JP2010237424A - 立体画像表示装置の調整装置及び調整方法、並びに、立体画像撮影装置の調整装置及び調整方法 - Google Patents

Abstract

【課題】立体画像表示装置の投影レンズ、あるいは、立体画像撮影装置の撮影レンズの位置を容易且つ高精度に調整することのできる装置及び方法を提供する。
【解決手段】本発明は、立体画像表示装置の調整装置及び調整方法に関するものであり、中央のプロジェクタ２４ｅに投影レンズ２８ｅを介して装着したアパーチャ部材３６を介してスクリーン２６にテストパターン画像を投影し、適切なテストパターン画像が得られるように、投影レンズ２８ｅの位置を調整する。
【選択図】図１

Description

本発明は、多数のプロジェクタを用いて立体画像を表示する立体画像表示装置の調整装置及び調整方法に関し、また、立体画像を表示するための視差画像を多数の撮影装置を用いて撮影する立体画像撮影装置の調整装置及び調整方法に関する。

人間は、左右の目で見た視差画像を頭の中で合成することにより、立体を知覚している。立体画像を表示する方式として、二眼式立体表示方式が古くから用いられている。この方式は、左眼用の眼鏡と右眼用の眼鏡とを用い、左右の目で異なる二次元画像を観察することにより立体を知覚するものである。

しかしながら、この二眼式立体表示方式では、鏡を組み込んだ特殊な眼鏡を装着する必要があるだけでなく、一組の視差画像のみで立体画像を形成しているため、人間が頭を動かしたときに物体の見え方が変化する動体視差を知覚することができない。また、人間の目の焦点は、物体の上ではなく、鏡を通して見る二次元画像の平面上に合うため、焦点位置の不一致による疲労感が生じる。

このような二眼式立体表示方式の欠点を解消する方式として、多眼式立体表示方式が開発されている。この方式は、物体を異なる方向から見た多数の視差画像を対応する各方向に同時に表示するようにしたものであり、特殊な眼鏡の装着が不要になるとともに、観察者の頭の位置に応じて見える画像が切り替わるため、動体視差を知覚することができる。

多眼式立体表示方式を採用した立体画像表示装置としては、従来から様々なものが提案されている。

例えば、特許文献１では、多数のプロジェクタを配列し、各プロジェクタによって生成された異なる視差画像を同時にスクリーンに投影させることで立体画像を知覚させるように構成している。この場合、周縁部に配列されたプロジェクタにより生成された視差画像は、ミラーを介してスクリーンに投影させ、あるいは、斜め方向からスクリーンに投影させている。そのため、ミラーによって視差画像が反転されることを考慮して画像を生成しなければならないだけでなく、ミラーを必要とする分、装置構成が大型化してしまう問題がある。また、斜め方向に視差画像を投影させようとすると、画像に歪みが生じるため、その歪みを除去するための煩雑な補正処理が必要になる。

これらの問題を解消することのできる立体画像表示装置として、特許文献２に開示された装置がある。図７は、特許文献２に開示された立体画像表示装置の概略構成図である。この装置は、多数の二次元画像表示装置であるプロジェクタ２ａ〜２ｉを、図８に示すように、水平方向（矢印ｘ方向）及び垂直方向（矢印ｙ方向）にそれぞれ配列し、各プロジェクタ２ａ〜２ｉにより生成した異なる視差画像を、プロジェクタ２ａ〜２ｉの光軸に対して所定量偏心させた投影レンズ４ａ〜４ｉを介してスクリーン６に投影するように構成されている。また、矢印ｙ方向に配列されるプロジェクタ２ａ〜２ｉは、矢印ｘ方向に対して各位置をずらせて配設させている。スクリーン６は、フレネルレンズ等からなる共有レンズ８と、入射した光を垂直方向（矢印ｙ方向）にのみ拡散する垂直方向拡散板１０とから構成されている。

図９は、各プロジェクタ２ａ〜２ｉによって生成された視差画像の表示範囲１２ａ〜１２ｉを示す。表示範囲１２ａ〜１２ｉは、プロジェクタ２ａ〜２ｉからの光を垂直方向拡散板１０により垂直方向に拡散させることで矢印ｙ方向に重畳する範囲１４を形成し、これにより、プロジェクタ２ａ〜２ｉを水平方向（矢印ｘ方向）に密に配列した場合と同等の効果を得ることができる。

そして、特許文献２に開示された装置では、図８、図１０及び図１１に示すように、中央のプロジェクタ２ｅを除くプロジェクタ２ａ〜２ｉの光軸に対して、各投影レンズ４ａ〜４ｉの位置を水平方向（矢印ｘ方向）及び垂直方向（矢印ｙ方向）に所定量だけ偏心させて配設することにより、周辺部に配列されたプロジェクタ２ａ〜２ｉにより生成された視差画像を、ミラーを介することなくスクリーン６に投影することができる。そのため、画像に対する煩雑な補正処理を施す必要がないだけでなく、立体画像表示装置の小型化を容易に達成することができる。

