JP2002027500A - ３次元画像入力装置 - Google Patents
３次元画像入力装置Info
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- Testing, Inspecting, Measuring Of Stereoscopic Televisions And Televisions (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 被写体の３次元画像の検出に不足する３次元
画像を容易に確認する。 【解決手段】 点Ｇ1 、Ｇ2 、Ｇ3 から被写体の３次元
画像を撮影する。各点で撮影した3 次元画像を合成して
被写体の３次元形状を検出して画面表示ＬＣＤパネルに
表示する。３次元画像を現在のカメラの位置を原点とす
るカメラ座標に変換して、現在のカメラの位置、姿勢、
レンズの向きの基づいて表示する。
画像を容易に確認する。 【解決手段】 点Ｇ1 、Ｇ2 、Ｇ3 から被写体の３次元
画像を撮影する。各点で撮影した3 次元画像を合成して
被写体の３次元形状を検出して画面表示ＬＣＤパネルに
表示する。３次元画像を現在のカメラの位置を原点とす
るカメラ座標に変換して、現在のカメラの位置、姿勢、
レンズの向きの基づいて表示する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は光伝播時間測定法を
用いて被計測物体の３次元形状等を検出する３次元画像
入力装置に関する。
用いて被計測物体の３次元形状等を検出する３次元画像
入力装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、パルス変調されたレーザ光が被写
体に照射され、被写体までの距離に応じた反射光がＣＣ
Ｄセンサによって電気信号に変換され、被写体の３次元
画像を検出する３次元画像入力装置が知られている。３
次元画像から被写体の全周の３次元形状を検出するには
異なる方向から検出した複数の３次元画像を合成する必
要がある。
体に照射され、被写体までの距離に応じた反射光がＣＣ
Ｄセンサによって電気信号に変換され、被写体の３次元
画像を検出する３次元画像入力装置が知られている。３
次元画像から被写体の全周の３次元形状を検出するには
異なる方向から検出した複数の３次元画像を合成する必
要がある。
【０００３】３次元画像の合成は従来、各方向から被写
体の３次元画像を検出し、その後３次元画像をコンピュ
ータに入力して、コンピュータのディスプレイ上に表示
して行なわれていた。すなわち３次元画像の検出と合成
とが別々に行なわれていた。そのため３次元画像の検出
が終わり、検出された３次元画像が合成される段階にな
って、被写体の３次元形状を検出するために必要な３次
元画像の不足が判明することがあった。
体の３次元画像を検出し、その後３次元画像をコンピュ
ータに入力して、コンピュータのディスプレイ上に表示
して行なわれていた。すなわち３次元画像の検出と合成
とが別々に行なわれていた。そのため３次元画像の検出
が終わり、検出された３次元画像が合成される段階にな
って、被写体の３次元形状を検出するために必要な３次
元画像の不足が判明することがあった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、以上の問題
を解決するものであり、被写体の３次元形状を特定する
ために必要な３次元画像が容易に確認できるように、３
次元画像を合成して表示する３次元画像入力装置を得る
ことを目的とする。
を解決するものであり、被写体の３次元形状を特定する
ために必要な３次元画像が容易に確認できるように、３
次元画像を合成して表示する３次元画像入力装置を得る
ことを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明に係る３次元画像
入力装置は本体と、本体の移動を検出する移動検出手段
と、本体内に設けられ被写体の表面各点までの距離を示
す距離データによって形成される第１の３次元画像を取
得する３次元画像取得手段と、移動検出手段の検出結果
に基づいて、第１の３次元画像を座標変換する座標変換
手段と、座標変換手段によって座標変換された第１の３
次元画像を画面上に表示する画像表示手段とを備えるこ
とを特徴とする。
入力装置は本体と、本体の移動を検出する移動検出手段
と、本体内に設けられ被写体の表面各点までの距離を示
す距離データによって形成される第１の３次元画像を取
得する３次元画像取得手段と、移動検出手段の検出結果
に基づいて、第１の３次元画像を座標変換する座標変換
手段と、座標変換手段によって座標変換された第１の３
次元画像を画面上に表示する画像表示手段とを備えるこ
とを特徴とする。
【０００６】好ましくは３次元画像取得手段が第１の３
次元画像の撮影終了後に第２の３次元画像の撮影が可能
であり、第１の３次元画像と第２の３次元画像とを合成
して第３の３次元画像を形成する手段を備える。
次元画像の撮影終了後に第２の３次元画像の撮影が可能
であり、第１の３次元画像と第２の３次元画像とを合成
して第３の３次元画像を形成する手段を備える。
【０００７】例えば座標変換手段が移動検出手段の検出
結果に基づいて第３の３次元画像を座標変換し、画像表
示手段が第３の３次元画像を画面上に表示する。
結果に基づいて第３の３次元画像を座標変換し、画像表
示手段が第３の３次元画像を画面上に表示する。
【０００８】好ましくは変換手段が前記本体の移動後の
位置を原点とし、本体の移動後のレンズの光軸方向を座
標軸の一つとする座標系に変換する。
