JP2007335944A - Device and method for photographing image - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、一つの被写体に対して撮影した複数の二次元画像から三次元画像を生成する画像撮影装置及び画像撮影方法に関する。 The present invention relates to an image capturing apparatus and an image capturing method for generating a three-dimensional image from a plurality of two-dimensional images captured with respect to one subject.
二次元画像から三次元画像を生成し、被写体を立体的に表示する方法として、同一の被写体を異なる視点から撮影した複数の二次元画像を合成する方法がある。 As a method for generating a three-dimensional image from a two-dimensional image and displaying the subject stereoscopically, there is a method of combining a plurality of two-dimensional images obtained by photographing the same subject from different viewpoints.
二次元画像から三次元画像を生成するための合成処理にはパソコン等の高度な情報処理装置の利用が主流であるが、近年では、携帯電話機等の簡易な情報処理装置で実現する技術もある。2台のカメラ付携帯電話機を同期させ、2台のカメラで左目用及び右目用の2枚の画像を取得するとともに、取得した2枚の画像を合成して三次元画像を生成する方法がある(例えば、特許文献1参照。)。 The use of advanced information processing devices such as personal computers is the mainstream for composition processing for generating three-dimensional images from two-dimensional images, but in recent years there is also a technology that can be realized with simple information processing devices such as mobile phones. . There is a method in which two camera-equipped mobile phones are synchronized, two images for the left eye and right eye are acquired by the two cameras, and a three-dimensional image is generated by synthesizing the two acquired images. (For example, refer to Patent Document 1).
また、2台の装置を必要とせずに1台の装置に2つのレンズを備え、これらの2つのレンズで撮影した二次元画像を合成して三次元画像を生成する技術もある(例えば、特許文献2参照)。 There is also a technology that includes two lenses in one device without requiring two devices, and generates a three-dimensional image by synthesizing two-dimensional images taken with these two lenses (for example, patents). Reference 2).
三次元画像を生成するために複数の二次元画像を撮影する場合、異なる視点の二次元画像が必要である。この場合、2枚の二次元画像は一定の距離離れた位置関係にあるレンズで取得されたことが要件となるが、この2枚の画像を撮影する2つのレンズ間の距離が狭いと、奥行きのある三次元画像を生成することができない。 When shooting a plurality of two-dimensional images to generate a three-dimensional image, two-dimensional images from different viewpoints are necessary. In this case, it is a requirement that the two two-dimensional images are acquired by lenses having a positional relationship apart from each other by a certain distance. However, if the distance between the two lenses that capture the two images is small, the depth It is not possible to generate a 3D image with
そのため、特許文献2では、例えばカメラ付携帯電話機で三次元画像を生成する場合、2つのレンズを所定の間隔を隔てて組み込むことで、一定の距離を確保している。 Therefore, in Patent Document 2, for example, when a three-dimensional image is generated by a camera-equipped mobile phone, a certain distance is secured by incorporating two lenses at a predetermined interval.
しかしながら、水平に備えられる2つのレンズを利用して撮影された2枚の二次元画像であっても、各レンズが被写体に向いてない場合、撮影した二次元画像から奥行きのある三次元画像や広い視点からの三次元画像を合成することはできないという問題がある。
本発明では、奥行きのある三次元画像や広い視点からの三次元画像を生成することができる画像撮影装置及び画像撮影方法を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide an image capturing apparatus and an image capturing method capable of generating a three-dimensional image having a depth and a three-dimensional image from a wide viewpoint.
本願発明の態様によれば、筐体と、筐体に移動可能に配置され、互いに異なる複数の光軸から見た被写体の複数の像をそれぞれの光軸において結像する複数のレンズと、複数の光軸が互いに交わる角度を変えるように複数のレンズの相対的位置を移動させるとともに複数の光軸方向を、被写体に合わせる駆動機構と、複数の像から被写体の複数の二次元画像をそれぞれ生成する複数の二次元画像生成部と、複数の二次元画像を合成し、被写体の三次元画像を生成する三次元画像生成部とを備える画像撮影装置が提供される。 According to an aspect of the present invention, a housing, a plurality of lenses that are movably disposed in the housing and that form a plurality of images of a subject viewed from a plurality of different optical axes on each optical axis, and a plurality of lenses The relative position of multiple lenses is moved to change the angle at which the optical axes cross each other, and a drive mechanism that aligns multiple optical axis directions with the subject and multiple two-dimensional images of the subject are generated from the multiple images, respectively. There is provided an image photographing apparatus including a plurality of two-dimensional image generation units that perform a three-dimensional image generation unit that combines a plurality of two-dimensional images and generates a three-dimensional image of a subject.
本願発明の他の態様によれば、筐体に移動可能に備えられた複数のレンズを相対的に移動し、被写体において交わる互いに異なる複数の光軸から見た被写体の複数の像を、複数のレンズを用いて、それぞれの光軸方向において結像するステップと、複数の光軸においてそれぞれ得られた複数の像から、被写体の複数の二次元画像をそれぞれ生成するステップと、複数の二次元画像を合成し、被写体の三次元画像を生成するステップとを備える画像撮影方法が提供される。 According to another aspect of the present invention, a plurality of lenses that are movably provided in a housing are relatively moved, and a plurality of images of a subject viewed from a plurality of different optical axes that intersect in the subject are displayed. A step of forming an image in each optical axis direction using a lens; a step of generating a plurality of two-dimensional images of a subject from a plurality of images respectively obtained on a plurality of optical axes; and a plurality of two-dimensional images And a step of generating a three-dimensional image of the subject.
