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JPH0545749A - 3D image recorder - Google Patents

3D image recorder

Info

Publication number
JPH0545749A
JPH0545749A JP3200502A JP20050291A JPH0545749A JP H0545749 A JPH0545749 A JP H0545749A JP 3200502 A JP3200502 A JP 3200502A JP 20050291 A JP20050291 A JP 20050291A JP H0545749 A JPH0545749 A JP H0545749A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
image
subject
image forming
lens
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP3200502A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3092224B2 (en
Inventor
Susumu Takahashi
進 高橋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toppan Inc
Original Assignee
Toppan Printing Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toppan Printing Co Ltd filed Critical Toppan Printing Co Ltd
Priority to JP03200502A priority Critical patent/JP3092224B2/en
Publication of JPH0545749A publication Critical patent/JPH0545749A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3092224B2 publication Critical patent/JP3092224B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
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  • Stereoscopic And Panoramic Photography (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、三次元画像の記録を高速に行なうこ
とができると共に、装置の小形化を図れることを最も主
要な特徴としている。 【構成】本発明は、被写体からの物体光が入射され、結
像位置に被写体の像を結像させる結像レンズと、結像レ
ンズの結像位置またはその近傍位置に配設される撮像素
子と、結像レンズと撮像素子との間に配設され、被写体
からの物体光の一部のみを透過しかつその位置が任意に
移動自在な透光部を有する空間変調素子とを備えたこと
を特徴としている。
(57) [Abstract] [Purpose] The present invention is characterized by being able to record a three-dimensional image at high speed and at the same time being capable of downsizing the apparatus. According to the present invention, an object lens from a subject is incident and an image forming lens for forming an image of the object at an image forming position, and an image pickup device arranged at or near the image forming position of the image forming lens. And a spatial modulation element that is disposed between the imaging lens and the image sensor and that has a light-transmitting portion that transmits only part of the object light from the subject and that is freely movable in its position. Is characterized by.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、三次元画像を記録する
装置に係り、特に三次元画像の記録を高速に行なえると
共に、装置の小形化を図り得るようにした三次元画像記
録装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for recording a three-dimensional image, and more particularly to a three-dimensional image recording apparatus capable of recording a three-dimensional image at high speed and reducing the size of the apparatus. It is a thing.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来から、三次元画像表示の分野におい
ては、眼鏡を用いない三次元画像として、現在中心的に
用いられている手法としては、ホログラムやレンチキュ
ラーシートを用いた方法がある。近年になって、このど
ちらの方法においても、立体テレビと呼ばれるような動
画像表示や、三次元プリンターと呼ばれるような実在す
る物体を撮影せず、コンピュータ内等における三次元情
報を、直接可視化する手法が発表されてきている。
2. Description of the Related Art Conventionally, in the field of three-dimensional image display, a method using a hologram or a lenticular sheet has been mainly used as a three-dimensional image without glasses. In recent years, either of these methods directly visualizes three-dimensional information in a computer or the like without displaying a moving image called a three-dimensional television or photographing an existing object called a three-dimensional printer. Methods have been announced.

【0003】以下、これらの手法について簡単に説明す
る。
Hereinafter, these methods will be briefly described.

【0004】(a)ホログラムを用いた立体テレビ 1990年1月に、MITのベントン教授により、アメ
リカのSPIEで発表されたもので、レーザー光をAO
M(音響光学変調器)を用いて変調し、微小なホログラ
ムをリアルタイムに作成し、そのホログラムをポリゴン
ミラーやガルバノミラー(両方とも、ミラーを動かすこ
とによって光の向きを変えることができる)を用いて二
次元空間上に配置し、ホログラムによる三次元画像を作
成する手法である。
(A) Stereoscopic television using hologram This was announced in January 1990 by Professor Benton of MIT at SPIE in the United States.
Modulate using M (acousto-optic modulator) to create a minute hologram in real time, and use that hologram with a polygon mirror or galvano mirror (both can change the direction of light by moving the mirror) It is a method of creating a three-dimensional image by hologram by arranging it in a two-dimensional space.

【0005】(b)レンチキュラーシートによる立体テ
レビ 1991年1月の日本写真学会誌 第54巻 第1号
「立体テレビ」に、NHKの元木氏によって解説されて
いるように、レンチキュラーシートと液晶パネル等を組
み合わせ、レンチキュラーシートのレンズの特性をうま
く利用して、液晶パネル等の表示素子をリアルタイムに
駆動することによって、三次元の動画像を作成する方法
が様々なところで提案されている。
(B) Stereoscopic Television with Lenticular Sheets As described by Mr. Motoki of NHK in January 1991, Journal of the Photographic Society of Japan, Vol. 54, No. 1, "Stereoscopic Television," lenticular sheets and liquid crystal panels. Various methods have been proposed in various ways, in which three-dimensional moving images are created by driving the display elements such as a liquid crystal panel in real time by utilizing the characteristics of the lens of the lenticular sheet.