位置を原点とし、本体の移動後のレンズの光軸方向を座
標軸の一つとする座標系に変換する。
【０００９】例えば３次元画像取得手段が２次元画像を
撮影可能であって、画像表示手段が２次元画像上に３次
元画像を重合させて表示する。
撮影可能であって、画像表示手段が２次元画像上に３次
元画像を重合させて表示する。
【００１０】好ましくは移動検出手段が撮影時における
本体の位置から移動後の本体の位置に至るまでの本体の
角速度を検出する角速度検出手段と、撮影時における本
体の位置から移動後の本体の位置に至るまでの本体の加
速度を検出する加速度検出手段を備える。
本体の位置から移動後の本体の位置に至るまでの本体の
角速度を検出する角速度検出手段と、撮影時における本
体の位置から移動後の本体の位置に至るまでの本体の加
速度を検出する加速度検出手段を備える。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。図１は、本発明の実施形態である
３次元画像入力装置を備えたカメラの斜視図である。
を参照して説明する。図１は、本発明の実施形態である
３次元画像入力装置を備えたカメラの斜視図である。
【００１２】カメラ本体１０の前面において、撮影レン
ズ１１の左上にはファインダ窓１２が設けられ、右上に
はストロボ１３が設けられている。カメラ本体１０の上
面において、撮影レンズ１１の真上には、測距光である
レーザ光を照射する発光装置１４が配設されている。発
光装置１４の左側にはレリーズボタン１５と液晶表示パ
ネル１６が設けられ、また右側には撮影動作ダイヤル１
７が設けられている。カメラ本体１０の側面には、ＩＣ
メモリカード等の記録媒体を挿入するためのカード挿入
口１９が形成され、また、ビデオ出力端子２０とインタ
ーフェースコネクタ２１が設けられている。
ズ１１の左上にはファインダ窓１２が設けられ、右上に
はストロボ１３が設けられている。カメラ本体１０の上
面において、撮影レンズ１１の真上には、測距光である
レーザ光を照射する発光装置１４が配設されている。発
光装置１４の左側にはレリーズボタン１５と液晶表示パ
ネル１６が設けられ、また右側には撮影動作ダイヤル１
７が設けられている。カメラ本体１０の側面には、ＩＣ
メモリカード等の記録媒体を挿入するためのカード挿入
口１９が形成され、また、ビデオ出力端子２０とインタ
ーフェースコネクタ２１が設けられている。
【００１３】図２は、図１の３次元画像入力装置を備え
たカメラの背面図である。カメラ本体１０の背面におい
て、画面表示ＬＣＤパネル３７が設けられている。画面
表示ＬＣＤパネル３７の上部にはファインダ接眼部１２
ｂが設けられている。
たカメラの背面図である。カメラ本体１０の背面におい
て、画面表示ＬＣＤパネル３７が設けられている。画面
表示ＬＣＤパネル３７の上部にはファインダ接眼部１２
ｂが設けられている。
【００１４】図３は図１および図２に示すカメラの回路
構成を示すブロック図である。撮影レンズ１１の中には
絞り２５が設けられている。絞り２５の開度はアイリス
駆動回路２６によって調整される。撮影レンズ１１の焦
点調整動作およびズーミング動作はレンズ駆動回路２７
によって制御される。
構成を示すブロック図である。撮影レンズ１１の中には
絞り２５が設けられている。絞り２５の開度はアイリス
駆動回路２６によって調整される。撮影レンズ１１の焦
点調整動作およびズーミング動作はレンズ駆動回路２７
によって制御される。
【００１５】撮影レンズ１１の光軸上には撮像素子（Ｃ
ＣＤ）２８が配設されている。ＣＣＤ２８には、撮影レ
ンズ１１によって被写体像が形成され、被写体像に対応
した電荷が発生する。ＣＣＤ２８における電荷の蓄積動
作、電荷の読出動作等の動作はＣＣＤ駆動回路３０によ
って制御される。ＣＣＤ２８から読み出された電荷信号
すなわち画像信号はアンプ３１において増幅され、Ａ／
Ｄ変換器３２においてアナログ信号からデジタル信号に
変換される。デジタルの画像信号は撮像信号処理回路３
３においてガンマ補正等の処理を施され、画像メモリ３
４に一時的に格納される。アイリス駆動回路２６、レン
ズ駆動回路２７、ＣＣＤ駆動回路３０、撮像信号処理回
路３３はシステムコントロール回路３５によって制御さ
れる。
ＣＤ）２８が配設されている。ＣＣＤ２８には、撮影レ
ンズ１１によって被写体像が形成され、被写体像に対応
した電荷が発生する。ＣＣＤ２８における電荷の蓄積動
作、電荷の読出動作等の動作はＣＣＤ駆動回路３０によ
って制御される。ＣＣＤ２８から読み出された電荷信号
すなわち画像信号はアンプ３１において増幅され、Ａ／
Ｄ変換器３２においてアナログ信号からデジタル信号に
変換される。デジタルの画像信号は撮像信号処理回路３
３においてガンマ補正等の処理を施され、画像メモリ３
４に一時的に格納される。アイリス駆動回路２６、レン
ズ駆動回路２７、ＣＣＤ駆動回路３０、撮像信号処理回
路３３はシステムコントロール回路３５によって制御さ
れる。
【００１６】画像信号は画像メモリ３４から読み出さ
れ、撮像信号処理回路３３を介してＬＣＤ駆動回路３６
に供給される。またシステムコントロール回路３５から
オンスクリーンディスプレイ回路（ＯＳＤ）２９に後述
する３次元画像の画像信号が入力される。画像メモリ３
４からの画像信号（２次元画像）がＯＳＤ２９に入力さ
れ３次元画像の画像信号と合成されて、ＬＣＤ駆動回路
３６に供給される。ＬＣＤ駆動回路３６は画像信号に応
じて動作し、これにより画像表示ＬＣＤパネル３７に
は、画像信号に応じた画像が表示される。
れ、撮像信号処理回路３３を介してＬＣＤ駆動回路３６
に供給される。またシステムコントロール回路３５から
