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立体映像撮影装置および立体映像撮影方法 コモンズ

国内特許コード P140010644
整理番号 08-43
掲載日 2014年6月9日
出願番号 特願2008-233154
公開番号 特開2010-066558
登録番号 特許第5397980号
出願日 平成20年9月11日(2008.9.11)
公開日 平成22年3月25日(2010.3.25)
登録日 平成25年11月1日(2013.11.1)
発明者
  • 山本 健詞
  • 三科 智之
  • 大井 隆太朗
  • 妹尾 孝憲
  • 奥井 誠人
出願人
  • 国立研究開発法人情報通信研究機構
発明の名称 立体映像撮影装置および立体映像撮影方法 コモンズ
発明の概要 【課題】要素レンズを用いて要素画像を撮影する際に重複記録を除去することが可能な立体映像撮影装置を提供する。
【解決手段】立体映像撮影装置1は、被写体の要素画像となる光を集光する要素レンズ5を2次元平面上に配置した要素レンズ群6と、この要素レンズ群6の各要素レンズ5の焦点距離となる焦平面に生成される要素画像群を撮影する撮影手段8と、を備えたインテグラルフォトグラフィによる立体映像撮影装置において、開口部3aを有する遮蔽板3と、遮蔽板3をそれぞれの焦平面として、遮蔽板3よりも被写体側に配置された第1レンズ2および遮蔽板3よりも像側に配置された第2レンズ4と、を備えたテレセントリック光学系を、要素レンズ群6の被写体側に備えることを特徴とする。
【選択図】図1
従来技術、競合技術の概要


近年、自然でリアルな表現が可能な立体映像を放送やコミュニケーションなどの情報伝達手段に適用させる検討が進められている。映像を立体表示させるには多数の方式があるが、その一方式であるホログラフィは、実際に物体が存在する場合と同じ光波場を再現することで空間に像を再生する方式であり、人間の視覚機能に負担をかけない立体表示方式と言われている。



これまでホログラフィの被写体は、静物やコンピュータグラフィックスが中心であったが、動いている物体を対象としてホログラムを取得するため、インテグラルフォトグラフィ(以下、「IP」という)方式で撮影された画像からホログラムを生成する手法が提案されている。



前記したIP方式は、多数の微小なレンズ(ここでは、「要素レンズ」という)から構成されるレンズ板(要素レンズ群)を用いて立体像を記録、再生する技術である。このIP方式により立体像を記録すると、要素レンズを通過した光が隣接する要素画像として重複記録され、再生される立体像が多重像として視認される現象が生じることが知られている。



ここで、図12を参照して、要素画像が重複記録される要因について説明する。図12は、従来の立体映像撮影装置における要素レンズと要素画像の記録状態を示す模式図である。図12では、要素レンズ5(5,5,…)を使用した立体映像撮影装置において、被写体からの平行光PRが要素レンズ5によって要素レンズ群6の焦平面(記録面)に結像し、被写体からの平行光PRが要素レンズ5によって要素レンズ群6の焦平面に結像した状態を示している。



本来、IP方式において、要素レンズ5によって生成される要素画像EIと、要素レンズ5によって生成される要素画像EIとは、それぞれ独立して記録される必要がある。しかし、ここでは、要素レンズ5に入射する平行光PRが、要素レンズ群6の光軸に対して所定角度よりも大きいため、本来、要素画像EIとして記録されるべき光が、隣接する要素レンズ5に対応する要素画像EIとして記録されている。すなわち、要素画像EIには、要素レンズ5からの光と、要素レンズ5からの光とが重複して記録されることになる。この重複記録部分は、再生時に要素レンズ5に対応する微小レンズでも再生されることになるため、本来の被写体と異なる場所に像を結ぶ妨害像となる。



この問題を解決する手法として、要素レンズに屈折率分布(GRIN:Gradient Index)レンズを用いる手法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。このGRINレンズを用いた場合、当該GRINレンズは、レンズ作用を有する光ファイバを立体的に積み重ねて2次元のレンズ群を構成していることから、各レンズが生成する要素画像が互いに重なることがない。



