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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf Vorrichtungen zur Erzeugung
stereoskopischer Bilder, und genauer auf eine Vorrichtung zur Erzeugung stereoskopischer
Bilder zum Erhalt von zwei stereoskopischen Bildern mit Parallaxe.
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Beschreibung
der Hintergrundtechnik
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Ein
Verfahren, in dem zwei Kameras simultan das gleiche Objekt von verschiedenen
Orten des Blickpunkts aufnehmen, um die dreidimensionale Position
des Objekts zu messen, basierend auf Parallaxeninformation von zwei
aufgenommenen Bildern, war bekannt (im Folgenden erste Hintergrundtechnik genannt).
Ein beispielhaftes Verfahren dieser Art wird beschrieben in „Image
of 3D Space-Mathematical Geometry", Seiten 142–143, Koichiro
Deguchi, herausgegeben von Shokodo, Mai 1991 (ISBN4-7856-2125-7C3355).
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Die
japanische Offenlegungsschrift Nr. 7-248212 offenbart ein Verfahren
zur Erzeugung eines stereoskopischen Bildes, das Parallaxeninformation
beinhaltet, durch die Verwendung einer einzigen Kamera (im Weiteren
zweite Hintergrundtechnik genannt). Eine dreidimensionale Vorrichtung
zur Messung der Form gemäß der zweiten
Hintergrundtechnik ist so aufgebaut, dass vier Spiegel vor der Kamera
zur Verfügung
gestellt werden, die simultan ein linkes Bild von einem linken Blickpunkt
aufnehmen und ein rechtes Bild von einem rechten Blickpunkt, und dass
die so erhaltenen linken und rechten Bilder in die Blickfelder der
linken Hälfte
bzw. der rechten Hälfte
der einzigen Kamera eingegeben werden.
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Die
obige erste Hintergrundtechnik erhält ein stereoskopisches Bild,
indem sie zwei Kameras verwendet und daher zwei Bildsysteme benötigt, was
zu einer großen
Systemstruktur und hohen Kosten führt.
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Andererseits
ist in der obigen zweiten Hintergrundtechnik das Blickfeld der einzigen
Kamera in zwei Hälften
geteilt, eine linke Hälfte
und eine rechte Hälfte,
und diese zwei Blickfelder nehmen nach Teilung unabhängig linke
und rechte Bilder auf. Der Blickwinkel für den Fall, dass das Objekt
von einem der Blickfelder betrachtet wird, wird daher nach Teilung
der halbe Blickwinkel für
den Fall, dass es vom ganzen Blickfeld der Kamera betrachtet wird.
Dies wird genauer mit Bezug auf 11 beschrieben
werden. Angenommen, die Bildgröße des gesamten Blickfelds
in der Kamera ist z.B. 640 × 480
Pixel, werden ein linkes Bild und ein rechtes Bild, für den Fall, dass
sie in voller Größe aufgenommen
werden, durch ein linkes Bild 1101 und ein rechtes Bild 1102 in 11 dargestellt.
Dieses rechte und linke Bild 1101 und 1102 sind
aber zu groß,
um so, wie sie sind, im linken bzw. rechten Blickfeld gespeichert
zu werden. Daher werden Teile des linken Bildes 1101 in den
Bereichen b und c (320 × 480
Pixel) im linken Blickfeld der Kamera gespeichert, und Teile des
rechten Bildes 1102 in den Bereichen f und g (320 × 480 Pixel)
werden im rechten Blickfeld der Kamera gespeichert. Das bedeutet,
dass die effektiven Blickfelder in Längsrichtung des linken und
des rechten Bildes 1101 und 1102 halbiert werden.
Dies führt
dazu, dass Bilder von äußeren Teilen
a und d des linken Bildes 1101 und Bilder von äußeren Teilen
e und h des rechten Bildes 1102 unvorteilhafterweise eliminiert werden.
Dies ermöglicht
es nicht, Parallaxeninformationen des ganzen Objekts zu erhalten,
was Schwierigkeiten bei der Messung der dreidimensionalen Position
aufwirft.
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Andere
Beispiele von herkömmlichen
stereoskopischen Vorrichtungen zur Bildererzeugung sind in US-A-3
825 328 offenbart.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Es
ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung
zur Erzeugung stereoskopischer Bilder zur Verfügung zu stellen, die in der Lage
ist, ein einziges stereoskopisches Bild mit Parallaxe aus zwei Bildern
mit einem weiten effektiven Blickfeld zu erhalten.
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Die
vorliegende Erfindung hat die folgenden verschiedenen Merkmale,
um die obige Aufgabe zu lösen.
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Ein
erster Aspekt der vorliegenden Erfindung ist auf eine Vorrichtung
zur Erzeugung stereoskopischer Bilder gerichtet, zum Erhalt eines
stereoskopischen Bildes mit Parallaxe durch eine einzige Kamera,
wie in Anspruch 1 definiert.