本発明によれば、三次元画像の合成に使用することができる二次元画像を撮影し、より奥行きのある三次元画像や広い視点からの三次元画像を生成することができる。 According to the present invention, a two-dimensional image that can be used for synthesizing a three-dimensional image can be taken, and a three-dimensional image with a greater depth or a wider viewpoint can be generated.
(第1の実施の形態)
図1に示すように、第1の実施の形態に係る画像撮影装置1は、第1レンズ11a及び第2レンズ12aを筐体110の外面に備えている。図1に対応する論理的構成を示すのが図2であるが、本発明の第1の実施の形態に係る画像撮影装置1は、図1に示した筐体110と、第1レンズ11a及び第2レンズ12aに加え、第1駆動機構11c及び第2駆動機構12cと、第1の二次元画像生成部11b及び第2の二次元画像生成部12bと、三次元画像生成部15c等を備える。図1で図示を省略したこれらの機能構成は、図1に示す筐体110の内部に備えている。第1レンズ11a及び第2レンズ12aは、図1(a)及び図(b)に示したように筐体110に移動可能に配置され、互いに異なる複数の光軸から見た被写体の複数の像をそれぞれの光軸において結像する。第1駆動機構11c及び第2駆動機構12cは、第1レンズ11a及び第2レンズ12aの光軸が互いに交わる角度を変えるように第1レンズ11a及び第2レンズ12aの相対的位置を移動させるとともに、第1レンズ11a及び第2レンズ12aの光軸方向を被写体に合わせる。
(First embodiment)
As shown in FIG. 1, the image capturing
筐体110に収められている第1レンズ11a及び第2レンズ12aが、図1(a)に示された状態から、図1(b)に示すような筐体110から引き出される状態になる。すなわち、第1レンズ11a及び第2レンズ12aは可動式であり、画像撮影装置1の筐体110の内部に収納された状態から筐体110の側壁113,114の外側に移動することができる。具体的に、第1レンズ11aは第1収納部111に配置され、第2レンズ12aは、第2収納部112に配置されている。画像撮影装置1を使用していない場合や持ち運ぶ際、第1レンズ11aが配置される第1収納部111及び第2レンズ12aが収納される第2収納部112は、図1(a)で示すように筐体110に収められている。
The
画像撮影装置1において三次元モードに設定されて撮影する際、第1駆動機構11cは、図1(a)で示す収納状態から、第1収納部111を筐体110の左側の側壁113の外側の位置に引き出すように駆動し、これにより第1レンズ11aが図1(b)に示すように筐体110の左側の側壁113の外側の位置に移動される。また、第2駆動機構12cは、図1(a)で示す収納状態から、第2収納部112を筐体110の右側の側壁114の外側の位置に引き出すように駆動し、これにより第2レンズ12aも図1(b)に示すように筐体110の右側の側壁114の外側の位置に移動される。ここでいう「三次元モード」とは、2つのカメラを利用して、撮影した被写体から三次元画像を生成するモードである。
When the
近似的には、第1収納部111が引き出される方向は、収納状態における第1レンズ11aの光軸41とほぼ垂直方向であり、第2収納部112が引き出される方向は、収納状態における第2レンズ12aの光軸42とほぼ垂直方向である(光軸41,42は、図4に示されている。)。図1(b)に示す例では、紙面に対して横方向に引き出されているが、図4に示されるように光軸41と光軸42との角度が変化するのであれば、図1の上方向等の第1レンズ11aの光軸41とほぼ垂直である他の方向、第2レンズ12aの光軸42とほぼ垂直である他の方向に引き出されるものであっても良い。
Approximately, the direction in which the
図2に示した第1の二次元画像生成部11b及び第2の二次元画像生成部12bは、図1(b)に示したように第1収納部111及び第2収納部112を移動した状態で得られた複数の像から被写体の複数の二次元画像をそれぞれ生成する。三次元画像生成部15cは、複数の二次元画像を合成し、被写体の三次元画像を生成する。
The first two-dimensional image generation unit 11b and the second two-dimensional image generation unit 12b illustrated in FIG. 2 have moved the
本発明の第1の実施の形態に係る画像撮影装置1では、三次元モードが設定されている場合、第1レンズ11a及び第2レンズ12aで撮影した2枚の二次元画像から三次元画像を生成し、表示部19に表示する。第1の実施の形態において、「三次元画像」とは、被写体を三次元的に見ることができる立体視画像をいう。
In the
画像撮影装置1は、機能構成として図2に示すように、第1撮影部11、第2撮影部12、シャッターボタン13、操作入力部14、画像処理部15、メモリ部16、制御部17、表示制御部18及び表示部19を有している。本発明の第1の実施の形態においては、画像撮影装置1は、カメラ付携帯電話機として説明する。そのため、図示は省略するが、画像撮影装置1は、図2で示す機能の他にもアンテナ、通信制御部、スピーカ、マイクロホン等の携帯電話機で必要とする機能を有している。また、画像撮影装置1は、フラッシュ機能を備えていても良い。
As shown in FIG. 2, the
第1撮影部11は、第1レンズ11a、第1の二次元画像生成部11b及び第1駆動機構11cを有している。第1の二次元画像生成部11bは、例えば電荷結合素子(CCD)が使用可能であり、CCDの光電変換機能により、光の明暗を電圧の大小に変換し、縦(x)方向及び横(y)方向にマトリックス状に配置された複数の画素から構成されるディジタル画像である二次元画像を生成し、画像処理部15へ送信する。以下では、第1撮影部11で撮影した二次元画像を「第1画像」として説明する。
The
第2撮影部12も第1撮影部11と同様に、第2レンズ12aと、第2の二次元画像生成部12bと、第2駆動機構12cを有している。以下では、第2撮影部12で撮影した二次元画像を「第2画像」として説明する。
Similar to the
各駆動機構によって各収納部が筐体110から外側に引き出された際、第1レンズ11a及び第2レンズ12aの間隔は、三次元画像を生成するために必要な間隔に保つことができる距離に設定されている。例えば、画像撮影装置1から被写体までの距離が短い場合、第1レンズ11a及び第2レンズ12a間の距離は短いが、画像撮影装置1から被写体までの距離が長い場合、第1レンズ11a及び第2レンズ12a間の距離も長くなる。
