JP4377673B2

JP4377673B2 - 立体画像撮像装置および立体画像表示装置

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Publication number: JP4377673B2
Application number: JP2003422898A
Authority: JP
Inventors: 淳洗井; 真樹小林; 誠人奥井; 文男岡野
Original assignee: Japan Broadcasting Corp
Current assignee: Japan Broadcasting Corp
Priority date: 2003-12-19
Filing date: 2003-12-19
Publication date: 2009-12-02
Anticipated expiration: 2023-12-19
Also published as: JP2005181720A

Description

本発明は、レンズ群を利用した立体映像方式である、いわゆるＩｎｔｅｇｒａｌＰｈｏｔｏｇｒａｐｈｙの撮像装置および表示装置に関する。

従来、偏光眼鏡などによらない３次元立体表示技術として、レンチキュラー板を用いた装置がすでに商品化されており、さらにレンチキュラー方式では不可能とされた、上下左右からでも回り込んだ３次元立体画像を認識可能とするＩｎｔｅｇｒａｌＰｈｏｔｏｇｒａｐｈｙ（以下、適宜「ＩＰ」という）方式の実用化が進められている。このＩＰ方式には、平面状に配列されたレンズ群あるいはピンホール群を用いた方式が知られている。また、このＩＰ方式は、静止画像だけでなく、動画像についても用いられるものである。

図２６に示すように、ＩＰ方式を用いた立体画像撮像装置（以下、適宜「ＩＰ撮像装置」という）８００は、同一平面上に配列された複数の凸レンズ８０１からなる撮像レンズ群８０２と、撮像レンズ群８０２からみて第１被写体Ｐ及び第２被写体Ｑとは反対側に配置された撮像手段８０３とを備えている。ここで、撮像レンズ群８０２は、小さな凸レンズ８０１を縦横にそれぞれ数百から数千個並べて構成されるが、図面を簡略化するため、４個の凸レンズ８０１で構成されているものとして図示している。第１被写体Ｐが、ＩＰ撮像装置８００により撮像作業が行われると、撮像手段８０３により撮像レンズ群８０２を構成する凸レンズ８０１と同数の第１被写体Ｐの撮像要素画像Ｐ１、Ｐ１・・が撮像される（図２６では、４つの被写体の撮像要素画像）。

図２７に示すように、ＩＰ方式を用いた立体画像表示装置（以下、適宜「ＩＰ表示装置」という）９００は、平面上に配列された複数の凸レンズ９０１からなる表示レンズ群９０２と、表示レンズ群９０２からみて視聴者とは反対側に配置された表示手段９０３とを備えている。また、ＩＰ表示装置９００の凸レンズ９０１は、ＩＰ撮像装置８００の凸レンズ８０１と同じ焦点距離を有する。また、ＩＰ表示装置９００の凸レンズ９０１から表示手段９０３までの距離とＩＰ撮像装置８００の凸レンズ８０１から撮像手段８０３までの距離が同一となるように構成されている。ここで、表示レンズ群９０２は、小さい凸レンズを縦横にそれぞれ数百から数千個並べて構成されるが、図面を簡略化するため、４個の凸レンズ９０１で構成されているものとして図示している。

また、ＩＰ撮像装置８００によって撮像された撮像要素画像Ｐ１、Ｐ１・・をそのままＩＰ表示装置９００の表示手段９０３に表示すると、奥行きが反転してしまう逆視像が生じてしまうので、逆視像を回避するため、個々の凸レンズ８０１で結像され、撮像手段８０３により撮像される第１被写体Ｐの撮像要素画像Ｐ１、Ｐ１・・を、画像処理などにより凸レンズ８０１の光軸と撮像手段８０３の交点を中心として点対称に変換した第１被写体Ｐの表示要素画像Ｐ２、Ｐ２・・となる表示用要素画像をＩＰ表示装置９００の表示手段９０３により視聴者に表示している。

また、表示用要素画像Ｐ２、Ｐ２・・としてＩＰ表示装置９００の表示手段９０３に表示すると、表示手段９０３の表示用要素画像Ｐ２、Ｐ２・・からの光の進み方は、第１被写体Ｐの光の進み方と同じなので、視聴者は偏光眼鏡などを掛けずに第１被写体Ｐが存在していた位置に第１被写体Ｐの再生像を見ることができる。

また、撮像レンズ群８０２を構成する凸レンズ８０１は、同じ距離にある被写体に合焦するような焦点距離を有しているので、凸レンズ８０１に合焦されている第１被写体Ｐから他の被写体が離れている場合には、他の被写体については、解像度の低い撮像要素画像を撮像することとなる。例えば、図２６に示すように、第１被写体Ｐと第２被写体Ｑが離れている場合であって、撮像レンズ群８０２を構成する凸レンズ８０１が第１被写体Ｐに合焦するような焦点距離を有すると、撮像手段８０３により解像度の高い第１被写体Ｐの撮像要素画像Ｐ１、Ｐ１・・と解像度の低い第２被写体Ｑの撮像要素画像Ｑ１、Ｑ１・・とが撮像される。

そして、第１被写体Ｐの撮像要素画像Ｐ１、Ｐ１・・と第２被写体Ｑの撮像要素画像Ｑ１、Ｑ１・・とを前記したように変換した第１被写体Ｐの表示用要素画像Ｐ２、Ｐ２・・と第２被写体Ｑの表示用要素画像Ｑ２、Ｑ２・・がＩＰ表示装置９００の表示手段９０３に表示され、視聴者は、解像度の高い第１被写体Ｐの再生像と解像度の低い第２被写体Ｑの再生像を見ることとなる。
そのため、異なる距離にある被写体に対して焦点が合うように、撮像レンズ群と被写体との間に可変焦点距離レンズを備えたＩＰ撮像装置が開発されている（例えば、特許文献１）。特許文献1に記載のＩＰ撮像装置は、可変焦点距離レンズの焦点距離を変化させて、複数の被写体について順次解像度の高い被写体の撮像要素画像を撮像するものである。
特開２００１−２３８２２９号公報（段落００１４〜００２６）

しかし、特許文献1に記載のＩＰ撮像装置では、可変焦点距離レンズという特殊なレンズを必要としている。
また、可変焦点距離レンズについて、複数の被写体毎に焦点距離を設定して、複数回撮像する必要があるので、撮像時間がかかっていた。また、可変焦点距離レンズについて、複数の被写体毎に焦点距離を設定して、複数回撮像する必要があるので、動画像の撮像には向いていなかった。
本発明は、前記問題点に鑑み創案されたもので、可変焦点距離レンズのような特殊なレンズを用いることなく、１度の撮像で複数の被写体について解像度の高い撮像要素画像を得ることができ、かつ、動画像の撮像にも適したＩＰ撮像装置とＩＰ表示装置を提供することを目的とする。

請求項１に係る発明は、奥行き方向の距離が互いに異なる複数の被写体をインテグラルフォトグラフィ方式により撮像する立体画像撮像装置であって、前記複数の被写体のうちの１つに合焦する平面上に配置された複数の要素レンズと平面上に配置され当該被写体の撮像要素画像をそれぞれ撮像する複数の撮像手段との組み合わせを複数備える。そして、この立体画像撮像装置は、前記組み合わせにおいて平面上に配置された複数の要素レンズが、共通の１つの平面に配置されて１つの要素レンズ群を形成し、前記組み合わせにおいて平面上に配置された複数の撮像手段が、奥行き方向に離間した複数の互いに平行な平面に配置されて１つの撮像手段群を形成し、前記撮像手段群が、複数の奥行きに対応した複数の合焦状態で前記要素レンズ群により前記撮像要素画像を取得することを特徴とする。

かかる構成によれば、立体画像撮像装置は、例えば、奥行き方向の距離が互いに異なる被写体が２つである場合には、１度の撮像により、２つの被写体それぞれに合焦する解像度の高い撮像要素画像を撮像手段により撮像することができる。
ここで、要素レンズは、単レンズのほか、レンズ作用を有する光学系（レンズ系）も含まれる。また、ここでの合焦とは、要素レンズが被写体に焦点しているだけでなく、被写体が被写界深度内にあること、及び、要素レンズが撮像手段に焦点しているだけでなく、撮像手段が焦点深度内にあることもいう。

請求項２に係る発明は、奥行き方向の距離が互いに異なる複数の被写体をインテグラルフォトグラフィ方式により撮像する立体画像撮像装置であって、前記複数の被写体のうちの１つに合焦する平面上に配置された複数の要素レンズと平面上に配置され当該被写体の撮像要素画像をそれぞれ撮像する複数の撮像手段との組み合わせを複数備える。そして、この立体画像撮像装置は、前記組み合わせにおいて平面上に配置された複数の要素レンズが、奥行き方向に離間した複数の互いに平行な平面に配置されて１つの要素レンズ群を形成し、前記組み合わせにおいて平面上に配置された複数の撮像手段が、共通の１つの平面に配置されて１つの撮像手段群を形成し、前記撮像手段群が、複数の奥行きに対応した複数の合焦状態で前記要素レンズ群により前記撮像要素画像を取得することを特徴とする。

かかる構成によれば、立体画像撮像装置は、例えば、奥行き方向の距離が互いに異なる被写体が２つである場合には、１度の撮像により、２つの被写体それぞれに合焦する解像度の高い撮像要素画像を撮像手段により撮像することができる。

請求項３に係る発明は、奥行き方向の距離が互いに異なる複数の被写体をインテグラルフォトグラフィ方式により撮像する立体画像撮像装置であって、前記複数の被写体のうちの１つに合焦する平面上に配置された複数の要素レンズと平面上に配置され当該被写体の撮像要素画像をそれぞれ撮像する複数の撮像手段との組み合わせを複数備える。そして、この立体画像撮像装置は、前記組み合わせにおいて平面上に配置された複数の要素レンズが、奥行き方向に離間した複数の互いに平行な平面に配置されて１つの要素レンズ群を形成し、前記組み合わせにおいて平面上に配置された複数の撮像手段が、奥行き方向に離間した複数の互いに平行な平面に配置されて１つの撮像手段群を形成し、前記撮像手段群が、複数の奥行きに対応した複数の合焦状態で前記要素レンズ群により前記撮像要素画像を取得することを特徴とする。

請求項４に係る発明は、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の立体画像撮像装置であって、前記要素レンズの境界に光学的遮蔽物を備える。

かかる構成によれば、ある撮像手段に対向する要素レンズ以外の要素レンズからの光が当該撮像手段に入射することを防止することができる。

請求項５の係る発明は、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の立体画像撮像装置であって、前記撮像手段に撮像された撮像要素画像を周波数成分に変換する周波数変換手段と、この周波数変換手段で変換された周波数成分のうち予め設定された値より高い高周波数成分を強調するフィルタリング手段と、このフィルタリング手段で高周波数成分を強調した周波数成分を処理済撮像要素画像に変換する逆変換手段とを備える。

