JP2002344999A - ステレオ画像撮像装置 - Google Patents
ステレオ画像撮像装置Info
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- H04N13/204—Image signal generators using stereoscopic image cameras
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- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Testing, Inspecting, Measuring Of Stereoscopic Televisions And Televisions (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 簡単な機構により視差画像を単一のレンズ系
で同時に撮像する。 【解決手段】 撮像レンズ系１０の瞳内に配置された絞
り部２０の異なる位置に複数の視差絞り（開口）２２
Ｒ、２２Ｇ、２２Ｂを設ける。視差絞り２２Ｒ、２２
Ｇ、２２ＢにはＣＣＤ１１に搭載されたオンチップカラ
ーフィルタ１４の色フィルタである赤（Ｒ）、緑
（Ｇ）、青（Ｂ）のフィルタを各々設ける。視差絞り２
２Ｒ、２２Ｇ、２２Ｂを介してＣＣＤ１１の撮像面で結
像されるＲＧＢの視差画像を検出する。ＲＧＢの視差画
像をそれぞれ分離し記録媒体Ｍに記録する。
で同時に撮像する。 【解決手段】 撮像レンズ系１０の瞳内に配置された絞
り部２０の異なる位置に複数の視差絞り（開口）２２
Ｒ、２２Ｇ、２２Ｂを設ける。視差絞り２２Ｒ、２２
Ｇ、２２ＢにはＣＣＤ１１に搭載されたオンチップカラ
ーフィルタ１４の色フィルタである赤（Ｒ）、緑
（Ｇ）、青（Ｂ）のフィルタを各々設ける。視差絞り２
２Ｒ、２２Ｇ、２２Ｂを介してＣＣＤ１１の撮像面で結
像されるＲＧＢの視差画像を検出する。ＲＧＢの視差画
像をそれぞれ分離し記録媒体Ｍに記録する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ステレオ視法にお
ける視差画像を撮像するための装置に関する。
ける視差画像を撮像するための装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】異なる視点から撮像され、視差のある複
数の画像（以下視差画像と呼ぶ）を用いるステレオ視法
に関しては、解析写真測量やコンピュータビジョンの分
野で広く研究されている。視差画像の撮像には視点の異
なる複数のカメラを用いる方法や、1台のカメラの視点
を順次移動する方法などがある。また、単一レンズ系を
用いた視差画像の撮像方法としては、例えば特開平１０
−４２３１４号公報に記載された方法がある。この方法
では、光軸に垂直な面内の異なる位置に設けられた開口
を通して撮像面に導かれる被写体像が視差を持つことを
利用して視差画像を得ている。すなわち、光軸に垂直な
面内を移動できる絞りを設け、絞りをこの面内で移動さ
せることにより異なる位置に絞りを配置し、それぞれの
位置に絞りが配置された状態で被写体を撮像することに
より視差画像を得ている。この方法によれば、カメラを
複数設けたり、カメラを移動させたりすることなく、単
一レンズ系を用いて視差画像を撮像することができる。
数の画像（以下視差画像と呼ぶ）を用いるステレオ視法
に関しては、解析写真測量やコンピュータビジョンの分
野で広く研究されている。視差画像の撮像には視点の異
なる複数のカメラを用いる方法や、1台のカメラの視点
を順次移動する方法などがある。また、単一レンズ系を
用いた視差画像の撮像方法としては、例えば特開平１０
−４２３１４号公報に記載された方法がある。この方法
では、光軸に垂直な面内の異なる位置に設けられた開口
を通して撮像面に導かれる被写体像が視差を持つことを
利用して視差画像を得ている。すなわち、光軸に垂直な
面内を移動できる絞りを設け、絞りをこの面内で移動さ
せることにより異なる位置に絞りを配置し、それぞれの
位置に絞りが配置された状態で被写体を撮像することに
より視差画像を得ている。この方法によれば、カメラを
複数設けたり、カメラを移動させたりすることなく、単
一レンズ系を用いて視差画像を撮像することができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、それぞれの視
差画像を撮像する毎に絞りの位置を移動させる方法で
は、絞り位置を移動させるための駆動機構が必要となる
ため機構的に複雑になり製造コストも高くなる。また、
絞りの移動には時間を要するため、それぞれの視差画像
は同時に撮像されたものではなく、所定の時間間隔をお
いて撮像された画像となる。したがって、上述の方法で
は静止した被写体しか撮像することができない。
差画像を撮像する毎に絞りの位置を移動させる方法で
は、絞り位置を移動させるための駆動機構が必要となる
ため機構的に複雑になり製造コストも高くなる。また、
絞りの移動には時間を要するため、それぞれの視差画像