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Wie
oben im ersten Aspekt beschrieben ist, werden zwei Bilder von einem
Objekt, die von den zwei Objektivlinsen von verschieden Orten des
Blickpunkten erhalten worden sind, zu einem einzigen Bild zusammengefügt und dann
reduziert, um auf die Bildaufnahmevorrichtung projiziert zu werden.
Es ist daher möglich,
ein einziges stereoskopisches Bild mit Parallaxe zu erhalten, ohne
die effektiven Blickfelder der zwei Bilder einzuengen.
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Wenn
zwei stereoskopische Bilder nicht gut in die Aufnahmefläche der
Bildaufnahmevorrichtung eingepasst sind, ist es möglich, die
Beziehung in Positionen zwischen zwei Bildern durch Rotation zu
korrigieren.
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Das
Bildrotationsmittel rotiert die zwei durch die zwei Objektivlinsen
vor der Synthese durch die Bildzusammenfügungsmittel erhaltenen Bilder;
und das Bilderhaltungsmittel fügt
die zwei Bilder, die durch das Bildrotationsmittel rotiert werden,
zu einem einzigen Bild zusammen.
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Das
Bildrotationsmittel rotiert das Bild oder die Bilder um 90 Grad.
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Das
Bildzusammenfügungsmittel
ordnet die zwei durch die zwei Objektivlinsen erhaltenen Bilder rechts
und links an und generiert ein einziges zusammengefügtes Bild.
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Das
Bildzusammenfügungsmittel
ordnet die zwei durch die zwei Objektivlinsen erhaltenen Bilder oben
und unten an und generiert ein einziges zusammengefügtes Bild.
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Die
Vorrichtung zur Erzeugung stereoskopischer Bilder umfasst weiterhin:
Mittel
zur Veränderung
des Längenverhältnisses
zur Reduzierung/Vergrößerung der
zwei Bilder, die durch die zwei Objektivlinsen erhalten wurden,
durch optische Operation vor Synthese durch das Bildzusammenfügungsmittel,
wodurch ein Längenverhältnis eines
jeden der zwei Bilder verändert
wird.
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Durch
Veränderung
eines jeden Längenverhältnisses
der zwei durch die zwei Objektivlinsen erhaltenen Bilder ist es
möglich,
die Größe des zusammengefügten Bildes
nach Reduzierung mit der Größe der Aufnahmefläche der
Bildaufnahmevorrichtung beinahe vollständig in Einklang zu bringen.
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Ein
zweiter Aspekt ist auf eine Vorrichtung zur Erzeugung stereoskopischer
Bilder gerichtet, zum Erhalten eines stereoskopischen Bildes mit
Parallaxe, wie in Anspruch 4 definiert.
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Wie
oben in dem zweiten Aspekt beschrieben, werden zwei Bilddatensätze mit
Parallaxe, die durch zwei Bildaufnahmemittel erzeugt wurden, in
einen einzigen Bilddatensatz zusammengeführt und dann reduziert, um
im Speichermittel gespeichert zu werden. Es ist deshalb möglich, einen
einzigen Bilddatensatz mit Parallaxe zu erhalten, ohne die effektiven
Blickfelder der zwei Bilddatensätze
einzuengen, was zu einer kleinen Kapazität der Speichervorrichtung führt.
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Wenn
die zwei Bilddatensätze
nicht gut in die Rahmengröße des Speichermittels
eingepasst sind, ist es möglich,
das Verhältnis
in Positionen zwischen den Bilddaten durch Rotation zu korrigieren.
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Gemäß einem
elften Aspekt im zehnten Aspekt, rotiert das Bildrotationsmittel
die zwei Bilddatensätze,
die durch die zwei Bildaufnahmemittel generiert wurden, vor Synthese
durch die Bildzusammenfügungsmittel;
und
fügt
das Bildzusammenfügungsmittel
die zwei Bilddatensätze,
die durch das Bildrotationsmittel rotiert wurden, in einen einzigen
Bilddatensatz zusammen.
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Das
Bildrotationsmittel rotiert die Bilddaten um 90 Grad.
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Das
Bildzusammenfügungsmittel
ordnet die zwei Bilddatensätze,
die durch die zwei Bildaufnahmemittel generiert wurden, rechts und
links an und generiert einen einzigen Bilddatensatz.
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Das
Bildzusammenfügungsmittel
ordnet die zwei Bilddatensätze,
die durch die zwei Bildaufnahmemittel generiert wurden, oben und
unten an und generiert einen einzigen Bilddatensatz.
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Das
Bildreduktionsmittel reduziert den einzigen Bilddatensatz nach Synthese
durch das Bildzusammenfügungsmittel,
wobei es ein Längenverhältnis des
einzigen Bilddatensatzes verändert.
