JP4590134B2 - 3D camera - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、立体的に見える画像を撮影するためのカメラに関する。
【0002】
【従来の技術】
写真技術開発当初から、観察者の視差を利用した立体視の方法が知られている。これは、複数の視点から撮影した像を左右の目で観察することにより、頭の中で被写体像を合成させ立体的な観察を可能としたものであった。但しこの方法は、不自然な角度からの観察を強いる事から、見え方に個人差が大きく、且つ疲労感を覚えやすいという欠点のあるものであった。
人間の目は、必ずしもこうした視差によって立体感を得るわけではない。古くから多くの画家たちが遠近法によって、キャンバス上に立体感のある作品を残そうとしたように、線遠近法や空気遠近法などが知られており、影によって立体感や質感を求める方法も効果的であった。
【0003】
また近年、立体的に見える画像を撮影する為のカメラ(3次元カメラまたは3Dカメラ)に関する技術として教示されたものもある。例えば、所定の位置にて所定角度の光線が目に入射するようにしたホログラムなどの技術も知られており、特許3022558号には、透過性のある2次元画像を重ねて表示し、立体的な効果を生み出す立体視方法が教示されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許3022558号に提案されたような重ねて表示される画像は、ピント位置をずらしたものである方がより効果的であるが、前述の提案の中には述べられていない。また、重ね合わせた複数の画像の手前の像の輝度を明るくするほうがより有効であるが、こうした立体画像を簡単にしかも効果的に得る為の手段や方法についても述べられていなかった。
【0005】
そこで、本発明は以上の点に鑑み成されたものであり、本発明の目的は、効果的で疲労感のない立体画像を簡単に撮影して楽しめる、撮影手段としての3次元カメラを単純な構成で提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決し目的を達成するため、本発明では次のような手段を講じている。即ち第1の態様によれば、被写体を撮影する為の撮影レンズと、この撮影レンズを介して入射した光線を複数の光路に分割する光分割手段と、これら複数に分割された光路上の異なるピント位置に設けられた複数の撮像手段と、この撮像手段で得られた複数の画像を重ねて表示する複数の表示手段と、これら複数の表示手段に画像を表示させる表示制御手段と、を備え、この表示制御手段は、これら複数の撮像手段が同一の被写体を撮像する際の撮像面上の位置のずれと、これら複数の表示手段が同一の画像を表示する際の表示位置のずれと、を補正するための補正係数を記憶する記憶手段を有し、表示制御時に上記補正係数を上記記憶手段より読出して画像のずれを補正した画像を表示させることを特徴とするような3次元カメラを提案する。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下に、複数の実施形態を挙げて本発明について詳しく説明する。
(第1実施形態)
本発明の第1実施形態を、図1〜図5を用いて説明する。図1(a)は第1実施形態の3次元カメラの構成を示し、図1(b)にはこの3次元カメラの外観と内部の様子を部分的に示している。
【0009】
この3次元カメラは図1(a)に示す如く、被写体11を撮影する撮影レンズ2と、この撮影レンズ2を介して入射した光線を複数の光路に分割する光分割手段としてのハーフミラー2aとを光学系に有し、複数に分割された光路上の異なるピント位置に設けられた撮像手段としての複数のCCD3a,3bを撮像系に有し、さらに、これら複数の撮像手段で得られた複数の画像を重ねて表示する表示手段として2つのLCD6a,6bを相互に重ねて配置させ二重構造にして表示系を構成している。
【0010】
また、LCD6a,6bから成る表示部6に画像を表示させる表示制御手段としての複数のLCDドライバ5a,5bと、表示される複数の画像のずれ量を記憶する記憶手段(EEPROM4)とを有し、LCDドライバ5a,5bが、その表示制御時に画像のずれを補正して表示させるようになっている(詳細後述)。この際、LCD6bの後方からバックライト照明のためバックライト用光源7aとこれを駆動するバックライトドライバ7が配設されている。そして表示用スイッチ8bにより表示できるようになっている。
なお、被写体11までの距離Lを所定の方式で測距する測距手段9を備え、上記撮影レンズ2はこのレンズを光軸に沿って駆動するためのレンズドライバ10に接続されている。
【0011】
また、図1(b)に示すような外観をもち、表示部6を構成する1つのLCD6aを表面に設けたこの3次元カメラは、このカメラ全体の制御手段としてのワンチップマイコンのASIC1による統括的制御に基づき動作し、ユーザのレリーズスイッチ8aの2nd.レリーズ操作によって撮影始動する。
【0012】