かかる構成によれば、立体画像撮像装置は、フィルタリング手段により周波数成分のうち予め設定された値より高い高周波数成分を強調するので、鮮鋭度を低くする原因である低周波の影響を改善した撮像要素画像を得ることができる。

請求項６に係る発明は、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の立体画像撮像装置であって、前記要素レンズの光路上に空間周波数フィルタを備える構成とした。

かかる構成によれば、立体画像撮像装置は、空間周波数フィルタにより周波数成分のうち予め設定された値より高い高周波数成分を強調するので、解像度を低くする原因である低周波の影響を改善した撮像要素画像を得ることができる。
ここで、要素レンズの光路上に空間周波数フィルタを備えるとは、要素レンズが単レンズであった場合には、要素レンズの光路上に空間周波数フィルタを備えることをいうと共に、要素レンズが複数のレンズであった場合には、要素レンズの前後に空間周波数フィルタを配置する場合だけでなく、単レンズの間に空間周波数フィルタを配置することも含まれる。

請求項７に係る発明は、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の立体画像撮像装置であって、前記要素レンズは、光軸方向に複数の単レンズを備え、前記単レンズ間であって、前記単レンズの光路上に空間周波数フィルタを配置した構成とした。

かかる構成によれば、立体画像撮像装置は、空間周波数フィルタにより周波数成分のうち予め設定された値より高い高周波数成分を強調するので、解像度を低くする原因である低周波の影響を改善した撮像要素画像を得ることができる。

請求項８に係る発明は、立体画像表示装置であって、請求項１に記載の立体画像撮像装置の撮像手段で撮像した被写体の撮像要素画像を表示用要素画像として、奥行き方向の距離が互いに異なる複数の被写体の再生像をインテグラルフォトグラフィ方式により再生し、前記複数の被写体のうちの１つの再生像に合焦する平面上に配置された複数の表示用要素レンズと平面上に配置され当該被写体の表示用要素画像をそれぞれ表示する複数の表示手段との組み合わせを複数備える。そして、この立体画像表示装置は、前記組み合わせにおいて平面上に配置された複数の表示用要素レンズが、共通の１つの平面に配置されて１つの表示レンズ群を形成し、前記組み合わせにおいて平面上に配置された複数の表示手段が、奥行き方向に離間した複数の互いに平行な平面に配置されて１つの表示手段群を形成し、前記表示手段群が、複数の奥行きに対応した複数の合焦状態で前記表示用要素レンズ群により前記表示用要素画像を表示することを特徴とする。

かかる構成によれば、例えば、２つの被写体が請求項１に記載の立体画像撮像装置により撮像された場合には、２つの被写体それぞれについて解像度の高い表示用要素画像を表示手段に表示することができる。

請求項９に係る発明は、立体画像表示装置であって、請求項２に記載の立体画像撮像装置の撮像手段で撮像した被写体の撮像要素画像を表示用要素画像として、奥行き方向の距離が互いに異なる複数の被写体の再生像をインテグラルフォトグラフィ方式により再生し、前記複数の被写体のうちの１つの再生像に合焦する平面上に配置された複数の表示用要素レンズと平面上に配置され当該被写体の表示用要素画像をそれぞれ表示する複数の表示手段との組み合わせを複数備える。そして、この立体画像表示装置は、前記組み合わせにおいて平面上に配置された複数の表示用要素レンズが、奥行き方向に離間した複数の互いに平行な平面に配置されて１つの表示レンズ群を形成し、前記組み合わせにおいて平面上に配置された複数の表示手段が、共通の１つの平面に配置されて１つの表示手段群を形成し、前記表示手段群が、複数の奥行きに対応した複数の合焦状態で前記表示用要素レンズ群により前記表示用要素画像を表示することを特徴とする。

かかる構成によれば、例えば、２つの被写体が請求項２に記載の立体画像撮像装置により撮像された場合には、２つの被写体それぞれについて解像度の高い表示用要素画像を表示手段に表示することができる。

請求項１０に係る発明は、立体画像表示装置であって、請求項３に記載の立体画像撮像装置の撮像手段で撮像した被写体の撮像要素画像を表示用要素画像として、奥行き方向の距離が互いに異なる複数の被写体の再生像をインテグラルフォトグラフィ方式により再生し、前記複数の被写体のうちの１つの再生像に合焦する平面上に配置された複数の表示用要素レンズと平面上に配置され当該被写体の表示用要素画像をそれぞれ表示する複数の表示手段との組み合わせを複数備える。そして、この立体画像表示装置は、前記組み合わせにおいて平面上に配置された複数の表示用要素レンズが、奥行き方向に離間した複数の互いに平行な平面に配置されて１つの表示レンズ群を形成し、前記組み合わせにおいて平面上に配置された複数の表示手段が、奥行き方向に離間した複数の互いに平行な平面に配置されて１つの表示手段群を形成し、前記表示手段群が、複数の奥行きに対応した複数の合焦状態で前記表示用要素レンズ群により前記表示用要素画像を表示することを特徴とする。

かかる構成によれば、例えば、２つの被写体が請求項３に記載の立体画像撮像装置により撮像された場合には、２つの被写体それぞれについて解像度の高い表示用要素画像を表示手段に表示することができる。

請求項１１に係る発明は、請求項８から請求項１０のいずれか１項に記載の立体画像表示装置であって、前記表示用要素レンズの境界に光学的遮蔽物を備える。

かかる構成によれば、ある表示用要素レンズに対向する表示手段に表示される表示用要素画像以外の光が当該表示用要素レンズに入射することを防止することができる。

請求項１２に係る発明は、請求項８に記載の立体画像表示装置であって、請求項１に記載の立体画像撮像装置の撮像手段により撮像された被写体の撮像要素画像を周波数成分に変換する周波数変換手段と、この周波数変換手段で変換された周波数成分のうち予め設定された値より高い高周波数成分を強調するフィルタリング手段と、このフィルタリング手段で高周波数成分を強調した周波数成分を処理済表示用要素画像に変換する逆変換手段とを備える。

かかる構成によれば、立体画像表示装置は、フィルタリング手段により周波数成分のうち予め設定された値より高い高周波数成分を強調するので、解像度を低くする原因である低周波の影響を改善した表示用要素画像を得ることができる。

請求項１３に係る発明は、請求項９に記載の立体画像表示装置であって、請求項２に記載の立体画像撮像装置の撮像手段により撮像された被写体の撮像要素画像を周波数成分に変換する周波数変換手段と、この周波数変換手段で変換された周波数成分のうち予め設定された値より高い高周波数成分を強調するフィルタリング手段と、このフィルタリング手段で高周波数成分を強調した周波数成分を処理済表示用要素画像に変換する逆変換手段とを備える。

請求項１４に係る発明は、請求項１０に記載の立体画像表示装置であって、請求項３に記載の立体画像撮像装置の前記撮像手段により撮像された被写体の撮像要素画像を周波数成分に変換する周波数変換手段と、この周波数変換手段で変換された周波数成分のうち予め設定された値より高い高周波数成分を強調するフィルタリング手段と、このフィルタリング手段で高周波数成分を強調した周波数成分を処理済表示用要素画像に変換する逆変換手段とを備える。

請求項１５に係る発明は、請求項８から請求項１０のいずれか１項に記載の立体画像表示装置であって、前記表示用要素レンズの光路上に空間周波数フィルタを備える構成とした。

かかる構成によれば、立体画像表示装置は、空間周波数フィルタにより周波数成分のうち予め設定された値より高い高周波数成分を強調するので、解像度を低くする原因である低周波の影響を改善した表示用要素画像を表示手段に表示することができる。

請求項１６に係る発明は、請求項７から請求項１０のいずれか１項に記載の立体画像表示装置であって、前記表示用要素レンズは、光軸方向に複数の単レンズを備え、前記単レンズ間であって、前記単レンズの光路上に空間周波数フィルタを配置した構成とした。

請求項１に係る発明によれば、複数の撮像手段が、奥行き方向に離間した複数の平面上にそれぞれ配置され、要素レンズが共通の１つの平面に配置されて、複数の奥行きに対応した複数の合焦状態を持つので、可変焦点距離レンズのような特殊なレンズを用いることなく、１度の撮像で複数の被写体それぞれについて解像度の高い撮像要素画像を得ることができる。
また、静止画像だけでなく動画像についても、複数の被写体それぞれについて解像度の高い撮像要素画像を得ることができる。

請求項２に係る発明によれば、複数の要素レンズが、奥行き方向に離間した複数の平面上に配置され、撮像手段が、共通の１つの平面上に配置され、複数の奥行きに対応した複数の合焦状態を持つので、可変焦点距離レンズのような特殊なレンズを用いることなく、１度の撮像で複数の被写体それぞれについて解像度の高い撮像要素画像を得ることができる。
また、静止画像だけでなく動画像についても、複数の被写体それぞれについて解像度の高い撮像要素画像を得ることができる。

請求項３に係る発明によれば、複数の撮像手段が、奥行き方向に離間した複数の平面上に配置されており、かつ、複数の要素レンズが奥行き方向に離間した複数の平面上に配置されて、複数の奥行きに対応した複数の合焦状態を持つので、可変焦点距離レンズのような特殊なレンズを用いることなく、１度の撮像で複数の被写体それぞれについて解像度の高い撮像要素画像を得ることができる。
また、静止画像だけでなく動画像についても、複数の被写体それぞれについて解像度の高い撮像要素画像を得ることができる。

請求項４に係る発明によれば、ある撮像手段に対向する要素レンズ以外の要素レンズからの光が当該撮像手段に入射しないので、より解像度の高い撮像要素画像を得ることができる。

請求項５に係る発明によれば、フィルタリング手段により周波数成分のうち予め設定された値より高い高周波数成分を強調するので、鮮鋭度の高い撮像要素画像を得ることができる。

請求項６または７に係る発明によれば、空間周波数フィルタにより周波数成分のうち予め設定された値より高い高周波数成分を強調するので、鮮鋭度の高い撮像要素画像を提供することができる。

請求項８から請求項１０に係る発明によれば、奥行き方向の距離が互いに異なる複数の被写体について解像度の高い立体像を提供することができる。

請求項１１に係る発明によれば、ある表示用要素レンズに対向する表示手段以外の表示手段からの光が表示用要素レンズに入射しないので、より解像度の高い再生像を再生することができる。

請求項１２から請求項１４に係る発明によれば、フィルタリング手段により周波数成分のうち予め設定された値より高い高周波数成分を強調するので、鮮鋭度の高い再生像を提供することができる。

請求項１５または１６に係る発明によれば、空間周波数フィルタにより周波数成分のうち予め設定された値より高い高周波数成分を強調するので、鮮鋭度の高い再生像を提供することができる。

［第１の実施形態］
以下、本発明の第１の実施形態であるＩＰ撮像装置（立体画像撮像装置）について、図面を参照して説明する。参照する図１は、ＩＰ撮像装置を示す概略図である。なお、本実施形態では、静止画像を撮像する場合について説明する。