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Durch
Veränderung
des Längenverhältnisses
der Bilddaten nach der Synthese durch das Bildzusammenfügungsmittel
ist es möglich,
die Größe des zusammengefügten Bildes
nach der Reduktion mit der Rahmengröße des Speichermittels fast
vollständig
in Übereinstimmung
zu bringen.
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Diese
und andere Aufgaben, Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden
Erfindung werden offensichtlicher werden aus der folgenden detaillierten
Beschreibung der vorliegenden Erfindung in Verbindung mit der angehängten Zeichnung.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNG
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1 ist
ein Diagramm, das die Struktur einer Vorrichtung zur Erzeugung stereoskopischer
Bilder gemäß einer
ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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2 ist
ein Flussdiagramm, das die Operation der Vorrichtung zur Erzeugung
stereoskopischer Bilder, wie in 1 dargestellt,
zeigt;
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3 ist
ein Diagramm, das Veränderungen erhaltener
Bilder zeigt, in der Vorrichtung zur Erzeugung stereoskopischer
Bilder, wie in 1 dargestellt;
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4 ist
ein Diagramm, das die Struktur eines optischen Systems einer Vorrichtung
zur Erzeugung stereoskopischer Bilder gemäß einer zweiten Ausführungsform,
nicht Teil der vorliegenden Erfindung, zeigt;
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5 ist
ein Diagramm, das Veränderungen erhaltener
Bilder zeigt, in der Vorrichtung zur Erzeugung stereoskopischer
Bilder, wie in 4 dargestellt;
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6 ist
ein Diagramm, das Veränderungen von
Bildern zeigt, in der Vorrichtung zur Erzeugung stereoskopischer
Bilder, wie in 4 dargestellt, wenn eine Linse
zur Vergrößerung in
seitlicher Richtung verwendet wird als Reduktions-/Vergrößerungslinse;
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7 ist
ein Blockdiagramm, das die Struktur einer Vorrichtung zur Erzeugung
stereoskopischer Bilder gemäß einer
dritten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung zeigt;
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8 ist
ein Flussdiagramm, das die Operation einer Vorrichtung zur Erzeugung
stereoskopischer Bilder, wie in 7 dargestellt,
zeigt;
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9 ist
ein Diagramm, das ein Beispiel von Rotationsinformation zeigt, die
in einer Tabelle in 7 zum Setzen des Rotationsrichtungswinkels eingetragen
ist;
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10 ist
ein Diagramm, das ein Beispiel einer synthesebezogenen Information
zeigt, die in einer Tabelle in 7 zum Setzen
einer synthesebezogenen Information eingetragen ist; und
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11 ist
ein Diagramm zur Beschreibung, dass ein Blickfeld in einer herkömmlichen
Vorrichtung zur Erzeugung stereoskopischer Bilder beschränkt ist.
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BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN
AUSFÜHRUNGSFORM
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(Erste Ausführungsform)
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1 ist
ein Diagramm, das die Struktur einer Vorrichtung zur Erzeugung stereoskopischer
Bilder gemäß einer
ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt. In 1 beinhaltet
die Vorrichtung zur Erzeugung stereoskopischer Bilder der vorliegenden
Ausführungsform
Objektivlinsen 101 und 102, die mit einem bestimmten
Abstand beabstandet sind, ein Dove-Prisma 103, das entsprechend
der Objektivlinse 101 zur Verfügung gestellt ist, ein Dove-Prisma 104,
das entsprechend der Objektivlinse 102 zur Verfügung gestellt
ist, Spiegel mit Totalreflexion 105 und 107, die
entsprechend der Objektivlinse 101 zur Verfügung gestellt
sind, Spiegel mit Totalreflexion 106 und 108,
die entsprechend der Objek tivlinse 102 zur Verfügung gestellt
sind, eine Kondensatorlinse 109 und ein CCD 110,
das eine Halbleiter-Bildaufnahmevorrichtung ist.
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2 ist
ein Flussdiagramm, das die Operation einer Vorrichtung zur Erzeugung
stereoskopischer Bilder, wie in 1 dargestellt,
zeigt. 3 ist ein Diagramm, das Veränderungen von erhaltenen Bildern
in der Vorrichtung zur Erzeugung stereoskopischer Bilder, wie in 1 dargestellt,
zeigt. Unten beschrieben ist die Operation in der Ausführungsform,
dargestellt in 1, mit Bezug auf 2 und 3.
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Als
erstes erhalten die Objektivlinsen 101 und 102,
die um einen Abstand B mm beabstandet sind, simultan Bilder eines
Objekts (nicht dargestellt) von verschiedenen Orten des Blickpunkts
aus (Schritt S1). In 3 stellt ein Bild 301 ein
Bild dar, das durch die Objektivlinse 101 erhalten wurde,
und ein Bild 302 stellt ein Bild dar, das durch die Objektivlinse 102 erhalten
wurde.
