数の微小ミラーをアレー状に有し、前記投射レンズで投射された要素画像群を、前記立体画像として結像させるミラー板と、
    このミラー板で結像された立体画像の奥行きを反転させた反転立体画像を生成するアフォーカル光学系アレーとを備え、
    前記アフォーカル光学系アレーが複数のアフォーカル光学系をアレー状に配置することを特徴とする立体画像表示装置。
  16. 被写体の立体画像を表示する立体画像表示装置であって、前記被写体と比較して奥行きの反転した状態で表示された立体像を中間被写体として撮像する中間被写体撮像手段と、この中間被写体撮像手段で撮像された中間被写体の要素画像群を再表示する立体画像表示手段とからなる立体画像表示装置であって、
    前記中間被写体撮像手段は、
    放物面の焦点側に鏡面を有すると共に、当該放物面の接平面に沿って、複数の微小ミラーをアレー状に有する第一ミラー板と、
    この第一ミラー板から反射される反射光を受光する対物レンズと、
    この対物レンズで受光された反射光を、前記中間被写体の要素画像群として撮像する撮像素子とを備え、
    前記立体画像表示手段は、
    前記要素画像群を表示する表示素子と、
    この表示素子に表示された要素画像群を投射する投射レンズと、
    放物面の焦点側に鏡面を有すると共に、当該放物面の接平面に沿って、複数の微小ミラーをアレー状に有する第二ミラー板とを備え、
    前記中間被写体撮像手段により撮像された中間被写体の要素画像群を、前記立体画像表示手段の表示素子で表示して、この表示された要素画像群を前記投射レンズにより前記第二ミラー板に投射し、投射された要素画像群を前記第二ミラー板で反射することを特徴とする立体画像表示装置。
  17. 被写体の立体画像を表示する立体画像表示装置であって、被写体と比較して奥行きの反転していない立体像を、中間被写体とみなし、この中間被写体と参照光との干渉縞を撮像する中間被写体撮像手段と、この中間被写体撮像手段で撮像された干渉縞に照明光を照射することで、前記中間被写体の立体像を表示する立体画像表示手段とからなる立体画像表示装置であって、
    前記中間被写体撮像手段は、
    前記中間被写体と干渉させる参照光を発生させる参照光源と、
    この参照光源で発生させた参照光と前記中間被写体とが干渉してなる干渉縞を撮像する撮像素子とを備え、
    前記立体画像表示手段は、
    前記中間被写体撮像手段により撮像した干渉縞を表示する表示素子と、
    この表示素子で表示された干渉縞に照射する照明光を発生させる照明光源とを備えることを特徴とする立体画像表示装置。
  18. 被写体の立体画像を表示する立体画像表示装置であって、請求項１から請求項８までのいずれか一項に記載の立体画像撮像装置で取得した、被写体と比較して奥行きの反転していない立体像を生成する要素画像群を、中間要素画像群とみなし、この中間要素画像群に対する中間要素干渉縞を撮像する中間要素干渉縞撮像手段と、この中間要素干渉縞撮像手段で撮像された中間要素干渉縞に照明光を照明することで、前記被写体の立体像を表示する立体画像表示手段とからなる立体画像表示装置であって、
    前記中間要素干渉縞撮像手段は、
    前記中間要素画像群の個々の中間要素画像を表示する表示素子と、
    この表示素子を照明するコヒーレント光を発生させる第一コヒーレント光源と、
    この第一コヒーレント光源で照明された表示素子を通過する通過光を集光する集光レンズと、
    この集光レンズで集光された集光光のみを通過させるマスクと、
    このマスクを通過した集光光と干渉させる参照光として、コヒーレント光を発生させる第二コヒーレント光源と、
    前記集光光と前記参照光とが干渉してなる干渉縞を、中間要素干渉縞として撮像する撮像素子とを備え、
    前記立体画像表示手段は、
    前記中間要素画像群の中間干渉縞群を表示する表示素子と、
    この表示素子を照射する照明光を発生させる照明光源と、
    を備えることを特徴とする立体画像表示装置。
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