また、他の解決手法として、レンズ板の後側焦平面にレンズ板の大きさ以上の口径を持つフィールドレンズを備え、フィールドレンズの後側焦平面に開口部を有する遮蔽板を設け、当該開口部から出射される光のみを要素画像として撮影する手法が提案されている(非特許文献1参照)。この手法によれば、開口部に到達した光以外の光は遮蔽板により遮断されるため、開口部の幅を調整することで、レンズ板の要素レンズを通過する光のうち、所定の入射角を超える光を遮断し、要素画像の重複記録を抑えている。
【特許文献1】
特許第3836550号公報
【非特許文献1】
三科智之,山本健詞,大井隆太朗,奥井誠人,“ホログラフィ入力に適したインテグラルフォトグラフィ撮影のための複数要素画像の重複記録低減に関する検討”,映像情報メディア学会誌,vol.62,no.7,pp.1132~1137,2008

産業上の利用分野



本発明は、インテグラルフォトグラフィ方式により被写体を立体像として撮影する立体映像撮影装置および立体映像撮影方法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
被写体の要素画像となる光を集光する要素レンズを2次元平面上に配置した要素レンズ群と、この要素レンズ群の各要素レンズの焦点距離となる焦平面に生成される要素画像群を撮影する撮影手段と、を備えたインテグラルフォトグラフィ方式による立体映像撮影装置において、
開口部を有する遮蔽板と、当該遮蔽板がそれぞれの焦平面となるように、当該遮蔽板よりも被写体側に配置された第1レンズおよび当該遮蔽板よりも像側に配置された第2レンズと、を備えたテレセントリック光学系を、前記要素レンズ群の被写体側に備え、
前記要素レンズの口径をD、前記要素レンズの焦点距離をf、前記第2レンズの焦点距離をfとしたとき、前記遮蔽板の開口部の縦横長は、2ftan-1(D/2f以下であることを特徴とする立体映像撮影装置。

【請求項2】
前記第1レンズと前記第2レンズとが異なる焦点距離を有していることを特徴とする請求項1に記載の立体映像撮影装置。

【請求項3】
前記開口部を前記遮蔽板の板面に沿った平面上で移動するように前記遮蔽板を駆動する遮蔽板駆動手段と、
前記撮影手段の撮影タイミングに同期して、前記テレセントリック光学系の光軸を中心に前記遮蔽板の板面に沿った平面上の予め定めた大きさの領域内で前記開口部の位置を順次移動させるように前記遮蔽板駆動手段を制御する開口位置制御手段と、
をさらに備えることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の立体映像撮影装置。

【請求項4】
前記開口位置制御手段は、前記開口部を移動させることで前記領域内に順次形成される複数箇所の開口領域が、当該領域内において部分的に重なる位置に前記開口部を移動させることを特徴とする請求項に記載の立体映像撮影装置。

【請求項5】
前記開口部の位置が前記領域内で移動することで撮影された複数の要素画像を前記要素レンズごとに合成してフレーム画像を生成する合成手段を、さらに備えることを特徴とする請求項に記載の立体映像撮影装置。

【請求項6】
前記遮蔽板に光の通過と遮断とを切り替える複数の開閉手段を備え、
前記撮影手段の撮影タイミングに同期して、前記複数の開閉手段を前記開口部として1箇所ずつ順次開放させることで、前記遮蔽板において前記開口部の位置を移動させる開閉制御手段をさらに備えることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の立体映像撮影装置。

【請求項7】
前記複数の開閉手段の開放により撮影された複数の要素画像を前記要素レンズごとに合成してフレーム画像を生成する合成手段をさらに備えることを特徴とする請求項に記載の立体映像撮影装置。

【請求項8】
インテグラルフォトグラフィ方式により被写体を撮影する立体映像撮影方法であって、
前記被写体の物体光を被写体側の第1レンズにより集光する第1工程と、
この第1工程により集光し、前記第1レンズの焦点距離の位置に配置した遮蔽板の開口部を通過する光を、前記遮蔽板から像側の焦点距離の位置に配置した第2レンズにより受光し、複数の要素レンズを2次元平面上に配置した要素レンズ群に出射する第2工程と、
この第2工程により出射される光を、前記要素レンズ群を構成する個々の要素レンズにより集光する第3工程と、
この第3工程で集光した複数の要素レンズから出射される光を、前記要素レンズの焦点距離において、複数の要素画像からなる要素画像群として撮影する第4工程と、を含み、
前記要素レンズの口径をD、前記要素レンズの焦点距離をf、前記第2レンズの焦点距離をfとしたとき、前記遮蔽板の開口部の縦横長は、2ftan-1(D/2f)以下であることを特徴とする立体映像撮影方法。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2008233154thum.jpg
出願権利状態 登録
※ 詳細内容の開示にあたっては、別途、JSTと秘密保持契約を締結していただくことが必要となります。


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