【0006】(c)ホログラムによる三次元プリンター 1990年に、東京工業大学の山口氏等によってSPI
Eで発表されたもので、液晶パネルで変調されたパター
ンをレンズによって集光し、微小なドット単位のホログ
ラムの集合によって構成されるリップマンホログラムに
よる三次元ディスプレイである。この方法は、二次元画
像のプリンターやプロッターのように、コンピュータ上
の三次元情報のハードコピーを直接作成することができ
る。
(C) Three-dimensional printer using hologram In 1990, SPI was written by Mr. Yamaguchi of Tokyo Institute of Technology.
It was announced at E and is a three-dimensional display using a Lippmann hologram composed of a collection of holograms in the unit of minute dots, which is formed by condensing a pattern modulated by a liquid crystal panel with a lens. This method can directly make a hard copy of three-dimensional information on a computer, like a printer or plotter for two-dimensional images.

【0007】(d)レンチキュラーシートによる三次元
プリンター 1991年6月の3Dフォーラムにおいて、ビクターの
岩原氏によって報告された「インテグラル・フォトグラ
フィーを用いた三次元プロッター」に開示されているよ
うに、点光源を移動させながら、レンチキュラーシート
を通して感光材料に多重露光をかけることにより、三次
元ディスプレイを作成する方法である。この方法では先
のホログラムによる方法と同様に、コンピュータ上の三
次元情報のハードコピーを直接作成することができる。
(D) Three-dimensional printer using lenticular sheet As disclosed in "Three-dimensional plotter using integral photography" reported by Victor Iwahara at 3D Forum in June 1991, It is a method of creating a three-dimensional display by moving a point light source and multiple-exposing a photosensitive material through a lenticular sheet. With this method, a hard copy of the three-dimensional information on the computer can be directly created, as in the previous hologram method.

【0008】このように、最近では、三次元画像表示の
分野においては、ホログラムやレンチキュラーシートを
用いたステレオ像等が実用化されている。これらの分野
においては、最近になって、印刷物のような固定された
イメージではなく、いわゆる三次元テレビのような動画
像、もしくは可変可能なイメージを作成する方法が開発
されてきている。
As described above, recently, in the field of three-dimensional image display, holograms and stereo images using lenticular sheets have been put into practical use. In these fields, methods have recently been developed for creating a moving image such as a so-called three-dimensional television or a variable image, rather than a fixed image such as a printed matter.

【0009】これらの方法は、一般に、コンピュータ上
で作成された架空の三次元イメージを表現するために用
いられているが、実在の物体等を撮影した原画から三次
元画像を表示させるためには、何らかの方法によって被
写体の三次元情報を記録する必要がある。
These methods are generally used to represent a fictitious three-dimensional image created on a computer, but in order to display a three-dimensional image from an original image obtained by photographing a real object or the like. It is necessary to record the three-dimensional information of the subject by some method.

【0010】従来、ホログラフィックステレオグラムや
レンチキュラーシートを用いた立体ディスプレイの原画
として用いる視差画像を得るための方法としては、例え
ば図5に示すように、被写体1に対して、カメラ2を移
動ステージ3で水平に移動させながら撮影することによ
って、複数の視差画像を得る方法や、図6に示すよう
に、被写体1を回転ステージ4上に載せ、被写体1を回
転させながらカメラ2で撮影することによって、複数の
視差画像を得る方法等がある。
As a conventional method for obtaining a parallax image used as an original image of a stereoscopic display using a holographic stereogram or a lenticular sheet, for example, as shown in FIG. A method of obtaining a plurality of parallax images by horizontally moving the object 3 or placing the subject 1 on a rotary stage 4 and shooting the subject 1 while rotating the subject 1 as shown in FIG. There is a method of obtaining a plurality of parallax images, etc.

【0011】しかしながら、これらの方法では、いずれ
も撮影に駆動部分が存在するため、三次元画像の記録を
高速に行なうことができないないばかりでなく、その分
だけ装置が大形化する。また、特に図3に示す方法で
は、被写体1を回転ステージ4上に載せる必要があるた
め、対象となる被写体1の大きさ、重量、不安定さ(気
体、液体等は、回転ステージ4上に載せることができな
い)に制限が生じる。
However, in all of these methods, since there is a driving part in photographing, it is not possible to record a three-dimensional image at a high speed, and the apparatus becomes large accordingly. Further, particularly in the method shown in FIG. 3, since it is necessary to place the subject 1 on the rotary stage 4, the size, weight, and instability (gas, liquid, etc.) of the subject 1 to be the target should be placed on the rotary stage 4. Can not be placed) restrictions occur.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来の
方法においては、三次元画像の記録を高速に行なえない
ばかりでなく、装置が大形化するという問題があった。
As described above, in the conventional method, not only the three-dimensional image cannot be recorded at high speed, but also the apparatus becomes large in size.