図１に示すように、ＩＰ撮像装置１０は、撮像レンズ群（要素レンズ群）１２、撮像手段群１４、画像データ処理手段１５及び基板１７を備えている。撮像レンズ群１２は、同一平面上に配列された第１被写体Ａに合焦している複数の第１凸レンズ（要素レンズ）１１ａと第２被写体Ｂに合焦している複数の第２凸レンズ（要素レンズ）１１ｂからなる。

また、第１凸レンズ１１ａの焦点距離と第２凸レンズ１１ｂの焦点距離は同一である。ここで、撮像レンズ群１２は、小さな第１凸レンズ１１ａと第２凸レンズ１１ｂを縦横にそれぞれ数百から数千個並べて構成されるが、図面を簡略化するため、２個の第１凸レンズ１１ａと２個の第２凸レンズ１１ｂで構成されているものとして図示している。なお、第１凸レンズ１１ａと第２凸レンズ１１ｂは、例えば、マスク、フレームなどにより保持され、このマスクなどが後記する第１撮像手段１３ａ及び第２撮像手段１３ｂを固定するフレームに固定されている。

また、撮像手段群１４は、第１凸レンズ１１ａが合焦する平面上に配列された基板１７に配置された第１撮像手段１３ａと、第２凸レンズ１１ｂが合焦する平面上に配列された基板１７に配置された第２撮像手段１３ｂからなる。ここで、撮像手段群１４は、小さな第１撮像手段１３ａ及び第２撮像手段１３ｂを縦横にそれぞれ数百から数千個並べて構成されるが、図面を簡略化するため、２個の第１撮像手段１３ａと２個の第２撮像手段１３ｂで構成されているものとして図示している。

また、第１凸レンズ１１ａと第１撮像手段１３ａは同数であり、第２凸レンズ１１ｂと第２撮像手段１３ｂは同数である。また、第１撮像手段１３ａは、第１凸レンズ１１ａにより結像される第１被写体Ａの撮像要素画像Ａ１と第２被写体Ｂの撮像要素画像Ｂ２を撮像するものであり、第２撮像手段１３ｂは、第２凸レンズ１１ｂにより結像される第１被写体Ａの撮像要素画像Ａ２と第２被写体Ｂの撮像要素画像Ｂ１を撮像するものであり、本実施形態では、ＣＣＤ（ＣｈａｒｇｅＣｏｕｐｌｅｄＤｅｖｉｃｅ）センサである。

次に、第１凸レンズ１１ａ、第２凸レンズ１１ｂ、第１撮像手段１３ａ、第２撮像手段１３ｂ及び基板１７の固定方法について図面を参照して説明する。参照する図３（ａ）から（ｄ）は、第１撮像手段、第２撮像手段及び基板の固定方法を説明するための説明図である。図３（ａ）に示すように、第１撮像手段１３ａが配置されている基板１７をフレーム１８ａに固定する。次に、図３（ｂ）に示すように、この第１撮像手段１３ａが配置されている基板１７をフレーム１８ｂに固定する。次に、図３（ｃ）に示すように、第２撮像手段１３ｂが配置されている基板１７をフレーム１８ｂに固定する。次に、図３（ｄ）に示すように、この第２撮像手段１３ｂが配置されている基板１７をフレーム１８ｃに固定する。

この処理を、第１撮像手段１３ａが配置されている基板１７と、第２撮像手段１３ｂが配置されている基板１７が所定の数、固定されるまで行う。ここで参照する図４においては、第１撮像手段１３ａが２つ、第２撮像手段１３ｂが２つとして図示している。そして、図４に示すように、マスクなどに固定されている第１凸レンズと第２凸レンズを両端のフレームに固定する。（図４では、マスクなどに固定されている第１凸レンズと第２凸レンズを、フレーム１８ａとフレーム１８ｅに固定している。）ここで、図４は第１凸レンズ、第２凸レンズ、第１撮像手段、第２撮像手段及び基板の固定方法を説明するための説明図である。

また、撮像レンズ群１２は、第１被写体Ａ及び第２被写体Ｂから所定距離隔てて配置される。また、撮像手段群１４は、撮像レンズ群１２からみて第１被写体Ａと第２被写体Ｂとは反対側に配置されている。また、第１撮像手段１３ａは撮像レンズ群１２から所定距離隔てて配置されている。また、第２撮像手段１３ｂは撮像レンズ群１２から所定距離隔てて配置されている。

ここで、第１被写体Ａから撮像レンズ群１２（第１凸レンズ１１ａ）までの距離Ｌ₁、撮像レンズ群１２（第１凸レンズ１１ａ）から第１撮像手段１３ａまでの距離Ｌ₂及び第１凸レンズ１１ａの焦点距離ｆ_aとの関係は、式（１）を満たすものである。また、第２被写体Ｂから撮像レンズ群１２（第２凸レンズ１１ｂ）までの距離Ｌ´₁、撮像レンズ群１２（第２凸レンズ１１ｂ）から第２撮像手段１３ｂまでの距離Ｌ´₂及び第２凸レンズ１１ｂの焦点距離ｆ_aとの関係は、式（２）を満たすものである。なお、式（１）と式（２）を正確には満たさなくても、第１撮像手段１３ａと第２撮像手段１３ｂが焦点深度内に配置され、第１被写体Ａと第２被写体Ｂが被写界深度内に配置されていればよい。

１／Ｌ₁+１／Ｌ₂＝１／ｆ_a・・・（１）
１／Ｌ´₁+１／Ｌ₂´＝１／ｆ_a・・・（２）

次に、図１と図５を参照して、画像データ処理手段１５について説明する。参照する図５は、画像データ処理手段１５を示すブロック図である。画像データ処理手段１５は、第１撮像手段１３ａと第２撮像手段１３ｂにより撮像された被写体の撮像要素画像のうち高周波成分を強調するものであり、フーリエ変換手段１５ａ、フィルタリング手段１５ｂ及び逆フーリエ変換手段１５ｃからなる。フーリエ変換手段１５ａは、第１撮像手段１３ａから出力される第１被写体Ａの撮像要素画像Ａ１及び第２被写体Ｂの撮像要素画像Ｂ２を含むデジタル画像ｆと、第２撮像手段１３ｂから出力される第１被写体Ａの撮像要素画像Ａ２及び第２被写体Ｂの撮像要素画像Ｂ１を含むデジタル画像ｆをフーリエ変換してフーリエ変換した空間周波数成分とするものである。

また、フィルタリング手段１５ｂは、フーリエ変換した空間周波数成分のうち高周波成分を強調するものである。さらに、逆フーリエ変換手段１５ｃは、フィルタリングした高周波成分を所定の閾値に対して下回る低い周波数をカットし、逆フーリエ変換して、処理済デジタル画像ｆ´に変換するものである。画像データ処理手段１５は、パーソナルコンピュータなどである。

以下図面を参照して、この画像処理について説明する。参照する図６（ａ）は、画素配列を説明するための説明であり、図６（ｂ）は、空間周波数成分分布を説明するため説明図であり、図６（ｃ）は、シャフリングを説明するための説明図である。また、図７は、フィルタリングを説明するための説明図である。

デジタル画像データｆ（ｍ，ｎ）について、式（３）に従い、次のフーリエ変換を行う。

ここで、Ｗ_x=exp（−ｊ２π／Ｍ）、Ｗ_y=exp（−ｊ２π／Ｎ）であり、画像ｆの画素数はＭ×Ｎ個である。ｋは０からＭ−１、ｌは０からＮ−１の整数値をとる。

次にシャフリング（ｓｈｕｆｆｌｉｎｇ）を行う。画像内の画素番号を図６（ａ）のように、左上隅から順番に右下にいくほど番号が大きくなるように番号をつけてフーリエ変換すると、その変換結果は図６（ｂ）に示すように、４隅に低周波数成分が分布し、高周波数成分は中心に存在する。このままでは、周波数領域でのフィルタ処理を施す際に不便であるので、４つの各周波数平面Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆを移動させ、図６（ｃ）のように並べ替える。

次に、図７に示すように、フーリエ変換させて画像にシャフリングを施すと、中心部が低周波数成分を表し、周辺部は高周波数成分を表す。そこで中心を原点として、周辺部分を強調し、または、中心部分に０に近い数値を掛けて中心部を抑制する（フィルタリング処理）。
次に、式（４）に従い逆フーリエ変換を行い、処理済デジタル画像データｆ´とする。従って、解像度の低い第１被写体Ａの撮像要素画像Ａ２及び第２被写体Ｂの撮像要素画像Ｂ２は抑圧されることとなる。

次に、本発明に係る第１の実施形態であるＩＰ撮像装置の動作について図１、図５及び図８を参照して説明する。図８は、ＩＰ撮像装置の動作を示すフローチャートである。図１、図８に示すように、第１被写体Ａと第２被写体Ｂを第１凸レンズ１１ａにより第１撮像手段１３ａに結像して、第１被写体Ａの撮像要素画像Ａ１と第２被写体Ｂの撮像要素画像Ｂ２を第１撮像手段１３ａにより撮像し、第１被写体Ａと第２被写体Ｂを第２凸レンズ１１ｂにより第２撮像手段１３ｂに結像して、第１被写体Ａの撮像要素画像Ａ２と第２被写体Ｂの撮像要素画像Ｂ１を第２撮像手段１３ｂにより撮像する（ステップＳ１）。

第１撮像手段１３ａは、解像度の高い第１被写体Ａの撮像要素画像Ａ１と解像度の低い第２被写体Ｂの撮像要素画像Ｂ２を撮像する。第２撮像手段１３ｂは、解像度の低い第１被写体Ａの撮像要素画像Ａ２と解像度の高い第２被写体Ｂの撮像要素画像Ｂ１を撮像する。これは、第１凸レンズ１１ａは、第１被写体Ａに合焦されているので、第１被写体Ａが第１凸レンズ１１ａにより第１撮像手段１３ａに結像されると解像度の高い撮像要素画像Ａ１が第１撮像手段１３ａにより撮像され、第２被写体Ｂが第１凸レンズ１１ａにより第１撮像手段１３ａに結像されると解像度の低い撮像要素画像Ｂ２が第１撮像手段１３ａにより撮像されるからである。

また、同様に、第２凸レンズ１１ｂは、第２被写体Ｂに合焦されているので、第１被写体Ａが第２凸レンズ１１ｂにより第２撮像手段１３ｂに結像されると解像度の低い撮像要素画像Ａ２が第２撮像手段１３ｂにより撮像され、第２被写体Ｂが第２凸レンズ１１ｂにより第２撮像手段１３ｂに結像されると解像度の高い撮像要素画像Ｂ１が第２撮像手段１３ｂにより撮像されるからである。

