JP2002077944A - 立体映像装置 - Google Patents
立体映像装置Info
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- JP2002077944A JP2002077944A JP2000267232A JP2000267232A JP2002077944A JP 2002077944 A JP2002077944 A JP 2002077944A JP 2000267232 A JP2000267232 A JP 2000267232A JP 2000267232 A JP2000267232 A JP 2000267232A JP 2002077944 A JP2002077944 A JP 2002077944A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 映像装置において、装置のサイズを増大する
ことなく、立体映像を生成することを可能にする。 【解決手段】 カメラ１００により撮影された通常画像
と、距離獲得手段により獲得された距離情報に基づい
て、立体映像生成装置１４１により通常画像を構成する
画素を、視点を動かす方向によりシフトする方向を決
め、視点を動かす量が大きい程、また、表示する物体が
近い画素程、より大きくシフトさせることにより通常画
像を撮影した視点より視差のある画像を得る。両眼視像
の場合は、右目用画像及び左目用画像が生成され、ヘッ
ドマウントディスプレー１２０に表示される。多眼視像
の場合は通常画像より視差を左右に段階的に広げた画像
が生成され、それらの画像は立体映像表示装置１３０に
表示される。
ことなく、立体映像を生成することを可能にする。 【解決手段】 カメラ１００により撮影された通常画像
と、距離獲得手段により獲得された距離情報に基づい
て、立体映像生成装置１４１により通常画像を構成する
画素を、視点を動かす方向によりシフトする方向を決
め、視点を動かす量が大きい程、また、表示する物体が
近い画素程、より大きくシフトさせることにより通常画
像を撮影した視点より視差のある画像を得る。両眼視像
の場合は、右目用画像及び左目用画像が生成され、ヘッ
ドマウントディスプレー１２０に表示される。多眼視像
の場合は通常画像より視差を左右に段階的に広げた画像
が生成され、それらの画像は立体映像表示装置１３０に
表示される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は映像装置に関し、特
に立体視の可能な映像を生成する映像装置に関するもの
である。
に立体視の可能な映像を生成する映像装置に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】画像の観察において、被写体を３次元で
観察するということは、被写体の形状や大きさを把握す
る上で大変有効である。そのため、立体形状を表示する
映像装置については、ヘッドマウントディスプレーなど
の両眼視像を表示するものや、特開平１１−３０８６４
２号に記載されているようなレンチキュラーレンズを用
いて多眼視像を表示するものなど様々な方法が提案され
ている。同様に被写体の立体形状を撮影する撮影装置に
ついても、被写体を両眼視像として撮影するものや多眼
視像として撮影するものなど様々な方法が提案されてい
る。
観察するということは、被写体の形状や大きさを把握す
る上で大変有効である。そのため、立体形状を表示する
映像装置については、ヘッドマウントディスプレーなど
の両眼視像を表示するものや、特開平１１−３０８６４
２号に記載されているようなレンチキュラーレンズを用
いて多眼視像を表示するものなど様々な方法が提案され
ている。同様に被写体の立体形状を撮影する撮影装置に
ついても、被写体を両眼視像として撮影するものや多眼
視像として撮影するものなど様々な方法が提案されてい
る。
【０００３】立体映像を表示するものとして最も簡単な
ものとしてはステレオカメラが上げられる。これは人間
の両眼の視差に相当する間隔を左右に離した２台のカメ
ラで撮影した写真を、被写体に対して右側のカメラで撮
影した写真を右目で、被写体に対して左側のカメラで撮
影した写真を左目で見ることにより、両眼立体視像を見
せるようにしたものである。上記の原理を応用して、一
つの筐体の中に両眼に相当する２つの撮影系を内蔵し、
手軽に両眼立体視像を撮影できるカメラなども考案され
ている。
ものとしてはステレオカメラが上げられる。これは人間
の両眼の視差に相当する間隔を左右に離した２台のカメ
ラで撮影した写真を、被写体に対して右側のカメラで撮
影した写真を右目で、被写体に対して左側のカメラで撮
影した写真を左目で見ることにより、両眼立体視像を見
せるようにしたものである。上記の原理を応用して、一
つの筐体の中に両眼に相当する２つの撮影系を内蔵し、
手軽に両眼立体視像を撮影できるカメラなども考案され
ている。
【０００４】また、一つの被写体を複数の視点から撮影
し、それらの画像をレンチキュラーレンズを用いた立体
映像表示装置などで同時に表示することにより多眼視像
が得られる。
し、それらの画像をレンチキュラーレンズを用いた立体
映像表示装置などで同時に表示することにより多眼視像
が得られる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ステレ
オカメラの方式で両眼立体視像を得るためには、撮影系
が２つ必要になり、装置のサイズが大きくなるといった
問題がある。そこで、この問題を解決するために通常カ
メラのレンズ先端にアタッチメントを取り付けてステレ
オ画像を撮影する技術などが知られているが、いずれに
しても通常のカメラに比べて装置のサイズが増大してし
まう。
オカメラの方式で両眼立体視像を得るためには、撮影系
が２つ必要になり、装置のサイズが大きくなるといった
問題がある。そこで、この問題を解決するために通常カ
メラのレンズ先端にアタッチメントを取り付けてステレ
オ画像を撮影する技術などが知られているが、いずれに
しても通常のカメラに比べて装置のサイズが増大してし
まう。
