JP5959323B2 - Measuring device and program - Google Patents
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Description
本発明は、計測装置及びプログラムに関する。 The present invention relates to a measuring apparatus and a program.
機械内部の損傷や欠損、患部等の計測対象を定量的に把握したいという要望が高まって
いる。そのような、損傷や欠損、患部等の計測対象を定量的に計測する技術として、同一
箇所を視差のある二方向から撮像し、撮像した画像間の相関演算により各画像上での対応
する計測点のズレ量を求め、求めたズレ量から三角測量の原理で物体の大きさや深さ等を
計測するステレオ計測が知られている。
There is an increasing demand for quantitatively grasping measurement objects such as damage and defects inside the machine and affected areas. As a technique for quantitatively measuring measurement targets such as damage, defects, and affected parts, the same location is imaged from two directions with parallax, and the corresponding measurement on each image is performed by correlation calculation between the captured images. Stereo measurement is known in which the amount of deviation of a point is obtained, and the size and depth of an object are measured from the obtained amount of deviation by the principle of triangulation.
従来、ステレオ計測に用いるために、視差のある像を撮像する光学系が提案されている。例えば、特許文献1では、2光路形成光学系に形成される二つの光路のうち、いずれか一方の光路からの光のみが結像光学系に入射するように、二つの光路を時分割で切り替え可能な時分割光路切り替え手段を備えるステレオ計測装置が開示されている。また、その時分割光路切り替え手段が、回動式の遮蔽板により構成されることが開示されている。 Conventionally, an optical system for capturing an image with parallax has been proposed for use in stereo measurement. For example, in Patent Document 1, two optical paths are switched in a time-division manner so that only light from one of the two optical paths formed in the two-optical path forming optical system is incident on the imaging optical system. A stereo measurement apparatus including a possible time division optical path switching means is disclosed. In addition, it is disclosed that the time-division optical path switching means is composed of a rotating shielding plate.
しかしながら、特許文献1のステレオ計測装置における回動式の遮蔽板を用いた時分割光路切り替え手段は、正常に遮蔽動作が行えない状態となった場合、その状態を検知することができない。これにより、例えば、故障、外部からの振動又は内視鏡先端の高速移動などの原因で正常に遮蔽動作が行えない状態になり得る。正常に遮蔽動作が行えない状態を検知できない場合、本来右目画像を撮像すべきタイミングで左目画像を撮像するということが起こる。その結果、右目画像と左目画像を用いたステレオ計測が正しく行われなくなるという問題がある。 However, when the time-division optical path switching means using the rotation type shielding plate in the stereo measurement device of Patent Document 1 cannot normally perform the shielding operation, the state cannot be detected. Thereby, for example, it may be in a state in which the shielding operation cannot be normally performed due to a failure, external vibration, or high-speed movement of the endoscope tip. When a state in which the shielding operation cannot be normally performed cannot be detected, the left eye image may be captured at the timing when the right eye image should be captured. As a result, there is a problem that stereo measurement using the right eye image and the left eye image is not performed correctly.
そこで本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、誤ったステレオ計測が実施されるのを防止する計測装置及びプログラムを提供することを課題とする。 Therefore, the present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a measurement device and a program that prevent erroneous stereo measurement from being performed.
(1)本発明は前記事情に鑑みなされたもので、本発明の一態様は、視差のある二つの光路を形成する2光路形成光学系と、前記2光路形成光学系が形成した二つの光路を時分割で切り替える光路切替部と、前記二つの光路のうち第1の光路を通る第1の光が進む方向と垂直な面において該第1の光を一部遮断する位置と、前記二つの光路のうち第2の光路を通る第2の光が進む方向と垂直な面において該第2の光を一部遮断する位置とが異なるように、前記第1の光と前記第2の光それぞれを一部遮断する光遮断部と、前記光遮断部が一部遮断した光に基づいて、マスク像を形成する結像光学系と、前記結像光学系が形成したマスク像を撮像する撮像部と、前記撮像部がマスク像を撮像することにより得られたマスク画像に基づいて、光路の切替状態を検知する検知部と、を備える計測装置である。 (1) The present invention has been made in view of the above circumstances, and one aspect of the present invention is a two-optical path forming optical system that forms two optical paths with parallax and two optical paths formed by the two-optical path forming optical system. An optical path switching unit that switches time-division, a position that partially blocks the first light in a plane perpendicular to a direction in which the first light passing through the first optical path travels among the two optical paths, and the two Each of the first light and the second light is different from the position where the second light is partially blocked on a plane perpendicular to the direction in which the second light passing through the second optical path travels. A light blocking unit that partially blocks light, an imaging optical system that forms a mask image based on light partially blocked by the light blocking unit, and an imaging unit that captures a mask image formed by the imaging optical system And an optical path based on a mask image obtained by the imaging unit capturing a mask image. A detection unit that detects a switching state, a measuring device comprising a.
(2)上記に記載の計測装置において、本発明の一態様は、前記検知部は、前記マスク画像の輝度に基づいて、光路の切替状態を検知することを特徴とする。 (2) In the measurement apparatus described above, one aspect of the present invention is characterized in that the detection unit detects an optical path switching state based on luminance of the mask image.
(3)上記に記載の計測装置において、本発明の一態様は、前記検知部は、前記マスク画像の形状に基づいて、光路の切替状態を検知することを特徴とする。 (3) In the measurement apparatus described above, one aspect of the present invention is characterized in that the detection unit detects a switching state of an optical path based on a shape of the mask image.
(4)上記に記載の計測装置において、本発明の一態様は、前記マスク画像の位置に基づいて、光路の切替状態を検知することを特徴とする。 (4) In the measurement apparatus described above, one embodiment of the present invention is characterized in that an optical path switching state is detected based on the position of the mask image.
(5)上記に記載の計測装置において、本発明の一態様は、前記マスク画像の輝度に対して、予め決められた空間周波数以下の信号を通過させるフィルタを施し、フィルタを施した後の輝度に基づいて、光路の切替状態を検知することを特徴とする。 (5) In the measurement apparatus described above, according to one aspect of the present invention, the luminance of the mask image is obtained by applying a filter that passes a signal having a predetermined spatial frequency or less to the luminance of the mask image. Based on the above, the switching state of the optical path is detected.
(6)上記に記載の計測装置において、本発明の一態様は、前記検知部は、前記マスク像が形成される領域に複数の検出範囲を有し、当該複数の検出範囲における前記マスク画像の輝度に基づいて、光路の切替状態を検知することを特徴とする。 (6) In the measurement apparatus described above, according to one aspect of the present invention, the detection unit includes a plurality of detection ranges in a region where the mask image is formed , and the mask image in the plurality of detection ranges is detected. The switching state of the optical path is detected based on the luminance .
(7)上記に記載の計測装置において、本発明の一態様は、前記二つの光路上の光のそれぞれを一部遮断し、光路の切替に関わらず常に参照用マスク像を、前記マスク像が形成される領域とは異なる領域に形成する参照用光遮断部を有し、前記検知部は、前記マスク画像と、前記参照用光遮断部が光を一部遮断することで得られる参照用マスク画像に基づいて、光路の切替状態を検知することを特徴とする。 (7) In the measurement apparatus described above, according to one aspect of the present invention, the light on the two optical paths is partially blocked, and the reference mask image is always displayed regardless of the switching of the optical path. A reference light blocking unit formed in a region different from the region to be formed , and the detection unit is a reference mask obtained by partially blocking light from the mask image and the reference light blocking unit The switching state of the optical path is detected based on the image.
(8)上記に記載の計測装置において、本発明の一態様は、前記光路切替部に光路の切り替えを指示する切替指示部と、前記検知部が検知した切替状態と、切替指示部がした指示を示す切替指示信号とを整合するか否か判定する判定部を備えることを特徴とする。 (8) In the measurement apparatus described above, one aspect of the present invention is directed to a switching instruction unit that instructs the optical path switching unit to switch an optical path, a switching state detected by the detection unit, and an instruction that the switching instruction unit performs. It is characterized by comprising a determination unit for determining whether or not to match the switching instruction signal indicating.
(9)上記に記載の計測装置において、本発明の一態様は、前記判定部は、整合すると判定した場合、ステレオ計測処理部によるステレオ計測処理を実行させ、整合すると判定しないと判定した場合、ステレオ計測処理部によるステレオ計測処理を禁止することを特徴とする。 (9) In the measurement apparatus described above, according to one aspect of the present invention, when the determination unit determines to match, when the stereo measurement processing unit performs stereo measurement processing and determines not to match, The stereo measurement processing by the stereo measurement processing unit is prohibited.
(10)上記に記載の計測装置において、本発明の一態様は、前記光路切替部は、前記二つの光路に対応して配置された第1の開口部と第2の開口部を有する一つの絞り部材と、前記第1の開口部と前記第2の開口部を時分割で交互に遮蔽可能な遮蔽部材とを備え、前記遮蔽部材は、前記第1の開口部が完全に遮蔽された状態から、前記第1の開口部が一部遮蔽しない状態に移行した後に、前記第2の開口部を遮蔽し始めることを特徴とする。 (10) In the measurement apparatus described above, according to one aspect of the present invention, the optical path switching unit includes a first opening and a second opening that are disposed corresponding to the two optical paths. A diaphragm member, and a shielding member capable of alternately shielding the first opening and the second opening in a time-sharing manner, wherein the shielding member is in a state where the first opening is completely shielded Then, after shifting to a state in which the first opening is not partially shielded, the second opening is started to be shielded.
(11)前記光路切替部は、前記二つの光路に対応して配置された第1の開口部と第2の開口部を有する一つの絞り部材と、前記第1の開口部と前記第2の開口部を時分割で交互に遮蔽可能な遮蔽部材とを備え、前記第1の開口部の中心と前記第2の開口部の中心を結ぶ軸に沿った前記遮蔽部材の長さは、該軸に沿った前記第1の開口部の開口長及び該軸に沿った前記第2の開口部の開口長より長く、かつ前記第1の開口部の外縁と前記第2の開口部の外縁の間の前記軸に沿った距離を前記第1の開口部の開口長に加算した長さ以下で、かつ該距離を前記第2の開口部の開口長に加算した長さ以下であることを特徴とする。 (11) The optical path switching unit includes a single aperture member having a first opening and a second opening arranged corresponding to the two optical paths, the first opening, and the second opening. A shielding member capable of alternately shielding the opening in a time division manner, and the length of the shielding member along the axis connecting the center of the first opening and the center of the second opening is the axis. Longer than the opening length of the first opening along the axis and the opening length of the second opening along the axis, and between the outer edge of the first opening and the outer edge of the second opening The distance along the axis is less than or equal to the length added to the opening length of the first opening, and less than or equal to the length added to the opening length of the second opening. To do.
(12)上記に記載の計測装置において、本発明の一態様は、前記結像光学系は、結像させるための結像レンズを備え、前記光遮断部は、前記撮像部と、該撮像部から最も近い位置に位置する結像レンズとの間に位置することを特徴とする。 (12) In the measurement apparatus described above, according to one aspect of the present invention, the imaging optical system includes an imaging lens for imaging, the light blocking unit includes the imaging unit, and the imaging unit. It is characterized by being located between the imaging lens located at the position closest to the lens.
(13)上記に記載の計測装置において、本発明の一態様は、前記2光路形成光学系と、一つの光路を形成する一光路形成光学系とが交換可能に構成されており、前記一光路形成光学系が取り付けられた場合に、前記光遮断部は、前記一光路形成光学系が形成する光路上の光を遮断しない位置に位置することを特徴とする。 (13) In the measurement apparatus described above, according to one aspect of the present invention, the two optical path forming optical system and the one optical path forming optical system forming one optical path are configured to be interchangeable. When the forming optical system is attached, the light blocking unit is located at a position where light on the optical path formed by the one optical path forming optical system is not blocked.
