JPH063122A - ３次元カメラ装置 - Google Patents
３次元カメラ装置Info
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- JPH063122A JPH063122A JP4162464A JP16246492A JPH063122A JP H063122 A JPH063122 A JP H063122A JP 4162464 A JP4162464 A JP 4162464A JP 16246492 A JP16246492 A JP 16246492A JP H063122 A JPH063122 A JP H063122A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 測定対象物を撮影した２台のステレオカメラ
の画像を処理して、高速にその３次元情報を得る３次元
カメラ装置を提供する。 【構成】 モノクロステレオカメラ２，３で測定対象物
１を撮影し、透過型モノクロ液晶ディスプレイ４，５に
表示する。透過型モノクロ液晶ディスプレイ４を背後か
ら白色光源６で照明し、プリズム７，結像レンズ８を通
して透過型モノクロ液晶ディスプレイ５上に１：１で結
像する。この時、プリズム７の分光作用により透過型モ
ノクロ液晶ディスプレイ４の像は色分散を起こして透過
型モノクロ液晶ディスプレイ５上に結像する。モノクロ
ステレオカメラ２，３の出力画像は視差を生じているの
で、透過型モノクロ液晶ディスプレイ５を透過する像は
測定対象物１の高さによって高さに対応した色が強調さ
れた像となっており、色センサ９で像の色分布を識別し
測定対象物１の高さを認識する。
の画像を処理して、高速にその３次元情報を得る３次元
カメラ装置を提供する。 【構成】 モノクロステレオカメラ２，３で測定対象物
１を撮影し、透過型モノクロ液晶ディスプレイ４，５に
表示する。透過型モノクロ液晶ディスプレイ４を背後か
ら白色光源６で照明し、プリズム７，結像レンズ８を通
して透過型モノクロ液晶ディスプレイ５上に１：１で結
像する。この時、プリズム７の分光作用により透過型モ
ノクロ液晶ディスプレイ４の像は色分散を起こして透過
型モノクロ液晶ディスプレイ５上に結像する。モノクロ
ステレオカメラ２，３の出力画像は視差を生じているの
で、透過型モノクロ液晶ディスプレイ５を透過する像は
測定対象物１の高さによって高さに対応した色が強調さ
れた像となっており、色センサ９で像の色分布を識別し
測定対象物１の高さを認識する。
Description
【０００１】
【産業用の利用分野】本発明は、測定対象物にレーザー
光やスリット光などを照射することなく、自然の状態で
撮影した２台のステレオカメラの画像を処理することに
より、測定対象物の３次元情報を得る３次元カメラ装置
に関するものである。
光やスリット光などを照射することなく、自然の状態で
撮影した２台のステレオカメラの画像を処理することに
より、測定対象物の３次元情報を得る３次元カメラ装置
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、物体の３次元情報を得る装置とし
て、レーザー光を測定対象物に照射し、その輝点を３角
測量法で計測し高さを求めるものがある。また測定対象
物に投影した直線光をその投影光軸に対してある角度を
持ったカメラで観察し、そのずれを計測することにより
高さを求める、いわゆる光切断法と呼ばれる手法を用い
たものもある。その他にステレオカメラの情報を用いて
左右の対応点のずれをデジタルコンピューターなどで画
像処理し、対応点の視差を計測することにより高さ情報
を認識するステレオカメラ法を利用したものがある。
て、レーザー光を測定対象物に照射し、その輝点を３角
測量法で計測し高さを求めるものがある。また測定対象
物に投影した直線光をその投影光軸に対してある角度を
持ったカメラで観察し、そのずれを計測することにより
高さを求める、いわゆる光切断法と呼ばれる手法を用い
たものもある。その他にステレオカメラの情報を用いて
左右の対応点のずれをデジタルコンピューターなどで画
像処理し、対応点の視差を計測することにより高さ情報
を認識するステレオカメラ法を利用したものがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、レーザー光や
直線光を照射するものは、測定対象物によっては化学変
化が起こったり、照射する光が他の計測装置に悪影響を
及ぼしたりすることがあり、さらに測定対象物までの距
離が非常に大きい場合など、レーザー光や直線光を照射
することが困難なときがある。またステレオカメラ画像
をコンピューターで処理し左右の２次元情報の中から対
応点を抽出するものは、その処理に非常な時間がかかり
実時間性において問題がある。
直線光を照射するものは、測定対象物によっては化学変
化が起こったり、照射する光が他の計測装置に悪影響を
及ぼしたりすることがあり、さらに測定対象物までの距
離が非常に大きい場合など、レーザー光や直線光を照射
することが困難なときがある。またステレオカメラ画像
をコンピューターで処理し左右の２次元情報の中から対
応点を抽出するものは、その処理に非常な時間がかかり
実時間性において問題がある。
【０００４】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、測定対象物にレーザー光等を照射することなく、高