は同時に撮像されたものではなく、所定の時間間隔をお
いて撮像された画像となる。したがって、上述の方法で
は静止した被写体しか撮像することができない。
【０００４】本発明は、簡単な機構により視差画像を単
一のレンズ系で同時に撮像できるステレオ画像撮像装置
を得ることを目的としている。
一のレンズ系で同時に撮像できるステレオ画像撮像装置
を得ることを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明のステレオ画像撮
像装置は、複数の異なる波長領域の光による被写体像を
それぞれの波長領域毎に検出可能な撮像部と、撮像部に
被写体像を結像させるための撮像光学系と、撮像光学系
の光軸に垂直な面内の異なる位置に複数の開口が設けら
れた視差絞り部とを備え、複数の開口には、複数の異な
る波長領域の光を選択的に透過する光学フィルタが設け
られたことを特徴としている。
像装置は、複数の異なる波長領域の光による被写体像を
それぞれの波長領域毎に検出可能な撮像部と、撮像部に
被写体像を結像させるための撮像光学系と、撮像光学系
の光軸に垂直な面内の異なる位置に複数の開口が設けら
れた視差絞り部とを備え、複数の開口には、複数の異な
る波長領域の光を選択的に透過する光学フィルタが設け
られたことを特徴としている。
【０００６】波長領域の数と開口の数とは１対１に対応
することが好ましい。これにより同時に撮像される視差
画像の数と開口の数との関係を必要十分に設定すること
ができる。
することが好ましい。これにより同時に撮像される視差
画像の数と開口の数との関係を必要十分に設定すること
ができる。
【０００７】撮像部はオンチップカラーフィルタを搭載
した撮像素子からなり、上述の複数の波長領域がオンチ
ップカラーフィルタの各色フィルタの透過波長領域に対
応することが好ましい。これによりステレオ画像撮像装
置の小型化が容易になるとともに製造コストを下げるこ
とができる。更に、色フィルタの波長領域が赤、緑、青
であることが好ましい。このような色フィルタであれ
ば、通常のカラースチルビデオの撮像と兼用することが
可能となる。
した撮像素子からなり、上述の複数の波長領域がオンチ
ップカラーフィルタの各色フィルタの透過波長領域に対
応することが好ましい。これによりステレオ画像撮像装
置の小型化が容易になるとともに製造コストを下げるこ
とができる。更に、色フィルタの波長領域が赤、緑、青
であることが好ましい。このような色フィルタであれ
ば、通常のカラースチルビデオの撮像と兼用することが
可能となる。
【０００８】例えば複数の開口は３つの開口からなり、
開口の各々は光軸を中心とした正三角形に配置される。
すなわち３原色の色フィルタ等により開口を３つ使用し
て視差画像の撮像を行うときなど、開口の位置をこのよ
うに配置すると各開口間の距離を大きくとることがで
き、撮像される視差画像間の視差を大きくとることがで
きる。
開口の各々は光軸を中心とした正三角形に配置される。
すなわち３原色の色フィルタ等により開口を３つ使用し
て視差画像の撮像を行うときなど、開口の位置をこのよ
うに配置すると各開口間の距離を大きくとることがで
き、撮像される視差画像間の視差を大きくとることがで
きる。
【０００９】例えば、複数の開口の中心を相互に結ぶ直
線の少なくとも１つは、撮像部の水平ラインまたは垂直
ラインの少なくとも１つと平行である。これによれば、
開口の中心を相互に結ぶ直線が水平ラインまたは垂直ラ
インと平行となる開口に対応する視差画像の組におい
て、エピポーララインが共通の水平ラインまたは垂直ラ
インとなりその対応付けが容易になる。更に複数の開口
が第１、第２及び第３の開口からなり、第１の開口と第
２の開口の中心を結ぶ直線が水平ラインと平行であり、
第２の開口と第３の開口の中心を結ぶが前記垂直ライン
と平行であれば、第１及び第２の開口に対応する視差画
像間においてエピポーララインは共通の水平ラインとな
り、第２及び第３の開口に対応する視差画像間において
エピポーララインは共通の垂直ラインとなるため、より
容易に視差画像間の対応付けが行える。
線の少なくとも１つは、撮像部の水平ラインまたは垂直
ラインの少なくとも１つと平行である。これによれば、
開口の中心を相互に結ぶ直線が水平ラインまたは垂直ラ
インと平行となる開口に対応する視差画像の組におい
て、エピポーララインが共通の水平ラインまたは垂直ラ
インとなりその対応付けが容易になる。更に複数の開口
が第１、第２及び第３の開口からなり、第１の開口と第
２の開口の中心を結ぶ直線が水平ラインと平行であり、
第２の開口と第３の開口の中心を結ぶが前記垂直ライン
と平行であれば、第１及び第２の開口に対応する視差画
像間においてエピポーララインは共通の水平ラインとな
り、第２及び第３の開口に対応する視差画像間において
エピポーララインは共通の垂直ラインとなるため、より
容易に視差画像間の対応付けが行える。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。本発明の第1の実施形態に
