JP4886419B2

JP4886419B2 - 3D image display device

Info

Publication number: JP4886419B2
Application number: JP2006214976A
Authority: JP
Inventors: 淳洗井; 誠人奥井; 裕司野尻; 文男岡野
Original assignee: Japan Broadcasting Corp
Current assignee: Japan Broadcasting Corp
Priority date: 2006-08-07
Filing date: 2006-08-07
Publication date: 2012-02-29
Anticipated expiration: 2026-08-07
Also published as: JP2008040170A

Description

本発明は、立体像の映像を表示する技術に係り、特に、ＩＰ（ＩｎｔｅｇｒａｌＰｈｏｔｏｇｒａｐｈｙ；インテグラルフォトグラフィ）方式の立体像表示装置に関する。 The present invention relates to a technique for displaying a stereoscopic image, and more particularly to an IP (Integral Photography) type stereoscopic image display apparatus.

近年、任意の視点から観察することができる立体テレビジョン方式の１つとして平面状あるいは球面状に配列されたレンズ群や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（ＩＰ；ＩｎｔｅｇｒａｌＰｈｏｔｏｇｒａｐｈｙ）方式が開発されている。 In recent years, a so-called integral photography (IP) system using a lens group or a pinhole group arranged in a planar or spherical shape as one of the stereoscopic television systems that can be observed from an arbitrary viewpoint. Has been developed.

以下、図７を参照して、ＩＰ方式の原理を説明する。図７は、従来のＩＰ方式を説明するための説明図、（ａ）は、従来のＩＰ方式によって要素画像群を撮影する装置の構成を模式的に示す模式図、（ｂ）は、従来のＩＰ方式によって立体像を表示する装置の構成を模式的に示す模式図、（ｃ）は、従来のＩＰ方式によって奥行き方向の凹凸の正しい立体像を表示する装置の構成を模式的に示す模式図である。 Hereinafter, the principle of the IP method will be described with reference to FIG. FIG. 7 is an explanatory diagram for explaining a conventional IP system, (a) is a schematic diagram schematically showing a configuration of an apparatus that captures an element image group by the conventional IP system, and (b) is a conventional diagram. Schematic diagram schematically showing the configuration of a device for displaying a stereoscopic image by the IP method, (c) is a schematic diagram schematically showing the configuration of a device for displaying a three-dimensional image with correct unevenness in the depth direction by the conventional IP method. It is.

図７（ａ）に示すように、撮影装置１００は、同一平面上にアレイ状に配列された複数の要素光学レンズＬ、Ｌ、…からなるレンズ群１０１と、被写体Ｓ側から見てこのレンズ群１０１の後ろに設置された撮像部１０２とから構成され、レンズ群１０１の前に設置された被写体Ｓを撮影する。この撮像部１０２には、各要素光学レンズＬ、Ｌ、…によって被写体Ｓの像Ｉ、Ｉ、…が形成され、撮影される。ここで撮影された被写体Ｓの像Ｉ、Ｉ、…の各々の画像を要素画像という。 As shown in FIG. 7A, the photographing apparatus 100 includes a lens group 101 including a plurality of element optical lenses L, L,... Arranged in an array on the same plane, and the lens viewed from the subject S side. The imaging unit 102 is installed behind the group 101, and the subject S installed in front of the lens group 101 is photographed. In this image pickup unit 102, images I, I,... Of the subject S are formed by the element optical lenses L, L,. Each image I, I,... Of the subject S photographed here is called an element image.

次に、図７（ｂ）に示すように、表示装置１１０は、撮影装置１００［図７（ａ）］のレンズ群１０１と同じレンズ群１１１（要素光学レンズＬ’、Ｌ’、…）と、レンズ群１１１の後ろに撮像部１０２と同じ位置に設置された表示部１１２とから構成され、撮影装置１００によって撮影された画像を表示部１１２に表示すると、レンズ群１１１の前方の観察者Ｏからは被写体Ｓの立体再生像Ｓ’を観察できる。ここで観察者Ｏから観察される立体再生像Ｓ’の映像情報（輝度と色）は、撮影時に被写体Ｓをレンズ群１０１や撮像部１０２の側（後ろ側）から見たものとなり、奥行き（凹凸）は撮影時に観察者Ｏの側（前側）から見たものとなる。そのため、被写体Ｓの正しい立体像とはならず、奥行きが反転した立体再生像Ｓ’（逆奥行き像）となる。 Next, as shown in FIG. 7B, the display device 110 includes the same lens group 111 (element optical lenses L ′, L ′,...) As the lens group 101 of the imaging device 100 [FIG. When the image photographed by the photographing device 100 is displayed on the display unit 112, the observer O in front of the lens group 111 is configured by a display unit 112 installed at the same position as the imaging unit 102 behind the lens group 111. Can observe the three-dimensional reproduction image S ′ of the subject S. Here, the video information (brightness and color) of the stereoscopic reproduction image S ′ observed from the observer O is obtained by viewing the subject S from the lens group 101 or the imaging unit 102 side (rear side) at the time of shooting, and the depth ( (Unevenness) is viewed from the observer O side (front side) during photographing. Therefore, the stereoscopic image does not become a correct stereoscopic image of the subject S, but becomes a stereoscopic reproduction image S ′ (reverse depth image) whose depth is inverted.

これを解決するためには、表示装置１１０によって表示される立体再生像Ｓ’を、撮影装置１００で再度撮影し、ここで撮影された要素画像群を表示装置１１０で表示する必要がある。また、立体再生像Ｓ’の再撮影の過程を電子的な変換処理によって行うことも可能である。すなわち、各々の要素画像を、対応する各要素光学レンズＬ、Ｌ、…の光軸の位置を中心に点対称になるように反転させる。この要素画像の変換処理を図形の変換として行うことが報告されている（非特許文献１参照）。そして、図７（ｃ）に示すように、被写体の像Ｉ、Ｉ、…の要素画像からなる要素画像群を、前記のようにして再撮影あるいは変換して生成された被写体の像Ｉ’、Ｉ’、…の要素画像からなる要素画像群を表示装置１１０の表示部１１２に表示する。そうすると、観察者Ｏからは、撮影時に被写体Ｓをレンズ群１０１や撮像部１０２の側（後ろ側）から見たものと同じ映像情報及び奥行きをもつ立体再生像Ｓ”を観察することができる。
山田光穂、「インテグラル立体テレビ」、月間ディスプレイ、ｖｏｌ．７、Ｎｏ．６、ｐ．２９−３４、２００１年６月 In order to solve this, it is necessary to shoot again the stereoscopic reproduction image S ′ displayed by the display device 110 with the imaging device 100 and display the element image group captured here with the display device 110. It is also possible to perform the process of re-photographing the stereoscopic reproduction image S ′ by electronic conversion processing. That is, each element image is inverted so as to be point-symmetric about the position of the optical axis of each corresponding element optical lens L, L,. It has been reported that this element image conversion processing is performed as graphic conversion (see Non-Patent Document 1). Then, as shown in FIG. 7C, the subject image I ′, which is generated by re-photographing or converting the element image group consisting of the element images of the subject images I, I,. A group of element images composed of element images I ′,... Is displayed on the display unit 112 of the display device 110. Then, the observer O can observe the stereoscopic reproduction image S ″ having the same video information and depth as those when the subject S is viewed from the lens group 101 or the imaging unit 102 side (rear side) at the time of shooting.
Mitsuho Yamada, “Integral 3D TV”, Monthly Display, vol. 7, no. 6, p. 29-34, June 2001

しかしながら、ＩＰ方式の撮影装置では、レンズ群から光軸方向に所定の距離の位置にある被写体については高い解像度で撮像することができ、また、表示装置においては高い解像度で立体再生像を表示することができるが、別の距離の位置にある被写体については、撮像された要素画像群の解像度が劣化するとともに、表示された立体再生像も解像度が劣化する。 However, with the IP imaging device, a subject located at a predetermined distance from the lens group in the optical axis direction can be imaged with high resolution, and the display device displays a stereoscopic reproduction image with high resolution. However, for a subject at a different distance, the resolution of the captured elemental image group deteriorates, and the resolution of the displayed stereoscopic reproduction image also deteriorates.

ここで、図８を参照して、光軸方向に異なる距離の位置に２つの被写体が存在する場合における、従来のＩＰ方式の撮影装置によって撮像される要素画像群、及び、表示装置によって表示される立体再生像について説明する。図８は、従来のＩＰ方式の撮影装置によって撮像される要素画像群、及び、表示装置によって表示される立体再生像を模式的に示した模式図、（ａ）は、従来のＩＰ方式の撮影装置によって撮像される要素画像群を模式的に示した模式図、（ｂ）は、従来のＩＰ方式の表示装置によって表示される立体再生像を模式的に示した模式図である。 Here, referring to FIG. 8, when there are two subjects at different distances in the optical axis direction, a group of element images captured by a conventional IP imaging device and displayed by a display device are displayed. A three-dimensional reproduced image will be described. FIG. 8 is a schematic diagram schematically showing a group of element images captured by a conventional IP imaging device and a stereoscopic reproduction image displayed by a display device, and FIG. 8A is a conventional IP imaging. FIG. 5B is a schematic diagram schematically showing a stereoscopic reproduction image displayed by a conventional IP display device. FIG. 6B is a schematic diagram schematically showing a group of element images captured by the device.

図８（ａ）に示すように、撮影装置１００は、異なる位置にある２つの被写体Ｓ１、Ｓ２を撮像するものである。この撮影装置１００の撮像部１０２には、レンズ群１０１の各々の要素光学レンズＬによって形成された被写体Ｓ１、Ｓ２の像Ｉ１、Ｉ２が結像する。ここで、被写体Ｓ１に合焦するように、レンズ群１０１の焦点距離及び、当該レンズ群１０１と撮像部１０２の配置が設定されているとする。そうすると、レンズ群１０１から光軸方向に被写体Ｓ１より離れた位置にある被写体Ｓ２は、レンズ群１０１と撮像部１０２の間に結像し、撮像部１０２によってピントのずれた被写体Ｓ２が撮像される。これによって、撮影装置１００によって、被写体Ｓ１は高い解像度で撮像されるが、被写体Ｓ２は解像度が低下する。 As shown in FIG. 8A, the photographing apparatus 100 captures two subjects S1 and S2 at different positions. Images I1 and I2 of the subjects S1 and S2 formed by the element optical lenses L of the lens group 101 are formed on the imaging unit 102 of the photographing apparatus 100. Here, it is assumed that the focal length of the lens group 101 and the arrangement of the lens group 101 and the imaging unit 102 are set so as to focus on the subject S1. Then, the subject S2, which is located away from the subject S1 in the optical axis direction from the lens group 101, forms an image between the lens group 101 and the imaging unit 102, and the subject S2 out of focus is imaged by the imaging unit 102. . As a result, the photographing device 100 captures the subject S1 with a high resolution, but the subject S2 has a reduced resolution.

