JP2000201360A - Device and method for three-dimensional image display position conversion - Google Patents

Device and method for three-dimensional image display position conversion

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JP2000201360A
JP2000201360A JP11001420A JP142099A JP2000201360A JP 2000201360 A JP2000201360 A JP 2000201360A JP 11001420 A JP11001420 A JP 11001420A JP 142099 A JP142099 A JP 142099A JP 2000201360 A JP2000201360 A JP 2000201360A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To convert the position of a three-dimensional image of a body displayed in space by a system which displays the three-dimensional image of the body in space. SOLUTION: An LCD 21 sequentially forms plural pieces of two-dimensional image information which are different in the direction of observation of the same body. The pieces of two-dimensional image information are projected by a deflecting plate 25 in directions corresponding to the observation directions through a condenser lens 22, a pinhole member 23, and a condenser lens 24. Consequently, a threedimensional image is displayed in space. When the display position of the three-dimensional image is moved forward or backward by (a), the position of the two-dimensional image projected by the deflecting plate 25 at an angle θi is moved horizontally by (b) on the deflecting plate 25. Here, b=a×tanθi. To obtain stereoscopic video having a field angle vertically (longitudinally), similar conversion in the vertical direction is performed.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】本発明は、同一物体に対する観察方向の異
なる複数の２次元画像情報を、それぞれ観察方向に対応
した方向に投射することにより、空間に物体の３次元画
像を表示するシステムに用いられ、空間に表示される物
体の３次元画像の位置を変換する３次元画像表示位置変
換装置および方法に関する。The present invention is used in a system for displaying a three-dimensional image of an object in space by projecting a plurality of two-dimensional image information of the same object having different observation directions in directions corresponding to the observation directions, respectively. The present invention relates to a three-dimensional image display position conversion device and method for converting the position of a three-dimensional image of an object displayed in space.

【０００２】[0002]

【従来の技術】近年、光技術の進展に伴って、立体画像
を表示する技術について様々な提案がなされている。そ
の一つに、例えばアイマックスシアター（商標名）のよ
うに、左眼用画像と右眼用画像とを重ね合わせた画像を
専用の眼鏡を装着して見ることで立体的な表現を可能と
する２眼式の立体ビュア装置がある。この装置では、左
右の眼の視差を利用したステレオグラムにより立体的表
現を可能としている。2. Description of the Related Art In recent years, with the development of optical technology, various proposals have been made for a technology for displaying a stereoscopic image. One of them is that, for example, an image obtained by superimposing an image for the left eye and an image for the right eye, such as the IMAX Theater (trade name), can be rendered three-dimensional by wearing special glasses. There is a binocular stereoscopic viewer device. In this device, stereoscopic expression is enabled by a stereogram using parallax between left and right eyes.

【０００３】また、レーザ等のコヒーレントな光（可干
渉光）を用いたホログラフィ技術による立体表示も行わ
れている。この技術は、予め物体光と参照光とを用いて
乾板等にホログラフィを形成しておき、このホログラフ
ィに元の参照光を照射することで再生光を得て立体的な
画像表示を行おうとするものである。[0003] In addition, three-dimensional display is also performed by holographic technology using coherent light (coherent light) such as a laser. In this technology, holography is previously formed on a dry plate or the like using object light and reference light, and reproduction light is obtained by irradiating the holography with the original reference light to perform three-dimensional image display. Things.

【０００４】また、専用の眼鏡を必要としない立体画像
表示技術としては、いわゆるＩＰ(Integral Photograph
y)法や、パララックス法等がある。As a stereoscopic image display technique that does not require special glasses, a so-called IP (Integral Photograph) is used.
y) method and parallax method.

【０００５】ＩＰ法は、リップマンが提案したもので、
まず、多数の小さな凸レンズ群からなるフライアイレン
ズと呼ばれるレンズ板の焦点面に写真乾板を配置して、
このレンズ板を介して物体光を露光することにより写真
乾板上に多数の小さな物体像を記録したのち、この写真
乾板を現像し、それを前と全く同じ位置に置いて背面か
ら光を照射するようにしたものである。The IP method was proposed by Lippman,
First, a photographic dry plate is placed on the focal plane of a lens plate called a fly-eye lens composed of a number of small convex lens groups.
After exposing object light through this lens plate to record a large number of small object images on the photographic plate, develop this photographic plate, place it in exactly the same position as before, and irradiate light from the back. It is like that.

【０００６】パララックス法は、左右各眼に対応する短
冊状の画像の前に配置した縦格子状のアパーチャを通し
て、短冊状の画像を分離して観察する方法である。[0006] The parallax method is a method of observing a strip-shaped image separately through a vertical lattice-shaped aperture disposed in front of a strip-shaped image corresponding to each of the left and right eyes.

【０００７】[0007]

【発明が解決しようとする課題】以上のうち、上記の立
体ビュア装置においては、専用の眼鏡を装着しなければ
ならないので観る者にとって不便であると共に、不自然
な画像であるため疲れやすく、長時間の鑑賞には適さな
い。Among the above, in the above-mentioned three-dimensional viewer, it is inconvenient for a viewer because special glasses must be worn, and it is easy to get tired because of an unnatural image. Not suitable for watching time.

【０００８】また、上記したホログラフィ技術による立
体表示技術は、レーザ等のコヒーレント光を必要とする
ため、装置が大掛かりとなって製作コストも高くなり、
また、レーザ特有のスペックル干渉パターンによる画質
低下も生ずる。また、ホログラフィ技術は、予め写真乾
板上に作成したホログラフィを用いて立体表示を行うも
のであるため、静止画には適するものの、動画の３次元
表示には適していない。このことは、上記したＩＰ法に
おいても同様であり、予め写真乾板上に多数の小さな物
体像を記録する工程が必要であることから動画には適し
ていない。In addition, the above-mentioned three-dimensional display technology based on the holography technology requires coherent light such as a laser.
Further, the image quality is deteriorated due to the speckle interference pattern peculiar to the laser. Further, the holography technique is for performing three-dimensional display using holography created on a photographic plate in advance, and thus is suitable for still images but not for three-dimensional display of moving images. This is the same in the above-described IP method, and is not suitable for a moving image since a step of recording a large number of small object images on a photographic plate in advance is required.

【０００９】また、専用の眼鏡を必要としないパララッ
クス法は、あくまで左右の眼の視差を利用した擬似的な
立体表示を行うものであって、真の意味での３次元表示
を可能とするものではない。このため、画面の左右方向
の立体感は表示できるものの、上下方向の立体感は表現
できず、例えば寝転んで見ることはできなかった。ま
た、視差利用技術であることから、視点を変えても単に
同じ画像が立体感（奥行感）をもって見えるにすぎず、
頭を左右に振っても物体の側面が見えるわけではなかっ
た。In addition, the parallax method that does not require special glasses performs pseudo three-dimensional display using parallax between the left and right eyes, and enables three-dimensional display in a true sense. Not something. For this reason, although the stereoscopic effect in the horizontal direction of the screen can be displayed, the stereoscopic effect in the vertical direction cannot be expressed, and for example, the user cannot lie down and see. Also, because of the parallax utilization technology, even if the viewpoint is changed, the same image is merely seen with a three-dimensional effect (a sense of depth).
Shaking his head left and right did not reveal the sides of the object.

【００１０】また、パララックス法を実現するには、物
体を、複数のカメラによって、異なる方向から撮影し、
各カメラによって撮影されて得られたフィルムを現像
後、各フィルムを複数の画像投射機（プロジェクタ）に
よって、アパーチャを通して印画紙に焼き付けることに
よって短冊状の画像を形成する必要がある。従って、パ
ララックス法を実現するには、大掛かりな装置が必要に
なる。In order to realize the parallax method, an object is photographed by a plurality of cameras from different directions.
After developing the film obtained by each camera, it is necessary to form a strip-shaped image by printing each film on photographic paper through an aperture by a plurality of image projectors (projectors). Therefore, a large-scale apparatus is required to realize the parallax method.

【００１１】以上のことから、従来の技術では、真の意
味での立体動画表示を、簡単な構成で実現することが困
難であった。From the above, it has been difficult for the conventional technology to realize a stereoscopic moving image display in a true sense with a simple configuration.

【００１２】また、従来の立体表示技術では、いずれ
も、予め決められた位置にしか３次元画像を表示するこ
とができなかった。そのため、従来の立体表示技術で
は、３次元画像を観察者に対して近づけたり遠ざけたり
するような演出は困難であり、表現力が乏しかった。Further, in the conventional three-dimensional display technology, all three-dimensional images can be displayed only at predetermined positions. Therefore, in the conventional stereoscopic display technology, it is difficult to produce an effect of moving a three-dimensional image closer to or away from an observer, and the expression power is poor.

【００１３】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであり、その目的は、空間に物体の３次元画像を表示
するシステムにおいて、空間に表示される物体の３次元
画像の位置を変換することができるようにした３次元画
像表示位置変換装置および方法を提供することにある。The present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to convert the position of a three-dimensional image of an object displayed in space in a system for displaying a three-dimensional image of the object in space. It is an object of the present invention to provide a three-dimensional image display position conversion device and method capable of performing the same.

【００１４】[0014]

【課題を解決するための手段】本発明の３次元画像表示
位置変換装置は、同一物体に対する観察方向の異なる複
数の２次元画像情報を、それぞれ観察方向に対応した方
向に投射することにより、空間に物体の３次元画像を表
示するシステムに用いられ、空間に表示される物体の３
次元画像の位置を変換する３次元画像表示位置変換装置
であって、３次元画像の位置の移動量の情報と観察方向
または投射方向とに基づいて、３次元画像の位置を移動
量だけ移動するために必要な、２次元画像情報の位置の
面内方向の移動量を求める移動量算出手段と、移動量算
出手段によって求められた移動量だけ、２次元画像情報
の位置を変更する位置変更手段とを備えたものである。SUMMARY OF THE INVENTION A three-dimensional image display position conversion apparatus according to the present invention projects a plurality of two-dimensional image information of the same object having different observation directions in directions corresponding to the observation directions, respectively. Is used in a system that displays a three-dimensional image of an object on the
A three-dimensional image display position conversion device for converting the position of a three-dimensional image, wherein the position of the three-dimensional image is moved by the amount of movement based on information on the amount of movement of the three-dimensional image and the observation direction or the projection direction. Moving amount calculating means for calculating the moving amount of the position of the two-dimensional image information in the in-plane direction, and position changing means for changing the position of the two-dimensional image information by the moving amount calculated by the moving amount calculating means It is provided with.

【００１５】この３次元画像表示位置変換装置では、移
動量算出手段によって、３次元画像の位置の移動量の情
報と観察方向または投射方向とに基づいて、３次元画像
の位置を移動量だけ移動するために必要な、２次元画像
情報の位置の面内方向の移動量が求められ、位置変更手
段によって、移動量算出手段によって求められた移動量
だけ、２次元画像情報の位置が変更される。In the three-dimensional image display position conversion device, the three-dimensional image position is moved by the moving amount by the moving amount calculating means based on the information on the moving amount of the three-dimensional image position and the observation direction or the projection direction. The amount of movement in the in-plane direction of the position of the two-dimensional image information required to perform the operation is obtained, and the position changing unit changes the position of the two-dimensional image information by the amount of movement obtained by the amount of movement calculation unit. .

【００１６】また、本発明の３次元画像表示位置変換装
置では、移動量算出手段は、例えば、３次元画像の位置
の移動量をａとし、観察方向または投射方向をθｉとし
たときに、ｂ＝ａ×ｔａｎθｉで表されるｂに比例した
値を、２次元画像情報の位置の移動量とする。Further, in the three-dimensional image display position conversion apparatus of the present invention, the movement amount calculating means is, for example, when the movement amount of the position of the three-dimensional image is a and the observation direction or the projection direction is θi, b A value proportional to b represented by = a × tan θi is defined as a movement amount of the position of the two-dimensional image information.

【００１７】また、本発明の３次元画像表示位置変換装
置では、位置変更手段は、例えば、２次元画像情報を記
憶する記憶手段と、記憶手段に情報を書き込む際の書き
込みアドレスと記憶手段から情報の読み出す際の読み出
しアドレスとを制御することによって、２次元画像情報
の位置を変更するアドレス制御手段とを有する。Further, in the three-dimensional image display position conversion device of the present invention, the position changing means includes, for example, a storage means for storing two-dimensional image information, a write address for writing information in the storage means, and information from the storage means. Address control means for changing the position of the two-dimensional image information by controlling the read address at the time of reading.

【００１８】また、本発明の３次元画像表示位置変換装
置は、同一物体を複数の観察方向から撮影して、同一物
体に対する観察方向の異なる複数の２次元画像情報を生
成する３次元画像撮影装置に設けられていてもよいし、
同一物体に対する観察方向の異なる複数の２次元画像情
報を、それぞれ観察方向に対応した方向に投射すること
により、空間に物体の３次元画像を表示する３次元画像
表示装置に設けられていてもよい。Further, the three-dimensional image display position conversion device of the present invention captures the same object from a plurality of viewing directions and generates a plurality of two-dimensional image information of the same object having different viewing directions. May be provided in the
The apparatus may be provided in a three-dimensional image display device that displays a three-dimensional image of an object in space by projecting a plurality of two-dimensional image information items having different observation directions on the same object in directions corresponding to the observation directions. .

【００１９】本発明の３次元画像表示位置変換方法は、
同一物体に対する観察方向の異なる複数の２次元画像情
報を、それぞれ観察方向に対応した方向に投射すること
により、空間に物体の３次元画像を表示するシステムに
用いられ、空間に表示される物体の３次元画像の位置を
変換する３次元画像表示位置変換方法であって、３次元
画像の位置の移動量の情報と観察方向または投射方向と
に基づいて、３次元画像の位置を移動量だけ移動するた
めに必要な、２次元画像情報の位置の面内方向の移動量
を求める移動量算出手順と、移動量算出手順によって求
められた移動量だけ、２次元画像情報の位置を変更する
位置変更手順とを含むものである。According to the three-dimensional image display position conversion method of the present invention,
By projecting a plurality of two-dimensional image information of the same object in different observation directions in directions corresponding to the observation directions, the system is used in a system for displaying a three-dimensional image of an object in space, A three-dimensional image display position conversion method for converting a position of a three-dimensional image, wherein the position of the three-dimensional image is moved by the amount of movement based on information on the amount of movement of the position of the three-dimensional image and an observation direction or a projection direction. Amount calculation procedure for calculating the amount of movement of the position of the two-dimensional image information in the in-plane direction necessary to perform the position change, and the position change for changing the position of the two-dimensional image information by the movement amount obtained by the movement amount calculation procedure Procedures.

【００２０】この３次元画像表示位置変換方法では、移
動量算出手順において、３次元画像の位置の移動量の情
報と観察方向または投射方向とに基づいて、３次元画像
の位置を移動量だけ移動するために必要な、２次元画像
情報の位置の面内方向の移動量が求められ、位置変更手
順において、移動量算出手順によって求められた移動量
だけ、２次元画像情報の位置が変更される。In the three-dimensional image display position conversion method, the three-dimensional image position is moved by the moving amount in the moving amount calculating procedure based on the information on the moving amount of the three-dimensional image position and the observation direction or the projection direction. Of the position of the two-dimensional image information required to perform the operation is obtained, and in the position changing procedure, the position of the two-dimensional image information is changed by the moving amount obtained by the moving amount calculating procedure. .

【００２１】また、本発明の３次元画像表示位置変換方
法では、移動量算出手順は、例えば、３次元画像の位置
の移動量をａとし、観察方向または投射方向をθｉとし
たときに、ｂ＝ａ×ｔａｎθｉで表されるｂに比例した
値を、２次元画像情報の位置の移動量とする。In the three-dimensional image display position conversion method according to the present invention, the moving amount calculating procedure includes, for example, when the moving amount of the position of the three-dimensional image is a, and when the observation direction or the projection direction is θi, b A value proportional to b represented by = a × tan θi is defined as a movement amount of the position of the two-dimensional image information.

【００２２】また、本発明の３次元画像表示位置変換方
法では、位置変更手順は、例えば、２次元画像情報を記
憶する記憶手段に情報を書き込む際の書き込みアドレス
と記憶手段から情報の読み出す際の読み出しアドレスと
を制御することによって、２次元画像情報の位置を変更
する。In the three-dimensional image display position conversion method according to the present invention, the position change procedure includes, for example, a write address when writing information to the storage means for storing two-dimensional image information and a writing address when reading information from the storage means. By controlling the read address, the position of the two-dimensional image information is changed.

【００２３】[0023]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態に係る
３次元画像表示位置変換装置および方法について図面を
参照して詳細に説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a three-dimensional image display position conversion apparatus and method according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

【００２４】〔第１の実施の形態〕始めに、図１および
図２を参照して、本発明の第１の実施の形態における３
次元画像の撮影と表示の原理について説明する。[First Embodiment] First, referring to FIG. 1 and FIG. 2, the third embodiment of the present invention will be described.
The principle of capturing and displaying a two-dimensional image will be described.

【００２５】図１は本実施の形態における３次元画像撮
影装置の概略の構成を示す説明図である。本実施の形態
における３次元画像撮影装置は、入射する光の方向と出
射する光の方向とを所定の角度範囲内で選択することの
可能な偏向板１１と、この偏向板１１の一方の面に対向
するように配置された集光レンズ１２と、この集光レン
ズ１２における偏向板１１とは反対側に順に配置された
ピンホール部材１３、集光レンズ１４およびＣＣＤ（電
荷結合素子）１５とを備えている。ピンホール部材１３
は、光を通過させるピンホールを有している。FIG. 1 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of a three-dimensional image photographing apparatus according to the present embodiment. The three-dimensional image capturing apparatus according to the present embodiment includes a deflecting plate 11 capable of selecting a direction of incident light and a direction of emitted light within a predetermined angle range, and one surface of the deflecting plate 11. A condensing lens 12 arranged to face the lens, a pinhole member 13, a condensing lens 14 and a CCD (charge coupled device) 15 arranged in this order on the opposite side of the deflecting plate 11 in the condensing lens 12. It has. Pinhole member 13
Have a pinhole through which light passes.

【００２６】この３次元画像撮影装置では、偏向板１１
における集光レンズ１２とは反対側の面が、撮影対象物
としての物体１０に向けられるようになっている。集光
レンズ１２は、偏向板１１側より垂直に平行光が入射し
たときに、出射光がピンホール部材１３のピンホールの
位置で最も小径となるように、光を集光するようになっ
ている。この集光レンズ１２には、例えばフレネルレン
ズが用いられる。集光レンズ１４は、ピンホールを通過
して拡散する光を集光して、ＣＣＤ１５の撮像面上に、
物体１０の像を結像するようになっている。In this three-dimensional image photographing apparatus, the deflection plate 11
The surface on the side opposite to the condenser lens 12 is directed to the object 10 as the photographing target. The condensing lens 12 condenses the light so that the outgoing light has the smallest diameter at the position of the pinhole of the pinhole member 13 when the parallel light is incident vertically from the deflecting plate 11 side. I have. As the condenser lens 12, for example, a Fresnel lens is used. The condensing lens 14 condenses the light that diffuses through the pinhole,
The image of the object 10 is formed.

【００２７】ここで、図１に示した３次元画像撮影装置
の作用について説明する。物体１０からの光は偏向板１
１に入射する。偏向板１１は、この入射する光のうち、
偏向板１１の面に対して所定の角度をなす光のみを選択
的に通過させ、偏向板１１の面に対して垂直な平行光と
して出射する。集光レンズ１２は、偏向板１１からの平
行光を集光する。この光は、ピンホール部材１３のピン
ホールを通過し、集光レンズ１４によって集光され、Ｃ
ＣＤ１５に入射する。ＣＣＤ１５の撮像面には、所定の
方向から見た物体１０の２次元画像が結像される。この
３次元画像撮影装置では、観察点１６が、偏向板１１お
よび集光レンズ１２を挟んで物体１０に対向する位置に
想定されて、撮影が行われる。偏向板１１において選択
される入射光の角度は、時間と共に順次変えられる。Here, the operation of the three-dimensional image photographing apparatus shown in FIG. 1 will be described. Light from the object 10 is reflected by the deflector 1
Incident on 1. The deflecting plate 11 is provided with
Only light having a predetermined angle with respect to the surface of the deflecting plate 11 is selectively passed, and emitted as parallel light perpendicular to the surface of the deflecting plate 11. The condensing lens 12 condenses the parallel light from the deflecting plate 11. This light passes through the pinhole of the pinhole member 13, is collected by the condenser lens 14, and
The light enters the CD 15. A two-dimensional image of the object 10 viewed from a predetermined direction is formed on an imaging surface of the CCD 15. In this three-dimensional image photographing apparatus, photographing is performed assuming that the observation point 16 is located at a position facing the object 10 with the polarizing plate 11 and the condenser lens 12 interposed therebetween. The angle of the incident light selected in the deflecting plate 11 is sequentially changed with time.

【００２８】このように、図１に示した３次元画像撮影
装置では、一つの撮影手段（ＣＣＤ１５等）によって物
体１０が撮影されて、物体１０の２次元画像情報が生成
されると共に、撮影方向が順次変化させられる。従っ
て、ＣＣＤ１５より出力される画像情報は、時間と共に
撮影方向が変化する複数の２次元画像情報となり、これ
は、空間に物体の３次元画像を表示するために必要な画
像情報となる。As described above, in the three-dimensional image photographing apparatus shown in FIG. 1, the object 10 is photographed by one photographing means (CCD 15 or the like), and two-dimensional image information of the object 10 is generated, and the photographing direction is obtained. Are sequentially changed. Therefore, the image information output from the CCD 15 is a plurality of two-dimensional image information whose shooting direction changes with time, which is image information necessary for displaying a three-dimensional image of an object in space.

