JP2000292134A - ３次元情報入力カメラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 撮影者に不快感を与えない３次元情報入力カ
メラを提供する。 【解決手段】 モニタ表示手段１０は、投影手段１がパ
ターン光を投影しないときに撮影手段３が撮影したパタ
ーンなし撮影画像を記憶する画像記憶手段を有する。モ
ニタ表示手段１０は、投影手段がパターン光を投影した
ときには、撮影手段３が撮影したパターン付き撮影画像
の代わりに、画像記憶手段が記憶したパターンなし撮影
画像を表示する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、３次元情報入力カ
メラに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、３次元情報入力としては、複数の
撮影レンズを通過した２像から３次元情報を得る方法
や、図２３に示すように、光を物体に投影し三角測量法
の原理によって距離分布を検出する方法が知られてい
る。

【０００３】また、たとえば特開平６−２４９６２４号
公報に開示されたのように、フリンジパターンを投影
し、別カメラでパターンを入力して、いわゆる三角測量
により距離分布を検知する方法がある。また、格子パタ
ーンを物体に投影し、異なる角度方向から観察すると、
投影された格子パターンが物体の起伏に応じた変形デー
タを得ることにより、物体の起伏を求める方法も提案さ
れている。（精密工学会誌、５５，１０，８５（１９８
９））。また、図２４に示すように、格子パターン投影
の代わりに、グレイコードパターンを投影し、光学的分
布をＣＣＤカメラで測定する方法である。

【０００４】これらの方法により３次元情報を得るに
は、複数画像の撮影が必要となったり画像情報の処理が
面倒であったりするので、撮影時、もしくは後の処理に
時間を要する。そのため、計測機器としては問題ない
が、カメラに使用するには適さないと考えられる。

【０００５】短時間の撮影および後演算で３次元情報を
精度よく得られる方法として、以下のような提案があ
る。

【０００６】たとえば図２５（出典：「光三次元計測」
吉澤徹編、新技術コミュニケーションズ、第８９頁、図
５.２.１２（ａ））のように、縞パターンを投影し、投
影した縞パターンに対し、設計的に決まる角度で被写体
からの縞パターンを受光し、被写体の凹凸による縞の変
形画像から被写体の距離分布を検出する。すなわち、各
画像ポイントで測定される画像の位相に対して、オリジ
ナル縞との位相のずれを演算する。この位相のずれには
被写体の高さの情報も含まれている。そこで位相情報と
三角測量による情報とによって、被写体の距離分布を求
める。しかし、検出には高い精度が必要となる。縞パタ
ーンの濃度分布や光度には限界があるため、縞パターン
の位置を少しずつずらした複数の撮影画像によって、被
写体の距離分布を求まる方法がとられてきた。たとえ
ば、０°、９０°、１８０°、２７０°の４つの位相の
ずれた縞パターンを投影する。

【０００７】また、計測機器として、スリット光をスキ
ャンするものが製品化されているが、３次元情報入力す
るためのスキャンを含む３次元情報入力時間が数百ｍｓ
もかかっている。また、従来のデジタルカメラにおい
て、連写モードであれば、複数枚連続撮影をするが、メ
モリカードへの記録は撮影後行うカメラがあったが、３
次元情報入力カメラではなかった。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記縞パター
ン投影法には１周期しかない縞パターンでは濃度分布が
荒くなり精度がでない。この点を解消するために、数周
期の縞パターンを投影することが多いが、この場合、距
離分布が深い被写体であれば、どの縞パターンによる情
報かが区別できない。何番目からの縞かによって、いわ
ゆる三角測量の角度が異なったものとして解釈し、間違
えた距離分布を得ることになる。

【０００９】たとえば図２８で示すように、手前の面Ｐ
１上の点Ａは３番目の縞による情報となるが、奥の面Ｐ
２上の点Ｂは４番目の縞による情報となる。しかし、何
本目の縞であるかが分からないと、受光部で得られた画
像情報だけでは点Ａ，Ｂの区別ができない。

【００１０】距離分布精度を上げようと縞パターンの縞
数を増やし、検出点を多くしても、縞が何本目かを誤る
と、かえって、３次元情報を誤検出する確率が増すこと
にもなりかねない。