一方、撮影装置１００によって撮像された要素画像群の各々の要素画像を点対称に変換した画像を、図８（ｂ）に示す表示装置１１０の表示部１１２に表示する。ここで、要素光学レンズＬと、要素光学レンズＬ’との焦点距離は同一であり、また、レンズ群１０１と撮像部１０２との距離、及び、レンズ群１１１と表示部１１２との距離は等しい。そのため、像Ｉ１’からの光は立体再生像Ｓ１”に合焦し、立体再生像Ｓ１”は鮮明な像となるが、像Ｉ２’からの光は立体再生像Ｓ２”には合焦せず、立体再生像Ｓ２”は解像度の低い像となる。 On the other hand, an image obtained by converting each elemental image of the elemental image group captured by the photographing apparatus 100 into point symmetry is displayed on the display unit 112 of the display apparatus 110 illustrated in FIG. Here, the focal lengths of the element optical lens L and the element optical lens L ′ are the same, the distance between the lens group 101 and the imaging unit 102, and the distance between the lens group 111 and the display unit 112 are equal. . Therefore, the light from the image I1 ′ is focused on the stereoscopic reproduction image S1 ″, and the stereoscopic reproduction image S1 ″ becomes a clear image, but the light from the image I2 ′ is not focused on the stereoscopic reproduction image S2 ″. The stereoscopic reproduction image S2 ″ is an image with a low resolution.

なお、表示部１１２に表示する要素画像群は、被写体の三次元的な構造の情報に基づいて計算機等によって生成されたものとしてもよい。なお、以下では、被写体の三次元的な構造の情報は、被写体を構成する各点の三次元位置の情報に加え、被写体を構成する各点での輝度情報も含むものとする。この要素画像群は図８（ａ）の撮影装置１００によって撮像されたものと異なり、すべての被写体（図示せず）の解像度を高くすることができるが、表示装置１１０によって表示する際には、被写体の位置によって解像度の劣化が生じる。 The element image group displayed on the display unit 112 may be generated by a computer or the like based on the information on the three-dimensional structure of the subject. In the following, it is assumed that the information on the three-dimensional structure of the subject includes luminance information at each point constituting the subject in addition to the information on the three-dimensional position of each point constituting the subject. Unlike the image captured by the image capturing device 100 in FIG. 8A, this elemental image group can increase the resolution of all subjects (not shown), but when displayed by the display device 110, The resolution is degraded depending on the position of the subject.

本発明は、前記従来技術の問題を解決するために成されたもので、光軸方向に異なる位置に形成される立体像の解像度を劣化させずに表示できるＩＰ方式の立体像表示装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the problems of the prior art, and provides an IP stereoscopic image display device that can display without degrading the resolution of a stereoscopic image formed at different positions in the optical axis direction. The purpose is to do.

本発明は前記目的を達成するためになされたものであり、請求項１に記載の立体像表示装置は、立体像の各点の三次元位置の情報と輝度の情報とに基づいて生成された複数の要素画像からなる要素画像群を投影して前記立体像を表示する立体像表示装置であって、前記要素画像群を表示する表示手段と、この表示手段に表示された要素画像群からの光を投影する投影レンズ系と、この投影レンズ系の光軸上に設置され、当該投影レンズ系の主点の位置に焦点を有する投射光学系と、この投射光学系から出射した光の光路上に配置されるハーフミラーと、このハーフミラーを介して前記投射光学系から出射した前記要素画像群からの光を反射する複数のミラーを有するミラー群と、前記投射光学系から前記ミラー群へ入射する光の光路上及び前記ミラー群から反射した光の光路上に設置されるとともに、対応する前記要素画像からの光が入射され、当該要素画像の各々の点からの光を集光する複数の要素光学レンズ系を、当該要素光学レンズ系の光軸に対して直交する同一平面上に配列した要素光学レンズ群と、を備え、前記ハーフミラーを介して前記立体像が形成される位置に、前記要素光学レンズ系によって各々の前記ミラーに入射する前記要素画像の各点からの光が集光されるように、当該ミラーが、前記要素光学レンズ系からの光軸方向の距離が異なる位置に設置される構成とした。 The present invention has been made to achieve the above object, and the stereoscopic image display device according to claim 1 is generated based on information on a three-dimensional position of each point of a stereoscopic image and information on luminance. A stereoscopic image display device for projecting an element image group composed of a plurality of element images to display the stereoscopic image, the display means displaying the element image group, and the element image group displayed on the display means from the element image group A projection lens system for projecting light, a projection optical system installed on the optical axis of the projection lens system and having a focal point at the principal point of the projection lens system, and an optical path of light emitted from the projection optical system a half mirror disposed in the mirror group including a plurality of mirrors for reflecting the light from the element images emitted from the projection optical system through the half mirror, to the mirror group from the projection morphism optical system On and in the optical path of incident light A plurality of element optical lens systems that are installed on the optical path of the light reflected from the mirror group and that receive light from the corresponding element image and collect light from each point of the element image; Element optical lens groups arranged on the same plane orthogonal to the optical axis of the element optical lens system, and each of the element optical lens systems at a position where the stereoscopic image is formed via the half mirror. The mirror is installed at a position where the distance in the optical axis direction from the element optical lens system is different so that light from each point of the element image incident on the mirror is condensed.

かかる構成によれば、立体像表示装置は、表示手段に表示され、投影レンズ系によって投影された要素画像群からの光のうち、投影レンズ系の主点を通る光を投射光学系によって平行光に変換する。更に、立体像表示装置は、要素光学レンズ群から出射してミラー群に入射した後にミラー群によって反射した光を再度入射させる。これによって立体像表示装置は観察者に対して立体像を表示することができる。
また、ミラー群は複数のミラーから構成されている。そして、このミラーから要素光学レンズ系までの光軸方向の距離を変えると、投影レンズ系によって要素画像が投影された位置から、光がミラーで反射して再度要素光学レンズ系に入射するまでの光路長を変化させることができる。これによって、ミラーで反射された要素画像のある点からの光を、要素光学レンズ系によって集光する位置を変化させることができる。そのため、各々のミラーを、要素画像の各点からの光が当該ミラーにおいて反射した後に、要素光学レンズ群によって立体像の形成される位置に集光されるように配置することで、光軸方向に異なる位置に形成される立体像を、当該立体像のすべての点において合焦させることができる。 According to such a configuration, the stereoscopic image display device displays the light that passes through the principal point of the projection lens system among the light from the element image group that is displayed on the display unit and projected by the projection lens system. Convert to Further, the stereoscopic image display device re-enters the light reflected from the mirror group after being emitted from the element optical lens group and incident on the mirror group. Thus, the stereoscopic image display device can display a stereoscopic image to the observer.
The mirror group is composed of a plurality of mirrors. Then, if the distance in the optical axis direction from this mirror to the element optical lens system is changed, from the position where the element image is projected by the projection lens system until the light is reflected by the mirror and enters the element optical lens system again. The optical path length can be changed. Thereby, the position where the light from a certain point of the element image reflected by the mirror is condensed by the element optical lens system can be changed. Therefore, by arranging each mirror so that light from each point of the element image is reflected by the mirror and then condensed at a position where a three-dimensional image is formed by the element optical lens group, the optical axis direction 3D images formed at different positions can be focused at all points of the 3D image.

また、立体像表示装置は、立体像の各点の三次元位置の情報と輝度の情報とに基づいて生成された複数の要素画像からなる要素画像群を投影して前記立体像を表示する立体像表示装置であって、前記要素画像群を表示する表示手段と、この表示手段に表示された要素画像群からの光を投影する投影レンズ系と、この投影レンズ系の光の光路上に配置されるハーフミラーと、このハーフミラーで反射する光路上に配置され前記投影レンズ系から出射した光を平行な光に変換する投射光学系と、この投射光学系から出射した前記要素画像群からの光を反射する複数のミラーを有するミラー群と、前記投射光学系から前記ミラー群へ入射する光の光路上及び前記ミラー群から反射した光の光路上に設置されるとともに、対応する前記要素画像からの光が入射され、当該要素画像の各々の点からの光を集光する複数の要素光学レンズ系を、当該要素光学レンズ系の光軸に対して直交する同一平面上に配列した要素光学レンズ群と、を備え、前記ハーフミラーを介して前記立体像が形成される位置に、前記要素光学レンズ系によって各々の前記ミラーに入射する前記要素画像の各点からの光が集光されるように、当該ミラーが、前記要素光学レンズ系からの光軸方向の距離が異なる位置に設置される構成としてもよい。In addition, the stereoscopic image display device projects the element image group including a plurality of element images generated based on the information of the three-dimensional position of each point of the stereoscopic image and the luminance information, and displays the stereoscopic image. An image display device comprising: display means for displaying the element image group; a projection lens system for projecting light from the element image group displayed on the display means; and an optical path of light of the projection lens system A half mirror, a projection optical system that is arranged on an optical path reflected by the half mirror and converts the light emitted from the projection lens system into parallel light, and the element image group emitted from the projection optical system. A mirror group having a plurality of mirrors for reflecting light, and a corresponding element image installed on an optical path of light incident on the mirror group from the projection optical system and an optical path of light reflected from the mirror group from A plurality of element optical lens systems that collect light from each point of the element image and arranged on the same plane orthogonal to the optical axis of the element optical lens system; The light from each point of the element image incident on each mirror is condensed by the element optical lens system at a position where the stereoscopic image is formed via the half mirror. The mirror may be installed at a position where the distance in the optical axis direction from the element optical lens system is different.

