JP2013117684A - Stereoscopic image photographing device and stereoscopic image display device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、立体画像撮影装置および立体画像表示装置に関する。 The present invention relates to a stereoscopic image capturing apparatus and a stereoscopic image display apparatus.
空間像再生方式の一つとして、インテグラルフォトグラフィが知られている（例えば、特許文献１参照）。このインテグラルフォトグラフィを適用した撮影装置は、微小な要素レンズを二次元配列して構成したレンズアレイを介して被写体を撮影しインテグラル画像を生成する。そして、インテグラルフォトグラフィを適用した表示装置は、インテグラル画像を表示面に表示させて光束を発生させ、この光束をレンズアレイに通すことによって空間に立体像を生成する。つまり、インテグラルフォトグラフィは、表示装置の表示面から到来する光束が、実際の被写体から到来する光束と同じになるように、光の像を生成する再生方式である。 Integral photography is known as one of the aerial image reproduction methods (see, for example, Patent Document 1). A photographing apparatus to which this integral photography is applied photographs a subject via a lens array configured by two-dimensionally arranging minute element lenses to generate an integral image. A display device to which integral photography is applied displays an integral image on a display surface to generate a light beam, and passes this light beam through a lens array to generate a three-dimensional image in space. That is, integral photography is a reproduction method that generates an image of light so that the light flux coming from the display surface of the display device is the same as the light flux coming from the actual subject.
従来の撮影系のインテグラルフォトグラフィでは、被写体から要素レンズを通して得られる光束の幅は、その要素レンズに対する入射角度に応じて変化する。よって、撮像素子の撮像面に照射される光束の密度は均一ではない。また、従来の表示系のインテグラルフォトグラフィでは、表示面から要素レンズを通して得られる光束の幅は、その要素レンズに対する入射角度に応じて変化する。よって、表示面から要素レンズを通して得られる光束の密度は均一ではない。
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、インテグラルフォトグラフィにおいて、視域内において高精細な立体像を得ることができる、立体画像撮影装置および立体画像表示装置を提供することを目的とする。
In conventional photography integral photography, the width of a light beam obtained from an object through an element lens changes according to the incident angle with respect to the element lens. Therefore, the density of the light beam applied to the imaging surface of the image sensor is not uniform. Further, in the conventional integral photography of a display system, the width of the light beam obtained from the display surface through the element lens changes according to the incident angle with respect to the element lens. Therefore, the density of the light beam obtained from the display surface through the element lens is not uniform.
The present invention has been made to solve the above problems, and provides a stereoscopic image capturing apparatus and a stereoscopic image display apparatus capable of obtaining a high-definition stereoscopic image in the viewing zone in integral photography. With the goal.
［１］上記の課題を解決するため、本発明の一態様である立体画像撮影装置は、それぞれ樽型歪の歪曲収差を有する複数の要素レンズを平面上に配列させて構成したレンズアレイと、前記レンズアレイを通して得られる光束を撮像し、前記複数の要素レンズそれぞれに対応する要素画像の集合であるインテグラル画像を生成する撮像部と、を備えることを特徴とする。
［２］上記［１］記載の立体画像撮影装置において、前記複数の要素レンズそれぞれの前記樽型歪の歪曲収差は、前記要素レンズに対応する要素画像における各画素に対する光線のサンプリング角度の変化が略均等となる歪率によるものであることを特徴とする。
ここで、サンプリング角度とは、要素レンズの光軸とこの要素レンズを通して画素が得る光線とのなす角度である。
［３］上記の課題を解決するため、本発明の一態様である立体画像表示装置は、相互に視差を有するとともに、樽型歪の歪曲収差にしたがって歪曲した複数の要素画像の集合であるインテグラル画像を表示する表示部と、それぞれ樽型歪の歪曲収差を有する複数の要素レンズを平面上に配列させて構成し、前記表示部が表示する前記インテグラル画像からの光束を前記複数の要素レンズに通すレンズアレイと、を備えることを特徴とする。
［４］上記の課題を解決するため、本発明の一態様である立体画像表示装置は、相互に視差を有する複数の要素画像の集合であるインテグラル画像を、樽型歪の歪曲収差を有する画像に変換した樽型歪画像を生成する歪画像生成部と、前記歪画像生成部が生成した前記樽型歪画像を表示する表示部と、それぞれ樽型歪の歪曲収差を有する複数の要素レンズを平面上に配列させて構成し、前記表示部が表示する前記樽型歪画像からの光束を前記複数の要素レンズに通すレンズアレイと、を備えることを特徴とする。
［５］上記［３］または［４］記載の立体画像表示装置において、前記複数の要素レンズそれぞれの前記樽型歪の歪曲収差は、前記要素レンズに対応する要素画像における各画素に対する光線のサンプリング角度の変化が略均等となる歪率によるものであることを特徴とする。
[1] In order to solve the above-described problem, a stereoscopic image capturing apparatus according to an aspect of the present invention includes a lens array configured by arranging a plurality of element lenses each having a barrel distortion distortion on a plane; An imaging unit that images a light beam obtained through the lens array and generates an integral image that is a set of element images corresponding to each of the plurality of element lenses.
[2] In the stereoscopic image capturing apparatus according to [1], the barrel distortion of each of the plurality of element lenses is caused by a change in a sampling angle of a light beam with respect to each pixel in an element image corresponding to the element lens. It is characterized by a distortion rate that is substantially uniform.
Here, the sampling angle is an angle formed by the optical axis of the element lens and the light beam obtained by the pixel through the element lens.
[3] In order to solve the above-described problem, a stereoscopic image display device according to an aspect of the present invention has an integral that is a set of a plurality of element images that have parallax with each other and are distorted according to distortion distortion of barrel distortion. And a plurality of element lenses each having a barrel distortion distortion arranged on a plane, and the luminous flux from the integral image displayed by the display unit is converted into the plurality of elements. And a lens array that passes through the lens.
[4] In order to solve the above-described problem, the stereoscopic image display device according to one embodiment of the present invention has an integral image that is a set of a plurality of elemental images having parallax with each other, and has barrel distortion distortion. A distortion image generation unit that generates a barrel distortion image converted into an image, a display unit that displays the barrel distortion image generated by the distortion image generation unit, and a plurality of element lenses each having distortion distortion of barrel distortion And a lens array that passes light beams from the barrel-shaped distortion image displayed by the display unit through the plurality of element lenses.
[5] In the stereoscopic image display device according to [3] or [4], the barrel distortion distortion of each of the plurality of element lenses is obtained by sampling light rays for each pixel in the element image corresponding to the element lens. The change in angle is due to a distortion rate that is substantially uniform.
