JPH1198532A - Stereoscopic image pickup device and stereoscopic display device - Google Patents
Stereoscopic image pickup device and stereoscopic display deviceInfo
- Publication number
- JPH1198532A JPH1198532A JP9259809A JP25980997A JPH1198532A JP H1198532 A JPH1198532 A JP H1198532A JP 9259809 A JP9259809 A JP 9259809A JP 25980997 A JP25980997 A JP 25980997A JP H1198532 A JPH1198532 A JP H1198532A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- lens
- image
- lenses
- image pickup
- lens group
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Testing, Inspecting, Measuring Of Stereoscopic Televisions And Televisions (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明はレンズ群を利用した
立体テレビジョン、いわゆるインテグラルフォトグラフ
ィ（integral photography（ＩＰ））の撮像装置および
表示装置に関し、特にそのレンズ群の構成法に関するも
のである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a three-dimensional television using a lens group, that is, an imaging device and a display device for so-called integral photography (IP), and more particularly to a method of forming the lens group. .
【０００２】[0002]
【従来の技術】任意の視点から自由に見られる立体テレ
ビジョン方式の一つとして、平面状に配列された凸レン
ズ群あるいはピンホール群を用いた、いわゆるインテグ
ラルフォトグラフィが知られている。この方式をレンズ
群を用いた場合について以下に説明する。2. Description of the Related Art As one of stereoscopic television systems that can be freely viewed from any viewpoint, a so-called integral photography using a convex lens group or a pinhole group arranged in a plane is known. This method will be described below in the case where a lens group is used.
【０００３】まず、図１０に示すように、同一平面上に
配置された複数の凸レンズ２1 ，２2 ，…，２n からな
るレンズ群２の後ろに写真フィルム３を置き、レンズ群
２の前に置いた被写体１を撮影する。写真フィルム３に
は各凸レンズ２1 ，２2 ，…，２n により被写体１の像
３1 ，３2 ，…，３n が結像し、撮像される。ここに、
これら３1 ，３2 ，…，３n の画像を要素画像と呼ぶこ
とにする。次に、撮像、現像した写真をレンズ群２に対
して撮影したときのフィルムと同じ位置に配置し、この
状態でレンズ群２の前方から写真上の像を見ると、立体
再生像が見える。First, as shown in FIG. 10, a photographic film 3 is placed behind a lens group 2 composed of a plurality of convex lenses 2 1 , 2 2 ,..., 2 n arranged on the same plane. The subject 1 placed before is photographed. Photo the convex lenses 2 1 the film 3, 2 2, ..., the image 3 1 of the object 1 by 2 n, 3 2, ..., 3 n are imaged, is imaged. here,
These 3 1 , 3 2 ,..., 3 n images are referred to as element images. Next, when the photographed and developed photograph is arranged at the same position as the film when photographing the lens group 2 and the image on the photograph is viewed from the front of the lens group 2 in this state, a three-dimensional reproduced image can be seen.
【０００４】このフィルムを用いる手法では動画の撮
像、表示は困難であるため、フィルムの代わりにテレビ
カメラ用の撮像素子を置き、表示時には現像した写真の
代わりにテレビ画面を置くことで動画の立体画像を得る
ことができる。一般には、良好な立体像を得るためには
レンズ群の大きさは人間の両眼の間隔約６．５ｃｍ以上
必要とされているが、この場合、レンズ群の大きさに対
応できる撮像素子も６．５ｃｍ以上のものが必要とされ
る。現実には、ほとんどの撮像素子の大きさは、この両
眼間隔よりも小さいため、このように実像群の位置に撮
像素子を配置することを一つの撮像素子で実現すること
は困難である。[0004] Since it is difficult to capture and display a moving image by this method using a film, an image sensor for a television camera is placed in place of the film, and a television screen is placed in place of a developed photograph in displaying the moving image. Images can be obtained. Generally, in order to obtain a good three-dimensional image, the size of the lens group needs to be about 6.5 cm or more between human eyes. In this case, an image sensor that can correspond to the size of the lens group is also required. 6.5 cm or more is required. In reality, since the size of most of the image sensors is smaller than the distance between the eyes, it is difficult to realize the arrangement of the image sensors at the position of the real image group with one image sensor.