そして、立体像の各点の三次元位置の情報と輝度の情報とに基づいて生成された複数の要素画像からなる要素画像群を投影して前記立体像を表示する立体像表示装置であって、
前記要素画像群を表示する表示手段と、この表示手段に表示された要素画像群からの光を投影する投影レンズ系と、この投影レンズ系の光軸上に設置され、当該投影レンズ系の主点の位置に焦点を有する投射光学系と、この投射光学系から出射した前記要素画像群からの光を反射する複数のミラーを有するミラー群と、前記投射光学系から前記ミラー群へ入射する光の光路上及び前記ミラー群から反射した光の光路上に設置されるとともに、対応する前記要素画像からの光が入射され、当該要素画像の各々の点からの光を集光する複数の要素光学レンズ系を、当該要素光学レンズ系の光軸に対して直交する同一平面上に配列した要素光学レンズ群と、を備え、前記表示手段の中心と前記投影レンズ系の主点と前記投射光学系の主点は、前記要素レンズ系の光軸に対して角度θ傾斜した直線上に配置され、前記立体像が形成される位置に、前記要素光学レンズ系によって各々の前記ミラーに入射する前記要素画像の各点からの光が集光されるように、当該ミラーが、前記要素光学レンズ系からの光軸方向の距離が異なる位置に設置される構成としてもよい。
更に、請求項４に記載の立体像表示装置は、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の立体像表示装置において、各々の前記ミラーで反射された光によって形成される前記立体像の各点の前記要素光学レンズ系からの光軸方向の距離を示す情報である距離情報が外部から入力され、当該距離情報に基づいて、各々の前記ミラーの前記光軸方向の距離を調整するミラー調整手段を備えることとした。 A stereoscopic image display device that displays a stereoscopic image by projecting an elemental image group composed of a plurality of elemental images generated based on information on the three-dimensional position of each point of the stereoscopic image and luminance information. ,
A display means for displaying the element image group, a projection lens system for projecting light from the element image group displayed on the display means, and an optical axis of the projection lens system; A projection optical system having a focal point at a point position, a mirror group having a plurality of mirrors that reflect light from the element image group emitted from the projection optical system, and light incident on the mirror group from the projection optical system And a plurality of elemental optics that collect light from each point of the element image by receiving light from the corresponding element image and the light reflected from the mirror group. An element optical lens group arranged on the same plane orthogonal to the optical axis of the element optical lens system, the center of the display means, the principal point of the projection lens system, and the projection optical system The main points of Light from each point of the element image that is arranged on a straight line inclined at an angle θ with respect to the optical axis of the lens system and is incident on each mirror by the element optical lens system at a position where the stereoscopic image is formed. It is good also as a structure by which the said mirror is installed in the position from which the distance of the optical axis direction from the said element optical lens system differs so that may be condensed .
Furthermore, the stereoscopic image display device according to claim 4 is the stereoscopic image display device according to any one of claims 1 to 3 , wherein the stereoscopic image formed by the light reflected by each of the mirrors. Distance information, which is information indicating the distance in the optical axis direction from the element optical lens system at each point of the image, is input from the outside, and the distance in the optical axis direction of each mirror is adjusted based on the distance information. The mirror adjusting means is provided.

かかる構成によれば、立体像表示装置は、ミラー調整手段によって、距離情報に基づいて、立体像が形成される位置に当該立体像の各点を形成する要素画像群のそれぞれの点からの光が集光するように各々のミラーの位置を調整することができる。これによって立体像表示装置は、表示手段に表示された要素画像群に応じてミラーの位置を調整し、光軸方向に異なる位置に形成される立体像を、当該立体像のすべての点において合焦させることができる。 According to such a configuration, the stereoscopic image display device uses the mirror adjustment unit to generate light from each point of the element image group that forms each point of the stereoscopic image at a position where the stereoscopic image is formed based on the distance information. The position of each mirror can be adjusted so that. Thus, the stereoscopic image display apparatus adjusts the position of the mirror according to the group of element images displayed on the display means, and combines the stereoscopic images formed at different positions in the optical axis direction at all points of the stereoscopic image. Can be burnt.

本発明に係る立体像表示装置では、以下のような優れた効果を奏する。請求項１から請求項３に記載の発明によれば、光軸方向に異なる位置に形成される立体像を、当該立体像のすべての点において合焦させることができるため、高い解像度の立体像を表示することができる。 The stereoscopic image display device according to the present invention has the following excellent effects. According to the first to third aspects of the present invention, since a stereoscopic image formed at different positions in the optical axis direction can be focused at all points of the stereoscopic image, a high-resolution stereoscopic image Can be displayed.

請求項４に記載の発明によれば、入力された要素画像群に応じてミラーの位置を調整し、当該要素画像によって示される立体像を、すべての点において高い解像度で表示することができる。また、表示手段に要素画像群の映像が表示された場合にも、当該映像に合わせてミラーの位置を調整し、時間とともに変化する立体像の映像を、当該立体像のすべての点において高い解像度で表示することができる。 According to the fourth aspect of the present invention, the position of the mirror can be adjusted according to the input element image group, and the stereoscopic image indicated by the element image can be displayed at a high resolution at all points. In addition, when the image of the element image group is displayed on the display means, the position of the mirror is adjusted according to the image, and the image of the stereoscopic image that changes with time can be displayed with high resolution at all points of the stereoscopic image. Can be displayed.

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
［立体像表示装置の構成（第一の実施の形態）］
まず、図１を参照して、本発明の第一の実施の形態である立体像表示装置１の構成について説明する。図１は、本発明の第一の実施の形態である立体像表示装置の構成を模式的に示した模式図である。なお、ここでは、表示手段１１に表示された複数の要素画像の両端にある要素画像の中心の画素からの光の光路を模式的に図示した。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[Configuration of stereoscopic image display device (first embodiment)]
First, the configuration of the stereoscopic image display apparatus 1 according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a schematic diagram schematically showing the configuration of the stereoscopic image display apparatus according to the first embodiment of the present invention. Here, the optical path of light from the central pixel of the element image at both ends of the plurality of element images displayed on the display unit 11 is schematically illustrated.

立体像表示装置１は、要素画像群を投射し、立体像を表示するものである。立体像表示装置１は、表示手段１１と、投影レンズ１２と、投射光学系１３と、ハーフミラー１４と、要素光学レンズ群１５と、ミラー群１６と、マイクロミラー調整手段１７とを備える。 The stereoscopic image display apparatus 1 projects a group of element images and displays a stereoscopic image. The stereoscopic image display device 1 includes a display unit 11, a projection lens 12, a projection optical system 13, a half mirror 14, an element optical lens group 15, a mirror group 16, and a micromirror adjustment unit 17.

表示手段１１は、要素画像群を表示するものである。ここでは、表示手段１１は、液晶表示パネルから構成されることとした。表示手段１１は、図示しない光源によって背面から光を照射され、表示された要素画像群からの光を投影レンズ１２に出射する。 The display means 11 displays an element image group. Here, the display means 11 is composed of a liquid crystal display panel. The display unit 11 is irradiated with light from the back by a light source (not shown), and emits light from the displayed element image group to the projection lens 12.

なお、要素画像群は、ＩＰ方式によって立体像を表示するための画像であり、後記する要素光学レンズ群１５の各々の要素光学レンズＬに対応する複数の要素画像を有する。この要素画像群は、被写体の三次元的な構造の情報に基づいて計算機等によって生成されたものである。そして、要素画像には必要な反転処理が施されているものとする。ここでは、表示手段１１に、要素画像群の映像が表示されることとしたが、要素画像群の静止画が表示されることとしてもよい。 The element image group is an image for displaying a stereoscopic image by the IP method, and has a plurality of element images corresponding to each element optical lens L of the element optical lens group 15 described later. This elemental image group is generated by a computer or the like based on information on the three-dimensional structure of the subject. It is assumed that necessary inversion processing is performed on the element image. Here, the video of the element image group is displayed on the display unit 11, but a still image of the element image group may be displayed.

投影レンズ（投影レンズ系）１２は、表示手段１１から入射した光を投影するものである。ここで投影レンズ１２は、例えば、凸レンズ等から構成される。 The projection lens (projection lens system) 12 projects the light incident from the display unit 11. Here, the projection lens 12 is composed of, for example, a convex lens.

投射光学系１３は、投影レンズ１２の主点を通った光を光軸Ａに平行な光に変換するものである。この投射光学系１３は、投影レンズ１２と同一の光軸Ａ上に設けられ、投影レンズ１２の主点と投射光学系１３の焦点とが一致する。これによって、投影レンズ１２の主点を通った要素画像群からの光（主光線）は光軸Ａに平行な光に変換される。 The projection optical system 13 converts light passing through the principal point of the projection lens 12 into light parallel to the optical axis A. The projection optical system 13 is provided on the same optical axis A as the projection lens 12, and the principal point of the projection lens 12 and the focal point of the projection optical system 13 coincide. As a result, the light (principal ray) from the element image group that has passed through the principal point of the projection lens 12 is converted into light parallel to the optical axis A.

ここで、投射光学系１３が、要素画像群からの主光線を平行光に変換することで、後記するミラー群１６での反射の前と後とで、それぞれの要素画像からの光を対応する要素光学レンズＬに入射させることができる。 Here, the projection optical system 13 converts the principal ray from the element image group into parallel light, so that the light from each element image corresponds to before and after reflection by the mirror group 16 described later. The light can enter the element optical lens L.