次に、図５に示すように、画像データ処理手段１５のフーリエ変換手段１５ａが、各々第１撮像手段１３ａ、第２撮像手段１３ｂから出力される第１被写体Ａの撮像要素画像Ａ１、Ａ２と第２被写体Ｂの撮像要素画像Ｂ１、Ｂ２を含むデジタル画像ｆをフーリエ変換してフーリエ変換した空間周波数成分とする（ステップＳ２）。また、フーリエ変換手段１５ａが、フーリエ変換した空間周波数成分をシャフリングする（ステップＳ３）。

また、フィルタリング手段１５ｂが、シャフリングしたフーリエ変換した空間周波数成分をフィルタリングして、高周波成分を強調したフーリエ変換した空間周波数成分を抽出する（ステップＳ４）。そして、逆フーリエ変換手段１５ｃが、高周波成分が強調されたフーリエ変換した空間周波数成分を逆フーリエ変換して、処理済デジタル画像データｆ´に変換する（ステップＳ５）。

次に、本発明の第１の実施形態であるＩＰ表示装置について、図面を参照して説明する。参照する図２は、ＩＰ表示装置を示す概略図である。図２に示すように、ＩＰ表示装置２０は、表示レンズ群２２、表示手段群２４及び基板２７を備えている。表示レンズ群２２は、同一平面上に配列された複数の第１凸レンズ（表示用要素レンズ）２１ａと複数の第２凸レンズ（表示用要素レンズ）２１ｂからなり、第１凸レンズ２１ａは第１表示手段２３ａからの出射光の光路上に配置され、第２凸レンズ２１ｂは第２表示手段２３ｂからの出射光の光路上に配置されている。

また、表示手段群２４は、複数の平面上に配列された基板２７上に配置された第１表示手段２３ａと第２表示手段２３ｂからなる。第１表示手段２３ａは、後記するように、第１撮像手段１３ａで撮像された撮像要素画像Ａ１を表示用要素画像Ａ３として表示する。第２表示手段２３ｂは、後記するように、第２撮像手段１３ｂで撮像された撮像要素画像Ｂ１を表示用要素画像Ｂ３として表示する。

また、表示レンズ群２２の第１凸レンズ２１ａの焦点距離は撮像レンズ群１２の第１凸レンズ１１ａの焦点距離と同じであり、表示レンズ群２２の第２凸レンズ２１ｂの焦点距離は撮像レンズ群１２の第２凸レンズ１１ｂの焦点距離と同じである。また、第１凸レンズ１１ａから第１撮像手段１３ａまでの距離と第１凸レンズ２１ａから第１表示手段２３ａまでの距離は同じであり、第２凸レンズ１１ｂから第２撮像手段１３ｂまでの距離と第２凸レンズ２１ｂから第２表示手段２３ｂまでの距離は同じである。

ここで、表示手段群２４は、小さな第１表示手段２３ａと第２表示手段２３ｂを縦横にそれぞれ数百から数千個並べて構成されるが、図面を簡略化するため、２個の第１表示手段２３ａと２個の第２表示手段２３ｂで構成されているものとして図示している。また、第１凸レンズ２１ａと第１表示手段２３ａは同数であり、第２凸レンズ２１ｂと第２表示手段２３ｂは同数である。また、表示レンズ群２２は、小さな第１凸レンズ２１ａと第２凸レンズ２１ｂを縦横にそれぞれ数百から数千個並べて構成されるが、図面を簡略化するため、２個の第１凸レンズ２１ａと２個の第２凸レンズ２１ｂで構成されているものとして図示している。

また、第１表示手段２３ａ及び第２表示手段２３ｂは、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、ＣＲＴ（ＣａｔｈｏｄｅＲａｙＴｕｂｅ）などである。なお、第１凸レンズ２１ａ、第２凸レンズ２１ｂ、第１表示手段２３ａ、第２表示手段２３ｂ及び基板２７の固定方法は、ＩＰ撮像装置１０の第１凸レンズ１１ａ、第２凸レンズ１１ｂ、第１撮像手段１３ａ、第２撮像手段１３ｂ及び基板１７の固定方法と同様である。

また、ＩＰ撮像装置１０によって撮像され、画像データ処理手段１５により高周波成分が強調された処理済デジタル画像データｆ´により示される撮像要素画像をそのままＩＰ表示装置２０の第１表示手段２３ａ及び第２表示手段２３ｂに表示すると、奥行きが反転してしまう逆視像が生じてしまうので、この逆視像を回避するため、個々の第１凸レンズ１１ａで結像され第１撮像手段１３ａにより撮像され、フィルタリング処理により高周波成分が強調された第１被写体Ａの撮像要素画像Ａ１を図示しない画像変換手段により、第１凸レンズ１１ａの光軸と第１撮像手段１３ａの交点を中心に点対称に変換した第１被写体Ａの表示用要素画像（解像度の高い第１被写体Ａの表示用要素画像）Ａ３をＩＰ表示装置２０の第１表示手段２３ａに表示する。

また、個々の第２凸レンズ１１ｂで結像され第２撮像手段１３ｂにより撮像され、フィルタリング処理により高周波成分が強調された第２被写体Ｂの撮像要素画像Ｂ１を、図示しない画像変換手段により、第２凸レンズ１１ｂの光軸と第２撮像手段１３ｂの交点を中心に点対称に変換した第２被写体Ｂの表示用要素画像（解像度の高い第２被写体Ｂの表示用要素画像）Ｂ３をＩＰ表示装置２０の第２表示手段２３ｂに表示する。画像変換手段は、パーソナルコンピュータなどである。

従って、第１の実施形態に係るＩＰ撮像装置１０によれば、第１撮像手段１３ａが、第１被写体Ａに対して第１凸レンズ１１ａが合焦する要素レンズ群からの距離に配置され、第１凸レンズ１１ａが、第１被写体Ａに合焦する位置に配置されており、第２撮像手段１３ｂが、第２被写体Ｂに対して第２凸レンズ１１ｂが合焦する要素レンズ群からの距離に配置され、第２凸レンズ１１ｂが、第２被写体Ｂに合焦する位置に配置されているので、１度の撮像により、２つの第１、第２被写体Ａ、Ｂそれぞれに合焦する解像度の高い撮像要素画像を第１撮像手段１３ａ、第２撮像手段１３ｂにより撮像することができる。

また、画像データ処理手段１５により、高周波成分を強調し、解像度を悪くする原因となる低周波成分の影響を改善するので、２つの第１、第２被写体Ａ、Ｂについて鮮鋭度の高い撮像要素画像を得ることができる。

また、ＩＰ表示装置２０によれば、第１撮像手段１３ａで撮像された第１被写体Ａの撮像要素画像Ａ１を、図示しない画像変換手段により変換した表示用要素画像Ａ３を第１表示手段２３ａに表示し、第２撮像手段１３ｂで撮像された第２被写体Ｂの撮像要素画像Ｂ１を、図示しない画像変換手段により変換した表示用要素画像Ｂ３をＩＰ表示装置２０の第２表示手段２３ｂに表示すると、第１表示手段２３ａの表示用要素画像Ａ３からの光の進み方は、第１被写体Ａの光の進み方と同じとなり、第２表示手段２３ｂの表示用要素画像Ｂ３からの光の進み方は、第２被写体Ｂの光の進み方と同じとなるので、複数の被写体について、鮮鋭度の高い再生像を再現することができる。

なお、本実施形態では、静止画像を撮像する場合について説明したが、動画像を撮像しても、複数の被写体について鮮鋭度の高い再生像を得ることができる。また、本実施形態では、撮像レンズ群１２を構成するレンズや表示レンズ群２２を構成するレンズを凸レンズとしたが、レンズ作用を有する光学素子であればよい。また、撮像レンズ群１２を構成するレンズを屈折率分布レンズとすれば、奥行きが反転してしまう逆視像が生じないため、点対称に変換する必要をなくすことができる。また、撮像手段をＣＣＤセンサとしたが、ＣＭＯＳ（ＣｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙＭｅｔａｌＯｘｉｄｅＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）センサ、写真フィルム、ビデオテープなどであってもよい。

また、本実施の形態では、２種類の異なる合焦状態を持つ撮像手段、撮像レンズ群、表示手段群及び表示レンズ群について説明したが、３種類以上の合焦状態を持つ撮像手段群、撮像レンズ群、表示手段群及び表示レンズ群により構成されていてもよい。また、本実施形態では、フィルタリングをフーリエ変換により行ったが、高周波数を強調できる他の方法であってもよい。また、本実施形態では、ＩＰ撮像装置１０に画像データ処理手段１５を設けたが、ＩＰ表示装置２０に設けてもよい。

また、本実施形態では、ＩＰ表示装置２０は、表示レンズ群２２の第１凸レンズ２１ａの焦点距離と撮像レンズ群１２の第１凸レンズ１１ａの焦点距離とを同じとし、表示レンズ群２２の第２凸レンズ２１ｂの焦点距離と撮像レンズ群１２の第２凸レンズ１１ｂの焦点距離とを同じとし、表示レンズ群２２から第１表示手段２３ａまでの距離と撮像レンズ群１２から第１撮像手段１３ａまでの距離を同じとし、表示レンズ群２２から第２表示手段２３ｂまでの距離と撮像レンズ群１２から第２撮像手段１３ｂまでの距離を同じとしたが、これに限定されることはない。

すなわち、表示レンズ群２２の第１凸レンズ２１ａの焦点距離と撮像レンズ群１２の第１凸レンズ１１ａの焦点距離が異なり、表示レンズ群２２の第２凸レンズ２１ｂの焦点距離と撮像レンズ群１２の第２凸レンズ１１ｂの焦点距離が異なり、表示レンズ群２２から第１表示手段２３ａまでの距離と撮像レンズ群１２から第１撮像手段１３ａまでの距離が異なり、表示レンズ群２２から第２表示手段２３ｂまでの距離と撮像レンズ群１２から第２撮像手段１３ｂまでの距離が異なっていても、第１表示手段２３ａの表示用要素画像Ａ３からの光の進み方が、第１被写体Ａの光の進み方と同じとなり、第２表示手段２３ｂの表示用要素画像Ｂ３からの光の進み方が第２被写体Ｂの光の進み方と同じとなるものであれがよい。さらに本実施形態では、画像データ処理手段１５と画像変換手段とは別のパーソナルコンピュータとしているが、同一のパーソナルコンピュータとしてもよい。

また、撮像レンズ群１２を焦点距離が同じ第１凸レンズ１１ａと第２凸レンズ１１ｂで構成されているとしたが、撮像レンズ群１２を、焦点距離が異なるレンズで構成してもよい。同様に、表示レンズ群２２を焦点距離が同じ第１凸レンズ２１ａと第２凸レンズ２１ｂで構成されているとしたが、表示レンズ群２２を、焦点距離が異なるレンズで構成してもよい。

［第２の実施形態］
以下、本発明の第２の実施形態であるＩＰ撮像装置について、図面を参照して説明する。参照する図９は、ＩＰ撮像装置を示す概略図である。なお、第１の実施形態と同一の構成については同一の符号を付してその説明は省略する。