When each storage unit is pulled out from the
例えば、撮影装置1と被写体3との距離をある程度限定するように焦点距離を予め決めておく方法が考えられる。具体的に、図3(a)に示すように、収納状態にある第1レンズ11a及び第2レンズ12a間の距離が2aであり、レンズ間の中点pから焦点fまでの距離がhであるとする。この場合、第1レンズ11aの光軸41及び第2レンズ12aの光軸42を焦点fで結んでできる角度を2θとなるように、各レンズの光軸の傾きを設定する。ここで、角度2θは、以下の式(1)によって求めることができる。
For example, a method is conceivable in which the focal length is determined in advance so as to limit the distance between the photographing
tanθ=a/h
θ=arctan(a/h)・・・(1)
図3(b)に示すように、第1レンズ及び第2レンズをそれぞれ距離bづつ移動させた場合、第1レンズの光軸及び第2レンズの光軸を焦点fで結ばれた角度を2θ’となるようにレンズの光軸の傾きを設定する。ここで、角度2θ’は、以下の式(2)によって求めることができる。なお、移動された状態で第1レンズ11a及び第2レンズ12a間の距離を2a’(2a’=2a+2b)とする。
tan θ = a / h
θ = arctan (a / h) (1)
As shown in FIG. 3B, when the first lens and the second lens are moved by a distance b, respectively, the angle formed by connecting the optical axis of the first lens and the optical axis of the second lens at the focal point f is 2θ. Set the tilt of the optical axis of the lens so that Here, the angle 2θ ′ can be obtained by the following equation (2). Note that the distance between the
tanθ’=a’/h
θ’=arctan(a’/h)=arctan((a+b)/h)・・・(2)
また、第1駆動機構11cは、第1レンズ11aが筐体110から外側に引き出された位置において、第1レンズ11aの光軸41の方向が被写体に向かうように第1レンズ11aの光軸41の傾きを設定する。第2駆動機構12cも、同様に、筐体110から外側に引き出された位置において、第2レンズ12aの光軸42の方向が被写体に向かうように第2レンズ12aの光軸42の傾きを設定する。
tan θ ′ = a ′ / h
θ ′ = arctan (a ′ / h) = arctan ((a + b) / h) (2)
Further, the
なお、第1レンズ11a及び第2レンズ12aの筐体110から外側への移動はユーザが手動で行っても、操作入力部14を介してユーザによって入力された操作リクエストにより自動で行ってもよい。また、第1駆動機構11cによる第1レンズ11aの光軸41の傾きの設定及び第2駆動機構12cによる第2レンズ12aの光軸42の傾きの設定についてもユーザが手動で行っても、操作入力部14を介してユーザによって入力された操作リクエストにより自動で行ってもよい。例えば、駆動機構11c,12cは収納部111,112の位置及びレンズ11a,12aの傾きを変更させるモータ等の制御機能を有している。これにより、駆動機構11c,12cは操作入力部14を介して操作指示を入力すると、各収納部111,112の位置を移動させてレンズ11a,12aの位置を変更したり、各レンズ11a,12aの光軸41,42が所定の傾きになるように制御する。シャッターボタン13は、ユーザが画像取得の操作リクエストを入力するボタンであり、例えば筐体110の側壁113に配置される。また、操作入力部14は、ユーザが種々の操作リクエストを入力するボタンである。例えば、ユーザは、操作入力部14を介して、三次元モードの撮影開始のリクエストや、三次元モードの撮影終了のリクエストを入力する。第1の実施の形態に係る画像撮影装置1がカメラ付携帯電話機である場合、操作入力部14は通常の携帯電話機が数字等を選択入力するキー操作ボタンを操作入力部14として利用することができる。
The movement of the
具体的に、画像撮影装置1が三次元モードに設定されて被写体を撮影して表示する場合について、図4を用いて説明する。図4に示すように、画像撮影装置1で被写体3を撮影する場合、第1レンズ11aは、第1駆動機構11cによって筐体110の外側に引き出されるとともに被写体3を含む視野の中心に第1レンズ11aの光軸41が向かうように設定される。また、第2レンズ12aも第2駆動機構12cによって筐体110の外側に引き出されるとともに被写体3を含む視野の中心の中心に第2レンズ12aの光軸42が向かうように設定される。第1レンズ11aの光軸41の傾き及び第2レンズ12aの光軸42の傾きが図4に示すように被写体3を含む画像の中心に向かう状態にあるときにユーザがシャッターボタン13を押下すると、画像撮影装置1では、第1撮影部11及び第2撮影部12の両方で画像を撮影する。
Specifically, the case where the
図4において被写体3は、6面を有する立方体であり、第1面31、第2面32、第3面33、第4面34、第5面(図示せず)及び第6面(図示せず)を有し、例えば、第2面32と第4面34は対向する位置関係にある。図4に示す状態において、第1撮影部11の視野は被写体3の第1面31、第2面32及び第3面33が見える範囲である。そのため第1撮影部11は、図6(a)で示す第1画像を撮影する。また、第2撮影部12の視野は被写体3の第1面31、第3面33及び第4面34が見える範囲である。そのため第2撮影部12は、図6(b)で示す第2画像を撮影する。
In FIG. 4, the
画像処理部15は、第1撮影部11から入力した第1画像及び第2撮影部12から入力した第2画像を合成して三次元画像を生成する。また、画像処理部15は、生成した三次元画像をメモリ部16に記憶する。メモリ部16は、半導体メモリ等のメモリである。具体的に、画像処理部15は、増幅部15a、信号処理部15b、三次元画像生成部15cを有している。
