JP5704702B2 - 立体画像取得装置 - Google Patents
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Description
(1−1)基本構成
図1は、本発明の第1の実施の形態に係る立体画像取得装置の構成を示す図である。図1に示すように、立体画像取得装置100は、被写体Wから近い順に結像光学系1、拡散板2、レンズ3、レンズアレイ4およびカメラ5を備える。
図2は、レンズアレイ4の複数の要素レンズ4aの配列を示す図である。図2に示すように、複数の要素レンズ4aは、x方向およびy’方向に沿って並ぶように配置される。y’方向は、y方向に対して角度θa傾斜する。以下、x方向に沿った要素レンズ4aの並びを要素レンズ4aの行と呼び、y’方向に沿った要素レンズ4aの並びを要素レンズ4aの列と呼ぶ。図2の例では、H個の要素レンズ4aが各行をなし、V個の要素レンズ4aが各列をなす。各行および各列における要素レンズ4aの個数は、カメラ5(図1)の撮像素子5bの形状および画素数に応じて設定される。各行において隣り合う要素レンズ4aの中心点間の距離はpxであり、各列において隣り合う要素レンズ4aのy方向における中心点間の距離はpyである。
図4および図5は、本実施の形態に係る立体画像取得装置100の基本原理について説明するための図である。図4は、yz平面内における被写体Wからの光線の伝播を示す図であり、図5は、xz平面内における被写体Wからの光線の伝播を示す図である。図4および図5においては、結像レンズ11,13およびレンズ3の各々の中心点がz軸上に配置される。また、以下の説明では、被写体Wに向かう方向を前方と呼び、その反対の方向を後方と呼ぶ。
本実施の形態では、1台のカメラ5により複数の要素画像EMを同時に取得することができるので、複数のカメラを用いる場合とは異なり、複数の要素画像EM間で輝度および色等の特性のばらつきが生じない。そのため、複数の要素画像EM間の特性を揃えるための煩雑な作業が不要となる。また、画角の変更およびパン等のカメラワークも可能になる。また、広い画角において高密度な複数の要素画像EMを取得することが可能になる。
図6は、本発明の第2の実施の形態に係る立体画像取得装置100の構成を示す図である。図6の立体画像取得装置100について、第1の実施の形態に係る立体画像取得装置100と異なる点を説明する。
図8は、本発明の第3の実施の形態に係る立体画像取得装置100の構成を示す図である。図8の立体画像取得装置100について、第1の実施の形態に係る立体画像取得装置100と異なる点を説明する。
図9は、本発明の第4の実施の形態に係る立体画像取得装置100の構成を示す図である。図9の立体画像取得装置100について、第1の実施の形態に係る立体画像取得装置100と異なる点を説明する。
図11は、本発明の第5の実施の形態に係る立体画像取得装置100の構成を示す図である。図11の立体画像取得装置100について、第1の実施の形態に係る立体画像取得装置100と異なる点を説明する。
以下、立体画像取得装置100により取得された複数の要素画像を用いて立体画像を表示する立体画像表示装置について説明する。図12は、立体画像表示装置の構成を示すブロック図である。
以下、請求項の各構成要素と実施の形態の各要素との対応の例について説明するが、本発明は下記の例に限定されない。
2 拡散板
3,31 レンズ
4 レンズアレイ
4a 要素レンズ
5,24 カメラ
5a,24a 撮像レンズ
5b,24b 撮像素子
11 結像レンズ
12 アパーチャ板
13 結像レンズ
21 第1の偏光子
22 ハーフミラー
23 第2の偏光子
51 単焦点レンズ
51a 遮光部材
61 光照射部
62 ダイクロイックミラー
63 距離検出撮像部
100 立体画像取得装置
200 立体画像表示装置
201 制御部
202 表示部
Claims (6)
- 複数の視差画像を取得する立体画像取得装置であって、
被写体からの光線を複数の要素画像としてそれぞれ結像する複数の要素レンズと、
前記被写体からの光線を前記複数の要素レンズに導く導光光学系と、
前記複数の要素レンズによりそれぞれ結像された前記複数の要素画像を取得する第1の撮影装置とを備え、
前記導光光学系は、第1の方向に沿った光軸を有するとともに、前記第1の方向と略直交する第2の方向に長尺状に延びる光通過領域を形成し、前記光通過領域を通過する光線を前記複数の要素レンズに導き、前記光通過領域を通過しない光線を前記複数の要素レンズに導かないように構成され、
前記複数の要素レンズは前記第2の方向と前記第1および第2の方向に略直交する第3の方向とに平行な平面上に2次元状に配置され、
前記導光光学系は、前記光通過領域を通過する光線が前記第1および第3の方向を含む面内で拡がるように光線を拡散または屈折させる発散光学素子を含むことを特徴とする立体画像取得装置。 - 前記複数の要素レンズは、前記第3の方向に対して傾斜しかつ互いに平行な複数の線上に並ぶように配置されることを特徴とする請求項1記載の立体画像取得装置。
- 複数の視差画像を取得する立体画像取得装置であって、
被写体からの光線を複数の要素画像としてそれぞれ結像する複数の要素レンズと、
前記被写体からの光線を前記複数の要素レンズに導く導光光学系と、
前記複数の要素レンズによりそれぞれ結像された前記複数の要素画像を取得する第1の撮影装置とを備え、
前記導光光学系は、第1の方向に沿った光軸を有するとともに、前記第1の方向と略直交する第2の方向に長尺状に延びる光通過領域を形成し、前記光通過領域を通過する光線を前記複数の要素レンズに導き、前記光通過領域を通過しない光線を前記複数の要素レンズに導かないように構成され、
前記導光光学系は、
第1の偏光が透過可能でありかつ前記第1の偏光と異なる第2の偏光が透過不可能である第1の領域、および前記第1の偏光が透過不可能でありかつ前記第2の偏光が透過可能である第2の領域を有する第1の偏光素子と、
前記第1の偏光が透過可能でありかつ前記第2の偏光が透過不可能である第2の偏光素子とを含み、
前記被写体からの光が前記第1および第2の偏光素子を順に通して前記複数の要素レンズに導かれ、
前記第1の偏光素子の前記第1の領域により前記光通過領域が形成されることを特徴とする立体画像取得装置。 - 前記被写体の距離情報を含む距離画像を取得する距離画像取得部をさらに備える特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の立体画像取得装置。
- 前記複数の要素レンズの各々は、焦点距離を調整可能な焦点可変レンズであることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の立体画像取得装置。
- 第2の撮影装置と
前記導光光学系により前記複数の要素レンズに導かれる光線の一部を前記第2の撮影装置に導く分割光学素子とをさらに備えることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の立体画像取得装置。
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