JP2002148732A - ３次元動画入力装置 - Google Patents
３次元動画入力装置Info
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- JP2002148732A JP2002148732A JP2000348023A JP2000348023A JP2002148732A JP 2002148732 A JP2002148732 A JP 2002148732A JP 2000348023 A JP2000348023 A JP 2000348023A JP 2000348023 A JP2000348023 A JP 2000348023A JP 2002148732 A JP2002148732 A JP 2002148732A
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- Japan
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- lens
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- opening
- openings
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- Stereoscopic And Panoramic Photography (AREA)
- Testing, Inspecting, Measuring Of Stereoscopic Televisions And Televisions (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 撮影レンズの開口部をレンズの光軸に垂直な
面内で移動させる単一レンズステレオ撮像法では、開口
部を機械的に移動させる必要があるため、動画像を撮影
できない。 【解決手段】 レンズ１１の後部に２つの開口部をもつ
遮蔽板１２を設けることにより、各開口部を通過する光
線をミラー１３で各々独立に各開口部に対応する受光素
子１４により受光することにより、動画の視差画像を撮
影する。また、撮像中、または撮像後に三角測量の原理
で左右画像間の対応点マッチングを取ることにより距離
画像を生成する。
面内で移動させる単一レンズステレオ撮像法では、開口
部を機械的に移動させる必要があるため、動画像を撮影
できない。 【解決手段】 レンズ１１の後部に２つの開口部をもつ
遮蔽板１２を設けることにより、各開口部を通過する光
線をミラー１３で各々独立に各開口部に対応する受光素
子１４により受光することにより、動画の視差画像を撮
影する。また、撮像中、または撮像後に三角測量の原理
で左右画像間の対応点マッチングを取ることにより距離
画像を生成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、３次元空間撮像技
術の分野に属するものであり、特に、複数の視差画像か
ら三角測量の原理に基づき対応点マッチングにより距離
情報を得る３次元動画入力装置に関する。
術の分野に属するものであり、特に、複数の視差画像か
ら三角測量の原理に基づき対応点マッチングにより距離
情報を得る３次元動画入力装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図１０は距離情報を得るために従来から
用いられている多眼ステレオ法の原理図である。図１０
において、１０１は左カメラ、１０２は右カメラであ
り、両カメラは平行に配置される。各カメラで被写体１
０５を撮影して得られた画像が各々１０３，１０４であ
る。ここで、被写体１０５中の一点をＰとし、これが左
右画像１０３，１０４中に撮影された位置は左画像１０
３ではＰＬ、右画像１０４ではＰＲとする。各々の画像
上の座標を（ｘ１，ｙ１）、（ｘｒ，ｙｒ）とし、さら
にカメラ間の距離をｂ、左右カメラレンズの焦点距離を
ｆとすると、カメラからＰまでの距離ｚは、
用いられている多眼ステレオ法の原理図である。図１０
において、１０１は左カメラ、１０２は右カメラであ
り、両カメラは平行に配置される。各カメラで被写体１
０５を撮影して得られた画像が各々１０３，１０４であ
