JPWO2017203777A1 - 電子装置、電子装置の制御方法、および、プログラム - Google Patents
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Abstract
Description
1.第1の実施の形態(形状を推定して座標変換を行う例)
2.第2の実施の形態(位相差検出画素で測距した結果から形状を推定して座標変換を行う例)
[電子装置の構成例]
図1は、第1の実施の形態における電子装置100の一構成例を示すブロック図である。この電子装置100は、操作部111、制御部112、レーザ光照射部113、挿抜部114、拡散板115、立体形状推定部200、測距部116、スイッチ117および撮像素子300を備える。また、電子装置100は、撮像レンズ118、座標変換部400、光学文字認識部119、翻訳処理部120および音声出力部121を備える。
図2は、第1の実施の形態における立体形状推定部200の一構成例を示すブロック図である。この立体形状推定部200は、測定座標保持部210、測定座標検出部220、距離情報保持部230、最小二乗法演算部240、パラメータ保持部250、誤差演算部260およびパラメータ供給部270を備える。
Rp=Rxp・Ryp・Rzp
Rc=Rxc・Ryc・Rzc
図6は、第1の実施の形態における撮像素子300の一構成例を示すブロック図である。この撮像素子300は、行走査回路310と、画素アレイ部320と、タイミング制御部340と、複数のAD(Analog to Digital)変換部350と、列走査回路360と、信号処理部370とを備える。画素アレイ部320には、二次元格子状に複数の画素回路330が配置される。以下、所定の方向に配列された画素回路330の集合を「行」と称し、行に垂直な方向に配列された画素回路330の集合を「列」と称する。前述のAD変換部350は、列ごとに設けられる。
図7は、第1の実施の形態における画素回路330の一構成例を示すブロック図である。この画素回路330は、受光素子331と、転送スイッチ332と、電荷蓄積部333および334と、選択スイッチ335および336とを備える。
図8は、第1の実施の形態における座標変換部400の一構成例を示すブロック図である。この座標変換部400は、切り出し処理部420、フレームメモリ410およびアドレス変換部430を備える。
d=(c/4πf)×tan−1{(Q3−Q4)/(Q1−Q2)}
上式においてdは距離であり、単位は、例えば、メートル(m)である。cは光速であり、単位は、例えば、メートル毎秒(m/s)である。tan−1()は、正接関数の逆関数を示す。
図19は、第1の実施の形態における電子装置100の動作の一例を示すフローチャートである。この動作は、例えば、電子装置100に電源が投入されたときに開始する。電子装置100は、ユーザによりボタンが半押しされたか否かを判断する(ステップS901)。ボタンが半押しされた場合に(ステップS901:Yes)、電子装置100は、拡散板を抜去し(ステップS902)、スポット状のレーザ光を照射する(ステップS903)。そして、電子装置100は、ユーザによりボタンが全押しされたか否かを判断する(ステップS904)。
上述の第1の実施の形態では、スティック状の電子装置100内に、操作部111や撮像素子300などを設けていたが、ウェアラブル端末に装着されるカメラユニットに、操作部111等を設けてもよい。この第1の実施の形態の変形例における撮像システムは、ウェアラブル端末に装着されるカメラユニットに、操作部111等を設けた点において第1の実施の形態と異なる。
上述の第1の実施の形態では、ToF方式で測距を行っていたが、このToF方式では
レーザ光を照射する部品が必要となるため、その分、コストの低減や小型化が困難となる。この第2の実施の形態の電子装置100は、小型化およびコストの低減を実現した点において第1の実施の形態と異なる。
(1)物体を撮像して画像データを撮像する撮像部と、
前記撮像部から前記物体の表面上の複数の測定点のそれぞれまでの距離を測定する測距部と、