ハーフミラー１４は、後記するミラー群１６に入射する光と、当該ミラー群１６で反射した光の光路を分離するものである。ここで、ハーフミラー１４は、投影レンズ１２から出射した光の一部を反射し、一部を透過する。そして、当該ハーフミラー１４で反射した反射光の光路上には後記する要素光学レンズ群１５と、ミラー群１６とが設置され、反射光は要素光学レンズ群１５に入射した後にミラー群１６によって反射される。そして、ミラー群１６によって反射した光は、要素光学レンズ群１５に入射した後にハーフミラー１４によって、光の一部が反射され、一部が透過される。このようにハーフミラー１４を設置することで、投射光学系１３から出射した光と、ミラー群１６において反射した光との光路を分離でき、観察者Ｏがミラー群１６に正対する方向に観察すると、当該立体像表示装置１によって表示された立体像を観察することができる。 The half mirror 14 separates an optical path of light incident on a mirror group 16 described later and light reflected by the mirror group 16. Here, the half mirror 14 reflects a part of the light emitted from the projection lens 12 and transmits a part thereof. An element optical lens group 15 and a mirror group 16 which will be described later are installed on the optical path of the reflected light reflected by the half mirror 14, and the reflected light is reflected by the mirror group 16 after entering the element optical lens group 15. Is done. The light reflected by the mirror group 16 is incident on the element optical lens group 15 and then part of the light is reflected by the half mirror 14 and partly transmitted. By installing the half mirror 14 in this way, the optical path between the light emitted from the projection optical system 13 and the light reflected by the mirror group 16 can be separated, and the observer O observes in the direction facing the mirror group 16. The stereoscopic image displayed by the stereoscopic image display device 1 can be observed.

要素光学レンズ群１５は、要素画像群からの光から立体像（図示せず）を生成するものである。この要素光学レンズ群１５は、投影レンズ１２によって投影された要素画像の像が形成される平面上に配列された複数の要素光学レンズＬ、Ｌ、…から構成される。 The element optical lens group 15 generates a stereoscopic image (not shown) from the light from the element image group. The element optical lens group 15 is composed of a plurality of element optical lenses L, L,... Arranged on a plane on which an image of the element image projected by the projection lens 12 is formed.

要素光学レンズ（要素光学レンズ系）Ｌは、投影レンズ１２によって投影され、投射光学系１３を介して入射した光を透過するとともに、後記するミラー群１６によって反射した対応する要素画像の各々の点からの光を、集光するものである。ここで、各々の要素光学レンズＬは、表示手段１１に表示された複数の要素画像の各々に対応する。更に、ミラー群１６において反射した光によって、各々の要素光学レンズＬの内部には、対応する要素画像の像（実像）が形成される。この要素画像の像の配列間隔と、対応する要素光学レンズＬの配列間隔は一致し、かつ、要素光学レンズＬの光軸は、対応する要素画像の中心を通るものとする。 The element optical lens (element optical lens system) L is projected by the projection lens 12, transmits light incident through the projection optical system 13, and reflects each point of the corresponding element image reflected by the mirror group 16 described later. The light from is collected. Here, each element optical lens L corresponds to each of a plurality of element images displayed on the display means 11. Further, an image (real image) of a corresponding element image is formed inside each element optical lens L by the light reflected by the mirror group 16. It is assumed that the arrangement interval of the element image images and the arrangement interval of the corresponding element optical lenses L coincide with each other, and the optical axis of the element optical lens L passes through the center of the corresponding element image.

ミラー群１６は、要素光学レンズ群１５から入射した光を反射して、要素光学レンズ群１５に出射するものである。ここでは、ミラー群１６は、要素光学レンズＬの光軸に直交する２次元方向に配置された複数のマイクロミラーＭ、Ｍ、…（図３（ｂ）参照）から構成され、それぞれのマイクロミラーＭは、入力される要素画像群に応じて、要素光学レンズ群１５から光軸方向に異なる距離となる位置に設置される。 The mirror group 16 reflects the light incident from the element optical lens group 15 and emits it to the element optical lens group 15. Here, the mirror group 16 is composed of a plurality of micromirrors M, M,... (See FIG. 3B) arranged in a two-dimensional direction orthogonal to the optical axis of the element optical lens L. M is installed at a position at a different distance from the element optical lens group 15 in the optical axis direction according to the input element image group.

マイクロミラー（ミラー）Ｍは、要素光学レンズ群１５の各々の要素光学レンズＬの光軸に直交する鏡面を有する微小のミラー素子である。ここでは、マイクロミラーＭは、表示手段１１の各々の画素に対応し、対応する画素からの光を反射する。このマイクロミラーＭ、Ｍ、…の各々は、後記するマイクロミラー調整手段１７のマイクロミラー制御手段１７ｂによって光軸方向に移動され、要素光学レンズ群１５からの光軸方向の距離が調整される。 The micromirror (mirror) M is a minute mirror element having a mirror surface orthogonal to the optical axis of each element optical lens L of the element optical lens group 15. Here, the micromirror M corresponds to each pixel of the display unit 11 and reflects light from the corresponding pixel. Each of the micromirrors M, M,... Is moved in the optical axis direction by the micromirror control means 17b of the micromirror adjustment means 17 described later, and the distance in the optical axis direction from the element optical lens group 15 is adjusted.

ここで、図２及び図３を参照して、マイクロミラーＭ（Ｍ１、Ｍ２、Ｍ１１、Ｍ１２、Ｍ２１、Ｍ２２）と要素光学レンズ群１５との光軸方向の距離について説明する。図２は、要素光学レンズとマイクロミラーと立体像との位置を模式的に示す模式図である。図３は、複数のマイクロミラーの配置と立体像とを模式的に示す模式図、（ａ）は、要素光学レンズとマイクロミラーとによって生成される立体像を模式的に示す模式図、（ｂ）は、複数のマイクロミラーの配置の例を示す断面図である。 Here, the distance in the optical axis direction between the micromirror M (M1, M2, M11, M12, M21, M22) and the element optical lens group 15 will be described with reference to FIGS. FIG. 2 is a schematic diagram schematically showing positions of the element optical lens, the micromirror, and the three-dimensional image. FIG. 3 is a schematic diagram schematically showing the arrangement of a plurality of micromirrors and a stereoscopic image. FIG. 3A is a schematic diagram schematically showing a stereoscopic image generated by the element optical lens and the micromirror. ) Is a cross-sectional view showing an example of arrangement of a plurality of micromirrors.

図２に示すように、立体像又は立体像（図示せず）の一部である像ｓを構成する複数の要素画像（図示せず）のうちの２つの要素画像の１つの画素（図示せず）からの光が、それぞれ要素光学レンズＬ１、Ｌ２に入射するとする。画素からの光は、主光線が要素光学レンズＬ１、Ｌ２の光軸に平行であり、それぞれ要素光学レンズＬ１、Ｌ２上に集光される。 As shown in FIG. 2, one pixel (not shown) of two element images among a plurality of element images (not shown) constituting a stereoscopic image or an image s that is a part of a stereoscopic image (not shown). )) Is incident on the element optical lenses L1 and L2, respectively. In the light from the pixel, the principal ray is parallel to the optical axis of the element optical lenses L1 and L2, and is condensed on the element optical lenses L1 and L2, respectively.

そして、要素光学レンズＬ１、Ｌ２によって主光線が光軸よりに屈折し、画素からの光は、対応するマイクロミラーＭ１、Ｍ２において反射する。そして、反射した光は要素光学レンズＬ１、Ｌ２に入射し、像ｓの位置において集光される。このように、像ｓが生成される位置、つまり、像ｓを構成する要素画像の画素からの主光線がすべて収束する位置において、それぞれの画素から出射した光束が集光するようにすることで、像ｓの解像度の劣化を防ぐことができる。 Then, the principal ray is refracted from the optical axis by the element optical lenses L1 and L2, and the light from the pixel is reflected by the corresponding micromirrors M1 and M2. Then, the reflected light enters the element optical lenses L1 and L2, and is collected at the position of the image s. In this way, the light beams emitted from the respective pixels are condensed at the position where the image s is generated, that is, at the position where the principal rays from the pixels of the elemental image constituting the image s all converge. Degradation of the resolution of the image s can be prevented.

ここで、既知である被写体の三次元的な構造の情報に基づいて、像ｓに対応する輝度情報が要素画像の各画素として投射される。この要素画像は、被写体の三次元的な構造の情報に基づいて求められる像ｓの三次元位置の情報と、当該像ｓに対応する被写体の輝度情報とに基づいて計算機等によって生成することができる。例えば、要素光学レンズＬ１に対応する要素画像は、像ｓの三次元位置の情報に基づいて、この位置から要素光学レンズＬ１に対して共役になる要素光学レンズＬ１上の点ｍ１の位置を求めることで、像ｓに対応する被写体上の点の輝度情報を要素光学レンズＬ１に投影された要素画像内における点ｍ１の位置の画素の輝度情報とすることで生成することができる。 Here, luminance information corresponding to the image s is projected as each pixel of the element image based on the known three-dimensional structure information of the subject. The element image may be generated by a computer or the like based on the information on the three-dimensional position of the image s obtained based on the information on the three-dimensional structure of the subject and the luminance information on the subject corresponding to the image s. it can. For example, the element image corresponding to the element optical lens L1 obtains the position of the point m1 on the element optical lens L1 conjugate with the element optical lens L1 from this position based on the information of the three-dimensional position of the image s. Thus, the luminance information of the point on the subject corresponding to the image s can be generated as the luminance information of the pixel at the position of the point m1 in the element image projected onto the element optical lens L1.

