JPH11113027A - 三次元環境計測カメラ - Google Patents
三次元環境計測カメラInfo
- Publication number
- JPH11113027A JPH11113027A JP9269457A JP26945797A JPH11113027A JP H11113027 A JPH11113027 A JP H11113027A JP 9269457 A JP9269457 A JP 9269457A JP 26945797 A JP26945797 A JP 26945797A JP H11113027 A JPH11113027 A JP H11113027A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light receiving
- data
- stored
- local
- optical system
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
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Landscapes
- Automatic Focus Adjustment (AREA)
- Image Input (AREA)
- Testing, Inspecting, Measuring Of Stereoscopic Televisions And Televisions (AREA)
- Focusing (AREA)
- Stereoscopic And Panoramic Photography (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】画面全体に焦点が合い、しかも物体の奥行き情
報が実時間で得られる三次元環境計測カメラを提供す
る。 【解決手段】所定距離を光軸に沿って移動するマトリッ
クス状に配設された複数の受光素子からの輝度データを
複数のローカルコンピュータでそれぞれ局所分散解析を
おこなって分散がピークになるかを判断し、ピークであ
る場合は輝度データをローカルコンピュータのメモリに
記憶させ、かつ距離データをグローバルコンピュータか
ら受けてメモリに記憶し、受光素子のスキャンが終了し
た時点でグローバルコンピュータから画像データ及び距
離データを出力する。
報が実時間で得られる三次元環境計測カメラを提供す
る。 【解決手段】所定距離を光軸に沿って移動するマトリッ
クス状に配設された複数の受光素子からの輝度データを
複数のローカルコンピュータでそれぞれ局所分散解析を
おこなって分散がピークになるかを判断し、ピークであ
る場合は輝度データをローカルコンピュータのメモリに
記憶させ、かつ距離データをグローバルコンピュータか
ら受けてメモリに記憶し、受光素子のスキャンが終了し
た時点でグローバルコンピュータから画像データ及び距
離データを出力する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、画面全体に焦点が
あった画像を得ることができ、しかも物体の奥行き情報
が実時間で得られる三次元環境計測カメラに関するもの
である。
あった画像を得ることができ、しかも物体の奥行き情報
が実時間で得られる三次元環境計測カメラに関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】従来のカメラは写っている画像の一部に
焦点が合うものであるが、顕微鏡画像や仮装現実感を得
るために複雑な三次元環境モデルを構築する際、全画面
で焦点が合っている画像を得ることは必要不可欠であ
る。
焦点が合うものであるが、顕微鏡画像や仮装現実感を得
るために複雑な三次元環境モデルを構築する際、全画面
で焦点が合っている画像を得ることは必要不可欠であ
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
自動焦点カメラでは、上記したように奥行きのある物体
の全面に焦点を合わせることは不可能であるという問題
を有していた。
自動焦点カメラでは、上記したように奥行きのある物体
の全面に焦点を合わせることは不可能であるという問題
を有していた。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は上記従来の欠点
に鑑み提案されたもので、対象物の画像を結像する光学
系と、該光学系の結像位置付近において上記光学系の光
軸と垂直な二次元平面に配置された複数の受光素子
と、、該受光素子からの輝度データを局所分散解析する
と共に、得られた分散値のピークを検出してその中心に
位置する画素に対応する第１のメモリに輝度データを記
憶させ、かつ上記画素の距離データを画素に対応する第
２のメモリに記憶させる複数のローカルコンピュータ
と、該複数のローカルコンピュータから各画素に対応す
