(57)【要約】【課題】立体映像の品質を向上する。【解決手段】インテグラルフォトグラフィ方式のＩＰ装置１０は、被写体Ｈの要素画像となる光を集光する第１要素レンズ１２ｂを複数個配置した第１要素レンズ群１２ｅと、第１要素レンズ群１２ｅによって形成される複数の要素画像Ｙを記録するフィルム１４と、第１要素レンズ群１２ｅとフィルム１４との間に設けられた、各第１要素レンズ１２ｂに対応する第２要素レンズ１２ｄを複数個配置した第２要素レンズ群１２ｆとを備える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体の要素画像となる光を集光する第１要素レンズを複数個配置した第１要素レンズ群と、
前記第１要素レンズ群によって形成される複数の要素画像を記録する記録手段と、
前記第１要素レンズ群と前記記録手段との間に設けられた、各前記第１要素レンズに対応する第２要素レンズを複数個配置した第２要素レンズ群と、
を備えることを特徴とするインテグラルフォトグラフィ方式の立体映像記録装置。
【請求項２】
各前記第２要素レンズは、対応する前記第１要素レンズからの光を屈折させ、前記第１要素レンズ群および前記第２要素レンズ群に設定された所定の光軸と略平行とすることを特徴とする請求項１に記載の立体映像記録装置。
【請求項３】
前記第１要素レンズは、前記第１要素レンズ群および前記第２要素レンズ群に設定された所定の光軸からの距離に応じて、焦点距離が変化するよう形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の立体映像記録装置。
【請求項４】
前記第１要素レンズは、前記光軸からの距離が遠くなるのに応じて、焦点距離が長くなるよう形成されていることを特徴とする請求項３に記載の立体映像記録装置。
【請求項５】
複数の要素画像を表示する表示手段と、
各前記要素画像に対応する第１要素レンズを複数個配置した、前記要素画像からの光に基づき立体映像を形成する第１要素レンズ群と、
前記表示手段と第１要素レンズ群との間に設けられた、前記第１要素レンズおよび前記要素画像の各組に対応する第２要素レンズを複数個配置した第２要素レンズ群と、
を備えることを特徴とするインテグラルフォトグラフィ方式の立体映像再生装置。
【請求項６】
各前記第２要素レンズは、対応する前記要素画像からの光を屈折させ、対応する前記第１要素レンズに入射させることを特徴とする請求項５に記載の立体映像再生装置。
【請求項７】
前記第１要素レンズは、前記第１要素レンズ群および前記第２要素レンズ群に設定された所定の光軸からの距離に応じて、焦点距離が変化するよう形成されていることを特徴とする請求項５または６に記載の立体映像再生装置。
【請求項８】
前記第１要素レンズは、前記光軸からの距離が遠くなるのに応じて、焦点距離が長くなるよう形成されていることを特徴とする請求項７に記載の立体映像再生装置。
【請求項９】
各前記第２要素レンズのアパーチャを形成するための絞り部をさらに備えることを特徴とする請求項５から８のいずれかに記載の立体映像再生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、立体映像を記録する立体映像記録装置および立体映像を再生する立体映像再生装置に関し、特にインテグラルフォトグラフィ方式の立体映像記録装置および立体映像再生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、観察者が特殊な眼鏡を用いずとも立体映像を表示できる方式として、インテグラルフォトグラフィ方式（以下、ＩＰ方式とも呼ぶ）が知られている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
図１および図２は、従来のＩＰ方式によるＩＰ装置の一例を説明するための図である。図１および図２に示すＩＰ装置１０１は、被写体Ｈの要素画像群（複数の要素画像）を撮像して、該要素画像群を立体映像として表示するものである。
【０００４】
