(57)【要約】【課題】  レンチキュラーレンズやレンズシートなどを使って表示する立体像を、スキャナを使ってデジタルデータとして取り込むことを可能にする。【解決手段】  ラインイメージセンサと投影レンズを走査して画像を取り込むイメージスキャナの光学系に、レンズシートないしレンチキュラーレンズを加えることで立体画像をデジタルデータとして取り込むことを可能とする。この画像データは後加工せずに直接プリントアウトするだけで、レンチキュラーレンズやレンズシートなどを使って表示できる立体画像になる。本手法は立体像専用のスキャナとして実施される他に、市販のフラットベッドイメージスキャナに取り付けて使用する立体像取り込みユニットとして実施することもできる。【選択図】  図１
2005332294.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
面上に凹レンズが並んでなるレンズシートと、該レンズシートの透過光をラインイメージセンサに投影して撮影するカメラ部と、該カメラ部を該レンズシートに平行で、該ラインイメージセンサに垂直な方向に移動する手段とからなり、該レンズシートの前（カメラ部のある側とは反対の側）に置かれた被写体の像を、該カメラ部を走査して取り込むことを特徴とする立体像取り込み装置。
【請求項２】
面上に凸レンズが並んでなるレンズシートと、該レンズシートの透過光をラインイメージセンサに投影して撮影するカメラ部と、該カメラ部を該レンズシートに平行で、該ラインイメージセンサに垂直な方向に移動する手段とからなり、該レンズシートの前（カメラ部のある側とは反対の側）に置かれた被写体の像を、該カメラ部を走査して取り込むことを特徴とする立体像取り込み装置。
【請求項３】
面上にシリンドリカル凹レンズが並んでなるレンチキュラーレンズと、該レンチキュラーレンズの透過光をラインイメージセンサに投影して撮影するカメラ部と、該カメラ部を該レンチキュラーレンズに平行で、該ラインイメージセンサに垂直な方向に移動する手段とからなり、該レンチキュラーレンズの前（カメラ部のある側とは反対の側）に置かれた被写体の像を、該カメラ部を走査して取り込むことを特徴とする立体像取り込み装置。
【請求項４】
面上にシリンドリカル凸レンズが並んでなるレンチキュラーレンズと、該レンチキュラーレンズの透過光をラインイメージセンサに投影して撮影するカメラ部と、該カメラ部を該レンチキュラーレンズに平行で、該ラインイメージセンサに垂直な方向に移動する手段とからなり、該レンチキュラーレンズの前（カメラ部のある側とは反対の側）に置かれた被写体の像を、該カメラ部を走査して取り込むことを特徴とする立体像取り込み装置。
【請求項５】
請求項３ないし請求項４に記載の装置において、ラインイメージセンサのライン方向を主走査方向とし、カメラ部の移動方向を副走査方向とするとき、副走査方向がレンチキュラーレンズを構成するシリンドリカルレンズの軸と平行であり、該レンチキュラーレンズのカメラ部側に、シリンドリカル凹レンズがその軸を主走査方向と平行に置かれ、カメラ部とともに走査することを特徴とする請求項３ないし請求項４の立体像取り込み装置。
【請求項６】
請求項５に記載の装置において、カメラ部とともに走査するシリンドリカル凹レンズの速度を、走査の間で生ずるずれがレンズ幅未満に収まる範囲でカメラ部より僅かに遅く走査して像を取り込むことを特徴とする請求項５の立体像取り込み装置。
【請求項７】
請求項１〜請求項５に記載の装置において、レンズシートないしレンチキュラーレンズの前、すなわち被写体の側に、カメラ部を走査する方向（副走査方向）に凹レンズの機能を持つシリンドリカル凹レンズを置くことを特徴とする請求項１〜請求項５の立体像取り込み装置。
【請求項８】
請求項１〜請求項５に記載の装置において、レンズシートないしレンチキュラーレンズの前、すなわち被写体の側に、ラインイメージセンサと平行な方向（主走査方向）に凸レンズの機能を持つシリンドリカル凸レンズを置くことを特徴とする請求項１〜請求項５の立体像取り込み装置。
【請求項９】
請求項１〜請求項５に記載の装置において、レンズシートないしレンチキュラーレンズの前、すなわち被写体の側に、ラインイメージセンサと平行な方向（主走査方向）に凸レンズの機能を持ち、カメラ部を走査する方向（副走査方向）に凹レンズの機能を持つ馬蹄形レンズを置くことを特徴とする請求項１〜請求項５の立体像取り込み装置。
【請求項１０】
