(57)【要約】【課題】個々の撮像素子の配置を正確に行うことができ、複数の撮像素子の空間的な相対位置を所定の距離の分だけ正確にずらすことが可能な撮像装置の調整装置を提供する。【解決手段】複数の撮像素子と、対物レンズとを少なくとも有する撮像装置と、基準映像表示装置と、ビデオカメラと、撮像装置の調整装置と、を備えた映像調整システムにおける撮像装置の調整装置であって、撮像素子と対物レンズの回転およびあおり方向の位置を、被写体の回転およびあおり方向の位置に合わせるように調整する回転・あおり方向調整手段と、回転およびあおり方向の位置が調整された撮像素子と対物レンズの撮影方向に対するそれぞれの位置が、被写体から所定の距離となる位置に配置されるようにそれぞれ調整する位置調整手段と、を備える。【選択図】図８
2011078031.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
映像信号を表示する表示モニタと前記表示モニタの前面側に配置されるレンズアレイまたは空間フィルタ群とこのレンズアレイまたはこの空間フィルタ群を移動させるレンズアレイまたは空間フィルタ群の移動機構とを有し、前記レンズアレイまたは前記空間フィルタ群のピッチと異なる予め定めたピッチで形成され、水平方向または垂直方向に一定周波数のパターンを有する基準映像を可視像として前記表示モニタに表示してモアレ縞を生じさせる基準映像表示装置と、当該基準映像表示装置で生じた前記モアレ縞を撮影するビデオカメラと、このビデオカメラで撮影された前記モアレ縞の映像に基づいて前記レンズアレイまたは前記空間フィルタ群の配置を調整する基準映像表示装置の調整装置と、を備えた映像調整システムにおける基準映像表示装置の調整装置であって、
前記ビデオカメラで撮影された前記モアレ縞の映像に基づいて、前記レンズアレイまたは前記空間フィルタ群の回転およびあおり方向の位置を、前記表示モニタの回転およびあおり方向の位置に合わせるように前記レンズアレイまたは空間フィルタ群の移動機構により調整する回転・あおり方向調整手段と、
前記回転・あおり方向調整手段によって回転およびあおり方向の位置が調整された前記レンズアレイまたは前記空間フィルタ群と前記表示モニタとの距離が所定の距離となるように前記レンズアレイまたは前記空間フィルタ群の位置を前記レンズアレイまたは空間フィルタ群の移動機構により調整する位置調整手段と、
を備えることを特徴とする基準映像表示装置の調整装置。
【請求項２】
請求項１に記載の基準映像表示装置の調整装置によって調整された基準映像表示装置と、前記基準映像表示装置の前記レンズアレイまたは前記空間フィルタ群のピッチと異なる予め定めたピッチで形成された水平方向または垂直方向に一定周波数のパターンを有する基準画像を撮影する撮像素子と当該撮像素子の位置調整を行う撮像素子移動機構と前記撮像素子の被写体側に配置される対物レンズと前記対物レンズの位置調整を行う対物レンズ移動機構とを有する撮像装置と、前記基準映像表示装置に前記基準画像を表示することで生じたモアレ縞を撮影するビデオカメラと、このビデオカメラで撮影された前記モアレ縞の映像に基づいて前記被写体に対する前記撮像素子および前記対物レンズの配置を調整する撮像装置の調整装置と、を備えた映像調整システムにおける撮像装置の調整装置であって、
前記ビデオカメラで撮影された前記モアレ縞の映像に基づいて、前記撮像素子と前記対物レンズの回転およびあおり方向の位置を、前記被写体の回転およびあおり方向の位置に合わせるように前記撮像素子移動機構と前記対物レンズ移動機構により調整する回転・あおり方向調整手段と、
前記回転・あおり方向調整手段によって回転およびあおり方向の位置が調整された前記撮像素子と前記対物レンズの撮影方向に対するそれぞれの位置を、前記被写体からの距離が所定の距離となるように前記撮像素子移動機構と前記対物レンズ移動機構によりそれぞれ調整する位置調整手段と、
を備えることを特徴とする撮像装置の調整装置。
【請求項３】
前記撮像装置は、前記基準画像を異なる方向に分光する分光手段と、当該分光手段により分光される映像ごとに前記撮像素子および前記撮像素子移動機構をさらに備え、
前記基準画像は、当該基準画像内における異なる領域において位相が異なるパターンを有し、
前記基準映像表示装置によって、それぞれの前記撮像素子で撮影された前記基準画像の映像から前記基準画像内における異なる領域に対応する異なる領域がそれぞれ切り出され、当該異なる領域の映像が合成されて表示されることで生じたモアレ縞をビデオカメラで撮影した結果である前記モアレ縞の映像に基づいて、前記位置調整手段が、前記位相が前記異なる領域において同じになるように、前記撮像素子の水平方向または垂直方向の少なくともいずれか一方の位置を前記撮像素子移動機構により調整することを特徴とする請求項２に記載の撮像装置の調整装置。
【請求項４】
請求項１に記載の基準映像表示装置の調整装置によって調整された基準映像表示装置と、発光手段により照射光として照射された平行光線または拡散照射光を受光するレンズアレイまたは空間フィルタ群と前記照射光を撮影する撮像素子と当該撮像素子の位置調整を行う撮像素子移動機構と前記撮像素子と前記レンズアレイまたは前記空間フィルタ群との間に配置される対物レンズと当該対物レンズの位置調整を行う対物レンズ移動機構とを有し、前記照射光を基準画像として撮影する撮像装置と、前記撮像装置で撮影された前記基準画像を前記基準映像表示装置で表示することで生じたモアレ縞を撮影するビデオカメラと、このビデオカメラで撮影された前記モアレ縞の映像に基づいて前記撮像素子および前記対物レンズの配置を調整する撮像装置の調整装置と、を備えた映像調整システムにおける撮像装置の調整装置であって、
前記ビデオカメラで撮影された前記モアレ縞の映像に基づいて、前記撮像素子と前記対物レンズの回転およびあおり方向の位置を、被写体の回転およびあおり方向の位置に合わせるように前記撮像素子移動機構と前記対物レンズ移動機構により調整する回転・あおり方向調整手段と、
前記回転・あおり方向調整手段によって回転およびあおり方向の位置が調整された前記撮像素子と前記対物レンズの撮影方向に対するそれぞれの位置を、前記被写体からの距離が所定の距離となるように前記撮像素子移動機構と前記対物レンズ移動機構によりそれぞれ調整する位置調整手段と、
を備えることを特徴とする撮像装置の調整装置。
【請求項５】
前記撮像装置は、前記レンズアレイまたは前記空間フィルタ群の物側主平面上に配置され、前記基準映像表示装置の前記レンズアレイまたは前記空間フィルタ群のピッチと異なる予め定めたピッチで形成され、水平方向または垂直方向に一定周波数のパターンを有し、異なる領域において前記パターンの位相が異なる第２の基準画像を、異なる方向に分光する分光手段と、当該分光手段により分光される映像ごとに前記撮像素子および前記撮像素子移動機構をさらに備え、
前記基準映像表示装置によって、それぞれの前記撮像素子でそれぞれ撮影された前記第２の基準画像から当該第２の基準画像内における異なる領域に対応する異なる領域がそれぞれ切り出され、当該異なる領域の映像が合成されて表示されることで生じた第２のモアレ縞の映像に基づいて、前記位置調整手段が、前記位相が前記異なる領域において同じになるように、前記撮像素子の水平方向または垂直方向の少なくともいずれか一方の位置を前記撮像素子移動機構により調整することを特徴とする請求項４に記載の撮像装置の調整装置。
【請求項６】
前記撮像装置は、前記レンズアレイまたは前記空間フィルタ群の物側主平面上に配置され、前記基準映像表示装置の前記レンズアレイまたは前記空間フィルタ群のピッチと異なる予め定めたピッチで形成され、水平方向または垂直方向に一定周波数のパターンを有し、異なる領域において前記パターンの位相が異なる第２の基準画像を、異なる方向に分光する分光手段と、当該分光手段により分光される映像ごとに前記撮像素子および前記撮像素子移動機構をさらに備え、
前記基準映像表示装置によって、それぞれの前記撮像素子により前記レンズアレイまたは前記空間フィルタ群の像側主平面に合焦した状態でそれぞれ撮影された前記第２の基準画像から、当該第２の基準画像内における異なる領域に対応する異なる領域がそれぞれ切り出され、当該異なる領域の映像が合成されて、前記撮像装置の前記レンズアレイまたは前記空間フィルタ群から像側へ焦点距離の２倍離間した位置に合焦して表示されることで生じた第２のモアレ縞の映像に基づいて、前記位置調整手段が、前記位相が前記異なる領域において同じになるように、前記撮像素子の水平方向または垂直方向の少なくともいずれか一方の位置を前記撮像素子移動機構により調整することを特徴とする請求項４に記載の撮像装置の調整装置。
【請求項７】
前記撮像装置は、前記レンズアレイまたは前記空間フィルタ群の物側主平面上に配置され、前記基準映像表示装置の前記レンズアレイまたは前記空間フィルタ群のピッチと異なる予め定めたピッチで形成され、水平方向または垂直方向に一定周波数のパターンを有し、異なる領域において前記パターンの位相が異なる第２の基準画像を、異なる方向に分光する分光手段と、当該分光手段により分光される映像ごとに前記撮像素子および前記撮像素子移動機構をさらに備え、
それぞれの前記撮像素子によって、前記レンズアレイまたは前記空間フィルタ群の像側主平面に合焦した状態で前記基準画像の要素画像群が撮影され、前記基準映像表示装置によって、それぞれの前記撮像素子で撮影された前記要素画像群から前記基準画像内の異なる領域に対応して前記パターンの位相が異なる領域がそれぞれ切り出されて前記表示モニタに表示されることで当該基準映像表示装置の前記レンズアレイまたは前記空間フィルタ群から像側へ前記距離分だけ離間した位置に空中像として生じた第２のモアレ縞の映像に基づいて、前記位置調整手段が、前記位相が前記異なる領域において同じになるように、前記撮像素子の水平方向または垂直方向の少なくともいずれか一方の位置を前記撮像素子移動機構により調整することを特徴とする請求項４に記載の撮像装置の調整装置。
【請求項８】
請求項２から請求項７のいずれか一項に記載の撮像装置の調整装置で調整された撮像装置で撮影された画像を表示可能な表示素子と当該表示素子の位置調整を行う表示素子移動機構と前記表示素子の被写体側に配置され、前記表示素子から入射した映像信号を投射する投射レンズと当該投射レンズの位置調整を行う投射レンズ移動機構と、レンズアレイまたは空間フィルタ群と、このレンズアレイまたはこの空間フィルタ群の背面に、当該レンズアレイまたは当該空間フィルタ群に対し回転方向のずれがなく、かつ、正対した状態で所定の距離を空けて配置され、前記表示素子から投射された映像を表示するスクリーンと、を有し、前記レンズアレイまたは前記空間フィルタ群のピッチと異なる予め定めたピッチで形成され、水平方向または垂直方向に一定周波数のパターンを有する基準映像を前記スクリーンに表示してモアレ縞を生じさせる表示装置と、前記モアレ縞を撮影するビデオカメラと、このビデオカメラで撮影された前記モアレ縞の映像に基づいて前記表示素子および前記投射レンズの配置を調整する表示装置の調整装置と、を備えた映像調整システムにおける表示装置の調整装置であって、
前記ビデオカメラで撮影された前記モアレ縞の映像に基づいて、前記表示素子と前記投射レンズの回転およびあおり方向の位置を、前記被写体の回転およびあおり方向の位置に合わせるように前記表示素子移動機構と前記投射レンズ移動機構により調整する回転・あおり方向調整手段と、
前記回転・あおり方向調整手段によって回転およびあおり方向の位置が調整された前記表示素子と前記投射レンズの撮影方向に対するそれぞれの位置を、前記被写体からの距離が所定の距離となるように前記表示素子移動機構と前記投射レンズ移動機構によりそれぞれ調整する位置調整手段と、
を備えることを特徴とする表示装置の調整装置。
【請求項９】
前記映像調整システムは、前記基準映像内における異なる領域のパターンをそれぞれ表示する複数の表示素子と、この複数の表示素子にそれぞれ対応して設けられる前記表示素子移動機構と、前記複数の表示素子でそれぞれ表示される前記異なる領域のパターンを集光し前記投射レンズに出力する集光手段と、をさらに備え、
前記スクリーンに表示したときに、前記表示装置の前記レンズアレイまたは前記空間フィルタ群のピッチと異なる予め定めたピッチでなり、水平方向または垂直方向に一定周波数のパターンを有し、異なる領域において前記パターンの位相が異なる基準映像を生成し、前記基準映像生成手段で生成された前記基準映像内における異なる領域のパターンを、対応する前記表示素子にそれぞれ表示させる基準映像生成手段をさらに備え、
前記位置調整手段は、前記モアレ縞の映像に基づいて、前記位相が前記異なる領域において同じになるように、前記表示素子の水平方向または垂直方向の少なくともいずれか一方の位置を前記表示素子移動機構により調整することを特徴とする請求項８に記載の撮像装置の調整装置。
【請求項１０】
前記基準映像内を複数の領域に分割し、当該領域ごとに位相が異なるパターンをそれぞれ生成する基準映像生成手段と、
複数の前記位相が異なるパターンを一定の時間周期毎に切り替えて前記表示素子に繰り返し出力し、前記基準映像として前記スクリーンに表示させることで前記モアレ縞を生じさせる切替手段と、
前記表示素子の位置を前記時間周期に同期させて変位させることによって、前記表示素子から前記投射レンズに投射される光路を前記時間周期ごとに異なる方向に変位させる光路変位手段と、をさらに備え、
前記位置調整手段は、前記モアレ縞の映像に基づいて、前記位相が前記異なる領域において同じになるように、前記表示素子の水平方向または垂直方向の少なくともいずれか一方の位置を前記表示素子移動機構により調整することを特徴とする請求項８に記載の表示装置の調整装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像素子によって撮影した撮影画像を表示する基準映像表示装置の調整を行う基準映像表示装置の調整装置、撮像素子によって画像を撮影し、基準映像表示装置に表示された撮影画像に基づいて撮像装置の調整を行う撮像装置の調整装置および表示素子によって映像を表示する表示装置の調整を行う表示装置の調整装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、レンズアレイ（微小な光学素子アレイ）や空間フィルタ（微小な開口アレイ）を通して被写体の立体情報を取得する方法、いわゆるインテグラルフォトグラフィ（Integral Photography）方式（以下、ＩＰ方式という）の立体画像撮像装置が知られている。この立体画像撮像装置で取得された画像を再生する立体画像表示装置を用いると、任意の視点から自由に立体像（立体再生像）を見ることが可能となる。
【０００３】
ここで、ＩＰ方式に基づいてレンズアレイを用いて行う通常の立体画像撮影について図３３および図３４を参照して説明する。図３３は立体画像撮像装置、図３４は立体画像表示装置をそれぞれ示している。図３３に示す立体画像撮像装置１１０は、例えば、一平面上に凸レンズを配列してなるレンズ群（レンズアレイ）１１２と、撮像板１１３と、により構成される。撮像板１１３は、基板上に配設された複数の撮像素子を備えて構成された情報取得デバイスであり、各撮像素子は、例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）撮像素子である。なお、レンズ群１１２は、空間フィルタであっても良い。
この立体画像撮像装置１１０において、矢印で示す撮影方向１１４から、レンズ群１１２を通して被写体１１１を撮影する。ここで撮影方向１１４は、立体画像撮像装置１１０がレンズ群１１２の前方（図３３では左方）に配置された被写体１１１を撮影する方向である。このときレンズ群１１２の後方（図３３では右方）の撮像板１１３には、レンズ群１１２を構成する凸レンズの個数と同じ個数だけ被写体１１１の像、例えば、像１１５が結像する。
【０００４】
図３４に示す立体画像表示装置１２０は、例えば、一平面上に凸レンズを配列してなるレンズ群（レンズアレイ）１２２と、表示素子１２３と、により構成される。表示素子１２３は、例えば液晶パネル等の情報表示デバイスから構成されている。なお、レンズ群１２２は、空間フィルタであっても良い。立体画像表示装置１２０は、図３３に示した立体画像撮像装置の撮像板１１３により撮影された像１１５に対応する像１２５を表示素子１２３に表示する。このとき奥行きが反転してしまう逆視像を回避するために、個々の凸レンズで結像される像１１５ｎ、１１５ｆを点対称に変換した画像１２５ｎ、１２５ｆを表示する。この立体画像表示装置において、表示素子１２３は撮影時に撮像板１１３を配置した位置に置かれ、レンズ群１２２は撮影時と同じ位置に置かれる。このようにレンズ群１２２と表示素子１２３とが配置された状態で、観察者が矢印で示す観察方向１２４からレンズ群１２２を眺めると、立体像１２５ｎ、１２５ｆを観察することができる。ここで観察方向１２４は、観察者がレンズ群１２２の前方（図３４では左方）から表示素子１２３を眺める方向である。
【０００５】
ＩＰ方式では、高精細な立体画像を表示（再生）するために、一般に、撮影時に画素数の非常に大きい撮像素子を用いなければならないが、そのようなデバイスは一般に高価である。高精細な立体画像の表示に関連して、２次元画像の表示技術の分野では、従来、撮像素子の画素数を変えることなく高解像度を実現する技術が知られている（非特許文献１参照）。