【０００６】また、多眼視像を得るためには複数個の撮
影系が必要となるため、さらなる装置のサイズの増大を
招いてしまう。
影系が必要となるため、さらなる装置のサイズの増大を
招いてしまう。
【０００７】また、両眼視像や多眼視像を得るために一
つのカメラを視点の異なる複数の位置に移動させて撮影
を行う方法が提示されているが、この方法も撮影のため
に大きなスペースを必要とし、撮影位置が限られている
場合には使用することが難しい。
つのカメラを視点の異なる複数の位置に移動させて撮影
を行う方法が提示されているが、この方法も撮影のため
に大きなスペースを必要とし、撮影位置が限られている
場合には使用することが難しい。
【０００８】さらに、前述した通り装置のサイズの増大
を招いてしまう方法や、複数の撮影位置から撮影を行う
必要がある方法などは、特に狭い空間の撮影に用いる内
視鏡などの装置のサイズが小さいほうが好ましい映像装
置の場合においては実用に耐えない。
を招いてしまう方法や、複数の撮影位置から撮影を行う
必要がある方法などは、特に狭い空間の撮影に用いる内
視鏡などの装置のサイズが小さいほうが好ましい映像装
置の場合においては実用に耐えない。
【０００９】本発明は上記のような従来技術の問題点に
鑑みて、単眼光学系により撮影した通常画像から立体映
像を生成することが可能な比較的小型の立体映像装置を
提供することを目的とするものである。
鑑みて、単眼光学系により撮影した通常画像から立体映
像を生成することが可能な比較的小型の立体映像装置を
提供することを目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明による映像装置
は、被写体各部までの距離情報を得る距離獲得手段と、
被写体の映像情報を得る映像獲得手段と、映像獲得手段
により得られた映像情報と距離獲得手段により得られた
距離情報に基づいて、被写体の各部に対して異なる視差
を付与して被写体の立体映像を生成する立体映像生成手
段と、立体映像生成手段により生成された立体映像を表
示する立体映像表示手段とからなることを特徴とするも
のである。
は、被写体各部までの距離情報を得る距離獲得手段と、
被写体の映像情報を得る映像獲得手段と、映像獲得手段
により得られた映像情報と距離獲得手段により得られた
距離情報に基づいて、被写体の各部に対して異なる視差
を付与して被写体の立体映像を生成する立体映像生成手
段と、立体映像生成手段により生成された立体映像を表
示する立体映像表示手段とからなることを特徴とするも
のである。
【００１１】ここで、図２に示す原理図をもとに、立体
映像生成手段が、映像情報に視差を付与して、両眼視像
又は多眼視像である立体映像を生成する方法を説明す
る。
映像生成手段が、映像情報に視差を付与して、両眼視像
又は多眼視像である立体映像を生成する方法を説明す
る。
【００１２】最初に撮影位置から視点がずれた位置から
見た画像を生成する方法を説明する。ここで右に視点を
ずらした場合を例とすると、右にずらした想定位置に置
かれたカメラ２０ｂから見える画像２１ｂのように、撮
影位置から距離が遠い四角の物体１ｂに比べて近い丸い
物体１ａほど物体がより左にシフトして見える。さら
に、視点のずれが大きくなるとシフトする量も比例して
大きくなる。
見た画像を生成する方法を説明する。ここで右に視点を
ずらした場合を例とすると、右にずらした想定位置に置
かれたカメラ２０ｂから見える画像２１ｂのように、撮
影位置から距離が遠い四角の物体１ｂに比べて近い丸い
物体１ａほど物体がより左にシフトして見える。さら
に、視点のずれが大きくなるとシフトする量も比例して
大きくなる。
【００１３】このことから、右目用の画像を生成すると
きは、映像獲得手段から近い物体１ａを表示する画素を
多く左にシフトさせ、遠い物体１ｂを表示する画素を少
なく左にシフトさせる。左目用の画像を生成するとき
は、左にずらした想定位置に置かれたカメラ２０ｄから
見える画像２１ｄのように、映像獲得手段から近い物体
１ａを表示する画素を多く右にシフトさせ、遠い物体１
ｂを表示する画素を少なく右にシフトさせることによ
り、立体映像を生成できることが分かる。このように、
カメラにより撮影した画像を構成する画素を、視点を動
かす方向によりシフトする方向を決め、視点を動かす量
が大きい程、また表示する物体が近い画素程より多くシ
フトさせることにより立体映像を得ることができる。
きは、映像獲得手段から近い物体１ａを表示する画素を
多く左にシフトさせ、遠い物体１ｂを表示する画素を少
なく左にシフトさせる。左目用の画像を生成するとき
は、左にずらした想定位置に置かれたカメラ２０ｄから
見える画像２１ｄのように、映像獲得手段から近い物体
１ａを表示する画素を多く右にシフトさせ、遠い物体１
ｂを表示する画素を少なく右にシフトさせることによ
り、立体映像を生成できることが分かる。このように、
カメラにより撮影した画像を構成する画素を、視点を動
かす方向によりシフトする方向を決め、視点を動かす量
が大きい程、また表示する物体が近い画素程より多くシ
フトさせることにより立体映像を得ることができる。
【００１４】すなわち、上記のようにして生成した右目
用画像を右目で、左目用画像を左目で見ることにより、
両眼視像を得ることができる。
用画像を右目で、左目用画像を左目で見ることにより、
両眼視像を得ることができる。
【００１５】同様に多眼視像も、上記の方法により１枚
の画像から距離に応じてシフト量を変えて複数の視点か
ら撮影した画像を生成することにより得ることができ
る。
の画像から距離に応じてシフト量を変えて複数の視点か
ら撮影した画像を生成することにより得ることができ
る。
【００１６】また、本発明による映像装置には、前記距
離獲得手段に、被写体までの発散照射距離の異なる複数
の発光位置からほぼ同時に光を被写体に照射可能な照射
手段と、照射手段の各発光位置からの光による被写体か
らの反射光像を独立に撮影可能な撮像手段と、独立に撮
影された各反射光像の対応する各部の反射強度の比に基
づく演算により各部の発光位置からの距離を算出する演
算手段とからなるものを用いてもよい。
離獲得手段に、被写体までの発散照射距離の異なる複数