【0013】本発明は上記のような問題を解決するため
に成されたもので、その目的は、三次元画像の記録を高
速に行なうことができると共に、装置の小形化を図るこ
とが可能な極めて信頼性の高い三次元画像記録装置を提
供することにある。
The present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is to be able to record a three-dimensional image at high speed and to downsize the apparatus. It is to provide an extremely reliable three-dimensional image recording device.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、まず、請求項1に記載の発明の三次元画像記録装
置は、被写体からの物体光が入射され、結像位置に被写
体の像を結像させる結像レンズと、結像レンズの結像位
置またはその近傍位置に配設される撮像素子と、結像レ
ンズと撮像素子との間に配設され、被写体からの物体光
の一部のみを透過しかつその位置が任意に移動自在な透
光部を有する空間変調素子とを備えて構成している。
In order to achieve the above object, first, in a three-dimensional image recording apparatus according to the invention as set forth in claim 1, object light from a subject is incident and the subject is incident on an image forming position. An image forming lens for forming an image, an image pickup element provided at an image forming position of the image forming lens or a position near the image forming lens, and an object light from an object provided between the image forming lens and the image pickup element. And a spatial light modulator having a light transmitting portion that transmits only a part of the light and the position of which is freely movable.

【0015】また、請求項4に記載の発明の三次元画像
記録装置は、被写体からの物体光が入射され、当該入射
光を反射させる凹面鏡と、凹面鏡からの反射光が入射さ
れ、結像位置に被写体の像を結像させる結像レンズと、
結像レンズの結像位置またはその近傍位置に配設される
撮像素子と、結像レンズと撮像素子との間に配設され、
被写体からの物体光の一部のみを透過しかつその位置が
任意に移動自在な透光部を有する空間変調素子とを備え
て構成している。
Further, in the three-dimensional image recording apparatus of the invention described in claim 4, the object light from the subject is incident, the concave mirror for reflecting the incident light and the reflected light from the concave mirror are incident, and the image forming position is formed. An imaging lens that forms an image of the subject on the
An image pickup device disposed at the image forming position of the image forming lens or a position in the vicinity thereof, and arranged between the image forming lens and the image pickup device,
The spatial light modulator has a light transmitting portion that transmits only part of the object light from the subject and is freely movable in its position.

【0016】ここで、特に空間変調素子としては、液晶
パネルを用いるようにしている。また、空間変調素子
は、結像レンズの焦点位置またはその近傍位置に配置す
るようにしている。さらに、被写体の位置に応じて、凹
面鏡の角度を変えることにより結像位置を任意に変える
ようにしている。
In particular, a liquid crystal panel is used as the spatial modulation element. Further, the spatial modulation element is arranged at the focal position of the imaging lens or in the vicinity thereof. Further, the image forming position is arbitrarily changed by changing the angle of the concave mirror according to the position of the subject.

【0017】[0017]

【作用】従って、本発明の三次元画像記録装置において
は、空間変調素子の一部分を透光部とし、他の部分を不
透光部とすることにより、被写体からの物体光は、空間
変調素子の透光部の部分をスリットとして、その部分を
透過した光のみが結像されることになる。そのため、撮
像素子の各画素毎に、光の方向が決定される。そして、
空間変調素子の透光部の位置を少しずつ任意に移動させ
ながら、撮像素子の各画素の光の強度を測定することに
よって、光の方向毎の強度を記録することができる。
Therefore, in the three-dimensional image recording apparatus of the present invention, a part of the spatial modulation element is used as a light transmitting portion and the other part is used as a light non-transmissive portion, so that the object light from the object can be changed. The light transmissive portion is used as a slit, and only the light transmitted through that portion is imaged. Therefore, the direction of light is determined for each pixel of the image sensor. And
The intensity of each direction of light can be recorded by measuring the intensity of light of each pixel of the image sensor while arbitrarily moving the position of the light transmitting portion of the spatial modulation element little by little.

【0018】また、請求項4に記載の発明の三次元画像
記録装置においては、結像レンズの手前に凹面鏡を配置
することにより、結像レンズを小形化することができる
と共に、コストダウンも図ることができる。
Further, in the three-dimensional image recording apparatus of the fourth aspect of the present invention, by disposing the concave mirror in front of the imaging lens, the imaging lens can be downsized and the cost can be reduced. be able to.

【0019】[0019]

【実施例】まず、本発明の考え方について説明する。First, the concept of the present invention will be described.

【0020】一般に、テレビカメラにおいて、撮像素子
は光の強度のみを記録するため、二次元的な情報しか記
録できない。一方、ホログラムでは、光の強度と位相情
報を記録しているため、立体像を表示することが可能に
なっている。しかしながら、複数の視差画像から合成す
るステレオグラムにおいては、光の位相情報は必要がな
く、光の強度と方向のみの情報で立体像の表示が可能で
ある。そこで、本発明では、光の強度と方向を記録する
装置を提案するものである。
Generally, in a television camera, the image pickup element records only the intensity of light, so that only two-dimensional information can be recorded. On the other hand, in the hologram, since the light intensity and the phase information are recorded, it is possible to display a stereoscopic image. However, in a stereogram synthesized from a plurality of parallax images, light phase information is not necessary, and a stereoscopic image can be displayed only with information on light intensity and direction. Therefore, the present invention proposes an apparatus for recording the intensity and direction of light.