速に測定対称物の３次元情報を得ることができる３次元
カメラ装置を提供することを目的とする。
で、測定対象物にレーザー光等を照射することなく、高
速に測定対称物の３次元情報を得ることができる３次元
カメラ装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【問題を解決する手段】この目的を達成するために本発
明の３次元カメラ装置は、測定対象物に対して互いに平
行で等距離の位置に配置され、前記測定対象物の高さに
応じる視差を生じて前記測定対象物を撮影する２台のモ
ノクロステレオカメラと、前記モノクロステレオカメラ
の出力画像をそれぞれ表示する第１と第２の透過型モノ
クロ液晶ディスプレイと、前記第１の透過型モノクロ液
晶ディスプレイを背後から照明する光源と、前記光源で
照明された前記第１の透過型モノクロ液晶ディスプレイ
の像を分光しかつ前記第２の透過型モノクロ液晶ディス
プレイ上に等倍で結像する結像光学系と、前記第２の透
過型モノクロ液晶ディスプレイを前記光源の反対側から
観察し、前記第２の透過型モノクロ液晶ディスプレイを
透過した像の色分布を識別する色センサーとを備えてい
る。
明の３次元カメラ装置は、測定対象物に対して互いに平
行で等距離の位置に配置され、前記測定対象物の高さに
応じる視差を生じて前記測定対象物を撮影する２台のモ
ノクロステレオカメラと、前記モノクロステレオカメラ
の出力画像をそれぞれ表示する第１と第２の透過型モノ
クロ液晶ディスプレイと、前記第１の透過型モノクロ液
晶ディスプレイを背後から照明する光源と、前記光源で
照明された前記第１の透過型モノクロ液晶ディスプレイ
の像を分光しかつ前記第２の透過型モノクロ液晶ディス
プレイ上に等倍で結像する結像光学系と、前記第２の透
過型モノクロ液晶ディスプレイを前記光源の反対側から
観察し、前記第２の透過型モノクロ液晶ディスプレイを
透過した像の色分布を識別する色センサーとを備えてい
る。
【０００６】
【作用】上記構成の作用を以下に説明する。測定対称物
を撮影する２台のモノクロステレオカメラからの出力画
像を第１と第２の透過型モノクロ液晶ディスプレイに表
示する。第１の透過型モノクロ液晶ディスプレイを白色
光源で背後より照明し、この画像を第２の透過型モノク
ロ液晶ディスプレイに結像光学系で１：１で結像する。
２台のモノクロステレオカメラは測定対象物に対して互
いに平行で等距離の位置に配置されているので、第１と
第２の透過型モノクロ液晶ディスプレイに出力されたモ
ノクロステレオカメラの画像は、測定対象物の高さに対
応する分だけ視差を生じている。すなわち測定対象物の
高さが高いほど視差は大きくなり、逆に高さが低いほど
視差は小さくなる。このとき 結像光学系の一部に視差
の生じる方向に波長分散作用を有するデバイス、例えば
プリズムを用いて結像すると、結像光学系中の物体側の
第１の透過型モノクロ液晶ディスプレイの画像はプリズ
ムの作用により、色ずれをおこした状態で第２の透過型
モノクロ液晶ディスプレイに結像される。
を撮影する２台のモノクロステレオカメラからの出力画
像を第１と第２の透過型モノクロ液晶ディスプレイに表
示する。第１の透過型モノクロ液晶ディスプレイを白色
光源で背後より照明し、この画像を第２の透過型モノク
ロ液晶ディスプレイに結像光学系で１：１で結像する。
２台のモノクロステレオカメラは測定対象物に対して互
いに平行で等距離の位置に配置されているので、第１と
第２の透過型モノクロ液晶ディスプレイに出力されたモ
ノクロステレオカメラの画像は、測定対象物の高さに対
応する分だけ視差を生じている。すなわち測定対象物の
高さが高いほど視差は大きくなり、逆に高さが低いほど
視差は小さくなる。このとき 結像光学系の一部に視差
の生じる方向に波長分散作用を有するデバイス、例えば
プリズムを用いて結像すると、結像光学系中の物体側の
第１の透過型モノクロ液晶ディスプレイの画像はプリズ
ムの作用により、色ずれをおこした状態で第２の透過型
モノクロ液晶ディスプレイに結像される。
【０００７】像側の第２の透過型モノクロ液晶ディスプ
レイをプリズムの反対側で観測すると、プリズムによる
色ずれ作用によるずれと、視差により第１の透過型モノ
クロ液晶ディスプレイの画像に対して視差がある第２の
透過型モノクロ液晶ディスプレイの画像とが一致したと
ころはその色が強調されて見える。例えば、視差の大き
い部分（画像）は赤色になり、視差の小さい部分（画
像）は青色になって観測される。したがって、第２の透
過型モノクロ液晶ディスプレイの観測面に配置した色セ
ンサーで色を認識する事により３次元情報を得る事がで
きる。
レイをプリズムの反対側で観測すると、プリズムによる
色ずれ作用によるずれと、視差により第１の透過型モノ
クロ液晶ディスプレイの画像に対して視差がある第２の
透過型モノクロ液晶ディスプレイの画像とが一致したと
ころはその色が強調されて見える。例えば、視差の大き
い部分（画像）は赤色になり、視差の小さい部分（画
像）は青色になって観測される。したがって、第２の透
過型モノクロ液晶ディスプレイの観測面に配置した色セ
ンサーで色を認識する事により３次元情報を得る事がで
きる。
【０００８】上記構成によると、特別な光を測定対象物
に照射することなく、さらに２つのカメラの対応点を探
すことなく高速に３次元情報を得ることができる。
