JP6421992B2 - 高解像度立体撮像装置 - Google Patents
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Description
カメラシャーシの内側部において対向する位置に配置された圧電素子と弾性体とに支持され、当該圧電素子の動作に連動して振動するマイクロレンズアレイと、
前記マイクロレンズアレイの後方に配置され、前記マイクロレンズアレイを通過した光の像を連続撮像するイメージセンサを有するイメージセンサ撮像部と、
前記圧電素子の圧縮時及び伸長時のタイミングを前記イメージセンサの撮像のタイミングに同期させる制御信号を発生するタイミング発生回路と、
前記イメージセンサで撮像された画像のうち、偶数番目の第1の画像及びそれに続く奇数番目の第2の画像の2つの画像に基づいて第3の画像を合成する第1の信号処理部と、
前記第3の画像を左右半分又は上下半分のいずれかに分割して2つの画像を得たのち、一方の画像に基づいて左目用の視差画像を生成し、他方の画像に基づいて右目用の視差画像を生成する第2の信号処理部と、
前記視差画像の立体知覚が可能なフレーム周波数に対応した出力制御処理を行う画像出力部と、
を備えることを特徴とする。
(5,5)R=(1/3×(5,2)R+1/3×(2,5)R+(5,6)R+(6,5)R )/(1/3+1/3+1+1)
(数2)
(5,5)G=(4,5)G+(5,4)G+1/√5×(6,7)G+1/√5×(7,6)G )/(1+1+1/√5+1/√5)
(数3)
(5,5)B = (1/√5×(4,3)B + 1/√5×(3,4)B+1/√5×(4,7)B+1/√5×(7,4)B)/(1/√5 +1/√5+1/√5+1/√5)
一方、Lens1の焦点距離よりも内側に置かれた丸いオブジェクトから拡散反射される光はLens1を通過後広がる光となり、Lens2を通過後イメージセンサ9より遠くに結像しようとするところをイメージセンサ9で遮られるため、イメージセンサ9上にはぼやけた像が形成される。
ここで、図11上図を上面図と見てその下半分すなわち、被写体に向かって左半分の光を遮るとその半分の光がイメージセンサ9に到達しないため、丸いオブジェクトに対応するぼやけた像はイメージセンサ9上、上方すなわち被写体に向かって右方向に画像の分布中心が位置する。図11下図のように逆の半分が遮光された場合には、画像の分布中心は逆の方向に位置する。
これら2つの画像は視差を生じさせるため、これらを両眼視すると立体的に知覚されることとなる。なお、光学系によって正立像、倒立像が結像するものがあり、左右の扱いが異なることがあるが、視差画像の左右は実際に対応して読み替えることができる。
よって、この時間内に2つ以上の画像を適切に提示すること、すなわち100Hz以上で正しいサンプリング位置に表示することで、高解像度の表示が可能となる。動画に適用する場合には、100Hz以上で撮像することが効果的である。
水平方向及び垂直方向の視差画像を取得し、立体画像の表示を行うと、表示を見る姿勢として、例えば横になって見ても立体知覚が可能となるなど、見方の自由度が増す効果が得られる。
2 ヒトの視覚特性を示すBlochの式
3 MTFの周波数特性の応答曲線
4 画素ピッチ4μm、水平画素数2k画素、水平サイズ8mmでの空間周波数の例
5 画素ピッチ2μm、水平画素数4k画素、水平サイズ8mmでの空間周波数の例
6 画素ピッチ1.5μm、水平画素数5.3k画素、水平サイズ8mmでの空間周波数の例
7 画素ピッチ1μm、水平画素数8k画素、水平サイズ8mmでの空間周波数の例
8 カメラシャーシ
9 イメージセンサ
10 マイクロレンズアレイ
11 マイクロレンズアレイのスライド移動ガイド
12 圧電素子
13 弾性体
14 タイミング判定回路
15 マイクロレンズに入射し屈折、通過する光線
16a 時刻t=tevenにおける位置のマイクロレンズ
16b 時刻t=toddにおける位置のマイクロレンズ
17 イメージセンサ画素
18 第1の画像の画素
19 第2の画像の画素
20 マイクロレンズの光軸中心を通る子午線
21 第3の画像の画素
22 第3の画像の画素
23 左目用の視差を有する画素
24 右目用の視差を有する画素
25 全画面の左目用視差画像
26 全画面の右目用視差画像
27 イメージセンサ撮像部
28 イメージセンサ及びその駆動回路
29 第1の記憶回路
30 第2の記憶回路
31 マイクロレンズアレイ駆動部
32 マイクロレンズアレイ及びその移動ユニット
33 タイミング発生回路
34 圧電素子駆動回路
35 信号処理部
36 第1の信号処理部
37 第2の信号処理部
38 画像出力部
39 画像出力回路
100 撮像装置
Claims (5)
- カメラシャーシの内側部において対向する位置に配置された圧電素子と弾性体とに支持され、当該圧電素子の動作に連動して振動するマイクロレンズアレイと、
前記マイクロレンズアレイの後方に配置され、前記マイクロレンズアレイを通過した光の像を連続撮像するイメージセンサを有するイメージセンサ撮像部と、
前記圧電素子の圧縮時及び伸長時のタイミングを前記イメージセンサの撮像のタイミングに同期させる制御信号を発生するタイミング発生回路と、
前記イメージセンサで撮像された画像のうち、偶数番目の第1の画像及びそれに続く奇数番目の第2の画像の2つの画像に基づいて第3の画像を合成する第1の信号処理部と、
前記第3の画像を左右半分又は上下半分のいずれかに分割して2つの画像を得たのち、一方の画像に基づいて左目用の視差画像を生成し、他方の画像に基づいて右目用の視差画像を生成する第2の信号処理部と、
前記視差画像の立体知覚が可能なフレーム周波数に対応した出力制御処理を行う画像出力部と、
を備えることを特徴とする撮像装置。 - 前記マイクロレンズアレイは液晶レンズアレイであること、
を特徴とする請求項1に記載の撮像装置。 - 前記イメージセンサのフレーム周波数が100Hz以上であること、
を特徴とする請求項1又は2のいずれか1項に記載の撮像装置。 - 前記画像出力部において、出力処理のフレーム周波数が100Hz以上であること、
を特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の撮像装置。 - 前記カメラシャーシの外径が10mm以下であること、
を特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の撮像装置。
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