本発明によれば、インテグラルフォトグラフィにおいて、視域内において高精細な立体像を得ることができる。 According to the present invention, in integral photography, a high-definition stereoscopic image can be obtained in the viewing zone.
以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照して詳細に説明する。
［第１の実施の形態］
図１は、本発明の第１実施形態である立体画像撮影装置および立体画像表示装置の概略構成を示す図である。同図は、被写体Ｓを空間像再生方式の一方式であるインテグラルフォトグラフィにより撮影してインテグラル画像を生成する立体画像撮影装置１と、立体画像撮影装置１が生成したインテグラル画像をインテグラルフォトグラフィにより表示して空間に立体像Ｓ’を生成する立体画像表示装置２とを示す。
Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[First Embodiment]
FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of a stereoscopic image capturing apparatus and a stereoscopic image display apparatus according to the first embodiment of the present invention. The figure shows a three-dimensional image capturing
立体画像撮影装置１は、例えば、動画像および静止画像またはいずれかを撮影可能なカメラ装置により実現される。立体画像撮影装置１は、レンズアレイ１１０と、レンズ光学系１２０と、撮像部１３０と、記憶部１４０と、画像供給部１５０とを備える。
ただし、図１における立体画像撮影装置１の構成のうち、レンズアレイ１１０とレンズ光学系１２０と撮像部１３０とは、立体画像撮影装置１の側面から見た場合の模式的な断面図である。また、記憶部１４０と画像供給部１５０とは、機能構成を示すブロックである。
The stereoscopic
However, in the configuration of the stereoscopic
レンズアレイ１１０は、複数の要素レンズを、各光軸が平行となるようにして規則的に平面上に配列（以下、二次元配列という。）させて構成した要素レンズ群である。二次元配列の規則性については後述する。レンズアレイ１１０を構成する複数の要素レンズそれぞれは、例えば、樽型歪の歪曲収差を有する凸レンズである。樽型歪の歪曲収差を有する要素レンズを介して正方格子状のクロスハッチを観察した場合、クロスハッチの四角形状が樽形状として見える。
The
なお、本実施形態において、通常レンズアレイを用いて説明することがある。この通常レンズアレイは、樽型歪および糸巻歪等の歪曲収差がないか無視できるほど小さい複数の要素レンズを、各光軸が平行となるようにして規則的に二次元配列して形成した要素レンズ群である。歪曲収差がないか無視できるほど小さいとは、歪率が略０％（０％を含む）であることを意味する。以下、歪曲収差がないか無視できるほど小さい要素レンズを通常レンズと呼ぶ。通常レンズを介して正方格子状のクロスハッチを観察した場合、クロスハッチの四角形状が略歪まずに観察される。 In the present embodiment, the description may be made using a normal lens array. This normal lens array is an element formed by regularly and two-dimensionally arranging a plurality of element lenses that are so small that there is no distortion such as barrel distortion and pincushion distortion, or can be ignored. It is a lens group. The fact that there is no distortion or is negligibly small means that the distortion is approximately 0% (including 0%). Hereinafter, an element lens that is small enough to be ignored or not distorted is referred to as a normal lens. When a square lattice cross hatch is observed through a normal lens, the square shape of the cross hatch is observed with almost no distortion.
レンズ光学系１２０は、レンズアレイ１１０と撮像部１３０との間に配設され、レンズアレイ１１０から到来する光束を撮像部１３０の撮像面に集光する複数のレンズである。具体的には、レンズ光学系１２０は、集光レンズ２１と、対物レンズ２２とを有する。集光レンズ２１は、レンズアレイ１１０の複数の要素レンズから到来する光束を集光するレンズである。対物レンズ２２は、集光レンズ２１から到来する光束を集光し、この光束を撮像部１３０の撮像面に結像させるレンズである。集光レンズ２１および対物レンズ２２の各光軸は同軸であり、立体画像撮影装置１の光軸Ｏに一致する。
The lens
撮像部１３０は、レンズ光学系１２０の対物レンズ２２から到来する光束、つまり、被写体Ｓからレンズアレイ１１０とレンズ光学系１２０とを介して到来する光束を撮像して撮像画像データ（インテグラル画像データ）を生成し、この撮像画像データを記憶部１４０に記憶させる。図１は、撮像部１３０の撮像面に被写体Ｓのインテグラル画像Ｉの一部が表されている様子を模式的に示している。撮像部１３０は、例えば、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅｄ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）イメージセンサ、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）イメージセンサ等の固体撮像素子により実現される。
The
記憶部１４０は、撮像部１３０から供給される撮像画像データを記憶する。記憶部１４０は、例えば半導体記憶装置により実現される。
画像供給部１５０は、記憶部１４０に記憶された撮像画像データを読み込み、この撮像画像データを立体画像表示装置２に供給する。
The
The
立体画像表示装置２は、例えば、背面投射型による投射装置（プロジェクタ）により実現される。立体画像表示装置２は、画像取得部２１０と、表示部２２０と、投射レンズ光学系２３０と、スクリーン２５０と、レンズアレイ２４０とを備える。
ただし、図１における立体画像表示装置２の構成のうち、表示部２２０と投射レンズ光学系２３０とスクリーン２５０とレンズアレイ２４０とは、立体画像表示装置２の側面から見た場合の模式的な断面図である。また、画像取得部２１０は、機能構成を示すブロックである。
The stereoscopic
However, in the configuration of the stereoscopic
画像取得部２１０は、立体画像撮影装置１の画像供給部１５０から供給される撮像画像データを取り込み、この撮像画像データを表示部２２０に供給する。
表示部２２０は、画像取得部２１０から供給される撮像画像データを取り込み、表示部２２０の表示面に撮像画像（インテグラル画像）を表示する。図１は、表示部２２０の表示面に被写体Ｓのインテグラル画像Ｉ’の一部が表示されている様子を模式的に示している。表示部２２０は、例えば液晶表示素子により実現される。
投射レンズ光学系２３０は、表示部２２０の表示面から到来するインテグラル像Ｉ’の光束を拡大させてスクリーン２５０に投射するレンズを含む光学系である。投射レンズ光学系２３０の光軸は、立体画像表示装置２の光軸Ｏ’に一致する。
The
The
The projection lens
スクリーン２５０は、投射レンズ光学系２３０から到来する拡大されたインテグラル像Ｉ’の光束を一方の面で受けて他方の面に拡散させる拡散板である。よって、スクリーン２５０の他方の面、すなわちレンズアレイ２４０側の面には、インテグラル像Ｉ’が表示される。
レンズアレイ２４０は、複数の要素レンズを、各光軸が平行となるようにして規則的に二次元配列して構成した要素レンズ群である。レンズアレイ２４０における要素レンズの配列の規則性は、レンズアレイ１１０における要素レンズの配列の規則性と同一である。レンズアレイ２４０を構成する複数の要素レンズそれぞれは、樽型歪の歪曲収差を有する凹レンズである。レンズアレイ２４０は、スクリーン２５０に表示されたインテグラル像Ｉ’からの光束を通すことによって、立体像Ｓ’を再生させる。