おけるステレオ画像撮像装置について図１〜図４を参照
して説明する。
て図面を参照して説明する。本発明の第1の実施形態に
おけるステレオ画像撮像装置について図１〜図４を参照
して説明する。
【００１１】まず、図１、図２を参照して、本実施形態
における視差画像撮像の原理について説明する。図１、
図２において撮像レンズ系１０は模式的に表されてい
る。図１では、撮像部１１の撮像面Ｓiに、光軸Ｌより
も上方に設けられた開口１２を介して被写体像が投影さ
れており、図２では、光軸Ｌよりも下方に設けられた開
口１３を介して被写体像が投影されている。なお、開口
１２、１３以外の太い実線で示された部分は遮光されて
おり、Ｆａは開放絞りのときの径を示している。
における視差画像撮像の原理について説明する。図１、
図２において撮像レンズ系１０は模式的に表されてい
る。図１では、撮像部１１の撮像面Ｓiに、光軸Ｌより
も上方に設けられた開口１２を介して被写体像が投影さ
れており、図２では、光軸Ｌよりも下方に設けられた開
口１３を介して被写体像が投影されている。なお、開口
１２、１３以外の太い実線で示された部分は遮光されて
おり、Ｆａは開放絞りのときの径を示している。
【００１２】図１、図２には光軸Ｌ上の異なる３つの物
点Ａ、Ｂ、Ｃの位置と、これらが投影される撮像面Ｓi
上の位置とが示されている。物点Ｂは合焦面Ｓo上の点
であり、物点Ａは撮像系からみて合焦面Ｓoよりも遠い
点、物点Ｃは合焦面Ｓoよりも近い点である。このとき
開口１２を介して各物点Ａ、Ｂ、Ｃが結像される位置は
それぞれ撮像面Ｓiよりも手前側の結像点Ａ’、撮像面
Ｓi上の結像点Ｂ’、撮像面Ｓiよりも後方側の結像点
Ｃ’となる。また開口１３を介して各物点Ａ、Ｂ、Ｃが
結像される位置はそれぞれ撮像面Ｓiよりも手前側の結
像点Ａ”、撮像面Ｓi上の結像点Ｂ’、撮像面Ｓiよりも
後方側の結像点Ｃ”となる。すなわち、開口１２を介し
て撮像面Ｓiに投影される各物点Ａ、Ｂ、Ｃの投影像
は、物点Ａは光軸Ｌよりも下側の領域Ａ1に、物点Ｂは
光軸Ｌ上の結像点Ｂ’に、物点Ｃは光軸Ｌよりも上側の
領域Ｃ1に投影される。また開口１３を介して撮像面Ｓi
に投影される各物点Ａ、Ｂ、Ｃの投影像は、物点Ａは光
軸Ｌよりも上側の領域Ａ2に、物点Ｂは光軸Ｌ上の結像
点Ｂ’に、物点Ｃは光軸Ｌよりも下側の領域Ｃ2に投影
される。なお、開口１２、１３の大きさは、物点Ａ、Ｃ
が投影される領域Ａ1、Ａ2、Ｃ1、Ｃ2の大きさが十分に
小さく、物点Ａ、Ｃの像のピンぼけが十分に小さいと見
なせる程度の大きさに設定されている。
点Ａ、Ｂ、Ｃの位置と、これらが投影される撮像面Ｓi
上の位置とが示されている。物点Ｂは合焦面Ｓo上の点
であり、物点Ａは撮像系からみて合焦面Ｓoよりも遠い
点、物点Ｃは合焦面Ｓoよりも近い点である。このとき
開口１２を介して各物点Ａ、Ｂ、Ｃが結像される位置は
それぞれ撮像面Ｓiよりも手前側の結像点Ａ’、撮像面
Ｓi上の結像点Ｂ’、撮像面Ｓiよりも後方側の結像点
Ｃ’となる。また開口１３を介して各物点Ａ、Ｂ、Ｃが
結像される位置はそれぞれ撮像面Ｓiよりも手前側の結
像点Ａ”、撮像面Ｓi上の結像点Ｂ’、撮像面Ｓiよりも
後方側の結像点Ｃ”となる。すなわち、開口１２を介し
て撮像面Ｓiに投影される各物点Ａ、Ｂ、Ｃの投影像
は、物点Ａは光軸Ｌよりも下側の領域Ａ1に、物点Ｂは
光軸Ｌ上の結像点Ｂ’に、物点Ｃは光軸Ｌよりも上側の
領域Ｃ1に投影される。また開口１３を介して撮像面Ｓi
に投影される各物点Ａ、Ｂ、Ｃの投影像は、物点Ａは光
軸Ｌよりも上側の領域Ａ2に、物点Ｂは光軸Ｌ上の結像
点Ｂ’に、物点Ｃは光軸Ｌよりも下側の領域Ｃ2に投影
される。なお、開口１２、１３の大きさは、物点Ａ、Ｃ
が投影される領域Ａ1、Ａ2、Ｃ1、Ｃ2の大きさが十分に
小さく、物点Ａ、Ｃの像のピンぼけが十分に小さいと見
なせる程度の大きさに設定されている。
【００１３】合焦面Ｓo上にある物点の撮像面Ｓi上の投
影像は開口の位置によらないのに対し、合焦面Ｓo上に
ない物点の撮像面Ｓi上への投影像は開口の位置により
変化する。この変化は、物点の位置が合焦面Ｓoから離
れるほど大きく、その変化の方向は物点の位置が合焦面
Ｓoよりも撮像面Ｓiに近い位置にあるときには開口の位
置が変化する方向と同方向に変化し、物点の位置が合焦
面Ｓoよりも撮像面Ｓiから遠い位置にあるときには開口
の位置が変化する方向とは逆方向に変化する。例えば、
開口の位置が図１の開口１２の位置から図２の開口１３
の位置に変化（下向きに移動）したとすると、合焦面Ｓ
oよりも撮像面Ｓiに近い位置にある物点Ｃが投影される
位置は、光軸Ｌの上方にある領域Ｃ1から光軸Ｌの下方
にある領域Ｃ2に変化（下向きに移動）する。一方、合
焦面Ｓoよりも撮像面Ｓiから遠い位置にある物点Ａが投
影される位置は、光軸Ｌよりも下方にある領域Ａ1から
光軸よりも上方にある領域Ａ2に変化（上向きに移動）
する。
影像は開口の位置によらないのに対し、合焦面Ｓo上に
ない物点の撮像面Ｓi上への投影像は開口の位置により
変化する。この変化は、物点の位置が合焦面Ｓoから離
れるほど大きく、その変化の方向は物点の位置が合焦面