【００２９】図２は本実施の形態における３次元画像表
示装置の概略の構成を示す説明図である。本実施の形態
における３次元画像表示装置は、２次元画像情報に基づ
いて、通過する光を空間的に変調する空間光変調器とし
ての透過型の液晶表示素子（以下、ＬＣＤと記す。）２
１と、このＬＣＤ２１の光の出射側に順に配置された集
光レンズ２２、ピンホール部材２３、集光レンズ２４お
よび偏向板２５を備えている。ピンホール部材２３は、
光を通過させるピンホールを有している。FIG. 2 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of the three-dimensional image display device according to the present embodiment. The three-dimensional image display device in the present embodiment is a transmissive liquid crystal display element (hereinafter, referred to as LCD) 2 as a spatial light modulator that spatially modulates passing light based on two-dimensional image information.
1, a condenser lens 22, a pinhole member 23, a condenser lens 24, and a deflecting plate 25 arranged in this order on the light emission side of the LCD 21. The pinhole member 23 is
It has a pinhole for passing light.

【００３０】集光レンズ２２は、ＬＣＤ２１の出射光
を、ピンホール部材２３のピンホールの位置で最も小径
となるように集光するようになっている。集光レンズ２
４は、ピンホールを通過した光を平行光とするようにな
っている。この集光レンズ２４には、例えばフレネルレ
ンズが用いられる。偏向板２５は、集光レンズ２４から
の光を、偏向板２５の面に対して所定の角度をなす平行
光として出射するようになっている。The condensing lens 22 condenses the light emitted from the LCD 21 so as to have the smallest diameter at the position of the pinhole of the pinhole member 23. Condensing lens 2
Reference numeral 4 designates light passing through the pinhole as parallel light. As the condenser lens 24, for example, a Fresnel lens is used. The deflecting plate 25 emits the light from the condenser lens 24 as parallel light that forms a predetermined angle with respect to the surface of the deflecting plate 25.

【００３１】ここで、図２に示した３次元画像表示装置
の作用について説明する。ＬＣＤ２１は、図１に示した
３次元画像撮影装置によって得られた２次元画像情報に
基づいて、光を空間的に変調する。ＬＣＤ２１によって
変調された光は、集光レンズ２２によって集光され、ピ
ンホール部材２３のピンホールを通過し、集光レンズ２
４によって平行光とされて、偏向板２５に入射する。偏
向板２５は、集光レンズ２４からの光を、偏向板２５の
面に対して所定の角度をなす平行光として出射する。偏
向板２５からの出射光の角度は、撮影時における偏向板
１１の入射光の角度と一致するように、時間と共に順次
変えられる。Here, the operation of the three-dimensional image display device shown in FIG. 2 will be described. The LCD 21 spatially modulates light based on two-dimensional image information obtained by the three-dimensional image photographing device shown in FIG. The light modulated by the LCD 21 is condensed by the condenser lens 22, passes through the pinhole of the pinhole member 23, and
The light is converted into parallel light by 4 and enters the deflection plate 25. The deflecting plate 25 emits the light from the condenser lens 24 as parallel light that forms a predetermined angle with the surface of the deflecting plate 25. The angle of the light emitted from the deflecting plate 25 is sequentially changed with time so as to coincide with the angle of the incident light on the deflecting plate 11 during imaging.

【００３２】このように、図２に示した３次元画像表示
装置では、図１に示した３次元画像撮影装置によって得
られ、撮影方向が変化する２次元画像情報に基づいて、
ＬＣＤ２１によって光が変調されて、２次元画像が再生
される。この２次元画像は、撮影時における偏向板１１
の入射光の角度と一致する角度で、偏向板２５から出射
される。これにより、空間上に、物体１０の３次元画像
（立体画像）２０が形成される。偏向板２５における光
の出射側に位置する観察者２６は、この３次元画像２０
を観察することができる。As described above, in the three-dimensional image display device shown in FIG. 2, based on the two-dimensional image information obtained by the three-dimensional image photographing device shown in FIG.
The light is modulated by the LCD 21 to reproduce a two-dimensional image. This two-dimensional image is used as the deflection plate 11 at the time of shooting.
Is emitted from the deflecting plate 25 at an angle that matches the angle of the incident light. Thus, a three-dimensional image (stereoscopic image) 20 of the object 10 is formed in the space. An observer 26 located on the light emission side of the deflecting plate 25 is a three-dimensional image 20
Can be observed.

【００３３】なお、ＬＣＤ２１に与える２次元画像情報
は、図１に示した３次元画像撮影装置によって得られた
２次元画像情報を、上下方向および左右方向に反転させ
た２次元画像情報とする。ただし、左右方向にのみ立体
的な３次元画像を表示する場合には、図１に示した３次
元画像撮影装置によって得られた２次元画像情報を、左
右方向に反転させた２次元画像情報を与えればよい。ま
た、この場合には、偏向板２５の光の出射側に、上下方
向に光を拡散する拡散板を設ける必要がある。この拡散
板は、例えば、水平方向に延びる微小な蒲鉾型レンズを
上下方向に多数並べて構成される。The two-dimensional image information given to the LCD 21 is two-dimensional image information obtained by inverting the two-dimensional image information obtained by the three-dimensional image photographing apparatus shown in FIG. 1 in the vertical and horizontal directions. However, when displaying a three-dimensional three-dimensional image only in the left-right direction, two-dimensional image information obtained by inverting the two-dimensional image information obtained by the three-dimensional image capturing apparatus shown in FIG. Just give it. In this case, it is necessary to provide a diffusion plate for diffusing light in the vertical direction on the light emission side of the deflection plate 25. This diffuser plate is configured by, for example, arranging a large number of minute crab-shaped lenses extending in the horizontal direction in the vertical direction.

【００３４】次に、図３および図４を参照して、左右方
向にのみ立体的な３次元画像を表示する場合を例にとっ
て、本実施の形態における３次元画像撮影装置と３次元
画像表示装置の位置関係について概念的に説明する。図
３は、図１に示した３次元画像撮影装置の光学系に、図
２に示した３次元画像表示装置の光学系を重ね合わせた
場合の光学系を示す説明図である。図４は、図２に示し
た３次元画像表示装置の光学系に、図１に示した３次元
画像撮影装置の光学系を重ね合わせた場合の光学系を示
す説明図である。これらの図に示した光学系では、集光
レンズ１２とピンホール部材１３との間に、仮想的なハ
ーフミラー２７が配置されている。このハーフミラー２
７は、その反射面の法線が、３次元画像撮影装置の光学
系の光軸に対して４５度をなすように配置されている。
そして、集光レンズ１２からの光がハーフミラー２７で
反射して進行する方向に、３次元画像表示装置のピンホ
ール部材２３、集光レンズ２２およびＬＣＤ２１が配置
されている。Next, referring to FIGS. 3 and 4, taking a case where a three-dimensional image is displayed only in the horizontal direction as an example, a three-dimensional image photographing apparatus and a three-dimensional image display apparatus according to the present embodiment. Will be described conceptually. FIG. 3 is an explanatory diagram showing an optical system when the optical system of the three-dimensional image display device shown in FIG. 2 is superimposed on the optical system of the three-dimensional image photographing device shown in FIG. FIG. 4 is an explanatory diagram showing an optical system when the optical system of the three-dimensional image photographing device shown in FIG. 1 is superimposed on the optical system of the three-dimensional image display device shown in FIG. In the optical systems shown in these figures, a virtual half mirror 27 is disposed between the condenser lens 12 and the pinhole member 13. This half mirror 2
Reference numeral 7 is arranged so that the normal to the reflection surface is at 45 degrees to the optical axis of the optical system of the three-dimensional image capturing apparatus.
The pinhole member 23, the condenser lens 22, and the LCD 21 of the three-dimensional image display device are arranged in a direction in which the light from the condenser lens 12 is reflected by the half mirror 27 and travels.

【００３５】撮影時には、ＣＣＤ１５上に物体１０の像
が結像される。このとき、集光レンズ１２からの光がハ
ーフミラー２７で反射してＬＣＤ２１に結像したとする
と、ＬＣＤ２１に結像する像は、ＣＣＤ１５上に結像す
る像に対して左右方向に反転した像である。表示時に
は、この反転した像が形成されるように、ＬＣＤ２１を
駆動することになる。At the time of photographing, an image of the object 10 is formed on the CCD 15. At this time, assuming that the light from the condenser lens 12 is reflected by the half mirror 27 and forms an image on the LCD 21, the image formed on the LCD 21 is an image obtained by inverting the image formed on the CCD 15 in the horizontal direction. It is. At the time of display, the LCD 21 is driven so that this inverted image is formed.

【００３６】次に、図５を参照して、本実施の形態にお
ける３次元画像撮影装置の構成について詳しく説明す
る。図５は、本実施の形態における３次元画像撮影装置
の構成を示すブロック図である。この３次元画像撮影装
置は、図１に示した構成の他に、ＣＣＤ１５を駆動する
ＣＣＤ駆動回路３１と、ＣＣＤ１５の出力信号を処理し
て、画像信号を出力する信号処理回路３２と、この信号
処理回路３２の出力信号を入力し、必要に応じて、後述
する表示位置変換処理を行う表示位置変換回路３３と、
この表示位置変換回路３３に対して、表示位置の移動量
の情報を与えるための操作部３４と、表示位置変換回路
３３の出力に同期信号を重畳して、映像信号として出力
する出力回路３５とを備えている。３次元画像撮影装置
は、更に、偏向板１１を駆動する偏向板駆動回路３６
と、この偏向板駆動回路３６に対して、選択する入射光
の角度の空間的および時間的なパターンの情報を与える
角度パターン発生回路３７と、上記各回路の動作のタイ
ミングを制御するタイミング制御回路３８とを備えてい
る。Next, the configuration of the three-dimensional image photographing apparatus according to the present embodiment will be described in detail with reference to FIG. FIG. 5 is a block diagram illustrating a configuration of the three-dimensional image capturing apparatus according to the present embodiment. This three-dimensional image photographing apparatus has, in addition to the configuration shown in FIG. 1, a CCD driving circuit 31 for driving the CCD 15, a signal processing circuit 32 for processing an output signal of the CCD 15 and outputting an image signal, A display position conversion circuit 33 that receives an output signal of the processing circuit 32 and performs a display position conversion process described later, as necessary;
An operation unit 34 for giving information on the amount of movement of the display position to the display position conversion circuit 33, and an output circuit 35 for superimposing a synchronization signal on the output of the display position conversion circuit 33 and outputting it as a video signal. It has. The three-dimensional image photographing apparatus further includes a deflecting plate driving circuit 36 for driving the deflecting plate 11.
An angle pattern generating circuit 37 for giving information on the spatial and temporal pattern of the angle of the incident light to be selected to the deflection plate driving circuit 36; and a timing control circuit for controlling the operation timing of each circuit. 38.

【００３７】なお、ＣＣＤ１５は、モノクロ画像用でも
よいし、カラー画像用でもよい。カラー画像用のＣＣＤ
１５としては、例えば、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色フィルタを備
えた単板式カラーフィルタ方式のものでもよいし、入射
光をＲ，Ｇ，Ｂの各色に分離する色分離手段と分離され
た各光を受光する３枚のモノクロ用のＣＣＤとを含む３
板式のものでもよい。The CCD 15 may be for a monochrome image or a color image. CCD for color image
For example, a single-plate type color filter system provided with R, G, and B color filters may be used as the reference number 15, or a color separation unit that separates incident light into R, G, and B colors and light separated from each other may be used. Including three monochrome CCDs that receive light
A plate type may be used.

【００３８】ここで、図５に示した３次元画像撮影装置
の動作について説明する。偏向板駆動回路３６は、偏向
板１１が選択する入射光の角度が、一定の周期で順次変
化するように、偏向板１１を駆動する。以下の説明で
は、偏向板１１が選択する入射光の角度が、θ１からθ
６０まで、Δθ間隔で変化するものとする。Δθは、例
えば１度とする。Here, the operation of the three-dimensional image photographing apparatus shown in FIG. 5 will be described. The deflecting plate driving circuit 36 drives the deflecting plate 11 so that the angle of the incident light selected by the deflecting plate 11 changes sequentially at a constant cycle. In the following description, the angle of the incident light selected by the deflecting plate 11 is from θ1 to θ.
It is assumed that it changes at intervals of Δθ up to 60. Δθ is, for example, 1 degree.

【００３９】ＣＣＤ駆動回路３１は、偏向板１１が選択
する入射光の各角度毎に、１枚の２次元画像情報が得ら
れるように、偏向板駆動回路３６による偏向板１１の駆
動に同期してＣＣＤ１５を駆動する。ＣＣＤ１５の出力
信号は、信号処理回路３２によって処理されて画像信号
とされる。この画像信号は、必要に応じて表示位置変換
回路３３による表示位置変換処理が施されて、出力回路
３５に送られる。そして、この出力回路３５より映像信
号が出力される。なお、表示位置変換回路３３の構成と
動作については、後で詳しく説明する。The CCD driving circuit 31 is synchronized with the driving of the deflecting plate 11 by the deflecting plate driving circuit 36 so that one two-dimensional image information can be obtained for each angle of the incident light selected by the deflecting plate 11. To drive the CCD 15. The output signal of the CCD 15 is processed by the signal processing circuit 32 to be an image signal. This image signal is subjected to display position conversion processing by a display position conversion circuit 33 as necessary, and is sent to an output circuit 35. Then, the output circuit 35 outputs a video signal. The configuration and operation of the display position conversion circuit 33 will be described later in detail.

【００４０】図６は、偏向板１１が選択する入射光の角
度とＣＣＤ１５が取り込む画像との対応関係を示す説明
図である。この図に示したように、偏向板１１が選択す
る入射光の角度は、θ1 からθ60まで角度Δθ（＝１
度）間隔で変化する。ＣＣＤ１５は、各角度θi （ｉ＝
１，２，…，６０）毎に、撮影対象物としての物体の２
次元画像を取り込む。本実施の形態において、各角度θ
i 毎に取り込まれた１枚の２次元画像を１フィールド分
の画像と呼ぶこととする。従って、角度θ1 からθ60ま
での入射光の角度の走査によって、６０フィールド分の
２次元画像が得られる。以下の説明では、この角度θ1
からθ60までの走査によって得られる２次元画像の集合
体を、６０空間フィールド分の画像と呼ぶものとする。
６０空間フィールド分の画像で一つの３次元静止画像が
形成される。そのため、角度θ1 からθ60までの６０空
間フィールドを１空間フレームと呼ぶものとする。ま
た、θ1 〜θ60の各角度毎の画像取り込みは、それぞ
れ、タイミングｔ1 〜ｔ60において行われるものとす
る。FIG. 6 is an explanatory diagram showing the correspondence between the angle of the incident light selected by the deflecting plate 11 and the image captured by the CCD 15. As shown in this figure, the angle of the incident light selected by the deflecting plate 11 is the angle Δθ (= 1) from θ1 to θ60.
Degrees) at intervals. The CCD 15 sets each angle θi (i =
1, 2,..., 60)
Capture a two-dimensional image. In the present embodiment, each angle θ
One two-dimensional image captured for each i is called an image for one field. Accordingly, a two-dimensional image for 60 fields can be obtained by scanning the angle of the incident light from the angles θ1 to θ60. In the following description, this angle θ1
An aggregate of two-dimensional images obtained by scanning from to 60 is referred to as an image for 60 spatial fields.
One three-dimensional still image is formed from images for 60 space fields. Therefore, the 60 spatial fields from the angles θ1 to θ60 are referred to as one spatial frame. Further, it is assumed that the image capture at each angle of θ1 to θ60 is performed at timings t1 to t60, respectively.

【００４１】角度θ1 からθ60までの６０空間フィール
ド分の画像の取り込みが終了すると、次のタイミングｔ
61〜ｔ120 においてさらに角度θ1 からθ60までの６０
空間フィールド分の画像の取込みが行われる。以下同様
にして、６０空間フィールド分ずつの画像の取込みが繰
り返される。そして、この繰り返しを６０回行うこと
で、合計３６００フィールド分の画像が得られる。この
とき、ある角度θi に着目すると、タイミングｔi 〜ｔ
(i+60x59) において６０フィールド分の画像が得られた
ことになる。なお、以下の説明では、各角度θｉにおい
てタイミングｔi〜ｔ(i+60x59) で得られる２次元画像
を６０時間フィールド分の画像と呼ぶものとする。When the image capture for 60 spatial fields from the angles θ 1 to θ 60 is completed, the next timing t
From 61 to t120, the angle θ1 is further increased to 60 from the angle θ1 to θ60.
An image for the spatial field is captured. In the same manner, the capture of the image for each of the 60 spatial fields is repeated. By repeating this operation 60 times, an image for a total of 3600 fields can be obtained. At this time, focusing on a certain angle θi, the timings ti to t
At (i + 60x59), an image for 60 fields has been obtained. In the following description, a two-dimensional image obtained at timings ti to t (i + 60x59) at each angle θi is referred to as an image for a 60-hour field.

【００４２】ここで、角度θ1 からθ60までの入射光の
角度の変化および６０空間フィールド分の画像の取込み
を１／６０秒の時間で行うものとすると、入射光の角度
変化の周期および画像取込み周期Δｔは１／３６００秒
となり、１秒間で３６００フィールド分の画像が得られ
ることになる。Here, assuming that the change in the angle of the incident light from the angles θ 1 to θ 60 and the capture of the image for 60 spatial fields are performed in 1/60 second, the period of the change in the angle of the incident light and the image capture The period Δt is 1/3600 seconds, and an image for 3600 fields can be obtained in one second.

【００４３】次に、３次元画像撮影装置における偏向板
１１の構成の一例について説明する。図７は、偏向板１
１に用いる液晶素子の構成を示したものである。この液
晶素子４０は、高分子分散液晶(PDLC : Polymer Disper
sed Liquid Crystal) または高分子・液晶複合体(Liqui
d Crystal Polymer Composite)と呼ばれる素子を用いて
構成される。この高分子分散液晶素子は、高分子と液晶
の複合体に電圧を加えて液晶分子の配列方向を電界の方
向に揃え、高分子と液晶との屈折率のマッチングによる
効果を利用して、見る方向によって白濁状態と透明状態
とを切り換えることができる機能を有するものである。Next, an example of the configuration of the deflecting plate 11 in the three-dimensional image photographing apparatus will be described. FIG. 7 shows the deflection plate 1.
1 shows a configuration of a liquid crystal element used in Example 1. The liquid crystal element 40 is composed of a polymer dispersed liquid crystal (PDLC).
sed Liquid Crystal) or polymer / liquid crystal composite (Liquid
d Crystal Polymer Composite). This polymer-dispersed liquid crystal device applies a voltage to the composite of polymer and liquid crystal to align the liquid crystal molecules in the direction of the electric field, and uses the effect of the refractive index matching between the polymer and liquid crystal to see It has a function of switching between a cloudy state and a transparent state depending on the direction.

【００４４】液晶素子４０は、高分子材料４１中に数ミ
クロン以下の針状の液晶分子４２を分散させて形成した
高分子・液晶複合層４３と、この高分子・液晶複合層４
３の入射面および出射面に、高分子・液晶複合層４３を
挟んで互いに対向すると共に紙面と直交する方向に延び
るように形成された微小幅のストライプ電極４４，４５
とを備えている。なお、ストライプ電極４４，４５は、
上記のようにストライプの方向（電極の長手方向）が互
いに平行になるように配置してもよいが、例えば、スト
ライプの方向を直交させた、いわゆる単純マトリクス配
置としてもよい。あるいは、ＴＦＴ（薄膜トランジス
タ）等を用いて構成されるアクティブマトリクス配置と
してもよい。これらの場合には、偏向方向の制御を２方
向について行うことが可能になる。The liquid crystal element 40 comprises a polymer / liquid crystal composite layer 43 formed by dispersing needle-like liquid crystal molecules 42 of several microns or less in a polymer material 41, and a polymer / liquid crystal composite layer 4.
The microscopic stripe electrodes 44 and 45 are formed on the entrance surface and the exit surface of the third electrode 3 so as to be opposed to each other with the polymer / liquid crystal composite layer 43 interposed therebetween and to extend in a direction perpendicular to the paper surface.
And The stripe electrodes 44 and 45 are
As described above, the stripes may be arranged so that the directions of the stripes (the longitudinal directions of the electrodes) are parallel to each other. For example, a so-called simple matrix arrangement in which the directions of the stripes are orthogonal to each other may be used. Alternatively, an active matrix arrangement using a TFT (thin film transistor) or the like may be adopted. In these cases, it is possible to control the deflection direction in two directions.