オンスクリーンディスプレイ回路（ＯＳＤ）２９に後述
する３次元画像の画像信号が入力される。画像メモリ３
４からの画像信号（２次元画像）がＯＳＤ２９に入力さ
れ３次元画像の画像信号と合成されて、ＬＣＤ駆動回路
３６に供給される。ＬＣＤ駆動回路３６は画像信号に応
じて動作し、これにより画像表示ＬＣＤパネル３７に
は、画像信号に応じた画像が表示される。
【００１７】さらに、画像メモリ３４から読み出された
画像信号はＴＶ信号エンコーダ３８に送られ、ビデオ出
力端子２０を介して、カメラ本体１０の外部に設けられ
たモニタ装置３９に伝送可能である。システムコントロ
ール回路３５はインターフェース回路４０に接続されて
おり、インターフェース回路４０はインターフェースコ
ネクタ２１に接続されている。したがって、画像メモリ
３４から読み出された画像信号は、インターフェースコ
ネクタ２１に接続されたコンピュータ４１に伝送可能で
ある。また、システムコントロール回路３５は、記録媒
体制御回路４２を介して画像記録装置４３に接続されて
いる。したがって画像メモリ３４から読み出された画像
信号は、画像記録装置４３に装着されたＩＣメモリカー
ド等の記録媒体Ｍに記録可能である。
画像信号はＴＶ信号エンコーダ３８に送られ、ビデオ出
力端子２０を介して、カメラ本体１０の外部に設けられ
たモニタ装置３９に伝送可能である。システムコントロ
ール回路３５はインターフェース回路４０に接続されて
おり、インターフェース回路４０はインターフェースコ
ネクタ２１に接続されている。したがって、画像メモリ
３４から読み出された画像信号は、インターフェースコ
ネクタ２１に接続されたコンピュータ４１に伝送可能で
ある。また、システムコントロール回路３５は、記録媒
体制御回路４２を介して画像記録装置４３に接続されて
いる。したがって画像メモリ３４から読み出された画像
信号は、画像記録装置４３に装着されたＩＣメモリカー
ド等の記録媒体Ｍに記録可能である。
【００１８】システムコントロール回路３５には、発光
素子制御回路４４が接続されている。発光装置１４には
発光素子１４ａと照明レンズ１４ｂが設けられ、発光素
子１４ａの発光動作は発光素子制御回路４４によって制
御される。発光素子１４ａは測距光であるレーザ光を照
射するものであり、このレーザ光は照明レンズ１４ｂを
介して被計測物体に照射される。被計測物体において反
射した光は撮影レンズ１１に入射する。この光をＣＣＤ
２８によって検出することにより、後述するように被計
測物体の３次元画像が計測される。
素子制御回路４４が接続されている。発光装置１４には
発光素子１４ａと照明レンズ１４ｂが設けられ、発光素
子１４ａの発光動作は発光素子制御回路４４によって制
御される。発光素子１４ａは測距光であるレーザ光を照
射するものであり、このレーザ光は照明レンズ１４ｂを
介して被計測物体に照射される。被計測物体において反
射した光は撮影レンズ１１に入射する。この光をＣＣＤ
２８によって検出することにより、後述するように被計
測物体の３次元画像が計測される。
【００１９】カメラ本体１０には角速度センサ４６およ
び加速度センサ４８が配設されている。角速度センサ４
６は互いに直交する３軸（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸）回りの回
転角速度を検出するものであり、加速度センサ４８は直
交する３軸それぞれの移動加速度を検出するものであ
る。角速度センサ４６、加速度センサ４８により検出さ
れたデータは角速度検出回路４７、加速度検出回路４９
にそれぞれ入力され、カメラ本体１０の移動が３次元の
角加速度データとして検出される。３次元の角加速度デ
ータはシステムコントロール回路３５に入力され、この
データに基づいてカメラの位置、姿勢、レンズの向きの
変化が判断される。
び加速度センサ４８が配設されている。角速度センサ４
６は互いに直交する３軸（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸）回りの回
転角速度を検出するものであり、加速度センサ４８は直
交する３軸それぞれの移動加速度を検出するものであ
る。角速度センサ４６、加速度センサ４８により検出さ
れたデータは角速度検出回路４７、加速度検出回路４９
にそれぞれ入力され、カメラ本体１０の移動が３次元の
角加速度データとして検出される。３次元の角加速度デ
ータはシステムコントロール回路３５に入力され、この
データに基づいてカメラの位置、姿勢、レンズの向きの
変化が判断される。
【００２０】システムコントロール回路３５には、レリ
ーズボタン１５および撮影動作ダイヤル１７から成るス
イッチ群４５と液晶表示パネル（表示素子）１６とが接
続されている。
ーズボタン１５および撮影動作ダイヤル１７から成るス
イッチ群４５と液晶表示パネル（表示素子）１６とが接
続されている。
【００２１】次に図４および図５を参照して、本実施形
態における距離測定の原理について説明する。なお図５
において横軸は時間ｔである。
態における距離測定の原理について説明する。なお図５
において横軸は時間ｔである。
【００２２】距離測定装置Ｂから出力された測距光は被
写体Ｓにおいて反射し、図示しないＣＣＤによって受光
される。測距光は所定のパルス幅Ｈを有するパルス状の
光であり、したがって被写体Ｓからの反射光も、同じパ
ルス幅Ｈを有するパルス状の光である。また反射光のパ
ルスの立ち上がりは、測距光のパルスの立ちあがりより
も時間δ・ｔ（δは遅延係数）だけ遅れる。測距光と反
射光は距離測定装置Ｂと被写体Ｓの間の２倍の距離ｒを