【0021】以下、上記のような考え方に基づく本発明
の一実施例について、図面を参照して詳細に説明する。
An embodiment of the present invention based on the above concept will be described below in detail with reference to the drawings.

【0022】図1は、本発明による三次元画像記録装置
の全体構成例を示す概要図である。すなわち、本実施例
の三次元画像記録装置は、図1に示すように、被写体1
1からの物体光が入射され、結像位置に被写体11の像
12を結像させる結像レンズ13と、結像レンズ13の
結像位置に配設される撮像素子14と、結像レンズ13
と撮像素子14との間に配設され、被写体11からの物
体光の一部のみを透過し、かつその位置が任意に移動自
在な透光部15aを有する空間変調素子15とから構成
している。
FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of the overall configuration of a three-dimensional image recording apparatus according to the present invention. That is, as shown in FIG. 1, the three-dimensional image recording apparatus according to the present embodiment has the object 1
1. An image forming lens 13 that forms an image 12 of an object 11 at an image forming position upon receiving the object light from the image forming device 1, an image pickup element 14 arranged at the image forming position of the image forming lens 13, and an image forming lens 13
And the image pickup device 14, and includes a spatial light modulator 15 which has a light transmitting portion 15a which transmits only part of the object light from the subject 11 and whose position is freely movable. There is.

【0023】ここで、結像レンズ13としては、結像レ
ンズ13の瞳の大きさによって視域が限定されるため、
結像レンズ13の瞳の大きさ(光が有効に作用する範囲
d)は、必要な視域に相当する大きさのレンズを用い
る。
Here, as the imaging lens 13, the viewing area is limited by the size of the pupil of the imaging lens 13,
As for the size of the pupil of the imaging lens 13 (the range d in which light effectively acts), a lens having a size corresponding to a necessary viewing area is used.

【0024】一方、空間変調素子15としては、例えば
複数個の液晶ユニットの集合体からなる液晶パネルを用
いて構成しており、上記透光部15aとしては、その部
分の液晶ユニットに電界を印加し(電界印加により光が
透過する)、かつその電界印加の対象となる液晶ユニッ
トを順次転移させることにより、透光部15aを移動す
るようにしている。また、空間変調素子15の透光部1
5aの形状としては、例えば図2に示すように、細長い
スリット状のものとすることができる。さらに、空間変
調素子15の透光部15aの大きさとしては、光の回折
による影響が生じない程度の大きさにすることが好まし
い。
On the other hand, as the spatial modulation element 15, for example, a liquid crystal panel composed of an assembly of a plurality of liquid crystal units is used, and as the light transmitting portion 15a, an electric field is applied to the liquid crystal unit in that portion. The light-transmitting portion 15a is moved by sequentially shifting the liquid crystal unit to which the electric field is applied (the light is transmitted by applying the electric field). In addition, the transparent portion 1 of the spatial modulation element 15
The shape of 5a may be, for example, an elongated slit shape as shown in FIG. Furthermore, it is preferable that the size of the light transmitting portion 15a of the spatial light modulator 15 is set to a size that does not cause an influence due to the diffraction of light.

【0025】次に、以上のように構成した本実施例の三
次元画像記録装置の作用について説明する。
Next, the operation of the three-dimensional image recording apparatus of this embodiment constructed as described above will be described.

【0026】図1において、結像レンズ13で結像した
被写体11の像12は、撮像素子14上に結像される。
この場合、本実施例では、結像レンズ13と撮像素子1
4との間に空間変調素子15を配設している。そして、
空間変調素子15の一部分の液晶ユニットに電界を印加
して透光部15aとし、他の部分を不透光部とすること
により、被写体11からの物体光は、空間変調素子15
の透光部15aの部分をスリットとして、その部分を透
過した光のみが結像されることになる。そのため、撮像
素子14の各画素毎に、光の方向が決定される。そこ
で、電界印加の対象となる液晶ユニットを順次転移させ
て、空間変調素子15の透光部15aの位置を少しずつ
任意に移動させながら、撮像素子14の各画素の光の強
度を測定することによって、光の方向毎の強度を記録す
ることができる。
In FIG. 1, the image 12 of the subject 11 formed by the image forming lens 13 is formed on the image pickup device 14.
In this case, in this embodiment, the imaging lens 13 and the image sensor 1
The spatial modulation element 15 is disposed between the optical modulator 4 and the optical modulator 4. And
By applying an electric field to the liquid crystal unit of a part of the spatial modulation element 15 to form the transparent portion 15a and the other part to be a non-transparent portion, the object light from the subject 11 can be transmitted through the spatial modulation element 15a.
The light transmitting portion 15a is used as a slit, and only the light transmitted through the portion is imaged. Therefore, the direction of light is determined for each pixel of the image sensor 14. Therefore, the light intensity of each pixel of the image pickup device 14 is measured while sequentially shifting the liquid crystal unit to which the electric field is applied and gradually moving the position of the light transmitting portion 15a of the spatial light modulator 15. The intensity of each direction of light can be recorded.