【００４５】ストライプ電極４４，４５は、例えばＩＴ
Ｏ(Indium Tin Oxide)等の透明導電膜から形成され、図
の紙面と直交する方向（縦方向）に延びている。ストラ
イプ電極４４とストライプ電極４５との間には、所定の
電圧が選択的に印加されるようになっている。図中にお
ける１Ｐｘは、１画素分の領域を表している。ストライ
プ電極４４，４５の配列のピッチは、６０個の角度θ1
〜θ60を実現し得る程度に、でき得る限り小さくされて
いる。The stripe electrodes 44 and 45 are made of, for example, IT
It is formed of a transparent conductive film such as O (Indium Tin Oxide) and extends in a direction (vertical direction) perpendicular to the plane of the drawing. A predetermined voltage is selectively applied between the stripe electrode 44 and the stripe electrode 45. 1Px in the figure represents an area for one pixel. The pitch of the arrangement of the stripe electrodes 44 and 45 is 60 angles θ1.
Is set as small as possible to the extent that .theta.60 can be realized.

【００４６】液晶分子４２は、電圧が印加されていない
状態では、高分子材料４１中において液晶光軸（長軸）
がランダムな方向を向いている。この状態では、液晶分
子４２の実効的な屈折率と高分子材料４１の屈折率とは
一致せず、液晶分子４２と高分子材料４１との界面での
光散乱効果によって、高分子・液晶複合層４３の全体が
不透明な白色状態を呈する。一方、ストライプ電極４
４，４５間に電圧が選択的に印加されると、これにより
生ずる挟い電界の及ぶ範囲内において、液晶分子４２の
光軸方向が電界方向と一致して揃い、液晶分子４２の見
かけの屈折率は、液晶分子４２の常光線に対応する値ｎ
0 となる。このため、高分子材料４１として、その屈折
率がｎ0 とほぼ等しいものを用いると、液晶分子４２と
高分子材料４１との界面における屈折率の差がなくな
り、電界方向においては光散乱効果が弱まって高分子・
液晶複合層４３が透明になる。すなわち、電界方向にの
み光が通過することとなる。When no voltage is applied to the liquid crystal molecules 42, the liquid crystal optical axis (long axis) in the polymer material 41.
Are pointing in random directions. In this state, the effective refractive index of the liquid crystal molecules 42 does not coincide with the refractive index of the polymer material 41, and the light scattering effect at the interface between the liquid crystal molecules 42 and the polymer material 41 causes the polymer / liquid crystal composite. The entire layer 43 has an opaque white state. On the other hand, the stripe electrode 4
When a voltage is selectively applied between 4, 4 and 45, the direction of the optical axis of the liquid crystal molecules 42 is aligned with the direction of the electric field within the range of the sandwiched electric field generated by this, and the apparent refraction of the liquid crystal molecules 42 The ratio is a value n corresponding to the ordinary ray of the liquid crystal molecules 42.
It becomes 0. For this reason, if a polymer material 41 having a refractive index substantially equal to n0 is used, there is no difference in the refractive index at the interface between the liquid crystal molecules 42 and the polymer material 41, and the light scattering effect is weakened in the direction of the electric field. Polymer
The liquid crystal composite layer 43 becomes transparent. That is, light passes only in the direction of the electric field.

【００４７】ここで、例えば、高分子・液晶複合層４３
の厚さをＬ、ストライプ電極４４，４５の配列のピッチ
をｐとする。この場合、高分子・液晶複合層４３を通過
する光の方向が高分子・液晶複合層４３の面の法線に対
してなす角度をδｉ、そのときのストライプ電極４４，
４５間の水平方向のずれ量をピッチ数で表した値をｎi
、ストライプ電極４４，４５間の水平方向のずれ量を
距離で表した値をｄi とすると、 ｔａｎδi ＝ｄi ／Ｌ＝ｐ×ｎi ／Ｌ より、所定の角度δi を得るためのストライプ電極４
４，４５間の水平方向のずれピッチ数ｎi は、次の式
（１）で表される。ここに、ｉ＝１，２，…，６０であ
る。Here, for example, the polymer / liquid crystal composite layer 43
Is L, and the pitch of the arrangement of the stripe electrodes 44 and 45 is p. In this case, the angle formed by the direction of the light passing through the polymer / liquid crystal composite layer 43 with respect to the normal to the surface of the polymer / liquid crystal composite layer 43 is δi, and the stripe electrode 44,
The value of the number of pitches in the horizontal direction between 45 is represented by ni.
When the value of the horizontal displacement between the stripe electrodes 44 and 45 is represented by di, the stripe electrode 4 for obtaining the predetermined angle δi is given by tanδi = di / L = p × ni / L.
The number of horizontal shift pitches ni between 4, 45 is expressed by the following equation (1). Here, i = 1, 2,..., 60.

【００４８】ｎi ＝Ｌ×ｔａｎδi ／ｐ…（１）Ni = L × tan δi / p (1)

【００４９】図８は、上述の液晶素子４０を用いた偏向
板１１の構成を示したものである。この図に示したよう
に、３次元画像撮影装置における偏向板１１としては、
液晶素子４０を２枚重ね合わせた構造のものが用いられ
る。以下、偏向板１１における入射側の液晶素子４０を
符号４０Ａで表し、出射側の液晶素子４０を符号４０Ｂ
で表す。なお、図８では、ストライプ電極４４，４５の
図示を省略している。液晶素子４０Ａ，４０Ｂ間の界面
は、光散乱面になっている。FIG. 8 shows the structure of the deflecting plate 11 using the liquid crystal element 40 described above. As shown in this figure, as the deflection plate 11 in the three-dimensional image photographing device,
One having a structure in which two liquid crystal elements 40 are overlapped is used. Hereinafter, the liquid crystal element 40 on the incident side of the deflecting plate 11 is denoted by reference numeral 40A, and the liquid crystal element 40 on the output side is denoted by reference numeral 40B.
Expressed by Note that illustration of the stripe electrodes 44 and 45 is omitted in FIG. The interface between the liquid crystal elements 40A and 40B is a light scattering surface.

【００５０】この偏向板１１の駆動は、以下のようにし
て行われる。液晶素子４０Ａでは、通過する光の角度δ
i が、選択する入射光の角度θ1 〜θ60となるように、
ストライプ電極４４，４５に対する電圧の印加が制御さ
れる。液晶素子４０Ａを通過した光は、液晶素子４０
Ａ，４０Ｂの間の光散乱面で散乱される。液晶素子４０
Ｂでは、液晶素子４０Ａを通過し、光散乱面で散乱され
た光のうち、液晶素子４０Ｂの面に垂直な光のみが液晶
素子４０Ｂを通過するように、ストライプ電極４４，４
５に対する電圧の印加が制御される。これにより、図８
に示したように、角度θi で入射する光のみが、偏向板
１１を通過し、且つ偏向板１１の面に対して垂直に出射
される。The driving of the deflecting plate 11 is performed as follows. In the liquid crystal element 40A, the angle δ of the passing light
so that i is the angle θ1 to θ60 of the selected incident light,
The application of a voltage to the stripe electrodes 44 and 45 is controlled. The light that has passed through the liquid crystal element 40A is
A and 40B are scattered by the light scattering surface. Liquid crystal element 40
In B, the stripe electrodes 44 and 4 are arranged such that, of the light that has passed through the liquid crystal element 40A and is scattered by the light scattering surface, only light that is perpendicular to the surface of the liquid crystal element 40B passes through the liquid crystal element 40B.
5 is controlled. As a result, FIG.
As shown in (1), only the light incident at the angle θi passes through the deflecting plate 11 and is emitted perpendicular to the surface of the deflecting plate 11.

【００５１】図９は、入射光の角度がθ１のときの偏向
板１１の動作を示したものであり、図１０は、入射光の
角度がθ60のときの偏向板１１の動作を示したものであ
る。これらの図に示したように、各液晶素子４０Ａ，４
０Ｂにおけるストライプ電極４４，４５に対する電圧印
加の制御は、電圧の印加される一対の電極間を結ぶ直線
が偏向板１１の面に対してなす角度をθi に保ったま
ま、電圧の印加される一対の電極を、例えば、図中の矢
印で示したように図の左方から右方へと順次シフトさせ
るようにして行われる。より具体的には、入射面側に配
列された各ストライプ電極４５に対して次々と所定の時
間間隔でパルス電圧を印加する走査（以下、電圧印加走
査という。）に同期して、出射面側に配列された各スト
ライプ電極４４に対して次々とパルス電圧を印加する電
圧印加走査が行われる。その際、入射面側の電圧が印加
されるストライプ電極４５と出射面側の電圧が印加され
るストライプ電極４４との間には、角度θi に対応した
水平ずれ距離が保たれるように制御が行われる。このよ
うな動作は、各画素に対応した各領域で同時に行われ
る。FIG. 9 shows the operation of the deflecting plate 11 when the angle of the incident light is θ1, and FIG. 10 shows the operation of the deflecting plate 11 when the angle of the incident light is θ60. It is. As shown in these figures, each liquid crystal element 40A, 4A
0B, the voltage application to the stripe electrodes 44 and 45 is controlled by maintaining the angle between the straight line connecting the pair of electrodes to which the voltage is applied and the surface of the deflecting plate 11 at θi. Are sequentially shifted, for example, from left to right in the figure as shown by arrows in the figure. More specifically, in synchronization with scanning (hereinafter, referred to as voltage application scanning) in which pulse voltages are sequentially applied to the stripe electrodes 45 arranged on the incident surface side at predetermined time intervals (hereinafter, referred to as voltage application scanning), the light emitting surface side. A voltage application scan for applying a pulse voltage to each of the stripe electrodes 44 arranged in sequence is performed. At this time, control is performed so that a horizontal shift distance corresponding to the angle θi is maintained between the stripe electrode 45 to which the voltage on the incident surface side is applied and the stripe electrode 44 to which the voltage on the emission surface side is applied. Done. Such an operation is performed simultaneously in each area corresponding to each pixel.

【００５２】１つの角度θi についての電圧印加走査
は、１／３６００秒の時間周期で行われる。従って、角
度θ1 からθ60までのすべての角度についての電圧印加
走査に要する時間は１／６０秒である。The voltage application scanning for one angle θi is performed at a time period of 1/3600 seconds. Therefore, the time required for voltage application scanning for all angles from the angles θ1 to θ60 is 1/60 second.

【００５３】高分子・液晶複合層４３は、例えば、高分
子と液晶の溶液を基板上に塗布した後に溶媒を蒸発させ
る方法や、高分子材料のモノマーが重合して硬化する際
に液晶が高分子材から析出して液晶小滴が形成されると
いう効果を利用する方法により形成されるが、この他の
方法でも形成可能である。例えば、ポリビニルアルコー
ル(PVA) 等の水溶液にネマティック液晶を分散して液晶
小滴をマイクロカプセル化した構造のものや、液晶中に
少量の高分子材料をゲル状に分散した構造のものであっ
てもよい。なお、従来の高分子分散液晶では球状の液晶
分子が用いられているが、本実施の形態のように指向性
が必要とされる用途では、液晶分子の形状が上記したよ
うな針状であることが望ましい。このような針状の液晶
を形成するには、例えば、均一な磁場中において液晶を
析出させてマイクロカプセル化させる方法がある。この
方法では、磁場方向における潮汐効果により、針状の液
晶分子４２が形成される。The polymer / liquid crystal composite layer 43 is formed, for example, by applying a solution of a polymer and a liquid crystal on a substrate and then evaporating the solvent, or when the polymer of a polymer material is polymerized and cured, the liquid crystal becomes high. It is formed by a method utilizing the effect that liquid crystal droplets are formed by precipitation from a molecular material, but can be formed by other methods. For example, it has a structure in which a nematic liquid crystal is dispersed in an aqueous solution of polyvinyl alcohol (PVA) or the like and microcapsules of liquid crystal droplets are microencapsulated, or a structure in which a small amount of a polymer material is dispersed in a gel state in the liquid crystal. Is also good. In the conventional polymer-dispersed liquid crystal, spherical liquid crystal molecules are used. However, in applications where directivity is required as in the present embodiment, the shape of the liquid crystal molecules is needle-like as described above. It is desirable. In order to form such a needle-like liquid crystal, for example, there is a method in which the liquid crystal is precipitated in a uniform magnetic field and microencapsulated. In this method, needle-like liquid crystal molecules 42 are formed by the tide effect in the direction of the magnetic field.

【００５４】次に、図１１を参照して、本実施の形態に
おける３次元画像表示装置の構成について詳しく説明す
る。図１１は、本実施の形態における３次元画像表示装
置の構成を示すブロック図である。この３次元画像表示
装置は、図２に示した構成の他に、ＬＣＤ２１に平行な
照明光を供給する光源部５０と、映像信号を入力し、こ
の映像信号より同期信号を分離し、映像信号と同期信号
とを出力する同期分離回路５１と、この同期分離回路５
１より出力される映像信号を基に、信号処理を加えて画
像信号を出力する信号処理回路５２と、この信号処理回
路５２の出力信号を入力し、必要に応じて、後述する表
示位置変換処理を行う表示位置変換回路５３と、この表
示位置変換回路５３に対して、表示位置の移動量の情報
を与えるための操作部５４と、表示位置変換回路５３の
出力信号に基づいて、ＬＣＤ２１を駆動するＬＣＤ駆動
回路５５とを備えている。３次元画像表示装置は、更
に、偏向板２５を駆動する偏向板駆動回路５６と、この
偏向板駆動回路５６に対して、選択する入射光の角度の
空間的および時間的なパターンの情報を与える角度パタ
ーン発生回路５７と、同期分離回路５１より出力される
同期信号を入力し、この同期信号に同期して、上記各回
路の動作のタイミングを制御するタイミング制御回路５
８とを備えている。Next, the configuration of the three-dimensional image display device according to the present embodiment will be described in detail with reference to FIG. FIG. 11 is a block diagram illustrating a configuration of the three-dimensional image display device according to the present embodiment. This three-dimensional image display apparatus has, in addition to the configuration shown in FIG. 2, a light source unit 50 that supplies illumination light parallel to the LCD 21 and a video signal, separates a synchronization signal from the video signal, and outputs a video signal. Separation circuit 51 for outputting a synchronization signal and a synchronization signal;
1. A signal processing circuit 52 that performs signal processing on the basis of the video signal output from 1 to output an image signal, and an output signal of the signal processing circuit 52 is input, and a display position conversion process described later is performed as necessary. , An operation unit 54 for giving information on the amount of movement of the display position to the display position conversion circuit 53, and driving the LCD 21 based on an output signal of the display position conversion circuit 53. And an LCD drive circuit 55 for performing the operation. The three-dimensional image display apparatus further provides a deflection plate driving circuit 56 for driving the deflection plate 25 and information on the spatial and temporal pattern of the angle of the selected incident light to the deflection plate driving circuit 56. A timing control circuit 5 which receives an angle pattern generation circuit 57 and a synchronization signal output from the synchronization separation circuit 51 and controls the operation timing of each circuit in synchronization with the synchronization signal.
8 is provided.

【００５５】なお、ＬＣＤ２１は、モノクロ画像を形成
するものでもよいし、カラー画像を形成するものでもよ
い。カラー画像を形成する場合には、ＬＣＤ２１として
は、例えば、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色フィルタを備えた単板式
カラーフィルタ方式のものが用いられる。ＬＣＤ２１の
液晶部分には、例えば、高速動作が可能な強誘電性液晶
(FLC : Ferroelectric Liquod Crystal)が用いられる。
また、光源部５０およびＬＣＤ２１の代わりに、白色光
源と、この白色光源より出射される光をＲ，Ｇ，Ｂの各
色に分離する、ダイクロイックミラーまたはダイクロイ
ックプリズム等の色分離手段と、この色分離手段によっ
て分離された各光を、それぞれＲ，Ｇ，Ｂ毎の画像信号
に応じて空間的に変調する３枚のモノクロ用ＬＣＤと、
各モノクロ用ＬＣＤによって変調されたＲ，Ｇ，Ｂの各
光を合成して出射する合成手段とを設けてもよい。The LCD 21 may be for forming a monochrome image or for forming a color image. In the case of forming a color image, for example, a single-panel color filter system having R, G, and B color filters is used as the LCD 21. The liquid crystal portion of the LCD 21 includes, for example, a ferroelectric liquid crystal capable of operating at high speed.
(FLC: Ferroelectric Liquod Crystal) is used.
In place of the light source unit 50 and the LCD 21, a white light source and a color separation unit such as a dichroic mirror or a dichroic prism for separating light emitted from the white light source into R, G, and B colors, and the color separation. Three monochrome LCDs for spatially modulating each of the lights separated by the means in accordance with image signals of R, G, and B, respectively;
A synthesizing means for synthesizing and emitting R, G, and B lights modulated by the monochrome LCDs may be provided.

【００５６】ここで、図１１に示した３次元画像表示装
置の動作について説明する。この３次元画像表示装置に
は、例えば図５に示した３次元画像撮影装置によって得
られた映像信号が入力される。同期分離回路５１は、入
力された映像信号より同期信号を分離して、映像信号と
同期信号とを出力する。映像信号は、信号処理回路５２
によって処理されて画像信号とされる。この画像信号
は、必要に応じて表示位置変換回路５３による表示位置
変換処理が施されて、ＬＣＤ駆動回路５５に送られる。
そして、このＬＣＤ駆動回路５５によって、画像信号に
基づいてＬＣＤ２１が駆動される。Here, the operation of the three-dimensional image display device shown in FIG. 11 will be described. A video signal obtained by, for example, the three-dimensional image photographing device shown in FIG. 5 is input to the three-dimensional image display device. The synchronization separation circuit 51 separates a synchronization signal from an input video signal and outputs a video signal and a synchronization signal. The video signal is supplied to the signal processing circuit 52
Is processed into an image signal. This image signal is subjected to display position conversion processing by a display position conversion circuit 53 as necessary, and is sent to an LCD drive circuit 55.
Then, the LCD drive circuit 55 drives the LCD 21 based on the image signal.

【００５７】光源部５０より出射された平行な照明光
は、ＬＣＤ２１によって空間的に変調される。これによ
り、２次元画像が形成される。ＬＣＤ２１の出射光は、
集光レンズ２２、ピンホール部材２３のピンホールおよ
び集光レンズ２４を経て、平行光束として偏向板２５に
入射する。The parallel illumination light emitted from the light source unit 50 is spatially modulated by the LCD 21. Thereby, a two-dimensional image is formed. The output light of the LCD 21 is
After passing through the condenser lens 22, the pinhole of the pinhole member 23 and the condenser lens 24, the light enters the deflection plate 25 as a parallel light flux.

【００５８】偏向板駆動回路５６は、偏向板２５の出射
光の角度が、一定の周期で順次変化するように、偏向板
２５を駆動する。ここで、偏向板２５の出射光の角度
は、ＬＣＤ２１によって形成される各２次元画像毎に、
３次元画像撮影装置による撮影時における入射光の角度
と一致するように制御される。このような角度の制御
は、同期分離回路５１によって分離された同期信号に基
づいて、タイミング制御回路５８によって行われる。The deflecting plate driving circuit 56 drives the deflecting plate 25 so that the angle of the light emitted from the deflecting plate 25 changes sequentially at a constant cycle. Here, the angle of the light emitted from the deflecting plate 25 is determined for each two-dimensional image formed by the LCD 21.
Control is performed so as to match the angle of incident light at the time of shooting by the three-dimensional image shooting device. Such angle control is performed by the timing control circuit 58 based on the synchronization signal separated by the synchronization separation circuit 51.

【００５９】図１２は、ＬＣＤ２１が形成する２次元画
像と偏向板２５の出射光の角度との対応関係を示す説明
図である。なお、ここでは、左右方向にのみ立体的な３
次元画像を表示するものとする。そのため、図１２に示
したように、偏向板２５の光の出射側に、上下方向に光
を拡散する拡散板２９が設けられている。図１３は、集
光レンズ２４、偏向板２５および拡散板２９を示す斜視
図である。この図に示したように、拡散板２９は、偏向
板２５の光の出射光を、上下方向に所定の角度αで拡散
するようになっている。FIG. 12 is an explanatory diagram showing the correspondence between the two-dimensional image formed by the LCD 21 and the angle of the light emitted from the deflecting plate 25. Note that, here, three-dimensional 3
It is assumed that a two-dimensional image is displayed. Therefore, as shown in FIG. 12, a diffusion plate 29 for vertically diffusing light is provided on the light emission side of the deflection plate 25. FIG. 13 is a perspective view showing the condenser lens 24, the deflection plate 25, and the diffusion plate 29. As shown in this figure, the diffusing plate 29 diffuses the light emitted from the deflecting plate 25 in the vertical direction at a predetermined angle α.

【００６０】図１２に示したように、偏向板２５の出射
光の角度は、θ1 からθ60まで角度Δθ（＝１度）間隔
で変化する。ＬＣＤ２１は、各角度θi （ｉ＝１，２，
…，６０）毎に、その角度に対応した２次元画像を形成
する。従って、角度θ1 からθ60までの出射光の角度の
走査によって、６０空間フィールド分の２次元画像がそ
れぞれ異なる方向に投影される。θ1 〜θ60の各角度毎
の２次元画像の形成は、それぞれ、タイミングｔ1 〜ｔ
60において行われる。As shown in FIG. 12, the angle of the light emitted from the deflecting plate 25 changes from θ1 to θ60 at intervals of an angle Δθ (= 1 degree). The LCD 21 displays each angle θi (i = 1, 2,
, 60), a two-dimensional image corresponding to the angle is formed. Therefore, two-dimensional images for 60 spatial fields are projected in different directions by scanning the angles of the emitted light from the angles θ1 to θ60. The formation of the two-dimensional image at each angle of θ1 to θ60 is performed at timings t1 to t, respectively.
Done at 60.