凹レンズが一列に並んでなるレンズ列と、該レンズ列の透過光をラインイメージセンサに投影して撮影するカメラ部と、該カメラ部を該レンズ列とともに該レンズ列および該ラインイメージセンサに垂直な方向に移動する手段とからなり、該レンズ列の前（カメラ部のある側とは反対の側）に置かれた被写体の像を、該レンズ列と該カメラ部を走査して取り込むことを特徴とする立体像取り込み装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の装置において、カメラ部とともに走査するレンズ列の速度を、走査の間で生ずるずれがレンズ列の幅未満に収まる範囲でカメラ部より僅かに遅く走査して像を取り込むことを特徴とする請求項１０の立体像取り込み装置。
【請求項１２】
凸レンズが一列に並んでなるレンズ列と、該レンズ列の透過光をラインイメージセンサに投影して撮影するカメラ部と、該カメラ部を該レンズ列とともに該レンズ列および該ラインイメージセンサに垂直な方向に移動する手段とからなり、該レンズ列の前（カメラ部のある側とは反対の側）に置かれた被写体の像を、該レンズ列と該カメラ部を走査して取り込むことを特徴とする立体像取り込み装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載の装置において、カメラ部とともに走査するレンズ列の速度を、走査の間で生ずるずれがレンズ列の幅未満に収まる範囲でカメラ部より僅かに速く走査して像を取り込むことを特徴とする請求項１２の立体像取り込み装置。
【請求項１４】
原稿の像をレンズによってラインイメージセンサ上に縮小投影する光学系を使ったフラットベッドイメージスキャナの原稿台に、面上に凹レンズないし凸レンズが並んでなるレンズシート、あるいは面上にシリンドリカル凹レンズないしシリンドリカル凸レンズが並んでなるレンチキュラーレンズを置き、さらにその上に被写体を置いてイメージを取り込むことを特徴とする立体像取り込み方法。
【請求項１５】
面上に凹レンズないし凸レンズが並んでなるレンズシート、あるいは面上にシリンドリカル凹レンズないしシリンドリカル凸レンズが並んでなるレンチキュラーレンズと、該レンズシートないしレンチキュラーレンズと所定の距離をおいて被写体を保持する手段と、被写体を照らす照明手段とを有し、フラットベッドイメージスキャナの原稿台に載せて立体像を取り込むことを特徴とする立体像取り込みユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レンチキュラーレンズやレンズシート、あるいは特殊なバックライトを使って表示するための立体像を撮影する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、レンチキュラーレンズを使って表示する立体像を作成するためには、水平方向にそれぞれ所定の距離を離して置いた複数のカメラを使って被写体を撮影し、撮影された複数の像を画像処理によって縦のストライプ状に分解、並べ替えて作る方法や、印画紙の上にレンチキュラーレンズを重ね、同様に撮影された複数の像をレンチキュラーレンズを通して投影して焼き付ける方法がある。
【０００３】
また、レンズシートを使って表示する立体像の撮影方法にはインテグラルフォトグラフィがあるが、遠近感の逆転する問題を解決するために、撮影した像を再生してもう一度撮影しなければならないという煩雑さがあり、一般に普及するには至っていない。
【特許文献１】特開2001-311909号公報
【特許文献２】特開2003-307800号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の課題はレンチキュラーレンズやレンズシートを使って表示する立体像を直接撮影できる立体像撮影装置を実現することであり、さらに特開2001-311909に示されている装置によって表示する立体像についても直接撮影することを可能とすることである。
【０００５】
本発明者はこれらの課題を解決するものとして、すでに特開2003-307800および特願2003-175775に示した方法を提案した。この方法は特に面積の広い銀塩写真フィルムを使った撮影において良好な結果を示し、自然な立体像を表示できる表現力の高い立体写真を撮影することができたが、記録できる情報量の少ないデジタルカメラでは十分な画質を得ることが困難であった。
【０００６】
