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JP4963477B2 - Electronic holographic stereoscopic video playback device - Google Patents

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JP4963477B2
JP4963477B2 JP2008020677A JP2008020677A JP4963477B2 JP 4963477 B2 JP4963477 B2 JP 4963477B2 JP 2008020677 A JP2008020677 A JP 2008020677A JP 2008020677 A JP2008020677 A JP 2008020677A JP 4963477 B2 JP4963477 B2 JP 4963477B2
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智之 三科
隆太朗 大井
健詞 山本
誠人 奥井
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National Institute of Information and Communications Technology
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Description

本発明は、被写体を電子ホログラフィによる立体映像として再生する電子ホログラフィ立体映像再生装置に関する。   The present invention relates to an electronic holographic stereoscopic video reproduction apparatus that reproduces a subject as a stereoscopic video by electronic holography.

一般に、電子ホログラフィ像を撮像して立体映像として表示する場合には、被写体を撮影するレンズにより、被写体の縮小像を形成し、この縮小像から出る光を微小なレンズ(要素レンズ)を多数配列したレンズアレー(要素レンズ群)に通して得られる多数の微小な像(要素画像)を集積像として撮影する。つぎに、撮影した集積像から出る光を再度、要素レンズ群を通すことで、撮影時の縮小画像を再生し、この縮小像から出る光の振幅と位相の情報を、参照光との干渉縞として計算で求め、得られた干渉縞を液晶などのディスプレイに表示し、そのディスプレイにレーザ光を参照光として照射することで、撮影時の縮小像を再生する電子ホログラフィによる映像再生方法が知られている(非特許文献1)。   In general, when an electronic holographic image is captured and displayed as a stereoscopic image, a reduced image of the subject is formed by a lens that captures the subject, and a large number of minute lenses (element lenses) are arranged for the light emitted from the reduced image. A large number of minute images (element images) obtained through the lens array (element lens group) obtained are taken as integrated images. Next, the light emitted from the photographed integrated image is again passed through the element lens group to reproduce a reduced image at the time of photographing, and information on the amplitude and phase of the light emitted from the reduced image is obtained as interference fringes with the reference light. A method for reproducing images by electronic holography is known, in which the interference fringes obtained by calculation are displayed on a display such as a liquid crystal display, and the display is irradiated with laser light as reference light to reproduce a reduced image at the time of shooting. (Non-Patent Document 1).

三科智之、外5名「インテグラル・ホトグラフィーホログラム変換による実写入力電子ホログラフィの検討」3次元画像コンファレンス2007、No.1−4、2007年7月12日(CD当日配布)Tomoyuki Mishina and five others "Study on real-life input electronic holography using integral photography hologram transformation", 3D Image Conference 2007, No. 1 1-4, July 12, 2007 (distributed on the day of the CD)

しかしながら、従来の電子ホログラフィによる映像再生方法の技術では以下に示す問題点が存在した。
従来の電子ホログラフィによる映像再生方法の技術では、被写体そのものではなく、縮小投影された被写体像を再生するものであるため、特に、被写体が撮影レンズから遠くなるほど、再生される再生像のサイズや奥行が縮小されており、被写体と同じサイズや奥行きの映像が再生できないという問題があった。
However, the conventional electronic holography video playback method has the following problems.
The conventional electronic holographic image playback method technology reproduces a reduced-projected subject image, not the subject itself. In particular, the farther the subject is from the photographic lens, the smaller the size and depth of the reproduced image. There is a problem that the video with the same size and depth as the subject cannot be reproduced.

本発明は、前記の問題点に鑑み創案されたものであり、被写体の再生像が表示されるときに再生像のサイズが小さくなることのない電子ホログラフィ立体映像再生装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object thereof is to provide an electronic holographic stereoscopic video reproduction device in which the size of a reproduced image is not reduced when a reproduced image of a subject is displayed. To do.

本発明に係る電子ホログラフィ立体映像再生装置は、前記目的を達成するため、以下に示すような構成とした。すなわち、電子ホログラフィ立体映像再生装置は、被写体を撮影する撮影レンズと、この撮影レンズを通過して形成される被写体像から出る光の位相と振幅を表す干渉縞を生成する情報取得ホログラム生成手段と、この情報取得ホログラム生成手段により生成されたホログラムを表示するホログラム表示手段と、このホログラム表示手段により表示されるホログラムに読出光を照射する光照射手段と、この光照射手段の読出光により出力される前記ホログラムの回折光を通して再生像を形成する再生レンズと、この再生レンズの焦点の位置に配置して、前記回折光の半分を遮断する遮光板と、を備え、前記撮影レンズから当該撮影レンズにより形成される被写体像までの距離と、前記ホログラム表示手段により表示されるホログラムによる被写体像から再生レンズまでの距離とを合わせた距離が、前記撮影レンズの焦点距離および前記再生レンズの焦点距離の和の距離となるように設定される構成とした。   In order to achieve the above object, the electronic holographic stereoscopic video reproduction device according to the present invention has the following configuration. That is, an electronic holographic stereoscopic video reproduction device includes a photographing lens for photographing a subject, and an information acquisition hologram generating means for generating interference fringes representing the phase and amplitude of light emitted from a subject image formed through the photographing lens. The hologram display means for displaying the hologram generated by the information acquisition hologram generation means, the light irradiation means for irradiating readout light to the hologram displayed by the hologram display means, and the readout light of the light irradiation means A reproducing lens that forms a reproduced image through the diffracted light of the hologram, and a light-shielding plate that is disposed at a focal point of the reproducing lens and blocks half of the diffracted light. The distance to the object image formed by the hologram display and the object covered by the hologram displayed by the hologram display means. Distance combining the distance from the body image to the reproduction lens has a configuration that is set so that the distance of the sum of the focal length of the focal length and the reproducing lens of the taking lens.

このように構成された電子ホログラフィ立体映像再生装置は、撮影レンズを通して被写体像から出る光の位相と振幅を表す干渉縞を情報取得ホログラム生成手段により生成する。そして、電子ホログラフィ立体映像再生装置は、生成した干渉縞をホログラム表示手段により表示すると共に、光照射手段により読出光を照射して回折光とし再生レンズにより被写体の再生像を形成する。電子ホログラフィ立体映像再生装置は、再生レンズと再生像との光経路中において、再生レンズにおける焦点の位置に遮光板を設置しているために、再生像として形成される場合に邪魔になる共役光等を除去することができ、また、撮影レンズと再生レンズとがそれぞれの焦点距離の和の距離を離した位置に設置されるため、再生像が元の被写体と同等あるいはそれ以上の大きい像として再生することができる。   The electronic holographic stereoscopic video reproduction device configured as described above generates interference fringes representing the phase and amplitude of light emitted from the subject image through the photographing lens by the information acquisition hologram generation means. Then, the electronic holographic stereoscopic video reproduction apparatus displays the generated interference fringes by the hologram display means, and irradiates the readout light by the light irradiation means to form diffracted light to form a reproduction image of the subject by the reproduction lens. The electronic holographic 3D image reproduction device has a light shielding plate at the focal point of the reproduction lens in the optical path between the reproduction lens and the reproduction image. In addition, since the photographic lens and the reproduction lens are installed at positions separated from the sum of their focal lengths, the reproduced image is a large image that is equal to or larger than the original subject. Can be played.

なお、前記した構成とした場合、前記電子ホログラフィ立体映像再生装置は、前記撮影レンズと前記再生レンズとが同じ焦点距離のリレーレンズを形成する構成としても構わない。
このように構成したことにより、電子ホログラフィ立体映像再生装置は、被写体と同等の大きさと同じ奥行を持った再生像を再生することができる。
In the case of the above-described configuration, the electronic holographic stereoscopic video reproduction device may be configured such that the photographing lens and the reproduction lens form a relay lens having the same focal length.
With this configuration, the electronic holographic stereoscopic video reproduction device can reproduce a reproduction image having the same size and the same depth as the subject.