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Man
beachte, dass für
ein klares Verständnis der
Größe des Blickfelds
es hier angenommen wird, dass ein Bild von 640 × 480 Pixeln, das gleich der Größe eines
Videosignals ist, die Objektivlinsen 101 und 102 durchquert.
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Die
Bilder 301 und 302, die gleichzeitig durch die
Objektivlinsen 101 und 102 erhalten werden, werden
durch die Dove-Prismen 103 bzw. 104 um 90 Grad
im Uhrzeigersinn gedreht (Schritt S2). In 3 stellt
ein Bild 303 ein Bild nach Rotation durch das Dove-Prisma 103 dar
und ein Bild 304 stellt ein Bild nach Rotation durch das
Dove-Prisma 104 dar. Die Bilder 303 und 304 nach
Rotation (480 × 640
Pixel) haben dieselbe Größe wie die
Bilder 301 und 302 (640 × 480 Pixel), wobei jeweils
das Seitenverhältnis (Länge zu Breite)
umgekehrt wurde. Die Rotationsrichtung der durch die Objektivlinsen 101 und 102 erhaltenen
Bilder ist leicht veränderbar
durch Veränderung
der Einstellungsrichtung der Dove-Prismen 103 und 104.
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Die
Bilder 303 und 304 werden nach Rotation durch
die Dove-Prismen 103 und 104 werden durch die
Spiegel mit Totalreflexion 105 bzw. 106 reflektiert
und auf die Spiegel mit Totalreflexion 107 und 108 projiziert
(Schritt S3).
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Die
Spiegel mit Totalreflexion 107 und 108 reflektieren
die projizierten Bilder 303 bzw. 304, so dass
die Fortschreitungsrichtungen der Bilder parallel zueinander werden,
wodurch die Bilder 303 und 304 in ein einziges
Bild zusammengefügt
werden (Schritt S4). In 3 stellt ein Bild 305 ein
Bild nach Synthese dar. Das Bild nach Synthese wird 960 × 640 (=
480 × 640
+ 480 × 640)
Pixel groß.
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Das
Bild 305 nach Synthese (960 × 640 Pixel) wird um ein vorbestimmtes
Reduktionsverhältnis durch
die Kondensatorlinse 109 reduziert und auf eine Aufnahmefläche des
CCD 110 projiziert (Schritt S5). In 3 ist ein
Bild 306 ein Bild, das auf eine Aufnahmefläche 307 des
CCD 110 nach Reduktion durch die Kondensatorlinse 109 projiziert
wird. Da das Reduktionsverhältnis
der Kondensatorlinse 109 2/3 (= 0,666 ...) entlang einer
beliebigen rechtwinkligen Richtung um eine optische Achse ist, wird
das reduzierte Bild 306 640 × 427 Pixel groß.
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Wie
oben beschrieben, kann gemäß der ersten
Ausführungsform
eine einzige Kamera ein stereoskopisches Bild mit Parallaxe erhalten,
ohne die Blickfelder des rechten und linken Bildes verschiedener
Blickpunkte einzuengen.
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Obwohl
die Bildrotationsoperation vor der Operation der Bildzusammenfügung in
der obigen ersten Ausführungsform
durchgeführt
wird, kann die Bildrotationsoperation nach der Operation der Bildzusammenfügung ausgeführt werden.
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(Zweite Ausführungsform)
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4 ist
ein Diagramm, das die Struktur eines optischen Systems einer Vorrichtung
zur Erzeugung stereoskopischer Bilder gemäß einer zweiten Ausführungsform,
nicht Teil der vorliegenden Erfindung, darstellt. In 4 beinhaltet
die Vor richtung zur Erzeugung stereoskopischer Bilder der vorliegenden
Ausführungsform
Objektivlinsen 401R und 401L, die um einen bestimmten
Abstand beabstandet sind, erste Deflexionsprismen 402R und 402L,
Reduktions-/Vergrößerungslinsen 403R und 403L,
zweite Deflexionsprismen 404R und 404L, dritte
Deflexionsprismen 405R und 405L, Bildinversionslinsen 406R und 406L,
ein Zusammenfügungsprisma 407,
eine Kondensatorlinse 408 und ein CCD 409.
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In
der obigen ersten Ausführungsform
werden das rechte und das linke Bild, die durch die Objektivlinsen 101 und 102 erhalten
wurden, so zusammengefügt,
wie sie sind, und dann auf die Bildaufnahmefläche des CCD 110 projiziert.
Wie in 3 dargestellt, ist die Länge (427 Pixel) des reduzierten
Bildes 306 daher etwas kürzer als die Länge (480
Pixel) der Bildaufnahmefläche 307 des
CCD 110. Das bedeutet, dass in der ersten Ausführungsform
die Bildaufnahmefläche 307 des
CCD 110 nicht voll ausgenutzt wird. Andererseits kann in
der zweiten Ausführungsform
durch Veränderung
des Seitenverhältnisses
des linken und des rechten Bildes, die durch die Objektivlinsen 401R und 401L erhalten
wurden, vor ihrer Zusammenfügung
die Bildaufnahmefläche
des CCD 409 voll ausgenutzt werden.