撮影動作に至るまでの行程を概説する。まず、被写体11に向けてこのカメラを構えてレリーズスイッチ8aを1st.レリーズ操作すると、撮影レンズ2を通過した被写体像は、2つの光路に分けるハーフミラー2aを介して、CCD3a,3bの2つの撮像手段に導かれる。撮影レンズ2は測距手段9によって測距された、被写体距離Lに基づくレンズドライバ10の駆動でピント位置を制御されるが、ハーフミラー透過の第1の撮像手段(CCD)3a上は、その時、ピントの合った像が入射するが、ハーフミラー反射の第2の撮像手段(CCD)3bには、ピント位置のずれた像が入射し、撮影制御によって、ピントの合ったものとピントの少しずれたものの2つの像が撮像される。
【0013】
これらの各部の制御もまた、ワンチップマイコンに画像処理用の回路を組み込んだASIC1によって、撮影時のレリーズスイッチ8aの操作に伴ってなされるようにプログラムされている。
こうして得られた2つの画像は、表示用スイッチ8bの操作によって図2(a)のように重ねて配置された表示手段としての二重構造を成す透過型カラーLCD6a,6b上に各々表示される。
【0014】
図2(a)〜(c)にはこれら透過型カラーLCD6a,6bにそれぞれ表示される画像を例示する。
二重構造のLCD6a,6bのうち、手前にピントの合った像は、手前のLCD6aに、より遠い位置にピントの合った像は奥のLCD6bに表示される。
このような表示制御はASIC1がEEPROM4に記憶された結果を考慮して、LCDドライバ5a,5bを介して行われる。この際、バックライト用光源7aがバックライトドライバ7を介して裏側から適宜照明可能に制御される。
【0015】
図2(a)に例示の如くに表示された2つの像のうち、手前のLCD6aには、図2(b)のように被写体の前髪の顔に重なる部分や鼻の先あたりにピントがきたものであり、奥のLCD6bには、図2(c)のように被写体の目のみならず、むしろ被写体の耳とか後ろの髪の毛にピントが合うようなピントの像が表示される。これによって、奥行きのある表示に、その奥行きどおりのピントの表示がなされるので、立体感のある3次元的画像表示ができるカメラが提供できる。
【0016】
このような3次元カメラでは、図3のように、撮像手段として設けられた2つのCCD3a,3bの位置や、2つの透過型カラーLCD6a,6bの位置の差がうまく調整されないと、正しい撮影表示ができない。
そこでこの図3のような組立工程中の調整工程においてなされる工夫について説明する。図3には、この3次元カメラにおける撮像系および表示系各要素の位置関係とその調整について図示している。
【0017】
組立工程中の一設備であるパソコン20は、表示板21及びエリアセンサ22を制御して必要な情報を得て所定の演算を行ない、製品である3次元カメラのASIC1と通信して、前述のEEPROM4に必要なデータを予め記憶させる。
【0018】
撮像手段(CCD)もLCDも、X、Y方向に並んだ画素で構成されているので、回転方向に対する誤差があると、単純なデータシフトだけでは像を重ね合わせることができない。そこで、この調整工程において、製品ごとに予め算出した固有の補正値を記憶させておくようにして、像の重ね合わせで立体的に見えるようにしている。
【0019】
さらに具体的に、図4と図5のフローチャートを参照して、第1実施形態の3次元カメラの制御動作について説明する。
図4には、この3次元カメラの各部位の「調整」手順を表わしており、このカメラが有する2つの撮像素子(CCD3a,3b)の傾き補正やずれ補正は次のような順序で行われる。
【0020】
ステップS1では、CCD3a,3bのずれを合せるために、マスターとして用意された表示板21をまずQ1の方向に調整する(S1)、例えば、第1の撮像手段(CCD)3aのXY方向に、表示板21の+表示の一方向と一方向が一致するように合せる。
次に、ステップS2にて、第2の撮像手段(CCD)3bの回転方向θ3を調整し、接着材等で固定する(S2)。そしてステップS3,S4では、各撮像手段で、チャートの+表示をモニタし、その縦線と横線のクロス位置の座標を求める(S3,S4)。
【0021】
また同様に、ステップS5〜S7の処理手順では、LCD6a,6b上にも+表示をさせてみて、これらのθ方向誤差、Δθ4を求める(S5,S6,S7)。そして、この誤差Δθ4が0になるように回転して、そのLCDを固定する。
【0022】
次に、上記ステップS3,S4と同様にして、X方向Y方向で+表示が一致するような補正量ΔX1、ΔY1を求める(S8)。これは、一方の表示のX、Yをずらして、像が重なる時の状態をエリアセンサ22で検出すれば、作業員が目視しなくとも自動で行なえるようになっている。
【0023】
ステップS9では、こうして得られた撮像系、表示系の誤差を補正するための補正係数ΔX、ΔYをパソコンで算出し(S9)、この結果がそのカメラのEEPROM4に書き込み記憶される(S10)。これらの一連の処理によって、撮影された画像は正しく立体表示され得るようになる。その後はリターンする。
【0024】
また、図5のフローチャートには、上述のようにして調整されたこの3次元カメラの撮影表示時の働きを表わしている。