The
増幅部15aは、入力した画像を増幅する。信号処理部15bは、画素の補完等の信号処理を実行する。三次元画像生成部15cは、対応する複数の画像を三次元合成処理によって三次元画像を生成する。対応する画像とは、第1撮影部11及び第2撮影部12で同時に取得された第1画像と第2画像である。第1の実施の形態の三次元画像生成部15cは、第1画像及び第2画像から、三次元画像として、被写体を立体的に見ることができる立体視画像を生成する。三次元画像である立体視画像の生成には、例えば汎用されている「アナグリフ方式」が利用される。三次元画像生成部15cは、「アナグリフ方式」の立体視画像を生成する場合、第1画像を赤色でフィルタリング処理し、第2画像を青色でフィルタリングした後に合成する。
The amplifying
制御部17は、シャッターボタン13や操作入力部14から入力する操作リクエストに基づいて生成した制御信号を第1撮影部11、第2撮影部12、画像処理部15及び表示制御部18に送信し、各機能ブロックを制御する。例えば、制御部17は、ユーザによって操作入力部14を介して三次元モードによる撮影の開始が選択されると、第1撮影部11、第2撮影部12、画像処理部15及び表示制御部18に三次元モードに設定する制御信号を送信する。また、制御部17は、ユーザによってシャッターボタン13が押下されると第1撮影部11及び第2撮影部12に撮影制御信号を出力する。さらに、制御部17は、ユーザによって操作入力部14を介して三次元モードによる撮影の終了が選択されると、第1撮影部11、第2撮影部12、画像処理部15及び表示制御部18に三次元モードの設定を終了する制御信号を送信する。
The
表示制御部18は、メモリ部16に記憶される三次元画像を表示部19に表示させる。表示部19は、液晶ディスプレイ等のディスプレイである。
The
次に、第1の実施の形態に係る画像撮影装置1で被写体3を撮影した複数の画像から三次元画像を生成し、表示する処理について図5に示すフローチャートを用いて、説明する。
Next, processing for generating and displaying a three-dimensional image from a plurality of images obtained by photographing the subject 3 with the
(三次元画像表示処理)
まず、画像撮影装置1で画像が取得される際にユーザによって操作入力部14を介して三次元モードの設定リクエストが入力されると(S10でYES)、制御部17は、第1撮影部11、第2撮影部12、画像処理部15及び表示制御部18に三次元モードに設定する制御信号を送信し、第1駆動機構11c及び第2駆動機構12cは、第1収納部111又は第2収納部112を駆動して第1レンズ11a及び第2レンズ12aの位置を設定するとともに、第1レンズ11aの光軸41の傾き及び第2レンズ12aの光軸42の傾きを設定する(S11)。その後、制御部17は、ユーザによってシャッターボタン13が押下されるのを待機する(S12)。
(3D image display processing)
First, when the user inputs a three-dimensional mode setting request via the
ユーザによってシャッターボタン13が押下されると(S12でYES)、制御部17は第1撮影部11及び第2撮影部12に撮影制御信号を送信し、第1レンズ11aを介して第1の二次元画像生成部11b上に被写体3の像が結像され、第2レンズ12aを介して第2の二次元画像生成部12b上に被写体の像が結像される(S13)。
When the
その後、第1の二次元画像生成部11bは第1画像を生成し、画像処理部15に送信する。また、第2の二次元画像生成部12bは第2画像を生成し、画像処理部15に送信する(S14)。
Thereafter, the first two-dimensional image generation unit 11 b generates a first image and transmits it to the
ステップS14で生成された第1画像を第1撮影部11から入力し、第2画像を第2撮影部12から入力した画像処理部15は、第1画像及び第2画像を増幅部15aで増幅し、信号処理部15bで信号処理を実行する(S15)。
The
続いて、三次元画像生成部15cは、入力した第1画像及び第2画像にフィルタリング処理を施し、三次元合成処理によって三次元画像を生成してメモリ部16に記憶する(S16,S17)。その後、表示制御部18は、メモリ部16に記憶されている三次元画像を表示部19に表示する(S18)。
Subsequently, the three-dimensional
第1の実施の形態によれば、複数のレンズの位置関係を三次元画像を生成するために必要な距離を保つように設定し、レンズの傾き光軸の傾きを調整して二次元画像を撮影する。上述したように、レンズの位置を移動してレンズ間の距離を確保し、光軸の傾きを調整して二次元画像を撮影することで、小型の画像撮影装置であっても、三次元画像を生成するために必要な二次元画像を撮影し、容易に奥行のある三次元画像を生成することができる。 According to the first embodiment, the positional relationship between a plurality of lenses is set so as to maintain a distance necessary for generating a three-dimensional image, and the two-dimensional image is adjusted by adjusting the inclination of the optical axis of the lens. Take a picture. As described above, by moving the position of the lens to ensure the distance between the lenses and adjusting the tilt of the optical axis to capture a two-dimensional image, even a small image capturing device can obtain a three-dimensional image. A two-dimensional image necessary for generating the image can be taken, and a three-dimensional image having a depth can be easily generated.