Ｓoよりも撮像面Ｓiに近い位置にあるときには開口の位
置が変化する方向と同方向に変化し、物点の位置が合焦
面Ｓoよりも撮像面Ｓiから遠い位置にあるときには開口
の位置が変化する方向とは逆方向に変化する。例えば、
開口の位置が図１の開口１２の位置から図２の開口１３
の位置に変化（下向きに移動）したとすると、合焦面Ｓ
oよりも撮像面Ｓiに近い位置にある物点Ｃが投影される
位置は、光軸Ｌの上方にある領域Ｃ1から光軸Ｌの下方
にある領域Ｃ2に変化（下向きに移動）する。一方、合
焦面Ｓoよりも撮像面Ｓiから遠い位置にある物点Ａが投
影される位置は、光軸Ｌよりも下方にある領域Ａ1から
光軸よりも上方にある領域Ａ2に変化（上向きに移動）
する。
【００１４】したがって、２つの異なる位置に設けられ
た開口を通して撮像される２枚の被写体像には、被写体
までの距離に対応したズレが生じ、このズレは２つの視
点から被写体を撮像したときに得られる視差に対応す
る。すなわち、２つの異なる位置に設けられた開口を通
して被写体像を撮像することにより１組の視差画像を得
ることができる。
た開口を通して撮像される２枚の被写体像には、被写体
までの距離に対応したズレが生じ、このズレは２つの視
点から被写体を撮像したときに得られる視差に対応す
る。すなわち、２つの異なる位置に設けられた開口を通
して被写体像を撮像することにより１組の視差画像を得
ることができる。
【００１５】次に図３、図４を参照して第１の実施形態
のステレオ画像撮像装置について説明する。図３は第１
の実施形態のステレオ画像撮像装置の回路構成を示すブ
ロック図であり、図４は、第1の実施形態において用い
られる視差絞りの構造を模式的に示している。なお、図
１、図２と共通部分に関しては同一の記号を用いる。
のステレオ画像撮像装置について説明する。図３は第１
の実施形態のステレオ画像撮像装置の回路構成を示すブ
ロック図であり、図４は、第1の実施形態において用い
られる視差絞りの構造を模式的に示している。なお、図
１、図２と共通部分に関しては同一の記号を用いる。
【００１６】撮像光学系内に設けられた視差絞り部２０
は、図４に示すように例えば撮像光学系の瞳に略一致す
る円盤形状をしており、その中心Ｏは光軸Ｌに略一致
し、その盤面は光軸Ｌに略垂直である。視差絞り部２０
には赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の波長領域の光を選
択的に透過する光学フィルタが貼付された３つの開口
が、撮像光学系の瞳の領域内、すなわち光束内に配置さ
れるように設けられており、視差絞り２１Ｒ、２１Ｇ、
２１Ｂを構成する。すなわち、視差絞り２１ＲはＲ光、
視差絞り２１ＧはＧ光、視差絞り２１ＢはＢ光のみをそ
れぞれ透過し、それぞれＲＧＢの光に対して絞りの役割
を果たす。視差絞り２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂは例えば円
形の開口であり、中心Ｏからそれぞれ一定の距離をおい
て視差絞り部２０の周縁近くに設けられる。すなわち視
差絞り２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂは撮像光学系の瞳内（円
盤２０に対応）において光軸からなるべく離れた位置に
設けられている。また、３つの視差絞り２１Ｒ、２１
Ｇ、２１Ｂは視差絞り部２０の外周に沿って略等間隔に
配置されている。すなわち、第１の実施形態の場合、視
差絞り２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂは、視差絞り部２０の中
心（光軸に対応）Ｏを図心とする正三角形の頂点にそれ
ぞれ位置している。なお、本実施形態において、視差絞
り部２０は、視差絞り２１Ｇの中心と視差絞り２１Ｂの
中心とを結ぶ線分がＣＣＤ１１の水平ラインと平行にな
るように配置されているので、視差絞り２１Ｇ、２１Ｂ
とによって得られる２つの視差画像間においてエピポー
ララインが略一致し、画像間の対応付けが用意となる。
また、本実施形態では、３つの視差絞り２１Ｒ、２１
Ｇ、２１Ｂがつくる（正）三角形の一辺がＣＣＤ１１の
水平ラインと平行になるように視差絞り部２０が配置さ
れているが、その一辺がＣＣＤ１１の垂直ラインと平行
になるように配置されていても画像間の対応付けを容易
にすることができる。
は、図４に示すように例えば撮像光学系の瞳に略一致す
る円盤形状をしており、その中心Ｏは光軸Ｌに略一致
し、その盤面は光軸Ｌに略垂直である。視差絞り部２０
には赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の波長領域の光を選
択的に透過する光学フィルタが貼付された３つの開口
が、撮像光学系の瞳の領域内、すなわち光束内に配置さ
れるように設けられており、視差絞り２１Ｒ、２１Ｇ、
２１Ｂを構成する。すなわち、視差絞り２１ＲはＲ光、
視差絞り２１ＧはＧ光、視差絞り２１ＢはＢ光のみをそ
れぞれ透過し、それぞれＲＧＢの光に対して絞りの役割