ステップS11では、撮影モードであるか表示モードであるかをユーザが表示用スイッチ8bで選択した結果を判定し(S11)、ここで撮影時は、LCDの表示やバックライトをOFFし(S12)、レリーズスイッチ8aが入ると(S13)と、ステップS14以降の測距、ピント合せおよび撮影を行なう(S14〜S16)。そしてステップS17で、EEPROM4中に入力されていた補正データΔX、ΔYによって補正された画像データをメモリに記憶する(S17)。その後はリターンする。
【0025】
上記ステップS11で表示モードが選択されている場合には、ステップS21からは、LCD表示を行ない(S21)、図示しない照明用スイッチをユーザが操作したかどうかを判定し(S22)、その判定結果によって照明の制御を所定時間行ない(S23)、その後、上記ステップS11へ戻る。
【0026】
以上説明したように、第1実施形態によれば、立体感のある像が撮影表示できるカメラを提供することができる。像を重ねて表示する時のずれ量を自動的に補正するので、例えばポートレートなどは主要被写体が前方に浮き出て見え立体的な画面となり、単純なカメラの構成でも、美しくしかも自然な立体像を得ることができる。
【0027】
(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態について図6〜図8を用いて説明する。
図6(a)に、第2実施形態の3次元カメラの構成を示す。
この3次元カメラは、被写体(主要被写体11a、背景11b)を撮影する為の撮影レンズ2および1つの撮像素子3と、その主要被写体11aを主に照射するためのストロボ手段(発光体14、発光部14a)とを有し、上記撮影レンズ2のピント位置を変更するための変更手段としてASIC1の指令に基づきレンズドライバ10でレンズ駆動させることで焦点を変えるように構成・制御されている。そして、ピント位置を複数位置に変化させながら、上記ストロボ手段によるストロボ光照射のもとで撮影した複数の画像を互いに重ね合わせて表示を可能とする複数の表示手段(LCD6a,6b)を備えている。
【0028】
つまり、この第2実施形態の特徴は、前述の第1実施形態のような一度に2つの画像を得るのではなく、2回に分けて2つの像を撮影するものであるが、構成する撮像素子3が1つのみなので、前述の第1実施形態のような2つの素子の傾き補正やずれ補正は不要となるものである。
【0029】
ただし、被写体が静止している必要があるという制約が生じる。そこでこの第2実施形態ではその時、なるべく被写体の動きの影響を受けないようにするために、発光部14の指令で発光体14aからストロボ光を光らせ、瞬時に撮影を行なうようにしている。
また、被写体の奥行きを「マルチAF」の技術を利用して考慮し、より効果的な立体写真撮影を可能としている(詳細後述)。
【0030】
図示の如くこの第2実施形態の3次元カメラの構成において、ASIC1を中心に構成されている点は第1実施形態と同じであり、スイッチ類や2つのLCD及びそれらのLCDドライバも同じである。LCDの重ね合せ時のずれについては、第1実施形態と同様にずれ量をEEPROM4に記憶させておき、表示時には、これを補正した表示を行ない、自然で美しい立体像表示を可能にする。 ただし、測距手段は一対のセンサアレイ9a,9bを有しており、A/D変換手段9cを更に備えている。
【0031】
ASIC1は、ストロボを発光制御させ、撮影レンズ2と撮像素子3のピント制御をレンズドライバ10によって適宜行なうが、ピント位置は、2つのレンズ12a,12bと、センサアレイ9a,9bの受光素子、及びA/D変換手段9c等から成る測距手段の出力に基づいて位置制御を行なうようにプログラムされている。
【0032】
上記測距手段は、主要被写体11aや背景11bの距離を測距するために、その像信号を利用するが、例えば、人物(11a)の像がレンズ12aの光軸上のセンサアレイ9aの上に、結像する時、視差Bを有する、センサアレイ9b側のレンズ12bを通った光は、相対位置差Xだけ光軸位置をシフトしたセンサアレイ上の位置に結像する。
この相対位置差Xは、「三角測距の原理」により、被写体距離L1との間に、X = B・f/L という関係式が成り立つ。但し、この式でのBは両レンズ12a,12bの主点間距離(基線長)を表わし、fはその焦点距離を表わす。
【0033】
また、センサアレイ上のレンズ光軸位置から、Xだけ離れた位置の像信号を利用すると、Y = arctanX/f という角度の位置の被写体距離も求められる。したがって、図6(b)のように画面内の複数ポイントに対応した距離L1,L2,L3が求められ、背景11bまでの距離(L2又はL3)をも求めることができるようになっている。
【0034】
このような「マルチAF(多点測距)」の技術を利用すれば、2回の撮影のピント位置を適正化し、主被写体11aとその他の被写体11bのどちらを、どちらかのLCDに表示するかという点に制御上の工夫をして、より効果的な画像を得ることが可能となる。
つまり、図7のフローチャートで表わした制御手順にて、この3次元カメラは「撮影」シーケンスを実行する。
【0035】