(14)上記に記載の計測装置において、本発明の一態様は、前記光遮断部は、前記2光路形成光学系よりも光路上で前に位置することを特徴とする。 (14) In the measurement apparatus described above, one aspect of the present invention is characterized in that the light blocking unit is positioned on an optical path before the two optical path forming optical system.
(15)上記に記載の計測装置において、本発明の一態様は、前記マスク像は、前記撮像部の撮像面の無効画素領域に形成されることを特徴とする。 (15) In the measurement apparatus described above, one embodiment of the present invention is characterized in that the mask image is formed in an invalid pixel region on an imaging surface of the imaging unit.
(16)本発明の一態様は、視差のある二つの光路を形成する2光路形成光学系と、前記2光路形成光学系が形成した二つの光路を時分割で切り替える光路切替部と、前記二つの光路のうち第1の光路を通る第1の光が進む方向と垂直な面において該第1の光を一部遮断する位置と、前記二つの光路のうち第2の光路を通る第2の光が進む方向と垂直な面において該第2の光を一部遮断する位置とが異なるように、前記第1の光と前記第2の光それぞれを一部遮断する光遮断部と、前記光遮断部が一部遮断した光に基づいて、マスク像を形成する結像光学系と、前記結像光学系が形成したマスク像を撮像する撮像部とを備える計測装置に、前記撮像部がマスク像を撮像することにより得られたマスク画像に基づいて、光路の切替状態を検知するステップを実行させるためのプログラムである。 (16) According to one aspect of the present invention, there are provided two optical path forming optical systems that form two optical paths having parallax, an optical path switching unit that switches two optical paths formed by the two optical path forming optical systems in a time division manner, and the two Of the two optical paths, a position where the first light is partially blocked on a plane perpendicular to the direction in which the first light passes through the first optical path, and a second of the two optical paths that passes through the second optical path. A light blocking part for partially blocking each of the first light and the second light, so that a position at which the second light is partially blocked in a plane perpendicular to the light traveling direction; In a measuring device including an imaging optical system that forms a mask image based on light partially blocked by the blocking unit and an imaging unit that captures a mask image formed by the imaging optical system, the imaging unit is a mask Based on the mask image obtained by capturing the image, the switching state of the optical path is detected. Step a program for executing.
本発明によれば、誤ったステレオ計測が実施されるのを防止することができる。 According to the present invention, it is possible to prevent erroneous stereo measurement from being performed.
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。図1は、本実施形態における計測装置1の構成を示す概略ブロック図である。計測装置1は、挿入部100と、操作部200と、本体部300とを備える。挿入部100は、内視鏡として挿入するための部材である。操作部200は、操作者に把持されることにより挿入部100を操作するための部材である。本体部300は、挿入部100を制御して、挿入部100が撮像することにより得られた画像信号に対して処理を施す。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic block diagram showing a configuration of a measuring apparatus 1 in the present embodiment. The measurement apparatus 1 includes an insertion unit 100, an operation unit 200, and a main body unit 300. The insertion unit 100 is a member for insertion as an endoscope. The operation unit 200 is a member for operating the insertion unit 100 by being held by an operator. The main body unit 300 controls the insertion unit 100 to process an image signal obtained by the insertion unit 100 capturing an image.
挿入部100は、2光路形成光学系120と、光路切替部130と、結像光学系160と、光遮断部180と、撮像部190と、LED195とを備える。
2光路形成光学系120は、視差のある二つの光路を形成する。ここで、2光路形成光学系120は、右目用光学系121と左目用光学系122とを備える。2光路形成光学系120は、例えば、ステレオレンズである。ステレオレンズは、右目用光学系121に相当する右目用レンズ及び左目用光学系122に相当する左目用レンズを備え、レンズ毎に光路を形成することで、二つの光路を形成する。
The insertion unit 100 includes a two-optical path forming optical system 120, an optical
The two optical path forming optical system 120 forms two optical paths with parallax. Here, the two-optical path forming optical system 120 includes a right-eye optical system 121 and a left-eye optical system 122. The two optical path forming optical system 120 is, for example, a stereo lens. The stereo lens includes a right-eye lens corresponding to the right-eye optical system 121 and a left-eye lens corresponding to the left-eye optical system 122, and forms two optical paths by forming an optical path for each lens.
光路切替部130は、2光路形成光学系120が形成した二つの光路を時分割で交互に切り替える。本実施形態では、一例として、光路切替部130が機械式のシャッターであるものとして、以下説明する。なお、シャッターは、機械式のシャッターだけでなく、液晶シャッターでもよい。
光遮断部180は、二つの光路のうち第1の光路を通る第1の光が進む方向と垂直な面において該第1の光を一部遮断する位置と、該二つの光路のうち第2の光路を通る第2の光が進む方向と垂直な面において該第2の光を一部遮断する位置とが異なるように、第1の光と第2の光それぞれを一部遮断する。
結像光学系160は、光遮断部180が一部遮断することにより得られるそれぞれの光を共通の領域に結像させる。例えば、結像光学系160は、光遮断部180が一部遮断した光に基づいて、マスク像を形成する。ここで、結像光学系160は、結像させるための結像レンズを一つ以上有する。光遮断部180は、一例として、撮像部190と、撮像部190から最も近い位置に位置する結像レンズとの間に位置するものとする。
The optical
The light blocking unit 180 is configured to partially block the first light on a plane perpendicular to the traveling direction of the first light passing through the first optical path, and the second of the two optical paths. The first light and the second light are partially blocked so that the position where the second light is partially blocked in a plane perpendicular to the traveling direction of the second light passing through the optical path.
The image forming optical system 160 forms an image of each light obtained by partially blocking the light blocking unit 180 in a common area. For example, the imaging optical system 160 forms a mask image based on the light partially blocked by the light blocking unit 180. Here, the imaging optical system 160 has one or more imaging lenses for imaging. As an example, the light blocking unit 180 is assumed to be located between the
撮像部190は、結像光学系160により結像された像を撮像する。例えば、撮像部190は、結像光学系が形成したマスク像を撮像する。シャッターにより2光路形成光学系120が備える左目用光学系122を通った光が遮断されている場合、撮像部190は、2光路形成光学系120が備える右目用光学系121を通った光が結像された像(以下、右目像と称する)を撮像する。一方、シャッターにより2光路形成光学系120が備える左目用光学系122を通った光が遮断されている場合、撮像部190は、左目用光学系122が備える左目用光学系122を通った光が結像された像(以下、左目像と称する)を撮像する。
The
ここで、撮像部190は、例えば、CCD(Charge Coupled Device)イメージセンサである。例えば、CCDイメージセンサは、1回の露光でフォトダイオードが光電変換した電荷を各画素に対応するCCD素子にいっせいに転送する。そして、CCDイメージセンサは、本体部300の後述するCCD信号処理回路310から入力された転送パルスをCCD素子に与え、CCD素子から電荷を順次読み出す。そして、CCDイメージセンサは、読み出した電荷を示すCCD信号をCCD信号処理回路310へ出力する。
Here, the
そして、撮像部190は、本体部300の後述するCCD信号処理回路310の制御に従って、変換により得られた画像信号をCCD信号処理回路310へ出力する。
LED195は、本体部300の後述するLED駆動回路380から供給された信号に基づいて、点灯または消灯する。
Then, the
The
本体部300は、CCD信号処理回路310と、シャッター駆動回路320と、画像信号処理回路330と、表示部336と、画像記録回路337と、メモリ340と、CPU350と、操作部回路360と、電源回路370と、LED駆動回路380とを備える。
CCD信号処理回路310は、CPU350の制御に従って、撮像部190から入力されたCCD信号を、各画素の画素値を示す画像信号に変換する。これにより、CCD信号処理回路310は、左目像を撮像した左目画像を示す画像信号と、右目像を撮像した右目画像を示す画像信号とを生成することができる。そして、CCD信号処理回路310は、変換後の画像信号をシャッター駆動回路320と画像信号処理回路330へ出力する。
The main body 300 includes a CCD
Under the control of the
シャッター駆動回路320は、CCD信号処理回路310から入力されたタイミング信号に同期して、CPU350から指示された切り替え指示に従い、直前の撮像動作が右目用光学系121で行われた場合には、右目用光学系121を通った光を遮断するようにシャッターを駆動させる駆動信号をシャッターに供給する。これにより、シャッターは、この駆動信号に従って、右目用光学系121を通った光を遮断する。
一方、シャッター駆動回路320は、CCD信号処理回路310から入力されたタイミング信号に同期して、CPU350から指示された切り替え指示に従い、直前の撮像動作が左目用光学系122で行われた場合には、左目用光学系122を通った光を遮断するようにシャッターを駆動させる駆動信号をシャッターに供給する。これにより、シャッターは、この駆動信号に従って、左目用光学系122を通った光を遮断する。
The
On the other hand, the
画像信号処理回路330は、CPU350の制御に従って、CCD信号処理回路310から入力された画像信号が示す画像を表示部336に表示させる。画像信号処理回路330は、画像記憶回路337に画像信号を出力する。これにより、画像記憶回路は、画像信号処理回路330から入力された画像信号を保持する。
The image
メモリ340には、CPU350が読み出して実行する各種のプログラムが記憶されている。メモリ340は、例えば、RAM(Random Access Memory)である。
操作部回路360は、計測装置1を操作する操作者からの入力(例えば、画像処理のパラメータ)を受け付け、受け付けた入力を示す入力情報をCPU350に出力する。
電源回路370は、本体部300の各部に電力を供給する。LED駆動回路380は、LED195を駆動する信号を生成し、生成した信号をLED195へ供給する。
The
The
The
CPU350は、メモリ340から各種のプログラムを読み出し、読み出したプログラムを実行する。これにより、CPU350は、シャッター駆動回路320、CCD信号処理回路310、画像信号処理回路330及び操作部回路360を制御する。
また、CPU350は、操作部回路360から入力された入力情報(例えば、画像処理のパラメータ)に基づいて、画像信号処理回路330に、画像信号処理回路330が行う画像処理を変更させる。これにより、例えば、画像信号処理回路330が画像処理のパラメータに応じて実行する画像処理を変更するので、表示部336に表示される画像が変化する。
The
Further, the
図2は、光遮断部180が光を遮断することにより、撮像面に形成されるマスク像について説明する模式図である。ここで、マスク像は、光遮断部180が光を一部遮断することによって形成される像である。同図には、挿入部100を上から見た模式図と、撮像部190の撮像面とが示されている。同図の模式図では、右目用光学系121を通った光が光路切替部130によって完全に遮蔽されており、光路切替部130が左目用光学系122を通った光をそのまま通す場合を想定している。
左目用光学系122を通った光が光遮断部180によって一部遮断されるので、撮像部190の撮像面に含まれる左目用マスク形成領域の一部にマスク像が表れることが示されている。
FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a mask image formed on the imaging surface when the light blocking unit 180 blocks light. Here, the mask image is an image formed when the light blocking unit 180 partially blocks light. In the drawing, a schematic view of the insertion unit 100 as viewed from above and an imaging surface of the
It is shown that the light that has passed through the left-eye optical system 122 is partially blocked by the light blocking unit 180, so that a mask image appears in a part of the left-eye mask formation region included in the imaging surface of the
すなわち、左目用光学系122を通った光が撮像部190に入射している場合、撮像面に含まれる左目用マスク形成領域の一部が暗くなる。一方、右目用光学系121を通った光が入射している場合、撮像面に含まれる右目用マスク形成領域の一部が暗くなる。このようにマスク像は、光遮断部180が光を一部遮断することによって、マスク形成領域のうちマスク形成領域に含まれる他の領域より暗くなった領域の像である。
That is, when light that has passed through the left-eye optical system 122 is incident on the
本実施形態では、マスク形成領域は、撮像は行うものの観察表示には使用しない無効画素領域に位置するように光遮断部180の位置が調整されているものとする。これにより、計測装置1は、有効画素領域に対しては余計なマスク像を形成しないので、画像の品位を高めることができる。
なお、マスク形成領域は、通常の内視鏡観察表示に使用する有効画素領域に位置してもよい。
In the present embodiment, it is assumed that the position of the light blocking unit 180 is adjusted so that the mask formation region is located in an invalid pixel region that is used for imaging but not used for observation display. Thereby, since the measuring apparatus 1 does not form an extra mask image for the effective pixel area, the quality of the image can be improved.