特表２０００−５０９５９１号公報 特開２００７−３０９９７５号公報

ところで、各投影レンズ４ａ〜４ｉは、中央の投影レンズ４ｅを介してスクリーン６上に形成される視差画像と、投影レンズ４ｅを除く他の投影レンズ４ａ〜４ｉを介してスクリーン６上に形成される視差画像とが、スクリーン６上の同じ位置に形成されるように、投影レンズ４ａ〜４ｉの位置を高精度に調整する必要がある。しかしながら、投影レンズ４ａ〜４ｉの位置を高精度に調整するためには、熟練した技術と多くの調整時間が必要である。

一方、投影レンズ４ａ〜４ｉが図８に示すように配置される各プロジェクタ２ａ〜２ｉに供給する視差画像を生成する立体画像撮影装置は、立体画像表示装置と同様に構成される。すなわち、立体画像撮影装置は、視差画像を撮影する複数の撮影装置をプロジェクタ２ａ〜２ｉと同じ配列で配置するとともに、各撮影装置の前段に投影レンズ４ａ〜４ｉと同じ位置関係で撮影レンズを配置して構成される。この場合、投影レンズ４ａ〜４ｉと同じく、撮影レンズの位置も高精度に調整する必要がある。

本発明は、前記の課題を解決するためになされたものであって、立体画像表示装置を構成する投影レンズ、又は、立体画像撮影装置を構成する撮影レンズの位置を容易且つ高精度に調整することのできる立体画像表示装置の調整装置及び調整方法、並びに、立体画像撮影装置の調整装置及び調整方法を提供することを目的とする。

本発明に係る立体画像表示装置の調整装置は、視差方向に配列され、オブジェクトを前記視差方向の異なる方向から撮影して得た複数の視差画像をスクリーンに投影する複数のプロジェクタと、前記各プロジェクタの光軸に対しそれぞれが必要量だけ偏心して配設され、前記各視差画像を前記スクリーンの同一位置に投影するアフォーカル光学系を構成する複数の投影レンズとを備えた立体画像表示装置の調整装置であって、基準位置に配置される前記プロジェクタの光軸を中心とする開口部を有し、前記プロジェクタの前記投影レンズと前記スクリーンとの間に配設されるアパーチャ部材と、テストパターンを前記プロジェクタに供給するテストパターン供給部と、前記テストパターンに基づいて前記プロジェクタにより生成され、前記投影レンズ及び前記アパーチャ部材を介して前記スクリーンに投影されるテストパターン画像に基づき、前記投影レンズの位置を判定する位置判定部と、前記位置判定部による判定結果に基づき、前記投影レンズを前記プロジェクタの光軸と直交する面内で移動させる投影レンズ移動部とを備えることを特徴とする。

前記立体画像表示装置の調整装置において、前記テストパターン供給部は、画像サイズの異なる複数の前記テストパターンを前記画像サイズが徐々に小さくなる順に前記プロジェクタに供給し、前記位置判定部は、前記各テストパターンに基づいて前記スクリーンに順次投影される前記テストパターン画像に従い、前記投影レンズの位置を判定して前記投影レンズの調整位置を絞り込むことを特徴とする。

前記立体画像表示装置の調整装置において、前記スクリーンに投影される前記テストパターン画像を撮影する撮影装置を備え、前記位置判定部は、前記撮影装置により撮影された前記テストパターン画像に基づき、前記投影レンズの位置を判定することを特徴とする。

本発明の立体画像表示装置の調整方法は、視差方向に配列され、オブジェクトを前記視差方向の異なる方向から撮影して得た複数の視差画像をスクリーンに投影する複数のプロジェクタと、前記各プロジェクタの光軸に対しそれぞれが必要量だけ偏心して配設され、前記各視差画像を前記スクリーンの同一位置に投影するアフォーカル光学系を構成する複数の投影レンズとを備えた立体画像表示装置の調整方法であって、基準位置に配置される前記プロジェクタの光軸を中心とする開口部を有するアパーチャ部材を、前記プロジェクタの前記投影レンズと前記スクリーンとの間に配設するステップと、テストパターン画像を前記プロジェクタにより生成し、前記投影レンズ及び前記アパーチャ部材を介して前記スクリーンに前記テストパターン画像を投影するステップと、前記スクリーンに投影された前記テストパターン画像に基づき、前記投影レンズの位置を判定するステップと、前記投影レンズの位置の判定結果に基づき、前記投影レンズを前記プロジェクタの光軸と直交する面内で移動させるステップとを有することを特徴とする。