ステップS31で、カメラの露出を決める測光を行なう(S31)。例えば、測距手段の出力を用いてASIC1が判定する。その時の明るさ判定で(S32)、撮影シーンが明るければステップS41へ進み、暗ければステップS33に分岐する。この判定処理は、ストロボ光を照射しなくとも明るいシーンでは露出時間が短くても正しい露出が得られる故で、一方、暗いシーンにおいてもストロボ光は遠距離までは届かないという問題を考慮したものである。
つまり、明るいシーンでは、測距して求めた中央の人物(主被体)の距離L1にまずピント合せして(S41,S42)、撮影を行なう(S43)。
【0036】
次に、風景(背景)などに対するピント合せを無限大にして撮影を行ない(S44)、撮影シーケンスを終了する。この撮影時、表示は、手前のLCD6aに人物にピントの合った表示を行ない、奥のLCD6bに風景にピントの合った画像の表示を行なう。これによって、ユーザは、人物が前方、背景が後ろに表示された画面から立体感を感じる事ができる。
【0037】
一方、シーンが明るい場合には、ステップS33で画面内の3ポイントを測距して(図6(b)参照)、各ポイントの距離L1,L2,L3を求める(S33)。これによって、ASIC1は、どの距離にピント合せをするかをステップS34にて2点のピント位置を選び出す(S34)。ポイントP1,P2がここで定められたピント位置であるので、ステップS35,S36それぞれにおいて、これら各ピント位置に順次ピントを合せてストロボ発光撮影を行なう(S35,S36)。そして一連の撮影シーケンスを終了する。
【0038】
なお、図8(a),(b)には、この3次元カメラにおける制御上の規則を2つの表で示している。図8(a)の一覧表によれば、被写体距離(L)とピント合せ時の表示手段(LCD6a,6b)が設定されている。すなわち、この主要被写体までの被写体距離をL1とするときに得られた周辺被写体の距離L2,L3が中央の主要被写体距離L1に対して、遠いか近いかを判定し、その結果に従って、2回、ピント合せする多点としてのポイントP1,P2を決定する時の諸条件が決められている。
ピント位置P1は、ピント位置P2より近距離とし、この結果を手前のLCD6aに表示し、ピント位置P2の撮影結果は、後奥のLCD6bに表示する。
【0039】
この表の考え方は、ストロボ光が届きにくい遠距離のものよりも、ストロボ光が届きやすい近距離を優先した点で、周辺被写体の距離L2,L3でL1よりも遠距離を示す結果が出た場合、近距離の方にのみ、ピント合せ撮影を行なう。
【0040】
基準となる距離L1には主被写体が存在するので、どのケースでも必ずピントを合せて撮影を行なう。L2またはL3の一方がL1と等しい場合、そちらはL1の距離でピントがカバーできるとして、L1ピントで撮影を行ない、等しくない方を再撮影する。またすべてが、ほぼ同じ距離ならば、L1にピント合せ撮影し、それより所定量ΔLに近い距離にピント合せをして再撮影を行なう。
【0041】
同様に、図8(b)の表には、図7のフローチャート内のステップS41側に分岐した時(明るい場合)の撮影及び表示制御の規則が決められており、撮影及び表示制御の規則がこの一覧表の如く設定されている。すなわち、3点のポイントまでの距離L1,L2,L3の測光の結果、特に明るい場合の撮影では、この表に基づく条件で同様に制御される表示制御手段のLCDドライバ5a,5bの制御内容である。また、LCDドライバ5aがLCD6aを基準距離L1になるように表示制御し、LCDドライバ5bがLCD6bを無限大になるように表示駆動するようになっている。
【0042】
以上説明したように、第2実施形態によれば、構成要素としての撮像素子(CCD)を1つのみにできるので、複数個の場合のような素子の傾き補正やずれ補正は不要となり、その調整工数を含めてコストダウンを図ることができる。
また、ストロボ発光露出による高速撮影を可能としたので、2回撮影時の被写体の動きを最小限に抑えることができる。
さらに、主要被写体以外の被写体の距離情報(L2,L3)を考慮したので、自然で効果的な立体像再生が可能となる。
【0043】
(変形例)
上述した第1、第2実施形態は、このほかにも本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形実施が可能である。
【0044】
以上、実施形態に基づき説明したが、本明細書中には次の発明が含まれる。
(1) 被写体の撮影の為の撮影レンズと、
この撮影レンズを介して入射した光線を複数光路に分割するハーフミラーと、
2つに分離された光路上の異なるピント位置に設けられた2つのCCDと、
上記2つのCCDで得られた複数画像を重ねて表示する2つのLCDと、
上記2つのLCDに画像を表示させるLCDドライバと、
を有することを特徴とする3次元カメラを提供できる。
【0045】
(2) 上記撮影レンズを通過した光を上記ハーフミラーで2つの光路に分け、ピント位置を変えて2つの画像を得る撮影系と、
上記撮影系で得られた2つの画像を重ね合わせて表示出力する表示系と、
上記表示系は、背景に係わる第2の画像の表示に重ね合わせて、主要被写体に係わる第1の画像を、所定のずれを含めて透過的に表示出力することを特徴とする(1)記載のカメラを提供できる。
【0046】
(3) 上記重ねて表示する際の画像のずれ補正量は、予め当該カメラの組立工程で製品ごとに計算しその値を内蔵するEEPROMに記憶しておき、
上記LCDドライバは、上記複数の画像のずれ量を記憶する上記EEPROMを参照して、表示制御時に画像のずれを補正して表示させるように制御することを特徴とする(1)記載のカメラを提供できる。
【0047】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、簡単に立体的なポートレートなどが楽しめる、3次元カメラとしての立体撮影カメラが廉価、単純な構成で提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1(a),(b)は本発明の第1実施形態の3次元カメラを示し、
(a)は、この3次元カメラの構成を示す構成図、
(b)は、この3次元カメラの外観と内部の様子を部分的に示す斜視図。
【図2】図2(a)〜(c)は3次元カメラの透過型カラーLCDを示し、
(a)は、このカラーLCDの二重構造を示す斜視図、
(b),(c)は、これらLCDにそれぞれ表示される画像を例示する説明図。
【図3】図1の3次元カメラの組立工程における撮像系および表示系各要素の位置関係とその調整工程について示す説明図。
【図4】この3次元カメラの各部位の調整手順を表わすフローチャート。
【図5】調整後の3次元カメラの撮影表示手順を示すフローチャート。
【図6】図6(a),(b)は本発明の第2実施形態の3次元カメラを示し、
(a)は、この3次元カメラの構成を示す構成図、
(b)は、この3次元カメラの多点測距における画面を示す説明図。
【図7】この3次元カメラの撮影シーケンスを示すフローチャート。
【図8】図8(a),(b)はこの3次元カメラの制御上の規則を示し、(a)は、3点の被写体距離とピント合せ時の表示手段を示す表、
(b)は、明るい場合の撮影及び表示制御の規則を示す表。
【符号の説明】
1…ASIC(マイクロプロセッサ)、
2…撮影レンズ、
2a…ハーフミラー(光分割手段)、
3…撮像素子、
3a…CCD(ハーフミラー透過の第1の撮像手段)、
3b…CCD(ハーフミラー反射の第2の撮像手段)、
4…EEPROM(記憶手段)、
5a,5b…LCDドライバ(表示制御手段)、
6…表示部(液晶画面)、
6a,6b…LCD(表示手段)、
7…バックライトドライバ、
7a…バックライト用光源、
8a…レリーズスイッチ、
8b…表示用スイッチ、
9…測距手段、
9a,9b…センサアレイ(受光素子)、
9c…A/D変換手段、
10…レンズドライバ(LD:変更手段)、
11a…主要被写体、 11b…背景、
12a,12b…レンズ(測距用レンズ)、
14…ストロボ発光体(ストロボ手段)、
14a…発光部、
20…パソコン(調整演算用)、
21…表示板(組立工程用)、
22…エリアセンサ(組立工程用)。
S1〜S10…調整の処理ステップ、
S11〜S23…撮影表示の処理ステップ、
S31〜S44…撮影の処理ステップ。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a camera for photographing a stereoscopically visible image.
[0002]
[Prior art]
Since the beginning of photographic technology development, a method of stereoscopic viewing using the parallax of an observer has been known. In this method, by observing images taken from a plurality of viewpoints with the left and right eyes, a subject image is synthesized in the head to enable three-dimensional observation. However, this method has the disadvantages that it makes observation from an unnatural angle, so that there are large individual differences in how it looks, and it is easy to learn fatigue.
The human eye does not necessarily obtain a three-dimensional effect by such parallax. Like many artists who have tried to leave a three-dimensional work on the canvas by perspective, the line perspective and the air perspective have been known for a long time. Was also effective.
[0003]
In recent years, some have been taught as a technique related to a camera (three-dimensional camera or 3D camera) for photographing a stereoscopically visible image. For example, a technique such as a hologram in which a light beam having a predetermined angle is incident on a predetermined position at a predetermined position is also known. Japanese Patent No. 3022558 displays a transparent two-dimensional image in a three-dimensional manner. A method of stereoscopic viewing that produces various effects is taught.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, it is more effective that the image displayed in a superimposed manner as proposed in the above-mentioned Japanese Patent No. 3022558 is shifted in focus position, but it is not described in the above-mentioned proposal. Further, it is more effective to increase the brightness of the image in front of the plurality of superimposed images, but no means or method for obtaining such a stereoscopic image easily and effectively has been described.
[0005]
Therefore, the present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a simple three-dimensional camera as a photographing means that can easily capture and enjoy effective and fatigue-free stereoscopic images. There is to provide in configuration.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems and achieve the object, the present invention takes the following measures. That is, according to the first aspect, the photographing lens for photographing the subject, the light dividing means for dividing the light beam incident through the photographing lens into a plurality of optical paths, and the different light paths divided into the plurality of optical paths. A plurality of imaging means provided at the focus position; a plurality of display means for displaying a plurality of images obtained by the imaging means; and a display control means for displaying images on the plurality of display means. The display control means includes a positional deviation on the imaging surface when the plurality of imaging means image the same subject, and a display position deviation when the plurality of display means display the same image. A three-dimensional camera having storage means for storing a correction coefficient for correcting the image and reading the correction coefficient from the storage means at the time of display control to display an image in which image deviation is corrected. Propose .
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to a plurality of embodiments.
(First embodiment)
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1A shows the configuration of the three-dimensional camera of the first embodiment, and FIG. 1B partially shows the appearance and the internal state of the three-dimensional camera.
[0009]
As shown in FIG. 1A, the three-dimensional camera includes a photographing
[0010]
In addition, the
A distance measuring means 9 for measuring the distance L to the
[0011]
Further, this three-dimensional camera having an appearance as shown in FIG. 1B and provided with one
[0012]
Outline the process up to the shooting operation. First, when the camera is held toward the
[0013]
The control of each of these units is also programmed to be performed in accordance with the operation of the
The two images thus obtained are respectively displayed on the
[0014]
2A to 2C illustrate images displayed on the
Of the dual-
Such display control is performed via the
[0015]
Of the two images displayed as illustrated in FIG. 2A, the
[0016]
In such a three-dimensional camera, as shown in FIG. 3, if the difference between the positions of the two
Therefore, a device made in the adjustment process in the assembly process as shown in FIG. 3 will be described. FIG. 3 illustrates the positional relationship between the imaging system and display system elements in the three-dimensional camera and the adjustment thereof.
[0017]
The
[0018]
Since both the image pickup means (CCD) and the LCD are composed of pixels arranged in the X and Y directions, if there is an error with respect to the rotation direction, images cannot be superimposed only with a simple data shift. Therefore, in this adjustment step, a unique correction value calculated in advance for each product is stored, so that the image can be seen in three dimensions by superimposing images.
[0019]
More specifically, the control operation of the three-dimensional camera of the first embodiment will be described with reference to the flowcharts of FIGS. 4 and 5.
FIG. 4 shows an “adjustment” procedure for each part of the three-dimensional camera, and tilt correction and shift correction of the two image sensors (
[0020]
In step S1, the
Next, in step S2, the rotational direction theta 3 of the second imaging means (CCD) 3b adjusted and fixed with adhesive or the like (S2). In steps S3 and S4, the + display of the chart is monitored by each imaging means, and the coordinates of the cross position of the vertical line and horizontal line are obtained (S3 and S4).
[0021]
Similarly, in the processing procedure of steps S5 to S7, LCD6a, try to even + displayed on 6b, these θ direction error, seeking Δθ 4 (S5, S6, S7 ). Then, the LCD is fixed by rotating so that the error Δθ 4 becomes zero.
[0022]
Next, in the same manner as in steps S3 and S4, correction amounts ΔX 1 and ΔY 1 are obtained so that the + displays coincide in the X and Y directions (S8). If the X and Y of one display are shifted and the state when the images overlap is detected by the
[0023]
In step S9, correction coefficients ΔX and ΔY for correcting errors in the imaging system and display system thus obtained are calculated by a personal computer (S9), and the results are written and stored in the
[0024]
Further, the flowchart of FIG. 5 shows the operation at the time of photographing display of the three-dimensional camera adjusted as described above.
In step S11, it is determined whether or not the user has selected whether the mode is the shooting mode or the display mode with the
[0025]
If the display mode is selected in step S11, LCD display is performed from step S21 (S21), and it is determined whether the user has operated a lighting switch (not shown) (S22), and the determination result The illumination is controlled for a predetermined time (S23), and then the process returns to step S11.
[0026]
As described above, according to the first embodiment, it is possible to provide a camera capable of photographing and displaying a stereoscopic image. Since the amount of shift when images are displayed in an overlapping manner is automatically corrected, for example, portraits, etc., appear as if the main subject is projected forward, creating a three-dimensional screen, and even with a simple camera configuration, a beautiful and natural three-dimensional image Can be obtained.
[0027]
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 6A shows the configuration of the three-dimensional camera of the second embodiment.
This three-dimensional camera has a photographing
[0028]
That is, the feature of the second embodiment is not to obtain two images at a time as in the first embodiment described above, but to shoot two images in two steps, but the imaging that is configured Since there is only one
[0029]
However, there is a restriction that the subject needs to be stationary. Therefore, in this second embodiment, in order to avoid the influence of the movement of the subject as much as possible, the strobe light is emitted from the
In addition, the depth of the subject is taken into consideration by using the “multi-AF” technique, thereby enabling more effective stereoscopic photography (details will be described later).
[0030]
As shown in the drawing, the configuration of the three-dimensional camera of the second embodiment is the same as that of the first embodiment in that the
[0031]
The
[0032]
The distance measuring means uses the image signal to measure the distance between the
The relative positional difference X is related to the subject distance L 1 by the “principle of distance measurement”, and the relational expression X = B · f / L is established. However, B in this expression represents the distance between the principal points (base line length) of both
[0033]
Further, when an image signal at a position X away from the lens optical axis position on the sensor array is used, a subject distance at an angle of Y = arctanX / f is also obtained. Accordingly, as shown in FIG. 6B, distances L 1, L 2 and L 3 corresponding to a plurality of points in the screen are obtained, and the distance (L 2 or L 3 ) to the
[0034]
If such “multi-AF (multi-point distance measurement)” technology is used, the focus position of the two shootings is optimized, and either the
That is, the three-dimensional camera executes the “photographing” sequence according to the control procedure shown in the flowchart of FIG.
[0035]
In step S31, photometry is performed to determine camera exposure (S31). For example, the
That is, bright scene, first focusing on the distance L 1 of the center of the person obtained by the distance measurement (main subject body) (S41, S42), performs shooting (S43).
[0036]
Next, shooting is performed with infinite focus on the landscape (background) or the like (S44), and the shooting sequence ends. At the time of this photographing, the display is performed by focusing on a person on the
[0037]
On the other hand, if the scene is bright, (see FIG. 6 (b)) by the distance measuring three points in the screen in step S33, it obtains the
[0038]
In FIGS. 8A and 8B, control rules in the three-dimensional camera are shown in two tables. According to the list of FIG. 8A, the subject distance (L) and the display means (
Focus position P 1 is a short distance from the focus position P 2, and displays the results in front of LCD6a, shooting result of the focus position P 2 is displayed in the rear back of LCD6b.
[0039]
The idea of this table is a result that the distance L 2 and L 3 of the surrounding subject is farther than L 1 in that the short distance that the strobe light can reach is prioritized over the long distance that the strobe light is difficult to reach. When appears, focus shooting is performed only at close range.
[0040]
Since the main object exists at a distance L 1 as a reference, performs always taken to adjust the focus in any case. When one of L 2 or L 3 is equal to L 1, there is a focus can cover a distance of L 1, performs photographing by L 1 Pinto, retake towards unequal. Also all substantially if the same distance, and focusing taken L 1, performs to retake focusing it from a distance close to the predetermined amount [Delta] L.
[0041]
Similarly, in the table of FIG. 8B, rules for shooting and display control when branching to the step S41 side in the flowchart of FIG. 7 (when bright) are determined. It is set like this list. That is, as a result of photometry at the distances L 1, L 2 and L 3 to the three points, particularly in the case of shooting in bright conditions, the
[0042]
As described above, according to the second embodiment, since only one imaging element (CCD) can be used as a component, it is not necessary to perform element inclination correction or deviation correction as in the case of a plurality of elements. Cost reduction including adjustment man-hours can be achieved.
In addition, since high-speed shooting is possible with the flash emission exposure, the movement of the subject during the second shooting can be minimized.
Furthermore, since the distance information (L 2 , L 3 ) of subjects other than the main subject is considered, natural and effective stereoscopic image reproduction can be performed.
[0043]
(Modification)
The first and second embodiments described above can be variously modified without departing from the scope of the present invention.
[0044]
As mentioned above, although demonstrated based on embodiment, the following invention is included in this specification.
(1) a photographic lens for photographing the subject;
A half mirror that divides a light beam incident through the photographing lens into a plurality of optical paths;
Two CCDs provided at different focus positions on the optical path separated into two;
Two LCDs for displaying a plurality of images obtained by the two CCDs,
An LCD driver for displaying images on the two LCDs;
A three-dimensional camera can be provided.