また、前記電子ホログラフィ立体映像再生装置は、前記再生レンズが、撮影レンズの焦点距離より長い焦点距離を持つレンズ、もしくは、前記撮影レンズの焦点距離より短い焦点距離を持つレンズである構成としてもよい。
このように構成したことにより、電子ホログラフィ立体映像再生装置は、小さな被写体を拡大して再生することや、もしくは、遠くの被写体を拡大して再生することができる。
The electronic holographic stereoscopic video reproduction device may be configured such that the reproduction lens is a lens having a focal length longer than a focal length of the photographing lens or a lens having a focal length shorter than the focal length of the photographing lens. .
With this configuration, the electronic holographic stereoscopic video reproduction device can reproduce a small subject in an enlarged manner, or can enlarge and reproduce a far subject.

さらに、前記電子ホログラフィ立体映像再生装置は、前記情報取得ホログラム生成手段が、コヒーレントな光を被写体に照射すると共に、参照光とする参照光照射手段と、この参照光照射手段からの参照光を、前記撮影レンズを介した後の被写体像からの光と重ねて得られる干渉縞を撮像する干渉縞撮像手段とを備える構成としてもよい。   Furthermore, in the electronic holographic stereoscopic video reproduction device, the information acquisition hologram generation unit irradiates the subject with coherent light, and also uses reference light irradiation unit as reference light, and reference light from the reference light irradiation unit, It is good also as a structure provided with the interference fringe imaging means which images the interference fringe obtained by overlapping with the light from the to-be-photographed object image which passed through the said imaging lens.

このように構成したことにより、電子ホログラフィ立体映像再生装置は、被写体に参照光照射手段によりコヒーレントな光を照射し、その反射した光と、参照光照射手段からの参照光と、を重ねて干渉縞撮像手段に撮像することで干渉縞であるホログラムを取得することができる。   With this configuration, the electronic holographic stereoscopic video reproduction device irradiates the subject with coherent light by the reference light irradiation unit, and interferes with the reflected light and the reference light from the reference light irradiation unit. A hologram that is an interference fringe can be obtained by imaging the fringe imaging means.

そして、前記電子ホログラフィ立体映像再生装置は、前記情報取得ホログラム生成手段が、前記撮影レンズを介して被写体像から出る光を透過して要素画像とする要素レンズをアレー状に配置した要素レンズ群と、この要素レンズ群を通して得られる要素画像の集積像を立体映像情報として撮像する撮像手段と、この撮像手段で撮像した立体映像情報から前記被写体像の光の位相と振幅を示す干渉縞を演算して求めるホログラム生成手段と、を備える構成としてもよい。   In the electronic holographic stereoscopic video reproduction device, the information acquisition hologram generating means includes an element lens group in which element lenses that transmit light emitted from a subject image through the photographing lens to form an element image are arranged in an array. Imaging means for capturing an integrated image of element images obtained through the element lens group as stereoscopic video information, and calculating interference fringes indicating the phase and amplitude of light of the subject image from the stereoscopic video information captured by the imaging means. And a hologram generation means to be obtained.

このように構成したことにより、電子ホログラフィ立体映像再生装置は、被写体を、撮影レンズを介して要素レンズを整列させた要素レンズ群により要素画像とし、その要素画像の集積像を立体映像情報として撮像手段に撮像する。そして、電子ホログラフィ立体映像再生装置は、撮像手段により撮像した立体映像情報から被写体像から出る光の位相と振幅を示す干渉縞をホログラムとしてホログラム生成手段により演算して求めることができる。   With this configuration, the electronic holography stereoscopic video reproduction device captures a subject as an element image by an element lens group in which element lenses are aligned via a photographing lens, and an integrated image of the element images is captured as stereoscopic image information. Imaging means. Then, the electronic holographic stereoscopic video reproduction apparatus can calculate the interference fringes indicating the phase and amplitude of the light emitted from the subject image from the stereoscopic video information imaged by the imaging means by the hologram generation means.

また、前記電子ホログラフィ立体映像再生装置は、前記情報取得ホログラム生成手段が、前記撮影レンズを介して被写体像を平面映像として取得する平面像撮像手段と、この平面像撮像手段の平面映像の取得と同時に、その平面映像の奥行情報を、前記撮影レンズまたは別の撮影レンズを介して得られる前記被写体までの距離を示す距離画像として取得する距離画像取得手段と、この距離画像取得手段で取得した距離画像と前記平面像撮像手段により撮像した平面映像とをマッチングさせ前記被写体と当該被写体の奥行情報との組により生成される前記立体映像情報から前記被写体像の光の位相と振幅を示す干渉縞を演算して求めるホログラム生成手段と、を備える構成としてもよい。   In the electronic holographic stereoscopic video reproduction device, the information acquisition hologram generation unit acquires a plane image imaging unit that acquires a subject image as a plane image via the imaging lens, and acquires a plane image of the plane image imaging unit. At the same time, distance image acquisition means for acquiring depth information of the planar image as a distance image indicating the distance to the subject obtained via the photographing lens or another photographing lens, and the distance acquired by the distance image acquisition means Interference fringes indicating the phase and amplitude of the light of the subject image are generated from the stereoscopic video information generated by matching the image with the planar image captured by the planar image capturing means and the subject and the depth information of the subject. It is good also as a structure provided with the hologram production | generation means calculated | required by calculating.

このように構成したことにより、電子ホログラフィ立体映像再生装置は、平面撮像手段により撮像した被写体の平面映像と、距離画像取得手段により取得した被写体の距離画像とをマッチングさせて立体映像情報とし、その立体映像情報から干渉縞をホログラム生成手段により演算して被写体のホログラムとして生成することができる。   With this configuration, the electronic holography stereoscopic video reproduction device matches the planar video of the subject imaged by the planar imaging unit with the distance image of the subject acquired by the distance image acquisition unit to obtain stereoscopic video information, Interference fringes can be calculated from the stereoscopic image information by the hologram generating means and generated as a hologram of the subject.

なお、前記電子ホログラフィ立体映像再生装置は、前記情報取得ホログラム生成手段が、前記立体映像情報からRGBに対応するそれぞれのR用ホログラム、G用ホログラム、B用ホログラムを生成し、前記ホログラム表示手段が、前記R用ホログラム、前記G用ホログラム、前記B用ホログラムを表示し、前記再生レンズが、RGBに対応する前記R用ホログラム、前記G用ホログラム、前記B用ホログラムのそれぞれの光経路中に配置され、前記再生レンズのそれぞれを通過した光を重ねて前記被写体の再生像を表示するように、反射鏡およびハーフミラーを設置する構成としてもよい。   In the electronic holographic stereoscopic video reproduction device, the information acquisition hologram generating means generates R holograms, G holograms, and B holograms corresponding to RGB from the stereoscopic video information, and the hologram display means The R hologram, the G hologram, and the B hologram are displayed, and the reproduction lens is disposed in the optical path of each of the R hologram, the G hologram, and the B hologram corresponding to RGB. In addition, a configuration may be adopted in which a reflecting mirror and a half mirror are provided so as to display the reproduced image of the subject by superimposing the light passing through each of the reproducing lenses.

このように構成したことにより、電子ホログラフィ立体映像再生装置は、被写体と同じ大きさあるいはそれ以上の大きさとなる被写体のカラー再生像を、再生することができる。   With this configuration, the electronic holographic stereoscopic video reproduction apparatus can reproduce a color reproduction image of a subject having the same size as or larger than the subject.

また、電子ホログラフィ立体映像再生装置は、撮影レンズを介して表示される被写体の被写体像から出る光の位相と振幅を表す干渉縞をホログラムとして生成する撮像装置から前記ホログラムのデータを受け取り、前記ホログラムを表示して前記被写体の再生像を再生する電子ホログラフィ立体映像再生装置において、前記ホログラムを表示するホログラム表示手段と、このホログラム表示手段により表示されるホログラムに読出光を照射する光照射手段と、この光照射手段の読出光により出力される前記ホログラムの回折光を通して再生像を形成する再生レンズと、この再生レンズの焦点の位置に配置して、前記回折光の半分を遮断する遮光板と、を備え、前記撮影レンズから当該撮影レンズにより形成される被写体像までの距離と、前記ホログラム表示手段により表示されるホログラムによる被写体像から再生レンズまでの距離とを合わせた距離が、前記撮影レンズの焦点距離と前記再生レンズの焦点距離との和の距離となるように、前記再生レンズを設置した構成とした。   Further, the electronic holographic stereoscopic video reproduction device receives data of the hologram from an imaging device that generates an interference fringe representing a phase and amplitude of light emitted from a subject image of a subject displayed through a photographing lens, and the hologram In an electronic holographic stereoscopic video reproduction apparatus that reproduces the reproduced image of the subject by displaying the hologram, a hologram display means for displaying the hologram, a light irradiation means for irradiating the hologram displayed by the hologram display means with readout light, A reproducing lens that forms a reproduced image through the diffracted light of the hologram output by the reading light of the light irradiating means, a light-shielding plate that is disposed at the focal position of the reproducing lens and blocks half of the diffracted light, A distance from the photographic lens to a subject image formed by the photographic lens, and The reproduction lens so that a distance that is a sum of the distance from the subject image by the hologram displayed by the program display means to the reproduction lens is the sum of the focal length of the photographing lens and the focal length of the reproduction lens It was set as the structure which installed.