前記測定された距離から前記物体の形状を推定する形状推定部と、
前記推定された形状に基づいて前記物体の表面上の立体座標を所定の基準平面上の平面座標に変換する座標変換を前記画像データに対して行う座標変換部と
を具備する電子装置。
(2)前記座標変換が行われた画像データにおいて前記物体の表面上の文字を認識する文字認識部をさらに具備する
前記(1)記載の電子装置。
(3)照射光を照射する照射部をさらに具備し、
前記測距部は、前記照射光に対する反射光と前記照射光との位相差から前記距離を測定する前記(1)または記載の電子装置。
(4)前記撮像部は、前記画像データを撮像する処理と前記照射光を受光する処理とを行う
前記(3)記載の電子装置。
(5)前記照射部は、所定の周期信号に同期したパルス光を前記照射光として照射する
前記(3)または(4)に記載の電子装置。
(6)前記照射部は、スポット光および拡散光のいずれかを所定の操作に従って選択して前記照射光として照射し、
前記測距部は、前記拡散光が照射されたときに前記距離を測定する
前記(3)から(5)のいずれかに記載の電子装置。
(7)前記照射部は、所定のボタンが半押しされた場合には前記照射光の照射を開始し、
前記撮像部は、前記所定のボタンが全押しされた場合には前記画像データを撮像する
前記(3)から(6)のいずれかに記載の電子装置。
(8)前記電子装置は、ウェアラブル端末に取付けられるカメラユニットである
前記(1)から(7)のいずれかに記載の電子装置。
(9)前記形状推定部は、前記距離に基づいて複数の候補形状のいずれかを前記物体の形状として推定する
前記(1)から(8)のいずれかに記載の電子装置。
(10)前記形状推定部は、
前記距離から前記複数の測定点のそれぞれの座標を測定座標として検出する座標検出部と、
前記複数の候補形状のそれぞれについて当該候補形状の座標と所定の基準座標系における座標との間の関係を示す関数を前記測定座標を用いて取得する関数取得部と、
前記取得された関数と前記測定座標とから前記複数の候補形状のそれぞれについて前記物体の形状を想定した際の誤差を演算する誤差演算部と、
前記複数の候補形状のうち前記誤差の最も少ない形状を前記物体の形状として推定する推定処理部と
を備える前記(9)記載の電子装置。
(11)前記画像データは、複数の画素データを含み、
前記撮像部は、
瞳分割された2つの像の位相差を検出する位相差検出画素と、
光を光電変換して前記複数の画素データのいずれかを生成する通常画素と
を備え、
前記測距部は、前記位相差検出画素により検出された位相差から前記距離を測定する
前記(1)または(2)に記載の電子装置。
(12)撮像部が、物体を撮像して画像データを撮像する撮像手順と、
前記撮像部から前記物体の表面上の複数の測定点のそれぞれまでの距離を測定する測距手順と、
前記測定された距離から前記物体の形状を推定する形状推定手順と、
前記推定された形状に基づいて前記物体の表面上の立体座標を所定の基準平面上の平面座標に変換する座標変換を前記画像データに対して行う座標変換手順と
を具備する電子装置の制御方法。
(13)撮像部が、物体を撮像して画像データを撮像する撮像手順と、
前記撮像部から前記物体の表面上の複数の測定点のそれぞれまでの距離を測定する測距手順と、
前記測定された距離から前記物体の形状を推定する形状推定手順と、
前記推定された形状に基づいて前記物体の表面上の立体座標を所定の基準平面上の平面座標に変換する座標変換を前記画像データに対して行う座標変換手順と
をコンピュータに実行させるためのプログラム。
101 カメラユニット
111、151 操作部
112 制御部
113 レーザ光照射部
114 挿抜部
115 拡散板
116 測距部
117、123 スイッチ
118 撮像レンズ
119 光学文字認識部
120 翻訳処理部
121 音声出力部
122 カメラユニット制御部
123 表示部
150 ウェアラブル端末
152 端末制御部
155 連結具
156 遮蔽部材
200 立体形状推定部
210 測定座標保持部
220 測定座標検出部
230 距離情報保持部
240 最小二乗法演算部
250 パラメータ保持部
260 誤差演算部