進んだことになるから、その距離ｒは ｒ＝δ・ｔ・Ｃ／２ により得られる。ただしＣは光速である。
写体Ｓにおいて反射し、図示しないＣＣＤによって受光
される。測距光は所定のパルス幅Ｈを有するパルス状の
光であり、したがって被写体Ｓからの反射光も、同じパ
ルス幅Ｈを有するパルス状の光である。また反射光のパ
ルスの立ち上がりは、測距光のパルスの立ちあがりより
も時間δ・ｔ（δは遅延係数）だけ遅れる。測距光と反
射光は距離測定装置Ｂと被写体Ｓの間の２倍の距離ｒを
進んだことになるから、その距離ｒは ｒ＝δ・ｔ・Ｃ／２ により得られる。ただしＣは光速である。
【００２３】例えば測距光のパルスの立ち上がりから反
射光を検知可能な状態に定め、反射光のパルスが立ち下
がる前に検知不可能な状態に切換えるようにすると、す
なわち反射光検知期間Ｔを設けると、この反射光検知期
間Ｔにおける受光量Ａは距離ｒの関数である。すなわち
受光量Ａは、距離ｒが大きくなるほど（時間δ・ｔが大
きくなるほど）小さくなる。
射光を検知可能な状態に定め、反射光のパルスが立ち下
がる前に検知不可能な状態に切換えるようにすると、す
なわち反射光検知期間Ｔを設けると、この反射光検知期
間Ｔにおける受光量Ａは距離ｒの関数である。すなわち
受光量Ａは、距離ｒが大きくなるほど（時間δ・ｔが大
きくなるほど）小さくなる。
【００２４】本実施形態では上述した原理を利用して、
ＣＣＤ２８に設けられ、２次元的に配列された複数のフ
ォトダイオードにおいてそれぞれ受光量Ａを検出するこ
とにより、カメラ本体１０から被写体Ｓの表面の各点ま
での距離をそれぞれ検出し、被写体Ｓの３次元形状を示
す３次元画像のデータを一括して入力している。
ＣＣＤ２８に設けられ、２次元的に配列された複数のフ
ォトダイオードにおいてそれぞれ受光量Ａを検出するこ
とにより、カメラ本体１０から被写体Ｓの表面の各点ま
での距離をそれぞれ検出し、被写体Ｓの３次元形状を示
す３次元画像のデータを一括して入力している。
【００２５】次に、複数の方向から被写体を撮影し、各
方向からの撮影により検出された距離画像の合成につい
て説明する。
方向からの撮影により検出された距離画像の合成につい
て説明する。
【００２６】図６は、３次元画像の合成における撮影動
作の一例を示すものであり、１つのカメラを用いて３個
所から被写体であるサッカーボールを撮影している。第
１の撮影動作は、点Ｇ1 を正面としてサッカーボールを
撮影している。第２の撮影動作は点Ｇ2 からサッカーボ
ールの右側面を撮影しており、第３の撮影動作は点Ｇ 3
からサッカーボールの左斜め後を撮影している。半直線
Ｌｐ1 、Ｌｐ2 、Ｌｐ 3 は、点Ｇ1 、Ｇ2 、Ｇ3 の撮影
においてカメラのレンズが向けられた向きを表してお
り、撮影時のカメラの光軸に一致する。また点Ｇ1 、Ｇ
2 、Ｇ3 は、撮影時におけるカメラの撮影光学系の焦点
に一致する。
作の一例を示すものであり、１つのカメラを用いて３個
所から被写体であるサッカーボールを撮影している。第
１の撮影動作は、点Ｇ1 を正面としてサッカーボールを
撮影している。第２の撮影動作は点Ｇ2 からサッカーボ
ールの右側面を撮影しており、第３の撮影動作は点Ｇ 3
からサッカーボールの左斜め後を撮影している。半直線
Ｌｐ1 、Ｌｐ2 、Ｌｐ 3 は、点Ｇ1 、Ｇ2 、Ｇ3 の撮影
においてカメラのレンズが向けられた向きを表してお
り、撮影時のカメラの光軸に一致する。また点Ｇ1 、Ｇ
2 、Ｇ3 は、撮影時におけるカメラの撮影光学系の焦点
に一致する。
【００２７】一点（一方向）からの撮影により検出され
る被写体の３次元形状は、被写体の一部についてのみで
ある。例えば第１の撮影動作では、サッカーボールの正
面部分の３次元形状しか検出されない。サッカーボール
全体の３次元形状を検出するには、図のように複数の方
向からサッカーボールを撮影し、各点Ｇ1 、Ｇ2 、Ｇ 3
の撮影により検出されたサッカーボールの３次元形状を
１つに合成しなければならない。合成モードでは、第１
の撮影点Ｇ1 を基準として、各点Ｇ2 、Ｇ3 の位置、カ
メラの姿勢、光軸が向いている向きを角速度センサ４
６、加速度センサ４８を用いて検出し、これらのデータ
をもとに点Ｇ1 、Ｇ2 、Ｇ3 をそれぞれ原点として検出
されたサッカーボールの３次元画像を１つの座標系に変
換する。これにより各点Ｇ1 、Ｇ2 、Ｇ3 において別々
に検出された被写体の３次元形状が、１つの座標系によ
って一体的に表される。なお本実施形態では、最初に撮
影が行なわれたときの座標系、すなわち点Ｇ1 を座標原
点とし、光軸方向ＬＰ1 をＺ軸とした座標系を世界座標
系として採用する。
る被写体の３次元形状は、被写体の一部についてのみで
ある。例えば第１の撮影動作では、サッカーボールの正
面部分の３次元形状しか検出されない。サッカーボール
全体の３次元形状を検出するには、図のように複数の方
向からサッカーボールを撮影し、各点Ｇ1 、Ｇ2 、Ｇ 3
の撮影により検出されたサッカーボールの３次元形状を
１つに合成しなければならない。合成モードでは、第１
の撮影点Ｇ1 を基準として、各点Ｇ2 、Ｇ3 の位置、カ
メラの姿勢、光軸が向いている向きを角速度センサ４
６、加速度センサ４８を用いて検出し、これらのデータ
をもとに点Ｇ1 、Ｇ2 、Ｇ3 をそれぞれ原点として検出
されたサッカーボールの３次元画像を１つの座標系に変
換する。これにより各点Ｇ1 、Ｇ2 、Ｇ3 において別々
に検出された被写体の３次元形状が、１つの座標系によ
って一体的に表される。なお本実施形態では、最初に撮
影が行なわれたときの座標系、すなわち点Ｇ1 を座標原
点とし、光軸方向ＬＰ1 をＺ軸とした座標系を世界座標
系として採用する。
【００２８】図７は本実施形態において実行される３次
元画像検出動作のフローチャートである。
元画像検出動作のフローチャートである。
【００２９】３次元画像入力装置の電源がＯＮの状態に
されると３次元画像の検出動作がスタートし、まずステ
ップ１００において変数ｎが０に設定される。変数ｎは
撮影が開始されてから何番目の撮影に対応しているかを
表している。
されると３次元画像の検出動作がスタートし、まずステ
ップ１００において変数ｎが０に設定される。変数ｎは
撮影が開始されてから何番目の撮影に対応しているかを
表している。
【００３０】ステップ１０１においてシャッタスイッチ
がオン状態であるか否か、すなわちレリーズボタン１５
が全押しされたか否かが判断される。シャッタスイッチ
がオン状態になるまでは３次元画像の検出動作は開始さ
れずにステップ２０１にスキップして３次元画像の表示
に移行する。その後、後述の検出動作の終了（ステップ
２０４）が選択されない限り再びステップ１０１に戻
る。
がオン状態であるか否か、すなわちレリーズボタン１５
が全押しされたか否かが判断される。シャッタスイッチ
がオン状態になるまでは３次元画像の検出動作は開始さ
れずにステップ２０１にスキップして３次元画像の表示
に移行する。その後、後述の検出動作の終了（ステップ
２０４）が選択されない限り再びステップ１０１に戻
る。
【００３１】ステップ１０１においてシャッタスイッチ
がオン状態に定められていることが確認されると、ステ
ップ１０２において変数ｎが１だけインクリメントされ
る。
がオン状態に定められていることが確認されると、ステ
ップ１０２において変数ｎが１だけインクリメントされ
る。
【００３２】ステップ１０３において３次元画像が取得
される。すなわち発光装置１４が駆動され、パルス状の
測距光が断続的に出力される。次いでＣＣＤ２８による
検知制御が開始される。積分された距離情報の信号電荷
がＣＣＤ２８から出力され、この信号電荷から３次元画
像の演算処理が行なわれる。
される。すなわち発光装置１４が駆動され、パルス状の
測距光が断続的に出力される。次いでＣＣＤ２８による
検知制御が開始される。積分された距離情報の信号電荷
がＣＣＤ２８から出力され、この信号電荷から３次元画
像の演算処理が行なわれる。
【００３３】ステップ１０４ではカメラの位置、姿勢、
レンズの向きが取得される。すなわち角速度センサ４
６、加速度センサ４８によって角速度、加速度のデータ
が検出される。このデータは後述の座標変換パラメータ
の算出に用いられる。
レンズの向きが取得される。すなわち角速度センサ４
６、加速度センサ４８によって角速度、加速度のデータ
が検出される。このデータは後述の座標変換パラメータ
の算出に用いられる。
【００３４】ステップ１０５では、取得された３次元画
像のキャリブレーションとして例えばディストーション
補正が行なわれ、３次元画像のデータの歪みが調整され
る。
像のキャリブレーションとして例えばディストーション
補正が行なわれ、３次元画像のデータの歪みが調整され
る。
【００３５】ステップ１０６では、変数ｎが１か否か判
断される。すなわちステップ１０３において取得された
３次元画像が１枚目に撮影されたものか否かが判断され
る。
断される。すなわちステップ１０３において取得された
３次元画像が１枚目に撮影されたものか否かが判断され
る。
【００３６】ｎ＝１のときはステップ１０７に移り、こ
の３次元画像がメインの３次元画像とされる。すなわち
メインの３次元画像を撮影したカメラの位置を原点と
し、メインの３次元画像を撮影したカメラの光軸をＺ軸
とする世界座標が設定される。
の３次元画像がメインの３次元画像とされる。すなわち
メインの３次元画像を撮影したカメラの位置を原点と
し、メインの３次元画像を撮影したカメラの光軸をＺ軸
とする世界座標が設定される。
【００３７】一方、ｎ＝１でないときはステップ１０８
に移り、３次元画像はメインの３次元画像を基準とした
世界座標に座標変換される。すなわち角速度センサ４
６、加速度センサ４８によって検出された角速度、加速
度のデータから世界座標上のカメラの位置が座標変換パ
ラメータとして算出される。この座標変換パラメータを
用いて従来公知の手法により３次元画像が世界座標に変
換される。
に移り、３次元画像はメインの３次元画像を基準とした
世界座標に座標変換される。すなわち角速度センサ４
６、加速度センサ４８によって検出された角速度、加速
度のデータから世界座標上のカメラの位置が座標変換パ
ラメータとして算出される。この座標変換パラメータを
用いて従来公知の手法により３次元画像が世界座標に変
換される。
【００３８】ステップ１０９では世界座標上に変換され
た３次元画像がメインの３次元画像と合成され、データ
の重複する部分は削除される。これにより合成動作は一
旦終了し、ステップ２０１に移行して合成された３次元
画像に表示動作が行われる。
た３次元画像がメインの３次元画像と合成され、データ
の重複する部分は削除される。これにより合成動作は一
旦終了し、ステップ２０１に移行して合成された３次元
画像に表示動作が行われる。
【００３９】ステップ２０１では表示すべき３次元画像
の有無が判断される。ステップ１０７または１０９を介
してステップ２０１にいたる場合は既に３次元画像の撮
影はされており、３次元画像を有するためステップ２０
３へ進む。これに対して撮影動作が行なわれていない場
合は３次元画像を有しないため、ステップ２０２におい
て撮影レンズ１１を介して得られる２次元画像が表示さ
れる。