図１は、被写体Ｈをフィルム１０５に記録する様子を示す。図１に示すように、ＩＰ装置１０１は、被写体Ｈに対向して同一平面上に配置した複数の要素レンズ１０３１、１０３２、１０３３、・・・、１０３ｎからなる要素レンズ群１０３を備える。要素レンズ群１０３の要素レンズ１０３１、１０３２、１０３３、・・・、１０３ｎは、それぞれ被写体Ｈの要素画像Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３、・・・、Ｙｎを形成し、各要素画像Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３、・・・、Ｙｎは、写真フィルム１０５に記録される。
【０００５】
図２は、フィルム１０５に記録された被写体Ｈの要素画像群を再生する様子を示す。要素画像Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３、・・・、Ｙｎが記録されたフィルム１０５に対してバックライトで後方側から照明すると、観察者Ｏは、要素レンズ群１０３の前方に立体映像Ｓを観察することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−２３３２５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、図１に示すような被写体Ｈの記録時においては、別々の要素レンズを通過した光は、別々の要素画像としてフィルム１０５に記録されることが理想である。例えば、要素レンズ１０３１を通った光は、対応する要素画像Ｙ１として写真フィルム１０５に記録されるべきであり、要素レンズ１０３２を通った光は、対応する要素画像Ｙ２として写真フィルム１０５に記録されるべきである。
【０００８】
しかしながら、図１のような装置構成の場合、例えば要素レンズ１０３２への入射角が大きい光は、隣接する要素レンズ１０３１に対応する要素画像Ｙ１として写真フィルム１０５に記録される可能性がある。つまり、要素画像Ｙ１には、本来の対応する要素レンズ１０３１からの光と、隣接する要素レンズ１０３２からの光とが重複して記録される可能性がある。このように重複して記録された部分が存在すると、再生時に本来生ずるべきではない位置に立体映像が生じる所謂「偽解像」が発生し、立体映像の品質が低下するおそれがある。
【０００９】
また、図２に示すような立体映像Ｓの再生時においては、別々の要素画像からの光は、別々の要素レンズを通して立体映像に収束することが理想である。例えば、要素画像Ｙ１からの光は、対応する要素レンズ１０３１を通って立体映像Ｓに収束すべきであり、要素画像Ｙ２からの光は、対応する要素レンズ１０３２を通って立体映像Ｓに収束すべきである。
【００１０】
しかしながら、実際にはバックライトからの照明は発散しているため、ある要素画像からの光を対応する要素レンズのみに導くことは困難であり、一般的には要素画像からの光は複数の要素レンズに入射する。ある要素画像からの光のうち対応する要素レンズ以外に入射した光は、偽解像光や迷光となり、立体映像の品質が低下するおそれがある。
【００１１】
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、立体映像の品質を向上することのできる立体映像記録装置および立体映像再生装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するために、本発明のある態様のインテグラルフォトグラフィ方式の立体映像記録装置は、被写体の要素画像となる光を集光する第１要素レンズを複数個配置した第１要素レンズ群と、第１要素レンズ群によって形成される複数の要素画像を記録する記録手段と、第１要素レンズ群と記録手段との間に設けられた、各第１要素レンズに対応する第２要素レンズを複数個配置した第２要素レンズ群とを備える。
【００１３】
この態様によると、第２要素レンズを設けたことにより、別々の第１要素レンズを通過した光が同じ要素画像として記録されるのを抑制できるので、再生時における偽解像の発生を回避でき、立体映像の品質を向上できる。
【００１４】
各第２要素レンズは、対応する第１要素レンズからの光を屈折させ、第１要素レンズ群および第２要素レンズ群に設定された所定の光軸と略平行としてもよい。
【００１５】
第１要素レンズは、第１要素レンズ群および第２要素レンズ群に設定された所定の光軸からの距離に応じて、焦点距離が変化するよう形成されていてもよい。
【００１６】
第１要素レンズは、光軸からの距離が遠くなるのに応じて、焦点距離が長くなるよう形成されていてもよい。
【００１７】