(第2の実施の形態)
続いて、本発明の第2の実施の形態について説明する。第2の実施の形態に係る画像撮影装置は、上述した画像撮影装置1と同一の構成であるため、図1に示した外観構成図及び図2に示した機能ブロック図を用いて説明する。第2の実施の形態において画像撮影装置1は、三次元モードで画像の撮影が開始されると、撮影した第1画像及び第2画像から三次元画像を生成し、生成した三次元画像を表示する。第2の実施の形態において「三次元画像」とは、被写体部分を回転中心軸を中心に回転して見ることができる画像をいう。ここで使用される回転中心軸は、例えば操作入力部14からユーザによって入力されて定めることが出来るが、回転中心軸決定手段等を有し、自動で決定されてもよい。
第2の実施の形態においては、操作入力部14が、ユーザから被写体部分を回転させた三次元画像を表示させる回転操作のリクエストを入力する点で、第1の実施の形態と異なる。この回転操作のリクエストは、被写体部分を回転させる方向を指定する指令を含んでいる。また、第2の実施の形態において、表示制御部18が、操作リクエストが指定する方向に従って、被写体部分を回転中心軸を中心にして回転した三次元画像を表示部19に表示させる点で、第1の実施の形態と異なる。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described. The image capturing apparatus according to the second embodiment has the same configuration as that of the
The second embodiment is different from the first embodiment in that the
図7に示すフローチャートを用いて、第2の実施の形態において、画像撮影装置1で被写体3を撮影して生成した三次元画像を表示する処理を説明する。図7に示すフローチャートにおいて、ステップS11乃至S15の処理は図5のフローチャートを用いて説明した処理と同一であるため、同一の番号を付して説明を省略する。
With reference to the flowchart shown in FIG. 7, processing for displaying a three-dimensional image generated by photographing the subject 3 with the
第2の実施の形態において画像撮影装置1では、ステップS15の処理が終了された第1画像及び第2画像は画像処理部15によってメモリ部16に記憶される。表示制御部18は、制御部17からの表示制御信号に従い、メモリ部16に記憶されている第1画像及び第2画像を読み出して、第1画像及び第2画像を含む範囲指定画面を表示部19に表示する(S21)。
In the second embodiment, in the
ステップS21で範囲指定画面が表示部19に表示されると、制御部17は、三次元処理を実行する範囲の指定が入力されるのを待機する(S22)。ユーザによって操作入力部14を介して三次元処理を実行する範囲が指定されると(S22でYES)、三次元画像生成部15cは、第1画像及び第2画像からそれぞれ指定された範囲の画像部分を抽出し、抽出した画像部分を用いて合成した三次元画像をメモリ部16に記憶する(S23)。
When the range designation screen is displayed on the
具体的に、上述した図4で示す状態でシャッターボタン13が押下され、画像撮影装置1が被写体3を撮影した場合について説明する。第1撮影部11では図6(a)に示した第1画像が撮影されるため、表示部19には図8(a)に示す範囲指定画面210が表示される。また、第2撮影部12では図6(b)に示した第2画像が撮影されるため、表示部19には図8(b)に示す範囲指定画面220が表示される。
Specifically, a case where the
図8(a)に示す範囲指定画面210では、ユーザは操作入力部14を介して破線で示される範囲A1を指定している。また、図8(b)に示す範囲指定画面220では、ユーザは操作入力部14を介して破線で示される範囲A2を指定している。なお、図8においては、第1撮影部11で撮影された第1画像及び第2撮影部12で撮影された第2画像は、別々に表示部19に表示されているが、1つの範囲指定画面内に第1画像及び第2画像を同時に表示してもよい。
In the
三次元処理を実行する範囲が図8に示したように指定されると、三次元画像生成部15cは、第1画像から範囲A1の画像部分を抽出するとともに第2画像から範囲A2の画像部分を抽出し、抽出した各画像部分について、合成した三次元画像を生成する。
When the range for performing the three-dimensional processing is designated as shown in FIG. 8, the three-dimensional
ステップS23においてメモリ部16に三次元画像が記憶されると、表示制御部18は、メモリ部16から三次元画像を読み出して、表示部19に表示する(S24)。表示制御部18が表示部19に三次元画像を表示すると、制御部17は回転操作を待機する(S25)。
When the three-dimensional image is stored in the
例えば、第1撮影部11で撮影された第1画像から図8(a)に示す範囲A1が指定され、第2撮影部12で撮影された第2画像から図8(b)に示す範囲A2が指定された場合について、図9を用いて説明する。表示部19に、図9(a)に示すような被写体3を含む三次元画像230が表示されているとき、ユーザによって操作入力部14を介して回転中心軸Bを中心にβ方向に回転させるように操作する回転リクエストが入力されると、制御部17は表示制御部18にβ方向を指定する回転制御信号を送信し、表示制御部18は、この回転制御信号に従って、図9(b)に示すように被写体3をβ方向に回転させた三次元画像230を表示部19に表示する。
For example, the range A1 shown in FIG. 8A is designated from the first image taken by the first photographing
また、表示部19に、図9(b)に示すような被写体3を含む三次元画像230が表示されているとき、ユーザによって操作入力部14を介して回転中心軸Bを中心にα方向に回転させるように操作する回転リクエストが入力されると、制御部17は表示制御部18にα方向を指定する回転制御信号を送信し、表示制御部18は、この回転制御信号に従って、図9(a)に示すように被写体3をα方向に回転させた三次元画像230を表示部19に表示する。
In addition, when a three-
第2の実施の形態によれば、複数のレンズの位置関係を三次元画像を生成するために必要な距離を保つように設定し、レンズの光軸の傾きを調整して二次元画像を撮影する。上述したように、レンズの位置を移動してレンズ間の距離を確保し、光軸の傾きを調整して二次元画像を撮影することで、小型の画像撮影装置であっても、三次元画像を生成するために必要な二次元画像を撮影し、容易に広い視点からの三次元画像を生成することができる。 According to the second embodiment, a positional relationship between a plurality of lenses is set so as to maintain a distance necessary for generating a three-dimensional image, and a two-dimensional image is captured by adjusting the inclination of the optical axis of the lens. To do. As described above, by moving the position of the lens to ensure the distance between the lenses and adjusting the tilt of the optical axis to capture a two-dimensional image, even a small image capturing device can obtain a three-dimensional image. A two-dimensional image necessary for generating the image can be taken, and a three-dimensional image from a wide viewpoint can be easily generated.