このように構成したことにより、電子ホログラフィ立体映像再生装置は、被写体をホログラムとして生成したデータを、ホログラム表示手段により表示して、表示したホログラムを光照射手段により照射する読出光を介して回折光として出力する。そして、電子ホログラフィ立体映像再生装置は、予め撮影レンズとの位置関係を設定された再生レンズを通過する回折光を、遮光板により半分の領域を遮光して、被写体と同じ大きさおよび同じ奥行きの再生像として表示する。   With this configuration, the electronic holographic stereoscopic video reproduction device displays the data generated by using the subject as a hologram by the hologram display means, and diffracted light via the readout light that irradiates the displayed hologram by the light irradiation means. Output as. Then, the electronic holographic stereoscopic video reproduction device shields the diffracted light that passes through the reproduction lens whose positional relationship with the photographing lens is set in advance by shielding a half area by the light shielding plate, and has the same size and the same depth as the subject. Display as a reconstructed image.

本発明に係る電子ホログラフィ立体映像再生装置は、以下に示すような優れた効果を奏するものである。
電子ホログラフィ立体映像再生装置は、被写体の撮像から表示までの光経路において撮影レンズおよび再生レンズがそれぞれの焦点距離の和の距離を離して設置されるように構成しているので、例えば、両レンズの焦点距離を互いに異ならせることで、被写体と同じサイズ以上の再生像を表示することができる。なお、電子ホログラフィ立体映像再生装置は、撮影レンズと再生レンズとが同じ焦点距離のリレーレンズの関係に構成されることで歪みがなく、被写体と同じサイズで、同じ奥行きとなる再生像を表示することができる。
The electronic holographic stereoscopic video reproduction device according to the present invention has the following excellent effects.
Since the electronic holographic stereoscopic video reproduction device is configured such that the photographing lens and the reproduction lens are set apart from each other in the optical path from imaging to display of the subject, for example, both lenses By making the focal lengths different from each other, it is possible to display a reproduced image having the same size or more as the subject. Note that the electronic holographic stereoscopic video playback device displays a playback image having the same size and the same depth as the subject without distortion because the photographing lens and the playback lens are configured in a relay lens relationship with the same focal length. be able to.

また、電子ホログラフィ立体映像再生装置は、再生レンズが撮影レンズの焦点距離より長い焦点距離を持つレンズ、もしくは、短い焦点距離を持つレンズにすることで、小さな被写体を拡大して再生することや、もしくは、遠くの被写体を拡大して再生することができる。   In addition, the electronic holographic stereoscopic video reproduction device can reproduce a small subject by enlarging a small object by using a lens having a focal length longer than the focal length of the photographing lens or a lens having a short focal length, Alternatively, a distant subject can be enlarged and reproduced.

電子ホログラフィ立体映像再生装置は、撮影レンズおよび再生レンズの配置、ならびに、遮光板の設置により、再生時に不要となる共役光等の不要光を除去する場合に、通常必要になる、再生レンズと対をなしてリレーレンズを構成する出力レンズを省略して装置全体を小型化することができる。また、被写体のカラー再生像を再生する場合に、特に、再生レンズと遮光板をRGBで共用してレンズの少ない構成とした小型化を実現できる。   An electronic holographic 3D image playback device is a pair of a playback lens, which is normally required when removing unnecessary light such as conjugate light that is not required during playback by arranging a photographic lens and playback lens, and installing a light shielding plate. Thus, the output lens constituting the relay lens can be omitted and the entire apparatus can be downsized. In addition, when reproducing a color reproduction image of a subject, it is possible to realize downsizing with a configuration in which the reproduction lens and the light shielding plate are shared by RGB and the number of lenses is small.

電子ホログラフィ立体映像再生装置は、立体映像情報を干渉縞として取得することや、あるいは、立体映像情報を要素画像の集積像として取得することや、または、立体映像情報を平面映像および奥行き情報を用いて取得することのいずれであっても実現できるため、汎用性にすぐれている。   The electronic holographic stereoscopic video playback device acquires stereoscopic video information as interference fringes, acquires stereoscopic video information as an integrated image of element images, or uses stereoscopic video information as planar video and depth information. It can be realized with any of these methods, so it is highly versatile.

以下、図面を参照して本発明に係る電子ホログラフィ立体映像再生装置を説明する。
図1は、電子ホログラフィ立体映像再生装置の全体構成を模式的に示す模式図、図2は電子ホログラフィ立体映像再生装置の撮影レンズと再生レンズの設置位置の関係を模式的に示す模式図である。
Hereinafter, an electronic holographic stereoscopic video reproduction apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic diagram schematically showing the overall configuration of an electronic holographic stereoscopic video reproduction device, and FIG. 2 is a schematic diagram schematically showing the relationship between the taking lens and the reproduction lens installation position of the electronic holographic stereoscopic video reproduction device. .

図1に示すように、電子ホログラフィ立体映像再生装置1は、被写体Wの立体映像情報を、撮影レンズ11を介して取得すると共にホログラムを生成する情報取得ホログラム生成手段20(立体映像情報取得手段2、ホログラム生成手段3)と、この情報取得ホログラム生成手段20により生成したホログラムを記憶する記憶手段4と、この記憶手段による記憶したホログラムを読み出して表示するホログラム表示手段6と、このホログラム表示手段6により表示されるホログラムに読出光を照射する光照射手段5と、この照射された読出光がホログラムにより回折されて形成される回折光の光行路中に設置された再生レンズ12と、この再生レンズ12を通過した光の光経路中に配置される遮光板7と、光経路中に配置される反射板およびハーフミラーである光学系8と、を備えている。   As shown in FIG. 1, the electronic holographic stereoscopic video reproduction device 1 acquires stereoscopic video information of a subject W via a photographing lens 11 and generates an information acquisition hologram generation unit 20 (stereoscopic video information acquisition unit 2). Hologram generating means 3), storage means 4 for storing the hologram generated by the information acquisition hologram generating means 20, hologram display means 6 for reading out and displaying the hologram stored by the storage means, and hologram display means 6 The light irradiation means 5 for irradiating the hologram displayed by the reading light, the reproducing lens 12 installed in the optical path of the diffracted light formed by diffracting the irradiated reading light by the hologram, and the reproducing lens A light shielding plate 7 disposed in the light path of the light that has passed through 12, a reflector disposed in the light path, and An optical system 8 is Fumira, and a.

