JP6572099B2 - 撮像装置及びその制御方法、ならびにプログラム - Google Patents
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Description
以下、本発明の例示的な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下では撮像装置の一例として、撮像画像を用いて3次元情報を生成可能な任意のデジタルカメラに本発明を適用した例を説明する。しかし、本発明は、デジタルカメラに限らず、撮像画像を用いて3次元情報を生成可能な任意の電子機器にも適用可能である。これらの電子機器には、例えば携帯電話機、ゲーム機、タブレット端末、時計型や眼鏡型の情報端末、及び医療機器などが含まれてよい。
図1(a)及び図1(b)は、本実施形態の一例としてのデジタルカメラ(単にカメラという)1の斜視図を、図1(c)はカメラ1の機能構成例を示すブロック図である。なお、図1(c)に示す機能ブロックの1つ以上は、ASICやプログラマブルロジックアレイ(PLA)などのハードウェアによって実現されてもよいし、CPUやMPU等のプログラマブルプロセッサがソフトウェアを実行することによって実現されてもよい。また、ソフトウェアとハードウェアの組み合わせによって実現されてもよい。従って、以下の説明において、異なる機能ブロックが動作主体として記載されている場合であっても、同じハードウェアが主体として実現されうる。
次に、本実施形態における被写体の3次元情報の取得方法について説明する。まず、撮像素子4の構成例について、図2(a)〜図2(d)を用いて説明する。図2(a)は撮像素子4をカメラ1の正面及び側方から見た状態を模式的に示している。撮像素子4が有する画素群23の受光面上にはMLA21が形成され、画素群23を構成する各画素は、図2(b)及び図2(c)に示すように、1つのマイクロレンズ22と2つのフォトダイオード(光電変換領域)23a,23bで構成される。以下、23aをA像用フォトダイオード(Aピクセル)、23bをB像用フォトダイオード(Bピクセル)と呼ぶ。
図3を用いて被写体距離の算出方法について説明する。図3(a)は被写体の位置の算出方法を模式的に表している。A像31aとB像31bが得られているとすると、撮影光学系16の焦点距離及びフォーカスレンズと撮像素子4との距離情報から、実線のように光束が屈折されることがわかる。従って、ピントの合う被写体は32aの位置にあることがわかる。同様にして、A像31aに対してB像31cが得られた場合には位置32b、B像31dが得られた場合には位置32cにピントの合う被写体があることがわかる。以上のように、各画素において、その画素を含むA像信号と、対応するB像信号との相対位置から、その画素位置における被写体の距離情報を算出することができる。
次に、図4を用いて、造形装置の造形分解能が造形される立体造形物の形状に与える影響について説明する。図4(a)は3次元情報を取得する被写体を示し、図4(b)はカメラ1により図4(a)の被写体を撮影した画像から取得した3次元情報を構成する座標を模式的に示している。破線41は被写体の外形を、42は3次元情報を構成する座標を、40は3次元情報の取得分解能を表す。
図7は、カメラ1の表示部14に造形装置の造形分解能を表示する例を示している。図7(a)は被写体を含んだ撮影画像上に造形分解能を表示する例を、図7(b)は当該撮影画像を拡大した画像上に造形分解能を表示する例を示している。表示部14は、例えば被写体71を含んだ撮影画像に造形分解能を示す表示目盛72を重畳して表示する。表示目盛72は撮影画像から得られる3次元情報を用いて造形を行う場合の造形分解能の大きさを示す指標であり、被写体の大きさと造形分解能の大きさの関係を示すものである。例えば、表示目盛72の目盛の1つは造形分解能73に相当する。
図8は、3次元情報を取得する被写体と、取得した3次元情報を用いて生成する立体造形物を模式的に示している。図8(a)において、W、T、Hはそれぞれ被写体81の水平方向、奥行き方向、及び垂直方向の大きさである。また、図8(b)は、被写体81をカメラ1で撮影した画像から取得された3次元情報を用いて造形装置82で生成された造形物83を表しており、W´、T´、H´はそれぞれ水平方向、奥行き方向、及び垂直方向の大きさである。
W×k=W´ (1)
T×k=T´ (2)
H×k=H´ (3)
という関係を有する。