Note that the mask formation region may be located in an effective pixel region used for normal endoscope observation display.
図3は、本実施形態における挿入部100を上からみたときの断面図の一例である。同図において、挿入部100は、第1のカバーガラス110と、2光路形成光学系120と、光路切替部130と、補正光学系140と、第2のカバーガラス150と、結像光学系160と、第3のカバーガラス170と、光遮断部180と、撮像部190とを備える。同図において、2光路形成光学系120は、右目用光学系121と、左目用光学系122とを備える。同図において、外部から入射した光が左目用光学系122を通って撮像部190に集光する光の軌跡が複数示されている。
FIG. 3 is an example of a cross-sectional view of the insertion portion 100 according to this embodiment as viewed from above. In the figure, an insertion unit 100 includes a first cover glass 110, a two-optical path forming optical system 120, an optical
第1のカバーガラス110は、2光路形成光学系120を保護するものである。第1のカバーガラス110は、外部から入射した光を2光路形成光学系120へ通す。
2光路形成光学系120は、視差のある二つの光路を形成する。具体的には、右目用光学系121は、第1のカバーガラス110を通って入射した光を光路切替部130に集光させる。この集光された光を第1の光という。また、左目用光学系122は、第1のカバーガラス110を通った入射した光を光路切替部130に集光させる。この集光された光を第2の光という。また2光路形成光学系120は、視野角度を調整する。
The first cover glass 110 protects the two optical path forming optical system 120. The first cover glass 110 allows light incident from the outside to pass through the two optical path forming optical system 120.
The two optical path forming optical system 120 forms two optical paths with parallax. Specifically, the right-eye optical system 121 collects light incident through the first cover glass 110 on the optical
光路切替部130は、二つの光路を時分割で交互に切り替える。具体的には、例えば、光路切替部130は、2光路形成光学系120が集光した第1の光と第2の光とを予め決められた周期で交互に遮断する。そして、光路切替部130は、第1の光または第2の光を補正光学系140に導く。
The optical
補正光学系140は、光路切替部130が導いた第1の光または第2の光の収差を補正する。そして、補正光学系140は、補正した後の第1の光(以下、第1の補正光という)または補正した後の第2の光(以下、第2の補正光という)を第2のカバーガラス150に導く。
The correction optical system 140 corrects the aberration of the first light or the second light guided by the optical
第2のカバーガラス150は、挿入部100内部の光学部材を保護するものである。第2のカバーガラス150は、補正光学系140が導いた第1の補正光または第2の補正光を結像光学系160へ通す。
結像光学系160は、第2のカバーガラス150が通した第1の補正光または第2の補正光を撮像部190に結像させる。具体的には、結像光学系160は、第1の補正光を集光させ、集光させた第1の光を撮像部190へ導く。また、結像光学系160は、第2の補正光を集光させ、集光させた第2の光を撮像部190へ導く。
The second cover glass 150 protects the optical member inside the insertion portion 100. The second cover glass 150 passes the first correction light or the second correction light guided by the correction optical system 140 to the imaging optical system 160.
The imaging optical system 160 images the first correction light or the second correction light passed through the second cover glass 150 on the
第3のカバーガラス170は、撮像面を保護し、ゴミの付着を防止するものである。
光遮断部180は、一例として、結像光学系160と撮像部190の間に位置する。光遮断部180は、結像光学系160が集光過程の第1の光(以下、第1の集光過程光という)の一部を遮断する。また、光遮断部180は、結像光学系160が集光過程の第2の光(以下、第2の集光過程光という)の一部を遮断する。ここで、第1の集光過程光が進む方向と垂直な面において該第1の集光過程光を光遮断部180が一部遮断する位置と、第2の集光過程光が進む方向と垂直な面において該第2の集光過程光を光遮断部180が一部遮断する位置とが異なる。
The third cover glass 170 protects the imaging surface and prevents adhesion of dust.
For example, the light blocking unit 180 is located between the imaging optical system 160 and the
撮像部190は、光遮断部180が第1の集光過程光を一部遮断した後の光を電気信号に変換する。また、撮像部190は、光遮断部180が第2の集光過程光を一部遮断した後の光を電気信号に変換する。ここで、光が右目用光学系121を通って撮像部190に結像された像を撮像部190が撮像することにより得られた像を右目画像という。一方、光が左目用光学系122を通って撮像部190に結像された像を撮像部190が撮像することにより得られた像を左目画像という。光遮断部180は、左目画像及び右目画像の一部に暗部を形成するように作用する。
The
なお、本実施形態では、図3のように、光遮断部180が、一例として結像光学系160と撮像部190の間に位置するものとしたが、これに限ったものではない。例えば、後述する図4のように、光遮断部180が2光路形成光学系120よりも光路上で前に位置していてもよい。すなわち、光遮断部180が2光路形成光学系120に入射される光を一部遮断する位置に位置してもよい。
In the present embodiment, as shown in FIG. 3, the light blocking unit 180 is positioned between the imaging optical system 160 and the
図4は、光遮断部180bが図3の光遮断部180とは別の位置にある場合の例である。同図において、光遮断部180bが第1のカバーガラス110と2光路形成光学系120との間に位置することが示されている。同図の光遮断部180bは、外部から第1のカバーガラス110を通って右目用光学系121に入射する光(第1入射光)を一部遮断する。同図では、一例として、光遮断部180bは、その第1の光が2光路形成光学系120に入射される直前でその第1の光を一部遮断する。 FIG. 4 is an example when the light blocking unit 180b is located at a different position from the light blocking unit 180 of FIG. In the same figure, it is shown that the light blocking part 180b is located between the first cover glass 110 and the two optical path forming optical system 120. The light blocking unit 180b in the figure partially blocks light (first incident light) incident on the right-eye optical system 121 from the outside through the first cover glass 110. In the figure, as an example, the light blocking unit 180b partially blocks the first light immediately before the first light is incident on the two-light path forming optical system 120.
また、光遮断部180bは、一例として、外部から第1のカバーガラス110を通って入射し左目用光学系122に入射する光(第2入射光)を一部遮断する。ここで、第1入射光が進む方向と垂直な面において該第1入射光を光遮断部180bが一部遮断する位置と、第2入射光が進む方向と垂直な面において該第2入射光を光遮断部180bが一部遮断する位置とが異なるように光遮断部180bが構成されている。 Further, as an example, the light blocking unit 180b partially blocks light (second incident light) incident from the outside through the first cover glass 110 and entering the left-eye optical system 122. Here, the position where the light blocking portion 180b partially blocks the first incident light on the surface perpendicular to the direction in which the first incident light travels, and the second incident light on the surface perpendicular to the direction in which the second incident light travels. The light blocking portion 180b is configured so that the position where the light blocking portion 180b partially blocks is different.
光遮断部180及び180b位置は、マスク像の輝度コントラストをより高め、且つ、左右目の画像で位置や形状が変化する位置とする必要がある。その為、本実施形態では、一例として、光遮断部180は図3のように結像光学系と撮像素子の中間位置で上記の条件を満足する位置に位置する。この場合、光遮断部180を撮像素子前面の長手方向のどの位置に設置するかによってマスク像のコントラスト、左右目切り替え時のマスク投影具合が変化するのでそれを考慮した設計をする。本実施形態の光遮断部180(図3)は図4の光遮断部180bと比較して寸法の大きなものを使用することができ位置精度が高めやすいという利点がある。 The positions of the light blocking portions 180 and 180b need to be higher than the brightness contrast of the mask image and the positions and shapes of the left and right eye images change. Therefore, in this embodiment, as an example, the light blocking unit 180 is located at a position satisfying the above condition at an intermediate position between the imaging optical system and the imaging element as shown in FIG. In this case, the contrast of the mask image and the mask projection at the time of switching between the left and right eyes change depending on the position in the longitudinal direction of the front surface of the image sensor, so that the design is made in consideration thereof. The light blocking unit 180 (FIG. 3) of the present embodiment has an advantage that it can be used with a larger size than the light blocking unit 180b of FIG.
また、前方の光学ユニットを取り外し可能な製品仕様の場合に、双眼レンズを単眼レンズのタイプに付け替えることが想定されるが、単眼レンズの場合は結像光学系160のより中心部分に光路が形成される。そのため、光遮断部180の位置を適切に設定することで双眼レンズの場合にのみ光遮断部180が投影されるようにしてもよい。すなわち、2光路形成光学系120と、一つの光路を形成する一光路形成光学系とが交換可能に構成されており、その一光路形成光学系が取り付けられた場合に、光遮断部180は、一光路形成光学系が形成する光路上の光を遮断しない位置に位置してもよい。 In addition, in the case of a product specification in which the front optical unit can be removed, it is assumed that the binocular lens is replaced with a monocular lens type. In the case of a monocular lens, an optical path is formed in the central portion of the imaging optical system 160. Is done. Therefore, the light blocking unit 180 may be projected only in the case of a binocular lens by appropriately setting the position of the light blocking unit 180. That is, the two optical path forming optical system 120 and the one optical path forming optical system that forms one optical path are configured to be interchangeable, and when the one optical path forming optical system is attached, the light blocking unit 180 is You may position in the position which does not interrupt | block the light on the optical path which one optical path formation optical system forms.
一方、図4の構成の場合、光遮断部180の部材の寸法は小さくなるものの、アダプタ交換を考慮したマスク配置設計は不要となる。本マスク技術を採用する製品の仕様や製造能力に合わせて、適宜マスク位置を設定することが望ましい。 On the other hand, in the case of the configuration of FIG. 4, the size of the member of the light blocking unit 180 is reduced, but the mask arrangement design considering adapter replacement is not necessary. It is desirable to set the mask position as appropriate in accordance with the specifications and manufacturing capabilities of products that employ this mask technology.
図5は、本実施形態における光遮断部180が配置可能な位置について説明するための図である。同図において、結像光学系160が備える結像レンズ161と撮像部190の間であって結像レンズ161と接する位置である位置Aにあるときの絞り41が示されている。また、結像レンズ161と撮像部190の間であって撮像部190に接する位置である位置Bにあるときの絞り42が示されている。また、結像レンズ161よりも被写体44側の位置である位置B´にあるときの絞り43が示されている。
FIG. 5 is a diagram for explaining positions where the light blocking unit 180 according to this embodiment can be arranged. In the same figure, the diaphragm 41 is shown at a position A that is between the imaging lens 161 provided in the imaging optical system 160 and the
同図における光線の軌跡LW1に示すように、被写体44に含まれる位置P45から出射された光が、結像レンズ161を介して撮像部190のP46に集光されることが示されている。また、同図における光線の軌跡LW2に示すように、被写体44に含まれる位置P47から出射された光が、結像レンズ161を介して撮像部190のP48に集光されることが示されている。
As shown by the ray locus LW1 in the figure, it is shown that the light emitted from the position P45 included in the subject 44 is condensed on P46 of the
一般的な知識として、撮像部190の撮像面へ像を結ぶ為の結像レンズ161に近い位置、すなわち光線の広がり幅が広くなっている位置(例えば、図5の位置A)に絞りがあると、その絞りは明るさ絞り(開口絞りとも言う)として作用し、像の明るさや解像度が変化するように作用する。この場合、絞りの像は撮像面に投影されない。
一方、撮像面または被写体に近い位置、すなわち光線が狭くなっている位置(例えば、図5の位置B、位置B´)に絞りがあると、その絞りは視野絞りとして作用し、映像の明るさは変わらないが、視野(光のケラレ)が変化するように作用する。この場合、絞りの像が撮像面に投影される。上記の両位置の間に配置された場合には、中間的な絞り作用が生じる。
As general knowledge, there is a stop at a position close to the imaging lens 161 for forming an image on the imaging surface of the
On the other hand, if there is a stop at a position close to the imaging surface or the subject, that is, a position where the light beam is narrow (for example, position B, position B ′ in FIG. 5), the stop acts as a field stop, and the brightness of the image. Does not change, but acts to change the field of view (light vignetting). In this case, the image of the aperture is projected on the imaging surface. When it is disposed between the two positions, an intermediate squeezing action occurs.