(第3の実施の形態)
次に、本発明の第3の実施の形態について説明する。第3の実施の形態に係る画像撮影装置1aは図10に示すように、図1に示した画像撮影装置1と比較して、第3レンズ21a及び第4レンズ22bを筐体110の外側に備えている点で異なる。図10に対応する論理的構成を示すのが図12であるが、図10に示した画像撮影装置1と比較して、図12に示すように、図2に示した画像撮影装置1aと比較して、第3撮影部21及び第4撮影部22を有している点で異なる。従って、画像撮影装置1aでは、4台の撮影部11,12,21,22によって画像を撮影する。画像撮影装置1aは、図12に示す機能ブロック図にあるように、第3撮影部21及び第4撮影部22を有する以外は、図2に示した画像撮影装置1と同一の構成である。具体的に、第3撮影部21は、第3レンズ21a、第3の二次元画像生成部21b及び第3駆動機構21cを有し(図示せず)、第3画像を撮影する。また、第4撮影部22は、第4レンズ22a、第4の二次元画像生成部22b及び第4駆動機構22cを有し(図示せず)、第4画像を撮影する。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment of the present invention will be described. As shown in FIG. 10, the
第3の実施の形態に係る画像撮影装置1aにおいては、第1レンズ11a及び第2レンズ12aとともに、筐体110に収められている第3レンズ21a及び第4レンズ22aが、図10(a)に示された状態から、図10(b)に示すような筐体110から引き出される状態になる。すなわち、第1レンズ11a及び第2レンズ12aと同様に、第3レンズ21aも可動式であり、画像撮影装置1aの筐体110の内部に収納された状態から筐体110の側壁123,124の外側に移動することができる。具体的に、第3レンズ21aは、第3収納部121に配置され、第4レンズ22aは、第4収納部122に配置されている。画像撮影装置1aを使用しない場合や持ち運ぶ際、第1収納部111及び第2収納部112とともに、第3レンズ21aが配置される第2収納部121及び第4レンズ22aが収納される第4収納部122も、図10(a)で示すように筐体110に収められている。
In the
画像撮影装置1において三次元モードに設定されて撮影する際、第3駆動機構21cは、図10(a)で示す収納状態から、第3収納部121を筐体110の外側の位置に引き出すように駆動し、これにより第3レンズ21aが図10(b)に示すように筐体110の左側の側壁123の外側の位置に移動される。また、第4駆動機構22cは、図10(a)で示す収納状態から、第4収納部122を筐体110の右側の側壁124の外側に引き出すように駆動し、これにより第4レンズ22aも図10(b)に示すように筐体の右側の側壁124の外側に移動される。
When the
近似的には、第3収納部121が引き出される方向は、収納状態における第3レンズ21aの光軸43とほぼ垂直方向であり、第4収納部122が引き出される方向は、収納状態における第4レンズ22aの光軸44とほぼ垂直方向である(光軸43,44は、図11及び図13に示されている。)。図10(b)に示す例では、紙面に対して横方向に引き出されているが、図13に示されるように光軸43及び光軸44との角度が変化するのであれば、図10の上方向等の第3レンズ21aの光軸43とほぼ垂直である他の方向、第4レンズ22aの光軸44とほぼ垂直である他の方向に引き出されるものであっても良い。各駆動機構によって各収納部が筐体110からそれぞれの側壁の外側に引き出された際、各レンズの間隔は、三次元画像を生成するために必要な間隔に保つことができる距離に設定されている。
Approximately, the direction in which the
その後、第1駆動機構11c及び第2駆動機構12cと同様に、第3駆動機構21cは、第3レンズ21aが筐体110から外側に引き出された位置において、第3レンズ21aの光軸43の方向が被写体に向かうように第3レンズ21aの光軸43の傾きを設定する。また、第4駆動機構22cも、同様に、筐体110から外側に引き出された位置において、第4レンズ22aの光軸44の方向が被写体に向かうように第4レンズ22aの光軸44の傾きを設定する。これにより、画像撮影装置1aでは、図11で示すように、凡てのレンズの光軸41乃至44の傾きが被写体3に向かうように設定される。
Thereafter, similar to the
図12に示した第1の二次元画像生成部11b、第2の二次元画像生成部12b、第3の二次元画像生成部21b及び第4の二次元画像生成部22bは、図10(b)に示したように各収納部111,112,123,124を移動した状態で得られた複数の像から被写体の複数の二次元画像をそれぞれ生成する。三次元画像生成部15cは、複数の二次元画像を合成し、被写体の三次元画像を生成する。
The first two-dimensional image generation unit 11b, the second two-dimensional image generation unit 12b, the third two-dimensional image generation unit 21b, and the fourth two-dimensional image generation unit 22b illustrated in FIG. ), A plurality of two-dimensional images of the subject are generated from a plurality of images obtained by moving the
本発明の第3の実施の形態に係る画像撮影装置1aでは、三次元モードに設定されて撮影した第1画像、第2画像、第3画像及び第4画像から三次元画像を生成して表示する。第3の実施の形態において「三次元画像」とは、上述した第2の実施の形態における三次元画像と同様に、被写体部分を所定の回転中心軸を中心に回転して見ることができる画像をいう。ここで、上述した第2の実施の形態における三次元画像と異なる点は、三次元画像の生成に用いる二次元画像の枚数が多くなるため、被写体部分を回転するために用いる回転中心軸の数が増える点である。
In the
なお、レンズの移動は上述した画像撮影装置1と同様に画像撮影装置1aの各レンズの移動はユーザが手動で行っても、操作入力部14を介してユーザによって入力された操作リクエストにより自動で行ってもよい。
In addition, the movement of the lens is automatically performed by the operation request input by the user via the
画像撮影装置1aで被写体3を撮影した画像を三次元画像に処理して表示する処理は、図7のフローチャートに示した処理と同一である。そのため、図7のフローチャートを参照して画像撮影装置1aで二次元画像を撮影して三次元画像を生成し、表示する処理について説明する。
The process of processing and displaying an image obtained by photographing the subject 3 with the
画像撮影装置1aで被写体3を撮影する場合、各駆動機構によって、図10及び図11で示したように、第1レンズ11a、第2レンズ12a、第3レンズ21a及び第4レンズ22aが筐体110から外側に引き出されるとともに、光軸43及び光軸44の方向が被写体3に合わせる傾きに各レンズの光軸の傾きが設定される。具体的にレンズの光軸の傾きが設定されたとき図13に示すように設定されたとする。ここで、第1レンズ11a及び第3レンズ21a、被写体3の第1面31、第2面32及び第3面33が視認できる状態にある。また、第2レンズ12a及び第4レンズ22aからは、被写体3の第1面31、第3面33及び第4面34が視認できる状態にある。