近年、画像をデジタルデータとして記録し管理することが一般的になり、また立体像を印刷するのに適した高解像度プリンタも低価格になって一般に多く普及するようになった。立体像もデジタルデータとして扱うことが望まれるが、上記した通り現在のデジタルカメラ技術で実用的な立体像を撮影するのは困難であるため、いったん銀塩写真で撮影したものをフィルムスキャナで読み取り、デジタルデータに変換する等の方法をとらざるを得ず面倒である。そこでさらに検討を進めた結果、デジタルカメラよりも大量のデジタル画像データを取り込むことが可能なイメージスキャナを利用して、立体像をデジタルデータとして取り込む走査型立体像取り込み装置を考案するに至った。本発明は動きのある被写体を撮影するのが困難であるなど制限はあるものの、銀塩写真を使った従来の撮影法に比べ遥かに簡単に立体像を楽しむことができ、特に比較的小さな被写体を撮影する際には有効である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の請求項１は、面上に凹レンズが並んでなるレンズシートと、該レンズシートの透過光をラインイメージセンサに投影して撮影するカメラ部と、該カメラ部を該レンズシートに平行で、該ラインイメージセンサに垂直な方向に移動する手段とからなり、該レンズシートの前（カメラ部のある側とは反対の側）に置かれた被写体の像を、該カメラ部を走査して取り込むことを特徴とする立体像取り込み装置である。
【０００８】
本発明の請求項２は、面上に凸レンズが並んでなるレンズシートと、該レンズシートの透過光をラインイメージセンサに投影して撮影するカメラ部と、該カメラ部を該レンズシートに平行で、該ラインイメージセンサに垂直な方向に移動する手段とからなり、該レンズシートの前（カメラ部のある側とは反対の側）に置かれた被写体の像を、該カメラ部を走査して取り込むことを特徴とする立体像取り込み装置である。
【０００９】
本発明の請求項３は、面上にシリンドリカル凹レンズが並んでなるレンチキュラーレンズと、該レンチキュラーレンズの透過光をラインイメージセンサに投影して撮影するカメラ部と、該カメラ部を該レンチキュラーレンズに平行で、該ラインイメージセンサに垂直な方向に移動する手段とからなり、該レンチキュラーレンズの前（カメラ部のある側とは反対の側）に置かれた被写体の像を、該カメラ部を走査して取り込むことを特徴とする立体像取り込み装置である。
【００１０】
本発明の請求項４は、面上にシリンドリカル凸レンズが並んでなるレンチキュラーレンズと、該レンチキュラーレンズの透過光をラインイメージセンサに投影して撮影するカメラ部と、該カメラ部を該レンチキュラーレンズに平行で、該ラインイメージセンサに垂直な方向に移動する手段とからなり、該レンチキュラーレンズの前（カメラ部のある側とは反対の側）に置かれた被写体の像を、該カメラ部を走査して取り込むことを特徴とする立体像取り込み装置である。
【００１１】
本発明の請求項５は、請求項３ないし請求項４に記載の装置において、ラインイメージセンサのライン方向を主走査方向とし、カメラ部の移動方向を副走査方向とするとき、副走査方向がレンチキュラーレンズを構成するシリンドリカルレンズの軸と平行であり、該レンチキュラーレンズのカメラ部側に、シリンドリカル凹レンズがその軸を主走査方向と平行に置かれ、カメラ部とともに走査することを特徴とする請求項３ないし請求項４の立体像取り込み装置である。
【００１２】
本発明の請求項６は、請求項５に記載の装置において、カメラ部とともに走査するシリンドリカル凹レンズの速度を、走査の間で生ずるずれがレンズ幅未満に収まる範囲でカメラ部より僅かに遅く走査して像を取り込むことを特徴とする請求項５の立体像取り込み装置である。
【００１３】
本発明の請求項７は、請求項１〜請求項５に記載の装置において、レンズシートないしレンチキュラーレンズの前、すなわち被写体の側に、カメラ部を走査する方向（副走査方向）に凹レンズの機能を持つシリンドリカル凹レンズを置くことを特徴とする請求項１〜請求項５の立体像取り込み装置である。
【００１４】
本発明の請求項８は、請求項１〜請求項５に記載の装置において、レンズシートないしレンチキュラーレンズの前、すなわち被写体の側に、ラインイメージセンサと平行な方向（主走査方向）に凸レンズの機能を持つシリンドリカル凸レンズを置くことを特徴とする請求項１〜請求項５の立体像取り込み装置である。
【００１５】