る。ここで、被写体１０５中の一点をＰとし、これが左
右画像１０３，１０４中に撮影された位置は左画像１０
３ではＰＬ、右画像１０４ではＰＲとする。各々の画像
上の座標を（ｘ１，ｙ１）、（ｘｒ，ｙｒ）とし、さら
にカメラ間の距離をｂ、左右カメラレンズの焦点距離を
ｆとすると、カメラからＰまでの距離ｚは、
【０００３】
【数１】ｚ＝ｂｆ／λｄ となる。ここで、ｄは左右画像上の視差（ｘｒ−ｘ
１）、λは撮像素子の画素サイズである。
１）、λは撮像素子の画素サイズである。
【０００４】この方法は、２台以上のカメラを平行に並
べるだけで撮像可能であるため簡便であり、さらに、動
画を撮像できる特徴を有する。
べるだけで撮像可能であるため簡便であり、さらに、動
画を撮像できる特徴を有する。
【０００５】しかし、カメラやレンズを複数必要とする
のでカメラ間のキャリブレーションを精密に行うことが
困難であり、これが距離画像の誤差要因となる。さら
に、被写体相互の遮蔽（以下、オクルージョン）により
１台のカメラに撮影されている領域が他のカメラでは撮
影されない領域が生じ、これを減少させるためにはさら
に多くのカメラとレンズが必要となり、装置がより高価
となる。この方法は、例えば下記文献１に開示されてい
る。
のでカメラ間のキャリブレーションを精密に行うことが
困難であり、これが距離画像の誤差要因となる。さら
に、被写体相互の遮蔽（以下、オクルージョン）により
１台のカメラに撮影されている領域が他のカメラでは撮
影されない領域が生じ、これを減少させるためにはさら
に多くのカメラとレンズが必要となり、装置がより高価
となる。この方法は、例えば下記文献１に開示されてい
る。
【０００６】文献１「M.0kutomi and T.Kanade:A Multi
ple-Baseline Stereo,IEEE Trans.Pattern Analysis an
d Machine Intelligence,Vol.15,No.4,PP.353-363(199
3)」 図１１は距離情報が得られる単一レンズステレオ撮像法
の原理図である。単一レンズステレオ撮像法は、例えば
下記文献２，３，４に開示され、「撮影レンズの開口部
をレンズの光軸に垂直な面内で移動させると視差の効果
が得られる」という光学特性を利用するものである。
ple-Baseline Stereo,IEEE Trans.Pattern Analysis an
d Machine Intelligence,Vol.15,No.4,PP.353-363(199
3)」 図１１は距離情報が得られる単一レンズステレオ撮像法
の原理図である。単一レンズステレオ撮像法は、例えば
下記文献２，３，４に開示され、「撮影レンズの開口部
をレンズの光軸に垂直な面内で移動させると視差の効果
が得られる」という光学特性を利用するものである。
【０００７】図１１（ａ）に示すように、レンズ１１６
のピントが焦点面１１５に一致しており、その面上に物
体Ａとする１１１が配置され、より遠方に物体Ｂとする
１１２が、より近方に物体Ｃとする１１３が配置される
場合、開口部の位置を紙面に向かつてより上方１１４に
移動させると、Ａ’、Ｂ’、Ｃ’の位置に結像され、結
果として、受光素子１１７面上ではＡ”、Ｂ”、Ｃ”の
位置に写る。
のピントが焦点面１１５に一致しており、その面上に物
体Ａとする１１１が配置され、より遠方に物体Ｂとする
１１２が、より近方に物体Ｃとする１１３が配置される
場合、開口部の位置を紙面に向かつてより上方１１４に
移動させると、Ａ’、Ｂ’、Ｃ’の位置に結像され、結
果として、受光素子１１７面上ではＡ”、Ｂ”、Ｃ”の
位置に写る。
【０００８】次に、開口部の位置を図１１（ｂ）のよう
に、より下方１１８に移動させると、受光素子面上の位
置がＡ”は図１１（ａ）の場合と同じであるのに対し
て、Ｂ”、Ｃ”は図１１（ｂ）中の矢印１１９の方向に
移動して写る。
に、より下方１１８に移動させると、受光素子面上の位
置がＡ”は図１１（ａ）の場合と同じであるのに対し
て、Ｂ”、Ｃ”は図１１（ｂ）中の矢印１１９の方向に
移動して写る。
【０００９】これは、撮像対象の距離によって変化する
ため、結果として視差と同一の効果となる。この原理を
利用したものが、単一レンズステレオ撮像法である。こ