本実施形態における光学系を上記の一般的知識に当て嵌めて考える。図6は、図5の光線と同様の光線を挿入部100の断面を示す概略図に描画したものである。同図には、光線の軌跡LW3が破線で示されている。位置51の領域または位置52の領域のように、光線の幅が狭くなっている部分に光遮断部180を設置することが望ましい。そのように設置することにより、左目画像及び右目画像を判別するためのマスク像を撮像部190の撮像面に高いコントラストで投影することができる。
The optical system in the present embodiment will be applied to the above general knowledge. FIG. 6 is a schematic diagram showing a cross section of the insertion portion 100 with the same light beam as that of FIG. In the figure, the ray locus LW3 is indicated by a broken line. It is desirable to install the light blocking unit 180 in a portion where the width of the light beam is narrow, such as the region of the position 51 or the region of the position 52. By installing in such a manner, a mask image for discriminating the left eye image and the right eye image can be projected on the imaging surface of the
ただし、位置52の場合には、マスクの位置と撮像面が近すぎる左右両光路切り替え時のマスクパターンが切り替わらなくなるので注意が必要である。その為、撮像面から少し離れた位置(例えば、位置53)にマスクを設置する。ここで、撮像面から少し離れた位置とは、撮像面から予め決められた距離だけ離れた位置であって、結像光学系160よりも撮像部190に近い位置である。
However, in the case of the position 52, it is necessary to be careful because the mask pattern at the time of switching between the left and right optical paths is not switched too close to the imaging position of the mask. Therefore, a mask is installed at a position slightly away from the imaging surface (for example, position 53). Here, the position slightly away from the imaging surface is a position away from the imaging surface by a predetermined distance and is a position closer to the
すなわち、光遮断部180の位置について求められる条件は以下の通りである。左右目の光路が切り替わった場合に光遮断部180の投影状態が切り替わり、且つ、その時のマスク像の輝度が充分に暗い位置である。充分に暗いとは、例えば、外部環境の変化で想定される暗黒輝度よりも暗いことを意味する。
具体的には、光遮断部180は、例えば、位置51のように2光路形成光学系120よりも被写体に近い位置に位置する。あるいは、光遮断部180は、例えば、位置53のように撮像面から予め決められた距離だけ離れた位置であって、結像光学系160よりも撮像部190に近い位置に位置する。
That is, the conditions required for the position of the light blocking unit 180 are as follows. When the optical paths of the left and right eyes are switched, the projection state of the light blocking unit 180 is switched, and the brightness of the mask image at that time is a sufficiently dark position. Sufficiently dark means that, for example, it is darker than the dark brightness assumed by a change in the external environment.
Specifically, the light blocking unit 180 is positioned closer to the subject than the two-optical path forming optical system 120, for example, at a position 51. Alternatively, for example, the light blocking unit 180 is positioned at a predetermined distance from the imaging surface, such as the position 53, and is positioned closer to the
なお、本実施形態では、光遮断部180は、例えば、位置53のように撮像面から予め決められた距離だけ離れた位置であって、結像光学系160よりも撮像部190に近い位置に位置するとしたが、これに限らず、光遮断部180は、少なくとも結像光学系160と撮像部190の間に位置すればよい。
In the present embodiment, the light blocking unit 180 is a position that is a predetermined distance away from the imaging surface, such as the position 53, and is closer to the
図7は、本実施形態の光路切替部130の構造の一例を示す図である。同図は、撮像部190からみたときの光路切替部130の一例を示す図である。同図の例において、光路切替部130は、絞り部材131と、遮蔽部材134とを備える。絞り部材131は、右目用開口部132と左目用開口部133を有する。右目用開口部132は、右目用光学系121から入射した光を通過させる。一方、左目用開口部133は、左目用光学系122から入射した光を通過させる。
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of the structure of the optical
遮蔽部材134は、シャッター駆動回路320から供給された駆動信号に基づいて、右目用開口部132または左目用開口部133のいずれか一つを遮蔽する。具体的には、例えば、遮蔽部材134は、シャッター駆動回路320から供給された駆動信号に基づいて、その位置を移動する。例えば、右目用光学系121を通った光を遮断するようにシャッターを駆動させる駆動信号の場合、遮蔽部材134は、右目用開口部132を遮蔽する位置に移動する。一方、例えば、左目用光学系122を通った光を遮断するようにシャッターを駆動させる駆動信号の場合、遮蔽部材134は、左目用開口部133を遮蔽する位置に移動する。
The shielding member 134 shields one of the right-eye opening 132 and the left-eye opening 133 based on the drive signal supplied from the
これにより、遮蔽部材134が右目用開口部132を遮蔽した場合、遮蔽部材134は右目用光学系121から入射した光を遮断されることで、光路切替部130は、左目用光学系122から入射した光だけを通す。その場合、撮像部190が、左目用光学系122を通った光により結像された像を撮像することにより、計測装置1は左目画像を得ることができる。一方、遮蔽部材134が左目用開口部133を遮蔽した場合、遮蔽部材134は左目用光学系122から入射した光を遮断されることで、光路切替部130は、右目用光学系121から入射した光だけを通す。その場合、撮像部190が、右目用光学系121を通った光により結像された像を撮像することにより、計測装置1は右目画像を得ることができる。
Thus, when the shielding member 134 shields the right-eye opening 132, the shielding member 134 blocks the light incident from the right-eye optical system 121, so that the optical
ここで、明るさ絞りに相当する位置(例えば、図5の位置A)に光路切替部130が配置された場合を想定する。その想定で、光路切替部130が右目用光学系121と左目用光学系122の中間に位置し、右目用光学系121もしくは左目用光学系122を通った光の一部が遮蔽されている状態で撮像を行うと、像の瞳位置がずれるという症状が現れる。この場合、その映像を利用したステレオ計測値は誤差を持ったものとなるという問題がある。また、相互にとって不要な光が入ってきてしまう。
また、例えば、右目用光学系121が完全に遮蔽され、且つ、左目用光学系122を通った光の一部が遮蔽されている状態で撮像を行うと、像の瞳位置がずれるという症状が現れる。この場合、その映像を利用したステレオ計測値は誤差を持ったものとなるという問題がある。
Here, it is assumed that the optical
Further, for example, when imaging is performed in a state where the right-eye optical system 121 is completely shielded and a part of the light passing through the left-eye optical system 122 is shielded, there is a symptom that the pupil position of the image is shifted. appear. In this case, there is a problem that a stereo measurement value using the video has an error.
そこで、本実施形態では、図8に示すように遮蔽部材134が一方の開口部(以下、第1の開口部ともいう)を完全に遮蔽している状態から開口し始めた後に、他方の開口部(以下、第2の開口部ともいう)を完全に開口している状態から遮蔽し始めるように、遮蔽部材134、右目用開口部132及び左目用開口部133の寸法が決定される。すなわち、遮蔽部材134は、第1の開口部が完全に遮蔽された状態から、第1の開口部が一部遮蔽しない状態に移行した後に、第2の開口部を遮蔽し始めるように構成される。 Therefore, in this embodiment, as shown in FIG. 8, after the shielding member 134 starts to open from the state where one of the openings (hereinafter also referred to as the first opening) is completely shielded, the other opening is opened. The dimensions of the shielding member 134, the right-eye opening 132, and the left-eye opening 133 are determined so that the part (hereinafter also referred to as a second opening) starts to be shielded from the state where it is completely opened. In other words, the shielding member 134 is configured to start shielding the second opening after transitioning from a state where the first opening is completely shielded to a state where the first opening is not partially shielded. The
そのように構成するため、一例として、図7のように遮蔽部材134の形状が円盤で、右目用開口部132の形状が円で、左目用開口部133の形状が円の場合の、遮蔽部材134の寸法の条件について説明する。図7において、Lmは、右目用開口部132の中心と左目用開口部133の中心を結ぶ軸A1に沿った遮蔽部材134の長さである。L1は、軸A1に沿った右目用開口部132の開口長である。L2は、軸A1に沿った左目用開口部133の開口長である。Dは、右目用開口部132の外縁と左目用開口部133の外縁の間の軸A1に沿った距離である。 For example, as illustrated in FIG. 7, the shielding member 134 has a disk shape, the right eye opening 132 has a circular shape, and the left eye opening 133 has a circular shape. The condition of the dimension 134 will be described. In FIG. 7, Lm is the length of the shielding member 134 along the axis A <b> 1 that connects the center of the right-eye opening 132 and the center of the left-eye opening 133. L1 is the opening length of the right-eye opening 132 along the axis A1. L2 is the opening length of the left-eye opening 133 along the axis A1. D is a distance along the axis A <b> 1 between the outer edge of the right-eye opening 132 and the outer edge of the left-eye opening 133.
ここで、遮蔽部材134の中心が、右目用開口部132の中心と左目用開口部133の中心を通る軸A1に沿って移動することを前提とする。その場合、右目用開口部132の中心C1と左目用開口部133の中心C2を通る軸A1に沿った遮蔽部材134の長さLmは、該軸A1に沿った右目用開口部132の開口長L1及び該軸A1に沿った第2の開口部の開口長L2より長く(Lm>L1、Lm>L2)、かつ右目用開口部132の外縁と左目用開口部133の外縁の間の軸A1に沿った距離Dを上記右目用開口部132の開口長L1に加算した長さより短く(Lm≦L1+D)、かつ該距離Dを上記左目用開口部133の開口長L2に加算した長さより短い(Lm≦L2+D)。 Here, it is assumed that the center of the shielding member 134 moves along an axis A1 passing through the center of the right-eye opening 132 and the center of the left-eye opening 133. In this case, the length Lm of the shielding member 134 along the axis A1 passing through the center C1 of the right-eye opening 132 and the center C2 of the left-eye opening 133 is the opening length of the right-eye opening 132 along the axis A1. L1 and an axis A1 longer than the opening length L2 of the second opening along the axis A1 (Lm> L1, Lm> L2) and between the outer edge of the right eye opening 132 and the outer edge of the left eye opening 133 Is shorter than the length obtained by adding the distance D along the opening length L1 of the right-eye opening 132 (Lm ≦ L1 + D) and shorter than the length obtained by adding the distance D to the opening length L2 of the left-eye opening 133 ( Lm ≦ L2 + D).
上記を一般化すると、遮蔽部材134の中心が、第1の開口部の中心と第2の開口部の中心を通る軸に沿って移動し、該軸に沿った遮蔽部材134の長さは、該軸に沿った第1の開口部の開口長及び該軸に沿った第2の開口部の開口長より長く、かつ第1の開口部の外縁と第2の開口部の外縁の間の該軸に沿った距離を第1の開口部の開口長に加算した長さ以下で、かつ該距離を第2の開口部の開口長に加算した長さ以下である。 Generalizing the above, the center of the shielding member 134 moves along an axis passing through the center of the first opening and the center of the second opening, and the length of the shielding member 134 along the axis is An opening length of the first opening along the axis and an opening length of the second opening along the axis, and between the outer edge of the first opening and the outer edge of the second opening. The distance along the axis is equal to or less than the length obtained by adding the opening length of the first opening, and the distance is equal to or less than the length obtained by adding the distance to the opening length of the second opening.