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5 ist
ein Diagramm, das Veränderungen der
erhaltenen Bilder in der Vorrichtung zur Erzeugung stereoskopischer
Bilder, wie in 4 dargestellt, zeigt. Unten
beschrieben ist die Operation der Ausführungsform, dargestellt in 4,
mit Bezug auf 5.
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Zunächst erhalten
die Objektivlinsen 401R und 401L, die um einen
bestimmten Abstand beabstandet sind, gleichzeitig Bilder eines Objekts
(nicht dargestellt) von verschiedenen Orten des Blickpunkts aus.
In 5 stellt ein Bild 501 ein Bild dar, das
durch die Objektivlinse 401R erhalten wurde, und ein Bild 502 stellt
ein Bild dar, das durch die Objektivlinse 401L erhalten
wurde. Man beachte, dass für
ein klares Verständnis
der Größe des Blickfeldes
es hier angenommen wird, dass ein Bild von 640 × 480 Pixeln, das gleich der
Größe eines
Videosignals ist, die Objektivlinsen 401R und 401L durchläuft.
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Die
Bilder 501 und 502, die gleichzeitig durch die
Objektivlinsen 441R und 401L erhalten werden, werden
durch die Beugungsprismen 402R und 402L in die
Fortschreitungsrichtungen umgelenkt und in die Reduktions-Vergrößerungslinsen 403R bzw. 403L gegeben.
Die Reduktions-Vergrößerungslinsen 403R und 403L reduzieren
nur die Größe in Längsrichtung
der Bilder 501 bzw. 502. Das bedeutet, dass die
Reduktions-/Vergrößerungslinsen 403R und 403L die
Bilder 501 bzw. 502 reduzieren, um jedes der Seitenverhältnis zu
verändern.
Als Reduktions-/Vergrößerungslinsen 403R und 403L kann
eine zylindrische Linse verwendet werden. In 5 stellt ein
Bild 503 ein Bild dar, das durch die Reduktions-/Vergrößerungslinse 403R reduziert
wurde, und ein Bild 504 stellt ein Bild dar, das durch
die Reduktions-/Vergrößerungslinse 403L reduziert
wurde. Zu diesem Zeitpunkt wird das Bild 501 von 640 × 480 Pixeln
auf das Bild 503 von 640 × 426 Pixeln reduziert, während das
Bild 502 von 640 × 480
Pixeln auf das Bild 504 von 640 × 426 Pixeln reduziert wird.
Das reduzierte Bild 503, das durch die Reduktions-/Vergrößerungslinse 403R lief,
wird in die Fortschreitungsrichtung durch die Beugeprismen 404R und 405R umgeleitet
und dann durch die Bildinversionslinse 406R invertiert,
um auf eine erste reflektierende Oberfläche 407a des Zusammenfügungsprismas 407 eingegeben
zu werden. Das reduzierte Bild 504, das durch die Reduktions-Vergrößerungslinse 403L gelaufen
ist, wird in Fortschreitungsrichtung durch die Beugeprismen 404R und 405L umgeleitet
und dann durch die Inversionslinse 406L invertiert, um
in eine zweite reflektierende Oberfläche 407b des Zusammenfügungsprismas 407 eingegeben
zu werden.
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Das
Zusammenfügungsprisma 407 reflektiert
die eingegebenen, reduzierten Bilder 503 und 504,
so dass deren Fortschreitungsrichtungen parallel zueinander sind,
wobei diese reduzierten Bilder 503 und 504 in
ein einziges Bild zusammengefügt werden.
In 5 stellt ein Bild 505 ein Bild nach Synthese
dar. Das Bild 505 nach Synthese wird 640 × 852 (=
640 × 426
+ 640 × 426)
Pixel groß.
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Das
Bild 505 nach Synthese wird mit einem vorbestimmten Reduktionsverhältnis durch
die Kondensatorlinse 408 reduziert und auf eine Bildaufnahmefläche des
CCD 409 projiziert. In 5 stellt
ein Bild 506 ein Bild dar, das auf eine Bildaufnahmefläche des
CCD 409 nach Reduktion durch die Kondensatorlinse 408 projiziert
wurde. Da das Reduktionsverhältnis
der Kondensatorlinse 408 3/4 (= 0,75) entlang einer beliebigen
rechtwinkligen Richtung um die optische Achse ist, wird das reduzierte
Bild 506 480 × 640
Pixel groß.
Da die Größe der Bildaufnahmefläche des
CCD 409 480 × 640
Pixel ist, kann die Bildaufnahmefläche des CCD 409 in
der zweiten Ausführungsform
voll ausgenutzt werden.