の方法は単眼のレンズのみ用いて視差画像が得られるた
め、多眼ステレオ法のようなカメラ間のキャリブレーシ
ョンの必要がなく、レンズのロストの削減にも繋がる。
しかし、開口部を機械的に移動させる必要があるため、
動画像は撮影できない。
ため、結果として視差と同一の効果となる。この原理を
利用したものが、単一レンズステレオ撮像法である。こ
の方法は単眼のレンズのみ用いて視差画像が得られるた
め、多眼ステレオ法のようなカメラ間のキャリブレーシ
ョンの必要がなく、レンズのロストの削減にも繋がる。
しかし、開口部を機械的に移動させる必要があるため、
動画像は撮影できない。
【００１０】文献２「小野修司：単一レンズによる三次
元イメージ撮像システム、三次元画像コンファレンス２
０００」 文献３「島田聡：立体テレビジョン装置、特開昭４９−
８７２２３号公報」 文献４「E.Adelson and J.Wang:Single Lens Stereo wi
th a Plenoptic Camera,IEEE Tras. Pattern Analyisis
and Machine Intelligence,Vol.14,No.2,PP.99-106(19
92)」
元イメージ撮像システム、三次元画像コンファレンス２
０００」 文献３「島田聡：立体テレビジョン装置、特開昭４９−
８７２２３号公報」 文献４「E.Adelson and J.Wang:Single Lens Stereo wi
th a Plenoptic Camera,IEEE Tras. Pattern Analyisis
and Machine Intelligence,Vol.14,No.2,PP.99-106(19
92)」
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】前記のように、多眼ス
テレオ法では、各カメラ間を平行に精密に配置する必要
があるが、実際には完全に平行に配置することは困難で
あり、距離画像の誤差要因となる。また、オクルージョ
ンによる距離情報欠如の減少等のためにレンズ系を複数
使用する必要が生じ、装置が高価になるという問題があ
った。
テレオ法では、各カメラ間を平行に精密に配置する必要
があるが、実際には完全に平行に配置することは困難で
あり、距離画像の誤差要因となる。また、オクルージョ
ンによる距離情報欠如の減少等のためにレンズ系を複数
使用する必要が生じ、装置が高価になるという問題があ
った。
【００１２】これを回避する方法として、前記の単一レ
ンズステレオ撮像法があるが、これも従来の方法では開
口部を機械的に移動させる必要があるため、動画像を撮
影できないという問題がある。
ンズステレオ撮像法があるが、これも従来の方法では開
口部を機械的に移動させる必要があるため、動画像を撮
影できないという問題がある。
【００１３】それゆえに、本発明の主たる目的は、前記
の多眼ステレオ法の問題を回避する単一レンズステレオ
撮像の原理に基づく方法で、３次元情報の動画を撮像す
る手法を提供することである。
の多眼ステレオ法の問題を回避する単一レンズステレオ
撮像の原理に基づく方法で、３次元情報の動画を撮像す
る手法を提供することである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明は、単一レンズス
テレオ撮像法を基本原理とした３次元動画入力装置を構
成するために、レンズに複数の開口部を有する遮蔽板を
装着し、各開口部を通過した光線をミラーにより開口部
毎に独立に反射させ、各開口部に対応する複数の受光素
子で各々独立に受光できるように構成されるものであ
る。つまり、本発明は、従来の単一レンズステレオ撮像
装置と異なる点は、複数の開口部を通過した光線をそれ
ぞれ独立に取り出すため、１枚以上のミラーと複数の受
光素子を配置し、動画の視差画像が得られるようにした
ものである。
テレオ撮像法を基本原理とした３次元動画入力装置を構
成するために、レンズに複数の開口部を有する遮蔽板を
装着し、各開口部を通過した光線をミラーにより開口部
毎に独立に反射させ、各開口部に対応する複数の受光素
子で各々独立に受光できるように構成されるものであ
る。つまり、本発明は、従来の単一レンズステレオ撮像