【００１１】そこで、本願出願人は、投影する縞パター
ンの改良を試みた。そして、たとえば、周波数を複数も
つパターンや、コードと縞をもつパターン、そして色の
付いたパターン光を投影し、グラデーションのある縞だ
けでなく、位置を特定できるマーカを置き、何本目の縞
かを特定する精度を上げることを提案している（たとえ
ば、特願平１１−８７１２４号、未公開）。一方、撮像
機器においては、撮影する画像を確認するためのモニタ
手段を有することが多い。

【００１２】ところが、上記のような縞パターンを投影
するカメラにおいて撮影画像を常時モニタできるように
した場合、縞パターンを投影したときの被写体画像は、
撮影者にとって不快感のある画像になっていることが多
いことが判明した。例えば図２５のような画像である。

【００１３】したがって、本発明の解決すべき技術的課
題は、被写体に対してパターンを投影するカメラにおい
て、モニタ画像では撮影者に不快感を与えない３次元情
報入力カメラを提供することである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記技術的課題を解決す
るために、本発明は以下の構成の３次元情報入力カメラ
を提供する。

【００１５】３次元情報入力カメラは、撮影領域を撮影
する撮像手段と、撮影領域にパターン光を投影する投影
手段と、上記撮像手段が撮影した撮影画像を確認するた
めに表示するモニタ表示手段とを備え、上記投影手段が
投影したパターン光により撮影領域内の被写体に形成さ
れた投影パターンを上記撮像手段により撮影するタイプ
のものである。上記モニタ表示手段は、上記投影手段が
パターン光を投影しないときの撮影画像を記憶する画像
記憶手段を有する。上記モニタ手段は、上記投影手段が
パターン光を投影したときの撮影画像の代わりに、上記
画像記憶手段が記憶した撮影画像を表示する。

【００１６】パターン光が投影されたときの撮影画像
は、通常の自然な画像にパターンが付加されたパターン
付き画像となり、撮影者に不快感のある画像となる可能
性があるが、上記構成によれば、そのような画像をモニ
タ表示手段は表示しない。代わりに、モニタ表示手段
は、記憶手段が記憶している通常の自然な画像（パター
ンなし画像）を表示する。つまり、撮影者にとって不快
感のあるパターン付き画像を、撮影者には見せないよう
にすることができる。また、撮影時に何も表示しないと
撮影者に不安感を与えるが、記憶しておいた撮影直前の
画像を撮影時に表示すれば、撮影者に不安感や違和感を
与えることもない。

【００１７】したがって、撮影者に不快感を与えないよ
うにすることができる。

【００１８】撮影画像を表示しないパターン光の態様
は、たとえば、以下の２態様である。

【００１９】第１の態様は、上記パターン光は照度分布
を有する非均一光であり、投影されたときに撮影領域内
の被写体に縞状の投影パターンを形成する場合である。
この場合、パターン光の投影によって縞状パターンが付
加された撮影画像は、モニタ表示手段には表示されな
い。

【００２０】第２の態様は、上記パターン光は有色光を
含み、投影されたときに撮影領域内の被写体に着色部分
のある投影パターンを形成する場合である。この場合、
パターン光の投影によって着色された撮影画像は、モニ
タ表示手段には表示されない。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態に係る
３次元情報入力カメラ（以下３Ｄカメラという）につい
て、図面を参照しながら説明する。

【００２２】３Ｄカメラは、図１の正面図に示すよう
に、縞パターン投影ユニット１と、箱型のカメラ本体部
２と、直方体状の撮像部３（太線で図示）とから構成さ
れている。撮像部３は、正面から見てカメラ本体部２の
右側面に着脱可能である。

【００２３】撮像部３は撮影レンズであるマクロ機能付
きズームレンズ３０１の後方位置の適所にＣＣＤカラー
エリアセンサ３０３（図５参照）を備えた撮像回路が設
けられている。また、銀塩レンズシャッターカメラと同
様に、撮像部３内の適所にフラッシュ光の被写体からの
反射光を受光する調光センサ３０５を備えた調光回路３
０４（図５参照）が、また、被写体の距離を測定するた
めの測距センサＡＦ、光学ファインダー３１が設けられ
ている。

【００２４】一方、撮像部本体３の内部には、上記ズー
ムレンズ３０１のズーム比の変更と収容位置、撮影位置
間のレンズ移動を行うためのズームモータＭ１（図５参
照）および合焦を行うためのモータＭ２（図５参照）と
が設けられている。