図９に示すように、ＩＰ撮像装置３０は、撮像レンズ群（要素レンズ群）１２、撮像手段群１４、画像データ処理手段１５、基板１７、第１光学的遮蔽物３６ａ及び第２光学的遮蔽物３６ｂを備えている。図１１に示すように、第１光学的遮蔽物３６ａは、第１撮像手段１３ａに対向する第１凸レンズ１１ａ以外の凸レンズからの光が入射しないように、第１凸レンズ１１ａとこの第１凸レンズ１１ａに対向する第１撮像手段１３ａを筒状に包んでいる構成となっている。

同様に、第２光学的遮蔽物３６ｂは、第２撮像手段１３ｂに対向する第２凸レンズ１１ｂ以外の凸レンズからの光が入射しないように、第２凸レンズ１１ｂとこの第２凸レンズ１１ｂに対向する第２撮像手段１３ｂを筒状に包んでいる構成となっている。ここで、図１１は、第１凸レンズ、光学的遮蔽物、第１撮像手段及び基板の断面図である。

次に、本発明の第２の実施形態であるＩＰ表示装置について、図面を参照して説明する。参照する図１０は、ＩＰ表示装置を示す概略図である。なお、第１の実施形態と同一の構成については同一の符号を付してその説明は省略する。

図１０に示すように、ＩＰ表示装置４０は、表示レンズ群（要素レンズ群）２２、表示手段群２４、基板２７、第１光学的遮蔽物４６ａ及び第２光学的遮蔽物４６ｂを備えている。第１光学的遮蔽物４６ａは、第１凸レンズ（表示用要素レンズ）２１ａに対向する第１表示手段２３ａ以外の表示手段からの光が入射しないように、第１表示手段２３ａとこの第１表示手段２３ａに対向する第１凸レンズ２１ａを筒状に包んでいる構成となっている。また、第２光学的遮蔽物４６ｂは、第２凸レンズ（表示用要素レンズ）２１ｂに対向する第２表示手段２３ｂ以外の表示手段からの光が入射しないように、第２表示手段２３ｂとこの第２表示手段２３ｂに対向する第２凸レンズ２１ｂを筒状に包んでいる構成となっている。

従って、本実施形態に係るＩＰ撮像装置は、第１の実施形態のＩＰ撮像装置の効果に加え、撮像手段が対向する凸レンズのみにより撮像要素画像を結像されることとなるので、より解像度の高い撮像要素画像を提供できる。
また、本実施形態に係るＩＰ表示装置は、第１の実施形態のＩＰ表示装置の効果に加え、凸レンズに対向する表示要素手段のみから凸レンズに光が入射するので、より解像度の高い再生像を提供できる。

なお、図１２に示すように、第１撮像手段１３ａと第１光学的遮蔽物５６ａの間隔を空けないで配置し、第２撮像手段１３ｂと第２光学的遮蔽物５６ｂの間隔を空けないで配置してもよい。このように配置すれば、ＩＰ撮像装置の凸レンズからの光を効率良く利用することができる。また、ここで、図１２は、凸レンズからの光を効率良く利用したＩＰ撮像装置の概略図である。

また同様に、図１３に示すように第１表示手段２３ａと第１光学的遮蔽物６６ａの間隔を空けないで配置し、第２表示手段２３ｂと第２光学的遮蔽物６６ｂの間隔を空けないで配置してもよい。このように配置すれば、ＩＰ表示レンズの表示用要素画像からの光を効率良く利用することができる。ここで、図１３は、表示手段からの光を効率良く利用したＩＰ表示装置の概略図である。

また、光学的遮蔽物は本実施形態に限らず、撮像手段（第１撮像手段１３ａ、第２撮像手段１３ｂ）に対向する凸レンズ（第１凸レンズ１１ａ、第２凸レンズ１１ｂ）以外の凸レンズからの光が入射しないようにでき、また、凸レンズ（第１凸レンズ２１ａ、第２凸レンズ２１ｂ）に対向する表示手段（第１表示手段２３ａ、第２表示手段２３ｂ）以外の表示手段からの光が入射しないようにできるものであればよい。

［第３の実施形態］
以下、本発明の第３の実施形態であるＩＰ撮像装置について、図面を参照して説明する。参照する図１４は、本発明に係る第３の実施形態であるＩＰ撮像装置を示す概略図である。なお、第１の実施形態と同一の構成については同一の符号を付してその説明は省略する。

ＩＰ撮像装置７０は、撮像レンズ群７２、撮像手段７３、画像データ処理手段１５及び基板７７を備えている。撮像レンズ群７２は、第１被写体Ａに合焦している平面上に配置されている複数の第１凸レンズ（要素レンズ）７１ａと第２被写体Ｂに合焦している平面上に配置されている複数の第２凸レンズ（要素レンズ）７１ｂからなる。また、第１凸レンズ７１ａと第２凸レンズ７１ｂの焦点距離は同一である。

ここで、撮像レンズ群７２は、小さな第１凸レンズ７１ａと第２凸レンズ７１ｂを縦横にそれぞれ数百から数千個並べて構成されるが、図面を簡略化するため、２個の第１凸レンズ７１ａと２個の第２凸レンズ７１ｂで構成されているものとして図示している。

撮像手段７３は、第１凸レンズ７１ａと第２凸レンズ７１ｂにより結像される第１被写体Ａと第２被写体Ｂの撮像要素画像Ａ１、Ａ２、Ｂ１、Ｂ２を撮像するものであって、本実施形態では、ＣＣＤ（ＣｈａｒｇｅＣｏｕｐｌｅｄＤｅｖｉｃｅ）センサである。また、図１６（ａ）、（ｂ）に示すように、第１凸レンズ７１ａは、フレーム７８により固定され、同様に、第２凸レンズ７１ｂは、フレーム７８に固定され、図１６（ｃ）に示すように、フレーム７９より基板７７に固定されている。ここで、図１６（ａ）、（ｂ）は、第１凸レンズの固定方法を説明するための説明図である。図１６（ｃ）は、第１凸レンズと第２凸レンズの基板への取り付け方法を説明するための説明図である。また、図１６（ｃ）において、撮像手段７３の記載は省略されている。

また、第１凸レンズ７１ａは第１被写体Ａから所定距離隔てて配置され、第２凸レンズ７１ｂは第２被写体Ｂから所定距離隔てて配置される。また、撮像手段７３は、第１凸レンズ７１ａ、第２凸レンズ７１ｂからみて第１被写体Ａと第２被写体Ｂとは反対側に、第１凸レンズ７１ａ、第２凸レンズ７１ｂから所定の距離を隔てて配置されている。ここで、第１被写体Ａから第１凸レンズ７１ａまでの距離Ｌ₃、第１凸レンズ７１ａから撮像手段７３までの距離Ｌ₄及び第１凸レンズ７１ａの焦点距離ｆ_bとの関係は、式（５）を満たす。また、第２被写体Ｂから第２凸レンズ７１ｂまでの距離Ｌ´₃、第２凸レンズ７１ｂから撮像手段７３までの距離Ｌ´₄及び第２凸レンズ１１ｂの焦点距離ｆ_bとの関係は、式（６）を満たす。なお、式（５）と式（６）を正確には満たさなくても、撮像手段７３が焦点深度内に配置され、第１被写体Ａ及び第２被写体Ｂが被写界深度内に配置されていればよい。

１／Ｌ₃+１／Ｌ₄＝１／ｆ_b・・・（５）
１／Ｌ´₃+１／Ｌ₄´＝１／ｆ_b・・・（６）

次に、本発明の第３の実施形態であるＩＰ表示装置について、図面を参照して説明する。参照する図１５は、本発明に係る第３の実施形態であるＩＰ表示装置を示す概略図である。なお、第１の実施形態と同一の構成については同一の符号を付してその説明は省略する。

ＩＰ表示装置８０は、表示レンズ群８２、表示手段８３及び基板８７を備える。表示レンズ群８２は第１凸レンズ（表示用要素レンズ）８１ａと第２凸レンズ（表示用要素レンズ）８１ｂからなる。第１凸レンズ８１ａは表示手段８３からの出射光の光路上に配置され、第２凸レンズ８１ｂは表示手段８３からの出射光の光路上に配置されている。また、第１凸レンズ８１ａの焦点距離は、第１凸レンズ７１ａの焦点距離と同じであり、第２凸レンズ８１ｂの焦点距離は、第２凸レンズ７１ｂの焦点距離と同じである。

また、第１凸レンズ８１ａから表示手段８３までの距離と第１凸レンズ７１ａから撮像手段７３までの距離は同じである。同様に、第２凸レンズ８１ｂから表示手段８３までの距離と第２凸レンズ７１ｂから撮像手段７３までの距離は同じである。ここで、表示レンズ群８２は、小さな第１凸レンズ８１ａと第２凸レンズ８１ｂを縦横にそれぞれ数百から数千個並べて構成されるが、図面を簡略化するため、２個の第１凸レンズ８１ａと２個の第２凸レンズ８１ｂで構成されているものとして図示している。また、ＩＰ撮像装置７０の第１凸レンズ７１ａと第２凸レンズ７１ｂのフレーム７８への固定方法と同様の方法により、第１凸レンズ８１ａと第２凸レンズ８１ｂは、フレーム７８に固定されている。

従って、第３の実施形態に係るＩＰ撮像装置７０によれば、複数の撮像手段７３が、２つの被写体Ａ、Ｂそれぞれについて、第１凸レンズ７１ａ、第２凸レンズ７１ｂが合焦する撮像レンズ群７２からの距離に配置され、複数の第１凸レンズ７１ａ、第２凸レンズ７１ｂが、２つの被写体Ａ、Ｂそれぞれに合焦する位置に配置されている場合には、１度の撮像により、２つの被写体Ａ、Ｂそれぞれに合焦する解像度の高い撮像要素画像を撮像手段７３により撮像することができる。

また、画像データ処理手段１５により、高周波成分を強調しているので、解像度を悪くする原因となる低周波成分の影響を改善できるので、２つの被写体について鮮鋭度の高い撮像要素画像のみを得ることができる。

また、ＩＰ表示装置８０によれば、撮像手段７３で撮像された第１被写体Ａの撮像要素画像Ａ１を、図示しない画像変換手段により変換した表示用要素画像Ａ３を表示手段８３に表示すると、表示手段８３の表示用要素画像Ａ３からの光の進み方は、第１被写体Ａの光の進み方と同じとなり、表示手段８３の表示用要素画像Ｂ３からの光の進み方は、第２被写体Ｂの光の進み方と同じとなるので、複数の被写体について、鮮鋭度の高い再生像を再現することができる。

なお、第２の実施形態のように、ＩＰ撮像装置に、撮像手段に対向する凸レンズ以外の凸レンズからの光が入射しないようにするために光学的遮蔽物を設けてもよく、また、ＩＰ表示装置に、凸レンズに対向する表示手段以外の表示手段からの光が入射しないようにするため光学的遮蔽物を設けてもよい。
また、第１の実施形態のように、撮像レンズ群を焦点距離が異なる凸レンズから構成されていてもよい。同様に表示レンズ群も焦点距離の異なる凸レンズから構成されていてもよい。
また、フレーム７９は撮像レンズ群７２、基板７７などを筒状に覆う形状であってもよい。