【０００５】このため、レンズ群による実像群をカメラ
により直接撮像する手法が本発明者らによって開発さ
れ、特開平８−２８９３２９号公報に提案された。これ
により、ＩＰ手法による動画の撮像が可能となった。図
１１は特開平８−２８９３２９号公報に開示された装置
を示し、複数の凸レンズ２1 ，２2 ，…，２n が一平面
上に配列されたレンズ群２と、レンズ８および撮像素子
９を備えレンズ群２の全体を撮像するテレビジョンカメ
ラ７から構成される。被写体１を、凸レンズ群２から、
各凸レンズ２1 ，２2 ，…，２n の焦点距離ｆ１より十
分離れた距離（図において最も近い距離をｄ１、最も遠
い距離をｄ２で示す）に置くと、被写体の実像１１1 ，
１１2 ，…，１１n が各レンズによってそれらの焦点の
近傍、すなわち各レンズの焦点が形成する焦点面１１の
近傍に作られる。実像はそこに物体があると考えてよい
から、その実像をさらに後ろに設置したテレビジョンカ
メラで改めてレンズ群全体を撮像すれば、実像の位置に
フィルムを設置して個々のレンズによる像を撮像したと
同様に、レンズ群２による個々の実像を撮像素子９上
に、像９1 ，９2 ，…，９n として結像させ、要素画像
群としての画像信号（テレビジョン信号）を得ることが
できる。このテレビジョン信号を表示装置に表示し、そ
の表示装置の前面に設置されたレンズ群を通して、その
表示装置を見ることで、立体像が再現される。[0005] For this reason, a technique of directly capturing a real image group by a lens group with a camera has been developed by the present inventors, and has been proposed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-289329. As a result, moving images can be captured by the IP method. Figure 11 shows the apparatus disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 8-289329, a plurality of convex lenses 2 1, 2 2, ..., 2 n and the lens unit 2 arranged on one plane, a lens 8 and the imaging element 9 And a television camera 7 for imaging the entire lens group 2. The subject 1 is moved from the convex lens group 2
When the convex lenses 2 1 , 2 2 ,..., 2 n are placed at a distance sufficiently apart from the focal length f1 (the closest distance is indicated by d1 in the figure and the farthest distance is indicated by d2), the real images 11 1 ,
11 2, ..., it is 11 n the vicinity of their focal by each lens, i.e. made in the vicinity of the focal plane 11 of focus of each lens is formed. The real image can be thought of as having an object there, so if the real image is imaged again with a television camera installed further behind, the film is installed at the position of the real image and images from individual lenses are taken Similarly, the individual real images from the lens group 2 are formed as images 9 1 , 9 2 ,..., 9 n on the image sensor 9 to obtain an image signal (television signal) as an element image group. Can be. This television signal is displayed on a display device, and a stereoscopic image is reproduced by viewing the display device through a lens group installed on the front surface of the display device.
【０００６】なお、立体像の歪みをなくすためには、図
１２のように、レンズ群２の直後に大口径レンズ１３を
挿入し、その大口径レンズ１３の焦点面ｆ２の位置にカ
メラ７を設置することが好ましい。その理由の詳細は電
子情報通信学会技術研究報告Ｖｏｌ．９５ Ｎｏ．５８
１ ＩＥ９５−１４６に記載されている。In order to eliminate the distortion of the three-dimensional image, a large-diameter lens 13 is inserted immediately after the lens group 2 as shown in FIG. 12, and the camera 7 is positioned at the focal plane f2 of the large-diameter lens 13. It is preferable to install. Details of the reason are described in IEICE Technical Report Vol. 95 No. 58
1 IE95-146.
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】インテグラルフォトグ
ラフィにおいて、再生される立体画像の解像度はレンズ
群を構成するレンズの数つまり要素画像の数に依存す
る。また、要素画像を構成する画素数は立体像を観察す
る時の視域などに関連するため、ある程度の数が必要で
ある。この解像度や視域に関する詳細な説明は電子情報
通信学会技術研究報告Ｖｏｌ．９５ Ｎｏ．５８１ Ｉ
Ｅ９５−１４７に記載されている。一方、撮影するカメ
ラの撮像素子や表示素子の画素数は、要素画像の数と要
素画像を構成する画素数の積で与えられるため、極めて
多くの数を必要とする。立体像の高解像度化を図るため
には、要素レンズの数を増やすことで実現することも考
えられるが、この方法では撮像素子および表示素子の画
素数をさらに多くする必要がある。In integral photography, the resolution of a reproduced stereoscopic image depends on the number of lenses constituting a lens group, that is, the number of elementary images. In addition, the number of pixels constituting an element image is related to a viewing zone when observing a stereoscopic image, and therefore, a certain number is required. The detailed explanation on the resolution and the viewing zone is described in IEICE Technical Report Vol. 95 No. 581 I
E95-147. On the other hand, the number of pixels of the image sensor and the display device of the camera that captures an image is given by the product of the number of element images and the number of pixels constituting the element image, and therefore requires an extremely large number. In order to increase the resolution of a stereoscopic image, it may be possible to increase the number of element lenses. However, in this method, it is necessary to further increase the number of pixels of the image sensor and the display element.