本発明の別の態様は、インテグラルフォトグラフィ方式の立体映像再生装置である。この装置は、複数の要素画像を表示する表示手段と、各要素画像に対応する第１要素レンズを複数個配置した、要素画像からの光に基づき立体映像を形成する第１要素レンズ群と、表示手段と第１要素レンズ群との間に設けられた、第１要素レンズおよび要素画像の各組に対応する第２要素レンズを複数個配置した第２要素レンズ群とを備える。
【００１８】
この態様によると、第２要素レンズを設けたことにより、要素画像からの光が複数の第１要素レンズに入射するのを抑制できるので、偽解像光や迷光を低減でき、立体映像の品質を向上できる。
【００１９】
各第２要素レンズは、対応する要素画像からの光を屈折させ、対応する第１要素レンズに入射させてもよい。
【００２０】
第１要素レンズは、第１要素レンズ群および第２要素レンズ群に設定された所定の光軸からの距離に応じて、焦点距離が変化するよう形成されていてもよい。
【００２１】
第１要素レンズは、光軸からの距離が遠くなるのに応じて、焦点距離が長くなるよう形成されていてもよい。
【００２２】
各第２要素レンズのアパーチャを形成するための絞り部をさらに備えてもよい。
【００２３】
なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システム、などの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、立体映像の品質を向上することのできる立体映像記録装置および立体映像再生装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】従来のＩＰ方式によるＩＰ装置の一例を説明するための図である。
【図２】従来のＩＰ方式によるＩＰ装置の一例を説明するための図である。
【図３】本発明の実施形態に係るＩＰ装置を説明するための図である。
【図４】ＩＰ装置の要部拡大図である。
【図５】比較例に係るＩＰ装置を示す図である。
【図６】再生時おけるＩＰ装置の動作を説明するための図である。
【図７】比較例に係るＩＰ装置を示す図である。
【図８】変形例に係るＩＰ装置の要部断面図である。
【図９】フィルムおよび絞り部をレンズアレイプレート側から見た図である。
【図１０】実施例に係るＩＰ装置のモデルを示す図である。
【図１１】本実施例に係るＩＰ装置により、フィルムに記録された要素画像を示す図である。
【図１２】第１要素レンズの曲率半径分布を示す図である。
【図１３】第１要素レンズのレンズＳａｇ量分布を示す図である。
【図１４】第２要素レンズ群のレンズピッチ分布を示す図である。
【図１５】図１５（ａ）〜（ｃ）は、本実施例に係るＩＰ装置の視野角を説明するための図である。
【図１６】第１比較例に係るＩＰ装置によりフィルムに記録された要素画像を示す図である。
【図１７】第１比較例に係るＩＰ装置の再生した立体映像を示す図である。
【図１８】第２比較例に係るＩＰ装置によりフィルムに記録された要素画像を示す図である。
【図１９】第２比較例に係るＩＰ装置の視野角を説明するための図である。
【図２０】本発明の別の実施形態に係るＩＰ装置の記録時の動作を説明するための図である。
【図２１】本発明の別の実施形態に係るＩＰ装置の再生時の動作を説明するための図である。
【図２２】本発明のさらに別の実施形態に係るＩＰ装置を示す図である。
【図２３】図２２のＩＰ装置において、被写体Ｈの位置と立体映像Ｓの位置を分離させた様子を示す図である。
【図２４】ＩＰ装置を自動販売機に適用した例を示す図である。
【図２５】ＩＰ装置を車内広告に適用した例を示す図である。
【図２６】ＩＰ装置を生体認証端末に適用した例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の実施形態に係るインテグラルフォトグラフィ装置（以下、ＩＰ装置とも呼ぶ）を図面を参照して説明する。このＩＰ装置は、インテグラルフォトグラフィ方式により被写体の立体映像をフィルムに記録する立体映像記録装置として機能するとともに、フィルムに記録された立体映像を再生する立体映像再生装置としても機能する。
【００２７】
図３は、本発明の実施形態に係るＩＰ装置１０を説明するための図である。図３は、ＩＰ装置１０の断面の一部を示す。図３に示すように、ＩＰ装置１０は、複数の凸レンズが両面に配置されたレンズアレイプレート１２と、被写体Ｈの要素画像群を記録する記録手段および立体映像の要素画像群を表示する表示手段としての透光性のフィルム１４と、立体映像再生時にフィルム１４を後方側から照明するバックライト１６とを備える。