ここで、マイクロミラーＭ１において反射し、要素光学レンズＬ１の主点を通って像ｓを形成する光の、当該要素光学レンズＬ１上に集光した点ｍ１のマイクロミラーＭ１による虚像ｍ１’から要素光学レンズＬ１の主点までの光路長ｇは、以下の式（１）によって表される。ここで、ｆは、要素光学レンズＬ１の焦点距離、ｂは、要素光学レンズＬ１の主点から像ｓまでの光路長である。
ｇ＝ｆ・ｂ／（ｆ−ｂ） …（１） Here, the light reflected by the micromirror M1 and passing through the principal point of the element optical lens L1 to form the image s is reflected from the virtual image m1 ′ by the micromirror M1 at the point m1 condensed on the element optical lens L1. The optical path length g to the principal point of the optical lens L1 is represented by the following formula (1). Here, f is the focal length of the element optical lens L1, and b is the optical path length from the principal point of the element optical lens L1 to the image s.
g = f · b / (f−b) (1)

また、マイクロミラーＭ１から要素光学レンズＬ１の主点までの光路長ａは、以下の式（２）によって表される。ここで、ｗは、要素光学レンズＬ１の主点から点ｍ１までの距離である。
ａ＝｛（ｇ^２−ｗ^２）^１／２｝／２ …（２） The optical path length a from the micromirror M1 to the principal point of the element optical lens L1 is expressed by the following formula (2). Here, w is the distance from the principal point of the element optical lens L1 to the point m1.
a = {(g ² −w ² ) ^1/2 } / 2 (2)

そして、この光路長ａから、マイクロミラーＭ１と要素光学レンズ群１５との光軸方向の距離が求められる。ここでは、マイクロミラーＭ１と要素光学レンズＬ１と像ｓとの場合を例に挙げて説明したが、各々のマイクロミラーと要素光学レンズと像とについて式（１）及び式（２）の関係が成立する。なお、図２において、マイクロミラーＭ１、Ｍ２に入射する光と要素光学レンズＬ１、Ｌ２について、マイクロミラーＭ１、Ｍ２の鏡面を含む平面ｐに対して反転させた光路及び要素光学レンズＬ１’、Ｌ２’を模式的に点線で示した。そして、マイクロミラーＭ１、Ｍ２において反射して要素光学レンズＬ１、Ｌ２に再度入射する光は、この点線で示した光が入射した場合と同じ光路を辿ることとなる。 Then, from this optical path length a, the distance in the optical axis direction between the micromirror M1 and the element optical lens group 15 is obtained. Here, the case of the micromirror M1, the element optical lens L1, and the image s has been described as an example. However, the relationship of Expression (1) and Expression (2) is related to each micromirror, element optical lens, and image. To establish. In FIG. 2, the light path and element optical lenses L1 ′ and L2 that are inverted with respect to the plane p including the mirror surfaces of the micromirrors M1 and M2 for the light incident on the micromirrors M1 and M2 and the element optical lenses L1 and L2. 'Is schematically shown as a dotted line. Then, the light that is reflected by the micromirrors M1 and M2 and reenters the element optical lenses L1 and L2 follows the same optical path as when the light indicated by the dotted line is incident.

そして、図３（ａ）に示すように、２つの立体像又は立体像（図示せず）の２つの部分である像ｓ１、ｓ２を構成する複数の要素画像（図示せず）のうちの２つの要素画像の１つの画素（図示せず）からの光が、それぞれ要素光学レンズＬ１、Ｌ２に入射するとする。像ｓ１を構成する光（図３（ａ）において光路を実線で示す）は、要素光学レンズＬ１、Ｌ２を通過し、マイクロミラーＭ１１、Ｍ２１において反射した後に、再度要素光学レンズＬ１、Ｌ２に入射して、像ｓ１の位置において集光される。同様に、像ｓ２を構成する光（図３（ａ）において光路を点線で示す）は、要素光学レンズＬ１、Ｌ２を通過し、マイクロミラーＭ１２、Ｍ２２において反射した後に、再度要素光学レンズＬ１、Ｌ２に入射して、像ｓ２の位置において集光される。そして、マイクロミラーＭ１１、Ｍ２１は、マイクロミラーＭ１２、Ｍ２２より、要素光学レンズＬ１、Ｌ２の主点からの光軸方向の離れた位置に設置されているため、マイクロミラーＭ１１、Ｍ２１において反射した各々の光は、マイクロミラーＭ１２、Ｍ２２において反射した光より要素光学レンズＬ１、Ｌ２の主点から光軸方向に近い位置に集光される。 Then, as shown in FIG. 3A, two of a plurality of element images (not shown) constituting images s1 and s2 which are two parts of two stereoscopic images or two-dimensional images (not shown). It is assumed that light from one pixel (not shown) of one element image enters each of the element optical lenses L1 and L2. The light constituting the image s1 (the optical path is indicated by a solid line in FIG. 3A) passes through the element optical lenses L1 and L2, is reflected by the micromirrors M11 and M21, and then enters the element optical lenses L1 and L2 again. Then, the light is condensed at the position of the image s1. Similarly, the light composing the image s2 (the optical path is indicated by a dotted line in FIG. 3A) passes through the element optical lenses L1 and L2, is reflected by the micromirrors M12 and M22, and then again the element optical lens L1, The light enters L2 and is collected at the position of the image s2. Since the micromirrors M11 and M21 are disposed at positions away from the principal points of the element optical lenses L1 and L2 in the optical axis direction from the micromirrors M12 and M22, the micromirrors M11 and M21 are reflected by the micromirrors M11 and M21. Is condensed at a position closer to the optical axis direction from the principal points of the element optical lenses L1 and L2 than the light reflected by the micromirrors M12 and M22.

このように、要素光学レンズＬ１、Ｌ２の主点から光軸方向に異なる距離の位置にある像ｓ１、ｓ２に、各々の像ｓ１、ｓ２を構成する光が集光するように、各々のマイクロミラーＭ１１、Ｍ１２、Ｍ２１、Ｍ２２の要素光学レンズＬ１、Ｌ２の主点からの光軸方向の距離を調整することで、光軸方向に位置の異なる立体像（像ｓ１、ｓ２）の解像度の劣化を防ぐことができる。 In this way, each microscopic light is focused on the images s1 and s2 at different distances from the principal points of the element optical lenses L1 and L2 in the optical axis direction. By adjusting the distance in the optical axis direction from the principal points of the element optical lenses L1 and L2 of the mirrors M11, M12, M21 and M22, the resolution of the stereoscopic images (images s1 and s2) having different positions in the optical axis direction is deteriorated. Can be prevented.

そして、他のマイクロミラー（図示せず）についても前記の式（１）及び式（２）に基づいて配置することで、要素光学レンズ群１５（図１参照）に入射したすべての光を、各々のマイクロミラーにおいて反射した後に立体像（図示せず）を形成する位置に集光させることができる。このとき、例えば、図３（ｂ）に示すように、ミラー群１６はマイクロミラーＭ、Ｍ、…を階段状に配置したものとなる。このマイクロミラーＭ、Ｍ、…の配置は立体像の位置に応じて変化し、式（１）及び式（２）に基づいて、後記するマイクロミラー調整手段１７によって算出され、制御される。 And, by arranging other micromirrors (not shown) based on the above formulas (1) and (2), all the light incident on the element optical lens group 15 (see FIG. 1) The light can be condensed at a position where a three-dimensional image (not shown) is formed after being reflected by each micromirror. At this time, for example, as shown in FIG. 3B, the mirror group 16 has micromirrors M, M,. The arrangement of the micromirrors M, M,... Changes according to the position of the stereoscopic image, and is calculated and controlled by the micromirror adjusting means 17 described later based on the formulas (1) and (2).

図１に戻って説明を続ける。マイクロミラー調整手段（ミラー調整手段）１７は、各々のマイクロミラーＭによって反射する光によって形成される立体像の各点の、要素光学レンズ群１５からの光軸方向の距離を示す情報である距離情報に基づいて、マイクロミラーＭ、Ｍ、…の位置を制御するものである。マイクロミラー調整手段１７は、マイクロミラー距離算出手段１７ａと、マイクロミラー制御手段１７ｂとを備える。 Returning to FIG. 1, the description will be continued. The micromirror adjustment means (mirror adjustment means) 17 is information indicating the distance in the optical axis direction from the element optical lens group 15 of each point of the stereoscopic image formed by the light reflected by each micromirror M. Based on the information, the positions of the micromirrors M, M,... Are controlled. The micromirror adjustment unit 17 includes a micromirror distance calculation unit 17a and a micromirror control unit 17b.

マイクロミラー距離算出手段１７ａは、外部から入力された距離情報に基づいて、マイクロミラーＭ、Ｍ、…の要素光学レンズ群１５からの光軸方向の距離を算出するものである。このマイクロミラー距離算出手段１７ａは、距離情報に基づいて前記の式（１）及び式（２）によって、各々のマイクロミラーＭの要素光学レンズＬの主点からの距離を算出して、各々のマイクロミラーＭの要素光学レンズ群１５からの光軸方向の距離を算出する。ここで算出された距離の情報は、マイクロミラー制御手段１７ｂに出力される。 The micromirror distance calculating means 17a calculates the distance in the optical axis direction from the element optical lens group 15 of the micromirrors M, M,... Based on distance information input from the outside. The micromirror distance calculation means 17a calculates the distance from the principal point of the element optical lens L of each micromirror M based on the distance information by the above formulas (1) and (2). The distance in the optical axis direction from the element optical lens group 15 of the micromirror M is calculated. The information of the distance calculated here is output to the micromirror control means 17b.

なお、距離情報は、各々のマイクロミラーＭに対応した、当該マイクロミラーＭによって反射した光によって形成される立体像の各点の三次元位置の情報であってもよい。また、距離情報を、要素画像群を撮像する際の被写体の各点の三次元位置の情報とし、マイクロミラー距離算出手段１７ａが、撮像時の各要素光学レンズの位置と被写体の位置とに基づいて、撮像された要素画像の各画素に対応する被写体の点の要素光学レンズ系からの光軸方向の距離を算出することとしてもよい。また、距離情報を要素画像群とし、マイクロミラー距離算出手段１７ａが、各々の要素画像に対して、例えばブロックマッチングによって立体像の各々の点の各要素画像内における位置を求めて、すべての要素画像の各画素に対応する立体像の各点の、各要素光学レンズＬの主点からの距離を算出することとしてもよい。 The distance information may be information on the three-dimensional position of each point of the stereoscopic image formed by the light reflected by the micromirror M corresponding to each micromirror M. Further, the distance information is information on the three-dimensional position of each point of the subject when the element image group is imaged, and the micromirror distance calculation means 17a is based on the position of each element optical lens and the position of the object at the time of imaging. Thus, the distance in the optical axis direction from the element optical lens system of the point of the subject corresponding to each pixel of the captured element image may be calculated. Further, the distance information is set as an element image group, and the micromirror distance calculation means 17a obtains the position of each point of the stereoscopic image in each element image by block matching, for example, for each element image, The distance from the principal point of each element optical lens L may be calculated for each point of the stereoscopic image corresponding to each pixel of the image.