前記立体画像表示装置の調整方法において、前記プロジェクタにより画像サイズの異なる複数の前記テストパターン画像を前記画像サイズが徐々に小さくなる順に生成し、前記スクリーンに順次投影される前記テストパターン画像に従って前記投影レンズの位置を判定し、前記投影レンズの調整位置を絞り込むことを特徴とする。

本発明の立体画像撮影装置の調整装置は、視差方向に配列され、オブジェクトを前記視差方向の異なる方向から撮影して複数の視差画像を得る複数の撮影装置と、前記各撮影装置の光軸に対しそれぞれが必要量だけ偏心して配設され、前記各視差画像を前記各撮影装置に結像するアフォーカル光学系を構成する撮影レンズとを備えた立体画像撮影装置の調整装置であって、基準位置に配置される前記撮影装置の光軸を中心とする開口部を有し、前記撮影装置と前記撮影レンズとの間に配設されるアパーチャ部材と、テストパターン画像を生成するテストパターン画像生成部と、前記撮影レンズ及び前記アパーチャ部材を介して前記撮影装置により撮影した前記テストパターン画像に基づき、前記撮影レンズの位置を判定する位置判定部と、前記位置判定部による判定結果に基づき、前記撮影レンズを前記撮影装置の光軸と直交する面内で移動させる撮影レンズ移動部とを備えることを特徴とする。

前記立体画像撮影装置の調整装置において、前記テストパターン画像生成部は、画像サイズの異なる複数の前記テストパターン画像を前記画像サイズが徐々に小さくなる順に生成し、前記位置判定部は、順次撮影した前記テストパターン画像に従い、前記撮影レンズの位置を判定して前記撮影レンズの調整位置を絞り込むことを特徴とする。

本発明の立体画像撮影装置の調整方法は、視差方向に配列され、オブジェクトを前記視差方向の異なる方向から撮影して複数の視差画像を得る複数の撮影装置と、前記各撮影装置の光軸に対しそれぞれが必要量だけ偏心して配設され、前記各視差画像を前記各撮影装置に結像するアフォーカル光学系を構成する撮影レンズとを備えた立体画像撮影装置の調整方法であって、基準位置に配置される前記撮影装置の光軸を中心とする開口部を有するアパーチャ部材を、前記撮影装置と前記撮影レンズとの間に配設するステップと、前記撮影レンズ及び前記アパーチャ部材を介して前記撮影装置によりテストパターン画像を撮影するステップと、撮影した前記テストパターン画像に基づき、前記撮影レンズの位置を判定するステップと、前記撮影レンズの位置の判定結果に基づき、前記撮影レンズを前記撮影装置の光軸と直交する面内で移動させるステップとを有することを特徴とする。

前記立体画像撮影装置の調整方法において、画像サイズの異なる複数の前記テストパターン画像を前記画像サイズが徐々に小さくなる順に撮影し、順次撮影した前記テストパターン画像に従って前記撮影レンズの位置を判定し、前記撮影レンズの調整位置を絞り込むことを特徴とする。

本発明の立体画像表示装置の調整装置及び調整方法では、テストパターン画像を投影レンズの後段に配設したアパーチャ部材を介してスクリーンに投影し、投影されたテストパターン画像の判定結果に従い、投影レンズを光軸と直交する方向に移動させて画像の位置を調整することにより、投影レンズの位置を容易且つ高精度に調整することができる。

また、本発明の立体画像撮影装置の調整装置及び調整方法では、テストパターン画像を撮影レンズと撮影装置との間に配設したアパーチャ部材を介して撮影し、撮影されたテストパターン画像の判定結果に従い、撮影レンズを光軸と直交する方向に移動させて画像の位置を調整することにより、撮影レンズの位置を容易且つ高精度に調整することができる。

本発明が適用される立体画像表示装置を調整する調整装置の構成ブロック図である。 図２（Ａ）は、図１に示す調整装置を構成するアパーチャ部材の正面図、図２（Ｂ）は、図２（Ａ）のアパーチャ部材の断面図である。 図３（Ａ）〜図３（Ｄ）は、図１に示す調整装置を構成するプロジェクタにより生成されるテストパターン画像の説明図である。 本発明が適用される立体画像表示装置を調整する調整方法のフローチャートである。 図５（Ａ）〜図５（Ｄ）は、図３（Ａ）〜図３（Ｄ）に示すテストパターン画像に基づいてスクリーンに投影された画像の説明図である。 本発明が適用される立体画像撮影装置を調整する調整装置の構成ブロック図である。 先行技術に係る立体画像表示装置の概略構成図である。 図７に示す立体画像表示装置を構成するプロジェクタ及び投影レンズの配列の説明図である。 図８に示す配列からなるプロジェクタによる視差画像の表示範囲の説明図である。 図７に示す立体画像表示装置により水平方向に投影される視差画像の説明図である。 図７に示す立体画像表示装置により垂直方向に投影される視差画像の説明図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。