を果たす。視差絞り２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂは例えば円
形の開口であり、中心Ｏからそれぞれ一定の距離をおい
て視差絞り部２０の周縁近くに設けられる。すなわち視
差絞り２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂは撮像光学系の瞳内（円
盤２０に対応）において光軸からなるべく離れた位置に
設けられている。また、３つの視差絞り２１Ｒ、２１
Ｇ、２１Ｂは視差絞り部２０の外周に沿って略等間隔に
配置されている。すなわち、第１の実施形態の場合、視
差絞り２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂは、視差絞り部２０の中
心（光軸に対応）Ｏを図心とする正三角形の頂点にそれ
ぞれ位置している。なお、本実施形態において、視差絞
り部２０は、視差絞り２１Ｇの中心と視差絞り２１Ｂの
中心とを結ぶ線分がＣＣＤ１１の水平ラインと平行にな
るように配置されているので、視差絞り２１Ｇ、２１Ｂ
とによって得られる２つの視差画像間においてエピポー
ララインが略一致し、画像間の対応付けが用意となる。
また、本実施形態では、３つの視差絞り２１Ｒ、２１
Ｇ、２１Ｂがつくる（正）三角形の一辺がＣＣＤ１１の
水平ラインと平行になるように視差絞り部２０が配置さ
れているが、その一辺がＣＣＤ１１の垂直ラインと平行
になるように配置されていても画像間の対応付けを容易
にすることができる。
【００１７】撮像レンズ系１０に入射した被写体からの
光は、３つの視差絞り２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂの何れか
を介して撮像部１１の撮像面Ｓiに投影（結像）され被
写体像を形成する。視差絞り２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂは
異なる位置に設けられているので、図１、２を参照して
説明したように、各視差絞り２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂを
介して撮像部１１の撮像面Ｓiに投影されるＲ光、Ｇ
光、Ｂ光によるＲ、Ｇ、Ｂの被写体像は相互に視差のあ
る視差画像として投影される。すなわち、撮像部１１の
撮像面ＳiにはＲＧＢ各々の光による３つの視差画像が
同時に投影されている。
光は、３つの視差絞り２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂの何れか
を介して撮像部１１の撮像面Ｓiに投影（結像）され被
写体像を形成する。視差絞り２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂは
異なる位置に設けられているので、図１、２を参照して
説明したように、各視差絞り２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂを
介して撮像部１１の撮像面Ｓiに投影されるＲ光、Ｇ
光、Ｂ光によるＲ、Ｇ、Ｂの被写体像は相互に視差のあ
る視差画像として投影される。すなわち、撮像部１１の
撮像面ＳiにはＲＧＢ各々の光による３つの視差画像が
同時に投影されている。
【００１８】本実施形態において撮像部１１は、例えば
Ｒ、Ｇ、Ｂのオンチップカラーフィルタ１４が搭載され
たＣＣＤである。すなわち、視差絞り２１Ｒ、２１Ｇ、
２１Ｂに貼付される色フィルタと撮像部１１に用いられ
る色フィルタとはそれぞれ対応しており、視差絞り２１
Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂを介して結像されるＲＧＢの被写体
像は、それぞれＲ、Ｇ、Ｂの波長領域の光を選択的に透
過するフィルタが設けられた画素で、それぞれＲＧＢの
画像として検出される。なお、これらＲＧＢ画像の撮像
は、本実施形態の場合、例えばＣＣＤの電子シャッター
動作により行われるが、視差絞り部２０とは別にメカシ
ャッターを設けることによって行ってもよい。
Ｒ、Ｇ、Ｂのオンチップカラーフィルタ１４が搭載され
たＣＣＤである。すなわち、視差絞り２１Ｒ、２１Ｇ、
２１Ｂに貼付される色フィルタと撮像部１１に用いられ
る色フィルタとはそれぞれ対応しており、視差絞り２１
Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂを介して結像されるＲＧＢの被写体
像は、それぞれＲ、Ｇ、Ｂの波長領域の光を選択的に透
過するフィルタが設けられた画素で、それぞれＲＧＢの
画像として検出される。なお、これらＲＧＢ画像の撮像
は、本実施形態の場合、例えばＣＣＤの電子シャッター
動作により行われるが、視差絞り部２０とは別にメカシ
ャッターを設けることによって行ってもよい。
【００１９】撮像部（ＣＣＤ）１１で検出された画像信
号は、画像処理装置３０に入力され、Ａ／Ｄ変換されデ
ジタルの画像信号に変換されるとともに従来公知の各種
信号処理が施される。その後画像信号は、ステレオ画像