装置と異なる点は、複数の開口部を通過した光線をそれ
ぞれ独立に取り出すため、１枚以上のミラーと複数の受
光素子を配置し、動画の視差画像が得られるようにした
ものである。
【００１５】また、本発明は、受光素子の数を削減する
ため、開口部の開閉を液晶や機械式等のシャッターを用
いて高速に行い、一つの受光素子が同時に一つの開口部
のみからの光線を受光することにより時分割で視差画像
が撮影されるように構成されるものである。つまり、本
発明は従来の単一レンズステレオ撮像装置と異なる点
は、複数の開口部からの光線を１つ又は少数の受光素子
で受光するために各開口部に対応するシャッターを用い
て視差画像を高速に時間的にずらして動画撮像を可能に
したものである。
ため、開口部の開閉を液晶や機械式等のシャッターを用
いて高速に行い、一つの受光素子が同時に一つの開口部
のみからの光線を受光することにより時分割で視差画像
が撮影されるように構成されるものである。つまり、本
発明は従来の単一レンズステレオ撮像装置と異なる点
は、複数の開口部からの光線を１つ又は少数の受光素子
で受光するために各開口部に対応するシャッターを用い
て視差画像を高速に時間的にずらして動画撮像を可能に
したものである。
【００１６】以上のように、本発明に係わる３次元動画
入力装置は、レンズに複数の開口部を有する遮蔽板を付
加し、各開口部を通過する光線をミラーを用いて反射さ
せることにより、対応する複数の受光素子で独立に受
光、もしくは開口部に代わるシャッターを付加し、連続
的に各シャッターを開閉して時分割で一つ又は少数の受
光素子に受光することにより、各開口部を通過する画像
を各々独立に撮像することが可能となり、得られた複数
の画像が視差を有することから三角測量の原理を用いれ
ば、本発明の目的である単一レンズステレオ撮像法を基
本原理とした３次元の動画撮像を、開口部を機械的に動
かすことなく行うことができるようにするもので、以下
の構成を特徴とする。
入力装置は、レンズに複数の開口部を有する遮蔽板を付
加し、各開口部を通過する光線をミラーを用いて反射さ
せることにより、対応する複数の受光素子で独立に受
光、もしくは開口部に代わるシャッターを付加し、連続
的に各シャッターを開閉して時分割で一つ又は少数の受
光素子に受光することにより、各開口部を通過する画像
を各々独立に撮像することが可能となり、得られた複数
の画像が視差を有することから三角測量の原理を用いれ
ば、本発明の目的である単一レンズステレオ撮像法を基
本原理とした３次元の動画撮像を、開口部を機械的に動
かすことなく行うことができるようにするもので、以下
の構成を特徴とする。
【００１７】１枚以上のレンズから成るレンズ群と、前
記レンズ群の前部あるいは後部に配した複数の開口部を
有する遮蔽板と、前記レンズ群と遮蔽板の後部に配置さ
れ、該レンズ群と遮蔽板の開口部を通過した光線を該開
口部毎に独立に反射させるための１枚以上のミラーと、
前記レンズ群と遮蔽板の開口部を通過した光線を該開口
部毎に受光するための複数の受光素子またはフィルムと
から構成されることを特徴とする。
記レンズ群の前部あるいは後部に配した複数の開口部を
有する遮蔽板と、前記レンズ群と遮蔽板の後部に配置さ
れ、該レンズ群と遮蔽板の開口部を通過した光線を該開
口部毎に独立に反射させるための１枚以上のミラーと、
前記レンズ群と遮蔽板の開口部を通過した光線を該開口
部毎に受光するための複数の受光素子またはフィルムと
から構成されることを特徴とする。
【００１８】また、前記複数の開口部をシャッターを用
いて高速に一つずつ順次開閉することにより、各開口部
に対応した視差画像を時分割撮影することを特徴とす
る。
いて高速に一つずつ順次開閉することにより、各開口部
に対応した視差画像を時分割撮影することを特徴とす
る。
【００１９】
【発明の実施の形態】（第１の実施形態）図１は第１の
実施形態を説明する斜視図であり、図２は図１の平面図
であり符号の末尾を対応付けて示す。図１の１１はレン
ズであり、１２は２つの開口部をもつ遮蔽板、１３はミ
ラー、１４は撮像素子（ＣＣＤ，ＣＭＯＳセンサ、フィ
ルム等を含む）である。
実施形態を説明する斜視図であり、図２は図１の平面図
であり符号の末尾を対応付けて示す。図１の１１はレン
ズであり、１２は２つの開口部をもつ遮蔽板、１３はミ