の有無が判断される。ステップ１０７または１０９を介
してステップ２０１にいたる場合は既に３次元画像の撮
影はされており、３次元画像を有するためステップ２０
３へ進む。これに対して撮影動作が行なわれていない場
合は３次元画像を有しないため、ステップ２０２におい
て撮影レンズ１１を介して得られる２次元画像が表示さ
れる。
【００４０】ステップ２０３では現在（移動後）のカメ
ラの位置、姿勢、レンズの向きが検出される。すなわち
１枚目を撮影したカメラの位置を基準として、現在のカ
メラの位置が角速度センサ４６および加速度センサ４８
によって検出される。検出された現在のカメラの位置を
原点とし、カメラの光軸方向をＺ軸とするカメラ座標が
設定される。
ラの位置、姿勢、レンズの向きが検出される。すなわち
１枚目を撮影したカメラの位置を基準として、現在のカ
メラの位置が角速度センサ４６および加速度センサ４８
によって検出される。検出された現在のカメラの位置を
原点とし、カメラの光軸方向をＺ軸とするカメラ座標が
設定される。
【００４１】ステップ２０４ではステップ１０９で処理
された３次元画像がカメラ座標に変換されて、その３次
元画像データがシステムコントロール回路３５に設けら
れたメモリに格納される。
された３次元画像がカメラ座標に変換されて、その３次
元画像データがシステムコントロール回路３５に設けら
れたメモリに格納される。
【００４２】ステップ２０５では撮影レンズ１１を介し
て得られる現在の２次元画像が画像メモリ３４に格納さ
れる。ステップ２０６では現在の２次元画像データとス
テップ２０４において座標変換された３次元画像データ
とが重合処理される。ステップ２０７では重合処理され
た２次元画像データと３次元画像データに基づいて、画
面表示ＬＣＤパネル３７上に現在のカメラの位置に基づ
いた視線により３次元画像と２次元画像が表示される。
これによりデータの不足する部分の確認が容易になる。
また２次元画像と対比することにより、不足するデータ
に対応する撮影点の確認が可能となる。
て得られる現在の２次元画像が画像メモリ３４に格納さ
れる。ステップ２０６では現在の２次元画像データとス
テップ２０４において座標変換された３次元画像データ
とが重合処理される。ステップ２０７では重合処理され
た２次元画像データと３次元画像データに基づいて、画
面表示ＬＣＤパネル３７上に現在のカメラの位置に基づ
いた視線により３次元画像と２次元画像が表示される。
これによりデータの不足する部分の確認が容易になる。
また２次元画像と対比することにより、不足するデータ
に対応する撮影点の確認が可能となる。
【００４３】ステップ２０８において、撮影を終了する
か否かが判断される。撮影の終了は撮影動作ダイヤル１
７をＯＦＦに設定することにより選択される。終了が選
択されたときは３次元画像検出動作のルーチンは終了す
る。終了が選択されないときはステップ１０１に戻り、
新たな３次元画像の撮影動作のルーチンが開始される。
か否かが判断される。撮影の終了は撮影動作ダイヤル１
７をＯＦＦに設定することにより選択される。終了が選
択されたときは３次元画像検出動作のルーチンは終了す
る。終了が選択されないときはステップ１０１に戻り、
新たな３次元画像の撮影動作のルーチンが開始される。
【００４４】このように撮影された３次元画像は、１枚
目に撮影された３次元画像を基準として合成される。す
なわち１枚目の３次元画像が撮影されたカメラの位置を
原点とする世界座標が設定され、２枚目以降に撮影され
た３次元画像がこの世界座標に座標変換されることによ
って３次元画像の合成が行われる。
目に撮影された３次元画像を基準として合成される。す
なわち１枚目の３次元画像が撮影されたカメラの位置を
原点とする世界座標が設定され、２枚目以降に撮影され
た３次元画像がこの世界座標に座標変換されることによ
って３次元画像の合成が行われる。
【００４５】３次元画像はカメラの移動に連動して移動
後のカメラの位置、姿勢、レンズの向きに対応した視線
で表示される。すなわち移動によるカメラの位置、姿
勢、レンズの向きの変化が検出されて、移動後のカメラ
の位置を原点とするカメラ座標が設定される。３次元画
像はこのカメラ座標に変換されて表示される。３次元画
像を移動後のカメラの光軸方向から表示することによ
り、現在のカメラの位置空の３次元画像のデータの有無
の判別が容易となる。すなわち撮影されていない部分は
データがなく表示されないため、データの不足する部分
の確認が行い易い。
後のカメラの位置、姿勢、レンズの向きに対応した視線
で表示される。すなわち移動によるカメラの位置、姿
勢、レンズの向きの変化が検出されて、移動後のカメラ
の位置を原点とするカメラ座標が設定される。３次元画
像はこのカメラ座標に変換されて表示される。３次元画
像を移動後のカメラの光軸方向から表示することによ
り、現在のカメラの位置空の３次元画像のデータの有無
の判別が容易となる。すなわち撮影されていない部分は
データがなく表示されないため、データの不足する部分
の確認が行い易い。
【００４６】また図８に示すようにカメラ座標に変換さ
れた３次元画像は撮影レンズ１１を介して得られる２次
元画像上に重合されて表示される。３次元画像画が取得
されている部分Ｘはワイヤーフレームで表示され、３次
元画像を取得していない部分Ｙは３次元画像のデータが
ないためワイヤーフレームとして表示されない。このワ
イヤーフレームが表示されていない部分Ｙが２次元画像
と重合して表示されることにより被写体のどの部分の３
次元画像のデータが不足しているかの判断を容易に行う
ことが可能となる。
れた３次元画像は撮影レンズ１１を介して得られる２次