図１は、本発明が適用される立体画像表示装置を調整する調整装置２０の構成ブロック図である。調整装置２０により調整される調整対象である立体画像表示装置２２は、図７に示す立体画像表示装置と同様に構成される。

すなわち、立体画像表示装置２２は、オブジェクトを異なる方向から見た視差画像を生成する複数台のプロジェクタ２４ａ〜２４ｉと、立体画像を表示するスクリーン２６と、各プロジェクタ２４ａ〜２４ｉにより生成された二次元画像をスクリーン２６に投影する投影レンズ２８ａ〜２８ｉとから構成される。投影レンズ２８ａ〜２８ｉは、スクリーン２６に対してアフォーカル光学系を構成する。スクリーン２６は、フレネルレンズ等からなる共有レンズ３０と、スクリーン２６に入射した光を垂直方向にのみ拡散する垂直方向拡散板３２とから構成される。なお、プロジェクタ２４ａ〜２４ｉは、図７に示すプロジェクタ２ａ〜２ｉに対応し、図８に示すように配列される。

調整装置２０は、各プロジェクタ２４ａ〜２４ｉに対する投影レンズ２８ａ〜２８ｉの位置を自動調整する装置であり、基準位置である中央に配置されるプロジェクタ２４ｅに装着され、プロジェクタ２４ｅの光軸を中心とした円形開口部３４を有するアパーチャ部材３６（図２（Ａ）、図２（Ｂ））と、スクリーン２６に投影された画像を撮影する１台のカメラ装置３８と、プロジェクタ２４ａ〜２４ｉ、投影レンズ２８ａ〜２８ｉ及びカメラ装置３８を制御して、投影レンズ２８ａ〜２８ｉの位置調整を行う調整部４０とを備える。なお、アパーチャ部材３６は、投影レンズ２８ａ〜２８ｉの位置調整を行うときにのみ装着されるものであり、立体画像を表示する際には取り外される。

調整部４０は、投影レンズ２８ａ〜２８ｉの位置調整を行うためのテストパターンを発生させるテストパターン発生部４２と、テストパターンに従ってプロジェクタ２４ａ〜２４ｉを駆動するプロジェクタ駆動部４４と、カメラ装置３８を駆動するカメラ駆動部４６と、カメラ装置３８により撮影されたテストパターン画像を取得するカメラ画像取得部４８と、取得したテストパターン画像に基づいて投影レンズ２８ａ〜２８ｉの位置を判定し、投影レンズ２８ａ〜２８ｉを移動させる等の必要な処理を行う位置判定処理部５０と、テストパターンを切り替えるテストパターン切替部５２と、投影レンズ２８ａ〜２８ｉをプロジェクタ２４ａ〜２４ｉの光軸と直交する面内で移動させる投影レンズ移動部５４とを備える。

ここで、図３（Ａ）〜図３（Ｄ）は、テストパターン発生部４２によって発生されたテストパターンに基づき、プロジェクタ２４ａ〜２４ｉにより生成されたテストパターン画像である。テストパターン画像５６ａ〜５６ｃは、真円の直径が徐々に小さくなるように設定された画像であり、テストパターン画像５６ｄは、十字輝線画像である。スクリーン２６上に投影されるテストパターン画像５６ａ、５６ｂの直径は、スクリーン２６上に投影されるアパーチャ部材３６の円形開口部３４の画像の直径よりも大きく設定される。また、スクリーン２６上に投影されるテストパターン画像５６ｃの直径は、スクリーン２６上に投影されるアパーチャ部材３６の円形開口部３４の画像の直径よりも小さく設定される。これらのテストパターン画像５６ａ〜５６ｄは、中心がプロジェクタ２４ｅの光軸に一致するように設定される。

本実施形態の調整装置２０は、基本的には以上のように構成される。次に、図４に示すフローチャートに従い、立体画像表示装置２２の調整方法について説明する。

先ず、調整部４０は、テストパターン切替部５２を制御し、テストパターン発生部４２から直径が最も大きいテストパターン画像５６ａ（図３（Ａ））を生成するためのテストパターンを発生させ（ステップＳ１）、プロジェクタ駆動部４４により立体画像表示装置２２の中央に配設されているプロジェクタ２４ｅを駆動する（ステップＳ２）。プロジェクタ２４ｅは、テストパターン画像５６ａを生成する。