この電子ホログラフィ立体映像再生装置1では、被写体Wの撮像から再生までの光経路中に撮影レンズ11と再生レンズ12との二つのレンズが、それぞれの焦点距離の和の距離だけ離れた位置になるように設置されている。なお、ここでは、図2に示すように、撮影レンズ11と再生レンズ12とは、それぞれの焦点距離の和の距離だけ離れた位置となるようにしてリレーレンズの関係になるように設定されている。つまり、撮影レンズ11から当該撮影レンズにより形成される被写体像までの距離と、ホログラム表示手段6により表示されるホログラムによる被写体像から再生レンズ12までの距離とを合わせた距離が、撮影レンズ11の焦点距離および再生レンズ12の焦点距離の和の距離となるように設定されている。なお、電子ホログラフィ立体映像再生装置1では、撮影レンズ11と再生レンズ12とは、焦点距離が同じものを用いて設定されている。   In this electronic holographic stereoscopic video reproduction device 1, in the optical path from the imaging to the reproduction of the subject W, the two lenses of the photographing lens 11 and the reproduction lens 12 are positioned at a distance that is the sum of the respective focal lengths. It is installed as follows. Here, as shown in FIG. 2, the photographing lens 11 and the reproducing lens 12 are set so as to be in a relay lens relationship so as to be separated by the sum of their focal lengths. Yes. That is, the distance obtained by combining the distance from the photographing lens 11 to the subject image formed by the photographing lens and the distance from the subject image by the hologram displayed by the hologram display unit 6 to the reproduction lens 12 is the distance of the photographing lens 11. It is set to be the sum of the focal length and the focal length of the reproducing lens 12. In the electronic holographic stereoscopic video reproduction device 1, the photographing lens 11 and the reproduction lens 12 are set using the same focal length.

情報取得ホログラム生成手段20は、撮影レンズ11を通過して形成される被写体Wの被写体像から出る光から被写体像の立体映像情報を取得する立体映像情報取得手段2と、この立体映像情報取得手段2から取得した立体映像情報から被写体像の光の位相と振幅を表す干渉縞をホログラムとして生成するホログラム生成手段3と、このホログラム生成手段3により生成されたホログラムを記憶する記憶手段4とを備えている。   The information acquisition hologram generation unit 20 includes a stereoscopic video information acquisition unit 2 that acquires stereoscopic video information of the subject image from light emitted from the subject image of the subject W that is formed through the photographing lens 11, and the stereoscopic video information acquisition unit. 2 is provided with hologram generating means 3 for generating interference fringes representing the phase and amplitude of light of the subject image from the stereoscopic image information acquired from 2 as a hologram, and storage means 4 for storing the hologram generated by the hologram generating means 3. ing.

立体映像情報取得手段2は、ここでは、被写体Wの要素画像の集積像から立体映像情報を取得するものである。この立体映像情報取得手段2は、要素レンズ2aを2次元状においてアレー状に配置した要素レンズ群2bと、この要素レンズ群2bからの要素画像の集積像を立体映像情報として撮影する撮像手段2cとを備えている。要素レンズ2aは、両凸レンズあるいは片凸レンズが多数同一平面上に整列して設置されている。要素レンズ2aは、1mm前後の直径のものが数万(数百万)整列して、図示しない支持枠に支持されて要素レンズ群2bを構成している。また、撮像手段2cは、カメラあるいはTVカメラ等の映像を撮影することができるものであればよい。要素レンズ群2bは、撮影レンズ11からほぼその焦点距離だけ離れた位置に設置され、また、撮像手段2cは、要素レンズ群2bが作る要素画像群が撮影できる位置に設置されている。なお、図2では、要素レンズ群2bの位置は、本来、点線で示される位置であるが、構成が重なって表せないため、被写体像、要素レンズ群2b、および、要素画像を表示できるように模式的に示している。   Here, the stereoscopic video information acquisition unit 2 acquires stereoscopic video information from an integrated image of element images of the subject W. The stereoscopic image information acquisition unit 2 includes an element lens group 2b in which the element lenses 2a are arranged in a two-dimensional array, and an imaging unit 2c that captures an integrated image of the element images from the element lens group 2b as stereoscopic image information. And. In the element lens 2a, a large number of biconvex lenses or single convex lenses are arranged on the same plane. The element lens 2a has a diameter of about 1 mm and is aligned with tens of thousands (millions), and is supported by a support frame (not shown) to constitute the element lens group 2b. Further, the image pickup means 2c only needs to be able to take images from a camera or a TV camera. The element lens group 2b is installed at a position substantially away from the photographing lens 11 by its focal length, and the imaging means 2c is installed at a position where the element image group formed by the element lens group 2b can be photographed. In FIG. 2, the position of the element lens group 2 b is originally a position indicated by a dotted line, but the configuration cannot be represented by overlapping, so that the subject image, the element lens group 2 b, and the element image can be displayed. This is shown schematically.

ホログラム生成手段3は、立体映像情報取得手段2により取得した立体映像情報(集積像)から光の位相と振幅を表す干渉縞としてのホログラムを演算により算出して生成するパーソナルコンピュータ(以下、PCという)である。このホログラム生成手段3は、立体映像情報取得手段2から立体映像情報をデータとして受け取り、予め設定されているホログラムの演算ソフトを介して、ここでは、再生像Wfが被写体Wと同じ状態のカラー像として再生できるように、R用ホログラム、B用ホログラム、G用ホログラムを演算して算出している。そして、算出したホログラムのデータは、記憶手段4に送られる。   The hologram generating means 3 is a personal computer (hereinafter referred to as PC) that calculates and generates holograms as interference fringes representing the phase and amplitude of light from the stereoscopic video information (integrated image) acquired by the stereoscopic video information acquisition means 2. ). The hologram generating unit 3 receives the stereoscopic video information as data from the stereoscopic video information acquiring unit 2, and here, through a preset hologram calculation software, the reproduced image Wf is a color image in the same state as the subject W. Are calculated by calculating R hologram, B hologram, and G hologram. The calculated hologram data is sent to the storage means 4.

記憶手段4は、画像あるいは動画をホログラムの状態で記憶することができるハードディスクあるいは光ディスク等のデータを記憶することができるものである。この記憶手段4に記憶されたホログラムは、ホログラム表示手段6に送られる。なお、記憶手段4は、ホログラム生成手段3であるPCのメモリとして一体に形成される構成としても構わない。   The storage means 4 can store data such as a hard disk or an optical disk that can store images or moving images in the form of holograms. The hologram stored in the storage unit 4 is sent to the hologram display unit 6. Note that the storage unit 4 may be integrally formed as a memory of a PC that is the hologram generation unit 3.

ホログラム表示手段6は、ホログラムを画像として表示するものである。このホログラム表示手段6は、例えば、液晶画面により形成されており、ここでは、R用ホログラム表示手段6aと、G用ホログラム表示手段6bと、B用ホログラム表示手段6cとを備えている。   The hologram display means 6 displays a hologram as an image. The hologram display means 6 is formed of, for example, a liquid crystal screen, and here includes an R hologram display means 6a, a G hologram display means 6b, and a B hologram display means 6c.

光照射手段5は、ホログラムを読み出すためのコヒーレントな光である読出光(参照光)を照射するものであり、例えば、レーザ光を照射するレーザ照射装置を使用している。この光照射手段5は、白色、または、赤色、緑色、青色のレーザ光を照射することで、ホログラム表示手段6に表示されたホログラムである干渉縞に読出光を干渉させて回折光を形成している。なお、光照射手段5は、R用ホログラム表示手段6aと、G用ホログラム表示手段6bと、B用ホログラム表示手段6cとにそれぞれ対応して設置されている(5a,5b,5c)。   The light irradiation means 5 irradiates reading light (reference light) that is coherent light for reading a hologram, and uses, for example, a laser irradiation device that irradiates laser light. The light irradiating means 5 irradiates white, red, green, or blue laser light to cause the readout light to interfere with the interference fringes that are holograms displayed on the hologram display means 6 to form diffracted light. ing. The light irradiation means 5 is installed corresponding to the R hologram display means 6a, the G hologram display means 6b, and the B hologram display means 6c, respectively (5a, 5b, 5c).

再生レンズ12は、ここでは、R用ホログラム表示手段6aと、G用ホログラム表示手段6bと、B用ホログラム表示手段6cとにそれぞれ対応して設置されている(12a,12b,12c)。この再生レンズ12は、ホログラム表示手段6との距離が、被写体Wと撮影レンズ11との位置関係と同じ位置関係になるように設定されている。なお、再生レンズ12は、それぞれの再生レンズ12a,12b,12cと、撮影レンズ11との関係がリレーレンズの関係になっていればよい。   Here, the reproducing lens 12 is installed corresponding to the R hologram display means 6a, the G hologram display means 6b, and the B hologram display means 6c, respectively (12a, 12b, 12c). The reproduction lens 12 is set so that the distance from the hologram display means 6 is the same as the positional relationship between the subject W and the photographing lens 11. In the reproduction lens 12, the relationship between the reproduction lenses 12a, 12b, and 12c and the photographing lens 11 may be a relay lens.