に照射することなく、さらに２つのカメラの対応点を探
すことなく高速に３次元情報を得ることができる。
【０００９】
（実施例１）以下本発明の第１の実施例について図面を
参照しながら説明する。図１において、２，３は測定対
象物１を観測するために測定対象物１の前方に配置され
た２台のモノクロステレオカメラであり、測定対象物１
に対して互いに平行で等距離の位置に配置され、前記測
定対象物１の高さに応じた視差を生じる状態で前記測定
対象物１を撮影している。４，５は透過型モノクロ液晶
ディスプレイであり、それぞれモノクロステレオカメラ
２，３の画像出力を表示する。６は透過型モノクロ液晶
ディスプレイ４を背後から照明するための白色光源であ
る。７は透過型モノクロ液晶ディスプレイ４の像を色ず
れを生じさせて、透過型モノクロ液晶ディスプレイ５に
投影するためのプリズムである。８は透過型モノクロ液
晶ディスプレイ４の像を等倍で透過型モノクロ液晶ディ
スプレイ５に結像するための結像レンズである。９は透
過型モノクロ液晶ディスプレイ５の画像の色分布を識別
するための色センサーで、例えばカラーＣＣＤのような
ものである。１０は色センサ９の出力モニタである。
参照しながら説明する。図１において、２，３は測定対
象物１を観測するために測定対象物１の前方に配置され
た２台のモノクロステレオカメラであり、測定対象物１
に対して互いに平行で等距離の位置に配置され、前記測
定対象物１の高さに応じた視差を生じる状態で前記測定
対象物１を撮影している。４，５は透過型モノクロ液晶
ディスプレイであり、それぞれモノクロステレオカメラ
２，３の画像出力を表示する。６は透過型モノクロ液晶
ディスプレイ４を背後から照明するための白色光源であ
る。７は透過型モノクロ液晶ディスプレイ４の像を色ず
れを生じさせて、透過型モノクロ液晶ディスプレイ５に
投影するためのプリズムである。８は透過型モノクロ液
晶ディスプレイ４の像を等倍で透過型モノクロ液晶ディ
スプレイ５に結像するための結像レンズである。９は透
過型モノクロ液晶ディスプレイ５の画像の色分布を識別
するための色センサーで、例えばカラーＣＣＤのような
ものである。１０は色センサ９の出力モニタである。
【００１０】以上のように構成された３次元カメラ装置
について、以下にその動作を説明する。まず、モノクロ
ステレオカメラ２，３で測定対象物１を撮影し、それぞ
れの出力画像を透過型モノクロ液晶ディスプレイ４，５
に表示する。この時、透過型モノクロ液晶ディスプレイ
４，５に表示されたモノクロステレオカメラ２，３の出
力画像は視差を生じている。ここで、視差が発生する様
子を図２を用いて説明する。測定対象物１は中央部１２
が高くなっている物体であり、モノクロステレオカメラ
２、３で前記測定物１を撮影すると図に示すような視差
の生じた画像として観測される。すなわち高さの高い部
分１２ほど視差が大きくなり画像上のずれ量が増し、高
さの低い部分１１は視差が小さいことになる。
について、以下にその動作を説明する。まず、モノクロ
ステレオカメラ２，３で測定対象物１を撮影し、それぞ
れの出力画像を透過型モノクロ液晶ディスプレイ４，５
に表示する。この時、透過型モノクロ液晶ディスプレイ
４，５に表示されたモノクロステレオカメラ２，３の出
力画像は視差を生じている。ここで、視差が発生する様
子を図２を用いて説明する。測定対象物１は中央部１２
が高くなっている物体であり、モノクロステレオカメラ
２、３で前記測定物１を撮影すると図に示すような視差
の生じた画像として観測される。すなわち高さの高い部
分１２ほど視差が大きくなり画像上のずれ量が増し、高
さの低い部分１１は視差が小さいことになる。
【００１１】図１にもどり、透過型モノクロ液晶ディス
プレイ４を背後から白色光源６で照明し、結像レンズ８
で透過型モノクロ液晶ディスプレイ５上に１：１で結像
する。この時、透過型モノクロ液晶ディスプレイ４と結
像レンズ８の間にあるプリズム７の分光作用により透過
型モノクロ液晶ディスプレイ４の像は色分散を起こして
透過型モノクロ液晶ディスプレイ５上に結像する。この
ため、視差と色分散の関係により透過型モノクロ液晶デ
ィスプレイ５を透過する像は測定対象物１の高さによっ
て高さに対応した色が強調された像となっている。そこ
で、色センサ９で透過型モノクロ液晶ディスプレイ５の
画像の色分布を識別し、出力モニタ１０で確認すること
で測定対象物１の高さを認識することができる。
プレイ４を背後から白色光源６で照明し、結像レンズ８
で透過型モノクロ液晶ディスプレイ５上に１：１で結像
する。この時、透過型モノクロ液晶ディスプレイ４と結
像レンズ８の間にあるプリズム７の分光作用により透過
型モノクロ液晶ディスプレイ４の像は色分散を起こして
透過型モノクロ液晶ディスプレイ５上に結像する。この
ため、視差と色分散の関係により透過型モノクロ液晶デ
ィスプレイ５を透過する像は測定対象物１の高さによっ
て高さに対応した色が強調された像となっている。そこ
で、色センサ９で透過型モノクロ液晶ディスプレイ５の
画像の色分布を識別し、出力モニタ１０で確認すること
で測定対象物１の高さを認識することができる。
【００１２】次に視差と色分散の関係を図を用いて以下
に説明する。図３は視差と色分散の関係を示し、高さ情
報が色情報として認識される様子を示したものである。
図３（ａ）は図１のモノクロステレオカメラ２の透過型
モノクロ液晶ディスプレイ４上の画像を、プリズム７と