一方、調整部４０は、カメラ駆動部４６を制御し、カメラ装置３８によりスクリーン２６を撮影する（ステップＳ３）。カメラ画像取得部４８は、撮影したスクリーン２６上の画像をカメラ装置３８から取得し、位置判定処理部５０に供給する。

また、調整部４０は、カメラ装置３８によりスクリーン２６を撮影しながら、投影レンズ移動部５４により投影レンズ２８ｅを水平方向の左右に移動させる（ステップＳ４）。

位置判定処理部５０は、投影レンズ２８ｅを水平方向の左右に移動させて取得したスクリーン２６上の画像に基づき（図５（Ａ）参照）、投影レンズ２８ｅの位置を判定する（ステップＳ５）。この場合、テストパターン画像５６ａがアパーチャ部材３６の円形開口部３４から外れ、真円の円形開口部３４の投影画像５８が得られないとき、すなわち、図５（Ａ）に示すように、円形開口部３４の投影画像５８の一部に欠けが生じている場合、水平方向の移動範囲内における投影レンズ２８ｅの垂直方向の位置が適切でないと判定する。そこで、位置判定処理部５０は、投影レンズ移動部５４により投影レンズ２８ｅを垂直方向の上下に所定量だけ移動させた後（ステップＳ６）、ステップＳ４〜Ｓ６の処理を繰り返す。

調整部４０は、ステップＳ４〜Ｓ６の処理を繰り返し、テストパターン画像５６ａにより欠けのない真円の円形開口部３４の投影画像５８がスクリーン２６に投影されるときの投影レンズ２８ｅの移動範囲を求める。投影レンズ２８ｅの光軸がプロジェクタ２４ｅの光軸に一致するときの投影レンズ２８ｅの適切な位置は、この移動範囲内にあるため、調整部４０は、このときの水平方向及び垂直方向に対する投影レンズ２８ｅの移動範囲を、次のテストパターン画像５６ｂを用いた投影レンズ２８ｅの移動範囲に設定する。

次に、テストパターン切替部５２は、テストパターン発生部４２を制御してテストパターンを切り替え（ステップＳ７、Ｓ８）、ステップＳ１からの処理を繰り返す。プロジェクタ２４ｅは、テストパターン画像５６ａよりも直径が小さいテストパターン画像５６ｂを生成する。調整部４０は、テストパターン画像５６ａを用いて前回に設定した投影レンズ２８ｅの移動範囲内において、投影レンズ２８ｅを水平方向及び垂直方向に移動させ、スクリーン２６上に投影された画像を撮影して、投影レンズ２８ｅの位置判定を行う（図５（Ｂ）参照）。そして、真円のアパーチャ部材３６の円形開口部３４の投影画像５８が得られる投影レンズ２８ｅの移動範囲を求め、この移動範囲を次のテストパターン画像５６ｃを用いた投影レンズ２８ｅの移動範囲に設定する。

さらに、テストパターン切替部５２は、テストパターン発生部４２を制御してテストパターンを切り替え、ステップＳ１からの処理を繰り返す。プロジェクタ２４ｅは、円形開口部３４の投影画像５８の直径よりも直径が小さいテストパターン画像５６ｃを生成する。調整部４０は、テストパターン画像５６ｂを用いて前回に設定した投影レンズ２８ｅの移動範囲内において、投影レンズ２８ｅを水平方向及び垂直方向に移動させ、スクリーン２６上に投影された画像に基づき投影レンズ２８ｅの位置判定を行う（図５（Ｃ）参照）。そして、スクリーン２６上に真円のテストパターン画像５６ｃが投影されるときの投影レンズ２８ｅの移動範囲を求め、この移動範囲を次のテストパターン画像５６ｄを用いた投影レンズ２８ｅの移動範囲に設定する。

このように、直径が徐々に小さくなるように設定されたテストパターン画像５６ａ〜５６ｃを順に用いて投影レンズ２８ｅの移動範囲を絞り込んで行くことにより、投影レンズ２８ｅを適切な範囲に移動させることができる。

さらにまた、テストパターン切替部５２は、テストパターン発生部４２を制御してテストパターンを切り替え、ステップＳ１からの処理を繰り返す。プロジェクタ２４ｅは、十字輝線パターンからなるテストパターン画像５６ｄを生成する。調整部４０は、テストパターン５６ｃを用いて前回に設定した投影レンズ２８ｅの移動範囲内において、投影レンズ２８ｅを水平方向及び垂直方向に移動させ、スクリーン２６上に投影されたテストパターン画像５６ｄである十字輝線（図５（Ｄ）参照）の中心が、アパーチャ部材３６の円形開口部３４の投影画像５８の中心に一致するように、投影レンズ２８ｅの位置調整を行う。この結果、プロジェクタ２４ｅの光軸に対して、投影レンズ２８ｅの光軸を容易且つ高精度に一致させることができる。