【００２５】カメラ本体部２の前面には、左端部の適所
にグリップ部４が設けられ、右端部の上部適所に内蔵フ
ラッシュ５が、さらに、３Ｄカメラと外部機器（たとえ
ば、他の３Ｄカメラやパーソナルコンピュータ）と赤外
線通信をを行うためのＩＲＤＡポート設けられている。
また、カメラ本体部２の上面にはシャッタボタン９が設
けられている。

【００２６】縞パターン投影ユニット１は、カメラ本体
部２と撮像部本体３の間に位置し、縞パターン投影部５
０１が配置されている。投影部５０１は撮影レンズ３０
１の光軸中心とほぼ同じ高さに縞パターン中心を置く配
置としている。そして縞パターンのパターン方向が光軸
から離れる方向に対し垂直方向になるように配置してい
る。これらは、三角測量の原理から３次元情報を得るこ
とが基本であるため、いわゆる基線長を長くとり、精度
を確保する目的と、オフセットを持たせたり、垂直以外
の角度による配置に比べて相対的に小さな縞パターンで
被写体をカバーすることを目的としている。

【００２７】縞パターンの投影は、ここではフラッシュ
光を用いている。別の実施例で説明するが、投影はフラ
ッシュ光以外にランプ光でもよい。

【００２８】縞パターンはフィルムを用いる。縞パター
ンは、フィルムだけでなく、ガラス基板に顔料や染料な
どのパターンをつけたものでもよい。

【００２９】図２の背面図に示したように、カメラ本体
部２の背面には、撮影画像のモニタ表示（ビューファイ
ンダーに相当）および記録画像の再生表示等を行うため
のＬＣＤ表示部１０が設けられている。また、ＬＣＤ表
示部１０の下方位置に、３Ｄカメラの操作を行うキース
イッチ群５２１〜５２６、カメラ本体の電源スイッチＰ
Ｓとが設けられている。また、電源スイッチＰＳの左側
には、電源ＯＮ状態で点灯するＬＥＤ１、メモリカード
にアクセス中や撮影準備に必要なためカメラへの入力を
受け付けない状態を表示するＢＵＳＹ表示ＬＥＤ２が設
けられている。

【００３０】さらに、カメラ本体部２の背面には、「撮
影モード」と「再生モード」とを切換設定する撮影／再
生モード設定スイッチ１４が設けられている。撮影モー
ドは、写真撮影を行うモードであり、再生モードは、メ
モリカード８（図５参照）に記録された撮影画像をＬＣ
Ｄ表示部１０に再生表示するモードである。撮影／再生
モード設定スイッチ１４も２接点のスライドスイッチか
らなり、たとえば下にスライドすると、再生モードが設
定され、上にスライドすると、撮影モードが設定され
る。

【００３１】また、カメラ背面右上方には、４連スイッ
チＺが設けられており、ボタンＺ１〜Ｚ２を押すことに
より、ズームモータＭ１（図５参照）を駆動してズーミ
ングを行い、ボタンＺ３、Ｚ４を押すことによって露出
補正を行う。

【００３２】撮像部３の背面側には、ＬＣＤ表示をオン
・オフさせるためのＬＣＤボタンが設けられており、こ
のボタンを押す毎にＬＣＤ表示のオンオフ状態が切り替
わる。たとえば、専ら、光学ファインダー３１のみを用
いて撮影するときには、節電の目的で、ＬＣＤ表示をオ
フするようにする。マクロ撮影時には、ＭＡＣＲＯボタ
ンを押すことにより、フォーカスモータＭ２が駆動され
撮影レンズ３０１がマクロ撮影可能な状態になる。

【００３３】縞パターン投影ユニット１の背面側には、
縞パターン投影をするためのフラッシュ電源、すなわち
３Ｄフラッシュ電源スイッチＺ５を配置している。

【００３４】図３の側面図に示すように、３Ｄカメラの
本体部２の側面には、ＤＣ入力端子と、液晶表示されて
いる内容を外部のビデオモニターに出力するためのＶｉ
ｄｅｏ出力端子が設けられている。

【００３５】図４の底面に示すように、カメラ本体部２
の底面には、電池装填室１８とメモリカード８のカード
装填室１７とが設けられ、装填口は、クラムシェルタイ
プの蓋１５により閉塞されるようになっている。本実施
の形態における３Ｄカメラは、４本の単三形乾電池を直
列接続してなる電源電池を駆動源としている。また、底
面には、コネクタおよび鉤状の接続具によって接続され
ている撮像部３と本体部２との係合を解くための解除レ
バーＲelが設けられている。