The
The
なお、撮像部１３０および表示部２２０は、単板式でも赤色、緑色、および青色による３板式でもよい。また、撮像部１３０および表示部２２０は、緑色を２系統とし、一方の緑色成分の画像に対して他方の緑色成分の画像を水平方向もしくは垂直方向または両方向に０．５画素分ずらして構成する４板式でもよい。
The
図２（ａ），（ｂ）の各図は、レンズアレイ１１０およびレンズアレイ２４０それぞれにおける要素レンズの配列を示す図である。同図（ａ），（ｂ）とも、レンズアレイ１１０およびレンズアレイ２４０それぞれの一部分を示している。
同図（ａ）は、複数の要素レンズを正方格子状に配列した例である。要素レンズの直径をＤとすると、正方格子状の配列において、Ｘ軸方向のピッチＰＸは、Ｄ≦ＰＸである。また、Ｙ軸方向のピッチＰＹは、Ｄ≦ＰＹである。
また、同図（ｂ）は、複数の要素レンズをデルタ配列した例である。デルタ配列において、Ｘ軸方向のピッチＰＸは、Ｄ／２≦ＰＸである。また、Ｙ軸方向のピッチＰＹは、（√３）Ｄ／２≦ＰＹである。
2A and 2B are diagrams showing the arrangement of element lenses in the
FIG. 4A shows an example in which a plurality of element lenses are arranged in a square lattice pattern. When the diameter of the element lenses is D, in a square lattice array, the pitch P X in the X-axis direction is D ≦ P X. The pitch P Y in the Y-axis direction is D ≦ P Y.
FIG. 2B shows an example in which a plurality of element lenses are arranged in a delta arrangement. In the delta arrangement, the pitch P X in the X-axis direction is D / 2 ≦ P X. The pitch P Y in the Y-axis direction is (√3) D / 2 ≦ P Y.
次に、通常レンズアレイをピンホールアレイに置き換えて立体画像撮影装置１に適用した場合の、外部から撮像部１３０に対する光線の方向を幾何光学により説明する。
図３（ａ），（ｂ）は、ピンホールアレイを、ピンホール一列分を含む面で切ったときの断面図である。同図（ａ）は、ピンホールを通る光線により得られる画素列を示している。同図（ａ）において、画素列１１はピンホール１２を通して得られる画素の列の一部である。画素列１１における各画素のＸ軸方向の幅はＰｅである。また、ｆはピンホール１２から画素列１１に対する垂線の距離である。同図（ａ）において、ピンホール１２を通して画素Ｐ１を得るための光線の角度変位量α１、および画素Ｐ２を得るための角度変位量α２は、下記の式（１）により表される。
Next, the direction of light rays from the outside with respect to the
3A and 3B are cross-sectional views when the pinhole array is cut along a plane including one row of pinholes. FIG. 4A shows a pixel row obtained by light rays passing through a pinhole. In FIG. 2A, a
ピンホールを通して画素を得るための光線の角度変位量を、当該画素に対するサンプリング角度量という。式（１）により、ピンホールから画素列に対する垂線とその画素列とが交わる位置から画素の位置が離れるほど、当該画素に対するサンプリング角度量は小さくなる。 The amount of angular displacement of a light beam for obtaining a pixel through a pinhole is referred to as a sampling angle amount for that pixel. According to the equation (1), the sampling angle amount with respect to the pixel decreases as the position of the pixel moves away from the position where the perpendicular to the pixel column and the pixel column intersect from the pinhole.
図３（ｂ）は、ピンホールから画素列に対する垂線の距離が画素の幅に対して十分に長い場合の、ピンホールを通る光線により得られる画素列を示した図である。同図（ｂ）において、画素列１１ａはピンホール１２を通して得られる画素の列の一部である。画素列１１ａにおける各画素のＸ軸方向の幅は、同図（ａ）における画素幅Ｐｅに対して極めて狭い幅である。画素列１１ａの要素画像における中心位置を（Ｃｘ，Ｃｙ）とし、この中心位置（Ｃｘ，Ｃｙ）とピンホール１２の位置とを結ぶ直線ＺがＸ軸に直交する場合、画素の中心の位置が（Ｐｘ，Ｐｙ）である画素についての中心サンプリング角度β（Ｐｘ，Ｐｙ）は、下記の式（２）により表される。
FIG. 3B is a diagram showing a pixel column obtained by light rays passing through the pinhole when the perpendicular distance from the pinhole to the pixel column is sufficiently long with respect to the pixel width. In FIG. 2B, a
式（２）に示すとおり、光線の中心サンプリング角度β（Ｐｘ，Ｐｙ）は逆正接関数により求められるため、画素の線形な位置の変化に対する中心サンプリング角度の変化は非線形となる。具体的には、中心サンプリング角度の変化量は、要素画像の中心位置から離れるにしたがって少なくなる。すなわち、被写体からピンホールアレイを介して到来する光線のサンプリング間隔は、ピンホールに対する入射角度が大きいほど狭くなる。入射角度とは、ピンホールアレイにおける複数のピンホールを含む面に直交し且つピンホールを通る直線に対して入射光線のなす角度である。よって、ピンホールだけでなく、通常レンズにおいても、入射角度が大きくなるほど、撮像により得られる画像の精細度は高くなる。 As shown in Expression (2), since the center sampling angle β (P x , P y ) of the light ray is obtained by an arctangent function, the change in the center sampling angle with respect to the change in the linear position of the pixel is nonlinear. Specifically, the amount of change in the center sampling angle decreases as the distance from the center position of the element image increases. That is, the sampling interval of light rays coming from the subject via the pinhole array becomes narrower as the incident angle with respect to the pinhole is larger. The incident angle is an angle formed by incident light rays with respect to a straight line that is orthogonal to a plane including a plurality of pinholes in the pinhole array and passes through the pinholes. Therefore, not only a pinhole but also a normal lens, the greater the incident angle, the higher the definition of an image obtained by imaging.
