JP2007316170A - Element image group imaging apparatus and stereoscopic image display device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an IP system element image group imaging apparatus capable of picking up an element image in a wide range, and displaying a stereoscopic image over a wide range. <P>SOLUTION: The imaging apparatus (element image group imaging apparatus) 1 is equipped with: an element image lens group 11 where a plurality of element image optical systems 111 forming an element image by forming the image of a subject are arranged on the same plane; a first direction control lens (first direction control lens system) 12 which converges either parallel beams passing through the principal point of the corresponding element image optical system 111 or beams passing through the principal point of the element image optical system 111 from a certain point on a subject side; a projection optical system 13 which is installed on the optical path of light emitted from the first direction control lens 12 and projects the element image group; an imaging device (imaging means) 14 which picks up the element image group projected by the projection optical system; and a direction changing means which moves the first direction control lens system and/or the projection optical system in a direction orthogonal to an optical axis. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、立体像の映像を表示するための要素画像群を撮像、又は、立体像を表示する技術に係り、特に、インテグラルフォトグラフィ(IP;Integral Photography)方式の要素画像群撮像装置及び立体像表示装置に関する。   The present invention relates to a technique for capturing an element image group for displaying a three-dimensional image or displaying a three-dimensional image, and in particular, an integral image (IP) type element image group imaging apparatus and The present invention relates to a stereoscopic image display device.

近年、任意の視点から観察することができる立体テレビジョン方式の1つとして平面状あるいは球面状に配列されたレンズ群を用いた、IP方式が開発されている。この方式を用いて高解像度の動画像を撮影する手法が開示されている(特許文献1参照)。   In recent years, an IP system using a group of lenses arranged in a planar or spherical shape has been developed as one of stereoscopic television systems that can be observed from an arbitrary viewpoint. A technique for capturing a high-resolution moving image using this method is disclosed (see Patent Document 1).

以下、図23を参照して、IP方式の原理を説明する。図23は、従来のIP方式を説明するための説明図、(a)は、IP方式の撮影装置の構成を示す模式図、(b)は、IP方式の表示装置の構成を示す模式図である。図23(a)に示すように、撮像装置100は、同一平面上にアレイ状に配列された複数の凸レンズl、l、…からなるレンズ群101と、被写体s側から見てこのレンズ群101の後ろに設置された撮像部102とから構成され、レンズ群101の前に設置された被写体sを撮影する。この撮像部102には、各凸レンズl、l、…によって被写体sの像i、i、…が形成され、撮影される。ここで撮影された被写体sの像i、i、…の各々の画像を要素画像という。   Hereinafter, the principle of the IP method will be described with reference to FIG. FIG. 23 is an explanatory diagram for explaining a conventional IP system, (a) is a schematic diagram illustrating a configuration of an IP imaging device, and (b) is a schematic diagram illustrating a configuration of an IP display device. is there. As shown in FIG. 23A, the imaging apparatus 100 includes a lens group 101 composed of a plurality of convex lenses l, l,... Arranged in an array on the same plane, and the lens group 101 as viewed from the subject s side. The imaging unit 102 is installed behind the camera, and the subject s installed in front of the lens group 101 is photographed. In this imaging unit 102, images i, i,... Of the subject s are formed by the convex lenses l, l,. Each image i, i,... Of the subject s photographed here is called an element image.

次に、図23(b)に示すように、表示装置105は、撮像装置100[図23(a)]のレンズ群101と同じレンズ群106(凸レンズl’、l’、…)と、レンズ群106の後ろに撮像部102と同じ位置に設置された表示部107とから構成され、撮像装置100によって撮影された画像を表示部107に表示すると、レンズ群106の前方の観察者oからは被写体sの立体再生像s’を観察できる。
特開2001−320735号公報(段落番号0014〜0024)
Next, as shown in FIG. 23B, the display device 105 includes a lens group 106 (convex lenses l ′, l ′,...) That is the same as the lens group 101 of the imaging device 100 [FIG. When the image captured by the image capturing apparatus 100 is displayed on the display unit 107, the display unit 107 is disposed behind the group 106 at the same position as the image capturing unit 102. From the observer o in front of the lens group 106, A stereoscopic reproduction image s ′ of the subject s can be observed.
JP 2001-320735 A (paragraph numbers 0014 to 0024)

しかしながら、隣接する要素画像間で重なりが生じた状態で要素画像を取得すると、表示の際に正しく分離されないため、図23(a)及び(b)に示すように、1つの要素画像の領域は幅wに限定される。従って、凸レンズlを介して撮像する範囲及び凸レンズl’を通して表示する範囲(視域)は、角度θに制限される。そのため、この角度θの範囲の外の被写体を撮像して立体像を表示することができない上に、この角度θの範囲の外から観察者が観察すると、表示される立体像に幾何学的な歪みが生じたり、逆視が生じたりするという問題があった。   However, if element images are acquired in a state where there is an overlap between adjacent element images, they are not correctly separated at the time of display. Therefore, as shown in FIGS. Limited to width w. Therefore, the range for imaging through the convex lens l and the range (viewing zone) for displaying through the convex lens l ′ are limited to the angle θ. For this reason, it is impossible to capture a subject outside the range of the angle θ and display a stereoscopic image, and when an observer observes from outside the range of the angle θ, the displayed stereoscopic image has a geometrical shape. There was a problem that distortion occurred or reverse vision occurred.

本発明は、前記従来技術の問題を解決するために成されたもので、広い範囲の要素画像を撮像でき、また、広い範囲に対して立体像を表示することができるIP方式の要素画像撮像装置及び立体像表示装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems of the prior art, and can capture a wide range of element images and can display a 3D image over a wide range. An object is to provide a device and a stereoscopic image display device.

前記問題を解決するため、請求項1に記載の要素画像群撮像装置は、複数の要素画像から構成され、被写体の立体像を表示するための画像である要素画像群を撮像する要素画像群撮像装置であって、前記被写体の像を結像して前記要素画像を生成する要素画像光学系を、当該要素画像光学系の光軸に対して直交する同一平面上に複数配列した要素画像光学系アレイと、前記要素画像光学系の光軸に平行な光軸を有し、前記要素画像光学系の主点を通る平行光、あるいは、前記被写体側のある点から前記要素画像光学系の主点を通る光のいずれかを収束する第1の方向制御レンズ系と、前記要素画像光学系の光軸に平行な光軸を有し、前記第1の方向制御レンズ系から出射した光の光路上に設置され、前記要素画像群を投影する投影光学系と、前記投影光学系によって投影された要素画像群を撮像する撮像手段と、前記第1の方向制御レンズ系及び/又は前記投影光学系を、前記光軸に直交する方向に移動させる方向変更手段とを備えることとした。   In order to solve the above problem, the element image group imaging apparatus according to claim 1 is configured of a plurality of element images, and element image group imaging that images an element image group that is an image for displaying a stereoscopic image of a subject. An element image optical system in which a plurality of element image optical systems that form an image of the subject to generate the element image are arranged on the same plane orthogonal to the optical axis of the element image optical system. An array and an optical axis parallel to the optical axis of the elemental image optical system, and parallel light passing through the principal point of the elemental image optical system, or a principal point of the elemental image optical system from a certain point on the subject side On the optical path of the light emitted from the first direction control lens system, the first direction control lens system for converging any of the light passing through the optical axis, and an optical axis parallel to the optical axis of the element image optical system A projection optical system that projects the elemental image group, Imaging means for capturing an element image group projected by the projection optical system; and direction changing means for moving the first direction control lens system and / or the projection optical system in a direction perpendicular to the optical axis. I decided to prepare.

かかる構成によれば、要素画像群撮像装置は、要素画像光学系アレイによって、被写体の要素画像群を生成し、投影光学系によって、要素画像群を撮像手段に対して投影して、撮像素子によって当該要素画像群を撮像する。ここで、各々の要素画像光学系は、当該要素画像光学系の主点から見て様々な方向の被写体の像を結像するが、この要素画像光学系アレイと、投影光学系との間に、第1の方向制御レンズ系を設けることで、撮像手段によって撮像される要素画像の撮影方向を制御することができる。つまり、第1の方向制御レンズ系は、要素画像光学系の主点を通る平行光、あるいは、被写体側のある点から要素画像光学系の主点を通る光のいずれかを収束する。そして、この光が第1の方向制御レンズ系によって収束された位置、あるいは、第1の方向制御レンズ系及び投影光学系の間に設けられた他の光学系を介してこの光が再度収束された位置に投影光学系の主点を設置することで、投影光学系は、この光を中心とした要素画像から構成される要素画像群を撮像手段に対して投影することができる。   According to such a configuration, the element image group imaging device generates an element image group of a subject by the element image optical system array, projects the element image group to the imaging unit by the projection optical system, and uses the image sensor. The element image group is imaged. Here, each elemental image optical system forms an image of a subject in various directions as viewed from the principal point of the elemental image optical system. Between the elemental image optical system array and the projection optical system, By providing the first direction control lens system, it is possible to control the imaging direction of the element image captured by the imaging unit. That is, the first direction control lens system converges either parallel light passing through the principal point of the element image optical system or light passing through the principal point of the element image optical system from a certain point on the subject side. Then, the light is converged again via the position where the light is converged by the first direction control lens system or another optical system provided between the first direction control lens system and the projection optical system. By setting the principal point of the projection optical system at a certain position, the projection optical system can project an element image group composed of element images centered on this light onto the imaging means.

そして、要素画像群撮像装置は、方向変更手段によって、第1の方向制御レンズ系と投影光学系との一方もしくは両方を光軸に直交する方向に移動させて、撮像手段によって撮像することで、複数の方向を中心とした要素画像群を撮像することができる。   Then, the element image group imaging device moves one or both of the first direction control lens system and the projection optical system in a direction orthogonal to the optical axis by the direction changing unit, and images by the imaging unit, A group of element images centered in a plurality of directions can be captured.

また、請求項2に記載の要素画像群撮像装置は、複数の要素画像から構成され、被写体の立体像を表示するための画像である要素画像群を撮像する要素画像群撮像装置であって、前記被写体の像を結像して前記要素画像を生成する要素画像光学系を、当該要素画像光学系の光軸に対して直交する同一平面上に複数配列した要素画像光学系アレイと、前記要素画像光学系の光軸に平行な光軸を有し、前記要素画像光学系の主点を通る平行光、あるいは、前記被写体側のある点から前記要素画像光学系の主点を通る光のいずれかを収束する第1の方向制御レンズ系と、前記要素画像光学系の光軸に平行な光軸を有し、前記第1の方向制御レンズ系から出射した光の光路上に設置され、前記要素画像群を投影する複数の投影光学系と、前記投影光学系の各々に対応し、その対応する前記投影光学系によって投影された要素画像群を撮像する複数の撮像手段とを備えることとした。   The element image group imaging device according to claim 2 is an element image group imaging device configured to image an element image group, which is an image for displaying a stereoscopic image of a subject, including a plurality of element images. An element image optical system array in which a plurality of element image optical systems that form the image of the subject to generate the element image are arranged on the same plane orthogonal to the optical axis of the element image optical system; Either parallel light that has an optical axis parallel to the optical axis of the image optical system and passes through the principal point of the element image optical system, or light that passes through the principal point of the element image optical system from a certain point on the subject side A first direction control lens system that converges the light, and an optical axis parallel to the optical axis of the elemental image optical system, and is installed on the optical path of the light emitted from the first direction control lens system, A plurality of projection optical systems for projecting element image groups, and the projection optics Of each corresponding, it was decided to include a plurality of imaging means for imaging the element images projected by the projection optical system its corresponding.

かかる構成によれば、要素画像群撮像装置は、要素画像光学系アレイによって、被写体の要素画像群を生成する。そして、要素画像群撮像装置は、投影光学系によって、第1の方向制御レンズ系と投影光学系との配置によって定められる撮影方向の要素画像から構成される要素画像群を撮像手段に対して投影する。ここで、要素画像群撮像装置は、複数の投影光学系を有しているため、各々の投影光学系に対応した方向を中心とした要素画像から構成される複数の要素画像群を、複数の撮像素子によって撮像することができる。   According to this configuration, the element image group imaging device generates an element image group of the subject by the element image optical system array. Then, the element image group imaging device projects an element image group composed of element images in the photographing direction determined by the arrangement of the first direction control lens system and the projection optical system onto the imaging unit by the projection optical system. To do. Here, since the elemental image group imaging device has a plurality of projection optical systems, a plurality of elemental image groups composed of elemental images centered in directions corresponding to the respective projection optical systems are converted into a plurality of elemental image groups. Imaging can be performed by the imaging element.

更に、請求項3に記載の要素画像群撮像装置は、複数の要素画像から構成され、被写体の立体像を表示するための画像である要素画像群を撮像する要素画像群撮像装置であって、前記被写体の像を結像して前記要素画像を生成する要素画像光学系を、当該要素画像光学系の光軸に対して直交する同一平面上に複数配列した要素画像光学系アレイと、前記要素画像光学系の光軸に平行な光軸を有し、前記要素画像光学系の主点を通る平行光、あるいは、前記被写体側のある点から前記要素画像光学系の主点を通る光のいずれかを収束する第1の方向制御レンズ系と、前記第1の方向制御レンズ系から出射した前記要素画像群からの光が収束される位置に複数の開口を有し、当該開口を通過する光以外の光を遮光する遮光手段と、前記要素画像光学系の光軸に平行な光軸を有し、各々の前記開口を通過した光の光路上に設置され、前記要素画像群を投影する複数の投影光学系と、各々の前記投影光学系によって投影された要素画像群を撮像する複数の撮像手段とを備えることとした。   Furthermore, the elemental image group imaging device according to claim 3 is an elemental image group imaging device configured to image an elemental image group that is an image for displaying a stereoscopic image of a subject, which includes a plurality of elemental images. An element image optical system array in which a plurality of element image optical systems that form the image of the subject to generate the element image are arranged on the same plane orthogonal to the optical axis of the element image optical system; Either parallel light that has an optical axis parallel to the optical axis of the image optical system and passes through the principal point of the element image optical system, or light that passes through the principal point of the element image optical system from a certain point on the subject side A first direction control lens system that converges the light, and light that has a plurality of openings at positions where the light from the element image group emitted from the first direction control lens system converges, and passes through the openings. Light shielding means for shielding light other than the element image light A plurality of projection optical systems having an optical axis parallel to the optical axis of the system, installed on the optical path of the light that has passed through each of the openings, and projecting the element image group, and projected by each of the projection optical systems And a plurality of imaging means for imaging the grouped elemental images.

かかる構成によれば、要素画像群撮像装置は、要素画像光学系アレイによって、被写体の要素画像群を生成し、開口を通過した要素画像群の光を、投影光学系によって、撮像手段に対して投影して、撮像素子によって当該要素画像群を撮像する。ここで、各々の要素画像光学系は、当該要素画像光学系の主点から見て様々な方向の被写体の像を結像するが、この要素画像光学系アレイと、投影光学系との間に、第1の方向制御レンズ系と、複数の開口を有する遮光手段を設けることで、撮像手段によって撮像される要素画像の撮影方向を制御することができる。つまり、第1の方向制御レンズ系は、要素画像光学系の主点を通る平行光、あるいは、被写体側のある点から要素画像光学系の主点を通る光のいずれかを収束する。そして、第1の方向制御レンズ系によってこの光が収束した位置、あるいは、他の光学系を介してこの光が再度収束した位置に開口の中心を設置することで、投影光学系は、この光を中心とした要素画像から構成される要素画像群を撮像手段に対して投影することができる。   According to such a configuration, the elemental image group imaging device generates an elemental image group of the subject by the elemental image optical system array, and the light of the elemental image group that has passed through the aperture is projected to the imaging unit by the projection optical system. Projecting is performed, and the element image group is captured by the image sensor. Here, each elemental image optical system forms an image of a subject in various directions as viewed from the principal point of the elemental image optical system. Between the elemental image optical system array and the projection optical system, By providing the first direction control lens system and the light shielding means having a plurality of apertures, it is possible to control the imaging direction of the element image captured by the imaging means. That is, the first direction control lens system converges either parallel light passing through the principal point of the element image optical system or light passing through the principal point of the element image optical system from a certain point on the subject side. Then, by setting the center of the aperture at the position where the light is converged by the first direction control lens system or the position where the light is converged again through another optical system, the projection optical system It is possible to project an element image group composed of element images centered on the image pickup means.

そして、要素画像群撮像装置は、複数の開口を有しているため、第1の方向制御レンズ系と各々の開口との配置によって定められる撮影方向を中心とした要素画像から構成される複数の要素画像群を、複数の撮像素子によって撮像することができる。   Since the element image group imaging device has a plurality of apertures, the element image group imaging device includes a plurality of element images that are centered on an imaging direction determined by the arrangement of the first direction control lens system and each aperture. The element image group can be imaged by a plurality of image sensors.

また、請求項4に記載の要素画像群撮像装置は、請求項3に記載の要素画像群撮像装置において、前記遮光手段を内部に有し、かつ、前記第1の方向制御レンズ系に平行な光軸を有し、前記第1の方向制御レンズ系の主点を通過した光を前記光軸に平行な光に変換する第2の方向制御レンズ系と、前記第2の方向制御レンズ系及び前記投影光学系の間において、前記投影光学系に対応して当該投影光学系の光軸上に設置され、前記第2の方向制御レンズ系から出射した光を前記投影光学系に伝送する複数のフィールドレンズ系とを備えることとした。   An elemental image group imaging device according to a fourth aspect is the elemental image group imaging device according to the third aspect, wherein the light shielding means is provided inside and parallel to the first direction control lens system. A second direction control lens system having an optical axis and converting light passing through a principal point of the first direction control lens system into light parallel to the optical axis; the second direction control lens system; Between the projection optical systems, a plurality of light beams installed on the optical axis of the projection optical system corresponding to the projection optical system and transmitting light emitted from the second direction control lens system to the projection optical system. And a field lens system.

かかる構成によれば、要素画像群撮像装置は、第2の方向制御レンズ系によって、各々の開口を通過した要素画像群からの光を、光軸に直交する面に対して正対する方向に変換し、各々のフィールドレンズ系によって、投影光学系に伝送する。そして、要素画像群撮像装置は、投影光学系によって、この要素画像群からの光を撮像手段に投影し、撮像手段によって、要素画像群を撮像する。これによって、光軸に正対して設置された各々の撮像手段によって、異なる撮影方向の要素画像群を正対して撮像することができる。   According to this configuration, the elemental image group imaging apparatus converts the light from the elemental image group that has passed through each opening into a direction that faces the plane orthogonal to the optical axis by the second direction control lens system. Then, it is transmitted to the projection optical system by each field lens system. Then, the element image group imaging apparatus projects light from the element image group onto the imaging unit by the projection optical system, and images the element image group by the imaging unit. Thereby, the elemental image groups in different shooting directions can be directly captured by each of the imaging units installed facing the optical axis.

また、請求項5に記載の要素画像群撮像装置は、複数の要素画像から構成され、被写体の立体像を表示するための画像である要素画像群を撮像する要素画像群撮像装置であって、前記被写体の像を結像して前記要素画像を生成する要素画像光学系を、当該要素画像光学系の光軸に対して直交する同一平面上に複数配列した要素画像光学系アレイと、前記要素画像光学系の光軸に平行な光軸を有し、前記要素画像光学系の主点を通る平行光、あるいは、前記被写体側のある点から前記要素画像光学系の主点を通る光のいずれかを収束する第1の方向制御レンズ系と、前記第1の方向制御レンズ系から出射した前記要素画像群からの光が収束される位置に開閉可能な複数の開口を有し、当該開口を通過する光以外の光を遮光する遮光手段と、前記要素画像光学系の光軸に平行な光軸を有し、前記第1の方向調整レンズ系を通過した光の光路上に設置され、前記要素画像群を投影する投影光学系と、前記開口を通過し、前記投影光学系によって投影された要素画像群を撮像する撮像手段とを備えることとした。   The element image group imaging device according to claim 5 is an element image group imaging device configured to image an element image group, which is an image for displaying a stereoscopic image of a subject, including a plurality of element images. An element image optical system array in which a plurality of element image optical systems that form the image of the subject to generate the element image are arranged on the same plane orthogonal to the optical axis of the element image optical system; Either parallel light that has an optical axis parallel to the optical axis of the image optical system and passes through the principal point of the element image optical system, or light that passes through the principal point of the element image optical system from a certain point on the subject side A first direction control lens system that converges the light, and a plurality of openings that can be opened and closed at a position where the light from the element image group emitted from the first direction control lens system converges. Light shielding means for shielding light other than light passing therethrough, and A projection optical system having an optical axis parallel to the optical axis of the elementary image optical system, installed on the optical path of the light passing through the first direction adjusting lens system, and projecting the element image group; An image pickup unit that picks up an element image group that passes through and is projected by the projection optical system is provided.

かかる構成によれば、要素画像群撮像装置は、要素画像光学系アレイによって、被写体の要素画像群を生成する。そして、要素画像群撮像装置は、開閉可能な複数の開口を有する遮光手段を備え、第1の方向制御レンズ系と開いている開口との配置によって定められる撮影方向の要素画像から構成される要素画像群を撮像手段によって撮像する。これによって、要素画像群撮像装置は、開口の開閉を切り替えて、それぞれの開口を1つずつ開いて撮像することで、各々の開口に対応した方向を中心とした要素画像から構成される複数の要素画像群を撮像することができる。   According to this configuration, the element image group imaging device generates an element image group of the subject by the element image optical system array. The element image group imaging apparatus includes a light shielding unit having a plurality of openable and closable openings, and is configured by an element image in a shooting direction determined by the arrangement of the first direction control lens system and the open opening. An image group is imaged by an imaging means. Thereby, the element image group imaging device switches a plurality of opening and closing of the openings, opens each of the openings one by one, and captures a plurality of element images centered in a direction corresponding to each opening. A group of element images can be captured.

また、請求項6に記載の要素画像群撮像装置は、複数の要素画像から構成され、被写体の立体像を表示するための画像である要素画像群を撮像する要素画像群撮像装置であって、前記被写体の像を結像して前記要素画像を生成する要素画像光学系を、当該要素画像光学系の光軸に対して直交する同一平面上に複数配列した要素画像光学系アレイ、前記要素画像光学系の光軸に平行な光軸を有し、前記要素画像光学系の主点を通る平行光、あるいは、前記被写体側のある点から前記要素画像光学系の主点を通る光のいずれかを収束する第1の方向制御レンズ系、前記要素画像光学系の光軸に平行な光軸を有し、前記第1の方向制御レンズ系から出射した光の光路上に設置され、前記要素画像群を投影する投影光学系、及び、前記投影光学系によって投影された要素画像群を撮像する撮像手段を有する複数の撮像系と、前記被写体からの光を前記撮像系に分配する光分配手段とを備えることとした。   The element image group imaging device according to claim 6 is an element image group imaging device configured to image an element image group, which is an image for displaying a stereoscopic image of a subject, including a plurality of element images. An element image optical system array in which a plurality of element image optical systems that form the image of the subject to generate the element image are arranged on the same plane orthogonal to the optical axis of the element image optical system, the element image Either parallel light that has an optical axis parallel to the optical axis of the optical system and passes through the principal point of the elemental image optical system, or light that passes through the principal point of the elemental image optical system from a certain point on the subject side A first direction control lens system for converging, and an optical axis parallel to the optical axis of the elemental image optical system, installed on the optical path of the light emitted from the first direction control lens system, and the elemental image A projection optical system for projecting a group, and the projection optical system A plurality of imaging systems having an imaging means for capturing an the element images projected Te, the light from the object it was decided and a light distribution means for distributing the imaging system.

かかる構成によれば、要素画像群撮像装置は、光分配手段によって被写体からの光を分配し、この分配された光が入射した複数の撮像系の各々によって、第1の方向制御レンズ系と投影光学系との配置によって定められる撮影方向の要素画像から構成される要素画像群を撮像する。これによって、要素画像群撮像装置は、複数の撮像系によって、複数の撮影方向の要素画像群を撮影することができる。   According to such a configuration, the elemental image group imaging device distributes light from the subject by the light distribution unit, and projects the first direction control lens system and the projection by each of the plurality of imaging systems into which the distributed light is incident. An element image group composed of element images in the photographing direction determined by the arrangement with the optical system is imaged. Thereby, the elemental image group imaging device can capture the elemental image groups in a plurality of imaging directions by the plurality of imaging systems.

更に、請求項7に記載の要素画像群撮像装置は、請求項6に記載の要素画像群撮像装置において、前記撮像系の少なくとも1つが、各々の前記要素画像光学系の主点を通過した光が集光された位置に開口を有し、当該開口を通過する光以外の光を遮光する、前記光軸に直交する平面上に設けられた遮光手段を備え、前記投影光学系が、前記開口の中心を通過した光を当該投影光学系の光軸に平行な光に変換することとした。   Furthermore, the element image group imaging device according to claim 7 is the element image group imaging device according to claim 6, wherein at least one of the imaging systems passes through a principal point of each element image optical system. Includes a light-shielding means provided on a plane orthogonal to the optical axis, which has an opening at a position where the light is condensed and shields light other than light passing through the opening, and the projection optical system includes the opening The light that has passed through the center of the projection optical system is converted into light parallel to the optical axis of the projection optical system.

かかる構成によれば、要素画像群撮像装置は、複数の撮像系の少なくとも1つが、第1の方向制御レンズ系と開口との配置によって定められる撮影方向の要素画像から構成される要素画像群を撮像する。これによって、要素画像群撮像装置は、複数の撮像系によって、複数の撮影方向の要素画像群を撮影することができる。   According to such a configuration, the element image group imaging device includes an element image group in which at least one of the plurality of imaging systems includes element images in the shooting direction determined by the arrangement of the first direction control lens system and the aperture. Take an image. Thereby, the elemental image group imaging device can capture the elemental image groups in a plurality of imaging directions by the plurality of imaging systems.

また、請求項8に記載の立体像表示装置は、複数の要素画像から構成され、被写体の立体像を表示するための画像である要素画像群を入力して前記立体像を表示する立体像表示装置であって、前記要素画像群を表示する表示手段と、前記表示手段によって表示された要素画像群を投影する投影光学系と、前記投影光学系の光軸に平行な光軸を有し、前記投影光学系の主点を通った光を集光する、あるいは、平行光にする第1の方向制御レンズ系と、前記第1の方向制御レンズ系から出射した光の光路上に設置され、前記投影光学系によって結像された各々の前記要素画像に対応し、その対応する前記要素画像からの光を出射して、前記被写体の立体像を再生する要素画像光学系を、当該要素画像光学系の光軸に対して直交する同一平面上に複数配列した要素画像光学系アレイと、前記第1の方向制御レンズ系及び/又は前記投影光学系を、前記光軸に直交する方向に移動させる方向変更手段とを備えることとした。   The stereoscopic image display apparatus according to claim 8, wherein the stereoscopic image display device includes a plurality of element images, and displays a stereoscopic image by inputting an element image group which is an image for displaying a stereoscopic image of a subject. A display unit that displays the element image group, a projection optical system that projects the element image group displayed by the display unit, and an optical axis that is parallel to the optical axis of the projection optical system, A first direction control lens system for condensing light that has passed through the principal point of the projection optical system, or parallel light; and an optical path of light emitted from the first direction control lens system; An element image optical system that corresponds to each of the element images formed by the projection optical system, emits light from the corresponding element image, and reproduces a stereoscopic image of the subject. On the same plane perpendicular to the optical axis of the system. And an element image optical system array in which, the first directional control lens system and / or the projection optical system, it was decided and a direction changing means for moving in a direction perpendicular to the optical axis.

かかる構成によれば、立体像表示装置は、表示手段に表示された要素画像群を投影光学系によって投影し、要素画像光学系アレイによって、要素画像群によって示される立体像を再生する。ここで、表示手段からは、様々な方向に光が出射するが、この要素画像光学系アレイと、投影光学系との間に、第1の方向制御レンズ系を設けることで、要素画像光学系アレイによって表示される立体像の表示方向を制御することができる。つまり、第1の方向制御レンズ系は、投影光学系の主点を通る光を、観察者側のある点に集光する、あるいは、要素画像光学系の主点を通る平行光に変換する。そのため、表示装置は、集光される観察者側の点を中心とした視域の範囲内、あるいは、この平行光の方向を中心とした視域の範囲内の方向(表示方向)に対して立体像を表示することができる。   According to such a configuration, the stereoscopic image display device projects the element image group displayed on the display unit by the projection optical system, and reproduces the stereoscopic image indicated by the element image group by the element image optical system array. Here, light is emitted from the display means in various directions. By providing a first direction control lens system between the element image optical system array and the projection optical system, the element image optical system is provided. The display direction of the stereoscopic image displayed by the array can be controlled. That is, the first direction control lens system condenses the light passing through the principal point of the projection optical system at a certain point on the viewer side or converts it into parallel light passing through the principal point of the elemental image optical system. For this reason, the display device is in the range of the viewing zone centered on the focused observer side point or the direction (display direction) within the viewing zone centered on the direction of the parallel light. A stereoscopic image can be displayed.

なお、ここで、観察者側の点とは、第1の方向制御レンズ系に対して、投影光学系の主点、あるいは、投影光学系の主点を通る光が第1の方向制御レンズ系及び投影光学系の間に設けられた他の光学系によって再度収束された点と共役の関係にある点である。また、平行光の方向は、投影光学系の主点、あるいは、投影光学系の主点を通る光が第1の方向制御レンズ系及び投影光学系の間に設けられた他の光学系によって再度収束された点と、第1の方向制御レンズ系の主点とを通る直線の方向である。そして、立体像表示装置は、方向変更手段によって、第1の方向制御レンズ系と投影光学系との一方もしくは両方を光軸に直交する方向に移動させることで、第1の方向制御レンズ系によって投影光学系の主点を通る光が集光される観察者側の点の位置、あるいは、変換される要素画像光学系の主点を通る平行光の向きが変化する。これによって、立体像表示装置は、複数の方向に対して立体像を表示することができる。   Here, the point on the observer side refers to the principal point of the projection optical system or the light passing through the principal point of the projection optical system with respect to the first direction control lens system. And a point having a conjugate relationship with a point converged again by another optical system provided between the projection optical systems. Further, the direction of the parallel light is changed again by the principal point of the projection optical system or by another optical system in which the light passing through the principal point of the projection optical system is provided between the first direction control lens system and the projection optical system. This is the direction of a straight line passing through the converged point and the principal point of the first direction control lens system. Then, the stereoscopic image display device moves one or both of the first direction control lens system and the projection optical system in a direction perpendicular to the optical axis by the direction changing unit, and thereby uses the first direction control lens system. The position of the point on the observer side where the light passing through the principal point of the projection optical system is collected or the direction of the parallel light passing through the principal point of the element image optical system to be converted changes. Thereby, the stereoscopic image display device can display a stereoscopic image in a plurality of directions.