【００３６】縞パターン投影ユニット１の底面には、カ
メラ本体部２と同様に電池装填室５１８および蓋５１５
を設け、カメラ本体部２とは別のフラッシュ用電池を用
いる。また、縞パターン投影ユニット１の底面には三脚
ねじ５０２を設けている。三脚ねじ５０２は、カメラの
バランスから、比較的中央に位置する縞パターン投影ユ
ニット１に設けている。

【００３７】次に、図５のブロックを参照しながら、撮
像部３の内部ブロックについて説明する。

【００３８】ＣＣＤ３０３は、マクロズームレンズ３０
１により結像された被写体の光像を、Ｒ（赤），Ｇ
（緑），Ｂ（青）の色成分の画像信号（各画素で受光さ
れた画素信号の信号列からなる信号）に光電変換して出
力する。タイミングジェネレータ３１４は、ＣＣＤ３０
３の駆動を制御するための各種のタイミングパルスを生
成するものである。

【００３９】撮像部３における露出制御は、絞りが固定
絞りとなっているので、ＣＣＤ３０３の露光量、すなわ
ち、シャッタスピードに相当するＣＣＤ３０３の電荷蓄
積時間を調節して行われる。被写体輝度が低輝度時に適
切なシャッタスピードが設定できない場合は、ＣＣＤ３
０３から出力される画像信号のレベル調整を行うことに
より露光不足による不適正露出が補正される。すなわ
ち、低輝度時は、シャッタスピードとゲイン調整とを組
み合わせて露出制御が行われる。画像信号のレベル調整
は、信号処理回路３１３内の後述するＡＧＣ回路のゲイ
ン調整において行われる。

【００４０】タイミングジェネレータ３１４は、本体部
２のタイミング制御回路２０２から送信される基準クロ
ックに基づきＣＣＤ３０３の駆動制御信号を生成するも
のである。タイミングジェネレータ３１４は、たとえば
積分開始／終了（露出開始／終了）のタイミング信号、
各画素の受光信号の読出制御信号（水平同期信号、垂直
同期信号、転送信号等）等のクロック信号を生成し、Ｃ
ＣＤ３０３に出力する。

【００４１】信号処理回路３１３は、ＣＣＤ３０３から
出力される画像信号（アナログ信号）に所定のアナログ
信号処理を施すものである。信号処理回路３１３は、Ｃ
ＤＳ（相関二重サンプリング）回路とＡＧＣ（オートゲ
インコントロール）回路とを有し、ＣＤＳ回路により画
像信号のノイズの低減を行ない、ＡＧＣ回路のゲインを
調整することにより画像信号のレベル調整を行う。

【００４２】調光回路３０４は、フラッシュ撮影におけ
る内蔵フラッシュ５の発光量を本体部２の全体制御部２
１１により設定された所定の発光量に制御するものであ
る。フラッシュ撮影においては、露出開始と同時に被写
体からのフラッシュ光の反射光が調光センサ３０５によ
り受光され、この受光量が所定の発光量に達すると、調
光回路３０４から制御部２１１内に設けられたＦＬ制御
回路発光停止信号が出力される。ＦＬ制御回路は、この
発光停止信号に応答して内蔵フラッシュ５の発光を強制
的に停止し、これにより内蔵フラッシュ５の発光量が所
定の発光量に制御される。

【００４３】３Ｄ情報入力には後述のシーケンスで説明
するが、２枚のフラッシュ撮影画像から得る。１枚が縞
パターン投影付き画像でもう１枚が縞パターンを投影し
ない画像である。２枚の画像では、基本光度（図２７参
照）が一定であることが理想である。縞パターン情報か
ら位相情報を取り出す場合、基本光度情報は除去されな
ければならない。よって、２枚の撮影では、別々の調光
制御を行わずにフラッシュ発光時間を一定にすることと
する。なお、フラッシュへの調光制御そのものはカメラ
本体部２の全体制御部２１１から制御される。

【００４４】以上述べた、撮像部３と本体部２とは、撮
像部３の装着面３３４に設けられた、３３４ａ〜３３４
ｇからなる７グループの接続端子群と、本体２の接続面
２３３に設けられた２３４ａ〜２３４ｇからなる７グル
ープの接続端子群によって、撮像部３と本体部２とが縞
パターン投影ユニット１を通って電気的に接続される。
また、縞パターン投影ユニット１と本体部２とは、２３
４ｈの接続端子によって電気的に接続される。