通常レンズアレイまたはピンホールアレイを立体画像表示装置２に適用した場合の、表示部２２０から外部に対する光線についても、上記の撮影系の場合と同様である。したがって、立体像を通常レンズアレイまたはピンホールアレイに正対する方向から観察するよりも、その方向から角度がついた方向から観察した方が、精細度が高い立体像を得ることができる。
When the normal lens array or the pinhole array is applied to the stereoscopic
次に、通常レンズアレイを立体画像撮影装置１に適用した場合の、外部から撮像部１３０に対する光線の方向を幾何光学により説明する。
図４（ａ），（ｂ）は、通常レンズアレイにおける要素レンズ一列を、一列分の光軸を含む面で切ったときの断面図である。同図（ａ）は、通常レンズアレイの要素レンズ（通常レンズ）を通る光束により得られる画素列を示している。同図（ａ）において、画素列１１ｂは要素レンズ１３を通して得られる画素の列の一部である。画素列１１ｂにおける各画素のＸ軸方向の幅はＰｅである。また、ｆは要素レンズ１３の焦点距離である。中心サンプリング角度は、要素レンズ１３の光軸と要素レンズ１３を通して画素が得る主光線とのなす角度である。図３（ａ）に示したピンホールアレイを適用した場合と同様に、通常レンズアレイを適用した場合でも、要素レンズの光軸と画素列とが交わる位置から画素の位置が離れるほど、当該画素に対するサンプリング角度量は小さくなる。
Next, the direction of light rays from the outside with respect to the
4A and 4B are cross-sectional views of a single lens element row in a normal lens array cut along a plane including the optical axis for one row. FIG. 5A shows a pixel row obtained by a light beam passing through an element lens (normal lens) of a normal lens array. In FIG. 2A, a
図４（ｂ）は、画素の幅に対して焦点距離が十分に長い場合の、通常レンズアレイの要素レンズを通る光束により得られる画素列を示した図である。同図（ｂ）において、画素列１１ｃは要素レンズ１３を通して得られる画素の列の一部である。画素列１１ｃにおける各画素のＸ軸方向の幅は、同図（ａ）における画素幅Ｐｅに対して極めて狭い幅である。同図（ｂ）において、画素の幅に対して焦点距離ｆが十分に長いと近似する場合における中心サンプリング角度は、要素レンズ１３の光軸Ｚと要素レンズ１３を通して画素が得る主光線とのなす角度である。つまり、要素レンズ１３の直径をＤ、中心サンプリング角度を図３（ｂ）と同様にβ（Ｐｘ，Ｐｙ）とすると、要素レンズ１３の中心サンプリング角度β（Ｐｘ，Ｐｙ）における光束のサンプリング幅Ｗ（Ｐｘ，Ｐｙ）は、下記の式（３）として表される。サンプリング幅Ｗ（Ｐｘ，Ｐｙ）は、光軸Ｚに対し中心サンプリング角度を有して要素レンズ１３に入射する光束を、この光束に直交する面で切った断面の最大幅である。
FIG. 4B is a diagram showing a pixel column obtained by a light beam passing through an element lens of a normal lens array when the focal length is sufficiently long with respect to the width of the pixel. In FIG. 5B, a
式（３）に示すとおり、光束のサンプリング幅Ｗ（Ｐｘ，Ｐｙ）は余弦関数により求められるため、画素の線形な位置の変化に対するサンプリング幅の変化は非線形となる。具体的には、画素の位置の変化に対するサンプリング幅の変化量は、要素画像の中心位置から離れるにしたがって狭くなる。すなわち、被写体から通常レンズアレイを介して到来する光束のサンプリング幅は、要素レンズに対する入射角度が大きいほど狭くなる。言い換えると、被写体から通常レンズアレイを介して到来する光束のサンプリング幅が狭くなるとサンプリング密度は高くなる。よって、入射角度が大きくなるほど、空間周波数の高い情報を得ることができる。 As shown in Expression (3), since the sampling width W (P x , P y ) of the light beam is obtained by a cosine function, the change in the sampling width with respect to the change in the linear position of the pixel is nonlinear. Specifically, the amount of change in the sampling width with respect to the change in the pixel position becomes narrower as the distance from the center position of the element image increases. That is, the sampling width of the light beam coming from the subject through the normal lens array becomes narrower as the incident angle with respect to the element lens becomes larger. In other words, the sampling density increases as the sampling width of the light beam coming from the subject through the normal lens array decreases. Therefore, information with a high spatial frequency can be obtained as the incident angle increases.
通常レンズアレイを立体画像表示装置２に適用した場合の、表示部２２０から外部に対する光束についても、上記の撮影系の場合と同様である。したがって、立体像を通常レンズアレイに正対する方向から観察するよりも、その方向から角度がついた方向から観察した方が、精細度が高い立体像を得ることができる。
When the normal lens array is applied to the stereoscopic
以上により、通常レンズアレイのピンホールモデルであるピンホールアレイおよび通常レンズアレイのいずれを適用しても、被写体から到来する光線のサンプリング密度は、入射角度が大きくなるほど高くなり、また、表示部から出射される光線のサンプリング密度は、出射角度が大きくなるほど高くなる。出射角度とは、光軸に対し出射光線のなす角度である。 As described above, regardless of which of the pinhole array and the normal lens array, which are the pinhole models of the normal lens array, the sampling density of the light rays coming from the subject increases as the incident angle increases. The sampling density of the emitted light increases as the emission angle increases. The emission angle is an angle formed by the outgoing light beam with respect to the optical axis.
次に、レンズアレイ１１０およびレンズアレイ２４０の樽型歪の歪曲収差について説明する。樽型歪は焦点距離が短いほど大きい。また、樽型歪の歪率は、絞りの位置に応じて変化する。また、焦点距離および直径がそれぞれ等しい、樽型歪を有する樽型歪レンズと樽型歪を有さない通常レンズとの比較において、樽型歪レンズの画角は通常レンズの画角よりも広い。
Next, the barrel distortion of the
図５（ａ），（ｂ）は、レンズアレイ１１０に適用され、画角およびレンズ径が同一であり、焦点距離が異なる樽型歪レンズと通常レンズとの特性を示すグラフの例である。
ただし、同図（ａ），（ｂ）に示す樽型歪を有する樽型歪レンズの仕様を表１に示す。
FIGS. 5A and 5B are graph examples showing characteristics of a barrel distortion lens and a normal lens which are applied to the
However, Table 1 shows the specifications of the barrel distortion lens having barrel distortion shown in FIGS.