【００２８】
レンズアレイプレート１２の被写体Ｈ側の面である第１面１２ａ上には、複数の第１要素レンズ１２ｂ１〜１２ｂｎが最密充填配列で配置されている。なお、以下において、各第１要素レンズ１２ｂ１〜１２ｂｎを適宜「第１要素レンズ１２ｂ」と称する。また、複数の第１要素レンズ１２ｂ１〜１２ｂｎを適宜「第１要素レンズ群１２ｅ」とも呼ぶ。
【００２９】
また、レンズアレイプレート１２のフィルム１４側の面である第２面１２ｃ上には、複数の第２要素レンズ１２ｄ１〜１２ｄｎが最密充填配列で配置されている。なお、以下において、各第２要素レンズ１２ｄ１〜１２ｄｎを適宜「第２要素レンズ１２ｄ」と称する。また、複数の第２要素レンズ１２ｄ１〜１２ｄｎを適宜「第２要素レンズ群１２ｆ」とも呼ぶ。
【００３０】
レンズアレイプレート１２は、射出成形により形成される。レンズアレイプレート１２の材質は、射出成形に使用可能で、必要な波長帯域の光に対して光透過性が高く、吸水性の低いものが望ましい。望ましい材質としては、シクロオレフィン系樹脂や、オレフィン系樹脂、ノルボルネン系樹脂、ポリカーボネートなどを例示することができる。
【００３１】
図３に示すように、第２要素レンズ群１２ｆのレンズ径およびレンズピッチは、第１要素レンズ群１２ｅのそれらよりも大きい。なお、レンズピッチとは、最も近接する２つのレンズの中心間の距離である。また、レンズ径とは、レンズとして有効に機能する部分の直径である。
【００３２】
第１要素レンズ群１２ｅおよび第２要素レンズ群１２ｆには、所定の位置に光軸Ａｘが設定される。この光軸Ａｘは、レンズアレイプレート１２に形成された各凸レンズの光軸に平行である。また、光軸Ａｘは、レンズアレイプレート１２の第１面１２ａおよび第２面１２ｃに対して垂直である。図３においては、光軸Ａｘは、第１要素レンズ１２ｂ１および第２要素レンズ１２ｄ１のレンズ中央を通るように設定されている。光軸Ａｘは任意の位置に設定可能であるが、レンズアレイプレート１２の中央に位置する第１要素レンズ１２ｂおよび第２要素レンズ１２ｄを通過するように設定することが好ましい。
【００３３】
図３には、光軸Ａｘ上に位置する被写体Ｈの一点Ｐからの光が、第１要素レンズ群１２ｅの各第１要素レンズ１２ｂにより集光され、複数の要素画像Ｙ１〜Ｙｎ（以下、適宜「要素画像群Ｙ」と称する）がフィルム１４に記録される様子が図示されている。
【００３４】
レンズアレイプレート１２は、１個の第１要素レンズ１２ｂに対して１個の第２要素レンズ１２ｄが対応するように形成されている。対応する第１要素レンズ１２ｂおよび第２要素レンズ１２ｄの１組は、被写体Ｈからの光を受け、フィルム１４上に１個の要素画像Ｙを形成する。レンズアレイプレート１２により形成された要素画像群Ｙは、フィルム１４に記録される。
【００３５】
以下、図４を参照して、記録時におけるＩＰ装置１０の動作について詳細に説明する。図４は、ＩＰ装置１０の要部拡大図である。被写体Ｈの記録時において、被写体Ｈからの光は、まず各第１要素レンズ１２ｂにより集光され、要素画像が形成される。この要素画像を構成する光は、対応する第２要素レンズ１２ｄに入射する。ここで、本実施形態においては、各第２要素レンズ１２ｄは、対応する第１要素レンズ１２ｂにより形成された要素画像が、主面に位置するよう配置される。そして、各第２要素レンズ１２ｄは、入射した要素画像からの光を屈折させ、光軸Ａｘと略平行とする。そして、この光軸Ａｘと略平行とされた要素画像からの光が、要素画像Ｙとして記録される。
【００３６】
ＩＰ方式においては、別々の第１要素レンズ１２ｂを通過した光は、別々の要素画像Ｙとしてフィルム１４に記録されることが理想である。本実施形態のように、第１要素レンズ群１２ｅとフィルム１４との間に第２要素レンズ群１２ｆを設けることにより、各第１要素レンズ１２ｂにより形成される要素画像を分離してフィルム１４に記録することができるので、偽解像の発生を抑制することができる。
【００３７】
また、本実施形態に係るＩＰ装置１０においては、第１要素レンズ１２ｂは、光軸Ａｘからの距離に応じて、焦点距離が変化するよう形成されている。より具体的には、第１要素レンズ１２ｂは、光軸Ａｘからの距離が遠くなるのに応じて、焦点距離が長くなるよう形成されている。