【0027】上述したように、本実施例の三次元画像記
録装置は、被写体11からの物体光が入射され、結像位
置に被写体11の像12を結像させる結像レンズ13
と、結像レンズ13の結像位置に配設される撮像素子1
4と、結像レンズ13と撮像素子14との間に配設さ
れ、被写体11からの物体光の一部のみを透過し、かつ
その位置が移動自在な透光部15aを有する液晶パネル
からなる空間変調素子15とから構成するようにしたも
のである。
As described above, in the three-dimensional image recording apparatus of this embodiment, the image forming lens 13 which receives the object light from the object 11 and forms the image 12 of the object 11 at the image forming position.
And the image pickup device 1 arranged at the image forming position of the image forming lens 13.
4, a liquid crystal panel disposed between the imaging lens 13 and the image sensor 14, which transmits only part of the object light from the subject 11 and has a light transmitting portion 15a whose position is movable. It is configured to include the spatial modulation element 15.

【0028】従って、従来のように撮影に駆動部分が存
在しないため、三次元画像の記録を高速に行なうことが
可能になり、リアルタイムの三次元画像の記録の可能性
も得ることができる。また、撮影に駆動部分が存在しな
い分だけ、装置全体の小形化を図ることが可能となる。
さらに、従来のように被写体11を回転ステージ上に載
せる必要がないため、対象となる被写体11に、前述し
た従来のような制限が生じるようなこともなくなる。
Therefore, since there is no driving portion for photographing as in the conventional case, the three-dimensional image can be recorded at high speed, and the possibility of recording the three-dimensional image in real time can be obtained. In addition, it is possible to reduce the size of the entire apparatus because there is no driving portion for photographing.
Further, since it is not necessary to place the subject 11 on the rotary stage as in the conventional case, the subject 11 to be targeted is not restricted as in the conventional case.

【0029】次に、本発明の他の実施例について図面を
参照して説明する。
Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

【0030】図3は、本発明による三次元画像記録装置
の他の構成例を示す概要図である。
FIG. 3 is a schematic diagram showing another structural example of the three-dimensional image recording apparatus according to the present invention.

【0031】すなわち、本実施例の三次元画像記録装置
は、図3に示すように、被写体21からの物体光が入射
され、当該入射光を反射させる凹面鏡22と、凹面鏡2
2からの反射光が入射され、結像位置に被写体21の像
23を結像させる結像レンズ24と、結像レンズ24の
結像位置に配設される撮像素子25と、結像レンズ24
と撮像素子25との間に配設され、被写体21からの物
体光の一部のみを透過し、かつその位置が任意に移動自
在な透光部26aを有する空間変調素子26とから構成
している。
That is, in the three-dimensional image recording apparatus of the present embodiment, as shown in FIG. 3, the concave mirror 22 and the concave mirror 22 which are made incident by the object light from the subject 21 and reflect the incident light.
An image forming lens 24 which receives the reflected light from the image forming element 2 and forms an image 23 of the subject 21 at the image forming position, an image pickup element 25 arranged at the image forming position of the image forming lens 24, and the image forming lens 24.
And a spatial light modulator 26 which is disposed between the image pickup device 25 and a part of the object light from the subject 21 and has a transparent portion 26a whose position is freely movable. There is.

【0032】ここで、空間変調素子26としては、前述
と同様に、複数個の液晶ユニットの集合体からなる液晶
パネルを用いて構成しており、上記透光部26aとして
は、その部分の液晶ユニットに電界を印加し(電界印加
により光が透過する)、かつその電界印加の対象となる
液晶ユニットを順次転移させることにより、透光部26
aを移動するようにしている。また、空間変調素子26
の透光部26aの形状としても、前述と同様に、細長い
スリット状のものとすることができる。さらに、空間変
調素子26の透光部26aの大きさとしても、光の回折
による影響が生じない程度の大きさにすることが好まし
い。
Here, the spatial modulation element 26 is constituted by a liquid crystal panel composed of an assembly of a plurality of liquid crystal units as described above, and the light transmitting portion 26a is formed by the liquid crystal in that portion. An electric field is applied to the unit (light is transmitted by the application of the electric field), and the liquid crystal units to which the electric field is applied are sequentially transferred, whereby the translucent portion 26
I am trying to move a. In addition, the spatial modulator 26
The light-transmitting portion 26a may also have an elongated slit shape, as described above. Further, it is preferable that the size of the light transmitting portion 26a of the spatial modulation element 26 is set to a size that does not cause the influence of light diffraction.

【0033】次に、以上のように構成した本実施例の三
次元画像記録装置の作用について説明する。
Next, the operation of the three-dimensional image recording apparatus of this embodiment constructed as described above will be described.