結像レンズ８とからなる結像光学系を通して透過型モノ
クロ液晶ディスプレイ５上に結像した画像である。図３
（ｂ）はモノクロステレオカメラ３の透過型モノクロ液
晶ディスプレイ５上の画像である。図３（ａ）において
１１Ｂ，１１Ｇ，１１Ｒは、モノクロステレオカメラ２
が撮影した測定対象物１の低い部分１１の画像を、図３
（ｂ）で示すモノクロステレオカメラ３が撮影した透過
型モノクロ液晶ディスプレイ５上の測定対象物１の低い
部分１１の画像と一致する方向に、プリズム７の分光作
用によって色別にずらした画像を示しており、それぞれ
青，緑，赤に相当する。１２Ｂ，１２Ｇ，１２Ｒは同じ
くモノクロステレオカメラ２が撮影した測定対象物１の
高い部分１２を、図３（ｂ）に示すモノクロステレオカ
メラ３の撮影した測定対象物１の高い部分１２と一致す
る方向に、プリズム７の分光作用によって色別にずらし
た画像を示しており、それぞれ青，緑，赤に相当する。
実線は青色、一点鎖線は緑色、破線は赤色を示す。図に
は３色しか表示していないがこれは原理を分かりやすく
説明するためのものであり、実際にはすべてのスペクト
ルが連続して現れている。
に説明する。図３は視差と色分散の関係を示し、高さ情
報が色情報として認識される様子を示したものである。
図３（ａ）は図１のモノクロステレオカメラ２の透過型
モノクロ液晶ディスプレイ４上の画像を、プリズム７と
結像レンズ８とからなる結像光学系を通して透過型モノ
クロ液晶ディスプレイ５上に結像した画像である。図３
（ｂ）はモノクロステレオカメラ３の透過型モノクロ液
晶ディスプレイ５上の画像である。図３（ａ）において
１１Ｂ，１１Ｇ，１１Ｒは、モノクロステレオカメラ２
が撮影した測定対象物１の低い部分１１の画像を、図３
（ｂ）で示すモノクロステレオカメラ３が撮影した透過
型モノクロ液晶ディスプレイ５上の測定対象物１の低い
部分１１の画像と一致する方向に、プリズム７の分光作
用によって色別にずらした画像を示しており、それぞれ
青，緑，赤に相当する。１２Ｂ，１２Ｇ，１２Ｒは同じ
くモノクロステレオカメラ２が撮影した測定対象物１の
高い部分１２を、図３（ｂ）に示すモノクロステレオカ
メラ３の撮影した測定対象物１の高い部分１２と一致す
る方向に、プリズム７の分光作用によって色別にずらし
た画像を示しており、それぞれ青，緑，赤に相当する。
実線は青色、一点鎖線は緑色、破線は赤色を示す。図に
は３色しか表示していないがこれは原理を分かりやすく
説明するためのものであり、実際にはすべてのスペクト
ルが連続して現れている。
【００１３】図３（ａ），（ｂ）を重ね合わせた場合、
図からわかるように測定対象物１の低い部分１１は視差
が小さいため緑色でパターンが一致し、透過率が最大に
なるため緑色に観測される。同様に、測定対象物１の高
い部分１２は視差が大きいため赤色でパターンが一致
し、透過率が最大になるため赤色に観測される。よって
色センサー９の出力画像１０には、測定対象物１の低い
部分１１は緑色、高い部分１２は赤色で観測される。図
には示していないがこのカラー画像をコンピューターな
どで処理することによりもとの３次元画像を再構築する
ことが可能である。
図からわかるように測定対象物１の低い部分１１は視差
が小さいため緑色でパターンが一致し、透過率が最大に
なるため緑色に観測される。同様に、測定対象物１の高
い部分１２は視差が大きいため赤色でパターンが一致
し、透過率が最大になるため赤色に観測される。よって
色センサー９の出力画像１０には、測定対象物１の低い
部分１１は緑色、高い部分１２は赤色で観測される。図
には示していないがこのカラー画像をコンピューターな
どで処理することによりもとの３次元画像を再構築する
ことが可能である。
【００１４】図４は色センサー９である上記カラーＣＣ
Ｄの代わりに、ダイクロックミラー１３とＲ，Ｇ，Ｂ３
原色に対応する単色ＣＣＤカメラ１４Ｒ，１４Ｇ，１４
Ｂを用いたものである。ダイクロックミラー１３を通過
する光はＲ，Ｇ，Ｂの３原色に分解される。そこでＲ，
Ｇ，Ｂ３原色に対応する単色ＣＣＤカメラ１４Ｒ，１４
Ｇ，１４Ｂを配置して色を識別する。単色のＣＣＤカメ
ラを用いるために、カラーＣＣＤを用いた場合より、分
解能を高くすることができる。
Ｄの代わりに、ダイクロックミラー１３とＲ，Ｇ，Ｂ３
原色に対応する単色ＣＣＤカメラ１４Ｒ，１４Ｇ，１４
Ｂを用いたものである。ダイクロックミラー１３を通過
する光はＲ，Ｇ，Ｂの３原色に分解される。そこでＲ，
Ｇ，Ｂ３原色に対応する単色ＣＣＤカメラ１４Ｒ，１４
Ｇ，１４Ｂを配置して色を識別する。単色のＣＣＤカメ
ラを用いるために、カラーＣＣＤを用いた場合より、分
解能を高くすることができる。
【００１５】図５は上記図１におけるプリズム７の代わ
りに回折格子１５を用いたものである。回折格子は、波
長によって回折角が異なるためプリズムと同じ効果が得
られる。しかも、プリズムに比べて軽く、小さく作れる
ため、軽量、コンパクトなものが実現できる。
りに回折格子１５を用いたものである。回折格子は、波
長によって回折角が異なるためプリズムと同じ効果が得
られる。しかも、プリズムに比べて軽く、小さく作れる
ため、軽量、コンパクトなものが実現できる。
【００１６】図６はＥＬ（エレクトロ・ルミネッセン
ス）パネル１６を用い、プリズム７の代わりに回折格子
１５を用い、結像レンズ８の代わりにマイクロレンズア