ラー、１４は撮像素子（ＣＣＤ，ＣＭＯＳセンサ、フィ
ルム等を含む）である。
【００２０】図１，２に示すように、レンズ後部に複数
（図１，２では２つ）の開口部２２をもつ遮蔽板を設け
ることにより、これらを通過する画像は、前記単一レン
ズステレオ撮像法の原理に基づき、カメラからの距離に
応じて変化する視差画像となる。そのため、各開口部を
通過する光線を各々独立に各開口部に対応する受光素子
２４により受光すれば、三角測量の原理で距離情報が得
られる。
（図１，２では２つ）の開口部２２をもつ遮蔽板を設け
ることにより、これらを通過する画像は、前記単一レン
ズステレオ撮像法の原理に基づき、カメラからの距離に
応じて変化する視差画像となる。そのため、各開口部を
通過する光線を各々独立に各開口部に対応する受光素子
２４により受光すれば、三角測量の原理で距離情報が得
られる。
【００２１】これを実現するために、請求項１に関する
発明では図１，２に示すように、各開口部を通過した光
線をミラー２３で反射させ、その後各開口部に対応する
受光素子２４で受光することにより、動画の視差画像が
撮影できる。撮像中、または撮像後に三角測量の原理で
左右画像間の対応点マッチングを取ることにより距離画
像が生成される。
発明では図１，２に示すように、各開口部を通過した光
線をミラー２３で反射させ、その後各開口部に対応する
受光素子２４で受光することにより、動画の視差画像が
撮影できる。撮像中、または撮像後に三角測量の原理で
左右画像間の対応点マッチングを取ることにより距離画
像が生成される。
【００２２】この方法によれば、従来の技術に比べ、レ
ンズ系が単眼で済むことから多眼ステレオ法で問題とな
っているキャリブレーションを必要としない簡便で安価
な３次元動画像の撮像が可能となる。
ンズ系が単眼で済むことから多眼ステレオ法で問題とな
っているキャリブレーションを必要としない簡便で安価
な３次元動画像の撮像が可能となる。
【００２３】なお、図１，２ではレンズが１枚のみの例
を示しているが、図３に示すようにレンズが複数枚から
構成される場合でも同様の効果を奏する。また、図１，
２，３では遮蔽板をレンズの光軸に対し垂直に配した例
を示したが、図４に示すように、遮蔽板をレンズの光軸
に対し垂直からある角度をもって配した場合も同様の効
果を奏する。さらに、図５のように、ミラーの数を減ら
し受光素子の配置を変更することにより、多眼ステレオ
法のレンズが単眼で済むことに加え、さらに小型化する
ことも可能である。
を示しているが、図３に示すようにレンズが複数枚から
構成される場合でも同様の効果を奏する。また、図１，
２，３では遮蔽板をレンズの光軸に対し垂直に配した例
を示したが、図４に示すように、遮蔽板をレンズの光軸
に対し垂直からある角度をもって配した場合も同様の効
果を奏する。さらに、図５のように、ミラーの数を減ら
し受光素子の配置を変更することにより、多眼ステレオ
法のレンズが単眼で済むことに加え、さらに小型化する
ことも可能である。
【００２４】なお、開口部の設置位置は、レンズの焦点
距離以内であれば、視差画像を撮影することができる。
また、実際には、画像の明るさや撮影範囲に違いが画像
に影響するが、レンズにできるだけ近いほうが好まし
い。
距離以内であれば、視差画像を撮影することができる。
また、実際には、画像の明るさや撮影範囲に違いが画像
に影響するが、レンズにできるだけ近いほうが好まし
い。
【００２５】また、開口部の大きさ（上下限）は、上限
では遮蔽板に複数の開口部を独立に作成できればよい
が、実際には開口部が大きすぎると被写界深度の関係で
画像がぼけるため、ピントが合っている距離から前後に
離れるほどステレオマッチングが難しくなるため、これ
ら条件との兼ね合いで制限する。また、基本的には制限
がなく、下限は被写界深度が不覚なることから小さい方
がよいが、各開口部を通過した光線が視差が検出できる
程度に明るく受光できる大きさが好ましい。
では遮蔽板に複数の開口部を独立に作成できればよい
が、実際には開口部が大きすぎると被写界深度の関係で
画像がぼけるため、ピントが合っている距離から前後に
離れるほどステレオマッチングが難しくなるため、これ
ら条件との兼ね合いで制限する。また、基本的には制限