マイクロミラー制御手段１７ｂは、マイクロミラー距離算出手段１７ａから入力された各々のマイクロミラーＭの要素光学レンズ群１５からの光軸方向の距離の情報に基づいて、各マイクロミラーＭの位置を制御するものである。このマイクロミラー制御手段１７ｂには、表示手段１１に要素画像群が表示されるたびにマイクロミラー距離算出手段１７ａから各マイクロミラーＭの距離の情報が入力され、マイクロミラー制御手段１７ｂは、この情報に基づいてそれぞれのマイクロミラーＭの位置を光軸方向に移動させる。 The micromirror control means 17b controls the position of each micromirror M based on the distance information in the optical axis direction from the element optical lens group 15 of each micromirror M input from the micromirror distance calculation means 17a. Is. Each time the element image group is displayed on the display means 11, the micromirror control means 17b receives information on the distance of each micromirror M from the micromirror distance calculation means 17a. The micromirror control means 17b Based on the above, the position of each micromirror M is moved in the optical axis direction.

そして、ここでは、ミラー群１６とマイクロミラー制御手段１７ｂとが、Julie A. Perreault, et al., "Adaptive optic correction using microelectromechanical deformable mirrors", Optical Engineering, Vol.41, No.3, March 2002に記載されるような複数の平面鏡と、各々の平面鏡を鏡面に直交する方向に移動させる制御手段とを有するデジタル・マイクロミラー・デバイス（ＤＭＤ；ＤｉｇｉｔａｌＭｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒＤｅｖｉｃｅ）から構成されることとした。 And here, the mirror group 16 and the micromirror control means 17b are described in Julie A. Perreault, et al., “Adaptive optic correction using microelectromechanical deformable mirrors”, Optical Engineering, Vol.41, No.3, March 2002. A digital micromirror device (DMD) having a plurality of plane mirrors as described and a control means for moving each plane mirror in a direction perpendicular to the mirror surface is used.

なお、立体像表示装置１は、ミラー群１６及びマイクロミラー制御手段１７ｂの代わりに、例えば、Julie A. Perreault, et al., "Adaptive optic correction using microelectromechanical deformable mirrors", Optical Engineering, Vol.41, No.3, March 2002に記載されるような連続した曲面の鏡面を有するミラー群１６’（図４（ａ）参照）及びミラー制御手段１７ｂ’（図４（ｂ）参照）を備えることとしてもよい。図４は、ミラー群の他の構成を模式的に示す模式図、（ａ）は、ミラー群の他の構成の例を示す断面図、（ｂ）は、ミラー群とミラー制御手段の一部を拡大した部分破断図である。なお、図４において、（ａ）では水平方向を要素光学レンズＬ（図１参照）の光軸方向とし、（ｂ）では、鏡面ｍに直交する方向を光軸方向とする。 Note that the stereoscopic image display device 1 can be replaced with, for example, Julie A. Perreault, et al., “Adaptive optic correction using microelectromechanical deformable mirrors”, Optical Engineering, Vol. 41, instead of the mirror group 16 and the micromirror control means 17b. As described in No. 3, March 2002, a mirror group 16 ′ (see FIG. 4A) having a continuous curved mirror surface and mirror control means 17b ′ (see FIG. 4B) may be provided. Good. FIG. 4 is a schematic diagram schematically showing another configuration of the mirror group, (a) is a cross-sectional view showing an example of another configuration of the mirror group, and (b) is a part of the mirror group and mirror control means. FIG. 4A, the horizontal direction is the optical axis direction of the element optical lens L (see FIG. 1), and in FIG. 4B, the direction orthogonal to the mirror surface m is the optical axis direction.

図４（ｂ）に示すように、ミラー群１６’は、表面に鏡面ｍを有する膜１６ａ’と、鏡面ｍの形成されていない面に等間隔で設けられた支柱１６ｂ’、１６ｂ’、…とから構成される。この支柱１６ｂ’、１６ｂ’、…の先端は、後記するミラー制御手段１７ｂ’の微小板Ｄ、Ｄ、…に接続されている。 As shown in FIG. 4 (b), the mirror group 16 ′ includes a film 16a ′ having a mirror surface m on the surface and support columns 16b ′, 16b ′,... Provided at equal intervals on a surface where the mirror surface m is not formed. It consists of. The tips of the columns 16b ', 16b',... Are connected to minute plates D, D,.

ミラー制御手段１７ｂ’は、ミラー群１６’の各々の支柱１６ｂ’に対応して、複数の微小板Ｄ、Ｄ、…と微小電極Ｅ、Ｅ、…とを有する。そして、この微小電極Ｅ、Ｅ、…に通電することで対応する微小板Ｄ、Ｄ、…が静電力によって湾曲する。そうすると、各々の微小板Ｄ、Ｄ、…に接続された支柱１６ｂ’、１６ｂ’、…の位置が移動し、この支柱１６ｂ’、１６ｂ’、…に取り付けられた膜１６ａ’の一部分が湾曲する。これによって、ミラー群１６’は、例えば、図４（ａ）に示すように曲面となる。 The mirror control means 17b 'has a plurality of microplates D, D, ... and microelectrodes E, E, ... corresponding to each support column 16b' of the mirror group 16 '. Then, when the microelectrodes E, E,... Are energized, the corresponding microplates D, D,. Then, the positions of the columns 16b ′, 16b ′,... Connected to the respective microplates D, D,... Move, and a part of the film 16a ′ attached to the columns 16b ′, 16b ′,. . Thereby, the mirror group 16 'becomes a curved surface as shown in FIG. 4A, for example.

そして、ミラー制御手段１７ｂ’が、式（１）及び式（２）に基づいて、支柱１６ｂ’、１６ｂ’、…が設けられた膜１６ａ’のそれぞれの微小部分（ミラー、図示せず）を光軸方向に移動させることで、ミラー群１６’は、それぞれの微小部分において反射した光を、立体像が形成される位置において集光することができる。なお、ここで、ミラー制御手段１７ｂ’は、ミラー群１６’の湾曲した各々の微小部分の中心部の光軸方向の距離を式（１）及び式（２）に基づいて制御する。 Then, the mirror control means 17b ′ applies each minute portion (mirror, not shown) of the film 16a ′ provided with the columns 16b ′, 16b ′,... Based on the equations (1) and (2). By moving in the optical axis direction, the mirror group 16 ′ can collect the light reflected at each minute portion at a position where a stereoscopic image is formed. Here, the mirror control means 17b 'controls the distance in the optical axis direction of the central part of each curved micro part of the mirror group 16' based on the equations (1) and (2).

なお、本発明の立体像表示装置１（図１参照）は、表示手段１１（図１参照）に表示される要素画像の複数の画素を１つのマイクロミラーＭに対応させることとしてもよい。また、表示手段１１が、例えば、要素画像群（図示せず）を撮像した写真フィルムであってもよく、このとき、ミラー群１６のマイクロミラーＭ、Ｍ、…は、各々のマイクロミラーＭに入射する写真フィルムの要素画像の微小区間からの光によって形成される立体像の要素光学レンズ群１５からの光軸方向の距離に基づいて、マイクロミラー調整手段１７によって位置が制御される。 The stereoscopic image display device 1 (see FIG. 1) of the present invention may associate a plurality of pixels of the element image displayed on the display means 11 (see FIG. 1) with one micromirror M. Further, the display means 11 may be, for example, a photographic film obtained by imaging an element image group (not shown). At this time, the micromirrors M, M,. Based on the distance in the optical axis direction from the element optical lens group 15 of the stereoscopic image formed by the light from the minute section of the element image of the incident photographic film, the position is controlled by the micromirror adjusting means 17.

［立体像表示装置の動作（第一の実施の形態）］
次に、図１を参照して、本発明の第一の実施の形態である立体像表示装置１が、立体像を表示する動作について説明する。 [Operation of Stereoscopic Image Display Device (First Embodiment)]
Next, with reference to FIG. 1, the operation | movement which the three-dimensional image display apparatus 1 which is 1st embodiment of this invention displays a three-dimensional image is demonstrated.

まず、立体像表示装置１の表示手段１１に要素画像群（フレーム画像）を表示する。そうすると、表示手段１１からの光は、投影レンズ１２に入射する。この光は、投影レンズ１２によって投影され、更に投射光学系１３に入射して、主光線が平行な光線群に変換される。 First, an element image group (frame image) is displayed on the display unit 11 of the stereoscopic image display device 1. Then, the light from the display unit 11 enters the projection lens 12. This light is projected by the projection lens 12 and further enters the projection optical system 13 where the principal rays are converted into parallel ray groups.

その後、投射光学系１３から出射した光はハーフミラー１４に入射して、一部が反射され、要素光学レンズ群１５に入射する。ここで、要素光学レンズ群１５は、複数の要素光学レンズＬ、Ｌ、…が当該要素光学レンズＬ、Ｌ、…の光軸に直交する平面上に配列されて構成され、表示手段１１に表示された複数の要素画像からの光が、それぞれ対応する要素光学レンズＬ上に結像する。そして、要素光学レンズ群１５上に結像した要素画像群からの光は要素光学レンズ群１５から出射した後にミラー群１６に入射する。 Thereafter, the light emitted from the projection optical system 13 enters the half mirror 14, a part of which is reflected, and enters the element optical lens group 15. Here, the element optical lens group 15 is configured by arranging a plurality of element optical lenses L, L,... On a plane orthogonal to the optical axis of the element optical lenses L, L,. The light from the plurality of element images thus formed forms an image on the corresponding element optical lens L. Then, the light from the element image group formed on the element optical lens group 15 exits from the element optical lens group 15 and then enters the mirror group 16.