撮像装置全体の制御を行うシステムコントロール回路３
１内のメモリ（図示せず）にＲＧＢの画像データとして
一時的に記憶される。システムコントロール回路３１内
のメモリに記憶されたＲＧＢの画像データは画像記録装
置３２を介して記録媒体Ｍに記録される。また、ＣＣＤ
１１の駆動はＣＣＤドライバ３３により制御され、ＣＣ
Ｄドライバ３３はシステムコントロール回路３１によっ
て制御される。ステレオ画像撮像装置の撮像動作や、画
像データの記録媒体Ｍへの記録動作は操作部３４に設け
られたレリーズスイッチや各種操作ボタン（図示せず）
により制御される。
号は、画像処理装置３０に入力され、Ａ／Ｄ変換されデ
ジタルの画像信号に変換されるとともに従来公知の各種
信号処理が施される。その後画像信号は、ステレオ画像
撮像装置全体の制御を行うシステムコントロール回路３
１内のメモリ（図示せず）にＲＧＢの画像データとして
一時的に記憶される。システムコントロール回路３１内
のメモリに記憶されたＲＧＢの画像データは画像記録装
置３２を介して記録媒体Ｍに記録される。また、ＣＣＤ
１１の駆動はＣＣＤドライバ３３により制御され、ＣＣ
Ｄドライバ３３はシステムコントロール回路３１によっ
て制御される。ステレオ画像撮像装置の撮像動作や、画
像データの記録媒体Ｍへの記録動作は操作部３４に設け
られたレリーズスイッチや各種操作ボタン（図示せず）
により制御される。
【００２０】図５は、視差画像を撮像するための処理手
順を示すフローチャートである。操作部３４のレリーズ
スイッチが押されるとステップ１０１が開始する。ステ
ップ１０１では、ＣＣＤ１１を通常のスチルビデオを撮
影するときと同様の方法で駆動し、被写体のＲＧＢの画
像を撮像する。ただし、上述したように本実施形態では
位置の異なる視差絞り２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂを介して
被写体像を撮像しているので、ＲＧＢの各画素で検出さ
れる被写体のＲＧＢの画像は、視差のある３つの画像
（視差画像）である。ステップ１０２では、ＣＣＤ１１
で取得されたＲＧＢの画像データをＲＧＢ毎に分離し、
Ｒの画像、Ｇの画像、Ｂの画像の画像データを生成す
る。ステップ１０３では、各ＲＧＢの色毎に分離された
画像を不揮発性の記録媒体Ｍに記録する。これによりこ
の視差画像撮像処理は終了する。なお、検出された３つ
の視差画像であるＲＧＢの画像データからは、従来公知
の方法により立体画像が得られる。また、これらＲＧＢ
の画像データから１枚のカラー画像を得ることも可能で
ある。
順を示すフローチャートである。操作部３４のレリーズ
スイッチが押されるとステップ１０１が開始する。ステ
ップ１０１では、ＣＣＤ１１を通常のスチルビデオを撮
影するときと同様の方法で駆動し、被写体のＲＧＢの画
像を撮像する。ただし、上述したように本実施形態では
位置の異なる視差絞り２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂを介して
被写体像を撮像しているので、ＲＧＢの各画素で検出さ
れる被写体のＲＧＢの画像は、視差のある３つの画像
（視差画像）である。ステップ１０２では、ＣＣＤ１１
で取得されたＲＧＢの画像データをＲＧＢ毎に分離し、
Ｒの画像、Ｇの画像、Ｂの画像の画像データを生成す
る。ステップ１０３では、各ＲＧＢの色毎に分離された
画像を不揮発性の記録媒体Ｍに記録する。これによりこ
の視差画像撮像処理は終了する。なお、検出された３つ
の視差画像であるＲＧＢの画像データからは、従来公知
の方法により立体画像が得られる。また、これらＲＧＢ
の画像データから１枚のカラー画像を得ることも可能で
ある。
【００２１】以上のように第１の実施形態によれば、３
つの視差画像を１回の撮像動作で同時に検出することが
できるため移動する物体であっても撮影が可能である。
また、絞りを移動させるための機構が不要であるため、
小型に有利であり製造コストも低く抑えることが可能で
ある。更に、視差絞り２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂは、光軸
Ｌ（視差絞り部の中心Ｏ）を図心とした正三角形の頂点
に配置されているので、３つの視差絞り２１Ｒ、２１
Ｇ、２１Ｂ間の距離が大きくとれる。これにより、より
大きな視差のある視差画像を得ることができる。
つの視差画像を１回の撮像動作で同時に検出することが
できるため移動する物体であっても撮影が可能である。
また、絞りを移動させるための機構が不要であるため、
小型に有利であり製造コストも低く抑えることが可能で
ある。更に、視差絞り２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂは、光軸
Ｌ（視差絞り部の中心Ｏ）を図心とした正三角形の頂点
に配置されているので、３つの視差絞り２１Ｒ、２１
Ｇ、２１Ｂ間の距離が大きくとれる。これにより、より
大きな視差のある視差画像を得ることができる。
【００２２】次に図６を参照して本発明の第２の実施形
態について説明する。第２の実施形態は、視差絞り部２