本発明の請求項９は、請求項１〜請求項５に記載の装置において、レンズシートないしレンチキュラーレンズの前、すなわち被写体の側に、ラインイメージセンサと平行な方向（主走査方向）に凸レンズの機能を持ち、カメラ部を走査する方向（副走査方向）に凹レンズの機能を持つ馬蹄形レンズを置くことを特徴とする請求項１〜請求項５の立体像取り込み装置である。
【００１６】
本発明の請求項１０は、凹レンズが一列に並んでなるレンズ列と、該レンズ列の透過光をラインイメージセンサに投影して撮影するカメラ部と、該カメラ部を該レンズ列とともに該レンズ列および該ラインイメージセンサに垂直な方向に移動する手段とからなり、該レンズ列の前（カメラ部のある側とは反対の側）に置かれた被写体の像を、該レンズ列と該カメラ部を走査して取り込むことを特徴とする立体像取り込み装置である。
【００１７】
本発明の請求項１１は、請求項１０に記載の装置において、カメラ部とともに走査するレンズ列の速度を、走査の間で生ずるずれがレンズ列の幅未満に収まる範囲でカメラ部より僅かに遅く走査して像を取り込むことを特徴とする請求項１０の立体像取り込み装置である。
【００１８】
本発明の請求項１２は、凸レンズが一列に並んでなるレンズ列と、該レンズ列の透過光をラインイメージセンサに投影して撮影するカメラ部と、該カメラ部を該レンズ列とともに該レンズ列および該ラインイメージセンサに垂直な方向に移動する手段とからなり、該レンズ列の前（カメラ部のある側とは反対の側）に置かれた被写体の像を、該レンズ列と該カメラ部を走査して取り込むことを特徴とする立体像取り込み装置である。
【００１９】
本発明の請求項１３は、請求項１２に記載の装置において、カメラ部とともに走査するレンズ列の速度を、走査の間で生ずるずれがレンズ列の幅未満に収まる範囲でカメラ部より僅かに速く走査して像を取り込むことを特徴とする請求項１２の立体像取り込み装置である。
【００２０】
本発明の請求項１４は、原稿の像をレンズによってラインイメージセンサ上に縮小投影する光学系を使ったフラットベッドイメージスキャナの原稿台に、面上に凹レンズないし凸レンズが並んでなるレンズシート、あるいは面上にシリンドリカル凹レンズないしシリンドリカル凸レンズが並んでなるレンチキュラーレンズを置き、さらにその上に被写体を置いてイメージを取り込むことを特徴とする立体像取り込み方法である。
【００２１】
本発明の請求項１５は、面上に凹レンズないし凸レンズが並んでなるレンズシート、あるいは面上にシリンドリカル凹レンズないしシリンドリカル凸レンズが並んでなるレンチキュラーレンズと、該レンズシートないしレンチキュラーレンズと所定の距離をおいて被写体を保持する手段と、被写体を照らす照明手段とを有し、フラットベッドイメージスキャナの原稿台に載せて立体像を取り込むことを特徴とする立体像取り込みユニットである。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の走査型立体像取り込み装置によれば、従来複数台のカメラを使って撮影し、さらに後工程を要したレンチキュラー立体写真を、イメージスキャナと同じ要領でデジタルデータとして取り込み、同データをほとんど加工せずに高画質プリンタで印刷して得ることができる。さらに撮影された立体像は見る角度によって不連続に像が切り替わる、いわゆるフリップ現象をほとんど持たない自然な立体像となる。さらにインテグラルフォトグラフィと同様な立体写真についても、同様に遠近感の正しい像をデジタルデータとして取り込み、プリンタで印刷して得ることができる。さらに本発明によれば、特開2001-311909に示されている特殊なバックライトを使った装置で表示する立体像についても、同様の手続きで取り込むことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
図１に本発明請求項１の立体像撮影装置の光学系を斜視図をもって示す。以下の各実施例はその光学系のみを表し、カメラ部を走査する機構や光学系を収納するケースや構造材は省略する。本光学系は多数の凹レンズが片面に隙間無く形成されたレンズシート１と、投影レンズ２とラインイメージセンサ３からなるカメラ部からなる。ここでラインイメージセンサ３を平面的な撮像手段に代えれば特開2003-307800に示された立体像撮影装置と同じものになることから、該立体像撮影装置と同様の原理で立体像が撮影できることがわかる。図１の装置においては、被写体４からの光はレンズシート１を通り投影レンズ２によってラインイメージセンサ３に投影され、その出力はＡＤ変換されてデジタルデータに変換される。さらに該カメラ部は矢印の示す方向に移動して、レンズシート１の全面を走査するようにその透過光のデータを取り込んでゆき平面的な画像データを完成させる。このようにして取得される画像データの画素数は平面的な撮像素子の画素数の限界を大きく上回ることができる。