がなく、下限は被写界深度が不覚なることから小さい方
がよいが、各開口部を通過した光線が視差が検出できる
程度に明るく受光できる大きさが好ましい。
【００２６】また、隣接する開口部との距離は、開口部
が広いほど視差が大きくなり、同じ受光素子またはフィ
ルムを用いた場合には検出距離の分解能を高くすること
ができる。
が広いほど視差が大きくなり、同じ受光素子またはフィ
ルムを用いた場合には検出距離の分解能を高くすること
ができる。
【００２７】また、遮蔽板をレンズの光軸に対し垂直か
らある角度をもって配する場合、その傾けを大きくする
ほど画像の明るさやぼけ方が変化するため、ステレオマ
ッチングが困難となるが、視差を含んだ画像を得ること
だけについては開口部の位置がレンズの光軸と垂直方向
でずれてさえいればよいため、レンズに直角に遮蔽板が
配置されていない限りは撮影可能である。
らある角度をもって配する場合、その傾けを大きくする
ほど画像の明るさやぼけ方が変化するため、ステレオマ
ッチングが困難となるが、視差を含んだ画像を得ること
だけについては開口部の位置がレンズの光軸と垂直方向
でずれてさえいればよいため、レンズに直角に遮蔽板が
配置されていない限りは撮影可能である。
【００２８】上記までの開口部の設置位置や大きさ、距
離、遮蔽板の角度等については、以後の実施形態でも同
様になる。
離、遮蔽板の角度等については、以後の実施形態でも同
様になる。
【００２９】（第２の実施形態）図６は、第２の実施形
態を説明する図であり、第１の実施形態の開口部を有す
る遮蔽板の位置をレンズの前面に移動させたものであ
る。開口部を通過した光線をミラー６３を用いて確実に
分離できれば、第１の実施形態と同様に単一レンズステ
レオ法の原理に基づき、ステレオ画像が撮像できる。レ
ンズ構成や用途に応じて、遮蔽板の位置を変更させるこ
とが可能となる。
態を説明する図であり、第１の実施形態の開口部を有す
る遮蔽板の位置をレンズの前面に移動させたものであ
る。開口部を通過した光線をミラー６３を用いて確実に
分離できれば、第１の実施形態と同様に単一レンズステ
レオ法の原理に基づき、ステレオ画像が撮像できる。レ
ンズ構成や用途に応じて、遮蔽板の位置を変更させるこ
とが可能となる。
【００３０】（第３の実施形態）図７は、第３の実施形
態を説明する図であり、７１はレンズ、７２はシャッタ
ー、７３は受光素子、７４は被写体である。図７に示す
ように、開口部の代わりに液晶や機械式等のシャッター
７２を配置し、また、複数用いていた受光素子７３を１
個のみ使用し、ミラーを不要とするものである。本実施
形態では、各シャッターを時間的に連続的に高速に切り
替えることにより、１つのレンズと受光素子により、視
差画像を時間的にずらして撮影するものである。この方
法では、レンズ後部に高速に動作するシャッターを設置
するだけで容易に視差画像が得られるので、安価に小型
のステレオ動画撮像が可能となる。
態を説明する図であり、７１はレンズ、７２はシャッタ
ー、７３は受光素子、７４は被写体である。図７に示す
ように、開口部の代わりに液晶や機械式等のシャッター
７２を配置し、また、複数用いていた受光素子７３を１
個のみ使用し、ミラーを不要とするものである。本実施
形態では、各シャッターを時間的に連続的に高速に切り
替えることにより、１つのレンズと受光素子により、視
差画像を時間的にずらして撮影するものである。この方
法では、レンズ後部に高速に動作するシャッターを設置
するだけで容易に視差画像が得られるので、安価に小型
のステレオ動画撮像が可能となる。
【００３１】（第４の実施形態）図８は第４の実施形態
を説明する図であり、８１はレンズ、８２はミラー（８
枚）、８３は受光素子（５つ）、８４は開口部（５つ）
である。図８は第１の実施形態において、開口部または
シャッターの数を５つにした場合の実施形態を示す。開
口部の数を３つ以上として視差画像の対を複数得ること
により、距離画像の信頼度を向上できると共に、前記オ
クルージョンの問題を減少させることが可能となる。例
えば、図１，２のように２つの開口部を有する場合は被
写体間のオクルージョンにより片方の受光素子にのみ撮
像される領域が生じるが、その領域については、図８に
おいて付加した開口部を通過した光線を受光する受光素