遮光板7は、再生レンズ12から再生像Wfが結像するまでの光経路中で、再生レンズ12において読出光の焦点距離となる位置に、その回折光の半分を遮断するようにそれぞれが設置されている。なお、遮光板7aは、ここでは、R用ホログラムの回折光を遮光する位置で、反射鏡8aと再生像Wfとの間に配置されているが、再生像Wfの位置は被写体Wの位置に応じて前後する。そのため、遮光板7の位置は、再生レンズ12からその焦点距離だけ離れた位置であれば良く、再生像Wfの位置には依存しない。また、遮光板7bは、G用ホログラムの回折光を遮光する位置で、ハーフミラー8bで反射される手前に配置されている。そして、遮光板7cは、B用ホログラムの回折光を遮光する位置で、ハーフミラー8cの手前となる位置に配置されている。この遮光板7は、光を遮光するものであれば、例えば、布やフィルムや板等の遮蔽物に光を吸収できるような黒色を施して形成しても構わない。   Each of the light shielding plates 7 is installed so as to block half of the diffracted light at the position where the reproduction lens 12 becomes the focal length of the readout light in the optical path from the reproduction lens 12 to the formation of the reproduction image Wf. Has been. Here, the light shielding plate 7a is disposed between the reflecting mirror 8a and the reproduced image Wf at a position where the diffracted light of the R hologram is shielded, but the position of the reproduced image Wf is at the position of the subject W. Go back and forth accordingly. Therefore, the position of the light shielding plate 7 may be a position away from the reproduction lens 12 by the focal length, and does not depend on the position of the reproduction image Wf. The light shielding plate 7b is disposed at a position where the diffracted light of the G hologram is shielded and before being reflected by the half mirror 8b. The light shielding plate 7c is disposed at a position that shields the diffracted light of the B hologram, and is located in front of the half mirror 8c. As long as this light-shielding plate 7 shields light, the light-shielding plate 7 may be formed, for example, by applying a black color that can absorb light to a shielding object such as a cloth, a film, or a plate.

なお、遮光板7は、R用ホログラムと、G用ホログラムと、B用ホログラムの位置では、回折光の半分を遮光する範囲がそれぞれ同じになるように配置している。つまり、ここでは、R用ホログラム、G用ホログラム、B用ホログラムでは、例えば、回折光の上半分を通過させるように設置されている。   The light shielding plate 7 is disposed so that the ranges for shielding half of the diffracted light are the same at the positions of the R hologram, the G hologram, and the B hologram. That is, here, the R hologram, the G hologram, and the B hologram are installed so as to pass the upper half of the diffracted light, for example.

光学系8は、ここでは、R用ホログラムの光経路中に配置されて、R用ホログラムの回折光を所定方向に反射する反射鏡8aと、G用ホログラムの光経路中で、R用ホログラムの回折光と重なる位置に配置されたハーフミラー8bと、B用ホログラムの光経路中で、R用ホログラムおよびG用ホログラムの回折光と重なる位置に配置されたハーフミラー8cとを備えている。なお、この光学系8は、R用ホログラムの回折光と、G用ホログラムの回折光と、B用ホログラムの回折光とを重ねて表示することができれば、その位置および数は限定されるものではない。   Here, the optical system 8 is disposed in the optical path of the R hologram, the reflecting mirror 8a that reflects the diffracted light of the R hologram in a predetermined direction, and the optical path of the R hologram in the optical path of the G hologram. A half mirror 8b disposed at a position overlapping with the diffracted light and a half mirror 8c disposed at a position overlapping with the diffracted light of the R hologram and the G hologram in the optical path of the B hologram are provided. The position and number of the optical system 8 are not limited as long as the diffracted light of the R hologram, the diffracted light of the G hologram, and the diffracted light of the B hologram can be displayed in an overlapping manner. Absent.

つぎに、電子ホログラフィ立体映像再生装置1の動作について説明する。
図1に示すように、はじめに、電子ホログラフィ立体映像再生装置1は、撮影レンズ11を介して被写体Wを、情報取得ホログラム生成手段20における立体映像情報取得手段2の要素レンズ2aにより要素画像とし、その要素画像の集積像を立体映像情報として撮像手段2cにより撮像する。そして、立体映像情報取得手段2により取得した立体映像情報である集積像により、被写体像から出る光の位相と振幅とを演算して干渉縞であるホログラムを生成し、生成したホログラムを記憶手段4に記憶する。なお、被写体Wが静止している画像である場合だけでなく、動作を伴う映像である場合にも同様にして被写体Wの動作をフレームごとにホログラムとして生成する。
Next, the operation of the electronic holographic stereoscopic video reproduction device 1 will be described.
As shown in FIG. 1, first, the electronic holography stereoscopic video reproduction device 1 converts the subject W into an element image by the element lens 2a of the stereoscopic image information acquisition unit 2 in the information acquisition hologram generation unit 20 through the photographing lens 11, The integrated image of the element images is picked up by the image pickup means 2c as stereoscopic video information. Then, by using the integrated image that is the stereoscopic video information acquired by the stereoscopic video information acquisition unit 2, the phase and amplitude of the light emitted from the subject image is calculated to generate a hologram that is an interference fringe, and the generated hologram is stored in the storage unit 4. To remember. Note that the motion of the subject W is generated as a hologram for each frame in the same manner not only when the subject W is a still image but also when the subject W is a video with motion.

電子ホログラフィ立体映像再生装置1は、ホログラムが生成されると、記憶手段4からホログラム表示手段6にホログラムのデータが送られてそれぞれ同じタイミング(同期を取った状態)で表示される。ホログラムが表示される場合は、光照射手段5により読出光が照射されて、そのホログラムである干渉縞に読出光が干渉することにより回折光として表示される。   When the hologram is generated, the electronic holographic stereoscopic video reproduction device 1 sends the hologram data from the storage unit 4 to the hologram display unit 6 and displays them at the same timing (synchronized state). When a hologram is displayed, the reading light is irradiated by the light irradiating means 5, and the reading light interferes with the interference fringes that are the hologram, so that it is displayed as diffracted light.

電子ホログラフィ立体映像再生装置1は、ホログラム表示手段6(6a,6b,6c)および光照射手段5(5a,5b,5c)により回折光が生成されて再生レンズ12(12a,12b,12c)によりそれぞれ集光されて光経路中の遮光板7(7a,7b,7c)によりそれぞれ回折光の半分が遮光され共役光等の再生像Wfを再生するときの不要となる不要光が除去される。そして、電子ホログラフィ立体映像再生装置1は、反射鏡8a、ハーフミラー8b,8cにより、それぞれの回折光が重ね合わされて結像することで再生像Wfを再生している。   In the electronic holographic stereoscopic video reproduction device 1, diffracted light is generated by the hologram display means 6 (6a, 6b, 6c) and the light irradiation means 5 (5a, 5b, 5c) and is reproduced by the reproduction lens 12 (12a, 12b, 12c). Half of the diffracted light is shielded by the light shielding plates 7 (7a, 7b, 7c) in the light path, respectively, and unnecessary light that is unnecessary when reproducing the reproduced image Wf such as conjugate light is removed. The electronic holographic stereoscopic video reproduction device 1 reproduces the reproduction image Wf by forming images by superimposing the respective diffracted lights by the reflecting mirror 8a and the half mirrors 8b and 8c.