ここで、ミラー群１６を構成する複数のマイクロミラーＭ、Ｍ、…（図３（ｂ）参照）は、マイクロミラー調整手段１７によって要素光学レンズ群１５からの光軸方向の距離が調整されている。このマイクロミラー調整手段１７には、表示手段１１に要素画像群が入力されるのと同時に、各々のマイクロミラーＭによって反射される光に対応する立体像の点の、要素光学レンズ群１５からの光軸方向の距離を示す距離情報が入力されており、マイクロミラー距離算出手段１７ａによって、この距離情報に基づいて、式（１）及び式（２）から、各々のマイクロミラーＭの要素光学レンズ群１５からの光軸方向の距離が算出される。そして、ここで算出された距離の情報はマイクロミラー制御手段１７ｂに出力され、マイクロミラー制御手段１７ｂによって、マイクロミラーＭの要素光学レンズ群１５からの光軸方向の距離が調整される。 Here, in the plurality of micromirrors M, M,... (See FIG. 3B) constituting the mirror group 16, the distance in the optical axis direction from the element optical lens group 15 is adjusted by the micromirror adjusting means 17. Yes. At the same time when the element image group is input to the display unit 11, the micromirror adjusting unit 17 receives a point of the stereoscopic image corresponding to the light reflected by each micromirror M from the element optical lens group 15. The distance information indicating the distance in the optical axis direction is inputted, and the elemental optical lens of each micromirror M is obtained from the equations (1) and (2) based on this distance information by the micromirror distance calculation means 17a. The distance in the optical axis direction from the group 15 is calculated. The distance information calculated here is output to the micromirror control means 17b, and the micromirror control means 17b adjusts the distance of the micromirror M from the element optical lens group 15 in the optical axis direction.

これによって要素光学レンズ群１５からミラー群１６に入射した光は、各々のマイクロミラーＭにおいて反射し、再度要素光学レンズ群１５に入射する。そして、各画素からの光は要素光学レンズ群１５によって立体像が形成される位置において集光される。以上の動作によって、立体像表示装置１は、すべての位置において焦点の合う立体像を表示することができる。 As a result, the light that has entered the mirror group 16 from the element optical lens group 15 is reflected by each micromirror M and is incident on the element optical lens group 15 again. The light from each pixel is condensed at a position where a three-dimensional image is formed by the element optical lens group 15. Through the above operation, the stereoscopic image display apparatus 1 can display a stereoscopic image in focus at all positions.

そして、表示手段１１に次の要素画像群（フレーム画像）が表示され、マイクロミラー調整手段１７に、当該要素画像群に対応した距離情報が入力されると、立体像表示装置１は前記の動作によって当該要素画像群による立体像を表示する。 When the next element image group (frame image) is displayed on the display unit 11 and distance information corresponding to the element image group is input to the micromirror adjustment unit 17, the stereoscopic image display device 1 operates as described above. To display a three-dimensional image of the element image group.

なお、ここでは、表示手段１１に要素画像群の映像が表示されることとしたが、要素画像群の静止画が表示され、この要素画像群に対応してマイクロミラー調整手段１７が、式（１）を満たす位置にマイクロミラーＭ、Ｍ、…を移動させることとしてもよい。 Here, the image of the element image group is displayed on the display unit 11, but a still image of the element image group is displayed, and the micromirror adjustment unit 17 corresponds to this element image group by the formula ( The micromirrors M, M,... May be moved to positions that satisfy 1).

また、立体像表示装置１は、マイクロミラー調整手段１７を備えず、表示手段１１に特定の要素画像群の静止画を表示し、ミラー群１６のマイクロミラーが、この要素画像群に対して式（１）を満たす位置に予め固定されて形成されることとしてもよい。 Further, the stereoscopic image display device 1 does not include the micromirror adjustment unit 17, and displays a still image of a specific element image group on the display unit 11, and the micromirror of the mirror group 16 has an expression for the element image group. (1) It is good also as fixing and forming beforehand in the position which satisfy | fills.

［立体像表示装置の構成（第二の実施の形態）］
次に、図５を参照（適宜図１参照）して、本発明の第二の実施の形態である立体像表示装置１Ａの構成について説明する。図５は、本発明の第二の実施の形態である立体像表示装置の構成を模式的に示した模式図である。なお、ここでは、表示手段１１の表示された複数の要素画像の両端にある要素画像の中心の画素からの光の光路を模式的に図示した。図５に示すように、立体像表示装置１Ａは、要素画像群を投射し、立体像を表示するものである。 [Configuration of stereoscopic image display device (second embodiment)]
Next, referring to FIG. 5 (refer to FIG. 1 as appropriate), the configuration of a stereoscopic image display apparatus 1A according to the second embodiment of the present invention will be described. FIG. 5 is a schematic diagram schematically showing a configuration of a stereoscopic image display apparatus according to the second embodiment of the present invention. Here, the optical path of light from the center pixel of the element image at both ends of the plurality of element images displayed on the display unit 11 is schematically illustrated. As shown in FIG. 5, the stereoscopic image display apparatus 1 A projects a group of element images and displays a stereoscopic image.

立体像表示装置１Ａは、立体像表示装置１（図１参照）のハーフミラー１４を備えず、投影レンズ１２に代えて投影レンズ１２Ａを、投射光学系１３に代えて投射光学系１３Ａを備える。立体像表示装置１Ａ内の投影レンズ１２Ａ及び投射光学系１３Ａ以外の構成は、図１に示したものと同一であるので、同一の符号を付し、説明を省略する。 The stereoscopic image display apparatus 1 A does not include the half mirror 14 of the stereoscopic image display apparatus 1 (see FIG. 1), and includes a projection lens 12 A instead of the projection lens 12 and a projection optical system 13 A instead of the projection optical system 13. Since the configuration other than the projection lens 12A and the projection optical system 13A in the stereoscopic image display apparatus 1A is the same as that shown in FIG. 1, the same reference numerals are given and the description thereof is omitted.

投影レンズ（投影レンズ系）１２Ａは、表示手段１１からの光を投射するものである。投射光学系１３Ａは、投影レンズ１２Ａの主点を通った光を光軸に平行な光に変換するものである。ここで、表示手段１１の中心と投影レンズ１２Ａの主点と投射光学系１３Ａの主点は、要素光学レンズＬ、Ｌ、…の光軸に対して角度θだけ傾斜した直線上に配置されている。これによって、投射光学系１３Ａは、表示手段１１に表示された要素画像群からの光の主光線をこの直線に平行な光に変換する。 The projection lens (projection lens system) 12A projects light from the display means 11. The projection optical system 13A converts light passing through the principal point of the projection lens 12A into light parallel to the optical axis. Here, the center of the display means 11, the principal point of the projection lens 12A, and the principal point of the projection optical system 13A are arranged on a straight line inclined by an angle θ with respect to the optical axes of the element optical lenses L, L,. Yes. Thereby, the projection optical system 13A converts the principal ray of light from the element image group displayed on the display means 11 into light parallel to this straight line.

ここで、投射光学系１３Ａから出射した光の主光線は、ミラー群１６の鏡面（図示せず）の垂線に対して角度θだけ（図５では斜め上方向）傾斜しているため、要素光学レンズ群１５の要素光学レンズＬ、Ｌ、…に入射した後に、ミラー群１６によって反射し、鏡面の垂線に対して反対方向（図５では斜め下方向）に角度θだけ傾斜した光線となる。そして、隣接する要素光学レンズＬ、Ｌ、…（図５では１つ下の要素光学レンズＬ、Ｌ、…）に入射する。そして、ミラー群１６のマイクロミラーＭ、Ｍ、…は、前記の式（１）を満たす位置に設置されているため、要素画像群の各画素から出射した光は、それぞれ立体像が形成される位置において集光される。 Here, the principal ray of the light emitted from the projection optical system 13A is inclined by an angle θ (in the diagonally upward direction in FIG. 5) with respect to the normal of the mirror surface (not shown) of the mirror group 16; After entering the elemental optical lenses L, L,... Of the lens group 15, the light is reflected by the mirror group 16 and becomes a light ray inclined by an angle θ in the opposite direction (downwardly in FIG. 5) with respect to the mirror surface normal. Then, the light enters the adjacent element optical lenses L, L,... (The element optical lenses L, L,. Since the micromirrors M, M,... Of the mirror group 16 are installed at positions satisfying the above formula (1), a three-dimensional image is formed for each light emitted from each pixel of the element image group. It is collected at the position.

このように主光線を角度θだけ傾斜させてミラー群１６に入射させることで、立体像表示装置１Ａは、ミラー群１６に対する入射光と反射光との光路を変えることができ、ハーフミラー１４を介在させる必要がなくなる。なお、図５では要素光学レンズＬに入射した光がミラー群１６によって反射された後に隣接する要素光学レンズＬに入射するように角度θを設定したが、例えば、反射した後に２つ以上隣の要素光学レンズＬに入射するようにしてもよいし、斜めの位置にある要素光学レンズＬに入射するようにしてもよい。 In this way, the principal ray is inclined by the angle θ and is incident on the mirror group 16, so that the stereoscopic image display apparatus 1 A can change the optical path between the incident light and the reflected light with respect to the mirror group 16. There is no need to intervene. In FIG. 5, the angle θ is set so that the light incident on the element optical lens L is reflected by the mirror group 16 and then incident on the adjacent element optical lens L. It may be incident on the element optical lens L, or may be incident on the element optical lens L at an oblique position.

［立体像表示装置の構成（第三の実施の形態）］
次に、図６を参照（適宜図１参照）して、本発明の第三の実施の形態である立体像表示装置１Ｂの構成について説明する。図６は、本発明の第三の実施の形態である立体像表示装置の構成を模式的に示した模式図である。なお、ここでは、表示手段１１の表示された複数の要素画像の両端にある要素画像の中心の画素からの光の光路を模式的に図示した。図６に示すように、立体像表示装置１Ｂは、要素画像群を投射し、立体像を表示するものである。 [Configuration of stereoscopic image display device (third embodiment)]
Next, referring to FIG. 6 (refer to FIG. 1 as appropriate), the configuration of a stereoscopic image display apparatus 1B according to the third embodiment of the present invention will be described. FIG. 6 is a schematic diagram schematically showing a configuration of a stereoscopic image display apparatus according to the third embodiment of the present invention. Here, the optical path of light from the center pixel of the element image at both ends of the plurality of element images displayed on the display unit 11 is schematically illustrated. As shown in FIG. 6, the stereoscopic image display device 1 B projects a group of element images and displays a stereoscopic image.

立体像表示装置１Ｂは、立体像表示装置１（図１参照）の投射光学系１３に代えて投射光学系１３Ｂを備える。立体像表示装置１Ｂ内の投射光学系１３Ｂ以外の構成は、図１に示したものと同一であるので、同一の符号を付し、説明を省略する。 The stereoscopic image display device 1B includes a projection optical system 13B instead of the projection optical system 13 of the stereoscopic image display device 1 (see FIG. 1). Since the configuration other than the projection optical system 13B in the stereoscopic image display apparatus 1B is the same as that shown in FIG. 1, the same reference numerals are given and the description thereof is omitted.