非特許文献１に記載された技術は、従来、２つの撮像素子で取得される撮影画像の空間的な相対位置を半画素ずらすものである。これによって、等価的に走査線の本数が増加することとなる。
【０００６】
このような高解像度をＩＰ方式で実現する場合には、撮影時および再生時において、正確な位置合わせがなされていることを前提とする。例えば、図３３に示したレンズ群１１２と撮像板１１３との位置関係と、図３４に示したレンズ群１２２と表示素子１２３との相対的な位置関係が一致せずにずれがある場合には、立体像を再生する際に撮影時の被写体の位置に立体像を正しく再生することができない。このような撮像位置調整処理に関連して、従来、テレビジョンカメラの位置を機械的に補正したり、あるいは取得画像を電気的に処理したりすることで、このような相対的な位置ずれを調整、補正する技術が知られている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平９−５５９６１号公報
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】M.Sugawara et al., Proc. SPIE, vol.3653, pp.1404-1411, 1999
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ＩＰ方式において高精細な立体画像を再生するために、高精細なテレビジョンカメラを使用してレンズアレイや空間フィルタを通して被写体の立体情報を実時間で取得することが要望されている。被写体の立体情報を実時間で取得するためには、２つの撮像素子で取得されるそれぞれの撮影画像の空間的な相対位置を正確に半画素ずらすように位置合わせを行うことが必要となる。しかしながら、非特許文献１に記載の映像システムでは、２つの撮像素子で取得されるそれぞれの撮影画像の空間的な相対位置を正確に半画素ずらすように位置合わせを行う手法については開示されていなかった。
【００１０】
また、特許文献１に記載の立体撮像装置では、テレビジョンカメラ内に複数の撮像素子が備えられている場合に、各撮像素子の相対位置のずれを解消することができない。また、立体撮像装置では、各撮像素子の相対位置が異なるために解像状態が悪い場合に、電気信号の補正では相対位置のずれを解消することが困難である。
【００１１】
本発明は、以上のような問題に鑑みてなされたものであり、撮像素子によって撮影した撮影画像を表示する基準映像表示装置の調整を行う基準映像表示装置の調整装置、基準映像表示装置で表示された撮影画像に基づいて、個々の撮像素子の配置の調整を正確に行うことができるとともに、複数の撮像素子で取得される撮影画像の空間的な相対位置を所定の距離ずらすために、複数の撮像素子の空間的な相対位置を所定の距離を正確にずらすことが可能な撮像装置の調整装置、および、個々の表示素子の配置の調整を正確に行うことができるとともに、複数の表示素子で表示される表示画像の空間的な相対位置を所定の距離ずらすために、複数の表示素子の空間的な相対位置を所定の距離を正確にずらすことが可能な表示装置の調整装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、前記目的を達成するために創案されたものであり、まず、請求項１に記載の基準映像表示装置の調整装置は、映像信号を表示する表示モニタと前記表示モニタの前面に配置されるレンズアレイまたは空間フィルタ群とこのレンズアレイまたはこの空間フィルタ群を移動させるレンズアレイまたは空間フィルタ群の移動機構とを有し、前記レンズアレイまたは前記空間フィルタ群のピッチと異なる予め定めたピッチで形成され、水平方向または垂直方向に一定周波数のパターンを有する基準映像を可視像として前記表示モニタに表示することでモアレ縞を生じさせる基準映像表示装置と、当該基準映像表示装置が表示する前記モアレ縞を撮影するビデオカメラと、このビデオカメラで撮影された前記モアレ縞の映像に基づいて前記レンズアレイまたは前記空間フィルタ群の配置を調整する基準映像表示装置の調整装置と、を備えた映像調整システムにおける基準映像表示装置の調整装置であって、回転・あおり方向調整手段と、位置調整手段と、を備えることを特徴とする。
【００１３】
まず、請求項１に記載の映像調整システムは、映像信号を表示する表示モニタと前記表示モニタの前面に配置されるレンズアレイまたは空間フィルタ群とこのレンズアレイまたはこの空間フィルタ群を移動させるレンズアレイまたは空間フィルタ群の移動機構とを有し、前記レンズアレイまたは前記空間フィルタ群のピッチと異なる予め定めたピッチで形成され、水平方向または垂直方向に一定周波数のパターンを有する基準映像を可視像として前記表示モニタに表示することでモアレ縞を生じさせる基準映像表示装置と、当該基準映像表示装置が表示する前記モアレ縞を撮影するビデオカメラと、このビデオカメラで撮影された前記モアレ縞の映像に基づいて前記レンズアレイまたは前記空間フィルタ群の配置を調整する基準映像表示装置の調整装置と、を備える。この映像調整システムは、基準映像表示装置の表示モニタによって、レンズアレイまたは当該空間フィルタ群のピッチと異なる予め定めたピッチで形成され、水平方向または垂直方向に一定周波数のパターンを有する基準映像を可視像として表示することで生じたモアレ縞を、ビデオカメラによって撮影する。そして、映像調整システムは、基準映像表示装置の調整装置によって、ビデオカメラで撮影されたモアレ縞の映像に基づいてレンズアレイまたは空間フィルタ群の回転・あおり方向の位置または表示モニタとレンズアレイまたは空間フィルタ群との距離をレンズアレイまたは空間フィルタ群の移動機構によりそれぞれ調整する。
【００１４】
この映像調整システムにおける基準映像表示装置の調整装置は、回転・あおり方向調整手段によって、前記ビデオカメラで撮影された前記モアレ縞の映像に基づいて、前記レンズアレイまたは前記空間フィルタ群の回転およびあおり方向の位置を、前記表示モニタの回転およびあおり方向の位置に合わせるように前記レンズアレイまたは空間フィルタ群の移動機構により調整する。また、位置調整手段によって、前記回転・あおり方向調整手段によって回転およびあおり方向の位置が調整された前記レンズアレイまたは前記空間フィルタ群と前記表示モニタとの距離が所定の距離となるように前記レンズアレイまたは前記空間フィルタ群の位置を前記レンズアレイまたは空間フィルタ群の移動機構により調整する。これによって、表示モニタとレンズ例または空間フィルタ群との回転・あおり方向の位置を一致させることができると共に、表示モニタとレンズ例または空間フィルタ群との距離を調整することができる。
【００１５】
次に、請求項２に記載の撮像装置の調整装置は、請求項１に記載の基準映像表示装置と、前記基準映像表示装置の前記レンズアレイまたは前記空間フィルタ群のピッチと異なる予め定めたピッチで形成された水平方向または垂直方向に一定周波数のパターンを有する基準画像を撮影する撮像素子と当該撮像素子の位置調整を行う撮像素子移動機構と前記撮像素子の被写体側に配置される対物レンズと前記対物レンズの位置調整を行う対物レンズ移動機構とを有する撮像装置と、前記基準映像表示装置に前記基準画像を表示することで生じるモアレ縞を撮影するビデオカメラと、このビデオカメラで撮影された前記モアレ縞の映像に基づいて前記被写体に対する前記撮像素子および前記対物レンズの配置を調整する撮像装置の調整装置と、を備えた映像調整システムにおける撮像装置の調整装置であって、回転・あおり方向調整手段と、位置調整手段と、を備えることを特徴とする。
【００１６】
まず、請求項２に記載の映像調整システムについて簡単に説明する。
映像調整システムは、請求項１に記載の基準映像表示装置と、前記基準映像表示装置の前記レンズアレイまたは前記空間フィルタ群のピッチと異なる予め定めたピッチで形成された水平方向または垂直方向に一定周波数のパターンを有する基準画像を撮影する撮像素子と当該撮像素子の位置調整を行う撮像素子移動機構と前記撮像素子の被写体側に配置される対物レンズと前記対物レンズの位置調整を行う対物レンズ移動機構とを有する撮像装置と、ビデオカメラと、撮像装置の調整装置と、を備える。
この映像調整システムは、撮像装置によって撮影され、基準映像表示装置に表示されたときに、レンズアレイまたは当該空間フィルタ群のピッチと異なる予め定めたピッチで形成され、水平方向または垂直方向に一定周波数のパターンを有するような基準画像を可視像として表示し、この基準画像を撮像装置によって撮影する。
【００１７】
さらに、映像調整システムは、基準映像表示装置によって、撮像装置で撮影した基準画像を表示することでモアレ縞を生じさせる。そして、映像調整システムは、ビデオカメラによって、基準映像表示装置で生じたモアレ縞を撮影する。そして、映像調整システムは、撮像装置の調整装置によって、ビデオカメラで撮影されたモアレ縞の映像に基づいて撮像素子および対物レンズの回転・あおり方向または撮影方向に対するそれぞれの位置を撮像素子移動機構および対物レンズ移動機構によりそれぞれ調整する。
【００１８】
この映像調整システムにおける撮像装置の調整装置は、回転・あおり方向調整手段によって、ビデオカメラで撮影されたモアレ縞の映像に基づいて、撮像素子と対物レンズの回転およびあおり方向の位置を、被写体の回転およびあおり方向の位置に合わせるように撮像素子移動機構と対物レンズ移動機構により調整する。これによって、撮像素子と対物レンズのそれぞれの位置を、被写体に対して回転方向のずれやあおりがない位置とすることができる。
【００１９】
そして、撮像装置の調整装置は、位置調整手段によって、回転・あおり方向調整手段によって、回転およびあおり方向の位置が調整された撮像素子と対物レンズの撮影方向に対するそれぞれの位置を、被写体からの距離が所定の距離となるように撮像素子移動機構と対物レンズ移動機構によりそれぞれ調整する。これによって、被写体と撮像素子および対物レンズの位置を所定の距離に保つことができる。
このようにして、撮像素子および対物レンズの被写体に対する位置を正確に調整することができるので、撮像装置によって高精細な被写体の画像を撮影することができる。
【００２０】
また、請求項３に記載の撮像装置の調整装置は、請求項２に記載の撮像装置の調整装置において、前記撮像装置は、前記基準画像を異なる方向に分光する分光手段と、当該分光手段により分光される映像ごとに前記撮像素子および前記撮像素子移動機構をさらに備え、前記基準画像は、当該基準画像内における異なる領域において位相が異なるパターンを有し、前記基準映像表示装置によって、それぞれの前記撮像素子で撮影された前記基準画像の映像から前記基準画像内における異なる領域に対応する異なる領域がそれぞれ切り出され、当該異なる領域の映像が合成されて表示されることで生じたモアレ縞を前記ビデオカメラで撮影した結果である前記モアレ縞の映像に基づいて、前記位置調整手段が、前記位相が前記異なる領域において同じになるように、前記撮像素子の水平方向または垂直方向の少なくともいずれか一方の位置を前記撮像素子移動機構により調整することを特徴とする。
【００２１】
これによれば、分光手段ごとに設けられた撮像素子の空間的な相対位置を正確に調整することができるので、複数の撮像素子で取得される撮影画像の空間的な相対位置を所定の距離ずらすために、複数の撮像素子の空間的な相対位置を所定の距離の分だけ正確にずらすことが可能となる。
【００２２】
また、請求項４に記載の撮像装置の調整装置は、請求項１に記載の基準映像表示装置と、発光手段により照射光として照射された平行光線または拡散照射光を受光するレンズアレイまたは空間フィルタ群と前記照射光を撮影する撮像素子と当該撮像素子の位置調整を行う撮像素子移動機構と前記撮像素子と前記レンズアレイまたは前記空間フィルタ群との間に配置される対物レンズと当該対物レンズの位置調整を行う対物レンズ移動機構とを有し、前記照射光を基準画像として撮影する撮像装置と、前記撮像装置で撮影された前記基準画像を前記基準映像表示装置で表示することで生じたモアレ縞を撮影するビデオカメラと、このビデオカメラで撮影された前記モアレ縞の映像に基づいて前記撮像素子および前記対物レンズの配置を調整する撮像装置の調整装置と、を備えた映像調整システムにおける撮像装置の調整装置であって、回転・あおり方向調整手段と、位置調整手段と、を備えることを特徴とする。
【００２３】
まず、請求項４に記載の映像調整システムについて簡単に説明する。
映像調整システムは、請求項１に記載の基準映像表示装置と、レンズアレイまたは空間フィルタ群と撮像素子と当該撮像素子の位置調整を行う撮像素子移動機構と前記撮像素子の被写体側に配置される対物レンズと対物レンズの位置調整を行う対物レンズ移動機構とを有する撮像装置と、ビデオカメラと、撮像装置の調整装置と、を備える。
【００２４】
この映像調整システムは、発光手段によって撮像装置のレンズアレイまたは空間フィルタ群に照射光として照射された平行光線または拡散照射光を受光し、当該照射光を撮像素子で撮影する。撮像素子は、レンズアレイまたは空間フィルタ群を透過した照射光を撮影することによって、レンズアレイまたは空間フィルタ群の映像を取得することとなる。そして、基準映像表示装置によって、撮像素子で撮影された基準映像を表示する。そして、ビデオカメラによって、基準映像を基準映像表示装置で表示することで生じたモアレ縞を撮影する。
そして、映像調整システムは、撮像装置の調整装置によって、ビデオカメラで撮影されたモアレ縞の映像に基づいて撮像素子および対物レンズの回転・あおり方向または撮影方向に対するそれぞれの位置を撮像素子移動機構および対物レンズ移動機構によりそれぞれ調整する。
【００２５】
この映像調整システムにおける撮像装置の調整装置は、回転・あおり方向調整手段によって、ビデオカメラで撮影されたモアレ縞の映像に基づいて、撮像素子と対物レンズの回転およびあおり方向の位置を、被写体の回転およびあおり方向の位置に合わせるように撮像素子移動機構と対物レンズ移動機構により調整する。これによって、撮像素子と対物レンズのそれぞれの位置を、被写体に対して回転方向のずれやあおりがない位置とすることができる。
【００２６】
そして、撮像装置の調整装置は、位置調整手段によって、回転・あおり方向調整手段によって回転およびあおり方向の位置が調整された撮像素子と対物レンズの撮影方向に対するそれぞれの位置を、被写体からの距離が所定の距離となるように撮像素子移動機構と対物レンズ移動機構によりそれぞれ調整する。これによって、被写体と撮像素子および対物レンズの位置を所定の距離に保つことができる。
このようにして、撮像素子および対物レンズの被写体に対する位置を正確に調整することができるので、撮像装置によって高精細な被写体の画像を撮影することができる。
【００２７】
また、請求項５に記載の撮像装置の調整装置は、請求項４に記載の撮像装置の調整装置において、前記撮像装置は、前記レンズアレイまたは前記空間フィルタ群の物側主平面上に配置され、前記基準映像表示装置の前記レンズアレイまたは前記空間フィルタ群のピッチと異なる予め定めたピッチで形成され、水平方向または垂直方向に一定周波数のパターンを有し、異なる領域において前記パターンの位相が異なる第２の基準画像を、異なる方向に分光する分光手段と、当該分光手段により分光される映像ごとに前記撮像素子および前記撮像素子移動機構をさらに備え、前記基準映像表示装置によって、それぞれの前記撮像素子でそれぞれ撮影された前記第２の基準画像から当該第２の基準画像内における異なる領域に対応する異なる領域がそれぞれ切り出され、当該異なる領域の映像が合成されて表示されることで生じた第２のモアレ縞の映像に基づいて、前記位置調整手段が、前記位相が前記異なる領域において同じになるように、前記撮像素子の水平方向または垂直方向の少なくともいずれか一方の位置を前記撮像素子移動機構により調整することを特徴とする。
【００２８】
これによれば、分光手段ごとに設けられた撮像素子の空間的な相対位置を正確に調整することができるので、複数の撮像素子で取得される撮影画像の空間的な相対位置を所定の距離ずらすために、複数の撮像素子の空間的な相対位置を所定の距離の分だけ正確にずらすことが可能となる。
【００２９】
また、請求項６に記載の撮像装置の調整装置は、請求項４の撮像装置の調整装置において、前記撮像装置は、前記レンズアレイまたは前記空間フィルタ群の物側主平面上に配置され、前記基準映像表示装置の前記レンズアレイまたは前記空間フィルタ群のピッチと異なる予め定めたピッチで形成され、水平方向または垂直方向に一定周波数のパターンを有し、異なる領域において前記パターンの位相が異なる第２の基準画像を、異なる方向に分光する分光手段と、当該分光手段により分光される映像ごとに前記撮像素子および前記撮像素子移動機構をさらに備え、前記基準映像表示装置によって、それぞれの前記撮像素子により前記レンズアレイまたは前記空間フィルタ群の像側主平面に合焦した状態でそれぞれ撮影された前記第２の基準画像から、当該第２の基準画像内における異なる領域に対応する異なる領域がそれぞれ切り出され、当該異なる領域の映像が合成されて、前記撮像装置の前記レンズアレイまたは前記空間フィルタ群から像側へ焦点距離の２倍離間した位置に合焦して表示されることで生じた第２のモアレ縞の映像に基づいて、前記位置調整手段が、前記位相が前記異なる領域において同じになるように、前記撮像素子の水平方向または垂直方向の少なくともいずれか一方の位置を前記撮像素子移動機構により調整することを特徴とする。