【０００８】本発明の目的は、一つのレンズ群を構成す
るレンズの数を増やすことなく、高解像度を実現するこ
とにある。また、その結果において、高解像度化に伴う
視域角の低下を防ぐことも目的とする。An object of the present invention is to realize high resolution without increasing the number of lenses constituting one lens group. It is another object of the present invention to prevent the viewing angle from decreasing as a result of higher resolution.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】上述した目的を達成する
ために、本発明による立体撮像装置は、被写体からの入
射光を複数の入射光に分割する手段と、該分割された複
数の入射光のそれぞれを結像させるための、それぞれ一
平面上に配列された複数の要素凸レンズからなる複数の
撮像レンズ群と、前記複数の撮像レンズ群のそれぞれに
対応し該複数の撮像レンズ群のそれぞれが作る実像群の
全体を撮像する複数の撮像手段とを具備し、前記複数の
撮像レンズ群の前記要素凸レンズに関する入射光に対す
る相対位置関係がレンズ面内方向で予め定められた距離
だけずれていることを特徴とする。In order to achieve the above-mentioned object, a three-dimensional imaging apparatus according to the present invention comprises: means for dividing incident light from a subject into a plurality of incident lights; A plurality of imaging lens groups each composed of a plurality of element convex lenses arranged on one plane, and each of the plurality of imaging lens groups corresponding to each of the plurality of imaging lens groups. A plurality of image pickup means for picking up the entire real image group to be formed, wherein a relative positional relationship of the plurality of image pickup lens groups with respect to the incident light with respect to the element convex lens is shifted by a predetermined distance in a lens plane direction. It is characterized by.
【００１０】さらに、本発明による立体表示装置は、上
述した立体撮像装置の複数の撮像手段によって撮像され
たそれぞれの画像を表示する複数の表示面と、それぞれ
複数の要素凸レンズが一平面上に配置され、前記複数の
表示面上のそれぞれの画像を立体像として再生するため
の複数の表示レンズ群と、該複数の表示レンズ群によっ
て再生されたそれぞれの立体像を合成する光学手段とを
有し、前記複数の表示レンズ群の前記要素凸レンズに関
する相対的位置関係が立体撮像装置の撮像レンズ群の相
対的位置関係と等しくレンズ面内方向で予め定められた
距離だけずれていることを特徴とする。Further, in the three-dimensional display device according to the present invention, a plurality of display surfaces for displaying images picked up by a plurality of image pickup means of the above-mentioned three-dimensional image pickup device and a plurality of element convex lenses are arranged on one plane. A plurality of display lens groups for reproducing each image on the plurality of display surfaces as a three-dimensional image, and an optical unit for combining the three-dimensional images reproduced by the plurality of display lens groups. Wherein the relative positional relationship of the plurality of display lens groups with respect to the element convex lens is equal to the relative positional relationship of the imaging lens groups of the stereoscopic imaging device, and is shifted by a predetermined distance in a lens in-plane direction. .
【００１１】[0011]
【発明の実施の形態】本発明の立体撮像装置は、被写体
からの入射光を複数の入射光に分割し、分割された複数
の入射光から複数の立体像を作成する。複数の立体像を
作成するには、従来技術と同様に、レンズ群と、このレ
ンズ群が結像する実像群の全体を撮像する撮像手段を用
いる。その際、レンズ群と撮像手段は分割された入射光
の数だけ用い、複数のレンズ群の入射光に対する相対的
位置関係をレンズ面内方向で予め定められた距離だけず
らしておく。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A stereoscopic imaging apparatus according to the present invention divides incident light from a subject into a plurality of incident lights and creates a plurality of stereoscopic images from the plurality of divided incident lights. In order to create a plurality of stereoscopic images, similarly to the related art, a lens group and an imaging unit that captures the entire real image group formed by the lens group are used. At this time, the lens groups and the image pickup means are used by the number of divided incident lights, and the relative positional relationship of the plurality of lens groups with respect to the incident lights is shifted by a predetermined distance in the in-plane direction of the lens.
【００１２】本発明による立体表示装置は、このように
して撮像された立体像を立体表示するためのもので、立
体撮像装置の複数の撮像手段によって撮像された複数の
画像をそれぞれ立体像として再生し、かつ再生された複
数の立体像を合成して再生表示する。その際、従来技術
と同様に、表示面と再生用の表示レンズ群を組み合わせ
るが、表示面、表示レンズ群の数は撮像装置のレンズ群
の数と等しく、複数の表示レンズ群の相対的位置関係を
撮像装置の撮像レンズ群の相対的位置関係と等しくレン
ズ面内方向で予め定められた距離だけずらしておく。A three-dimensional display device according to the present invention is for displaying a three-dimensional image thus picked up in a three-dimensional manner. Each of a plurality of images picked up by a plurality of image pickup means of the three-dimensional image pickup device is reproduced as a three-dimensional image. Then, the reproduced three-dimensional images are combined and reproduced and displayed. At this time, the display surface and the display lens group for reproduction are combined as in the prior art, but the number of display surfaces and the number of display lens groups is equal to the number of lens groups of the imaging apparatus, and the relative positions of the plurality of display lens groups are set. The relationship is equal to the relative positional relationship of the imaging lens groups of the imaging device and is shifted by a predetermined distance in the in-lens direction.
【００１３】このようにして、１枚のレンズ群を構成す
るレンズの数を増やすことなく、解像度を高めることが
できる。また、視域角の低下も防ぐことができる。In this manner, the resolution can be increased without increasing the number of lenses constituting one lens group. In addition, a decrease in the viewing angle can be prevented.