０に設けられた視差絞りの配置を除いて第１の実施形態
と同様である。以下第１の実施形態と異なるところのみ
説明する。
態について説明する。第２の実施形態は、視差絞り部２
０に設けられた視差絞りの配置を除いて第１の実施形態
と同様である。以下第１の実施形態と異なるところのみ
説明する。
【００２３】図６は、第２の実施形態における視差絞り
の構造を模式的に示している。第２の実施形態では、Ｒ
ＧＢの色フィルタが設けられた視差絞り２２Ｒ、２２
Ｇ、２２Ｂの配置のみが第１の実施形態と異なる。第２
の実施形態において、視差絞り２２Ｂの中心は、視差絞
り部２０の中心Ｏ（光軸Ｌ上）に配置されており、視差
絞り２２Ｒと視差絞り２２Ｇは、それぞれ視差絞り部２
０の中心Ｏにおいて互いに直交し、視差絞り部２０の円
盤面上に含まれる２つの直線上の視差絞り部２０の外周
近くに配置されている。また、直交する２つの直線はＣ
ＣＤ１１の水平、垂直ラインと平行となるように配置さ
れる。すなわち、視差絞り２２Ｒと２２Ｂを結ぶ直線
と、視差絞り２２Ｇと２２Ｂとを結ぶ直線とが直交し、
かつこれらの直線がＣＣＤ１１の垂直、水平ラインとそ
れぞれ平行となるように配置されている。
の構造を模式的に示している。第２の実施形態では、Ｒ
ＧＢの色フィルタが設けられた視差絞り２２Ｒ、２２
Ｇ、２２Ｂの配置のみが第１の実施形態と異なる。第２
の実施形態において、視差絞り２２Ｂの中心は、視差絞
り部２０の中心Ｏ（光軸Ｌ上）に配置されており、視差
絞り２２Ｒと視差絞り２２Ｇは、それぞれ視差絞り部２
０の中心Ｏにおいて互いに直交し、視差絞り部２０の円
盤面上に含まれる２つの直線上の視差絞り部２０の外周
近くに配置されている。また、直交する２つの直線はＣ
ＣＤ１１の水平、垂直ラインと平行となるように配置さ
れる。すなわち、視差絞り２２Ｒと２２Ｂを結ぶ直線
と、視差絞り２２Ｇと２２Ｂとを結ぶ直線とが直交し、
かつこれらの直線がＣＣＤ１１の垂直、水平ラインとそ
れぞれ平行となるように配置されている。
【００２４】以上のような視差絞り２２Ｒ、２２Ｇ、２
２Ｂを用いた第２の実施形態においても、第１の実施形
態と同様の効果が得られる。また第２の実施形態では、
視差絞り２２Ｒと２２Ｂを結ぶ直線と、視差絞り２２Ｇ
と２２Ｂとを結ぶ直線とが直交するとともに、ＣＣＤ１
１の垂直、水平ラインと平行しているので、視差絞り２
２Ｒ、２２Ｂとにより得られる２つの視差画像間のエピ
ポーラライン及び視差絞り２２Ｇ、２２Ｂとにより得ら
れる２つの視差画像間のエピポーララインが略一致し、
その対応付けが容易になる。
２Ｂを用いた第２の実施形態においても、第１の実施形
態と同様の効果が得られる。また第２の実施形態では、
視差絞り２２Ｒと２２Ｂを結ぶ直線と、視差絞り２２Ｇ
と２２Ｂとを結ぶ直線とが直交するとともに、ＣＣＤ１
１の垂直、水平ラインと平行しているので、視差絞り２
２Ｒ、２２Ｂとにより得られる２つの視差画像間のエピ
ポーラライン及び視差絞り２２Ｇ、２２Ｂとにより得ら
れる２つの視差画像間のエピポーララインが略一致し、
その対応付けが容易になる。
【００２５】なお、本実施形態ではＲＧＢのオンチップ
カラーフィルタを搭載したＣＣＤを用いたため、ＲＧＢ
の色フィルタを貼付した３つの視差絞りが用いられた
が、視差絞りの色フィルタはＣＣＤのカラーフィルタに
対応したものであればよくＲＧＢに限定されるものでは
ない。その数も３色に限定されるものではなく２色ある
いは４色以上であってもよい。また視差絞りである開口
の配置は、第１及び第２の実施形態に限定されるもので
はなく、その配置を適宜変更することができる。
カラーフィルタを搭載したＣＣＤを用いたため、ＲＧＢ
の色フィルタを貼付した３つの視差絞りが用いられた
が、視差絞りの色フィルタはＣＣＤのカラーフィルタに
対応したものであればよくＲＧＢに限定されるものでは
ない。その数も３色に限定されるものではなく２色ある
いは４色以上であってもよい。また視差絞りである開口
の配置は、第１及び第２の実施形態に限定されるもので
はなく、その配置を適宜変更することができる。
【００２６】本実施形態の視差絞りに用いられた色フィ
ルタは可視光領域の光を選択的に透過する光学フィルタ
であったが、これは可視光領域に限定されるものではな
く、例えば赤外領域や紫外領域の波長の光であってもよ
い。
ルタは可視光領域の光を選択的に透過する光学フィルタ
であったが、これは可視光領域に限定されるものではな
く、例えば赤外領域や紫外領域の波長の光であってもよ
い。
【００２７】本実施形態では、撮像部にオンチップカラ
ーフィルタを搭載したカラー単板式のＣＣＤを用いて視
差画像の撮像を行ったが、ダイクロイックプリズム等を
利用し、例えば３つのモノクロＣＣＤを用いて視差画像
を撮像してもよい。また、本実施形態において、視差絞
り部２０は、撮像光学系の瞳と一致する円盤形状をして
いたが、視差絞り部の形状及び寸法は適宜変更可能であ
る。
ーフィルタを搭載したカラー単板式のＣＣＤを用いて視
差画像の撮像を行ったが、ダイクロイックプリズム等を
利用し、例えば３つのモノクロＣＣＤを用いて視差画像
を撮像してもよい。また、本実施形態において、視差絞
り部２０は、撮像光学系の瞳と一致する円盤形状をして
いたが、視差絞り部の形状及び寸法は適宜変更可能であ
る。
【００２８】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、簡単な
機構により視差画像を単一のレンズ系で同時に撮像でき
るステレオ画像撮像装置を得ることができる。
機構により視差画像を単一のレンズ系で同時に撮像でき
るステレオ画像撮像装置を得ることができる。
【図１】本発明における視差画像撮像の原理を説明する
図である。
図である。
【図２】本発明における視差画像撮像の原理を説明する
図である。
図である。
【図３】本発明の第１の実施形態におけるステレオ画像
撮像装置の概略を示すブロック図である。
撮像装置の概略を示すブロック図である。
【図４】第１の実施形態のステレオ画像撮像装置で用い
られる視差絞りの平面形状を模式的に示す図である。
られる視差絞りの平面形状を模式的に示す図である。
【図５】ステレオ画像撮像装置で実行される視差画像撮
像処理の手順を示すフローチャートである。
像処理の手順を示すフローチャートである。
【図６】本発明の第２の実施形態に用いられる視差絞り
の平面形状を模式的に示す図である。
の平面形状を模式的に示す図である。
１０ 撮像レンズ系 １１ 撮像部（ＣＣＤ） １４ オンチップカラーフィルタ ２０ 視差絞り部 ２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂ 視差絞り Ｌ 光軸
Claims (7)
- 【請求項１】 複数の異なる波長領域の光による被写体
像をそれぞれの波長領域毎に検出可能な撮像部と、 前記撮像部に被写体像を結像させるための撮像光学系
と、 前記撮像光学系の光軸に垂直な面内の異なる位置に複数
の開口が設けられた視差絞り部とを備え、 前記複数の開口には、前記複数の異なる波長領域の光を
選択的に透過する光学フィルタが設けられたことを特徴
とするステレオ画像撮像装置。 - 【請求項２】 前記波長領域の数と前記開口の数とが１
対１に対応することを特徴とする請求項１に記載のステ
レオ画像撮像装置。 - 【請求項３】 前記撮像部がオンチップカラーフィルタ
を搭載した撮像素子からなり、前記複数の波長領域が前
記オンチップカラーフィルタの各色フィルタの透過波長
領域に対応することを特徴とする請求項１に記載のステ
レオ画像撮像装置。 - 【請求項４】 前記色フィルタの波長領域が赤、緑、青
であることを特徴とする請求項３に記載のステレオ画像
撮像装置。 - 【請求項５】 前記複数の開口が３つの開口からなり、
前記開口の各々が前記光軸を中心とした正三角形に配置
されたことを特徴とする請求項１に記載のステレオ画像
撮像装置。 - 【請求項６】 前記複数の開口の中心を相互に結ぶ直線
の少なくとも１つが、前記撮像部の水平ラインまたは垂
直ラインの少なくとも１つと平行であることを特徴とす
る請求項１に記載のステレオ画像撮像装置。 - 【請求項７】 前記複数の開口が第１、第２及び第３の
開口からなり、前記第１の開口と第２の開口の中心を結
ぶ直線が前記水平ラインと平行であり、前記第２の開口
と第３の開口の中心を結ぶ直線が前記垂直ラインと平行
であることを特徴とする請求項６に記載のステレオ画像
撮像装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001150366A JP2002344999A (ja) | 2001-05-21 | 2001-05-21 | ステレオ画像撮像装置 |
| US10/145,029 US6977674B2 (en) | 2001-05-21 | 2002-05-15 | Stereo-image capturing device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001150366A JP2002344999A (ja) | 2001-05-21 | 2001-05-21 | ステレオ画像撮像装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002344999A true JP2002344999A (ja) | 2002-11-29 |
Family
ID=18995393
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001150366A Withdrawn JP2002344999A (ja) | 2001-05-21 | 2001-05-21 | ステレオ画像撮像装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
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| JP (1) | JP2002344999A (ja) |
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