更に、請求項9に記載の立体像表示装置は、複数の要素画像から構成され、被写体の立体像を表示するための画像である要素画像群を入力して前記立体像を表示する立体像表示装置であって、前記要素画像群を表示する複数の表示手段と、前記表示手段の各々に対応し、その対応する前記表示手段によって表示された要素画像群を投影する複数の投影光学系と、前記投影光学系の光軸に平行な光軸を有し、各々の前記投影光学系の主点を通った光を集光する、あるいは、平行光にする第1の方向制御レンズ系と、前記第1の方向制御レンズ系から出射した光の光路上に設置され、各々の前記投影光学系によって結像された各々の前記要素画像に対応し、その対応する前記要素画像からの光を出射して、前記被写体の立体像を再生する要素画像光学系を、当該要素画像光学系の光軸に対して直交する同一平面上に複数配列した要素画像光学系アレイとを備えることとした。   Furthermore, the stereoscopic image display device according to claim 9 is a stereoscopic image display configured to display a stereoscopic image by inputting an element image group which is an image for displaying a stereoscopic image of a subject, which is composed of a plurality of element images. A plurality of display means for displaying the element image group, and a plurality of projection optical systems corresponding to each of the display means and projecting the element image group displayed by the corresponding display means; A first direction control lens system having an optical axis parallel to the optical axis of the projection optical system and condensing light passing through the principal point of each of the projection optical systems, or making it parallel light; It is installed on the optical path of the light emitted from the first direction control lens system, corresponds to each element image formed by each projection optical system, and emits light from the corresponding element image. Element image for reproducing a stereoscopic image of the subject The academic system, it was decided and a component image optical system array in which a plurality of arranged on the same plane orthogonal to the optical axis of the element image optical system.

かかる構成によれば、立体像表示装置は、要素画像光学系アレイによって、複数の表示手段に表示された各々の要素画像群によって示される立体像を再生する。ここで、立体像表示装置は、複数の投影光学系を有しているため、第1の方向制御レンズ系と各々の投影光学系との配置によって定められる複数の表示方向に対して立体像を表示することができる。   According to such a configuration, the stereoscopic image display device reproduces a stereoscopic image indicated by each element image group displayed on the plurality of display means by the element image optical system array. Here, since the stereoscopic image display apparatus has a plurality of projection optical systems, a stereoscopic image is displayed with respect to a plurality of display directions determined by the arrangement of the first direction control lens system and each projection optical system. Can be displayed.

また、請求項10に記載の立体像表示装置は、複数の要素画像から構成され、被写体の立体像を表示するための画像である要素画像群を入力して前記立体像を表示する立体像表示装置であって、前記要素画像群を表示する複数の表示手段と、各々の前記表示手段によって表示された要素画像群を投影する複数の投影光学系と、各々の前記投影光学系からの光が収束される位置に複数の開口を有し、当該開口を通過する光以外の光を遮光する遮光手段と、前記投影光学系の光軸に平行な光軸を有し、前記開口の中心を通った光を集光する、あるいは、平行光にする第1の方向制御レンズ系と、前記第1の方向制御レンズ系から出射した光の光路上に設置され、前記投影光学系によって結像された各々の前記要素画像に対応し、その対応する前記要素画像からの光を出射して、前記被写体の立体像を再生する要素画像光学系を、当該要素画像光学系の光軸に対して直交する同一平面上に複数配列した要素画像光学系アレイとを備えることとした。   The stereoscopic image display apparatus according to claim 10, wherein the stereoscopic image display device includes a plurality of element images, and inputs a component image group that is an image for displaying a stereoscopic image of a subject to display the stereoscopic image. A plurality of display means for displaying the element image group, a plurality of projection optical systems for projecting the element image group displayed by the display means, and light from each of the projection optical systems. A plurality of apertures at a converged position; a light-shielding unit that shields light other than light passing through the aperture; an optical axis parallel to the optical axis of the projection optical system; and passing through the center of the aperture. A first direction control lens system for condensing or collimating the emitted light and an optical path of the light emitted from the first direction control lens system, and imaged by the projection optical system Corresponding to each of the element images and the corresponding An element image optical system array in which a plurality of element image optical systems that emit light from an elementary image and reproduce a stereoscopic image of the subject are arranged on the same plane orthogonal to the optical axis of the element image optical system; It was decided to prepare.

かかる構成によれば、立体像表示装置は、表示手段に表示された要素画像群を投影光学系によって投影し、要素画像光学系アレイによって、要素画像群によって示される立体像を再生する。ここで、表示手段からは、様々な方向に光が出射するが、この要素画像光学系アレイと、投影光学系との間に、第1の方向制御レンズ系と、複数の開口を有する遮光手段を設けることで、要素画像光学系アレイによって表示される立体像の表示方向を制御することができる。つまり、第1の方向制御レンズ系は、開口の中心を通る光を、観察者側のある点に集光する、あるいは、要素画像光学系の主点を通る平行光に変換する。そのため、表示装置は、集光される観察者側の点を中心とした視域の範囲内、あるいは、この平行光の方向を中心とした視域の範囲内の方向に対して立体像を表示することができる。   According to such a configuration, the stereoscopic image display device projects the element image group displayed on the display unit by the projection optical system, and reproduces the stereoscopic image indicated by the element image group by the element image optical system array. Here, light is emitted from the display means in various directions. The first direction control lens system and the light shielding means having a plurality of openings are provided between the element image optical system array and the projection optical system. The display direction of the stereoscopic image displayed by the element image optical system array can be controlled. That is, the first direction control lens system condenses the light passing through the center of the aperture at a certain point on the viewer side or converts it into parallel light passing through the principal point of the elemental image optical system. Therefore, the display device displays a three-dimensional image in the range of the viewing zone centered on the focused observer side point or in the direction of the viewing zone centered on the direction of the parallel light. can do.

なお、ここで、観察者側の点とは、第1の方向制御レンズ系に対して、開口の中心、あるいは、開口の中心を通る光が第1の方向制御レンズ系及び遮光手段の間に設けられた他の光学系によって再度収束された点と共役の関係にある点である。また、平行光の方向は、開口の中心、あるいは、開口の中心を通る光が第1の方向制御レンズ系及び遮光手段の間に設けられた他の光学系によって再度収束された点と、第1の方向制御レンズ系の主点とを通る直線の方向である。そして、立体像表示装置は、複数の開口を有しているため、第1の方向制御レンズ系と各々の開口との配置によって定められる複数の表示方向に対して立体像を表示することができる。   Here, the point on the observer side refers to the center of the aperture or the light passing through the center of the aperture between the first direction control lens system and the light shielding means with respect to the first direction control lens system. The point is in a conjugate relationship with the point converged again by another optical system provided. The direction of the parallel light is such that the center of the aperture or the light passing through the center of the aperture is converged again by another optical system provided between the first direction control lens system and the light shielding means, and The direction of a straight line passing through the principal point of the direction control lens system 1. Since the stereoscopic image display apparatus has a plurality of apertures, it can display a stereoscopic image in a plurality of display directions determined by the arrangement of the first direction control lens system and each aperture. .

更に、請求項11に記載の立体像表示装置は、複数の要素画像から構成され、被写体の立体像を表示するための画像である要素画像群を入力して前記立体像を表示する立体像表示装置であって、前記要素画像群を表示する表示手段と、前記表示手段によって表示された要素画像群を投影する投影光学系と、前記表示手段からの光の光路上において開閉可能な複数の開口を有し、当該開口を通過する光以外の光を遮光する遮光手段と、前記投影光学系の光軸に平行な光軸を有し、前記投影光学系によって前記光軸に平行な光が収束される位置に主点を有し、前記開口の中心を通った光を集光する、あるいは、平行光にする第1の方向制御レンズ系と、前記第1の方向制御レンズ系から出射した光の光路上に設置され、前記投影光学系によって結像された各々の前記要素画像に対応し、その対応する前記要素画像からの光を出射して、前記被写体の立体像を再生する要素画像光学系を、当該要素画像光学系の光軸に対して直交する同一平面上に複数配列した要素画像光学系アレイとを備えることとした。   The stereoscopic image display apparatus according to claim 11 is a stereoscopic image display configured to display a stereoscopic image by inputting an element image group which is an image for displaying a stereoscopic image of a subject, which includes a plurality of element images. An apparatus comprising: a display unit that displays the element image group; a projection optical system that projects the element image group displayed by the display unit; and a plurality of openings that can be opened and closed on an optical path of light from the display unit A light shielding means for shielding light other than the light passing through the aperture, and an optical axis parallel to the optical axis of the projection optical system, and the light parallel to the optical axis is converged by the projection optical system A first direction control lens system having a principal point at a position where the light passes through the center of the opening or converging light, and light emitted from the first direction control lens system Installed on the optical path of the An element image optical system that emits light from the corresponding element image and reproduces the stereoscopic image of the subject with respect to the optical axis of the element image optical system. And a plurality of elemental image optical system arrays arranged on the same orthogonal plane.

かかる構成によれば、立体像表示装置は、要素画像光学系アレイによって、表示手段に表示された要素画像群によって示される立体像を再生する。ここで、立体像表示装置は、開閉可能な複数の開口を有する遮光手段を備え、開口の開閉を切り替えてそれぞれの開口を1つずつ開いて表示することで、第1の方向制御レンズ系と開いている開口との配置によって定められる複数の表示方向に対して立体像を表示することができる。   According to such a configuration, the stereoscopic image display apparatus reproduces a stereoscopic image indicated by the element image group displayed on the display unit by the element image optical system array. Here, the stereoscopic image display device includes a light shielding unit having a plurality of openable and closable openings, and switches between opening and closing of the openings to display each opening one by one, thereby displaying the first direction control lens system. A stereoscopic image can be displayed in a plurality of display directions determined by the arrangement with the open opening.

また、請求項12に記載の立体像表示装置は、複数の要素画像から構成され、被写体の立体像を表示するための画像である要素画像群を入力して前記立体像を表示する立体像表示装置であって、前記要素画像群を表示する表示手段、前記表示手段によって表示された要素画像群を投影する投影光学系、前記投影光学系の光軸に平行な光軸を有し、前記投影光学系の主点を通った光を集光する、あるいは、平行光にする第1の方向制御レンズ系、及び、前記第1の方向制御レンズ系から出射した光の光路上に設置され、前記投影光学系によって結像された各々の前記要素画像に対応し、その対応する前記要素画像からの光を出射して、前記被写体の立体像を再生する要素画像光学系を、当該要素画像光学系の光軸に対して直交する同一平面上に複数配列した要素画像光学系アレイを有する複数の表示系と、複数の前記表示系からの光を統合する光統合手段とを備えることとした。   The stereoscopic image display device according to claim 12 is a stereoscopic image display configured to display a stereoscopic image by inputting an element image group which is an image for displaying a stereoscopic image of a subject, which includes a plurality of element images. A display means for displaying the element image group, a projection optical system for projecting the element image group displayed by the display means, an optical axis parallel to the optical axis of the projection optical system, and the projection A first direction control lens system for condensing light that has passed through the principal point of the optical system, or parallel light; and an optical path of light emitted from the first direction control lens system; An element image optical system that corresponds to each of the element images formed by the projection optical system, emits light from the corresponding element image, and reproduces a stereoscopic image of the subject. On the same plane perpendicular to the optical axis It was decided to include a plurality of display systems having elements picture optical system arrays number sequence, and a light integrating means for integrating the light from the plurality of the display system.

かかる構成によれば、立体像表示装置は、複数の表示系の各々によって、第1の方向制御レンズ系と投影光学系との配置によって定められる方向に対して立体像を表示する。そして、光統合手段によって、表示系から出射した光を統合して観察者に対して出射する。これによって、立体像表示装置は、複数の表示系によって、複数の表示方向に対して立体像を表示することができる。   According to such a configuration, the stereoscopic image display device displays a stereoscopic image in a direction determined by the arrangement of the first direction control lens system and the projection optical system by each of the plurality of display systems. Then, light emitted from the display system is integrated by the light integrating means and emitted to the observer. Accordingly, the stereoscopic image display apparatus can display a stereoscopic image in a plurality of display directions by a plurality of display systems.

更に、請求項13に記載の立体像表示装置は、複数の要素画像から構成され、被写体の立体像を表示するための画像である要素画像群を入力して前記立体像を表示する立体像表示装置であって、各々の点灯と消灯との制御が可能な複数の点光源と、前記点光源から出射された光を集光する、あるいは平行光にする第1の方向制御レンズ系と、前記第1の方向制御レンズ系から出射された光の光路上に設置され、前記要素画像群を表示する表示手段と、前記表示手段から出射した光の光路上に設置され、前記表示手段に表示された各々の要素画像に対応し、その対応する前記要素画像からの光を出射して、前記被写体の立体像を再生する要素画像光学系を、当該要素画像光学系の光軸に対して直交する同一平面上に複数配列した要素画像光学系アレイとを備えることとした。   Furthermore, the stereoscopic image display apparatus according to claim 13 is a stereoscopic image display configured to display a stereoscopic image by inputting an elemental image group that is an image for displaying a stereoscopic image of a subject, which includes a plurality of elemental images. A plurality of point light sources each capable of being turned on and off, a first direction control lens system for condensing light emitted from the point light sources or making it parallel light; and A display unit that is installed on the optical path of the light emitted from the first direction control lens system, displays the element image group, and is installed on the optical path of the light emitted from the display unit, and is displayed on the display unit. The element image optical system that corresponds to each element image and emits light from the corresponding element image to reproduce the stereoscopic image of the subject is orthogonal to the optical axis of the element image optical system. Multiple elemental image optical systems arranged on the same plane It was decided and a ray.

かかる構成によれば、立体像表示装置は、表示手段に表示された要素画像群によって示される立体像を再生する。ここで、点光源と、第1の方向制御レンズ系とを設けることで、要素画像光学系アレイによって表示される立体像の表示方向を制御することができる。つまり、第1の方向制御レンズ系は、点光源からの光を、観察者側のある点に集光する、あるいは、要素画像光学系の主点を通る平行光に変換する。そのため、表示装置は、集光される観察者側の点を中心とした視域の範囲内、あるいは、この平行光の方向を中心とした視域の範囲内の方向に対して立体像を表示することができる。なお、ここで、観察者側の点とは、第1の方向制御レンズ系に対して、点光源の位置と共役の関係にある点である。また、平行光の方向は、点光源の位置と、第1の方向制御レンズ系の主点とを通る直線の方向である。   According to this configuration, the stereoscopic image display device reproduces a stereoscopic image indicated by the element image group displayed on the display unit. Here, by providing the point light source and the first direction control lens system, the display direction of the stereoscopic image displayed by the elemental image optical system array can be controlled. That is, the first direction control lens system condenses the light from the point light source at a certain point on the viewer side or converts it into parallel light passing through the principal point of the elemental image optical system. Therefore, the display device displays a three-dimensional image in the range of the viewing zone centered on the focused observer side point or in the direction of the viewing zone centered on the direction of the parallel light. can do. Here, the point on the observer side is a point conjugate to the position of the point light source with respect to the first direction control lens system. The direction of the parallel light is a direction of a straight line passing through the position of the point light source and the principal point of the first direction control lens system.

そして、立体像表示装置は、各々の点灯と消灯との制御が可能な複数の点光源を有し、点光源の点灯と消灯とを切り替えてそれぞれの点光源を1つずつ点灯させることで、第1の方向制御レンズ系と点灯している点光源との配置によって定められる複数の表示方向に対して立体像を表示することができる。   The stereoscopic image display device has a plurality of point light sources that can be controlled to be turned on and off, and switches the point light sources on and off to light each point light source one by one. A stereoscopic image can be displayed in a plurality of display directions determined by the arrangement of the first direction control lens system and the point light source that is lit.

また、請求項14に記載の立体像表示装置は、複数の要素画像から構成され、被写体の立体像を表示するための画像である要素画像群を入力して前記立体像を表示する立体像表示装置であって、点光源と、前記点光源から出射された光を集光する、あるいは平行光にする第1の方向制御レンズ系と、前記第1の方向制御レンズ系から出射された光の光路上に設置され、前記要素画像群を表示する表示手段と、前記表示手段から出射した光の光路上に設置され、前記表示手段に表示された各々の要素画像に対応し、その対応する前記要素画像からの光を出射して、前記被写体の立体像を再生する要素画像光学系を、当該要素画像光学系の光軸に対して直交する同一平面上に複数配列した要素画像光学系アレイと、前記第1の方向制御レンズ系及び/又は前記点光源を、当該第1の方向制御レンズ系の光軸に直交する方向に移動させる方向変更手段とを備えることとした。   The stereoscopic image display device according to claim 14 includes a plurality of element images, and a stereoscopic image display that displays the stereoscopic image by inputting an element image group that is an image for displaying a stereoscopic image of a subject. An apparatus comprising: a point light source; a first direction control lens system that condenses or collimates light emitted from the point light source; and light emitted from the first direction control lens system. Display means for displaying the element image group installed on the optical path, and corresponding to each element image installed on the optical path of the light emitted from the display means and displayed on the display means, the corresponding An element image optical system array in which a plurality of element image optical systems that emit light from an element image and reproduce a stereoscopic image of the subject are arranged on the same plane orthogonal to the optical axis of the element image optical system; , The first direction control lens system and / Or the point light source, it was decided and a direction changing means for moving in a direction perpendicular to the optical axis of the first directional control lens system.

かかる構成によれば、立体像表示装置は、表示手段に表示された要素画像群によって示される立体像を再生する。ここで、点光源と、第1の方向制御レンズ系とを設けることで、要素画像光学系アレイによって表示される立体像の表示方向を制御することができる。つまり、第1の方向制御レンズ系は、点光源からの光を、観察者側のある点に集光する、あるいは、要素画像光学系の主点を通る平行光に変換する。そのため、表示装置は、集光される観察者側の点を中心とした視域の範囲内、あるいは、この平行光の方向を中心とした視域の範囲内の方向に対して立体像を表示することができる。なお、ここで、観察者側の点とは、第1の方向制御レンズ系に対して、点光源の位置と共役の関係にある点である。また、平行光の方向は、点光源の位置と、第1の方向制御レンズ系の主点とを通る直線の方向である。   According to this configuration, the stereoscopic image display device reproduces a stereoscopic image indicated by the element image group displayed on the display unit. Here, by providing the point light source and the first direction control lens system, the display direction of the stereoscopic image displayed by the elemental image optical system array can be controlled. That is, the first direction control lens system condenses the light from the point light source at a certain point on the viewer side or converts it into parallel light passing through the principal point of the elemental image optical system. Therefore, the display device displays a three-dimensional image in the range of the viewing zone centered on the focused observer side point or in the direction of the viewing zone centered on the direction of the parallel light. can do. Here, the point on the observer side is a point conjugate to the position of the point light source with respect to the first direction control lens system. The direction of the parallel light is a direction of a straight line passing through the position of the point light source and the principal point of the first direction control lens system.

そして、立体像表示装置は、方向変更手段によって、第1の方向制御レンズ系と点光源との一方もしくは両方を光軸に直交する方向に移動させることで、複数の表示方向に対して立体像を表示することができる。   Then, the stereoscopic image display device moves the one or both of the first direction control lens system and the point light source in a direction orthogonal to the optical axis by the direction changing unit, thereby generating a stereoscopic image with respect to a plurality of display directions. Can be displayed.

本発明に係る立体像表示装置では、以下のような優れた効果を奏する。請求項1及び請求項5に記載の発明によれば、ある時刻ではある方向の所定の角度範囲の要素画像群を撮像することができ、別の時刻では異なる方向の所定の角度範囲の要素画像群を撮像することができる。そのため、1方向のみの要素画像を撮像する場合に比べて、広い範囲の要素画像を撮像することができる。   The stereoscopic image display device according to the present invention has the following excellent effects. According to the first and fifth aspects of the present invention, an element image group in a predetermined angle range in a certain direction can be captured at a certain time, and an element image in a predetermined angle range in a different direction can be captured at another time. The group can be imaged. Therefore, it is possible to capture a wider range of element images than when capturing element images in only one direction.

請求項2、請求項3、請求項6及び請求項7に記載の発明によれば、同時に複数の方向の所定の角度範囲の要素画像群を撮像することができる。そのため、1方向のみの要素画像を撮像する場合に比べて、広い範囲の要素画像を撮像することができる。請求項4に記載の発明によれば、複数の方向の所定の角度範囲の要素画像群を正対して撮像することができる。   According to the second, third, sixth, and seventh aspects of the present invention, it is possible to simultaneously capture an element image group in a predetermined angle range in a plurality of directions. Therefore, it is possible to capture a wider range of element images than when capturing element images in only one direction. According to the fourth aspect of the present invention, it is possible to pick up an image of a group of element images in a predetermined angle range in a plurality of directions.

請求項8、請求項11、請求項13及び請求項14に記載の発明によれば、ある時刻にある方向の所定の角度範囲に対して立体像を表示することができ、別の時刻では異なる方向の所定の角度範囲に対して立体像を表示することができる。そのため、1方向のみに立体像を表示する場合に比べて、広い範囲の被写体の立体像の情報を広い範囲に対して表示することができる。請求項9、請求項10及び請求項12に記載の発明によれば、同時に複数の方向の所定の角度範囲に対して立体像を表示することができる。そのため、1方向のみに立体像を表示する場合に比べて、広い範囲の被写体の立体像の情報を広い範囲に対して表示することができる。   According to the invention of claim 8, claim 11, claim 13 and claim 14, a stereoscopic image can be displayed for a predetermined angle range in a certain direction at a certain time, and is different at another time. A stereoscopic image can be displayed for a predetermined angular range of directions. Therefore, it is possible to display a wide range of information on a stereoscopic image of a subject over a wide range, compared to a case where a stereoscopic image is displayed in only one direction. According to the ninth, tenth, and twelfth aspects of the present invention, a stereoscopic image can be displayed for a predetermined angle range in a plurality of directions at the same time. Therefore, it is possible to display a wide range of information on a stereoscopic image of a subject over a wide range, compared to a case where a stereoscopic image is displayed in only one direction.

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
[撮像装置の構成(第一の実施の形態)]
まず、図1を参照して、本発明の第一の実施の形態である撮像装置1の構成について説明する。図1は、本発明の第一の実施の形態である撮像装置の構成を示した模式図、(a)は、撮像装置の構成を示した模式図、(b)は、他の方向を撮像するときの撮像装置の構成を示した模式図である。なお、ここでは、両端の要素画像光学系111の主点を通る平行光と、中央の要素画像光学系111の主点を通る光の光路を模式的に図示した。また、ここでは、撮像装置1によって撮影する方向D1、D2(光の進行方向とは逆方向)を矢印で図示した。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[Configuration of Imaging Device (First Embodiment)]
First, with reference to FIG. 1, the structure of the imaging device 1 which is 1st Embodiment of this invention is demonstrated. FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a configuration of an imaging apparatus according to a first embodiment of the present invention, (a) is a schematic diagram illustrating a configuration of the imaging apparatus, and (b) is an imaging in another direction. It is the schematic diagram which showed the structure of the imaging device when doing. Here, the optical paths of the parallel light passing through the principal points of the elemental image optical system 111 at both ends and the light passing through the principal point of the central elemental image optical system 111 are schematically illustrated. In addition, here, directions D1 and D2 (directions opposite to the traveling direction of light) in which the imaging device 1 captures images are illustrated by arrows.

撮像装置(要素画像群撮像装置)1は、複数の方向から要素画像群を撮像するものである。撮像装置1は、要素画像光学系アレイ11と、第1方向制御レンズ12と、投影光学系13と、撮像素子14とを備える。   The imaging device (element image group imaging device) 1 captures an element image group from a plurality of directions. The imaging apparatus 1 includes an elemental image optical system array 11, a first direction control lens 12, a projection optical system 13, and an imaging element 14.

要素画像光学系アレイ11は、被写体(図示せず)の要素画像群を生成するものである。この要素画像光学系アレイ11は、光軸に直交する同一平面上にアレイ状に配列された複数の要素画像光学系111、111、…から構成される。   The element image optical system array 11 generates an element image group of a subject (not shown). The element image optical system array 11 is composed of a plurality of element image optical systems 111, 111,... Arranged in an array on the same plane orthogonal to the optical axis.

要素画像光学系111は、被写体からの光が入射して被写体の像を結像し、要素画像を生成するものである。なお、ここでは、要素画像光学系111は、凸レンズから構成されることとした。この要素画像光学系111から出射した光は、第1方向制御レンズ12に入射する。そして、要素画像光学系111は、第1方向制御レンズ12上に要素画像を生成する。   The element image optical system 111 is configured to generate an element image by forming an image of a subject when light from the subject enters. Here, the elemental image optical system 111 is composed of a convex lens. The light emitted from the elemental image optical system 111 enters the first direction control lens 12. Then, the element image optical system 111 generates an element image on the first direction control lens 12.

第1方向制御レンズ(第1の方向制御レンズ系)12は、後記する撮像素子14によって要素画像を撮影する方向を制御するものである。ここでは、第1方向制御レンズ12は凸レンズから構成され、第1方向制御レンズ12から、当該第1方向制御レンズ12の焦点距離だけ離れた位置に後記する投影光学系13を設置することとした。そして、第1方向制御レンズ12は、図示しない第1方向制御レンズ移動手段(方向変更手段)によって、当該第1方向制御レンズ12の光軸に直交する方向に所定の幅だけ移動する。   The first direction control lens (first direction control lens system) 12 controls a direction in which an element image is captured by an image sensor 14 described later. Here, the first direction control lens 12 is composed of a convex lens, and the projection optical system 13 described later is installed at a position away from the first direction control lens 12 by the focal length of the first direction control lens 12. . The first direction control lens 12 is moved by a predetermined width in a direction orthogonal to the optical axis of the first direction control lens 12 by a first direction control lens moving unit (direction changing unit) (not shown).

ここで、図1(a)に示すように、後記する投影光学系13の主点と、第1方向制御レンズ12の主点と、要素画像光学系アレイ11の中央の要素画像光学系111の主点とが一直線上に配置されているとする。この投影光学系13は、第1方向制御レンズ12から、当該第1方向制御レンズ12の焦点距離だけ離れた位置に設置される。そのため、第1方向制御レンズ12の主点と投影光学系13の主点とを通る直線の向き[方向D1の逆方向(光軸方向)]に入射した、各々の要素画像光学系111の主点を通る平行な光が、投影光学系13の主点に収束する。そのため、この方向D1を中心とする要素画像が投影光学系13によって後記する撮像素子14に投影され、要素画像光学系アレイ11の各々の要素画像光学系111によって要素画像を撮影する方向を、光軸方向(方向D1)に設定することができる。   Here, as shown in FIG. 1A, the principal point of the projection optical system 13, the principal point of the first direction control lens 12, and the element image optical system 111 at the center of the element image optical system array 11 to be described later. It is assumed that the principal points are arranged on a straight line. The projection optical system 13 is installed at a position away from the first direction control lens 12 by the focal length of the first direction control lens 12. Therefore, the principal of each elemental image optical system 111 that is incident in the direction of the straight line passing through the principal point of the first direction control lens 12 and the principal point of the projection optical system 13 [opposite direction of the direction D1 (optical axis direction)]. Parallel light passing through the point converges to the principal point of the projection optical system 13. Therefore, an element image centered in the direction D1 is projected onto an image sensor 14 to be described later by the projection optical system 13, and the direction in which the element image optical system 111 of each element image optical system array 11 is photographed is defined as a light beam. It can be set in the axial direction (direction D1).

ここで、図示しない第1方向制御レンズ移動手段によって第1方向制御レンズ12を光軸に直交する方向に移動させ、図1(b)に示すように、投影光学系13の主点と、第1方向制御レンズ12の主点と、要素画像光学系アレイ11の中央の要素画像光学系111の左隣の要素画像光学系111の主点とを一直線上に配置させる。そうすると、第1方向制御レンズ12の主点と投影光学系13の主点とを通る直線の向き(方向D2逆方向)に入射した、各々の要素画像光学系111の主点を通る光が、投影光学系13の主点に収束する。これによって、要素画像光学系アレイ11の各々の要素画像光学系111によって要素画像を撮影する方向を、第1方向制御レンズ12の主点と投影光学系13の主点とを通る直線の方向D2に設定することができる。なお、第1方向制御レンズ移動手段は、例えば、サーボモータや圧電素子のような駆動源に取り付けられた光学ステージから構成され、この光学ステージに第1方向制御レンズ12を固定することで実現することができる。ただし、光学ステージの駆動源はこの限りではない。   Here, the first direction control lens moving means (not shown) moves the first direction control lens 12 in a direction orthogonal to the optical axis, and as shown in FIG. The principal point of the one-direction control lens 12 and the principal point of the element image optical system 111 on the left side of the element image optical system 111 at the center of the element image optical system array 11 are arranged on a straight line. Then, the light passing through the principal point of each element image optical system 111 incident in the direction of the straight line passing through the principal point of the first direction control lens 12 and the principal point of the projection optical system 13 (direction D2 reverse direction) It converges to the principal point of the projection optical system 13. As a result, the direction in which the element image is taken by each element image optical system 111 of the element image optical system array 11 is a direction D2 of a straight line passing through the principal point of the first direction control lens 12 and the principal point of the projection optical system 13. Can be set to The first direction control lens moving means is constituted by an optical stage attached to a drive source such as a servo motor or a piezoelectric element, and is realized by fixing the first direction control lens 12 to the optical stage. be able to. However, the drive source of the optical stage is not limited to this.

このように、撮像装置1が、図示しない第1方向制御レンズ移動手段によって第1方向制御レンズ12を光軸に直交する方向に移動させることで、撮像素子14によって、2つの異なる方向D1、D2の要素画像群を撮像することができる。これによって、従来のIP方式の撮像装置では、1方向のみの所定の角度範囲の要素画像群しか撮像できなかったところ、撮像装置1によれば、ある時刻ではある方向の所定の角度範囲の要素画像群を撮像することができ、別の時刻では異なる方向の所定の角度範囲の要素画像群を撮像することができる。そのため、撮像装置1は、広い範囲の要素画像を撮像することができる。   As described above, the imaging device 1 moves the first direction control lens 12 in a direction orthogonal to the optical axis by a first direction control lens moving unit (not shown), so that the image pickup device 14 uses the two different directions D1 and D2. Can be captured. As a result, the conventional IP imaging device can only capture a group of element images in a predetermined angle range in only one direction. According to the imaging device 1, an element in a predetermined angle range in a certain direction at a certain time. An image group can be captured, and an element image group in a predetermined angle range in a different direction can be captured at another time. Therefore, the imaging device 1 can capture a wide range of element images.

投影光学系13は、要素画像光学系アレイ11によって第1方向制御レンズ12上に結像された要素画像群を、撮像素子14に投影するものである。ここでは、投影光学系13は、凸レンズから構成されることとした。   The projection optical system 13 projects the element image group formed on the first direction control lens 12 by the element image optical system array 11 onto the image sensor 14. Here, the projection optical system 13 is composed of a convex lens.

撮像素子(撮像手段)14は、要素画像光学系アレイ11によって生成され、投影光学系13によって投影された要素画像群を撮像するものである。   The imaging element (imaging means) 14 captures an element image group generated by the element image optical system array 11 and projected by the projection optical system 13.

[撮像装置の動作(第一の実施の形態)]
次に、図1を参照して、本発明における撮像装置1が、要素画像群を撮像する動作について説明する。まず、被写体からの光が要素画像光学系アレイ11の複数の要素画像光学系111、111、…に入射する。続いて、要素画像光学系アレイ11から出射した光は、第1方向制御レンズ12に入射し、当該第1方向制御レンズ12上に要素画像を結像する。ここで、図1(a)に示すように、投影光学系13の主点と、第1方向制御レンズ12の主点と、要素画像光学系アレイ11の中央の要素画像光学系111の主点とが一直線上に配置されていると、要素画像光学系111、111、…に入射した光軸に平行な光は、第1方向制御レンズ12によって投影光学系13の主点に集光される。そして、この光軸方向(方向D1)を中心とする要素画像が投影光学系13によって撮像素子14に投影され、撮像素子14によって、この要素画像からなる要素画像群を撮像する。
[Operation of Imaging Device (First Embodiment)]
Next, with reference to FIG. 1, an operation in which the imaging apparatus 1 according to the present invention captures an element image group will be described. First, light from the subject enters the plurality of element image optical systems 111, 111,... Of the element image optical system array 11. Subsequently, the light emitted from the element image optical system array 11 enters the first direction control lens 12 and forms an element image on the first direction control lens 12. Here, as shown in FIG. 1A, the principal point of the projection optical system 13, the principal point of the first direction control lens 12, and the principal point of the element image optical system 111 in the center of the element image optical system array 11. Are arranged on a straight line, the light parallel to the optical axis incident on the elemental image optical systems 111, 111,... Is condensed by the first direction control lens 12 on the principal point of the projection optical system 13. . Then, the element image centered on the optical axis direction (direction D1) is projected onto the image sensor 14 by the projection optical system 13, and the image element 14 captures an element image group including the element images.