【００４５】次にカメラ本体部２の内部ブロックに関し
て説明する。

【００４６】カメラ本体部２内において、Ａ／Ｄ変換器
２０５は、画像信号の各画素信号を１０ビットのデジタ
ル信号に変換するものである。

【００４７】カメラ本体部２内には、基準クロック、タ
イミングジェネレータ３１４、Ａ／Ｄ変換器２０５に対
するクロックを生成するタイミング制御回路２０２が設
けられている。タイミング制御回路２０２は、制御部２
１１により制御される。

【００４８】黒レベル補正回路２０６は、Ａ／Ｄ変換さ
れた画素信号（以下、画素データという。）の黒レベル
を基準の黒レベルに補正するものである。また、ＷＢ回
路２０７は、γ補正後にホワイトバランスも合わせて調
整されるように、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色成分の画素データの
レベル変換を行うものである。ＷＢ回路２０７は、全体
制御部２１１から入力される、レベル変換テーブルを用
いてＲ，Ｇ，Ｂの各色成分の画素データのレベルを変換
する。なお、レベル変換テーブルの各色成分の変換係数
（特性の傾き）は全体制御部２１１により撮影画像ごと
に設定される。

【００４９】γ補正回路２０８は、画素データのγ特性
を補正するものである。

【００５０】画像メモリ２０９は、γ補正回路２０８か
ら出力される画素データを記憶するメモリである。画像
メモリ２０９は、１フレーム分の記憶容量を有してい
る。すなわち、画像メモリ２０９は、ＣＣＤ３０３がｎ
行ｍ列の画素を有している場合、ｎ×ｍ画素分の画素デ
ータの記憶容量を有し、各画素データが対応する画素位
置に記憶されるようになっている。

【００５１】ＶＲＡＭ２１０は、ＬＣＤ表示部１０に再
生表示される画像データのバッファメモリである。ＶＲ
ＡＭ２１０は、ＬＣＤ表示部１０の画素数に対応した画
像データの記憶容量を有している。

【００５２】撮影待機状態においては、撮像部３により
１／３０（秒）ごとに撮像された画像の各画素データが
Ａ／Ｄ変換器２０５〜γ補正回路２０８により所定の信
号処理を施された後、画像メモリ２０９に記憶されると
ともに、全体制御部２１１を介してＶＲＡＭ２１０に転
送され、ＬＣＤ表示部１０に表示される（ライブビュー
表示）。これにより撮影者はＬＣＤ表示部１０に表示さ
れた画像により被写体像を視認することができる。ま
た、再生モードにおいては、メモリカード８から読み出
された画像が全体制御部２１１で所定の信号処理が施さ
れた後、ＶＲＡＭ２１０に転送され、ＬＣＤ表示部１０
に再生表示される。

【００５３】カードＩ／Ｆ２１２は、メモリカード８へ
の画像データの書込みおよび画像データの読出しを行う
ためのインターフィースである。

【００５４】フラッシュ制御回路２１６は、内蔵フラッ
シュ５の発光を制御する回路である。フラッシュ制御回
路２１６は、全体制御部２１１の制御信号に基づき内蔵
フラッシュ５の発光の有無、発光量および発光タイミン
グ等を制御し、調光回路３０４から入力される発光停止
信号ＳＴＰに基づき内蔵フラッシュ５の発光量を制御す
る。

【００５５】ＲＴＣ２１９は、撮影日時を管理するする
ための時計回路である。図示しない別の電源で駆動され
る。

【００５６】操作部２５０には、上述した、各種スイッ
チ、ボタンが設けられている。

【００５７】シャッタボタン９は銀塩カメラで採用され
ているような半押し状態（Ｓ１）と押し込んだ状態（Ｓ
２）とが検出可能な２段階スイッチになっている。待機
状態でシャッターボタンをＳ１状態にすると、測距セン
サＡＦからの測距情報によって距離情報を全体制御部２
１１へ入力する。全体制御部２１１の指示によって、Ａ
ＦモータＭ２を駆動し、合焦位置へ撮影レンズ３０１を
移動させる。

【００５８】全体制御部２１１は、マイクロコンピュー
タからなり、上述した撮像部３内およびカメラ本体部２
内の各部材の駆動を有機的に制御して３Ｄカメラ１の撮
影動作を統括制御するものである。図６のブロック図を
参照しながら説明する。