元画像上に重合されて表示される。３次元画像画が取得
されている部分Ｘはワイヤーフレームで表示され、３次
元画像を取得していない部分Ｙは３次元画像のデータが
ないためワイヤーフレームとして表示されない。このワ
イヤーフレームが表示されていない部分Ｙが２次元画像
と重合して表示されることにより被写体のどの部分の３
次元画像のデータが不足しているかの判断を容易に行う
ことが可能となる。
【００４７】本実施形態においてはカメラの位置、姿
勢、レンズの向きの検出に角速度・加速度センサを用い
たが、例えば磁気センサ、多軸式アームを用いてもよ
い。
勢、レンズの向きの検出に角速度・加速度センサを用い
たが、例えば磁気センサ、多軸式アームを用いてもよ
い。
【００４８】３次元画像の合成及び表示はコンピュータ
４１の操作によってモニタ装置３９上に表示されてもよ
い。
４１の操作によってモニタ装置３９上に表示されてもよ
い。
【００４９】本実施形態においては既に撮影された３次
元画像を現在の２次元画像上に重合させたが、既に撮影
された３次元画像を確定していない３次元画像上に重合
させてもよい。この表示は３次元画像が画面表示ＬＣＤ
パネル３７上に表示されている状態において、例えばレ
リーズボタン１５を半押しすることにより行われる。レ
リーズスイッチ１５半押しされると現在のカメラの位
置、姿勢、レンズの向きから得られる３次元画像が記録
されることなく画面表示ＬＣＤパネル上に表示されて、
既に撮影された３次元画像が重合される様に制御され
る。
元画像を現在の２次元画像上に重合させたが、既に撮影
された３次元画像を確定していない３次元画像上に重合
させてもよい。この表示は３次元画像が画面表示ＬＣＤ
パネル３７上に表示されている状態において、例えばレ
リーズボタン１５を半押しすることにより行われる。レ
リーズスイッチ１５半押しされると現在のカメラの位
置、姿勢、レンズの向きから得られる３次元画像が記録
されることなく画面表示ＬＣＤパネル上に表示されて、
既に撮影された３次元画像が重合される様に制御され
る。
【００５０】なお３次元画像を取得するときには、まず
カラー画像（２次元画像）が取得され、その後３次元画
像が取得される。すなわち１回の撮影動作においてカラ
ー画像と３次元画像とが取得され、記録される。
カラー画像（２次元画像）が取得され、その後３次元画
像が取得される。すなわち１回の撮影動作においてカラ
ー画像と３次元画像とが取得され、記録される。
【００５１】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、被写体の
３次元形状の検出に必要な３次元画像の有無が容易に確
認できるように３次元画像が合成、表示される３次元画
像入力装置を得ることができる。
３次元形状の検出に必要な３次元画像の有無が容易に確
認できるように３次元画像が合成、表示される３次元画
像入力装置を得ることができる。
【図１】本発明の実施形態である３次元画像入力装置を
備えたカメラの斜視図である。
備えたカメラの斜視図である。
【図２】本発明の実施形態である３次元画像入力装置を
備えたカメラの背面図である。
備えたカメラの背面図である。
【図３】図１、２に示すカメラの回路構成を示すブロッ
ク図である。
ク図である。
【図４】測距光による距離測定の原理を説明するための
図である。
図である。
【図５】測距光、反射光、ゲートパルスおよびＣＣＤが
受光する光量分布を示す図である。
受光する光量分布を示す図である。
【図６】合成モードで複数方向から被写体を撮影し、被
写体全体の３次元形状を検出する方法について説明した
図である。
写体全体の３次元形状を検出する方法について説明した
図である。
【図７】３次元画像検出動作のフローチャートである。
【図８】２次元画像と３次元画像との重合表示を示す図
である。
である。
１０ カメラ本体 ３７ 画面表示ＬＣＤパネル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０４Ｎ 7/18 Ｈ０４Ｎ 7/18 Ｖ Ｆターム(参考） 2F065 AA04 BB15 FF04 FF12 FF63 GG04 HH14 JJ26 QQ03 QQ24 SS11 SS13 UU05 5B057 AA20 BA02 BA29 CD01 CE08 DA07 DA16 5C022 AA01 AB15 AB45 AB61 AC01 AC42 AC69 CA02 5C054 AA01 CA04 CC05 FD03 GB15 HA01 HA17 5C061 AA20 AB02 AB08
Claims (6)
- 【請求項１】 本体と、 前記本体の移動を検出する移動検出手段と、 前記本体内に設けられ被写体の表面各点までの距離を示
す距離データによって形成される第１の３次元画像を取
得する３次元画像取得手段と、 前記移動検出手段の検出結果に基づいて、前記第１の３
次元画像を座標変換する座標変換手段と、 前記座標変換手段によって座標変換された前記第１の３
次元画像を画面上に表示する画像表示手段とを備えるこ
とを特徴とする３次元画像入力装置。 - 【請求項２】 前記３次元画像取得手段が前記第１の３
次元画像の撮影終了後に第２の３次元画像の撮影が可能
であり、前記第１の３次元画像と前記第２の３次元画像
とを合成して第３の３次元画像を形成する手段を備える
ことを特徴とする請求項１に記載の３次元画像入力装
置。 - 【請求項３】 前記座標変換手段が前記移動検出手段の
検出結果に基づいて前記第３の３次元画像を座標変換
し、前記画像表示手段が前記第３の３次元画像を画面上
に表示することを特徴とする請求項２に記載の３次元画