【0034】図1において、被写体21からの物体光
は、凹面鏡22で反射され、結像レンズ24で結像した
被写体21の像23は、撮像素子25上に結像される。
この場合、本実施例では、結像レンズ24と撮像素子2
5との間に空間変調素子26を配設している。そして、
空間変調素子26の一部分の液晶ユニットに電界を印加
して透光部26aとし、他の部分を不透光部とすること
により、被写体21からの物体光は、空間変調素子26
の透光部26aの部分をスリットとして、その部分を透
過した光のみが結像されることになる。そのため、撮像
素子25の各画素毎に、光の方向が決定される。そこ
で、電界印加の対象となる液晶ユニットを順次転移させ
て、空間変調素子26の透光部26aの位置を少しずつ
任意に移動させながら、撮像素子25の各画素の光の強
度を測定することによって、光の方向毎の強度を記録す
ることができる。
In FIG. 1, the object light from the subject 21 is reflected by the concave mirror 22, and the image 23 of the subject 21 formed by the imaging lens 24 is formed on the image pickup device 25.
In this case, in this embodiment, the imaging lens 24 and the image sensor 2
The spatial modulation element 26 is arranged between the optical modulator 5 and the optical modulator 5. And
By applying an electric field to the liquid crystal unit of a part of the spatial modulation element 26 to form the transparent portion 26a and the other part of the spatial modulation element 26 to be a non-transparent portion, the object light from the subject 21 is converted into the spatial modulation element 26.
The light transmitting portion 26a is used as a slit, and only the light transmitted through that portion is imaged. Therefore, the direction of light is determined for each pixel of the image sensor 25. Therefore, the light intensity of each pixel of the image pickup device 25 is measured while sequentially shifting the liquid crystal unit to which the electric field is applied and gradually moving the position of the light transmitting portion 26a of the spatial modulation device 26. The intensity of each direction of light can be recorded.

【0035】また、本実施例では、結像レンズ24の手
前に凹面鏡22を配置することにより、結像レンズ24
を図1の場合よりも小形化することができ、その分だけ
コストダウンも図れる。すなわち、本発明で用いる結像
レンズの瞳の大きさは、得られるステレオ画像の視域の
大きさであるため、比較的大口径のレンズが必要になる
が、結像レンズ24の手前に凹面鏡22を配置すること
により、このような問題をなくして結像レンズ24を小
形化することができる。
Further, in the present embodiment, the concave mirror 22 is arranged in front of the imaging lens 24 so that the imaging lens 24
Can be made smaller than in the case of FIG. 1, and the cost can be reduced accordingly. That is, since the size of the pupil of the imaging lens used in the present invention is the size of the viewing area of the obtained stereo image, a lens having a relatively large aperture is required, but a concave mirror is provided in front of the imaging lens 24. By arranging 22, the imaging lens 24 can be downsized without such a problem.

【0036】上述したように、本実施例の三次元画像記
録装置は、被写体21からの物体光が入射され、当該入
射光を反射させる凹面鏡22と、凹面鏡22からの反射
光が入射され、結像位置に被写体21の像23を結像さ
せる結像レンズ24と、結像レンズ24の結像位置に配
設される撮像素子25と、結像レンズ24と撮像素子2
5との間に配設され、被写体21からの物体光の一部の
みを透過し、かつその位置が任意に移動自在な透光部2
6aを有する空間変調素子26とから構成するようにし
たものである。
As described above, in the three-dimensional image recording apparatus of this embodiment, the object light from the subject 21 is incident, the concave mirror 22 that reflects the incident light and the reflected light from the concave mirror 22 are incident, and the result is obtained. An image forming lens 24 that forms an image 23 of the subject 21 at the image position, an image pickup element 25 that is arranged at the image forming position of the image forming lens 24, the image forming lens 24, and the image pickup element 2
5, a light transmitting portion 2 that transmits only a part of the object light from the subject 21 and is freely movable in its position.
And a spatial modulation element 26 having 6a.

【0037】従って、従来のように撮影に駆動部分が存
在しないため、三次元画像の記録を高速に行なうことが
可能になり、リアルタイムの三次元画像の記録の可能性
も得ることができる。また、撮影に駆動部分が存在しな
い分だけ、装置全体の小形化を図ることが可能となる。
さらに、従来のように被写体21を回転ステージ上に載
せる必要がないため、対象となる被写体21に、前述し
た従来のような制限が生じるようなこともなくなる。一
方、結像レンズ24の手前に凹面鏡22を配置している
ため、結像レンズ24を小形化することができると共
に、その分だけコストダウンも図ることが可能となる。
これにより、より一層装置全体の小形化を図ることがで
きる。
Therefore, since there is no driving portion for photographing as in the conventional case, the three-dimensional image can be recorded at high speed, and the possibility of recording the three-dimensional image in real time can be obtained. In addition, it is possible to reduce the size of the entire apparatus because there is no driving portion for photographing.
Further, since it is not necessary to place the subject 21 on the rotary stage as in the conventional case, the subject 21 to be targeted is not restricted as in the conventional case. On the other hand, since the concave mirror 22 is arranged in front of the imaging lens 24, the imaging lens 24 can be downsized and the cost can be reduced accordingly.
As a result, the overall size of the device can be further reduced.