図５（ａ）は、樽型歪レンズおよび通常レンズについての、要素画像における中心位置を基準とした画素位置に対する中心サンプリング角度を示すグラフである。このグラフの横軸は要素画像における中心位置（光学中心）からの画素数（距離）であり、縦軸は画素中心に対する中心サンプリング角度である。同図（ａ）に示すように、通常レンズは、要素画像における中心位置からの距離が長くなるほど中心サンプリング角度の変化量が少なくなる特性を有する。一方、樽型歪レンズは、通常レンズが有する前記の特性を相殺する方向の特性を有する。 FIG. 5A is a graph showing the center sampling angle with respect to the pixel position with respect to the center position in the element image for the barrel distortion lens and the normal lens. The horizontal axis of this graph is the number of pixels (distance) from the center position (optical center) in the element image, and the vertical axis is the center sampling angle with respect to the pixel center. As shown in FIG. 6A, the normal lens has a characteristic that the amount of change in the center sampling angle decreases as the distance from the center position in the element image increases. On the other hand, a barrel-shaped distortion lens has a characteristic in a direction that cancels out the characteristic of a normal lens.
図５（ｂ）は、樽型歪レンズおよび通常レンズについての、要素画像における中心位置を基準とした画素位置に対する中心サンプリング角度の変化量を示すグラフである。このグラフの横軸は要素画像における中心位置（光学中心）からの画素数（距離）であり、縦軸は画素に対する中心サンプリング角度の変化量である。中心サンプリング角度の変化量とは、要素画像における中心位置から画素数が１画素変化するときのサンプリング角度の変化量である。これは、式（１）により示したサンプリング角度量と同一の意味を有する。同図（ｂ）に示すように、樽型歪レンズでは、１画素あたりの中心サンプリング角度の変化量は、要素画像における中心位置からの画素数（距離）が大きくなるほど非線形に多くなる。一方、通常レンズでは、１画素あたりの中心サンプリング角度の変化量は、要素画像における中心位置からの画素数（距離）が大きくなるほど非線形に少なくなる。 FIG. 5B is a graph showing the amount of change in the center sampling angle with respect to the pixel position based on the center position in the element image for the barrel distortion lens and the normal lens. The horizontal axis of this graph is the number of pixels (distance) from the center position (optical center) in the element image, and the vertical axis is the amount of change in the center sampling angle with respect to the pixel. The change amount of the center sampling angle is the change amount of the sampling angle when the number of pixels changes by one pixel from the center position in the element image. This has the same meaning as the sampling angle amount shown by the equation (1). As shown in FIG. 6B, in the barrel distortion lens, the amount of change in the center sampling angle per pixel increases nonlinearly as the number of pixels (distance) from the center position in the element image increases. On the other hand, in the normal lens, the amount of change in the center sampling angle per pixel decreases nonlinearly as the number of pixels (distance) from the center position in the element image increases.
すなわち、要素レンズを樽型歪レンズとしたレンズアレイ１１０を組み込んだ立体画像撮影装置１は、光軸Ｏに近い方向ほど中心サンプリング角度の変化量が少なくなるため、正面方向の光線密度が高い画像を得ることができる。また、要素レンズを樽型歪レンズとしたレンズアレイ２４０を組み込んだ立体画像表示装置２は、光軸Ｏ’に近い方向ほど中心サンプリング角度の変化量が少なくなるため、正面方向の精細度が高い立体像を再生することができる。
That is, in the stereoscopic
また、図６（ａ），（ｂ）は、レンズアレイ１１０に適用され、画角およびレンズ径が同一であり、焦点距離が異なる樽型歪レンズと通常レンズとの特性を示すグラフの別の例である。
ただし、同図（ａ），（ｂ）に示す樽型歪を有する樽型歪レンズの仕様を表２に示す。
FIGS. 6A and 6B are different graphs showing characteristics of a barrel distortion lens and a normal lens that are applied to the
However, Table 2 shows the specifications of the barrel distortion lens having the barrel distortion shown in FIGS.
図６（ａ）は、樽型歪レンズおよび通常レンズについての、要素画像における中心位置を基準とした画素位置に対する中心サンプリング角度を示すグラフである。このグラフの横軸は要素画像における中心位置（光学中心）からの画素数（距離）であり、縦軸は画素に対する中心サンプリング角度である。同図（ａ）では、図５（ａ）と同様に、通常レンズは、要素画像における中心位置からの距離が長くなるほど中心サンプリング角度の変化量が少なくなる特性を有する。一方、樽型歪レンズは、通常レンズが有する前記の特性を相殺する方向の特性を有する。 FIG. 6A is a graph showing the center sampling angle with respect to the pixel position with respect to the center position in the element image for the barrel distortion lens and the normal lens. The horizontal axis of this graph is the number of pixels (distance) from the center position (optical center) in the element image, and the vertical axis is the center sampling angle with respect to the pixel. In FIG. 5A, as in FIG. 5A, the normal lens has a characteristic that the amount of change in the center sampling angle decreases as the distance from the center position in the element image increases. On the other hand, a barrel-shaped distortion lens has a characteristic in a direction that cancels out the characteristic of a normal lens.
図６（ｂ）は、樽型歪レンズおよび通常レンズについての、要素画像における中心位置を基準とした画素位置に対する中心サンプリング角度の変化量を示すグラフである。このグラフの横軸は要素画像における中心位置（光学中心）からの画素数（距離）であり、縦軸は画素に対する中心サンプリング角度の変化量である。同図（ｂ）に示すように、樽型歪レンズでは、１画素あたりの中心サンプリング角度の変化量は、要素画像における中心位置からの画素数（距離）によらず略一定である。同図（ｂ）の例では、光学中心からの距離が０から１００画素までの範囲において、サンプリング角度の変化量は、約０．１４３２度から約０．１４３６度までの間に収まっており、これは０．３％未満の変動量である。一方、通常レンズでは、１画素あたりの中心サンプリング角度の変化量は、要素画像における中心位置からの画素数（距離）が大きくなるほど非線形に少なくなる。 FIG. 6B is a graph showing the amount of change in the center sampling angle with respect to the pixel position based on the center position in the element image for the barrel distortion lens and the normal lens. The horizontal axis of this graph is the number of pixels (distance) from the center position (optical center) in the element image, and the vertical axis is the amount of change in the center sampling angle with respect to the pixel. As shown in FIG. 5B, in the barrel distortion lens, the amount of change in the center sampling angle per pixel is substantially constant regardless of the number of pixels (distance) from the center position in the element image. In the example of FIG. 5B, the change amount of the sampling angle is within the range of about 0.1432 degrees to about 0.1436 degrees in the range from 0 to 100 pixels from the optical center. This is a variation of less than 0.3%. On the other hand, in the normal lens, the amount of change in the center sampling angle per pixel decreases nonlinearly as the number of pixels (distance) from the center position in the element image increases.