る輝度データおよび距離データを得て、これらを画像デ
ータと距離マップデータに変換するグローバルコンピュ
ータとからなる三次元環境計測カメラを提供するもので
ある。
に鑑み提案されたもので、対象物の画像を結像する光学
系と、該光学系の結像位置付近において上記光学系の光
軸と垂直な二次元平面に配置された複数の受光素子
と、、該受光素子からの輝度データを局所分散解析する
と共に、得られた分散値のピークを検出してその中心に
位置する画素に対応する第１のメモリに輝度データを記
憶させ、かつ上記画素の距離データを画素に対応する第
２のメモリに記憶させる複数のローカルコンピュータ
と、該複数のローカルコンピュータから各画素に対応す
る輝度データおよび距離データを得て、これらを画像デ
ータと距離マップデータに変換するグローバルコンピュ
ータとからなる三次元環境計測カメラを提供するもので
ある。
【０００５】また、本発明は、上記距離データが光学系
か若しくは上記複数の受光素子を駆動する結像点調整手
段から得られる三次元環境計測カメラを提供するもので
ある。
か若しくは上記複数の受光素子を駆動する結像点調整手
段から得られる三次元環境計測カメラを提供するもので
ある。
【０００６】更に、本発明は、上記各ローカルコンピュ
ータが、それぞれ特定の画素と対応して設けられた三次
元環境計測カメラを提供するものである。
ータが、それぞれ特定の画素と対応して設けられた三次
元環境計測カメラを提供するものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。図１は本発明の原理を示す光学系統
図であり、対象物上の点Ａの像はレンズを介して結像位
置で結像する。この際、光軸と垂直な二次元平面に配設
した受光素子マトリックスは、破線の位置においては
Ａ′のように幅の広いぼやけた像となるが、実線の位置
においては、Ａ″のような焦点のあった像となる。
基づいて説明する。図１は本発明の原理を示す光学系統
図であり、対象物上の点Ａの像はレンズを介して結像位
置で結像する。この際、光軸と垂直な二次元平面に配設
した受光素子マトリックスは、破線の位置においては
Ａ′のように幅の広いぼやけた像となるが、実線の位置
においては、Ａ″のような焦点のあった像となる。
【０００８】そして、上記対象物が光軸に沿って移動す
ると、それに伴ってＡ″の位置も移動する。従って、距
離の異なる多点からの光も受光素子マトリックスを光軸
上で移動させることにより、受光素子マトリックス上の
何れかの受光素子上に焦点を合わせることが可能とな
る。
ると、それに伴ってＡ″の位置も移動する。従って、距
離の異なる多点からの光も受光素子マトリックスを光軸
上で移動させることにより、受光素子マトリックス上の
何れかの受光素子上に焦点を合わせることが可能とな
る。
【０００９】図２は受光素子マトリックスを受光面側か
ら見た正面図であり、図において１ａ〜９ａはそれぞれ
画素となる受光素子を示している。なお、受光素子マト
リックス上の受光素子は受光素子１ａ〜９ａ以外にもマ
トリックス状に多数形成されているものとする。
ら見た正面図であり、図において１ａ〜９ａはそれぞれ
画素となる受光素子を示している。なお、受光素子マト
リックス上の受光素子は受光素子１ａ〜９ａ以外にもマ
トリックス状に多数形成されているものとする。
【００１０】また、各受光素子１ａ〜９ａはローカルコ
ンピュータ１ｂ〜９ｂと接続されており、例えば、受光
素子２ａと対応しているローカルコンピュータ２ｂは、
受光素子２ａからだけではなく、受光素子２ａの周囲に
ある受光素子１ａ〜９ａとも接続されており、受光素子
間の相関を演算することが可能となるように構成されて
いる。
ンピュータ１ｂ〜９ｂと接続されており、例えば、受光
素子２ａと対応しているローカルコンピュータ２ｂは、
受光素子２ａからだけではなく、受光素子２ａの周囲に
ある受光素子１ａ〜９ａとも接続されており、受光素子
間の相関を演算することが可能となるように構成されて
いる。
【００１１】図３は本発明の一実施形態における三次元
環境計測カメラの構成を示すブロック図であって、受光
素子１ａ〜Ｎａはそれぞれローカルコンピュータ１ｂ〜
Ｎｂと対応している。また、グローバルコンピュータＣ
は受光素子マトリックスを光軸に沿って移動させる制御
をおこなう。なお、ローカルコンピュータ１ｂ〜Ｎｂお
よびグローバルコンピュータＣはこの実施形態において
は処理速度の関係からアナログコンピュータであること
が望ましい。
環境計測カメラの構成を示すブロック図であって、受光
素子１ａ〜Ｎａはそれぞれローカルコンピュータ１ｂ〜
Ｎｂと対応している。また、グローバルコンピュータＣ
は受光素子マトリックスを光軸に沿って移動させる制御
をおこなう。なお、ローカルコンピュータ１ｂ〜Ｎｂお
よびグローバルコンピュータＣはこの実施形態において
は処理速度の関係からアナログコンピュータであること
が望ましい。
【００１２】一方、ローカルコンピュータ１ｂ〜Ｎｂは