次に、プロジェクタ２４ａ〜２４ｉを切り替え（ステップＳ９、Ｓ１０）、投影レンズ２８ｅを除く他の投影レンズ２８ａ〜２８ｉの位置調整を順次行う。この場合、投影レンズ２８ｅの位置が調整されたプロジェクタ２４ｅによりスクリーン２６に投影される画像と同じ位置に画像が投影されるように、各投影レンズ２８ａ〜２８ｉの位置調整を行う。

例えば、投影レンズ２８ｅの位置が高精度に調整されたプロジェクタ２４ｅからアパーチャ部材３６を取り外し、プロジェクタ２４ｅを用いてスクリーン２６にテストパターン画像５６ａ〜５６ｄを順次投影させる。そして、プロジェクタ２４ｅにより形成された各テストパターン画像５６ａ〜５６ｄに対して、各プロジェクタ２４ａ〜２４ｉによる対応したテストパターン画像５６ａ〜５６ｄの位置が一致するように、各投影レンズ２８ａ〜２８ｉを移動させることにより、投影レンズ２８ａ〜２８ｉの位置を高精度に調整することができる。

なお、上記の説明では、スクリーン２６に投影された投影画像をカメラ装置３８により撮影し、投影レンズ２８ａ〜２８ｉの位置調整を自動調整するものとしているが、作業者が投影画像を目視で確認しながら調整するようにしてもよい。

また、アパーチャ部材３６を装着して位置調整を行う投影レンズは、必ずしも中央のプロジェクタ２４ｅに配設されているものである必要はなく、その近傍のプロジェクタに配設されている投影レンズを選択してもよい。この場合、選択された投影レンズの位置を調整した後、その投影レンズを基準として他の投影レンズの位置調整を行う。

次に、本発明を立体画像撮影装置の調整装置に適用する場合について説明する。図６は、立体画像撮影装置６０を調整する調整装置６２の構成ブロック図である。図６において、図１に示す調整装置２０と同一の構成要素には、同一の参照符号を付し、詳細な説明は省略する。

立体画像撮影装置６０は、図１に示す立体画像表示装置２２を構成するプロジェクタ２４ａ〜２４ｉと同一の位置関係で配列された複数台のカメラ装置６４ａ〜６４ｉと、テストパターン画像を各カメラ装置６４ａ〜６４ｉにより撮影するためのアフォーカル光学系である撮影レンズ６８ａ〜６８ｉとから構成される。

調整装置６２は、テストパターン画像をスクリーン２６上に投影するテストパターン画像生成部である１台のプロジェクタ６６と、基準位置である中央に配置されるカメラ装置６４ｅとその撮影レンズ６８ｅとの間に挿入され、カメラ装置６４ｅの光軸を中心とした円形開口部３４を有するアパーチャ部材３６（図２（Ａ）、図２（Ｂ））と、プロジェクタ６６、撮影レンズ６８ａ〜６８ｉ及びカメラ装置６４ａ〜６４ｉを制御して、撮影レンズ６８ａ〜６８ｉの位置調整を行う調整部７０とを備える。

なお、テストパターン画像生成部は、必ずしもプロジェクタ６６である必要はなく、例えば、パネル上にテストパターン画像を直接形成したものであってもよい。また、アパーチャ部材３６は、調整装置２０の場合と同様に、撮影レンズ６８ｅの位置調整を行う際にのみ装着されるものであり、各カメラ装置６４ａ〜６４ｉにより視差画像を撮影する際には取り外される。

調整部７０は、立体画像表示装置２２の投影レンズ２８ａ〜２８ｉを移動させる投影レンズ移動部５４に代えて、立体画像撮影装置６０の撮影レンズ６８ａ〜６８ｉを移動させる撮影レンズ移動部７２を備える以外、立体画像表示装置２２の調整部４０と同一の構成である。

調整部７０は、プロジェクタ６６を駆動し、テストパターン画像５６ａをスクリーン２６に投影する。次いで、中央に配置されているカメラ装置６４ｅが、アパーチャ部材３６及び撮影レンズ６８ｅを介してスクリーン２６上の画像を撮影する。調整部７０は、撮影レンズ移動部７２により撮影レンズ６８ｅを水平方向及び垂直方向に移動させ、アパーチャ部材３６の円形開口部３４に対するテストパターン画像５６ａの位置を移動させる。