【００３０】
これによれば、分光手段ごとに設けられた撮像素子の空間的な相対位置を正確に調整することができるので、複数の撮像素子で取得される撮影画像の空間的な相対位置を所定の距離ずらすために、複数の撮像素子の空間的な相対位置を所定の距離の分だけ正確にずらすことが可能となる。
【００３１】
また、請求項７に記載の撮像装置の調整装置は、請求項４に記載の撮像装置の調整装置において、前記撮像装置は、前記レンズアレイまたは前記空間フィルタ群の物側主平面上に配置され、前記基準映像表示装置の前記レンズアレイまたは前記空間フィルタ群のピッチと異なる予め定めたピッチで形成され、水平方向または垂直方向に一定周波数のパターンを有し、異なる領域において前記パターンの位相が異なる第２の基準画像を、異なる方向に分光する分光手段と、当該分光手段により分光される映像ごとに前記撮像素子および前記撮像素子移動機構をさらに備え、それぞれの前記撮像素子によって、前記レンズアレイまたは前記空間フィルタ群の像側主平面に合焦した状態で前記基準画像の要素画像群が撮影され、前記基準映像表示装置によって、それぞれの前記撮像素子で撮影された前記要素画像群から前記基準画像内の異なる領域に対応して前記パターンの位相が異なる領域がそれぞれ切り出され、当該異なる領域の要素画像群が合成されて自装置の前記レンズアレイまたは前記空間フィルタ群を通して表示されることで当該レンズアレイまたは当該空間フィルタ群から前記距離分だけ離間した位置に空中像として生じた第２のモアレ縞の映像に基づいて、前記位置調整手段が、前記位相が前記異なる領域において同じになるように、前記撮像素子の水平方向または垂直方向の少なくともいずれか一方の位置を前記撮像素子移動機構により調整することを特徴とする。
【００３２】
これによれば、分光手段ごとに設けられた撮像素子によって撮影された各画像が処理の距離ずれた状態となるときに対応した、分光手段ごとに設けられた撮像素子との空間的な相対位置が実現する配置を実現する画像情報における微小なずれを、より拡大することができるので、撮像素子移動機構の制御が容易でかつ、精度の高い制御が可能となる。
【００３３】
また、請求項８に記載の表示装置の調整装置は、請求項２から請求項７のいずれか一項に記載の撮像装置の調整装置で調整された撮像装置で撮影された画像を表示可能な表示素子と当該表示素子の位置調整を行う表示素子移動機構と前記表示素子の被写体側に配置され、前記表示素子から入射した映像信号を投射する投射レンズと当該投射レンズの位置調整を行う投射レンズ移動機構と、レンズアレイまたは空間フィルタ群と、このレンズアレイまたはこの空間フィルタ群の背面に、当該レンズアレイまたは当該空間フィルタ群に対し回転方向のずれがなく、かつ、正対した状態で所定の距離を空けて配置されるスクリーンと、を有し、前記レンズアレイまたは前記空間フィルタ群のピッチと異なる予め定めたピッチで形成され、水平方向または垂直方向に一定周波数のパターンを有する基準映像を可視像として前記スクリーンに表示してモアレ縞を生じさせる表示装置と、前記モアレ縞を撮影するビデオカメラと、このビデオカメラで撮影された前記モアレ縞の映像に基づいて前記表示素子および前記投射レンズの配置を調整する表示装置の調整装置と、を備えた映像調整システムにおける表示装置の調整装置であって、回転・あおり方向調整手段と、位置調整手段と、を備えることを特徴とする。
【００３４】
まず、請求項８に記載の表示装置の調整装置を備える映像調整システムについて簡単に説明する。
映像調整システムは、映像信号を表示する表示素子と当該表示素子の位置調整を行う表示素子移動機構と投射レンズと当該投射レンズの位置調整を行う投射レンズ移動機構と、レンズアレイまたは空間フィルタ群と、スクリーンとを有する表示装置と、前記モアレ縞を撮影するビデオカメラと、このビデオカメラで撮影されたモアレ縞の映像に基づいて前記表示素子の位置を前記表示素子移動機構により調整する表示装置の調整装置と、を備える。
この映像調整システムは、表示装置によって、前記スクリーンの前記レンズアレイまたは前記空間フィルタ群のピッチと異なる予め定めたピッチで形成され、水平方向または垂直方向に一定周波数のパターンを有する基準映像を表示する。
また、映像調整システムは、ビデオカメラによって、スクリーンに基準映像を表示することで生じたモアレ縞を撮影する。そして、映像調整システムは、表示装置の調整装置によって、ビデオカメラで再撮影されたモアレ縞の映像に基づいて表示素子と投射レンズの回転・あおり方向または表示方向に対する位置を表示素子移動機構と投射レンズ移動機構によりそれぞれ調整する。
【００３５】
この映像調整システムにおける表示装置の調整装置は、回転・あおり方向調整手段によって、前記表示素子と前記投射レンズの回転およびあおり方向の位置を、前記被写体の回転およびあおり方向の位置に合わせるように調整する。これによって、撮像素子と対物レンズのそれぞれの位置を、スクリーンに表示する映像に対して回転方向のずれやあおりがない位置とすることができる。
【００３６】
そして、表示装置の調整装置は、位置調整手段によって、回転・あおり方向調整手段によって回転およびあおり方向の位置が調整された前記表示素子と前記投射レンズの撮影方向に対するそれぞれの位置を、被写体からの距離が所定の距離となるように前記表示素子移動機構と前記投射レンズ移動機構によりそれぞれ調整する。このようにして、表示素子および投射レンズのスクリーンに対する位置を正確に調整することができるので、表示装置によって高精細な画像を表示することができる。
【００３７】
また、請求項９に記載の表示装置の調整装置は、請求項８に記載の表示装置の調整装置において、前記映像調整システムは、前記基準映像内における異なる領域のパターンをそれぞれ表示する複数の表示素子と、この複数の表示素子にそれぞれ対応して設けられる前記表示素子移動機構と、前記複数の表示素子でそれぞれ表示される前記異なる領域のパターンを集光し、前記投射レンズに出力する集光手段と、をさらに備え、前記表示装置の前記レンズアレイまたは前記空間フィルタ群のピッチと異なる予め定めたピッチでなり、水平方向または垂直方向に一定周波数のパターンを有し、異なる領域において前記パターンの位相が異なる基準映像を生成し、前記基準映像生成手段で生成された前記基準映像内における異なる領域のパターンを、対応する前記表示素子にそれぞれ表示させて、前記それぞれのパターンと前記表示装置の前記レンズアレイまたは前記空間フィルタ群との間でモアレ縞を生じさせる基準映像生成手段をさらに備え、前記位置調整手段は、前記モアレ縞の映像に基づいて、前記位相が前記異なる領域において同じになるように、前記表示素子の水平方向または垂直方向の少なくともいずれか一方の位置を前記表示素子移動機構により調整することを特徴とする。
【００３８】
これによれば、複数の表示素子の空間的な相対位置を正確に調整することができるので、複数の表示素子で表示される表示画像の空間的な相対位置を所定の距離ずらすために、複数の表示素子の空間的な相対位置を所定の距離を正確にずらすことが可能となる。
【００３９】
また、請求項１０に記載の表示装置の調整装置は、請求項８に記載の表示装置の調整装置において、前記基準映像内を複数の領域に分割し、当該領域ごとに位相が異なるパターンをそれぞれ生成する基準映像生成手段と、複数の前記位相が異なるパターンを一定の時間周期毎に切り替えて前記表示素子に繰り返し出力し、前記基準映像として前記スクリーンに表示させることでモアレ縞を生じさせる切替手段と、前記表示素子の位置を前記時間周期に同期させて変位させることによって、前記表示素子から前記投射レンズに投射される光路を前記時間周期ごとに異なる方向に変位させる光路変位手段と、をさらに備え、前記位置調整手段は、前記モアレ縞の映像に基づいて、前記位相が前記異なる領域において同じになるように、前記表示素子の水平方向または垂直方向の少なくともいずれか一方の位置を前記表示素子移動機構により調整することを特徴とする。
【００４０】
これによれば、表示素子の光路の調整を正確に行うことができる。また１つの表示素子で、表示素子を複数設けた場合と同等の高精細な画像を表示することができる。
【発明の効果】
【００４１】
本発明は、以下に示す優れた効果を奏するものである。
請求項１に記載の発明によれば、表示モニタとレンズアレイまたは空間フィルタ群との回転・あおり方向の位置を一致させ、表示モニタとレンズアレイまたは空間フィルタ群との距離を正確に調整することができるので高精細な映像を表示することができる。
請求項２、４に記載の発明によれば、撮像素子および対物レンズの被写体に対する位置を正確に調整することができるので、撮像装置によって高精細な被写体の画像を撮影することができる。
請求項３、５、６に記載の発明によれば、分光手段ごとに設けられた撮像素子の空間的な相対位置を正確に調整することができるので、複数の撮像素子で取得される撮影画像の空間的な相対位置を所定の距離ずらすために、複数の撮像素子の空間的な相対位置を所定の距離の分だけ正確にずらすことが可能となる。
請求項７に記載の発明によれば、分光手段ごとに設けられた撮像素子によって撮影された各画像が所定の距離ずれた状態となるときに対応した、分光手段ごとに設けられた撮像素子との空間的な相対位置が実現する配置を実現する画像情報における微小なずれを、より拡大することができるので、撮像素子移動機構の制御が容易でかつ、精度の高い制御が可能となる。
請求項８に記載の発明によれば、表示素子および投射レンズの表示モニタに対する位置を正確に調整することができるので、表示装置によって高精細な画像を表示することができる。
請求項９に記載の発明によれば、表示素子および投射レンズの表示モニタに対する位置を正確に調整することができるので、表示装置によって高精細な画像を表示することができる。
請求項１０に記載の発明によれば、表示素子および投射レンズの表示モニタに対する位置を正確に調整することができるので、表示装置によって高精細な画像を表示することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】第１実施形態に係る調整システムを示す構成図である。
【図２】第１実施形態に係る調整システムにかかり、（ａ）は、レンズアレイの構成、（ｂ）は、表示される基準映像、（ｃ）は、観察されるモアレ縞を示した図である。
【図３】第１実施形態に係る調整システムの波形情報検出手段によって、モアレ縞の波形情報を検出する様子を説明するための概念図である。
【図４】第１実施形態に係る調整システムにおけるビデオカメラと基準映像表示装置との位置関係を例示する図である。
【図５】第１実施形態に係る調整システムにより基準映像表示装置の調整を行う処理手順を示す図である。
【図６】図５で示した回転・あおり方向位置調整ステップの処理手順を詳細に説明したフローチャートである。
【図７】図５で示した距離調整ステップの処理手順を詳細に説明したフローチャートである。
【図８】第２実施形態に係る調整システムを示す構成図である。
【図９】回転・あおり方向位置調整ステップの処理手順を詳細に説明したフローチャートである。
【図１０】距離調整ステップの処理手順を詳細に説明したフローチャートである。
【図１１】第３実施形態に係る調整システムを示す構成図である。
【図１２】第３実施形態において、（ａ）は、表示される基準映像、（ｂ）は、観察されるモアレ縞、(ｃ)は、撮像素子の相対位置が所定の距離ずれているときのモアレ縞を示した図である。
【図１３】第３実施形態において、（ａ）は、表示される基準映像の他の例、（ｂ）は、観察されるモアレ縞、(ｃ)は、撮像素子の相対位置が所定の距離ずれているときのモアレ縞を示した図である。
【図１４】第３実施形態において、（ａ）は、表示される基準映像のさらに他の例、（ｂ）は、基準映像内の領域を示す図である。
【図１５】第３実施形態において、（ａ）は、観察されるモアレ縞、および、波形情報検出手段によって、当該モアレ縞の波形情報を検出する様子を説明するための概念図であり、（ｂ）は、撮像素子の相対位置が所定の距離ずれているときのモアレ縞を示した図である。
【図１６】第３実施形態に係る調整システムにより撮像装置の調整を行う処理手順を示す図である。
【図１７】第４実施形態に係る調整システムを示す構成図である。
【図１８】第４実施形態において、（ａ）は、表示される基準映像、（ｂ）は、観察されるモアレ縞を示した図である。
【図１９】第４実施形態に係る調整システムの波形情報検出手段によって、モアレ縞の波形情報を検出する様子を説明するための概念図である。
【図２０】第４実施形態において、（ａ）は、撮影倍率の調整前に観察されるモアレ縞の例、（ｂ）は、撮影倍率の調整後に観察されるモアレ縞の例を示した図である。
【図２１】第４実施形態において、基準映像表示装置に表示された映像信号とレンズアレイとの位置関係の例を示す図である。
【図２２】第５実施形態に係る調整システムを示す構成図である。
【図２３】（ａ）は、第６実施形態において、撮像素子によりパターンを撮影するときの構成例を示した図、（ｂ）は、基準映像表示装置の構成例を示した図である。
【図２４】（ａ）は、第６実施形態において、観察されるモアレ縞の例を示した図、（ｂ）は、第６実施形態において、基準映像内のパターンの位相ずれと、撮像素子上に結像された像の位相ずれとの関係を示した図である。
【図２５】第６実施形態において、（ａ）は、観察されるモアレ縞、(ｂ)は、撮像素子の相対位置が所定の距離ずれているときのモアレ縞を示した図である。
【図２６】第７実施形態に係る調整システムを示す構成図である。
【図２７】第７実施形態に係る調整システムの表示素子の構成例を示す図である。
【図２８】第７実施形態において、（ａ）は、一の表示素子に表示する基準映像を示した図、（ｂ）は、他の表示素子に表示する基準映像を示した図、（ｃ）は、スクリーンに表示される映像を示した図である。
【図２９】第７実施形態に係る調整システムにより表示装置の調整を行う処理手順を示す図である。
【図３０】第８実施形態に係る調整システムを示す構成図である。
【図３１】第８実施形態に係る調整システムの表示素子の構成例を示す図である。
【図３２】第８実施形態において、（ａ）は、一の時間周期に表示素子に表示する基準映像を示した図、（ｂ）は、他の時間周期に表示素子に表示する基準映像を示した図、（ｃ）は、スクリーンに表示される映像を示した図である。
【図３３】従来のＩＰ方式の構成を模式的に示した図である。
【図３４】従来のＩＰ方式の構成を模式的に示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００４３】
（第１実施形態）
まず、図１を参照して第１実施形態に係る基準映像表示装置の調整システム１Ａについて説明する。
基準映像表示装置の調整システム１Ａは、図１に示すように、表示モニタ１２と、表示モニタ１２の前面に配置されるレンズアレイ１３と、レンズアレイ移動機構１４と、を有する基準映像表示装置１０と、基準映像表示装置１０で生じたモアレ縞を撮影するビデオカメラ３０と、ビデオカメラ３０で撮影されたモアレ縞の映像に基づいて表示モニタ１２とレンズアレイ１３との相対位置を調整する調整装置４０と、を備えて構成されている。
【００４４】
表示モニタ１２は、外部から入力された映像信号を可視像として表示するものである。表示モニタ１２は、後記する調整装置４０と接続されており、調整装置４０から入力された基準映像を表示する。この表示モニタ１２は、予め所定の位置に位置決めされている。
また、ここでの基準映像とは、図２（ｂ）に示すように、レンズアレイ１３の水平方向のピッチｐＭ（図２（ａ）参照）よりも小さいピッチｐ０を有し、水平方向に一定周波数を有するパターンの映像を示す。
【００４５】
レンズアレイ１３は、図２（ａ）に示すように、水平方向に所定のピッチｐＭとなるように配列された円形の微小な凸レンズ（レンズ１３ａ）を水平および垂直方向に複数配列して構成されている。なお、図２（ａ）では、説明の都合上、レンズ１３ａの配列を簡略化した形で表示している。また、図１では、説明の都合上、レンズ１３ａを省略している。
【００４６】
図２（ａ）では、レンズアレイ１３として、円形のレンズ１３ａが正方配列されたレンズアレイを図示したが、レンズ形状は正方形あるいは六角形など他の形状でも良い。また、レンズ１３ａの配列は、千鳥配列でも良い。また、光学素子アレイとしてレンズアレイ１３の代わりに、空間フィルタ群を用いてもよい。また、レンズアレイ１３において、互いに隣接するレンズ１３ａの間に、隣接するレンズ１３ａからクロスオーバーする余計な光の影響を受けないように、例えば金属または合成樹脂からなる光学遮蔽部を配置するようにしてもよい。
【００４７】
レンズアレイ移動機構１４は、レンズアレイ１３に接続され、後記する調整装置４０から入力された制御信号に基づいて、レンズアレイ１３を移動させるものである。レンズアレイ移動機構１４は、例えば圧電素子やステッピングモータなどを用いた電気制御可能なステージから構成される。
【００４８】
ビデオカメラ３０は、モアレ縞を撮影するものである。前記したように、基準映像は、図２（ｂ）に示すように、レンズアレイ１３の水平方向のピッチｐＭ（図２（ａ）参照）よりも小さいピッチｐ０を有するので、この基準映像を表示モニタ１２に表示し、レンズアレイ１３側から観察すると、図２（ｃ）に示すようなモアレ縞を生じることとなる。、ビデオカメラ３０は、このようなモアレ縞を撮影する。ビデオカメラ３０によって撮影されたモアレ縞の画像データは、調整装置４０に逐次出力される。