なお、遮蔽部材の形状は楕円盤でもよく、第1の開口部の形状及び第2の開口部の形状は楕円であってもよい。遮蔽部材134の形状が楕円盤で、遮蔽部材134の形状が楕円盤で、第1の開口部の形状が楕円で、第2の開口部の形状が楕円の場合は、上述したように構成すればよい。但し、この場合も遮蔽部材134の中心が、第1の開口部の中心と第2の開口部の中心を通る軸に沿って移動することを前提とする。 The shape of the shielding member may be an elliptical disk, and the shape of the first opening and the shape of the second opening may be oval. When the shape of the shielding member 134 is an ellipse, the shape of the shielding member 134 is an ellipse, the shape of the first opening is an ellipse, and the shape of the second opening is an ellipse, the configuration is as described above. That's fine. In this case, however, it is assumed that the center of the shielding member 134 moves along an axis passing through the center of the first opening and the center of the second opening.
図8は、本実施形態における遮蔽部材134の移動の遷移を示す図である。同図において、一例として、図8(A)、図8(B)、図8(C)の順に遮蔽部材134の位置が遷移するものとする。図8(A)は、右目用開口部132が完全に遮蔽する位置(以下、右目遮蔽位置という)に遮蔽部材134が位置する場合の模式図である。図8(B)は、右目用開口部132が一部開口する位置(右目一部開口位置)に遮蔽部材134が位置する場合の模式図である。図8(B)では、右目用開口部132が一部開口しているが、遮蔽部材134によって左目用開口部133が遮蔽されていないことが示されている。図8(C)は、右目用開口部132と左目用開口部133が共に一部遮蔽される位置(中間位置)に遮蔽部材134が位置する場合の模式図である。 FIG. 8 is a diagram showing a transition of movement of the shielding member 134 in the present embodiment. In the figure, as an example, it is assumed that the position of the shielding member 134 changes in the order of FIGS. 8A, 8B, and 8C. FIG. 8A is a schematic diagram when the shielding member 134 is located at a position where the right-eye opening 132 is completely shielded (hereinafter referred to as a right-eye shielding position). FIG. 8B is a schematic diagram when the shielding member 134 is located at a position where the right-eye opening 132 is partially opened (right-eye partial opening position). FIG. 8B shows that the right-eye opening 132 is partially opened, but the left-eye opening 133 is not shielded by the shielding member 134. FIG. 8C is a schematic diagram when the shielding member 134 is positioned at a position (intermediate position) where both the right-eye opening 132 and the left-eye opening 133 are partially shielded.
図8(A)、図8(B)、図8(C)の順に遮蔽部材134の位置が遷移することにより、遮蔽部材134が、右目用開口部132を完全に遮蔽している状態から開口し始めた後に、左目用開口部133を完全に開口している状態から遮蔽し始める。遮蔽部材134は、遮蔽部材134の中心が、右目用開口部132の中心と左目用開口部133の中心を通る軸に沿って移動する。 When the position of the shielding member 134 changes in the order of FIGS. 8A, 8 </ b> B, and 8 </ b> C, the shielding member 134 is opened from the state in which the right-eye opening 132 is completely shielded. After starting to start, the left eye opening 133 starts to be shielded from the fully opened state. The shielding member 134 moves along an axis through which the center of the shielding member 134 passes through the center of the right eye opening 132 and the center of the left eye opening 133.
図8のように各開口部の開閉状態が変化することで、図9のグラフに示すようなマスク像の輝度変化となる。図9は、マスク像の輝度と遮蔽部材134の位置との関係の一例を示した図である。ここで、マスク像の輝度は、マスク像内のある一点の輝度値である。同図において、遮蔽部材134が右目遮蔽位置にあるとき、右目用マスク形成領域のマスク像の輝度上限71、右目用マスク形成領域のマスク像の輝度平均72及び右目用マスク形成領域のマスク像の輝度下限73が閾値79より高い輝度であることが示されている。一方、同じく遮蔽部材134が右目遮蔽位置にあるとき、左目用マスク形成領域のマスク像の輝度上限74、左目用マスク形成領域のマスク像の輝度平均75及び左目用マスク形成領域のマスク像の輝度下限76が正規のマスク輝度78となり、閾値79より低い輝度であることが示されている。ここで、正規のマスク輝度78とは、遮蔽部材134が右目用開口部132または左目用開口部133のいずれかを完全に遮蔽している際のマスク像の輝度である。 As the opening / closing state of each opening changes as shown in FIG. 8, the luminance of the mask image changes as shown in the graph of FIG. 9. FIG. 9 is a diagram illustrating an example of the relationship between the brightness of the mask image and the position of the shielding member 134. Here, the brightness of the mask image is a brightness value at one point in the mask image. In the same figure, when the shielding member 134 is in the right eye shielding position, the upper limit of luminance 71 of the mask image in the right eye mask forming area, the average luminance 72 of the mask image in the right eye mask forming area, and the mask image of the right eye mask forming area. It is indicated that the luminance lower limit 73 is higher than the threshold value 79. On the other hand, when the shielding member 134 is also in the right eye shielding position, the luminance upper limit 74 of the mask image in the left eye mask formation region, the luminance average 75 of the mask image in the left eye mask formation region, and the luminance of the mask image in the left eye mask formation region The lower limit 76 is the normal mask luminance 78, which indicates that the luminance is lower than the threshold 79. Here, the regular mask brightness 78 is the brightness of the mask image when the shielding member 134 completely shields either the right-eye opening 132 or the left-eye opening 133.
また、同図において、遮蔽部材134が左目用開口部133を完全に遮蔽する位置(以下、左目遮蔽位置という)にあるとき、遮蔽部材134が右目遮蔽位置にあるときとは反対に、右目用マスク形成領域のマスク像の輝度上限71、右目用マスク形成領域のマスク像の輝度平均72及び右目用マスク形成領域のマスク像の輝度下限73が正規のマスク輝度78となり、閾値79より低い輝度であることが示されている。一方、同じく遮蔽部材134が左目遮蔽位置にあるとき、左目用マスク形成領域のマスク像の輝度上限74、左目用マスク形成領域のマスク像の輝度平均75及び左目用マスク形成領域のマスク像の輝度下限76が閾値79より高い輝度であることが示されている。 Also, in the same figure, when the shielding member 134 is in a position where the left eye opening 133 is completely shielded (hereinafter referred to as the left eye shielding position), it is opposite to the right eye shielding position when the shielding member 134 is in the right eye shielding position. The upper limit luminance 71 of the mask image in the mask formation region, the average luminance 72 of the mask image in the right eye mask formation region, and the lower luminance limit 73 of the mask image in the right eye mask formation region become the normal mask luminance 78, which is lower than the threshold 79. It is shown that there is. On the other hand, when the shielding member 134 is also in the left eye shielding position, the luminance upper limit 74 of the mask image in the left eye mask formation region, the luminance average 75 of the mask image in the left eye mask formation region, and the luminance of the mask image in the left eye mask formation region It is shown that the lower limit 76 is higher than the threshold 79.
同図において、遮蔽部材134が各開口部の中間位置(例えば、図8(c)の遮蔽部材134の位置)にある場合、左目用マスク形成領域のマスク像の輝度下限73と右目用マスク形成領域のマスク像の輝度下限76の両方とも閾値79を超える輝度であることが示されている。すなわち、遮蔽部材134が各開口部の中間位置にある場合、マスク像の輝度値が正規のマスク像の輝度よりも高くなる。このことを利用して、本実施形態の計測装置1は、閾値を適切に設定することで、遮蔽部材134が中間位置にあるのか、どちらか一方の開口部を完全に遮蔽する位置、即ち、他方の開口部を完全に開口した位置にあるかを検知する。 In the same figure, when the shielding member 134 is at an intermediate position of each opening (for example, the position of the shielding member 134 in FIG. 8C), the lower-limit luminance 73 of the mask image in the left-eye mask formation region and the right-eye mask formation. Both of the luminance lower limits 76 of the mask image of the region are shown to have a luminance exceeding the threshold value 79. That is, when the shielding member 134 is at an intermediate position between the openings, the luminance value of the mask image is higher than the luminance of the regular mask image. Utilizing this, the measuring device 1 of the present embodiment sets the threshold appropriately, so that the shielding member 134 is in the intermediate position, or a position that completely shields one of the openings, that is, It is detected whether or not the other opening is completely open.
図10は、本実施形態における画像信号処理回路330の構成を示す概略ブロック図である。画像信号処理回路330は、画像メモリ331と、検知部332と、画像調整処理部334と、GUI(Graphical User Interface)合成処理部335とを備える。
FIG. 10 is a schematic block diagram showing the configuration of the image
画像メモリ331は、CCD信号処理回路310から入力された画像信号を画像情報として保持する。
検知部332は、撮像部190がマスク像を撮像することにより得られたマスク画像に基づいて、光路の切替状態を検知する。ここで、検知部332は、シャッター位置検知処理部333を備える。
The
The detection unit 332 detects the switching state of the optical path based on the mask image obtained by the
シャッター位置検知処理部333は、画像メモリ331から画像情報を読み出し、撮像部190が検知した暗部のパターンから、光路の切替状態を検知する。具体的には、例えば、シャッター位置検知処理部333は、撮像面の予め決められた一組の検出範囲に相当する画像信号が表す輝度値に基づいて、遮蔽部材134の位置を検知する。シャッター位置検知処理部333の処理の詳細は後述する。以下、遮蔽部材134の位置をシャッター位置、遮蔽部材134の位置を検知することをシャッター位置検知ともいうものとする。シャッター位置検知処理部333は、検知した遮蔽部材134の位置を示すシャッター位置情報をCPU350へ出力する。
The shutter position
画像調整処理部334は、画像メモリから画像情報を読み出し、読み出した画像情報に対して一例としてノイズ低減処理、エッジ強調処及び色合いの調整処理を施す。そして、画像調整処理部334は、上述した処理を施すことにより得られた調整後画像情報をGUI合成処理部335へ出力する。
The image
GUI合成処理部335は、ユーザが計測装置1をコントロールするメニューを生成する。そして、GUI合成処理部335は、生成したメニューを表示部336に表示させる。また、GUI合成処理部335は、画像調整処理部334から入力された調整後画像情報が示す画像を表示部336に表示させる。
The GUI
図10には、CPU350の論理的な構成も示されている。CPU350は、切替指示部351と判定部352とステレオ計測処理部353として機能する。切替指示部351は、シャッターの切り替えを指示する切替指示信号を生成し、生成した切替指示信号をシャッター駆動回路320に出力する。ここで、切替指示信号は、例えば、右目用開口部132が遮蔽されている場合、左目用開口部133を遮蔽する指示であり、左目用開口部133が遮蔽されている場合、右目用開口部132を遮蔽する指示である。
FIG. 10 also shows the logical configuration of the
続いて、シャッター駆動回路320は、切替指示部351から入力された切替指示信号に基づいて、シャッター駆動指示信号を光路切替部130へ供給する。これにより、光路切替部130は、シャッター駆動指示信号に従って、光路を切り替える。
Subsequently, the
判定部352は、シャッター位置検知処理部333から入力されたシャッター位置情報が示す遮蔽部材134の位置が切替指示信号で指示した位置と整合するか否か判定する。判定部352は、整合すると判定した場合、ステレオ計測処理部353にステレオ計測処理を実行させ、整合しないと判定した場合、ステレオ計測処理部353によるステレオ計測処理を禁止する。
ステレオ計測処理部353は、判定部352が整合すると判定した場合のみ、ステレオ計測処理を実行する。そして、ステレオ計測処理部353は、ステレオ計測処理の処理結果を表示部336に表示させる。
The
The stereo
図11は、本実施形態における計測装置1のタイミングチャートの一例である。同図において、時刻t1で、切替指示部351は、シャッター切り替え指示を示す切替指示信号をシャッター駆動回路320へ出力する。このときの切替指示信号は、一例として、右目用開口部132を遮蔽する指示であるものとする。CCD信号処理回路310は、撮像部190としてのCCDに露光と読み出しを順に行う。そして、CCDの読み出し完了のタイミングである時刻t2に、シャッター位置検知処理部333が、遮蔽部材134の位置を検知する。そして、時刻t3で、シャッター位置検知処理部333による一つのシャッター位置検知処理が完了する。
FIG. 11 is an example of a timing chart of the measuring apparatus 1 in the present embodiment. In the figure, at time t1, the switching
また、CCDの読み出し完了のタイミングである時刻t2で、切替指示部351は、シャッター切り替え指示を示す切替指示信号をシャッター駆動回路320へ出力する。このときの切替指示信号は、一例として、左目用開口部133を遮蔽する指示であるものとする。CCD信号処理回路310は、撮像部190としてのCCDに露光と読み出しを順に行う。そして、CCDの読み出し完了のタイミングである時刻t4に、シャッター位置検知処理部333が、遮蔽部材134の位置を検知する。そして、時刻t5で、シャッター位置検知処理部333による一つのシャッター位置検知処理が完了する。
In addition, at time t <b> 2 that is the timing of completion of reading of the CCD, the switching
続いて、シャッター位置検知処理部333の処理の詳細について説明する。例えば、シャッター位置検知処理部333は、撮像部190の左目用右目用両方のマスク形成領域の画像信号の輝度を検知する。そして、シャッター位置検知処理部333は、検知したそれぞれの輝度を予め設定された閾値と比較することで、シャッター位置を判別する。例えば、シャッター位置検知処理部333は、左目用マスク形成領域のうち検出領域の画像信号の輝度値がその閾値以下である場合、シャッター位置が右目遮蔽位置にあると判別する。一方、シャッター位置検知処理部333は、右目用マスク形成領域のうち検出領域の画像信号の輝度がその閾値以下である場合、シャッター位置が左目遮蔽位置にあると判別する。以上により、本実施形態におけるシャッター位置検知処理部333は、一例として、マスク画像領域の輝度に基づいて、光路の切替状態を検知する。
Next, details of the processing of the shutter position
ここで、閾値は、マスク像から読み出される画像信号のノイズの影響で誤検出することが無いようなレベルに設定する必要がある。ただし、予め設定する閾値が大きいと、逆に通常観察時に想定される暗黒像の輝度レベルが閾値以下となる可能性が高くなり、計測装置1がその暗黒像をマスク像と誤検出し易くなる。 Here, the threshold value needs to be set to a level that prevents erroneous detection due to the noise of the image signal read from the mask image. However, if the preset threshold value is large, there is a high possibility that the brightness level of the dark image assumed at the time of normal observation will be equal to or less than the threshold value, and the measurement apparatus 1 will easily detect the dark image as a mask image. .