図７（ａ），（ｂ）は、正方格子状のクロスハッチを、通常レンズおよび樽型歪レンズそれぞれを介して観察し得られる画像を示す図である。
同図（ａ）は、歪率が０％であるレンズ、つまり通常レンズを介して得られるクロスハッチの画像である。同図（ｂ）は、歪率が−１０％である樽型歪レンズを介して得られるクロスハッチの画像である。同図（ｂ）に示すように、樽型歪レンズを介して正方格子状のクロスハッチを観察した場合、この観察されるクロスハッチは、光軸に貫かれる点を中心として径方向外側に歪曲することにより、四角形状が樽形状として観察される。すなわち、樽型歪を有するクロスハッチの画像は、その中心部に対して周辺部の格子の間隔が狭くなる。よって、樽型歪レンズは、通常レンズに対して、光軸中心付近の光束のサンプリング密度が高い。
FIGS. 7A and 7B are diagrams showing images obtained by observing a square lattice cross hatch through a normal lens and a barrel distortion lens, respectively.
FIG. 4A shows a cross-hatch image obtained through a lens having a distortion rate of 0%, that is, a normal lens. FIG. 6B is a cross hatch image obtained through a barrel distortion lens having a distortion rate of −10%. As shown in FIG. 2B, when a square lattice cross hatch is observed through a barrel distortion lens, the observed cross hatch is distorted radially outward with a point penetrating the optical axis as a center. By doing so, a square shape is observed as a barrel shape. That is, in the cross hatch image having barrel distortion, the interval between the lattices in the peripheral portion is narrower than the central portion. Therefore, the barrel distortion lens has a higher sampling density of the light beam near the center of the optical axis than the normal lens.
以上説明したとおり、本発明の第１実施形態における立体画像撮影装置１は、それぞれ樽型歪の歪曲収差を有する複数の要素レンズを二次元配列して構成したレンズアレイ１１０と、レンズアレイ１１０を通して得られる、樽型歪の歪曲収差にしたがって歪曲された光束を撮像し、複数の要素レンズそれぞれに対応する要素画像の集合であるインテグラル画像を生成する撮像部１３０とを備えた。
この構成によれば、光軸Ｏの方向に近い方向ほど中心サンプリング角度が狭く、すなわちサンプリング密度が高いインテグラル画像を生成することができる。よって、立体画像撮影装置１によれば、自装置に対して正面方向における撮像画像の光束密度（光線密度）を高くすることができる。
As described above, the stereoscopic
According to this configuration, an integral image having a narrower center sampling angle, that is, a higher sampling density can be generated in a direction closer to the optical axis O direction. Therefore, according to the three-dimensional
また、立体画像撮影装置１において、レンズアレイ１１０における複数の要素レンズそれぞれの樽型歪の歪曲収差は、要素レンズに対応する要素画像における各画素に対する光線のサンプリング角度量が略均等（均等を含む。以下同様。）となる歪率によるものとした。
この構成によれば、視域内で光束の密度が略均等で高精細なインテグラル画像を得ることができる。
Further, in the stereoscopic
According to this configuration, it is possible to obtain a high-definition integral image having a substantially uniform light flux density in the viewing zone.
また、本発明の第１実施形態における立体画像表示装置２は、相互に視差を有するとともに、樽型歪の歪曲収差にしたがって歪曲した複数の要素画像の集合であるインテグラル画像を表示する表示部２２０と、それぞれ樽型歪の歪曲収差を有する複数の要素レンズを二次元配列して構成し、表示部２２０が表示するインテグラル画像からの光束を複数の要素レンズに通すレンズアレイ２４０とを備えた。
この構成によれば、光軸Ｏ’の方向に近い方向ほど中心サンプリング角度が狭く、すなわちサンプリング密度が高い立体像を生成することができる。よって、立体画像表示装置２によれば、自装置に対して正面方向から観察される立体像の解像度を高くすることができる。
In addition, the stereoscopic
According to this configuration, it is possible to generate a stereoscopic image in which the center sampling angle is narrower in the direction closer to the optical axis O ′, that is, the sampling density is higher. Therefore, according to the stereoscopic
また、立体画像表示装置２において、レンズアレイ２４０における複数の要素レンズそれぞれの樽型歪の歪曲収差は、要素レンズに対応する要素画像における各画素に対する光束のサンプリング角度量が略均等となる歪率によるものとした。
この構成によれば、視域内で光束の密度が略均等で高精細な立体像を得ることができる。
Further, in the stereoscopic
According to this configuration, it is possible to obtain a high-definition stereoscopic image having a substantially uniform light flux density in the viewing zone.
［第２の実施の形態］
図８は、本発明の第２実施形態である立体画像撮影装置および立体画像表示装置の概略構成を示す図である。本実施形態は、第１実施形態に対し、立体画像撮影装置１を立体画像撮影装置１ａに変更し、新たに画像処理装置３を追加した構成を有する。
具体的には、本実施形態は、被写体Ｓをインテグラルフォトグラフィにより撮影して、歪曲収差がないか無視できるほど小さいインテグラル画像を生成する立体画像撮影装置１ａと、立体画像撮影装置１ａが生成したインテグラル画像を画像処理して樽型歪画像を生成する画像処理装置３と、画像処理装置３が生成した樽型歪画像をインテグラルフォトグラフィにより表示して空間に立体像Ｓ’を生成する立体画像表示装置２とを含む。
第２実施形態では、第１実施形態と同一の構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。
[Second Embodiment]
FIG. 8 is a diagram illustrating a schematic configuration of a stereoscopic image capturing device and a stereoscopic image display device according to the second embodiment of the present invention. The present embodiment has a configuration in which the stereoscopic
Specifically, in the present embodiment, the stereoscopic image capturing apparatus 1a that captures the subject S by integral photography and generates an integral image that is small enough to be ignored or not distorted, and the stereoscopic image capturing apparatus 1a include An
In the second embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
なお、立体画像撮影装置１ａに画像処理装置３を含めてもよいし、立体画像表示装置２に画像処理装置３を含めてもよい。
Note that the
立体画像撮影装置１ａは、第１実施形態である立体画像撮影装置１に対し、レンズアレイ１１０をレンズアレイ１１０ａに変更した構成を有する。
レンズアレイ１１０ａは、樽型歪および糸巻歪等の歪曲収差がないか無視できるほど小さい複数の要素レンズを、各光軸が平行となるようにして規則的に平面上に配列（二次元配列）させて構成した要素レンズ群である。歪曲収差がないか無視できるほど小さいとは、歪率が略０％（０％を含む）であることを意味する。以下、歪曲収差がないか無視できるほど小さい要素レンズを通常レンズと呼ぶ。通常レンズを介して正方格子状のクロスハッチを観察した場合、クロスハッチの四角形状が略歪まずに観察される。
よって、立体画像撮影装置１ａは、歪曲収差がないか無視できるほど小さい撮像画像データ（インテグラル画像データ）を生成する。
The stereoscopic image capturing apparatus 1a has a configuration in which the
The
Accordingly, the stereoscopic image capturing apparatus 1a generates captured image data (integral image data) that is small enough to be ignored or not distorted.