像入力装置。 - 【請求項４】 前記座標変換手段が前記本体の移動後の
位置を原点とし、前記本体の移動後のレンズの光軸方向
を座標軸の一つとする座標系に変換することを特徴とす
る請求項１に記載の３次元画像入力装置。 - 【請求項５】 前記３次元画像取得手段が２次元画像を
撮影可能であって、前記画像表示手段が前記２次元画像
上に前記３次元画像を重合させて表示すること特徴とす
る請求項１に記載の３次元画像入力装置。 - 【請求項６】 前記移動検出手段が撮影時における前記
本体の位置から移動後の前記本体の位置に至るまでの前
記本体の角速度を検出する角速度検出手段と、撮影時に
おける前記本体の位置から移動後の前記本体の位置に至
るまでの前記本体の加速度を検出する加速度検出手段を
備えることを特徴とする請求項１に記載の３次元画像入
力装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000204850A JP2002027500A (ja) | 2000-07-06 | 2000-07-06 | ３次元画像入力装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000204850A JP2002027500A (ja) | 2000-07-06 | 2000-07-06 | ３次元画像入力装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002027500A true JP2002027500A (ja) | 2002-01-25 |
Family
ID=18702043
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000204850A Withdrawn JP2002027500A (ja) | 2000-07-06 | 2000-07-06 | ３次元画像入力装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002027500A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014074615A (ja) * | 2012-10-03 | 2014-04-24 | Stanley Electric Co Ltd | 三次元情報生成装置および三次元情報生成方法 |
| WO2015068470A1 (ja) * | 2013-11-06 | 2015-05-14 | 凸版印刷株式会社 | ３次元形状計測装置、３次元形状計測方法及び３次元形状計測プログラム |
| KR101788960B1 (ko) * | 2016-02-24 | 2017-10-23 | 서울대학교산학협력단 | 관절 가동성 자동측정장치 및 이를 이용한 관절 가동성 자동측정방법 |
-
2000
- 2000-07-06 JP JP2000204850A patent/JP2002027500A/ja not_active Withdrawn
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014074615A (ja) * | 2012-10-03 | 2014-04-24 | Stanley Electric Co Ltd | 三次元情報生成装置および三次元情報生成方法 |
| WO2015068470A1 (ja) * | 2013-11-06 | 2015-05-14 | 凸版印刷株式会社 | ３次元形状計測装置、３次元形状計測方法及び３次元形状計測プログラム |
| CN105705903A (zh) * | 2013-11-06 | 2016-06-22 | 凸版印刷株式会社 | 3维形状计测装置、3维形状计测方法及3维形状计测程序 |
| JPWO2015068470A1 (ja) * | 2013-11-06 | 2017-03-09 | 凸版印刷株式会社 | ３次元形状計測装置、３次元形状計測方法及び３次元形状計測プログラム |
| US10347029B2 (en) | 2013-11-06 | 2019-07-09 | Toppan Printing Co., Ltd. | Apparatus for measuring three dimensional shape, method for measuring three dimensional shape and three dimensional shape measurement program |
| KR101788960B1 (ko) * | 2016-02-24 | 2017-10-23 | 서울대학교산학협력단 | 관절 가동성 자동측정장치 및 이를 이용한 관절 가동성 자동측정방법 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20070618 |
|
| A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20080425 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20091111 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20091118 |
|
| A761 | Written withdrawal of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20091228 |