【００６１】角度θ1 からθ60までの６０空間フィール
ド分の画像の形成が終了すると、次のタイミングｔ61〜
ｔ120 においてさらに角度θ1 からθ60までの６０空間
フィールド分の画像の形成が行われる。以下同様にし
て、６０空間フィールド分ずつの画像の形成が繰り返さ
れる。そして、この繰り返しを６０回行うことで、合計
３６００フィールド分の２次元画像が投影される。When the formation of the image for 60 space fields from the angles θ1 to θ60 is completed, the next timing t61 to t61
At t120, an image for 60 spatial fields from angles θ1 to θ60 is further formed. In the same manner, formation of an image for each of the 60 spatial fields is repeated. By performing this repetition 60 times, a two-dimensional image for a total of 3600 fields is projected.

【００６２】次に、３次元画像表示装置における偏向板
２５の構成の一例について説明する。図１４および図１
５は、偏向板２５の構成を示したものである。これらの
図に示したように、偏向板２５は、１枚の液晶素子４０
によって構成されている。偏向板２５の入射側の面は、
光散乱面４９になっている。従って、偏向板２５に入射
した光は、光散乱面４９で散乱され、そのうちの選択さ
れた方向の光のみが液晶素子４０を通過して出射され
る。Next, an example of the configuration of the deflection plate 25 in the three-dimensional image display device will be described. FIG. 14 and FIG.
5 shows the configuration of the deflection plate 25. As shown in these figures, the deflection plate 25 is provided with a single liquid crystal element 40.
It is constituted by. The incident side surface of the deflecting plate 25 is
The light scattering surface 49 is provided. Therefore, the light that has entered the deflecting plate 25 is scattered by the light scattering surface 49, and only the light in the selected direction is emitted through the liquid crystal element 40.

【００６３】この偏向板２５では、出射光の角度が、順
次θ1 〜θ60となるように、液晶素子４０のストライプ
電極４４，４５に対する電圧の印加が制御される。図１
４は、出射光の角度がθ１のときの偏向板２５の動作を
示したものであり、図１５は、出射光の角度がθ60のと
きの偏向板２５の動作を示したものである。これらの図
に示したように、液晶素子４０におけるストライプ電極
４４，４５に対する電圧印加の制御は、電圧の印加され
る一対の電極間を結ぶ直線が偏向板２５の面に対してな
す角度をθi に保ったまま、電圧の印加される一対の電
極を、例えば、図中の矢印で示したように図の左方から
右方へと順次シフトさせるようにして行われる。より具
体的には、入射面側に配列された各ストライプ電極４４
に対して次々と所定の時間間隔でパルス電圧を印加する
電圧印加走査に同期して、出射面側に配列された各スト
ライプ電極４５に対して次々とパルス電圧を印加する電
圧印加走査が行われる。その際、入射面側の電圧が印加
されるストライプ電極４４と出射面側の電圧が印加され
るストライプ電極４５との間には、角度θi に対応した
水平ずれ距離が保たれるように制御が行われる。このよ
うな動作は、各画素に対応した各領域で同時に行われ
る。In the deflecting plate 25, the application of the voltage to the stripe electrodes 44 and 45 of the liquid crystal element 40 is controlled so that the angle of the emitted light is sequentially from θ1 to θ60. FIG.
4 shows the operation of the deflecting plate 25 when the angle of the outgoing light is θ1, and FIG. 15 shows the operation of the deflecting plate 25 when the angle of the outgoing light is θ60. As shown in these figures, control of voltage application to the stripe electrodes 44 and 45 in the liquid crystal element 40 is performed by changing the angle formed by a straight line connecting a pair of electrodes to which a voltage is applied with respect to the surface of the deflection plate 25 to θi. The pair of electrodes to which a voltage is applied is sequentially shifted from the left side to the right side of the figure, for example, as shown by the arrow in the figure. More specifically, each stripe electrode 44 arranged on the incident surface side
In synchronization with the voltage application scanning for applying a pulse voltage one after another at predetermined time intervals, voltage application scanning for sequentially applying a pulse voltage to each stripe electrode 45 arranged on the emission surface side is performed. . At this time, control is performed so that a horizontal shift distance corresponding to the angle θi is maintained between the stripe electrode 44 to which the voltage on the incident surface side is applied and the stripe electrode 45 to which the voltage on the output surface side is applied. Done. Such an operation is performed simultaneously in each area corresponding to each pixel.

【００６４】１つの角度θi についての電圧印加走査
は、１／３６００秒の時間周期で行われる。従って、角
度θ1 からθ60までのすべての角度についての電圧印加
走査に要する時間は１／６０秒である。The voltage application scanning for one angle θi is performed at a time period of 1/3600 seconds. Therefore, the time required for voltage application scanning for all angles from the angles θ1 to θ60 is 1/60 second.

【００６５】なお、液晶分子４２の配向作用はヒステリ
シスを有するため、電界が移動していった後でもその配
向状態がある程度の時間保持される。したがって、この
ような配向が偏向板２５の全面にわたって行われた後
に、ＬＣＤ２１に１／３６００秒周期で画像を表示させ
るようにすればよい。より具体的には、電圧印加走査の
周期（＝１／３６００秒）に対するその実所要時間の比
として定義される走査デューティ比を例えば５０％以下
とし、ＬＣＤ２１の表示周期（＝１／３６００秒）に対
するその実表示時間の比として定義される表示デューテ
ィ比を同じく５０％以下とすると、１／３６００秒とい
う時間内に、１回分の電圧印加走査とＬＣＤ２１におけ
る１枚分の画像の表示とが行われることとなる。また、
上記したようにストライプ電極４４，４５に代えてマト
リクス電極を用いるようにした場合には、液晶分子４２
の配向方向を一旦ランダムに乱した後に、１画素分の領
域中の一部の液晶分子４２のみを角度θｉに配向させる
ようにすることにより、中間階調の表示も実現可能とな
る。Since the alignment of the liquid crystal molecules 42 has a hysteresis, the alignment state is maintained for some time even after the electric field moves. Therefore, after such orientation is performed over the entire surface of the deflection plate 25, an image may be displayed on the LCD 21 at a period of 1/3600 seconds. More specifically, the scanning duty ratio defined as the ratio of the actual required time to the period of the voltage application scanning (= 1/3600 seconds) is set to, for example, 50% or less, and the scanning duty ratio to the display period (= 1/3600 seconds) of the LCD 21 is set. Assuming that the display duty ratio defined as the ratio of the actual display time is also 50% or less, one voltage application scan and one image display on the LCD 21 are performed within 1/3600 seconds. Becomes Also,
When the matrix electrodes are used instead of the stripe electrodes 44 and 45 as described above, the liquid crystal molecules 42
By randomly disturbing the orientation direction of the liquid crystal molecules once, only a part of the liquid crystal molecules 42 in the area for one pixel is oriented at the angle θi, so that the display of the intermediate gradation can be realized.

【００６６】次に、図１６を参照して、本実施の形態に
おける表示位置変換処理の原理について説明する。図１
６は、図２と同様に、本実施の形態における３次元画像
表示装置の概略の構成を示したものである。この図にお
いて、表示位置変換処理を行わない場合に表示される３
次元画像を符号２０Ａで表し、この３次元画像２０Ａに
対して前後方向に距離ａだけ表示位置を移動する表示位
置変換処理を行った場合に表示される３次元画像を符号
２０Ｂで表す。このような表示位置変換処理を行うに
は、偏向板２５より光が角度θｉで出射される２次元画
像の位置を、偏向板２５上で、２次元画像情報の面内方
向、すなわち水平方向にｂだけ移動すればよい。ただ
し、ｂは、以下の式（２）で表される値である。Next, the principle of the display position conversion process in the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG.
6 shows a schematic configuration of the three-dimensional image display device in the present embodiment, as in FIG. In this figure, 3 is displayed when the display position conversion process is not performed.
A two-dimensional image is represented by reference numeral 20A, and a three-dimensional image displayed when a display position conversion process of moving the display position by a distance a in the front-rear direction with respect to the three-dimensional image 20A is represented by reference numeral 20B. To perform such a display position conversion process, the position of the two-dimensional image from which light is emitted from the deflecting plate 25 at an angle θi is set on the deflecting plate 25 in the in-plane direction of the two-dimensional image information, that is, in the horizontal direction. What is necessary is just to move by b. Here, b is a value represented by the following equation (2).

【００６７】ｂ＝ａ×ｔａｎθｉ …（２）B = a × tan θi (2)

【００６８】ここで、ａは、３次元画像を観察者２６に
近づける場合に負の値をとり、遠ざかける場合に正の値
をとるものとする。また、θｉは、偏向板２５からの出
射光が図１６における左側を向く場合に負の値をとり、
右側を向く場合に正の値をとるものとする。また、ｂ
は、偏向板２５上における２次元画像の位置を図１６に
おける右側に移動する場合に正の値をとり、左側に移動
する場合に負の値をとるものとする。Here, a takes a negative value when the three-dimensional image approaches the observer 26, and takes a positive value when the three-dimensional image moves away from the observer 26. Further, θi takes a negative value when the light emitted from the deflection plate 25 faces the left side in FIG.
When turning to the right, a positive value is assumed. Also, b
Takes a positive value when moving the position of the two-dimensional image on the deflection plate 25 to the right in FIG. 16, and takes a negative value when moving to the left.

【００６９】従って、３次元画像の表示位置の移動量ａ
と、偏向板２５からの出射光の角度θｉに応じて、偏向
板２５に投影される２次元画像の位置をｂだけずらすこ
とにより、３次元画像の表示位置を移動させることがで
きる。なお、偏向板２５に投影される２次元画像の位置
をｂだけずらすには、ＬＣＤ２１上における２次元画像
の位置を、ｂに対して一定の比率を掛けた値、すなわち
ｂに比例した値だけ水平方向にずらせばよい。なお、垂
直方向（縦方向）にも視野角を有する立体映像を得る場
合には、垂直方向も同様の変換を行う。Accordingly, the moving amount a of the display position of the three-dimensional image
By shifting the position of the two-dimensional image projected on the deflection plate 25 by b according to the angle θi of the light emitted from the deflection plate 25, the display position of the three-dimensional image can be moved. In order to shift the position of the two-dimensional image projected on the deflecting plate 25 by b, the position of the two-dimensional image on the LCD 21 is calculated by multiplying b by a constant ratio, that is, by a value proportional to b. You only have to shift it horizontally. When obtaining a stereoscopic video having a viewing angle also in the vertical direction (vertical direction), the same conversion is performed in the vertical direction.

【００７０】図５における表示位置変換回路３３および
図１１における表示位置変換回路５３は、上述の原理に
基づいて３次元画像の表示位置を変換するために、２次
元画像の位置を水平方向にずらす処理を行う。The display position conversion circuit 33 in FIG. 5 and the display position conversion circuit 53 in FIG. 11 shift the position of the two-dimensional image in the horizontal direction in order to convert the display position of the three-dimensional image based on the above principle. Perform processing.

【００７１】図１７は、表示位置変換回路３３，５３の
構成の一例を示すブロック図である。ここでは、表示位
置変換回路３３，５３に入力される画像信号がディジタ
ル信号であるものとする。表示位置変換回路３３，５３
は、入力画像信号を、２次元画像単位で記憶するフレー
ムメモリ６１と、このフレームメモリ６１の書き込みア
ドレスおよび読み出しアドレスを制御する書き込み・読
み出しアドレス制御回路６２とを有している。書き込み
・読み出しアドレス制御回路６２には、操作部３４，５
４から、表示位置の移動量の情報が与えられるようにな
っている。また、書き込み・読み出しアドレス制御回路
６２には、タイミング制御回路３８，５８よりタイミン
グ信号が与えられるようになっている。FIG. 17 is a block diagram showing an example of the configuration of the display position conversion circuits 33 and 53. Here, it is assumed that the image signals input to the display position conversion circuits 33 and 53 are digital signals. Display position conversion circuits 33, 53
Has a frame memory 61 for storing an input image signal in a two-dimensional image unit, and a write / read address control circuit 62 for controlling a write address and a read address of the frame memory 61. The write / read address control circuit 62 includes the operation units 34 and 5
4, the information of the movement amount of the display position is provided. The write / read address control circuit 62 is provided with a timing signal from the timing control circuits 38 and 58.

【００７２】この表示位置変換回路３３，５３では、入
力画像信号は、書き込み・読み出しアドレス制御回路６
２の制御により、フレームメモリ６１に書き込まれた
後、読み出されて、後段に出力される。ここで、書き込
み・読み出しアドレス制御回路６２は、操作部３４，５
４より与えられる表示位置の移動量の情報とタイミング
制御回路３８，５８よりタイミング信号とに基づいて、
２次元画像の位置のずれ量を求める。表示位置の移動量
の情報は、式（２）における移動量ａに対応する値を提
供する。タイミング信号は、式（２）における角度θｉ
の情報を提供する。そして、書き込み・読み出しアドレ
ス制御回路６２は、入力画像信号によって表される２次
元画像の位置に対して、出力画像信号によって表される
２次元画像の位置が、求めたずれ量だけずれるように、
書き込みアドレスと読み出しアドレスとを制御する。書
き込み・読み出しアドレス制御回路６２は、本発明にお
ける移動量算出手段に対応し、フレームメモリ６１およ
び書き込み・読み出しアドレス制御回路６２は、本発明
における位置変更手段に対応する。In the display position conversion circuits 33 and 53, the input image signal is transferred to the write / read address control circuit 6
Under the control of 2, the data is written to the frame memory 61, read, and output to the subsequent stage. Here, the write / read address control circuit 62 operates the operation units 34 and 5.
4 based on the information of the movement amount of the display position given by the control unit 4 and the timing signals from the timing control circuits 38 and 58.
The shift amount of the position of the two-dimensional image is obtained. The information on the movement amount of the display position provides a value corresponding to the movement amount a in Expression (2). The timing signal is represented by the angle θi in equation (2).
Provide information. Then, the write / read address control circuit 62 shifts the position of the two-dimensional image represented by the output image signal by the calculated amount of deviation from the position of the two-dimensional image represented by the input image signal.
Control the write address and read address. The write / read address control circuit 62 corresponds to the movement amount calculating means in the present invention, and the frame memory 61 and the write / read address control circuit 62 correspond to the position changing means in the present invention.

【００７３】なお、入力画像信号がアナログ信号の場合
には、アナログ−ディジタル変換した後に、フレームメ
モリ６１に記憶させるようにする。When the input image signal is an analog signal, it is stored in the frame memory 61 after analog-digital conversion.

【００７４】このような表示位置変換処理は、図５に示
した３次元画像撮影装置における表示位置変換回路３３
で行ってもよいし、図１１に示した３次元画像表示装置
における表示位置変換回路５３で行ってもよい。従っ
て、表示位置変換回路３３，５３の一方を省略してもよ
い。Such a display position conversion process is performed by the display position conversion circuit 33 in the three-dimensional image photographing apparatus shown in FIG.
Or by the display position conversion circuit 53 in the three-dimensional image display device shown in FIG. Therefore, one of the display position conversion circuits 33 and 53 may be omitted.

【００７５】次に、図１８および図１９を参照して、よ
り効果的な３次元画像の撮影および表示の方法の一例を
説明する。図１８は、図１と同様に３次元画像撮影装置
の概略の構成を示し、図１９は、図２と同様に３次元画
像表示装置の概略の構成を示している。図１８では、撮
影対象物としての物体１０の後側に、ミラー７０を配置
している。この場合、ミラー７０には、物体１０の後側
の面が映し出される。３次元画像撮影装置によって、こ
れら物体１０およびミラー７０を撮影し、得られた２次
元画像情報を３次元画像表示装置に与えて３次元画像を
表示させると、図１９に示したように、観察者２６から
見て、物体１０の３次元画像２０の後側に、ミラー７０
の３次元画像７１が表示される。そして、このミラー７
０の３次元画像７１には、物体１０の後側の面の像が映
し出される。観察する方向によって物体１０の３次元画
像２０の見え方が変化するように、観察する方向によっ
て、ミラー７０の３次元画像７１において映し出される
物体１０の後側の面の像の見え方も変化する。従って、
ミラー７０を設けない場合に比べて、より立体感の増し
た３次元画像の表示を実現することができる。Next, an example of a more effective method of capturing and displaying a three-dimensional image will be described with reference to FIGS. FIG. 18 shows a schematic configuration of the three-dimensional image photographing device as in FIG. 1, and FIG. 19 shows a schematic configuration of the three-dimensional image display device as in FIG. In FIG. 18, a mirror 70 is arranged on the rear side of the object 10 as an object to be photographed. In this case, the rear surface of the object 10 is projected on the mirror 70. When the three-dimensional image capturing device captures an image of the object 10 and the mirror 70 and supplies the obtained two-dimensional image information to a three-dimensional image display device to display a three-dimensional image, the three-dimensional image is displayed as shown in FIG. The mirror 70 is located behind the three-dimensional image 20 of the object 10 as viewed from the person 26.
Is displayed. And this mirror 7
In the three-dimensional image 71 of 0, an image of the rear surface of the object 10 is displayed. Just as the appearance of the three-dimensional image 20 of the object 10 changes according to the observation direction, the appearance of the image of the rear surface of the object 10 projected on the three-dimensional image 71 of the mirror 70 also changes according to the observation direction. . Therefore,
As compared with the case where the mirror 70 is not provided, the display of a three-dimensional image with a more three-dimensional effect can be realized.

【００７６】更に、表示位置変換処理によって、ミラー
７０の３次元画像７１における鏡面の位置が、偏向板２
５の表面の位置と一致するように、３次元画像の表示位
置の変換を行えば、偏向板２５の表面が鏡面のように見
え、より効果的である。Further, the position of the mirror surface of the mirror 70 in the three-dimensional image 71 is
If the display position of the three-dimensional image is converted so as to coincide with the position of the surface of the surface 5, the surface of the deflection plate 25 looks like a mirror surface, which is more effective.

【００７７】以上説明したように、本実施の形態におけ
る３次元画像撮影装置および方法によれば、撮影方向を
順次変化させながら、一つの撮影手段によって物体を撮
影して、撮影方向の異なる複数の２次元画像情報を得る
ようにしたので、空間に物体の３次元画像を表示するた
めに必要な画像情報を、簡単な構成で、得ることができ
る。As described above, according to the three-dimensional image photographing apparatus and method of this embodiment, an object is photographed by one photographing means while sequentially changing the photographing direction, and a plurality of photographing directions having different photographing directions are obtained. Since two-dimensional image information is obtained, image information necessary for displaying a three-dimensional image of an object in space can be obtained with a simple configuration.

【００７８】また、本実施の形態における３次元画像撮
影装置および方法によれば、一つの撮影手段によって物
体を連続的に撮影することができるので、物体が動く物
であっても、空間に物体の３次元画像を、動くように表
示するために必要な画像情報を、簡単な構成で、得るこ
とができる。従って、本実施の形態に係る３次元画像撮
影装置および方法によれば、真の意味での立体動画表示
を、簡単な構成で実現することが可能となる。Further, according to the three-dimensional image photographing apparatus and method of the present embodiment, an object can be photographed continuously by one photographing means. The image information necessary to display the three-dimensional image of the moving image can be obtained with a simple configuration. Therefore, according to the three-dimensional image photographing apparatus and method according to the present embodiment, it is possible to realize stereoscopic moving image display in a true sense with a simple configuration.

【００７９】また、本実施の形態によれば、表示位置変
換回路３３，５３を付加するだけの簡単な構成と、２次
元画像の位置をずらすだけの簡単な処理で、３次元画像
の表示位置を変換することができ、３次元画像を空間上
の所望の位置に表示させることが可能となる。Further, according to the present embodiment, the display position of the three-dimensional image can be reduced by a simple configuration in which the display position conversion circuits 33 and 53 are added and a simple process in which the position of the two-dimensional image is shifted. Can be converted, and a three-dimensional image can be displayed at a desired position in space.

【００８０】〔第２の実施の形態〕次に、本発明の第２
の実施の形態について説明する。本実施の形態は、一つ
の撮影手段を移動させることによって、撮影方向を順次
変化させながら、一つの撮影手段によって物体を撮影し
て、撮影方向の異なる複数の２次元画像情報を得るよう
にした例である。[Second Embodiment] Next, a second embodiment of the present invention will be described.
An embodiment will be described. In the present embodiment, an object is photographed by one photographing means while moving one photographing means while sequentially changing the photographing direction, and a plurality of two-dimensional image information in different photographing directions is obtained. It is an example.

【００８１】始めに、図２０および図２１を参照して、
本実施の形態における３次元画像の撮影と表示の原理に
ついて説明する。First, referring to FIGS. 20 and 21,
The principle of capturing and displaying a three-dimensional image in the present embodiment will be described.