【００４９】
調整装置４０は、表示モニタ１２とレンズアレイ１３との空間的な相対位置を調整するものであり、ここでは、基準映像表示手段４１と、波形情報検出手段４２と、回転・あおり方向調整手段４３と、位置調整手段４４と、を有して構成される。
【００５０】
基準映像表示手段４１は、基準映像表示装置１０の表示モニタ１２に表示させる基準映像を生成して表示するものである。生成された基準映像は、基準映像表示装置１０の表示モニタ１２に表示される。この基準映像表示手段４１は、図２（ｂ）で説明した基準映像を生成する。
【００５１】
波形情報検出手段４２は、ビデオカメラ３０で逐次撮影されたモアレ縞の画像データの入力を逐次受け付け、入力されるごとに当該モアレ縞の画像データの波形情報を複数検出するものである。
波形情報検出手段４２は、例えば、図２（ｃ）に示すモアレ縞の画像データに対して二次元フーリエ変換処理を施すことにより、モアレ縞の画像データ全体の周波数成分を検出する。波形情報検出手段４２は、また例えば、図３に示すように、モアレ縞の画像データに、水平方向の測定ラインを任意に複数（図３では２本）設定し、この測定ラインにおける画像データに対して一次元フーリエ変換処理を施すことにより、測定ラインにおける画像データの周波数成分および位相成分（以下単に、「波形情報」ともいう）を検出してもよい。
【００５２】
波形情報検出手段４２で逐次検出された波形情報は、例えば図示しないメモリによって、逐次更新されながら記憶され、回転・あおり方向調整手段４３または位置調整手段４４によって逐次読み出される。なお、波形情報検出手段４２は、検出した波形情報を回転・あおり方向調整手段４３または位置調整手段４４に逐次出力するように構成しても良い。
【００５３】
回転・あおり方向調整手段４３は、波形情報検出手段４２で検出された複数の波形情報に基づいて、表示モニタ１２とレンズアレイ１３との回転・あおり方向の相対位置を調整するものであり、回転・あおり成分検出手段４３ａと、移動機構制御手段４３ｂと、を有して構成される。
【００５４】
回転・あおり成分検出手段４３ａは、波形情報検出手段４２で逐次検出された波形情報に回転方向のずれまたはあおりを示す波形情報が含まれているか否かを検出するものである。
【００５５】
ここで、波形情報検出手段４２によって検出される波形情報には、前記したように図２（ｃ）に示すモアレ縞の画像データに対して二次元フーリエ変換処理を施すことにより得られた画像データ全体の波形情報と、図３に示すようにモアレ縞の画像データに、水平方向の測定ラインを任意に複数（図３では２本）設定し、各測定ラインにおける画像データに対して一次元フーリエ変換処理を施すことにより得られた各測定ラインにおける波形情報と、があるので、場合分けして説明する。
【００５６】
まず画像データ全体の周波数成分から回転・あおり成分を検出する場合について説明する。
この場合、表示モニタ１２とレンズアレイ１３との回転方向の位置にずれがあると、画像データ全体の波形情報から、垂直方向の周波数成分（以下、「回転成分」ともいう）が検出される。一方、表示モニタ１２とレンズアレイ１３とが正対せずにあおりがあると、画像データ全体の波形情報から、水平方向の複数の周波数成分（以下、「あおり成分」ともいう）が検出される。
【００５７】
次に、各測定ラインにおける波形情報から回転・あおり成分を検出する場合について説明する。
この場合、表示モニタ１２とレンズアレイ１３との回転方向の位置にずれがあると、各測定ラインにおいて異なる位相成分が検出される。一方、表示モニタ１２とレンズアレイ１３とが正対せずにあおりがあると、各測定ラインにおいて異なる周波数成分が検出される。
【００５８】
移動機構制御手段４３ｂは、回転・あおり成分検出手段４３ａからの検出信号の入力を受け付け、表示モニタ１２とレンズアレイ１３との回転方向の位置のずれまたは表示モニタ１２とレンズアレイ１３とのあおりをなくすように、レンズアレイ移動機構１４によってレンズアレイ１３を移動させる制御を行うものである。
【００５９】
移動機構制御手段４３ｂは、回転・あおり成分検出手段４３ａから回転成分を検出した旨の信号が入力されると、表示モニタ１２とレンズアレイ１３との回転方向の位置のずれがなくなるように、レンズアレイ移動機構１４によってレンズアレイ１３を移動させる制御信号を生成し出力する。また、移動機構制御手段４３ｂは、回転・あおり成分検出手段４３ａからあおり成分を検出した旨の信号が入力されると、表示モニタ１２とレンズアレイ１３とのあおりがなくなるように、つまり、表示モニタ１２とレンズアレイ１３とが正対するように、レンズアレイ移動機構１４によってレンズアレイ１３を移動させる制御信号を生成し出力する。
【００６０】
また、移動機構制御手段４３ｂは、回転・あおり成分検出手段４３ａから検出信号の入力がされなくなったら、表示モニタ１２とレンズアレイ１３との回転・あおり方向の位置の調整を終了する。
【００６１】
位置調整手段４４は、波形情報検出手段４２によって検出された波形情報に基づいて、回転・あおり方向調整手段４３によって回転・あおり方向の位置が調整された表示モニタ１２とレンズアレイ１３との距離を調整するものであり、一致判別手段４４ａと、移動機構制御手段４４ｂとを備えて構成される。
【００６２】
ここで、ビデオカメラ３０によって撮影されるモアレ縞の空間周波数について説明する。図４に示すように、基準映像（表示モニタ１２に表示される）とレンズアレイ１３との距離が所定の距離ｇに設定されており、レンズアレイ１３からビデオカメラ３０までの距離をＬとした場合、表示モニタ１２に表示された図２（ｂ）に示す基準映像を、レンズアレイ１３を通して見たときに観察されるモアレ縞の空間周波数α（cycle/radian）は、次の式（１）により表される。
【００６３】
【数１】
2011078031.tif 000003
【００６４】
ただし、式（１）中のｐＭ＾は、次の式（２）で表される。
【００６５】
【数２】
2011078031.tif 000004
【００６６】
また、式（１）中のωは、次の式（３）で表される。
【００６７】
【数３】
2011078031.tif 000005
【００６８】
一致判別手段４４ａは、波形情報検出手段４２によって検出された波形情報と、予め定めたモアレ縞の空間周波数αとを比較し、これらが一致するか否かを判断するものである。
より詳しくは、一致判別手段４４ａは、波形情報検出手段４２から回転成分またはあおり成分を検出しなかった旨の信号の入力を受け付けると、波形情報検出手段４２から波形情報を取得し、この波形情報と図示しない記憶手段に記憶された予め定めた空間周波数αとを比較し、これらが一致するか否かを判断する。一致判別手段４４ａは、波形情報と図示しない記憶手段に記憶された予め定めた空間周波数αとを比較した結果、これらが一致しない場合、一致しないことを示す検出信号を移動機構制御手段４４ｂに出力する。
【００６９】
移動機構制御手段４４ｂは、一致判別手段４４ａから、一致しないことを示す検出信号の入力を受け付けると、波形情報検出手段４２によって検出された波形情報と予め定めた空間周波数αとが一致するように、レンズアレイ移動機構１４を移動させる制御信号を生成し出力する。このようにして、表示モニタ１２とレンズアレイ１３との距離が所定の距離ｇとなるように調整を行う。
【００７０】
移動機構制御手段４４ｂは、波形情報検出手段４２によって検出された波形情報と予め定めた空間周波数αとが一致した場合、表示モニタ１２とレンズアレイ１３との距離の調整を終了する。
【００７１】
なおここでは、調整装置４０が基準映像表示手段４１を有し、表示モニタ１２に表示する基準映像を基準映像表示手段４１で生成することとしたが、これに限られるものではなく、調整装置４０が予め記憶手段（図示せず）に基準映像を記憶しておいても良い。
【００７２】
またここでは、調整装置４０の波形情報検出手段４２によってモアレ縞の画像データから波形情報を検出し、回転・あおり方向調整手段４３の回転・あおり成分検出手段４３ａによって波形情報検出手段４２によって検出された波形情報から回転成分およびあおり成分を検出することとしたが、これに限られるものではなく、図示しない波形モニタを用いて、当該波形モニタに表示された波形情報から、作業者が目視により、回転成分およびあおり成分を検出しても良い。作業者が目視により回転成分またはあおり成分を検出した場合、例えば図示しない入力手段によって、移動機構制御手段４３ｂに、回転成分またはあおり成分を検出した旨の信号を入力し、移動機構制御手段４３ｂによって、このずれまたはあおりをなくすように、表示モニタ１２またはレンズアレイ１３のいずれか一方を移動させる制御信号を生成し、レンズアレイ移動機構１４に出力することによって、表示モニタ１２とレンズアレイ１３との回転・あおり方向の位置を調整する。
【００７３】
これと同様に、表示モニタ１２とレンズアレイ１３との距離についても、図示しない波形モニタに、ビデオカメラ３０によって撮影されたモアレ縞の画像データを入力することによってモアレ縞の画像データから波形情報を検出し、当該モアレ縞の波形情報と予め記憶した空間周波数αとを重ねて表示することによって、作業者が目視により波形情報と空間周波数αとが一致するか否かを判断しても良い。作業者が目視により確認した結果、これらが一致しないと判断した場合、例えば図示しない入力手段によって移動機構制御手段４４ｂに一致しない旨の信号を入力し、移動機構制御手段４４ｂによって、これらが一致するように、表示モニタ１２またはレンズアレイ１３のいずれか一方を移動させる制御信号を生成し、レンズアレイ移動機構１４に出力することによって、表示モニタ１２とレンズアレイ１３との距離が所定の距離ｇとなるように調整する。
【００７４】
次に、以上のような基準映像表示装置１０の調整システム１Ａによって、基準映像表示装置１０を調整する方法について図５から図７を参照して説明する。
図５に示すように、基準映像表示装置１０の調整方法は、回転・あおり方向調整ステップＳ１と、距離調整ステップＳ２と、を行うものである。
【００７５】
まず、回転・あおり方向調整ステップＳ１について説明する。
図６に示すように、まず、調整システム１Ａは、調整装置４０の基準映像表示手段４１によって、基準映像表示装置１０の表示モニタ１２に表示する基準映像を生成する（ステップＳ１１）。次に、調整システム１Ａは、調整装置４０の基準映像表示手段４１によって、ステップＳ１で生成した基準映像を表示モニタ１２に表示することによりモアレ縞を生じさせる（ステップＳ１２）。さらに、ビデオカメラ３０によって、ステップＳ１２で生じさせたモアレ縞を撮影し、撮影したモアレ縞の画像データを調整装置４０に出力する（ステップＳ１３）。そして、調整システムは、調整装置４０の波形情報検出手段４２によって、ステップＳ１３で撮影されたモアレ縞の画像データから波形情報を検出する（ステップＳ１４）。そして、調整システム１Ａは、調整装置４０の回転・あおり方向調整手段４３の回転・あおり成分検出手段４３ａによって、ステップＳ４で検出された波形情報から回転成分またはあおり成分を検出する（ステップＳ１５）。調整システム１Ａは、調整装置４０の回転・あおり成分検出手段４３ａによって、波形情報から回転成分またはあおり成分が検出された場合（ステップＳ１５でＹｅｓ）、移動機構制御手段４３ｂによって、回転成分またはあおり成分をなくすように、表示モニタ１２とレンズアレイ１３のいずれか一方の回転方向の位置またはあおり方向の位置を変更する制御信号を生成し、レンズアレイ移動機構１４に出力する（ステップＳ１６）。そして、ステップＳ１３からステップＳ１６を、回転成分およびあおり成分がなくなるまで繰り返す。一方、調整システム１Ａは、調整装置４０の回転・あおり成分検出手段４３ａによって、波形情報から回転成分およびあおり成分が検出されなかった場合（ステップＳ１５でＮｏ）、回転・あおり方向の位置の調整を終了し、距離調整ステップＳ２を行う。
【００７６】
次に、距離調整ステップＳ２について説明する。
図７に示すステップＳ２１からステップＳ２４は、図６に示す回転・あおり方向調整ステップにおけるステップＳ１１からステップＳ１４と同様であるので、ここでは説明を省略する。
図７に示すように、調整システム１Ａは、位置調整手段４４の一致判別手段４４ａによって、ステップＳ２４で検出された波形情報と予め定めた空間周波数αとを比較し、これらが一致するか否かを判定する（ステップＳ２５）。調整システム１Ａは、調整装置４０の一致判別手段４４ａによって、波形情報と予め定めた空間周波数αとが一致しないと判定した場合（ステップＳ２５でＮｏ）、調整装置４０の移動機構制御手段４４ｂによって、これらが一致するように、レンズアレイ１３の位置を変更する制御信号を生成し、レンズアレイ移動機構１４に出力することによって、表示モニタ１２とレンズアレイ１３との距離を変更する（ステップＳ２６）。そして、ステップＳ２３からステップＳ２６までを、波形情報と予め定めた空間周波数αとが一致するまで繰り返す。一方、調整システム１Ａは、調整装置４０の一致判別手段４４ａによって、波形情報から回転成分およびあおり成分が検出されなかった場合（ステップＳ２５でＮｏ）、表示モニタ１２とレンズアレイ１３との距離の調整を終了する。
【００７７】
以上のようにして、基準映像表示装置１０を調整する。
【００７８】
第１実施形態によれば、表示モニタ１２とレンズアレイ１３との回転・あおり方向における位置および撮影方向に対する位置の調整を正確に行うことができる。このため、高精細な映像を表示することができる。
【００７９】
（第２実施形態）
次に、図８を参照して第２実施形態に係る撮像装置の調整システム１Ｂについて説明する。
第２実施形態に係る撮像装置の調整システム１Ｂは、図８に示すように、表示モニタ（モニタ）５０と、撮像素子２１と撮像素子移動機構２２と対物レンズ２３と対物レンズ移動機構２４とを有する撮像装置２０Ｂと、基準映像表示装置１０と、ビデオカメラ３０と、調整装置４０Ｂと、を備えて構成される。なお、基準映像表示装置１０は、第１実施形態に係る調整システム１Ａによって予め調整されたものである。第２実施形態に係る調整システム１Ｂは、撮像素子２１と被写体との空間的な相対位置を調整するものであり、第１実施形態に係る調整システム１Ａと共通する構成については、同一の符号を付し、重複する説明を省略する。なお、図８では、基準映像表示装置１０のレンズアレイ移動機構１４を省略している。
【００８０】
撮像装置２０Ｂは、例えば高精細なテレビジョンカメラであり、撮像素子２１と、撮像素子移動機構２２と、対物レンズ２３と、対物レンズ移動機構２４と、を備えている。
【００８１】
撮像素子２１は、調整装置４０Ｂから入力され表示モニタ５０によって表示され、対物レンズ２３により結像された基準映像（基準画像）を撮影するものであって、例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）撮像素子で構成される。この撮像素子２１は、解像度の比較的高い動画での画像の撮影に充分である高精細な画素数で構成されている。撮像素子２１は、ここでは撮像素子２１ａと撮像素子２１ｂである。以下、撮像素子２１ａと撮像素子２１とを区別しない場合には、撮像素子２１と表記する。
【００８２】
ここでの基準映像とは、撮像装置２０Ｂで取得した映像信号を、基準映像表示装置１０で表示した場合に、基準映像表示装置１０のレンズアレイ１３の水平方向のピッチｐＭよりも小さいピッチｐ０を有し、水平方向に一定周波数を有するパターンである（図２（ｂ）参照）。なおここでは、撮像素子２１によって撮影される基準映像を表示モニタ５０に表示したが、これに限られるものではなく、例えば同等の基準画像を透過型あるいは反射型の印刷物として作成し、これを表示モニタ５０に代えて配置しても良い。
【００８３】
撮像素子移動機構２２は、撮像素子２１を移動させるものであり、例えば圧電素子やステッピングモータなどを用いた電機制御的なステージから構成される。撮像素子移動機構２２ａは、撮像素子２１ａを移動させるものであり、撮像素子移動機構２２ｂは、撮像素子２１ｂを移動させるものである。以下、撮像素子移動機構２２ａと撮像素子移動機構２２ｂとを区別しない場合には、撮像素子移動機構２２と表記する。なお、本実施形態では、撮像素子移動機構２２を撮像素子２１ａ、撮像素子２１ｂにそれぞれ配置するものとしているが、これに限定されるものではなく、一つの撮像素子移動機構２２によって全ての撮像素子２１ａ、撮像素子２１ｂを移動させても良い。
【００８４】
対物レンズ２３は、表示モニタ５０に表示された基準映像を結像して、撮像素子２１に出力するものであり、表示モニタ５０と撮像素子２１との間に設けられている。
【００８５】
対物レンズ移動機構２４は、対物レンズ２３を移動させるものであり、例えば圧電素子やステッピングモータなどを用いた電機制御的なステージから構成される。
【００８６】
基準映像表示装置１０は、表示モニタ１２と、レンズアレイ１３とを備えている。基準映像表示装置１０は、撮像素子２１によって撮影された基準映像を表示モニタ１２に表示することによってモアレ縞を生じさせる。
【００８７】