［第４の実施形態］
以下、本発明の第４の実施形態であるＩＰ撮像装置について、図面を参照して説明する。参照する図１７は、本発明に係る第４の実施形態であるＩＰ撮像装置を示す概略図である。なお、第１の実施形態、第３の実施形態と同一の構成については同一の符号を付してその説明は省略する。

図１７に示すように、ＩＰ撮像装置９０は、撮像レンズ群７２、撮像手段群１４、画像処理手段１５、基板１７を備える。

第１凸レンズ７１ａは第１被写体Ａから所定の距離隔てて配置されており、第２凸レンズ７１ｂは第２被写体Ｂから所定距離隔てて配置される。また、撮像手段群１４は、撮像レンズ群７２からみて第１被写体Ａと第２被写体Ｂとは反対側に配置されている。また、第１撮像手段１３ａは第１凸レンズ７１ａから所定の距離隔てて配置され、第２撮像手段１３ｂは第２凸レンズ７１ｂから所定の距離隔てて配置されている。

ここで、第１被写体Ａから第１凸レンズ７１ａまでの距離Ｌ₅、第１凸レンズ７１ａから第１撮像手段１３ａまでの距離Ｌ₆及び第１凸レンズ７１ａの焦点距離ｆ_cとの関係は、式（７）を満たす。また、第２被写体Ｂから第２凸レンズ７１ｂまでの距離Ｌ´₅、第２凸レンズ７１ｂから第２撮像手段１３ｂまでの距離Ｌ´₅及び第２凸レンズ７１ｂの焦点距離ｆ_cとの関係は、式（８）を満たす。なお、式（７）と式（８）を正確には満たさなくても、第１撮像手段１３ａと第２撮像手段１３ｂが焦点深度内に配置され、第１被写体Ａ及び第２被写体Ｂが被写界深度内に配置されていればよい。

１／Ｌ₅+１／Ｌ₆＝１／ｆ_c・・・（７）
１／Ｌ´₅+１／Ｌ₆´＝１／ｆ_c・・・（８）

次に、本発明の第４の実施形態であるＩＰ表示装置について、図面を参照して説明する。参照する図１８は、本発明に係る第４の実施形態であるＩＰ表示装置を示す概略図である。なお、第１の実施形態、第３の実施形態と同一の構成については同一の符号を付してその説明は省略する。

ＩＰ表示装置１００は、表示レンズ群８２、表示手段群２４及び基板２７を備える。第１表示手段２３ａは、第１撮像手段１３ａで撮像され撮像要素画像Ａ１を表示用要素画像Ａ３として表示する。第２表示手段２３ｂは、第２撮像手段１３ｂで撮像された撮像要素画像Ｂ１を表示用要素画像Ｂ３として表示する。第１凸レンズ８１ａは第１表示手段２３ａからの出射光の光路上に配置され、第２凸レンズ８１ｂは第２表示手段２３ｂからの出射光の光路上に配置されている。

また、第１凸レンズ８１ａの焦点距離は、第１凸レンズ７１ａの焦点距離と同じであり、第２凸レンズ８１ｂの焦点距離は、第２凸レンズ７１ｂの焦点距離と同じである。また、第１凸レンズ８１ａから第１表示手段２３ａまでの距離と第１凸レンズ７１ａから第１撮像手段１３ａまでの距離は同じである。同様に、第２凸レンズ８１ｂから第２表示手段２３ｂまでの距離と第２凸レンズ７１ｂから第２撮像手段１３ｂまでの距離は同じである。また、第１凸レンズ８１ａと第１表示手段２３ａは同数であり、第２凸レンズ８１ｂと第２表示手段２３ｂは同数である。

従って、第４の実施形態に係るＩＰ撮像装置９０によれば、第１撮像手段１３ａと第２撮像手段１３ｂが、２つの被写体Ａ、Ｂそれぞれに対して合焦するような第１凸レンズ７１ａと第２凸レンズ７１ｂからの距離に配置され、かつ、２つの被写体Ａ、Ｂそれぞれに対して合焦する位置に第１凸レンズ７１ａと第２凸レンズ７１ｂを有するので、１度の撮像により、２つの被写体Ａ、Ｂそれぞれに合焦する解像度の高い撮像要素画像を撮像手段に撮像することができる。また、画像データ処理手段１５により、高周波成分を強調するので、解像度を悪くする原因となる低周波成分の影響を改善することができ、２つの被写体について鮮鋭度の高い撮像要素画像のみを得ることができる。

なお、第２の実施の形態のように、ＩＰ撮像装置に、撮像手段に対向する凸レンズ以外の凸レンズからの光が入射しないようにするために光学的遮蔽物を設けてもよく、また、ＩＰ表示装置に、凸レンズに対向する表示手段以外の表示手段からの光が入射しないようにするため光学的遮蔽物を設けてもよい。
また、第１の実施形態のように、撮像レンズ群を焦点距離が異なる凸レンズから構成されていてもよい。同様に表示レンズ群も焦点距離の異なる凸レンズから構成されていてもよい。

［第５の実施形態］
以下、本発明の第５の実施形態であるＩＰ撮像装置（立体画像撮像装置）について、図面を参照して説明する。参照する図１９は、ＩＰ撮像装置を示す概略図である。また、参照する図２０（ａ）は、レンズ系、空間フィルタ及び撮像手段の位置関係を説明する説明図である。なお第１の実施形態と同一の構成については同一の符号を付してその説明は省略する。

図１９及び図２０（ａ）に示すように、ＩＰ撮像装置１１０は、撮像レンズ系群（要素レンズ群）１１２、撮像手段群１４、基板１７及び空間フィルタ（空間周波数フィルタ）２１０を備えている。撮像レンズ系群１１２は、同一平面上に配列された第１被写体Ａに合焦する複数の第１レンズ系（要素レンズ）１１１ａと第２被写体Ｂに合焦する複数の第２レンズ系（要素レンズ）１１１ｂからなる。

また、第１レンズ系１１１ａと第２レンズ系１１１ｂの焦点距離は同じである。ここで、撮像レンズ系群１１２は、小さな第１レンズ系１１１ａと第２レンズ系１１１ｂを縦横にそれぞれ数百から数千個並べて構成されるが、図面を簡略化するため、２個の第１レンズ系１１１ａと２個の第２レンズ系１１１ｂで構成されているものとして図示している。

また、撮像レンズ系群１１２、撮像手段群１４、第１被写体Ａ及び第２被写体Ｂの位置関係は、第１の実施形態に係るＩＰ撮像装置１０の撮像レンズ群１２、撮像手段群１４、第１被写体Ａ及び第２被写体Ｂの位置関係と同一である。

また、空間フィルタ２１０は、撮像要素画像の高周波成分を強調するものであり、第１レンズ系１１１ａと第２レンズ系１１１ｂを合わせた数と同数である。以下、図２０（a）を参照して、第１レンズ系１１１ａと空間フィルタ２１０との関係について説明する。ここでは第１レンズ系１１１ａと空間フィルタ２１０との関係について説明するが、第２レンズ系１１１ｂと空間フィルタ２１０との関係も同様である。

図２０（ａ）に示すように、第１レンズ系１１１ａは、第１凸レンズ２０１、第２凸レンズ２０２、第３凸レンズ２０３及び第４凸レンズ２０４からなる。また、第２凸レンズ２０２は、第１凸レンズ２０１からの光路上に配置されている。また、第３凸レンズ２０３は、第２凸レンズ２０２からの光路上であって、第２凸レンズ２０２から第３凸レンズ２０３の焦点距離ｆ₃を隔てて配置されている。

また空間フィルタ２１０は、第３凸レンズ２０３からの光路上であって、第３凸レンズ２０３から第３凸レンズ２０３の焦点距離ｆ₃を隔てて配置されている。第４凸レンズ２０４は、空間フィルタ２１０からの光路上であって、空間フィルタ２１０から第４凸レンズ２０４の焦点距離ｆ₄を隔てて配置されている。また、撮像手段１３は、第４凸レンズからの光路上であって、第４凸レンズ２０４から第４凸レンズ２０４の焦点距離ｆ₄を隔てて配置されている。

第１凸レンズ２０１は、第１被写体Ａの撮像要素画像Ａ´を第２凸レンズ２０２上に結像させるものであり、第２被写体Ｂの撮像要素画像Ｂ´を第２凸レンズ２０２上に結像させるものである。また第３凸レンズ２０３は、第１被写体Ａの撮像要素画像Ａ´と第２被写体Ｂの撮像要素画像Ｂ´から第３凸レンズ２０３の焦点距離ｆ₃隔てて配置することにより、第１被写体Ａの撮像要素画像Ａ´と第２被写体Ｂの撮像要素画像Ｂ´をフーリエ変換して、第３凸レンズ２０３から第３凸レンズ２０３の焦点距離ｆ₃隔てた位置、つまり空間フィルタ２１０上に図示しない第１フーリエ変換した空間周波数成分を生成するものである。

また、空間フィルタ２１０は、このフーリエ変換した空間周波数成分をフィルタリングし、高周波成分を強調するものである。そして、空間フィルタ２１０から第４凸レンズ２０４の焦点距離ｆ4隔てて配置されている第４凸レンズ２０４は、高周波成分を強調したフーリエ変換した空間周波数成分を、逆フーリエ変換して、鮮鋭度の高い第１被写体Ａの撮像要素画像Ａ１を、撮像手段１３に結像させるものである。なお、第２凸レンズ２０２は、被写体Ａと被写体Ｂを形成する光線を効率良く第３凸レンズ２０３へ入射させるものである。

第５の実施形態に係るＩＰ撮像装置１１０によれば、２つの被写体それぞれに合焦した焦点距離を有する第１レンズ系１１１ａと第２レンズ系１１１ｂにより結像され、空間フィルタ２１０により、高周波成分を強調しているので、２つの被写体について鮮鋭度の高い撮像要素画像を得ることができる。

また、ＩＰ撮像装置１１０により撮像された第１被写体Ａの撮像要素画像Ａ１と第２被写体Ｂの撮像要素画像Ｂ１を、図示しない画像変換手段により変換した表示用要素画像を、第１の実施形態に係るＩＰ表示装置２０の表示手段群２４に表示すると、第１の実施形態と同様に、２つの被写体について鮮鋭度の高い再生像を得ることができる。

また、撮像レンズ系群１１２を構成する第１レンズ系１１１ａと第２レンズ系１１１ｂと、空間フィルタは、図２０（ｂ）に示すようなレンズと空間フィルタとの関係であってもよい。また、図２０（ｃ）に示すようなレンズと空間フィルタとの関係であってもよい。ここで、図２０（ｂ）は、レンズ、空間フィルタ及び撮像手段の位置関係を説明する説明図であり、図２０（ｃ）は、レンズ、空間フィルタ及び撮像手段の位置関係を説明する説明図である。