【００８２】図２０は本実施の形態における３次元画像
撮影装置の概略の構成を示す説明図である。本実施の形
態における３次元画像撮影装置は、集光レンズ１２と、
この集光レンズ１２の一方の面側に順に配置されたピン
ホール部材１３、集光レンズ１４およびＣＣＤ１５とを
備えている。本実施の形態では、ピンホール部材１３、
集光レンズ１４およびＣＣＤ１５を、カメラ１１０と言
う。カメラ１１０は、後述するカメラ駆動装置によっ
て、水平方向に揺動されるようになっている。なお、カ
メラ１１０の揺動の中心位置は、集光レンズ１２の光軸
の延長上になっている。FIG. 20 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of a three-dimensional image photographing apparatus according to the present embodiment. The three-dimensional image capturing apparatus according to the present embodiment includes a condenser lens 12,
A pinhole member 13, a condenser lens 14, and a CCD 15 are sequentially arranged on one surface side of the condenser lens 12. In the present embodiment, the pinhole member 13,
The condenser lens 14 and the CCD 15 are referred to as a camera 110. The camera 110 is configured to be swung in the horizontal direction by a camera driving device described later. The center position of the swing of the camera 110 is on the extension of the optical axis of the condenser lens 12.

【００８３】この３次元画像撮影装置では、集光レンズ
１２におけるピンホール部材１３とは反対側の面が、撮
影対象物としての物体１０に向けられるようになってい
る。集光レンズ１２は、物体１０側より垂直に平行光が
入射したときに、出射光がピンホール部材１３のピンホ
ールの位置で最も小径となるように、光を集光するよう
になっている。集光レンズ１４は、ピンホールを通過し
て拡散する光を集光して、ＣＣＤ１５の撮像面上に、物
体１０の像を結像するようになっている。In this three-dimensional image photographing apparatus, the surface of the condenser lens 12 opposite to the pinhole member 13 is directed to the object 10 as the photographing object. The condensing lens 12 condenses light so that when parallel light is incident perpendicularly from the object 10 side, the emitted light has the smallest diameter at the position of the pinhole of the pinhole member 13. . The condensing lens 14 condenses light diffused through the pinhole and forms an image of the object 10 on the imaging surface of the CCD 15.

【００８４】ここで、図２０に示した３次元画像撮影装
置の作用について説明する。カメラ１１０は、水平方向
に揺動される。カメラ１１０が揺動の中心位置にあると
きには、物体１０からの光のうち、集光レンズ１２に垂
直に入射する光による像のみがＣＣＤ１５に結像され
る。カメラ１１０が揺動の中心位置にないときには、物
体１０からの光のうち、集光レンズ１２に所定の角度で
斜めに入射する光による像のみがＣＣＤ１５の撮像面上
に結像される。ここで、所定の角度は、カメラ１１０の
位置に応じて変化する。Here, the operation of the three-dimensional image photographing apparatus shown in FIG. 20 will be described. The camera 110 is swung in the horizontal direction. When the camera 110 is located at the center position of the swing, only the image of the light from the object 10 that is perpendicularly incident on the condenser lens 12 is formed on the CCD 15. When the camera 110 is not at the center of the swing, only the image of the light from the object 10 that is obliquely incident on the condenser lens 12 at a predetermined angle is formed on the imaging surface of the CCD 15. Here, the predetermined angle changes according to the position of the camera 110.

【００８５】このように、図２０に示した３次元画像撮
影装置では、一つの撮影手段（カメラ１１０）によって
物体１０が撮影されて、物体１０の２次元画像情報が生
成されると共に、撮影方向が順次変化させられる。従っ
て、ＣＣＤ１５より出力される画像情報は、時間と共に
撮影方向が変化する２次元画像情報となり、これは、空
間に物体の３次元画像を表示するために必要な画像情報
となる。As described above, in the three-dimensional image photographing apparatus shown in FIG. 20, the object 10 is photographed by one photographing means (camera 110), two-dimensional image information of the object 10 is generated, and the photographing direction is obtained. Are sequentially changed. Therefore, the image information output from the CCD 15 is two-dimensional image information in which the shooting direction changes with time, and this is image information necessary for displaying a three-dimensional image of an object in space.

【００８６】図２１は本実施の形態における３次元画像
表示装置の概略の構成を示す説明図である。本実施の形
態における３次元画像表示装置は、２次元画像情報に基
づいて、通過する光を空間的に変調する空間光変調器と
しての透過型のＬＣＤ２１と、このＬＣＤ２１の光の出
射側に順に配置された集光レンズ２２、ピンホール部材
２３および集光レンズ２４を備えている。本実施の形態
では、ＬＣＤ２１に照明光を与える後述する光源部、Ｌ
ＣＤ２１、集光レンズ２２およびピンホール部材２３
を、プロジェクタ１２０と言う。プロジェクタ１２０
は、後述するプロジェクタ駆動装置によって、水平方向
に揺動されるようになっている。なお、プロジェクタ１
２０の揺動の中心位置は、集光レンズ２４の光軸の延長
上になっている。FIG. 21 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of a three-dimensional image display device according to the present embodiment. The three-dimensional image display device according to the present embodiment includes a transmissive LCD 21 as a spatial light modulator that spatially modulates passing light based on two-dimensional image information, and a light emitting side of the LCD 21 in order. A converging lens 22, a pinhole member 23 and a converging lens 24 are provided. In the present embodiment, a light source unit (described later) that supplies illumination light to the LCD 21,
CD 21, condensing lens 22, and pinhole member 23
Is referred to as a projector 120. Projector 120
Is swingable in the horizontal direction by a projector driving device described later. Note that the projector 1
The center position of the swing of 20 is on the extension of the optical axis of the condenser lens 24.

【００８７】集光レンズ２２は、ＬＣＤ２１の出射光
を、ピンホール部材２３のピンホールの位置で最も小径
となるように集光するようになっている。集光レンズ２
４は、ピンホールを通過した光を平行光とするようにな
っている。The condensing lens 22 condenses the light emitted from the LCD 21 so as to have the smallest diameter at the position of the pinhole of the pinhole member 23. Condensing lens 2
Reference numeral 4 designates light passing through the pinhole as parallel light.

【００８８】ここで、図２１に示した３次元画像表示装
置の作用について説明する。ＬＣＤ２１は、図２０に示
した３次元画像撮影装置によって得られた２次元画像情
報に基づいて、光を空間的に変調する。ＬＣＤ２１によ
って変調された光は、集光レンズ２２によって集光さ
れ、ピンホール部材２３のピンホールを通過し、集光レ
ンズ２４によって平行光とされて出射される。プロジェ
クタ１２０は、水平方向に揺動されるので、集光レンズ
２４より出射される光の方向は順次変化する。ここで、
プロジェクタ１２０は、集光レンズ２４からの出射光の
角度が撮影時における入射光の角度と一致するように、
揺動される。Here, the operation of the three-dimensional image display device shown in FIG. 21 will be described. The LCD 21 spatially modulates light based on two-dimensional image information obtained by the three-dimensional image photographing device shown in FIG. The light modulated by the LCD 21 is condensed by the condenser lens 22, passes through the pinhole of the pinhole member 23, is collimated by the condenser lens 24, and is emitted. Since the projector 120 is swung in the horizontal direction, the direction of light emitted from the condenser lens 24 changes sequentially. here,
The projector 120 is configured such that the angle of the light emitted from the condenser lens 24 matches the angle of the incident light at the time of shooting.
Rocked.

【００８９】このように、図２１に示した３次元画像表
示装置では、図２０に示した３次元画像撮影装置によっ
て得られ、撮影方向が変化する２次元画像情報に基づい
て、ＬＣＤ２１によって光が変調されて、２次元画像が
再生される。この２次元画像は、撮影時における入射光
の角度と一致する角度で、集光レンズ２４より投射され
る。これにより、空間上に、物体１０の３次元画像２０
が形成される。As described above, in the three-dimensional image display device shown in FIG. 21, light is emitted by the LCD 21 based on the two-dimensional image information obtained by the three-dimensional image photographing device shown in FIG. It is modulated and a two-dimensional image is reproduced. This two-dimensional image is projected from the condenser lens 24 at an angle that matches the angle of the incident light at the time of shooting. Thereby, the three-dimensional image 20 of the object 10 is placed on the space.
Is formed.

【００９０】次に、図２２を参照して、本実施の形態に
おける３次元画像撮影装置の構成について詳しく説明す
る。図２２は、本実施の形態における３次元画像撮影装
置の構成を示すブロック図である。この３次元画像撮影
装置は、図２０に示した構成の他に、ＣＣＤ１５を駆動
するＣＣＤ駆動回路３１と、ＣＣＤ１５の出力信号を処
理して、画像信号を出力する信号処理回路３２と、この
信号処理回路３２の出力信号を入力し、必要に応じて、
表示位置変換処理を行う表示位置変換回路３３と、この
表示位置変換回路３３に対して、表示位置の移動量の情
報を与えるための操作部３４と、表示位置変換回路３３
の出力に同期信号を重畳して、映像信号として出力する
出力回路３５とを備えている。３次元画像撮影装置は、
更に、カメラ１１０を揺動するためのカメラ駆動装置１
１１と、このカメラ駆動装置１１１を制御するためのカ
メラ駆動回路１１２と、このカメラ駆動回路１１２を制
御するためのカメラ制御回路１１３と、上記各回路の動
作のタイミングを制御するタイミング制御回路３８とを
備えている。Next, the configuration of the three-dimensional image photographing apparatus according to the present embodiment will be described in detail with reference to FIG. FIG. 22 is a block diagram illustrating a configuration of a three-dimensional image capturing apparatus according to the present embodiment. This three-dimensional image photographing apparatus has, in addition to the configuration shown in FIG. 20, a CCD drive circuit 31 for driving the CCD 15, a signal processing circuit 32 for processing an output signal of the CCD 15 and outputting an image signal, The output signal of the processing circuit 32 is input, and if necessary,
A display position conversion circuit 33 for performing a display position conversion process, an operation unit 34 for giving information of a movement amount of a display position to the display position conversion circuit 33, and a display position conversion circuit 33
And an output circuit 35 for superimposing a synchronizing signal on the output of the above and outputting as a video signal. The three-dimensional image capturing device is
Further, a camera driving device 1 for swinging the camera 110
11, a camera drive circuit 112 for controlling the camera drive device 111, a camera control circuit 113 for controlling the camera drive circuit 112, and a timing control circuit 38 for controlling the operation timing of each circuit. It has.

【００９１】ここで、図２２に示した３次元画像撮影装
置の動作について説明する。カメラ駆動回路１１２およ
びカメラ駆動装置１１１は、カメラ１１０の撮影方向が
順次変化するように、カメラ１１０を揺動する。ＣＣＤ
駆動回路３１は、所定の複数の撮影方向毎に、１枚の２
次元画像情報が得られるように、カメラ１１０の揺動に
同期してＣＣＤ１５を駆動する。ＣＣＤ１５の出力信号
は、信号処理回路３２によって処理されて画像信号とさ
れる。この画像信号は、必要に応じて表示位置変換回路
３３による表示位置変換処理が施されて、出力回路３５
に送られる。そして、この出力回路３５より映像信号が
出力される。また、カメラ駆動装置１１１は、カメラ１
１０における光学系等を駆動して、フォーカス調整、ズ
ーミング、絞り調整、シャッタースピード調整等を行う
機能も有している。これらの機能は、カメラ駆動回路１
１２を介して、カメラ制御回路１１３によって制御され
る。カメラ制御回路１１３は、フォーカス調整、ズーミ
ング、絞り調整、シャッタースピード調整等の情報を、
制御信号として出力回路３５に送る。出力回路３５は、
この制御信号を、時間に対応づけて、映像信号と共に外
部に出力する。The operation of the three-dimensional image photographing apparatus shown in FIG. 22 will now be described. The camera driving circuit 112 and the camera driving device 111 swing the camera 110 so that the shooting direction of the camera 110 changes sequentially. CCD
The drive circuit 31 is provided for each of a plurality of predetermined photographing directions.
The CCD 15 is driven in synchronization with the swing of the camera 110 so that two-dimensional image information can be obtained. The output signal of the CCD 15 is processed by the signal processing circuit 32 to be an image signal. This image signal is subjected to display position conversion processing by a display position conversion circuit 33 as necessary, and is output to an output circuit 35.
Sent to Then, the output circuit 35 outputs a video signal. In addition, the camera driving device 111
It also has a function of driving an optical system or the like in 10 to perform focus adjustment, zooming, aperture adjustment, shutter speed adjustment, and the like. These functions are provided by the camera drive circuit 1
12, and is controlled by the camera control circuit 113. The camera control circuit 113 stores information such as focus adjustment, zooming, aperture adjustment, and shutter speed adjustment.
It is sent to the output circuit 35 as a control signal. The output circuit 35
This control signal is output to the outside together with the video signal in association with the time.

【００９２】次に、図２３を参照して、本実施の形態に
おける３次元画像表示装置の構成について詳しく説明す
る。図２３は、本実施の形態における３次元画像表示装
置の構成を示すブロック図である。この３次元画像表示
装置は、図２１に示した構成の他に、ＬＣＤ２１に平行
な照明光を供給する光源部５０と、映像信号を入力し、
この映像信号より同期信号を分離し、映像信号と同期信
号とを出力する同期分離回路５１と、この同期分離回路
５１より出力される映像信号を画像信号を出力する信号
処理回路５２と、この信号処理回路５２の出力信号を入
力し、必要に応じて、表示位置変換処理を行う表示位置
変換回路５３と、この表示位置変換回路５３に対して、
表示位置の移動量の情報を与えるための操作部５４と、
表示位置変換回路５３の出力信号に基づいて、ＬＣＤ２
１を駆動するＬＣＤ駆動回路５５とを備えている。３次
元画像表示装置は、更に、プロジェクタ１２０を揺動す
るためのプロジェクタ駆動装置１２１と、このプロジェ
クタ駆動装置１２１を制御するためのプロジェクタ駆動
回路１２２と、外部より入力される制御信号に基づい
て、プロジェクタ駆動回路１２２を制御するためのプロ
ジェクタ制御回路１２３と、同期分離回路５１より出力
される同期信号を入力し、この同期信号に同期して、上
記各回路の動作のタイミングを制御するタイミング制御
回路５８とを備えている。Next, the configuration of the three-dimensional image display device according to the present embodiment will be described in detail with reference to FIG. FIG. 23 is a block diagram illustrating a configuration of a three-dimensional image display device according to the present embodiment. This three-dimensional image display device has, in addition to the configuration shown in FIG. 21, a light source unit 50 that supplies illumination light parallel to the LCD 21 and a video signal,
A synchronization separation circuit 51 for separating a synchronization signal from the video signal and outputting a video signal and a synchronization signal, a signal processing circuit 52 for outputting a video signal output from the synchronization separation circuit 51 to an image signal, A display position conversion circuit 53 that receives an output signal of the processing circuit 52 and performs a display position conversion process as necessary,
An operation unit 54 for giving information on the amount of movement of the display position;
Based on the output signal of the display position conversion circuit 53, the LCD 2
1 and an LCD drive circuit 55 for driving the LCD drive circuit 1. The three-dimensional image display device further includes a projector driving device 121 for swinging the projector 120, a projector driving circuit 122 for controlling the projector driving device 121, and a control signal input from the outside. A projector control circuit 123 for controlling the projector drive circuit 122 and a synchronization signal output from the synchronization separation circuit 51, and a timing control circuit for controlling the operation timing of each circuit in synchronization with the synchronization signal. 58.

【００９３】ここで、図２３に示した３次元画像表示装
置の動作について説明する。この３次元画像表示装置に
は、例えば図２２に示した３次元画像撮影装置によって
得られた映像信号が入力される。同期分離回路５１は、
入力された映像信号より同期信号を分離して、映像信号
と同期信号とを出力する。映像信号は、信号処理回路５
２によって処理されて画像信号とされる。この画像信号
は、必要に応じて表示位置変換回路５３による表示位置
変換処理が施されて、ＬＣＤ駆動回路５５に送られる。
そして、このＬＣＤ駆動回路５５によって、画像信号に
基づいてＬＣＤ２１が駆動される。Here, the operation of the three-dimensional image display device shown in FIG. 23 will be described. A video signal obtained by, for example, the three-dimensional image photographing device shown in FIG. 22 is input to the three-dimensional image display device. The synchronization separation circuit 51
The synchronization signal is separated from the input video signal, and the video signal and the synchronization signal are output. The video signal is sent to the signal processing circuit 5
2 to form an image signal. This image signal is subjected to display position conversion processing by a display position conversion circuit 53 as necessary, and is sent to an LCD drive circuit 55.
Then, the LCD drive circuit 55 drives the LCD 21 based on the image signal.

【００９４】光源部５０より出射された平行な照明光
は、ＬＣＤ２１によって空間的に変調される。これによ
り、２次元画像が形成される。ＬＣＤ２１の出射光は、
集光レンズ２２、ピンホール部材２３のピンホールおよ
び集光レンズ２４を経て出射される。The parallel illumination light emitted from the light source unit 50 is spatially modulated by the LCD 21. Thereby, a two-dimensional image is formed. The output light of the LCD 21 is
The light is emitted through the condenser lens 22, the pinhole of the pinhole member 23, and the condenser lens 24.

【００９５】プロジェクタ駆動回路１２２およびプロジ
ェクタ駆動装置１２１は、集光レンズ２４の出射光の方
向が順次変化するように、プロジェクタ１２０を揺動す
る。ここで、集光レンズ２４の出射光の角度は、ＬＣＤ
２１によって形成される各２次元画像毎に、図２２に示
した３次元画像撮影装置による撮影時における入射光の
角度と一致するように制御される。このような角度の制
御は、同期分離回路５１によって分離された同期信号に
基づいて、タイミング制御回路５８によって行われる。
また、プロジェクタ駆動装置１２１は、プロジェクタ１
２０の光学系等を駆動して、フォーカス調整、ズーミン
グ、絞り調整等を行う機能も有している。これらの機能
は、プロジェクタ駆動回路１２２を介して、プロジェク
タ制御回路１２３によって制御されるようになってい
る。プロジェクタ制御回路１２３は、フォーカス調整、
ズーミング、絞り調整、シャッタースピード調整等の情
報を、制御信号として外部より入力し、この制御信号に
基づいて、プロジェクタ１２０におけるフォーカス調
整、ズーミング、絞り調整等を行う。これにより、撮影
時におけるカメラ１１０と物体との間の距離に応じた位
置にフォーカスを合わせて物体の３次元画像を表示した
り、撮影時におけるズーミングの条件に合わせてズーミ
ングを行ったり、撮影時における絞り調整、シャッター
スピード調整等の条件に合わせて被写界深度の設定を行
ったりすることが可能となり、よりリアルな３次元画像
表示が可能となる。なお、表示位置変換処理を行った場
合には、変換後の位置に合わせてフォーカス情報も変更
する。The projector drive circuit 122 and the projector drive device 121 swing the projector 120 so that the direction of the light emitted from the condenser lens 24 changes sequentially. Here, the angle of the light emitted from the condensing lens 24 is
Each two-dimensional image formed by 21 is controlled so as to coincide with the angle of incident light at the time of shooting by the three-dimensional image shooting apparatus shown in FIG. Such angle control is performed by the timing control circuit 58 based on the synchronization signal separated by the synchronization separation circuit 51.
In addition, the projector driving device 121
It also has a function of performing focus adjustment, zooming, aperture adjustment, and the like by driving the 20 optical systems and the like. These functions are controlled by a projector control circuit 123 via a projector drive circuit 122. The projector control circuit 123 performs focus adjustment,
Information such as zooming, aperture adjustment, and shutter speed adjustment is externally input as a control signal, and based on the control signal, focus adjustment, zooming, aperture adjustment, and the like in the projector 120 are performed. Accordingly, a three-dimensional image of the object is displayed by focusing on a position corresponding to the distance between the camera 110 and the object at the time of shooting, zooming is performed in accordance with zooming conditions at the time of shooting, It is possible to set the depth of field in accordance with conditions such as aperture adjustment, shutter speed adjustment, and the like, and more realistic three-dimensional image display becomes possible. When the display position conversion processing is performed, the focus information is also changed according to the converted position.

【００９６】なお、本実施の形態では、カメラ１１０お
よびプロジェクタ１２０を水平方向に揺動するようにし
たが、縦方向（垂直方向）にも視野角を有する立体映像
を得るために、これらを水平方向および垂直方向に揺動
する（例えば２次元運動させる）ようにしてもよい。In the present embodiment, the camera 110 and the projector 120 are swung in the horizontal direction. However, in order to obtain a stereoscopic image having a viewing angle also in the vertical direction (vertical direction), the camera 110 and the projector 120 are swung horizontally. It may swing in the direction and the vertical direction (for example, two-dimensionally move).

【００９７】本実施の形態におけるその他の構成、作用
および効果は、第１の実施の形態と同様である。Other configurations, operations and effects of the present embodiment are the same as those of the first embodiment.

【００９８】〔第３の実施の形態〕次に、本発明の第３
の実施の形態について説明する。本実施の形態は、光学
系の一部を移動させることによって、撮影方向を順次変
化させながら、一つの撮影手段によって物体を撮影し
て、撮影方向の異なる複数の２次元画像情報を得るよう
にした例である。[Third Embodiment] Next, a third embodiment of the present invention will be described.
An embodiment will be described. In the present embodiment, an object is photographed by one photographing means while sequentially moving the photographing direction by moving a part of the optical system, and a plurality of two-dimensional image information in different photographing directions is obtained. This is an example.

【００９９】始めに、図２４および図２５を参照して、
本実施の形態における３次元画像の撮影と表示の原理に
ついて説明する。First, referring to FIGS. 24 and 25,
The principle of capturing and displaying a three-dimensional image in the present embodiment will be described.