【００１４】[0014]
（実施例１）まず、図１を参照して、本発明による立体
撮像装置の一実施例の構成を説明する。(Embodiment 1) First, a configuration of an embodiment of a stereoscopic imaging apparatus according to the present invention will be described with reference to FIG.
【００１５】被写体２０から発せられた光は、まず、ビ
ームスプリッタ２１で２つに分割される。分割された光
はそれぞれ特開平８−２８９３２９号公報に記載されて
いるのと同様に、それぞれ複数の凸レンズが一平面上に
配列されたレンズ群２３および２６によって実像群２４
および２７を形成する。この実像群２４および２７をカ
メラ２９および３０で、それぞれ撮像する。ここで、２
つのレンズ群２３および２６の要素レンズに関する入射
光に対する相対的な位置関係は、図２に示すように、要
素レンズのレンズ面内の配列方向をｘ，ｙ方向とした時
に、一方のレンズ群をｘ方向またはｙ方向に要素レンズ
の間隔（ａ）の半分（ｂ）ずらしておく。The light emitted from the subject 20 is first split into two by a beam splitter 21. Each of the divided lights is converted into a real image group 24 by lens groups 23 and 26 in each of which a plurality of convex lenses are arranged on one plane, as described in JP-A-8-289329.
And 27 are formed. The real image groups 24 and 27 are imaged by the cameras 29 and 30, respectively. Where 2
As shown in FIG. 2, the relative positional relationship of the two lens groups 23 and 26 with respect to the incident light with respect to the element lenses is such that, when the arrangement direction of the element lenses in the lens plane is the x and y directions, one lens group is It is shifted in the x direction or y direction by half (b) the interval (a) between the element lenses.
【００１６】ここで、レンズ群とカメラの位置関係、つ
まりレンズ群２３，２６が作った実像による撮像素子上
の要素画像の領域と撮像デバイス（カメラ）２９，３０
の画素との位置関係を、レンズ群２３を例にして説明す
る。図３に示すように、レンズ群２３の要素レンズＬ
m,n による実像は、それぞれ撮像素子３１上の要素画像
の領域３２（Ｌm,n ）に撮像される。この領域３２（Ｌ
m,n ）内には撮像素子の複数の画素３３（Ｐi,j ）が存
在する。ｍ，ｎは要素レンズのｘ方向およびｙ方向の位
置、ｉ，ｊは撮像素子の画素のｘ方向およびｙ方向の位
置を示す。この位置関係は、二つのカメラ２９，３０に
ついて同一とする。このように、被写体からの光を複数
に分割して撮像することにより、一つのレンズ群を構成
する要素レンズの数を増やすことなく、等価的に倍の要
素レンズ数とすることができる。Here, the positional relationship between the lens group and the camera, that is, the area of the element image on the image sensor with the real image formed by the lens groups 23 and 26 and the imaging devices (cameras) 29 and 30
Will be described with reference to the lens group 23 as an example. As shown in FIG. 3, the element lens L of the lens group 23
The real images of m and n are respectively captured in the element image area 32 (L m, n ) on the image sensor 31. This area 32 (L
m, n ) includes a plurality of pixels 33 (P i, j ) of the image sensor. m and n indicate the positions of the element lenses in the x and y directions, and i and j indicate the positions of the pixels of the image sensor in the x and y directions. This positional relationship is the same for the two cameras 29 and 30. As described above, by dividing the light from the subject into a plurality of pieces and capturing an image, the number of element lenses can be equivalently doubled without increasing the number of element lenses constituting one lens group.
【００１７】２つのレンズ群の位置関係は、図４に示す
ように、ｘ，ｙ両方向に要素レンズの間隔（ａ）の半分
（ｂ）ずつずらして、斜め方向に要素レンズの間隔の半
分ずらすようにしてもよい。なお、２つのレンズ群の要
素間隔をずらす理由については後に説明する。As shown in FIG. 4, the positional relationship between the two lens groups is shifted by half (b) of the interval (a) between the element lenses in both the x and y directions, and shifted by half the interval of the element lenses in the oblique direction. You may do so. The reason for shifting the element interval between the two lens groups will be described later.
【００１８】なお、図１において、実像群の直後に凸レ
ンズ２５，２８が配置されているが、再生立体像の歪み
をなくすために挿入したもので、この理由の詳細は前述
した電子情報通信学会技術研究報告Ｖｏｌ．９５ Ｎ
ｏ．５８１ ＩＥ９５−１４６に記載されている。In FIG. 1, the convex lenses 25 and 28 are disposed immediately after the real image group, but are inserted to eliminate distortion of the reproduced stereoscopic image. Technical Report Vol. 95 N
o. 581 IE 95-146.
【００１９】また、図１のようにカメラ２９，３０を配
置するのでなく、実像群が結像する位置２４，２７に撮
像素子を直接配置してもよいことは自明である。ただ
し、この場合には、レンズ群と同等の大きな撮像素子が
必要となる。It is obvious that, instead of arranging the cameras 29 and 30 as shown in FIG. 1, the image sensors may be directly arranged at the positions 24 and 27 where the real images are formed. However, in this case, a large imaging device equivalent to the lens group is required.