【００２４】
請求項１の装置におけるレンズシート１は、図２（ａ）に示す通り片面に多数の凹レンズが並んだもので、このとき取得した画像データをプリントアウトして得られる立体像は、図４に示すようにレンズシート６を立体像５に重ねることで、立体感を持って表示することができる。
【００２５】
請求項２の走査型立体像取り込み装置では、図１と同様の装置においてレンズシート１の代わりに図２（ｂ）に示したような片面に多数の凸レンズが並んで形成されたレンズシートを使用する。このとき取得した画像データをプリントアウトして得られる立体像は、特開2001-311909に記されているバックライトを使った表示装置によって正しい立体像として表示することができる。
【００２６】
請求項３の走査型立体像取り込み装置では、図１と同様の装置においてレンズシート１の代わりに図３（ｃ）に示したような片面に多数のシリンドリカル凹レンズが並んで形成されたレンチキュラーレンズを使用する。このとき取得した画像データをプリントアウトして得られる立体像は、図５に示すようにレンチキュラーレンズ８を立体像７に重ねることで、正しい立体感を持って表示することができる。
【００２７】
請求項４の走査型立体像取り込み装置では、図１と同様の装置においてレンズシート１の代わりに図３（ｄ）に示したような片面に多数のシリンドリカル凸レンズが並んで形成されたレンチキュラーレンズを使用する。このとき取得した画像データをプリントアウトして得られる立体像は、特開2001-311909に記されているバックライトを使った表示装置によって正しい立体像として表示することができる。
【００２８】
請求項３および請求項４の立体像取り込み装置において、ラインイメージセンサのライン方向を主走査方向、カメラ部の移動方向を副走査方向とすると、レンチキュラーレンズを構成するシリンドリカルレンズの軸は、主走査方向と平行になるようにとるか、副走査方向と平行になるようにするのが好ましい。これは主走査方向と副走査方向の光学的な性質が異なるためで、得られた画像の読み取り倍率は直交する両方向について正確には一致せず、レンチキュラーレンズをこれらに対して斜めに傾斜して設置した場合には不都合を生じる恐れがあるからである。
【００２９】
請求項３の装置においては、投影レンズ２のピント面がレンチキュラーレンズより僅かに被写体側に位置するように調整すればよく、請求項４の装置においては、投影レンズ２のピント面がレンチキュラーレンズより僅かにカメラ部側に位置するように調整すれば良い。このときレンチキュラーレンズを構成するシリンドリカルレンズに平行な方向についてピント面はレンチキュラーレンズの前後になり、被写体の位置には合わないことになる。被写体がレンチキュラーレンズの付近に置かれる場合には光学系の焦点深度を利用して良好な立体像を得ることが十分可能であるが、逆に被写体がレンチキュラーレンズから離れて置かれる場合には焦点深度でカバーすることが困難になる。
【００３０】
図９に請求項５による立体像取り込み装置の実施例を示す。同装置ではレンチキュラーレンズ１２を構成するシリンドリカルレンズの軸を副走査方向に平行にとり、レンチキュラーレンズ１２の手前に主走査方向に平行なシリンドリカル凹レンズ１３を置いて、副走査方向の結像に関するピント面の位置を被写体４の側に移動させている。シリンドリカル凹レンズ１３はカメラ部とともに走査される。本装置によればレンチキュラーレンズ１２から離れて置かれた被写体についても良好な画像データを取得することができる。
【００３１】
請求項１〜請求項５の走査型立体像取り込み装置においては、先に説明した通り主走査方向と副走査方向の光学的な機能に違いがあり、取得された画像は主走査方向には投影レンズ２の位置を視点とし、副走査方向には無限遠に視点を置いた画像になる。これは致命的な問題ではないものの、同画像を図４の装置で表示する際に縦（ｙ軸）と横（ｘ軸）の印刷倍率を変え、各レンズに対応する小画像のピッチを調整してレンズシート６に合わせなければならず、また視域も縦と横で異なる性質を持つなどの不都合がある。この問題を解決するためレンズシートの前にシリンドリカルレンズや馬蹄形レンズを加えたのが請求項７〜請求項９の走査型立体像取り込み装置である。
【００３２】