この場合、立体画像表示装置２２と同様に、テストパターン画像５６ａにより欠けのない真円の円形開口部３４の投影画像５８がカメラ装置６４ｅにより撮影されるときの撮影レンズ６８ｅの移動範囲を求める。撮影レンズ６８ｅの光軸がカメラ装置６４ｅの光軸に一致するときの撮影レンズ６８ｅの適切な位置は、この移動範囲内にあるため、調整部７０は、このときの水平方向及び垂直方向に対する撮影レンズ６８ｅの移動範囲を、次のテストパターン画像５６ｂを用いた撮影レンズ６８ｅの移動範囲に設定する。

以下、立体画像表示装置２２と同様に、テストパターン画像５６ａを、テストパターン画像５６ｂ、５６ｃ、５６ｄと順次切り替えることにより、撮影レンズ６８ｅの位置を適切な位置に絞り込んで行く。この結果、カメラ装置６４ｅの光軸に対して、撮影レンズ６８ｅの光軸を容易且つ高精度に一致させることができる。

次いで、撮影レンズ６８ｅを除く他の撮影レンズ６８ａ〜６８ｉの位置調整を順次行う。例えば、カメラ装置６４ｅからアパーチャ部材３６を取り外し、撮影レンズ６８ｅの位置が調整されたカメラ装置６４ｅを用いて撮影したテストパターン画像５６ｂ〜５６ｄに対して、各カメラ装置６４ａ〜６４ｉにより撮影した画像の位置が一致するように、撮影レンズ６８ａ〜６８ｉを移動させることにより、撮影レンズ６８ａ〜６８ｉの位置を高精度に調整することができる。

ここで、立体画像表示装置２２の投影レンズ２８ａ〜２８ｉの位置調整の場合と同様に、カメラ装置６４ａ〜６４ｉによって撮影した画像を目視で確認しながら撮影レンズ６８ａ〜６８ｉの位置を調整するようにしてもよい。

また、アパーチャ部材３６を装着して位置調整を行う撮影レンズは、必ずしも中央のカメラ装置６４ｅに配設されているものである必要はなく、その近傍のカメラ装置に配設されている撮影レンズを選択してもよい。この場合、選択された撮影レンズの位置を調整した後、その撮影レンズを基準として他の撮影レンズの位置調整を行う。

なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で変更することが可能である。例えば、投影レンズ２８ａ〜２８ｉ及び撮影レンズ６８ａ〜６８ｉの位置調整を行うテストパターン画像５６ａ〜５６ｄは、必ずしも円形及び十字輝線である必要はなく、位置ずれを検出できる任意の形状とすることが可能である。

２０、６２…調整装置
２２…立体画像表示装置
２４ａ〜２４ｉ、６６…プロジェクタ
２６…スクリーン
２８ａ〜２８ｉ…投影レンズ
３６…アパーチャ部材
３８、６４ａ〜６４ｉ…カメラ装置
４０、７０…調整部
４２…テストパターン発生部
５０…位置判定処理部
５２…テストパターン切替部
５４…投影レンズ移動部
６０…立体画像撮影装置
６８ａ〜６８ｉ…撮影レンズ
７２…撮影レンズ移動部

Claims (9)