When the subject 3 is photographed by the
この図13に示す状態に各レンズの光軸の傾きが設定され、画像撮影装置1aが画像を撮影することが可能な際、ユーザがシャッターボタン13を押下したとする。このとき、第1撮影部11は図14(a)に示す被写体3の第1面31、第2面32及び第3面33を含む第1画像を撮影する。また、第2撮影部12は図14(b)に示す被写体3の第1面31、第3面33及び第4面34を含む第2画像を撮影する。さらに、第3撮影部21は図14(c)に示す被写体3の第1面31、第2面32及び第3面33を含む第3画像を撮影する。また、第4撮影部22は図14(d)に示す被写体3の第1面31、第3面33及び第4面34を含む第4画像を撮影する。各撮影部で取得された画像は、ステップS15において画像処理部15で処理され、メモリ部16に記憶される。
It is assumed that the inclination of the optical axis of each lens is set in the state shown in FIG. 13 and the user presses the
表示制御部18は、制御部17からの表示制御信号に従い、メモリ部16に記憶されている第1画像、第2画像、第3画像及び第4画像を含む範囲指定画面を表示部19に表示する(S21)。
The
ステップS21で範囲指定画面が表示部19に表示されると、制御部17は、三次元処理を実行する範囲の指定が入力されるのを待機する(S22)。ユーザによって操作入力部14を介して三次元処理を実行する範囲が指定されると(S22でYES)、三次元画像生成部15cは、第1画像、第2画像、第3画像及び第4画像からそれぞれ指定された範囲の画像部分を抽出し、抽出した画像部分を用いて合成した三次元画像をメモリ部16に記憶させる(S23)。その後、表示制御部18は、メモリ部16から三次元画像を読み出して、表示部19に表示する(S24)。表示制御部18が表示部19に三次元画像を表示すると、制御部17は回転操作が入力されるのを入力を待機する(S25)。
When the range designation screen is displayed on the
具体的に、図14に示す画像が取得された場合を例にして、ステップS21における範囲の指定からステップS24における三次元画像を表示する処理について説明する。第1撮影部11は図14(a)に示した第1画像を撮影するため、これによって表示部19は図15(a)に示す範囲指定画面240を表示する。第2撮影部12は図14(b)で示した第2画像を撮影するため、これによって表示部19は図15(b)に示す範囲指定画面250を表示する。第3撮影部21は図14(c)に示した第3画像を撮影するため、これによって表示部19は図15(c)に示す範囲指定画面260を表示する。第4撮影部22は図14(d)に示した第4画像を撮影するため、これによって表示部19は図15(d)に示す範囲指定画面270を表示する。
Specifically, the process of displaying the three-dimensional image in step S24 from the designation of the range in step S21 will be described using the case where the image shown in FIG. 14 is acquired as an example. Since the
図15に示す例では、ユーザは操作入力部14を介して範囲指定画面240から破線で示される範囲A1を指定し、範囲指定画面250から破線で示される範囲A2を指定し、範囲指定画面260から破線で示される範囲A3を指定し、範囲指定画面270から破線で示される範囲A4を指定している。なお、図15においては、第1画像、第2画像、第3画像及び第4画像は別々に表示部19に表示されているが、1つの範囲指定画面内に第1画像乃至第4画像を同時に表示し、指定させてもよい。
In the example shown in FIG. 15, the user designates a range A1 indicated by a broken line from the
図15に示すように範囲が指定されて三次元画像が生成され、図16(a)に示すような被写体3を含む三次元画像280が表示されているとき、ユーザによって操作入力部14を介して回転中心軸B2を中心にβ2方向に回転させるように操作する回転リクエストが入力されると、制御部17は表示制御部18にβ2方向に回転制御信号を送信し、表示制御部18は、この回転制御信号に従って、図16(b)に示すように被写体3をβ2方向に回転させた三次元画像280を表示部19に表示する。
When a range is specified as shown in FIG. 15 and a 3D image is generated and a
また、図16(b)に示すような被写体3を含む三次元画像280が表示されているとき、ユーザによって操作入力部14を介して回転中心軸B1を中心にβ1方向に回転させるように操作する回転リクエストが入力されると、制御部17は表示制御部18にβ1方向を指定回転制御信号を送信し、表示制御部18は、この回転制御信号に従って、図16(c)に示すような被写体3をβ1方向に回転させた三次元画像280を表示部19に表示する。
Further, when a three-
第3の実施の形態によれば、複数のレンズの位置関係を三次元画像を生成するために必要な距離を保つように設定し、レンズの光軸の傾きを調整して二次元画像を撮影する。上述したように、レンズの位置を移動してレンズ間の距離を確保し、光軸の傾きを調整して二次元画像を撮影することで、小型の画像撮影装置であっても、三次元画像を生成するために必要な二次元画像を撮影し、容易に広い視点からの三次元画像を生成することができる。 According to the third embodiment, a positional relationship between a plurality of lenses is set so as to maintain a distance necessary for generating a three-dimensional image, and a two-dimensional image is captured by adjusting the inclination of the optical axis of the lens. To do. As described above, by moving the position of the lens to ensure the distance between the lenses and adjusting the tilt of the optical axis to capture a two-dimensional image, even a small image capturing device can obtain a three-dimensional image. A two-dimensional image necessary for generating the image can be taken, and a three-dimensional image from a wide viewpoint can be easily generated.