図６に請求項７による立体像取り込み装置の実施例を示す。本装置は図１の装置のレンズシート１の前に、副走査方向にレンズ作用を持つシリンドリカル凹レンズ９が置かれたものである。シリンドリカル凹レンズ９は主走査方向にレンズ作用を持たないため、ｘｚ面内における機能は図１の装置と同じである。図７に示したｙｚ断面図を用いて副走査方向の機能を説明する。まずレンズシート１が無いものとして光路を分析すると、投影レンズ２とラインイメージセンサ３によって構成されるカメラ部を矢印のように走査して得られる画像は、シリンドリカル凹レンズ９の焦点の位置を視点としてとらえられる像に等しいことが解る。ここでシリンドリカル凹レンズ９と投影レンズ２の距離をｆとするとき、シリンドリカル凹レンズ９の焦点距離が−ｆであれば主走査方向と副走査方向の視点位置の距離が一致し、得られる画像は中央に固定された一つのカメラで撮影された平面像と同じものになる。これにレンズシート１を加えれば、中央に固定された一つのカメラがレンズシート１を通して被写体をとらえた像と実質的に等しい画像が得られることになる。なお容易に解るように、シリンドリカル凹レンズ９とレンズシート１は相対する面をつなげて一体とすることが可能である。
【００３３】
これとは逆に、図８左に部分図を示すように主走査方向にレンズ作用を持つシリンドリカル凸レンズ１０をレンズシート１の前に置き、主走査方向の視点位置を変えるのが請求項８による走査型立体像取り込み装置である。シリンドリカル凸レンズ１０の焦点距離を投影レンズ２までの距離ｆに等くすれば、主走査方向の視点距離が無限遠になり、副走査方向の視点距離と一致させることができる。さらに請求項９は図８右に部分図を示すように、主走査方向に凸レンズ作用を持ち、副走査方向に凹レンズ作用を持つ馬蹄形レンズ１１をレンズシート１の前に置き、主走査方向の視点距離を伸ばす一方で副走査方向の視点距離を縮めて両視点距離を一致させることを可能にするものである。シリンドリカル凹レンズ９と同様に、シリンドリカル凸レンズ１０あるいは馬蹄形レンズ１１は、レンズシート１と相対する面をつなげて一体化することが可能である。
【００３４】
以上のことは図２（ｂ）のレンズシートや図３（ｃ）（ｄ）のレンチキュラーレンズを使った請求項２〜請求項４にも同様に適用することができる。図２（ａ）（ｂ）のレンズシートを使った装置においては、上記したように固定カメラによって撮影される像と同等の立体像を取り込むことを可能にするために役立つ。このような立体像は特開2003-307800および特願2003-175775に記載されている負の点描立体像および正の点描立体像と互換性を持ち、同特許に示されている立体像表示装置によっても表示することができる。また図３（ｃ）（ｄ）のレンチキュラーレンズを使った装置においては、縦（レンチキュラーレンズを構成するシリンドリカルレンズの軸に平行な方向）の遠近感を決定する視点位置を自由に設定することを可能にするために役立つが、このような立体像は特開2003-307800および特願2003-175775に記載されている負の線描立体像および正の線描立体像と互換性を持ち、同様に同特許に示されている立体像表示装置によっても表示することができる。
【００３５】
請求項１０による走査型立体像取り込み装置の実施例を図１０に示す。本装置は図１のレンズシート１を凹レンズが一列に並んだレンズ列１４に置き換え、カメラ部とともに平行に走査して画像を取り込むものである。本装置によって得られる立体像は請求項３による立体像と同じものであるが、シリンドリカルレンズを並べたレンチキュラーレンズではなく通常の凹レンズを並べたレンズ列を使うため、請求項５のようにシリンドリカル凹レンズを加えなくても、投影レンズ２のピント面をレンズ列１４より僅かに被写体側におくことでピントの合った立体像を得ることができる。
【００３６】
さらにレンズ列を使う本装置では、請求項７のようにシリンドリカル凹レンズを加えなくても副走査方向の視点位置を変えることが可能である。図１１は請求項１１の原理を説明するｙｚ断面図であり、図１０の光学系を走査する様子を示している。本図から解るように、レンズ列１４の走査速度ｕをカメラ部の走査速度ｖより僅かに遅くすることでとらえる光線の通過位置が連続的にずれ、図７のシリンドリカル凹レンズ９と同様の機能を発揮する。このとき副走査方向の視点位置は速度ｕとｖの関係によって決まり、レンズ列１４と投影レンズ２の距離をｆ、レンズ列１４を構成する凹レンズの焦点距離を−Ｆとするとき、ｕ＝ｖ（１−Ｆ／ｆ）であれば主走査方向と副走査方向の視点位置の距離が一致し、得られる画像は中央に固定された一つのカメラで撮影された像と同じものになる。