画像処理装置３は、機能構成として、画像取得部３１０と、歪画像生成部３２０と、歪画像供給部３３０とを備える。
画像取得部３１０は、立体画像撮影装置１ａの画像供給部１５０から供給される撮像画像データを取り込み、この撮像画像データを歪画像生成部３２０に供給する。
The
The
歪画像生成部３２０は、画像取得部３１０から供給される撮像画像データを取り込む。そして、歪画像生成部３２０は、取り込んだ撮像画像データを、撮像画像に含まれる各要素画像が樽型歪を有する画像データに変形する処理を実行して樽型歪画像データ（樽型歪インテグラル画像データ）を生成し、この樽型歪画像データを記憶する。つまり、撮影側では通常レンズを用い、表示側では樽型歪レンズを用いるため、歪画像生成部３２０は、表示側の樽型レンズの歪み率に合うように通常レンズで取得した各要素画像を歪ませる処理を実行する。
The distorted
具体的な第１の例を説明する。歪画像生成部３２０は、レンズアレイ１１０ａの要素レンズに樽型歪レンズを適用した場合の、光線の入射角度に対応する撮像画像における画素位置と、レンズアレイ１１０ａに通常レンズを適用した場合の、光線の入射角度に対応する撮像画像における画素位置との位置のずれ量をあらかじめ記憶する。そして、歪画像生成部３２０は、撮像画像データと樽型歪によるずれ量とに基づいて、例えば、最近傍内挿法を適用して樽型歪画像データを生成する。最近傍内挿法は、最も近傍にある画素データを用いて内挿する方法であり、下記の式（４）により表される。ただし、Ｎｉｍ（ｎ，ｍ）は、通常レンズにより得られた画像の画素値である。Ｄｉｍ（ｉ，ｊ）は、樽型歪レンズを適用した場合に得られる樽型歪画像の画素値である。ｄｘ，ｄｙは、ずれ量のＸ軸成分およびＹ軸成分である。ｉ，ｊは、式（４）における第２式および第３式の関係が成立する最近傍の四捨五入された整数値である。
A specific first example will be described. The distortion
具体的な第２の例を説明する。歪画像生成部３２０は、撮像画像データとずれ量とに基づいて、例えば、下記の式（５）に示す線形内挿法を適用して樽型歪画像データを生成する。ただし、ｄｘ２，ｄｙ２は、実座標値とこの実座標値以下の最大整数座標値との差である。また、実座標値（ｘ，ｙ）は、ｎ≦ｘ＜ｎ＋１，ｍ≦ｙ＜ｍ＋１の関係を有する。
A specific second example will be described. Based on the captured image data and the shift amount, the distorted
歪画像供給部３３０は、歪画像生成部３２０に記憶された樽型歪画像データを読み込み、この樽型歪画像データを立体画像表示装置２の画像取得部２１０に供給する。
The distorted
以上説明したとおり、本発明の第２実施形態における立体画像表示装置は、相互に視差を有する複数の要素画像の集合であるインテグラル画像を、樽型歪の歪曲収差を有する要素画像群に変換した樽型歪画像データを生成する歪画像生成部３２０と、歪画像生成部３２０が生成した樽型歪画像データを表示する表示部２２０と、それぞれ樽型歪の歪曲収差を有する複数の要素レンズを二次元配列して構成し、表示部２２０が表示する樽型歪画像からの光束を複数の要素レンズに通すレンズアレイ２４０とを備えた。
この構成によれば、通常レンズにより構成されたレンズアレイを適用した立体画像撮影装置、すなわち従来の立体画像撮影装置で撮影され得られたインテグラル画像データを、適切な立体像として再生させることができる。
As described above, the stereoscopic image display apparatus according to the second embodiment of the present invention converts an integral image, which is a set of a plurality of element images having parallax, into an element image group having barrel distortion distortion. A distortion
According to this configuration, the stereoscopic image capturing apparatus to which the lens array configured by the normal lens is applied, that is, the integral image data captured by the conventional stereoscopic image capturing apparatus can be reproduced as an appropriate stereoscopic image. it can.
また、第２実施形態における立体画像表示装置によれば、光軸Ｏ’の方向に近い方向ほどサンプリング角度量が狭く、すなわちサンプリング密度が高い立体像を生成することができる。よって、立体画像表示装置によれば、自装置に対して正面方向から観察される立体像の解像度を高くすることができる。 Further, according to the stereoscopic image display apparatus in the second embodiment, it is possible to generate a stereoscopic image in which the sampling angle amount is narrower in the direction closer to the optical axis O ′, that is, the sampling density is higher. Therefore, according to the stereoscopic image display device, it is possible to increase the resolution of the stereoscopic image observed from the front direction with respect to the own device.
また、第２実施形態における立体画像表示装置において、レンズアレイ２４０における複数の要素レンズそれぞれの樽型歪の歪曲収差は、要素レンズに対応する要素画像における各画素に対する光束のサンプリング角度量が略均等となる歪率によるものとした。
この構成によれば、視域内で光束の密度が略均等で高精細な立体像を得ることができる。
Further, in the stereoscopic image display apparatus according to the second embodiment, the barrel distortion distortion of each of the plurality of element lenses in the
According to this configuration, it is possible to obtain a high-definition stereoscopic image having a substantially uniform light flux density in the viewing zone.