レー１７を用いたものである。ＥＬパネルは面で一様に
白色発光する光源であり薄くすることが可能である。マ
イクロレンズアレー１７は、透過型モノクロ液晶ディス
プレイ４の各画素ごとに配置された結像レンズの集合体
である。したがって、この構成によると、ＥＬパネル１
６、透過型モノクロ液晶ディスプレイ４、回折格子１
５、マイクロレンズアレー１７、透過型モノクロ液晶デ
ィスプレイ５、色センサー９を一体化し全体をコンパク
トにまとめることができる。
ス）パネル１６を用い、プリズム７の代わりに回折格子
１５を用い、結像レンズ８の代わりにマイクロレンズア
レー１７を用いたものである。ＥＬパネルは面で一様に
白色発光する光源であり薄くすることが可能である。マ
イクロレンズアレー１７は、透過型モノクロ液晶ディス
プレイ４の各画素ごとに配置された結像レンズの集合体
である。したがって、この構成によると、ＥＬパネル１
６、透過型モノクロ液晶ディスプレイ４、回折格子１
５、マイクロレンズアレー１７、透過型モノクロ液晶デ
ィスプレイ５、色センサー９を一体化し全体をコンパク
トにまとめることができる。
【００１７】図７は図１の透過型モノクロ液晶ディスプ
レイ５の像を、モノクロステレオカメラ出力３の濃淡を
反転した画像に置き換えた時の説明図である。この場
合、パターンのマッチングがとれた場合その画像部分の
透過率が最小となるため、図７（ａ）に示すように赤色
でマッチングするとシアン（Ｃ）、緑色でマッチングす
るとマゼンダ（Ｍ）、青色でマッチングするとイエロー
（Ｙ）となる。つまり測定対象物１の高い部分１２は赤
色成分が減少しシアンになり、低い部分１１は緑色成分
が減少しマゼンダとなる。
レイ５の像を、モノクロステレオカメラ出力３の濃淡を
反転した画像に置き換えた時の説明図である。この場
合、パターンのマッチングがとれた場合その画像部分の
透過率が最小となるため、図７（ａ）に示すように赤色
でマッチングするとシアン（Ｃ）、緑色でマッチングす
るとマゼンダ（Ｍ）、青色でマッチングするとイエロー
（Ｙ）となる。つまり測定対象物１の高い部分１２は赤
色成分が減少しシアンになり、低い部分１１は緑色成分
が減少しマゼンダとなる。
【００１８】図８は図１におけるモノクロステレオカメ
ラ２，３と透過型モノクロ液晶ディスプレイ４，５の間
に画像処理装置１８，１９を配置したものである。測定
対象物１のコントラストが低い場合でも、コントラスト
を強調するように画像処理すれば、観測された色のＳ／
Ｎが高くなり判断が容易となる。
ラ２，３と透過型モノクロ液晶ディスプレイ４，５の間
に画像処理装置１８，１９を配置したものである。測定
対象物１のコントラストが低い場合でも、コントラスト
を強調するように画像処理すれば、観測された色のＳ／
Ｎが高くなり判断が容易となる。
【００１９】以上のように、３次元カメラ装置に対して
応用例をいくつか挙げたが、それぞれの応用例を組合せ
て用いることも可能である。
応用例をいくつか挙げたが、それぞれの応用例を組合せ
て用いることも可能である。
【００２０】（実施例２）以下本発明の第２の実施例に
ついて、図面を参照しながら説明する。図９において、
２，３は測定対象物１を観測するために前記測定対象物
１の前方に配置された２台のモノクロステレオカメラで
あり、測定対象物１に対して互いに平行で等距離の位置
に配置され、測定対象物１の高さに応じた視差を生じる
状態で前記測定対象物１を撮影している。２０は透過型
液晶カラーディスプレイであり、画像処理装置２２によ
りカラー画像化されたモノクロステレオカメラ２の出力
を表示する。画像処理装置２２はモノクロステレオカメ
ラ２が撮影した測定対象物１の画像が、モノクロステレ
オ３の撮影した測定対象物１の画像と一致する方向に、
前記モノクロステレオカメラ２の出力画像を色ごとにず
らす量を変化させた複数の画像の組み合わせのカラー画
像（以下この画像を「レインボーカラー画像」と呼ぶ）
を作るものである。２１はモノクロステレオカメラ３の
出力画像を表示する透過型モノクロ液晶ディスプレイで
ある。６は前記透過型カラー液晶ディスプレイ６を照明
する白色光源であり、例えばＥＬ（エレクトロルミネッ
センス）パネルである。９は透過型モノクロ液晶ディス
プレイ２１の画像と透過型カラー液晶ディスプレイ２０
の画像を重ね合わせた後の画像の色分布を識別する色セ
ンサーであり、例えばカラーＣＣＤである。１０は色セ
ンサー９の出力モニタである。
ついて、図面を参照しながら説明する。図９において、
２，３は測定対象物１を観測するために前記測定対象物
１の前方に配置された２台のモノクロステレオカメラで
あり、測定対象物１に対して互いに平行で等距離の位置
に配置され、測定対象物１の高さに応じた視差を生じる
状態で前記測定対象物１を撮影している。２０は透過型
液晶カラーディスプレイであり、画像処理装置２２によ
りカラー画像化されたモノクロステレオカメラ２の出力
を表示する。画像処理装置２２はモノクロステレオカメ
ラ２が撮影した測定対象物１の画像が、モノクロステレ
オ３の撮影した測定対象物１の画像と一致する方向に、
前記モノクロステレオカメラ２の出力画像を色ごとにず
らす量を変化させた複数の画像の組み合わせのカラー画
像（以下この画像を「レインボーカラー画像」と呼ぶ）
を作るものである。２１はモノクロステレオカメラ３の
出力画像を表示する透過型モノクロ液晶ディスプレイで
ある。６は前記透過型カラー液晶ディスプレイ６を照明