【００３８】
図５は、比較例として、各第１要素レンズ１２ｂの焦点距離が同じになるよう形成したＩＰ装置５１０を示す。比較例に係るＩＰ装置５１０において、光軸Ａｘ上の被写体Ｈの一点Ｐからの光を考えると、入射する第１要素レンズ１２ｂによって、要素画像の結像位置が第２要素レンズ１２ｄの主面からずれる。例えば、図５に示すように、光軸Ａｘ上に位置する第１要素レンズ１２ｂ１が要素画像を第２要素レンズｄ１の主面に結像できるようにレンズアレイプレート１２を形成したとする。この場合、第１要素レンズ１２ｂ１から離れた第１要素レンズ１２ｂ、例えば第１要素レンズ１２ｂｎ−１や１２ｂｎ等は、図５に示すように要素画像の結像位置が第２要素レンズ１２ｄｎ−１や１２ｄｎの主面から外れてしまう。その結果、第１要素レンズ１２ｂｎ−１や１２ｂｎに対応する要素画像Ｙｎ−１やＹｎは、ぼやけた画像や、不明瞭な画像となってしまう。これは、再生時において、立体映像の視野角が狭くなることを意味する。
【００３９】
そこで、本実施形態では、光軸Ａｘからの距離が遠い第１要素レンズ１２ｂほど、焦点距離が長くなるよう形成することで、光軸Ａｘからの距離が遠い第１要素レンズ１２ｂであっても、要素画像の結像位置が第２要素レンズ１２ｄの主面から大きく外れないようにしている。理想的には、各第１要素レンズ１２ｂの焦点距離は、要素画像の結像位置が対応する第２要素レンズ１２ｄの主面上となるように設定されることが好ましい。このように各第１要素レンズ１２ｂを形成することで、光軸Ａｘからの距離が遠い第１要素レンズ１２ｂであっても、要素画像Ｙを適切に記録できるようになり、再生時の視野角を向上できる。
【００４０】
図６は、再生時おけるＩＰ装置１０の動作を説明するための図である。再生時においては、現像したフィルム１４を、撮像時と同じ位置となるように配置する。そしてこの状態で、フィルム１４を後方側からバックライト１６で照明する。フィルム１４に表示された各要素画像Ｙからの光は、対応する第２要素レンズ１２ｄに入射した後、レンズアレイプレート１２内部を通って対応する第１要素レンズ１２ｂに入射する。そして、各第１要素レンズ１２ｂにより要素画像からの光が収束され、観察者Ｏは、第１要素レンズ群１２ｅの前方に立体映像Ｓを観察できる。
【００４１】
ここで、比較例として、ＩＰ装置に第２要素レンズ群を設けなかった場合について説明する。図７は、比較例に係るＩＰ装置７１０を示す図である。ＩＰ装置７１０のレンズアレイプレート１２は、第１面１２ａ上に第１要素レンズ群１２ｅが形成されているが、第２面１２ｃ上には第２要素レンズ群が形成されていない。このような比較例において、バックライト１６でフィルム１４を照明すると、バックライトからの光は発散しているため、要素画像Ｙ４からの光は、第１要素レンズ１２ｂ１や１２ｂ２など複数の第１要素レンズ１２ｂに導かれてしまう。その結果、要素画像Ｙ４からの光のうち対応する要素レンズ（第１要素レンズ１２ｂ４）以外に入射した光は、偽解像光や迷光となり、立体映像の品質が低下するおそれがある。
【００４２】
この比較例に対し、本実施形態に係るＩＰ装置１０では、各第２要素レンズ１２ｄが対応する要素画像Ｙからの光を屈折させ、対応する第１要素レンズ１２ｂに入射させる。すなわち、バックライト１６からの照明光の指向性を各第２要素レンズ１２ｄで制御できるので、偽解像光や迷光を抑制でき、立体映像Ｓの品質を向上できる。
【００４３】
次に、ＩＰ装置１０の変形例を説明する。図８は、変形例に係るＩＰ装置１０の要部断面図である。図６に示すＩＰ装置１０では、バックライト１６からの照明光の指向性を第２要素レンズ１２ｄで制御するとき、第２要素レンズ１２ｄに入る手前の照明光が、第２要素レンズ１２ｄの稜線付近で散乱する可能性がある。そこで、本変形例に係るＩＰ装置１０では、各第２要素レンズ１２ｄに対応するアパーチャ２２を形成するための絞り部２０を、第２要素レンズ群１２ｆとバックライト１６の間に設けている。
【００４４】
図９は、フィルム１４および絞り部２０を上方、すなわちレンズアレイプレート１２側から見た図である。図９に示すように、絞り部２０によりアパーチャ２２が形成され、該アパーチャ２２から要素画像Ｙが見えている。このような絞り部２０を設けることにより、第２要素レンズ１２ｄの稜線付近に入射しようとする光が遮光されるので、照明光の散乱を抑制でき、立体映像の品質を向上できる。