【００５９】また、全体制御部２１１は、露出制御値
（シャッタスピード（ＳＳ））を設定するための輝度判
定部２１１ａとシャッタスピード設定部（ＳＳ設定部２
１１ｂ）とを備えている。

【００６０】輝度判定部２１１ａは、撮影待機状態にお
いて、ＣＣＤ３０３により１／３０（秒）ごとに取り込
まれる画像を利用して被写体の明るさを判定するもので
ある。すなわち、輝度判定部２１１ａは、画像メモリ２
０９に更新的に記憶される画像データを用いて被写体の
明るさを判定するものである。

【００６１】シャッタスピード設定部２１１ｂは、輝度
判定部による被写体の明るさの判定結果に基づいてシャ
ッタスピード（ＣＣＤ３０３の積分時間）を設定するも
のである。

【００６２】さらに、全体制御部２１１は、上記撮影画
像の記録処理を行うために、フィルタリング処理を行う
フィルタ部２１１ｆとサムネイル画像および圧縮画像を
生成する記録画像生成部２１１ｇとを備え、メモリカー
ド８に記録された画像をＬＣＤ表示部１０に再生するた
めに、再生画像を生成する再生画像生成部２１１ｈを備
えている。

【００６３】フィルタ部２１１ｆは、デジタルフィルタ
により記録すべき画像の高周波成分を補正して輪郭に関
する画質の補正を行うものである。

【００６４】記録画像生成部２１１ｆは、画像メモリ２
０９から画素データを読み出してメモリカード８に記録
すべきサムネイル画像と圧縮画像とを生成する。記録画
像生成部２１１ｈは、画像メモリ２０９からラスタ走査
方向に走査しつつ、横方向と縦方向の両方向でそれぞれ
８画素ごとに画素データを読み出し、順次、メモリカー
ド８に転送することで、サムネイル画像を生成しつつメ
モリカード８に記録する。

【００６５】また、記録画像生成部２１１ｆは、画像メ
モリ２０９から全画素データを読み出し、これらの画素
データに２次元ＤＣＴ変換、ハフマン符号化等のＪＰＥ
Ｇ方式による所定の圧縮処理を施して圧縮画像の画像デ
ータを生成し、この圧縮画像データをメモリカード８の
本画像エリアに記録する。

【００６６】なお、３Ｄ情報入力モードの場合は、ＪＰ
ＥＧ圧縮を行わないことが望ましいので、記録画像生成
部２１１ｆを通過する場合、１／１圧縮という扱いにす
る。

【００６７】全体制御部２１１は、撮影モードにおい
て、シャッタボタン９により撮影が指示されると、撮影
指示後に画像メモリ２０９に取り込まれた画像のサムネ
イル画像と圧縮率設定スイッチ１２で設定された圧縮率
によりＪＰＥＧ方式により圧縮された圧縮画像とを生成
し、撮影画像に関するタグ情報（コマ番号、露出値、シ
ャッタスピード、圧縮率、撮影日、撮影時のフラッシュ
オンオフのデータ、シーン情報、画像の判定結果等）等
の情報とともに両画像をメモリカード８に記憶する。

【００６８】３Ｄ情報入力モードの場合は、図７に示す
ように、１コマ目と２コマ目の２枚で初めて１つの被写
体の３Ｄ情報となる。すなわち、１枚目がａとし、縞パ
ターン付き画像、２枚目がｂで縞パターンなしの通常画
像である。通常４０枚撮影できるカードであれば、２０
シーンの３Ｄ画像ということになる。

【００６９】３Ｄカメラによって記録された画像の各コ
マはタグの部分とＪＰＥＧ形式で圧縮された高解像度の
画像データ(（１６００×１２００）画素)とサムネイル
表示用の画像データ（（８０×６０）画素)が記録され
ている。

【００７０】撮影／再生モード設定スイッチ１４を再生
モードに設定したときには、メモリカード８内のコマ番
号の最も大きな画像データが読み出され、再生画像生成
部２１１ｈにて、データ伸張され、これがＶＲＡＭ２１
０に転送されることにより、表示部１０には、コマ番号
の最も大きな画像、すなわち直近に撮影された画像が表
示される。ＵＰスイッチＺ３を操作することにより、コ
マ番号の大きな画像が表示され、ＤＯＷＮスイッチＺ４
を押すことによりコマ番号の小さな画像が表示される。
しかし、３Ｄモードで撮影した場合、３Ｄモード情報が
記録されていれば、３Ｄ撮影画像であるので２枚セット
画像の２枚目すなわち、図７のｂ画像を出力するように
する。これは縞パターン付き画像を表示しないようにす
るためである。