270 パラメータ供給部
300 撮像素子
310 行走査回路
320 画素アレイ部
330 画素回路
331 受光素子
332 転送スイッチ
333、334 電荷蓄積部
335、336 選択スイッチ
340 タイミング制御部
350 AD変換部
360 列走査回路
370 信号処理部
380 通常画素回路
390 位相差検出画素回路
400 座標変換部
410 フレームメモリ
420 切り出し処理部
430 アドレス変換部
Claims (13)
- 物体を撮像して画像データを撮像する撮像部と、
前記撮像部から前記物体の表面上の複数の測定点のそれぞれまでの距離を測定する測距部と、
前記測定された距離から前記物体の形状を推定する形状推定部と、
前記推定された形状に基づいて前記物体の表面上の立体座標を所定の基準平面上の平面座標に変換する座標変換を前記画像データに対して行う座標変換部と
を具備する電子装置。 - 前記座標変換が行われた画像データにおいて前記物体の表面上の文字を認識する文字認識部をさらに具備する
請求項1記載の電子装置。 - 照射光を照射する照射部をさらに具備し、
前記測距部は、前記照射光に対する反射光と前記照射光との位相差から前記距離を測定する請求項1記載の電子装置。 - 前記撮像部は、前記画像データを撮像する処理と前記照射光を受光する処理とを行う
請求項3記載の電子装置。 - 前記照射部は、所定の周期信号に同期したパルス光を前記照射光として照射する
請求項3記載の電子装置。 - 前記照射部は、スポット光および拡散光のいずれかを所定の操作に従って選択して前記照射光として照射し、
前記測距部は、前記拡散光が照射されたときに前記距離を測定する
請求項3記載の電子装置。 - 前記照射部は、所定のボタンが半押しされた場合には前記照射光の照射を開始し、
前記撮像部は、前記所定のボタンが全押しされた場合には前記画像データを撮像する
請求項3記載の電子装置。 - 前記電子装置は、ウェアラブル端末に取付けられるカメラユニットである
請求項1記載の電子装置。 - 前記形状推定部は、前記距離に基づいて複数の候補形状のいずれかを前記物体の形状として推定する
請求項1記載の電子装置。 - 前記形状推定部は、
前記距離から前記複数の測定点のそれぞれの座標を測定座標として検出する座標検出部と、
前記複数の候補形状のそれぞれについて当該候補形状の座標と所定の基準座標系における座標との間の関係を示す関数を前記測定座標を用いて取得する関数取得部と、
前記取得された関数と前記測定座標とから前記複数の候補形状のそれぞれについて前記物体の形状を想定した際の誤差を演算する誤差演算部と、
前記複数の候補形状のうち前記誤差の最も少ない形状を前記物体の形状として推定する推定処理部と
を備える請求項9記載の電子装置。
- 前記画像データは、複数の画素データを含み、
前記撮像部は、
瞳分割された2つの像の位相差を検出する位相差検出画素と、
光を光電変換して前記複数の画素データのいずれかを生成する通常画素と
を備え、
前記測距部は、前記位相差検出画素により検出された位相差から前記距離を測定する
請求項1記載の電子装置。 - 撮像部が、物体を撮像して画像データを撮像する撮像手順と、
前記撮像部から前記物体の表面上の複数の測定点のそれぞれまでの距離を測定する測距手順と、
前記測定された距離から前記物体の形状を推定する形状推定手順と、
前記推定された形状に基づいて前記物体の表面上の立体座標を所定の基準平面上の平面座標に変換する座標変換を前記画像データに対して行う座標変換手順と
を具備する電子装置の制御方法。 - 撮像部が、物体を撮像して画像データを撮像する撮像手順と、
前記撮像部から前記物体の表面上の複数の測定点のそれぞれまでの距離を測定する測距手順と、
前記測定された距離から前記物体の形状を推定する形状推定手順と、
前記推定された形状に基づいて前記物体の表面上の立体座標を所定の基準平面上の平面座標に変換する座標変換を前記画像データに対して行う座標変換手順と
をコンピュータに実行させるためのプログラム。
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