図２０（ｂ）に示すように、凸レンズ３０１の開口に空間フィルタ３１０を配置してもよく、図２０（ｃ）に示すように、凸レンズ４０１の光路上であって、凸レンズ４０１から凸レンズ４０１の焦点距離ｆ₅隔てて空間フィルタ４１０を配置してもよい。

また、空間フィルタ２１０は、フーリエ変換像の一部を遮断するものであってもよい。また、空間フィルタ３１０は、凸レンズの開口の一部を遮蔽する構成や凸レンズの開口内の領域によって透過率を異なる構成とする。また、空間フィルタ４１０は、凸レンズ４０１の像側焦平面の一部を遮断する構成や像側焦平面開口内の領域によって透過率が異なる構成とする。

また、本実施形態では、第１レンズ系１１１ａと第２レンズ系１１１ｂを構成するレンズを凸レンズとしたが、凸レンズ以外にも、レンズ作用を有する光学素子であればよい。また、図２１（ａ）〜（ｃ）に示すように、撮像レンズ系群１１２を構成する第１レンズ系１１１ａと第２レンズ系１１１ｂを屈折率分布レンズとすれば、奥行きが反転してしまう逆視像が生じないため、点対称に変換する必要をなくすことができる。ここで、図２１（ａ）〜（ｃ）は、屈折率分布レンズと空間フィルタの位置関係を説明するための説明図である。

図２１（ａ）に示すように、第１レンズ系１１１ａが、屈折率分布レンズ５０１、５０２及び５０３から構成され、屈折率分布レンズ５０２と屈折率分布レンズ５０３の間に空間フィルタ５１０を配置する。かかる構成によれば、屈折率分布レンズ５０１によって第１被写体Ａの撮像要素画像Ａ´と第２被写体Ｂの撮像要素画像Ｂ´を屈折率分布レンズ５０１と屈折率分布レンズ５０２の境界に結像される。

また、屈折率分布レンズ５０２により、第１被写体Ａの撮像要素画像Ａ´と第２被写体Ｂの撮像要素画像Ｂ´をフーリエ変換した空間周波数成分が屈折率分布レンズ５０２と屈折率分布レンズ５０３の境界に生成される。ここで、空間フィルタ５１０は、フーリエ変換した空間周波数成分が生成される面（屈折率分布レンズ５０２と屈折率分布レンズ５０３の間）に配置されている。フーリエ変換した空間周波数成分は、空間フィルタ５１０により、高周波成分が強調され、屈折率分布レンズ５０３により、屈折率分布レンズ５０３の背後に被写体Ａの撮像要素画像を再回折させるので、鮮鋭度の高い撮像要素画像（図２１（ａ）では第１被写体Ａの像Ａ１）が撮像手段１３に撮像されることとなる。

また、図２１（ｂ）に示すように、屈折率分布レンズ６０１の開口を部分的に空間フィルタ６１０で遮蔽してもよい。なお、空間フィルタ６０１は、屈折率分布レンズ６１０の開口内の領域によって透過率が異なるものでもよい。

また、図２１（ｃ）に示すように、屈折率分布レンズ７０１内で平行光が集光する面に空間フィルタ７１０を配置してもよい。また、屈折率分布レンズ７０１の平行光が集光する面を部分的に空間フィルタ７１０で遮蔽してもよく、また、平行光が集光する面内の領域によって透過率が異なるものでもよい。
また、図２２及び図２３に示すように、ＩＰ撮像装置に、撮像手段に対向するレンズ系（第１レンズ系１１１ａ、第２レンズ系１１１ｂ）以外のレンズ系からの光が入射しないようにするために光学的遮蔽物を設けてもよく、また、ＩＰ表示手段の表示レンズ群をレンズ系で構成してもよい。ここで、図２２及び図２３は、ＩＰ撮像手段を示す概略図である。

また、本実施形態では、ＩＰ撮像装置のレンズをレンズ系としてＩＰ撮像装置に空間フィルタを設けたが、ＩＰ表示装置のレンズをレンズ系としてＩＰ表示装置に空間フィルタを設けてもよい。また、本実施形態では、第１レンズ系１１１ａと第２レンズ系１１１ｂの焦点距離は同じとしたが、これに限定されず、第１レンズ系１１１ａと第２レンズ系１１１ｂの焦点距離が異なっていてもよい。

［第６の実施形態］
以下、本発明の第６の実施形態であるＩＰ撮像装置について、図面を参照して説明する。参照する図２４は、ＩＰ撮像装置を示す概略図である。なお第３の実施形態、第５の実施形態と同一の構成については同一の符号を付してその説明は省略する。

図２０（ａ）、図２４に示すように、ＩＰ撮像装置１４０は、撮像レンズ系群１７２、撮像手段７３、基板７７及び空間フィルタ（空間周波数フィルタ）２１０を備えている。撮像レンズ系群１７２は、第１被写体Ａに合焦している平面上に配置されている複数の第１レンズ系１７１ａと第２被写体Ｂに合焦している平面上に配置されている複数の第２レンズ系１７１ｂからなる。また、第１レンズ系１７１ａと第２レンズ系１７１ｂの焦点距離は同一である。

ここで、撮像レンズ系群１７２は、小さな第１レンズ系１７１ａと第２レンズ系１７１ｂを縦横にそれぞれ数百から数千個並べて構成されるが、図面を簡略化するため、２個の第１レンズ系１７１ａと２個の第２レンズ系１７１ｂで構成されているものとして図示している。ここで、第１レンズ系１７１ａと第２レンズ系１７１ｂは、第５の実施形態の第１レンズ系１１１ａと第２レンズ系１１１ｂと同様である。

また、第１被写体Ａ、第２被写体Ｂ、撮像レンズ系群１７２及び撮像手段７３の位置関係は、第３の実施形態のＩＰ撮像装置７０の第１被写体Ａ、第２被写体Ｂ、撮像レンズ群７２及び撮像手段７３の位置関係と同様である。

第６の実施形態に係るＩＰ撮像装置１４０によれば、２つの被写体それぞれに合焦した平面上に配置された第１レンズ系１７１ａと第２レンズ系１７１ｂにより結像され、空間フィルタ２１０により、高周波成分が強調されるので、２つの被写体について鮮鋭度の高い撮像要素画像を得ることができる。

また、ＩＰ撮像装置１４０により撮像された第１被写体Ａの撮像要素画像Ａ１と第２被写体Ｂの撮像要素画像Ｂ１を、図示しない画像変換手段により変換した表示用要素画像を、第３の実施形態に係るＩＰ表示装置８０の表示手段８３に表示すると、第３の実施形態と同様に、２つの被写体について鮮鋭度の高い再生像を得ることができる。

また、本実施形態では、ＩＰ撮像装置のレンズをレンズ系としてＩＰ撮像装置に空間フィルタを設けたが、ＩＰ表示装置のレンズをレンズ系としてＩＰ表示装置に空間フィルタを設けてもよい。また、本実施形態では、第１レンズ系１７１ａと第２レンズ系１７１ｂの焦点距離は同一としたが、これに限定されず、第１レンズ系１７１ａと第２レンズ系１７１ｂの焦点距離が異なっていてもよい。

［第７の実施形態］
以下、本発明の第７の実施形態であるＩＰ撮像装置について、図面を参照して説明する。参照する図２５は、本発明に係る第７の実施形態であるＩＰ撮像装置を示す概略図である。なお第４の実施形態及び第５の実施形態と同一の構成については同一の符号を付してその説明は省略する。

図２０（ａ）、図２５に示すように、ＩＰ撮像装置１５０は、撮像レンズ系群１７２、撮像手段群１４、基板１７及び空間フィルタ（空間周波数フィルタ）２１０を備える。撮像レンズ系群１７２は、第１被写体Ａに合焦している平面上に配置されている複数の第１レンズ系１７１ａと第２被写体Ｂに合焦する平面上に配置されている複数の第２レンズ系１７１ｂからなる。

また、第１レンズ系１７１ａと第２レンズ系１７１ｂの焦点距離は同一である。ここで、撮像レンズ系群１７２は、小さな第１レンズ系１７１ａと第２レンズ系１７１ｂを縦横にそれぞれ数百から数千個並べて構成されるが、図面を簡略化するため、２個の第１レンズ系１７１ａと２個の第２レンズ系１７１ｂで構成されているものとして図示している。また、第１レンズ系１７１ａと第１撮像手段１３ａは同数であり、第２レンズ系１７１ｂと第２撮像手段１３ｂは同数である。

また、第１被写体Ａ、第２被写体Ｂ、撮像レンズ系群１７２及び撮像手段群１４の位置関係は、第４の実施形態のＩＰ撮像装置９０の第１被写体Ａ、第２被写体Ｂ、撮像レンズ群７２及び撮像手段群１４の位置関係と同様である。

第７の実施形態に係るＩＰ撮像装置１５０によれば、２つの被写体それぞれに合焦した平面上に配置された第１レンズ系１７１ａと第２レンズ系１７１ｂにより撮像され、空間フィルタ２１０により、高周波成分が強調されるので、２つの被写体について鮮鋭度の高い撮像要素画像を得ることができる。

また、ＩＰ撮像装置１５０により撮像された第１被写体Ａの撮像要素画像Ａ１と第２被写体Ｂの撮像要素画像Ｂ１を、図示しない画像変換手段により光軸位置を中心に点対称に変換した表示用要素画像を、第４の実施形態に係るＩＰ表示装置１００の表示手段群２４に表示すると、第４の実施形態と同様に、２つの被写体について鮮鋭度の高い再生像を得ることができる。

なお、本実施形態では、ＩＰ撮像装置のレンズをレンズ系としてＩＰ撮像装置に空間フィルタを設けたが、ＩＰ表示装置のレンズをレンズ系としてＩＰ表示装置に空間フィルタを設けてもよい。また、本実施形態では、第１レンズ系１７１ａと第２レンズ系１７１ｂの焦点距離は同一としたがこれに限定されず、第１レンズ系１７１ａと第２レンズ系１７１ｂの焦点距離が異なっていてもよい。