【００２０】次に、図５を参照して本発明による立体表
示装置の一実施例の構成を説明する。表示装置の表示面
５２には上述した立体撮像装置によるカメラ２９で撮像
した要素画像群を表示し、表示面５４にはカメラ３０で
撮像した要素画像群を表示する。再生用のレンズ群５３
および５５は、それぞれ複数の凸レンズを一平面上に配
列したもので、撮像装置のレンズ群２３，２６と同様に
要素レンズ間隔の半分ずらしておく。また、レンズ群と
表示装置の位置関係、つまりレンズ群５３，５５に対応
する表示素子上の要素画像の領域と表示装置の要素画像
の領域との位置関係は、２つの表示装置５２，５４につ
いて同一とする。Next, the configuration of one embodiment of the stereoscopic display device according to the present invention will be described with reference to FIG. On the display surface 52 of the display device, a group of element images captured by the camera 29 by the above-described stereoscopic imaging device is displayed, and on the display surface 54, a group of element images captured by the camera 30 is displayed. Reproduction lens group 53
Reference numerals 55 denote a plurality of convex lenses arranged on one plane, and are shifted by half the element lens interval similarly to the lens groups 23 and 26 of the imaging apparatus. The positional relationship between the lens group and the display device, that is, the positional relationship between the element image region on the display element corresponding to the lens groups 53 and 55 and the element image region of the display device is determined for the two display devices 52 and 54. The same.
【００２１】表示装置から出力された画像はレンズ群に
より、立体像として再生される。具体的には、表示装置
５２により再生立体像５０が、表示装置５４により再生
立体像５１が得られる。ここで、観察者５７はハーフミ
ラー５６を通して再生立体像５０，５１を観察するの
で、再生像５１は再生像５０の場所にあるように観察さ
れる。その結果、２つの再生立体像は１つの立体像とし
て合成され、再生像５０の位置に再生立体像を観察でき
る。このとき、レンズ群５３と５５との相対位置関係
は、前述したように、立体撮像装置の２つのレンズ群と
同様に、要素レンズ間隔の半分ずれているため、再生像
の解像度は２倍に向上する。立体撮像装置の２つのレン
ズ群の相対位置関係が図４に示すような場合を例に、再
生像の解像度が２倍に向上する理由を図６および図７を
用いて説明する。図６は表示装置５２およびレンズ群５
３による再生像を示す。黒点で示されるのが再生像であ
る。一方、図７は表示装置５２およびレンズ群５３によ
る再生像と表示装置５４およびレンズ群５５による再生
像を合成した再生像を示す。この場合、レンズ群５３と
レンズ群５５は、ｘ、ｙ両方向に各要素レンズの間隔の
半分ずれた位置となっている。従って、表示装置５４お
よびレンズ群５５による再生像は、丁度、図６の黒点の
中間位置にあり、合成された再生像は図７に示すよう
に、解像度が向上している。The image output from the display device is reproduced as a three-dimensional image by the lens group. Specifically, a reproduced stereoscopic image 50 is obtained by the display device 52, and a reproduced stereoscopic image 51 is obtained by the display device 54. Here, since the observer 57 observes the reproduced stereoscopic images 50 and 51 through the half mirror 56, the reproduced image 51 is observed as if it were at the position of the reproduced image 50. As a result, the two reproduced stereoscopic images are combined as one stereoscopic image, and the reproduced stereoscopic image can be observed at the position of the reproduced image 50. At this time, the relative positional relationship between the lens groups 53 and 55 is, as described above, similar to the two lens groups of the stereoscopic imaging device, shifted by half of the element lens interval, so that the resolution of the reproduced image is doubled. improves. The reason why the resolution of the reproduced image is doubled will be described with reference to FIGS. 6 and 7, taking the case where the relative positional relationship between the two lens groups of the stereoscopic imaging apparatus is as shown in FIG. FIG. 6 shows the display device 52 and the lens group 5.
3 shows a reproduced image. The reconstructed image is indicated by a black dot. On the other hand, FIG. 7 shows a reproduced image obtained by combining a reproduced image by the display device 52 and the lens group 53 with a reproduced image by the display device 54 and the lens group 55. In this case, the lens group 53 and the lens group 55 are located at positions shifted by half the distance between the element lenses in both the x and y directions. Therefore, the reproduced image by the display device 54 and the lens group 55 is exactly at the intermediate position between the black points in FIG. 6, and the resolution of the synthesized reproduced image is improved as shown in FIG.
【００２２】これらの結果、高解像化に伴う視域角の減
少も防ぐことができる。視域角は図８に示すように観察
者がディスプレイ面を見た場合に立体像を見ることので
きる角度であり、できるだけ大きな値であることが望ま
れる。視域角θは図９に示すように要素レンズ間のピッ
チｗと要素レンズの焦点距離ｆｅで以下のように与えら
れる。As a result, it is possible to prevent the viewing angle from decreasing due to the high resolution. The viewing zone angle is an angle at which the observer can see a stereoscopic image when viewing the display surface as shown in FIG. 8, and is desirably as large as possible. The viewing angle θ is given by the pitch w between the element lenses and the focal length fe of the element lenses as shown in FIG.