【０１００】図２４は本実施の形態における３次元画像
撮影装置の概略の構成を示す説明図である。本実施の形
態における３次元画像撮影装置は、集光レンズ１２と、
この集光レンズ１２の一方の面側に順に配置されたピン
ホール部材１３、集光レンズ１４およびＣＣＤ１５とを
備えている。本実施の形態では、集光レンズ１２は、後
述するレンズ駆動装置によって、水平方向に揺動される
ようになっている。なお、集光レンズ１２の揺動の中心
位置は、集光レンズ１４の光軸の延長上になっている。FIG. 24 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of a three-dimensional image photographing apparatus according to the present embodiment. The three-dimensional image capturing apparatus according to the present embodiment includes a condenser lens 12,
A pinhole member 13, a condenser lens 14, and a CCD 15 are sequentially arranged on one surface side of the condenser lens 12. In the present embodiment, the condenser lens 12 is configured to be swung in the horizontal direction by a lens driving device described later. The center position of the swing of the condenser lens 12 is on the extension of the optical axis of the condenser lens 14.

【０１０１】この３次元画像撮影装置では、一つの撮影
手段によって物体１０が撮影されて、物体１０の２次元
画像情報が生成されると共に、集光レンズ１２が水平方
向に揺動することにより、撮影方向が順次変化させられ
る。従って、ＣＣＤ１５より出力される画像情報は、時
間と共に撮影方向が変化する２次元画像情報となり、こ
れは、空間に物体の３次元画像を表示するために必要な
画像情報となる。In this three-dimensional image photographing apparatus, the object 10 is photographed by one photographing means, two-dimensional image information of the object 10 is generated, and the condenser lens 12 swings in the horizontal direction. The shooting direction is sequentially changed. Therefore, the image information output from the CCD 15 is two-dimensional image information in which the shooting direction changes with time, and this is image information necessary for displaying a three-dimensional image of an object in space.

【０１０２】図２５は本実施の形態における３次元画像
表示装置の概略の構成を示す説明図である。本実施の形
態における３次元画像表示装置は、２次元画像情報に基
づいて、通過する光を空間的に変調する空間光変調器と
しての透過型のＬＣＤ２１と、このＬＣＤ２１の光の出
射側に順に配置された集光レンズ２２、ピンホール部材
２３および集光レンズ２４を備えている。本実施の形態
では、集光レンズ２４は、後述するレンズ駆動装置によ
って、水平方向に揺動されるようになっている。なお、
集光レンズ２４の揺動の中心位置は、集光レンズ２２の
光軸の延長上になっている。FIG. 25 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of a three-dimensional image display device according to the present embodiment. The three-dimensional image display device according to the present embodiment includes a transmissive LCD 21 as a spatial light modulator that spatially modulates passing light based on two-dimensional image information, and a light emitting side of the LCD 21 in order. A converging lens 22, a pinhole member 23 and a converging lens 24 are provided. In the present embodiment, the condenser lens 24 is swung in the horizontal direction by a lens driving device described later. In addition,
The center position of the swing of the condenser lens 24 is on the extension of the optical axis of the condenser lens 22.

【０１０３】この３次元画像表示装置では、ＬＣＤ２１
は、図２４に示した３次元画像撮影装置によって得られ
た２次元画像情報に基づいて、光を空間的に変調する。
ＬＣＤ２１によって変調された光は、集光レンズ２２に
よって集光され、ピンホール部材２３のピンホールを通
過し、集光レンズ２４によって平行光とされて出射され
る。集光レンズ２４は、水平方向に揺動されるので、集
光レンズ２４より出射される光の方向は順次変化する。
ここで、集光レンズ２４は、集光レンズ２４からの出射
光の角度が撮影時における入射光の角度と一致するよう
に、揺動される。In this three-dimensional image display device, the LCD 21
Modulates light spatially based on two-dimensional image information obtained by the three-dimensional image capturing apparatus shown in FIG.
The light modulated by the LCD 21 is condensed by the condenser lens 22, passes through the pinhole of the pinhole member 23, is collimated by the condenser lens 24, and is emitted. Since the condenser lens 24 is swung in the horizontal direction, the direction of light emitted from the condenser lens 24 changes sequentially.
Here, the condenser lens 24 is swung so that the angle of the light emitted from the condenser lens 24 matches the angle of the incident light at the time of photographing.

【０１０４】このように、図２５に示した３次元画像表
示装置では、図２４に示した３次元画像撮影装置によっ
て得られ、撮影方向が変化する２次元画像情報に基づい
て、ＬＣＤ２１によって光が変調されて、２次元画像が
再生される。この２次元画像は、撮影時における入射光
の角度と一致する角度で、集光レンズ２４より投射され
る。これにより、空間上に、物体１０の３次元画像２０
が形成される。As described above, in the three-dimensional image display device shown in FIG. 25, light is emitted by the LCD 21 based on the two-dimensional image information obtained by the three-dimensional image photographing device shown in FIG. It is modulated and a two-dimensional image is reproduced. This two-dimensional image is projected from the condenser lens 24 at an angle that matches the angle of the incident light at the time of shooting. Thereby, the three-dimensional image 20 of the object 10 is placed on the space.
Is formed.

【０１０５】図２６は、本実施の形態における３次元画
像撮影装置の構成を示すブロック図である。この３次元
画像撮影装置は、図２２に示した３次元画像撮影装置に
おけるカメラ駆動装置１１１およびカメラ駆動回路１１
２の代わりに、集光レンズ１２を揺動するためのレンズ
駆動装置１３１と、このレンズ駆動装置１３１を制御す
るためのレンズ駆動回路１３２とを備えたものである。
この３次元画像撮影装置は、更に、３次元画像撮影装置
の光学系等を駆動して、フォーカス調整、ズーミング、
絞り調整、シャッタースピード調整等を行う調整部１３
４と、この調整部１３４を制御するカメラ制御回路１３
３とを備えている。カメラ制御回路１１３は、フォーカ
ス調整、ズーミング、絞り調整、シャッタースピード調
整等の情報を、制御信号として出力回路３５に送る。出
力回路３５は、この制御信号を、時間に対応づけて、映
像信号と共に外部に出力する。FIG. 26 is a block diagram showing a configuration of a three-dimensional image photographing apparatus according to the present embodiment. This three-dimensional image photographing device is a camera driving device 111 and a camera driving circuit 11 in the three-dimensional image photographing device shown in FIG.
Instead of 2, a lens drive device 131 for swinging the condenser lens 12 and a lens drive circuit 132 for controlling the lens drive device 131 are provided.
The three-dimensional image photographing apparatus further drives an optical system and the like of the three-dimensional image photographing apparatus to adjust focus, zoom,
Adjustment unit 13 for adjusting aperture, shutter speed, etc.
4 and the camera control circuit 13 for controlling the adjustment unit 134
3 is provided. The camera control circuit 113 sends information such as focus adjustment, zooming, aperture adjustment, and shutter speed adjustment to the output circuit 35 as a control signal. The output circuit 35 outputs this control signal to the outside together with the video signal in association with time.

【０１０６】図２７は、本実施の形態における３次元画
像表示装置の構成を示すブロック図である。この３次元
画像表示装置は、図２３に示した３次元画像表示装置に
おけるプロジェクタ駆動装置１２１およびプロジェクタ
駆動回路１２２の代わりに、集光レンズ２４を揺動する
ためのレンズ駆動装置１４１と、このレンズ駆動装置１
４１を制御するためのレンズ駆動回路１４２とを備えた
ものである。この３次元画像表示装置は、更に、３次元
画像表示装置の光学系等を駆動して、フォーカス調整、
ズーミング、絞り調整等を行う調整部１４４と、この調
整部１４４を制御するプロジェクタ制御回路１４３とを
備えている。プロジェクタ制御回路１２３は、フォーカ
ス調整、ズーミング、絞り調整、シャッタースピード調
整等の情報を、制御信号として外部より入力し、この制
御信号に基づいて、フォーカス調整、ズーミング、絞り
調整等を行う。FIG. 27 is a block diagram showing a configuration of a three-dimensional image display device according to the present embodiment. This three-dimensional image display device includes a lens driving device 141 for oscillating the condenser lens 24, instead of the projector driving device 121 and the projector driving circuit 122 in the three-dimensional image display device shown in FIG. Drive unit 1
And a lens driving circuit 142 for controlling the lens 41. This three-dimensional image display device further drives the optical system and the like of the three-dimensional image display device to adjust the focus,
An adjustment unit 144 that performs zooming, aperture adjustment, and the like, and a projector control circuit 143 that controls the adjustment unit 144 are provided. The projector control circuit 123 externally inputs information such as focus adjustment, zooming, aperture adjustment, and shutter speed adjustment as a control signal, and performs focus adjustment, zooming, aperture adjustment, and the like based on the control signal.

【０１０７】なお、本実施の形態では、集光レンズ１
２，２４を水平方向に揺動するようにしたが、縦方向
（垂直方向）にも視野角を有する立体映像を得るため
に、これらを水平方向および垂直方向に揺動する（例え
ば２次元運動させる）ようにしてもよい。In this embodiment, the condensing lens 1
The two and 24 are rocked in the horizontal direction. However, in order to obtain a stereoscopic image having a viewing angle also in the vertical direction (vertical direction), these are rocked in the horizontal and vertical directions (for example, two-dimensional motion). ).

【０１０８】また、本実施の形態では、光学系の一部と
して、集光レンズ１２，２４を水平方向に揺動するよう
にしたが、図２８および図２９に示すように、他の光学
部材を移動させることによって、２次元画像の撮影方向
および投影方向を変化させるようにしてもよい。In this embodiment, the condenser lenses 12 and 24 are made to swing in the horizontal direction as a part of the optical system. However, as shown in FIGS. 28 and 29, other optical members are used. May be moved to change the shooting direction and the projection direction of the two-dimensional image.

【０１０９】図２８は、２次元画像の撮影方向および投
影方向を変化させるための光学部材の一例を示す説明図
である。この光学部材１５１は、ガラス等の透明な平板
からなり、光の進行方向に対して直交する軸１５２を中
心にして揺動するようになっている。この光学部材１５
１を通過する光は、光学部材１５１の位置に応じて、水
平方向に揺動する。従って、この光学部材１５１を、３
次元画像撮影装置および３次元画像表示装置の光学系に
挿入することにより、２次元画像の撮影方向および投影
方向を変化させることが可能となる。FIG. 28 is an explanatory view showing an example of an optical member for changing the photographing direction and projection direction of a two-dimensional image. The optical member 151 is made of a transparent flat plate such as glass, and swings around an axis 152 orthogonal to the traveling direction of light. This optical member 15
The light passing through 1 swings in the horizontal direction according to the position of the optical member 151. Therefore, this optical member 151 is
Insertion into the optical systems of the three-dimensional image display device and the three-dimensional image display device makes it possible to change the shooting direction and projection direction of the two-dimensional image.

【０１１０】図２９は、２次元画像の撮影方向および投
影方向を変化させるための光学部材の他の例を示す説明
図である。この光学部材は、入射する光の進行方向を９
０度変化させて反射するミラー１５３と、このミラー１
５３に入射した光が反射されて進行する方向に配置さ
れ、入射する光の進行方向を９０度変化させて反射する
ミラー１５４と、このミラー１５４をその反射面に垂直
な方向に往復運動させるためのボイスコイルモータ１５
５とを有している。なお、ミラー１５３の反射面とミラ
ー１５４の反射面は平行になっている。この光学部材を
通過する光は、ボイスコイルモータ１５５によって駆動
されるミラー１５４の位置に応じて、水平方向に揺動す
る。従って、この光学部材を、３次元画像撮影装置およ
び３次元画像表示装置の光学系に挿入することにより、
２次元画像の撮影方向および投影方向を変化させること
が可能となる。FIG. 29 is an explanatory view showing another example of an optical member for changing the photographing direction and the projection direction of a two-dimensional image. This optical member has a traveling direction of incoming light of 9
A mirror 153 that reflects the light by changing it by 0 degree, and the mirror 1
A mirror 154 is disposed in a direction in which the light incident on the light 53 is reflected and travels, and changes the traveling direction of the incident light by 90 degrees to reflect the light. In order to reciprocate the mirror 154 in a direction perpendicular to the reflection surface. Voice coil motor 15
5 is provided. The reflection surface of the mirror 153 and the reflection surface of the mirror 154 are parallel. The light passing through the optical member swings horizontally in accordance with the position of the mirror 154 driven by the voice coil motor 155. Therefore, by inserting this optical member into the optical system of the three-dimensional image capturing device and the three-dimensional image display device,
It is possible to change the shooting direction and the projection direction of the two-dimensional image.

【０１１１】本実施の形態におけるその他の構成、作用
および効果は、第２の実施の形態と同様である。The other structures, operations and effects of the present embodiment are the same as those of the second embodiment.

【０１１２】〔第４の実施の形態〕次に、本発明の第４
の実施の形態について説明する。本実施の形態では、３
次元画像の撮影時には、画素毎に異なる撮影方向を設定
して１枚の２次元画像情報を生成すると共に、各画素毎
の撮影方向を順次変化させて、連続的に２次元画像情報
を生成する。また、本実施の形態では、３次元画像の表
示時には、上述のようにして得られた連続的な２次元画
像情報を、各画素毎に、撮影時における撮影方向に対応
した方向に投射することによって、３次元画像を形成す
る。[Fourth Embodiment] Next, a fourth embodiment of the present invention will be described.
An embodiment will be described. In the present embodiment, 3
When capturing a two-dimensional image, different two-dimensional image information is generated by setting a different capturing direction for each pixel, and the two-dimensional image information is continuously generated by sequentially changing the capturing direction for each pixel. . Further, in the present embodiment, when displaying a three-dimensional image, continuous two-dimensional image information obtained as described above is projected for each pixel in a direction corresponding to the shooting direction at the time of shooting. Thus, a three-dimensional image is formed.

【０１１３】始めに、図３０ないし図３５を参照して、
本実施の形態における画素毎の撮影方向および投射方向
を表すフォーマットについて説明する。なお、以下の説
明では、水平方向Ｎ画素、垂直方向Ｍ画素の２次元画像
を、Ｎ×Ｍ画素の２次元画像と表現する。本実施の形態
では、３次元画像撮影装置における２次元画像情報の撮
影手段の解像度および３次元画像表示装置における２次
元画像情報の投射手段の解像度が６４０×４８０画素で
あり、すなわち、２次元画像が６４０×４８０画素で構
成されるものとする。撮影方向および投射方向は、θ１
〜θ60の６０方向とする。なお、図３０ないし図３５に
おいて、図中の数字１〜６０は、それぞれ方向θ１〜θ
60を表している。また、本実施の形態では、５つの空間
フィールドで一つの空間フレームが形成される。一つの
空間フレームは、一つの３次元静止画像を形成する。ま
た、１２個の空間フレームによって１秒間の３次元画像
が形成される。First, referring to FIGS. 30 to 35,
A format representing a shooting direction and a projection direction for each pixel in the present embodiment will be described. In the following description, a two-dimensional image of N pixels in the horizontal direction and M pixels in the vertical direction is expressed as a two-dimensional image of N × M pixels. In the present embodiment, the resolution of the two-dimensional image information photographing means in the three-dimensional image photographing device and the resolution of the two-dimensional image information projecting means in the three-dimensional image display device are 640 × 480 pixels. Is composed of 640 × 480 pixels. The shooting direction and the projection direction are θ1
It is assumed to be 60 directions of ~ θ60. In FIGS. 30 to 35, numerals 1 to 60 in the figures represent directions θ1 to θ, respectively.
Represents 60. Further, in the present embodiment, one spatial frame is formed by five spatial fields. One spatial frame forms one three-dimensional still image. Further, a three-dimensional image for one second is formed by the twelve spatial frames.

【０１１４】また、本実施の形態では、６４０×４８０
画素の２次元画像領域を、水平方向１６０個、垂直方向
１６０個の小領域に分割する。小領域は、４×３画素で
構成される。In the present embodiment, 640 × 480
The two-dimensional image area of the pixel is divided into 160 horizontal areas and 160 vertical areas. The small area is composed of 4 × 3 pixels.

【０１１５】図３０は、第１空間フレームＦｍ１を構成
する第１空間フィールドＦｄ１ないし第５空間フィール
ドＦｄ５を示したものである。図中の４×３画素の領域
が小領域を表している。各小領域中の各画素毎の方向を
走査方向順に見ていくと、第１空間フレームＦｍ１の第
１空間フィールドＦｄ１では、各小領域中の各画素毎の
方向がθ１〜θ12に設定されている。第２空間フィール
ドＦｄ２では、各小領域中の各画素毎の方向がθ13〜θ
24に設定されている。第３空間フィールドＦｄ３では、
各小領域中の各画素毎の方向がθ25〜θ36に設定されて
いる。第４空間フィールドＦｄ４では、各小領域中の各
画素毎の方向がθ37〜θ48に設定されている。第５空間
フィールドＦｄ５では、各小領域中の各画素毎の方向が
θ49〜θ60に設定されている。FIG. 30 shows the first to fifth spatial fields Fd1 to Fd5 constituting the first spatial frame Fm1. The area of 4 × 3 pixels in the figure represents a small area. Looking at the direction of each pixel in each small region in the scanning direction, in the first spatial field Fd1 of the first spatial frame Fm1, the direction of each pixel in each small region is set to θ1 to θ12. I have. In the second spatial field Fd2, the direction of each pixel in each small area is θ13 to θ13.
It is set to 24. In the third spatial field Fd3,
The direction of each pixel in each small area is set to θ25 to θ36. In the fourth spatial field Fd4, the direction of each pixel in each small area is set to θ37 to θ48. In the fifth space field Fd5, the direction of each pixel in each small area is set to θ49 to θ60.

【０１１６】図３１は、第２空間フレームＦｍ２を構成
する第１空間フィールドＦｄ１ないし第５空間フィール
ドＦｄ５を示したものである。図中の４×３画素の領域
が小領域を表している。各小領域中の各画素毎の方向を
走査方向順に見ていくと、第２空間フレームＦｍ２の第
１空間フィールドＦｄ１では、各小領域中の各画素毎の
方向がθ２〜θ12，θ１に設定されている。第２空間フ
ィールドＦｄ２では、各小領域中の各画素毎の方向がθ
14〜θ24，θ13に設定されている。第３空間フィールド
Ｆｄ３では、各小領域中の各画素毎の方向がθ26〜θ3
6，θ25に設定されている。第４空間フィールドＦｄ４
では、各小領域中の各画素毎の方向がθ38〜θ48，θ37
に設定されている。第５空間フィールドＦｄ５では、各
小領域中の各画素毎の方向がθ50〜θ60，θ49に設定さ
れている。FIG. 31 shows the first to fifth spatial fields Fd1 to Fd5 constituting the second spatial frame Fm2. The area of 4 × 3 pixels in the figure represents a small area. Looking at the direction of each pixel in each small area in the scanning direction, in the first spatial field Fd1 of the second spatial frame Fm2, the direction of each pixel in each small area is set to θ2 to θ12, θ1. Have been. In the second spatial field Fd2, the direction of each pixel in each small area is θ
14 to θ24 and θ13. In the third spatial field Fd3, the direction of each pixel in each small area is θ26 to θ3.
6, is set to θ25. Fourth spatial field Fd4
Then, the direction of each pixel in each small area is θ38 to θ48, θ37
Is set to In the fifth spatial field Fd5, the direction of each pixel in each small area is set to θ50 to θ60 and θ49.

【０１１７】図３２は、第３空間フレームＦｍ３を構成
する第１空間フィールドＦｄ１ないし第５空間フィール
ドＦｄ５を示したものである。図中の４×３画素の領域
が小領域を表している。各小領域中の各画素毎の方向を
走査方向順に見ていくと、第３空間フレームＦｍ３の第
１空間フィールドＦｄ１では、各小領域中の各画素毎の
方向がθ３〜θ12，θ１，θ２に設定されている。第２
空間フィールドＦｄ２では、各小領域中の各画素毎の方
向がθ15〜θ24，θ13，θ14に設定されている。第３空
間フィールドＦｄ３では、各小領域中の各画素毎の方向
がθ27〜θ36，θ25，θ26に設定されている。第４空間
フィールドＦｄ４では、各小領域中の各画素毎の方向が
θ39〜θ48，θ37，θ38に設定されている。第５空間フ
ィールドＦｄ５では、各小領域中の各画素毎の方向がθ
51〜θ60，θ49，θ50に設定されている。FIG. 32 shows the first to fifth spatial fields Fd1 to Fd5 constituting the third spatial frame Fm3. The area of 4 × 3 pixels in the figure represents a small area. Looking at the direction of each pixel in each small area in the scanning direction order, in the first spatial field Fd1 of the third spatial frame Fm3, the direction of each pixel in each small area is θ3 to θ12, θ1, θ2. Is set to Second
In the spatial field Fd2, the direction of each pixel in each small area is set to θ15 to θ24, θ13, and θ14. In the third spatial field Fd3, the direction of each pixel in each small area is set to θ27 to θ36, θ25, and θ26. In the fourth spatial field Fd4, the direction of each pixel in each small area is set to θ39 to θ48, θ37, and θ38. In the fifth spatial field Fd5, the direction of each pixel in each small area is θ
51 to θ60, θ49, and θ50 are set.