ＩＰ撮像装置を示す概略図である。ＩＰ表示装置を示す概略図である。（ａ）から（ｄ）は、第１撮像手段、第２撮像手段及び基板の固定方法を説明するための説明図である。第１凸レンズ、第２凸レンズ、第１撮像手段、第２撮像手段及び基板の固定方法を説明するための説明図である。画像データ処理手段１５を示すブロック図である。（ａ）は、画像配列を説明するための説明図である。（ｂ）は、空間周波数成分分布を説明するため説明図である。（ｃ）は、シャフリングを説明するための説明図である。フィルタリングを説明するための説明図である。ＩＰ撮像装置の動作を示すフローチャートである。ＩＰ撮像装置を示す概略図である。ＩＰ表示装置を示す概略図である。第１凸レンズ、光学的遮蔽物、第１撮像手段及び基板の断面図である。凸レンズからの光を効率良く利用するＩＰ撮像装置の概略図である。表示手段からの光を効率良く利用するＩＰ表示装置の概略図である。ＩＰ撮像装置を示す概略図である。ＩＰ表示装置を示す概略図である。（ａ）と（ｂ）は、第１凸レンズの固定方法を説明するための説明図である。（ｃ）は、第１凸レンズと第２凸レンズの基板への取り付け方法を説明するための説明図である。ＩＰ撮像装置を示す概略図である。ＩＰ表示装置を示す概略図である。ＩＰ撮像装置を示す概略図である。（ａ）は、レンズ系、空間フィルタ及び撮像手段の位置関係を説明する説明図である。（ｂ）、（ｃ）は、レンズ、空間フィルタ及び撮像手段の位置関係を説明する説明図である。（ａ）〜（ｃ）は、屈折率分布レンズと空間フィルタの位置関係を説明するための説明図である。ＩＰ撮像手段を示す概略図である。ＩＰ撮像手段を示す概略図である。ＩＰ撮像装置を示す概略図である。ＩＰ撮像装置を示す概略図である。従来のＩＰ撮像装置を示す概略図である。従来のＩＰ表示装置を示す概略図である。

符号の説明

１０、３０、５０、７０、９０、１１０、１２０、１３０、１４０、１５０ＩＰ撮像装置
１１ａ第１凸レンズ
１１ｂ第２凸レンズ
１２撮像レンズ
１３ａ第１撮像手段
１３ｂ第２撮像手段
１４撮像手段群
１５画像データ処理手段
１５ａフーリエ変換手段
１５ｂフィルタリング手段
１５ｃ逆フーリエ変換手段
２０，４０，６０，８０，１００ＩＰ表示装置
２１ａ第１凸レンズ
２１ｂ第２凸レンズ
２２，８２表示レンズ群
２３ａ第１表示手段
２３ｂ第２表示手段
２４表示手段群
３６ａ，４６ａ，５６ａ，６６ａ第１光学的遮蔽物
３６ｂ，４６ｂ，５６ｂ，６６ｂ第２光学的遮蔽物
７１ａ，８１ａ，９１ａ，１０１ａ第１凸レンズ
７１ｂ，８１ｂ，９１ｂ，１０１ｂ第２凸レンズ
７２撮像レンズ群
７３撮像手段
８３表示手段
１１１ａ第１レンズ系
１１１ｂ第２レンズ系
１１２，１７２撮像レンズ系群
２１０，３１０，４１０，５１０，６１０，７１０空間フィルタ
Ａ第１被写体
Ｂ第２被写体

Claims

奥行き方向の距離が互いに異なる複数の被写体をインテグラルフォトグラフィ方式により撮像する立体画像撮像装置であって、
前記複数の被写体のうちの１つに合焦する平面上に配置された複数の要素レンズと平面上に配置され当該被写体の撮像要素画像をそれぞれ撮像する複数の撮像手段との組み合わせを複数備え、
前記組み合わせにおいて平面上に配置された複数の要素レンズは、共通の１つの平面に配置されて１つの要素レンズ群を形成し、
前記組み合わせにおいて平面上に配置された複数の撮像手段は、奥行き方向に離間した複数の互いに平行な平面に配置されて１つの撮像手段群を形成し、
前記撮像手段群は、複数の奥行きに対応した複数の合焦状態で前記要素レンズ群により前記撮像要素画像を取得することを特徴とする立体画像撮像装置。
奥行き方向の距離が互いに異なる複数の被写体をインテグラルフォトグラフィ方式により撮像する立体画像撮像装置であって、
前記複数の被写体のうちの１つに合焦する平面上に配置された複数の要素レンズと平面上に配置され当該被写体の撮像要素画像をそれぞれ撮像する複数の撮像手段との組み合わせを複数備え、
前記組み合わせにおいて平面上に配置された複数の要素レンズは、奥行き方向に離間した複数の互いに平行な平面に配置されて１つの要素レンズ群を形成し、
前記組み合わせにおいて平面上に配置された複数の撮像手段は、共通の１つの平面に配置されて１つの撮像手段群を形成し、
前記撮像手段群は、複数の奥行きに対応した複数の合焦状態で前記要素レンズ群により前記撮像要素画像を取得することを特徴とする立体画像撮像装置。
奥行き方向の距離が互いに異なる複数の被写体をインテグラルフォトグラフィ方式により撮像する立体画像撮像装置であって、
前記複数の被写体のうちの１つに合焦する平面上に配置された複数の要素レンズと平面上に配置され当該被写体の撮像要素画像をそれぞれ撮像する複数の撮像手段との組み合わせを複数備え、
前記組み合わせにおいて平面上に配置された複数の要素レンズは、奥行き方向に離間した複数の互いに平行な平面に配置されて１つの要素レンズ群を形成し、
前記組み合わせにおいて平面上に配置された複数の撮像手段は、奥行き方向に離間した複数の互いに平行な平面に配置されて１つの撮像手段群を形成し、
前記撮像手段群は、複数の奥行きに対応した複数の合焦状態で前記要素レンズ群により前記撮像要素画像を取得することを特徴とする立体画像撮像装置。
前記要素レンズの境界に光学的遮蔽物を配置することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の立体画像撮像装置。
前記撮像手段に撮像された撮像要素画像を周波数成分に変換する周波数変換手段と、
この周波数変換手段で変換された周波数成分のうち予め設定された値より高い高周波数成分を強調するフィルタリング手段と、
このフィルタリング手段で高周波数成分を強調した周波数成分を処理済撮像要素画像に変換する逆変換手段と、
を備えることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の立体画像撮像装置。
前記要素レンズの光路上に空間周波数フィルタを備えることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の立体画像撮像装置。
前記要素レンズは、光軸方向に複数の単レンズを備え、前記単レンズ間であって、前記単レンズの光路上に空間周波数フィルタを配置したことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の立体画像撮像装置。
請求項１に記載の立体画像撮像装置の撮像手段で撮像した被写体の撮像要素画像を表示用要素画像として、奥行き方向の距離が互いに異なる複数の被写体の再生像をインテグラルフォトグラフィ方式により再生する立体画像表示装置であって、
前記複数の被写体のうちの１つの再生像に合焦する平面上に配置された複数の表示用要素レンズと平面上に配置され当該被写体の表示用要素画像をそれぞれ表示する複数の表示手段との組み合わせを複数備え、
前記組み合わせにおいて平面上に配置された複数の表示用要素レンズは、共通の１つの平面に配置されて１つの表示レンズ群を形成し、
前記組み合わせにおいて平面上に配置された複数の表示手段は、奥行き方向に離間した複数の互いに平行な平面に配置されて１つの表示手段群を形成し、
前記表示手段群は、複数の奥行きに対応した複数の合焦状態で前記表示用要素レンズ群により前記表示用要素画像を表示することを特徴とする立体画像表示装置。
請求項２に記載の立体画像撮像装置の撮像手段で撮像した被写体の撮像要素画像を表示用要素画像として、奥行き方向の距離が互いに異なる複数の被写体の再生像をインテグラルフォトグラフィ方式により再生する立体画像表示装置であって、
前記複数の被写体のうちの１つの再生像に合焦する平面上に配置された複数の表示用要素レンズと平面上に配置され当該被写体の表示用要素画像をそれぞれ表示する複数の表示手段との組み合わせを複数備え、
前記組み合わせにおいて平面上に配置された複数の表示用要素レンズは、奥行き方向に離間した複数の互いに平行な平面に配置されて１つの表示レンズ群を形成し、
前記組み合わせにおいて平面上に配置された複数の表示手段は、共通の１つの平面に配置されて１つの表示手段群を形成し、
前記表示手段群は、複数の奥行きに対応した複数の合焦状態で前記表示用要素レンズ群により前記表示用要素画像を表示することを特徴とする立体画像表示装置。
請求項３に記載の立体画像撮像装置の撮像手段で撮像した被写体の撮像要素画像を表示用要素画像として、奥行き方向の距離が互いに異なる複数の被写体の再生像をインテグラルフォトグラフィ方式により再生する立体画像表示装置であって、
前記複数の被写体のうちの１つの再生像に合焦する平面上に配置された複数の表示用要素レンズと平面上に配置され当該被写体の表示用要素画像をそれぞれ表示する複数の表示手段との組み合わせを複数備え、
前記組み合わせにおいて平面上に配置された複数の表示用要素レンズは、奥行き方向に離間した複数の互いに平行な平面に配置されて１つの表示レンズ群を形成し、
前記組み合わせにおいて平面上に配置された複数の表示手段は、奥行き方向に離間した複数の互いに平行な平面に配置されて１つの表示手段群を形成し、
前記表示手段群は、複数の奥行きに対応した複数の合焦状態で前記表示用要素レンズ群により前記表示用要素画像を表示することを特徴とする立体画像表示装置。
前記表示用要素レンズの境界に光学的遮蔽物を配置することを特徴とする請求項８から請求項１０のいずれか１項に記載の立体画像表示装置。
請求項１に記載の立体画像撮像装置の撮像手段により撮像された被写体の撮像要素画像を周波数成分に変換する周波数変換手段と、
この周波数変換手段で変換された周波数成分のうち予め設定された値より高い高周波数成分を強調するフィルタリング手段と、
このフィルタリング手段で高周波数成分を強調した周波数成分を表示用要素画像に変換する逆変換手段と、
を備えることを特徴とする請求項８に記載の立体画像表示装置。
請求項２に記載の立体画像撮像装置の撮像手段により撮像された被写体の撮像要素画像を周波数成分に変換する周波数変換手段と、
この周波数変換手段で変換された周波数成分のうち予め設定された値より高い高周波数成分を強調するフィルタリング手段と、
このフィルタリング手段で高周波数成分を強調した周波数成分を表示用要素画像に変換する逆変換手段と、
を備えることを特徴とする請求項９に記載の立体画像表示装置。
請求項３に記載の立体画像撮像装置の撮像手段により撮像された被写体の撮像要素画像を周波数成分に変換する周波数変換手段と、
この周波数変換手段で変換された周波数成分のうち予め設定された値より高い高周波数成分を強調するフィルタリング手段と、
このフィルタリング手段で高周波数成分を強調した周波数成分を表示用要素画像に変換する逆変換手段と、
を備えることを特徴とする請求項１０に記載の立体画像表示装置。
前記表示用要素レンズの光路上に空間周波数フィルタを備えることを特徴とする請求項８から請求項１０のいずれか１項に記載の立体画像表示装置。
前記表示用要素レンズは、光軸方向に複数の単レンズを備え、前記単レンズ間であって、前記単レンズの光路上に空間周波数フィルタを配置したことを特徴とする請求項８から請求項１０のいずれか１項に記載の立体画像表示装置。