子からの画像対において距離情報を得ることが可能とな
る。
を説明する図であり、８１はレンズ、８２はミラー（８
枚）、８３は受光素子（５つ）、８４は開口部（５つ）
である。図８は第１の実施形態において、開口部または
シャッターの数を５つにした場合の実施形態を示す。開
口部の数を３つ以上として視差画像の対を複数得ること
により、距離画像の信頼度を向上できると共に、前記オ
クルージョンの問題を減少させることが可能となる。例
えば、図１，２のように２つの開口部を有する場合は被
写体間のオクルージョンにより片方の受光素子にのみ撮
像される領域が生じるが、その領域については、図８に
おいて付加した開口部を通過した光線を受光する受光素
子からの画像対において距離情報を得ることが可能とな
る。
【００３２】（第５の実施形態）図９は第５の実施形態
を説明する図であり、９１はレンズ、９２は開口部の移
動が可能なシャッター、９３は受光素子、９４は被写体
である。本実施形態では、液晶等を用いたシャッターに
より開口部の位置制御を電気的に高精度にかつ高速に行
うものである。接写等により微小な物体を撮像する場
合、小型の多眼カメラをキャリブレーションすることは
非常に困難であるが、本実施形態のように開口部の位置
を高精度にかつ高速に切り替え可能な方法により、被写
体の大きさにあわせて最適な視差動画像を得ることが可
能となる。
を説明する図であり、９１はレンズ、９２は開口部の移
動が可能なシャッター、９３は受光素子、９４は被写体
である。本実施形態では、液晶等を用いたシャッターに
より開口部の位置制御を電気的に高精度にかつ高速に行
うものである。接写等により微小な物体を撮像する場
合、小型の多眼カメラをキャリブレーションすることは
非常に困難であるが、本実施形態のように開口部の位置
を高精度にかつ高速に切り替え可能な方法により、被写
体の大きさにあわせて最適な視差動画像を得ることが可
能となる。
【００３３】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、単眼
のレンズで視差画像が動画で得られるため、装置を小型
化でき、キャリブレーションを必要とせず、安価に画像
の３次元情報を得ることができる。
のレンズで視差画像が動画で得られるため、装置を小型
化でき、キャリブレーションを必要とせず、安価に画像
の３次元情報を得ることができる。
【００３４】また、この３次元動画像入力装置を応用す
ることにより、既存の３次元ディスプレイの入力装置と
して利用でき、さらには工業用等の３次元情報計測装置
としても利用できる。
ることにより、既存の３次元ディスプレイの入力装置と
して利用でき、さらには工業用等の３次元情報計測装置
としても利用できる。
【図１】本発明の第１の実施形態を示す図（鳥瞰図）。
【図２】本発明の第１の実施形態を示す図（平面）。
【図３】本発明の第１の実施形態のレンズの数を増やし
た例を示す図（平面）。
た例を示す図（平面）。
【図４】本発明の第１の実施形態の遮蔽板の傾きを変え
た例を示す図（平面）。
た例を示す図（平面）。
【図５】本発明の第１の実施形態を小型化した例を示す
図（平面）。
図（平面）。
【図６】本発明の第２の実施形態を示す図。
【図７】本発明の第３の実施形態を示す図。
【図８】本発明の第４の実施形態を示す図。
【図９】本発明の第５の実施形態を示す図。
【図１０】多眼ステレオ法の原理図。
【図１１】単一レンズステレオ撮像法の原理図。
１１、２１、４１、５１、６１、７１、８１、９１、１
１６…レンズ １２、２２、３２、４２、５２、６２、８４…開口部 １３、２３、３３、４３、５３、６３、８２…ミラー １４、２４、３４、４４、５４、６４、７３、８３、９
３…受光素子 １５、２５、３５、４５、５５、６５、７４、８５、９
４、１０５…被写体 ７２…シャッター ９２…可動式開口部又はシャッター １０１…左カメラ １０２…右カメラ １０３…左画像 １０４…右画像 １１１…物体Ａ（焦点） １１２…物体Ｂ（遠） １１３…物体Ｃ（近） １１４…開口部（上） １１５…焦点面 １１７…受光素子面 １１８…開口部（下） １１９…視差
１６…レンズ １２、２２、３２、４２、５２、６２、８４…開口部 １３、２３、３３、４３、５３、６３、８２…ミラー １４、２４、３４、４４、５４、６４、７３、８３、９