対応する受光素子だけでなく、その周囲の受光素子から
も輝度データを受け、局所領域の周波数分析をおこな
い、その値がピークであるかを判断し、ピークであれ
ば、輝度データを内蔵するメモリに記憶し、更に対応す
る受光素子のピーク検出信号をグローバルコンピュータ
Ｃに出力し、グローバルコンピュータＣから、ピーク時
の受光素子マトリックスの位置データを受け、内蔵する
メモリに記憶する。
対応する受光素子だけでなく、その周囲の受光素子から
も輝度データを受け、局所領域の周波数分析をおこな
い、その値がピークであるかを判断し、ピークであれ
ば、輝度データを内蔵するメモリに記憶し、更に対応す
る受光素子のピーク検出信号をグローバルコンピュータ
Ｃに出力し、グローバルコンピュータＣから、ピーク時
の受光素子マトリックスの位置データを受け、内蔵する
メモリに記憶する。
【００１３】図４は上記の三次元環境計測カメラの動作
をフローチャートを用いて表したものである。先ず、ス
テップＳ１で各ローカルコンピュータ内のメモリを初期
化して、ステップＳ２で受光素子マトリックスを始点の
位置に移動させる。そして、ステップＳ３で各画素に対
応する受光素子からの輝度データをサンプルし、ステッ
プＳ４で受光素子マトリックスを光軸に沿って僅かに移
動する。
をフローチャートを用いて表したものである。先ず、ス
テップＳ１で各ローカルコンピュータ内のメモリを初期
化して、ステップＳ２で受光素子マトリックスを始点の
位置に移動させる。そして、ステップＳ３で各画素に対
応する受光素子からの輝度データをサンプルし、ステッ
プＳ４で受光素子マトリックスを光軸に沿って僅かに移
動する。
【００１４】ステップＳ５で各ローカルコンピュータの
対応している領域の輝度データの分散解析をおこない、
分散値がピークであると判断した場合（すなわち、焦点
が合った場合）は、ステップＳ６でピークを示した画素
に対応した輝度データをローカルコンピュータ内のメモ
リに記憶させ、かつステップＳ７でグローバルコンピュ
ータＣから受光素子マトリックスの始点の位置からの距
離データを受け取り、ローカルコンピュータ内のメモリ
に記憶させる。
対応している領域の輝度データの分散解析をおこない、
分散値がピークであると判断した場合（すなわち、焦点
が合った場合）は、ステップＳ６でピークを示した画素
に対応した輝度データをローカルコンピュータ内のメモ
リに記憶させ、かつステップＳ７でグローバルコンピュ
ータＣから受光素子マトリックスの始点の位置からの距
離データを受け取り、ローカルコンピュータ内のメモリ
に記憶させる。
【００１５】そして、ステップＳ８で受光素子マトリッ
クスが終点位置に到達したらステップＳ９でグローバル
コンピュータＣを介して全ての画素の輝度データを表示
し、ステップＳ１０で同様にグローバルコンピュータＣ
を介して全ての画素の距離データを出力する。
クスが終点位置に到達したらステップＳ９でグローバル
コンピュータＣを介して全ての画素の輝度データを表示
し、ステップＳ１０で同様にグローバルコンピュータＣ
を介して全ての画素の距離データを出力する。
【００１６】一方、ステップＳ５で分散がピークである
とされなかった場合やステップＳ８で受光素子マトリッ
クスが終点位置に到達していないと判断した場合は、ス
テップＳ３を再度実行する。
とされなかった場合やステップＳ８で受光素子マトリッ
クスが終点位置に到達していないと判断した場合は、ス
テップＳ３を再度実行する。
【００１７】以上、本発明を図面に記載された実施形態
に基づいて説明したが、本発明は上記した実施形態だけ
ではなく、特許請求の範囲に記載した構成を変更しない
限りどのようにでも実施することができる。例えば、本
発明の実施形態においてはレンズを固定して受光素子マ
トリックスを移動させたが、本発明では受光素子マトリ
ックスを固定しレンズを移動させても同様な結果が得ら
れる。
に基づいて説明したが、本発明は上記した実施形態だけ
ではなく、特許請求の範囲に記載した構成を変更しない
限りどのようにでも実施することができる。例えば、本
発明の実施形態においてはレンズを固定して受光素子マ
トリックスを移動させたが、本発明では受光素子マトリ
ックスを固定しレンズを移動させても同様な結果が得ら
れる。
【００１８】
【発明の効果】以上要するに、本発明の三次元環境計測
カメラによれば、画面全体で焦点のあった画像が得られ
るばかりではなく、対象物の奥行情報を実時間で得るこ
とができる等、多大な効果を奏する。
カメラによれば、画面全体で焦点のあった画像が得られ
るばかりではなく、対象物の奥行情報を実時間で得るこ
とができる等、多大な効果を奏する。
【図１】本発明の原理を示す光学系統図である。
【図２】本発明の受光素子マトリックスを受光面側から
見た正面図である。
見た正面図である。
【図３】本発明の一実施形態における三次元環境計測カ
メラの構成を示すブロック図である。