する白色光源であり、例えばＥＬ（エレクトロルミネッ
センス）パネルである。９は透過型モノクロ液晶ディス
プレイ２１の画像と透過型カラー液晶ディスプレイ２０
の画像を重ね合わせた後の画像の色分布を識別する色セ
ンサーであり、例えばカラーＣＣＤである。１０は色セ
ンサー９の出力モニタである。
【００２１】以上のように構成された３次元カメラ装置
について、以下にその動作を説明する。まず、モノクロ
ステレオカメラ２，３で測定対象物１を撮影する。この
時、モノクロステレオカメラ２，３の出力画像は視差を
生じている。視差が発生する様子は上記第１の実施例で
の図２の説明と同様であり、測定対象物１の高さの高い
部分１２ほど視差は大きくなり画像上のずれ量が増すこ
とになる。モノクロステレオカメラ３の出力画像を透過
型モノクロ液晶ディスプレイ２１に表示し、モノクロス
テレオカメラ２の出力画像を、画像処理装置２２を通し
て透過型カラー液晶ディスプレイ２０に表示する。次
に、透過型カラー液晶ディスプレイ２０を背後から白色
光源６で照明し、透過型モノクロ液晶ディスプレイ２１
に像を重ねる。この重ね合わせの像は、視差とレインボ
ーカラー画像のずれ量の関係により測定対象物１の高さ
の違いによって高さに対応した色が強調された像となっ
ている。そこで、色センサ９で透過型モノクロ液晶ディ
スプレイ２１の画像の色分布を識別し、出力モニタ１０
で確認することで測定対象物１の高さを認識することが
できる。
について、以下にその動作を説明する。まず、モノクロ
ステレオカメラ２，３で測定対象物１を撮影する。この
時、モノクロステレオカメラ２，３の出力画像は視差を
生じている。視差が発生する様子は上記第１の実施例で
の図２の説明と同様であり、測定対象物１の高さの高い
部分１２ほど視差は大きくなり画像上のずれ量が増すこ
とになる。モノクロステレオカメラ３の出力画像を透過
型モノクロ液晶ディスプレイ２１に表示し、モノクロス
テレオカメラ２の出力画像を、画像処理装置２２を通し
て透過型カラー液晶ディスプレイ２０に表示する。次
に、透過型カラー液晶ディスプレイ２０を背後から白色
光源６で照明し、透過型モノクロ液晶ディスプレイ２１
に像を重ねる。この重ね合わせの像は、視差とレインボ
ーカラー画像のずれ量の関係により測定対象物１の高さ
の違いによって高さに対応した色が強調された像となっ
ている。そこで、色センサ９で透過型モノクロ液晶ディ
スプレイ２１の画像の色分布を識別し、出力モニタ１０
で確認することで測定対象物１の高さを認識することが
できる。
【００２２】次に、本実施例の原理である視差とレイン
ボーカラー画像の関係を図３を用いて説明する。図３は
高さ情報が色情報として認識される様子を示したもので
ある。図３（ａ）はモノクロステレオカメラ２の出力画
像を画像処理装置２２を通して、そのレインボーカラー
画像を透過型カラー液晶ディスプレイ２０上に結像した
画像である。図３（ｂ）はモノクロステレオカメラ３の
透過型モノクロ液晶ディスプレイ７上での画像である。
１１Ｂ，１１Ｇ，１１Ｒは測定対象物１の低い部分１１
が画像処理装置２２により色別にずらされた画像を示
し、それぞれ青，緑，赤に相当する。１２Ｂ，１２Ｇ，
１２Ｒは測定対象物１の高い部分１２が同じく画像処理
装置２２により色別にずらされた画像を示し、それぞれ
青，緑，赤に相当する。実線は青色、一点鎖線は緑色、
破線は赤色を示す。図には３色しか表示していないがこ
れは原理を分かりやすく説明するためのものであり、実
際には画像処理装置２２および透過型カラー液晶ディス
プレイ２０の能力の範囲内でスペクトルが連続して現れ
ている。図３（ａ），（ｂ）を重ね合わせた場合、図か
らわかるように測定対象物１の低い部分１１は視差が小
さいため緑色でパターンが一致し、透過率が最大になる
ため緑色に観測される。同様に、測定対象物１の高い部
分１２は視差が大きいため赤色でパターンが一致し、透
過率が最大になるため赤色に観測される。よって色セン
サー９の出力モニタ１０には、測定対象物１の低い部分
１１は緑色、高い部分２１は赤色で観測される。図には
示していないがこのカラー画像をコンピューターなどで
処理することによりもとの３次元画像を再構築すること
も可能である。
ボーカラー画像の関係を図３を用いて説明する。図３は
高さ情報が色情報として認識される様子を示したもので
ある。図３（ａ）はモノクロステレオカメラ２の出力画
像を画像処理装置２２を通して、そのレインボーカラー
画像を透過型カラー液晶ディスプレイ２０上に結像した
画像である。図３（ｂ）はモノクロステレオカメラ３の
透過型モノクロ液晶ディスプレイ７上での画像である。
１１Ｂ，１１Ｇ，１１Ｒは測定対象物１の低い部分１１
が画像処理装置２２により色別にずらされた画像を示
し、それぞれ青，緑，赤に相当する。１２Ｂ，１２Ｇ，
１２Ｒは測定対象物１の高い部分１２が同じく画像処理
装置２２により色別にずらされた画像を示し、それぞれ
青，緑，赤に相当する。実線は青色、一点鎖線は緑色、
破線は赤色を示す。図には３色しか表示していないがこ
れは原理を分かりやすく説明するためのものであり、実
際には画像処理装置２２および透過型カラー液晶ディス
プレイ２０の能力の範囲内でスペクトルが連続して現れ
ている。図３（ａ），（ｂ）を重ね合わせた場合、図か
らわかるように測定対象物１の低い部分１１は視差が小
さいため緑色でパターンが一致し、透過率が最大になる