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Obwohl
die Reduktions-/Vergrößerungslinse 403R und 403L die
Größe in Längsrichtung
der Bilder 501 bzw. 502 in der obigen zweiten
Ausführungsform reduzieren,
können
sie die Größe in Längsrichtung vergrößern. 6 zeigt
Veränderungen
von Bildern in der Vorrichtung zur Erzeugung stereoskopischer Bilder,
wie in 4 dargestellt, wenn eine Linse zur Vergrößerung der
Größe in seitlicher
Richtung für
die Reduktions-Vergrößerungslinsen 403R und 403L verwendet
wird. Unten beschrieben ist die Operation eines anderen Beispiels
der Ausführungsform,
dargestellt in 4, mit Bezug auf 6.
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In 6 werden
die Bilder 501 und 502, die durch die Objektivlinsen 401R und 401L erhalten wurden,
in die Fortschreitungsrichtung durch die Beugeprismen 402R bzw. 402L umgeleitet
und in die Reduktions-Vergrößerungslinsen 403R und 403L eingegeben.
Wie oben beschrieben wurde, vergrößern die Reduktions-/Vergrößerungslinsen 403R und 403L die
Größe der Bilder 501 bzw. 502 nur
in seitliche Richtung. In 6 stellt
ein Bild 503' ein
Bild dar, das durch die Reduktions-Vergrößerungslinse 403R vergrößert wurde,
und ein Bild 504' stellt
ein Bild dar, das durch die Reduktions-/Vergrößerungslinse 403L vergrößert wurde.
Im vorliegenden Beispiel wird das Bild 501 mit 640 × 480 Pixeln
in das Bild 503' mit
720 × 480
Pixeln vergrößert, während das
Bild 502 mit 640 × 480
Pixeln in das Bild 504' mit
720 × 480
Pixeln vergrößert wird.
Das vergrößerte Bild 503' wird in die Fortschreitungsrichtung
durch die Beugeprismen 404R und 405R um geleitet
und dann durch die Bildinversionslinse 406R invertiert,
um in die erste Reflexionsoberfläche 407a des
Zusammenfügungsprismas 407 eingegeben
zu werden. Das vergrößerte Bild 504' wird in die
Fortschreitungsrichtung durch die Beugeprismen 404L und 405L umgeleitet
und durch die Bildinversionslinse 406L invertiert, um in
die zweite Reflexionsoberfläche 407b des
Zusammenfügungsprismas 407 eingegeben
zu werden.
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Das
Zusammenfügungsprisma 407 reflektiert
die eingegebenen, vergrößerten Bilder 503' und 504', so dass deren
Fortschreitungsrichtungen parallel zueinander werden, wobei diese
vergrößerten Bilder 503' und 504' in ein einziges
Bild zusammengefügt
werden. In 6 stellt das Bild 505' ein Bild nach Synthese
dar. Das Bild 505' nach
Synthese wird 720 × 960
(= 720 × 480
+ 720 × 480)
Pixel groß.
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Das
Bild 505' nach
Synthese wird um ein vorbestimmtes Verhältnis durch die Kondensatorlinse 408 reduziert
und auf die Bildaufnahmefläche
des CCD 409 projizier. In 6 stellt
ein Bild 506' ein
Bild dar, das auf die Bildaufnahmefläche des CCD 409 nach
Reduktion durch die Kondensatorlinse 408 projiziert wurde.
Da das Reduktionsverhältnis
der Kondensatorlinse 408 2/3 (= 0,666 ...) entlang einer
beliebigen rechtwinkligen Richtung um die optische Achse ist, wird
das reduzierte Bild 506' 480 × 640 Pixel
groß.
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In
der ersten Ausführungsform
werden die erhaltenen Bilder um 90 Grad umgekehrt, bevor sie zusammengefügt werden.
In der obigen zweiten Ausführungsform
jedoch hat das Seitenverhältnis
der durch die Objektivlinsen erhaltenen Bilder ein umgekehrtes Verhältnis in
Bezug auf das Seitenverhältnis des
CCD 409, und daher ist es nicht notwendig, die erhaltenen
Bilder zu rotieren, bevor sie zusammengefügt werden. Wie aus dem Obigen
offensichtlich ist, ist die Bildrotationsoperation nicht unbedingt
nötig für die vorliegende
Erfindung. Dasselbe gilt für
eine dritte Ausführungsform,
die unten beschrieben werden wird.