投射光学系１３Ｂは、投影レンズ１２の主点を通った光を光軸に平行な光に変換するとともに、投影レンズ１２の主点を通り、ミラー群１６において反射された後に、要素光学レンズ群１５を通過した光を一点に収束させるものである。このように、観察者Ｏの位置にすべての主光線を収束させることによって、立体像表示装置１Ｂは、観察者Ｏが立体像を正しく観察できる範囲である視域を広くすることができる。なお、投射光学系１３Ｂは、要素光学レンズ群１５とミラー群１６との間に設置されることとしてもよい。 The projection optical system 13B converts the light passing through the principal point of the projection lens 12 into light parallel to the optical axis, passes through the principal point of the projection lens 12, and is reflected by the mirror group 16, and then the element optical lens group. The light which passed 15 is converged on one point. In this way, by converging all chief rays at the position of the observer O, the stereoscopic image display apparatus 1B can widen the viewing zone, which is the range in which the observer O can correctly observe the stereoscopic image. Note that the projection optical system 13B may be installed between the element optical lens group 15 and the mirror group 16.

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態には限定されない。例えば、立体像表示装置１、１Ａ、１Ｂの投影レンズ１２、１２Ａ、投射光学系１３、１３Ａ、１３Ｂ及び要素光学レンズＬは、光ファイバレンズ等のレンズからなることとしてもよいし、複数のレンズを組み合わせて構成されることとしてもよい。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to the said embodiment. For example, the projection lenses 12 and 12A, the projection optical systems 13, 13A and 13B, and the elemental optical lens L of the stereoscopic image display apparatuses 1, 1A and 1B may be composed of a lens such as an optical fiber lens, or a plurality of lenses. It is good also as comprising combining.

本発明の第一の実施の形態である立体像表示装置の構成を模式的に示した模式図である。It is the schematic diagram which showed typically the structure of the three-dimensional image display apparatus which is 1st embodiment of this invention. 本発明の第一の実施の形態である立体像表示装置の要素光学レンズとマイクロミラーと立体像との位置を模式的に示す模式図である。It is a schematic diagram which shows typically the position of the element optical lens of the stereoscopic image display apparatus which is 1st embodiment of this invention, a micromirror, and a stereoscopic image. 本発明の第一の実施の形態である立体像表示装置の複数のマイクロミラーの配置と立体像とを模式的に示す模式図、（ａ）は、要素光学レンズとマイクロミラーとによって生成される立体像を模式的に示す模式図、（ｂ）は、複数のマイクロミラーの配置の例を示す断面図である。The schematic diagram which shows typically arrangement | positioning and a three-dimensional image of the several micromirror of the three-dimensional image display apparatus which is 1st embodiment of this invention, (a) is produced | generated by an element optical lens and a micromirror. The schematic diagram which shows a stereo image typically, (b) is sectional drawing which shows the example of arrangement | positioning of a several micromirror. 本発明の第一の実施の形態である立体像表示装置のミラー群の他の構成を模式的に示す模式図、（ａ）は、ミラー群の他の構成の例を示す断面図、（ｂ）は、ミラー群とミラー制御手段の一部を拡大した部分破断図である。The schematic diagram which shows typically the other structure of the mirror group of the three-dimensional image display apparatus which is 1st embodiment of this invention, (a) is sectional drawing which shows the example of the other structure of a mirror group, (b) ) Is a partially cutaway view enlarging a part of the mirror group and the mirror control means. 本発明の第二の実施の形態である立体像表示装置の構成を模式的に示した模式図である。It is the schematic diagram which showed typically the structure of the three-dimensional image display apparatus which is 2nd embodiment of this invention. 本発明の第三の実施の形態である立体像表示装置の構成を模式的に示した模式図である。It is the schematic diagram which showed typically the structure of the three-dimensional image display apparatus which is 3rd embodiment of this invention. 従来のＩＰ方式を説明するための説明図、（ａ）は、従来のＩＰ方式によって要素画像群を撮影する装置の構成を模式的に示す模式図、（ｂ）は、従来のＩＰ方式によって立体像を表示する装置の構成を模式的に示す模式図、（ｃ）は、従来のＩＰ方式によって奥行き方向の凹凸の正しい立体像を表示する装置の構成を模式的に示す模式図である。An explanatory diagram for explaining a conventional IP system, (a) is a schematic diagram schematically showing a configuration of an apparatus for photographing an element image group by a conventional IP system, and (b) is a three-dimensional image by a conventional IP system. FIG. 6C is a schematic diagram schematically showing a configuration of a device that displays a three-dimensional image with correct depth in the depth direction by a conventional IP method. 従来のＩＰ方式の撮影装置によって撮像される要素画像群、及び、表示装置によって表示される立体再生像を模式的に示した模式図、（ａ）は、従来のＩＰ方式の撮影装置によって撮像される要素画像群を模式的に示した模式図、（ｂ）は、従来のＩＰ方式の表示装置によって表示される立体再生像を模式的に示した模式図である。Schematic diagram schematically showing a group of element images captured by a conventional IP imaging device and a stereoscopic reproduction image displayed by a display device, (a) is captured by a conventional IP imaging device. FIG. 5B is a schematic diagram schematically showing a stereoscopic reproduction image displayed by a conventional IP display device. FIG.

Explanation of symbols

１、１Ａ、１Ｂ立体像表示装置
１１表示手段
１２、１２Ａ投影レンズ（投影レンズ系）
１３、１３Ａ、１３Ｂ投射光学系
１５要素光学レンズ群
Ｌ要素光学レンズ（要素光学レンズ系）
１６、１６’ ミラー群
Ｍ、Ｍ１、Ｍ２、Ｍ１１、Ｍ１２、Ｍ２１、Ｍ２２マイクロミラー（ミラー）
１７マイクロミラー調整手段 1, 1A, 1B Stereoscopic image display device 11 Display means 12, 12A Projection lens (projection lens system)
13, 13A, 13B Projection optical system 15 Element optical lens group L Element optical lens (element optical lens system)
16, 16 'Mirror group M, M1, M2, M11, M12, M21, M22 Micro mirror (mirror)
17 Micromirror adjustment means

Claims

A stereoscopic image display device that projects a component image group composed of a plurality of component images generated based on information on a three-dimensional position of each point of a stereoscopic image and luminance information, and displays the stereoscopic image,
Display means for displaying the element image group;
A projection lens system for projecting light from the group of element images displayed on the display means;
A projection optical system installed on the optical axis of the projection lens system and having a focal point at the position of the principal point of the projection lens system;
A half mirror disposed on the optical path of the light emitted from the projection optical system ;
A mirror group having a plurality of mirrors that reflect light from the element image group emitted from the projection optical system via the half mirror ;
Wherein with projecting morphism from the optical system installed in the optical path of light reflected from the optical path and the mirror group of light incident on the mirror group, the light from the corresponding said element image is incident, each of the element images A plurality of element optical lens systems for condensing light from the point, arranged on the same plane orthogonal to the optical axis of the element optical lens system; and
With
In such a way that the light from each point of the element image incident on each mirror is condensed by the element optical lens system at a position where the stereoscopic image is formed via the half mirror , A stereoscopic image display device, wherein the three-dimensional image display device is installed at a position where a distance in the optical axis direction from the element optical lens system is different.

  A stereoscopic image display device that projects a component image group composed of a plurality of component images generated based on information on a three-dimensional position of each point of a stereoscopic image and luminance information, and displays the stereoscopic image,
  Display means for displaying the element image group;
  A projection lens system for projecting light from the group of element images displayed on the display means;
  A half mirror disposed on the optical path of light of the projection lens system;
  A projection optical system arranged on the optical path reflected by the half mirror and converting the light emitted from the projection lens system into parallel light;
  A mirror group having a plurality of mirrors for reflecting light from the element image group emitted from the projection optical system;
  It is installed on the optical path of the light incident on the mirror group from the projection optical system and on the optical path of the light reflected from the mirror group, and light from the corresponding element image is incident on each of the element images. A plurality of element optical lens systems that collect light from a point, arranged on the same plane orthogonal to the optical axis of the element optical lens system;
With
  In such a way that the light from each point of the element image incident on each mirror is condensed by the element optical lens system at a position where the stereoscopic image is formed via the half mirror, A stereoscopic image display device, wherein the three-dimensional image display device is installed at a position where a distance in the optical axis direction from the element optical lens system is different.

  A stereoscopic image display device that projects a component image group composed of a plurality of component images generated based on information on a three-dimensional position of each point of a stereoscopic image and luminance information, and displays the stereoscopic image,
  Display means for displaying the element image group;
  A projection lens system for projecting light from the group of element images displayed on the display means;
  A projection optical system installed on the optical axis of the projection lens system and having a focal point at the position of the principal point of the projection lens system;
  A mirror group having a plurality of mirrors for reflecting light from the element image group emitted from the projection optical system;
  It is installed on the optical path of the light incident on the mirror group from the projection optical system and on the optical path of the light reflected from the mirror group, and light from the corresponding element image is incident on each of the element images. A plurality of element optical lens systems that collect light from a point, arranged on the same plane orthogonal to the optical axis of the element optical lens system;
With
  The center of the display means, the principal point of the projection lens system, and the principal point of the projection optical system are arranged on a straight line inclined at an angle θ with respect to the optical axis of the element lens system,
  The mirror is arranged from the element optical lens system so that light from each point of the element image incident on each mirror is collected by the element optical lens system at a position where the stereoscopic image is formed. The stereoscopic image display device is characterized in that it is installed at a position where the distances in the optical axis direction are different.

Distance information which is information indicating the distance in the optical axis direction from the element optical lens system of each point of the stereoscopic image formed by the light reflected by each of the mirrors is input from the outside, and based on the distance information 4. The stereoscopic image display device according to claim 1 , further comprising a mirror adjustment unit that adjusts a distance of each of the mirrors in the optical axis direction. 5.