ため緑色に観測される。同様に、測定対象物１の高い部
分１２は視差が大きいため赤色でパターンが一致し、透
過率が最大になるため赤色に観測される。よって色セン
サー９の出力モニタ１０には、測定対象物１の低い部分
１１は緑色、高い部分２１は赤色で観測される。図には
示していないがこのカラー画像をコンピューターなどで
処理することによりもとの３次元画像を再構築すること
も可能である。
【００２３】また上記第１の実施例の図７で説明したよ
うに、透過型モノクロ液晶ディスプレイ２１の像を、モ
ノクロステレオカメラ出力３の濃淡を反転した画像に置
き換えたものにすることもできる。この場合、パターン
のマッチングがとれたときに、その画像部分の透過率が
最小となるため、赤色でマッチングすると赤色成分が減
少しシアン（Ｃ）、緑色でマッチングすると緑色成分が
減少しマゼンダ（Ｍ）、青色でマッチングすると青色成
分が減少しイエロー（Ｙ）となる。つまり、測定対象物
１の高い部分１２は赤色成分が減少しシアンになり、低
い部分１１は緑色成分が減少しマゼンダとなる。
うに、透過型モノクロ液晶ディスプレイ２１の像を、モ
ノクロステレオカメラ出力３の濃淡を反転した画像に置
き換えたものにすることもできる。この場合、パターン
のマッチングがとれたときに、その画像部分の透過率が
最小となるため、赤色でマッチングすると赤色成分が減
少しシアン（Ｃ）、緑色でマッチングすると緑色成分が
減少しマゼンダ（Ｍ）、青色でマッチングすると青色成
分が減少しイエロー（Ｙ）となる。つまり、測定対象物
１の高い部分１２は赤色成分が減少しシアンになり、低
い部分１１は緑色成分が減少しマゼンダとなる。
【００２４】さらに実施例１にも示したように、モノク
ロステレオカメラ２，３と透過型カラー液晶ディスプレ
イ２０，透過型モノクロ液晶ディスプレイ２１との間
に、それぞれ第２の画像処理装置２３，２４を配置する
ことができる。この場合は測定対象物１のコントラスト
が低いときでもコントラストを強調することができ、観
測された色のＳ／Ｎが高くなり判断が容易となる。
ロステレオカメラ２，３と透過型カラー液晶ディスプレ
イ２０，透過型モノクロ液晶ディスプレイ２１との間
に、それぞれ第２の画像処理装置２３，２４を配置する
ことができる。この場合は測定対象物１のコントラスト
が低いときでもコントラストを強調することができ、観
測された色のＳ／Ｎが高くなり判断が容易となる。
【００２５】本実施例において、各々の応用例を組み合
わせて用いることが可能であり、また透過型モノクロデ
ィスプレイ２１を白色光源６で照明し、透過型カラー液
晶ディスプレイ２０の像に重ね合わせても差し支えな
い。
わせて用いることが可能であり、また透過型モノクロデ
ィスプレイ２１を白色光源６で照明し、透過型カラー液
晶ディスプレイ２０の像に重ね合わせても差し支えな
い。
【００２６】
【発明の効果】以上のように本発明の３次元カメラ装置
によれば、測定対象物に特別な光などを照射することな
く、かつステレオカメラ法の欠点である対応点を認識す
る処理が必要でないためリアルタイムな３次元認識が可
能となる。また、透過型液晶ディスプレイに出力する
際、出力画像に対してさまざまな前処理をすることが可
能となり、コントラストの低い対象物に対しても良好な
認識を行うことができる。また、白色光源，透過型液晶
ディスプレイ，色センサーの一体化も可能であり、コン
パクトな構成を実現できる。さらに、モノクロステレオ
カメラの間隔およびモノクロステレオカメラのレンズ倍
率を変更することによりさまざまな測定レンジ、分解能
を持つカメラとすることができ、測定対象物が変更した
場合においても速やかな対応が可能になる。
によれば、測定対象物に特別な光などを照射することな
く、かつステレオカメラ法の欠点である対応点を認識す
る処理が必要でないためリアルタイムな３次元認識が可
能となる。また、透過型液晶ディスプレイに出力する
際、出力画像に対してさまざまな前処理をすることが可
能となり、コントラストの低い対象物に対しても良好な
認識を行うことができる。また、白色光源，透過型液晶
ディスプレイ，色センサーの一体化も可能であり、コン
パクトな構成を実現できる。さらに、モノクロステレオ
カメラの間隔およびモノクロステレオカメラのレンズ倍
率を変更することによりさまざまな測定レンジ、分解能
を持つカメラとすることができ、測定対象物が変更した
場合においても速やかな対応が可能になる。
【図１】本発明の第１の実施例における３次元カメラ装
置の構成図
置の構成図
【図２】本発明の３次元カメラ装置の視差の説明図
【図３】同３次元カメラ装置の視差と色分散の説明図
【図４】本発明の第１の実施例における３次元カメラ装
置のその他の構成図
置のその他の構成図
【図５】同３次元カメラ装置のその他の構成図
【図６】同３次元カメラ装置のその他の構成図
【図７】同３次元カメラ装置のその他の構成における説
明図
明図
【図８】同３次元カメラ装置のその他の構成図
【図９】本発明の第２の実施例における３次元カメラ装
置の構成図
置の構成図
１ 測定対象物 ２，３ モノクロステレオカメラ ４，５ 透過型モノクロ液晶ディスプレイ ６ 白色光源 ７ プリズム ８ 結像レンズ ９ 色センサ １０ 出力モニタ ２０ 透過型液晶カラーディスプレイ ２１ 透過型モノクロ液晶ディスプレイ ２２ 画像処理装置 ２４ ダイクロックミラー ２５，２６，２７ 単色ＣＣＤカメラ ２８ 回折格子 ２９ ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）パネル ３０ マイクロレンズアレー ３４，３５ 画像処理装置