[0045]
(2) a photographing system that divides light that has passed through the photographing lens into two optical paths by the half mirror, and changes the focus position to obtain two images;
A display system that superimposes and outputs the two images obtained by the imaging system;
The display system is characterized in that the first image related to the main subject is transparently displayed and output with a predetermined deviation superimposed on the display of the second image related to the background (1). Can provide a camera.
[0046]
(3) The image shift correction amount when displaying the images in a superimposed manner is calculated in advance for each product in the assembly process of the camera, and the value is stored in the built-in EEPROM.
The camera according to (1), wherein the LCD driver refers to the EEPROM that stores the shift amounts of the plurality of images, and performs control so that the shift of the images is corrected and displayed during display control. Can be provided.
[0047]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to provide a stereoscopic camera as a three-dimensional camera that can easily enjoy a stereoscopic portrait and the like with a low price and a simple configuration.
[Brief description of the drawings]
FIGS. 1A and 1B show a three-dimensional camera according to a first embodiment of the present invention,
(A) is a block diagram showing the configuration of this three-dimensional camera,
(B) is a perspective view partially showing the appearance and the inside of the three-dimensional camera.
2 (a) to 2 (c) show a transmissive color LCD of a three-dimensional camera,
(A) is a perspective view showing the double structure of this color LCD,
(B), (c) is explanatory drawing which illustrates the image each displayed on these LCD.
3 is an explanatory diagram showing the positional relationship between the imaging system and display system elements and the adjustment process in the assembly process of the three-dimensional camera of FIG. 1;
FIG. 4 is a flowchart showing a procedure for adjusting each part of the three-dimensional camera.
FIG. 5 is a flowchart showing an imaging display procedure of the three-dimensional camera after adjustment.
FIGS. 6A and 6B show a three-dimensional camera according to a second embodiment of the present invention.
(A) is a block diagram showing the configuration of this three-dimensional camera,
(B) is explanatory drawing which shows the screen in the multipoint ranging of this three-dimensional camera.
FIG. 7 is a flowchart showing a photographing sequence of the three-dimensional camera.
FIGS. 8A and 8B show the rules for controlling the three-dimensional camera, and FIG. 8A is a table showing three object distances and display means for focusing;
(B) is a table | surface which shows the rule of imaging | photography and display control in the case of being bright.
[Explanation of symbols]
1 ASIC (microprocessor),
2 ... photographic lens,
2a: Half mirror (light splitting means)
3 ... Image sensor,
3a: CCD (first imaging means transmitting through a half mirror),
3b CCD (second imaging means for half mirror reflection),
4 ... EEPROM (storage means),
5a, 5b ... LCD driver (display control means),
6 ... display part (liquid crystal screen),
6a, 6b ... LCD (display means),
7 ... Backlight driver,
7a: Light source for backlight,
8a ... Release switch,
8b ... switch for display,
9: Ranging means,
9a, 9b ... sensor array (light receiving element),
9c ... A / D conversion means,
10: Lens driver (LD: change means),
11a ... main subject, 11b ... background,
12a, 12b ... lenses (ranging lenses),
14: Strobe light emitter (strobe means),
14a ... light emitting part,
20 ... PC (for adjustment calculation),
21 ... Display board (for assembly process),
22 Area sensor (for assembly process).
S1-S10 ... adjustment processing steps,
S11 to S23 ... Shooting display processing steps;
S31 to S44: Shooting processing steps.
Claims (1)
上記撮影レンズを介して入射した光線を複数の光路に分割する光分割手段と、
上記複数に分割された光路上の異なるピント位置に設けられた複数の撮像手段と、
上記複数の撮像手段で得られた複数の画像を重ねて表示する複数の表示手段と、
上記複数の表示手段に画像を表示させる表示制御手段と、
を具備し、
上記表示制御手段は、上記複数の撮像手段が同一の被写体を撮像する際の撮像面上の位置のずれと、上記複数の表示手段が同一の画像を表示する際の表示位置のずれと、を補正するための補正係数を記憶する記憶手段を有し、表示制御時に上記補正係数を上記記憶手段より読出して画像のずれを補正した画像を表示させる
ことを特徴とする3次元カメラ。A photographic lens to shoot the subject,
A light splitting means for splitting a light beam incident through the photographing lens into a plurality of optical paths;
A plurality of imaging means provided at different focus positions on the optical path divided into a plurality of;
A plurality of display means for displaying a plurality of images obtained by the plurality of imaging means,
Display control means for displaying an image on the plurality of display means;
Comprising
The display control means includes a positional shift on the imaging surface when the plurality of imaging means capture the same subject and a display position shift when the plurality of display means display the same image. A three-dimensional camera comprising storage means for storing a correction coefficient for correction, and displaying an image in which the correction coefficient is read by reading the correction coefficient from the storage means during display control .
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