【0038】また、被写体21と同一直線上に、凹面鏡
22、結像レンズ24、撮像素子25、空間変調素子2
6等の各光学要素を配置しなければならないという制限
がない。すなわち、被写体21の位置に応じて、凹面鏡
22の角度を変えることにより、結像位置を任意に変え
ることが可能となる。
Further, on the same straight line as the subject 21, the concave mirror 22, the imaging lens 24, the image pickup device 25, and the spatial modulation device 2 are arranged.
There is no restriction that each optical element such as 6 must be arranged. That is, by changing the angle of the concave mirror 22 according to the position of the subject 21, the image forming position can be arbitrarily changed.

【0039】尚、上記各実施例では、空間変調素子1
5、26として液晶パネルを用いる場合について説明し
たが、これに限らず被写体からの反射光の一部のみを透
過しかつその位置が任意に移動自在な透光部を有する要
素であれば、その他の要素を使用することも可能であ
る。
In each of the above embodiments, the spatial modulator 1
Although the case where the liquid crystal panel is used as the elements 5 and 26 is not limited to this, as long as it is an element that transmits only a part of the reflected light from the subject and has a light transmitting portion whose position can be arbitrarily moved, It is also possible to use the element of.

【0040】また、上記各実施例では、結像レンズ1
3、24の結像位置に撮像素子14、25を配設する場
合について説明したが、これに限らず結像レンズ13、
24の結像位置の近傍位置に撮像素子14、25を配設
するようにしても、前述と同様の効果が得られるもので
ある。
In each of the above embodiments, the imaging lens 1
Although the case where the image pickup devices 14 and 25 are arranged at the image forming positions of 3 and 24 has been described, the present invention is not limited to this, and the image forming lens 13 and
Even if the image pickup devices 14 and 25 are arranged in the vicinity of the image forming position of 24, the same effect as described above can be obtained.

【0041】さらに、上記各実施例において、空間変調
素子15、26を、結像レンズ13、24の焦点位置ま
たはその近傍位置に配置することにより、空間変調素子
15、26の透光部15a、26aに入射する被写体1
1、21からの物体光は、結像レンズ13、24に対し
て全て同一方向に入射するため、被写体11、21の方
向の位置の決定を容易に行なうことが可能となる。
Further, in each of the above embodiments, the spatial modulators 15 and 26 are arranged at the focal positions of the imaging lenses 13 and 24 or in the vicinity thereof, so that the translucent portions 15a of the spatial modulators 15 and 26, Subject 1 incident on 26a
Since the object lights from 1 and 21 are incident on the imaging lenses 13 and 24 in the same direction, it is possible to easily determine the position in the direction of the subjects 11 and 21.

【0042】さらにまた、上記各実施例では、空間変調
素子15、26の透光部15a、26aの形状として、
細長いスリット状のものとする場合について説明した
が、これに限らず例えば図4に示すように、円形、角
形、三角形状のものとするようにしても、前述と同様の
効果が得られるものである。
Furthermore, in each of the above embodiments, the shapes of the light transmitting portions 15a and 26a of the spatial modulation elements 15 and 26 are as follows.
Although the case where the slit-shaped one is formed is described, the present invention is not limited to this, and the same effect as described above can be obtained when the slit-shaped one is circular, square, or triangular as shown in FIG. 4, for example. is there.

【0043】[0043]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、被
写体からの物体光が入射され、結像位置に被写体の像を
結像させる結像レンズと、(または、被写体からの物体
光が入射され、当該入射光を反射させる凹面鏡と、凹面
鏡からの反射光が入射され、結像位置に被写体の像を結
像させる結像レンズと、)結像レンズの結像位置または
その近傍位置に配設される撮像素子と、結像レンズと撮
像素子との間に配設され、被写体からの物体光の一部の
みを透過しかつその位置が任意に移動自在な透光部を有
する空間変調素子とを備えるようにしたので、三次元画
像の記録を高速に行なうことができると共に、装置の小
形化を図ることが可能な極めて信頼性の高い三次元画像
記録装置が提供できる。
As described above, according to the present invention, an object lens from an object is incident and an image forming lens for forming an image of the object at an image forming position (or an object light from the object is A concave mirror that is incident and reflects the incident light, and an imaging lens that receives reflected light from the concave mirror and that forms an image of a subject at an image forming position, and an image forming position of the image forming lens or a position in the vicinity thereof. A spatial modulation having an image pickup element provided and a light transmitting section which is provided between the imaging lens and the image pickup element, transmits only part of the object light from the subject, and the position of which is freely movable. Since it is provided with the element, it is possible to provide a highly reliable three-dimensional image recording apparatus capable of recording a three-dimensional image at high speed and reducing the size of the apparatus.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明による三次元画像記録装置の一実施例を
示す概要図。
FIG. 1 is a schematic diagram showing an embodiment of a three-dimensional image recording apparatus according to the present invention.

【図2】同実施例における空間変調素子の構成例を示す
正面図。
FIG. 2 is a front view showing a configuration example of a spatial light modulator according to the same embodiment.