1. 視差方向に配列され、オブジェクトを前記視差方向の異なる方向から撮影して得た複数の視差画像をスクリーンに投影する複数のプロジェクタと、前記各プロジェクタの光軸に対しそれぞれが必要量だけ偏心して配設され、前記各視差画像を前記スクリーンの同一位置に投影するアフォーカル光学系を構成する複数の投影レンズとを備えた立体画像表示装置の調整装置であって、
   基準位置に配置される前記プロジェクタの光軸を中心とする開口部を有し、前記プロジェクタの前記投影レンズと前記スクリーンとの間に配設されるアパーチャ部材と、
   テストパターンを前記プロジェクタに供給するテストパターン供給部と、
   前記テストパターンに基づいて前記プロジェクタにより生成され、前記投影レンズ及び前記アパーチャ部材を介して前記スクリーンに投影されるテストパターン画像に基づき、前記投影レンズの位置を判定する位置判定部と、
   前記位置判定部による判定結果に基づき、前記投影レンズを前記プロジェクタの光軸と直交する面内で移動させる投影レンズ移動部と、
   を備えることを特徴とする立体画像表示装置の調整装置。
2. 請求項１記載の立体画像表示装置の調整装置において、
   前記テストパターン供給部は、画像サイズの異なる複数の前記テストパターンを前記画像サイズが徐々に小さくなる順に前記プロジェクタに供給し、前記位置判定部は、前記各テストパターンに基づいて前記スクリーンに順次投影される前記テストパターン画像に従い、前記投影レンズの位置を判定して前記投影レンズの調整位置を絞り込むことを特徴とする立体画像表示装置の調整装置。
3. 請求項１記載の立体画像表示装置の調整装置において、
   前記スクリーンに投影される前記テストパターン画像を撮影する撮影装置を備え、前記位置判定部は、前記撮影装置により撮影された前記テストパターン画像に基づき、前記投影レンズの位置を判定することを特徴とする立体画像表示装置の調整装置。
4. 視差方向に配列され、オブジェクトを前記視差方向の異なる方向から撮影して得た複数の視差画像をスクリーンに投影する複数のプロジェクタと、前記各プロジェクタの光軸に対しそれぞれが必要量だけ偏心して配設され、前記各視差画像を前記スクリーンの同一位置に投影するアフォーカル光学系を構成する複数の投影レンズとを備えた立体画像表示装置の調整方法であって、
   基準位置に配置される前記プロジェクタの光軸を中心とする開口部を有するアパーチャ部材を、前記プロジェクタの前記投影レンズと前記スクリーンとの間に配設するステップと、
   テストパターン画像を前記プロジェクタにより生成し、前記投影レンズ及び前記アパーチャ部材を介して前記スクリーンに前記テストパターン画像を投影するステップと、
   前記スクリーンに投影された前記テストパターン画像に基づき、前記投影レンズの位置を判定するステップと、
   前記投影レンズの位置の判定結果に基づき、前記投影レンズを前記プロジェクタの光軸と直交する面内で移動させるステップと、
   を有することを特徴とする立体画像表示装置の調整方法。
5. 請求項４記載の立体画像表示装置の調整方法において、
   前記プロジェクタにより画像サイズの異なる複数の前記テストパターン画像を前記画像サイズが徐々に小さくなる順に生成し、前記スクリーンに順次投影される前記テストパターン画像に従って前記投影レンズの位置を判定し、前記投影レンズの調整位置を絞り込むことを特徴とする立体画像表示装置の調整方法。
6. 視差方向に配列され、オブジェクトを前記視差方向の異なる方向から撮影して複数の視差画像を得る複数の撮影装置と、前記各撮影装置の光軸に対しそれぞれが必要量だけ偏心して配設され、前記各視差画像を前記各撮影装置に結像するアフォーカル光学系を構成する撮影レンズとを備えた立体画像撮影装置の調整装置であって、
   基準位置に配置される前記撮影装置の光軸を中心とする開口部を有し、前記撮影装置と前記撮影レンズとの間に配設されるアパーチャ部材と、
   テストパターン画像を生成するテストパターン画像生成部と、
   前記撮影レンズ及び前記アパーチャ部材を介して前記撮影装置により撮影した前記テストパターン画像に基づき、前記撮影レンズの位置を判定する位置判定部と、
   前記位置判定部による判定結果に基づき、前記撮影レンズを前記撮影装置の光軸と直交する面内で移動させる撮影レンズ移動部と、
   を備えることを特徴とする立体画像撮影装置の調整装置。
7. 請求項６記載の立体画像撮影装置の調整装置において、
   前記テストパターン画像生成部は、画像サイズの異なる複数の前記テストパターン画像を前記画像サイズが徐々に小さくなる順に生成し、前記位置判定部は、順次撮影した前記テストパターン画像に従い、前記撮影レンズの位置を判定して前記撮影レンズの調整位置を絞り込むことを特徴とする立体画像撮影装置の調整装置。
8. 視差方向に配列され、オブジェクトを前記視差方向の異なる方向から撮影して複数の視差画像を得る複数の撮影装置と、前記各撮影装置の光軸に対しそれぞれが必要量だけ偏心して配設され、前記各視差画像を前記各撮影装置に結像するアフォーカル光学系を構成する撮影レンズとを備えた立体画像撮影装置の調整方法であって、
   基準位置に配置される前記撮影装置の光軸を中心とする開口部を有するアパーチャ部材を、前記撮影装置と前記撮影レンズとの間に配設するステップと、
   前記撮影レンズ及び前記アパーチャ部材を介して前記撮影装置によりテストパターン画像を撮影するステップと、
   撮影した前記テストパターン画像に基づき、前記撮影レンズの位置を判定するステップと、
   前記撮影レンズの位置の判定結果に基づき、前記撮影レンズを前記撮影装置の光軸と直交する面内で移動させるステップと、
   を有することを特徴とする立体画像撮影装置の調整方法。
9. 請求項８記載の立体画像撮影装置の調整方法において、
   画像サイズの異なる複数の前記テストパターン画像を前記画像サイズが徐々に小さくなる順に撮影し、順次撮影した前記テストパターン画像に従って前記撮影レンズの位置を判定し、前記撮影レンズの調整位置を絞り込むことを特徴とする立体画像撮影装置の調整方法。

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