【００２３】[0023]
【数１】 θ＝２ｔａｎ-1（ｗ／２ｆｅ） （１） 従って、要素レンズの焦点距離を一定にし、かつ要素レ
ンズ間ピッチを小さくし、レンズ板全体の大きさを変え
ずに要素レンズの数を増やして高解像度化を図ろうとす
ると視域角θが小さくなる。本発明は１つのレンズ板の
要素レンズ間のピッチは小さくする必要がないため、視
域角の減少を防ぐことができる。Θ = 2 tan −1 (w / 2fe) (1) Accordingly, the focal length of the element lens is kept constant, the pitch between the element lenses is made small, and the element lens is maintained without changing the size of the entire lens plate. If an attempt is made to increase the resolution by increasing the number, the viewing angle θ decreases. In the present invention, it is not necessary to reduce the pitch between the element lenses of one lens plate, so that it is possible to prevent the viewing angle from decreasing.
【００２４】以上の立体撮像装置およびそれに対応する
立体表示装置の実施例では、入射光を２つに分割する例
について説明した。しかし、撮像装置において入射光を
３つ以上に分割し、再生装置においても分割された入射
光の数に対応する光学的な合成装置を用いることも可能
である。例えば、入射光を３つに分割した場合には、３
つのレンズ群を使用し、それらの要素レンズを互いに要
素レンズ間隔の３分の１ずれるようにすれば、解像度を
一層改善することができる。In the above-described embodiments of the three-dimensional imaging device and the three-dimensional display device corresponding thereto, an example in which incident light is divided into two has been described. However, it is also possible to divide the incident light into three or more in the imaging device and use an optical combining device corresponding to the number of the divided incident lights in the reproducing device. For example, if the incident light is divided into three,
The resolution can be further improved by using two lens groups and displacing the element lenses with each other by one third of the element lens distance.
【００２５】レンズ群を構成する要素レンズには、特開
平８−２８９３２９号公報に記載されているような１枚
レンズ構成のもの、あるいは特願平８−３０７７６３号
に記載された屈折率分布レンズを用いることができる。
この場合に被写体の正立像を得るための手法もこれらの
先行技術文献に記載されている。The element lens constituting the lens group may be a single lens as described in JP-A-8-289329 or a gradient index lens described in Japanese Patent Application No. 8-307773. Can be used.
Techniques for obtaining an erect image of the subject in this case are also described in these prior art documents.
【００２６】[0026]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
立体撮像装置および立体表示装置の各レンズ群を構成す
る要素レンズの数を増やすことなく、立体像を撮像し、
かつ表示することができる。その結果、撮像するカメラ
に用いる撮像素子の画素数を増やす必要なく、高解像度
を実現できるという効果も生じる。As described above, according to the present invention,
Without increasing the number of element lenses constituting each lens group of a stereoscopic imaging device and a stereoscopic display device, a stereoscopic image is captured,
And can be displayed. As a result, there is an effect that a high resolution can be realized without increasing the number of pixels of an image sensor used for a camera for imaging.
【図１】本発明による立体撮像装置の一実施例の構成を
説明する図である。FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of an embodiment of a stereoscopic imaging device according to the present invention.
【図２】２つのレンズ群を要素レンズの配列の１方向に
ずらした場合を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating a case where two lens groups are shifted in one direction of an array of element lenses.
【図３】要素レンズの作る要素画像に対応する要素画像
領域と画素との関係を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a relationship between pixels and an element image area corresponding to an element image created by an element lens.
【図４】２つのレンズ群を要素レンズの配列の斜め方向
にずらした場合を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating a case where two lens groups are shifted in an oblique direction of an array of element lenses.
【図５】本発明による立体表示装置の一実施例の構成を
説明する図である。FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration of an embodiment of a stereoscopic display device according to the present invention.
【図６】１枚のレンズ群による表示画像の例を示す図で
ある。FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a display image by one lens group.
【図７】２枚のレンズ群による表示画像の例を示す図で
ある。FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a display image by two lens groups.
【図８】視域角を説明する図である。FIG. 8 is a diagram illustrating a viewing zone angle.
【図９】視域角と要素レンズ間のピッチおよび要素レン
ズの焦点距離の関係を説明する図である。FIG. 9 is a diagram illustrating a relationship between a viewing zone angle, a pitch between element lenses, and a focal length of the element lenses.
【図１０】従来のインテグラルフォトグラフィの構成を
説明する図である。FIG. 10 is a diagram illustrating a configuration of a conventional integral photography.
【図１１】インテグラルフォトグラフィ方式の直接撮像
法を説明する図である。FIG. 11 is a diagram illustrating a direct imaging method using an integral photography method.