調整装置４０Ｂは、撮像素子２１の回転・あおり方向の位置および撮影方向に対する位置を調整するものであり、ここでは基準映像表示手段４１Ｂと、波形情報検出手段４２Ｂと、回転・あおり方向調整手段４３Ｂと、位置調整手段４４Ｂと、を備えている。調整装置４０Ｂは、第１実施形態に係る調整装置４０と制御対象が異なるのみで構成は同様であるため、ここでは説明を省略する。つまり、第１実施形態に係る調整装置４０は、基準映像表示装置１０の表示モニタ１２とレンズアレイ１３の回転・あおり方向の位置と撮影方向に対する位置および表示モニタ１２とレンズアレイ１３との距離を調整したが、第２実施形態に係る調整装置４０Ｂでは、撮像素子２１および対物レンズと被写体の回転・あおり方向の位置と撮影方向に対する位置および２つの撮像素子２１ａと撮像素子２１ｂとの空間的な相対位置を調整する点で相違する。
【００８８】
次に、第２実施形態に係る撮像装置の調整システム１Ｂによって、撮像装置２０Ｂの撮像素子２１および対物レンズ２３の配置の調整を行う方法について図９、図１０、図５および適宜図６を参照して説明する。
図５に示すように、第２実施形態に係る撮像装置の調整システム１Ｂは、第１実施形態と同様に、回転・あおり方向調整ステップＳ１と、距離調整ステップＳ２と、を行うものである。
【００８９】
まず、回転・あおり方向調整ステップＳ１について説明する。
図９に示すように、回転・あおり方向調整ステップＳ１は、ステップＳ３１からステップＳ３６を行うものである。
調整システム１Ｂは、表示モニタ５０に表示された基準映像を撮像装置２０Ｂの撮像素子２１によって撮影する（ステップＳ３１）。また、調整システム１Ｂは、ステップＳ３１で撮像素子２１によって撮影された基準映像を、基準映像表示装置１０の表示モニタ１２に表示することによってモアレ縞を生じさせる（ステップＳ３２）。ステップＳ３３からステップＳ３６については、図６に示すステップＳ１３からステップＳ１６と同様であるため、説明を省略する。なお、図６に示すステップＳ１４では、調整装置４０Ｂの波形情報検出手段４２Ｂによって、基準映像表示手段４１Ｂで生成した基準映像を基準映像表示装置１０の表示モニタ１２に表示することによって生じたモアレ縞の波形情報を検出したが、図９に示すステップＳ３４では、撮像素子２１で撮影した基準映像を基準映像表示装置１０の表示モニタ１２に表示することによって生じたモアレ縞の波形情報を検出する。また、図６に示すステップＳ１５とステップＳ１６では、調整装置４０Ｂは、回転・あおり方向調整手段４３Ｂによって、表示モニタ１２とレンズアレイ１３との回転・あおり方向の相対位置を調整したが、図９に示すステップＳ３５とステップＳ３６では、被写体と撮像素子２１および対物レンズ２３との回転・あおり方向の相対位置を調整する。
【００９０】
次に、距離調整ステップＳ２について説明する。図１０に示すように、距離調整ステップＳ２は、ステップＳ４１からステップＳ４６を行うものである。ステップＳ４１とステップＳ４２は、図９に示すステップＳ３１とステップＳ３２と同様であり、ステップＳ４３からステップＳ４６は、図７に示すステップＳ２３からステップＳ２６と同様であるため、説明を省略する。なお、図７に示すステップＳ２３からステップＳ２６では、調整装置４０は、位置調整手段４４Ｂによって、表示モニタ１２とレンズアレイ１３との距離を調整したが、図１０に示すステップＳ４３からステップＳ４６では、調整装置４０Ｂは、撮像素子２１および対物レンズ２３の撮影方向に対する位置、つまり、被写体と撮像素子２１および対物レンズ２３との距離を調整する。
【００９１】
以上のようにして、撮像装置の調整システム１Ｂによって、撮像装置２０Ｂの撮像素子２１および対物レンズ２３の配置の調整を行う。
【００９２】
第２実施形態によれば、撮像素子２１および対物レンズ２３のそれぞれの回転・あおり方向における位置および撮影方向に対する位置の調整を正確に行うことができる。このため、高精細な画像を取得することができる。
【００９３】
（第３実施形態）
次に、図１１を参照して本発明の第３実施形態に係る撮像装置の調整システム１Ｃについて説明する。
撮像装置の調整システム１Ｃは、図１１に示すように、基準映像を表示する表示モニタ５０と、表示モニタ５０に表示された基準映像を、異なる方向に分光する分光手段２５と分光手段２５により分光される映像ごとに設けられる撮像素子２１（ここでは撮像素子２１ａと撮像素子２１ｂ）と撮像素子移動機構２２（ここでは撮像素子移動機構２２ａと撮像素子移動機構２２ｂ）と対物レンズ２３と、を有し、表示モニタ５０に表示された基準映像を撮影する撮像装置２０Ｃと、表示モニタ１２と表示モニタ１２の前面に配置されるレンズアレイ１３と、を有し、撮像素子２１ａ、撮像素子２１ｂでそれぞれ撮影された基準映像の異なる領域を切り出して合成表示し、モアレ縞を生じさせる基準映像表示装置１０と、基準映像表示装置１０で生じたモアレ縞を撮影するビデオカメラ３０と、ビデオカメラ３０で撮影されたモアレ縞の画像データに基づいて撮像素子２１ａと、撮像素子２１ｂとの空間的な相対位置を調整する調整装置４０Ｂと、を備えて構成される。
第３実施形態に係る撮像装置の調整システムは、複数（例えば２枚）の撮像素子の空間的な相対位置を調整するものである。
【００９４】
なお、基準映像表示装置１０は、前記した第１実施形態に係る基準映像表示装置の調整システム１Ａによって予め配置が調整され、撮像素子２１ａと撮像素子２１ｂおよび対物レンズ２３は、前記した第２実施形態に係る撮像装置の調整システム１Ｂによって予め配置が調整されている。
以下の説明において、前記した第２実施形態に係る撮像装置の調整システム１Ｂと共通する構成については、同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００９５】
第３実施形態において、表示モニタ５０に表示される基準映像は、図１２（ａ）に示すように、撮像装置２０Ｃで取得した映像信号を、基準映像表示装置１０で表示した場合に、基準映像表示装置１０のレンズアレイ１３の水平方向のピッチｐＭ（図２（ａ）参照）よりも小さいピッチｐｈを有し、水平方向に一定周波数を有するパターンであって、基準映像内の異なる領域で位相がずれているパターンの映像を示す。ここでは、撮像装置２０Ｃで取得した映像信号を、基準映像表示装置１０で表示した場合に、基準映像内の画面上半分と画面下半分とでパターンの位相がδｈ（ｍｍ）だけずれたものである。
なお、第２実施形態と同様に、表示モニタ５０によって表示された基準映像と同等の基準画像を透過型あるいは反射型の印刷物として作成し、これを表示モニタ５０に代えて配置しても良い。
【００９６】
撮像装置２０Ｃは、撮像素子２１と、撮像素子移動機構２２と、対物レンズ２３と、対物レンズ移動機構２４と、を有して構成される。
【００９７】
撮像素子２１は、予め第２実施形態に係る撮像装置の調整システムにおいて、回転・あおり方向の位置および撮影方向に対する位置の調整がなされたものであり、ここでは、２つ設けられている。この撮像素子２１ａと撮像素子２１ｂとは、第２実施形態の撮像装置の調整システム１Ｂによって、被写体との空間的な位置がそれぞれ調整されており、９０度の回転と平行移動によって同一平面内に配置することができる状態となっている。
【００９８】
分光手段２５は、表示モニタ５０によって表示された基準映像の映像信号を対物レンズ２３から受光し、当該映像信号を異なる方向に分光して撮像素子にそれぞれ入射させるものであり、対物レンズ２３と撮像素子２１との間に設けられている。
【００９９】
基準映像表示装置１０は、ここでは、２つの撮像素子２１ａ、撮像素子２１ｂによってそれぞれ撮影された基準映像の映像信号の入力を受け付け、それぞれの基準映像の映像信号から位相の異なる領域をそれぞれ切り出して合成し、この合成映像を表示モニタ１２に表示する。つまり、基準映像表示装置１０は、例えば、図１２（ａ）に示すように、表示モニタ１２の画面上半分に、一方の撮像素子（例えば撮像素子２１ａ）で撮影した基準映像を表示し、画面下半分に、他方の撮像素子（例えば撮像素子２１ｂ）で撮影した基準映像を表示する。ここで、前記したように、基準映像は、基準映像内の画面上半分と画面下半分とでパターンの位相がずれているので、図１２（ａ）に示すように、基準映像表示装置１０によって合成され、表示モニタ１２に表示された合成映像も、画面上半分と画面下半分とでパターンの位相がδｈ（ｍｍ）だけずれている。ここで表示モニタ１２に表示された合成映像のパターンの周期はｐｈ（ｍｍ/cycle）であり、次に示す式（４）の関係が成立する。なお次に示す式（４）において、ｐＭは前記した式（２）に示したとおりであり、ωは、前記した式（３）に示したとおりである。
【０１００】
【数４】
2011078031.tif 000006
【０１０１】
この基準映像は、撮像装置２０Ｃで取得した映像信号を、基準映像表示装置１０で表示した場合に、前記したようにレンズアレイ１３の水平方向のピッチｐＭ（図２（ａ）参照）よりも小さいピッチｐｈを有するので、合成映像を表示モニタ１２に表示し、レンズアレイ１３側から見たときに図１２（ｂ）に示すようなモアレ縞が観察される。このようにして生じたモアレ縞はビデオカメラ３０によって逐次撮影され、調整装置４０Ｂに逐次出力される。
【０１０２】
レンズアレイ１３を設けることで、撮像素子２１ａと撮像素子２１ｂとによって撮影された各画像が処理の距離ずれた状態となるときに対応した、撮像素子２１ａと撮像素子２１ｂとの空間的な相対位置が実現する配置を実現する画像情報における微小なずれを拡大することができるので、撮像素子移動機構２２（２４ａ、２４ｂ）の制御が容易でかつ、精度の高い制御が可能となる。
【０１０３】
調整装置４０Ｂは、第３実施形態では、回転・あおり方向調整手段４３Ｂが、波形情報検出手段４２Ｂで検出された波形情報に基づいて、撮像素子２１ａと撮像素子２１ｂおよび対物レンズ２３の回転方向およびあおり方向の位置をそれぞれ調整する。つまり、回転・あおり方向調整手段４３Ｂは、それぞれの撮像素子２１ａ、撮像素子２１ｂおよび対物レンズ２３の回転方向およびあおり方向の位置を被写体に合わせて調整する。
【０１０４】
また、位置調整手段４４Ｂが、波形情報検出手段４２Ｂで検出された波形情報に基づいて、撮像素子２１ａと撮像素子２１ｂおよび対物レンズ２３の距離をそれぞれ調整するとともに、撮像素子２１ａと撮像素子２１ｂとの空間的な水平方向の相対位置を調整する。
次に、位置調整手段４４Ｂによって撮像素子２１ａと撮像素子２１ｂとの空間的な水平方向の相対位置を調整する方法について以下に説明する。
【０１０５】
２つの撮像素子２１ａ、撮像素子２１ｂの空間的な水平方向の相対位置が一致していると、ビデオカメラ３０によって撮影され、基準映像表示装置１０に入力される映像は、図１２（ｂ）に示すように、画面上半分と画面下半分とで位相がδ（ｍｍ）だけずれたものとなる。一方、２つの撮像素子２１ａ、撮像素子２１ｂの空間的な水平方向の相対位置がδｈ＾（ｍｍ）ずれていると、ビデオカメラ３０によって撮影され、波形情報検出手段４２Ｂに入力されるモアレ縞は、図１２（ｃ）に示すように、画面全体で位相のずれのないものとなる。ただし、撮像素子２１ａ、撮像素子２１ｂ上での像の大きさと、表示モニタ１２に表示される合成映像の大きさの比をｍとすると、δｈ＾（ｍｍ）は、次の式（５）で表される。
【０１０６】
【数５】
2011078031.tif 000007
【０１０７】
したがって、表示モニタ５０には、予め撮像装置２０Ｃで取得した映像信号を、基準映像表示装置１０で表示した場合に、予め定めた距離δｈ（ｍｍ）分だけずれるパターンを基準映像として表示して、当該基準映像を撮像素子２１ａと撮像素子２１ｂとでそれぞれ撮影し、撮像素子２１ａと撮像素子２１ｂとでそれぞれ撮影した基準映像内の位相の異なる領域を切り出して合成して基準映像表示装置１０の表示モニタ１２で表示し、生じたモアレ縞をビデオカメラ３０で撮影し、ビデオカメラ３０で撮影したモアレ縞の映像信号の波形情報を複数検出し、この複数の波形情報を一致させるように２つの撮像素子２１ａ、撮像素子２１ｂの空間的な水平方向の相対位置を調整することで、２つの撮像素子２１ａ、撮像素子２１ｂの空間的な水平方向の相対位置を予め定めた距離δｈ＾（ｍｍ）分だけずらすことが可能となる。つまり、撮像素子２１ａと撮像素子２１ｂとの空間的な水平方向の相対位置を所定の距離δｈ＾（ｍｍ）だけずらしたい場合、ずらしたい距離δｈ＾（ｍｍ）に応じて、撮像装置２０Ｃで取得した映像信号を、基準映像表示装置１０で表示した場合に、異なる領域で位相が所定の距離δｈ（ｍｍ）だけずれた基準映像を用いることによって、撮像素子２１ａと撮像素子２１ｂとの空間的な水平方向の相対位置を所定の距離δｈ＾（ｍｍ）だけずらすことができる。
【０１０８】
波形情報検出手段４２Ｂは、例えば図１２（ｂ）に示すように、ビデオカメラ３０によって撮影されたモアレ縞の画像データの画面上半分の領域と画面下半分の領域に水平方向の測定ラインをそれぞれ１本ずつ設定し、この２つの測定ラインにおける画像データに一次元フーリエ変換処理することによって２つの波形情報を検出する。そして、位置調整手段４４Ｂの一致判別手段４４Ｂａは、当該２つの波形情報を比較し、これらが一致するか否かを判定する。位置調整手段４４Ｂの一致判別手段４４Ｂａは、当該２つの波形情報が一致しない場合、一致しない旨の信号を移動機構制御手段４４Ｂｂに出力する。
【０１０９】
移動機構制御手段４４Ｂｂは、一致判別手段４４Ｂａから２つの波形情報が一致しない旨の信号の入力を受け付けると、２つの波形情報が一致するように２つの撮像素子２１ａ、撮像素子２１ｂのいずれか一方を移動させる制御信号を生成し、いずれか一方の撮像素子移動機構２２ａまたは撮像素子移動機構２２ｂに出力することによって、撮像素子２１ａと撮像素子２１ｂとの水平方向の相対位置を所定の距離δｈ＾（ｍｍ）だけずらす調整をする。
【０１１０】
位置調整手段４４Ｂは、波形情報検出手段４２Ｂから取得した２つの位相成分が互いに一致した場合、撮像素子２１ａと撮像素子２１ｂとの水平方向の相対位置の調整を終了し、撮像素子２１ａと撮像素子２１ｂとの垂直方向の相対位置の調整をする。次に、撮像素子２１ａと撮像素子２１ｂとの垂直方向の相対位置の調整をする方法について説明する。
【０１１１】
表示モニタ５０に表示される基準映像は、図１３（ａ）に示すように、撮像装置２０Ｃで取得した映像信号を、基準映像表示装置１０で表示した場合に、基準映像表示装置１０のレンズアレイ１３の垂直方向のピッチＰＭ（図２（ａ）参照）よりも小さいピッチＰ０を有し、垂直方向に一定周波数を有するパターンであって、基準映像内の異なる領域で位相がずれているパターンの映像を示す。ここでは、基準映像内の画面左半分と画面右半分とでパターンの位相が、撮像装置２０Ｃで取得した映像信号を、基準映像表示装置１０で表示した場合に、δｖ（ｍｍ）だけずれたパターンを有する基準映像を表示する。
【０１１２】
撮像装置２０Ｃは、撮像素子２１ａと撮像素子２１ｂとによって、表示モニタ５０に表示された基準映像をそれぞれ撮影し、基準映像表示装置１０に出力する。
基準映像表示装置１０は、ここでは、撮像素子２１ａと撮像素子２１ｂとによってそれぞれ撮影された基準映像の映像信号の入力を受け付け、それぞれの基準映像の映像信号から位相の異なる領域をそれぞれ切り出して合成し、この合成映像を表示モニタ１２に表示する。つまり、基準映像表示装置１０は、図１３（ａ）に示すように、表示モニタ１２の画面左半分に、一方の撮像素子（例えば撮像素子２１ａ）で撮影した基準映像を表示し、画面右半分に、他方の撮像素子（例えば撮像素子２１ｂ）で撮影した基準映像を表示する。ここで、前記したように、基準映像は、撮像装置２０Ｃで取得した映像信号を、基準映像表示装置１０で表示した場合に、基準映像内の画面左半分と画面右半分とでパターンの位相がδｖ（ｍｍ）だけずれているので、基準映像表示装置１０によって合成され、表示モニタ１２に表示された合成映像も、画面左半分と画面右半分とでパターンの位相がδｖ（ｍｍ）だけずれている。ここで表示モニタ１２に表示された合成映像のパターンの周期はＰｖ（ｍｍ/cycle）であり、次に示す式（６）の関係が成立する。
【０１１３】
【数６】
2011078031.tif 000008
【０１１４】
この基準映像は、前記したようにレンズアレイ１３の垂直方向のピッチｐＭ（図２（ａ）参照）よりも小さいピッチｐｖを有するので、合成映像を表示モニタ１２に表示し、レンズアレイ１３側から観察すると、図１３（ｂ）に示すようなモアレ縞を生じることとなる。このようにして生じたモアレ縞は、ビデオカメラ３０で撮影され、調整装置４０Ｂに出力される。
【０１１５】
次に、調整装置４０Ｂの位置調整手段４４Ｂによって撮像素子２１ａと撮像素子２１ｂとの空間的な垂直方向の相対位置を調整する方法について以下に説明する。
【０１１６】
撮像素子２１ａと撮像素子２１ｂとの空間的な垂直方向の相対位置が一致していると、ビデオカメラ３０によって撮影され、基準映像表示装置１０に入力される映像は、調整装置４０Ｂの波形情報検出手段４２Ｂに入力されるモアレ縞は、図１３（ｂ）に示すように、画面左半分と画面右半分とで位相がδｖ（ｍｍ）だけずれたものとなる。一方、撮像素子２１ａと撮像素子２１ｂとの空間的な垂直方向の相対位置がδｖ＾（ｍｍ）だけずれていると、ビデオカメラ３０によって撮影され、波形情報検出手段４２Ｂに入力されるモアレ縞は、図１４（ｃ）に示すように、画面全体で位相のずれのないものとなる。ただし、撮像素子２１ａ、撮像素子２１ｂ上での像の大きさと、表示モニタ１２に表示される合成映像の大きさの比をｍとすると、δｖ＾（ｍｍ）は、次の式（７）で表される。
【０１１７】
【数７】
2011078031.tif 000009
【０１１８】