【００３７】
同様の手法は請求項５の走査型立体像取り込み装置についても適用することができる。すなわち図９において、シリンドリカル凹レンズ１３の速度ｕをカメラ部の速度ｖより僅かに遅くして走査すれば請求項１１と同様の効果が実現できる（請求項６）。
【００３８】
図１０の装置において、凹レンズの並んだレンズ列１４を凸レンズの並んだレンズ列に変えれば請求項１２による走査型立体像取り込み装置の実施例になる。このとき得られる立体像は請求項４による立体像と同じものになる。
【００３９】
さらに凸レンズ列を使う本装置においても、請求項７のようにシリンドリカル凹レンズを加えずに副走査方向の視点位置を変えることができる。図１２は請求項１３の原理を説明するｙｚ断面図であり、凸レンズ列１５を使った請求項１２の光学系を走査する様子を示している。本装置ではレンズ列１５の走査速度ｔをカメラ部の走査速度ｖより僅かに速くし、とらえる光線の通過位置を図１１とは逆にずらして同様の機能を発揮させている。このとき副走査方向の視点位置は速度ｔとｖの関係によって決まり、レンズ列１５と投影レンズ２の距離をｆ、レンズ列１５を構成する凸レンズの焦点距離をＦとするとき、ｔ＝ｖ（１＋Ｆ／ｆ）であれば主走査方向と副走査方向の視点位置の距離が一致し、得られる画像は中央に固定された一つのカメラで撮影された像と同じものになる。この場合投影レンズ２のピント面１６をレンズ列より僅かにカメラ部側におくことでピントの合った立体像を得ることができる。
【００４０】
本発明の原理を利用して立体像を得る最も簡単な方法として、一般に市販されているフラットベッドイメージスキャナを使う方法がある（請求項１４）。図１３に示す通り、フラットベッドイメージスキャナ１７の原稿台の上にレンズシート１８を置き、さらに被写体１９を置けば図１の走査型立体像取り込み装置と同等の構成が実現される。ここに使用するフラットベッドイメージスキャナは投影光学系とラインイメージセンサを使ったものでなければならず、密着型のセンサを使ったものは使用できない。
【００４１】
図１４に一般的な部分断面図を示す通り、このタイプのスキャナは投影レンズ２６とラインイメージセンサ２７、さらにミラー２２〜２５によって構成される図１と同様の機能を持つ投影光学系を走査して画像を読みとるものであるため、原稿台２０の上にレンズシート１８を載せるだけで図１の装置と同様の機能を実現することができる。レンズシート１８を構成するレンズのピッチが細かく１ｍｍ以下であれば、レンズシートに近接した領域が良好に写る範囲となるため、被写体１９をレンズシート１８に密着させて置くことできれいな立体像を取得することができる。また被写体が近接した状態では照明光源２８の光もとどきやすいので、新たな照明光源を追加せずに必要な明るさを得ることが可能である。
【００４２】
ここでは凹レンズの並んだレンズシート１８の他に凸レンズの並んだレンズシートやシリンドリカル凹レンズやシリンドリカル凸レンズが並んだレンチキュラーレンズを使うことができる。前二者のレンズシートを使う際には、照明光源２８の光がレンズシートの各レンズ面に映って画質が劣ることを防ぐために、レンズ面に反射防止のコーティングを施すことが好ましい。一方後二者のレンチキュラーレンズを使う場合には、レンチキュラーレンズの各シリンドリカルレンズの軸が副走査方向（図ではｙ方向）に平行になる様にレンチキュラーレンズを置くことで光源２８の映り込みを防ぐことができるため、反射防止のコーティングは必ずしも必要ではない。
【００４３】
市販のフラットベッドイメージスキャナのオプションとして、必要な機能を備えた立体像取り込みユニットとすればさらに使いやすく好ましい。図１５は請求項１５による立体像取り込みユニットの実施例である。本ユニットでは、凹レンズの並んだレンズシートと請求項７のシリンドリカル凹レンズを一体成形としたレンズシート２９とその上方に置かれた透明な板３０、さらに照明光源の白色ＬＥＤ３１がケース３２に納められている。本ユニットはフラットベッドイメージスキャナの原稿台に載せられ、さらに透明板３０の上に被写体を載せて立体像を取り込む。構成するレンズのピッチが１ｍｍ以上と大きい場合には、被写体はレンズシートからやや離して置かれるのが画質の点で好ましい。このとき被写体を原稿台から離すことで照明光がとどかなくなるため、新たに照明光源３１を追加する必要がある。