【００４５】
次に、ＩＰ装置１０の実施例について説明する。図１０は、実施例に係るＩＰ装置１０のモデルを示す。図１０に示すように、被写体Ｈを第１要素レンズ群１２ｅより視点側に、直径φ５０ｍｍ、長さ１１０ｍｍの缶を設置した。第１要素レンズ群１２ｅから缶の中心までの距離は、１００ｍｍである。そして、視点から可視化したい部分について、被写体Ｈから発する光線（画像）を第１要素レンズ群１２ｅの第１要素レンズ１２ｂを通して要素画像としてフィルム１４に記録する。また、フィルム１４背面からの照明で、記録された要素画像を再生する。ここで記録するフィルムは電子画像（コンピューター・グラフィクス）でもよく、再生するフィルムは光を通す媒体がよい。
【００４６】
図１１は、本実施例に係るＩＰ装置１０により、フィルム１４に記録された要素画像を示す。図１１は、フィルム１４に記録される要素画像を光線追跡により求めたものである。図１１は、第１要素レンズ群１２ｅにおける１つの要素レンズ列２４により形成された要素画像列を示している。図１１の見方であるが、一番上の列の左端が光軸Ａｘからの距離が０ｍｍの位置の要素画像を表しており、右端が光軸Ａｘからの距離が１０ｍｍの位置の要素画像を表している。この右端はその下の段の左端につながっており、この段は、光軸Ａｘからの距離が１０ｍｍ〜２０ｍｍの要素画像を表している。以下、同様にして、光軸からの距離が７０ｍｍまでの要素画像が図示されている。
【００４７】
図１１の光線追跡を行った条件は、第１要素レンズ群１２ｅのレンズピッチ＝１．０ｍｍ、第１要素レンズ１２ｂのＳａｇ量＝０．１５ｍｍ（光軸中心）、第１要素レンズ１２ｂの屈折率＝１．５９、レンズアレイプレート１２の板厚＝３．３ｍｍ、レンズアレイプレート１２の屈折率＝１．５２３、第２要素レンズ１２ｄのＳａｇ量＝０．１５ｍｍ、第２要素レンズ１２ｄの屈折率＝１．５９である。また、図１２は、第１要素レンズ１２ｂの曲率半径分布を示す。また、図１３は、第１要素レンズ１２ｂのレンズＳａｇ量分布を示す。上述したように、本実施形態に係るＩＰ装置１０は、光軸Ａｘからの距離が遠い第１要素レンズ１２ｂほど、焦点距離が長くなるよう形成されている。そこで、本実施例では、図１２および図１３に示すように、光軸Ａｘからの距離が遠くなるにつれ、第１要素レンズ１２ｂの曲率半径およびＳａｇ量を大きくすることにより、焦点距離分布を作り出している。また、図１４は、第２要素レンズ群１２ｆのレンズピッチ分布を表す。本実施例では、図１４に示すように、光軸Ａｘからの距離が遠くなるにつれ、第２要素レンズ１２ｄのレンズピッチが小さくなっている。
【００４８】
図１１に示すように、本実施例では、光軸Ａｘからの距離が約６２ｍｍの位置まで、要素画像が記録されていることが分かる。要素画像が記録されている距離が長いほど、再生時における立体映像の視野角が広くなる。
【００４９】
本実施例では、第２要素レンズ群１２ｆを設けたことにより、視点を光軸Ａｘ上に設定したときに、偽解像は確認されなかった。
【００５０】
図１５（ａ）〜（ｃ）は、本実施例に係るＩＰ装置１０の視野角を説明するための図である。図１５（ａ）〜（ｃ）は、本実施例に係るＩＰ装置１０により再生された缶の立体映像を示す。図１５（ａ）は、視点を光軸上に設定した場合に観察される立体映像を示す。また、図１５（ｂ）は、視点を光軸から２２°傾けたときに観察される立体映像を示す。また、図１５（ｃ）は、視点を光軸から３１°傾けたときに観察される立体映像を示す。図１５（ａ）〜（ｃ）に示されるように、本実施例に係るＩＰ装置１０は、視点を光軸から３１°傾けた場合であっても、立体映像を観察することができる。
【００５１】
次に上述の実施例の効果を説明するために、比較例を示す。図１６は、第１比較例に係るＩＰ装置により、フィルムに記録された要素画像を示す。第１比較例は、第２要素レンズ群を設けず、さらに第１要素レンズ群の各第１要素レンズの焦点距離を等しくしたＩＰ装置である。第１比較例の条件は、第１要素レンズ群のレンズピッチ＝１．０ｍｍ、Ｓａｇ量＝０．１５ｍｍ、屈折率＝１．５９、レンズアレイプレートの板厚＝３．３ｍｍ、レンズアレイプレートの屈折率＝１．５２３である。図１６に示すように、第１比較例では、光軸Ａｘからの距離が約３６ｍｍの位置までしか要素画像を記録できていない。
【００５２】
また、図１７は、第１比較例に係るＩＰ装置の再生した立体映像を示す。図１７は、視点を光軸Ａｘ上に設定したときに観察される立体映像を示しているが、本来の再生像である像１７０の他に、偽解像である像１７１や像１７２も観察されている。これは、バックライトの照明光の発散により、要素画像からの光が対応する第１要素レンズ以外に入射していることに帰因する。
【００５３】
図１８は、第２比較例に係るＩＰ装置により、フィルムに記録された要素画像を示す。第２比較例は、第２要素レンズ群を設けた、さらに第１要素レンズ群の各第１要素レンズの焦点距離を等しくしたＩＰ装置である。第２比較例の条件は、第１要素レンズ群のレンズピッチ＝１．０ｍｍ、Ｓａｇ量＝０．１５ｍｍ、屈折率＝１．５９、レンズアレイプレートの板厚＝３．３ｍｍ、レンズアレイプレートの屈折率＝１．５２３、第２要素レンズ群のレンズピッチ＝１．０ｍｍ、Ｓａｇ量＝０．１５ｍｍ、屈折率＝１．５９である。図１８に示すように、第２比較例では、光軸Ａｘからの距離が約３５ｍｍの位置までしか要素画像を記録できていない。
【００５４】
第２比較例に係るＩＰ装置は、第２要素レンズ群を設けたことにより、視点を光軸Ａｘ上に設定したときに、偽解像は確認されなかった。
【００５５】
図１９は、第２比較例に係るＩＰ装置の視野角を説明するための図である。図１９（ａ）は、視点を光軸上に設定した場合に観察される立体映像を示す。また、図１９（ｂ）は、視点を光軸から２２°傾けたときに観察される立体映像を示す。第２変形例では、図１５に示す本実施例とは異なり、視点を光軸から３１°傾けたときには立体映像を観察できなかった。これは、図１８に示すように要素画像が記録されている距離が短いことが影響している。
【００５６】
以上をまとめると、本発明の実施例は、第２要素レンズ群１２ｆを設けたことにより、偽解像の発生を抑制できた。また、本発明の実施例は、第１要素レンズ群１２ｅに焦点距離分布を設けたことにより、図１１に示すように要素画像の記録領域を第１比較例（図１６）、第２比較例（図１８）と比較して約２倍に拡大できた。これにより、図１５に示すように、視点を光軸から３１°傾けた場合でも、立体映像を観察できた。
【００５７】
次に、図２０および図２１を参照して、本発明の別の実施形態について説明する。本実施形態に係るＩＰ装置２００は、レンズ群の奥に立体映像を再生するＩＰ装置である。図２０は、本発明の別の実施形態に係るＩＰ装置２００の記録時の動作を説明するための図である。また、図２１は、本発明の別の実施形態に係るＩＰ装置２００の再生時の動作を説明するための図である。
【００５８】
ＩＰ装置２００は、記録時において、図３と同様の光学系を用いることができる。すなわち、被写体Ｈの一点Ｐからの光は、第１レンズアレイプレート１２の有する第１要素レンズ群１２ｅおよび第２要素レンズ群１２ｆによって集光され、複数の要素画像Ｙがフィルム１４に記録される。
【００５９】
また、再生時には、図２１に示すように、視点Ｏ側の面に第１要素レンズ群１２ｅおよび第２要素レンズ群１２ｆよりもレンズピッチの広い第３レンズ群１３ｆを有し、対向する面に第２要素レンズ群１２ｆと同じレンズピッチを持つ第４要素レンズ群１３ｅを有する第２レンズアレイプレート１３を用いる。そして、第４要素レンズ群１３ｅと対向するように要素画像が記録されたフィルム１４を配置する。ここで、再生時には、記録した各要素画像を各要素レンズを中心に１８０度回転して再生する。これにより、逆視なしに第２レンズアレイプレート１３の奥に立体映像を観察できる。
【００６０】
本実施形態においても、第１レンズアレイプレート１２および第２レンズアレイプレート１３に第２要素レンズ群１２ｆおよび第４要素レンズ群１３ｅを設けることにより、偽解像のない立体映像を得ることができる。また、レンズアレイプレート１２の第１要素レンズ群１２ｅに焦点距離分布を設けることにより、視野角の広い立体映像を得ることができる。
【００６１】
図２２は、本発明のさらに別の実施形態に係るＩＰ装置３００を示す。このＩＰ装置３００は、図２０および図２１にて示した第１レンズアレイプレート１２と第２レンズアレイプレート１３との間に、第３レンズアレイプレート１５を挟んだものである。
【００６２】
第３レンズアレイプレート１５の第１レンズアレイプレート１２と対向する面には、第５要素レンズ群１５ｅが形成されており、第２レンズアレイプレート１３と対向する面には、第６要素レンズ群１５ｆが形成されている。第５要素レンズ群１５ｅの各要素レンズは、第２要素レンズ群１２ｆの各要素レンズと１対１で対応している。また、第６要素レンズ群１５ｆの各要素レンズは、第４要素レンズ群１３ｅの各要素レンズと１対１で対応している。
【００６３】
本実施形態に係るＩＰ装置３００は、第２要素レンズ群１２ｆおよび第４要素レンズ群１３ｅにより要素画像を形成する光線が光軸Ａｘと略平行となる機能を利用して、記録に寄与する第２要素レンズ群１２ｆと再生に寄与する第４要素レンズ群１３ｅとの間に、要素画像を要素レンズ中心に１８０度回転する第５要素レンズ群１５ｅおよび第６要素レンズ群１５ｆを設けたものである。本実施形態に係るＩＰ装置３００によれば、被写体Ｈの立体映像Ｓをリアルタイムにレンズ群の奥に再生することが可能になる。図２２には、レンズ群の奥に配置された被写体Ｈと同じ位置に立体映像Ｓが再生される様子を示している。
【００６４】
図２３は、ＩＰ装置３００において、被写体Ｈの位置と立体映像Ｓの位置を分離させた様子を示す図である。ＩＰ装置３００の場合、第２要素レンズ群１２ｆでの光線が光軸Ａｘと略平行になればよいため、第１要素レンズ群１２ｅの倍率と焦点距離（曲率半径）分布を調整することで、図２３に示すように、被写体Ｈの位置と立体映像Ｓの位置を分離させ、立体映像Ｓの位置を適当な距離に置くことができる。よって、立体映像Ｓの位置に対して被写体Ｈの位置を手前に置くことができるため、装置のコンパクト化が可能になる。
【００６５】
上述した実施形態に係るＩＰ装置は，裸眼で３次元立体表示が可能なことから、映像技術、放送技術、芸術産業、マルチメディア産業、広告、写真などの分野に適用することができる。以下、その具体例をいくつか例示する。
【００６６】
図２４は、上述のＩＰ装置を自動販売機に適用した例を示す。図２４に示すように、自動販売機８００の表示部８０２にＩＰ装置を適用することにより、製品の立体映像８０４を表示することができる。
【００６７】
図２５は、上述のＩＰ装置を電車の車内広告に適用した例を示す。図２５に示すように、電車内の車内広告９００にＩＰ装置を適用することにより、製品の立体映像を９０２を表示することができる。
【００６８】
図２６は、上述のＩＰ装置を生体認証端末に適用した例を示す。図２６に示すように、現金自動預け払い機１０００の生体認証端末１００２にＩＰ装置を適用し、例えば利用者の手１００４の特徴を高い精度で立体的に読み取ることで、生体認証端末１００２に認証精度を向上させることができる。
【００６９】
また、他にも図示は省略したが、３次元絵本などへの適用も可能である。無論、多色表示が可能である。さらに、今後技術の進歩とともに、高精細画像が可能になれば、動画表示が可能になる。
【００７０】
以上のように、本発明の実施形態に係るＩＰ装置は、実像表示（実際の物体からの反射光と同等の光線を出すこと）が可能なため、両眼で画像を見ることができれば、どの方向からでも、どの角度からでも３次元像を確認できる。また、浮遊像にスクリーンを翳せばスクリーン結像も可能である。本発明の実施形態に係るＩＰ装置は、従来技術に係る装置に比べて装置としてはコンパクトであるが、奥行き（厚み）のある３次元画像を表示できる。
【００７１】
以上、本発明を実施の形態をもとに説明した。この実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
【符号の説明】
【００７２】
１０、２００、３００  ＩＰ装置、  １２  レンズアレイプレート、１３  第２レンズアレイプレート、  １４  フィルム、  １５  第３レンズアレイプレート、  １６  バックライト、  ２０  絞り部、  ２２  アパーチャ、  ８００  自動販売機、  ９００  車内広告、  １００２  生体認証端末。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図１０】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図９】
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【図１１】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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