上述した第１実施形態および第２実施形態では、レンズアレイ１１０，１１０ａの要素レンズに凸レンズ、レンズアレイ２４０の要素レンズに凹レンズを用いた例を示した。
これ以外にも、レンズアレイ１１０，１１０ａの要素レンズに凹レンズ、レンズアレイ２４０の要素レンズに凸レンズを用いてもよい。
In the first embodiment and the second embodiment described above, an example in which a convex lens is used as the element lens of the
In addition to this, a concave lens may be used as the element lens of the
なお、上述した第１実施形態および第２実施形態では、立体画像表示装置２を投射装置に適用した例について説明した。これ以外にも、立体画像表示装置２は、直視型ディスプレイにも適用できる。この場合、立体画像表示装置２を、投射レンズ光学系２３０を用いずに構成する。
In the first embodiment and the second embodiment described above, the example in which the stereoscopic
また、撮影系および表示系の要素レンズに凸レンズまたは凹レンズを用いたレンズアレイでは、クロストークが発生する。そこで、レンズアレイ１１０，１１０ａ、およびレンズアレイ２４０の要素レンズのいずれかに、屈折率分布型（ＧＲａｄｉｅｎｔ ＩＮｄｅｘ Ｌｅｎｓｅｓ；ＧＲＩＮ）レンズを適用してもよい。要素レンズを屈折率分布型レンズとすることにより、要素画像間のクロストークを解消することができる。また、樽型歪特性を有する屈折率分布型レンズを使用することにより、クロストークがないか略解消された高精細な立体像を得ることができる。
In addition, crosstalk occurs in a lens array using a convex lens or a concave lens as an element lens of the photographing system and the display system. Therefore, a gradient index lens (GRIN) lens may be applied to any of the
屈折率分布型レンズとして、以下に示す仕様のレンズを用いる。すなわち、屈折率分布型レンズの光軸方向の長さをＺとし、その屈折率分布型レンズの蛇行周期をＰとしたとき、Ｐ／２＜Ｚ＜Ｐの関係を満たす屈折率分布型レンズをレンズアレイ１１０，１１０ａおよびレンズアレイ２４０の要素レンズに適用する。この屈折率分布型レンズを用いることにより、レンズアレイ１１０，１１０ａおよびレンズアレイ２４０は、レンズの外側に主点を有することとなり、正立実像を得ることができる。
As a gradient index lens, a lens having the following specifications is used. That is, when the length of the gradient index lens in the optical axis direction is Z and the meandering period of the gradient index lens is P, a gradient index lens satisfying the relationship P / 2 <Z <P is obtained. The present invention is applied to element lenses of the
Ｚ＝３Ｐ／４（０．７５ピッチ）となる屈折率分布型レンズを用いた場合、この屈折率分布型レンズの一方の端面から十分遠方に位置する被写体Ｓの正立実像を他方の端面に現出させることができる。この０．７５ピッチの屈折率分布型レンズを適用したレンズアレイ１１０，１１０ａおよびレンズアレイ２４０を用いることにより、隣接する要素レンズ間におけるクロストークを防ぐことができる。
When a gradient index lens with Z = 3P / 4 (0.75 pitch) is used, an erect real image of the subject S located sufficiently far from one end face of the gradient index lens is placed on the other end face. You can make it appear. By using the
なお、屈折率分布型レンズとして、Ｐ／２＋（ｎ−１）Ｐ＜Ｚ＜ｎＰ（ｎは２以上の整数）の関係を満たす屈折率分布型レンズを適用してもよい。また、Ｚ＝３Ｐ／４＋（ｎ−１）Ｐ（ｎは２以上の整数）となる屈折率分布型レンズを適用してもよい。 Note that a refractive index distribution type lens satisfying a relationship of P / 2 + (n−1) P <Z <nP (n is an integer of 2 or more) may be applied as the refractive index distribution type lens. Alternatively, a gradient index lens in which Z = 3P / 4 + (n−1) P (n is an integer of 2 or more) may be applied.
また、レンズアレイ１１０，２４０の要素レンズとして、魚眼レンズを用いてもよい。具体的には、要素レンズとして、画角を１８０度とした等距離射影方式による魚眼レンズを用いる。これにより、魚眼レンズを適用したレンズアレイ１１０，２４０はサンプリング角度を略均等にすることができる。
A fish-eye lens may be used as the element lens of the
以上、本発明の実施の形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はその実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。 As mentioned above, although embodiment of this invention was explained in full detail with reference to drawings, the specific structure is not restricted to that embodiment, The design of the range which does not deviate from the summary of this invention, etc. are included.
１，１ａ 立体画像撮影装置
２ 立体画像表示装置
３ 画像処理装置
２１ 集光レンズ
２２ 対物レンズ
１１０，１１０ａ レンズアレイ
１２０ レンズ光学系
１３０ 撮像部
１４０ 記憶部
１５０ 画像供給部
２１０ 画像取得部
２２０ 表示部
２３０ 投射レンズ光学系
２４０ レンズアレイ
２５０ スクリーン
３１０ 画像取得部
３２０ 歪画像生成部
３３０ 歪画像供給部
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記レンズアレイを通して得られる光束を撮像し、前記複数の要素レンズそれぞれに対応する要素画像の集合であるインテグラル画像を生成する撮像部と、
を備えることを特徴とする立体画像撮影装置。 A lens array configured by arranging a plurality of element lenses each having a barrel distortion distortion on a plane;
An imaging unit that images a light beam obtained through the lens array and generates an integral image that is a set of element images corresponding to each of the plurality of element lenses;
A stereoscopic image photographing apparatus comprising:
ことを特徴とする請求項１記載の立体画像撮影装置。 The distortion of the barrel distortion of each of the plurality of element lenses is due to a distortion rate at which the change in the sampling angle of the light beam with respect to each pixel in the element image corresponding to the element lens is substantially equal. The three-dimensional image photographing device according to claim 1.
それぞれ樽型歪の歪曲収差を有する複数の要素レンズを平面上に配列させて構成し、前記表示部が表示する前記インテグラル画像からの光束を前記複数の要素レンズに通すレンズアレイと、
を備えることを特徴とする立体画像表示装置。 A display unit for displaying an integral image that is a set of a plurality of element images having parallax with each other and distorted according to the distortion of barrel distortion;
A plurality of element lenses each having a barrel distortion distortion are arranged on a plane, and a lens array that allows light beams from the integral image displayed by the display unit to pass through the plurality of element lenses,
A stereoscopic image display device comprising:
前記歪画像生成部が生成した前記樽型歪画像を表示する表示部と、
それぞれ樽型歪の歪曲収差を有する複数の要素レンズを平面上に配列させて構成し、前記表示部が表示する前記樽型歪画像からの光束を前記複数の要素レンズに通すレンズアレイと、
を備えることを特徴とする立体画像表示装置。 A distortion image generation unit that generates a barrel distortion image obtained by converting an integral image, which is a set of a plurality of element images having parallax, into an image having distortion distortion of barrel distortion;
A display unit for displaying the barrel-shaped distortion image generated by the distortion image generation unit;
A plurality of element lenses each having a barrel distortion distortion are arranged on a plane, and a lens array that passes light beams from the barrel distortion image displayed by the display unit through the plurality of element lenses,
A stereoscopic image display device comprising:
ことを特徴とする請求項３または４記載の立体画像表示装置。 The distortion of the barrel distortion of each of the plurality of element lenses is due to a distortion rate at which the change in the sampling angle of the light beam with respect to each pixel in the element image corresponding to the element lens is substantially equal. The stereoscopic image display device according to claim 3 or 4.
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