上記のように、本発明を各実施の形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述および図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例および運用技術が明らかとなる。 As described above, the present invention has been described according to each embodiment. However, it should not be understood that the description and drawings constituting a part of this disclosure limit the present invention. From this disclosure, various alternative embodiments, examples, and operational techniques will be apparent to those skilled in the art.
本発明はここでは記載していない様々な実施の形態等を含むことは勿論である。従って、本発明の技術的範囲は上記の説明に記載した事項と自明な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。 It goes without saying that the present invention includes various embodiments not described herein. Therefore, the technical scope of the present invention is defined only by the matters described in the above description and the invention specific matters according to the obvious claims.
1…画像撮影装置
11a…第1レンズ
12a…第2レンズ
11b…第1の二次元画像生成部
12b…第2の二次元画像生成部
15d…三次元画像生成部
110…筐体
41,42…光軸
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記筐体に移動可能に配置され、互いに異なる複数の光軸から見た被写体の複数の像をそれぞれの光軸において結像する複数のレンズと、
前記複数の光軸が互いに交わる角度を変えるように前記複数のレンズの相対的位置を移動させるとともに前記複数の光軸方向を、前記被写体に合わせる駆動機構と、
前記複数の像から前記被写体の複数の二次元画像をそれぞれ生成する複数の二次元画像生成部と、
前記複数の二次元画像を合成し、前記被写体の三次元画像を生成する三次元画像生成部と、
を備えることを特徴とする画像撮影装置。 A housing,
A plurality of lenses that are movably arranged in the housing and that form a plurality of images of the subject viewed from a plurality of different optical axes on the respective optical axes;
A drive mechanism for moving the relative positions of the plurality of lenses so as to change the angle at which the plurality of optical axes intersect with each other and aligning the directions of the plurality of optical axes with the subject;
A plurality of two-dimensional image generation units that respectively generate a plurality of two-dimensional images of the subject from the plurality of images;
A three-dimensional image generation unit that combines the plurality of two-dimensional images and generates a three-dimensional image of the subject;
An image photographing apparatus comprising:
前記複数の光軸においてそれぞれ得られた前記複数の像から、前記被写体の複数の二次元画像をそれぞれ生成するステップと、
前記複数の二次元画像を合成し、前記被写体の三次元画像を生成するステップと、
を備えることを特徴とする画像撮影方法。
A plurality of lenses that are movably provided in the housing are moved relative to each other, and a plurality of images of the subject viewed from a plurality of different optical axes that intersect with each other in the subject are obtained using the plurality of lenses. Imaging in an axis;
Generating a plurality of two-dimensional images of the subject from the plurality of images respectively obtained at the plurality of optical axes;
Combining the plurality of two-dimensional images to generate a three-dimensional image of the subject;
An image photographing method comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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Applications Claiming Priority (1)
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009268061A (en) * | 2008-03-31 | 2009-11-12 | Casio Comput Co Ltd | Image display, image display processing program and image display method |
US9143756B2 (en) | 2011-01-26 | 2015-09-22 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Camera module, photographing method, and electronic apparatus |
-
2006
- 2006-06-12 JP JP2006162056A patent/JP2007335944A/en active Pending
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