その誤検出を避けるため、シャッター位置検知処理部333は、判別領域から読み出される画像信号を閾値と比較する前に、その画像信号にローパスフィルタ(以下、LPFという)の処理を施す。ここで、判別領域は、右目用マスク形成領域と左目用マスク形成領域の総称である。すなわち、検知部332のシャッター位置検知処理部333は、マスク画像の輝度に対して、予め決められた空間周波数以下の信号を通過させるフィルタを施し、フィルタを施した後のマスク画像の輝度に基づいて、光路の切替状態を検知する。具体的には、例えば、シャッター位置検知処理部333は、LPF後の画像信号と閾値を比較することで、光路の切替状態を検知する。これにより、予め設定する閾値を低くすることで、上述した誤検出の確率を下げることができる。
なお、LPFに限らず、判別領域から読み出される画像信号を平均化してもよい。
In order to avoid the erroneous detection, the shutter position
It should be noted that the image signal read out from the discrimination region may be averaged without being limited to the LPF.
図12は、判別領域から読み出される画像信号にLPFを施す処理を説明するための図である。同図には、左目用マスク形成領域にマスク像が形成される場合の撮像面D110が示されている。また、同図に撮像面D110においてマスク像が検出される検出範囲が示されている。同図の例では、左目用マスク形成領域にマスク像が形成される場合であるので、左目用マスク形成領域の検出範囲には、マスク像R111が示されている。一方、この例では右目用マスク形成領域にはマスク像が形成されないので、右目用マスク形成領域の検出範囲には、通常観察像R112が示されている。 FIG. 12 is a diagram for explaining processing for applying LPF to an image signal read from the discrimination area. This figure shows an imaging surface D110 when a mask image is formed in the left-eye mask formation region. In addition, the detection range in which the mask image is detected on the imaging surface D110 is shown in FIG. In the example in the figure, since a mask image is formed in the left-eye mask formation region, a mask image R111 is shown in the detection range of the left-eye mask formation region. On the other hand, in this example, since a mask image is not formed in the right eye mask formation region, the normal observation image R112 is shown in the detection range of the right eye mask formation region.
同図のグラフG111は、マスク像R111を含む左目用マスク形成領域の位置と、マスク像R111に相当する画像信号が表す輝度値の関係の一例を示したグラフである。縦軸は輝度値、横軸は左目用マスク形成領域の長径方向の位置である。グラフG111において、一例として、ノイズ成分S111が重畳した画像信号の輝度分布S110が示されている。グラフG111内における破線は、ノイズ成分S111が重畳する前の画像信号の輝度分布を示している。ノイズ成分S111が重畳した画像信号の輝度分布S110に含まれる輝度値が、検出範囲の一部において閾値より大きいことが示されている。 A graph G111 in the figure is a graph showing an example of the relationship between the position of the mask formation region for the left eye including the mask image R111 and the luminance value represented by the image signal corresponding to the mask image R111. The vertical axis represents the luminance value, and the horizontal axis represents the position in the major axis direction of the left-eye mask formation region. In the graph G111, as an example, the luminance distribution S110 of the image signal on which the noise component S111 is superimposed is shown. A broken line in the graph G111 indicates the luminance distribution of the image signal before the noise component S111 is superimposed. It is shown that the luminance value included in the luminance distribution S110 of the image signal on which the noise component S111 is superimposed is larger than the threshold in a part of the detection range.
同図のグラフG113は、通常観察像R112を含む右目用マスク形成領域の位置と、通常観察像R112に相当する画像信号が表す輝度値の関係の一例を示したグラフである。縦軸は輝度値、横軸は右目用マスク形成領域の長径方向の位置である。グラフG113において、一例として、画像信号S113に含まれる輝度値が、検出範囲において全て閾値より高いことが示されている。
このように、グラフG111とグラフG113とで、同じ閾値を設定した場合に、検出範囲の輝度値が両方とも閾値を超えてしまい、シャッター位置検知処理部333は、シャッター位置を検出できない場合がある。
A graph G113 in the figure is a graph showing an example of a relationship between the position of the right-eye mask formation region including the normal observation image R112 and the luminance value represented by the image signal corresponding to the normal observation image R112. The vertical axis represents the luminance value, and the horizontal axis represents the position of the right eye mask formation region in the major axis direction. In the graph G113, as an example, it is shown that the luminance values included in the image signal S113 are all higher than the threshold value in the detection range.
As described above, when the same threshold value is set in the graph G111 and the graph G113, the luminance values in the detection range both exceed the threshold value, and the shutter position
同図のグラフG112は、マスク像R111を含む左目用マスク形成領域の位置と、マスク像R111に相当する画像信号の輝度分布S110に対してLPFが施された後の画像信号の輝度分布S112が表す輝度値の関係の一例を示したグラフである。縦軸は輝度値、横軸は左目用マスク形成領域の長径方向の位置である。LPFが施された後の画像信号の輝度分布S112に含まれる輝度値が、検出範囲において全て閾値より小さいことが示されている。 The graph G112 in the figure shows the position of the mask formation region for the left eye including the mask image R111 and the luminance distribution S112 of the image signal after LPF is applied to the luminance distribution S110 of the image signal corresponding to the mask image R111. It is the graph which showed an example of the relationship of the luminance value to represent. The vertical axis represents the luminance value, and the horizontal axis represents the position in the major axis direction of the left-eye mask formation region. It is shown that the luminance values included in the luminance distribution S112 of the image signal after being subjected to the LPF are all smaller than the threshold value in the detection range.
同図のグラフG114は、通常観察像R112を含む左目用マスク形成領域の位置と、通常観察像R112に相当する画像信号の輝度分布S113に対してLPFが施された後の画像信号の輝度分布S114が表す輝度値の関係の一例を示したグラフである。縦軸は輝度値、横軸は右目用マスク形成領域の長径方向の位置である。LPFが施された後の画像信号の輝度分布S114に含まれる輝度値が、検出範囲において全て閾値より小さいことが示されている。 The graph G114 in the figure shows the position of the mask formation region for the left eye including the normal observation image R112 and the luminance distribution of the image signal after the LPF is applied to the luminance distribution S113 of the image signal corresponding to the normal observation image R112. It is the graph which showed an example of the relationship of the luminance value which S114 represents. The vertical axis represents the luminance value, and the horizontal axis represents the position of the right eye mask formation region in the major axis direction. It is shown that the luminance values included in the luminance distribution S114 of the image signal after being subjected to the LPF are all smaller than the threshold value in the detection range.
グラフG112とグラフG114とを比較すると、検出範囲においてマスク像R111に相当する画像信号が表す輝度値が閾値より小さい。それに対し、検出範囲において通常観察像R112に相当する画像信号が表す輝度値が閾値より大きい。
このように、シャッター位置検知処理部333は、LPFを施すことにより、画像信号に重畳したノイズ成分を除去することで、マスク像に相当する画像信号と、通常観察像に相当する画像信号とを判別することができる。その結果、シャッター位置検知処理部333は、シャッター位置の検知精度を向上させることができる。
When the graph G112 and the graph G114 are compared, the luminance value represented by the image signal corresponding to the mask image R111 in the detection range is smaller than the threshold value. On the other hand, the luminance value represented by the image signal corresponding to the normal observation image R112 in the detection range is larger than the threshold value.