【図１２】立体像の歪みをなくすための構成を説明する
図である。FIG. 12 is a diagram illustrating a configuration for eliminating distortion of a stereoscopic image.
１ 被写体 ２ 凸レンズ群 ２1 ，２2 ，…，２n 凸レンズ ３ 写真フィルム ３1 ，３2 ，…，３n 撮像された像 ７ テレビジョンカメラ ８ レンズ ９ 撮像素子 ９1 ，９2 ，…，９n 撮像された像 １１ 焦点面 １１1 ，１１2 ，…，１１n 実像 ２０ 被写体 ２１ ビームスプリッタ ２３，２６ レンズ群 ２４，２７ 実像群 ２５，２８ 凸レンズ ２９，３０ カメラ ３１ 撮像素子 ３２ 撮像素子上に結像された要素画像 ３３ 撮像素子の画素 ５０，５１ 再生立体像 ５２，５４ 表示装置の表示面 ５３，５５ 再生レンズ群 ５６ ハーフミラー ５７ 観察者1 subject 2 convex lens group 2 1 , 2 2 ,..., 2 n convex lens 3 photographic film 3 1 , 3 2 ,..., 3 n imaged image 7 television camera 8 lens 9 image sensor 9 1 , 9 2 ,. 9 n Imaged image 11 Focal plane 11 1 , 11 2 ,..., 11 n Real image 20 Subject 21 Beam splitter 23, 26 Lens group 24, 27 Real image group 25, 28 Convex lens 29, 30 Camera 31 Image sensor 32 Image sensor 32 Element image 33 formed on the image 33 Pixels of the image sensor 50, 51 Reconstructed stereoscopic image 52, 54 Display surface 53, 55 Reconstruction lens group 56 Half mirror 57 Observer
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 三科 智之 東京都世田谷区砧一丁目10番11号 日本放 送協会 放送技術研究所内 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (72) Inventor Tomoyuki Mishina 1-1-10 Kinuta, Setagaya-ku, Tokyo Japan Broadcasting Corporation Broadcasting Research Institute
Claims (2)
割する手段と、該分割された複数の入射光のそれぞれを
結像させるための、それぞれ一平面上に配列された複数
の要素凸レンズからなる複数の撮像レンズ群と、前記複
数の撮像レンズ群のそれぞれに対応し該複数の撮像レン
ズ群のそれぞれが作る実像群の全体を撮像する複数の撮
像手段とを具備し、前記複数の撮像レンズ群の前記要素
凸レンズに関する入射光に対する相対位置関係がレンズ
面内方向で予め定められた距離だけずれていることを特
徴とする立体撮像装置。1. A means for dividing incident light from a subject into a plurality of incident lights, and a plurality of element convex lenses each arranged on one plane for forming an image of each of the divided plurality of incident lights. And a plurality of image pickup means corresponding to each of the plurality of image pickup lens groups, and a plurality of image pickup means for picking up an entire real image group formed by each of the plurality of image pickup lens groups. A stereoscopic imaging apparatus, wherein a relative positional relationship of a lens group with respect to incident light with respect to the element convex lens is shifted by a predetermined distance in a lens in-plane direction.
数の撮像手段によって撮像されたそれぞれの画像を表示
する複数の表示面と、該複数の表示面上のそれぞれの画
像を立体像として再生するための、それぞれ一平面上に
配置された複数の要素凸レンズからなる複数の表示レン
ズ群と、該複数の表示レンズ群によって再生されたそれ
ぞれの立体像を合成する光学手段とを有し、前記複数の
表示レンズ群の前記要素凸レンズに関する相対的位置関
係が請求項１の撮像レンズ群の相対的位置関係と等しく
レンズ面内方向で予め定められた距離だけずれているこ
とを特徴とする立体表示装置。2. A plurality of display surfaces for displaying respective images picked up by a plurality of image pickup means of the three-dimensional image pickup device according to claim 1, and each image on the plurality of display surfaces as a three-dimensional image. For reproduction, a plurality of display lens groups each composed of a plurality of element convex lenses arranged on one plane, and an optical unit for combining respective stereoscopic images reproduced by the plurality of display lens groups, A three-dimensional object wherein the relative positional relationship of the plurality of display lens groups with respect to the element convex lens is equal to the relative positional relationship of the imaging lens group of claim 1 and is shifted by a predetermined distance in a lens in-plane direction. Display device.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25980997A JP3676916B2 (en) | 1997-09-25 | 1997-09-25 | Stereoscopic imaging device and stereoscopic display device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25980997A JP3676916B2 (en) | 1997-09-25 | 1997-09-25 | Stereoscopic imaging device and stereoscopic display device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1198532A true JPH1198532A (en) | 1999-04-09 |
| JP3676916B2 JP3676916B2 (en) | 2005-07-27 |
Family
ID=17339310
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25980997A Expired - Fee Related JP3676916B2 (en) | 1997-09-25 | 1997-09-25 | Stereoscopic imaging device and stereoscopic display device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3676916B2 (en) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008256740A (en) * | 2007-03-30 | 2008-10-23 | Nippon Hoso Kyokai <Nhk> | Image display device and display system |
| JP2009272869A (en) * | 2008-05-07 | 2009-11-19 | Nippon Hoso Kyokai <Nhk> | Stereoscopic information generating apparatus and stereoscopic information generating method |
| JP2009271305A (en) * | 2008-05-07 | 2009-11-19 | Nippon Hoso Kyokai <Nhk> | Stereoscopic information generating device and stereoscopic information generating program |
| US9100639B2 (en) | 2011-09-20 | 2015-08-04 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Light field imaging device and image processing device |
| US9250065B2 (en) | 2012-05-28 | 2016-02-02 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Depth estimating image capture device |
| WO2016029488A1 (en) * | 2014-08-27 | 2016-03-03 | 深圳市华星光电技术有限公司 | Three-dimensional image display device and three-dimensional image display |
| US9456198B2 (en) | 2011-10-13 | 2016-09-27 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Depth estimating image capture device and image sensor |