【００７１】次に、縞パターン投影ユニット１の部分を
説明する。縞パターン投影ユニット１内部回路は３Ｄフ
ラッシュ電源スイッチＺ５のスイッチがＯＮの場合動作
する。ＯＮである場合、カメラ本体のフラッシュ制御回
路２１６および内蔵フラッシュ５は不動作状態に入る。
縞パターン投影ユニット１の制御回路５１４は、縞パタ
ーン投影部５０１のフラッシュ５０５を動作させる回路
および縞パターンの切り替えを行う回路を含む。マスク
切り替えには、マスクモータＭ３に信号を送り、マスク
ユニット５３０を動作させる。縞パターン投影ユニット
１には他に不図示の電源回路および電池が配置される。

【００７２】縞パターン投影ユニット１の内部は、図８
のようになっている。図８（ａ）は、正面透視図、
（ｂ）は平面透視図である。縞パターン投影ユニット１
の内部には、フラッシュ光を発光するキセノンチューブ
５３１と、パターンを被写体にむけてワイドに投影する
ための凹レンズ５３２と、２枚のマスクがＬ字状に結合
したマスクユニット５３０と、マスクユニット５３０を
軸５３４と、軸５３４を回転させる不図示のモータとを
備える。

【００７３】マスクユニット５３０が図８（ａ）におい
て実線で示した位置にあるとき、一方のマスクが投影窓
５３３から投影される。マスクユニット５３０が実線位
置から図において反時計方向に９０度回転すると、他方
のマスクが投影窓５３３から投影される。マスクユニッ
ト５３０が実線位置から図において時計方向に９０度回
転すると、投影窓５３３から両方のマスクが完全に待避
する。

【００７４】制御回路５１４には、フラッシュ光用の電
気エネルギーをためるコンデンサや、調光センサ３０５
の信号を受けフラッシュ発光を打ち切るスイッチＩＧＢ
Ｔなどがあるが、従来のフラッシュ回路と同様の構成で
あるので、説明は省略する。

【００７５】マスクユニット５３０の２つのマスクは、
図１１において（ｓ）、（ｔ）で示すように、周波数の
異なるパターンを有する。各マスクのパターンは、グラ
デーション状態である。

【００７６】パターンの詳細分布は図１２（ａ）（ｂ）
ようになっている。縞パターン数は、たとえば１０から
３０周期（図１２（ａ）では１４本ある）であり、各縞
は、図１２（ｂ）に示すような濃度分布を持っている。
各濃度は、たとえば２０％から７０％の分布で、三角波
を示す。つまり、グラデーション状態である。この濃度
分布により、受光したときの位相シフトを検知し、位相
画像すなわち距離分布画像（３次元画像）を得ることが
できる。原理的には、単調増加部と単調減少部の組み合
わせであればよいので、各々が正弦波でもガウス分布で
もよい。また、マスクのパターンは、グラデーション状
態以外に、段階的に濃度が変化している状態でもよい。

【００７７】図１２（ａ），（ｂ）では、どの周波分か
（何本目の縞か）を特定するため色を変化させた部分Ｋ
を持つ。図１２（ａ）の中央の濃度が異なる部分Ｋが、
色を持つところである。

【００７８】図１２（ｃ）は、図１２（ａ）のパターン
を中心に配置し、両端にグレイコードを配置したもので
ある。縞パターンの端（縞パターン部の下、または上、
または上下）にグレーコードパターンをつける。コード
は、たとえば３ラインのコードを持ち、３本のデータの
組み合わせで位置を特定することができる。さらに、色
情報や、濃度の変化した縞パターンを設けることで位置
特定の確度を上げることができる。

【００７９】図１３に別の実施例を示す。図１３（ａ）
では１枚の投影縞パターン、周辺部に縞パターン位置の
特定のしやすい低周波を置き、中央部に精度を上げるた
めに高周波を置く。低周波縞パターンからもしくは低周
波、高周波の両方で縞パターン位置の特定をすることが
できる。周波数は、たとえば１つがｆであれば、他は
１．４ｆ、２ｆと設定する。各縞パターンは正弦波、ま
たは、三角波の濃度を持ち、グラデーション状態になっ
ている。また、グラデーション状態以外に、段階的に濃
度が変化している状態でもよい。図１３（ｂ）が正弦波
の場合、図１３（ｃ）が三角波の場合である。