Claims (2)
- 【請求項１】 測定対象物に対して互いに平行で等距離
の位置に配置され、前記測定対象物の高さに応じる視差
を生じて前記測定対象物を撮影する２台のモノクロステ
レオカメラと、前記モノクロステレオカメラの出力画像
をそれぞれ表示する第１と第２の透過型モノクロ液晶デ
ィスプレイと、前記第１の透過型モノクロ液晶ディスプ
レイを背後から照明する光源と、前記光源で照明された
前記第１の透過型モノクロ液晶ディスプレイの像を分光
しかつ前記第２の透過型モノクロ液晶ディスプレイ上に
等倍で結像する結像光学系と、前記第２の透過型モノク
ロ液晶ディスプレイを前記光源の反対側から観察し、前
記第２の透過型モノクロ液晶ディスプレイを透過した像
の色分布を識別する色センサーとを備えた３次元カメラ
装置。 - 【請求項２】 測定対象物に対して互いに平行で等距離
の位置に配置され、前記測定対象物の高さに応じる視差
を生じて前記測定対象物を撮影する２台のモノクロステ
レオカメラと、前記モノクロステレオカメラのうちの一
方のカメラの出力画像を表示する透過型モノクロ液晶デ
ィスプレイと、互いに視差のある前記２台のモノクロス
テレオカメラの出力画像が一致する方向に、前記モノク
ロステレオカメラのうちの他方のカメラの出力画像を色
ごとにずらす量を変化させた複数の画像を作成し、前記
複数の画像を組み合わせた画像を出力する画像処理装置
と、前記画像処理装置により処理された後の画像を表示
する透過型カラー液晶ディスプレイと、前記透過型カラ
ー液晶ディスプレイを背後から照明する光源と、前記光
源にて照明された前記透過型カラー液晶ディスプレイ
を、前記透過型モノクロ液晶ディスプレイに重ね合わせ
た後の画像の色分布を識別する色センサーとを備えた３
次元カメラ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4162464A JPH063122A (ja) | 1992-06-22 | 1992-06-22 | ３次元カメラ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4162464A JPH063122A (ja) | 1992-06-22 | 1992-06-22 | ３次元カメラ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH063122A true JPH063122A (ja) | 1994-01-11 |
Family
ID=15755120
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4162464A Pending JPH063122A (ja) | 1992-06-22 | 1992-06-22 | ３次元カメラ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH063122A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6603867B1 (en) | 1998-09-08 | 2003-08-05 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Three-dimensional object identifying system |
| US8488041B2 (en) | 2010-02-04 | 2013-07-16 | Casio Computer Co., Ltd. | Image pickup device having abnormality warning function based on brightness dispersions of two picked-up images, and warning method and recording medium for the same |
-
1992
- 1992-06-22 JP JP4162464A patent/JPH063122A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6603867B1 (en) | 1998-09-08 | 2003-08-05 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Three-dimensional object identifying system |
| US8488041B2 (en) | 2010-02-04 | 2013-07-16 | Casio Computer Co., Ltd. | Image pickup device having abnormality warning function based on brightness dispersions of two picked-up images, and warning method and recording medium for the same |
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