| US9462254B2 (en) | 2012-02-08 | 2016-10-04 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Light field image capture device and image sensor |
| US9565420B2 (en) | 2012-05-28 | 2017-02-07 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Image processor, image capture device, image processing method and program |
| JP2018128648A (en) * | 2017-02-10 | 2018-08-16 | 日本放送協会 | Stereoscopic image display device |
-
1997
- 1997-09-25 JP JP25980997A patent/JP3676916B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008256740A (en) * | 2007-03-30 | 2008-10-23 | Nippon Hoso Kyokai <Nhk> | Image display device and display system |
| JP2009272869A (en) * | 2008-05-07 | 2009-11-19 | Nippon Hoso Kyokai <Nhk> | Stereoscopic information generating apparatus and stereoscopic information generating method |
| JP2009271305A (en) * | 2008-05-07 | 2009-11-19 | Nippon Hoso Kyokai <Nhk> | Stereoscopic information generating device and stereoscopic information generating program |
| US9100639B2 (en) | 2011-09-20 | 2015-08-04 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Light field imaging device and image processing device |
| US9456198B2 (en) | 2011-10-13 | 2016-09-27 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Depth estimating image capture device and image sensor |
| US9462254B2 (en) | 2012-02-08 | 2016-10-04 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Light field image capture device and image sensor |
| US9250065B2 (en) | 2012-05-28 | 2016-02-02 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Depth estimating image capture device |
| US9565420B2 (en) | 2012-05-28 | 2017-02-07 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Image processor, image capture device, image processing method and program |
| WO2016029488A1 (en) * | 2014-08-27 | 2016-03-03 | 深圳市华星光电技术有限公司 | Three-dimensional image display device and three-dimensional image display |
| JP2018128648A (en) * | 2017-02-10 | 2018-08-16 | 日本放送協会 | Stereoscopic image display device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3676916B2 (en) | 2005-07-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Okano et al. | Real-time integral imaging based on extremely high resolution video system | |
| US7002749B2 (en) | Modular integral magnifier | |
| US7327389B2 (en) | Apparatus and method for photographing three-dimensional image, apparatus and method for displaying three-dimensional image, and apparatus and method for converting three-dimensional image display position | |
| US20020140835A1 (en) | Single sensor chip digital stereo camera | |
| JP3744559B2 (en) | Stereo camera, stereo display, and stereo video system | |
| JPH06194758A (en) | Method and apparatus for formation of depth image | |
| JP3676916B2 (en) | Stereoscopic imaging device and stereoscopic display device | |
| CN1231071C (en) | Stereoscopic system | |
| JP3344532B2 (en) | Stereoscopic image pickup device | |
| US7586662B2 (en) | Three-dimensional light ray input apparatus | |
| JPH0767020A (en) | Compound eye type optical system | |
| JP2002228974A (en) | Stereoscopic image display device | |
| JP3678792B2 (en) | Stereo imaging device | |
| JP2022514766A (en) | A device equipped with a multi-aperture image pickup device for accumulating image information. | |
| JP2003075946A (en) | Stereoscopic image pickup unit | |
| JP3898263B2 (en) | Image display device | |
| JP2006510953A (en) | Device for acquiring and reproducing 3D image information of an object | |
| JP2001258050A (en) | Stereoscopic video imaging device | |
| JPH07248467A (en) | Device for inputting three-dimensional information and device for reproducing it | |
| JP2002159020A (en) | Stereoscopic picture imaging device and stereoscopic picture display device | |
| JPH10224821A (en) | Compound-eye camera and video display system using the same | |
| KR100257333B1 (en) | Digital still camera for displaying a tree-dimensional image | |
| JP2005010548A (en) | Stereoscopic image photographing apparatus | |
| JP2003087821A (en) | Stereoscopic image photographing device | |
| JP2005072848A (en) | Time-division image multiplexing three-dimensional display system |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20041222 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20041228 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050228 |
|
| RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20050228 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20050415 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20050502 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090513 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100513 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110513 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120513 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120513 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130513 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140513 Year of fee payment: 9 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |