WO2012059978A1 - 撮像装置、表示装置、撮像表示装置および撮像表示方法 - Google Patents

Abstract

　安価かつ簡素な構成で、カラーの立体画像を動画再生することができる撮像装置、表示装置、撮像表示装置および撮像表示方法を得る。　対象物までの距離および対象物の形状を撮像する位置撮像部と、対象物の色および形状を撮像する色撮像部と、距離の情報、色の情報および形状の情報を時系列に処理する信号処理部と、信号処理部からの時系列情報に基づいて、画像を生成する画像生成部と、互いに異なる少なくとも３つの波長の光を時系列に切り替えて画像生成部を照明する照明部とを備え、画像生成部は、照明部から照明される光を用いて、カラーの再生像を時系列に生成する

Description

撮像装置、表示装置、撮像表示装置および撮像表示方法

　この発明は、対象物までの距離、対象物の色および形状等の情報を撮像する撮像装置、画像生成部を照明して再生像を生成する表示装置、撮像装置および表示装置を組み合わせた撮像表示装置、並びに撮像表示方法に関する。

　従来から、対象物の３次元形状を記録する技術として、また、対象物の３次元再生像を表示する技術として、ホログラフィが知られている。なお、ホログラフィには、インテグラル方式、多眼式、電子ホログラフィ等様々な方式が提案されているが、その中でも、カラーのホログラムを動画で実現するために、音響光学素子や空間光変調器を用いる技術が提案されている（例えば、特許文献１、２参照）。

国際公開第２００３／０６０６１２号パンフレット 特開２００７－１１４４６３号公報

　しかしながら、特許文献１に記載されたホログラフィ技術では、音響光学素子や空間光変調器の大きさによって再構成の空間的な範囲（視域）が限定されるので、カラーのホログラムを動画再生することは可能であるものの、小さな再生像しか得ることができない。そこで、音響光学素子や空間光変調器を大きくすると、装置の構成が複雑になるとともに、コストが高くなるという問題がある。

　また、例えば特許文献２に記載されたホログラフィ技術で３次元形状を記録する場合、受光素子の画素の細かさや大きさによる干渉縞の影響を受けるので、記録画像の画質が制限される。また、カラーのホログラム記録装置は、構成が複雑なので、コストが高くなるという問題がある。

　この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、安価かつ簡素な構成で、カラーのホログラムを動画再生することができる撮像装置、表示装置、撮像表示装置および撮像表示方法を得ることを目的とする。

　この発明に係る撮像表示装置は、対象物までの距離および対象物の形状を撮像する位置撮像部と、対象物の色および形状を撮像する色撮像部と、距離の情報、色の情報および形状の情報を時系列に処理する信号処理部と、信号処理部からの時系列情報に基づいて、画像を生成する画像生成部と、互いに異なる少なくとも３つの波長の光を時系列に切り替えて画像生成部を照明する照明部とを備え、画像生成部は、照明部から照明される光を用いて、カラーの再生像を時系列に生成するものである。

　また、この発明に係る撮像表示装置は、対象物までの距離および対象物の形状を撮像する位置撮像部と、対象物の色および形状を撮像する色撮像部と、距離の情報、色の情報および形状の情報を時系列に処理する信号処理部と、信号処理部からの時系列情報に基づいて、画像を生成する画像生成部と、互いに異なる少なくとも３つの波長の光で画像生成部を照明する照明部とを備え、画像生成部は、照明部から照明される光を空間的に合成して、カラーの再生像を時系列に生成するものである。

　また、この発明に係る撮像装置は、対象物までの距離および対象物の形状を撮像する位置撮像部と、位置撮像部で撮像された距離の情報および形状の情報を記憶する第１記憶部と、対象物の色および形状を撮像する色撮像部と、色撮像部で撮像された色の情報および形状の情報を記憶する第２記憶部とを備えたものである。

　また、この発明に係る表示装置は、対象物までの距離の情報、対象物の色の情報および対象物の形状の情報を出力する撮像画像模擬部と、距離の情報、色の情報および形状の情報を時系列に処理する信号処理部と、信号処理部からの時系列情報に基づいて、画像を生成する画像生成部と、互いに異なる少なくとも３つの波長の光を時系列に切り替えて画像生成部を照明する照明部とを備え、画像生成部は、照明部から照明される光を用いて、カラーの再生像を時系列に生成するものである。

　また、この発明に係る表示装置は、対象物までの距離の情報、対象物の色の情報および対象物の形状の情報を出力する撮像画像模擬部と、距離の情報、色の情報および形状の情報を時系列に処理する信号処理部と、信号処理部からの時系列情報に基づいて、画像を生成する画像生成部と、互いに異なる少なくとも３つの波長の光で画像生成部を照明する照明部とを備え、画像生成部は、照明部から照明される光を空間的に合成して、カラーの再生像を時系列に生成するものである。

　また、この発明に係る撮像表示方法は、対象物までの距離および対象物の形状を撮像する位置撮像ステップと、対象物の色および形状を撮像する色撮像ステップと、距離の情報、色の情報および形状の情報を時系列に処理する信号処理ステップと、互いに異なる少なくとも３つの波長の光を時系列に切り替えて照明する照明ステップと、信号処理ステップで得られる時系列情報に基づいて、照明ステップで照明される光を用いて、カラーの再生像を時系列に生成する画像生成ステップとを備えたものである。

　また、この発明に係る撮像表示方法は、対象物までの距離および対象物の形状を撮像する位置撮像ステップと、対象物の色および形状を撮像する色撮像ステップと、距離の情報、色の情報および形状の情報を時系列に処理する信号処理ステップと、互いに異なる少なくとも３つの波長の光を照明する照明ステップと、信号処理ステップで得られる時系列情報に基づいて、照明ステップで照明される光を空間的に合成して、カラーの再生像を時系列に生成する画像生成ステップとを備えたものである。

　この発明に係る撮像装置、表示装置および撮像表示装置によれば、照明部は、互いに異なる少なくとも３つの波長の光を時系列に切り替えて画像生成部を照明し、画像生成部は、照明部から照明される光を用いて、カラーの再生像を時系列に生成する。また、照明部は、互いに異なる少なくとも３つの波長の光で画像生成部を照明し、画像生成部は、照明部から照明される光を空間的に合成して、カラーの再生像を時系列に生成する。
　また、この発明に係る撮像表示方法によれば、照明ステップでは、互いに異なる少なくとも３つの波長の光が時系列に切り替えて照明され、画像生成ステップでは、信号処理ステップで得られる時系列情報に基づいて、照明ステップで照明される光が用いられて、カラーの再生像が時系列に生成される。また、照明ステップでは、互いに異なる少なくとも３つの波長の光が照明され、画像生成ステップでは、信号処理ステップで得られる時系列情報に基づいて、照明ステップで照明される光が空間的に合成されて、カラーの再生像が時系列に生成される。
　そのため、安価かつ簡素な構成で、カラーの立体画像を動画再生することができる撮像装置、表示装置、撮像表示装置および撮像表示方法を得ることができる。

この発明の実施の形態１に係る撮像表示装置を示すブロック構成図である。 この発明の実施の形態１に係る撮像表示装置の表示装置を示す構成図である。 この発明の実施の形態１に係る撮像表示装置の別の表示装置を示す構成図である。 この発明の実施の形態１に係る撮像表示装置の表示装置がキャビネット内に収められた状態を示す説明図である。 この発明の実施の形態２に係る撮像表示装置を示すブロック構成図である。

　以下、この発明に係る撮像表示装置の好適な実施の形態につき図面を用いて説明するが、各図において同一、または相当する部分については、同一符号を付して説明する。

　実施の形態１．
　図１は、この発明の実施の形態１に係る撮像表示装置を示すブロック構成図である。まず、この撮像表示装置は、対象物１を撮像対象とし、再生像１０を生成するものである。すなわち、対象物１、再生像１０は、説明のために用いられるものであって、撮像表示装置には含まれない。

　図１において、この撮像表示装置は、位置撮像部２、色撮像部３、第１記憶部４、第２記憶部５、撮像画像模擬部６、信号処理部７、画像生成部８および照明部９を備えている。ここで、撮像装置は、位置撮像部２、色撮像部３、第１記憶部４および第２記憶部５から構成され、表示装置は、撮像画像模擬部６、信号処理部７、画像生成部８および照明部９から構成される。なお、撮像画像模擬部６は、撮像装置が接続されない場合に用いられるものであり、図１のように、撮像装置が接続されている場合には、必須ではない。

　以下、この撮像表示装置の各部の機能について説明する。
　位置撮像部２は、対象物１の二次元画像（形状）（ｘ，ｙ）および対象物１までの距離（ｚ）を撮像する。すなわち、位置撮像部２は、対象物１の二次元画像（ｘ，ｙ）および対象物１までの距離（ｚ）を測定することから、任意の時間ｔにおける対象物１の形状・距離情報（ｔ，ｘ，ｙ，ｚ）を測定する機能を有する。

　色撮像部３は、対象物１の二次元画像（形状）（ｘ，ｙ）および色（Ｒ，Ｇ，Ｂ）を撮像する。すなわち、色撮像部３は、対象物１の二次元画像（ｘ，ｙ）および色（Ｒ，Ｇ，Ｂ）を測定することから、任意の時間ｔにおける対象物１の形状・色情報（ｔ，ｘ，ｙ，Ｒ，Ｇ，Ｂ）を測定する機能を有する。なお、ここでは、色情報として一般的な光の三原色、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）を例示したが、これに限定されるものではない。また、色情報だけでなく、輝度（明るさの大小）情報も含むことは言うまでもない。

　第１記憶部４は、位置撮像部２で測定された対象物１の形状・距離情報（ｔ，ｘ，ｙ，ｚ）を記憶する。また、第２記憶部５は、色撮像部３で測定された対象物１の形状・色情報（ｔ，ｘ，ｙ，Ｒ，Ｇ，Ｂ）を記憶する。

　信号処理部７は、位置撮像部２で測定された対象物１の形状・距離情報（ｔ，ｘ，ｙ，ｚ）、および色撮像部３で測定された対象物１の形状・色情報（ｔ，ｘ，ｙ，Ｒ，Ｇ，Ｂ）を入力として、これらの情報（対象物１の形状・距離・色情報（ｔ，ｘ，ｙ，ｚ，Ｒ，Ｇ，Ｂ））を時系列（時間的）に処理し、時系列情報を出力する。

　具体的には、信号処理部７は、形状・距離情報（ｔ，ｘ，ｙ，ｚ）および形状・色情報（ｔ，ｘ，ｙ，Ｒ，Ｇ，Ｂ）を、画像生成部８での画像生成に適した並び（例えば、（ｔ，ｘ，ｙ，ｚ，Ｒ）、（ｔ，ｘ，ｙ，ｚ，Ｇ）、（ｔ，ｘ，ｙ，ｚ，Ｂ））に再配列し、時系列情報として画像生成部８に出力する。

　なお、位置撮像部２から形状・距離情報（ｔ，ｘ，ｙ，ｚ）が信号処理部７に直接入力されてもよいし、位置撮像部２からの形状・距離情報（ｔ，ｘ，ｙ，ｚ）が第１記憶部４に一度記憶され、記憶された形状・距離情報（ｔ，ｘ，ｙ，ｚ）が、時系列に信号処理部７に入力されてもよい。

　同様に、色撮像部３から形状・色情報（ｔ，ｘ，ｙ，Ｒ，Ｇ，Ｂ）が信号処理部７に直接入力されてもよいし、色撮像部３からの形状・色情報（ｔ，ｘ，ｙ，Ｒ，Ｇ，Ｂ）が第２記憶部５に一度記憶され、記憶された形状・色情報（ｔ，ｘ，ｙ，Ｒ，Ｇ，Ｂ）が、時系列に信号処理部７に入力されてもよい。

　ここで、撮像装置として用いられる場合には、第１記憶部４および第２記憶部５は、必須の構成となり、表示装置（撮像画像模擬部６、信号処理部７、画像生成部８および照明部９）は不要となる。また、表示装置として用いられる場合には、撮像装置（位置撮像部２、色撮像部３、第１記憶部４および第２記憶部５）は不要となり、撮像装置の代わりに、対象物１の形状・距離・色情報（ｔ，ｘ，ｙ，ｚ，Ｒ，Ｇ，Ｂ）を信号処理部７に出力する撮像画像模擬部６が必須の構成となる。

　照明部９は、互いに異なる少なくとも３つの波長帯（ここでは、λ₁、λ₂、λ₃）の光源を備えるものであり、異なる波長の光で画像生成部８を照明する。具体的には、照明部９は、波長λ₁、λ₂、λ₃の光を時系列（時間的）に切り替えて、画像生成部８を照明する。なお、この光源は、レーザ光源やＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ　Ｅｍｉｔｔｉｎｇ　Ｄｉｏｄｅ）光源等で構成される。

　画像生成部８は、例えば空間光変調器および光学系（図示せず）で構成され、信号処理部７で時系列に配列された時系列情報に基づいて、再生像１０の元となる画像を生成する。このとき、照明部９が、波長λ₁、λ₂、λ₃の光を時系列に切り替えて画像生成部８を照明することにより、画像生成部８において、時間的に色合成（混色）が実行され、カラーの再生像１０が時系列に、すなわちカラー動画で再生される。

　続いて、図１を参照しながら、この撮像表示装置の動作について説明する。
　まず、対象物１の情報をホログラムで記録するには、位相および振幅の２つの情報を記録する必要があり、特に位相を記録するために、光の干渉現象が利用される。そのため、レーザ光を対象物１に照明する必要がある。

　しかしながら、対象物１が例えば人である場合には、人体に影響のないレーザ光を照明する必要がある。さらに、対象物１が自発光物体である場合には、そもそも測定できないという問題がある。そこで、位置撮像部２は、見る位置、すなわち視点が１つであって、この視点からの距離（ｚ）を同時に撮像する構成とする。

　これは、カメラ等の撮像部に奥行き情報を取得する装置を組み合わせた、いわゆるデプスカメラであって、例えばレーザ光を位置撮像部２から対象物１に照明し、対象物１での反射、散乱光を位置撮像部２で測定して、レーザ光が戻ってくるまでの遅れ時間から対象物１までの距離（ｚ）を算出するものである。

　なお、この場合、視点が１つなので、対象物１が例えば車であり、その車を前方から測定したとすると、視点から影となる車の底面や後方を測定することができないという問題がある。そこで、この問題を解決するために、複数の位置撮像部２を配置することにより、視点を増やす（多視点とする）ことが考えられる。

　また、対象物１までの距離（ｚ）を測定する方法としては、上述したレーザ光の遅れ時間から距離を算出するものの他に、例えばモアレ縞のパターンから距離を測定したり、２つの視点を利用した三角測量により距離を測定（ステレオカメラ）したりするものが考えられる。

　また、色撮像部３は、いわゆるカラーのカメラであり、ここでは、説明のために位置撮像部２とは別の構成にしているが、これに限定されず、位置撮像部２と色撮像部３とは、色位置撮像部として１つの構成であってもよい。なお、対象物１の形状・距離情報（ｔ，ｘ，ｙ，ｚ）および対象物１の形状・色情報（ｔ，ｘ，ｙ，Ｒ，Ｇ，Ｂ）は、第１記憶部４および第２記憶部５に一度記憶される場合もあるが、最終的に信号処理部７に入力される。

　また、信号処理部７は、入力された形状・距離情報（ｔ，ｘ，ｙ，ｚ）および形状・色情報（ｔ，ｘ，ｙ，Ｒ，Ｇ，Ｂ）を、画像生成部８での画像生成に適した並び（例えば、（ｔ，ｘ，ｙ，ｚ，Ｒ）、（ｔ，ｘ，ｙ，ｚ，Ｇ）、（ｔ，ｘ，ｙ，ｚ，Ｂ））に再配列するが、この並びは、画像生成部８および再生方法に依存する。

　なお、位置撮像部２で測定された形状・距離情報（ｔ，ｘ，ｙ，ｚ）をホログラムとして第１記憶部４に記憶した場合には、この情報を画像生成部８で再生し、レーザ光を照明することにより、対象物１のホログラム再生像が生成される。すなわち、位置撮像部２がカメラ等の撮像部に奥行き情報を取得する装置を組み合わせたデプスカメラである場合、対象物１のホログラム再生像を生成するには、形状・距離情報（ｔ，ｘ，ｙ，ｚ）からホログラムを算出する必要がある。

　ここで、仮に位置撮像部２が複数ある場合、すなわち複数の視点がある場合について説明する。複数の視点がある場合、第１視点を再生するときには第１視点の情報を出力し、第２視点を再生するときには第２視点の情報を出力すればよい。また、第１視点と第２視点との間の視点を再生したい場合には、第１視点の情報と第２視点の情報とから、第１視点と第２視点との間の視点を補間するような演算（補間処理）を実行し、補間後の情報を出力すればよい。

　逆に言うと、仮想的な視点を仮定した場合に、１つの視点と形状・距離情報（ｔ，ｘ，ｙ，ｚ）とがあれば、その仮想的な視点の情報を算出することができる。すなわち、視点として例えば右目および左目を仮定し、形状・距離情報（ｔ，ｘ，ｙ，ｚ）から、ホログラムを算出することなく、それぞれの視点の情報を算出することができる。このとき、画像生成部８において、それぞれの視点（右目および左目）の情報を再生してレーザ光を照明し、スクリーンに投影することにより、両眼視差を利用した立体表示が可能となる。

　また、この実施の形態１では、照明部９が、互いに異なる波長λ₁、λ₂、λ₃の光を時系列に切り替えて画像生成部８を照明するので、信号処理部７は、波長λ₁に対応した情報（ｔ，ｘ，ｙ，ｚ，Ｒ）、波長λ₂に対応した情報（ｔ，ｘ，ｙ，ｚ，Ｇ）および波長λ₃に対応した情報（ｔ，ｘ，ｙ，ｚ，Ｂ）を、時系列に切り替えて画像生成部８に出力する。なお、ここでは、簡単のために波長λ₁、λ₂、λ₃と色（Ｒ，Ｇ，Ｂ）とを対応させて説明したが、実際には、色度を算出してその混合比率を求めることとなる。

　また、照明部９は、互いに異なる波長λ₁、λ₂、λ₃の光を時系列に切り替えて画像生成部８を照明するが、人間の目の応答速度が３０Ｈｚ程度であることから、３０Ｈｚよりも高速で波長λ₁、λ₂、λ₃を切り替えると、これらの色が混ざって知覚されるので、画像生成部８でカラーの再生像１０が生成されることとなる。このとき、特にスペクトル幅の狭いレーザ光源やＬＥＤ光源を用いると、波長λ₁、λ₂、λ₃の選び方にも依存するが、広い色域をカバーすることができる。これにより、広い色域をもつカラー動画の立体表示が可能となる。

　以上のように、実施の形態１によれば、信号処理部は、位置撮像部および色撮像部で撮像された対象物までの距離の情報、対象物の色の情報および形状の情報を時系列に処理し、照明部は、互いに異なる少なくとも３つの波長の光を時系列に切り替えて画像生成部を照明し、画像生成部は、信号処理部からの時系列情報に基づいて、照明部から照明される光を用いて、カラーの再生像を時系列に生成する。
　そのため、安価かつ簡素な構成で、カラーの立体画像を動画再生することができる撮像装置、表示装置、撮像表示装置および撮像表示方法を得ることができる。

　ここで、表示装置の具体的な例として、図２に示す背面投写型の表示装置について説明する。この背面投写型の表示装置は、観測者から見て、スクリーンの背面から画像光を投影するものである。図２において、この背面投写型の表示装置は、透過型スクリーン２０、反射鏡３０およびプロジェクタ４０から構成される。

　なお、反射鏡３０は、必須の構成ではないものの、反射鏡３０が設けられていない場合には、プロジェクタ４０が背面投写型の表示装置の真後ろに配置される（図中の点線参照）こととなり、表示装置が厚くなるとともに大型化するという問題がある。そこで、透過型スクリーン２０とプロジェクタ４０との間に反射鏡３０を設けて、光束を折り曲げることにより、プロジェクタ４０から透過型スクリーン２０までの距離を短縮して、表示装置を薄型化および小型化することができる。

　透過型スクリーン２０は、プロジェクタ４０から放射されて反射鏡３０で反射された画像光１１を、観測者１２側に曲げるフレネルレンズスクリーン（フレネル光学素子）２１と、画像光１１に発散角度を与えて拡散させる光拡散部２２とから構成される。また、フレネルレンズスクリーン２１は、フレネルレンズ基板２３および出光面側フレネルレンズ２４から構成され、光拡散部２２は、レンズ要素２５および光拡散シート２６から構成される。

　プロジェクタ４０は、空間光変調器４１、投写光学系４２、照明光学系４３および光源４４から構成される。このとき、図１に示した画像生成部８は、透過型スクリーン２０、反射鏡３０、空間光変調器４１および投写光学系４２から構成され、照明部９は、照明光学系４３および光源４４から構成される。

　このような構成により、プロジェクタ４０から放射されて反射鏡３０で反射された画像光１１を、透過型スクリーン２０に投写することができる。さらに、画像光１１がフレネルレンズスクリーン２１により観測者１２側に曲げられ、かつ光拡散部２２により発散角度が与えられて拡散されるので、観測者１２が良好な画像を見ることができる。

　なお、図２では、プロジェクタ４０から放射されて反射鏡３０で反射された画像光１１を、観測者１２側に曲げるフレネルレンズスクリーン２１として、出光面側フレネルレンズ２４を用いたものを例に挙げて説明したが、これに限定されない。フレネルレンズスクリーン２１としては、光学系の設計に応じて、図３に示されるような、プリズムが入光面側に形成された入光面側フレネルレンズ５０が用いられてもよい。

　ここで、入光面側フレネルレンズ５０の種類を細かく分類すると、例えば入光面側全反射式フレネルレンズ５１、入光面側部分全反射式フレネルレンズ５２および入光面側全反射、屈折混合式フレネルレンズ５３等が挙げられる。入光面側全反射式フレネルレンズ５１は、プリズムに入光した光束を対面にて、全反射を利用して出光面方向に偏向する。

　入光面側部分全反射式フレネルレンズ５２は、入光面側全反射式フレネルレンズ５１の谷部分を出光面に対して平行とした形状を有している。入光面側全反射、屈折混合式フレネルレンズ５３は、入光面側全反射式フレネルレンズ５１と、プリズムに入光した光束を、屈折のみ出光面方向に変更する屈折式フレネルレンズとが、１つのプリズム内に混合された形状を有している。

　このように、プロジェクタ４０と組み合わせるフレネルレンズスクリーン２１として、入光面側フレネルレンズ５０を採用することにより、図３に示されるように、斜め投写が可能となる。そのため、例えば図２に示した背面投写型の表示装置と比較して、プロジェクタ４０から透過型スクリーン２０までの距離、すなわち奥行きを短縮することができる。

　なお、図３では、入光面側全反射式フレネルレンズ５１、入光面側部分全反射式フレネルレンズ５２および入光面側全反射、屈折混合式フレネルレンズ５３が混在して形成された入光面側フレネルレンズ５０を例に挙げて説明したが、これに限定されない。入光面側フレネルレンズ５０は、入光面側全反射式フレネルレンズ５１、入光面側部分全反射式フレネルレンズ５２および入光面側全反射、屈折混合式フレネルレンズ５３を、プロジェクタ４０の設計に合わせて適宜選択すればよく、１つのスクリーン内に３種類を混在して形成させる必要はない。また、レンズ形状を工作する都合から、プリズム先端の一部分が、入射光線とほぼ平行に欠けていてもよい。

　また、フレネルレンズスクリーン２１は、プロジェクタ４０の特性に応じて、光拡散部２２は、視野角やスクリーンの輝度等の光学特性に応じて選択されるので、フレネルレンズスクリーン２１および光拡散部２２は、別々に設計、製作され、各々独立に選択されることが多い。すなわち、フレネルレンズスクリーン２１と光拡散部２２とは、切り離して考えてもよい。また、入光面側フレネルレンズ５０とレンチキュラーレンズスクリーンとの組み合わせの場合、図３では、簡単のために各々独立した構成を示しているが、実際には、これらを１つの要素として、例えば接着層で貼り合わせた構成としてもよい。

　なお、図２および図３では、背面投写型の表示装置の例として、透過型スクリーン２０、反射鏡３０およびプロジェクタ４０のみを示したが、背面投写型の表示装置は、図４に示されるように、キャビネット６０内に設けられることが多い。図４において、背面投写型の表示装置は、キャビネット６０内に設けられ、透過型スクリーン２０が、キャビネット６０の開口部に設けられている。このような構成により、周囲環境からの外光を防ぐことができる。

　実施の形態２．
　図５は、この発明の実施の形態２に係る撮像表示装置を示すブロック構成図である。図５において、この撮像表示装置は、図１に示した画像生成部８および照明部９に代えて、画像生成部８Ａおよび照明部９Ａを備えている。なお、その他の構成については、上記図１と同様なので、説明を省略する。

　照明部９Ａは、互いに異なる少なくとも３つの波長帯（ここでは、λ₁、λ₂、λ₃）の光源を備えるものであり、異なる波長の光で画像生成部８を照明する。なお、この光源は、実施の形態１と同様に、レーザ光源やＬＥＤ光源等で構成される。

　画像生成部８Ａは、照明部９Ａの波長帯の数（ここでは、３つ）と同数の空間光変調器および光学系（図示せず）で構成され、信号処理部７で時系列に配列された時系列情報に基づいて、再生像１０の元となる画像を生成する。このとき、照明部９Ａが、波長λ₁、λ₂、λ₃の光で画像生成部８Ａを照明することにより、画像生成部８Ａの各空間光変調器において、空間的に色合成（混色）が実行され、カラーの再生像１０が時系列に、すなわちカラー動画で再生される。

　すなわち、この実施の形態２では、照明部９Ａが、互いに異なる波長λ₁、λ₂、λ₃の光で画像生成部８Ａを照明するので、信号処理部７は、波長λ₁に対応した情報（ｔ，ｘ，ｙ，ｚ，Ｒ）、波長λ₂に対応した情報（ｔ，ｘ，ｙ，ｚ，Ｇ）および波長λ₃に対応した情報（ｔ，ｘ，ｙ，ｚ，Ｂ）を、時系列に切り替えて画像生成部８Ａの各空間光変調器にそれぞれ出力する。ここで、画像生成部８Ａの各空間光変調器を経由した波長λ₁、λ₂、λ₃の光を空間的に合成することにより、これらの色が混ざって知覚されるので、画像生成部８でカラーの再生像１０が生成されることとなる。

　以上のように、実施の形態２によれば、信号処理部は、位置撮像部および色撮像部で撮像された対象物までの距離の情報、対象物の色の情報および形状の情報を時系列に処理し、照明部は、互いに異なる少なくとも３つの波長の光で画像生成部を照明し、画像生成部は、信号処理部からの時系列情報に基づいて、照明部から照明される光を空間的に合成して、カラーの再生像を時系列に生成する。
　そのため、安価かつ簡素な構成で、カラーの立体画像を動画再生することができる撮像装置、表示装置、撮像表示装置および撮像表示方法を得ることができる。

　１　対象物、２　位置撮像部、３　色撮像部、４　第１記憶部、５　第２記憶部、６　撮像画像模擬部、７　信号処理部、８、８Ａ　画像生成部、９、９Ａ　照明部、１０　再生像、１１　画像光、１２　観測者、２０　透過型スクリーン、２１　フレネルレンズスクリーン、２２　光拡散部、２３　フレネルレンズ基板、２４　出光面側フレネルレンズ、２５　レンズ要素、２６　光拡散シート、３０　反射鏡、４０　プロジェクタ、４１　空間光変調器、４２　投写光学系、４３　照明光学系、４４　光源、５０　入光面側フレネルレンズ、５１　入光面側全反射式フレネルレンズ、５２　入光面側部分全反射式フレネルレンズ、５３　入光面側全反射、屈折混合式フレネルレンズ、６０　キャビネット。

Claims (7)

1. 　対象物までの距離および前記対象物の形状を撮像する位置撮像部と、
   　前記対象物の色および形状を撮像する色撮像部と、
   　前記距離の情報、前記色の情報および前記形状の情報を時系列に処理する信号処理部と、
   　前記信号処理部からの時系列情報に基づいて、画像を生成する画像生成部と、
   　互いに異なる少なくとも３つの波長の光を時系列に切り替えて前記画像生成部を照明する照明部と、を備え、
   　前記画像生成部は、前記照明部から照明される光を用いて、カラーの再生像を時系列に生成する
   　撮像表示装置。
2. 　対象物までの距離および前記対象物の形状を撮像する位置撮像部と、
   　前記対象物の色および形状を撮像する色撮像部と、
   　前記距離の情報、前記色の情報および前記形状の情報を時系列に処理する信号処理部と、
   　前記信号処理部からの時系列情報に基づいて、画像を生成する画像生成部と、
   　互いに異なる少なくとも３つの波長の光で前記画像生成部を照明する照明部と、を備え、
   　前記画像生成部は、前記照明部から照明される光を空間的に合成して、カラーの再生像を時系列に生成する
   　撮像表示装置。
3. 　対象物までの距離および前記対象物の形状を撮像する位置撮像部と、
   　前記位置撮像部で撮像された前記距離の情報および前記形状の情報を記憶する第１記憶部と、
   　前記対象物の色および形状を撮像する色撮像部と、
   　前記色撮像部で撮像された前記色の情報および前記形状の情報を記憶する第２記憶部と、
   　を備えた撮像装置。
4. 　対象物までの距離の情報、前記対象物の色の情報および前記対象物の形状の情報を出力する撮像画像模擬部と、
   　前記距離の情報、前記色の情報および前記形状の情報を時系列に処理する信号処理部と、
   　前記信号処理部からの時系列情報に基づいて、画像を生成する画像生成部と、
   　互いに異なる少なくとも３つの波長の光を時系列に切り替えて前記画像生成部を照明する照明部と、を備え、
   　前記画像生成部は、前記照明部から照明される光を用いて、カラーの再生像を時系列に生成する
   　表示装置。
5. 　対象物までの距離の情報、前記対象物の色の情報および前記対象物の形状の情報を出力する撮像画像模擬部と、
   　前記距離の情報、前記色の情報および前記形状の情報を時系列に処理する信号処理部と、
   　前記信号処理部からの時系列情報に基づいて、画像を生成する画像生成部と、
   　互いに異なる少なくとも３つの波長の光で前記画像生成部を照明する照明部と、を備え、
   　前記画像生成部は、前記照明部から照明される光を空間的に合成して、カラーの再生像を時系列に生成する
   　表示装置。
6. 　対象物までの距離および前記対象物の形状を撮像する位置撮像ステップと、
   　前記対象物の色および形状を撮像する色撮像ステップと、
   　前記距離の情報、前記色の情報および前記形状の情報を時系列に処理する信号処理ステップと、
   　互いに異なる少なくとも３つの波長の光を時系列に切り替えて照明する照明ステップと、
   　前記信号処理ステップで得られる時系列情報に基づいて、前記照明ステップで照明される光を用いて、カラーの再生像を時系列に生成する画像生成ステップと、
   　を備えた撮像表示方法。
7. 　対象物までの距離および前記対象物の形状を撮像する位置撮像ステップと、
   　前記対象物の色および形状を撮像する色撮像ステップと、
   　前記距離の情報、前記色の情報および前記形状の情報を時系列に処理する信号処理ステップと、
   　互いに異なる少なくとも３つの波長の光を照明する照明ステップと、
   　前記信号処理ステップで得られる時系列情報に基づいて、前記照明ステップで照明される光を空間的に合成して、カラーの再生像を時系列に生成する画像生成ステップと、
   　を備えた撮像表示方法。

Images