[发明专利]三维图像摄影装置及方法、三维图像显示装置及方法、以及三维图像显示位置变换装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于得到在空间上显示物体的三维图像(立体图像)所需的图像信息的三维图像摄像装置及方法、以及将同一物体的观察方向不同的多个二维图像信息分别沿与观察方向对应的方向投射而在空间上显示物体的三维图像的三维图像显示装置及方法。本发明还涉及将同一物体的观察方向不同的多个二维图像信息分别沿与观察方向对应的方向投射而在空间上显示物体的三维图像的系统所用的、变换在空间上显示的物体的三维图像的位置的三维图像显示位置变换装置及方法。

背景技术

近年来，随着光技术的进展，对显示立体图像的技术提出各种方案。其中之一是双眼式立体观看装置，例如像アイマツクスシアタ一(商标名)那样，通过安装专用眼镜来看左眼图像和右眼图像叠加所得的图像，使立体表现成为可能。在该装置中，通过利用左右眼视差的立体图使立体表现成为可能。

此外，也通过使用激光等相干光的全息摄影来进行立体显示。该技术是预先用物体光和参照光在干板上形成全息摄影，通过在该全息摄影上照射原来的参照光来得到再生光，以进行立体图像显示。

此外，作为无需专用眼镜的立体图像显示技术，有所谓的IP(Integral Photography，一体化摄影)法、和视差法等。

IP法是里普曼提出的，首先，在多个小凸透镜组构成的称为蝇眼透镜的透镜板的焦面上配置照相干板，经该透镜板用物体光曝光而在照相干板上记录多个小物体像后，对该照相干板进行显影，将其放置在与以前完全相同的位置上从背面照射光。

视差法是通过与左右各眼对应的长方形图像前配置的纵格子状的开口来分离观察长方形图像的方法。

在以上中，在上述立体观看装置中必须安装专用眼镜，所以对观看者不便，并且图像不自然，所以容易疲劳，不适合长时间欣赏。

此外，上述基于全息摄影技术的立体显示技术需要激光等相干光，所以装置庞大，制作成本也高，而且激光特有的斑点干涉图案也引起画质降低。此外，全息摄影技术用预先在照相干板上作成的全息摄影来进行立体显示，所以适于静止图像，而不适于动画的三维显示。这点在上述IP法中也同样，由于需要预先在照相干板上记录多个小物体像的步骤，所以不适于动画。

此外，不需要专用眼镜的视差法充其量是利用左右眼的视差来进行模拟的立体显示，不能进行真正意义上的三维显示。因此，虽然能够显示画面的左右方向的立体感，但是不能表现上下方向的立体感，例如不能躺着观看。此外，由于是利用视差的技术，所以即使改变视点也只能以立体感(纵深感)看到同一图像，即使左右摇头也看不到物体的侧面。

此外，为了实现视差法，需要用多个摄像机从不同方向对物体进行摄影，对各摄像机摄影得到的胶片进行显影后，用多个放映机通过开口将各胶片洗印在印相纸上，来形成长方形图像。因此，为了实现视差法，需要庞大的装置。

从以上可知，在现有技术中，难以用简单的结构来实现真正意义上的立体动画显示。

此外，在现有立体显示技术中，都只能在预定的位置上显示三维图像。因此，在现有立体显示技术中，难以进行使三维图像相对于观察者时近时远的演出，缺乏表现力。

发明概述

本发明就是鉴于这些问题而提出的，其第1目的在于提供一种三维图像摄影装置及方法以及三维图像显示装置及方法，能够用简单的结构来得到在空间上显示物体的三维图像所需的图像信息，并且能够用简单的结构来实现真正意义上的立体动画显示。

本发明的第2目的在于提供一种三维图像显示位置变换装置及方法，能够在空间上显示物体的三维图像的系统中，变换在空间上显示的物体的三维图像的位置。

本发明的第1三维图像摄影装置用于得到在空间上显示物体的三维图像所需的图像信息，包括：一个摄影部件，对物体进行摄影，生成物体的二维图像信息；以及摄影方向控制部件，依次变化摄影部件的摄影方向。

在该三维图像摄影装置中，通过用一个摄影部件对物体进行摄影，来生成物体的二维图像信息，并且用摄影方向控制部件来依次变化摄影方向。

此外，在本发明的第1三维图像摄影装置中，摄影方向控制部件例如可以具有偏转部件，该偏转部件被配置在物体和摄影部件之间，选择入射光的方向，使光偏转；可以具有驱动部件，该驱动部件移动摄影部件；也可以具有驱动部件，该驱动部件移动物体和摄影部件之间配置的光学系统的一部分。

此外，在本发明的第1三维图像摄影装置中，摄影方向控制部件可以对二维图像信息的所有像素设定相同的摄影方向，并且依次变化摄影方向；也可以对二维图像信息的每个像素设定不同的摄影方向，并且依次变化各像素的摄影方向。