電子ホログラフィ立体映像再生装置1は、撮影レンズ11と再生レンズ12とがここでは、リレーレンズの関係になるように配置されているため、被写体Wと同じサイズでかつ同じ奥行の立体カラー映像を表示することができる。なお、図1で示す撮影レンズ11と被写体Wの位置関係において、被写体Wの位置が撮影レンズ11の焦点距離より短いところに設置されている場合、被写体Wの再生像Wfは遮光板7と観察者の間となる位置に実像として表示される。また、図2で示す撮影レンズ11と被写体Wの位置関係において、被写体Wの位置が撮影レンズ11の焦点距離より十分遠い位置にある場合には、再生像Wfは、再生レンズ12を通して見える虚像として観察者に認識されることになる。さらに、図1および図2では、再生像Wfは、上下左右が被写体Wと同じ方向を向くように、ここでは、ホログラム表示手段6を上下左右の向きを反転して設置している。   The electronic holographic stereoscopic video reproduction device 1 displays a stereoscopic color video having the same size and the same depth as the subject W because the photographing lens 11 and the reproduction lens 12 are arranged so as to be a relay lens here. can do. In the positional relationship between the photographing lens 11 and the subject W shown in FIG. 1, when the subject W is installed at a position shorter than the focal length of the photographing lens 11, the reproduced image Wf of the subject W is observed with the light shielding plate 7. Displayed as a real image at a position between the two. In the positional relationship between the photographing lens 11 and the subject W shown in FIG. 2, when the position of the subject W is sufficiently far from the focal length of the photographing lens 11, the reproduced image Wf is a virtual image that can be seen through the reproducing lens 12. It will be recognized by the observer. Further, in FIG. 1 and FIG. 2, the hologram display means 6 is installed with the up / down / left / right directions reversed so that the reproduced image Wf is oriented in the same direction as the subject W in the up / down / left / right direction.

なお、電子ホログラフィ立体映像再生装置1は、情報取得ホログラム生成手段20までの構成を撮像装置Aとし、また、ホログラム表示手段6から後の構成を別体として再生装置Bとして構成することが都合がよい。その場合、記憶手段4のホログラムのデータは、ホログラム表示手段6に仮想線で示すようにドライブ9を設けて光ディスク等のメモリ媒体により撮像装置Aから再生装置Bへの受け渡しを行い、かつ、ドライブ9に受け取ったホログラムのデータを同期して表示する構成にすると実現できる。   The electronic holographic stereoscopic video reproduction device 1 is conveniently constructed as the imaging device A with the configuration up to the information acquisition hologram generation means 20 and as the reproduction device B with the configuration after the hologram display means 6 as a separate body. Good. In that case, the hologram data stored in the storage means 4 is transferred from the image pickup apparatus A to the reproduction apparatus B by a memory medium such as an optical disk by providing a drive 9 as indicated by a virtual line in the hologram display means 6, and the drive 9 can be realized by displaying the data of the received hologram in synchronism.

このように、図1の仮想線で示すように、電子ホログラフィ立体映像再生装置1を撮像装置Aと再生装置Bとに分離して構成した場合であっても、撮影レンズ11と再生レンズ12との光経路中における関係を、その撮影レンズ11および再生レンズ12がそれぞれの焦点距離の和の距離を離して設置することで、被写体Wの再生像Wfを、被写体Wの大きさおよび奥行きと同等以上として再生して表示することができる。   Thus, as shown by the phantom lines in FIG. 1, even when the electronic holographic stereoscopic video reproduction device 1 is configured to be separated into the imaging device A and the reproduction device B, the photographing lens 11 and the reproduction lens 12 The reproduction lens W and the reproduction lens 12 are set apart from the sum of their focal lengths so that the reproduction image Wf of the subject W is equivalent to the size and depth of the subject W. As described above, it can be reproduced and displayed.

また、電子ホログラフィ立体映像再生装置1は、情報取得ホログラム生成手段20の構成を、例えば、図3(a)、(b)あるいは図4に示すような構成としても構わない。図3(a)、(b)および図4は、電子ホログラフィ立体映像再生装置において情報取得ホログラム生成手段の他の構成をそれぞれ示す模式図である。なお、図3(a)、(b)および図4において、すでに説明した構成は同じ符号を付して説明を省略する。   Further, in the electronic holographic stereoscopic video reproduction device 1, the configuration of the information acquisition hologram generation means 20 may be configured as shown in FIGS. 3A, 3B, or 4, for example. FIGS. 3A, 3B, and 4 are schematic diagrams respectively showing another configuration of the information acquisition hologram generating means in the electronic holographic stereoscopic video reproduction device. 3 (a), 3 (b), and FIG. 4, the components already described are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

図3(a)に示すように、情報取得ホログラム生成手段20Aは、撮影レンズ11からは被写体Wの平面映像を取得する平面像撮像手段2Aと被写体Wの奥行情報を距離画像として取得する距離画像取得手段2Aとを備える立体映像情報取得手段2Aの構成であってもよい。 As shown in FIG. 3 (a), the information acquisition hologram generating unit 20A from the imaging lens 11 acquires depth information of the plane image capturing device 2A 1 and the object W to obtain a plane image of an object W as a distance image distance The configuration of the stereoscopic video information acquisition unit 2A including the image acquisition unit 2A 2 may be used.

図3(a)に示すように、平面像撮像手段2Aは、被写体Wの平面映像を通常のイメージセンサなどの同一平面上において映像を撮像するものである。また、距離画像取得手段2Aは、被写体Wに距離測定用の光を照射し、反射して戻ってくる光の遅延時間を計測することで被写体Wまでの距離を距離画像として求めて奥行情報とするものである。そして、撮像した平面映像とその平面映像に対応する距離画像とをマッチングして立体映像情報とし、その立体映像情報からホログラムを演算して求めている。なお、この距離画像取得手段2Aは、複数の撮影レンズ11aを横に並べて(図示せず)、得られる視点位置のずれた複数の平面映像間から、同じ被写体Wの映っている映像ブロックの相対的な位置ずれ量として得られる視差量を視差画像とし、その視差画像から得られた被写体までの距離を奥行情報として取得しても構わない。 As shown in FIG. 3A, the planar image capturing means 2A 1 captures a planar image of the subject W on the same plane such as a normal image sensor. The distance image acquiring unit 2A 2 irradiates light for distance measurement to the object W, depth information seeking distance to the subject W as a distance image by measuring the delay time of the light reflected back It is what. Then, the captured planar video and the distance image corresponding to the planar video are matched to obtain stereoscopic video information, and a hologram is calculated from the stereoscopic video information. The distance image acquisition means 2A 2 arranges a plurality of photographing lenses 11a side by side (not shown), and obtains a video block in which the same subject W is reflected from among a plurality of plane images obtained by shifting the viewpoint position. A parallax amount obtained as a relative positional shift amount may be used as a parallax image, and a distance to the subject obtained from the parallax image may be acquired as depth information.

また、図3(b)に示すように、距離画像取得手段2Aは、撮影レンズ11を使用すると共に、平面像撮像手段2Aの撮像光路からハーフミラーおよび反射鏡を光学系2Bとし、その光学系2Bを介して距離測定用の赤外線等の光を使用して距離画像を取得しても構わない。なお、この図3(b)の構成では、垂直ブランキング期間に参照光を照射することで、距離画像を得る構成としても構わない。この場合、距離を測る参照光として可視光が使用できる。 Further, as shown in FIG. 3B, the distance image acquisition unit 2A 2 uses the photographing lens 11, and uses a half mirror and a reflecting mirror as an optical system 2B 1 from the imaging optical path of the planar image imaging unit 2A 1 , it may be acquired distance image using light such as infrared for distance measurement through the optical system 2B 1. In the configuration shown in FIG. 3B, the distance image may be obtained by irradiating the reference light during the vertical blanking period. In this case, visible light can be used as reference light for measuring the distance.

さらに、図4に示すように、情報取得ホログラム生成手段20Cは、被写体Wにコヒーレントな光である参照光を照射する参照光照射手段2Cと、この参照光照射手段2Cにより照射された参照光をハーフミラーあるいは反射鏡で構成される光学系2Cを介して入射される参照光と、撮影レンズ11を介して入射する被写体像から出る光との干渉により、被写体の干渉縞であるホログラムを立体映像情報として撮像する撮像手段2Cとを備える構成としてもよい。この情報取得ホログラム生成手段20Cでは、すでに被写体Wのホログラムが生成されるため、PC3は、送られてきたホログラムのデータに1を掛けるだけで、記憶手段4に送ることになる。 Furthermore, as shown in FIG. 4 refer to the information acquiring hologram generating unit 20C is that the reference light irradiating means 2C 1 which irradiates a reference beam which is coherent light to the object W, which is illuminated by the reference light irradiating means 2C 1 Holograms that are interference fringes of the subject due to interference between the reference light that is incident through the optical system 2 </ b > C 2 composed of a half mirror or a reflecting mirror and the light that is emitted from the subject image that is incident through the photographing lens 11. It is good also as a structure provided with the imaging means 2C3 which images 3 as 3D image information. In this information acquisition hologram generation means 20C, since the hologram of the subject W has already been generated, the PC 3 simply sends 1 to the hologram data that has been sent and sends it to the storage means 4.