続いて、図示しない第1方向制御レンズ移動手段によって第1方向制御レンズ12を光軸に直交する方向に移動させ、図1(b)に示すように、投影光学系13の主点と、第1方向制御レンズ12の主点と、要素画像光学系アレイ11の中央の要素画像光学系111の左隣の要素画像光学系111の主点とを一直線上に配置させる。そして、被写体からの光が要素画像光学系アレイ11の複数の要素画像光学系111、111、…に入射し、第1方向制御レンズ12に入射して、当該第1方向制御レンズ12上に要素画像を結像する。ここで、第1方向制御レンズ12の主点と投影光学系13の主点とを通る直線の向きに入射した、各々の要素画像光学系111の主点を通る光が、投影光学系13の主点に収束する。そして、第1方向制御レンズ12の主点と投影光学系13の主点とを通る方向D2を中心とする要素画像が投影光学系13によって撮像素子14に投影され、撮像素子14によって、この要素画像からなる要素画像群を撮像する。   Subsequently, the first direction control lens 12 is moved in a direction orthogonal to the optical axis by a first direction control lens moving means (not shown), and as shown in FIG. The principal point of the one-direction control lens 12 and the principal point of the element image optical system 111 on the left side of the element image optical system 111 at the center of the element image optical system array 11 are arranged on a straight line. Then, light from the subject enters the plurality of element image optical systems 111, 111,... Of the element image optical system array 11, enters the first direction control lens 12, and the element is on the first direction control lens 12. Form an image. Here, light passing through the principal point of each elemental image optical system 111 and incident in the direction of a straight line passing through the principal point of the first direction control lens 12 and the principal point of the projection optical system 13 Converge to the principal point. An element image centered in the direction D2 passing through the principal point of the first direction control lens 12 and the principal point of the projection optical system 13 is projected onto the image sensor 14 by the projection optical system 13, and this element is reflected by the image sensor 14. An element image group consisting of images is captured.

更に、再度第1方向制御レンズ移動手段によって第1方向制御レンズ12を光軸に直交する方向に移動させ、撮像素子14によって要素画像を撮像することを繰り返す。これによって、撮像装置1は、撮像素子14によって、2つの異なる方向D1、D2の要素画像群を撮像することができる。なお、この第1方向レンズ移動手段は、例えば、撮像素子によって1フレームの要素画像群を撮像するごとに、第1方向制御レンズを移動させることとしてもよい。   Further, the first direction control lens moving unit again moves the first direction control lens 12 in the direction orthogonal to the optical axis, and the element image is picked up by the image sensor 14 repeatedly. Accordingly, the imaging apparatus 1 can capture the element image groups in two different directions D1 and D2 by the imaging element 14. Note that the first direction lens moving unit may move the first direction control lens, for example, every time an element image group of one frame is imaged by the imaging element.

なお、図1では、撮像装置1が、要素画像光学系111を9つ備える場合について示したが、要素画像光学系アレイ11の有する要素画像光学系111の数はこれに限定されない。また、要素画像光学系111を、例えば、水平方向のみに配列することとしてもよいし、水平方向及び鉛直方向に二次元状に配列することとしてもよい。   Although FIG. 1 shows the case where the imaging apparatus 1 includes nine element image optical systems 111, the number of element image optical systems 111 included in the element image optical system array 11 is not limited to this. The element image optical systems 111 may be arranged only in the horizontal direction, for example, or may be arranged two-dimensionally in the horizontal direction and the vertical direction.

なお、撮像装置1の第1方向制御レンズ12は、3つ以上の異なる位置に、図示しない第1方向制御レンズ移動手段によって移動されることとしてもよい。これによって、3方向以上の所定の角度範囲の要素画像群を撮像することができ、広い範囲の要素画像を撮像することができる。   The first direction control lens 12 of the imaging device 1 may be moved to three or more different positions by a first direction control lens moving unit (not shown). As a result, a group of element images in a predetermined angle range in three or more directions can be captured, and a wide range of element images can be captured.

更に、ここでは、図示しない第1方向制御レンズ移動手段が、第1方向制御レンズ12を、投影光学系13の主点と、第1方向制御レンズ12の主点と、要素画像光学系アレイ11の中央の要素画像光学系111の主点とが一直線上になる位置と、投影光学系13の主点と、第1方向制御レンズ12の主点と、要素画像光学系アレイ11の中央の要素画像光学系111の左隣の要素画像光学系111の主点とが一直線上になる位置との間を移動させることとした。しかし、第1方向制御レンズ12は、第1方向制御レンズ移動手段によって、投影光学系13の主点と、当該第1方向制御レンズ12の主点とを通る直線の向きが一致しない位置に移動されればよい。   Further, here, the first direction control lens moving means (not shown) includes the first direction control lens 12, the principal point of the projection optical system 13, the principal point of the first direction control lens 12, and the element image optical system array 11. , The principal point of the central element image optical system 111, the principal point of the projection optical system 13, the principal point of the first direction control lens 12, and the central element of the element image optical system array 11. It was decided to move between the position where the principal point of the elemental image optical system 111 adjacent to the left of the image optical system 111 is in a straight line. However, the first direction control lens 12 is moved by the first direction control lens moving means to a position where the direction of the straight line passing through the principal point of the projection optical system 13 and the principal point of the first direction control lens 12 does not match. It only has to be done.

また、図2(a)に示すように、撮像装置1’の第1方向制御レンズ(第1の方向制御レンズ系)12’が、投影光学系13から光軸方向に当該第1方向制御レンズ12’の焦点距離より離れた位置に設置されることとしてもよい。図2は、本発明の第一の実施の形態である撮像装置の変形例の構成を示した模式図、(a)は、撮像装置の構成を示した模式図、(b)は、他の点を中心として撮像するときの撮像装置の構成を示した模式図である。   As shown in FIG. 2A, the first direction control lens (first direction control lens system) 12 ′ of the imaging device 1 ′ is moved from the projection optical system 13 to the optical axis direction in the first direction control lens. It is good also as installing in the position away from the focal distance of 12 '. FIG. 2 is a schematic diagram showing a configuration of a modification of the imaging apparatus according to the first embodiment of the present invention, (a) is a schematic diagram showing the configuration of the imaging apparatus, and (b) is another It is the schematic diagram which showed the structure of the imaging device when imaging centering on a point.

このとき、撮像装置1’の第1方向制御レンズ12’上には、各々の要素画像光学系111によって生成された要素画像が結像する。そして、撮像装置1’は、撮像素子14によって、第1方向制御レンズ12’に対して、投影光学系13の主点と共役の位置にある点P1を中心とした所定の幅W1の範囲に対応する要素画像からなる要素画像群を撮像する。また、図2(b)に示すように、撮像装置1’の第1方向制御レンズ12’が、図示しない第1方向制御レンズ移動手段によって光軸に直交する方向に所定の幅だけ移動されたとする。このとき、撮像装置1’は、撮像素子14によって、第1方向制御レンズ12’に対して、投影光学系13の主点と共役の位置にある点P2を中心とした所定の幅W2の範囲に対応する要素画像からなる要素画像群を撮像する。   At this time, the element images generated by the element image optical systems 111 are formed on the first direction control lens 12 ′ of the imaging device 1 ′. Then, the imaging device 1 ′ is within a range of a predetermined width W 1 centered on a point P 1 that is conjugate to the principal point of the projection optical system 13 with respect to the first direction control lens 12 ′ by the imaging device 14. An element image group including corresponding element images is captured. 2B, the first direction control lens 12 ′ of the imaging device 1 ′ is moved by a predetermined width in a direction perpendicular to the optical axis by a first direction control lens moving unit (not shown). To do. At this time, the imaging device 1 ′ has a predetermined width W 2 centered on a point P 2 that is conjugate to the principal point of the projection optical system 13 with respect to the first direction control lens 12 ′ by the imaging device 14. The element image group which consists of the element image corresponding to is imaged.

このように、撮像装置1’は、第1方向制御レンズ12’を光軸に直交する方向に移動させて撮像することによって、実空間上の異なる範囲にある被写体の要素画像群を撮像することができる。   As described above, the imaging device 1 ′ captures the element image groups of the subjects in different ranges in the real space by moving the first direction control lens 12 ′ in the direction orthogonal to the optical axis. Can do.

[撮像装置の構成(第二の実施の形態)]
次に、図3を参照して、本発明の第二の実施の形態である撮像装置1Aの構成について説明する。図3は、本発明の第二の実施の形態である撮像装置の構成を示した模式図、(a)は、撮像装置の構成を示した模式図、(b)は、他の方向を撮像するときの撮像装置の構成を示した模式図である。なお、ここでは、要素画像光学系111の主点を通る平行光の光路を模式的に図示した。図3に示すように、撮像装置1Aは、被写体(図示せず)の要素画像群を撮像するものである。
[Configuration of Imaging Device (Second Embodiment)]
Next, with reference to FIG. 3, the configuration of an imaging apparatus 1A according to the second embodiment of the present invention will be described. FIG. 3 is a schematic diagram illustrating the configuration of the imaging apparatus according to the second embodiment of the present invention, (a) is a schematic diagram illustrating the configuration of the imaging apparatus, and (b) is imaging in another direction. It is the schematic diagram which showed the structure of the imaging device when doing. Here, the optical path of parallel light passing through the principal point of the elemental image optical system 111 is schematically shown. As shown in FIG. 3, the imaging device 1 </ b> A captures an element image group of a subject (not shown).

撮像装置(要素画像群撮像装置)1Aは、撮像装置1(図1参照)の投影光学系13に代えて投影光学系13Aを、撮像素子14に代えて撮像素子14Aを備える。更に、撮像装置1Aは、図示しない投影光学系移動手段及び撮像素子移動手段を備える。撮像装置1A内の投影光学系13A及び撮像素子14A以外の構成は、図1に示したものと同一であるので、同一の符号を付し、説明を省略する。   An imaging apparatus (element image group imaging apparatus) 1A includes a projection optical system 13A instead of the projection optical system 13 of the imaging apparatus 1 (see FIG. 1), and an imaging element 14A instead of the imaging element 14. Furthermore, the imaging apparatus 1A includes a projection optical system moving unit and an imaging element moving unit (not shown). Since the configuration other than the projection optical system 13A and the imaging element 14A in the imaging apparatus 1A is the same as that shown in FIG. 1, the same reference numerals are given and the description thereof is omitted.

投影光学系13Aは、要素画像光学系アレイ11によって結像された要素画像群を、撮像素子14Aに投影するものである。そして、投影光学系13Aは、図示しない投影光学系移動手段(方向変更手段)によって、第1方向制御レンズ12の位置に応じて当該投影光学系13Aの光軸に直交する方向に所定の幅だけ移動する。   The projection optical system 13A projects the element image group formed by the element image optical system array 11 onto the image sensor 14A. The projection optical system 13A is projected by a predetermined width in a direction orthogonal to the optical axis of the projection optical system 13A according to the position of the first direction control lens 12 by a projection optical system moving unit (direction changing unit) (not shown). Moving.

撮像素子14Aは、要素画像光学系アレイ11によって生成され、投影光学系13Aによって投影された要素画像群を撮像するものである。そして、撮像素子14Aは、図示しない撮像素子移動手段によって、第1方向制御レンズ12の位置に応じて当該投影光学系13Aの光軸に直交する方向に所定の幅だけ移動する。   The image sensor 14A captures an element image group generated by the element image optical system array 11 and projected by the projection optical system 13A. Then, the image sensor 14A is moved by a predetermined width in a direction perpendicular to the optical axis of the projection optical system 13A according to the position of the first direction control lens 12 by an image sensor moving means (not shown).

ここで、図3(a)に示すように、撮像素子14Aの受光面(図示せず)の中心と、投影光学系13Aの主点と、第1方向制御レンズ12の主点と、要素画像光学系アレイ11の中央の要素画像光学系111の主点とが一直線上に配置されているとする。この投影光学系13Aは、第1方向制御レンズ12から、当該第1方向制御レンズ12の焦点距離だけ離れた位置に設置される。そのため、第1方向制御レンズ12の主点と投影光学系13Aの主点とを通る直線の向き[方向D1の逆方向(光軸方向)]に入射した、各々の要素画像光学系111の主点を通る平行な光が、投影光学系13Aの主点に収束する。そのため、この方向D1を中心とする要素画像が投影光学系13Aによって撮像素子14Aに投影され、要素画像を撮影する方向を、光軸方向(方向D1)に設定することができる。   Here, as shown in FIG. 3A, the center of the light receiving surface (not shown) of the image sensor 14A, the principal point of the projection optical system 13A, the principal point of the first direction control lens 12, and the element image It is assumed that the principal point of the elemental image optical system 111 at the center of the optical system array 11 is arranged on a straight line. The projection optical system 13A is installed at a position away from the first direction control lens 12 by the focal length of the first direction control lens 12. Therefore, the principal of each element image optical system 111 that is incident in the direction of the straight line passing through the principal point of the first direction control lens 12 and the principal point of the projection optical system 13A [opposite direction of the direction D1 (optical axis direction)]. Parallel light passing through the point converges to the principal point of the projection optical system 13A. Therefore, the element image centered in the direction D1 is projected onto the image sensor 14A by the projection optical system 13A, and the direction in which the element image is captured can be set to the optical axis direction (direction D1).

ここで、図示しない第1方向制御レンズ移動手段によって第1方向制御レンズ12を光軸に直交する方向に移動させるとともに、投影光学系移動手段によって投影光学系13Aを、撮像素子移動手段によって撮像素子14Aを光軸に直交する方向に移動させ、図3(b)に示すように、撮像素子14Aの受光面の中心と、投影光学系13Aの主点と、第1方向制御レンズ12の主点と、要素画像光学系アレイ11の中央の要素画像光学系111の主点とを一直線上に配置させる。そうすると、第1方向制御レンズ12の主点と投影光学系13Aの主点とを通る直線の向き(方向D2逆方向)に入射した、各々の要素画像光学系111の主点を通る光が、投影光学系13Aの主点に収束する。これによって、要素画像光学系アレイ11の各々の要素画像光学系111によって要素画像を撮影する方向を、第1方向制御レンズ12の主点と投影光学系13Aの主点とを通る直線の方向D2に設定することができる。なお、投影光学系移動手段及び撮像素子移動手段は、第1方向制御レンズ移動手段と同様に、例えば、サーボモータや圧電素子のような駆動源に取り付けられた光学ステージから構成され、この光学ステージに投影光学系13Aあるいは撮像素子14Aを固定することで実現することができる。ただし、光学ステージの駆動源はこの限りではない。   Here, the first direction control lens 12 is moved in a direction orthogonal to the optical axis by a first direction control lens moving means (not shown), the projection optical system 13A is moved by the projection optical system moving means, and the imaging element is moved by the image pickup element moving means. 14A is moved in a direction perpendicular to the optical axis, and as shown in FIG. 3B, the center of the light receiving surface of the image sensor 14A, the principal point of the projection optical system 13A, and the principal point of the first direction control lens 12 And the principal point of the elemental image optical system 111 at the center of the elemental image optical system array 11 are arranged on a straight line. Then, the light passing through the principal point of each element image optical system 111 incident in the direction of the straight line passing through the principal point of the first direction control lens 12 and the principal point of the projection optical system 13A (direction D2 reverse direction) It converges to the principal point of the projection optical system 13A. As a result, the direction in which the element image is taken by each element image optical system 111 of the element image optical system array 11 is a direction D2 of a straight line passing through the principal point of the first direction control lens 12 and the principal point of the projection optical system 13A. Can be set to The projection optical system moving means and the image sensor moving means are constituted by an optical stage attached to a driving source such as a servomotor or a piezoelectric element, for example, as in the first direction control lens moving means. This can be realized by fixing the projection optical system 13A or the image sensor 14A. However, the drive source of the optical stage is not limited to this.

このように、撮像装置1Aが、図示しない第1方向制御レンズ移動手段によって第1方向制御レンズ12を、投影光学系移動手段によって投影光学系13Aを光軸に直交する方向に移動させることで、撮像素子14Aによって、2つの異なる方向D1、D2の要素画像群を撮像することができる。これによって、撮像装置1Aは、ある時刻ではある方向の所定の角度範囲の要素画像群を撮像することができ、別の時刻では異なる方向の所定の角度範囲の要素画像群を撮像することができる。そのため、撮像装置1Aは、広い範囲の要素画像を撮像することができる。   As described above, the imaging apparatus 1A moves the first direction control lens 12 by a first direction control lens moving unit (not shown) and the projection optical system 13A by a projection optical system moving unit in a direction orthogonal to the optical axis. The image sensor 14A can capture elemental image groups in two different directions D1 and D2. Accordingly, the imaging apparatus 1A can capture an element image group in a predetermined angle range in a certain direction at a certain time, and can capture an element image group in a predetermined angle range in a different direction at another time. . Therefore, the imaging apparatus 1A can capture a wide range of element images.

更に、図3(a)のように第1方向制御レンズ12の主点が投影光学系13Aの光軸上に配置されている場合に比べて、図3(b)では、投影光学系13Aによって要素画像が、右側にずれた位置に投影される。そして、撮像素子移動手段は、撮像素子14Aを光軸に直交する方向に移動させて、投影光学系13Aによって要素画像が投影される位置に設置することで、より小さい面積の受光部を有する撮像素子14Aによって要素画像群を撮像することが可能になる。なお、ここでは、図示しない第1方向制御レンズ移動手段による第1方向制御レンズ12及び投影光学系移動手段による投影光学系13Aの移動に応じて、当該第1方向制御レンズ12の主点と投影光学系13Aの主点とを結ぶ直線が、撮像素子14Aの受光面の中心にくる位置に、図示しない撮像素子移動手段によって撮像素子を移動させることとした。つまり、ここでは、撮像素子移動手段が、第1方向制御レンズ12及び投影光学系13Aの移動に伴って、当該第1方向制御レンズ12の主点及び投影光学系13Aの主点を結ぶ直線と、撮像素子14Aの受光面との交点が移動する距離だけ、撮像素子を光軸に直交する方向に移動させることとした。   Further, compared to the case where the principal point of the first direction control lens 12 is arranged on the optical axis of the projection optical system 13A as shown in FIG. 3A, in FIG. The element image is projected at a position shifted to the right side. Then, the image sensor moving means moves the image sensor 14A in a direction orthogonal to the optical axis and installs it at a position where the element image is projected by the projection optical system 13A. The element image group can be captured by the element 14A. Here, the principal point and projection of the first direction control lens 12 according to the movement of the first direction control lens 12 by the first direction control lens moving means (not shown) and the projection optical system 13A by the projection optical system moving means. The image sensor is moved by an image sensor moving means (not shown) to a position where a straight line connecting the principal point of the optical system 13A is at the center of the light receiving surface of the image sensor 14A. That is, here, the image sensor moving means is a straight line connecting the principal point of the first direction control lens 12 and the principal point of the projection optical system 13A as the first direction control lens 12 and the projection optical system 13A move. The image sensor is moved in the direction orthogonal to the optical axis by the distance that the intersection with the light receiving surface of the image sensor 14A moves.

[撮像装置の構成(第三の実施の形態)]
次に、図4を参照して、本発明の第三の実施の形態である撮像装置1Bの構成について説明する。図4は、本発明の第三の実施の形態である撮像装置の構成を示した模式図、(a)は、撮像装置の構成を示した模式図、(b)は、他の方向を撮像するときの撮像装置の構成を示した模式図である。なお、ここでは、要素画像光学系111の主点を通る平行光の光路を模式的に図示した。図4に示すように、撮像装置1Bは、被写体(図示せず)の要素画像群を撮像するものである。
[Configuration of Imaging Device (Third Embodiment)]
Next, with reference to FIG. 4, the structure of the imaging device 1B which is 3rd embodiment of this invention is demonstrated. FIG. 4 is a schematic diagram illustrating the configuration of the imaging apparatus according to the third embodiment of the present invention, (a) is a schematic diagram illustrating the configuration of the imaging apparatus, and (b) is imaging in the other direction. It is the schematic diagram which showed the structure of the imaging device when doing. Here, the optical path of parallel light passing through the principal point of the elemental image optical system 111 is schematically shown. As shown in FIG. 4, the imaging device 1B captures an elemental image group of a subject (not shown).

撮像装置(要素画像群撮像装置)1Bは、撮像装置1(図1参照)の第1方向制御レンズ12に代えて第1方向制御レンズ12Bを、投影光学系13に代えて投影光学系13Bを備える。更に、撮像装置1Bは、図示しない第1方向制御レンズ移動手段に代えて図示しない投影光学系移動手段を備える。撮像装置1B内の第1方向制御レンズ12B及び投影光学系13B以外の構成は、図1に示したものと同一であるので、同一の符号を付し、説明を省略する。   The imaging device (element image group imaging device) 1B includes a first direction control lens 12B instead of the first direction control lens 12 of the imaging device 1 (see FIG. 1), and a projection optical system 13B instead of the projection optical system 13. Prepare. Furthermore, the imaging apparatus 1B includes a projection optical system moving unit (not shown) instead of a first direction control lens moving unit (not shown). Since the configuration other than the first direction control lens 12B and the projection optical system 13B in the imaging apparatus 1B is the same as that shown in FIG. 1, the same reference numerals are given and the description thereof is omitted.

第1方向制御レンズ(第1の方向制御レンズ系)12Bは、後記する撮像素子14によって要素画像を撮影する方向を制御するものである。ここでは、第1方向制御レンズ12Bから、当該第1方向制御レンズ12Bの焦点距離だけ光軸方向に離れた位置に後記する投影光学系13Bを設置することとした。そして、この第1方向制御レンズ12Bは、光軸に直交する方向に移動せず、要素画像光学系アレイ11及び撮像素子14に対して配置が固定されている。   The first direction control lens (first direction control lens system) 12B controls the direction in which the element image is captured by the image sensor 14 described later. Here, a projection optical system 13B, which will be described later, is installed at a position away from the first direction control lens 12B by the focal length of the first direction control lens 12B in the optical axis direction. The first direction control lens 12 </ b> B does not move in a direction orthogonal to the optical axis, and the arrangement is fixed with respect to the element image optical system array 11 and the image sensor 14.

投影光学系13Bは、要素画像光学系アレイ11によって結像された要素画像群を、撮像素子14に投影するものである。そして、投影光学系13Bは、図示しない投影光学系移動手段(方向変更手段)によって、当該投影光学系13Bの光軸に直交する方向に所定の幅だけ移動する。   The projection optical system 13B projects the element image group formed by the element image optical system array 11 onto the image sensor 14. Then, the projection optical system 13B is moved by a predetermined width in a direction orthogonal to the optical axis of the projection optical system 13B by a projection optical system moving unit (direction changing unit) (not shown).

ここで、図4(a)に示すように、投影光学系13Bの主点と、第1方向制御レンズ12Bの主点と、要素画像光学系アレイ11の中央の要素画像光学系111の主点とが一直線上に配置されているとする。この投影光学系13Bは、第1方向制御レンズ12Bから、当該第1方向制御レンズ12Bの焦点距離だけ離れた位置に設置される。そのため、第1方向制御レンズ12Bの主点と投影光学系13Bの主点とを通る直線の向き(光軸方向)に入射した、各々の要素画像光学系111の主点を通る光が、投影光学系13Bの主点に収束する。そして、この方向D1を中心とする要素画像が投影光学系13Bによって後記する撮像素子14に投影され、要素画像光学系アレイ11の各々の要素画像光学系111によって要素画像を撮影する方向を、光軸方向(方向D1)に設定することができる。   Here, as shown in FIG. 4A, the principal point of the projection optical system 13B, the principal point of the first direction control lens 12B, and the principal point of the element image optical system 111 in the center of the element image optical system array 11 Are arranged on a straight line. The projection optical system 13B is installed at a position away from the first direction control lens 12B by the focal length of the first direction control lens 12B. Therefore, light passing through the principal point of each elemental image optical system 111 incident in the direction of the straight line (optical axis direction) passing through the principal point of the first direction control lens 12B and the principal point of the projection optical system 13B is projected. It converges to the principal point of the optical system 13B. Then, the element image centered in the direction D1 is projected onto the image sensor 14 to be described later by the projection optical system 13B, and the direction in which the element image optical system 111 of each element image optical system array 11 is imaged It can be set in the axial direction (direction D1).

ここで、図示しない投影光学系移動手段によって投影光学系13Bを光軸に直交する方向に移動させ、図4(b)に示すように、投影光学系13Bの主点と、第1方向制御レンズ12Bの主点と、要素画像光学系アレイ11の中央の要素画像光学系111の右隣の要素画像光学系111の主点とを一直線上に配置させる。そうすると、第1方向制御レンズ12Bの主点と投影光学系13Bの主点とを通る直線の向き(方向D2の逆方向)に入射した、各々の要素画像光学系111の主点を通る光が、投影光学系13Bの主点に収束する。これによって、要素画像光学系アレイ11の各々の要素画像光学系111によって要素画像を撮影する方向を、第1方向制御レンズ12Bの主点と投影光学系13Bの主点とを通る直線の方向D2に設定することができる。   Here, the projection optical system 13B is moved in a direction orthogonal to the optical axis by a projection optical system moving means (not shown), and as shown in FIG. 4B, the principal point of the projection optical system 13B and the first direction control lens The principal point of 12B and the principal point of the element image optical system 111 on the right side of the element image optical system 111 at the center of the element image optical system array 11 are arranged on a straight line. Then, light passing through the principal point of each elemental image optical system 111 incident in the direction of a straight line passing through the principal point of the first direction control lens 12B and the principal point of the projection optical system 13B (the direction opposite to the direction D2). , It converges to the principal point of the projection optical system 13B. As a result, the direction in which the element image is taken by each element image optical system 111 of the element image optical system array 11 is the direction D2 of a straight line passing through the principal point of the first direction control lens 12B and the principal point of the projection optical system 13B. Can be set to

このように、撮像装置1Bが、図示しない投影光学系移動手段によって投影光学系13Bを光軸に直交する方向に移動させることで、撮像素子14によって、2つの異なる方向D1、D2の要素画像群を撮像することができる。これによって、撮像装置1Bは、ある時刻ではある方向の所定の角度範囲の要素画像群を撮像することができ、別の時刻では異なる方向の所定の角度範囲の要素画像群を撮像することができるため、広い範囲の要素画像を撮像することができる。なお、撮像装置1Bの投影光学系13Bは、3つ以上の異なる位置に、図示しない投影光学系移動手段によって移動されることとしてもよい。これによって、3方向以上の所定の角度範囲の要素画像群を撮像することができ、広い範囲の要素画像を撮像することができる。更に、投影光学系13Bは、投影光学系移動手段によって、当該投影光学系13Bの主点と、第1方向制御レンズ12Bの主点とを通る直線の向きが一致しない位置に移動されればよい。   As described above, the image pickup apparatus 1B moves the projection optical system 13B in a direction orthogonal to the optical axis by a projection optical system moving unit (not shown), whereby the image pickup device 14 causes element image groups in two different directions D1 and D2. Can be imaged. Thereby, the imaging apparatus 1B can capture an element image group in a predetermined angle range in a certain direction at a certain time, and can capture an element image group in a predetermined angle range in a different direction at another time. Therefore, a wide range of element images can be taken. Note that the projection optical system 13B of the imaging apparatus 1B may be moved to three or more different positions by a projection optical system moving unit (not shown). As a result, a group of element images in a predetermined angle range in three or more directions can be captured, and a wide range of element images can be captured. Furthermore, the projection optical system 13B may be moved by the projection optical system moving means to a position where the direction of the straight line passing through the principal point of the projection optical system 13B and the principal point of the first direction control lens 12B does not match. .

[撮像装置の構成(第四の実施の形態)]
次に、図5を参照して、本発明の第四の実施の形態である撮像装置1Cの構成について説明する。図5は、本発明の第四の実施の形態である撮像装置の構成を示した模式図である。なお、ここでは、要素画像光学系111の主点を通る平行光の光路を模式的に図示した。図5に示すように、撮像装置1Cは、被写体(図示せず)の要素画像群を撮像するものである。
[Configuration of Imaging Device (Fourth Embodiment)]
Next, with reference to FIG. 5, the configuration of an imaging apparatus 1C according to the fourth embodiment of the present invention will be described. FIG. 5 is a schematic diagram showing a configuration of an imaging apparatus according to the fourth embodiment of the present invention. Here, the optical path of parallel light passing through the principal point of the elemental image optical system 111 is schematically shown. As shown in FIG. 5, the imaging device 1C captures an elemental image group of a subject (not shown).

撮像装置(要素画像群撮像装置)1Cは、撮像装置1B(図4参照)の投影光学系13に代えて投影光学系13Ca及び投影光学系13Cbを、撮像素子14に代えて撮像素子14Ca及び撮像素子14Cbを備える。撮像装置1C内の投影光学系13Ca、投影光学系13Cb、撮像素子14Ca及び撮像素子14Cb以外の構成は、図1に示したものと同一であるので、同一の符号を付し、説明を省略する。   An image pickup apparatus (element image group image pickup apparatus) 1C includes a projection optical system 13Ca and a projection optical system 13Cb instead of the projection optical system 13 of the image pickup apparatus 1B (see FIG. 4), an image pickup element 14Ca and an image pickup instead of the image pickup element 14. An element 14Cb is provided. Since the configuration other than the projection optical system 13Ca, the projection optical system 13Cb, the image sensor 14Ca, and the image sensor 14Cb in the image pickup apparatus 1C is the same as that shown in FIG. 1, the same reference numerals are given and the description is omitted. .

投影光学系13Caは、要素画像光学系アレイ11によって結像された要素画像群を、撮像素子14Caに投影するものである。ここでは、投影光学系13Caの主点と、第1方向制御レンズ12Bの主点と、要素画像光学系アレイ11の中央の要素画像光学系111の主点とが一直線上に配置されることとした。そして、この投影光学系13Caは、第1方向制御レンズ12Bから、当該第1方向制御レンズ12Bの焦点距離だけ離れた位置に設置されるため、第1方向制御レンズ12Bの主点と投影光学系13Caの主点とを通る直線の向き(光軸方向)に入射した、各々の要素画像光学系111の主点を通る光が、投影光学系13Caの主点に収束する。そのため、要素画像光学系アレイ11の各々の要素画像光学系111によって要素画像を撮影する方向が、光軸方向(方向D1)に設定される。   The projection optical system 13Ca projects the element image group formed by the element image optical system array 11 onto the image sensor 14Ca. Here, the principal point of the projection optical system 13Ca, the principal point of the first direction control lens 12B, and the principal point of the elemental image optical system 111 in the center of the elemental image optical system array 11 are arranged on a straight line. did. Since the projection optical system 13Ca is installed at a position away from the first direction control lens 12B by the focal length of the first direction control lens 12B, the principal point of the first direction control lens 12B and the projection optical system. Light passing through the principal point of each elemental image optical system 111 and incident in the direction of the straight line (optical axis direction) passing through the principal point of 13Ca converges to the principal point of the projection optical system 13Ca. Therefore, the direction in which an element image is captured by each element image optical system 111 of the element image optical system array 11 is set to the optical axis direction (direction D1).

投影光学系13Cbは、要素画像光学系アレイ11によって結像された要素画像群を、撮像素子14Cbに投影するものである。ここでは、投影光学系13Cbの主点と、第1方向制御レンズ12Bの主点と、要素画像光学系アレイ11の中央の要素画像光学系111の右隣の要素画像光学系111の主点とが一直線上に配置されることとした。そして、この投影光学系13Cbは、第1方向制御レンズ12Bから、当該第1方向制御レンズ12Bの焦点距離だけ離れた位置に設置されるため、第1方向制御レンズ12Bの主点と要素画像光学系アレイ11の中央の要素画像光学系111の右隣の要素画像光学系111の主点とを通る直線の向き(方向D2の逆方向)に入射した、各々の要素画像光学系111の主点を通る光が、投影光学系13Cbの主点に収束する。そのため、要素画像光学系アレイ11の各々の要素画像光学系111によって要素画像を撮影する方向が、この直線の方向D2に設定される。   The projection optical system 13Cb projects the element image group formed by the element image optical system array 11 onto the image sensor 14Cb. Here, the principal point of the projection optical system 13Cb, the principal point of the first direction control lens 12B, and the principal point of the element image optical system 111 adjacent to the right of the element image optical system 111 in the center of the element image optical system array 11 Are arranged on a straight line. Since the projection optical system 13Cb is installed at a position away from the first direction control lens 12B by the focal length of the first direction control lens 12B, the principal point of the first direction control lens 12B and the element image optics The principal point of each element image optical system 111 incident in the direction of a straight line passing through the principal point of the element image optical system 111 adjacent to the right of the element image optical system 111 in the center of the system array 11 (the direction opposite to the direction D2) The light passing through converges on the principal point of the projection optical system 13Cb. Therefore, the direction in which an element image is captured by each element image optical system 111 of the element image optical system array 11 is set to the straight line direction D2.

撮像素子14Caは、要素画像光学系アレイ11によって生成され、投影光学系13Caによって投影された要素画像群を撮像するものである。ここで、投影光学系13Caには、各々の要素画像光学系アレイ11によって光軸方向を中心に撮影された要素画像群の光が入射し、撮像素子14Caはこの要素画像群を撮像する。   The imaging element 14Ca captures an element image group generated by the element image optical system array 11 and projected by the projection optical system 13Ca. Here, light of an element image group photographed around the optical axis direction by each element image optical system array 11 is incident on the projection optical system 13Ca, and the image sensor 14Ca images the element image group.

撮像素子14Cbは、要素画像光学系アレイ11によって生成され、投影光学系13Cbによって投影された要素画像群を撮像するものである。ここで、各々の要素画像光学系アレイ11によって、第1方向制御レンズ12Bの主点と要素画像光学系アレイ11の中央の要素画像光学系111の右隣の要素画像光学系111の主点とを通る直線の方向D2に撮影された要素画像群の光が、投影光学系13Cbに入射し、撮像素子14Cbはこの要素画像群を撮像する。   The image sensor 14Cb captures an element image group generated by the element image optical system array 11 and projected by the projection optical system 13Cb. Here, by each element image optical system array 11, the principal point of the first direction control lens 12 </ b> B and the principal point of the element image optical system 111 right next to the central element image optical system 111 of the element image optical system array 11 are The light of the element image group photographed in the direction D2 of the straight line passing through the lens enters the projection optical system 13Cb, and the image sensor 14Cb images the element image group.

このように、撮像装置1Cが、2つの投影光学系13Ca、13Cbと、2つの撮像素子14Ca、14Cbとを備えることで、2つの異なる方向D1、D2の要素画像群を撮像することができる。これによって、撮像装置1Cは、2方向の所定の角度範囲の要素画像群を撮像することができ、広い範囲の要素画像を撮像することができる。なお、撮像装置1Cは、3つ以上の投影光学系と撮像素子(図示せず)とを備えることとしてもよい。これによって、3方向以上の所定の角度範囲の要素画像群を撮像することができ、広い範囲の要素画像を撮像することができる。更に、投影光学系(図示せず)は、各々の投影光学系と、第1方向制御レンズ12Bの主点とを通る直線の向きが一致しないように配置されていればよい。   As described above, the imaging apparatus 1C includes the two projection optical systems 13Ca and 13Cb and the two imaging elements 14Ca and 14Cb, so that it is possible to capture the element image groups in the two different directions D1 and D2. Accordingly, the imaging apparatus 1C can capture an element image group in a predetermined angle range in two directions, and can capture a wide range of element images. Note that the imaging apparatus 1C may include three or more projection optical systems and an imaging element (not shown). As a result, a group of element images in a predetermined angle range in three or more directions can be captured, and a wide range of element images can be captured. Further, the projection optical system (not shown) may be arranged so that the directions of the straight lines passing through the respective projection optical systems and the principal point of the first direction control lens 12B do not coincide with each other.

[撮像装置の構成(第五の実施の形態)]
次に、図6を参照して、本発明の第五の実施の形態である撮像装置1Dの構成について説明する。図6は、本発明の第五の実施の形態である撮像装置の構成を示した模式図である。なお、ここでは、要素画像光学系111の主点を通る平行光の光路を模式的に図示した。図6に示すように、撮像装置1Dは、被写体(図示せず)の要素画像群を撮像するものである。
[Configuration of Imaging Apparatus (Fifth Embodiment)]
Next, with reference to FIG. 6, the configuration of an imaging apparatus 1D according to the fifth embodiment of the present invention will be described. FIG. 6 is a schematic diagram showing a configuration of an imaging apparatus according to the fifth embodiment of the present invention. Here, the optical path of parallel light passing through the principal point of the elemental image optical system 111 is schematically shown. As shown in FIG. 6, the imaging device 1D captures an elemental image group of a subject (not shown).

撮像装置(要素画像群撮像装置)1Dは、撮像装置1C(図5参照)の第1方向制御レンズ12Bに代えて第1方向制御レンズ12Dを、投影光学系13Caに代えて投影光学系13Daを、投影光学系13Cbに代えて投影光学系13Dbを備え、更に、第2方向制御レンズ15Dと、遮光手段16Dと、フィールドレンズ17Da、17Dbとを付加して構成した。撮像装置1D内の要素画像光学系アレイ11及び撮像素子14Ca、14Cbは、図5に示したものと同一であるので、同一の符号を付し、説明を省略する。   An imaging device (element image group imaging device) 1D includes a first direction control lens 12D instead of the first direction control lens 12B of the imaging device 1C (see FIG. 5), and a projection optical system 13Da instead of the projection optical system 13Ca. A projection optical system 13Db is provided instead of the projection optical system 13Cb, and a second direction control lens 15D, a light shielding means 16D, and field lenses 17Da and 17Db are added. The elemental image optical system array 11 and the imaging elements 14Ca and 14Cb in the imaging apparatus 1D are the same as those shown in FIG.

第1方向制御レンズ(第1の方向制御レンズ系)12Dは、後記する撮像素子14Ca、14Cbによって要素画像光学系アレイ11の要素画像を撮影する方向を制御するものである。ここでは、第1方向制御レンズ12Dから、当該第1方向制御レンズ12Dの焦点距離だけ離れた位置に後記する第2方向制御レンズ15Dを設置することとした。そのため、第1方向制御レンズ12Dは、第1方向制御レンズ12Dに入射する平行光を第2方向制御レンズ15D上の1点に収束させる。また、要素画像光学系アレイ11によって、当該第1方向制御レンズ12D上に要素画像群が結像する。   The first direction control lens (first direction control lens system) 12D controls the direction in which the element image of the element image optical system array 11 is photographed by image sensors 14Ca and 14Cb described later. Here, the second direction control lens 15D, which will be described later, is installed at a position away from the first direction control lens 12D by the focal length of the first direction control lens 12D. Therefore, the first direction control lens 12D converges the parallel light incident on the first direction control lens 12D to one point on the second direction control lens 15D. In addition, the element image optical system array 11 forms an element image group on the first direction control lens 12D.

第2方向制御レンズ(第2の方向制御レンズ系)15Dは、第1方向制御レンズ12Dの主点を通過した光を、当該第2方向制御レンズ15Dの光軸に平行な光にするものである。ここでは、第2方向制御レンズ15Dは、凸レンズから構成されることとした。更に、第2方向制御レンズ15Dの物側焦点と、当該第1方向制御レンズ12Dの主点とが一致することとした。これによって、第1方向制御レンズ12Dの主点を通過した光は、当該第2方向制御レンズ15Dの光軸に平行な光となって出射する。第2方向制御レンズ15Dの内部には、2つの開口16Da、16Dbを有する遮光手段16Dが設けられている。   The second direction control lens (second direction control lens system) 15D converts light that has passed through the principal point of the first direction control lens 12D into light that is parallel to the optical axis of the second direction control lens 15D. is there. Here, the second direction control lens 15D is configured by a convex lens. Furthermore, the object-side focal point of the second direction control lens 15D and the principal point of the first direction control lens 12D coincide with each other. As a result, the light passing through the principal point of the first direction control lens 12D is emitted as light parallel to the optical axis of the second direction control lens 15D. A light shielding unit 16D having two openings 16Da and 16Db is provided inside the second direction control lens 15D.

遮光手段16Dは、開口16Da、16Dbを有し、第2方向制御レンズ15Dに入射した光のうち、当該開口16Da、16Dbを通る光以外を遮光するものである。ここでは、遮光手段16Dは第2方向制御レンズ15Dの内部に設けられ、当該第2方向制御レンズ15Dの光軸上に開口16Daを、その左に所定間隔だけ離隔した位置に開口16Dbを有する。   The light shielding unit 16D has openings 16Da and 16Db, and shields light other than light passing through the openings 16Da and 16Db from light incident on the second direction control lens 15D. Here, the light shielding means 16D is provided inside the second direction control lens 15D, and has an opening 16Da on the optical axis of the second direction control lens 15D, and an opening 16Db at a position spaced by a predetermined distance to the left thereof.

ここで、要素画像光学系アレイ11の中央の要素画像光学系111の主点と、第1方向制御レンズ12Dの主点と、開口16Daの中心は一直線上に配置されている。そして、要素画像光学系111、111、…の主点を通過した光軸に平行な光は、第1方向制御レンズ12Dによって集光されて開口16Daに収束する。また、要素画像光学系アレイ11の中央の要素画像光学系111の右隣の要素画像光学系111の主点と、第1方向制御レンズ12Dの主点と、開口16Dbの中心は一直線上に配置されている。そして、この直線に平行で、要素画像光学系111、111、…の主点を通過した光は、第1方向制御レンズ12Dによって集光されて開口16Dbに収束する。このように、開口16Da、16Dbを有する遮光手段16Dを設置することで、遮光手段16Dは、第1方向制御レンズ12Dの主点と、各々の開口16Da、16Dbとを結ぶ方向D1、D2を中心とする所定の角度範囲の要素画像からの光のみを、各々の開口16Da、16Dbから通過させ、それ以外の光を遮光する。   Here, the principal point of the elemental image optical system 111 at the center of the elemental image optical system array 11, the principal point of the first direction control lens 12D, and the center of the opening 16Da are arranged on a straight line. Then, the light parallel to the optical axis that has passed through the principal points of the elemental image optical systems 111, 111,... Is collected by the first direction control lens 12D and converges on the opening 16Da. The principal point of the element image optical system 111 adjacent to the right of the element image optical system 111 at the center of the element image optical system array 11, the principal point of the first direction control lens 12D, and the center of the opening 16Db are arranged on a straight line. Has been. ... The light that passes through the principal points of the elemental image optical systems 111, 111,... Parallel to the straight line is condensed by the first direction control lens 12D and converges to the opening 16Db. Thus, by installing the light shielding means 16D having the openings 16Da and 16Db, the light shielding means 16D is centered on the directions D1 and D2 connecting the principal point of the first direction control lens 12D and the openings 16Da and 16Db. Only the light from the element image in the predetermined angle range is passed through the openings 16Da and 16Db, and the other light is blocked.

フィールドレンズ(フィールドレンズ系)17Daは、開口16Daに対応し、その対応する開口16Daからの光を投影光学系13Daに伝送するものである。このフィールドレンズ17Daは、第1方向制御レンズ12Dに平行光として入射し、第2方向制御レンズ15D上の1点に収束した光を、投影光学系13Daの主点に再度収束させる。   The field lens (field lens system) 17Da corresponds to the opening 16Da, and transmits light from the corresponding opening 16Da to the projection optical system 13Da. This field lens 17Da enters the first direction control lens 12D as parallel light and converges the light converged on one point on the second direction control lens 15D again to the principal point of the projection optical system 13Da.

フィールドレンズ17Dbは、開口16Dbに対応し、その対応する開口16Dbからの光を投影光学系13Dbに伝送するものである。このフィールドレンズ17Dbは、第1方向制御レンズ12Dに平行光として入射し、第2方向制御レンズ15D上の1点に収束した光を、投影光学系13Dbの主点に再度収束させる。   The field lens 17Db corresponds to the opening 16Db, and transmits light from the corresponding opening 16Db to the projection optical system 13Db. The field lens 17Db enters the first direction control lens 12D as parallel light and converges the light converged on one point on the second direction control lens 15D again to the main point of the projection optical system 13Db.

投影光学系13Daは、フィールドレンズ17Daに対応し、その対応するフィールドレンズ17Daと投影光学系13Daとの間に結像された要素画像群を、撮像素子14Caに投影するものである。なお、ここでは、フィールドレンズ17Daと、投影光学系13Daと、第2方向制御レンズ15Dとの光軸が一致することとした。   The projection optical system 13Da corresponds to the field lens 17Da, and projects an element image group formed between the corresponding field lens 17Da and the projection optical system 13Da onto the image sensor 14Ca. Here, it is assumed that the optical axes of the field lens 17Da, the projection optical system 13Da, and the second direction control lens 15D coincide.

投影光学系13Dbは、フィールドレンズ17Dbに対応し、その対応するフィールドレンズ17Dbと投影光学系13Dbとの間に結像された要素画像群を、撮像素子14Cbに投影するものである。なお、ここでは、フィールドレンズ17Dbと、対応する投影光学系13Dbとの光軸が一致し、かつ、第2方向制御レンズ15Dの光軸に平行になるように、投影光学系13Dbが配置されることとした。   The projection optical system 13Db corresponds to the field lens 17Db, and projects an element image group formed between the corresponding field lens 17Db and the projection optical system 13Db onto the image sensor 14Cb. Here, the projection optical system 13Db is arranged so that the optical axes of the field lens 17Db and the corresponding projection optical system 13Db coincide and are parallel to the optical axis of the second direction control lens 15D. It was decided.

このように構成することで、撮像装置1Dは、撮像素子14Ca、14Cbによって、各々異なる方向D1、D2の要素画像群を撮像することができ、広い範囲の要素画像を撮像することができる。また、第2方向制御レンズ15Dによって、第1方向制御レンズ12Dを通過した光の主光線の向きを光軸方向に変えることで、撮像素子14Ca、14Cbによって正対して要素画像を撮像することができる。なお、撮像装置1Dは、3つ以上の開口とフィールドレンズと投影光学系と撮像素子(図示せず)とを備えることとしてもよい。これによって、3方向以上の所定の角度範囲の要素画像群を撮像することができ、広い範囲の要素画像を撮像することができる。更に、各々の開口16Da、16Dbの中心と、第1方向制御レンズ12Dの主点とを通る直線の向きが一致しないように開口16Da、16Dbが配置されていればよく、開口16Da、16Dbの大きさは、異なる方向D1、D2からの光がお互いに漏れこまない程度に設定されていればよい。   With this configuration, the imaging device 1D can capture element images in different directions D1 and D2 by the imaging elements 14Ca and 14Cb, and can capture a wide range of element images. Also, by changing the direction of the principal ray of the light that has passed through the first direction control lens 12D to the optical axis direction by the second direction control lens 15D, it is possible to pick up the element image by facing the imaging elements 14Ca and 14Cb. it can. The imaging device 1D may include three or more apertures, a field lens, a projection optical system, and an imaging device (not shown). As a result, a group of element images in a predetermined angle range in three or more directions can be captured, and a wide range of element images can be captured. Furthermore, the openings 16Da and 16Db need only be arranged so that the directions of the straight lines passing through the centers of the openings 16Da and 16Db and the principal point of the first direction control lens 12D do not coincide with each other. It is only necessary that the light from different directions D1 and D2 is set so as not to leak into each other.

[撮像装置の構成(第六の実施の形態)]
次に、図7を参照して、本発明の第六の実施の形態である撮像装置1Eの構成について説明する。図7は、本発明の第六の実施の形態である撮像装置の構成を示した模式図、(a)は、撮像装置の構成を示した模式図、(b)は、他の方向を撮像するときの撮像装置の構成を示した模式図である。なお、ここでは、要素画像光学系111の主点を通る平行光の光路を模式的に図示した。図7に示すように、撮像装置1Eは、被写体(図示せず)の要素画像群を撮像するものである。
[Configuration of Imaging Device (Sixth Embodiment)]
Next, with reference to FIG. 7, the structure of the imaging device 1E which is the 6th embodiment of this invention is demonstrated. FIG. 7 is a schematic diagram illustrating a configuration of an imaging apparatus according to a sixth embodiment of the present invention, (a) is a schematic diagram illustrating the configuration of the imaging apparatus, and (b) is an imaging in another direction. It is the schematic diagram which showed the structure of the imaging device when doing. Here, the optical path of parallel light passing through the principal point of the elemental image optical system 111 is schematically shown. As shown in FIG. 7, the imaging device 1E captures an element image group of a subject (not shown).

撮像装置(要素画像群撮像装置)1Eは、撮像装置1D(図6参照)の第2方向制御レンズ15Dと、フィールドレンズ17Da、17Dbを備えず、投影光学系13Da、13Dbに代えて投影光学系13Eを、遮光手段16Dに代えて遮光手段16Eを、撮像素子14Ca、14Cbに代えて撮像素子14Eを備える。撮像装置1E内の要素画像光学系アレイ11及び第1方向制御レンズ12Dは、図6に示したものと同一であるので、同一の符号を付し、説明を省略する。   The imaging device (element image group imaging device) 1E does not include the second direction control lens 15D and the field lenses 17Da and 17Db of the imaging device 1D (see FIG. 6), and instead of the projection optical systems 13Da and 13Db, the projection optical system 13E is provided with a light shielding means 16E instead of the light shielding means 16D, and an imaging element 14E instead of the imaging elements 14Ca and 14Cb. The elemental image optical system array 11 and the first direction control lens 12D in the imaging apparatus 1E are the same as those shown in FIG.

投影光学系13Eは、要素画像光学系アレイ11と第1方向制御レンズ12Dとの間に結像される要素画像群を撮像素子14Eに投影するものである。ここでは、第1方向制御レンズ12Dの像側焦点と、投影光学系13Eの主点とが一致することとした。投影光学系13Eの内部には、2つの開口16Ea、16Ebを有する遮光手段16Eが設けられている。   The projection optical system 13E projects an element image group formed between the element image optical system array 11 and the first direction control lens 12D onto the image sensor 14E. Here, it is assumed that the image-side focal point of the first direction control lens 12D coincides with the principal point of the projection optical system 13E. Inside the projection optical system 13E, a light shielding means 16E having two openings 16Ea and 16Eb is provided.

遮光手段16Eは、開口16Ea、16Ebを有し、投影光学系13Eに入射した光のうち、当該開口16Ea又は開口16Ebを通る光以外を遮光するものである。ここでは、遮光手段16Eは投影光学系13Eの内部に設けられ、当該投影光学系13Eの光軸上に開口16Eaを、その左に所定間隔だけ離隔した位置に開口16Ebを有する。この開口16Ea、16Ebは、開閉可能である。この遮光手段16Eは、例えば、液晶素子によって構成することができる。ここで、この遮光手段16Eでは、ある時刻において開口16Eaのみが開口し、また別の時刻において開口16Ebのみが開口する。これによって、遮光手段16Eは、ある時刻において、図7(a)に示すように、第1方向制御レンズ12Dと要素光学系アレイ11との間に結像された光軸方向(方向D1)を中心とした要素画像からの光を通過させ、別の時刻において、図7(b)に示すように、第1方向制御レンズ12Dと要素光学系アレイ11との間に結像された、開口16Ebと第1方向制御レンズ12Dの主点とを結ぶ方向D2を中心とした要素画像からの光を通過させることができる。   The light shielding unit 16E has openings 16Ea and 16Eb, and shields light other than light passing through the opening 16Ea or the opening 16Eb from light incident on the projection optical system 13E. Here, the light shielding means 16E is provided inside the projection optical system 13E, and has an opening 16Ea on the optical axis of the projection optical system 13E, and an opening 16Eb at a position spaced to the left by a predetermined interval. The openings 16Ea and 16Eb can be opened and closed. This light shielding means 16E can be constituted by a liquid crystal element, for example. Here, in the light shielding means 16E, only the opening 16Ea opens at a certain time, and only the opening 16Eb opens at another time. As a result, the light shielding unit 16E changes the optical axis direction (direction D1) formed between the first direction control lens 12D and the element optical system array 11 at a certain time as shown in FIG. The light from the central element image is allowed to pass, and at another time, as shown in FIG. 7B, the aperture 16Eb imaged between the first direction control lens 12D and the element optical system array 11 is formed. It is possible to pass light from an element image centered on a direction D2 connecting the main point of the first direction control lens 12D.

このように、撮像装置1Eが、遮光手段16Eの開口16Ea、16Ebを切り替えて開口することで、撮像素子14Eによって、2つの異なる方向D1、D2の要素画像群を撮像することができる。これによって、ある時刻ではある方向の所定の角度範囲の要素画像群を撮像することができ、別の時刻では異なる方向の所定の角度範囲の要素画像群を撮像することができる。そのため、撮像装置1Eは、広い範囲の要素画像を撮像することができる。なお、撮像装置1Eの遮光手段16Eは、3つ以上の開口(図示せず)を有することとしてもよい。これによって、3方向以上の所定の角度範囲の要素画像群を撮像することができ、広い範囲の要素画像を撮像することができる。更に、開口16Ea、16Ebは、当該開口16Ea、16Ebの中心と第1方向制御レンズ12Dの主点とを通る直線の向きが一致しない位置に設置されればよく、また、開口16Ea、16Ebの大きさは、異なる方向D1、D2からの光がお互いに漏れこまない程度に設定されていればよい。   As described above, the imaging device 1E switches between the openings 16Ea and 16Eb of the light shielding unit 16E so that the image sensor 14E can capture the element image groups in two different directions D1 and D2. Thereby, an element image group in a predetermined angle range in a certain direction can be imaged at a certain time, and an element image group in a predetermined angle range in a different direction can be imaged at another time. Therefore, the imaging device 1E can capture a wide range of element images. In addition, the light shielding unit 16E of the imaging device 1E may have three or more openings (not shown). As a result, a group of element images in a predetermined angle range in three or more directions can be captured, and a wide range of element images can be captured. Furthermore, the openings 16Ea and 16Eb may be installed at positions where the directions of the straight lines passing through the centers of the openings 16Ea and 16Eb and the principal point of the first direction control lens 12D do not coincide with each other, and the sizes of the openings 16Ea and 16Eb. It is only necessary that the light from different directions D1 and D2 is set so as not to leak into each other.

[撮像装置の構成(第七の実施の形態)]
次に、図8を参照して、本発明の第七の実施の形態である撮像装置1Fの構成について説明する。図8は、本発明の第七の実施の形態である撮像装置の構成を示した模式図である。なお、図8では、異なる時刻に開口する2つの開口16Ea、16Ebが両方開いている場合の、各々の開口16Ea、16Ebを通る光の光路及び各々の開口に対応する撮像素子14Fの位置を、実線と1点鎖線とで示した。図8に示すように、撮像装置1Fは、被写体(図示せず)の要素画像群を撮像するものである。
[Configuration of Imaging Device (Seventh Embodiment)]
Next, with reference to FIG. 8, the structure of the imaging device 1F which is the 7th Embodiment of this invention is demonstrated. FIG. 8 is a schematic diagram showing a configuration of an imaging apparatus according to the seventh embodiment of the present invention. In FIG. 8, the optical path of the light passing through each of the openings 16Ea and 16Eb and the position of the image sensor 14F corresponding to each of the openings 16Ea and 16Eb that are opened at different times are shown as follows. Indicated by a solid line and a one-dot chain line. As shown in FIG. 8, the imaging device 1F captures an element image group of a subject (not shown).

撮像装置(要素画像群撮像装置)1Fは、撮像装置1E(図7参照)の撮像素子14Eに代えて撮像素子14Fを備える。撮像装置1E内の撮像素子14F以外の構成は、図7に示したものと同一であるので、同一の符号を付し、説明を省略する。   An imaging device (element image group imaging device) 1F includes an imaging device 14F instead of the imaging device 14E of the imaging device 1E (see FIG. 7). Since the configuration other than the imaging element 14F in the imaging apparatus 1E is the same as that shown in FIG. 7, the same reference numerals are given and the description thereof is omitted.

撮像素子14Fは、要素画像光学系アレイ11によって生成され、投影光学系13Eによって投影された要素画像群を撮像するものである。そして、撮像素子14Fは、図示しない撮像素子移動手段によって、開いている開口(16Ea又は16Eb)の位置に応じて当該投影光学系13Eの光軸に直交する方向に所定の幅だけ移動させられる。   The image sensor 14F captures an element image group generated by the element image optical system array 11 and projected by the projection optical system 13E. The image sensor 14F is moved by a predetermined width in a direction orthogonal to the optical axis of the projection optical system 13E according to the position of the open opening (16Ea or 16Eb) by an image sensor moving means (not shown).

ここで、例えば、図7(b)に示すように、撮像装置1Eでは、第1方向制御レンズ12Dの主点より左方向にずれた位置にある開口16Ebが開いている場合には、図7(a)のように第1方向制御レンズ12Dの主点と一致する開口16Eaが開いている場合に比べて、投影光学系13Eによって要素画像が左側にずれた位置に投影される。そのため、撮像装置1Eでは、広い面積の受光部を有する撮像素子14Eが要求された。しかし、図8に示すように、撮像装置1Fは、開いている開口(16Ea又は16Eb)の位置に応じて、撮像素子14Fを光軸に直交する方向に移動させて、投影光学系13Eによって要素画像が投影される位置に設置することで、撮像装置1Eの撮像素子14Eより小さい面積の受光部を有する撮像素子14Fによって要素画像群を撮像することが可能になる。   Here, for example, as illustrated in FIG. 7B, in the imaging apparatus 1 </ b> E, when the opening 16 </ b> Eb that is shifted to the left from the principal point of the first direction control lens 12 </ b> D is open, FIG. Compared to the case where the opening 16Ea that coincides with the principal point of the first direction control lens 12D is opened as in (a), the elemental image is projected to a position shifted to the left by the projection optical system 13E. Therefore, the imaging device 1E requires an imaging element 14E having a light receiving part with a large area. However, as shown in FIG. 8, the imaging apparatus 1F moves the imaging element 14F in a direction orthogonal to the optical axis according to the position of the open opening (16Ea or 16Eb), and the projection optical system 13E By installing the image at the position where the image is projected, the element image group can be picked up by the image pickup device 14F having a light receiving portion smaller than the image pickup device 14E of the image pickup apparatus 1E.

[撮像装置の構成(第二〜七の実施の形態の変形例)]
また、撮像装置1A、1B、1C、1E、1F(図3〜図5、図7、図8参照)の第1方向制御レンズ12、12B、12Dは、投影光学系13A、13B、13Ca、13Cb、13Eから当該第1方向制御レンズ12、12Bの焦点距離より大きく光軸方向に隔てた位置に設置されることとしてもよい。また、撮像装置1D(図6参照)の第1方向制御レンズ12Dは、第2方向制御レンズ15D、15Eから当該第1方向制御レンズ12Dの焦点距離より大きく光軸方向に隔てた位置に設置されることとしてもよい。
[Configuration of Imaging Device (Modification of Second to Seventh Embodiments)]
The first direction control lenses 12, 12B, and 12D of the imaging devices 1A, 1B, 1C, 1E, and 1F (see FIGS. 3 to 5, 7, and 8) are projection optical systems 13A, 13B, 13Ca, and 13Cb. 13E may be installed at a position that is larger than the focal length of the first direction control lenses 12 and 12B in the optical axis direction. Further, the first direction control lens 12D of the imaging device 1D (see FIG. 6) is installed at a position that is larger than the focal length of the first direction control lens 12D from the second direction control lenses 15D and 15E and separated in the optical axis direction. It is also good to do.

ここで、図9を参照して、第1方向制御レンズ12D’が投影光学系13Eから焦点距離より大きく光軸方向に隔てた位置に設置された撮像装置1F’について説明する。図9は、本発明の第七の実施の形態である撮像装置の変形例の構成を示した模式図である。なお、ここでは、撮像装置1Fを変形した場合を例に挙げて説明するが、撮像装置1A〜1Eの構成に対して同様に変形した場合においても、同様の作用が得られる。   Here, with reference to FIG. 9, the imaging device 1 </ b> F ′ in which the first direction control lens 12 </ b> D ′ is installed at a position larger than the focal length and separated from the projection optical system 13 </ b> E in the optical axis direction will be described. FIG. 9 is a schematic diagram showing a configuration of a modified example of the imaging apparatus according to the seventh embodiment of the present invention. Here, the case where the imaging device 1F is deformed will be described as an example, but the same effect can be obtained even when the configuration of the imaging devices 1A to 1E is similarly modified.

図9に示すように、撮像装置(要素画像群撮像装置)1F’は、被写体(図示せず)の要素画像群を撮像するものである。撮像装置1F’は、撮像装置1F(図8参照)の第1方向制御レンズ12Dに代えて第1方向制御レンズ12D’を備える。撮像装置1F’内の第1方向制御レンズ12D’以外の構成は、図8に示したものと同一であるので、同一の符号を付し、説明を省略する。   As shown in FIG. 9, the imaging device (element image group imaging device) 1 </ b> F ′ captures an element image group of a subject (not shown). The imaging device 1F ′ includes a first direction control lens 12D ′ instead of the first direction control lens 12D of the imaging device 1F (see FIG. 8). Since the configuration other than the first direction control lens 12D ′ in the imaging device 1F ′ is the same as that shown in FIG. 8, the same reference numerals are given and the description thereof is omitted.

第1方向制御レンズ(第1の方向制御レンズ系)12D’は、撮像素子14Fによって要素画像を撮影する方向を制御するものである。ここでは、第1方向制御レンズ12D’から、当該第1方向制御レンズ12D’の焦点距離より大きい距離だけ離れた位置に投影光学系13Eを設置することとした。そして、第1方向制御レンズ12D’に対して、開口16Eaの中心と、点P1とが共役の位置になり、開口16Ebの中心と点P2とが共役の位置になる。これによって、撮像装置1F’は、開口16Eaが開いているときには、撮像素子14Fによって点P1を中心とした要素画像からなる要素画像群を撮像し、開口16Ebが開いているときには、点P2を中心とした要素画像からなる要素画像群を撮像することができる。   The first direction control lens (first direction control lens system) 12D 'controls the direction in which the element image is captured by the image sensor 14F. Here, the projection optical system 13E is installed at a position away from the first direction control lens 12D 'by a distance larger than the focal length of the first direction control lens 12D'. Then, with respect to the first direction control lens 12D ', the center of the opening 16Ea and the point P1 are conjugate positions, and the center of the opening 16Eb and the point P2 are conjugate positions. Thereby, the imaging device 1F ′ captures an element image group including element images centered on the point P1 by the imaging element 14F when the opening 16Ea is open, and centers the point P2 when the opening 16Eb is open. It is possible to capture an element image group consisting of the element images.

[撮像装置の構成(第一〜七の実施の形態の他の変形例)]
更に、撮像装置1、1’、1A〜1F(図1〜図8参照)の要素画像光学系111は、被写体(図示せず)の像を結像して要素画像を生成する光学系であればよく、例えば、凹レンズから構成されることとしてもよい。
[Configuration of Imaging Device (Other Modifications of First to Seventh Embodiments)]
Furthermore, the element image optical system 111 of the imaging devices 1, 1 ′, 1A to 1F (see FIGS. 1 to 8) is an optical system that forms an image of a subject (not shown) and generates an element image. What is necessary is just to be comprised from a concave lens, for example.

ここで、図10を参照して、凹レンズからなる要素画像光学系111”を有する撮像装置1F”について説明する。図10は、本発明の第七の実施の形態である撮像装置の他の変形例の構成を示した模式図である。なお、ここでは、撮像装置1F’を変形した場合を例に挙げて説明するが、撮像装置1、1’、1A〜1Eの構成に対して同様に変形した場合においても、同様の作用が得られる。   Here, with reference to FIG. 10, an imaging apparatus 1F ″ having an elemental image optical system 111 ″ composed of a concave lens will be described. FIG. 10 is a schematic diagram showing the configuration of another modification of the imaging apparatus according to the seventh embodiment of the present invention. Here, the case where the imaging device 1F ′ is modified will be described as an example, but the same effect can be obtained even when the configuration of the imaging devices 1, 1 ′ and 1A to 1E is similarly modified. It is done.

図10に示すように、撮像装置(要素画像群撮像装置)1F”は、被写体(図示せず)の要素画像群を撮像するものである。撮像装置1F”は、撮像装置1F’(図9参照)の要素画像光学系アレイ11に代えて要素画像光学系アレイ11”を備える。撮像装置1F”内の要素画像光学系アレイ11”以外の構成は、図9に示したものと同一であるので、同一の符号を付し、説明を省略する。   As shown in FIG. 10, the imaging device (elemental image group imaging device) 1F ″ captures an elemental image group of a subject (not shown). The imaging device 1F ″ captures the imaging device 1F ′ (FIG. 9). The element image optical system array 11 ″ is replaced with the element image optical system array 11 ″. The configuration other than the element image optical system array 11 ″ in the imaging device 1F ″ is the same as that shown in FIG. Therefore, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.

要素画像光学系アレイ11”は、被写体(図示せず)の要素画像群を生成するものである。この要素画像光学系アレイ11”は、光軸に直交する同一平面上にアレイ状に配列された複数の要素画像光学系111”、111”、…から構成される。   The element image optical system array 11 ″ generates an element image group of a subject (not shown). The element image optical system array 11 ″ is arranged in an array on the same plane orthogonal to the optical axis. The plurality of elemental image optical systems 111 ″, 111 ″,.

要素画像光学系111”は、被写体からの光が入射して被写体の像を結像し、要素画像を生成するものである。この要素画像光学系111”は、凹レンズから構成され、被写体の要素画像を、当該要素画像光学系111”の像側焦平面Fに生成する。   The elemental image optical system 111 ″ is a system in which light from a subject is incident to form an image of the subject to generate an elemental image. The elemental image optical system 111 ″ is composed of a concave lens, and includes an element of the subject. An image is generated on the image-side focal plane F of the elemental image optical system 111 ″.

そして、像側焦平面Fに結像した要素画像群は、第1方向制御レンズ12D’及び第2方向制御レンズ15Eによって、撮像素子14F上に再度結像されて、撮像素子14Fによって撮像される。   The element image group formed on the image-side focal plane F is imaged again on the image sensor 14F by the first direction control lens 12D ′ and the second direction control lens 15E, and is imaged by the image sensor 14F. .

なお、要素画像光学系111、111”は、例えば、屈折率分布レンズや回折光学素子から構成されることとしてもよいし、また、光軸方向に複数のレンズが配列されたレンズ系から構成されることとしてもよい。更に、要素画像光学系111、111、…(111”、111”、…)が水平方向のみに配列される場合には、水平方向のみに有限の曲率を有する凸状あるいは凹状のシリンドリカルレンズから構成されることとしてもよい。   The elemental image optical systems 111 and 111 ″ may be composed of, for example, a refractive index distribution lens or a diffractive optical element, or are composed of a lens system in which a plurality of lenses are arranged in the optical axis direction. Further, when the elemental image optical systems 111, 111,... (111 ″, 111 ″,...) Are arranged only in the horizontal direction, a convex shape having a finite curvature only in the horizontal direction or It is good also as being comprised from a concave cylindrical lens.

[撮像装置の構成(第八の実施の形態)]
次に、図11を参照して、本発明の第八の実施の形態である撮像装置1Gの構成について説明する。図11は、本発明の第八の実施の形態である撮像装置の構成を示した模式図である。なお、ここでは、要素画像光学系アレイ11Ga、11Gbの要素画像光学系111Ga、111Gbの主点と、投影光学系13Ga、13Gbの主点とを通る光の光路を模式的に図示した。図11に示すように、撮像装置1Gは、被写体(図示せず)の要素画像群を撮像するものである。
[Configuration of Imaging Device (Eighth Embodiment)]
Next, with reference to FIG. 11, a configuration of an imaging apparatus 1G according to the eighth embodiment of the present invention will be described. FIG. 11 is a schematic diagram showing the configuration of the imaging apparatus according to the eighth embodiment of the present invention. Here, the optical paths of light passing through the principal points of the elementary image optical systems 111Ga and 111Gb of the elementary image optical system arrays 11Ga and 11Gb and the principal points of the projection optical systems 13Ga and 13Gb are schematically illustrated. As shown in FIG. 11, the imaging device 1G captures an elemental image group of a subject (not shown).

撮像装置(要素画像群撮像装置)1Gは、ハーフミラー20Gと、第1撮像系1Gaと、第2撮像系1Gbとを備える。ハーフミラー(光分配手段)20Gは、被写体(図示せず)からの光を、第1撮像系1Ga及び第2撮像系1Gbに分配するものである。ここで、ハーフミラー20Gは、被写体からの光の一部を反射し、一部を透過する。そして、反射光の光路上には第1撮像系1Gaが設置され、反射光は第1撮像系1Gaに入射する。また、透過光の光路上には第2撮像系1Gbが設置され、透過光は第2撮像系1Gbに入射する。   The imaging device (element image group imaging device) 1G includes a half mirror 20G, a first imaging system 1Ga, and a second imaging system 1Gb. The half mirror (light distribution means) 20G distributes light from a subject (not shown) to the first imaging system 1Ga and the second imaging system 1Gb. Here, the half mirror 20G reflects a part of the light from the subject and transmits a part thereof. The first imaging system 1Ga is installed on the optical path of the reflected light, and the reflected light is incident on the first imaging system 1Ga. The second imaging system 1Gb is installed on the optical path of the transmitted light, and the transmitted light is incident on the second imaging system 1Gb.

第1撮像系(撮像系)1Gaは、点P1を中心とした要素画像からなる要素画像群を撮像するものである。第1撮像系1Gaは、要素画像光学系アレイ11Gaと、フィールドレンズアレイ19Gaと、第1方向制御レンズ12Gaと、投影光学系13Gaと、撮像素子14Gaとを備える。なお、第1撮像系1Gaの投影光学系13Gaと撮像素子14Gaは、撮像装置1’(図2参照)の投影光学系13と撮像素子14と同一であるので、説明を省略する。   The first imaging system (imaging system) 1Ga images an element image group including element images centered on the point P1. The first imaging system 1Ga includes an elemental image optical system array 11Ga, a field lens array 19Ga, a first direction control lens 12Ga, a projection optical system 13Ga, and an imaging element 14Ga. Note that the projection optical system 13Ga and the imaging element 14Ga of the first imaging system 1Ga are the same as the projection optical system 13 and the imaging element 14 of the imaging apparatus 1 '(see FIG. 2), and thus description thereof is omitted.

要素画像光学系アレイ11Gaは、被写体(図示せず)の要素画像からなる要素画像群を生成するものである。この要素画像光学系アレイ11Gaは、光軸に直交する同一平面上にアレイ状に配列された複数の要素画像光学系111Ga、111Ga、…から構成される。   The element image optical system array 11Ga generates an element image group including element images of a subject (not shown). The element image optical system array 11Ga is composed of a plurality of element image optical systems 111Ga, 111Ga,... Arranged in an array on the same plane orthogonal to the optical axis.

要素画像光学系111Gaは、ハーフミラー20Gによって反射された、被写体からの光が入射して被写体の像を結像し、要素画像を生成するものである。この要素画像光学系111Gaから出射した光は、対応するフィールドレンズ191Gaに入射する。そして、要素画像光学系111Gaは、対応するフィールドレンズ191Ga上に要素画像を生成する。   The element image optical system 111Ga forms an element image by forming an image of the subject by incidence of light from the subject reflected by the half mirror 20G. The light emitted from the elemental image optical system 111Ga enters the corresponding field lens 191Ga. Then, the element image optical system 111Ga generates an element image on the corresponding field lens 191Ga.

フィールドレンズアレイ19Gaは、要素画像光学系アレイ11Gaによって内部に要素画像群が結像され、要素画像光学系アレイ11Gaから入射した光を第1方向制御レンズ12Gaに伝送するものである。フィールドレンズアレイ19Gaは、光軸に直交する同一平面上にアレイ状に配列された複数のフィールドレンズ191Ga、191Ga、…から構成される。   In the field lens array 19Ga, an element image group is formed inside by the element image optical system array 11Ga, and light incident from the element image optical system array 11Ga is transmitted to the first direction control lens 12Ga. The field lens array 19Ga includes a plurality of field lenses 191Ga, 191Ga,... Arranged in an array on the same plane orthogonal to the optical axis.

フィールドレンズ191Gaは、要素画像光学系111Gaの各々に対応し、その対応する要素画像光学系111Gaから入射した光を第1方向制御レンズ12Gaに伝送するものである。フィールドレンズ191Gaは、凸レンズから構成されることとした。このフィールドレンズ191Gaの内部には、対応する要素画像光学系111Gaによって要素画像が結像される。なお、点P1から出射した光は、ハーフミラー20Gによって向きが曲げられた後に、要素画像光学系111Gaの主点と、この要素画像光学系111Gaに対応するフィールドレンズ191Gaの主点とを通るように、要素画像光学系111Ga及びフィールドレンズ191Gaが配置されている。これによって、フィールドレンズ191Gaの内部には、点P1を中心とした要素画像が要素画像光学系111Gaによって結像される。   The field lens 191Ga corresponds to each of the element image optical systems 111Ga, and transmits light incident from the corresponding element image optical system 111Ga to the first direction control lens 12Ga. The field lens 191Ga is composed of a convex lens. An element image is formed inside the field lens 191Ga by the corresponding element image optical system 111Ga. The light emitted from the point P1 is bent by the half mirror 20G, and then passes through the principal point of the element image optical system 111Ga and the principal point of the field lens 191Ga corresponding to the element image optical system 111Ga. In addition, an elemental image optical system 111Ga and a field lens 191Ga are arranged. Thereby, an element image centered on the point P1 is formed inside the field lens 191Ga by the element image optical system 111Ga.

第1方向制御レンズ(第1の方向制御レンズ系)12Gaは、撮像素子14Gaによって要素画像を撮影する方向を制御するものである。ここでは、第1方向制御レンズ12Gaから、当該第1方向制御レンズ12Gaの焦点距離より離れた位置に投影光学系13Gaを設置することとした。そして、この第1方向制御レンズ12Gaは、投影光学系13Gaの光軸上に主点を有する。そして、当該投影光学系13Gaの光軸がハーフミラー20Gによって曲げられ、この曲げられた光軸上の点P1と、投影光学系13Gaの主点とが、当該第1方向制御レンズ12Gaに関して共役の位置になる。そのため、各々の要素画像光学系111Gaによって生成された、点P1を中心とした所定の幅W1の範囲についての要素画像が、投影光学系13Gaによって撮像素子14Gaに投影される。そして、第1撮像系1Gaは、撮像素子14Gaによって点P1を中心とした要素画像からなる要素画像群を撮像する。   The first direction control lens (first direction control lens system) 12Ga controls the direction in which an element image is captured by the image sensor 14Ga. Here, the projection optical system 13Ga is installed at a position away from the focal length of the first direction control lens 12Ga from the first direction control lens 12Ga. The first direction control lens 12Ga has a principal point on the optical axis of the projection optical system 13Ga. Then, the optical axis of the projection optical system 13Ga is bent by the half mirror 20G, and the point P1 on the bent optical axis and the principal point of the projection optical system 13Ga are conjugated with respect to the first direction control lens 12Ga. Become position. Therefore, the element image about the range of the predetermined width W1 centered on the point P1 generated by each element image optical system 111Ga is projected onto the image sensor 14Ga by the projection optical system 13Ga. Then, the first imaging system 1Ga images an element image group including element images centered on the point P1 by the imaging element 14Ga.

第2撮像系(撮像系)1Gbは、点P2を中心とした要素画像からなる要素画像群を撮像するものである。第2撮像系1Gbは、要素画像光学系アレイ11Gbと、フィールドレンズアレイ19Gbと、第1方向制御レンズ12Gbと、投影光学系13Gbと、撮像素子14Gbとを備える。なお、第2撮像系1Gbの投影光学系13Gbと撮像素子14Gbは、撮像装置1’(図2参照)の投影光学系13と撮像素子14と同一であるので、説明を省略する。   The second imaging system (imaging system) 1Gb captures an element image group including element images centered on the point P2. The second imaging system 1Gb includes an elemental image optical system array 11Gb, a field lens array 19Gb, a first direction control lens 12Gb, a projection optical system 13Gb, and an imaging element 14Gb. Note that the projection optical system 13Gb and the imaging element 14Gb of the second imaging system 1Gb are the same as the projection optical system 13 and the imaging element 14 of the imaging apparatus 1 '(see FIG. 2), and thus description thereof is omitted.

要素画像光学系アレイ11Gbは、被写体(図示せず)の要素画像からなる要素画像群を生成するものである。この要素画像光学系アレイ11Gbは、光軸に直交する同一平面上にアレイ状に配列された複数の要素画像光学系111Gb、111Gb、…から構成される。   The element image optical system array 11Gb generates an element image group including element images of a subject (not shown). The element image optical system array 11Gb is composed of a plurality of element image optical systems 111Gb, 111Gb,... Arranged in an array on the same plane orthogonal to the optical axis.

要素画像光学系111Gbは、ハーフミラー20Gを透過した、被写体からの光が入射して被写体の像を結像し、要素画像を生成するものである。この要素画像光学系111Gbから出射した光は、対応するフィールドレンズ191Gbに入射する。そして、要素画像光学系111Gbは、対応するフィールドレンズ191Gb上に要素画像を生成する。   The elemental image optical system 111Gb is configured to generate an elemental image by forming an image of a subject when light from the subject that has passed through the half mirror 20G enters. The light emitted from the elemental image optical system 111Gb enters the corresponding field lens 191Gb. Then, the element image optical system 111Gb generates an element image on the corresponding field lens 191Gb.

フィールドレンズアレイ19Gbは、要素画像光学系アレイ11Gbによって内部に要素画像群が結像され、要素画像光学系アレイ11Gbから入射した光を第1方向制御レンズ12Gbに伝送するものである。フィールドレンズアレイ19Gbは、光軸に直交する同一平面上にアレイ状に配列された複数のフィールドレンズ191Gb、191Gb、…から構成される。   In the field lens array 19Gb, an element image group is formed inside by the element image optical system array 11Gb, and light incident from the element image optical system array 11Gb is transmitted to the first direction control lens 12Gb. The field lens array 19Gb is composed of a plurality of field lenses 191Gb, 191Gb,... Arranged in an array on the same plane orthogonal to the optical axis.

フィールドレンズ191Gbは、要素画像光学系111Gbの各々に対応し、その対応する要素画像光学系111Gbから入射した光を第1方向制御レンズ12Gbに伝送するものである。このフィールドレンズ191Gbの内部には、対応する要素画像光学系111Gbによって要素画像が結像される。なお、点P2から出射した光は、ハーフミラー20Gを透過した後に、要素画像光学系111Gbの主点と、この要素画像光学系111Gbに対応するフィールドレンズ191Gbの主点とを通るように、要素画像光学系111Gb及びフィールドレンズ191Gbが配置されている。これによって、フィールドレンズ191Gbの内部には、点P2を中心とした要素画像が要素画像光学系111Gbによって結像される。   The field lens 191Gb corresponds to each of the elemental image optical systems 111Gb, and transmits light incident from the corresponding elemental image optical system 111Gb to the first direction control lens 12Gb. An element image is formed inside the field lens 191Gb by the corresponding element image optical system 111Gb. The light emitted from the point P2 passes through the half mirror 20G, and then passes through the principal point of the element image optical system 111Gb and the principal point of the field lens 191Gb corresponding to the element image optical system 111Gb. An image optical system 111Gb and a field lens 191Gb are disposed. As a result, an element image centered on the point P2 is formed inside the field lens 191Gb by the element image optical system 111Gb.

第1方向制御レンズ(第1の方向制御レンズ系)12Gbは、撮像素子14Gbによって要素画像を撮影する方向を制御するものである。ここでは、第1方向制御レンズ12Gbから、当該第1方向制御レンズ12Gbの焦点距離より光軸方向に離れた位置に投影光学系13Gbを設置することとした。そして、この第1方向制御レンズ12Gbは、投影光学系13Gbの主点と点P2を結んだ線上に主点を有し、当該第1方向制御レンズ12Gbに関して、投影光学系13Gbの主点と、点P2とが共役の位置になる。そのため、各々の要素画像光学系111Gbによって生成された、点P2を中心とした所定の幅W2の範囲についての要素画像が、投影光学系13Gbによって撮像素子14Gbに投影される。そして、第2撮像系1Gbは、撮像素子14Gbによって点P2を中心とした要素画像からなる要素画像群を撮像する。   The first direction control lens (first direction control lens system) 12Gb controls the direction in which the element image is captured by the image sensor 14Gb. Here, the projection optical system 13Gb is installed at a position away from the first direction control lens 12Gb in the optical axis direction from the focal length of the first direction control lens 12Gb. The first direction control lens 12Gb has a principal point on a line connecting the principal point of the projection optical system 13Gb and the point P2, and the principal point of the projection optical system 13Gb with respect to the first direction control lens 12Gb, The point P2 is a conjugate position. Therefore, the element image about the range of the predetermined width W2 centered on the point P2 generated by each element image optical system 111Gb is projected onto the image sensor 14Gb by the projection optical system 13Gb. And 2nd imaging system 1Gb images the element image group which consists of an element image centering on the point P2 with the image pick-up element 14Gb.

これによって、撮像装置1Gは、第1撮像系1Gaによって点P1を中心とした所定の幅W1の範囲についての要素画像を、第2撮像系1Gbによって点P2を中心とした所定の幅W2の範囲についての要素画像を撮像することができる。なお、ここでは、第1撮像系1Ga及び第2撮像系1Gbによって撮像される範囲が重複しない場合について説明した。しかし、この範囲は重複していてもよく、第1撮像系1Gaと第2撮像系1Gbのそれぞれによって撮像される要素画像の中心となる点P1、P2が異なる位置にある、つまり、第1方向制御レンズ12Ga、Gbに対して、投影光学系13Ga、13Gbの主点と共役の関係にある点P1、P2が異なる位置にあるようにすればよい。   As a result, the imaging apparatus 1G uses the first imaging system 1Ga to generate an element image for a range of a predetermined width W1 centered on the point P1, and the second imaging system 1Gb uses a range of the predetermined width W2 centered on the point P2. The element image about can be taken. Here, the case where the ranges captured by the first imaging system 1Ga and the second imaging system 1Gb do not overlap has been described. However, this range may overlap, and the points P1 and P2 that are the centers of the element images captured by the first imaging system 1Ga and the second imaging system 1Gb are at different positions, that is, in the first direction. The points P1 and P2 that are conjugate to the principal points of the projection optical systems 13Ga and 13Gb may be located at different positions with respect to the control lenses 12Ga and Gb.

[撮像装置の構成(第九の実施の形態)]
次に、図12を参照して、本発明の第九の実施の形態である撮像装置の構成について説明する。図12は、本発明の第九の実施の形態である撮像装置の第2撮像系の構成を示した模式図である。なお、ここでは、要素画像光学系アレイ11Gbの要素画像光学系111Gbの主点と、開口161Hbの中心とを通る光の光路を模式的に図示した。第9の実施の形態である撮像装置(要素画像群撮像装置、図示せず)は、被写体(図示せず)の要素画像群を撮像するものであり、図11に示す撮像装置1Gの第2撮像系1Gbを、図12に示す第2撮像系1Hbに置き換えて構成した。
[Configuration of Imaging Apparatus (Ninth Embodiment)]
Next, with reference to FIG. 12, a configuration of an imaging apparatus according to the ninth embodiment of the present invention will be described. FIG. 12 is a schematic diagram showing the configuration of the second imaging system of the imaging apparatus according to the ninth embodiment of the present invention. Here, the optical path of light passing through the principal point of the element image optical system 111Gb of the element image optical system array 11Gb and the center of the opening 161Hb is schematically illustrated. The imaging device (element image group imaging device, not shown) according to the ninth embodiment is for imaging an element image group of a subject (not shown), and is the second of the imaging device 1G shown in FIG. The imaging system 1Gb is replaced with a second imaging system 1Hb shown in FIG.

第2撮像系(撮像系)1Hbは、第2撮像系1Gb(図11参照)の第1方向制御レンズ12Gbに代えて第1方向制御レンズ12Hbを、投影光学系13Gbに代えて投影光学系13Hbを、撮像素子14Gbに代えて撮像素子14Hbを備え、更に、遮光手段16Hbを付加して構成した。第2撮像系1Hb内の第1方向制御レンズ12Hb、投影光学系13Hb、撮像素子14Hb及び遮光手段16Hb以外の構成は、図7に示したものと同一であるので、同一の符号を付し、説明を省略する。   The second imaging system (imaging system) 1Hb replaces the first direction control lens 12Gb of the second imaging system 1Gb (see FIG. 11) with the first direction control lens 12Hb, and the projection optical system 13Hb instead of the projection optical system 13Gb. The image pickup device 14Gb is replaced with an image pickup device 14Hb, and a light shielding means 16Hb is further added. Since the configuration other than the first direction control lens 12Hb, the projection optical system 13Hb, the imaging element 14Hb, and the light shielding unit 16Hb in the second imaging system 1Hb is the same as that shown in FIG. Description is omitted.

第1方向制御レンズ(第1の方向制御レンズ系)12Hbは、後記する撮像素子14Hbによって要素画像を撮影する方向を制御するものである。ここでは、第1方向制御レンズ12Hbから、当該第1方向制御レンズ12Hbの焦点距離より光軸方向に離れた位置に後記する遮光手段16Hbを設置することとした。そして、この第1方向制御レンズ12Hbは、開口161Hbの中心と点P2を結んだ線上に主点を有し、当該第1方向制御レンズ12Hbに関して、遮光手段16Hbの開口161Hbの中心と、点P2とが共役の位置になる。そのため、各々の要素画像光学系111Gbによって生成された、点P2を中心とした所定の幅W2の範囲についての要素画像からの光が、遮光手段16Hbの開口161Hbの中心に集光する。遮光手段16Hbは、開口161Hbを有し、投影光学系13Hbに入射する光のうち、当該開口161Hbを通る光以外を遮光するものである。   The first direction control lens (first direction control lens system) 12Hb controls a direction in which an element image is captured by an image sensor 14Hb described later. Here, the light shielding means 16Hb, which will be described later, is installed at a position away from the first direction control lens 12Hb in the optical axis direction from the focal length of the first direction control lens 12Hb. The first direction control lens 12Hb has a principal point on a line connecting the center of the opening 161Hb and the point P2, and with respect to the first direction control lens 12Hb, the center of the opening 161Hb of the light shielding unit 16Hb and the point P2 And become a conjugate position. Therefore, the light from the element image for the range of the predetermined width W2 centered on the point P2 generated by each element image optical system 111Gb is condensed at the center of the opening 161Hb of the light shielding unit 16Hb. The light shielding unit 16Hb has an opening 161Hb, and shields light other than light passing through the opening 161Hb out of light incident on the projection optical system 13Hb.

投影光学系13Hbは、開口161Hbを通過した光を後記する撮像素子14Hbに投影するものである。ここで、投影光学系13Hbの焦点は、開口161Hbの中心と一致し、かつ、投影光学系13Hbの光軸は、要素画像光学系111Gb、フィールドレンズ191Gb及び第1方向制御レンズ12Hbの光軸に平行になるように、投影光学系13Hbが配置されることとした。   The projection optical system 13Hb projects light that has passed through the aperture 161Hb onto an image sensor 14Hb described later. Here, the focal point of the projection optical system 13Hb coincides with the center of the aperture 161Hb, and the optical axis of the projection optical system 13Hb is the optical axis of the element image optical system 111Gb, the field lens 191Gb, and the first direction control lens 12Hb. The projection optical system 13Hb is arranged so as to be parallel.

撮像素子(撮像手段)14Hbは、要素画像光学系アレイ11Gbによって生成され、投影光学系13Hbによって投影された要素画像群を撮像するものである。ここで、各々の要素画像光学系アレイ11Gbによって、第1方向制御レンズ12Hbの主点と開口161Hbとを通る直線の上の点P2を中心とした要素画像群の光が、投影光学系13Hbに入射し、撮像素子14Hbはこの要素画像群を撮像する。   The imaging element (imaging means) 14Hb captures an element image group generated by the element image optical system array 11Gb and projected by the projection optical system 13Hb. Here, by each element image optical system array 11Gb, the light of the element image group centered on the point P2 on the straight line passing through the principal point of the first direction control lens 12Hb and the opening 161Hb is transmitted to the projection optical system 13Hb. Incident light is picked up by the image sensor 14Hb.

このように構成することで、第2撮像系1Hbは、撮像素子14Hbによって、正対して要素画像を撮像することができる。ここで、第2撮像系1Hbによって撮像される要素画像の中心となる点P2、つまり、第1方向制御レンズ12Hbに対して開口161Hbの中心と共役の関係にある点P2と、第1撮像系(図示せず)によって撮像される要素画像の中心となる点(図示せず)とが異なる位置になるように設定されていればよい。   By configuring in this way, the second imaging system 1Hb can capture the element image by facing the imaging element 14Hb. Here, the point P2, which is the center of the element image picked up by the second image pickup system 1Hb, that is, the point P2 which is conjugate with the center of the opening 161Hb with respect to the first direction control lens 12Hb, and the first image pickup system. It suffices if the point (not shown) that is the center of the element image captured by (not shown) is set at a different position.

[撮像装置の構成(第八、第九の実施の形態の変形例)]
ここで、撮像装置1G(図11参照)では、第1方向制御レンズ12Ga、12Gbが、投影光学系13Ga、13Gbから光軸方向に当該第1方向制御レンズ12Ga、12Gbの焦点距離より隔てて配置し、撮影方向が点P1、P2に収斂することとした。また、第2撮像系1Hb(図12参照)では、第1方向制御レンズ12Hbが、開口161Hbから光軸方向に当該第1方向制御レンズ12Ha、12Hbの焦点距離より隔てて配置し、撮影方向が点P2に収斂することとした。しかし、本発明の撮像装置では、撮影方向が平行になる構成としてもよい。
[Configuration of Imaging Device (Modifications of Eighth and Ninth Embodiments)]
Here, in the image pickup apparatus 1G (see FIG. 11), the first direction control lenses 12Ga and 12Gb are arranged apart from the focal length of the first direction control lenses 12Ga and 12Gb in the optical axis direction from the projection optical systems 13Ga and 13Gb. The shooting direction converges to points P1 and P2. In the second imaging system 1Hb (see FIG. 12), the first direction control lens 12Hb is arranged in the optical axis direction from the opening 161Hb and separated from the focal length of the first direction control lenses 12Ha, 12Hb, and the shooting direction is set. It was decided to converge at the point P2. However, the imaging apparatus of the present invention may have a configuration in which the shooting directions are parallel.

このとき、撮像装置1G(図11参照)の第1方向制御レンズ12Ga、12Gbを、投影光学系13Ga、13Gbの主点から光軸方向に当該第1方向制御レンズ12Ga、12Gbの焦点距離だけ隔てて配置すればよい。また、第2撮像系1Hb(図12参照)の第1方向制御レンズ12Hbを、開口161Hbの中心から光軸方向に当該第1方向制御レンズ12Hbの焦点距離だけ隔てて配置すればよい。   At this time, the first direction control lenses 12Ga and 12Gb of the imaging device 1G (see FIG. 11) are separated from the principal points of the projection optical systems 13Ga and 13Gb by the focal length of the first direction control lenses 12Ga and 12Gb in the optical axis direction. Can be arranged. Further, the first direction control lens 12Hb of the second imaging system 1Hb (see FIG. 12) may be arranged at a focal distance of the first direction control lens 12Hb in the optical axis direction from the center of the opening 161Hb.

[撮像装置の構成(第八、第九の実施の形態の他の変形例1)]
また、第1撮像系1Ga及び第2撮像系1Gb(図11参照)、1Hb(図12参照)では、要素画像光学系111Ga、111Gbが凸レンズから構成されることとしたが、要素画像光学系111Ga、111Gbは、被写体(図示せず)の像を結像して要素画像を生成する光学系であればよく、例えば、凹レンズから構成されることとしてもよい。
[Configuration of Imaging Device (Eighth and Ninth Modifications of Ninth Embodiment 1)]
In the first imaging system 1Ga and the second imaging system 1Gb (see FIG. 11) and 1Hb (see FIG. 12), the element image optical systems 111Ga and 111Gb are configured by convex lenses. , 111Gb may be an optical system that forms an element image by forming an image of a subject (not shown), and may be composed of, for example, a concave lens.

例えば、図13のように、第1撮像系1Iaの要素画像光学系111Iaを、凹レンズから構成することとしてもよい。図13は、本発明の第八の実施の形態の第1撮像系の変形例の構成を示した模式図である。なお、ここでは、撮像装置1Gの第1撮像系1Gaを変形して、第1撮像系1Iaとした場合を例に挙げて説明するが、第2撮像系1Gb、1Hb(図11、図12参照)の構成に対して同様に変形した場合においても、同様の作用が得られる。   For example, as shown in FIG. 13, the elemental image optical system 111Ia of the first imaging system 1Ia may be formed of a concave lens. FIG. 13 is a schematic diagram illustrating a configuration of a modification of the first imaging system according to the eighth embodiment of the present invention. Here, the case where the first imaging system 1Ga of the imaging apparatus 1G is modified to be the first imaging system 1Ia will be described as an example, but the second imaging systems 1Gb, 1Hb (see FIGS. 11 and 12) will be described. The same effect can be obtained even when the structure is similarly modified.

図13に示すように、第1撮像系(撮像系)1Iaは、点P1を中心とした要素画像からなる要素画像群を撮像するものである。第1撮像系1Iaは、第1撮像系1Ga(図11参照)の要素画像光学系アレイ11Gaに代えて要素画像光学系アレイ11Iaを備える。第1撮像系1Ia内の要素画像光学系アレイ11Ia以外の構成は、図11に示したものと同一であるので、同一の符号を付し、説明を省略する。   As shown in FIG. 13, the first imaging system (imaging system) 1Ia captures an element image group including element images centered on a point P1. The first imaging system 1Ia includes an elemental image optical system array 11Ia instead of the elemental image optical system array 11Ga of the first imaging system 1Ga (see FIG. 11). Since the configuration other than the elemental image optical system array 11Ia in the first imaging system 1Ia is the same as that shown in FIG. 11, the same reference numerals are given and description thereof is omitted.