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(Dritte Ausführungsform)
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7 ist
ein Blockdiagramm, das die Struktur einer Vorrichtung zur Erzeugung
stereoskopischer Bilder gemäß der dritten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt. In 7 beinhaltet
die Vorrichtung zur Erzeugung stereoskopischer Bilder Bildaufnahmemittel 701 und 702,
Bildrotationsvorrichtungen 703 und 704, eine Bildzusammenfügungsvorrichtung 705,
eine Vorrichtung zur Reduktion/Vergrößerung 706, eine Tabelle 707 zum
Setzen des Rotationsrichtungswinkels, eine Tabelle 708 zum Setzen
von zusammenfügungs-bezogener
Information, einen Abschnitt 709 zum Setzen eines Reduktions-/Vergrößerungsverhältnisses
und Rahmenspeicher 710. Die Bildaufnahmevorrichtungen 701 und 702 beinhalten
jeweils eine Objektivlinse und ein CCD. Es wird angenommen, dass
ein Wert, der eine Rotationsrichtung eines Bildes (nachfolgend Rotationsrichtungswert
genannt) darstellt, vorher in den Bildrotationsvorrichtungen 703 und 704 gesetzt
wird und ein Wert, der einen Zusammenfügungszustand der Bilder (nachfolgend
Zusammenfügungszustandswert
genannt) vorher in der Vorrichtung zur Bildzusammenfügung 705 gesetzt
wird. Weiterhin wird angenommen, dass Reduktions-Vergrößerungsverhältnisse
in seitlicher und Längsrichtung
des Bildes im Abschnitt 709 zum Setzen des Reduktions-/Vergrößerungsverhältnisses
gesetzt werden.
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8 ist
ein Flussdiagramm, das die Operation der Vorrichtung zur Erzeugung
stereoskopischer Bilder, wie in 7 dargestellt,
zeigt. Unten beschrieben ist die Operation der Vorrichtung zur Erzeugung stereoskopischer
Bilder gemäß der dritten
Ausführungsform
mit Bezug auf 8.
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Zunächst nehmen
die zwei Bildaufnahmevorrichtungen 701 und 702 ein
Objekt (nicht dargestellt) von verschiedenen Orten des Blickpunkts
auf, um zwei Bilddatensätze
von verschiedenen Orten des Blickpunkts zu erzeugen (Schritt S101).
Die zwei Bilddatensätze,
die von den Bildaufnahmevorrichtungen 701 und 702 ausgegeben
werden, werden in die Bildrotationsvorrichtungen 703 bzw. 704 eingege ben. Die
Bildrotationsvorrichtungen 703 und 704 entnehmen
dann die Rotationsinformation, die dem voreingestellten Rotationsrichtungswert
entspricht, der Tabelle 707 zum Setzen des Rotationsrichtungswinkels (Schritt
S102). 9 zeigt ein Beispiel der Rotationsinformation,
die in der Tabelle 707 zum Setzen des Rotationsrichtungswinkels
eingetragen ist. In 9 stellt die Rotationsinformation,
die „0" entspricht, dar, dass
ein Bild nicht rotiert wird, Rotationsinformation, die „1" entspricht, stellt
dar, dass ein Bild um 90 Grad im Uhrzeigersinn rotiert wird; Rotationsinformation, die „ 2" entspricht, stellt
dar, dass ein Bild um 180 Grad im Uhrzeigersinn rotiert wird; und
Rotationsinformation, die „ 3" entspricht, stellt
dar, dass ein Bild um 270 Grad im Uhrzeigersinn rotiert wird. Die
Bildrotationsvorrichtungen 703 und 704 rotieren
dann die Bilddaten, die durch die Bildaufnahmevorrichtungen 701 bzw. 702 zur
Verfügung
gestellt werden, auf der Grundlage der Rotationsinformation, die
der Tabelle 707 zum Setzen des Rotationsrichtungswinkels
entnommen wurde. Die Bilddaten-Rotationsoperation selber ist eine
etablierte Technik gewesen, die affine Transformation genannt wird.
Genauer rotieren die Bildrotationsvorrichtungen 703 und 704 die
Bilddaten unter Verwendung einer vorbestimmten Transformationsmatrixgleichung,
auf der Grundlage von Parametern, die durch die erhaltene Rotationsinformation zur
Verfügung
gestellt werden.