ここでは透明板３０を被写体の保持手段として使っているが、たとえばテープを使って蓋に貼り付けるなど別の方法であってもかまわない。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明によれば、動きのない被写体の立体像を、スキャナで原稿を読み取るのと同様な簡便さで取り込むことができ、得られた画像データをそのまま高画質プリンタでプリントアウトすれば、レンチキュラーレンズないしレンズシートを備えたフォトフレームに入れて立体写真を楽しむことができる。立体画像はデジタルデータとして取り込まれるため、パソコンを利用して容易に管理することができ、ユーザーが自己完結した方法で立体写真を享受することが可能である。本発明は立体像専用のスキャナとして作られても良いし、市販されているフラットベッドイメージスキャナに取り付けて使用する立体像取り込みユニットとして商品化されても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】請求項１による立体像取り込み装置の実施例である。
【図２】請求項１及び請求項２の立体像取り込み装置に使われるレンズシートの例である。
【図３】請求項３及び請求項４の立体像取り込み装置に使われるレンズシートの例である。
【図４】請求項１による撮影像を表示する立体像表示装置の例である。
【図５】請求項３による撮影像を表示する立体像表示装置の例である。
【図６】請求項７による立体像取り込み装置の実施例である。
【図７】図６の装置の原理を説明する平面図である。
【図８】請求項８および請求項９による立体像取り込み装置の部分図である。
【図９】請求項５および請求項６による立体像取り込み装置の実施例である。
【図１０】請求項１０および請求項１１による立体像取り込み装置の実施例である。
【図１１】請求項１１の原理を説明する平面図である。
【図１２】請求項１３の原理を説明する平面図である。
【図１３】請求項１４による立体像取り込み方法の実施例である。
【図１４】図１３の部分断面図である。
【図１５】請求項１５による立体像取り込みユニットの実施例である。
【符号の説明】
【００４６】
１  ・・・  凹レンズの並んだレンズシート
２  ・・・  投影レンズ
３  ・・・  ラインイメージセンサ
４  ・・・  被写体
５  ・・・  取り込んだ画像データを印刷したもの
６  ・・・  凸レンズの並んだレンズシート
７  ・・・  取り込んだ画像データを印刷したもの
８  ・・・  レンチキュラーレンズ
９  ・・・  シリンドリカル凹レンズ
１０  ・・・  シリンドリカル凸レンズ
１１  ・・・  馬蹄形レンズ
１２  ・・・  シリンドリカル凹レンズの並んだレンチキュラーレンズ
１３  ・・・  シリンドリカル凹レンズ
１４  ・・・  凹レンズの並んだレンズ列
１５  ・・・  凸レンズの並んだレンズ列
１６  ・・・  投影レンズ２のピント面
１７  ・・・  フラットベッドイメージスキャナ
１８  ・・・  凹レンズの並んだレンズシート
１９  ・・・  被写体
２０  ・・・  原稿台の透明板
２１  ・・・  スキャナユニット
２２〜２５  ・・・  ミラー
２６  ・・・  投影レンズ
２７  ・・・  ラインイメージセンサ
２８  ・・・  照明光源
２９  ・・・  片面に凹レンズの並んだシリンドリカル凹レンズ
３０  ・・・  透明な板
３１  ・・・  白色ＬＥＤ
３２  ・・・  ケース
【図１】
2005332294.tif 000003
【図２】
2005332294.tif 000004
【図３】
2005332294.tif 000005
【図４】
2005332294.tif 000006
【図５】
2005332294.tif 000007
【図６】
2005332294.tif 000008
【図７】
2005332294.tif 000009
【図８】
2005332294.tif 000010
【図９】
2005332294.tif 000011
【図１０】
2005332294.tif 000012
【図１１】
2005332294.tif 000013
【図１２】
2005332294.tif 000014
【図１３】
2005332294.tif 000015
【図１４】
2005332294.tif 000016
【図１５】
2005332294.tif 000017