要素画像光学系アレイ11Iaは、被写体(図示せず)の要素画像群を生成するものである。この要素画像光学系アレイ11Iaは、光軸に直交する同一平面上にアレイ状に配列された複数の要素画像光学系111Ia、111Ia、…から構成される。   The element image optical system array 11Ia generates an element image group of a subject (not shown). This element image optical system array 11Ia is composed of a plurality of element image optical systems 111Ia, 111Ia,... Arranged in an array on the same plane orthogonal to the optical axis.

要素画像光学系111Iaは、被写体からの光が入射して被写体の像を結像し、要素画像を生成するものである。この要素画像光学系111Iaは、凹レンズから構成され、被写体の要素画像を、当該要素画像光学系111Iaの像側焦平面Fに生成する。そして、像側焦平面Fに結像した要素画像群は、第1方向制御レンズ12Ga及び投影光学系13Gaによって撮像素子14Gaに投影されて、撮像素子14Gaによって撮像される。   The element image optical system 111Ia forms an image of a subject by receiving light from the subject and generates an element image. This elemental image optical system 111Ia is composed of a concave lens, and generates an elemental image of the subject on the image-side focal plane F of the elemental image optical system 111Ia. The element image group formed on the image-side focal plane F is projected onto the image sensor 14Ga by the first direction control lens 12Ga and the projection optical system 13Ga, and is imaged by the image sensor 14Ga.

[撮像装置の構成(第八、第九の実施の形態の他の変形例2)]
更に、第1撮像系1Ga(図11参照)、1Ia及び第2撮像系1Gb、1Hb(図12参照)は、それぞれ1つの投影光学系13Ga、13Gb、13Hb及び1つの撮像素子14Ga、14Gb、14Hbによって撮像することとしたが、各々の第1撮像系1Ga、1Ia及び第2撮像系1Gb、1Hbについて、複数の投影光学系及び複数の撮像素子によって撮像することとしてもよい。
[Configuration of Imaging Device (Eighth, Ninth Modification 2 of Embodiment 9)]
Further, the first imaging system 1Ga (see FIG. 11), 1Ia, and the second imaging system 1Gb, 1Hb (see FIG. 12) are respectively provided with one projection optical system 13Ga, 13Gb, 13Hb and one imaging element 14Ga, 14Gb, 14Hb. However, each of the first imaging systems 1Ga and 1Ia and the second imaging systems 1Gb and 1Hb may be imaged by a plurality of projection optical systems and a plurality of imaging elements.

例えば、図14のように、第1撮像系1Jaにおいて、複数の投影光学系13Ja、13Ja、13Ja及び複数の撮像素子14Ja、14Ja、14Jaによって撮像することとしてもよい。図14は、本発明の第八の実施の形態の第1撮像系の他の変形例の構成を示した模式図である。なお、ここでは、撮像装置1Gの第1撮像系1Gaを変形して、第1撮像系1Jaとした場合を例に挙げて説明するが、第1撮像系1Ia(図13参照)、第2撮像系1Gb、1Hb(図11、図12参照)の構成に対して同様に変形した場合においても、同様の作用が得られる。   For example, as shown in FIG. 14, in the first imaging system 1 Ja, imaging may be performed with a plurality of projection optical systems 13 Ja, 13 Ja, 13 Ja and a plurality of imaging elements 14 Ja, 14 Ja, 14 Ja. FIG. 14 is a schematic diagram showing the configuration of another modification of the first imaging system of the eighth embodiment of the present invention. Here, the case where the first imaging system 1Ga of the imaging apparatus 1G is modified to be the first imaging system 1Ja will be described as an example, but the first imaging system 1Ia (see FIG. 13) and the second imaging are described. Even when the system 1Gb and 1Hb (see FIGS. 11 and 12) are similarly modified, the same effect can be obtained.

図14に示すように、第1撮像系(撮像系)1Jaは、点P1を中心とした要素画像からなる要素画像群を撮像するものである。第1撮像系1Jaは、第1撮像系1Ga(図11参照)の第1方向制御レンズ12Gaに代えて第1方向制御レンズ12Jaを、投影光学系13Gaに代えて投影光学系13Ja、13Ja、13Jaを、撮像素子14Gaに代えて撮像素子14Ja、14Ja、14Jaを備え、更に遮光手段16Jaを付加して構成した。第1撮像系1Ja内の要素画像光学系アレイ11Ga及びフィールドレンズアレイ19Gaは、図11に示したものと同一であるので、同一の符号を付し、説明を省略する。   As shown in FIG. 14, the first imaging system (imaging system) 1Ja captures an element image group including element images centered on a point P1. The first imaging system 1Ja replaces the first direction control lens 12Ga of the first imaging system 1Ga (see FIG. 11) with the first direction control lens 12Ja, and replaces the projection optical system 13Ga with projection optical systems 13Ja, 13Ja, 13Ja. The image sensor 14Ga, 14Ja, and 14Ja are provided instead of the image sensor 14Ga, and the light shielding means 16Ja is further added. The element image optical system array 11Ga and the field lens array 19Ga in the first imaging system 1Ja are the same as those shown in FIG.

第1方向制御レンズ(第1の方向制御レンズ系)12Jaは、後記する撮像素子14Ja、14Ja、14Jaによって要素画像を撮影する方向を制御するものである。ここでは、第1方向制御レンズ12Jaの物側焦点と点P1とが一致することとした。   The first direction control lens (first direction control lens system) 12Ja controls the direction in which an element image is captured by image sensors 14Ja, 14Ja, and 14Ja described later. Here, the object side focal point of the first direction control lens 12Ja and the point P1 coincide with each other.

投影光学系13Jaは、要素画像光学系アレイ11Gaによってフィールドレンズアレイ19Ga上に結像された要素画像群を、対応する撮像素子14Jaに投影するものである。ここで、第1撮像系1Jaは、3つの投影光学系13Ja、13Ja、13Jaを有することとした。そして、こと投影光学系13Jaの各々は、複数の要素画像光学系111Ga、111Ga、…及び複数のフィールドレンズ191Ga、191Ga、…に対応するとともに、1つの撮像素子14Jaに対応する。そして、対応する要素画像光学系111Ga、111Ga、…によって結像された複数の要素画像を、対応する撮像素子14Gaに投影する。   The projection optical system 13Ja projects the group of element images formed on the field lens array 19Ga by the element image optical system array 11Ga onto the corresponding image sensor 14Ja. Here, the first imaging system 1Ja has three projection optical systems 13Ja, 13Ja, and 13Ja. Each projection optical system 13Ja corresponds to a plurality of element image optical systems 111Ga, 111Ga,... And a plurality of field lenses 191Ga, 191Ga,. Then, a plurality of element images formed by the corresponding element image optical systems 111Ga, 111Ga,... Are projected onto the corresponding image sensor 14Ga.

ここでは、投影光学系13Jaは、2つの凸レンズ131Ja、132Jaから構成され、アフォーカル光学系を形成している。この2つの凸レンズ131Ja、132Jaは、後記する遮光手段16Jaを挟んで光軸方向に、2つの凸レンズ131Ja、132Jaの焦点距離の和だけ隔てて配列されている。なお、投影光学系13Jaは、焦点距離の等しい凸レンズ131Ja、132Jaから構成されていてもいいし、凸レンズ132Jaが、凸レンズ131Jaに比べて焦点距離の小さいこととしてもよい。このとき、各々の撮像素子14Jaには、横倍率が縮小された複数の要素画像が投影される。   Here, the projection optical system 13Ja includes two convex lenses 131Ja and 132Ja, and forms an afocal optical system. The two convex lenses 131Ja and 132Ja are arranged in the direction of the optical axis with a light shielding means 16Ja to be described later interposed therebetween by the sum of the focal lengths of the two convex lenses 131Ja and 132Ja. Note that the projection optical system 13Ja may be composed of convex lenses 131Ja and 132Ja having the same focal length, or the convex lens 132Ja may have a shorter focal length than the convex lens 131Ja. At this time, a plurality of element images with reduced lateral magnifications are projected onto each image sensor 14Ja.

遮光手段16Jaは、開口161Ja、161Ja、161Jaを有し、この開口を通過する光以外の光を遮光するものである。この遮光手段16Jaは、2つの凸レンズ131Ja、132Jaの間において、凸レンズ131Jaから当該凸レンズ131Jaの焦点距離だけ光軸方向に離れた位置に設けられ、投影光学系13Ja、13Ja、13Jaの光軸上に開口161Ja、161Ja、161Jaを有する。   The light shielding unit 16Ja has openings 161Ja, 161Ja, and 161Ja, and shields light other than light passing through the openings. This light shielding means 16Ja is provided between the two convex lenses 131Ja and 132Ja at a position away from the convex lens 131Ja in the optical axis direction by the focal length of the convex lens 131Ja, and on the optical axes of the projection optical systems 13Ja, 13Ja, and 13Ja. Openings 161Ja, 161Ja, and 161Ja are provided.

この開口161Jaの中心には、凸レンズ131Jaに入射した光軸に平行な光が収束する。そのため、点P1を通り、要素画像光学系111Ga及びフィールドレンズ191Gaの主点を通って、第1方向制御レンズ12Jaによって光軸に平行な光に変換された光を中心とする複数の要素画像の光が、対応する各々の開口161Jaを通過して凸レンズ132Jaに入射して、対応する撮像素子14Jaに投影される。なお、第1撮像系1Jaは、この遮光手段16Jaを備えないこととしてもよい。   Light parallel to the optical axis incident on the convex lens 131Ja converges at the center of the opening 161Ja. Therefore, a plurality of element images centered on light that has been converted into light parallel to the optical axis by the first direction control lens 12Ja through the point P1, through the principal points of the element image optical system 111Ga and the field lens 191Ga. The light passes through each corresponding opening 161Ja, enters the convex lens 132Ja, and is projected onto the corresponding image sensor 14Ja. The first imaging system 1Ja may not include the light shielding unit 16Ja.

撮像素子14Jaは、投影光学系13Jaによって投影された複数の要素画像を撮像するものである。ここで、投影光学系13Jaは、要素画像光学系アレイ11Gaによって生成される要素画像群を構成する複数の要素画像のうちの一部の要素画像を、対応する撮像素子14Jaに投影する。これによって、第1撮像系1Jaは、複数の撮像素子14Ja、14Ja、14Jaによって1つの要素画像群を撮像することができる。このように複数の撮像素子14Ja、14Ja、14Jaによって撮像することで、撮像される要素画像群の解像度を向上させることができる。なお、要素画像光学系111Ga及びフィールドレンズ191Gaが同数と、投影光学系13Ja及び撮像素子14Jaが同数ずつ配列されていればよく、前記の数に限定されない。   The imaging element 14Ja captures a plurality of element images projected by the projection optical system 13Ja. Here, the projection optical system 13Ja projects a part of the plurality of element images constituting the element image group generated by the element image optical system array 11Ga onto the corresponding image sensor 14Ja. Accordingly, the first imaging system 1Ja can capture one elemental image group by the plurality of imaging elements 14Ja, 14Ja, and 14Ja. Thus, by picking up an image with the plurality of image pickup devices 14Ja, 14Ja, and 14Ja, the resolution of the element image group to be picked up can be improved. Note that the same number of elemental image optical systems 111Ga and field lenses 191Ga and the same number of projection optical systems 13Ja and imaging elements 14Ja may be arranged, and the number is not limited to the above.

[表示装置の構成(第一の実施の形態)]
次に、図15を参照して、本発明の第一の実施の形態である表示装置5の構成について説明する。図15は、本発明の第一の実施の形態である表示装置の構成を示した模式図、(a)は、表示装置の構成を示した模式図、(b)は、他の方向に立体像を表示するときの表示装置の構成を示した模式図である。なお、ここでは、両端の要素画像光学系111の主点を通る平行光と、中央の要素画像光学系111の主点を通る光の光路を模式的に図示した。また、ここでは、表示装置5において観察者によって観察される方向D1’、D2’(光の進行方向とは逆方向)を矢印で図示した。
[Configuration of Display Device (First Embodiment)]
Next, with reference to FIG. 15, the structure of the display apparatus 5 which is 1st embodiment of this invention is demonstrated. FIG. 15 is a schematic diagram illustrating the configuration of the display device according to the first embodiment of the present invention, (a) is a schematic diagram illustrating the configuration of the display device, and (b) is a three-dimensional view in the other direction. It is the schematic diagram which showed the structure of the display apparatus when displaying an image. Here, the optical paths of the parallel light passing through the principal points of the elemental image optical system 111 at both ends and the light passing through the principal point of the central elemental image optical system 111 are schematically illustrated. In addition, here, directions D1 ′ and D2 ′ (a direction opposite to the traveling direction of light) observed by the observer on the display device 5 are illustrated by arrows.

表示装置(立体像表示装置)5は、要素画像群によって示される立体像(図示せず)を表示するものである。表示装置5は、撮像装置1(図1参照)の撮像素子14に代えて表示素子54を備えることとした。表示装置5内の表示素子54以外の構成は、図1に示したものと同一であるので、同一の符号を付し、説明を省略する。   The display device (stereoscopic image display device) 5 displays a stereoscopic image (not shown) indicated by the element image group. The display device 5 includes a display element 54 instead of the image sensor 14 of the imaging device 1 (see FIG. 1). Since the configuration other than the display element 54 in the display device 5 is the same as that shown in FIG. 1, the same reference numerals are given and the description thereof is omitted.

表示素子(表示手段)54は、外部から入力された要素画像群を表示するものである。この表示素子54からは、当該表示素子の背面(観察者のいる側の反対側の面)に設置された図示しないバックライトからの光が出射する。ここで表示される要素画像群は、撮像装置1によって撮像されたもの、あるいは、計算機(図示せず)によって生成されたものである。なお、被写体(図示せず)の空間的な位置情報が既知であれば、撮像装置1’、1A〜1G(図2〜図11参照)や、図23(a)に示すような従来の撮像装置100における光路を被写体から逆にさかのぼることで、計算機によって被写体の要素画像群を生成することが可能である。   The display element (display means) 54 displays an element image group input from the outside. The display element 54 emits light from a backlight (not shown) installed on the back surface of the display element (the surface opposite to the side where the observer is present). The element image group displayed here is an image captured by the imaging device 1 or generated by a computer (not shown). If the spatial position information of the subject (not shown) is known, the imaging devices 1 ′, 1A to 1G (see FIGS. 2 to 11) and the conventional imaging as shown in FIG. By tracing the optical path in the apparatus 100 backward from the subject, it is possible to generate an elemental image group of the subject by a computer.

ここで、第1方向制御レンズ12は、図示しない第1方向制御レンズ移動手段(方向変更手段)によって光軸に直交する方向に移動され、この第1方向制御レンズ12の位置に応じて、このときの第1方向制御レンズ12と投影光学系13の主点を結ぶ方向(D1’又はD2’の逆方向)を撮影した要素画像群が表示素子54に表示される。ここで表示された要素画像群からの光は、第1方向制御レンズ12に入射する。そして、この光は、撮像装置1によって被写体からの光が要素画像光学系アレイ11を通過して撮像素子14に到達するまでの光路を逆にたどる。これによって、表示装置5は、被写体の立体像(図示せず)を再生することができる。   Here, the first direction control lens 12 is moved in a direction orthogonal to the optical axis by a first direction control lens moving means (direction changing means) (not shown), and the first direction control lens 12 is moved according to the position of the first direction control lens 12. A group of element images taken in the direction connecting the first direction control lens 12 and the principal point of the projection optical system 13 (the direction opposite to D1 ′ or D2 ′) is displayed on the display element 54. The light from the element image group displayed here is incident on the first direction control lens 12. This light then reverses the optical path from the subject to the light from the subject passing through the elemental image optical system array 11 and reaching the imaging device 14 by the imaging device 1. Thereby, the display device 5 can reproduce a stereoscopic image (not shown) of the subject.

そして、観察者が光軸方向[図15(a)の方向D1’]を中心とした所定の角度範囲R1(視域)内の方向から表示装置5を見た際には、第1方向制御レンズ12の主点が光軸上にあるときに表示された要素画像群によって示される立体像を観察する。また、観察者が方向D2’[図15(b)参照]を中心とした所定の角度範囲R2(視域)内の方向から表示装置5を見た際には、第1方向制御レンズ12の主点が光軸より左側にあるときに表示された要素画像群によって示される立体像を観察する。このように、本発明の表示装置5によれば、複数の方向を中心とした所定の角度範囲内の方向に対して立体像を表示することができ、1つの方向を中心とした所定の角度範囲内の方向に対してのみ立体像を表示する従来のIP方式の表示装置に比べて、広い範囲の被写体の情報を広い範囲に対して表示することができる。   When the observer views the display device 5 from a direction within a predetermined angular range R1 (viewing zone) centered on the optical axis direction [direction D1 ′ in FIG. 15A], the first direction control is performed. A stereoscopic image indicated by the group of element images displayed when the principal point of the lens 12 is on the optical axis is observed. When the observer views the display device 5 from a direction within a predetermined angle range R2 (viewing zone) with the direction D2 ′ [see FIG. 15B] as the center, the first direction control lens 12 A stereoscopic image indicated by the group of element images displayed when the principal point is on the left side of the optical axis is observed. Thus, according to the display device 5 of the present invention, a stereoscopic image can be displayed with respect to a direction within a predetermined angle range centered on a plurality of directions, and a predetermined angle centered on one direction. Compared with a conventional IP display device that displays a stereoscopic image only in a direction within the range, information on a wide range of subjects can be displayed over a wide range.

なお、表示装置5の第1方向制御レンズ12は、3つ以上の異なる位置に、図示しない第1方向制御レンズ移動手段によって移動されることとしてもよい。これによって、3方向以上の所定の角度範囲に立体像を表示することができる。更に、第1方向制御レンズ12は、第1方向制御レンズ移動手段によって、投影光学系13の主点と、当該第1方向制御レンズ12の主点とを通る直線の向きが一致しない位置に移動されればよい。   The first direction control lens 12 of the display device 5 may be moved to three or more different positions by a first direction control lens moving unit (not shown). Thereby, a three-dimensional image can be displayed in a predetermined angle range of three or more directions. Further, the first direction control lens 12 is moved by the first direction control lens moving means to a position where the direction of the straight line passing through the principal point of the projection optical system 13 and the principal point of the first direction control lens 12 does not match. It only has to be done.

同様に、撮像装置1’、1A〜1D(図2〜図6参照)の撮像素子14、14A、14Ca、14Cbに代えて表示素子(図示せず)を備える表示装置(図示せず)に、撮像装置1’、1A〜1D(図2〜図6参照)によって撮像された要素画像群、あるいは、計算機(図示せず)によって生成された要素画像群を入力することでも、当該要素画像群によって示される立体像(図示せず)を、複数の方向に対して表示することができる。   Similarly, a display device (not shown) provided with a display element (not shown) instead of the imaging elements 14, 14A, 14Ca, 14Cb of the imaging devices 1 ′, 1A to 1D (see FIGS. 2 to 6), By inputting an element image group captured by the imaging devices 1 ′, 1A to 1D (see FIGS. 2 to 6) or an element image group generated by a computer (not shown), the element image group The displayed stereoscopic image (not shown) can be displayed in a plurality of directions.

[表示装置の構成(第二の実施の形態)]
次に、図16を参照して、本発明の第二の実施の形態である表示装置5Eの構成について説明する。図16は、本発明の第二の実施の形態である表示装置の構成を示した模式図、(a)は、表示装置の構成を示した模式図、(b)は、他の方向に立体像を表示するときの表示装置の構成を示した模式図である。なお、ここでは、開口16Ea、16Ebを通る光の光路を模式的に図示した。
[Configuration of Display Device (Second Embodiment)]
Next, with reference to FIG. 16, the structure of the display apparatus 5E which is 2nd embodiment of this invention is demonstrated. FIG. 16 is a schematic diagram showing the configuration of the display device according to the second embodiment of the present invention, (a) is a schematic diagram showing the configuration of the display device, and (b) is a three-dimensional view in the other direction. It is the schematic diagram which showed the structure of the display apparatus when displaying an image. Here, the optical path of light passing through the openings 16Ea and 16Eb is schematically illustrated.

表示装置(立体像表示装置)5Eは、撮像装置1E(図7参照)によって撮像された要素画像群、あるいは、計算機(図示せず)によって生成された要素画像群によって示される立体像(図示せず)を再生するものである。表示装置5Eは、撮像装置1Eの撮像素子14Eに代えて表示素子54Eを備えることとした。表示装置5E内の表示素子54Eは図15に示した表示装置5の表示素子54と同一であり、また、表示装置5E内の表示素子54E以外の構成は図7に示したものと同一であるので、説明を省略する。   The display device (stereoscopic image display device) 5E is a three-dimensional image (not shown) indicated by an element image group captured by the imaging device 1E (see FIG. 7) or an element image group generated by a computer (not shown). )). The display device 5E includes a display element 54E instead of the image sensor 14E of the imaging device 1E. The display element 54E in the display device 5E is the same as the display element 54 of the display device 5 shown in FIG. 15, and the configuration other than the display element 54E in the display device 5E is the same as that shown in FIG. Therefore, explanation is omitted.

ここで、開口16Ea、16Ebは交互に開口され、どちらの開口(16Ea又は16Eb)が開いているかに応じて、このときの第1方向制御レンズ12Dと開いている開口(16Ea又は16Eb)とを結ぶ方向(D1’又はD2’の逆方向)を撮影した要素画像群が表示素子54Eに表示される。   Here, the openings 16Ea and 16Eb are alternately opened. Depending on which opening (16Ea or 16Eb) is open, the first direction control lens 12D at this time and the opening (16Ea or 16Eb) are opened. A group of element images obtained by photographing the connecting direction (the reverse direction of D1 ′ or D2 ′) is displayed on the display element 54E.

そして、観察者が光軸方向[図16(a)の方向D1’]を中心とした所定の角度範囲(視域)内の方向から表示装置5Eを見た際には、開口16Eaが開いているときに表示された要素画像群によって示される立体像を観察する。また、観察者が方向D2’[図16(b)]を中心とした所定の角度範囲(視域)内の方向から表示装置5Eを見た際には、開口16Ebが開いているときに表示された要素画像群によって示される立体像を観察する。このように、本発明の表示装置5Eによれば、複数の方向を中心とした所定の角度範囲内の方向に対して立体像を表示することができ、従来のIP方式の表示装置に比べて、広い範囲の被写体の情報を広い範囲に対して表示することができる。   When the observer views the display device 5E from a direction within a predetermined angular range (viewing zone) centered on the optical axis direction [direction D1 ′ in FIG. 16A], the opening 16Ea is opened. A three-dimensional image indicated by the element image group displayed when the user is on is observed. Further, when the observer views the display device 5E from a direction within a predetermined angular range (viewing zone) centered on the direction D2 ′ [FIG. 16B], the display is made when the opening 16Eb is open. A stereoscopic image indicated by the grouped element images is observed. As described above, according to the display device 5E of the present invention, a stereoscopic image can be displayed in a direction within a predetermined angle range centered on a plurality of directions, compared to a conventional IP display device. Information on a wide range of subjects can be displayed over a wide range.

なお、表示装置5Eの遮光手段16Eは、3つ以上の異なる位置に開口(図示せず)を有することとしてもよい。更に、遮光手段16Eの開口(図示せず)は、当該開口の中心と、第1方向制御レンズ12Dの主点とを通る直線の向きが一致しない位置に設けられればよい。   The light shielding means 16E of the display device 5E may have openings (not shown) at three or more different positions. Furthermore, the opening (not shown) of the light shielding means 16E may be provided at a position where the direction of the straight line passing through the center of the opening and the principal point of the first direction control lens 12D does not coincide.

同様に、撮像装置1F、1F’、1F”(図8〜図10参照)の撮像素子14Fに代えて表示素子(図示せず)を備える表示装置(図示せず)に、撮像装置1F、1F’、1F”(図8〜図10参照)によって撮像された要素画像群、あるいは、計算機(図示せず)によって生成された要素画像群を入力することでも、当該要素画像群によって示される立体像(図示せず)を、複数の方向に対して表示することができる。   Similarly, the imaging device 1F, 1F is replaced with a display device (not shown) provided with a display element (not shown) instead of the imaging device 14F of the imaging device 1F, 1F ′, 1F ″ (see FIGS. 8 to 10). By inputting an element image group captured by '1F "(see FIGS. 8 to 10) or an element image group generated by a computer (not shown), a stereoscopic image shown by the element image group is input. (Not shown) can be displayed for multiple directions.

[表示装置の構成(第三の実施の形態)]
次に、図17を参照して、本発明の第三の実施の形態である表示装置5Gの構成について説明する。図17は、本発明の第三の実施の形態である表示装置の構成を示した模式図である。なお、ここでは、投影光学系13Ga、13Gbの主点と、要素画像光学系アレイ11Ga、11Gbの要素画像光学系111Ga、111Gbの主点とを通る光の光路を模式的に図示した。
[Configuration of Display Device (Third Embodiment)]
Next, with reference to FIG. 17, the structure of the display apparatus 5G which is 3rd embodiment of this invention is demonstrated. FIG. 17 is a schematic diagram showing a configuration of a display device according to the third embodiment of the present invention. Here, the optical path of light passing through the principal points of the projection optical systems 13Ga and 13Gb and the principal points of the element image optical systems 111Ga and 111Gb of the element image optical system arrays 11Ga and 11Gb is schematically illustrated.

表示装置(立体像表示装置)5Gは、撮像装置1G(図11参照)によって撮像された要素画像群、あるいは、計算機(図示せず)によって生成された要素画像群によって示される立体像(図示せず)を再生するものである。表示装置5Gは、ハーフミラー20Gと、第1表示系(表示系)5Gaと、第2表示系(表示系)5Gbとから構成され、撮像装置1Gの撮像素子14Ga、14Gbに代えて表示素子54Ga、54Gbを備えることとした。表示装置5G内の表示素子54Ga、54Gbは図15に示した表示装置5の表示素子54と同一であり、また、表示装置5E内の表示素子54Ga、54Gb以外の構成は図11に示したものと同一であるので、説明を省略する。ここで、ハーフミラー(光統合手段)20Gは、第1表示系5Gaからの光の一部を反射して残りを透過するとともに、第2表示系5Gbからの光の一部を反射して残りを透過する。そして、第1表示系5Gaの反射光と、第2表示系5Gbの透過光とが観察者(図示せず)の方向に出射する。   The display device (stereoscopic image display device) 5G is a stereoscopic image (not shown) indicated by an element image group captured by the imaging device 1G (see FIG. 11) or an element image group generated by a computer (not shown). )). The display device 5G includes a half mirror 20G, a first display system (display system) 5Ga, and a second display system (display system) 5Gb. The display device 54Ga replaces the image pickup devices 14Ga and 14Gb of the image pickup device 1G. 54 Gb. The display elements 54Ga and 54Gb in the display device 5G are the same as the display elements 54 in the display device 5 shown in FIG. 15, and the configuration other than the display elements 54Ga and 54Gb in the display device 5E is that shown in FIG. Since this is the same, the description thereof is omitted. Here, the half mirror (light integrating means) 20G reflects a part of the light from the first display system 5Ga and transmits the rest, and reflects a part of the light from the second display system 5Gb to remain. Transparent. Then, the reflected light of the first display system 5Ga and the transmitted light of the second display system 5Gb are emitted in the direction of the observer (not shown).

そして、観察者が点P1周辺の位置から表示装置5Gを見た際には、第1表示系5Gaによって示される立体像を観察する。また、観察者が点P2周辺の位置から表示装置5Gを見た際には、第2表示系5Gbによって示される立体像を観察する。このように、本発明の表示装置5Gによれば、複数の位置から観察できる立体像を表示することができ、従来のIP方式の表示装置に比べて、広い範囲の被写体の情報を広い範囲に対して表示することができる。   When the observer views the display device 5G from a position around the point P1, the stereoscopic image indicated by the first display system 5Ga is observed. Further, when the observer views the display device 5G from a position around the point P2, the stereoscopic image indicated by the second display system 5Gb is observed. As described above, according to the display device 5G of the present invention, a stereoscopic image that can be observed from a plurality of positions can be displayed, and information on a wide range of subjects can be displayed in a wide range compared to a conventional IP display device. Can be displayed.

同様に、撮像装置1Gの第1撮像系1Gaを第1撮像系1Ia、1Jaとした撮像装置(図示せず)や、第2撮像系1Gbを第2撮像系1Hbとした撮像装置(図示せず)の撮像素子14Ga、14Hbに代えて表示素子(図示せず)を備える表示装置(図示せず)に、これらの撮像装置によって撮像された要素画像群、あるいは、計算機(図示せず)によって生成された要素画像群を入力することでも、当該要素画像群によって示される立体像(図示せず)を、複数の位置に対して表示することができる。   Similarly, an imaging device (not shown) in which the first imaging system 1Ga of the imaging device 1G is the first imaging system 1Ia, 1Ja, or an imaging device (not shown) in which the second imaging system 1Gb is the second imaging system 1Hb. ) Generated by a group of element images captured by these imaging devices or a computer (not shown) on a display device (not shown) provided with a display element (not shown) instead of the imaging devices 14Ga and 14Hb. By inputting the grouped element image group, a three-dimensional image (not shown) indicated by the element image group can be displayed at a plurality of positions.

[表示装置の構成(第四の実施の形態)]
次に、図18を参照して、本発明の第四の実施の形態である表示装置5Kの構成について説明する。図18は、本発明の第四の実施の形態である表示装置の構成を示した模式図、(a)は、表示装置の構成を示した模式図、(b)は、他の方向に立体像を表示するときの表示装置の構成を示した模式図である。なお、ここでは、開口16Ea、16Ebから出射する光の光路を模式的に図示した。
[Configuration of Display Device (Fourth Embodiment)]
Next, the configuration of a display device 5K according to the fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 18 is a schematic diagram illustrating the configuration of a display device according to a fourth embodiment of the present invention, (a) is a schematic diagram illustrating the configuration of the display device, and (b) is a three-dimensional view in another direction. It is the schematic diagram which showed the structure of the display apparatus when displaying an image. Here, the optical path of the light emitted from the openings 16Ea and 16Eb is schematically illustrated.

表示装置(立体像表示装置)5Kは、撮像装置1E(図7参照)によって撮像された要素画像群、あるいは、計算機(図示せず)によって生成された要素画像群によって示される立体像(図示せず)を再生するものである。表示装置5Kは、表示装置5E(図16参照)の第2方向制御レンズ15Eと、第3方向制御レンズ18Eと、投影光学系13Eとを備えず、表示素子54Eに代えて表示素子54Kを備え、更に、バックライト61Kを備えることとした。表示装置5K内の要素画像光学系アレイ11、第1方向制御レンズ12D及び遮光手段16Eは図16に示したものと同一であるので、同一の符号を付して説明を省略する。   The display device (stereoscopic image display device) 5K is a three-dimensional image (not shown) represented by an element image group captured by the imaging device 1E (see FIG. 7) or an element image group generated by a computer (not shown). )). The display device 5K does not include the second direction control lens 15E, the third direction control lens 18E, and the projection optical system 13E of the display device 5E (see FIG. 16), and includes a display element 54K instead of the display element 54E. Furthermore, a backlight 61K is provided. The element image optical system array 11, the first direction control lens 12D, and the light shielding means 16E in the display device 5K are the same as those shown in FIG.

表示素子(表示手段)54Kは、外部から入力された要素画像群を表示するものである。ここで、この表示素子54Kは、第1方向制御レンズ12Dの前側(観察者側)に隣接して設けられ、当該第1方向制御レンズ12Dからの光が透過することで、表示された要素画像群の光を出射する。   The display element (display means) 54K displays an element image group input from the outside. Here, the display element 54K is provided adjacent to the front side (observer side) of the first direction control lens 12D, and the element image displayed by transmitting light from the first direction control lens 12D is transmitted. A group of light is emitted.