このため、波形情報検出手段４２Ｂによって例えば図１３（ｂ）に示すように、ビデオカメラ３０によって撮影されたモアレ縞の画像データの画面左半分の領域と画面右半分の領域に水平方向の測定ラインをそれぞれ１本ずつ設定し、この２つの測定ラインにおける画像データに一次元フーリエ変換処理することによって２つの波形情報が検出された場合、位置調整手段４４Ｂの一致判別手段４４Ｂａは、当該２つの波形情報を比較し、これらが一致するか否かを判定する。位置調整手段４４Ｂの一致判別手段４４Ｂａは、当該２つの波形情報が一致しない場合、一致しない旨の信号を移動機構制御手段４４Ｂｂに出力する。
【０１１９】
移動機構制御手段４４Ｂｂは、一致判別手段４４Ｂａから２つの波形情報が一致しない旨の信号の入力を受け付けると、２つの波形情報が一致するように撮像素子２１ａと撮像素子２１ｂのいずれか一方、例えば撮像素子２１ｂを移動させる制御信号を生成し、撮像素子移動機構２２ｂに出力することによって、撮像素子２１ａと撮像素子２１ｂとの垂直方向の相対位置を所定の距離δｖ＾（ｍｍ）だけずらす調整をする。
【０１２０】
位置調整手段４４Ｂは、波形情報検出手段４２Ｂから取得した複数の位相成分が互いに一致した場合、撮像素子２１ａと撮像素子２１ｂとの垂直方向の相対位置の調整を終了する。
【０１２１】
以上のようにして、撮像素子２１ａと撮像素子２１ｂとの水平および垂直方向における空間的な相対位置の調整を行う。
【０１２２】
なお、ここでは撮像素子２１ａと撮像素子２１ｂとの水平および垂直方向の相対位置を別々に調整する方法について説明したが、一度に調整しても良い。
この場合、表示モニタ５０は、図１４（ａ）に示すような基準映像を表示する。この基準映像は、図１４（ｂ）に示すように、基準映像内を４つの領域ａ〜領域ｄに等分し、一つの領域内に図１２（ａ）に示した水平方向の位置調整用パターンと、図１３（ａ）に示した垂直方向の位置調整用のパターンとを有するものとなっている。また、図１４（ａ）に示した基準映像内における水平方向の位置調整用パターンは、撮像装置２０Ｃで取得した後に、基準映像表示装置１０で表示した場合に、上下で位相がδｈ（ｍｍ）（図１２（ａ）参照）だけずれており、左右では位相が一致している。また、図１４（ａ）に示した基準映像内における垂直方向の位置調整用パターンは、撮像装置２０Ｃで取得した後に、基準映像表示装置１０で表示した場合に、左右で位相がδｖ（ｍｍ）（図１３（ａ）参照）だけずれている。なお、この基準映像と同等の基準画像を透過型あるいは反射型の印刷物として作成し、これを表示モニタ５０に代えて配置しても良い。
【０１２３】
撮像素子２１ａ、撮像素子２１ｂは、この基準映像をそれぞれ撮影し、撮影した基準映像の映像信号を基準映像表示装置１０にそれぞれ出力する。
基準映像表示装置１０は、撮像素子２１ａと撮像素子２１ｂから基準映像の映像信号の入力をそれぞれ受け付け、撮像素子２１ａと撮像素子２１ｂでそれぞれ撮影された基準映像から、基準映像内における異なる領域をそれぞれ切り出して、当該異なる領域の映像を合成して表示する。ここでは、基準映像が４つの領域に等分されており、図１４（ａ）に示す基準映像内における水平方向の位置調整用パターンは、上下で位相がδｈ（ｍｍ）（図１２（ａ）参照）だけずれており、左右では位相が一致している。また、図１４（ａ）に示す基準映像内における垂直方向の位置調整用パターンは、左右で位相がδｖ（ｍｍ）（図１３（ａ）参照）だけずれているので、基準映像表示装置１０は、例えば撮像素子２１ａで撮影された基準映像から、領域ａと領域ｄとをそれぞれ切り出し、撮像素子２１ｂで撮影された基準映像から、領域ｂと領域ｃとをそれぞれ切り出してこれらを合成し、この合成映像を表示モニタ１２に表示する。合成映像を表示モニタ１２に表示することによって、レンズアレイ１３側から見たときに、図１５（ａ）に示すようなモアレ縞が観察される。
【０１２４】
ビデオカメラ３０は、基準映像表示装置１０によって生じたモアレ縞を撮影する。撮影されたモアレ縞の映像信号は、調整装置４０Ｂの波形情報検出手段４２Ｂに出力される。
【０１２５】
波形情報検出手段４２Ｂは、ビデオカメラ３０で撮影されたモアレ縞の映像信号から波形情報を複数検出する。波形情報検出手段４２Ｂは、基準映像内の異なる領域のそれぞれに水平および垂直方向の測定ラインが通るように、図１５（ａ）に示すように、モアレ縞の画像データに水平および垂直方向の測定ラインを２本ずつ設定し、当該測定ラインにおける画像データの波形情報をそれぞれ検出する。検出結果は、位置調整手段４４Ｂに出力される。
【０１２６】
位置調整手段４４Ｂは、水平方向の２本の測定ラインにおける画像データの波形情報をそれぞれ比較するとともに、垂直方向の２本の測定ラインにおける画像データの波形情報をそれぞれ比較する。
そして、水平方向の２本の測定ラインにおける画像データの波形情報にずれがある場合、当該ずれをなくすように、撮像素子２１ａと撮像素子２１ｂのいずれか一方を移動させる制御信号を生成し、いずれか一方の撮像素子移動機構２２ａまたは撮像素子移動機構２２ｂに出力する。位置調整手段４４Ｂは、例えば、撮像素子２１ａの位置を固定して、撮像素子２１ｂを撮像素子移動機構２２ｂによって移動させることによって、撮像素子２１ａと撮像素子２１ｂとの水平方向の空間的な相対位置を調整する。
【０１２７】
また、位置調整手段４４Ｂは、垂直方向の２本の測定ラインにおける画像データの位相成分にずれがある場合、当該位相のずれをなくすように、撮像素子２１ａまたは撮像素子２１ｂのいずれか一方を移動させる制御信号を生成し、いずれか一方の撮像素子移動機構２２ａまたは撮像素子移動機構２２ｂに出力する。位置調整手段４４Ｂは、例えば、一方の撮像素子（例えば撮像素子２１ａ）を固定して、他方の撮像素子（例えば撮像素子２１ｂ）を撮像素子移動機構２２ｂによって移動させることによって、撮像素子２１ａと撮像素子２１ｂとの空間的な垂直方向の相対位置を調整する。
【０１２８】
このようにして、基準映像表示装置１０の表示モニタ１２に表示される基準映像が、図１５（ｂ）に示すような水平および垂直方向で位相のずれがない基準映像となるように、撮像素子２１ａと撮像素子２１ｂとの空間的な水平および垂直位置の相対位置を調整することによって、撮像素子２１ａと撮像素子２１ｂとの空間的な水平方向の相対位置を、所定の距離δｈ＾（ｍｍ）だけずらすことができるとともに、撮像素子２１ａと撮像素子２１ｂとの空間的な垂直方向の相対位置を所定の距離δｖ＾（ｍｍ）だけずらすことができるので、撮像素子２１ａと撮像素子２１ｂとの撮影画像を水平方向に所定の距離δｈ＾（ｍｍ）だけずらすことができるとともに、垂直方向に所定の距離δｖ＾（ｍｍ）だけずらすことができ、高精細な撮影画像を得ることができる。
【０１２９】
これによれば、撮像素子２１ａと撮像素子２１ｂとの水平および垂直方向の空間的な相対位置を一度に調整することができるので、調整に要する時間を短縮化することができる。
なお、第３実施形態では、撮像素子２１を撮像素子２１ａと撮像素子２１ｂとし、当該撮像素子２１ａと撮像素子２１ｂとの空間的な相対位置を調整する場合を例にとって説明したが、撮像素子２１を３つ以上とし、当該３つの撮像素子２１の空間的な相対位置を調整することも可能である。
【０１３０】
次に、第３実施形態に係る撮像装置の調整システム１Ｃによって、撮像装置の調整を行う方法について図１６および適宜図９、１０を参照して説明する。
図１６に示すように、撮像装置の調整方法は、回転・あおり方向調整ステップＳ３と、複数の撮像素子２１の空間的な相対位置の調整ステップＳ４と、を行うものである。
図９に示すように、回転・あおり方向調整ステップＳ３は、ステップＳ５１からステップＳ５６を行う。ステップＳ５１からステップＳ５６は、図９に示すステップＳ３１からＳ３６と制御対象が異なるのみであるので、ここでは説明を省略する。
【０１３１】
次に、複数の撮像素子２１の空間的な相対位置の調整ステップＳ４について説明する。図１０に示すように、複数の撮像素子２１の空間的な相対位置の調整ステップＳ２は、ステップＳ６１からステップＳ６６を行う。ステップＳ６１からステップＳ６６は、図１０に示すステップＳ４１からステップＳ４６と制御対象が異なるのみであるので、適宜説明を省略する。また、ここでは、２つの撮像素子２１ａ、撮像素子２１ｂの空間的な相対位置を調整する方法について説明する。また、２つの撮像素子２１ａ、撮像素子２１ｂの垂直方向の空間的な相対位置の調整は、水平および垂直方向について調整されるが、これらは処理の流れが同じであるため、以下では、２つの撮像素子２１ａ、撮像素子２１ｂの水平方向の空間的な相対位置を調整する場合について説明する。
【０１３２】
調整システム１Ｃは、撮像装置２０Ｃの撮像素子２１ａ、撮像素子２１ｂにより基準映像を、それぞれ撮影する。ここでは、撮像装置２０Ｃで取得した後に、基準映像表示装置１０で表示した場合に、基準映像表示手段４１Ｂのレンズアレイ１３の水平方向のピッチＰＭよりも小さいピッチＰ０を有し、水平方向に一定周波数を有するパターンであって、基準映像内の異なる領域で位相がδｈ（ｍｍ）（図１３（ａ）参照）だけずれているパターンを有する基準映像を撮影する（ステップＳ６１）。
さらに、調整システム１Ｃは、基準映像表示装置１０によって、ステップＳ６１で２つの撮像素子２１ａ、撮像素子２１ｂによってそれぞれ撮影した基準映像の映像信号の入力を受け付け、それぞれの基準映像の映像信号から位相の異なる領域をそれぞれ切り出して合成し、この合成映像を表示モニタ１２に表示することによりモアレ縞を生じさせる（ステップＳ６２）。
【０１３３】
そして、調整システム１Ｃは、ビデオカメラ３０によって、ステップＳ６２で生じさせたモアレ縞を撮影する（ステップＳ６３）。そして、調整システム１Ｃは、調整装置４０Ｂの波形情報検出手段４２Ｂによって、ステップＳ６３で撮影されたモアレ縞の画像データから波形情報を複数検出する（ステップＳ６４）。そして、調整システム１Ｃは、調整装置４０Ｂの位置調整手段４４Ｂの一致判別手段４４Ｂａによって、ステップＳ６５で検出された複数の波形情報を比較し、これらが一致するか否かを判定する（ステップＳ６５）。そして、調整システムは、調整装置４０Ｂの一致判別手段４４Ｂａによって、これらが一致すると判定した場合（ステップＳ６５でＹｅｓ）、処理を終了する。一方、調整システム１Ｃは、調整装置４０Ｂの一致判別手段４４Ｂａによって、複数の波形情報が一致しないと判定した場合（ステップＳ６５でＮｏ）、調整装置４０Ｂの移動機構制御手段４４Ｂｂによって、複数の波形情報が一致するように２つの撮像素子２１ａ、撮像素子２１ｂのいずれか一方を移動させる制御信号を生成し、いずれか一方の撮像素子移動機構２２ａまたは撮像素子移動機構２２ｂに出力して、撮像素子２１ａと撮像素子２１ｂとの空間的な相対位置が所定の距離δｈ＾（ｍｍ）分だけずれるように調整する（ステップＳ６６）。そして、調整システム１Ｃは、複数の波形情報が一致するまで、ステップＳ６３からステップＳ６６までを繰り返す。
【０１３４】
以上のようにして、撮像素子２１ａと撮像素子２１ｂとの水平方向の空間的な相対位置を調整する。撮像素子２１ａと撮像素子２１ｂの垂直方向の空間的な相対位置の調整は、基準映像を変更してステップＳ６１からステップＳ６６を行うことにより調整することができる。
【０１３５】
第３実施形態によれば、２つの撮像素子２１ａと撮像素子２１ｂでそれぞれ取得されるそれぞれの画像の空間的な相対位置を所定の距離分だけずらす処理を正確に行うことができる。また、２つの撮像素子２１ａと撮像素子２１ｂでそれぞれ取得されるそれぞれの画像の空間的な相対位置を正確に所定の距離分だけずらすことができる。
【０１３６】
（第４実施形態）
次に、図１７を参照して第４実施形態に係る撮像装置の調整システム１Ｄについて説明する。
第４実施形態に係る撮像装置の調整システム１Ｄは、被写体の立体映像を取得することが可能な撮像装置における複数の撮像素子２１および対物レンズ２３の回転・あおり方向の位置および距離の調整、および、複数の撮像素子２１の空間的な水平および垂直方向の相対位置の調整を行うものである。
以下の説明で、前記した実施形態で説明した撮像装置の調整システム１Ｃと共通する構成要素については、同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【０１３７】
調整システム１Ｄは、図１７に示すように、基準映像表示装置１０と、撮像装置２０Ｄと、ビデオカメラ３０と、ビデオカメラ３０で撮影されたモアレ縞の画像データに基づいて撮像素子２１および対物レンズ２３の回転・あおり方向の位置および距離の調整、および、複数の撮像素子２１の空間的な相対位置の調整を行う調整装置４０Ｄと、を備えて構成される。なお、基準映像表示装置１０は、第１実施形態に係る基準映像表示装置の調整システムによって予め調整されたものである。
【０１３８】
撮像装置２０Ｄは、被写体を立体情報とするレンズアレイ２６と、撮像素子２１と、撮像素子移動機構２２と、対物レンズ２３と、対物レンズ移動機構２４と、分光手段２５とを備えている。撮像装置２０Ｄにおいて、レンズアレイ２６以外の構成は、第２実施形態に係る撮像装置２０Ｂと同様であるため、ここでは詳しい説明を省略する。
【０１３９】
レンズアレイ２６は、被写体を立体映像として取得するものである。レンズアレイ２６の具体的な構成は、第１実施形態に係る基準映像表示装置１０におけるレンズアレイ１３と同様であるので、ここでは説明を省略する。なお、レンズアレイ２６に代えて空間フィルタ群としても良い点も、第１実施形態と同様である。
【０１４０】
レンズアレイ２６は、ここでは発光手段６０により照射光として照射された拡散照射光を受光する。レンズアレイ１３によって照射光を受光すると、レンズアレイ２６の前面から見たときに、図１８（ａ）に示すような映像が観察される。この映像は、対物レンズ２３を透過して撮像素子２１によって基準映像として撮影される。
【０１４１】
ここで、撮像素子２１によって基準映像を撮影すると、図１８（ａ）に示すような映像が得られるため、この映像を基準映像表示装置１０の表示モニタ１２に表示すると図１８（ｂ）に示すようなモアレ縞が生じる。このようにして生じたモアレ縞は、ビデオカメラ３０によって撮影され、調整装置４０Ｄに出力される。
【０１４２】
次に、第４実施形態に係る撮像装置の調整システム１Ｄによって、撮像装置２０Ｄの撮像素子２１および対物レンズ２３の配置の調整を行う方法について図５、図９および図１０を参照して説明する。図５に示すように、撮像装置２０Ｄの調整方法は、回転・あおり方向調整ステップＳ１と、撮影倍率の調整ステップＳ２と、を行うものである。
【０１４３】
図９に示すように、回転・あおり方向調整ステップＳ１は、ステップＳ７１からステップＳ７６を行う。なお、第４実施形態の回転・あおり方向調整ステップＳ１は、第２実施形態または第３実施形態の回転・あおり方向調整ステップＳ１と制御対象が異なるのみであるので、ここでは説明を省略する。なお、図９に示すステップＳ５１では、表示モニタ５０に表示された基準映像を撮像装置２０Ｃの撮像素子２１によって撮影したが、ステップＳ７１では、レンズアレイ２６に照射光を照射して得られた基準映像を撮像装置２０Ｄの撮像素子２１によって撮影し、表示する。そして、ステップＳ７３では、ビデオカメラ３０によってモアレ縞を撮影し、ステップＳ７４では、モアレ縞の画像データから波形情報を検出する。このとき、波形情報検出手段４２Ｂは、例えば、モアレ縞の画像データに対して二次元フーリエ変換処理を施すことにより、モアレ縞の画像データ全体の波形情報を検出する。また例えば、図１９に示すように、モアレ縞の画像データに、水平方向の測定ラインを任意に複数（図１９では２本）設定し、この測定ラインにおける画像データに対して一次元フーリエ変換処理を施すことにより、測定ラインにおける画像データの波形情報を検出する。なお、水平方向の測定ラインは、図１９に示すように、画面中央からそれぞれ距離ａだけ離れた位置に設定されている。
また、図９に示すステップＳ５５とステップＳ５６では、調整装置４０Ｄは、回転・あおり方向調整手段４３Ｄによって、表示モニタ１２とレンズアレイ１３との回転・あおり方向の相対位置を調整したが、ステップＳ７５とステップＳ７６では、調整装置４０Ｄは、レンズアレイ２６と撮像素子２１および対物レンズ２３との回転・あおり方向の相対位置を調整する。
【０１４４】
次に、撮像素子２１および対物レンズ２３によりレンズアレイ２６を撮影する場合の撮影倍率の調整ステップＳ２について説明する。
図１０に示すように、調整システム１Ｄは、発光手段６０により撮像装置２０Ｄのレンズアレイ２６に照射光を入射させ、対物レンズ２３で結像した映像を撮像素子２１で基準映像として撮影する（ステップＳ８１）。ここでは、図１８（ａ）に示すような基準映像が撮影される。また、調整システム１Ｄは、ステップＳ８１で撮像素子２１によって撮影された基準映像を基準映像表示装置１０の表示モニタ１２に表示することによって、図１８（ｂ）に示すようなモアレ縞を生じさせる（ステップＳ８２）。さらに、調整システム１Ｄは、ステップＳ８２で観察されるモアレ縞をビデオカメラ３０で撮影する（ステップＳ８３）。そして、調整システム１Ｄは、調整装置４０Ｄの波形情報検出手段４２Ｄによって、ステップＳ８３で撮影されたモアレ縞の画像データから波形情報を複数検出する（ステップＳ８４）。
【０１４５】