の発光位置からほぼ同時に光を被写体に照射可能な照射
手段と、照射手段の各発光位置からの光による被写体か
らの反射光像を独立に撮影可能な撮像手段と、独立に撮
影された各反射光像の対応する各部の反射強度の比に基
づく演算により各部の発光位置からの距離を算出する演
算手段とからなるものを用いてもよい。
【００１７】ここで、発散照射距離とは、単位照射面積
当りの照度が距離の２乗に反比例するように、光が発散
して進む距離を意味し、平行ビームとして進む距離や、
光ファイバー内を進む距離は含まない。また、ほぼ同時
とは、同時または被写体に動きが認められない程度の時
間差を意味する。
当りの照度が距離の２乗に反比例するように、光が発散
して進む距離を意味し、平行ビームとして進む距離や、
光ファイバー内を進む距離は含まない。また、ほぼ同時
とは、同時または被写体に動きが認められない程度の時
間差を意味する。
【００１８】ここで、図３に示す原理図をもとに単眼に
より撮影した画像から距離を算出する演算方法について
説明する。
より撮影した画像から距離を算出する演算方法について
説明する。
【００１９】被写体２からの距離の異なる２つの点光源
３０及び３１から被写体２に光を照射する。このとき
の、被写体から近い点光源３０の輝度を既知の値Ｌ１、
被写体から遠い点光源３１の輝度を既知の値Ｌ２、両点
光源３０、３１間の距離を既知の値Ｌ、点光源３０から
被写体までの距離をＲ１、点光源３１から被写体までの
距離をＲ２、被写体の各点光源３０，３１から発せられ
る光に対する分光反射率をＲｆとすると、各素子の位置
関係より Ｒ１＋Ｌ＝Ｒ２（１） となり、点光源３０からの光の被写体２による反射光強
度をＬｒ１とすると、 Ｌｒ１＝Ｒｆ・Ｌ１／４πＲ１ ２（２） となり、点光源３１からの光の被写体２による反射光強
度をＬｒ２とすると、 Ｌｒ２＝Ｒｆ・Ｌ２／４πＲ２ ２（３） となる。
３０及び３１から被写体２に光を照射する。このとき
の、被写体から近い点光源３０の輝度を既知の値Ｌ１、
被写体から遠い点光源３１の輝度を既知の値Ｌ２、両点
光源３０、３１間の距離を既知の値Ｌ、点光源３０から
被写体までの距離をＲ１、点光源３１から被写体までの
距離をＲ２、被写体の各点光源３０，３１から発せられ
る光に対する分光反射率をＲｆとすると、各素子の位置
関係より Ｒ１＋Ｌ＝Ｒ２（１） となり、点光源３０からの光の被写体２による反射光強
度をＬｒ１とすると、 Ｌｒ１＝Ｒｆ・Ｌ１／４πＲ１ ２（２） となり、点光源３１からの光の被写体２による反射光強
度をＬｒ２とすると、 Ｌｒ２＝Ｒｆ・Ｌ２／４πＲ２ ２（３） となる。
【００２０】ここで、これらの反射光強度の比をＷｒと
して求めると、 Ｗｒ＝Ｌｒ１／Ｌｒ２＝Ｒｆ・Ｌ１・４πＲ２ ２／４πＲ１ ２・Ｒｆ・Ｌ２ ＝Ｌ１・Ｒ２ ２／Ｌ２・Ｒ１ ２（４） となり、（４）式に（１）式を代入し、被写体までの距
離Ｒ１を求める式に変形することにより、
して求めると、 Ｗｒ＝Ｌｒ１／Ｌｒ２＝Ｒｆ・Ｌ１・４πＲ２ ２／４πＲ１ ２・Ｒｆ・Ｌ２ ＝Ｌ１・Ｒ２ ２／Ｌ２・Ｒ１ ２（４） となり、（４）式に（１）式を代入し、被写体までの距
離Ｒ１を求める式に変形することにより、
【数１】 が得られる。
【００２１】（５）式より、Ｌ１、Ｌ２、Ｌは既知の
値、Ｗｒは撮影された２枚の画像の各画素の輝度の比か
ら求められるため、被写体までの距離Ｒ１を得ることが
できる。
値、Ｗｒは撮影された２枚の画像の各画素の輝度の比か
ら求められるため、被写体までの距離Ｒ１を得ることが
できる。
【００２２】カメラ２０が撮影した点光源３０及び点光
源３１からの反射光像を入力し演算するコンピュータ
で、撮影された画像の各画素ごとに上記演算を行うこと
により、撮影された画像から被写体各部までの距離を得
ることができる。
源３１からの反射光像を入力し演算するコンピュータ
で、撮影された画像の各画素ごとに上記演算を行うこと
により、撮影された画像から被写体各部までの距離を得
ることができる。
【００２３】さらに、前記映像獲得手段と、前記距離獲
得手段で用いられている撮像手段とは、同一の手段とし
てもよい。
得手段で用いられている撮像手段とは、同一の手段とし
てもよい。
【００２４】本発明による映像装置において、立体映像
生成手段は、視差の大きさを変えることが可能なものと
してもよいし、さらに、表示手段に表示される画像の拡
大率に応じて、視差の大きさを決定することもできるよ
うにしてもよい。
生成手段は、視差の大きさを変えることが可能なものと
してもよいし、さらに、表示手段に表示される画像の拡
大率に応じて、視差の大きさを決定することもできるよ
うにしてもよい。
【００２５】本発明による映像装置において、立体映像
生成手段は、両眼視像を生成するものとすることもでき
るし、多眼視像を生成するものとすることもできる。
生成手段は、両眼視像を生成するものとすることもでき
るし、多眼視像を生成するものとすることもできる。
【００２６】さらに、本発明による映像装置において、
映像獲得手段は内視鏡とすることができる。
映像獲得手段は内視鏡とすることができる。
【００２７】
【発明の効果】上記のように構成された本発明による映
像装置は、単眼光学系による映像獲得手段により獲得し
た映像から立体映像を生成することができるので、装置
のサイズの増大を防ぐことができ、比較的小型の立体視
可能な映像装置を提供することができる。
像装置は、単眼光学系による映像獲得手段により獲得し
た映像から立体映像を生成することができるので、装置
のサイズの増大を防ぐことができ、比較的小型の立体視
可能な映像装置を提供することができる。
【００２８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の具体的な実施の形
態について図面を用いて説明する。図１は、本実施形態
による内視鏡装置の概略構成を示す図である。
態について図面を用いて説明する。図１は、本実施形態
による内視鏡装置の概略構成を示す図である。
【００２９】ここで、本実施形態では距離獲得手段に、
発散照射距離の異なる複数の発光位置からほぼ同時に光
を被写体に照射し、それらの光による被写体からの反射
光像を独立に撮影し、撮影されたそれらの反射光像の対
応する各部の反射強度の比に基づく演算により各部の発
光位置からの距離を算出することにより、被写体の距離
を求める方法を用いる。
発散照射距離の異なる複数の発光位置からほぼ同時に光
を被写体に照射し、それらの光による被写体からの反射
光像を独立に撮影し、撮影されたそれらの反射光像の対
応する各部の反射強度の比に基づく演算により各部の発
光位置からの距離を算出することにより、被写体の距離
を求める方法を用いる。
【００３０】本実施の形態による映像装置は、カメラ１
００と、そのカメラ１００に設けられた、被写体１まで
の発散照射距離の異なる２つの位置５０ａ，５０ｂから
光を照射するための２つの光源１０４及び光源１０５
と、カメラ１００が撮影した２枚の画像に基づいて通常
画像と距離分布情報を算出して画像化した信号を出力す
る機能を持ったコンピュータ１４０と、コンピュータ１
４０から送られた通常画像と距離分布情報を基に立体映
像を生成する立体映像生成装置１４１と、立体映像生成
装置１４１の映像出力信号を受けて両眼視像として表示
するヘッドマウントディスプレー１２０とから構成され
ている。
００と、そのカメラ１００に設けられた、被写体１まで
の発散照射距離の異なる２つの位置５０ａ，５０ｂから
光を照射するための２つの光源１０４及び光源１０５
と、カメラ１００が撮影した２枚の画像に基づいて通常
画像と距離分布情報を算出して画像化した信号を出力す
る機能を持ったコンピュータ１４０と、コンピュータ１
４０から送られた通常画像と距離分布情報を基に立体映
像を生成する立体映像生成装置１４１と、立体映像生成
装置１４１の映像出力信号を受けて両眼視像として表示
するヘッドマウントディスプレー１２０とから構成され
ている。
【００３１】カメラ１００の内部の先端には、対物レン
ズ１０１が設けられており、その後面には多数のＣＣＤ
素子からなる画像素子１０２が設けられており、その画
像素子１０２にはＣＣＤケーブル１０３の先端が接続さ
れている。ＣＣＤケーブル１０３の基端は、コンピュー
タ１４０に接続されている。
ズ１０１が設けられており、その後面には多数のＣＣＤ
素子からなる画像素子１０２が設けられており、その画
像素子１０２にはＣＣＤケーブル１０３の先端が接続さ
れている。ＣＣＤケーブル１０３の基端は、コンピュー
タ１４０に接続されている。
【００３２】次に以上のように構成された本実施の形態
による映像装置の作用について説明する。
による映像装置の作用について説明する。
【００３３】まず、カメラ１００に取り付けられている
被写体までの距離が近い光源１０４により被写体１に通
常画像撮影用の白色光が照射される。白色光の被写体１
からの反射光は対物レンズ１０１によって集光され、撮
像素子１０２に結像される。撮像素子１０２からの映像
信号はＣＣＤケーブル１０３を通ってコンピュータ１４
０に送られ、コンピュータ１４０内のメモリに保存され
る。
被写体までの距離が近い光源１０４により被写体１に通
常画像撮影用の白色光が照射される。白色光の被写体１
からの反射光は対物レンズ１０１によって集光され、撮
像素子１０２に結像される。撮像素子１０２からの映像
信号はＣＣＤケーブル１０３を通ってコンピュータ１４
０に送られ、コンピュータ１４０内のメモリに保存され
る。
【００３４】次に、カメラ１００に取り付けられた被写
体までの距離の遠い光源１０５により被写体１に通常画
像撮影用の白色光が照射される。白色光の被写体１から
の反射光は対物レンズ１０１によって集光され、撮像素
子１０２に結像される。撮像素子１０２からの映像信号
はＣＣＤケーブル１０３を通ってコンピュータ１４０に
送られ、コンピュータ１４０内のメモリに保存される。
体までの距離の遠い光源１０５により被写体１に通常画
像撮影用の白色光が照射される。白色光の被写体１から
の反射光は対物レンズ１０１によって集光され、撮像素
子１０２に結像される。撮像素子１０２からの映像信号
はＣＣＤケーブル１０３を通ってコンピュータ１４０に
送られ、コンピュータ１４０内のメモリに保存される。
【００３５】このように遠距離光源１０５からの光の反
射光像と近距離光源１０４からの光の反射光像は、光源
の発光の切替えに同期して独立に撮影される。
射光像と近距離光源１０４からの光の反射光像は、光源
の発光の切替えに同期して独立に撮影される。
【００３６】次に撮影された２枚の画像からコンピュー
タ１４０により前述の原理に基づいて被写体各部までの
距離を演算することにより、画像の各画素ごとに距離が
算出される。また、撮影された２枚の画像のうちいずれ
か一方は通常画像としても用いられる。
タ１４０により前述の原理に基づいて被写体各部までの
距離を演算することにより、画像の各画素ごとに距離が
算出される。また、撮影された２枚の画像のうちいずれ
か一方は通常画像としても用いられる。
【００３７】上記のようにして得られた通常画像及び距
離情報は、コンピュータ１４０から立体映像生成装置１
４１に送られる。送られた通常画像及び距離情報に基づ
いて立体映像生成装置１４１により前述の原理に基づい
て、右目用画像及び左目用画像が生成され、それらの画
像はヘッドマウントディスプレー１２０に表示される。
離情報は、コンピュータ１４０から立体映像生成装置１
４１に送られる。送られた通常画像及び距離情報に基づ
いて立体映像生成装置１４１により前述の原理に基づい
て、右目用画像及び左目用画像が生成され、それらの画
像はヘッドマウントディスプレー１２０に表示される。
【００３８】ヘッドマウントディスプレー１２０に表示
される両眼視像を構成する右目用と左目用の画像は、前
述の原理により被写体までの距離に応じて画素を原の画
像から左右にシフトさせる量が決められ、さらに左右の
視差の大きさによって各画素をシフトさせる量に係数が
掛けられる。この係数を調整することにより立体感を強
調又は低減することができる。
される両眼視像を構成する右目用と左目用の画像は、前
述の原理により被写体までの距離に応じて画素を原の画
像から左右にシフトさせる量が決められ、さらに左右の
視差の大きさによって各画素をシフトさせる量に係数が
掛けられる。この係数を調整することにより立体感を強
調又は低減することができる。
【００３９】さらに、表示される画像の拡大率が大きい
場合には立体感を低減するように、拡大率が小さい場合
には立体感を強調するようにして、観察者に負担がかか
らないように、自動的に視差の強調または低減の度合い
を決定させることもできる。
場合には立体感を低減するように、拡大率が小さい場合
には立体感を強調するようにして、観察者に負担がかか
らないように、自動的に視差の強調または低減の度合い
を決定させることもできる。
【００４０】上記のように構成された本発明による映像
装置によれば、映像獲得手段が単眼光学系であるため、
装置のサイズの増大を防ぐことができ、小型の立体映像
装置を提供することができる。
装置によれば、映像獲得手段が単眼光学系であるため、
装置のサイズの増大を防ぐことができ、小型の立体映像
装置を提供することができる。
【００４１】本実施形態では、発散照射距離の異なる複
数の発光位置からほぼ同時に光を被写体に照射し、それ
らの光による被写体からの反射光像を独立に撮影し、撮
影されたそれらの反射光像の対応する各部の反射強度の
比に基づく演算により各部の発光位置からの距離を算出
して被写体までの距離を得る方法により被写体各部まで
の距離の測定を行ったが、被写体各部までの距離が獲得
できる方法であればどのような距離獲得手段を用いても
よい。
数の発光位置からほぼ同時に光を被写体に照射し、それ
らの光による被写体からの反射光像を独立に撮影し、撮
影されたそれらの反射光像の対応する各部の反射強度の
比に基づく演算により各部の発光位置からの距離を算出
して被写体までの距離を得る方法により被写体各部まで
の距離の測定を行ったが、被写体各部までの距離が獲得
できる方法であればどのような距離獲得手段を用いても
よい。
【００４２】また、本実施形態では、両眼視像を表示す
る装置としてヘッドマウントディスプレーを用いたが、
両眼視像を表示できるものであればどのような装置を用
いてもかまわない。
る装置としてヘッドマウントディスプレーを用いたが、
両眼視像を表示できるものであればどのような装置を用
いてもかまわない。
【００４３】また、本実施の形態において、多眼視像を
生成する場合について図２及び図４を用いて説明する。
ここでは、近距離にある被写体１ａと遠距離にある被写
体１ｂを単眼のカメラ２０ａで撮影する。
生成する場合について図２及び図４を用いて説明する。
ここでは、近距離にある被写体１ａと遠距離にある被写
体１ｂを単眼のカメラ２０ａで撮影する。
【００４４】カメラ２０ａで撮影された１つの画像２１
ａに基づいて、そのカメラ２０ａの左右に配置されたと
想定されるカメラ２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ、２０ｅから
撮影されると想定される視差をもった画像２１ｂ、２１
ｃ、２１ｄ、２１ｅが、被写体１ａ、１ｂまでの前述の
方法により算出された距離と、それぞれの想定されたカ
メラの位置に応じてコンピュータ１４０と立体映像生成
装置１４２によって生成される。これら５つの画像はそ
れぞれ異なった視差を有する多眼視像となり、立体映像
装置１３０に表示される。
ａに基づいて、そのカメラ２０ａの左右に配置されたと
想定されるカメラ２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ、２０ｅから
撮影されると想定される視差をもった画像２１ｂ、２１
ｃ、２１ｄ、２１ｅが、被写体１ａ、１ｂまでの前述の
方法により算出された距離と、それぞれの想定されたカ
メラの位置に応じてコンピュータ１４０と立体映像生成
装置１４２によって生成される。これら５つの画像はそ
れぞれ異なった視差を有する多眼視像となり、立体映像
装置１３０に表示される。
【００４５】ここで用いる立体映像装置１３０は特開平
１１−３０８６４２号に開示されているようなレンチキ
ュラーレンズを使用するもの等、多眼視像を表示できる
ものであればどのような装置を用いてもよい。レンチキ
ュラーレンズを使用する場合は、前記多眼視像の基とな
る５つの画像２１ａ〜２１ｅをレンチキュラーレンズ用
に加工して表示し、レンズと合わせて立体視する。
１１−３０８６４２号に開示されているようなレンチキ
ュラーレンズを使用するもの等、多眼視像を表示できる
ものであればどのような装置を用いてもよい。レンチキ
ュラーレンズを使用する場合は、前記多眼視像の基とな
る５つの画像２１ａ〜２１ｅをレンチキュラーレンズ用
に加工して表示し、レンズと合わせて立体視する。
【００４６】次に、本発明の第２の実施の形態について
説明する。第２の実施の形態は本発明による映像装置を
内視鏡に応用した例を示すもので、図５は本実施の形態
の概略構成を示す図である。
説明する。第２の実施の形態は本発明による映像装置を
内視鏡に応用した例を示すもので、図５は本実施の形態
の概略構成を示す図である。
【００４７】本実施の形態による内視鏡装置は、被験者
の体腔内に挿入される内視鏡２００と、その内視鏡２０
０先端付近内部に設けられた、被写体１０までの発散照
射距離の異なる２つの位置５１ａ，５１ｂから光を照射
するための２つの光源２６２、２６５を備えた照明ユニ
ット２６０と、内視鏡２００内の撮像素子２０２が対物
レンズ２０１を通して撮影した２枚の画像に基づいて通
常画像信号と距離分布情報を算出して画像化した信号を
出力する機能及び内視鏡装置全体を制御する機能を持っ
たコンピュータ２４０と、コンピュータ２４０から送ら
れた通常画像と距離分布情報を基に立体映像を生成する
立体映像生成装置２４１と、立体映像生成装置２４１の
映像出力信号を受けて両眼視像として表示するヘッドマ
ウントディスプレー１２０とから構成されている。
の体腔内に挿入される内視鏡２００と、その内視鏡２０
０先端付近内部に設けられた、被写体１０までの発散照
射距離の異なる２つの位置５１ａ，５１ｂから光を照射
するための２つの光源２６２、２６５を備えた照明ユニ
ット２６０と、内視鏡２００内の撮像素子２０２が対物
レンズ２０１を通して撮影した２枚の画像に基づいて通
常画像信号と距離分布情報を算出して画像化した信号を
出力する機能及び内視鏡装置全体を制御する機能を持っ
たコンピュータ２４０と、コンピュータ２４０から送ら
れた通常画像と距離分布情報を基に立体映像を生成する
立体映像生成装置２４１と、立体映像生成装置２４１の
映像出力信号を受けて両眼視像として表示するヘッドマ
ウントディスプレー１２０とから構成されている。
【００４８】内視鏡２００は、内部に先端まで延びるＣ
ＣＤケーブル２０４、近距離用ライトガイド２０６、遠
距離用ライトガイド２０８を備えている。ＣＣＤケーブ
ル２０４の先端部には撮像素子２０２が接続され、その
撮像素子２０２には反射用プリズム２０３が取り付けら
れている。反射用プリズム２０３、近距離用ライトガイ
ド２０６及び遠距離用ライトガイド２０８の先端部、即
ち内視鏡２００の先端部には、対物レンズ２０１と近距
離用照明レンズ２０５及び遠距離用照明レンズ２０７が
設けられている。ＣＣＤケーブル２０４の基端は、コン
ピュータ２４０に接続され、近距離用ライトガイド２０
６及び遠距離用ライトガイド２０８の基端は照明ユニッ
ト２６０に接続されている。
ＣＤケーブル２０４、近距離用ライトガイド２０６、遠
距離用ライトガイド２０８を備えている。ＣＣＤケーブ
ル２０４の先端部には撮像素子２０２が接続され、その
撮像素子２０２には反射用プリズム２０３が取り付けら
れている。反射用プリズム２０３、近距離用ライトガイ
ド２０６及び遠距離用ライトガイド２０８の先端部、即
ち内視鏡２００の先端部には、対物レンズ２０１と近距
離用照明レンズ２０５及び遠距離用照明レンズ２０７が
設けられている。ＣＣＤケーブル２０４の基端は、コン
ピュータ２４０に接続され、近距離用ライトガイド２０
６及び遠距離用ライトガイド２０８の基端は照明ユニッ
ト２６０に接続されている。
【００４９】照明ユニット２６０は、近距離用ライトガ
イド２０６を通して内視鏡２００から近距離用照射レン
ズ２０５により照射するための光源として、通常画像用
白色光を発する近距離用白色光源２６２と、その近距離
用白色光源２６２に電気的に接続された近距離用白色光
源用電源２６３と、近距離用白色光源２６２から射出さ
れた白色光を集光する近距離用白色光用集光レンズ２６
１、同じく遠距離用ライトガイド２０８を通して内視鏡
２００から遠距離用照射レンズ２０７により照射するた
めの光源として通常画像用白色光を発する遠距離用白色
光源２６５と、その遠距離用白色光源２６５に電気的に
接続された遠距離用白色光源用電源２６６と、遠距離用
白色光源２６５から射出された白色光を集光する遠距離
用白色光用集光レンズ２６４を備えている。
イド２０６を通して内視鏡２００から近距離用照射レン
ズ２０５により照射するための光源として、通常画像用
白色光を発する近距離用白色光源２６２と、その近距離
用白色光源２６２に電気的に接続された近距離用白色光
源用電源２６３と、近距離用白色光源２６２から射出さ
れた白色光を集光する近距離用白色光用集光レンズ２６
１、同じく遠距離用ライトガイド２０８を通して内視鏡
２００から遠距離用照射レンズ２０７により照射するた
めの光源として通常画像用白色光を発する遠距離用白色
光源２６５と、その遠距離用白色光源２６５に電気的に
接続された遠距離用白色光源用電源２６６と、遠距離用
白色光源２６５から射出された白色光を集光する遠距離
用白色光用集光レンズ２６４を備えている。
【００５０】コンピュータ２４０には、内視鏡２００か
ら延びているＣＣＤケーブル２０４が接続されている。
ら延びているＣＣＤケーブル２０４が接続されている。
【００５１】次に以上のように構成された本実施の形態
による内視鏡装置の作用について説明する。
による内視鏡装置の作用について説明する。
【００５２】まず、内視鏡２００は、オペレータの手に
より被験者の体腔内に挿入される。その後、近距離用白
色光源電源２６３が駆動され、近距離用白色光源２６２
から白色光が射出される。白色光は、近距離用白色光用
集光レンズ２６１を経てライトガイド２０６に入射さ
れ、内視鏡２００の先端部まで導光された後、被写体１
０から近い距離にある照明レンズ２０５により被写体１
０に照射される。白色光の被写体１０からの反射光は対
物レンズ２０１によって集光され、反射用プリズム２０
３により反射されて、通常画像用撮像素子２０２に結像
される。撮像素子２０２からの映像信号はＣＣＤケーブ
ル２０４を通ってコンピュータ２４０に送られ、コンピ
ュータ２４０内のメモリに保存される。
より被験者の体腔内に挿入される。その後、近距離用白
色光源電源２６３が駆動され、近距離用白色光源２６２
から白色光が射出される。白色光は、近距離用白色光用
集光レンズ２６１を経てライトガイド２０６に入射さ
れ、内視鏡２００の先端部まで導光された後、被写体１
０から近い距離にある照明レンズ２０５により被写体１
０に照射される。白色光の被写体１０からの反射光は対
物レンズ２０１によって集光され、反射用プリズム２０
３により反射されて、通常画像用撮像素子２０２に結像
される。撮像素子２０２からの映像信号はＣＣＤケーブ
ル２０４を通ってコンピュータ２４０に送られ、コンピ
ュータ２４０内のメモリに保存される。
【００５３】次に、近距離用の光源と同様に遠距離用白
色光源電源２６６が駆動され、遠距離用白色光源２６５
から白色光が射出される。白色光は、遠距離用白色光用
集光レンズ２６４を経てライトガイド２０８に入射さ
れ、内視鏡２００の先端部まで導光された後、被写体１
０から遠い距離にある照明レンズ２０７により被写体１
０に照射される。白色光の被写体１０からの反射光は対
物レンズ２０１によって集光され、反射用プリズム２０
３により反射されて、通常画像用撮像素子２０２に結像
される。撮像素子２０２からの映像信号はＣＣＤケーブ
ル２０４を通ってコンピュータ２４０に送られ、コンピ
ュータ２４０内のメモリに保存される。
色光源電源２６６が駆動され、遠距離用白色光源２６５
から白色光が射出される。白色光は、遠距離用白色光用
集光レンズ２６４を経てライトガイド２０８に入射さ
れ、内視鏡２００の先端部まで導光された後、被写体１
０から遠い距離にある照明レンズ２０７により被写体１