バックライト61Kは、表示素子54Kの光源である。このバックライト61Kは、遮光手段16Eの背面に隣接して設けられ、開いている開口(16Ea又は16Eb)を通過する光以外のバックライト61Kからの光は、遮光手段16Eによって遮光される。そのため、このバックライト61Kと、開口16Ea、16Ebを有する遮光手段16Eとによって、開口16Ea、16Ebの位置に点光源を設置した場合と同じ状態となる。そして、第1方向制御レンズ12Dは、遮光手段16Eから光軸方向に当該第1方向制御レンズ12Dの焦点距離だけ隔てた位置に設置されているため、開口16Eaを通過した光は、第1方向制御レンズ12Dによって光軸に平行な光に変換され、開口16Ebを通過した光は方向D2’と逆向きの平行光に変換される。   The backlight 61K is a light source of the display element 54K. The backlight 61K is provided adjacent to the back surface of the light shielding means 16E, and light from the backlight 61K other than the light passing through the open opening (16Ea or 16Eb) is shielded by the light shielding means 16E. Therefore, the backlight 61K and the light shielding means 16E having the openings 16Ea and 16Eb are in the same state as when a point light source is installed at the positions of the openings 16Ea and 16Eb. Since the first direction control lens 12D is installed at a position separated from the light shielding means 16E by the focal length of the first direction control lens 12D in the optical axis direction, the light passing through the opening 16Ea is in the first direction. The light is converted into light parallel to the optical axis by the control lens 12D, and the light passing through the opening 16Eb is converted into parallel light in the direction opposite to the direction D2 ′.

ここで、開口16Ea、16Ebは交互に開口され、どちらの開口(16Ea又は16Eb)が開いているかに応じて、このときの第1方向制御レンズ12Dの主点と開いている開口(16Ea又は16Eb)とを結ぶ方向(D1’又はD2’の逆方向)を撮影した要素画像群が表示素子54Kに表示される。   Here, the openings 16Ea and 16Eb are alternately opened, and depending on which opening (16Ea or 16Eb) is open, the principal point of the first direction control lens 12D and the opening (16Ea or 16Eb) at this time ) Are displayed on the display element 54K.

そして、観察者が光軸方向[図18(a)の方向D1’]を中心とした所定の角度範囲(視域)内の方向から表示装置5Kを見た際には、開口16Eaが開いているときに表示された要素画像群によって示される立体像を観察する。また、観察者が方向D2’[図18(b)]を中心とした所定の角度範囲(視域)内の方向から表示装置5Kを見た際には、開口16Ebが開いているときに表示された要素画像群によって示される立体像を観察する。このように、本発明の表示装置5Kによれば、複数の方向を中心とした所定の角度範囲内の方向に対して立体像を表示することができ、従来のIP方式の表示装置に比べて、広い範囲の被写体の情報を広い範囲に対して表示することができる。   When the observer views the display device 5K from a direction within a predetermined angular range (viewing zone) centered on the optical axis direction [direction D1 ′ in FIG. 18A], the opening 16Ea opens. A three-dimensional image indicated by the element image group displayed when the user is on is observed. Further, when the observer views the display device 5K from a direction within a predetermined angle range (viewing zone) centered on the direction D2 ′ [FIG. 18B], the display is made when the opening 16Eb is open. A stereoscopic image indicated by the grouped element images is observed. Thus, according to the display device 5K of the present invention, a stereoscopic image can be displayed in a direction within a predetermined angle range centered on a plurality of directions, compared to a conventional IP display device. Information on a wide range of subjects can be displayed over a wide range.

なお、バックライト61Kと遮光手段16Eを設置する代わりに、開口16Ea、16Ebの位置に交互に点灯する点光源(図示せず)を設置することとしてもよい。また、表示装置5Kの遮光手段16Eは、3つ以上の異なる位置に開口(図示せず)を有することとしてもよい。更に、遮光手段16Eの開口(図示せず)は、当該開口の中心と、第1方向制御レンズ12Dの主点とを通る直線の向きが一致しない位置に設けられればよい。   Instead of installing the backlight 61K and the light shielding means 16E, a point light source (not shown) that alternately turns on may be installed at the positions of the openings 16Ea and 16Eb. Further, the light shielding means 16E of the display device 5K may have openings (not shown) at three or more different positions. Furthermore, the opening (not shown) of the light shielding means 16E may be provided at a position where the direction of the straight line passing through the center of the opening and the principal point of the first direction control lens 12D does not coincide.

また、図19(a)に示すように、表示装置5K’の第1方向制御レンズ(第1の方向制御レンズ系)12D’が、遮光手段16Eから光軸方向に当該第1方向制御レンズ12D’の焦点距離より離れた位置に設置されることとしてもよい。図19は、本発明の第四の実施の形態の表示装置の変形例の構成を示した模式図、(a)は、表示装置の構成を示した模式図、(b)は、他の点を中心とした所定の範囲に立体像を表示するときの表示装置の構成を示した模式図である。   Further, as shown in FIG. 19A, the first direction control lens (first direction control lens system) 12D ′ of the display device 5K ′ is connected to the first direction control lens 12D from the light shielding means 16E in the optical axis direction. It may be installed at a position farther than the focal length of '. FIG. 19 is a schematic diagram showing the configuration of a modification of the display device according to the fourth embodiment of the present invention, (a) is a schematic diagram showing the configuration of the display device, and (b) is another point. It is the schematic diagram which showed the structure of the display apparatus when displaying a three-dimensional image in the predetermined range centering on.

そして、図19(a)に示すように、開口16Eaが開いていて、開口16Ebが閉じている場合には、第1方向制御レンズ12D’は、開口16Eaからの光を、当該第1方向制御レンズ12D’に対して、開口16Eaの中心と共役の位置にある点P1に収束する。そして、この光は表示素子54Kに入射し、この表示素子54Kから、点P1に収束する方向に要素画像群の光が出射する。そのため、表示装置5K’は、要素画像光学系アレイ11によって、点P1の周辺の観察者に対して立体像を表示することができる。   As shown in FIG. 19A, when the opening 16Ea is open and the opening 16Eb is closed, the first direction control lens 12D ′ converts the light from the opening 16Ea into the first direction control. With respect to the lens 12D ′, the light converges to a point P1 located at a conjugate position with the center of the opening 16Ea. Then, this light is incident on the display element 54K, and the light of the element image group is emitted from the display element 54K in the direction of convergence at the point P1. Therefore, the display device 5 </ b> K ′ can display a stereoscopic image to an observer around the point P <b> 1 by the element image optical system array 11.

また、図19(b)に示すように、開口16Eaが閉じていて、開口16Ebが開いている場合には、第1方向制御レンズ12D’は、開口16Ebからの光を、当該第1方向制御レンズ12D’に対して、開口16Ebの中心と共役の位置にある点P2に収束する。そして、この光は表示素子54Kに入射し、この表示素子54Kから、点P1に収束する方向に要素画像群の光が出射する。そのため、表示装置5K’は、要素画像光学系アレイ11によって、点P2の周辺の観察者に対して立体像を表示することができる。このように、表示装置5K’は、複数の点P1、P2を中心とした所定の範囲に対して立体像を表示することができる。   As shown in FIG. 19B, when the opening 16Ea is closed and the opening 16Eb is open, the first direction control lens 12D ′ uses the first direction control lens 12Eb for the light from the opening 16Eb. With respect to the lens 12D ′, the light converges to a point P2 at a position conjugate with the center of the opening 16Eb. Then, this light is incident on the display element 54K, and the light of the element image group is emitted from the display element 54K in the direction of convergence at the point P1. Therefore, the display device 5 </ b> K ′ can display a stereoscopic image to the observer around the point P <b> 2 by the element image optical system array 11. In this way, the display device 5K ′ can display a stereoscopic image over a predetermined range centered on the plurality of points P1 and P2.

[表示装置の構成(第四の実施の形態の変形例)]
次に、図20を参照して、本発明の第四の実施の形態である表示装置5Lの他の変形例の構成について説明する。図20は、本発明の第四の実施の形態である表示装置の他の変形例の構成を示した模式図である。なお、ここでは、開口16Laから出射する光の光路を模式的に図示した。
[Configuration of Display Device (Modification of Fourth Embodiment)]
Next, with reference to FIG. 20, the structure of another modification of the display device 5L according to the fourth embodiment of the present invention will be described. FIG. 20 is a schematic diagram showing the configuration of another modification of the display device according to the fourth embodiment of the present invention. Here, the optical path of the light emitted from the opening 16La is schematically illustrated.

表示装置(立体像表示装置)5Lは、撮像装置1(図1参照)によって撮像された要素画像群、あるいは、計算機(図示せず)によって生成された要素画像群によって示される立体像(図示せず)を再生するものである。表示装置5Lは、表示装置5Kの第1方向制御レンズ12Dに代えて第1方向制御レンズ12Lを、遮光手段16Eに代えて遮光手段16Lを備えることとした。表示装置5L内の第1方向制御レンズ12L及び遮光手段16L以外の構成は図18に示したものと同一であるので、同一の符号を付して説明を省略する。   The display device (stereoscopic image display device) 5L is a stereoscopic image (not shown) represented by an element image group captured by the imaging device 1 (see FIG. 1) or an element image group generated by a computer (not shown). )). The display device 5L includes the first direction control lens 12L instead of the first direction control lens 12D of the display device 5K, and the light shielding unit 16L instead of the light shielding unit 16E. Since the configuration other than the first direction control lens 12L and the light shielding unit 16L in the display device 5L is the same as that shown in FIG. 18, the same reference numerals are given and description thereof is omitted.

第1方向制御レンズ(第1の方向制御レンズ系)12Lは、バックライト61Kから出射し、後記する遮光手段16Lの開口16Laを通過した光の出射方向を制御するものである。ここでは、第1方向制御レンズ12Lから、当該第1方向制御レンズ12Lの焦点距離だけ光軸方向に離れた位置に遮光手段16Lを設置し、第1方向制御レンズ12Lが、開口16Laから出射した光を平行光に変換することとした。そして、第1方向制御レンズ12Lは、図示しない第1方向制御レンズ移動手段(方向変更手段)によって、当該第1方向制御レンズ12Lの光軸に直交する方向に所定の幅だけ移動する。   The first direction control lens (first direction control lens system) 12L controls the emission direction of light emitted from the backlight 61K and passed through an opening 16La of a light shielding unit 16L described later. Here, the light shielding means 16L is installed from the first direction control lens 12L at a position separated in the optical axis direction by the focal length of the first direction control lens 12L, and the first direction control lens 12L exits from the opening 16La. It was decided to convert light into parallel light. The first direction control lens 12L is moved by a predetermined width in a direction orthogonal to the optical axis of the first direction control lens 12L by a first direction control lens moving unit (direction changing unit) (not shown).

遮光手段16Lは、開口16Laを有し、開口16Laを通過する光以外のバックライト61Kからの光を遮光するものである。そのため、このバックライト61Kと開口16Laを有する遮光手段16Lによって、開口16Laの位置に点光源を設置した場合と同じ状態となる。   The light shielding means 16L has an opening 16La, and shields light from the backlight 61K other than light passing through the opening 16La. Therefore, the light shielding unit 16L having the backlight 61K and the opening 16La is in the same state as when a point light source is installed at the position of the opening 16La.

ここで、図20(a)に示すように、開口16Laが第1方向制御レンズ12Lの光軸上にあるときには、第1方向制御レンズ12Lは、開口16Laを通過した光を光軸に平行な光に変換する。また、図示しない第1方向制御レンズ移動手段によって、第1方向制御レンズ12Lが、当該第1方向制御レンズ12Lの光軸に直交する方向に所定の幅だけ移動させられ、開口16Laが、第1方向制御レンズ12Lの主点と当該第1方向制御レンズ12Lの光軸上にある要素画像光学系111の右隣の要素画像光学系111の主点とを通る直線(方向D2’の直線)上にあるときには、第1方向制御レンズ12Lは、開口16Laを通過した光をこの直線に平行な光(方向D2’と逆向きの平行光)に変換する。   Here, as shown in FIG. 20A, when the opening 16La is on the optical axis of the first direction control lens 12L, the first direction control lens 12L causes the light passing through the opening 16La to be parallel to the optical axis. Convert to light. Further, the first direction control lens moving means (not shown) moves the first direction control lens 12L by a predetermined width in the direction orthogonal to the optical axis of the first direction control lens 12L, and the opening 16La is the first direction control lens 12L. On a straight line (straight line in the direction D2 ′) passing through the principal point of the direction control lens 12L and the principal point of the element image optical system 111 on the right side of the element image optical system 111 on the optical axis of the first direction control lens 12L The first direction control lens 12L converts the light that has passed through the opening 16La into light parallel to the straight line (parallel light opposite to the direction D2 ′).

そして、第1方向制御レンズ12Lの位置に応じて、第1方向制御レンズ12Lの主点と開口16Laとを結ぶ方向(D1’又はD2’の逆方向)を撮影した要素画像群が表示素子54Kに表示される。そのため、観察者が光軸方向[図20(a)の方向D1’]を中心とした所定の角度範囲(視域)内の方向から表示装置5Lを見た際には、開口16Laが第1方向制御レンズ12Lの光軸上にあるときに表示された要素画像群によって示される立体像を観察する。また、観察者が方向D2’[図20(b)参照]を中心とした所定の角度範囲(視域)内の方向から表示装置5Lを見た際には、開口16Laが第1方向制御レンズ12Lの主点を通る方向D2’の直線上にあるときに表示された要素画像群によって示される立体像を観察する。このように、本発明の表示装置5Lによれば、複数の方向を中心とした所定の角度範囲内の方向に対して立体像を表示することができ、従来のIP方式の表示装置に比べて、広い範囲の被写体の情報を広い範囲に対して表示することができる。   Then, an element image group obtained by photographing the direction connecting the principal point of the first direction control lens 12L and the opening 16La (the direction opposite to D1 ′ or D2 ′) according to the position of the first direction control lens 12L is a display element 54K. Is displayed. Therefore, when the observer views the display device 5L from a direction within a predetermined angular range (viewing zone) centered on the optical axis direction [direction D1 ′ in FIG. 20A], the opening 16La is the first. A stereoscopic image indicated by the group of element images displayed when the lens is on the optical axis of the direction control lens 12L is observed. When the observer views the display device 5L from a direction within a predetermined angle range (viewing zone) centered on the direction D2 ′ [see FIG. 20B], the opening 16La is the first direction control lens. A three-dimensional image indicated by the group of element images displayed when it is on a straight line in the direction D2 ′ passing through the principal point of 12L is observed. Thus, according to the display device 5L of the present invention, a stereoscopic image can be displayed in a direction within a predetermined angle range centered on a plurality of directions, compared to a conventional IP display device. Information on a wide range of subjects can be displayed over a wide range.

なお、表示装置5Lの第1方向制御レンズ12Lは、3つ以上の異なる位置に、図示しない第1方向制御レンズ移動手段によって移動されることとしてもよい。更に、第1方向制御レンズ12Lは、第1方向制御レンズ移動手段によって、開口16Laの中心と、当該第1方向制御レンズ12Lの主点とを通る直線の向きが一致しない位置に移動されればよい。   The first direction control lens 12L of the display device 5L may be moved to three or more different positions by a first direction control lens moving unit (not shown). Furthermore, if the first direction control lens 12L is moved by the first direction control lens moving means to a position where the direction of the straight line passing through the center of the opening 16La and the principal point of the first direction control lens 12L does not coincide. Good.

また、バックライト61Kと開口16Laを有する遮光手段16Lの代わりに点光源(図示せず)を設置することとしてもよい。また、このとき、表示装置5Lは、第1方向制御レンズ12Lの光軸に直交する方向に所定の幅だけ移動させる第1方向制御レンズ移動手段(方向変更手段)の代わりに、当該点光源を第1方向制御レンズ12Lの光軸に直交する方向に所定の幅だけ移動させる図示しない点光源移動手段(方向変更手段)を備えることとしてもよい。   A point light source (not shown) may be installed instead of the light shielding means 16L having the backlight 61K and the opening 16La. At this time, the display device 5L uses the point light source instead of the first direction control lens moving unit (direction changing unit) that moves the predetermined direction in the direction orthogonal to the optical axis of the first direction control lens 12L. Point light source moving means (direction changing means) (not shown) that moves the first direction control lens 12L by a predetermined width in a direction orthogonal to the optical axis of the first direction control lens 12L may be provided.

[表示装置の構成(第一〜四の実施の形態の変形例)]
更に、各々の撮像装置1、1’、1A〜1G(図1〜図11参照)の撮像素子14、14A、14Ca、14Cb、14E、14F、14Ga、14Gbを、要素画像群を表示する表示素子とした表示装置(図示せず)において、対応する撮像装置1、1’、1A〜1Gによって撮像された、あるいは、計算機(図示せず)によって生成された要素画像群に、各々の要素画像の周縁部をマスクした(情報を表示しない、あるいは、黒い領域とする)要素画像群を表示素子に表示することとしてもよい。
[Configuration of Display Device (Modification of First to Fourth Embodiments)]
Further, the image pickup devices 14, 14A, 14Ca, 14Cb, 14E, 14F, 14Ga, and 14Gb of each of the image pickup apparatuses 1, 1 ′, 1A to 1G (see FIGS. 1 to 11) are displayed on the display elements. In a display device (not shown), each element image is captured in an element image group captured by a corresponding imaging device 1, 1 ′, 1A to 1G or generated by a computer (not shown). A group of element images in which the peripheral edge is masked (information is not displayed or a black area is used) may be displayed on the display element.

ここで、図21及び図22を参照して、表示装置5Mに、マスク処理を施した要素画像群を表示する場合について説明する。図21は、本発明の第五の実施の形態である撮像装置の撮像素子を表示素子とした表示装置の変形例の構成を示した模式図である。図22は、第1方向制御レンズ上の要素画像群からの光の光路とマスク処理を説明するための説明図、(a)は、マスク処理を施さない要素画像群からの光の光路を示した模式図、(b)は、マスク処理を施した要素画像群からの光の光路を示した模式図、(c)は、マスク処理を施した要素画像群の例を示した模式図、(d)は、マスク処理を施した要素画像群の他の例を示した模式図である。なお、ここでは、表示装置5Mに適用した場合を例に挙げて説明するが、本発明の他の構成の表示装置に対して同様に適用した場合においても、同様の作用が得られる。   Here, with reference to FIG. 21 and FIG. 22, a case will be described in which an element image group subjected to mask processing is displayed on the display device 5M. FIG. 21 is a schematic diagram illustrating a configuration of a modification example of the display device in which the imaging element of the imaging device according to the fifth embodiment of the present invention is used as a display element. FIG. 22 is an explanatory diagram for explaining the light path from the element image group on the first direction control lens and the mask process, and (a) shows the light path from the element image group to which the mask process is not performed. (B) is a schematic diagram showing an optical path of light from an element image group subjected to mask processing, (c) is a schematic diagram showing an example of an element image group subjected to mask processing, d) is a schematic diagram showing another example of an element image group subjected to mask processing. Here, a case where the present invention is applied to the display device 5M will be described as an example, but the same effect can be obtained even when the present invention is similarly applied to a display device having another configuration of the present invention.

表示装置(立体像表示装置)5Mは、要素画像群によって示される立体像(図示せず)を再生するものである。表示装置5Mは、撮像装置1D(図6参照)の撮像素子14Ca、14Cbに代えて表示素子54Ca、54Cbを、第1方向制御レンズ12Dに代えて第1方向制御レンズ12D’を備えることとした。表示装置5M内の表示素子54Ca、54Cbは図15に示した表示装置5の表示素子54と同一であり、また、表示装置5E内の第1方向制御レンズ12D’は、図9に示した撮像装置1F’の第1方向制御レンズ12D’と同一であるので、説明を省略する。なお、ここでは、表示装置5Mの要素画像光学系アレイ11が、水平方向に9つの要素画像光学系111a〜111iから構成されることとした。   The display device (stereoscopic image display device) 5M reproduces a stereoscopic image (not shown) indicated by the element image group. The display device 5M includes display elements 54Ca and 54Cb instead of the imaging elements 14Ca and 14Cb of the imaging device 1D (see FIG. 6), and a first direction control lens 12D ′ instead of the first direction control lens 12D. . The display elements 54Ca and 54Cb in the display device 5M are the same as the display elements 54 in the display device 5 shown in FIG. 15, and the first direction control lens 12D ′ in the display device 5E has the imaging function shown in FIG. Since it is the same as the first direction control lens 12D ′ of the apparatus 1F ′, the description thereof is omitted. Here, the element image optical system array 11 of the display device 5M is configured by nine element image optical systems 111a to 111i in the horizontal direction.

ここで表示される要素画像群は、当該表示装置5Mの表示素子54Ca、54Cbを撮像素子14Ca、14Cb(図6参照)に代えた撮像装置(図示せず)によって撮像された要素画像群、あるいは、計算機(図示せず)によって生成されたものである。なお、被写体(図示せず)の空間的な位置情報が既知であれば、撮像装置1、1A〜1G(図1〜図11参照)や、図23(a)に示すような従来の撮像装置100における光路を被写体から逆にさかのぼることで、計算機によって被写体の要素画像群を生成することが可能である   The element image group displayed here is an element image group imaged by an imaging device (not shown) in which the display elements 54Ca and 54Cb of the display device 5M are replaced with imaging elements 14Ca and 14Cb (see FIG. 6), or Generated by a computer (not shown). If the spatial position information of the subject (not shown) is known, the imaging devices 1, 1A to 1G (see FIGS. 1 to 11), and a conventional imaging device as shown in FIG. By tracing the optical path at 100 backward from the subject, a group of element images of the subject can be generated by a computer.

そして、表示装置5Mは、表示素子54Caに表示された要素画像群によって示される立体像を点P1の周辺の観察者に対して表示することができ、表示素子54Cbに表示された要素画像群によって示される立体像を点P2の周辺の観察者に対して表示することができる。このように、表示装置5Mは、複数の点P1、P2を中心とした所定の範囲に対して立体像を表示することができる。   The display device 5M can display a stereoscopic image indicated by the element image group displayed on the display element 54Ca to an observer around the point P1, and the element image group displayed on the display element 54Cb. The displayed stereoscopic image can be displayed to an observer around the point P2. In this way, the display device 5M can display a stereoscopic image over a predetermined range centered on the plurality of points P1 and P2.

ここで、例えば、表示素子54Caに表示された要素画像群は、フィールドレンズ17Daと投影光学系13Daとの間に結像した後に、第1方向制御レンズ12D’上に結像される。そして、表示素子54Ca上のある点P5からの光は、第1方向制御レンズ12D’上において1点に収束された後に角度R3の範囲で拡散して要素画像光学系アレイ11に入射する。   Here, for example, the element image group displayed on the display element 54Ca is imaged between the field lens 17Da and the projection optical system 13Da, and then imaged on the first direction control lens 12D '. Then, light from a certain point P5 on the display element 54Ca is converged to one point on the first direction control lens 12D ', and then diffused within the range of the angle R3 and enters the elemental image optical system array 11.

ここで、図22(a)を参照して、マスク処理が施されていない要素画像群を表示素子54Ca(図21参照)に表示した場合について説明する。ここで、図22(a)において斜線で示した領域は、第1方向制御レンズ12D’(図21参照)上に結像した要素画像g〜gを模式的に示している。マスク処理が施されていない要素画像群を表示素子54Ca(図21参照)に表示すると、第1方向制御レンズ12D’にこの要素画像群g(要素画像g〜g)が結像し、結像した要素画像群gからの光が要素画像光学系アレイ11に入射する。例えば、要素画像g上の、要素画像gと隣接する画素p1からの光は、第1方向制御レンズ12D’を通過した後に角度R3で拡散するため、当該要素画像gに対応する要素画像光学系111eと、隣接する要素画像光学系111fとに入射する。このように、各々の要素画像g〜gの境界付近(周縁部)の画素からの光は、対応する要素画像光学系111a〜111iに隣接する要素画像光学系111a〜111iにも入射し、立体像を生成する際の妨害となる。 Here, with reference to FIG. 22A, a case where an element image group that has not been subjected to mask processing is displayed on the display element 54Ca (see FIG. 21) will be described. Here, the hatched area in FIG. 22A schematically shows element images g a to g i formed on the first direction control lens 12D ′ (see FIG. 21). When an element image group that has not been subjected to mask processing is displayed on the display element 54Ca (see FIG. 21), the element image group g (element images g a to g i ) is formed on the first direction control lens 12D ′. The light from the imaged element image group g enters the element image optical system array 11. For example, on the element image g e, the light from the pixel p1 adjacent to the element image g f, to spread at an angle R3 after passing through the first directional control lens 12D ', the element corresponding to the element image g e The light enters the image optical system 111e and the adjacent element image optical system 111f. Thus, the light from the pixels in the vicinity (periphery) of the boundaries between the element images g a to g i is incident on the element image optical systems 111a to 111i adjacent to the corresponding element image optical systems 111a to 111i. This is an obstacle when generating a stereoscopic image.

そこで、隣接する要素画像光学系111a〜111iに光が入射する位置にある周縁部の画素を、予めマスクすることによって、隣接する要素画像光学系111a〜111iへの光の入射を防ぐことができる。例えば、図22(b)において、表示素子54Ca(図21参照)に各々の要素画像g’〜g’(斜線部)の境界付近の白い領域で示したマスク領域mが形成された要素画像群g’が表示されると、この要素画像群g’が第1方向制御レンズ12D’上に結像する。そして、要素画像g’上の、マスク領域mと隣接する画素p’1からの光も、第1方向制御レンズ12D’を通過した後に角度R3で拡散するが、この拡散する幅の分だけマスク領域mが形成されているため、この光は当該要素画像g’に対応する要素画像光学系111eのみに入射する。このように、各々の要素画像g’〜g’の境界付近(周縁部)をマスクすることで、各々の要素画像g’〜g’から、対応する要素画像光学系111a〜111iに隣接する要素画像光学系111a〜111iに光が入射することを回避することができる。 Therefore, by preliminarily masking the peripheral pixels at the positions where light enters the adjacent element image optical systems 111a to 111i, it is possible to prevent the light from entering the adjacent element image optical systems 111a to 111i. . For example, in FIG. 22B, the display element 54Ca (see FIG. 21) is formed with a mask area m indicated by a white area near the boundary between the element images g ′ a to g ′ i (shaded portions). When the image group g ′ is displayed, the element image group g ′ forms an image on the first direction control lens 12D ′. The element image g 'on e, even light from the pixel p'1 adjacent to the mask region m, the first direction control lens 12D' will be spread at an angle R3 after passing through the, amount corresponding width of the diffusion since the mask region m is formed, the light is incident only on the element image optical system 111e corresponding to the element image g 'e. In this way, by masking the vicinity of the boundary of each element image g 'a ~g' i (periphery), from each of the element image g 'a ~g' i, corresponding elements picture optical system 111a~111i It is possible to prevent light from entering the elemental image optical systems 111a to 111i adjacent to.

このとき、図21に示す第1方向制御レンズ12D’には、表示素子54Cbに表示された要素画像群(図示せず)も結像する。そして、この要素画像群には、表示素子54Caに表示された要素画像群g’(図22参照)とは異なる撮影方向で撮影された被写体の情報を記録できるため、この表示素子54Cbに表示された要素画像群によって、要素画像群g’のマスクされたマスク領域m(図22参照)に記録されていた情報に対応する情報を提示することが可能である。このようにすることで、表示装置5Mは、観察者が観察位置を移動しても、位置に応じて連続して被写体の立体像を表示することができる。   At this time, an element image group (not shown) displayed on the display element 54Cb is also formed on the first direction control lens 12D 'shown in FIG. In this element image group, information of a subject photographed in a photographing direction different from that of the element image group g ′ (see FIG. 22) displayed on the display element 54Ca can be recorded, and therefore displayed on the display element 54Cb. The element image group can present information corresponding to the information recorded in the masked area m (see FIG. 22) of the element image group g ′. In this way, the display device 5M can continuously display a stereoscopic image of the subject according to the position even if the observer moves the observation position.

なお、図22(c)に示すように、要素画像g’〜g’の形状は矩形であってもよく、この矩形の要素画像g’〜g’の周縁部をマスクしたマスク領域mを形成することとしてもよい。また、図22(d)に示すように、要素画像g’〜g’の形状は円形であってもよく、この円形の要素画像g’〜g’の周縁部をマスクしたマスク領域mを形成することとしてもよい。そして、このマスク処理は、要素画像群の撮像時に行うこととしてもよいし、撮像後に要素画像群に行うこととしてもよい。例えば、撮像後に、要素画像群に画像処理を施すことによってマスク領域を形成することとしてもよい。また、撮像時に、撮像装置(図示せず)の撮像素子に近接して、撮像素子の一部をマスクするマスク手段を設けることとしてもよいし、表示する際に、表示装置5Mの表示素子54Ca、54Cbに近接して、当該表示素子54Ca、54Cbの一部をマスクするマスク手段を設けることとしてもよい。 As shown in FIG. 22C, the shape of the element images g ′ a to g ′ i may be rectangular, and a mask that masks the peripheral portions of the rectangular element images g ′ a to g ′ i. The region m may be formed. Further, as shown in FIG. 22D, the shape of the element images g ′ a to g ′ i may be circular, and a mask in which the peripheral portions of the circular element images g ′ a to g ′ i are masked. The region m may be formed. Then, this masking process may be performed when the element image group is captured, or may be performed on the element image group after imaging. For example, the mask region may be formed by performing image processing on the element image group after imaging. Moreover, it is good also as providing the mask means which masks a part of image pick-up element adjacent to the image pick-up element of an image pick-up device (not shown) at the time of image pick-up, and when displaying, display element 54Ca of the display apparatus 5M , 54Cb may be provided adjacent to the display elements 54Ca, 54Cb.