次に、図11を用いて、被写体の3次元情報を取得する共に表示部14に造形分解能を表示する処理(単に分解能表示処理という)の一連の動作について説明する。この動作は、例えばユーザが入力部6を介して撮影モードを被写体の3次元情報を取得する撮影モードに変更した場合に実行される。なお、本処理はシステム制御部3が不揮発性メモリに記憶されたプログラムをメモリ部6の作業用領域に展開し、実行することにより実現される。
本発明は、上述した実施形態の1以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける1つ以上のプロセッサがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、1以上の機能を実現する回路(例えば、ASIC)によっても実現可能である。
Claims (13)
- 撮像素子と、
前記撮像素子を用いて得られた画像と、前記画像に対応する奥行き情報とからなる被写体の3次元情報を取得する第1の取得手段と、
造形装置が前記被写体の3次元形状を造形する分解能を表わす造形分解能を取得する第2の取得手段と、
前記被写体の3次元情報と前記造形分解能とに基づいて、前記被写体の大きさと前記造形分解能の大きさとの関係を表示させる表示制御手段と、
を有することを特徴とする撮像装置。 - 前記表示制御手段は、前記造形分解能の大きさを示す指標を、前記被写体の大きさと対比可能に表示させる、
ことを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。 - 前記表示制御手段は、前記被写体の一部を表示させると共に、前記造形分解能の大きさを示す指標を、前記被写体の一部の大きさと対比可能に表示させる、
ことを特徴とする請求項2に記載の撮像装置。 - 前記表示制御手段は、前記被写体の3次元情報に基づく前記被写体の3次元形状を表わす情報を前記被写体の少なくとも一部の領域に表示させると共に、前記造形分解能の大きさを示す指標を、前記被写体の少なくとも一部の大きさと対比可能に表示させる、
ことを特徴とする請求項2または3に記載の撮像装置。 - 前記表示制御手段は、前記被写体の実際の大きさに対する、前記造形装置で前記被写体が造形されたときの大きさを示す造形倍率を考慮して、前記造形分解能の大きさを示す指標を表示させる、
ことを特徴とする請求項2から4のいずれか1項に記載の撮像装置。 - 前記造形倍率は、被写体の大きさと前記造形装置の造形可能な最大の大きさとから決定される、
ことを特徴とする請求項5に記載の撮像装置。 - 前記造形分解能の大きさを示す指標は、前記造形分解能の大きさを示す目盛により構成される、
ことを特徴とする請求項2から6のいずれか1項に記載の撮像装置。 - 前記造形分解能は、前記造形装置の造形材料を吐出する造形ヘッドの位置分解能と、前記造形ヘッドが前記造形材料を吐出するノズルのノズル径から決定される、
ことを特徴とする請求項1から7のいずれか1項に記載の撮像装置。 - 前記第2の取得手段は、ユーザが造形装置を選択することにより、当該選択された造形装置の前記造形分解能を取得する、
ことを特徴とする請求項1から8のいずれか1項に記載の撮像装置。 - 造形装置と通信する通信手段をさらに有し、
前記第2の取得手段は、通信する造形装置の前記造形分解能を前記通信手段を介して取得する、
ことを特徴とする請求項1から8のいずれか1項に記載の撮像装置。 - 前記撮像素子は、画素ごとに複数の光電変換領域を有し、
前記3次元情報は、前記撮像素子の1度の露光によって取得される視差画像に基づいて得られた前記画像と、前記視差画像に基づいて得られた前記画像に対応する奥行き情報とからなる、
ことを特徴とする請求項1から10のいずれか1項に記載の撮像装置。 - 撮像素子を有する撮像装置の制御方法であって、
第1の取得手段が、前記撮像素子を用いて得られた画像と、前記画像に対応する奥行き情報とからなる被写体の3次元情報を取得する第1の取得工程と、
第2の取得手段が、造形装置が前記被写体の3次元形状を造形する分解能を表わす造形分解能を取得する第2の取得工程と、
表示制御手段が、前記被写体の3次元情報と前記造形分解能とに基づいて、前記被写体の大きさと前記造形分解能の大きさの関係を表示させる表示制御工程と、
を有することを特徴とする撮像装置の制御方法。 - コンピュータに、請求項12に記載の撮像装置の制御方法の各工程を実行させるプログラム。
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