３…受光素子 １５、２５、３５、４５、５５、６５、７４、８５、９
４、１０５…被写体 ７２…シャッター ９２…可動式開口部又はシャッター １０１…左カメラ １０２…右カメラ １０３…左画像 １０４…右画像 １１１…物体Ａ（焦点） １１２…物体Ｂ（遠） １１３…物体Ｃ（近） １１４…開口部（上） １１５…焦点面 １１７…受光素子面 １１８…開口部（下） １１９…視差
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 能登 肇 東京都千代田区大手町二丁目３番１号 日 本電信電話株式会社内 (72)発明者 上平 員丈 東京都千代田区大手町二丁目３番１号 日 本電信電話株式会社内 Ｆターム(参考） 2H059 AA03 5C061 AA14 AB04 AB06
Claims (2)
- 【請求項１】 １枚以上のレンズから成るレンズ群と、 前記レンズ群の前部あるいは後部に配した複数の開口部
を有する遮蔽板と、 前記レンズ群と遮蔽板の後部に配置され、該レンズ群と
遮蔽板の開口部を通過した光線を該開口部毎に独立に反
射させるための１枚以上のミラーと、 前記レンズ群と遮蔽板の開口部を通過した光線を該開口
部毎に受光するための複数の受光素子またはフィルム
と、から構成されることを特徴とする３次元動画入力装
置。 - 【請求項２】 前記複数の開口部をシャッターを用いて
高速に一つずつ順次開閉することにより、各開口部に対
応した視差画像を時分割撮影することを特徴とする請求
項１に記載の３次元動画入力装置。
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|---|---|---|---|
| JP2000348023A JP3564383B2 (ja) | 2000-11-15 | 2000-11-15 | ３次元動画入力装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP2000348023A JP3564383B2 (ja) | 2000-11-15 | 2000-11-15 | ３次元動画入力装置 |
Publications (2)
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| JP3564383B2 JP3564383B2 (ja) | 2004-09-08 |
Family
ID=18821670
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000348023A Expired - Fee Related JP3564383B2 (ja) | 2000-11-15 | 2000-11-15 | ３次元動画入力装置 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN102640036A (zh) * | 2009-07-10 | 2012-08-15 | Isee3D有限公司 | 生成三维图像信息的方法和装置 |
| US8284988B2 (en) | 2009-05-13 | 2012-10-09 | Applied Vision Corporation | System and method for dimensioning objects using stereoscopic imaging |
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-
2000
- 2000-11-15 JP JP2000348023A patent/JP3564383B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| WO2011083543A1 (ja) * | 2010-01-05 | 2011-07-14 | パナソニック株式会社 | ３次元撮像装置 |
| JP5421365B2 (ja) * | 2010-01-05 | 2014-02-19 | パナソニック株式会社 | ３次元撮像装置 |
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