本発明の第一の実施の形態である撮像装置の構成を示した模式図、(a)は、撮像装置の構成を示した模式図、(b)は、他の方向を撮像するときの撮像装置の構成を示した模式図である。1A is a schematic diagram illustrating a configuration of an imaging apparatus according to a first embodiment of the present invention, FIG. 3A is a schematic diagram illustrating a configuration of the imaging apparatus, and FIG. 3B is an imaging when imaging in another direction. It is the schematic diagram which showed the structure of the apparatus. 本発明の第一の実施の形態である撮像装置の変形例の構成を示した模式図、(a)は、撮像装置の構成を示した模式図、(b)は、他の点を中心として撮像するときの撮像装置の構成を示した模式図である。The schematic diagram which showed the structure of the modification of the imaging device which is 1st embodiment of this invention, (a) is the schematic diagram which showed the structure of the imaging device, (b) is centering on other points. It is the schematic diagram which showed the structure of the imaging device when imaging. 本発明の第二の実施の形態である撮像装置の構成を示した模式図、(a)は、撮像装置の構成を示した模式図、(b)は、他の方向を撮像するときの撮像装置の構成を示した模式図である。Schematic diagram showing the configuration of the imaging device according to the second embodiment of the present invention, (a) is a schematic diagram showing the configuration of the imaging device, (b) is an imaging when imaging in another direction It is the schematic diagram which showed the structure of the apparatus. 本発明の第三の実施の形態である撮像装置の構成を示した模式図、(a)は、撮像装置の構成を示した模式図、(b)は、他の方向を撮像するときの撮像装置の構成を示した模式図である。Schematic diagram showing the configuration of the imaging device according to the third embodiment of the present invention, (a) is a schematic diagram showing the configuration of the imaging device, (b) is an imaging when imaging in another direction It is the schematic diagram which showed the structure of the apparatus. 本発明の第四の実施の形態である撮像装置の構成を示した模式図である。It is the schematic diagram which showed the structure of the imaging device which is the 4th embodiment of this invention. 本発明の第五の実施の形態である撮像装置の構成を示した模式図である。It is the schematic diagram which showed the structure of the imaging device which is the 5th Embodiment of this invention. 本発明の第六の実施の形態である撮像装置の構成を示した模式図、(a)は、撮像装置の構成を示した模式図、(b)は、他の方向を撮像するときの撮像装置の構成を示した模式図である。Schematic diagram illustrating the configuration of the imaging apparatus according to the sixth embodiment of the present invention, (a) is a schematic diagram illustrating the configuration of the imaging apparatus, and (b) is imaging when imaging in another direction. It is the schematic diagram which showed the structure of the apparatus. 本発明の第七の実施の形態である撮像装置の構成を示した模式図である。It is the schematic diagram which showed the structure of the imaging device which is the 7th Embodiment of this invention. 本発明の第七の実施の形態である撮像装置の変形例の構成を示した模式図である。It is the schematic diagram which showed the structure of the modification of the imaging device which is the 7th Embodiment of this invention. 本発明の第七の実施の形態である撮像装置の他の変形例の構成を示した模式図である。It is the schematic diagram which showed the structure of the other modification of the imaging device which is the 7th Embodiment of this invention. 本発明の第八の実施の形態である撮像装置の構成を示した模式図である。It is the schematic diagram which showed the structure of the imaging device which is the 8th Embodiment of this invention. 本発明の第九の実施の形態である撮像装置の第2撮像系の構成を示した模式図である。It is the schematic diagram which showed the structure of the 2nd imaging system of the imaging device which is the 9th embodiment of this invention. 本発明の第八の実施の形態の第1撮像系の変形例の構成を示した模式図である。It is the schematic diagram which showed the structure of the modification of the 1st imaging system of 8th Embodiment of this invention. 本発明の第八の実施の形態の第1撮像系の他の変形例の構成を示した模式図である。It is the schematic diagram which showed the structure of the other modification of the 1st imaging system of 8th Embodiment of this invention. 本発明の第一の実施の形態である表示装置の構成を示した模式図、(a)は、表示装置の構成を示した模式図、(b)は、他の方向に立体像を表示するときの表示装置の構成を示した模式図である。The schematic diagram which showed the structure of the display apparatus which is 1st embodiment of this invention, (a) is the schematic diagram which showed the structure of the display apparatus, (b) displays a stereo image in another direction. It is the schematic diagram which showed the structure of the display apparatus at the time. 本発明の第二の実施の形態である表示装置の構成を示した模式図、(a)は、表示装置の構成を示した模式図、(b)は、他の方向に立体像を表示するときの表示装置の構成を示した模式図である。The schematic diagram which showed the structure of the display apparatus which is 2nd embodiment of this invention, (a) is the schematic diagram which showed the structure of the display apparatus, (b) displays a stereo image in another direction. It is the schematic diagram which showed the structure of the display apparatus at the time. 本発明の第三の実施の形態である表示装置の構成を示した模式図である。It is the schematic diagram which showed the structure of the display apparatus which is 3rd embodiment of this invention. 本発明の第四の実施の形態である表示装置の構成を示した模式図、(a)は、表示装置の構成を示した模式図、(b)は、他の方向に立体像を表示するときの表示装置の構成を示した模式図である。The schematic diagram which showed the structure of the display apparatus which is the 4th embodiment of this invention, (a) is the schematic diagram which showed the structure of the display apparatus, (b) displays a stereo image in another direction. It is the schematic diagram which showed the structure of the display apparatus at the time. 本発明の第四の実施の形態の表示装置の変形例の構成を示した模式図、(a)は、表示装置の構成を示した模式図、(b)は、他の点を中心とした所定の範囲に立体像を表示するときの表示装置の構成を示した模式図である。The schematic diagram which showed the structure of the modification of the display apparatus of 4th Embodiment of this invention, (a) is the schematic diagram which showed the structure of the display apparatus, (b) centered on other points. It is the schematic diagram which showed the structure of the display apparatus when displaying a three-dimensional image in a predetermined range. 本発明の第四の実施の形態である表示装置の他の変形例の構成を示した模式図である。It is the schematic diagram which showed the structure of the other modification of the display apparatus which is the 4th embodiment of this invention. 本発明の第五の実施の形態である撮像装置の撮像素子を表示素子とした表示装置の変形例の構成を示した模式図である。It is the schematic diagram which showed the structure of the modification of the display apparatus which used the image pick-up element of the image pick-up apparatus which is the 5th Embodiment of this invention as a display element. 本発明の表示装置の第1方向制御レンズ上の要素画像群からの光の光路とマスク処理を説明するための説明図、(a)は、マスク処理を施さない要素画像群からの光の光路を示した模式図、(b)は、マスク処理を施した要素画像群からの光の光路を示した模式図、(c)は、マスク処理を施した要素画像群の例を示した模式図、(d)は、マスク処理を施した要素画像群の他の例を示した模式図である。FIG. 6 is an explanatory diagram for explaining the light path and mask processing from the element image group on the first direction control lens of the display device of the present invention, and (a) shows the light path from the element image group not subjected to mask processing. FIG. 4B is a schematic diagram illustrating an optical path of light from an element image group subjected to mask processing, and FIG. 5C is a schematic diagram illustrating an example of an element image group subjected to mask processing. (D) is the schematic diagram which showed the other example of the element image group which performed the mask process. 従来のIP方式を説明するための説明図、(a)は、IP方式の撮影装置の構成を示す模式図、(b)は、IP方式の表示装置の構成を示す模式図である。An explanatory diagram for explaining a conventional IP system, (a) is a schematic diagram showing a configuration of an IP imaging device, and (b) is a schematic diagram showing a configuration of an IP display device.

符号の説明Explanation of symbols

1、1’、1A、1B、1C、1D、1E、1F、1F’、1F”、1G、1H 撮像装置(要素画像群撮像装置)
1Ga、1Ia、1Ja 第1撮像系(撮像系)
1Gb、1Hb 第2撮像系(撮像系)
11、11”、11Ga、11Gb、11Ia 要素画像光学系アレイ
111、111”、111Ga、111Gb、111Ia 要素画像光学系
12、12’、12B、12D、12D’、12Ga、12Gb、12Hb、12Ja、12L 第1方向制御レンズ(第1の方向制御レンズ系)
13、13A、13B、13Ca、13Cb、13Da、13Db、13E、13Ga、13Gb、13Hb、13Ja 投影光学系
14、14A、14Ca、14Cb、14E、14F、14Ga、14Gb、14Hb、14Ja 撮像素子(撮像手段)
15D、15E 第2方向制御レンズ(第2の方向制御レンズ系)
16D、16D’、16E、16Hb、16Ja、16L 遮光手段
16Da、16Db、16Da’、16Db’、16Ea、16Eb、161Gb、161Hb、161Ja,16La 開口
17Da、17Db フィールドレンズ(フィールドレンズ系)
18E 第3方向制御レンズ(集光光学系)
20G ハーフミラー(光分配手段、光統合手段)
5、5E、5G、5K、5K’、5L、5M 表示装置(立体像表示装置)
5Ga 第1表示系(表示系)
5Gb 第2表示系(表示系)
54、54Ca、54Cb、54E、54Ga、54Gb、54K 表示素子
1, 1 ′, 1A, 1B, 1C, 1D, 1E, 1F, 1F ′, 1F ″, 1G, 1H imaging device (element image group imaging device)
1Ga, 1Ia, 1Ja First imaging system (imaging system)
1Gb, 1Hb Second imaging system (imaging system)
11, 11 ″, 11Ga, 11Gb, 11Ia Element image optical system array 111, 111 ″, 111Ga, 111Gb, 111Ia Element image optical system 12, 12 ′, 12B, 12D, 12D ′, 12Ga, 12Gb, 12Hb, 12Ja, 12L First direction control lens (first direction control lens system)
13, 13A, 13B, 13Ca, 13Cb, 13Da, 13Db, 13E, 13Ga, 13Gb, 13Hb, 13Ja Projection optical system 14, 14A, 14Ca, 14Cb, 14E, 14F, 14Ga, 14Gb, 14Hb, 14Ja )
15D, 15E Second direction control lens (second direction control lens system)
16D, 16D ', 16E, 16Hb, 16Ja, 16L Shading means 16Da, 16Db, 16Da', 16Db ', 16Ea, 16Eb, 161Gb, 161Hb, 161Ja, 16La Aperture 17Da, 17Db Field lens (field lens system)
18E Third direction control lens (condensing optical system)
20G half mirror (light distribution means, light integration means)
5, 5E, 5G, 5K, 5K ', 5L, 5M Display device (stereoscopic image display device)
5Ga first display system (display system)
5Gb second display system (display system)
54, 54Ca, 54Cb, 54E, 54Ga, 54Gb, 54K Display element

Claims (14)

複数の要素画像から構成され、被写体の立体像を表示するための画像である要素画像群を撮像する要素画像群撮像装置であって、
前記被写体の像を結像して前記要素画像を生成する要素画像光学系を、当該要素画像光学系の光軸に対して直交する同一平面上に複数配列した要素画像光学系アレイと、
前記要素画像光学系の光軸に平行な光軸を有し、前記要素画像光学系の主点を通る平行光、あるいは、前記被写体側のある点から前記要素画像光学系の主点を通る光のいずれかを収束する第1の方向制御レンズ系と、
前記要素画像光学系の光軸に平行な光軸を有し、前記第1の方向制御レンズ系から出射した光の光路上に設置され、前記要素画像群を投影する投影光学系と、
前記投影光学系によって投影された要素画像群を撮像する撮像手段と、
前記第1の方向制御レンズ系及び/又は前記投影光学系を、前記光軸に直交する方向に移動させる方向変更手段と、
を備えることを特徴とする要素画像群撮像装置。
An element image group imaging device configured to image an element image group, which is an image for displaying a stereoscopic image of a subject, including a plurality of element images,
An element image optical system array in which a plurality of element image optical systems that form an image of the subject to generate the element image are arranged on the same plane orthogonal to the optical axis of the element image optical system;
Light having an optical axis parallel to the optical axis of the element image optical system and passing through the principal point of the element image optical system, or light passing through the principal point of the element image optical system from a certain point on the subject side A first direction control lens system that converges any of the following:
A projection optical system that has an optical axis parallel to the optical axis of the element image optical system, is installed on an optical path of light emitted from the first direction control lens system, and projects the element image group;
Imaging means for imaging a group of element images projected by the projection optical system;
Direction changing means for moving the first direction control lens system and / or the projection optical system in a direction perpendicular to the optical axis;
An elemental image group imaging device comprising:
複数の要素画像から構成され、被写体の立体像を表示するための画像である要素画像群を撮像する要素画像群撮像装置であって、
前記被写体の像を結像して前記要素画像を生成する要素画像光学系を、当該要素画像光学系の光軸に対して直交する同一平面上に複数配列した要素画像光学系アレイと、
前記要素画像光学系の光軸に平行な光軸を有し、前記要素画像光学系の主点を通る平行光、あるいは、前記被写体側のある点から前記要素画像光学系の主点を通る光のいずれかを収束する第1の方向制御レンズ系と、
前記要素画像光学系の光軸に平行な光軸を有し、前記第1の方向制御レンズ系から出射した光の光路上に設置され、前記要素画像群を投影する複数の投影光学系と、
前記投影光学系の各々に対応し、その対応する前記投影光学系によって投影された要素画像群を撮像する複数の撮像手段と、
を備えることを特徴とする要素画像群撮像装置。
An element image group imaging device configured to image an element image group, which is an image for displaying a stereoscopic image of a subject, including a plurality of element images,
An element image optical system array in which a plurality of element image optical systems that form an image of the subject to generate the element image are arranged on the same plane orthogonal to the optical axis of the element image optical system;
Light having an optical axis parallel to the optical axis of the element image optical system and passing through the principal point of the element image optical system, or light passing through the principal point of the element image optical system from a certain point on the subject side A first direction control lens system that converges any of the following:
A plurality of projection optical systems having an optical axis parallel to the optical axis of the element image optical system, installed on the optical path of the light emitted from the first direction control lens system, and projecting the element image group;
A plurality of imaging means corresponding to each of the projection optical systems, and imaging a group of element images projected by the corresponding projection optical system;
An elemental image group imaging device comprising:
複数の要素画像から構成され、被写体の立体像を表示するための画像である要素画像群を撮像する要素画像群撮像装置であって、
前記被写体の像を結像して前記要素画像を生成する要素画像光学系を、当該要素画像光学系の光軸に対して直交する同一平面上に複数配列した要素画像光学系アレイと、
前記要素画像光学系の光軸に平行な光軸を有し、前記要素画像光学系の主点を通る平行光、あるいは、前記被写体側のある点から前記要素画像光学系の主点を通る光のいずれかを収束する第1の方向制御レンズ系と、
前記第1の方向制御レンズ系から出射した前記要素画像群からの光が収束される位置に複数の開口を有し、当該開口を通過する光以外の光を遮光する遮光手段と、
前記要素画像光学系の光軸に平行な光軸を有し、各々の前記開口を通過した光の光路上に設置され、前記要素画像群を投影する複数の投影光学系と、
各々の前記投影光学系によって投影された要素画像群を撮像する複数の撮像手段と、
を備えることを特徴とする要素画像群撮像装置。
An element image group imaging device configured to image an element image group, which is an image for displaying a stereoscopic image of a subject, including a plurality of element images,
An element image optical system array in which a plurality of element image optical systems that form an image of the subject to generate the element image are arranged on the same plane orthogonal to the optical axis of the element image optical system;
Light having an optical axis parallel to the optical axis of the element image optical system and passing through the principal point of the element image optical system, or light passing through the principal point of the element image optical system from a certain point on the subject side A first direction control lens system that converges any of the following:
A light shielding unit that has a plurality of openings at positions where light from the element image group emitted from the first direction control lens system is converged, and shields light other than light passing through the openings;
A plurality of projection optical systems that have an optical axis parallel to the optical axis of the element image optical system, are installed on an optical path of light that has passed through each of the openings, and projects the element image group;
A plurality of imaging means for imaging a group of element images projected by each of the projection optical systems;
An elemental image group imaging device comprising:
前記遮光手段を内部に有し、かつ、前記第1の方向制御レンズ系に平行な光軸を有し、前記第1の方向制御レンズ系の主点を通過した光を前記光軸に平行な光に変換する第2の方向制御レンズ系と、
前記第2の方向制御レンズ系及び前記投影光学系の間において、前記投影光学系に対応して当該投影光学系の光軸上に設置され、前記第2の方向制御レンズ系から出射した光を前記投影光学系に伝送する複数のフィールドレンズ系と、
を備えることを特徴とする請求項3に記載の要素画像群撮像装置。
The light-shielding means is included inside, and has an optical axis parallel to the first direction control lens system, and light that has passed through the principal point of the first direction control lens system is parallel to the optical axis. A second direction control lens system for converting to light;
Between the second direction control lens system and the projection optical system, the light emitted from the second direction control lens system is installed on the optical axis of the projection optical system corresponding to the projection optical system. A plurality of field lens systems that transmit to the projection optical system;
The element image group imaging device according to claim 3, comprising:
複数の要素画像から構成され、被写体の立体像を表示するための画像である要素画像群を撮像する要素画像群撮像装置であって、
前記被写体の像を結像して前記要素画像を生成する要素画像光学系を、当該要素画像光学系の光軸に対して直交する同一平面上に複数配列した要素画像光学系アレイと、
前記要素画像光学系の光軸に平行な光軸を有し、前記要素画像光学系の主点を通る平行光、あるいは、前記被写体側のある点から前記要素画像光学系の主点を通る光のいずれかを収束する第1の方向制御レンズ系と、
前記第1の方向制御レンズ系から出射した前記要素画像群からの光が収束される位置に開閉可能な複数の開口を有し、当該開口を通過する光以外の光を遮光する遮光手段と、
前記要素画像光学系の光軸に平行な光軸を有し、前記第1の方向調整レンズ系を通過した光の光路上に設置され、前記要素画像群を投影する投影光学系と、
前記開口を通過し、前記投影光学系によって投影された要素画像群を撮像する撮像手段と、
を備えることを特徴とする要素画像群撮像装置。
An element image group imaging device configured to image an element image group, which is an image for displaying a stereoscopic image of a subject, including a plurality of element images,
An element image optical system array in which a plurality of element image optical systems that form an image of the subject to generate the element image are arranged on the same plane orthogonal to the optical axis of the element image optical system;
Light having an optical axis parallel to the optical axis of the element image optical system and passing through the principal point of the element image optical system, or light passing through the principal point of the element image optical system from a certain point on the subject side A first direction control lens system that converges any of the following:
A light shielding unit that has a plurality of openings that can be opened and closed at a position where the light from the element image group emitted from the first direction control lens system is converged, and shields light other than the light passing through the openings;
A projection optical system that has an optical axis parallel to the optical axis of the element image optical system, is installed on an optical path of light that has passed through the first direction adjustment lens system, and projects the element image group;
Imaging means for imaging an element image group that passes through the aperture and is projected by the projection optical system;
An elemental image group imaging device comprising:
複数の要素画像から構成され、被写体の立体像を表示するための画像である要素画像群を撮像する要素画像群撮像装置であって、
前記被写体の像を結像して前記要素画像を生成する要素画像光学系を、当該要素画像光学系の光軸に対して直交する同一平面上に複数配列した要素画像光学系アレイ、
前記要素画像光学系の光軸に平行な光軸を有し、前記要素画像光学系の主点を通る平行光、あるいは、前記被写体側のある点から前記要素画像光学系の主点を通る光のいずれかを収束する第1の方向制御レンズ系、
前記要素画像光学系の光軸に平行な光軸を有し、前記第1の方向制御レンズ系から出射した光の光路上に設置され、前記要素画像群を投影する投影光学系、及び、
前記投影光学系によって投影された要素画像群を撮像する撮像手段
を有する複数の撮像系と、
前記被写体からの光を前記撮像系に分配する光分配手段と、
を備えることを特徴とする要素画像群撮像装置。
An element image group imaging device configured to image an element image group, which is an image for displaying a stereoscopic image of a subject, including a plurality of element images,
An element image optical system array in which a plurality of element image optical systems that form the image of the subject to generate the element image are arranged on the same plane orthogonal to the optical axis of the element image optical system;
Light having an optical axis parallel to the optical axis of the element image optical system and passing through the principal point of the element image optical system, or light passing through the principal point of the element image optical system from a certain point on the subject side A first direction control lens system that converges any one of
A projection optical system having an optical axis parallel to the optical axis of the element image optical system, installed on the optical path of the light emitted from the first direction control lens system, and projecting the element image group; and
A plurality of imaging systems having imaging means for imaging the elemental image group projected by the projection optical system;
Light distribution means for distributing light from the subject to the imaging system;
An elemental image group imaging device comprising:
前記撮像系の少なくとも1つが、各々の前記要素画像光学系の主点を通過した光が集光された位置に開口を有し、当該開口を通過する光以外の光を遮光する、前記光軸に直交する平面上に設けられた遮光手段を備え、
前記投影光学系が、前記開口の中心を通過した光を当該投影光学系の光軸に平行な光に変換することを特徴とする請求項6に記載の要素画像群撮像装置。
The optical axis, wherein at least one of the imaging systems has an opening at a position where light passing through the principal point of each of the elemental image optical systems is collected, and blocks light other than light passing through the opening A light shielding means provided on a plane orthogonal to
The element image group imaging apparatus according to claim 6, wherein the projection optical system converts light that has passed through the center of the opening into light that is parallel to the optical axis of the projection optical system.
複数の要素画像から構成され、被写体の立体像を表示するための画像である要素画像群を入力して前記立体像を表示する立体像表示装置であって、
前記要素画像群を表示する表示手段と、
前記表示手段によって表示された要素画像群を投影する投影光学系と、
前記投影光学系の光軸に平行な光軸を有し、前記投影光学系の主点を通った光を集光する、あるいは、平行光にする第1の方向制御レンズ系と、
前記第1の方向制御レンズ系から出射した光の光路上に設置され、前記投影光学系によって結像された各々の前記要素画像に対応し、その対応する前記要素画像からの光を出射して、前記被写体の立体像を再生する要素画像光学系を、当該要素画像光学系の光軸に対して直交する同一平面上に複数配列した要素画像光学系アレイと、
前記第1の方向制御レンズ系及び/又は前記投影光学系を、前記光軸に直交する方向に移動させる方向変更手段と、
を備えることを特徴とする立体像表示装置。
A stereoscopic image display device configured to display a stereoscopic image by inputting an elemental image group, which is an image for displaying a stereoscopic image of a subject, including a plurality of elemental images,
Display means for displaying the element image group;
A projection optical system that projects the group of element images displayed by the display means;
A first direction control lens system having an optical axis parallel to the optical axis of the projection optical system, and condensing light passing through the principal point of the projection optical system, or making it parallel light;
It is installed on the optical path of the light emitted from the first direction control lens system, corresponds to each of the element images formed by the projection optical system, and emits light from the corresponding element image. An element image optical system array in which a plurality of element image optical systems for reproducing a stereoscopic image of the subject are arranged on the same plane orthogonal to the optical axis of the element image optical system;
Direction changing means for moving the first direction control lens system and / or the projection optical system in a direction perpendicular to the optical axis;
A stereoscopic image display device comprising:
複数の要素画像から構成され、被写体の立体像を表示するための画像である要素画像群を入力して前記立体像を表示する立体像表示装置であって、
前記要素画像群を表示する複数の表示手段と、
前記表示手段の各々に対応し、その対応する前記表示手段によって表示された要素画像群を投影する複数の投影光学系と、
前記投影光学系の光軸に平行な光軸を有し、各々の前記投影光学系の主点を通った光を集光する、あるいは、平行光にする第1の方向制御レンズ系と、
前記第1の方向制御レンズ系から出射した光の光路上に設置され、各々の前記投影光学系によって結像された各々の前記要素画像に対応し、その対応する前記要素画像からの光を出射して、前記被写体の立体像を再生する要素画像光学系を、当該要素画像光学系の光軸に対して直交する同一平面上に複数配列した要素画像光学系アレイと、
を備えることを特徴とする立体像表示装置。
A stereoscopic image display device configured to display a stereoscopic image by inputting an elemental image group, which is an image for displaying a stereoscopic image of a subject, including a plurality of elemental images,
A plurality of display means for displaying the group of element images;
A plurality of projection optical systems corresponding to each of the display means and projecting an element image group displayed by the corresponding display means;
A first direction control lens system having an optical axis parallel to the optical axis of the projection optical system, and condensing light passing through the principal point of each of the projection optical systems, or making it parallel light;
Installed on the optical path of the light emitted from the first direction control lens system, corresponds to each element image formed by each projection optical system, and emits light from the corresponding element image An element image optical system array in which a plurality of element image optical systems for reproducing a stereoscopic image of the subject are arranged on the same plane orthogonal to the optical axis of the element image optical system;
A stereoscopic image display device comprising:
複数の要素画像から構成され、被写体の立体像を表示するための画像である要素画像群を入力して前記立体像を表示する立体像表示装置であって、
前記要素画像群を表示する複数の表示手段と、
各々の前記表示手段によって表示された要素画像群を投影する複数の投影光学系と、
各々の前記投影光学系からの光が収束される位置に複数の開口を有し、当該開口を通過する光以外の光を遮光する遮光手段と、
前記投影光学系の光軸に平行な光軸を有し、前記開口の中心を通った光を集光する、あるいは、平行光にする第1の方向制御レンズ系と、
前記第1の方向制御レンズ系から出射した光の光路上に設置され、前記投影光学系によって結像された各々の前記要素画像に対応し、その対応する前記要素画像からの光を出射して、前記被写体の立体像を再生する要素画像光学系を、当該要素画像光学系の光軸に対して直交する同一平面上に複数配列した要素画像光学系アレイと、
を備えることを特徴とする立体像表示装置。
A stereoscopic image display device configured to display a stereoscopic image by inputting an elemental image group, which is an image for displaying a stereoscopic image of a subject, including a plurality of elemental images,
A plurality of display means for displaying the group of element images;
A plurality of projection optical systems for projecting element image groups displayed by each of the display means;
A plurality of apertures at positions where the light from each of the projection optical systems is converged, and a light shielding means for shielding light other than the light passing through the apertures;
A first direction control lens system having an optical axis parallel to the optical axis of the projection optical system and condensing the light passing through the center of the aperture, or making it parallel light;
It is installed on the optical path of the light emitted from the first direction control lens system, corresponds to each of the element images formed by the projection optical system, and emits light from the corresponding element image. An element image optical system array in which a plurality of element image optical systems for reproducing a stereoscopic image of the subject are arranged on the same plane orthogonal to the optical axis of the element image optical system;
A stereoscopic image display device comprising:
複数の要素画像から構成され、被写体の立体像を表示するための画像である要素画像群を入力して前記立体像を表示する立体像表示装置であって、
前記要素画像群を表示する表示手段と、
前記表示手段によって表示された要素画像群を投影する投影光学系と、
前記表示手段からの光の光路上において開閉可能な複数の開口を有し、当該開口を通過する光以外の光を遮光する遮光手段と、
前記投影光学系の光軸に平行な光軸を有し、前記投影光学系によって前記光軸に平行な光が収束される位置に主点を有し、前記開口の中心を通った光を集光する、あるいは、平行光にする第1の方向制御レンズ系と、
前記第1の方向制御レンズ系から出射した光の光路上に設置され、前記投影光学系によって結像された各々の前記要素画像に対応し、その対応する前記要素画像からの光を出射して、前記被写体の立体像を再生する要素画像光学系を、当該要素画像光学系の光軸に対して直交する同一平面上に複数配列した要素画像光学系アレイと、
を備えることを特徴とする立体像表示装置。
A stereoscopic image display device configured to display a stereoscopic image by inputting an elemental image group, which is an image for displaying a stereoscopic image of a subject, including a plurality of elemental images,
Display means for displaying the element image group;
A projection optical system that projects the group of element images displayed by the display means;
A plurality of openings that can be opened and closed on an optical path of light from the display means, and a light shielding means for shielding light other than the light passing through the openings;
It has an optical axis parallel to the optical axis of the projection optical system, has a principal point at a position where the light parallel to the optical axis is converged by the projection optical system, and collects light passing through the center of the aperture. A first direction control lens system that illuminates or collimates;
It is installed on the optical path of the light emitted from the first direction control lens system, corresponds to each of the element images formed by the projection optical system, and emits light from the corresponding element image. An element image optical system array in which a plurality of element image optical systems for reproducing a stereoscopic image of the subject are arranged on the same plane orthogonal to the optical axis of the element image optical system;
A stereoscopic image display device comprising:
複数の要素画像から構成され、被写体の立体像を表示するための画像である要素画像群を入力して前記立体像を表示する立体像表示装置であって、
前記要素画像群を表示する表示手段、
前記表示手段によって表示された要素画像群を投影する投影光学系、
前記投影光学系の光軸に平行な光軸を有し、前記投影光学系の主点を通った光を集光する、あるいは、平行光にする第1の方向制御レンズ系、及び、
前記第1の方向制御レンズ系から出射した光の光路上に設置され、前記投影光学系によって結像された各々の前記要素画像に対応し、その対応する前記要素画像からの光を出射して、前記被写体の立体像を再生する要素画像光学系を、当該要素画像光学系の光軸に対して直交する同一平面上に複数配列した要素画像光学系アレイ、
を有する複数の表示系と、
複数の前記表示系からの光を統合する光統合手段と、
を備えることを特徴とする立体像表示装置。
A stereoscopic image display device configured to display a stereoscopic image by inputting an elemental image group, which is an image for displaying a stereoscopic image of a subject, including a plurality of elemental images,
Display means for displaying the element image group;
A projection optical system that projects the group of element images displayed by the display means;
A first direction control lens system having an optical axis parallel to the optical axis of the projection optical system, and condensing light passing through the principal point of the projection optical system, or making it parallel light; and
It is installed on the optical path of the light emitted from the first direction control lens system, corresponds to each of the element images formed by the projection optical system, and emits light from the corresponding element image. An element image optical system array in which a plurality of element image optical systems for reproducing a stereoscopic image of the subject are arranged on the same plane orthogonal to the optical axis of the element image optical system;
A plurality of display systems having
Light integrating means for integrating light from the plurality of display systems;
A stereoscopic image display device comprising:
複数の要素画像から構成され、被写体の立体像を表示するための画像である要素画像群を入力して前記立体像を表示する立体像表示装置であって、
各々の点灯と消灯との制御が可能な複数の点光源と、
前記点光源から出射された光を集光する、あるいは平行光にする第1の方向制御レンズ系と、
前記第1の方向制御レンズ系から出射された光の光路上に設置され、前記要素画像群を表示する表示手段と、
前記表示手段から出射した光の光路上に設置され、前記表示手段に表示された各々の要素画像に対応し、その対応する前記要素画像からの光を出射して、前記被写体の立体像を再生する要素画像光学系を、当該要素画像光学系の光軸に対して直交する同一平面上に複数配列した要素画像光学系アレイと、
を備えることを特徴とする立体像表示装置。
A stereoscopic image display device configured to display a stereoscopic image by inputting an elemental image group, which is an image for displaying a stereoscopic image of a subject, including a plurality of elemental images,
A plurality of point light sources that can be turned on and off,
A first direction control lens system for condensing light emitted from the point light source or making it parallel light;
A display unit installed on an optical path of light emitted from the first direction control lens system, and displaying the element image group;
It is installed on the optical path of the light emitted from the display means, corresponds to each element image displayed on the display means, and emits light from the corresponding element image to reproduce the stereoscopic image of the subject. An element image optical system array in which a plurality of element image optical systems are arranged on the same plane orthogonal to the optical axis of the element image optical system;
A stereoscopic image display device comprising:
複数の要素画像から構成され、被写体の立体像を表示するための画像である要素画像群を入力して前記立体像を表示する立体像表示装置であって、
点光源と、
前記点光源から出射された光を集光する、あるいは平行光にする第1の方向制御レンズ系と、
前記第1の方向制御レンズ系から出射された光の光路上に設置され、前記要素画像群を表示する表示手段と、
前記表示手段から出射した光の光路上に設置され、前記表示手段に表示された各々の要素画像に対応し、その対応する前記要素画像からの光を出射して、前記被写体の立体像を再生する要素画像光学系を、当該要素画像光学系の光軸に対して直交する同一平面上に複数配列した要素画像光学系アレイと、
前記第1の方向制御レンズ系及び/又は前記点光源を、当該第1の方向制御レンズ系の光軸に直交する方向に移動させる方向変更手段と、
を備えることを特徴とする立体像表示装置。
A stereoscopic image display device configured to display a stereoscopic image by inputting an elemental image group, which is an image for displaying a stereoscopic image of a subject, including a plurality of elemental images,
A point light source,
A first direction control lens system for condensing light emitted from the point light source or making it parallel light;
A display unit installed on an optical path of light emitted from the first direction control lens system, and displaying the element image group;
It is installed on the optical path of the light emitted from the display means, corresponds to each element image displayed on the display means, and emits light from the corresponding element image to reproduce the stereoscopic image of the subject. An element image optical system array in which a plurality of element image optical systems are arranged on the same plane orthogonal to the optical axis of the element image optical system;
Direction changing means for moving the first direction control lens system and / or the point light source in a direction perpendicular to the optical axis of the first direction control lens system;
A stereoscopic image display device comprising:
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