【０１１８】以下、同様に、各空間フィールドＦｄ１〜
Ｆｄ５において各小領域に割り当てられる方向の組み合
わせは同じであるが、空間フレームが一つ進む毎に、各
小領域内において、各方向が割り当てられる画素が走査
方向に１画素ずつずれる。Hereinafter, similarly, each spatial field Fd1.
Although the combination of directions assigned to each small area in Fd5 is the same, the pixels assigned to each direction are shifted by one pixel in the scanning direction in each small area every time the spatial frame advances.

【０１１９】図３３は、第１２空間フレームＦｍ１２を
構成する第１空間フィールドＦｄ１ないし第５空間フィ
ールドＦｄ５を示したものである。図中の４×３画素の
領域が小領域を表している。各小領域中の各画素毎の方
向を走査方向順に見ていくと、第１２空間フレームＦｍ
３の第１空間フィールドＦｄ１では、各小領域中の各画
素毎の方向がθ12，θ１〜θ11に設定されている。第２
空間フィールドＦｄ２では、各小領域中の各画素毎の方
向がθ24，θ13〜θ23に設定されている。第３空間フィ
ールドＦｄ３では、各小領域中の各画素毎の方向がθ3
6，θ25〜θ35に設定されている。第４空間フィールド
Ｆｄ４では、各小領域中の各画素毎の方向がθ48，θ37
〜θ47に設定されている。第５空間フィールドＦｄ５で
は、各小領域中の各画素毎の方向がθ60，θ49〜θ59に
設定されている。FIG. 33 shows the first to fifth spatial fields Fd1 to Fd5 constituting the twelfth spatial frame Fm12. The area of 4 × 3 pixels in the figure represents a small area. Looking at the direction of each pixel in each small area in the scanning direction, the twelfth spatial frame Fm
In the first spatial field Fd1 of No. 3, the direction of each pixel in each small area is set to θ12, θ1 to θ11. Second
In the spatial field Fd2, the direction of each pixel in each small area is set to θ24, θ13 to θ23. In the third spatial field Fd3, the direction of each pixel in each small area is θ3
6, is set to θ25 to θ35. In the fourth spatial field Fd4, the direction of each pixel in each small area is θ48, θ37.
It is set to ~ θ47. In the fifth space field Fd5, the direction of each pixel in each small area is set to θ60, θ49 to θ59.

【０１２０】なお、図３０ないし図３３では、ある方向
が割り当てられる画素がどのように変化するかが分かる
ようにするために、方向θ12，θ24，θ36，θ48，θ60
が割り当てられる画素を四角で囲って表している。In FIGS. 30 to 33, the directions .theta.12, .theta.24, .theta.36, .theta.48, .theta.60 are shown in order to understand how the pixels to which a certain direction is assigned change.
Are indicated by surrounding squares with pixels.

【０１２１】図３４および図３５は、一つの小領域中の
各画素に割り当てられる方向を表したものである。図３
４は、第１空間フレームＦｍ１〜第６空間フレームＦｍ
６を表し、図３５は、第７空間フレームＦｍ７〜第１２
空間フレームＦｍ１２を表している。FIGS. 34 and 35 show the directions assigned to each pixel in one small area. FIG.
4 is a first spatial frame Fm1 to a sixth spatial frame Fm
FIG. 35 shows the seventh spatial frame Fm7 to the twelfth spatial frame.
This represents the spatial frame Fm12.

【０１２２】本実施の形態における３次元画像撮影装置
の構成は、図５と同様である。本実施の形態では、角度
パターン発生回路３７は、上述のフォーマットに従っ
て、各画素毎の方向を表す角度パターンを発生し、偏向
板駆動回路３６に供給する。偏向板駆動回路３６は、供
給される角度パターンに従って、偏向板１１の各画素毎
に、入射光の角度を設定する。The configuration of the three-dimensional image photographing apparatus according to the present embodiment is the same as that shown in FIG. In the present embodiment, the angle pattern generation circuit 37 generates an angle pattern indicating the direction of each pixel according to the above-described format, and supplies the generated angle pattern to the deflection plate driving circuit 36. The deflecting plate drive circuit 36 sets the angle of the incident light for each pixel of the deflecting plate 11 according to the supplied angle pattern.

【０１２３】本実施の形態における３次元画像表示装置
の構成は、図１１と同様である。本実施の形態では、角
度パターン発生回路５７は、上述のフォーマットに従っ
て、各画素毎の方向を表す角度パターンを発生し、偏向
板駆動回路５６に供給する。偏向板駆動回路５６は、供
給される角度パターンに従って、偏向板２５の各画素毎
に、出射光の角度を設定する。The configuration of the three-dimensional image display device according to the present embodiment is the same as that of FIG. In the present embodiment, the angle pattern generation circuit 57 generates an angle pattern indicating the direction of each pixel according to the above-described format, and supplies the generated angle pattern to the deflection plate driving circuit 56. The deflection plate drive circuit 56 sets the angle of the emitted light for each pixel of the deflection plate 25 according to the supplied angle pattern.

【０１２４】２次元画像の表示時における角度パターン
は、２次元画像毎に、撮影時における角度パターンと一
致していなければならない。これは、映像信号中に含ま
れる同期信号に基づいて、２次元画像の空間フレームお
よび空間フィールドの変化とと角度パターンの変化を同
期させることで実現することができる。The angle pattern at the time of displaying a two-dimensional image must match the angle pattern at the time of shooting for each two-dimensional image. This can be realized by synchronizing a change in the spatial frame and the spatial field of the two-dimensional image with a change in the angle pattern based on a synchronization signal included in the video signal.

【０１２５】以上説明したように、本実施の形態では、
５個の空間フィールドからなる一つの空間フレームで３
次元静止画像が形成される。一つの空間フィールドで
は、１２個の方向について、１６０×１６０画素の解像
度の静止画が同時に形成される。そして、５個の空間フ
ィールド、すなわち一つの空間フレームによって、６０
個の全方向について、１６０×１６０画素の解像度の静
止画が形成される。従って、一つの空間フレームによっ
て、１６０×１６０画素の解像度の３次元画像を表示す
ることができる。更に、１２個の空間フレームによっ
て、６０個の全方向について、６４０×４８０画素の解
像度、すなわち最大解像度で、３次元画像を表示するこ
とができる。しかも、ある一方向からは、ほぼ完全な、
６０フィールド／秒の３次元動画像を観察することが可
能である。As described above, in the present embodiment,
3 in one spatial frame consisting of 5 spatial fields
A two-dimensional still image is formed. In one spatial field, still images having a resolution of 160 × 160 pixels are simultaneously formed in 12 directions. And, with five spatial fields, ie one spatial frame, 60
Still images with a resolution of 160 × 160 pixels are formed in all directions. Therefore, a three-dimensional image with a resolution of 160 × 160 pixels can be displayed by one spatial frame. Further, with the 12 spatial frames, a three-dimensional image can be displayed with a resolution of 640 × 480 pixels, that is, a maximum resolution, in all 60 directions. Moreover, from one direction, almost complete,
It is possible to observe a three-dimensional moving image of 60 fields / second.

【０１２６】本実施の形態では、各空間フィールドによ
って、６０個の全方向のうちの１２個の方向ずつの画像
を形成し、５個の空間フィールド（すなわち、一つの空
間フレーム）によって、６０個の全方向の画像を形成す
るようにしている。また、本実施の形態では、各空間フ
レームによって、１６０×１６０画素の解像度の３次元
画像を形成するが、フレーム毎に、各方向が割り当てら
れる画素を変えている。これにより、１２個の空間フレ
ームによって、６４０×４８０画素の解像度の３次元画
像が形成される。従って、本実施の形態では、３次元画
像を表示するために必要な情報を、時間的および空間的
なインターレース方式によって構成しているとも言え
る。In this embodiment, each spatial field forms an image in each of 12 directions out of 60 directions, and five spatial fields (ie, one spatial frame) form 60 images. In all directions. Further, in this embodiment, a three-dimensional image having a resolution of 160 × 160 pixels is formed by each spatial frame, but the pixels to which each direction is assigned are changed for each frame. Thus, a three-dimensional image having a resolution of 640 × 480 pixels is formed by the twelve spatial frames. Therefore, in the present embodiment, it can be said that information necessary for displaying a three-dimensional image is configured by a temporal and spatial interlace method.

【０１２７】本実施の形態によれば、１秒当たりのフィ
ールド数を少なくしながら、画像更新の周期および解像
度の点で観察に耐えられる３次元動画表示が可能とな
る。According to the present embodiment, it is possible to display a three-dimensional moving image that can be observed in terms of the image update cycle and resolution while reducing the number of fields per second.

【０１２８】なお、本実施の形態では、５個の空間フィ
ールドで一つの空間フレームを形成し、１２個の空間フ
レーム（６０個の空間フィールド）で１秒間の３次元画
像を形成するようにしたが、以下のような種々の変更が
可能である。In this embodiment, one spatial frame is formed by five spatial fields, and a three-dimensional image for one second is formed by 12 spatial frames (60 spatial fields). However, the following various changes are possible.

【０１２９】例えば、４個の空間フィールドで一つの空
間フレームを形成し、１５個の空間フレーム（６０個の
空間フィールド）で１秒間の３次元画像を形成するよう
にしてもよい。この場合には、例えば、小領域を５×３
画素とし、一つの空間フィールドにおいて一つの方向に
１２８×１６０画素の解像度の２次元静止画を投影する
ことになる。For example, one spatial frame may be formed by four spatial fields, and a three-dimensional image for one second may be formed by fifteen spatial frames (60 spatial fields). In this case, for example, the small area is 5 × 3
As a pixel, a two-dimensional still image having a resolution of 128 × 160 pixels is projected in one direction in one spatial field.

【０１３０】また、３個の空間フィールドで一つの空間
フレームを形成し、２０個の空間フレーム（６０個の空
間フィールド）で１秒間の３次元画像を形成するように
してもよい。この場合には、例えば、小領域を５×４画
素とし、一つの空間フィールドにおいて一つの方向に１
２８×１２０画素の解像度の２次元静止画を投影するこ
とになる。Further, one spatial frame may be formed by three spatial fields, and a three-dimensional image for one second may be formed by twenty spatial frames (60 spatial fields). In this case, for example, the small area is 5 × 4 pixels, and one spatial field has one direction in one direction.
A two-dimensional still image with a resolution of 28 × 120 pixels is projected.

【０１３１】また、２個の空間フィールドで一つの空間
フレームを形成し、３０個の空間フレーム（６０個の空
間フィールド）で１秒間の３次元画像を形成するように
してもよい。この場合には、例えば、小領域を５×６画
素とし、一つの空間フィールドにおいて一つの方向に１
２８×８０画素の解像度の２次元静止画を投影すること
になる。Further, one spatial frame may be formed by two spatial fields, and a three-dimensional image for one second may be formed by 30 spatial frames (60 spatial fields). In this case, for example, the small area is set to 5 × 6 pixels, and one space field has one direction in one direction.
A two-dimensional still image with a resolution of 28 × 80 pixels is projected.

【０１３２】また、一つの空間フィールドで一つの空間
フレームを形成し、６０個の空間フレーム（６０個の空
間フィールド）で１秒間の３次元画像を形成するように
してもよい。この場合には、例えば、小領域を１０×６
画素とし、一つの空間フィールドにおいて一つの方向に
６４×８０画素の解像度の２次元静止画を投影すること
になる。One spatial frame may be formed by one spatial field, and a three-dimensional image for one second may be formed by 60 spatial frames (60 spatial fields). In this case, for example, the small area is 10 × 6
In this case, two-dimensional still images having a resolution of 64 × 80 pixels are projected in one direction in one spatial field.

【０１３３】なお、本実施の形態では、１秒当たりの空
間フィールド数を６０としたが、これをもっと多くすれ
ば、動きがより円滑な３次元動画表示が可能となる。例
えば、１秒当たりの空間フィールド数を１２０とすれ
ば、１秒間に、本実施の形態で説明した６０フィールド
分の角度パターンの変化を２回繰り返すことができ、動
きをより円滑に表現することが可能となる。In the present embodiment, the number of spatial fields per second is set to 60. However, if the number is increased, a three-dimensional moving image with smoother motion can be displayed. For example, assuming that the number of spatial fields per second is 120, the change of the angle pattern for 60 fields described in the present embodiment can be repeated twice per second, and the motion can be expressed more smoothly. Becomes possible.

【０１３４】また、本実施の形態では、２次元画像が６
４０×４８０画素で構成されるものとしたが、画素数を
もっと多くすれば、より精密な（きめの細かい）３次元
画像表示が可能となる。例えば、２次元画像が１０２４
×７６８画素で構成される場合を考える。この場合、空
間を所定角度毎に６０個に分割すると共に、６０個のフ
ィールドで３次元画像を形成するとすると、例えば、小
領域を４×３画素とし、１０２４×７６８画素の画像領
域を、２５６×２５６の小領域に分割する。また、例え
ば、５個の空間フィールドで一つの空間フレームを形成
し、１２個の空間フレーム（６０個の空間フィールド）
で１秒間の３次元画像を形成する。なお、小領域の大き
さを変えてもよいし、空間分解能の向上のためや視野角
の向上のために、空間を所定角度毎に分割する分割数を
増やしてもよいし、１秒当たりのフィールド数を増やし
てもよい。In the present embodiment, the two-dimensional image is 6
Although the configuration is made up of 40 × 480 pixels, a more precise (fine) three-dimensional image display becomes possible by increasing the number of pixels. For example, if the two-dimensional image is 1024
Let us consider the case of being composed of × 768 pixels. In this case, assuming that the space is divided into 60 at every predetermined angle and a three-dimensional image is formed with 60 fields, for example, a small area is 4 × 3 pixels, and an image area of 1024 × 768 pixels is 256 pixels. It is divided into small areas of × 256. Also, for example, one spatial frame is formed by five spatial fields, and 12 spatial frames (60 spatial fields)
Forms a three-dimensional image for one second. Note that the size of the small area may be changed, the number of divisions into which the space is divided at every predetermined angle may be increased for the purpose of improving the spatial resolution or the viewing angle, or may be performed per second. The number of fields may be increased.

【０１３５】２次元画像が１０２４×７６８画素で構成
され、１秒当たりのフィールド数が１２０であれば、か
なり精密で動きの滑らかな３次元動画表示が可能とな
る。その実現には、ＣＣＤやＬＣＤに対して、１０２４
×７６８画素の画素数が要求されると共に、１２０フィ
ールド／秒のような高レートが要求される。しかし、こ
れは、近年のＣＣＤやＬＣＤの画素数の増加や、ノンイ
ンターレース方式対応のＣＣＤの技術等から、十分実現
が可能である。If the two-dimensional image is composed of 1024 × 768 pixels and the number of fields per second is 120, it is possible to display a three-dimensional moving image with extremely high precision and smooth motion. In order to realize this, 1024
A pixel number of × 768 pixels is required, and a high rate such as 120 fields / second is required. However, this can be sufficiently realized due to the recent increase in the number of pixels of the CCD or LCD, the technology of the CCD compatible with the non-interlace method, and the like.

【０１３６】また、本実施の形態において、表示位置変
換処理を実行する場合には、画素毎に撮影方向および投
射方向が異なる６０空間フィールド分の２次元画像情報
を、６０個の各撮影方向および投射方向毎の２次元画像
情報に変換した後、変換後の２次元画像情報に対して表
示位置変換処理を行い、その後、画素毎に撮影方向およ
び投射方向が異なる６０空間フィールド分の２次元画像
情報に変換するようにすればよい。In the present embodiment, when the display position conversion process is executed, two-dimensional image information for 60 spatial fields having different photographing directions and projection directions for each pixel is obtained by using 60 photographing directions and After conversion into two-dimensional image information for each projection direction, a display position conversion process is performed on the two-dimensional image information after the conversion, and then a two-dimensional image for 60 spatial fields in which the shooting direction and the projection direction are different for each pixel What is necessary is just to convert it into information.

【０１３７】本実施の形態におけるその他の構成、作用
および効果は、第１の実施の形態と同様である。Other configurations, operations and effects of the present embodiment are the same as those of the first embodiment.

【０１３８】〔第５の実施の形態〕次に、図３６を参照
して、本発明の第５の実施の形態について説明する。本
実施の形態は、本発明をテレビ会議システムに適用した
例である。図３６は、本実施の形態におけるテレビ会議
システムの構成を示す説明図である。このテレビ会議シ
ステムは、２つの３次元画像撮影表示装置２０１，２０
２を備えている。２つの３次元画像撮影表示装置２０
１，２０２は、信号を双方向に伝送する信号伝送路２０
３を介して接続されている。[Fifth Embodiment] Next, a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. This embodiment is an example in which the present invention is applied to a video conference system. FIG. 36 is an explanatory diagram showing the configuration of the video conference system according to the present embodiment. This video conference system includes two three-dimensional image capturing and displaying devices 201 and 20.
2 is provided. Two three-dimensional imaging and display devices 20
1, 202 is a signal transmission path 20 for transmitting signals bidirectionally.
3 are connected.

【０１３９】３次元画像撮影表示装置２０１，２０２
は、３次元画像撮影装置と３次元画像表示装置とを一体
化した装置である。３次元画像撮影表示装置２０１，２
０２では、図１に示した３次元画像撮影装置における集
光レンズ１２とピンホール部材１３との間に、ハーフミ
ラー２１１が配置されている。このハーフミラー２１１
は、その反射面の法線が、３次元画像撮影装置の光学系
の光軸に対して４５度をなすように配置されている。そ
して、集光レンズ１２からの光がハーフミラー２１１で
反射して進行する方向に、３次元画像表示装置のピンホ
ール部材２３、集光レンズ２２およびＬＣＤ２１が配置
されている。なお、図示しないが、３次元画像撮影表示
装置２０１，２０２の回路構成は、３次元画像撮影装置
における回路と３次元画像表示装置における回路とを併
せ持ったものとなっている。また、３次元画像撮影表示
装置２０１，２０２に含まれる３次元画像撮影装置およ
び３次元画像表示装置の構成は、第１ないし第４の実施
の形態のうちのいずれの実施の形態の構成でもよい。Three-dimensional image photographing and displaying devices 201 and 202
Is a device in which a three-dimensional image capturing device and a three-dimensional image display device are integrated. Three-dimensional image capturing and displaying device 201,
In No. 02, the half mirror 211 is disposed between the condenser lens 12 and the pinhole member 13 in the three-dimensional image capturing apparatus shown in FIG. This half mirror 211
Are arranged such that the normal to the reflecting surface is at 45 degrees to the optical axis of the optical system of the three-dimensional image capturing apparatus. The pinhole member 23, the condenser lens 22, and the LCD 21 of the three-dimensional image display device are arranged in a direction in which the light from the condenser lens 12 is reflected by the half mirror 211 and travels. Although not shown, the circuit configurations of the three-dimensional image capturing and displaying devices 201 and 202 have both a circuit in the three-dimensional image capturing device and a circuit in the three-dimensional image displaying device. The configurations of the three-dimensional image capturing device and the three-dimensional image display device included in the three-dimensional image capturing and displaying devices 201 and 202 may be the configurations of any of the first to fourth embodiments. .

【０１４０】次に、本実施の形態におけるテレビ会議シ
ステムの動作について説明する。３次元画像撮影表示装
置２０１，２０２では、３次元画像の撮影と表示が同時
に行われる。すなわち、偏向板１１では、撮影方向と２
次元画像情報の投射方向とが同時に選択される。偏向板
１１に入射した光は、集光レンズ１２、ハーフミラー２
１１、ピンホール部材１３、集光レンズ１４を経て、Ｃ
ＣＤ１５に入射する。ＬＣＤ２１からの光は、集光レン
ズ２２、ピンホール部材２３、ハーフミラー２１１、集
光レンズ１２を経て、偏向板１１によって投射される。Next, the operation of the video conference system according to the present embodiment will be described. The three-dimensional image capturing and displaying devices 201 and 202 simultaneously capture and display a three-dimensional image. That is, in the deflecting plate 11, the photographing direction and 2
The projection direction of the two-dimensional image information is selected at the same time. The light incident on the deflecting plate 11 is condensed by the condenser lens 12 and the half mirror 2.
11, through the pinhole member 13, and the condenser lens 14, C
The light enters the CD 15. Light from the LCD 21 passes through the condenser lens 22, the pinhole member 23, the half mirror 211, and the condenser lens 12, and is projected by the deflecting plate 11.

【０１４１】ここで、例えば、３次元画像撮影表示装置
２０１では物体２２０を撮影し、３次元画像撮影表示装
置２０２では物体２３０を撮影するものとする。３次元
画像撮影表示装置２０１は、ＣＣＤ１５の出力信号を信
号処理して、映像信号を生成する。この映像信号は、信
号伝送路２０３を介して３次元画像撮影表示装置２０２
に伝送される。そして、３次元画像撮影表示装置２０２
において、伝送された映像信号に基づいてＬＣＤ２１に
よって２次元画像情報が形成され、この２次元画像情報
が偏向板１１によって選択された方向に投射される。こ
れにより、３次元画像撮影表示装置２０２によって、物
体２２０の３次元画像２２１が表示される。Here, for example, it is assumed that the three-dimensional image capturing and displaying device 201 captures an image of the object 220, and the three-dimensional image capturing and displaying device 202 captures the object 230. The three-dimensional imaging and display device 201 performs signal processing on an output signal of the CCD 15 to generate a video signal. This video signal is transmitted to a three-dimensional image capturing and displaying device 202 via a signal transmission path 203.
Is transmitted to Then, the three-dimensional image capturing and displaying device 202
, Two-dimensional image information is formed by the LCD 21 based on the transmitted video signal, and the two-dimensional image information is projected by the deflection plate 11 in the selected direction. Thereby, the three-dimensional image 221 of the object 220 is displayed by the three-dimensional image capturing and displaying device 202.