ここで、波形情報検出手段４２Ｄは、モアレ縞の画像データに対して二次元フーリエ変換処理を施し、画像データ全体の波形情報を検出するか、あるいは、モアレ縞の画像データに複数の水平方向の測定ラインを設定し、当該測定ラインの画像データに対して一次元フーリエ変換処理を施すことによって、各測定ラインにおけるモアレ縞の画像データの波形情報を検出する。ただし、波形情報検出手段４２Ｄは、フーリエ変換処理を施す前に、基準映像表示装置１０のレンズアレイ１３の構造による周波数成分が検出されないように、ビデオカメラ３０で撮影したモアレ縞の画像データに低域通過処理を施しておく。
【０１４６】
次に、調整システム１Ｄは、調整装置４０Ｄの位置調整手段４４Ｄによって、ステップＳ８４で検出された波形情報に基づいて、回転・あおり方向調整手段４３Ｄによって位置調整された撮像素子２１および対物レンズ２３の撮影方向に対する位置を調整することによって、撮像素子２１および対物レンズ２３によりレンズアレイ２６を撮影する場合の撮影倍率を調整する。
【０１４７】
ここで、撮像素子２１で撮影された基準映像を撮影するときの撮影倍率によって、撮影した基準映像を基準映像表示装置１０の表示モニタ１２に表示したときに生じるモアレ縞の空間周波数αが異なることとなる。このため、位置調整手段４４Ｄによって、レンズアレイ２６と、撮像素子２１および対物レンズ２３との距離を調整することによって、基準映像表示装置１０に基準映像が表示されたときに生じるモアレ縞が、図２０（ｂ）に示すようなモアレ縞となるように、撮像素子２１および対物レンズ２３で基準映像を撮影するときの撮影倍率を調整する。なお、図２０（ｂ）では、基準映像表示装置１０のレンズアレイ１３が、水平８個、垂直６個のレンズにより構成されているものを示したが、これに限られるものではなく、レンズアレイ１３を構成するレンズの個数は適宜変更しても良い。
【０１４８】
ここで、基準映像表示装置１０の表示モニタ１２に表示された基準映像と、レンズアレイ１３との位置関係を、図２１を参照して説明する。図２１に示すように、基準映像表示装置１０の表示モニタ１２には、撮像素子２１によって撮影された基準映像が表示されている。また、ビデオカメラ３０と、基準映像表示装置１０のレンズアレイ１３を構成する各レンズの中心を通る直線Ｎが、表示モニタ１２に表示された基準映像の被写体である撮像装置２０Ｄのレンズアレイ２６を構成する各レンズに相当する映像信号の中心点Ｑを通過している。したがって、各レンズの映像信号からは、中心点Ｑの映像信号の輝度に相当する明るさの平行光線が射出し、モアレ縞は、画面全体にわたって均一な明るさの信号となる。
【０１４９】
これを前提として、調整システム１Ｄは、調整装置４０Ｄの位置調整手段４４Ｄによって、回転・あおり方向調整手段４３Ｄの回転・あおり成分検出手段４３Ｄａから制御終了を示す信号の入力を受け付けると、波形情報検出手段４２Ｂから、ビデオカメラ３０で撮影されたモアレ縞の画像データの波形情報を取得する。波形情報検出手段４２Ｄで検出された波形情報が、ビデオカメラ３０で撮影されたモアレ縞の画像データに対して二次元フーリエ変換処理を施したものである場合、レンズアレイ２６と、撮像素子２１および対物レンズ２３との距離が所定の距離ではないとき、つまり撮像素子２１および対物レンズ２３の撮影倍率が所定の撮影倍率ではないときは、波形情報検出手段４２Ｄによって検出された波形情報に、水平あるいは垂直方向の周波数成分が検出される。
これを判別するため、調整システム１Ｄは、一致判別手段４４Ｄａによって、ステップＳ８４で検出された波形情報が直流成分のみを含むか否かを判定する（ステップＳ８５）。
調整システム１Ｄは、一致判別手段４４Ｄａによって、ステップＳ８４で検出された波形情報が直流成分のみである場合（ステップＳ８５でＹｅｓ）、処理を終了する。一方、調整システム１Ｄは、一致判別手段４４Ｄａによって、ステップＳ８４で検出された波形情報が直流成分以外の成分を含む場合（ステップＳ８５でＮｏ）、当該直流成分以外の成分をなくすように、つまり、水平あるいは垂直方向の周波数成分が単一の周波数成分のみとなるように、撮像素子２１および対物レンズ２３を移動させる制御信号を生成し、撮像素子移動機構２２および対物レンズ移動機構２４に出力することによって、撮像素子２１および対物レンズ２３によってレンズアレイ２６を撮影するときの撮影倍率を変更する（ステップＳ８６）。そして、波形情報検出手段４２Ｄによって検出される波形情報が直流成分のみとなるように、ステップＳ８３からステップＳ８６までを繰り返す。
【０１５０】
なお、撮像装置２０Ｄのレンズアレイ２６に照射光として拡散照射光を入射し、この拡散照射光が入射されたレンズアレイ２６を撮像素子２１および対物レンズ２３によって撮影したものを基準映像として用いる場合は、図２１の直径Ｗで表される円領域の内部において、ステップＳ８３からステップＳ８６までを行う。ここで、直径Ｗは、次に示す式（８）により表される。なお、次に示す式（８）において、ｇおよびＬは図５で説明したとおりである。
【０１５１】
【数８】
2011078031.tif 000010
【０１５２】
式（８）において、ｄは、撮影されたレンズアレイ２６の映像信号において、レンズアレイ２６を構成する一つのレンズに対応する映像信号の領域を表す。
【０１５３】
以上のようにして、撮像素子２１および対物レンズ２３によってレンズアレイ２６を撮影するときの撮影倍率が所定の値となるように調整する。
【０１５４】
なお、以上説明した第４実施形態に調整システム１Ｄにおいても、図示しない波形モニタを用いて、作業者が目視により、回転成分またはあおり成分、または、直流成分以外の周波数成分があるか否かを判断しても良い。
【０１５５】
第４実施形態によれば、２つの撮像素子２１ａと撮像素子２１ｂおよび対物レンズ２３のそれぞれの回転・あおり方向における位置および撮影方向に対する位置の調整を正確に行うことができる。このため、高精細な立体情報を取得することができる。
【０１５６】
（第５実施形態）
次に、図２２を参照して本発明の第５実施形態に係る調整システム１Ｅについて説明する。
第５実施形態に係る調整システム１Ｅは、第４実施形態で撮影倍率をそれぞれ調整した撮像素子２１ａと撮像素子２１ｂとの空間的な相対位置を調整するものである。
また、第３実施形態に係る調整システム１Ｃでは、撮像素子２１ａと撮像素子２１ｂとの間で空間的な相対位置を調整するために、基準映像表示装置１０の表示モニタ１２に、撮像装置２０Ｃで取得した後に、基準映像表示装置１０に表示したときに、レンズアレイ１３の水平方向のピッチｐＭ（図２（ａ）参照）よりも小さいピッチｐｈ（図１１（ａ）参照）でなり、水平方向に一定周波数を有するパターンであって基準映像内の異なる領域で位相がずれているパターンを有する基準映像を表示し、これを撮像素子２１によって撮影したが、第５実施形態では、当該パターンを有する基準映像（第２の基準画像）を、レンズアレイ２６を通して撮像素子２１によって撮影する点で異なる。
【０１５７】
第５実施形態に係る調整システム１Ｅは、図２２に示すように、撮像装置２０Ｄと、基準映像表示装置１０と、ビデオカメラ３０と、調整装置４０Ｂと、を備えて構成される。第５実施形態に係る調整システム１Ｅの構成要素の具体的な構成は、第４実施形態に係る調整システム１Ｄの構成要素の具体的な構成と同様であるので、ここでは説明を省略する。第５実施形態において、撮像装置２０Ｄが有する撮像素子２１ａ、撮像素子２１ｂは、第４実施形態の調整システム１Ｄによって、撮影倍率が予め調整されており、９０度の回転と平行移動によって同一平面内に配置することができる状態となっている。
【０１５８】
次に、第５実施形態に係る調整システム１Ｅによって、撮像素子２１ａと撮像素子２１ｂとの間で、空間的な相対位置を調整する方法について図９、図１０および図１６を参照して説明する。図１６に示すように、撮像装置２０Ｄの調整方法は、個々の撮像素子２１ａ、撮像素子２１ｂの位置調整ステップＳ３と、複数の撮像素子の空間的な相対位置の調整ステップＳ４と、を行うものである。
【０１５９】
図９に示すように、個々の撮像素子２１ａ、撮像素子２１ｂの位置調整ステップＳ３は、ステップＳ９１からステップＳ９６を行う。このステップＳ９１からステップＳ９６は、図９に示すステップＳ３１からステップＳ３６と制御対象が異なるのみであるためここでは説明を省略する。
【０１６０】
次に、複数の撮像素子２１ａ、撮像素子２１ｂの空間的な相対位置の調整ステップＳ４について説明する。
図１０に示すように、複数の撮像素子２１ａ、撮像素子２１ｂの空間的な相対位置の調整ステップＳ４は、ステップＳ１０１からステップＳ１０６を行う。このステップＳ１０１からステップＳ１０６は、図１０に示すステップＳ４１からステップＳ４６と制御対象が異なるのみであるため、ここでは適宜説明を省略する。
【０１６１】
調整システム１Ｅは、調整装置４０Ｂの基準映像表示手段４１Ｂによって、撮像装置２０Ｄで取得した後に、基準映像表示装置１０で表示した場合に、基準映像表示装置１０のレンズアレイ１３の水平方向のピッチＰＭ（図２（ｂ）参照）よりも小さいピッチＰｈ（図１１（ａ）参照）を有し、水平方向に一定周波数を有するパターンであって、基準映像内の異なる領域で位相がずれているパターンを有する基準映像を、レンズアレイ１３の物側主平面（前面側）上に表示する（ステップＳ１０１）。また、調整システム１Ｅは、撮像装置２０Ｄの対物レンズ２３の撮影倍率を第４実施形態で調整した撮影倍率に維持しながら、レンズアレイ２６を透過した光を、レンズアレイ２６の像側主平面（背面側）上に合焦させて撮像素子２１によって撮影する（ステップＳ１０２）。また、このとき、基準映像をレンズアレイ２６の物側主平面（前面側）から焦点距離の２倍の位置の平面に配置しても良い。この基準映像を基準映像表示装置１０の表示モニタ１２に表示することによって生じるモアレ縞を利用して、撮像素子２１ａと撮像素子２１ｂとの空間的な相対位置を調整する。なお、ステップＳ１０３からステップＳ１０６は、第３実施形態のステップＳ４３からステップＳ４６と同様であるので、ここでは説明を省略する。
このようにして、撮像素子２１ａと撮像素子２１ｂとの空間的な相対位置の調整を行う。
【０１６２】
第５実施形態によれば、２つの撮像素子２１ａと撮像素子２１ｂでそれぞれ取得されるそれぞれの立体情報の空間的な相対位置を所定の距離分だけずらす処理を正確に行うことができる。また、２つの撮像素子２１ａと撮像素子２１ｂでそれぞれ取得されるそれぞれの立体情報の空間的な相対位置を正確に所定の距離分だけずらすことができる。
【０１６３】
（第６実施形態）
次に、図２２を参照して第６実施形態に係る調整システム１Ｆについて説明する。
第６実施形態に係る調整システム１Ｆは、図２２に示すように、第５実施形態に係る調整システム１Ｅにおいて、基準映像およびモアレ縞の表示の仕方を変更するものである。第６実施形態に係る調整システム１Ｆでは、調整装置４０Ｂの基準映像表示手段４１Ｂによって、被写体として、一定周波数を有するパターンを有する基準映像を任意の位置に配置することを特徴とする。なおここでは、図２２に示すように、基準映像を表示モニタ５０によって表示しているが、これに限られるものではなく、例えばこの基準映像と同等の基準画像を透過型あるいは反射型の印刷物として作成し、これを表示モニタ５０に代えて配置しても良い。
【０１６４】
第６実施形態に係る調整システム１Ｆは、図２２に示すように、撮像装置２０Ｄと、基準映像表示装置１０と、ビデオカメラ３０と、調整装置４０Ｂと、を備えて構成される。第６実施形態に係る調整システム１Ｆの構成要素の具体的な構成は、第５実施形態に係る調整システム１Ｅと同様であるので、ここでは説明を省略する。
なお、第６実施形態に係る調整システム１Ｆにおいて、撮像装置２０Ｄのレンズアレイ２６と、対物レンズ２３と、分光手段２５と、複数の撮像素子２１ａ、撮像素子２１ｂの位置関係も第５実施形態で説明したのと同様である。また、対物レンズ２３の撮影倍率は、第４実施形態で調整したとおりである。
【０１６５】
撮像装置２０Ｄは、調整装置４０Ｂの基準映像表示手段４１Ｂによって任意の位置に配置され、レンズアレイ２６の物側主平面に生成される光学像を、対物レンズ２３がレンズアレイ２６の像側主平面に合焦した状態で、複数の撮像素子２１ａ、撮像素子２１ｂによって撮影する。なお、図２３では、対物レンズ２３を１枚の凸レンズとして示しているが、複数凸レンズまたは凹レンズ、または、回析光学素子で構成しても良い。
【０１６６】
ここで、撮像素子２１ａ、撮像素子２１ｂにより基準映像を撮影する様子について図２９を参照して説明する。
第６実施形態において、撮像素子２１ａ、撮像素子２１ｂにより取得される映像信号は、ＩＰ方式として知られる立体映像技術における要素画像群に相当する。なお、ＩＰ方式については、公知の文献である、“大越孝敬著、「三次元画像工学」、朝倉書店、１９９１年”に詳細に説明されている。この要素画像は、被写体の奥行きが反転した状態の画像である。
【０１６７】
図２３（ａ）に示すように、撮像素子２１ａ、撮像素子２１ｂと共役の関係にある平面は、レンズアレイ２６から、このレンズアレイ２６を構成する各レンズの焦点距離ｇ０だけ離れた平面と一致している。基準映像表示手段４１Ｂは、基準映像を、レンズアレイ２６から距離ｚ０だけ離れた位置に表示している。このような状態で撮像素子２１ａ、撮像素子２１ｂで基準映像を撮影し、撮影した基準映像を、基準映像表示装置１０の表示モニタ１２によって表示すると、図２３（ｂ）に示すように、モアレ縞が空中像として生成される。ここで、モアレ縞と基準映像表示装置１０との位置関係について説明する。要素画像群が、基準映像表示装置１０のレンズアレイ１３から距離ｇ１だけ離れた位置に表示されているとき、モアレ縞は、レンズアレイ１３から距離ｚ１だけ離れた位置に生成される。このときのｚ０とｚ１との関係は、公知の文献である“J.Arai et al., Opt. Soc. Am. A, vol.21, no.6, pp.951-958, 2004”に記載されているように、次に示す式（９）によって表される。
【０１６８】
【数９】
2011078031.tif 000011
【０１６９】
ただし、次の式（１０）から式（１２）を満たすものとする。
【０１７０】
【数１０】
2011078031.tif 000012
【０１７１】
【数１１】
2011078031.tif 000013
【０１７２】
【数１２】
2011078031.tif 000014
【０１７３】
前記した式（１０）において、ｐＬＰおよびｐＬｄは、撮像装置２０Ｄ、レンズアレイ２６のピッチを示し、式（１２）において、ｕｐは、撮像素子２１ａ、撮像素子２１ｂ上での要素画像の大きさを示し、ｕｄは、表示された要素画像の大きさをそれぞれ表している。なお、式（１２）の右辺の負号は、要素画像を点対称に反転し、奥行きを正しくする処理を表している。
【０１７４】
２枚の撮像素子２１ａと撮像素子２１ｂとの空間的な水平方向の相対位置を任意の距離だけ変位させる場合、図２４（ａ）に示すようなモアレ縞を生じさせるパターンを有する基準映像を用いる。ここでの基準映像は、撮像装置２０Ｄで取得した後に、基準映像表示装置１０で表示した場合に、基準映像表示装置１０のレンズアレイ１３の水平方向のピッチｐＭ（図２（ａ）参照）よりも小さいピッチでなり、水平方向に一定周波数を有するパターンであって、基準映像内の異なる領域で位相がずれているパターンの映像である。ここでは、図２４（ａ）で得られるモアレ縞に示すように、基準映像内の画面上半分と画面下半分とでパターンの位相がδ０（ｍｍ）だけ異なっている。図２４（ｂ）に示すように、このパターンの位相のずれδ０（ｍｍ）が、撮像素子２１ａ上では、ずれδ０２（ｍｍ）となって表れる。このときのδ０とδ０２との関係は、次の式（１３）から式（１５）によって表される。
【０１７５】
【数１３】
2011078031.tif 000015
【０１７６】
【数１４】
2011078031.tif 000016
【０１７７】
【数１５】
2011078031.tif 000017
【０１７８】
なお、図２４（ｂ）では、基準映像のパターンから撮像素子２１ａに至るまでの光路のみ示したが、撮像素子２１ｂに至るまでの光路も同様である。したがって、撮像素子２１ａと撮像素子２１ｂとの空間的な水平方向の相対位置をδ０２（ｍｍ）だけずらすためには、基準映像の位相のずれを、式（１３）で表されるδ０に設定すれば良い。
【０１７９】
基準映像表示装置１０は、撮像素子２１ａと撮像素子２１ｂでそれぞれ撮影された基準映像を取得し、例えば撮像素子２１ａで撮影された基準映像を表示モニタ１２の画面上半分に表示し、撮像素子２１ｂで撮影された基準映像を表示モニタ１２の画面下半分に表示する。
【０１８０】
このとき、撮像素子２１ａと撮像素子２１ｂとの空間的な水平方向の相対位置が所定の距離δ２だけずれていない場合には、表示モニタ１２に表示された合成映像をレンズアレイ１３側からビデオカメラ３０で撮影したときに、図２５（ａ）に示すような位相のずれたモアレ縞が撮影される。一方、撮像素子２１ａと撮像素子２１ｂとの空間的な水平方向の相対位置が所定の距離だけずれている場合には、表示モニタ１２に表示された合成映像をレンズアレイ１３側からビデオカメラ３０で撮影したときに、図２５（ｂ）に示すような画面全体で位相のずれのないモアレ縞が撮影される。
【０１８１】
調整装置４０Ｂは、ビデオカメラ３０で撮影されたモアレ縞の画像データから波形情報を検出し、この波形情報に基づいて、撮像素子２１ａと撮像素子２１ｂの空間的な水平方向の相対位置を調整する。また、同様にして撮像素子２１ａと撮像素子２１ｂの空間的な垂直方向の相対位置を調整する。なお、調整装置４０Ｂの具体的な構成は、第３実施形態で説明したとおりであるので、ここでは説明を省略する。