メラの構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の一実施形態における三次元環境計測カ
メラの動作を示すフローチャートである。
メラの動作を示すフローチャートである。
１ａ〜９ａ 受光素子 １ｂ〜９ｂ ローカルコンピュータ Ｃ グローバルコンピュータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｇ０６Ｔ 1/00 Ｇ０６Ｆ 15/64 Ｍ
Claims (3)
- 【請求項１】 対象物の画像を結像する光学系と、該光
学系の結像位置付近において上記光学系の光軸と垂直な
二次元平面に配置された複数の受光素子と、該受光素子
からの輝度データを局所分散解析すると共に、得られた
分散値のピークを検出してその中心に位置する画素に対
応する第１のメモリに輝度データを記憶させ、かつ上記
画素の距離データを画素に対応する第２のメモリに記憶
させる複数のローカルコンピュータと、該複数のローカ
ルコンピュータから各画素に対応する輝度データおよび
距離データを得て、これらを画像データと距離マップデ
ータに変換するグローバルコンピュータとからなること
を特徴とする三次元環境計測カメラ。 - 【請求項２】 上記距離データは光学系か若しくは上記
複数の受光素子を駆動する結像点調整手段から得られる
ことを特徴とする請求項１に記載の三次元環境計測カメ
ラ。 - 【請求項３】 上記各ローカルコンピュータは、それぞ
れ特定の画素と対応して設けられたことを特徴とする請
求項１または２の何れかに記載の三次元環境計測カメ
ラ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26945797A JP3338861B2 (ja) | 1997-10-02 | 1997-10-02 | 三次元環境計測カメラ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26945797A JP3338861B2 (ja) | 1997-10-02 | 1997-10-02 | 三次元環境計測カメラ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11113027A true JPH11113027A (ja) | 1999-04-23 |
| JP3338861B2 JP3338861B2 (ja) | 2002-10-28 |
Family
ID=17472710
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26945797A Expired - Lifetime JP3338861B2 (ja) | 1997-10-02 | 1997-10-02 | 三次元環境計測カメラ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3338861B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6344930B1 (en) | 1999-03-03 | 2002-02-05 | Denso Corporation | Total-focus imaging apparatus using a variable-focus lens |
| JP2017223667A (ja) * | 2016-06-03 | 2017-12-21 | レコグニション・ロボティクス、インコーポレイティドＲｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎ Ｒｏｂｏｔｉｃｓ，Ｉｎｃ． | 複数の焦点面画像に基づく深度マップ |
-
1997
- 1997-10-02 JP JP26945797A patent/JP3338861B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6344930B1 (en) | 1999-03-03 | 2002-02-05 | Denso Corporation | Total-focus imaging apparatus using a variable-focus lens |
| JP2017223667A (ja) * | 2016-06-03 | 2017-12-21 | レコグニション・ロボティクス、インコーポレイティドＲｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎ Ｒｏｂｏｔｉｃｓ，Ｉｎｃ． | 複数の焦点面画像に基づく深度マップ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3338861B2 (ja) | 2002-10-28 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |