JP2003523646A - 光学装置 - Google Patents

光学装置

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ヤロン アヴィ
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Abstract

(57)【要約】 ステレオ装置は、複数のレンチキュラ素子を有するレンチキュラレンズ層と、複数の光センサを有し、これら光センサのうちの選択したものが、予め設定された範囲の波長の光を検出し、少なくともそれ以外の光センサのうちの選択したものが、少なくとも他の予め設定された範囲の波長を検出する光センサアレイとを具え、前記レンチキュラ素子の各々を、前記光センサの選択したグループの前方に配置して、互いに相違する方向からの光を、前記光センサの前記選択したグループ内の互いに相違する光センサに指導する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【技術の分野】
本発明は、一般に、エンドスコープ、顕微鏡及びボアスコープに関するもので
あり、特に、カラーイメージング機能を有するステレオ像ピックアップ装置に関
するものである。
【0002】
【背景技術】
ステレオ像検出装置は従来既知である。そのような装置は、小さい断面及び高
い画像品質の組合せを取得し及び提供することが要求される。高い画像品質がス
テレオビジョン精度、カラー機能、高解像度及び照明の要求によって特徴付けら
れることが当業者に知られている。 ステレオ像を提供する従来の方法は、単眼の光路より広い光路を必要とする。
そのような広い光路によって、検出装置に要求される断面が著しく広くなる。し
たがって、小さい断面の要求が維持されない。 ユルゲン(Jurgen)による米国特許番号第5,527,263号は、簡単な光学
的な調伊勢を行うデュアル光路ステレオエンドスコープを提案している。高橋に
よる米国特許番号第5,776,049号は、「ステレオエンドスコープイメー
ジング装置のステレオエンドスコープ」を提案し、2本の光路の組合せを2個の
CCDユニットによって利用して可変ズームとした装置を提供している。
【0003】 ステレオ効果を提供するために一つの光学系を利用する自動ステレオ装置も従
来既知である。そのような装置は、二つの互いに平行な光軸及び2個のCCD素
子を有する装置を提案した堀による米国特許番号第5,603,687号で提供
される。堀は、非対称なアプローチを選択し、この場合、一方の光チャネルは、
光に対する比較的大きなアパーチャ及びディテールを有し、他方のチャネルは、
ステレオ結像に対する視差像(parallax image)を近位(proximal)CCDに供給す
る。
【0004】 Czarnekによる米国特許番号第5,613,936号は、ステレオエンドスコープ装置を
提案しており、このエンドスコープは、時間多重された左側像及び右側像にそれ
ぞれ対応する互いに相違する偏光像を、エンドスコープシャフトの側面から像を
伝達する一つの光チャネルを通じて伝送するために、偏光及び時間多重を利用す
る。この場合、ステレオ像を受信するために、エンドスコープを人間の腔よりも
深く挿入する必要がある。それは、目に刺激を与える「切替式シャッタ眼鏡」(s
witched shutter glasses)と証される頭部装着型表示装置とともに用いる必要も
ある。Czarnekによれば、各像は元の品質の25%で受信される。物体から受光
した光の50%程度は、偏光の考察に起因して消失し、残りの情報の50%程度
が、チャネルの切替に起因して消失する。
【0005】 Susumuによる米国特許番号第5,588,948号は、ステレオエンドスコー
プを提案している。光路を上側、下側、左側及び右側に分割する瞳シャッタを有
することによってステレオ効果が生じる。これらの側は、時間多重化を用いるこ
とによって近位イメージピックアップ装置に交互に投影される。この文献の他の
態様によれば、空間的な多重化を行うためにシェーデング部材によって右側及び
左側に分割されるディスタルCCDが含まれる。 中村らによる米国特許番号第5,743,847号は、複数の瞳分割手段及び
1個の光チャネルを用いる「軸線方向に互いに移動可能な像伝送光学系及び同行
分割ユニットを有するステレオエンドスコープ」を提案している。Chalekiらに
よる米国特許番号第5,751,341号は、1又は2個の近位イメージセンサ
を有する基本的には2チャネルのエンドスコープである「ステレオエンドスコー
プシステム」を提案している。傾斜した末端を有するリジッドシースを、十分な
視野を得るためにその端部に取り付けるとともに回転することができる。
【0006】 Mckennaらによる米国特許番号第5,800,341号は、複数のCCDセル及び処理手
段を用いることによってエンドスコープを移動させることなく互いに相違する視
野を提供する「電気的に操作可能なエンドスコープ」を提案している。Strahle
による米国特許番号第5,825,534号は、ステレオエンドスコープの光チャネルを
有し、チューブ軸に対して折られた視線を有する「折られたサイドラインの視線
を有するステレオエンドスコープ」を提案している。
【0007】 Greeningらによる米国特許番号第5,828,487号は、一般に交互のR−L切替装
置を有する「2次元レンズ系を用いたステレオ視野システム」を提案している。
このシステムは、エンドスコープとカメラとの間に横方向に移動する不透明リー
フを使用し、したがって、1個の結像装置を使用する。Ahernによる米国特許番
号第5,594,497号は、細長いチューブの単眼視野用のディスタルカラーCCDを
記載している。
【0008】 上記記載は、細長いシャフトにおける互いに相違する切替技術(時分割多重化
)及びチャネルの変更又は瞳分割(空間多重化)を用いた自動ステレオの発明の
例を提供する。カラー像ピックアップ装置をこれらの記載で用いる場合、システ
ムは、解像度の減少、時間に関連した情報の損失又は広げた断面の損失を被る。 カラー結像の問題及びシャフトのないエンドスコープの問題は解決されていな
い。 比較的高い可撓性を提供するとともに機械的な制約及び光学的な制約を軽減す
るために、エンドスコープの正面部に像ピックアップ装置を設けることが提案さ
れている。これによって、比較的強い接合が可能となり、それ自体が容易に可撓
性のあるエンドスコープとなる。正面にピックアップ装置を有することによって
、サイズの制約に起因する高い解像度のカラーデバイスとの両立を(同時に)達
成する。
【0009】 Edelsonによる米国特許番号第5,076687号は、一般にレンチキュラレンズ及び
がそのクラスタを利用する深さ測定装置である「光測定装置」(optical ranging
apparatus)を提案している。
【0010】 Farisによる米国特許番号第5,760,827号は、「観察に使用する3次元結像のス
ペクトル多重化した像を発生させる画素データ処理装置」を提案しており、カラ
ーの多重化の使用を示しており、1個のセンサを用いてカラーステレオ結合を有
することに対する解決を提案している。それにもかかわらず、そのようなシステ
ムは、ステレオカラー像を形成するために、物体から取得すべき複数の連続的な
パス(pass)を必要とする。
【0011】
【発明の開示】
本発明の目的は、従来技術の不都合を克服する、レンチキュラレンズ層及びセ
ンサアレイを用いてステレオ結像する新規のシステム及びそれを操作する新規の
方法を提供することである。 したがって、本発明によれば、レンチキュラレンズ層及びカラー光センサアレ
イを有するステレオスコピック装置を提供する。レンチキュラ層は、複数のレン
チキュラ素子を有する。レンチキュラ素子の各々は、センサアレイの光センサの
選択したグループの前方に配置され、これによって、互いに相違する方向からの
光を、光センサの選択したグループ内の互いに相違する光センサに指導する。 本発明の他の態様によれば、レンチキュラレンズ層と、複数の光センサを有す
る光センサアレイとを有し、光センサの各々が、予め設定された範囲の波長の光
を検出するステレオ装置を提供する。
【0012】 本発明によるステレオ装置を、テレビジョンカメラのような大型装置又はエン
ドスコープのような小型装置として構成することができる。 本発明によるステレオ装置において、レンチキュラ素子の各々は、光の少なく
とも2方向の間の区別を行う光指導手段を有する。例えば、レンチキュラ素子の
各々を、一般に半円柱形状に形成することができる。レンチキュラ素子の各々は
、光の4方向の間の区別を行う光指導手段を有することもできる。例えば、その
ようなレンチキュラ素子を、一般に半球形状にすることができる。 本発明の一態様によれば、光センサの選択したグループの各々は、偶数個の光
センサを有する。 本発明の他の態様によれば、光センサの選択したグループの各々は、奇数個の
光センサを有する。
【0013】 本発明のステレオ装置は、照明ユニットを有してもよい。個の照明ユニットは
、レンチキュラレンズ層を包囲することができる。本発明の照明ユニットは、光
源と、分散ユニットと、光源と分散ユニットとの間に接続した光指導手段とを有
する。光指導手段は、光源からの光を分散ユニットに指導する。本発明の一態様
によれば、分散ユニットはレンチキュラレンズ層を包囲する。 光照明ユニットによって、予め設定された範囲の波長の光を発生させることが
できる。本発明の他の態様によれば、光照明ユニットによって、少なくとも二つ
の交互の光ビームを発生させ、光ビームの各々は、互いに相違する範囲の波長の
光として特徴付けられる。
【0014】 本発明によるステレオ装置は、光センサのアレイに接続したコントローラを有
することもできる。このコントローラは、互いに相違する方向の各々の光センサ
から受信したデータを結合することによって、互いに相違する方向の各々に対す
る像を発生させる。 このコントローラを、光センサのアレイに接続することができる。したがって
、コントローラは、現在照明している光ビームの一つと異なる方向の各々の光セ
ンサから受信したデータを結合することによって、光ビームの選択した方向と相
違する方向の選択したものとの結合の各々に対する像を発生させる。
【0015】 本発明によるステレオ装置は、光センサのアレイに接続され、光センサから受
信したデータを取得する取得手段と、取得したデータを格納する記憶ユニットと
を更に有してもよい。ステレオ装置は、コントローラに接続され、ステレオ像を
発生させるステレオ表示ユニットを有することもできる。発生した象を部分的に
ステレオにすることもできる。 光センサ及び照明光ビームに適用できる予め設定された範囲の波長を、本質的
に可視の赤色光、本質的に可視の緑色光、本質的に可視の青色光、本質的に可視
のシアン色光、本質的に可視の黄色光、本質的に可視のマグネタ色光、本質的な
赤外光、本質的な紫外光、可視光等から選択することができる。 例えば、光センサアレイ又は光ビームは、赤−緑−青(RGB)、シアンイエ
ローマグネタグリーン(CYMG)、白色光結合等を有することができる。 本発明の他の態様によれば、ステレオ像を検出する方法を提供する。この方法
は、レンチキュラレンズ層を用いて互いに相違する方向から到達する光を分離し
て、組合せて主像となる少なくとも二つの像を発生させるステップと、主像を検
出するステップとを有する。
【0016】 この方法は、像の各々を主像から再構成するステップを更に有してもよい。さ
らに、この方法は、ステレオ表示装置を用いて像を表示するステップを更に有し
てもよい。 さらに、この方法は、ステレオ表示装置に像を連続的に表示するステップを有
してもよい。 さらに、この方法は、互いに相違する範囲の波長の交互の光ビームを用いて検
出領域を連続的に照明するステップと、現在照明指定の範囲の波長を主像に対し
て時間的に関連させるステップとを更に有する。 再構成するステップは、像の各々の範囲内の各画素に対する波長の範囲を決定
するステップと、像の各々の範囲内の各画素に対する強度レベルを決定するステ
ップとを有する。
【0017】 再構成するステップは、予め設定された範囲の波長に関連した画素の一つを選
択するステップと、選択した画素の周辺にある他の範囲の波長に関連した画素を
決定するステップと、選択した画素の位置の他の範囲の波長の近似レベルを計算
するステップと、選択するステップから再び開始するステップとを更に有する。
【0018】
【発明を実施するための最良の形態】
本発明は、一般的にレンチキュラレンズ層、光センサアレイ及び画像処理装置
を用いた連続視野ステレオ装置(continuous vision stereoscopic apparatus)を
設けることによって、従来技術の不都合を克服する。 図1を参照すると、3次元物体と、本発明の好適な実施の形態によって構成し
及び動作する一般に100を付したステレオビジョン装置を示す。 装置100は、レンチキュラレンズ層104と、光センサアレイ102と、プ
ロセッサ106と、2個の表示装置108R及び108Lとを有する。装置10
0は、3次元オブジェクト150の前方に配置される。光アッセンブリ152を
物体150のイメージを光センサアレイ120に収束するために装置100と物
体(object)150との間に配置する。
【0019】 光センサアレイ102は、複数のセンサ110,111,112,113,1
14,115,116,117,118及び119を有する。レンチキュラレン
ズ104は、複数のレンチキュラ素子130,132,134,136及び13
8を有する。レンチキュラ素子130をセンサ110及び111の上に配置し、
レンチキュラ素子132をセンサ112及び113の上に配置し、レンチキュラ
素子134をセンサ114及び115の上に配置し、レンチキュラ素子136を
センサ116及び117の上に配置し、かつ、レンチキュラ素子138をセンサ
118及び119の上に配置するように、レンチキュラ素子の各々を2個の光セ
ンサの上に配置する。
【0020】 光センサ110−119は、レンチキュラレンズ素子130−138によって
検出されるような光を検出し、各情報をプロセッサ106に提供する。プロセッ
サ106は、この情報を処理し、後に詳しく説明するように1対の像を発生させ
、それを表示ユニット108R及び108Lに供給し、これら表示ユニットによ
って、3次元像の視覚的な表示を行う。
【0021】 一般に、各レンチキュラ素子は、予め設定された方向から到達する光を、予め
設定された位置に指導し、他の予め設定された方向から到達する光を、他の予め
設定された位置に指導する。したがって、本発明は、後に説明するように、右側
に見える像と左側に見える像との間の区別を行うためにレンチキュラレンズ層を
利用する。
【0022】 表示ユニット108R及び108Lの各々は、画素としても既知の複数の表示
ユニットを有する。表示ユニット108Lは、画素142A,142B,142
C,142D及び142Eを有する。表示ユニット108Rは、画素144A,
144B,144C,144D及び144Eを有する。表示ユニットのこれらの
画素をそれぞれ用いることによって、プロセッサ106から提供されたデータに
従った像を発生させる。ユーザの互いに相違する目によって見られる二つの像は
、3次元像として感じられる。
【0023】 光124A及び126Aは、3次元物体150の右側像を表す。光120A及
び122Aは、3次元物体150の左側像を表す。 光アッセンブリ152は、光120B,122B,124B及び126Bのよ
うに、光センサによって決定される平面上に収束されるように光120A,12
2A,124A及び126Aを再指導する。したがって、光122B及び126
Bは、3次元物体150の収束された左側の視野を表し、光120B及び124
Bは、3次元物体150の収束された右側の視野を表す。 レンチキュラレンズ層104は、光122C及び126Cのように、収束され
た左側の視野の光122B及び126Bを光センサ110及び118にそれぞれ
指導する。さらに、レンチキュラレンズ層104は、収束された右側の視野の光
120B及び124Bを光センサ111及び119にそれぞれ指導する。一般に
、光センサ111,113,115,117及び119は、物体150の右側の
視野の像に関連する光を指導し、光センサ110,112,114,116及び
118は、物体150の左側の視野の像に関連する光を指導する。
【0024】 したがって、光センサ110,112,114,116及び118は、物体1
50の左側の像を検出し、それに対して、光センサ111,113,115,1
17及び119は物体150の右側の像を検出する。光センサアレイ120は、
光センサの各々で検出された光の強度に関連するデータをプロセッサ106に供
給する。
【0025】 プロセッサは、このデータを処理し、右側の像に関連するデータから右側の像
を発生するとともに左側の像に関連するデータから左側の像を発生し、各像を各
表示ユニット108R及び108Lに供給する。 本例では、プロセッサ106は、センサ110,112,114,116及び
118から受信したデータを利用して、画素144A,144B,144C,1
44D及び144Eに供給されるデータを決定する。同様に、プロセッサ106
は、センサ111,113,115,117及び119から受信したデータを利
用して、画素142A,142B,142C,142D及び142Eに供給され
るデータを決定する。
【0026】 本発明によれば、右側の像及び左側の像を、同時に検出し、したがって、同時
に表示することができる。 本発明の他の態様によれば、光センサ110,111,112,113,11
4,115,116,117,118及び119は、後に説明するように予め設
定されたスペクトルを互いにカバーする複数の色検知素子(color sensing eleme
nt)を有する。
【0027】 図2を参照すると、本発明の他の好適な実施の形態によって構成され及び動作
する一般に200を付したステレオビジョン装置を示す。 装置200は、センサアッセンブリ202と、インタフェース210と、プロ
セッサ208と、光源206と、メモリユニット204と、ステレオビデオ発生
器212と、ステレオディスプレイ214とを有する。センサアッセンブリ20
2を、フレキシブルコード218を用いてインタフェース210に接続する。イ
ンタフェース210を、プロセッサ208、メモリユニット204及び光源20
6に接続する。プロセッサ208を、メモリユニット204及びステレオビデオ
発生器212にも接続する。ステレオビデオ発生器212をステレオディスプレ
イ214にも接続する。
【0028】 センサアッセンブリ202は、本例ではレンズ226とする収束素子と、レン
チキュラレンズ層222と、光センサアレイ220と、インタフェース228と
、光投影手段224とを有する。レンチキュラレンズ層222を光センサアレイ
220に取り付ける。本発明によれば、光センサアレイ220を、CCD検出器
、CMOS検出器等の任意のタイプの検知アレイとすることができる。光センサ
アレイを、支持基板としても機能することができるインタフェース228に接続
する。
【0029】 ステレオディスプレイ214は、2個の表示ユニット、すなわち、(ユーザの
左目の前方に配置される)左側表示ユニット216L及び(ユーザの右目の前方
に配置される)右側表示ユニット216Rを有する。したがって、ステレオディ
スプレイ214は、ステレオ像を連続的に表示することができる。そのようなス
テレオ表示ユニットを、例えば、カリフォルニア州のカールスバッド(Carlsbad)
に所在する米国企業Kaiser Electro-Optics Inc.,によって製造され及び販売さ
れているProView 50 ST 頭部装着型ディスプレイとする。ステレオ表示ユニット
の他の例を、シアトル、ワシントンに所在する米国企業のMICROVISION Inc.,に
よって提供される仮想網膜表示(virtual retinal display: VRD)ユニットとする
。3次元像のようなステレオ表示を行う従来既知の任意の方法を本発明に適用す
ることができる。
【0030】 3次元物体から受信した像は、センサアッセンブリ202で受信され、レンズ
226によって収束され、レンチキュラレンズ222によって光学的に処理され
、最後に、光センサアレイ220によって検出される。レンチキュラレンズ層は
、予め設定された方向から到来する光を、光センサアレイ220の予め設定され
た光センサに指導し、他の予め設定された方向から到来する光を、光センサアレ
イ220の他の予め設定された光センサに指導する。したがって、光センサアレ
イ220は、同一物体の二つの像、すなわち、右側の像及び左側の像を互いに相
違する方向からそれぞれ検出する。本発明のこの態様を、図1を参照しながら既
に詳細に説明した。
【0031】 この情報の電気的な表示を、インタフェース228によって部分的に処理した
後、フレキシブルコード218を通じてインタフェース210に供給する。 フレキシブルコード218は、光センサアレイ220から受信したデータを転
送する光ファイバや伝染のようなデジタル通信リンク手段と、光源206からの
光を光投影手段224に誘導する光誘導手段とを有する。本発明によれば、フレ
キシブルコード218を、必要な場合には(図示しない)リジッドコードととも
に配置することができる。
【0032】 インタフェース210から受信したデータは、二つの像に関連する情報を有し
、これらを互いに区別するために処理する必要がある。プロセッサ208は、情
報を処理する際に、一時的に記憶するためにメモリユニット204を使用する。 情報を処理した後、プロセッサ208によって、各々が本来検出した像のうち
の一方に関連する再構成された表示である二つのマトリックスを発生させる。プ
ロセッサは、これらマトリックスをステレオビデオ発生器212に供給し、ステ
レオビデオ発生器212によって、一方が左側の視野の像であるとともに他方が
右側の視野の像である二つのビデオ信号を発生させる。
【0033】 ステレオビデオ発生器212は、ステレオディスプレイ214にビデオ信号を
供給し、ステレオディスプレイ214によって、一方が右側表示ユニット216
Rで使用されるとともに他方が左側表示ユニット216Lで使用される二つの像
を発生させる。 センサアッセンブリ202の一般的なサイズは、センサアレイのサイズによっ
て決定され、数ミリメートル又は数センチメートルの目安とすることができる。
これは、アレイ中のセンサの各々のサイズ及びセンサの総数(すなわち、要求さ
れる光学的解像力)に依存する。
【0034】 本発明の一態様によれば、センサの各々を、グレースケールステレオ像に関連
するデータを発生させるフルレンジセンサとする。本発明の他の態様によれば、
センサの各々を、全カラーを検出できるように適合させることができる。
【0035】 図3Aを参照すると、本発明の他の好適な実施の形態によって構成され及び動
作する一般に300を付したスーパピクセル(super-pixel)を示す。スーパピク
セル300は、3個のセンサ302,304及び306を有するセンサの右側区
分及び3個のセンサ308,310及び312を有するセンサの左側区分を有す
る。センサ302及び310は一般に赤色光を検出し、センサ304及び312
は一般に緑色光を検出し、センサ306及び308は一般に青色光を検出する。
したがって、各区分は、可視スペクトル全体の光を検出する完全なセットのセン
サを有する。
【0036】 図3Bを参照すると、図3Aのスーパピクセル300と、本発明の他の好適な
実施の形態によって構成され及び動作する一般に318を付したレンチキュラ素
子とを示す。 レンチキュラ素子318を、スーパピクセル300の先端に配置し、この場合
、その右側は、スーパピクセル300の右側区分をカバーし、その左側は、スー
パピクセル300の左側区分をカバーする。したがって、レンチキュラ素子31
8は、左側(右側視野像)から到来する光をスーパピクセル300の左側区分に
指導し、この場合、それは、センサ302,304及び306によって全スペク
トルで検出される。これらセンサによって供給されるデータは、後に全カラーの
イメージを再構成するのに利用することができる。同様に、レンチキュラ素子3
18は、右側(左側視野像)から到来する光をスーパピクセル300の右側区分
に指導し、この場合、それは、センサ308,310及び312によって全スペ
クトルで検出される。
【0037】 図3Cを参照すると、本発明の他の好適な実施の形態によって構成し及び動作
する一般的に330を付したセンサアレイ及び一般的に332を付したレンチキ
ュラレンズアレイを示す。 センサアレイを、一般的に340を付したM×Nスーパピクセルのマトリック
スとする。例えば、左上コーナのスーパピクセルに340(1,1)を付し、同
一列の最終スーパピクセルに340(1,N)を付し、左下コーナのスーパピク
セルに340(M,N)を付す。3個のレンチキュラ素子を示す(参照番号33
4)のレンチキュラレンズ層332を、アレイ330の上に配置する。
【0038】 レンチキュラ素子334(1)は、スーパピクセル340(1,1)からスー
パピクセル340(1,N)までのスーパピクセル340の第1列をカバーする
。レンチキュラ素子334(2)は、スーパピクセル340(2,1)からスー
パピクセル340(2,N)までのスーパピクセル340の第2列をカバーする
。レンチキュラ素子334(3)は、スーパピクセル340(3,1)からスー
パピクセル340(3,N)までのスーパピクセル340の第3列をカバーする
。したがって、レンチキュラレンズ層のレンチキュラ素子の各々は、スーパピク
セルの列全体をカバーする。
【0039】 本発明によるスーパピクセルは、赤−緑−青(RGB)、シアン−イエロー−
マグネタ−グリーン(cyan-yellow-magneta-green:CYMG)、赤外、紫外などの任意
のセットの色の列や対角線のような任意の配置又は形態のセンサを有する。その
ようなセットの色を、特定の色検出器又は広範囲のスペクトル検出器上のカラー
フィルタを用いることによって達成することができる。
【0040】 図4を参照すると、本発明の他の好適な実施の形態によって構成されおよび動
作する一般に350をふしたスーパピクセルを示す。スーパピクセル350は、
4個のセンサ352,354,356及び358を有するセンサの左側区分と、
4個のセンサ360,362,364及び366を有するセンサの右側区分とを
有する。センサ352及び366は、一般にシアン色光を検出し、センサ354
及び360は、一般に黄色光を検出し、センサ356及び362は、一般にマグ
ネタ色光を検出し、センサ358及び364は、一般に緑色光を検出する。した
がって、区分の各々は、可視スペクトル全体の光を検出する完全なセットのセン
サを有する。
【0041】 図5A,5B及び5Cを更に参照する。図5Aは、本発明の他の好適な実施の
形態によって構成され及び動作する一般に370をふしたスーパピクセルを示す
図である。図5Bは、本発明の他の好適な実施の形態によって構成され及び動作
する一般に384を付した単一のレンチキュラ素子を組み合わせたスーパピクセ
ル370を示す図である。図5Cは、本発明の他の好適な実施の形態によって構
成されおよび動作する一般に386を付した3個のレンチキュラ素子を組み合わ
せたスーパピクセル370を示す。 スーパピクセル370に設けた色配列を、典型的には軸方向の光検出アレイに
対して行い、センサの各列に、他の色の光フィルタ層を被覆する。図5Aからわ
かるように、スーパピクセル370は、複数の光センサ372,374,376
,378,380及び382を有する。光センサ372及び378を青色範囲の
センサとし、光センサ374及び380を緑色範囲のセンサとする。
【0042】 図6を参照すると、本発明の他の好適な実施の形態によって構成されおよび動
作する一般に390を付したセンサ及び一般に392を付したレンチキュラレン
ズ層を示す。センサ390は、理論的には、一般に394(x,y)を付した複
数のスーパピクセルに分割する。例えば、左上コーナのスーパピクセルに394 (1,1) を付し、右下コーナのスーパピクセルに394(M,N)を付す。 図6からわかるように、センサ390のカラー配列は対角線である。したがっ
て、各スーパピクセルは、互いに相違するカラー配列を有し、概して、赤−青(
スーパピクセル394(M−2,N))、緑−赤(スーパピクセル394(M− 1,N) )及び青−緑(スーパピクセル394(M,N))のような複数のタイ
プのスーパピクセルが存在する。
【0043】 図7Aを参照すると、本発明の他の実施の形態によって動作する装置200を
操作する方法ホを示す。 ステップ400において、装置200は、互いに相違する方向から到達する光
を、レンチキュラレンズ104を用いて分離する。レンチキュラ素子の各々によ
って二つの光区分が生じ、一方の区分は、左側から到達する光を有し、他方の区
分は、右側から到達する光を有する。 ステップ402において、装置は、複数の光検出器を用いて光区分を個別に検
出し、その各々は書く区分の一部を検出する。図3Bを参照すると、センサ30
2,304及び306は、レンチキュラ素子318から到達する光を左側区分で
検出し、センサ308,310及び312は、レンチキュラ素子318から到達
する光を右側区分で検出する。センサの各々は、複区分の光を検出する。
【0044】 ステップ404において、装置200は、光センサの各々によって検出される
複区分の各々における光の特性を決定する。 ステップ408において、装置200は、選択した複区分から蓄積されたデー
タを用いて、一方の側からの視野を表す像を決定し及び発生させる。ステップ4
06において、装置200は、他の選択した複区分から蓄積されたデータを用い
て、他方の側からの視野を表す像を決定し及び発生させる。 ステップ410において、装置200は、連続的なステレオ表示装置を用いて
両方の像を表示する。
【0045】 本発明の他の態様によれば、選択した画素からの情報を用いて、他の画素に対
する情報を補強することができる。例えば、第1の色に関連したがその色情報を
、第2の色に関連した他の画素の位置の色を推定するのに用いる。
【0046】 図7B及び7Cを更に参照する。図7Bは、 図7Aのステップ406の詳細
を示す。図7Cは、本発明の他の実施の形態によって構成され及び動作する一般
に450を付したセンサアレイ及び一般に452を付したレンチキュラレンズ層
を示す図である。センサアレイ450は、各々が選択した色に関連する454を
付した複数の画素センサを有する。例えば、画素センサR(1,1),R(2, 2) ,R(3,3),R(4,4),R(1,4)及びR(4,1)を赤色に関
連させる。画素センサR(2,1),R(3,2),R(4,3),R(1,3 及びR(2,4)を緑色に関連させる。画素センサR(1,2),R(2,3 ,R(3,4),R(3,1)及びR(4,2)を青色に関連させる。 ステップ420において、本発明による装置は、第1の色に関連した画素セン
サを選択する。図7Cを参照すると、本例による選択した画素センサを画素セン
サR(3,3)とする。
【0047】 ステップ422において、装置は、選択した画素の付近における第2の色に関
連した画素を決定する。その画素を、選択したがその同一の像の側に関連する画
素に制限することもできる。図7Cを参照すると、第2の色を緑色とし、画素セ
ンサR(3,3)付近の同一の像の側の緑色画素センサを、画素センサG(5, 1) ,G(3,2),G(3,5),G(5,4)及びG(1,3)とする。
【0048】 ステップ424において、装置は、選択した画素R(3,3)の位置の緑色の
レベルの近似値を計算する。この計算は、選択した画素センサR(3,3)の位
置に対する画素センサG(5,1),G(3,2),G(3,5),G(5,4 及びG(1,3)の位置に応じて重み付けされた平均レベルの計算のような複
数の近似手順を有する。同様に、選択した画素R(3,3)の位置の青色のレベ
ルを、画素センサB(1,2),B(1,5),B(3,1),B(3,4)
びB(5,3)から受信した情報を用いて計算する。したがって、本発明は、画
像処理を用いた色情報の推定によって画像の解像度を向上させる方法を提供する
。 レンチキュラ素子のうちの任意のものを半円柱形状にする必要はなく、種々の
プリズム設計などに基づく他の光学的な構成に従って形成することができ、これ
によって、互いに相違する方向から到来する光ビームを互いに相違する方向に指
導する。
【0049】 図8を参照すると、本発明の他の好適な実施の形態によって構成するとともに
動作する一般に500を付したステレオビジョン装置を示す。 装置500は、センサアッセンブリ502と、フレームグラッバ510と、プ
ロセッサ508と、光源506と、メモリユニット504と、ステレオビデオ発
生器512と、ステレオディスプレイ514とを有する。センサアッセンブリ5
02を、フレキシブルコード518を用いてフレームグラッバ510に接続する
。フレームグラッバ510、プロセッサ508、メモリユニット504及びステ
レオビデオ発生器512を全て共通バスを用いて相互接続する。
【0050】 センサアッセンブリ502は、一般に、図2を参照して既に説明したセンサア
ッセンブリ202と同様である。センサアッセンブリ502は、レンズ526と
、レンチキュラレンズ層522と、光センサアレイ520と、アナログ−デジタ
ルコンバータ(A/D)528と、光投影手段524とを有する。レンチキュラ
レンズ層522を、光センサアレイ520に取り付ける。光センサアレイ520
を、支持基板としても機能するA/D528に接続する。光投影手段524を、
光を出射する光源506に接続する。
【0051】 ステレオディスプレイ514は、2個の表示ユニット、すなわち、(ユーザの
左目の前方に配置される)左側表示ユニット516L及び(ユーザの右目の前方
に配置される)右側表示ユニット516Rを有する。したがって、ステレオディ
スプレイ514は、ステレオ像を連続的に表示することができる。 センサアッセンブリ502は、図2を参照して既に説明したセンサアッセンブ
リ202と同様に動作する。この情報の電子的な表示は、A/Dコンバータによ
ってデジタル形態に変換された後に供給される。
【0052】 情報データは、フレームグラッバ510によって受信され、したがって、バス
を通じてプロセッサ508で利用できる。プロセッサ508が情報を処理する際
、それは、一時的な記憶のためにメモリユニット504を使用する。情報を処理
した後、プロセッサ508によって二つのマトリックスを発生させ、その各々を
、本来検出される像のうちの一方に関連する再構成された表示とする。プロセッ
サは、これらマトリックスをステレオビデオ発生器512に供給し、ステレオビ
デオ発生器512によって、一方を左側の視野像とするとともに他方を右側の視
野像とする二つのビデオ信号を発生させる。
【0053】 ステレオビデオ発生器512は、ビデオ信号をステレオディスプレイ514に
供給し、ステレオディスプレイ514によって、一方が右側表示ユニット516
Rを使用するとともに他方が左側表示ユニット516Lを使用する二つの像を発
生させる。
【0054】 図9A,9B及び9Cを参照する。図9Aは、本発明の他の好適な実施の形態
によって構成するとともに動作する一般に550を付したスーパピクセル及び一
般に552を付したレンチキュラ素子を示す。図9Bは、図9Aのレンチキュラ
素子及びスーパピクセルの底面を示す。図9Cは、図9Aのレンチキュラレンズ
及びスーパピクセルの側面を示す。
【0055】 このスーパピクセル550は、矩形配置した4個の線作文554,556,5
58及び560を有する。レンチキュラ素子を、ドーム形状に形成し、基本的に
は4個の区分に分割し、その各々は、センサ区分554,556,558及び5
60のうちの互いに相違するものに対向する。スーパピクセル550及びレンチ
キュラ素子552は、四つの互いに相違する方向から到達する光を検出し及び区
別することができる光検出ユニットを協働して形成する。レンチキュラ素子55
2は、レンチキュラ素子552は、検出した物体の左上側の視野の部分をセンサ
区分554に指導し、検出した物体の左下側の視野の部分を線作文556に指導
する。レンチキュラ素子552は、さらに、検出した物体の右上側の視野の部分
をセンサ区分560に指導し、検出した物体の右下側の視野の部分をセンサ区分
558に指導する。
【0056】 本発明の他の態様によれば、理論的には、図9A,9B及び9Cに記載された
4方向配置を用いて、装置それ自体を物理的に回転することなく、ユーザに提供
される像を回転することができる。先ず、センサ区分560及び558を用いて
右側像を形成し、センサ区分554及び556を用いて左側像を形成する。時計
回りに90°の回転を行うと、センサ区分554及び560を割り当てることに
よって右側像を形成するとともに、センサ区分556及び558を割り当てるこ
とによって左側像を形成する。最終的な像を再構成するときには、センサ区分の
線形的な又は任意の組み合わせによって、任意の所望の角度の回転を行うことが
できる。
【0057】 図10を参照すると、本発明の他の好適な実施の形態によって構成されおよび
動作する一般に570を付した光センサの区分及び一般に572を付したレンチ
キュラ素子の斜視図を示す。 レンチキュラ素子572を、光の透過を良くするために画素の区分の全領域を
カバーするように延在させる。
【0058】 図11を参照すると、本発明の他の実施の形態によって構成され及び動作する
一般に580を付したセンサアレイ及び一般に582を付したレンチキュラ層の
斜視図である。 レンチキュラ層582は、図9A及び10に示すような複数の4方向レンチキ
ュラ素子を有する。センサアレイ580は、理論的には、一般に584(x,y を付した複数のセンサ区分に分割される。例えば、左上コーナのセンサ区分に
584(1,1)を付し、右下コーナのセンサ区分に584(M,N)を付す。
センサ区分の各々は、レンチキュラ素子の下に配置され、それによって指導され
る光を検出する。
【0059】 図12A及び12Bを参照する。図12Aは、本発明の他の態様によって構成
され及び動作する一般に600を付した検出装置を示す。図12Bは、図12A
の検出装置600の他の線形図である。 検出装置600は、光アッセンブリ602と、レンチキュラそう604と、セ
ンサのアレイ608とを有する。検出装置600は、複数の物体区分610A,
610B,610C及び610Dを有する物体610の像を検出する。 センサアレイ608は、複数のスーパピクセル608A,608B,608C
及び608Dを有する。これらスーパピクセルの各々を、左側区分及び右側区分
に分割する。例えば、スーパピクセル608Aは、608Aを付した左側区分
及び608Aを付した右側区分を有する。
【0060】 光アッセンブリ602を、二つの光区分602及び602に分割し、その
各々は、互いに相違する側の視野を表す像を転送する方向に指導される。光区分
602は、物体610の右側からの視野の像を伝達する。光区分602は、
物体610の左側からの視野の像を伝達する。 複数の光612,614,616及び618は、物体610の全ての区分から
光アッセンブリ602の左側(すなわち、光区分602)に指導されるととも
に、レンチキュラ層604に指導される。ここで、これらの光は、センサ区分6
08(すなわち、センサ区分608A,608B,608C及び608
)に関連した左側視野にも指導される。
【0061】 図12Bを参照すると,複数の光622,624,626及び628は、物体
610の全ての区分から光アッセンブリ602の右側(すなわち光区分602 )に指導されるとともに、レンチキュラ層604に指導される。ここで、これら
の光は、センサ区分608A,608B,608C及び608Dに関連
した右側視野にも指導される。
【0062】 図13を参照すると、本発明の他の好適な実施の形態によって構成され及び動
作する一般に630を付した検出装置を示す。検出装置630は、4個の区分6
32,634,636及び638に分割される光アッセンブリと、レンチキュラ
層642と、センサのアレイ640とを有する。検出装置630は、複数の物体
区分648A,648B,648C,648D,648E及び648Fを有する
物体648の像を検出する。物体648から任意の光区分に到達する光は、その
源に応じてレンチキュラ層642のレンチキュラ素子に指導される。
【0063】 本例において、光646A,646B,646C及び646Dの全ては物体要
素648Aから到達する。これらの光の各々は、互いに相違する光区分で受光さ
れる。光646Aは光区分636によって受光され及び指導され、光646Bは
光区分638によって受光され及び指導され、光646Cは光区分634によっ
て受光され及び指導され、光646Dは光区分632によって受光され及び指導
される。光区分の各々は、各光を、レンチキュラ層642の右側の特定のレンチ
キュラ素子642(1,1)に指導する。レンチキュラ素子642(1,1)
位置は、物体要素648の各々の位置となる。レンチキュラ素子642(1,1 は、光の各々を、各スーパピクセル640(1,1)内の予め設定された光セ
ンサに指導する。
【0064】 本発明の他の態様によれば、時間多重化された有色の光投影及び各々が時間多
重化したフレームグラッビングを用いるサイズが減少したカラーステレオビジョ
ン検出装置を提供する。
【0065】 図14A及び14Bを参照する。図14Aは、本発明の他の実施の形態によっ
て構成し及び動作する一般に650を付した結合型照明及び検出装置を示す。図
14Bは、本発明の他の実施の形態によって構成し及び動作する図14Aの結合
型照明及び検出装置650、一般に662を付したコントローラ及び出力フレー
ムを示す。 装置650は、レンチキュラ層652と、全スペクトルセンサアレイ654と
、光アッセンブリ660と、光アッセンブリ660を包囲する照明ユニット65
6とを有する。照明ユニット656は、一般に658を付した複数の照明素子を
有し、その各々は、予め設定された特定の色を有する。照明素子658RED
、一般に赤色光を発生し、照明素子658GREENは、一般に緑色光を発生し
、照明素子658BLUEは、一般に青色光を発生する。照明素子の各々を、特
定の色(すなわち、特定の波長)、色の範囲(すなわち、波長の範囲)又は交互
の色とすることができる。例えば、マルチカラーLEDとすることができる。
【0066】 同一色の照明素子の各グループを、互いに相違する時点で駆動する。例えば、
照明素子658REDを最初に駆動及び停止し、照明素子658GREENを次
に駆動及び停止し、照明素子658BLUEを最後に駆動及び停止する。そのよ
うな照明シーケンスを繰り返す。
【0067】 図14Bを参照すると、コントローラ662をセンサアレイ654及び照明ユ
ニット656に接続する。センサアレイ654は、赤色光、緑色光及び青色光を
検出することができるが検出した光の波長を表すことができない全スペクトルの
センサを有する。コントローラ662は、センサアレイ654を用いて特定の瞬
時に検出される像を、特定の瞬時に駆動する照明素子の色に関連させる。 したがって、照明シーケンス中の最初に検出したフレーム664は赤と考えら
れる。その理由は、そのときに駆動する照明素子が照明素子658REDである
からである。同様に、照明シーケンス中の次に検出したフレーム666は緑と考
えられる。その理由は、そのときに駆動する照明素子が照明素子658GREE であるからである。照明シーケンス中の最後に検出したフレーム668は青と
考えられる。その理由は、そのときに駆動する照明素子が照明素子658BLU であるからである。色の他の組み合わせを、この場合や、CYMGのような本
発明の他の態様に対して適用することができる。
【0068】 図15を参照すると、本発明の他の好適な実施の形態によって構成し及び動作
する一般に670を付したカラー照明ユニットを示す。 ユニット670は、狭い区域674及び広い区域672を有する一般に中空コ
ーンの形状の光ガイド素子671を有する。(202を付した)図2に示すよう
な本発明による検出ヘッドを、光ガイド素子671を中空部内に配置することが
できる。マルチカラー光源680を狭い区域674に接続することができる。光
源680から出射される光678のような光は、光ガイド素子671によって案
内され、広い区域672を通じて投影される。
【0069】 本発明の他の態様によれば、遠方のマルチカラー光源682を、光ファイバ6
84のような他の光ガイド部材を通じて狭い区域674に接続することができる
。光源682から出射される光676のような光は、光ガイド部材684を通じ
て狭い区域674に指導される。光ガイド素子671は、光676を案内すると
ともに、それを広い区域672を通じて投影する。この配置は、観察された区域
の外側(例えば、被験者の身体の外側)の外部光源を用いるときに有用である。 本発明の他の態様によれば、白色光を発生する全スペクトルの照明ユニットを
、センサアッセンブリ202のような装置に結合する。
【0070】 図16を参照すると、本発明の他の実施の形態によって構成され及び動作する
一般に700を付したセンサアレイ及び一般に702を付した局所的なレンチキ
ュラ層を示す。 局所的なレンチキュラ層700は、図9A及び10ニ示したような複数の4方
向レンチキュラ層を有する。センサアレイ700は、論理的には、一般に704 (x,y) を付した複数のセンサ区分に分割される。例えば、左上コーナのセン
サ区分に704(1,1)を付し、右下コーナのセンサ区分に704(M,N) を付す。周辺部にあるセンサ区分の一部は、レンチキュラ素子の下に配置され、
センサ区分704(4,3)−704(7,6)によって規定された中央の矩形
部にある他のセンサ区分は、レンチキュラ素子の下に配置されない。したがって
、中央の矩形部に配置されたセンサを、複数方向(ステレオスコピック又はクア
ドラスコピック(quadroscopic))情報を提供することができない。その代わりに
、これらのセンサは、解像力が向上したモノスコピック情報を提供する。
【0071】 図17を参照すると、本発明の他の好適な実施の形態によって構成し及び動作
する一般に720を付したセンサアレイ及び一般に722を付した局所的なセン
サアレイを示す。 局所的なレンチキュラ層720は、図9A及び10に示すような複数の4方向
レンチキュラ素子を有する。センサアレイ720は、理論的には、一般に724 (x,y) を付した複数のセンサ区分に分割される。例えば、左上コーナのセン
サ区分に724(1,1)を付し、右下コーナのセンサ区分に724(M,N) を付す。ここで、(センサ区分724(4,2)のような中央部にあるセンサ区
分の一部を、レンチキュラ素子の下に配置し、(センサ区分724(1,1)
ような)周辺のセンサ区分を、レンチキュラ素子の下に配置しない。したがって
、中央部に配置されたセンサは複数方向(ステレオスコピック又はクアドロスコ
ピック)の情報を提供し、周辺に配置されたセンサは、向上した解像力のモノス
コピックじょうほうを提供する。
【0072】 本発明の他の態様によれば、互いに離間したレンチキュラ素子を有する局所的
なレンチキュラを提供する。図18を参照すると、本発明の他の好適な実施の形
態によって構成し及び動作する一般に740を付したセンサアレイ及び一般に7
42を付した局所的なレンチキュラ層を示す。 局所的なレンチキュラ層742は、744(1),744(2)及び744 3) を付した複数のレンチキュラ素子を有する。レンチキュラ素子744(1) を、センサアレイ740の一般に746(1)を付したカラーセンサの最も左か
ら二つの列の上に配置する。したがって、センサアレイ740のカラーセンサの
これら最も左から二つの列から受け取った情報は、ステレオスコピック情報を有
する。センサアレイ740の一般に746(2)を付したカラーセンサの3番目
及び4番目の列の上にはレンチキュラ素子が配置されず、したがって、それを、
ステレオスコピック情報を提供するのに用いることができない。
【0073】 同様に、レンチキュラ素子744(2)及び744(3)は、カラーセンサ列
の対746(3)及び746(5)の上にそれぞれ配置され、レンチキュラ素子
744(4)及び744(5)の上にはレンチキュラ素子が配置されない。
【0074】 図19を参照すると、本発明の他の好適な実施の形態によって構成され及び動
作する一般に760を付したセンサアレイ及び一般に762を付した局所的なレ
ンチキュラ層を示す。 レンチキュラ層762は、764(1),764(2),764(3)及び7
64(4)を付した互いに相違するサイズの複数のレンチキュラ素子を有し、そ
のレンチキュラ素子を、センサアレイ740上の任意の位置に配置する。任意の
構造の局所的なレンチキュラ層を本発明に適用することができ、それに対して、
関連の画像処理アプリケーションを、特定のレンチキュラ層の適用範囲並びに適
切にアドレスカバーされたセンサ及びカバーされていないセンサに従って構成す
る必要がある。
【0075】 本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、幾多の変更及び変形が
可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】 3次元物体及び本発明の好適な実施の形態によって構成し及び動作す
るステレオビジョン装置を示す図である。
【図2】 本発明の他の好適な実施の形態によって構成し及び動作するステレオ
ビジョン装置を示す図である。
【図3】 3Aは、本発明の他の好適な実施の形態によって構成し及び動作する
スーパピクセルを示す図であり、3Bは、本発明の他の好適な実施の形態によっ
て構成し及び動作する図3Aのスーパピクセル及びレンチキュラ素子を示すずで
あり、図3Cは、本発明の他の好適な実施の形態によって構成し及び動作するセ
ンサアレイ及びレンチキュラレンズ層を示す図である。
【図4】 本発明の他の好適な実施の形態によって構成し及び動作するスーパピ
クセルを示す図である。
【図5】 図5Aは、本発明の他の好適な実施の形態によって構成し及び動作す
るカラースーパピクセルを示す図であり、図5Bは、本発明の他の好適な実施の
形態によって構成し及び動作する図5Aのカラースーパピクセル及び単一のレン
チキュラ素子を示す図であり、図5Cは、本発明の他の好適な実施の形態によっ
て構成し及び動作する図5Aのカラースーパピクセル及び3個のレンチキュラ素
子を示す図である。
【図6】 本発明の他の好適な実施の形態によって構成し及び動作するセンサア
レイ及びレンチキュラレンズ層を示す図である。
【図7】 図7Aは、本発明の他の好適な実施の形態によって構成し及び動作す
る図2の装置を操作する方法を示す図であり、図7Bは、図7Aの方法のステッ
プの詳細を示す図であり、図7Cは、本発明の他の好適な実施の形態によって構
成し及び動作するセンサアレイ及びレンチキュラレンズ層を示す図である。
【図8】 本発明の他の好適な実施の形態によって構成し及び動作するステレオ
ビジョン装置を示す図である。
【図9】 図9Aは、本発明の他の好適な実施の形態によって構成し及び動作す
る光センサの区分及びレンチキュラ素子の斜視図であり、図9Bは、図9Aのレ
ンチキュラ素子及び光センサの区分の底面からの図であり、図9Cは、図9Aの
レンチキュラ素子及び光センサの区分の側面からの図である。
【図10】 本発明の他の好適な実施の形態によって構成し及び動作する光セン
サの区分及びレンチキュラ素子の斜視図である。
【図11】 本発明の他の好適な実施の形態によって構成し及び動作するセンサ
アレイ及びレンチキュラ層の斜視図である。
【図12】 図12Aは、本発明の他の好適な実施の形態によって構成し及び動
作する検出装置を示す図であり、図12Bは、図12Aの検出装置を示す図であ
る。
【図13】 本発明の他の好適な実施の形態によって構成し及び動作する検出装
置を示す図である。
【図14】 図14Aは、本発明の他の好適な実施の形態によって構成し及び動
作する結合型照明及び検出装置を示す図であり、図14Bは、本発明の他の好適
な実施の形態によって構成し及び動作する、図14Aの結合型照明及び検出装置
、コントローラ及び出力フレームを示す図である。
【図15】 本発明の他の好適な実施の形態によって構成し及び動作するカラー
照明ユニットの斜視図である。
【図16】 本発明の他の好適な実施の形態によって構成し及び動作するセンサ
アレイ及び局所的なレンチキュラ層の斜視図である。
【図17】 本発明の他の好適な実施の形態によって構成し及び動作するセンサ
アレイ及び局所的なレンチキュラ層の斜視図である。
【図18】 本発明の他の好適な実施の形態によって構成し及び動作するセンサ
アレイ及び局所的なレンチキュラ層を示す図である。
【図19】 本発明の他の好適な実施の形態によって構成し及び動作するセンサ
アレイ及び局所的なレンチキュラ層を示す図である。
───────────────────────────────────────────────────── 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 M 5C065 9/07 9/07 Z 15/00 15/00 (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GW,ML, MR,NE,SN,TD,TG),AP(GH,GM,K E,LS,MW,SD,SL,SZ,TZ,UG,ZW ),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,MD,RU, TJ,TM),AE,AL,AM,AT,AU,AZ, BA,BB,BG,BR,BY,CA,CH,CN,C R,CU,CZ,DE,DK,DM,EE,ES,FI ,GB,GD,GE,GH,GM,HR,HU,ID, IL,IN,IS,JP,KE,KG,KP,KR,K Z,LC,LK,LR,LS,LT,LU,LV,MA ,MD,MG,MK,MN,MW,MX,NO,NZ, PL,PT,RO,RU,SD,SE,SG,SI,S K,SL,TJ,TM,TR,TT,TZ,UA,UG ,UZ,VN,YU,ZA,ZW Fターム(参考) 2H059 AA07 5C022 AA09 AB68 AC08 AC42 AC54 AC55 5C024 AX02 BX02 CY50 DX01 DX06 EX43 EX52 GX03 GY01 5C054 AA01 CA04 CC07 CG02 EA01 EA05 FB03 FC12 FD02 FE11 GB02 GB11 GC03 HA12 5C061 AA07 AA25 AB04 AB08 AB12 AB18 5C065 AA04 BB41 BB48 CC01 DD02 EE06 EE11

Claims (67)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数のレンチキュラ素子を有するレンチキュラレンズ層と、 複数の光センサを有し、これら光センサのうちの選択したものが、予め設定さ
    れた範囲の波長の光を検出し、少なくともそれ以外の光センサのうちの選択した
    ものが、少なくとも他の予め設定された範囲の波長を検出する光センサアレイと
    を具え、 前記レンチキュラ素子の各々を、前記光センサの選択したグループの前方に配
    置して、互いに相違する方向からの光を、前記光センサの前記選択したグループ
    内の互いに相違する光センサに指導することを特徴とするステレオ装置。
  2. 【請求項2】 複数のレンチキュラ素子を有するレンチキュラレンズ層と、 予め設定された範囲の波長の光を検出複数の光センサを有する光センサアレイ
    とを具え、 前記レンチキュラ素子の各々を、前記光センサの選択したグループの前方に配
    置して、互いに相違する方向からの光を、前記光センサの前記選択したグループ
    内の互いに相違する光センサに指導することを特徴とするステレオ装置。
  3. 【請求項3】 前記レンチキュラ素子の各々が、光の少なくとも二つの方向の間
    の区別を行う光指導手段を有することを特徴とする請求項1と2のうちのいずれ
    か一方に記載のステレオ装置。
  4. 【請求項4】 前記レンチキュラ素子の各々が、光の4方向の間の区別を行う光
    指導手段を有することを特徴とする請求項1と2のうちのいずれか一方に記載の
    ステレオ装置。
  5. 【請求項5】 前記レンチキュラ素子の各々を、一般に半円柱形状としたことを
    特徴とする請求項1と2のうちのいずれかに記載のステレオ装置。
  6. 【請求項6】 前記レンチキュラ素子の各々を、一般に半球形状としたことを特
    徴とする請求項1と2のうちのいずれかに記載のステレオ装置。
  7. 【請求項7】 前記光センサの前記選択したグループの各々が、偶数個の光セン
    サを有することを特徴とする請求項1と2のうちのいずれかに記載のステレオ装
    置。
  8. 【請求項8】 光照明ユニットを更に具えることを特徴とする請求項1と2のう
    ちのいずれかに記載のステレオ装置。
  9. 【請求項9】 前記光照明ユニットが前記レンチキュラレンズ層を包囲すること
    を特徴とする請求項8記載のステレオ装置。
  10. 【請求項10】 前記光照明ユニットが、 光源と、 分散ユニットと、 前記光源と分散ユニットとの間に接続され、前記光源からの光を前記分散ユニ
    ットに指導する光指導手段とを具えることを特徴とする請求項8記載のステレオ
    装置。
  11. 【請求項11】 前記分散ユニットが前記レンチキュラレンズ層を包囲すること
    を特徴とする請求項10記載のステレオ装置。
  12. 【請求項12】 前記光照明ユニットによって、予め設定された範囲の波長の光
    を発生させることを特徴とする請求項8記載のステレオ装置。
  13. 【請求項13】 前記光照明ユニットによって、少なくとも二つの光ビームを交
    互に発生させ、その光ビームの各々が、互いに相違する範囲の波長によって特徴
    付けられることを特徴とする請求項8記載のステレオ装置。
  14. 【請求項14】 前記光センサのアレイに接続されたコントローラを更に具え、
    そのコントローラが、互いに相違する方向の前記光センサから受信したデータを
    組み合わせることによって、前記互いに相違する方向の各々に対する像を発生さ
    せることを特徴とする請求項1と2のうちのいずれかに記載のステレオ装置。
  15. 【請求項15】 前記光センサのアレイに接続したコントローラを更に具え、そ
    のコントローラが、前記光ビームの現在の照明方向と相違する方向の前記光セン
    サから受信したデータを組み合わせることによって、前記相違する方向のうちの
    選択したものと前記光ビームのうちの選択したものの各組合せに対する像を発生
    させることを特徴とする請求項13記載のステレオ装置。
  16. 【請求項16】 前記光センサのアレイに接続され、前記光センサから受信した
    データを取得する取得手段を更に具えることを特徴とする請求項1と2のうちの
    いずれかに記載のステレオ装置。
  17. 【請求項17】 前記取得されたデータを格納する記憶ユニットを更に具えるこ
    とを特徴とする請求項16記載のステレオ装置。
  18. 【請求項18】 前記コントローラに接続され、前記像を発生させるステレオ表
    示ユニットを更に具えることを特徴とする請求項14記載のステレオ装置。
  19. 【請求項19】 前記像をステレオにしたことを特徴とする請求項14記載のス
    テレオ装置。
  20. 【請求項20】 前記像を部分的にステレオにしたことを特徴とする請求項14
    記載のステレオ装置。
  21. 【請求項21】 前記コントローラに接続され、前記像を発生させるステレオ表
    示装置を更に具えることを特徴とする請求項15記載のステレオ装置。
  22. 【請求項22】 前記像をステレオにしたことを特徴とする請求項15記載のス
    テレオ装置。
  23. 【請求項23】 前記像を部分的にステレオにしたことを特徴とする請求項15
    記載のステレオ装置。
  24. 【請求項24】 前記予め設定された波長の各々を、 本質的に可視の赤色光、 本質的に可視の緑色光、 本質的に可視の青色光、 本質的に可視のシアン色光、 本質的に可視の黄色光、 本質的に可視のマグネタ色光、 本質的な赤外光、 本質的な紫外光、及び 可視光からなるリストから選択したことを特徴とする請求項1と2のうちのい
    ずれかに記載のステレオ装置。
  25. 【請求項25】 前記予め設定された波長の各々を、 本質的に可視の赤色光、 本質的に可視の緑色光、 本質的に可視の青色光、 本質的に可視のシアン色光、 本質的に可視の黄色光、 本質的に可視のマグネタ色光、 本質的な赤外光、 本質的な紫外光、及び 可視光からなるリストから選択したことを特徴とする請求項13記載のステレ
    オ装置。
  26. 【請求項26】 前記光センサアレイを、赤−緑−青(RGB)センサアレイと
    したことを特徴とする請求項1記載のステレオ装置。
  27. 【請求項27】 前記光センサアレイを、シアン−イエロー−マグネタ−グリー
    ン(CYMG)センサアレイとしたことを特徴とする請求項1記載のステレオ装
    置。
  28. 【請求項28】 互いに相違する方向から到達する光を、レンチキュラレンズ層
    を用いて分離して、互いに重なり合って主像となる少なくとも二つの像を発生さ
    せるステップと、 前記主像を検出するステップとを具えることを特徴とするステレオ像検出方法
  29. 【請求項29】 前記像の各々を前記主像から再構成するステップを更に具える
    ことを特徴とする請求項28記載の方法。
  30. 【請求項30】 前記像をステレオ表示装置を用いて表示するステップを更に具
    えることを特徴とする請求項29記載の方法。
  31. 【請求項31】 前記像をステレオ表示装置に同時に表示するステップを更に具
    えることを特徴とする請求項30記載の方法。
  32. 【請求項32】 互いに相違する範囲の波長の交互の光ビームを用いて、検出さ
    れた領域を連続的に照明するステップと、 前記主像を、現在照明している範囲の波長に対して時間的に関連させることを
    特徴とする請求項28記載の方法。
  33. 【請求項33】 前記再構成するステップが、 前記像の各々の範囲内の各画素に対する波長の範囲を決定するステップと、 前記像の各々の範囲内の各画素に対する強度レベルを決定するステップとを具
    えることを特徴とする請求項29記載の方法。
  34. 【請求項34】 前記再構成するステップが、 予め設定された範囲の波長に関連した前記画素のうちの一つを選択するステッ
    プと、 前記選択した画素の周辺に存在する他の範囲の波長に関連した画素を決定する
    ステップと、 前記選択した画素の位置における前記他の範囲の波長の近似レベルを計算する
    ステップと、 前記選択するステップを繰り返すステップとを更に具えることを特徴とする請
    求項33記載の方法。
  35. 【請求項35】 複数のレンチキュラ素子を有するレンチキュラレンズ層と、 複数の光センサを有し、これら光センサのうちの選択したものが、予め設定さ
    れた範囲の波長の光を検出し、少なくともそれ以外の光センサのうちの選択した
    ものが、少なくとも他の予め設定された範囲の波長を検出する光センサアレイと
    を具え、 前記レンチキュラ素子の各々を、前記光センサの選択したグループの前方に配
    置して、互いに相違する方向からの光を、前記光センサの前記選択したグループ
    内の互いに相違する光センサに指導することを特徴とするエンドスコープ。
  36. 【請求項36】 複数のレンチキュラ素子を有するレンチキュラレンズ層と、 予め設定された範囲の波長の光を検出複数の光センサを有する光センサアレイ
    とを具え、 前記レンチキュラ素子の各々を、前記光センサの選択したグループの前方に配
    置して、互いに相違する方向からの光を、前記光センサの前記選択したグループ
    内の互いに相違する光センサに指導することを特徴とするエンドスコープ。
  37. 【請求項37】 前記レンチキュラ素子の各々が、光の少なくとも二つの方向の
    間の区別を行う光指導手段を有することを特徴とする請求項35と36のうちの
    いずれか一方に記載のエンドスコープ。
  38. 【請求項38】 前記レンチキュラ素子の各々が、光の4方向の間の区別を行う
    光指導手段を有することを特徴とする請求項35と36のうちのいずれか一方に
    記載のエンドスコープ。
  39. 【請求項39】 前記レンチキュラ素子の各々を、一般に半円柱形状としたこと
    を特徴とする請求項35と36のうちのいずれかに記載のエンドスコープ。
  40. 【請求項40】 前記レンチキュラ素子の各々を、一般に半球形状としたことを
    特徴とする請求項35と36のうちのいずれかに記載のエンドスコープ。
  41. 【請求項41】 前記光センサの前記選択したグループの各々が、偶数個の光セ
    ンサを有することを特徴とする請求項35と36とのうちのいずれかに記載のエ
    ンドスコープ。
  42. 【請求項42】 光照明ユニットを更に具えることを特徴とする請求項35と3
    6のうちのいずれかに記載のエンドスコープ。
  43. 【請求項43】 前記光照明ユニットが前記レンチキュラレンズ層を包囲するこ
    とを特徴とする請求項42記載のエンドスコープ。
  44. 【請求項44】 前記光照明ユニットが、 光源と、 分散ユニットと、 前記光源と分散ユニットとの間に接続され、前記光源からの光を前記分散ユニ
    ットに指導する光指導手段とを具えることを特徴とする請求項42記載のエンド
    スコープ。
  45. 【請求項45】 前記分散ユニットが前記レンチキュラレンズ層を包囲すること
    を特徴とする請求項44記載のエンドスコープ。
  46. 【請求項46】 前記光照明ユニットによって、予め設定された範囲の波長の光
    を発生させることを特徴とする請求項42記載のエンドスコープ。
  47. 【請求項47】 前記光照明ユニットによって、少なくとも二つの光ビームを交
    互に発生させ、その光ビームの各々が、互いに相違する範囲の波長によって特徴
    付けられることを特徴とする請求項42記載のエンドスコープ。
  48. 【請求項48】 前記光センサのアレイに接続されたコントローラを更に具え、
    そのコントローラが、互いに相違する方向の前記光センサから受信したデータを
    組み合わせることによって、前記互いに相違する方向の各々に対する像を発生さ
    せることを特徴とする請求項35と36のうちのいずれかに記載のエンドスコー
    プ。
  49. 【請求項49】 前記光センサのアレイに接続したコントローラを更に具え、そ
    のコントローラが、前記光ビームの現在の照明方向と相違する方向の前記光セン
    サから受信したデータを組み合わせることによって、前記相違する方向のうちの
    選択したものと前記光ビームのうちの選択したものの各組合せに対する像を発生
    させることを特徴とする請求項47記載のエンドスコープ。
  50. 【請求項50】 前記光センサのアレイに接続され、前記光センサから受信した
    データを取得する取得手段を更に具えることを特徴とする請求項35と36のう
    ちのいずれかに記載のエンドスコープ。
  51. 【請求項51】 前記取得されたデータを格納する記憶ユニットを更に具えるこ
    とを特徴とする請求項50記載のエンドスコープ。
  52. 【請求項52】 前記コントローラに接続され、前記像を発生させるステレオ表
    示ユニットを更に具えることを特徴とする請求項48記載のエンドスコープ。
  53. 【請求項53】 前記像をステレオにしたことを特徴とする請求項48記載のエ
    ンドスコープ。
  54. 【請求項54】 前記像を部分的にステレオにしたことを特徴とする請求項48
    記載のエンドスコープ。
  55. 【請求項55】 前記コントローラに接続され、前記像を発生させるステレオ表
    示装置を更に具えることを特徴とする請求項49記載のエンドスコープ。
  56. 【請求項56】 前記像をステレオにしたことを特徴とする請求項49記載のエ
    ンドスコープ。
  57. 【請求項57】 前記像を部分的にステレオにしたことを特徴とする請求項49
    記載のエンドスコープ。
  58. 【請求項58】 前記予め設定された波長の各々を、 本質的に可視の赤色光、 本質的に可視の緑色光、 本質的に可視の青色光、 本質的に可視のシアン色光、 本質的に可視の黄色光、 本質的に可視のマグネタ色光、 本質的な赤外光、 本質的な紫外光、及び 可視光からなるリストから選択したことを特徴とする請求項35と36のうち
    のいずれかに記載のエンドスコープ。
  59. 【請求項59】 前記予め設定された波長の各々を、 本質的に可視の赤色光、 本質的に可視の緑色光、 本質的に可視の青色光、 本質的に可視のシアン色光、 本質的に可視の黄色光、 本質的に可視のマグネタ色光、 本質的な赤外光、 本質的な紫外光、及び 可視光からなるリストから選択したことを特徴とする請求項47記載のエンド
    スコープ。
  60. 【請求項60】 前記光センサアレイを、赤−緑−青(RGB)センサアレイと
    したことを特徴とする請求項35記載のエンドスコープ。
  61. 【請求項61】 前記光センサアレイを、シアン−イエロー−マグネタ−グリー
    ン(CYMG)センサアレイとしたことを特徴とする請求項35記載のエンドス
    コープ。
  62. 【請求項62】 明細書に記載されたのとほぼ同一の請求項1−27のいずれか
    に記載のステレオ装置。
  63. 【請求項63】 図面の任意の図に示されたのとほぼ同一の請求項1−27のい
    ずれかに記載のステレオ装置。
  64. 【請求項64】 明細書に記載されたのとほぼ同一の請求項28−34のいずれ
    かに記載の方法。
  65. 【請求項65】 図面の任意の図に示されたのとほぼ同一の請求項28−34の
    いずれかに記載の方法。
  66. 【請求項66】 明細書に記載されたのとほぼ同一の請求項35−61のいずれ
    かに記載のエンドスコープ。
  67. 【請求項67】 図面の任意の図に示されたのとほぼ同一の請求項35−61の
    いずれかに記載のエンドスコープ。
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