In this manner, the shutter position
図13は、本実施形態における計測装置1の処理の流れの一例を示すフローチャートである。切替指示部351は、シャッター切り替え指示を示す切替指示信号を生成し、生成した切替指示信号をシャッター駆動回路320に出力する(ステップS101)。CPU350は、CCD信号処理回路310を制御して、撮像部190に撮像させる(ステップS102)。次に、シャッター位置検知処理部333は、シャッター位置を検知する(ステップS103)。
FIG. 13 is a flowchart illustrating an example of a processing flow of the measurement apparatus 1 in the present embodiment. The switching
判定部352は、検知したシャッター位置と切替指示信号が示す切替指示が同一であるか否か判定する(ステップS104)。検知したシャッター位置と切替指示信号が示す切替指示が同一である場合(ステップS104 YES)、ステレオ計測処理部353はステレオ計測処理を実行し、ステレオ計測の処理結果を表示部336に表示させ、ステップS101の処理に戻る。一方、検知したシャッター位置と切替指示信号が示す切替指示が同一でない場合(ステップS104 NO)、CPU350は、異常を警告する旨を表示部336に表示させ、ステップS101の処理に戻る。以上で、本フローチャートの処理を終了する。
The
<効果>
本実施形態の計測装置1のシャッター位置検知処理部333は、マスク像の輝度値に基づいて、光路の切替状態を検知するので、正常に遮蔽動作が行えない状態となった場合、その状態を検知することができる。例えば、計測装置1は、本来右目画像を撮像すべきタイミングで左目画像を撮像した場合、正常に遮蔽動作が行えない状態となったと判定する。これにより、計測装置1は、遮蔽部材による遮蔽動作が適切に行われなくなることを検知することができるので、正常に遮蔽動作が行えない状態となった場合に撮像された画像を用いてステレオ計測をすることを防止するので、誤ったステレオ計測が実施されるのを防止することができる。
<Effect>
The shutter position
なお、本実施形態では、検知部332は、マスク像の輝度に基づいて、光路の切替状態を検知したが、これに限ったものではない。検知部332は、マスク像の形状に基づいて、光路の切替状態を検知してもよい。この場合に、マスク像が自然界に存在しない特殊な形になるように光遮断部180を構成すれば、自然界に存在する被写体が通常そのような特殊な形をしていないので、計測装置1は、その被写体の像とそのマスク像とを確実に区別することができる。その結果、計測装置1は、光路の切替状態の検知精度を向上させることができる。
また、図2において、一例として、光遮断部180は、撮像部190と平行な同じ面に、双方の光学系を通る光を遮断する部材が配置されるようにしたが、これに限らず、異なる面に双方の光学系を通る光を遮断する部材が配置されてもよい。
In the present embodiment, the detection unit 332 detects the optical path switching state based on the brightness of the mask image, but the present invention is not limited to this. The detection unit 332 may detect the optical path switching state based on the shape of the mask image. In this case, if the light blocking unit 180 is configured so that the mask image has a special shape that does not exist in the natural world, the subject that exists in the natural world usually does not have such a special shape. The object image and the mask image can be reliably distinguished. As a result, the measuring apparatus 1 can improve the detection accuracy of the switching state of the optical path.
In FIG. 2, as an example, the light blocking unit 180 is configured such that a member that blocks light passing through both optical systems is disposed on the same surface parallel to the
<変形例1>
続いて、本実施形態の変形例1について説明する。本実施形態では、シャッター位置検知処理部333は、撮像面の予め決められた一組の検出範囲に相当する画像信号が表す輝度値に基づいて、遮蔽部材134の位置を検知した。その場合、被検査体の条件によっては、局部的な暗黒像が判定領域にかかり、それをマスク部と誤判定する可能性もある。ここで、暗黒像は、被写体が暗いことにより撮像面に形成された暗黒の像である。それを回避するためあるいは誤判定する確率を下げるため、本変形例1では、計測装置1は、検出範囲を各マスク形成領域に複数設けておき、シャッター位置検知処理部333は、撮像面の予め決められた複数組の検出範囲に相当する画像信号が表す輝度値に基づいて、遮蔽部材134の位置を検知する。
<Modification 1>
Subsequently, Modification 1 of the present embodiment will be described. In the present embodiment, the shutter position
本変形例1では、光遮断部180は、二つの光路上の光それぞれを複数箇所で遮断し、検知部332は、光遮断部180が光を複数箇所で遮断することで形成される複数のマスク画像に基づいて、光路の切替状態を検知する。 In the first modification, the light blocking unit 180 blocks each of the light on the two optical paths at a plurality of locations, and the detection unit 332 is formed by the light blocking unit 180 blocking a light at a plurality of locations. Based on the mask image, the switching state of the optical path is detected.
図14は、本実施形態の変形例1の処理を説明するための図である。ここで、変形例1の光遮断部180は、図2の光遮断部180よりもマスク形成領域の長径方向に長いものとする。撮像部190の撮像面D131において、暗黒像R132とマスク像R133とが示されている。また、右目用マスク形成領域において、三つの検出範囲AR、BR及びCRが設定されている。また、左目用マスク形成領域において、三つの検出範囲AL、BL及びCLが設定されている。
FIG. 14 is a diagram for explaining the processing of the first modification of the present embodiment. Here, it is assumed that the light blocking portion 180 of the first modification is longer in the major axis direction of the mask formation region than the light blocking portion 180 of FIG. On the imaging surface D131 of the
同図のグラフG131において、撮像面D131に含まれる右目用マスク形成領域の位置と輝度値との関係の一例を示すグラフである。ここで、輝度が閾値より大きい場合に検出値を1、輝度が閾値以下の場合に検出値を0とする。検出範囲ARにおいて輝度が閾値より大きいので、検出値が1であることが示されている。それに対し、検出範囲BR及びCRにおいて輝度が閾値より小さいので、検出値0であることが示されている。 In the graph G131 of the same figure, it is a graph which shows an example of the relationship between the position and luminance value of the mask formation area for right eyes contained in the imaging surface D131. Here, the detection value is set to 1 when the luminance is larger than the threshold value, and the detection value is set to 0 when the luminance is less than the threshold value. Since the luminance is larger than the threshold in the detection range AR, it is indicated that the detection value is 1. On the other hand, since the luminance is smaller than the threshold value in the detection ranges BR and CR, the detection value is 0.
同図のグラフG132において、撮像面D131に含まれる左目用マスク形成領域の位置と輝度値との関係の一例を示すグラフである。全ての検出範囲において輝度が閾値より小さいので、検出値が0であることが示されている。
同図の例では、シャッター位置検知処理部333は、左目用マスク形成領域に含まれる全ての検出範囲に相当する画像信号が表す輝度値が全て閾値以下であるので、左目用光学系122と通過した光が撮像部190に結像したとみなせる。それゆえ、シャッター位置検知処理部333は、遮蔽部材134が右目用開口部132を遮断する右目遮断位置に位置すると判定する。
In the graph G132 of the figure, it is a graph which shows an example of the relationship between the position of the mask formation area for left eyes contained in the imaging surface D131, and a luminance value. Since the luminance is smaller than the threshold value in all the detection ranges, it is indicated that the detection value is 0.
In the example shown in the figure, the shutter position
これにより、シャッター位置検知処理部333は、暗黒像をマスク像と誤って検出することを防ぐことができるので、シャッター位置検知処理部333は、シャッター位置の検出精度を向上させることができる。
Accordingly, the shutter position
<変形例2>
続いて、本実施形態の変形例2について説明する。本変形例2では、シャッター位置検知処理部333は、撮像面の四隅に検出範囲を設け、撮像面の四隅の検出範囲に相当する画像信号が表す輝度値に基づいて、遮蔽部材134の位置を検知する。
<Modification 2>
Then, the modification 2 of this embodiment is demonstrated. In the second modification, the shutter position
図15は、本実施形態の変形例2の処理を説明するための図である。図15(A)には、光遮断部180の撮像部190と平行な面における変形例2の光遮断部180の形状が示されている。同図は、撮像部190側から見た図である。図15(A)において、撮像部190の撮像面D140が破線の四角で示されている。光遮断部180がこのような形状をすることで、光遮断部180が左目用光学系122を通過した光を遮断することにより、撮像面D140の四隅のうち向かって左側の二隅にマスク像が形成される。一方、光遮断部180が右目用光学系121を通過した光を遮断することにより、撮像面D140の四隅のうち向かって右側の二隅にマスク像が形成される。
FIG. 15 is a diagram for explaining processing of the second modification of the present embodiment. FIG. 15A shows the shape of the light blocking unit 180 of Modification 2 on a plane parallel to the
図15(B)には、撮像部190の撮像面D141において、暗黒像R142と第1のマスク像R143と第2のマスク像R144とが示されている。撮像面の四隅に検出範囲が設けられている。具体的には、右目用マスク形成領域において、向かって左隅の検出範囲DR(破線で囲まれた四角)と向かって右隅の検出範囲ER(破線で囲まれた四角)が示されている。また、左目用マスク形成領域において、向かって左隅の検出範囲DL(破線で囲まれた四角)と向かって右隅の検出範囲EL(破線で囲まれた四角)が示されている。
FIG. 15B shows a dark image R142, a first mask image R143, and a second mask image R144 on the imaging surface D141 of the
図15(B)では、検出範囲DLに三角の形状をした第1のマスク像R143が、検出範囲ELに三角の形状をした第2のマスク像R143が示されている。それゆえ、検出範囲DL及び検出範囲ELにおいて輝度値が閾値以下の領域の形状は三角形で、この形状は光遮断部180の形状によって決まっている。それに対し、検出範囲DR内全てが暗黒像R142の一部で、検出範囲ERの大部分が暗黒像R143の一部である。それゆえ、検出範囲DRにおいて輝度値が閾値以下の領域の形状は長方形で、検出範囲ERにおいて輝度値が閾値以下の領域の形状は四角形である。 FIG. 15B shows a first mask image R143 having a triangular shape in the detection range DL, and a second mask image R143 having a triangular shape in the detection range EL. Therefore, in the detection range DL and the detection range EL, the shape of the region whose luminance value is equal to or less than the threshold value is a triangle, and this shape is determined by the shape of the light blocking unit 180. On the other hand, the entire detection range DR is a part of the dark image R142, and most of the detection range ER is a part of the dark image R143. Therefore, the shape of the region whose luminance value is equal to or smaller than the threshold value in the detection range DR is a rectangle, and the shape of the region whose luminance value is equal to or smaller than the threshold value in the detection range ER is a rectangle.
シャッター位置検知処理部333は、検出範囲において閾値以下の領域の形状に基づいて、光路の切替状態を検知する。すなわち、検知部332は、マスク像の形状に基づいて光路の切替状態を検知する。
図15(B)の例では、シャッター位置検知処理部333は、検出範囲DL及び検出範囲ELにおいて閾値以下の領域の形状が、光遮断部180の形状によって予め決められた形状である三角形と一致するので、左目用光学系122と通過した光が撮像部190に結像したとみなせる。それゆえ、その場合、シャッター位置検知処理部333は、遮蔽部材134が右目用開口部132を遮断する右目遮断位置に位置すると判定する。
The shutter position
In the example of FIG. 15B, the shutter position
シャッター位置検知処理部333は、予め決められた検出範囲における閾値以下の領域の形状に基づいて、光路の切替状態を検知するので、図15(B)のように暗黒像が右目用マスク形成領域の大部分を覆っていても、暗黒像をマスク像と誤って検出することを防ぐことができる。それゆえ、シャッター位置検知処理部333は、シャッター位置の検出精度を向上させることができる。また、撮像面の四隅に集光する光を遮断すればよいので、光遮断部180が光を遮断する(マスクする)面積を小さくできるという効果も得られる。
Since the shutter position
<変形例3>
続いて、本実施形態の変形例3について説明する。本変形例3における計測装置1は、二つの光路上の光それぞれを一部遮断する参照用光遮断部を更に備える。そして、検知部332は、マスク画像と、参照用光遮断部が光を一部遮断することで得られる参照用マスク画像に基づいて、光路の切替状態を検知する。
<Modification 3>
Then, the modification 3 of this embodiment is demonstrated. The measurement apparatus 1 according to the third modification further includes a reference light blocking unit that partially blocks each of the lights on the two optical paths. Then, the detection unit 332 detects the switching state of the optical path based on the mask image and the reference mask image obtained by the reference light blocking unit partially blocking light.
本変形例3では、外部光源の変化に応じて、平均値としてのマスク輝度が変動するような場合において、参照用マスク像を設けておき、シャッター位置検知処理部333は、更に、その参照用マスク像の輝度値に基づいて算出した閾値を用いて、光路の切替状態を検知する。参照用マスク像とは、左右の光学系が切り替わった場合においても常にマスク暗部が形成されるようにした領域のことである。
In the third modification, a reference mask image is provided in the case where the mask luminance as an average value varies according to the change in the external light source, and the shutter position
外部光源の影響は判定に用いられるマスク像と参照用マスク像の両方に共通に作用するため、シャッター位置検知処理部333は、参照用マスク像の輝度の変化に応じて閾値を変化させれば、外部光源の影響を排除することができる。
Since the influence of the external light source acts on both the mask image used for determination and the reference mask image, the shutter position
図16は、本実施形態の変形例3の処理を説明するための図である。同図において、撮像面D150に、参照用マスク像R151と、左目用マスク形成領域の検出範囲に結像されたマスク像R152と、右目用マスク形成領域の検出範囲に結像された通常観察像R153が示されている。 FIG. 16 is a diagram for explaining the process of the third modification of the present embodiment. In the figure, a reference mask image R151, a mask image R152 imaged in the detection range of the left eye mask formation region, and a normal observation image imaged in the detection range of the right eye mask formation region on the imaging surface D150. R153 is shown.
同図のグラフG151には、撮像面D150に含まれる左目用マスク形成領域の位置と輝度値との関係の一例を示すグラフである。縦軸が輝度値で、横軸が左目用マスク形成領域の長径方向の位置である。検出範囲において左目用マスク形成領域の長径方向の輝度分布S151に含まれる輝度値が全て閾値V154より小さいことが示されている。ここで、閾値V154は参照用マスク像の輝度値V153に予め決められた値αを加算した値である。 A graph G151 in the figure is a graph showing an example of the relationship between the position of the left-eye mask formation region included in the imaging surface D150 and the luminance value. The vertical axis represents the luminance value, and the horizontal axis represents the position in the major axis direction of the left eye mask formation region. It is shown that all the luminance values included in the luminance distribution S151 in the major axis direction of the left eye mask formation region in the detection range are smaller than the threshold value V154. Here, the threshold value V154 is a value obtained by adding a predetermined value α to the luminance value V153 of the reference mask image.
同図のグラフG152には、撮像面D150に含まれる右目用マスク形成領域の位置と輝度値との関係の一例を示すグラフである。縦軸が輝度値で、横軸が右目用マスク形成領域の長径方向の位置である。検出範囲において右目用マスク形成領域の長径方向の輝度分布S152に含まれる輝度値が全て閾値V154より大きいことが示されている。 A graph G152 in the figure is a graph showing an example of the relationship between the position of the right-eye mask formation region included in the imaging surface D150 and the luminance value. The vertical axis represents the luminance value, and the horizontal axis represents the position in the major axis direction of the right eye mask formation region. It is shown that all the luminance values included in the luminance distribution S152 in the major axis direction of the right eye mask formation region in the detection range are larger than the threshold value V154.
同図の例では、閾値V154を参照用マスク像の輝度値V153に予め決められた値αを加算した値とすることで、シャッター位置検知処理部333は、左目用マスク形成領域の検出範囲の輝度値が閾値以下であると判定することができる。それゆえ、シャッター位置検知処理部333は、遮蔽部材134が右目遮蔽位置にあると判定することができる。
In the example shown in the figure, the shutter position
このように、シャッター位置検知処理部333は、参照用マスク像の輝度の変化に応じて閾値を変化させることで、外部光源の変化に応じてマスク像の輝度が変動するような場合でも、外部光源の変化に応じた適切な閾値を設定することができる。それゆえ、シャッター位置検知処理部333は、外部光源の影響を受けることなく、光路の切替状態を検知することができる。
As described above, the shutter position
また、本実施形態の計測装置1の各処理を実行するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、当該記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより、計測装置1に係る上述した種々の処理を行ってもよい。 In addition, by recording a program for executing each process of the measurement apparatus 1 of the present embodiment on a computer-readable recording medium, causing the computer system to read and execute the program recorded on the recording medium, You may perform the various process which concerns on the measuring device 1 mentioned above.
なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、OSや周辺機器等のハードウェアを含むものであってもよい。また、「コンピュータシステム」は、WWWシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境(あるいは表示環境)も含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、フラッシュメモリ等の書き込み可能な不揮発性メモリ、CD−ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。 Here, the “computer system” may include an OS and hardware such as peripheral devices. Further, the “computer system” includes a homepage providing environment (or display environment) if a WWW system is used. The “computer-readable recording medium” means a flexible disk, a magneto-optical disk, a ROM, a writable nonvolatile memory such as a flash memory, a portable medium such as a CD-ROM, a hard disk built in a computer system, etc. This is a storage device.
さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ(例えばDRAM(Dynamic Random Access Memory))のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク(通信網)や電話回線等の通信回線(通信線)のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル(差分プログラム)であっても良い。 Further, the “computer-readable recording medium” refers to a volatile memory (for example, DRAM (Dynamic) in a computer system serving as a server or a client when a program is transmitted via a network such as the Internet or a communication line such as a telephone line. Random Access Memory)) that holds a program for a certain period of time is also included. The program may be transmitted from a computer system storing the program in a storage device or the like to another computer system via a transmission medium or by a transmission wave in the transmission medium. Here, the “transmission medium” for transmitting the program refers to a medium having a function of transmitting information, such as a network (communication network) such as the Internet or a communication line (communication line) such as a telephone line. The program may be for realizing a part of the functions described above. Furthermore, what can implement | achieve the function mentioned above in combination with the program already recorded on the computer system, and what is called a difference file (difference program) may be sufficient.
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。 As mentioned above, although embodiment of this invention was explained in full detail with reference to drawings, the concrete structure is not restricted to this embodiment, The design etc. of the range which does not deviate from the summary of this invention are included.
1 計測装置
100 挿入部
110 第1のカバーガラス
120 2光路形成光学系
130 光路切替部
140 補正光学系
150 第2のカバーガラス
160 結像光学系
170 第3のカバーガラス
180 光遮断部
190 撮像部
200 操作部
300 本体部
310 CCD信号処理回路
320 シャッター駆動回路
330 画像信号処理回路
331 画像メモリ
332 検知部
333 シャッター位置検知処理部
334 画像調整処理部
335 GUI合成処理部
336 表示部
340 メモリ
350 CPU
351 切替指示部
352 判定部
353 ステレオ計測処理部
337 画像記録回路
360 操作部回路
370 電源回路
380 LED駆動回路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Measurement apparatus 100 Insertion part 110 1st cover glass 120 2 optical path formation
351
Claims (16)
前記2光路形成光学系が形成した二つの光路を時分割で切り替える光路切替部と、
前記二つの光路のうち第1の光路を通る第1の光が進む方向と垂直な面において該第1の光を一部遮断する位置と、前記二つの光路のうち第2の光路を通る第2の光が進む方向と垂直な面において該第2の光を一部遮断する位置とが異なるように、前記第1の光と前記第2の光それぞれを一部遮断する光遮断部と、
前記光遮断部が一部遮断した光に基づいて、マスク像を形成する結像光学系と、
前記結像光学系が形成したマスク像を撮像する撮像部と、
前記撮像部がマスク像を撮像することにより得られたマスク画像に基づいて、光路の切替状態を検知する検知部と、
を備える計測装置。 A two-optical path forming optical system that forms two optical paths with parallax;
An optical path switching unit that switches two optical paths formed by the two optical path forming optical system in a time-sharing manner;
Of the two optical paths, a position where the first light is partially blocked on a plane perpendicular to the direction in which the first light passing through the first optical path travels, and the second of the two optical paths that passes through the second optical path. A light blocking part for partially blocking each of the first light and the second light, so that a position where the second light is partially blocked in a plane perpendicular to a direction in which the second light travels,
An imaging optical system that forms a mask image based on the light partially blocked by the light blocking unit;
An imaging unit that captures a mask image formed by the imaging optical system;
A detection unit that detects a switching state of the optical path based on a mask image obtained by the imaging unit capturing a mask image;
A measuring device comprising:
前記検知部は、前記マスク画像と、前記参照用光遮断部が光を一部遮断することで得られる参照用マスク画像に基づいて、光路の切替状態を検知する請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の計測装置。 Each of the light on the two optical paths is partially blocked , and has a reference light blocking section that always forms a reference mask image in an area different from the area where the mask image is formed regardless of the switching of the optical path. And
The detection unit includes: the mask image, the reference light blocking portion is based on the reference mask image obtained by cutting off part of the light from claim 1 for detecting the switching state of the optical path of claim 5 The measuring device according to any one of the above.
前記検知部が検知した切替状態と、切替指示部がした指示を示す切替指示信号とを整合するか否か判定する判定部を備える請求項1から請求項7のいずれか一項に記載の計測装置。 A switching instruction unit that instructs the optical path switching unit to switch an optical path;
The measurement according to any one of claims 1 to 7, further comprising a determination unit that determines whether or not the switching state detected by the detection unit matches a switching instruction signal indicating an instruction given by the switching instruction unit. apparatus.
前記遮蔽部材は、前記第1の開口部が完全に遮蔽された状態から、前記第1の開口部が一部遮蔽しない状態に移行した後に、前記第2の開口部を遮蔽し始める請求項1から9のいずれか一項に記載の計測装置。 The optical path switching unit includes one aperture member having a first opening and a second opening arranged corresponding to the two optical paths, the first opening, and the second opening. With a shielding member that can be alternately shielded by time division,
2. The shielding member starts to shield the second opening after transitioning from a state in which the first opening is completely shielded to a state in which the first opening is not partially shielded. To 9. The measuring device according to any one of claims 9 to 9.
前記遮蔽部材の中心が、前記第1の開口部の中心と前記第2の開口部の中心を通る軸に沿って移動し、該軸に沿った前記遮蔽部材の長さは、該軸に沿った前記第1の開口部の開口長及び該軸に沿った前記第2の開口部の開口長より長く、かつ前記第1の開口部の外縁と前記第2の開口部の外縁の間の前記軸に沿った距離を前記第1の開口部の開口長に加算した長さ以下で、かつ該距離を前記第2の開口部の開口長に加算した長さ以下である請求項1から9のいずれか一項に記載の計測装置。 The optical path switching unit includes one aperture member having a first opening and a second opening arranged corresponding to the two optical paths, the first opening, and the second opening. With a shielding member that can be alternately shielded by time division,
The center of the shielding member moves along an axis passing through the center of the first opening and the center of the second opening, and the length of the shielding member along the axis is along the axis. The opening length of the first opening and the opening length of the second opening along the axis are longer than the outer edge of the first opening and the outer edge of the second opening. The distance along the axis is equal to or less than a length obtained by adding to the opening length of the first opening, and is equal to or less than a length obtained by adding the distance to the opening length of the second opening. The measuring device according to any one of the above.
前記光遮断部は、前記撮像部と、該撮像部から最も近い位置に位置する結像レンズとの間に位置する請求項1から11のいずれか一項に記載の計測装置。 The imaging optical system includes an imaging lens for imaging,
The measuring device according to claim 1, wherein the light blocking unit is located between the imaging unit and an imaging lens positioned closest to the imaging unit.
前記一光路形成光学系が取り付けられた場合に、前記光遮断部は、前記一光路形成光学系が形成する光路上の光を遮断しない位置に位置する請求項12に記載の装置。 The two optical path forming optical system and the one optical path forming optical system forming one optical path are configured to be interchangeable,
13. The apparatus according to claim 12, wherein when the one optical path forming optical system is attached, the light blocking unit is located at a position where light on the optical path formed by the one optical path forming optical system is not blocked.
前記撮像部がマスク像を撮像することにより得られたマスク画像に基づいて、光路の切替状態を検知するステップを実行させるためのプログラム。 Two optical path forming optical systems that form two optical paths with parallax, an optical path switching unit that switches the two optical paths formed by the two optical path forming optical systems in a time-division manner, and the first optical path of the two optical paths. A position where the first light is partially blocked in a plane perpendicular to the direction in which the first light travels, and a plane perpendicular to the direction in which the second light passing through the second optical path travels out of the two optical paths. Based on the light blocking part that partially blocks each of the first light and the second light, and the light that is partially blocked by the light blocking part so that the position where the second light is partially blocked is different. An imaging optical system that forms a mask image, and an imaging device that captures a mask image formed by the imaging optical system,
The program for performing the step which detects the switching state of an optical path based on the mask image obtained when the said imaging part imaged a mask image.
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