また、図示しないが、再生レンズ12を撮影レンズ11の焦点距離より長い焦点距離を持つレンズ、もしくは、短い焦点距離を持つレンズとする構成としても構わない。このように再生レンズ12の焦点距離を撮影レンズ11の焦点距離よりも長い焦点距離とすることで、被写体Wが小さな場合、再生像Wfを大きな像として再生することができる。また、再生レンズ12を、撮影レンズ11の焦点距離より短い焦点距離を持つレンズとすることで、被写体Wが遠くに位置した場合に、再生像は拡大して見ることができる。   Although not shown, the reproducing lens 12 may be a lens having a focal length longer than the focal length of the photographing lens 11 or a lens having a short focal length. Thus, by setting the focal length of the reproducing lens 12 to be longer than the focal length of the photographing lens 11, when the subject W is small, the reproduced image Wf can be reproduced as a large image. Further, when the reproduction lens 12 is a lens having a focal length shorter than the focal length of the photographing lens 11, the reproduction image can be enlarged when the subject W is located far away.

以上、説明したように、電子ホログラフィ立体映像再生装置1は、そのホログラムの生成する手段は、特に限定されるものではない。また、遮光板7による遮光する範囲は、R用ホログラム、G用ホログラム、B用ホログラムにより、それぞれ同じ回折光の範囲を遮光するように説明したが、カラー化の代わりに視域を拡大する為に異なった視点からのホログラムをホログラム表示手段6a,6b,6cに表示する場合などでは、異なる回折光の範囲(例えば、上側と真中と下側)を遮光する構成としても構わない。また、ここでは、カラー画像あるいはカラー映像の再生像について説明したが、単色画像あるいは単色映像として再生像を表示するようにしても構わない。   As described above, in the electronic holographic stereoscopic video reproduction device 1, the means for generating the hologram is not particularly limited. Further, the light shielding range by the light shielding plate 7 has been described so that the same diffracted light range is shielded by the R hologram, the G hologram, and the B hologram, but in order to enlarge the viewing area instead of colorization. For example, when displaying holograms from different viewpoints on the hologram display means 6a, 6b, 6c, etc., it is possible to block different diffracted light ranges (for example, upper, middle and lower sides). In addition, here, a reproduction image of a color image or a color video has been described, but a reproduction image may be displayed as a single color image or a single color video.

さらに、再生像Wfをカラーで表示する場合として、図1に示すように、RGBで光経路を分けて後に重ねる構成で説明したが、例えば、RGBのホログラム表示手段6(6a,6b,6c)から一つの同じ光経路になるように、ハーフミラー(図示せず)あるいは反射鏡(図示せず)を介して出力して、そのRGBの光が重なった光経路中に再生レンズ12、遮光板7を、それぞれ一つ設置して再生像をカラーで表示する構成としても構わない。   Furthermore, the case where the reproduced image Wf is displayed in color has been described with a configuration in which the optical paths are separated and overlapped with each other as shown in FIG. 1, for example, RGB hologram display means 6 (6a, 6b, 6c) Is output through a half mirror (not shown) or a reflecting mirror (not shown) so that the same light path is formed, and the reproduction lens 12 and the light shielding plate are in the light path where the RGB lights overlap. 7 may be installed to display the reproduced image in color.

なお、電子ホログラフィ立体映像再生装置1では、撮影レンズ11および再生レンズ12の位置を所定の位置に設定すると共に、焦点距離を同じもの、あるいは、異ならせることで、被写体Wの大きさと同等およびそれ以上の大きさとなる再生像Wfを表示するように構成したが、被写体Wより小さく再生像を表示することもできる。つまり、焦点距離に対する被写体Wの位置の調整と、両レンズの焦点距離を互いに異ならせて配置することで、再生像Wfは、被写体Wより小さく再生することができる。   In the electronic holographic stereoscopic video reproduction device 1, the positions of the photographing lens 11 and the reproduction lens 12 are set to predetermined positions, and the focal length is the same or different, so that the size of the subject W is equal to or different from that. Although the playback image Wf having the above size is displayed, the playback image can be displayed smaller than the subject W. That is, the reproduced image Wf can be reproduced smaller than the subject W by adjusting the position of the subject W with respect to the focal length and disposing the focal lengths of the two lenses different from each other.

本発明に係る電子ホログラフィ立体映像再生装置の全体構造を模式的に示す模式図である。It is a schematic diagram which shows typically the whole structure of the electronic holography three-dimensional-image reproduction | regeneration apparatus concerning this invention. 本発明に係る電子ホログラフィ立体映像再生装置の撮影レンズと再生レンズの設置位置の関係を模式的に示す模式図である。It is a schematic diagram which shows typically the relationship between the photographic lens of the electronic holography three-dimensional-image reproduction | regeneration apparatus which concerns on this invention, and the installation position of a reproduction | regeneration lens. (a)、(b)は、本発明に係る電子ホログラフィ立体映像再生装置における情報取得ホログラム生成手段の他の構成を示す模式図である。(A), (b) is a schematic diagram which shows the other structure of the information acquisition hologram production | generation means in the electronic holography three-dimensional-video reproduction | regeneration apparatus based on this invention. 本発明に係る電子ホログラフィ立体映像再生装置における情報取得ホログラム生成手段の他の構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the other structure of the information acquisition hologram production | generation means in the electronic holography three-dimensional-image reproduction | regeneration apparatus based on this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 電子ホログラフィ立体映像再生装置
2,2A,2B,2C 立体映像情報取得手段
2A 平面像撮像手段
2A 距離画像取得手段
2C 参照光照射手段
2C 光学系
2C 撮像手段
2a 要素レンズ
2b 要素レンズ群
2c 撮像手段
3 ホログラム生成手段
4 記憶手段
5,5a,5b,5c 光照射手段
6 ホログラム表示手段
6a R用ホログラム表示手段
6b G用ホログラム表示手段
6c B用ホログラム表示手段
7 遮光板
7a 遮光板
7b 遮光板
7c 遮光板
8 反射光学系
8a 反射鏡
8b ハーフミラー
8c ハーフミラー
11 撮影レンズ
11a 撮影レンズ
12 再生レンズ
12a,12b,12c 再生レンズ
20 情報取得ホログラム生成手段
20A 情報取得ホログラム生成手段
20B 情報取得ホログラム生成手段
20C 情報取得ホログラム生成手段
W 被写体
Wf 再生像
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Electronic holography 3D image reproduction apparatus 2, 2A, 2B, 2C 3D image information acquisition means 2A 1 Plane image imaging means 2A 2 Distance image acquisition means 2C 1 Reference light irradiation means 2C 2 Optical system 2C 3 Imaging means 2a Element lens 2b Element Lens group 2c Imaging means 3 Hologram generation means 4 Storage means 5, 5a, 5b, 5c Light irradiation means 6 Hologram display means 6a R hologram display means 6b G hologram display means 6c B hologram display means 7 Light shielding plate 7a Light shielding plate 7b Shielding plate 7c Shielding plate 8 Reflecting optical system 8a Reflecting mirror 8b Half mirror 8c Half mirror 11 Shooting lens 11a Shooting lens 12 Playback lens 12a, 12b, 12c Playback lens 20 Information acquisition hologram generation means 20A Information acquisition hologram generation means 20B Information acquisition Hologram generation means 20C Information acquisition hologram generating means W Subject Wf Reproduced image

Claims (8)