【０１８２】
なお、第６実施形態に係る調整システム１Ｆによって、撮像素子２１ａと撮像素子２１ｂとの空間的な相対位置を調整する方法は、前記した第５実施形態で説明した撮像素子２１ａと撮像素子２１ｂとの空間的な相対位置を調整する方法と、制御対象が異なるのみで手順は同様であるので、ここでは説明を省略する。
【０１８３】
第６実施形態によれば、撮像素子２１ａと撮像素子２１ｂとによって撮影された各画像が処理の距離ずれた状態となるときに対応した、撮像素子２１ａと撮像素子２１ｂとの空間的な相対位置が実現する配置を実現する画像情報における微小なずれを、より拡大することができるので、撮像素子移動機構２２（２２ａ、２２ｂ）の制御が容易でかつ、精度の高い制御が可能となる。
【０１８４】
（第７実施形態）
次に、図２６を参照して、本発明の第７実施形態に係る表示装置の調整システム１Ｇについて説明する。
表示装置の調整システム１Ｇは、図２６に示すように、２つの表示素子７１ａ、表示素子７１ｂと、２つの表示素子７１ａ、表示素子７１ｂを移動させる表示素子移動機構７２ａ、表示素子移動機構７２ｂと、２つの表示素子７１ａ、表示素子７１ｂから入力された映像信号を投射する投射レンズ７４と、投射レンズ移動機構７５と、レンズアレイ７６と、スクリーン７７と、を有する表示装置７０と、ビデオカメラ３０と、調整装置４０Ｇと、を有して構成される。
【０１８５】
表示装置７０は、撮像装置２０Ｃ、２０Ｄで撮影された撮像映像を表示可能なものであり、２つの表示素子７１ａ、表示素子７１ｂと、表示素子移動機構７２と、表示素子７１から入力された映像信号を集光する集光手段７３と、投射レンズ７４と、投射レンズ移動機構７５と、レンズアレイ７６と、スクリーン７７とを有して構成される。
【０１８６】
表示素子７１は、図２７に示すように、外部から入力された映像信号を表示するものであり、ここでは、表示素子７１ａおよび表示素子７１ｂである。表示素子７１は、解像度の比較的高い動画での画像の表示に充分である高精細な画素数で構成されている。以下、区別しない場合には、表示素子７１と表記する。
表示素子７１は、後記する調整装置４０Ｇの基準映像表示手段４１Ｇから入力された基準映像を表示するが、表示素子７１ａと表示素子７１ｂとで、異なる基準映像を表示する。表示素子７１ａは、図２８（ａ）に示すように、スクリーン７７に投射したときにスクリーン７７の画面上半分に相当する領域に、レンズアレイ７６の水平方向のピッチよりも小さいピッチｐｈでなり、水平方向に一定周波数を有するパターンを有し、画面下半分に相当する領域には映像信号がない基準映像を表示する。一方、表示素子７１ｂは、図２８（ｂ）に示すように、スクリーン７７に投射したときにスクリーン７７の画面下半分に相当する領域に、レンズアレイ７６のピッチよりも小さいピッチｐｈでなり、水平方向に一定周波数を有するパターンを有し、画面上半分に相当する領域には映像信号がない基準映像を表示する。このとき、表示素子７１ａと表示素子７１ｂからそれぞれ投射される基準映像内のパターンは、周波数は同一であるが、位相がδｈずれている。
表示素子７１ａと表示素子７１ｂから、投射レンズ７４を通してスクリーン７７にそれぞれの基準映像を投射すると、図２８（ｃ）に示すような画面上半分と画面下半分とで位相がδｈだけずれた基準映像が表示される。
【０１８７】
表示素子移動機構７２は、表示素子７１を移動させるものであり、例えば圧電素子やステッピングモータなどを用いた電機制御的なステージから構成される。表示素子移動機構７２ａは、表示素子７１ａを移動させるものであり、表示素子移動機構７２ｂは、表示素子７１ｂを移動させるものである。以下、区別しない場合には、表示素子移動機構７２と表記する。なお、本実施形態では、表示素子移動機構７２を全ての表示素子７１にそれぞれ配置するものとしているが、これに限定されるものではなく、一つの表示素子移動機構７２によって全ての表示素子７１を移動させても良い。
【０１８８】
集光手段７３は、複数の表示素子７１ａ、表示素子７１ｂによって表示された基準映像の映像信号を受光し、当該映像信号を一方向に集光して投射レンズ７４に入光させるものであり、２つの表示素子７１ａ、表示素子７１ｂと投射レンズ７４との間に設けられている。
【０１８９】
投射レンズ７４は、表示素子７１に表示された撮像映像を結像してスクリーン７７に出力するものであり、スクリーン７７と表示素子７１との間に設けられている。
【０１９０】
投射レンズ移動機構７５は、投射レンズ７４を移動させるものであり、例えば圧電素子やステッピングモータなどを用いた電機制御的なステージから構成される。
【０１９１】
レンズアレイ７６は、複数のレンズを平面状に配列して構成されており、スクリーン７７の前面に配置されている。なお、レンズアレイ７６の具体的な構成は、第１実施形態で説明した基準映像表示装置１０のレンズアレイ１３と同様であるので、詳しい説明を省略する。
【０１９２】
前記したように、表示素子７１ａと表示素子７１ｂの基準映像内のパターンは、スクリーン７７に表示したときに、レンズアレイ７６の水平方向のピッチよりも小さいピッチｐｈでなり、また、それぞれの基準映像内のパターンは、スクリーン７７に表示したときに、周波数は同一であるが、位相がδｈずれているので、表示素子７１ａと表示素子７１ｂからスクリーン７７にそれぞれ投射された図２８（ｃ）に示すような画面上半分と画面下半分とで位相がδｈだけずれた基準映像を、レンズアレイ７６側から見たときに、図２５（ａ）に示すような画面上半分と画面下半分とで位相が異なるモアレ縞が観察されることとなる。
ビデオカメラ３０は、このモアレ縞を撮影し、調整装置４０Ｇに出力する。
【０１９３】
調整装置４０Ｇは、モアレ縞の画像データの波形情報に基づいて、２つの表示素子７１ａ、表示素子７１ｂおよび投射レンズ７４と、レンズアレイ７６との回転・あおり方向の位置および表示方向に対する位置を調整するとともに、表示素子７１ａと表示素子７１ｂとの空間的な相対位置の調整を行うものであり、基準映像表示手段４１Ｇと、波形情報検出手段４２Ｇと、回転・あおり方向調整手段４３Ｇと、位置調整手段４４Ｇと、を備えている。調整装置４０Ｇは、第１実施形態で説明した調整装置４０と制御対象が異なるのみで各構成要素の具体的な構成については同様であるので、ここでは説明を省略する。
【０１９４】
次に、第７実施形態に係る表示装置の調整システム１Ｇによって、表示装置７０を調整する方法について図２９、図６および図１０を参照して説明する。
【０１９５】
図２９に示すように、表示装置の調整方法は、個々の表示素子７１ａ、表示素子７１ｂの位置調整ステップＳ５と、表示素子７１ａと表示素子７１ｂとの空間的な相対位置の調整ステップＳ６と、を行うものである。
【０１９６】
図６に示すように、個々の表示素子７１ａ、表示素子７１ｂの位置調整ステップＳ５は、ステップＳ１１１からステップＳ１１６を行う。このステップＳ１１１からステップＳ１１６は、第１実施形態のステップＳ１１からステップＳ１６と同様であるためここでは説明を省略する。
また、表示素子７１ａと表示素子７１ｂとの空間的な相対位置の調整ステップＳ６は、図１０に示すように、ステップＳ１２１からステップＳ１２６を行う。ステップＳ１２１からステップＳ１２６は、第３実施形態のステップＳ４１からステップＳ４６と同様であるためここでは説明を省略する。
【０１９７】
なお、第７実施形態では、表示素子７１を表示素子７１ａと表示素子７１ｂとし、この表示素子７１ａと表示素子７１ｂとの空間的な相対位置の調整を行う場合について説明したが、表示素子７１を３枚以上としてもよい。
【０１９８】
第７実施形態によれば、表示素子７１ａと表示素子７１ｂとの空間的な相対位置を所定の距離の分だけ正確にずらすことができるので、２つの表示素子７１ａ、表示素子７１ｂによって表示される各画像を正確に半画素ずれた状態とすることができる。このため高精細な映像を表示することができる。また、撮像装置２０Ｃ、２０Ｄで撮影された撮像映像の画質を保ったまま表示することができる。
【０１９９】
（第８実施形態）
次に、図３０を参照して、本発明の第８実施形態に係る表示装置の調整システムについて説明する。
第８実施形態に係る表示装置の調整システム１Ｈは、図３０に示すように、表示素子７１を１枚とし、この表示素子７１に一定の時間周期毎に異なる基準映像を表示するとともに、表示素子７１から投射される光路を時間周期毎に変位させて、表示素子７１を複数設けた場合と同等の機能を実現した表示装置７０Ｈを調整するものである。
【０２００】
調整システム１Ｈは、図３０に示すように、表示素子７１と、表示素子移動機構７２と、投射レンズ７４と、投射レンズ移動機構７５と、レンズアレイ７６と、スクリーン７７とを有する表示装置７０Ｈと、ビデオカメラ３０と、調整装置４０Ｈとを備えている。なお、前記した第７実施形態に係る表示装置７０と共通する構成には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【０２０１】
調整装置４０Ｈは、基準映像表示手段４１Ｈと、波形情報検出手段４２Ｈと、回転・あおり方向調整手段４３Ｈと、位置調整手段４４Ｈと、光路変位手段４５と、切替手段４６と、を備えている。
【０２０２】
基準映像表示手段４１Ｈは、表示素子７１に表示させる基準映像を生成するものである。基準映像表示手段４１Ｈは、時間周期に応じて表示素子７１に表示させる基準映像を生成する。例えば時間周期１と時間周期２がある場合、基準映像表示手段４１Ｈは、時間周期１で表示素子７１に表示する基準映像として、例えば図３２（ａ）に示す基準映像を生成する。一方、基準映像表示手段４１Ｈは、時間周期２で表示素子７１に表示する基準映像として、例えば図３２（ｂ）に示す基準映像を生成する。それぞれの基準映像内のパターンは、周波数は同一であるが、位相がδｈずれている。なお、調整装置４０Ｈの波形情報検出手段４２Ｈと、回転・あおり方向調整手段４３Ｈと、位置調整手段４４Ｈは、調整装置４０の波形情報検出手段４２と、回転・あおり方向調整手段４３と、位置調整手段４４と制御対象が異なるのみであるので、ここでは説明を省略する。
【０２０３】
光路変位手段４５は、図３１に示すように、表示素子７１から投射された光路を変位させるものであり、例えば圧電素子やステッピングモータなどを用いた電機制御的なステージから構成される。光路変位手段は、調整装置４０Ｈから入力される制御信号に基づいて、表示素子７１から投射された光路を変位させるように表示素子７１を移動させる。
【０２０４】
切替手段４６は、一定の時間周期毎に、表示素子７１に表示させる基準映像を切り替え、表示素子７１から投射される光路を変位させるものである。切替手段４６は、予め定めた時間周期毎に、基準映像表示手段４１Ｈと光路変位手段４５とに制御信号をそれぞれ出力し、基準映像表示手段４１Ｈと光路変位手段４５とを同期させる。
【０２０５】
時間周期１と時間周期２を短い周期に設定すると、スクリーン７７に表示される映像が高速で切り替えられることとなる。このため、図３２（ｃ）に示すように、時間周期１で、基準映像表示手段４１Ｈによって表示素子７１に出力され、表示素子７１から投射された基準映像と、時間周期２で、基準映像表示手段４１Ｈによって表示素子７１に出力され、表示素子７１から投射された基準映像とが、スクリーン７７の画面上半分と画面下半分とに同時に表示されたように見えることとなり、画面上半分と画面下半分とで位相がδｈだけずれた基準映像が観察される。したがって、スクリーン７７に表示された映像をレンズアレイ７６側から見たときに、図２５（ａ）に示すような画面上半分と画面下半分とで位相が異なるモアレ縞が観察されることとなる。このモアレ縞は、ビデオカメラ３０によって撮影され、調整装置４０Ｈに出力される。調整装置４０Ｈは、モアレ縞の画像データから波形情報を検出し、この波形情報に基づいて、時間周期１と時間周期２においてスクリーン７７に投射される基準映像内のパターンの位相のずれをなくすように制御することによって、時間周期１と時間周期２における表示素子７１の空間的な相対位置を調整することができる。
【０２０６】
次に、第８実施形態に係る表示装置の調整システム１Ｈによって、表示装置７０を調整する方法について図２９、図６および図１１を参照して説明する。
図２９に示すように、表示装置の調整システム１Ｈは、表示素子７１の位置調整ステップＳ５と、表示素子７１との空間的な相対位置の調整ステップＳ６と、を行うものである。
【０２０７】
表示素子７１の位置調整ステップＳ５は、図６に示すように、ステップＳ１３１からステップＳ１３６を行う。このステップＳ１３１からステップＳ１３６は、第１実施形態のステップＳ１１からステップＳ１６と同様であるためここでは説明を省略する。
【０２０８】
また、図１１に示すように、時間周期１の表示素子７１と、時間周期２の表示素子７１との空間的な相対位置の調整ステップＳ６は、ステップＳ１４１からステップＳ１４６を行う。このステップＳ１４１からステップＳ１４１は、第３実施形態のステップＳ４１からステップＳ４６と制御対象が異なるのみであるためここでは説明を省略する。
【０２０９】
なお、ここでは光路変位手段４５によって表示素子７１から投射される光路を変位させたが、表示素子移動機構７２によって表示素子７１を移動させることによって、表示素子７１から投射される光路を変位させてもよい。
【０２１０】
第８実施形態によれば、１枚の表示素子７１の光路の調整を正確に行うことができるので、表示素子７１を複数設けた場合と同等の高精細な映像を表示することができる。
【０２１１】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記した各実施形態に限られるものではない。
例えば、前記した各実施形態では、基準映像の周波数をレンズアレイの水平方向あるいは垂直方向のピッチｐＭよりも小さいピッチとすることとしたが、これに限られるものではなく、レンズアレイの水平方向あるいは垂直方向のピッチｐＭよりも大きいピッチとしてもよい。また例えば、前記した各実施形態では、レンズアレイにおける水平方向と垂直方向のピッチが共に“ｐＭ”の場合について記載したが、これに限られるものではなく、水平方向と垂直方向のピッチを異ならせてもよい。
【符号の説明】
【０２１２】
１Ａ〜１Ｈ    調整システム
１０    基準映像表示装置
１２    表示モニタ
１３    レンズアレイ
１３ａ  レンズ
１４    レンズアレイ移動機構
２０〜２０Ｄ    撮像装置
２１    撮像素子
２１ａ、２１ｂ  撮像素子
２２    撮像素子移動機構
２２ａ、２２ｂ  撮像素子移動機構
２３    対物レンズ
２４    対物レンズ移動機構
２５    分光手段
２６    レンズアレイ
３０    ビデオカメラ
４０、４０Ｂ、４０Ｇ、４０Ｈ    調整装置
４１    基準映像表示手段
４２    波形情報検出手段
４３    回転・あおり方向調整手段
４４    位置調整手段
４５    光路変位手段
４６    切替手段
５０    表示モニタ
６０    発光手段
７０、７０Ｈ    表示装置
７１    表示素子
７１ａ、７１ｂ  表示素子
７２    表示素子移動機構
７２ａ、７２ｂ  表示素子移動機構
【図１】
2011078031.tif 000018
【図３】
2011078031.tif 000019
【図４】
2011078031.tif 000020
【図５】
2011078031.tif 000021
【図６】
2011078031.tif 000022
【図７】
2011078031.tif 000023
【図８】
2011078031.tif 000024
【図９】
2011078031.tif 000025
【図１０】
2011078031.tif 000026
【図１１】
2011078031.tif 000027
【図１２】
2011078031.tif 000028
【図１３】
2011078031.tif 000029
【図１４】
2011078031.tif 000030
【図１５】
2011078031.tif 000031
【図１６】
2011078031.tif 000032
【図１７】
2011078031.tif 000033
【図１８】
2011078031.tif 000034
【図１９】
2011078031.tif 000035
【図２０】
2011078031.tif 000036
【図２１】
2011078031.tif 000037
【図２２】
2011078031.tif 000038
【図２３】
2011078031.tif 000039
【図２４】
2011078031.tif 000040
【図２５】
2011078031.tif 000041
【図２６】
2011078031.tif 000042
【図２７】
2011078031.tif 000043
【図２８】
2011078031.tif 000044
【図２９】
2011078031.tif 000045
【図３０】
2011078031.tif 000046
【図３１】
2011078031.tif 000047
【図３２】
2011078031.tif 000048
【図３３】
2011078031.tif 000049
【図３４】
2011078031.tif 000050
【図２】
2011078031.tif 000051