【図3】本発明による三次元画像記録装置の他の実施例
を示す概要図。
FIG. 3 is a schematic view showing another embodiment of the three-dimensional image recording apparatus according to the present invention.

【図4】本発明による空間変調素子の他の構成例を示す
正面図。
FIG. 4 is a front view showing another configuration example of the spatial light modulator according to the present invention.

【図5】立体ディスプレイの原画として用いる視差画像
を得るための従来の方法を示す概要図。
FIG. 5 is a schematic diagram showing a conventional method for obtaining a parallax image used as an original image of a stereoscopic display.

【図6】立体ディスプレイの原画として用いる視差画像
を得るための従来の方法を示す概要図。
FIG. 6 is a schematic diagram showing a conventional method for obtaining a parallax image used as an original image of a stereoscopic display.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11…被写体、12…被写体11の像、13…結像レン
ズ、14…撮像素子、15…空間変調素子、15a…透
光部、21…被写体、22…凹面鏡、23…被写体21
の像、24…結像レンズ、25…撮像素子、26…空間
変調素子、26a…透光部。
11 ... Subject, 12 ... Image of subject 11, 13 ... Imaging lens, 14 ... Image sensor, 15 ... Spatial modulator, 15a ... Translucent part, 21 ... Subject, 22 ... Concave mirror, 23 ... Subject 21
Image, 24 ... Image forming lens, 25 ... Imaging element, 26 ... Spatial modulation element, 26a ... Light transmitting section.

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 被写体からの物体光が入射され、結像位
置に前記被写体の像を結像させる結像レンズと、 前記結像レンズの結像位置またはその近傍位置に配設さ
れる撮像素子と、 前記結像レンズと撮像素子との間に配設され、前記被写
体からの物体光の一部のみを透過しかつその位置が任意
に移動自在な透光部を有する空間変調素子と、 を備えて成ることを特徴とする三次元画像記録装置。
1. An imaging lens which receives an object light from a subject and forms an image of the subject at an imaging position, and an imaging device which is arranged at an imaging position of the imaging lens or a position in the vicinity thereof. And a spatial modulation element that is disposed between the imaging lens and the image sensor and that has a light-transmitting portion that transmits only part of the object light from the subject and that is freely movable in its position. A three-dimensional image recording device characterized by comprising.
【請求項2】 前記空間変調素子としては、液晶パネル
を用いるようにしたことを特徴とする請求項1に記載の
三次元画像記録装置。
2. The three-dimensional image recording apparatus according to claim 1, wherein a liquid crystal panel is used as the spatial modulation element.
【請求項3】 前記空間変調素子を、前記結像レンズの
焦点位置またはその近傍位置に配置するようにしたこと
を特徴とする請求項1に記載の三次元画像記録装置。
3. The three-dimensional image recording apparatus according to claim 1, wherein the spatial modulation element is arranged at a focal position of the imaging lens or a position in the vicinity thereof.
【請求項4】 被写体からの物体光が入射され、当該入
射光を反射させる凹面鏡と、 前記凹面鏡からの反射光が入射され、結像位置に前記被
写体の像を結像させる結像レンズと、 前記結像レンズの結像位置またはその近傍位置に配設さ
れる撮像素子と、 前記結像レンズと撮像素子との間に配設され、前記被写
体からの物体光の一部のみを透過しかつその位置が任意
に移動自在な透光部を有する空間変調素子と、 を備えて成ることを特徴とする三次元画像記録装置。
4. A concave mirror that receives object light from a subject and reflects the incident light, and an imaging lens that receives reflected light from the concave mirror and forms an image of the subject at an imaging position. An image pickup device disposed at an image forming position of the image forming lens or a position in the vicinity thereof, and arranged between the image forming lens and the image pickup device to transmit only part of object light from the subject and A three-dimensional image recording device comprising: a spatial modulation element having a light-transmitting portion whose position is freely movable.
【請求項5】 前記空間変調素子としては、液晶パネル
を用いるようにしたことを特徴とする請求項4に記載の
三次元画像記録装置。
5. The three-dimensional image recording device according to claim 4, wherein a liquid crystal panel is used as the spatial modulation element.
【請求項6】 前記空間変調素子を、前記結像レンズの
焦点位置またはその近傍位置に配置するようにしたこと
を特徴とする請求項4に記載の三次元画像記録装置。
6. The three-dimensional image recording apparatus according to claim 4, wherein the spatial modulation element is arranged at a focal position of the imaging lens or a position in the vicinity thereof.
【請求項7】 前記被写体の位置に応じて、凹面鏡の角
度を変えることにより結像位置を任意に変えるようにし
たことを特徴とする請求項4に記載の三次元画像記録装
置。
7. The three-dimensional image recording apparatus according to claim 4, wherein the image forming position is arbitrarily changed by changing the angle of the concave mirror according to the position of the subject.
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KR100843621B1 (en) * 2006-08-08 2008-07-03 주식회사 거성기업 Charge coupled device for forming 3-dimensional image

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