被写体を撮影する撮影レンズと、この撮影レンズを通過して形成される被写体像から出る光の位相と振幅を表す干渉縞を生成する情報取得ホログラム生成手段と、この情報取得ホログラム生成手段により生成されたホログラムを表示するホログラム表示手段と、このホログラム表示手段により表示されるホログラムに読出光を照射する光照射手段と、この光照射手段の読出光により出力される前記ホログラムの回折光を通して再生像を形成する再生レンズと、この再生レンズの焦点の位置に配置して、前記回折光の半分を遮断する遮光板と、を備え、
前記撮影レンズから当該撮影レンズにより形成される被写体像までの距離と、前記ホログラム表示手段により表示されるホログラムによる被写体像から前記再生レンズまでの距離とを合わせた距離が、前記撮影レンズの焦点距離および前記再生レンズの焦点距離の和の距離となるように設定されることを特徴とする電子ホログラフィ立体映像再生装置。
A photographic lens for photographing a subject, an information acquisition hologram generating means for generating interference fringes representing the phase and amplitude of light emitted from the subject image formed through the photographing lens, and generated by the information acquisition hologram generating means Hologram display means for displaying the hologram, light irradiation means for irradiating the hologram displayed by the hologram display means with reading light, and a reproduced image through the diffracted light of the hologram output by the reading light of the light irradiation means A reproducing lens to be formed, and a light-shielding plate arranged at the focal position of the reproducing lens to block half of the diffracted light,
The distance obtained by combining the distance from the photographing lens to the subject image formed by the photographing lens and the distance from the subject image by the hologram displayed by the hologram display unit to the reproduction lens is the focal length of the photographing lens. And an electronic holographic stereoscopic video reproduction apparatus, characterized in that the distance is set to a sum of the focal lengths of the reproduction lenses.
前記撮影レンズと前記再生レンズとがリレーレンズを形成することを特徴とする請求項1に記載の電子ホログラフィ立体映像再生装置。   The electronic holographic stereoscopic video reproduction apparatus according to claim 1, wherein the photographing lens and the reproduction lens form a relay lens. 前記再生レンズは、前記撮影レンズの焦点距離より長い焦点距離を持つレンズ、もしくは、前記撮影レンズの焦点距離より短い焦点距離を持つレンズであることを特徴とする請求項1に記載の電子ホログラフィ立体映像再生装置。   2. The electronic holographic solid according to claim 1, wherein the reproduction lens is a lens having a focal length longer than a focal length of the photographing lens or a lens having a focal length shorter than a focal length of the photographing lens. Video playback device. 前記情報取得ホログラム生成手段は、コヒーレントな光を被写体に照射すると共に、参照光とする参照光照射手段と、この参照光照射手段からの参照光を、前記撮影レンズを介した後の被写体像からの光と重ねて得られる干渉縞を撮像する干渉縞撮像手段とを備えることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の電子ホログラフィ立体映像再生装置。   The information acquisition hologram generating unit irradiates a subject with coherent light, and uses a reference light irradiating unit as a reference light and a reference light from the reference light irradiating unit from a subject image after passing through the photographing lens. 3. The electronic holographic stereoscopic video reproduction device according to claim 1, further comprising: an interference fringe imaging unit that captures an interference fringe obtained by superimposing the light with the light. 前記情報取得ホログラム生成手段は、前記撮影レンズを介して被写体像から出る光を透過して要素画像とする要素レンズをアレー状に配置した要素レンズ群と、この要素レンズ群を通して得られる要素画像の集積像を立体映像情報として撮像する撮像手段と、この撮像手段で撮像した立体映像情報から前記被写体像の光の位相と振幅を示す干渉縞を演算して求めるホログラム生成手段と、を備えることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の電子ホログラフィ立体映像再生装置。   The information acquisition hologram generating means includes an element lens group in which element lenses that transmit light emitted from a subject image through the photographing lens and serve as an element image are arranged in an array, and an element image obtained through the element lens group. Image pickup means for picking up an integrated image as stereoscopic video information, and hologram generation means for calculating an interference fringe indicating the phase and amplitude of light of the subject image from the stereoscopic video information picked up by the image pickup means. The electronic holographic stereoscopic video reproduction apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that 前記情報取得ホログラム生成手段は、前記撮影レンズを介して被写体像を平面映像として取得する平面像撮像手段と、この平面像撮像手段の平面映像の取得と同時に、その平面映像の奥行情報を、前記撮影レンズまたは別の撮影レンズを介して得られる前記被写体までの距離を示す距離画像として取得する距離画像取得手段と、この距離画像取得手段で取得した距離画像と前記平面像撮像手段により撮像した平面映像とをマッチングさせ前記被写体と当該被写体の奥行情報との組により生成される前記立体映像情報から、前記被写体像の光の位相と振幅を示す干渉縞を演算して求めるホログラム生成手段と、を備えることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の電子ホログラフィ立体映像再生装置。   The information acquisition hologram generation means is a plane image imaging means for acquiring a subject image as a plane image via the photographing lens, and simultaneously with the acquisition of the plane image of the plane image imaging means, the depth information of the plane image is obtained as described above. Distance image acquisition means for acquiring as a distance image indicating the distance to the subject obtained via the imaging lens or another imaging lens, the distance image acquired by the distance image acquisition means, and the plane imaged by the planar image imaging means Hologram generation means for calculating and obtaining interference fringes indicating the phase and amplitude of light of the subject image from the stereoscopic video information generated by matching the video and the subject and the depth information of the subject. The electronic holographic stereoscopic video reproduction device according to claim 1, further comprising: 前記情報取得ホログラム生成手段は、前記立体映像情報からRGBに対応するそれぞれのR用ホログラム、G用ホログラム、B用ホログラムを生成し、
前記ホログラム表示手段は、前記R用ホログラム、前記G用ホログラム、前記B用ホログラムを表示し、
前記再生レンズは、RGBに対応する前記R用ホログラム、前記G用ホログラム、前記B用ホログラムのそれぞれの光経路中に配置され、
前記再生レンズのそれぞれを通過した光を重ねて前記被写体の再生像を表示するように、反射鏡およびハーフミラーを設置することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の電子ホログラフィ立体映像再生装置。
The information acquisition hologram generation means generates R holograms, G holograms, and B holograms corresponding to RGB from the stereoscopic image information,
The hologram display means displays the R hologram, the G hologram, and the B hologram,
The reproduction lens is arranged in each optical path of the R hologram, the G hologram, and the B hologram corresponding to RGB,
3. The electronic holographic stereoscopic image according to claim 1, wherein a reflecting mirror and a half mirror are provided so as to display a reproduced image of the subject by superimposing light that has passed through each of the reproducing lenses. Playback device.
撮影レンズを介して表示される被写体の被写体像から出る光の位相と振幅を表す干渉縞をホログラムとして生成する撮像装置から前記ホログラムのデータを受け取り、前記ホログラムを表示して前記被写体の再生像を再生する電子ホログラフィ立体映像再生装置において、
前記ホログラムを表示するホログラム表示手段と、このホログラム表示手段により表示されるホログラムに読出光を照射する光照射手段と、この光照射手段の読出光により出力される前記ホログラムの回折光を通して再生像を形成する再生レンズと、この再生レンズの焦点の位置に配置して、前記回折光の半分を遮断する遮光板と、を備え、
前記撮影レンズから当該撮影レンズにより形成される被写体像までの距離と、前記ホログラム表示手段により表示されるホログラムによる被写体像から前記再生レンズまでの距離とを合わせた距離が、前記撮影レンズの焦点距離と前記再生レンズの焦点距離との和の距離となるように、前記再生レンズを設置したことを特徴とする電子ホログラフィ立体映像再生装置。
Data of the hologram is received from an imaging device that generates interference fringes representing the phase and amplitude of light emitted from the subject image of the subject displayed through the photographing lens as a hologram, and the hologram is displayed to display a reproduced image of the subject In an electronic holographic stereoscopic video playback device for playback,
A hologram display means for displaying the hologram, a light irradiation means for irradiating the hologram displayed by the hologram display means with reading light, and a reproduced image through the diffracted light of the hologram output by the reading light of the light irradiation means A reproducing lens to be formed, and a light-shielding plate arranged at the focal position of the reproducing lens to block half of the diffracted light,
The distance obtained by combining the distance from the photographing lens to the subject image formed by the photographing lens and the distance from the subject image by the hologram displayed by the hologram display unit to the reproduction lens is the focal length of the photographing lens. An electronic holographic stereoscopic video reproduction apparatus, wherein the reproduction lens is installed so as to have a sum of the focal length of the reproduction lens and the focal length of the reproduction lens.
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