【０１４２】同様に、３次元画像撮影表示装置２０２
は、ＣＣＤ１５の出力信号を信号処理して、映像信号を
生成する。この映像信号は、信号伝送路２０３を介して
３次元画像撮影表示装置２０１に伝送される。そして、
３次元画像撮影表示装置２０１において、伝送された映
像信号に基づいてＬＣＤ２１によって２次元画像情報が
形成され、この２次元画像情報が偏向板１１によって選
択された方向に投射される。これにより、３次元画像撮
影表示装置２０１によって、物体２３０の３次元画像２
３１が表示される。Similarly, the three-dimensional image capturing and displaying device 202
Performs signal processing on an output signal of the CCD 15 to generate a video signal. This video signal is transmitted to the three-dimensional image capturing and displaying device 201 via the signal transmission path 203. And
In the three-dimensional image capturing and displaying device 201, two-dimensional image information is formed by the LCD 21 based on the transmitted video signal, and the two-dimensional image information is projected by the deflecting plate 11 in the direction selected. Thereby, the three-dimensional image 2 of the object 230 is
31 is displayed.

【０１４３】物体２２０，２３０が共に人である場合に
は、３次元画像撮影表示装置２０１側にいる人は、３次
元画像撮影表示装置２０２側にいる人の３次元画像を観
察することができ、３次元画像撮影表示装置２０２側に
いる人は、３次元画像撮影表示装置２０１側にいる人の
３次元画像を観察することができる。When the objects 220 and 230 are both humans, a person on the three-dimensional image capturing and displaying apparatus 201 side can observe a three-dimensional image of a person on the three-dimensional image capturing and displaying apparatus 202 side. The person on the side of the three-dimensional image capturing and displaying device 202 can observe a three-dimensional image of the person on the side of the three-dimensional image capturing and displaying device 201.

【０１４４】従って、本実施の形態におけるテレビ会議
システムによれば、相手の顔の３次元画像を間近に見な
がらテレビ会議を行うことができ、臨場感のあるテレビ
会議を行うことができる。また、このシステムによれ
ば、３次元画像の撮影のための光の入射部と３次元画像
の表示のための光の出射部が共通化されているので、相
手の顔の３次元画像が正面に表示される。従って、相手
の眼を見ながら話しをすることができ、より臨場感のあ
るテレビ会議を行うことができる。Therefore, according to the video conference system of the present embodiment, the video conference can be performed while watching the three-dimensional image of the other party's face up close, and the video conference with a sense of reality can be performed. In addition, according to this system, the light incident portion for capturing a three-dimensional image and the light emitting portion for displaying the three-dimensional image are shared, so that the three-dimensional image of the other party's face can be displayed in front. Will be displayed. Therefore, it is possible to talk while looking at the other party's eyes, and a more realistic TV conference can be held.

【０１４５】なお、本実施の形態における３次元画像撮
影表示装置を３つ以上の場所に設置し、相互に信号伝送
路を介して接続し、各３次元画像撮影表示装置におい
て、他の３次元画像撮影表示装置から送られてくる映像
信号を切り替えて表示、あるいは合成して表示すること
により、３箇所以上の間でテレビ会議を行うことも可能
である。The three-dimensional image capturing and displaying apparatus according to the present embodiment is installed at three or more locations and connected to each other via a signal transmission path. By switching and displaying or synthesizing and displaying video signals sent from the image capturing and displaying device, it is possible to hold a video conference between three or more locations.

【０１４６】本実施の形態におけるその他の構成、作用
および効果は、第１ないし第４の実施の形態と同様であ
る。The other structure, operation, and effects of this embodiment are the same as those of the first to fourth embodiments.

【０１４７】なお、本発明は上記各実施の形態に限定さ
れず、種々の変更が可能である。例えば、３次元画像撮
影装置において２次元画像を撮影する手段には、ＣＣＤ
以外の他の撮像素子を用いてもよい。また、３次元画像
表示装置において２次元画像を表示する手段には、ＬＣ
Ｄ以外の他の表示素子を用いてもよい。The present invention is not limited to the above embodiments, and various changes can be made. For example, a means for capturing a two-dimensional image in a three-dimensional image capturing apparatus includes a CCD.
Other image sensors other than the above may be used. Means for displaying a two-dimensional image on the three-dimensional image display device includes LC
A display element other than D may be used.

【０１４８】また、３次元画像撮影装置における入射光
の方向や３次元画像表示装置における出射光の方向を変
化させる手段としては、上記各実施の形態で用いた手段
に限らず、例えば、回転するプリズムや、回転するミラ
ー等を用いてもよい。The means for changing the direction of the incident light in the three-dimensional image photographing device and the direction of the outgoing light in the three-dimensional image display device are not limited to the means used in each of the above-described embodiments. A prism, a rotating mirror, or the like may be used.

【０１４９】[0149]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の３次元画
像表示位置変換装置または３次元画像表示位置変換方法
によれば、同一物体に対する観察方向の異なる複数の２
次元画像情報を、それぞれ観察方向に対応した方向に投
射することにより、空間に物体の３次元画像を表示する
システムにおいて、３次元画像の位置の移動量の情報と
観察方向または投射方向とに基づいて、３次元画像の位
置を移動量だけ移動するために必要な、２次元画像情報
の位置の面内方向の移動量を求め、求められた移動量だ
け、２次元画像情報の位置を変更するようにしたので、
容易に、空間に表示される物体の３次元画像の位置を変
換することができるという効果を奏する。As described above, according to the three-dimensional image display position conversion apparatus or the three-dimensional image display position conversion method of the present invention, a plurality of two-dimensional images having different observation directions with respect to the same object are obtained.
In a system for displaying a three-dimensional image of an object in space by projecting the three-dimensional image information in directions corresponding to the observation directions, based on the information on the movement amount of the position of the three-dimensional image and the observation direction or the projection direction Then, the moving amount in the in-plane direction of the position of the two-dimensional image information necessary for moving the position of the three-dimensional image by the moving amount is obtained, and the position of the two-dimensional image information is changed by the obtained moving amount. So,
There is an effect that the position of the three-dimensional image of the object displayed in the space can be easily converted.

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

【図１】本発明の第１の実施の形態における３次元画像
撮影装置の概略の構成を示す説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram illustrating a schematic configuration of a three-dimensional image capturing apparatus according to a first embodiment of the present invention.

【図２】本発明の第１の実施の形態における３次元画像
表示装置の概略の構成を示す説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating a schematic configuration of a three-dimensional image display device according to the first embodiment of the present invention.

【図３】本発明の第１の実施の形態における３次元画像
撮影装置と３次元画像表示装置の位置関係を説明するた
めの説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining a positional relationship between the three-dimensional image capturing device and the three-dimensional image display device according to the first embodiment of the present invention.

【図４】本発明の第１の実施の形態における３次元画像
撮影装置と３次元画像表示装置の位置関係を説明するた
めの説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining a positional relationship between the three-dimensional image photographing device and the three-dimensional image display device according to the first embodiment of the present invention.

【図５】本発明の第１の実施の形態における３次元画像
撮影装置の構成を示すブロック図である。FIG. 5 is a block diagram illustrating a configuration of a three-dimensional image capturing apparatus according to the first embodiment of the present invention.

【図６】図５における偏向板が選択する入射光の角度と
ＣＣＤが取り込む画像との対応関係を示す説明図であ
る。FIG. 6 is an explanatory diagram showing a correspondence relationship between an angle of incident light selected by a deflection plate in FIG. 5 and an image captured by a CCD.

【図７】図５における偏向板に用いる液晶素子の構成を
示す説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram showing a configuration of a liquid crystal element used for the deflection plate in FIG.

【図８】図５における偏向板の構成を示す説明図であ
る。FIG. 8 is an explanatory diagram showing a configuration of a deflection plate in FIG. 5;

【図９】図８に示した偏向板の動作を説明するための説
明図である。FIG. 9 is an explanatory diagram for explaining the operation of the deflection plate shown in FIG. 8;

【図１０】図８に示した偏向板の動作を説明するための
説明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram for explaining an operation of the deflection plate shown in FIG. 8;

【図１１】本発明の第１の実施の形態における３次元画
像表示装置の構成を示すブロック図である。FIG. 11 is a block diagram illustrating a configuration of a three-dimensional image display device according to the first embodiment of the present invention.

【図１２】図１１におけるＬＣＤが形成する２次元画像
と偏向板の出射光の角度との対応関係を示す説明図であ
る。12 is an explanatory diagram showing a correspondence relationship between a two-dimensional image formed by the LCD in FIG. 11 and angles of light emitted from a deflecting plate.

【図１３】図１２における集光レンズ、偏向板および拡
散板を示す斜視図である。FIG. 13 is a perspective view showing a condenser lens, a deflection plate, and a diffusion plate in FIG.

【図１４】図１１における偏向板の動作を説明するため
の説明図である。FIG. 14 is an explanatory diagram for explaining the operation of the deflection plate in FIG. 11;

【図１５】図１１における偏向板の動作を説明するため
の説明図である。FIG. 15 is an explanatory diagram for explaining the operation of the deflection plate in FIG. 11;

【図１６】本発明の第１の実施の形態における表示位置
変換処理の原理について説明するための説明図である。FIG. 16 is an explanatory diagram for describing a principle of a display position conversion process according to the first embodiment of the present invention.

【図１７】図５および図１１における表示位置変換回路
の構成の一例を示すブロック図である。FIG. 17 is a block diagram showing an example of a configuration of a display position conversion circuit in FIGS. 5 and 11;

【図１８】本発明の第１の実施の形態における３次元画
像の撮影の方法の一例を示す説明図である。FIG. 18 is an explanatory diagram illustrating an example of a method of capturing a three-dimensional image according to the first embodiment of the present invention.

【図１９】本発明の第１の実施の形態における３次元画
像の表示の方法の一例を示す説明図である。FIG. 19 is an explanatory diagram illustrating an example of a method of displaying a three-dimensional image according to the first embodiment of the present invention.

【図２０】本発明の第２の実施の形態における３次元画
像撮影装置の概略の構成を示す説明図である。FIG. 20 is an explanatory diagram illustrating a schematic configuration of a three-dimensional image capturing apparatus according to a second embodiment of the present invention.

【図２１】本発明の第２の実施の形態における３次元画
像表示装置の概略の構成を示す説明図である。FIG. 21 is an explanatory diagram illustrating a schematic configuration of a three-dimensional image display device according to a second embodiment of the present invention.

【図２２】本発明の第２の実施の形態における３次元画
像撮影装置の構成を示すブロック図である。FIG. 22 is a block diagram illustrating a configuration of a three-dimensional image capturing apparatus according to a second embodiment of the present invention.

【図２３】本発明の第２の実施の形態における３次元画
像表示装置の構成を示すブロック図である。FIG. 23 is a block diagram illustrating a configuration of a three-dimensional image display device according to a second embodiment of the present invention.

【図２４】本発明の第３の実施の形態における３次元画
像撮影装置の概略の構成を示す説明図である。FIG. 24 is an explanatory diagram illustrating a schematic configuration of a three-dimensional image capturing apparatus according to a third embodiment of the present invention.

【図２５】本発明の第３の実施の形態における３次元画
像表示装置の概略の構成を示す説明図である。FIG. 25 is an explanatory diagram illustrating a schematic configuration of a three-dimensional image display device according to a third embodiment of the present invention.

【図２６】本発明の第３の実施の形態における３次元画
像撮影装置の構成を示すブロック図である。FIG. 26 is a block diagram illustrating a configuration of a three-dimensional image capturing apparatus according to a third embodiment of the present invention.

【図２７】本発明の第３の実施の形態における３次元画
像表示装置の構成を示すブロック図である。FIG. 27 is a block diagram illustrating a configuration of a three-dimensional image display device according to a third embodiment of the present invention.

【図２８】本発明の第３の実施の形態の変形例において
２次元画像の撮影方向および投影方向を変化させるため
の光学部材の一例を示す説明図である。FIG. 28 is an explanatory diagram showing an example of an optical member for changing a shooting direction and a projection direction of a two-dimensional image in a modified example of the third embodiment of the present invention.

【図２９】本発明の第３の実施の形態の変形例において
２次元画像の撮影方向および投影方向を変化させるため
の光学部材の他の例を示す説明図である。FIG. 29 is an explanatory diagram showing another example of an optical member for changing a shooting direction and a projection direction of a two-dimensional image in a modified example of the third embodiment of the present invention.

【図３０】本発明の第４の実施の形態における画素毎の
撮影方向および投射方向を表すフォーマットを示す説明
図である。FIG. 30 is an explanatory diagram showing a format representing a shooting direction and a projection direction for each pixel according to the fourth embodiment of the present invention.

【図３１】本発明の第４の実施の形態における画素毎の
撮影方向および投射方向を表すフォーマットを示す説明
図である。FIG. 31 is an explanatory diagram showing a format representing a shooting direction and a projection direction for each pixel according to the fourth embodiment of the present invention.

【図３２】本発明の第４の実施の形態における画素毎の
撮影方向および投射方向を表すフォーマットを示す説明
図である。FIG. 32 is an explanatory diagram showing a format representing a shooting direction and a projection direction for each pixel according to the fourth embodiment of the present invention.

【図３３】本発明の第４の実施の形態における画素毎の
撮影方向および投射方向を表すフォーマットを示す説明
図である。FIG. 33 is an explanatory diagram showing a format representing a shooting direction and a projection direction for each pixel according to the fourth embodiment of the present invention.

【図３４】本発明の第４の実施の形態における画素毎の
撮影方向および投射方向を表すフォーマットを示す説明
図である。FIG. 34 is an explanatory diagram showing a format representing a shooting direction and a projection direction for each pixel according to the fourth embodiment of the present invention.

【図３５】本発明の第４の実施の形態における画素毎の
撮影方向および投射方向を表すフォーマットを示す説明
図である。FIG. 35 is an explanatory diagram showing a format representing a shooting direction and a projection direction for each pixel according to the fourth embodiment of the present invention.

【図３６】本発明の第５の実施の形態におけるテレビ会
議システムの構成を示す説明図である。FIG. 36 is an explanatory diagram showing a configuration of a video conference system according to a fifth embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１１…偏向板、１２…集光レンズ、１３…ピンホール部
材、１４…集光レンズ、１５…ＣＣＤ、２１…ＬＣＤ、
２２…集光レンズ、２３…ピンホール部材、２４…集光
レンズ、２５…偏向板、３１…ＣＣＤ駆動回路、３３…
表示位置変換回路、３６…偏向板駆動回路、３７…角度
パターン発生回路、３８…タイミング制御回路、５３…
表示位置変換回路、５５…ＬＣＤ駆動回路、５６…偏向
板駆動回路、５７…角度パターン発生回路、５８…タイ
ミング制御回路。11: polarizing plate, 12: condenser lens, 13: pinhole member, 14: condenser lens, 15: CCD, 21: LCD,
Reference numeral 22: condenser lens, 23: pinhole member, 24: condenser lens, 25: polarizing plate, 31: CCD drive circuit, 33:
Display position conversion circuit, 36: deflection plate drive circuit, 37: angle pattern generation circuit, 38: timing control circuit, 53 ...
Display position conversion circuit, 55: LCD drive circuit, 56: deflection plate drive circuit, 57: angle pattern generation circuit, 58: timing control circuit.

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 同一物体に対する観察方向の異なる複数
の２次元画像情報を、それぞれ観察方向に対応した方向
に投射することにより、空間に物体の３次元画像を表示
するシステムに用いられ、空間に表示される物体の３次
元画像の位置を変換する３次元画像表示位置変換装置で
あって、 ３次元画像の位置の移動量の情報と前記観察方向または
投射方向とに基づいて、３次元画像の位置を前記移動量
だけ移動するために必要な、前記２次元画像情報の位置
の面内方向の移動量を求める移動量算出手段と、 前記移動量算出手段によって求められた移動量だけ、前
記２次元画像情報の位置を変更する位置変更手段とを備
えたことを特徴とする３次元画像表示位置変換装置。1. A system for displaying a three-dimensional image of an object in space by projecting a plurality of two-dimensional image information of the same object having different observation directions in directions corresponding to the observation directions, respectively. What is claimed is: 1. A three-dimensional image display position conversion device for converting the position of a three-dimensional image of an object to be displayed, comprising: Moving amount calculating means for calculating an in-plane moving amount of the position of the two-dimensional image information required to move the position by the moving amount; A three-dimensional image display position conversion device, comprising: a position changing unit that changes a position of three-dimensional image information. 【請求項２】 前記移動量算出手段は、前記３次元画像
の位置の移動量をａとし、前記観察方向または投射方向
をθｉとしたときに、ｂ＝ａ×ｔａｎθｉで表されるｂ
に比例した値を、前記２次元画像情報の位置の移動量と
することを特徴とする請求項１記載の３次元画像表示位
置変換装置。2. The method according to claim 1, wherein the moving amount calculating unit sets the moving amount of the position of the three-dimensional image to a and the viewing direction or the projection direction to be θi, and b = a × tan θi.
2. The three-dimensional image display position conversion device according to claim 1, wherein a value proportional to is used as a movement amount of the position of the two-dimensional image information. 【請求項３】 前記位置変更手段は、前記２次元画像情
報を記憶する記憶手段と、前記記憶手段に情報を書き込
む際の書き込みアドレスと前記記憶手段から情報の読み
出す際の読み出しアドレスとを制御することによって、
前記２次元画像情報の位置を変更するアドレス制御手段
とを有することを特徴とする請求項１または２記載の３
次元画像表示位置変換装置。3. The position change unit controls a storage unit that stores the two-dimensional image information, a write address when writing information to the storage unit, and a read address when reading information from the storage unit. By
3. The apparatus according to claim 1, further comprising an address control unit configured to change a position of the two-dimensional image information.
Dimensional image display position conversion device. 【請求項４】 同一物体を複数の観察方向から撮影し
て、同一物体に対する観察方向の異なる複数の２次元画
像情報を生成する３次元画像撮影装置に設けられている
ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の
３次元画像表示位置変換装置。4. A three-dimensional image photographing apparatus for photographing the same object from a plurality of observation directions and generating a plurality of two-dimensional image information of the same object having different observation directions. 3. The three-dimensional image display position conversion device according to any one of 1 to 3. 【請求項５】 同一物体に対する観察方向の異なる複数
の２次元画像情報を、それぞれ観察方向に対応した方向
に投射することにより、空間に物体の３次元画像を表示
する３次元画像表示装置に設けられていることを特徴と
する請求項１ないし３のいずれかに記載の３次元画像表
示位置変換装置。5. A three-dimensional image display device for displaying a three-dimensional image of an object in space by projecting a plurality of two-dimensional image information of the same object having different observation directions in directions corresponding to the observation directions. The three-dimensional image display position conversion device according to claim 1, wherein: 【請求項６】 同一物体に対する観察方向の異なる複数
の２次元画像情報を、それぞれ観察方向に対応した方向
に投射することにより、空間に物体の３次元画像を表示
するシステムに用いられ、空間に表示される物体の３次
元画像の位置を変換する３次元画像表示位置変換方法で
あって、 ３次元画像の位置の移動量の情報と前記観察方向または
投射方向とに基づいて、３次元画像の位置を前記移動量
だけ移動するために必要な、前記２次元画像情報の位置
の面内方向の移動量を求める移動量算出手順と、 前記移動量算出手順によって求められた移動量だけ、前
記２次元画像情報の位置を変更する位置変更手順とを含
むことを特徴とする３次元画像表示位置変換方法。6. A system for displaying a three-dimensional image of an object in space by projecting a plurality of two-dimensional image information of the same object in different observation directions in directions corresponding to the observation directions, respectively. A three-dimensional image display position conversion method for converting the position of a three-dimensional image of an object to be displayed, the method comprising the steps of: A moving amount calculating procedure for calculating an in-plane moving amount of the position of the two-dimensional image information required to move the position by the moving amount; A position changing procedure for changing the position of the three-dimensional image information. 【請求項７】 前記移動量算出手順は、前記３次元画像
の位置の移動量をａとし、前記観察方向または投射方向
をθｉとしたときに、ｂ＝ａ×ｔａｎθｉで表されるｂ
に比例した値を、前記２次元画像情報の位置の移動量と
することを特徴とする請求項６記載の３次元画像表示位
置変換方法。7. The moving amount calculating step includes the step of: b = a × tan θi, where a is the moving amount of the position of the three-dimensional image and θi is the observation direction or the projection direction.
7. The three-dimensional image display position conversion method according to claim 6, wherein a value proportional to is used as a movement amount of the position of the two-dimensional image information. 【請求項８】 前記位置変更手順は、前記２次元画像情
報を記憶する記憶手段に情報を書き込む際の書き込みア
ドレスと前記記憶手段から情報の読み出す際の読み出し
アドレスとを制御することによって、前記２次元画像情
報の位置を変更することを特徴とする請求項６または７
記載の３次元画像表示位置変換方法。8. The position changing step includes controlling a write address when writing information to a storage unit that stores the two-dimensional image information and a read address when reading information from the storage unit. The position of the two-dimensional image information is changed.
3. The three-dimensional image display position conversion method according to claim 1.
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