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Die
Bildzusammenfügungsvorrichtung 705 entnimmt
dann Zusammenfügungsinformation
entsprechend dem vor-gesetzten Zusammenfügungszustandswert der Tabelle 708 zum
Setzen der zusammenfügungs-bezogenen
Information (Schritt S104). 10 zeigt
ein Beispiel der Zusammenfügungsinformation,
die in der Tabelle 708 zum Setzen der zusammenfügungs-bezogenen
Information eingetragen ist. In 10 bedeutet
Information, die dem Wert „0" entspricht, dass
das Ausgabebild der Bildrotationsvorrichtung 703 rechts
angeordnet wird, während das
Ausgabebild der Bildrotationsvorrichtung 704 links angeordnet
wird; Zusammenfügungsinformation,
die dem Wert „1" entspricht, bedeutet,
dass das Ausgabebild der Bildrotationsvorrichtung 703 links angeordnet
wird, während
das Ausgabebild der Bildrotationsvorrichtung 704 rechts
angeordnet wird; Zusammenfü gungsinformation,
die dem Wert „ 2" entspricht, bedeutet,
dass das Ausgabebild der Bildrotationsvorrichtung 703 oben
angeordnet wird, während das
Bild der Bildrotationsvorrichtung 704 unten angeordnet
wird; und Zusammenfügungsinformation,
die dem Wert „ 3" entspricht, bedeutet,
dass das Ausgabebild der Bildrotationsvorrichtung 703 unten
angeordnet wird, während
das Bild der Bildrotationsvorrichtung 704 oben angeordnet
wird. Die Bildzusammenfügungsvorrichtung 705 fügt dann
die Bilddaten zusammen, die durch die Bildrotationsvorrichtungen 703 und 704 zur
Verfügung
gestellt werden, auf der Grundlage von Zusammenfügungsinformation, die der Tabelle 708 zum
Setzen der Zusammenfügungsbezogenen
Information entnommen wird (Schritt S105).
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Die
Vorrichtung 706 zur Reduktion/Vergrößerung liest dann die Reduktions-/Vergrößerungsverhältnisse
aus, die in Abschnitt 709 zum Setzen des Reduktions-/Vergrößerungsverhältnisses
gesetzt ist (Schritt S106). Die Vorrichtung 706 zur Bildreduktion-/Vergrößerung vergrößert/reduziert dann
die zusammengefügten
Bilddaten, die durch die Bildzusammenfügungsvorrichtung 705 zur
Verfügung
gestellt wurden, gemäß den Reduktions-/Vergrößerungsverhältnissen,
die aus dem Abschnitt 709 zum Setzen des Reduktions-/Vergrößerungsverhältnisses
ausgelesen wurde (Schritt S107). Die Vorrichtung zur Bildreduktion-/Vergrößerung 706 schreibt dann
die vergrößerten/reduzierten
Bilddaten in den Rahmenspeicher 710 (Schritt S108).
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Unten
beschrieben ist spezifischer die Operation mit spezifischen Werten,
die für
die obige dritte Ausführungsform
zur Verfügung
gestellt werden. Man beachte, dass die folgende Beschreibung der Operation
nur ein Beispiel ist und andere Variationen ausgedacht werden können, die
von anderen zur Verfügung
gestellten Werten abhängen.
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Es
wird angenommen, dass die Größe der Bilddaten,
die von den Bildaufnahmevorrichtungen 701 und 702 auszugeben
ist, 640 × 480
Pixel ist und dass die Pixelgröße des Rahmenspeichers 703 640 × 480 ist.
Weiterhin wird angenommen, dass „1" als der Rotationsrichtungswert in den
Bildrotationsvorrichtungen 703 und 704 voreingestellt
ist, und „0" als der Zusammenfügungsstatuswert
in der Bildzusammenfügungsvorrichtung 705 voreingestellt
ist. Weiterhin wird angenommen, dass 2/3 (= 0,666 ...) in seitlicher
Richtung und 3/4 (= 0,75) in Längsrichtung als
die Reduktionsverhältnisse
im Abschnitt 709 zum Setzen des Reduktions-/Vergrößerungsverhältnisses voreingestellt
sind. Unter diesen Umständen
rotieren die Bildrotationsvorrichtungen 703 und 704 die
Bilddaten, die durch die Bildaufnahmevorrichtungen 701 bzw. 702 zur
Verfügung
gestellt werden, um 90 Grad im Uhrzeigersinn. Es werden daher Bilddaten
von 480 × 640
Pixeln von jeder der Bildrotationsvorrichtungen 703 und 704 ausgegeben.
Die Bildzusammenfügungsvorrichtung 705 erzeugt
dann zusammengefügte
Bilddaten, in denen das ausgegebene Bild der Bildrotationsvorrichtung 703 rechts
angeordnet wird und das ausgegebene Bild der Bildrotationsvorrichtung 704 links
angeordnet wird. Die zusammengefügten
Bilddaten werden daher 960 × 640
Pixel groß.
Die Vorrichtung 706 zur Bildreduktion-/Vergrößerung reduziert
die Größe der zur
Verfügung
gestellten zusammengefügten
Bilddaten um 2/3 (= 0,666 ...) in seitlicher Richtung und um 3/4
(= 0,75) in Längsrichtung.
Die Größe der Bilddaten
nach Reduktion wird daher 640 × 480
Pixel.
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Während die
Erfindung im Detail beschrieben wurde, ist die vorangehende Beschreibung
in allen Aspekten erläuternd
und nicht beschränkend.
Es versteht sich, dass zahlreiche andere Modifizierungen und Variationen
ausgedacht werden können, ohne
vom Schutzbereich der Erfindung, wie er durch die Ansprüche definiert
wird, abzuweichen.