０に照射される。白色光の被写体１０からの反射光は対
物レンズ２０１によって集光され、反射用プリズム２０
３により反射されて、通常画像用撮像素子２０２に結像
される。撮像素子２０２からの映像信号はＣＣＤケーブ
ル２０４を通ってコンピュータ２４０に送られ、コンピ
ュータ２４０内のメモリに保存される。
【００５４】このように遠距離光源からの光の反射光像
と近距離光源からの光の反射光像は、光源の発光の切替
えに同期して独立に撮影される。
と近距離光源からの光の反射光像は、光源の発光の切替
えに同期して独立に撮影される。
【００５５】次に撮影された２枚の画像からコンピュー
タ２４０により前述の原理に基づいて被写体各部までの
距離を演算することにより、画像の各画素ごとに距離が
算出され、それらをまとめて距離情報が算出される。ま
た、撮影された２枚の画像のうちいずれか一方は通常画
像としても用いられる。
タ２４０により前述の原理に基づいて被写体各部までの
距離を演算することにより、画像の各画素ごとに距離が
算出され、それらをまとめて距離情報が算出される。ま
た、撮影された２枚の画像のうちいずれか一方は通常画
像としても用いられる。
【００５６】上記のように処理された通常画像及び距離
情報は、コンピュータ２４０から立体映像生成装置２４
１に送られる。送られた通常画像及び距離情報に基づい
て立体映像生成装置２４１により前述の原理に基づい
て、右目用画像及び左目用画像が生成され、それらの画
像はヘッドマウントディスプレー１２０に表示される。
これにより、内視鏡の画像を立体映像として見ることが
できる。
情報は、コンピュータ２４０から立体映像生成装置２４
１に送られる。送られた通常画像及び距離情報に基づい
て立体映像生成装置２４１により前述の原理に基づい
て、右目用画像及び左目用画像が生成され、それらの画
像はヘッドマウントディスプレー１２０に表示される。
これにより、内視鏡の画像を立体映像として見ることが
できる。
【００５７】本実施形態においても、第１の実施形態と
同様、立体感を強調又は低減することができるし、さら
に表示される画像の拡大率により自動的に視差の強調ま
たは低減の度合いを決定させることもできる。
同様、立体感を強調又は低減することができるし、さら
に表示される画像の拡大率により自動的に視差の強調ま
たは低減の度合いを決定させることもできる。
【００５８】上記のように構成された本実施形態による
映像装置によっても、第１実施形態と同様の効果を得る
ことができる。
映像装置によっても、第１実施形態と同様の効果を得る
ことができる。
【００５９】本実施形態においても、発散照射距離の異
なる複数の発光位置からほぼ同時に光を被写体に照射
し、それらの光による被写体からの反射光像を独立に撮
影し、撮影されたそれらの反射光像の対応する各部の反
射強度の比に基づく演算により各部の発光位置からの距
離を算出して被写体までの距離を得る方法により被写体
各部までの距離の測定を行ったが、本発明の目的を達成
し得る方法であれば距離獲得手段はどのような手段を用
いてもかまわない。
なる複数の発光位置からほぼ同時に光を被写体に照射
し、それらの光による被写体からの反射光像を独立に撮
影し、撮影されたそれらの反射光像の対応する各部の反
射強度の比に基づく演算により各部の発光位置からの距
離を算出して被写体までの距離を得る方法により被写体
各部までの距離の測定を行ったが、本発明の目的を達成
し得る方法であれば距離獲得手段はどのような手段を用
いてもかまわない。
【００６０】また、本実施形態でも、両眼視像を表示す
る装置としてヘッドマウントディスプレーを用いたが、
両眼視像を表示できるものであればどのような装置を用
いてもかまわない。
る装置としてヘッドマウントディスプレーを用いたが、
両眼視像を表示できるものであればどのような装置を用
いてもかまわない。
【００６１】また、本実施の形態においても、第１の実
施の形態と同様に、多眼視像を生成し、表示することが
できる。
施の形態と同様に、多眼視像を生成し、表示することが
できる。
【図１】本発明の第１実施形態による映像装置の概略構
成図
成図
【図２】本発明に用いる立体画像生成方法についての原
理図
理図
【図３】本発明に用いる距離演算方法についての原理図
【図４】本発明の第１実施形態による映像装置の概略構
成図
成図
【図５】本発明の第２実施形態による映像装置の概略構
成図
成図
【図６】本発明の第２実施形態による映像装置の概略構
成図
成図
１ 被写体 １００ カメラ １２０ ヘッドマウントディスプレー １２１ 映像ケーブル １３０ 立体映像表示装置 １４０、２４０ コンピュータ １４１、２４１ 立体映像生成装置 １４２、２４２ 立体映像生成装置 ２００ 内視鏡 ２６０ 照明ユニット
Claims (8)
- 【請求項１】 被写体各部までの距離情報を得る距離獲
得手段と、単眼光学系により前記被写体の映像情報を得
る映像獲得手段と、前記映像獲得手段により得られた映
像情報と前記距離獲得手段により得られた距離情報に基
づいて、前記被写体の各部に対して異なる視差を付与し
て被写体の立体映像を生成する立体映像生成手段と、前
記立体映像生成手段により生成された前記立体映像を表
示する立体映像表示手段とからなることを特徴とする映
像装置。 - 【請求項２】 前記距離獲得手段が、前記被写体までの
発散照射距離の異なる複数の発光位置からほぼ同時に光
を前記被写体に照射可能な照射手段と、該照射手段の各
発光位置からの光による前記被写体からの反射光像を独
立に撮影可能な撮像手段と、独立に撮影された前記各反
射光像の対応する各部の反射強度の比に基づく演算によ
り前記各部の発光位置からの距離を算出する演算手段と
からなるものであることを特徴とする請求項１記載の映
像装置。 - 【請求項３】 前記映像獲得手段と、前記距離獲得手段
で用いられている撮像手段とが同一のものであることを
特徴とする請求項２記載の映像装置。 - 【請求項４】 前記立体映像生成手段が、前記視差の大
きさを変えることが可能なものであることを特徴とする
請求項１記載の映像装置。 - 【請求項５】 前記立体映像生成手段が、前記表示手段
に表示される画像の拡大率に応じて、前記視差の大きさ
を決定するものであることを特徴とする請求項２記載の
映像装置。 - 【請求項６】 前記立体映像生成手段が、両眼視像を生
成するものであることを特徴とする請求項１記載の映像
装置。 - 【請求項７】 前記立体映像生成手段が、多眼視像を生
成するものであることを特徴とする請求項１記載の映像
装置。 - 【請求項８】 前記映像獲得手段が内視鏡であることを
特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の映像装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000267232A JP2002077944A (ja) | 2000-09-04 | 2000-09-04 | 立体映像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000267232A JP2002077944A (ja) | 2000-09-04 | 2000-09-04 | 立体映像装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002077944A true JP2002077944A (ja) | 2002-03-15 |
Family
ID=18754187
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000267232A Withdrawn JP2002077944A (ja) | 2000-09-04 | 2000-09-04 | 立体映像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002077944A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1379063A1 (en) * | 2002-07-03 | 2004-01-07 | Sharp Kabushiki Kaisha | Mobile device for capturing, generating and displaying three-dimensional images using a single camera |
| JP2004120059A (ja) * | 2002-09-24 | 2004-04-15 | Sharp Corp | 携帯機器 |
| JP2009296272A (ja) * | 2008-06-04 | 2009-12-17 | Sony Corp | 画像符号化装置及び画像符号化方法 |
| GB2465072A (en) * | 2008-11-07 | 2010-05-12 | Honeywell Int Inc | Combining range information with images to produce new images of different perspective |
| JP2011239224A (ja) * | 2010-05-11 | 2011-11-24 | Sea Phone Co Ltd | 立体画像作成装置及び立体画像作成方法 |
-
2000
- 2000-09-04 JP JP2000267232A patent/JP2002077944A/ja not_active Withdrawn
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1379063A1 (en) * | 2002-07-03 | 2004-01-07 | Sharp Kabushiki Kaisha | Mobile device for capturing, generating and displaying three-dimensional images using a single camera |
| US7889192B2 (en) | 2002-07-03 | 2011-02-15 | Sharp Kabushiki Kaisha | Mobile equipment with three dimensional display function |
| JP2004120059A (ja) * | 2002-09-24 | 2004-04-15 | Sharp Corp | 携帯機器 |
| JP2009296272A (ja) * | 2008-06-04 | 2009-12-17 | Sony Corp | 画像符号化装置及び画像符号化方法 |
| JP4591548B2 (ja) * | 2008-06-04 | 2010-12-01 | ソニー株式会社 | 画像符号化装置及び画像符号化方法 |
| US8369630B2 (en) | 2008-06-04 | 2013-02-05 | Sony Corporation | Image encoding device and image encoding method with distance information |
| GB2465072A (en) * | 2008-11-07 | 2010-05-12 | Honeywell Int Inc | Combining range information with images to produce new images of different perspective |
| US8334893B2 (en) | 2008-11-07 | 2012-12-18 | Honeywell International Inc. | Method and apparatus for combining range information with an optical image |
| JP2011239224A (ja) * | 2010-05-11 | 2011-11-24 | Sea Phone Co Ltd | 立体画像作成装置及び立体画像作成方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20071106 |