【００８０】さらに、位置特定の精度を上げるために、
たとえば中央部分には、色の付いたパターンを置き、グ
ラデーションのある縞だけでなく、色情報を利用したマ
ーカを置き位置情報の精度を上げることもできる。ここ
では、濃度を３０％から８０％のものを使用している。
そして、色の付いている部分の濃度は５０％となってい
る。全体の濃度分布は５０％程度のコントラストを必要
とする。検出能力から（ＳＮ）５％の変化をＣＣＤセン
サがとらえることができれば、ここでは１０段階の濃度
は区別できることになる。コントラストは大きいほど分
解能が上がり、３Ｄ情報を得る場合の精度が向上する。

【００８１】これらを一例として、それぞれの周波数を
低く設定したパターンがｔである。図８で示すように、
ｓによるパターン投影とｔによるパターン投影、および
パターンのないフラッシュ光だけの投影を切り換えるこ
とができる。これは、被写体の空間周波数が高い場合
や、投影縞パターンと同じような周波数である場合、縞
位置の特定が難しい場合があるので、そのような場合に
は、縞パターンの周波数を切り換えることで誤検出を防
ぐためである。

【００８２】この切り替えの条件は、撮影画像の周波数
に基づく。すなわち、撮像された画像を入力したとき、
周波数チェックを行い、縞パターンと同じ周波数が多く
含まれていれば、その画像をメモリしないで、縞パター
ンを切り換えて縞パターン付きの被写体画像を再撮像す
る。これによって、被写体の空間周波数が縞パターンの
ような繰り返しであっても、縞パターンの位置特定の精
度を下げないで、３次元情報入力を正しく行うことがで
きる。

【００８３】マスクユニットの別の例を示す。それぞれ
は図１４がｓパターンである。図１５および図１６がｔ
パターンである。

【００８４】図１４は、図１２（ａ）と同じようなパタ
ーンであるが、色の付いた部分が複数あるが、ここでは
シアン色（Ｃ）を用いている。単色を利用しているのは
マスクの制作が用意であるからである。すなわち低コス
トでできる。シアン色は投影した場合、肌色に対し感度
よく情報が得られ、マーカとして適する。

【００８５】しかし、被写体の色や被写体を照明する光
源の色によって位置を特定できない場合が生じ、縞位置
の特定が難しい。そこで、被写体の色や被写体を照明す
る光源の色が特定の色に偏っていても縞パターンの位置
特定の精度を下げないで、３次元情報入力を正しく行う
ために、縞パターンを切り換える。ここでは、図１５の
パターンのように、シアン色をマゼンタ色（Ｍ）にす
る。

【００８６】この切り替えの条件は、撮影画像の色に基
づく。すなわち、撮像された画像を入力したとき、色チ
ェックを行い、縞パターンと同じ色が多く含まれていれ
ば、その画像をメモりしないで、縞パターンを切り換え
て縞パターン付きの被写体画像を再撮像する。これによ
って、被写体の色または光源色が縞パターンのような繰
り返しであっても、縞パターンの位置特定の精度を下げ
ないで、３次元情報入力を正しく行うことができる。

【００８７】別の切り換え例として、図１６のようなパ
ターンもあり得る。これは、パターンにＲ（赤）、Ｇ
（緑）、Ｂ（青）、Ｃ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ
（黄）の色を持つものである。色付きパターンが低コス
トで作成できる場合は、図１６のようなパターンを利用
すると誤差確率が減る。

【００８８】ここで、縞パターン投影の別の実施例を示
す。

【００８９】縞パターン投影時の被写体像の撮像とパタ
ーン投影しない時の撮像の切り替えを、メカ的切り替え
を行わず可動部なしに電気的にのみ切り換える方法であ
る。この目的はパターン投影時の被写体像の撮像と、パ
ターン投影しない時の撮像との間の時間を短くし、手ぶ
れによる像の移動や、被写体の移動による像の移動の影
響を小さくし３次元情報入力精度を上げることである。
パターンあり、なしの画像では被写体とカメラが同じ位
置関係にないと位相画像が正しく求めることができない
のである。電磁気的変化可能な空間変調素子を利用した
マスクパターン切り替えであれば、マスクパターンをメ
カ的切り替えよりも、短時間で切り換え可能となり３次
元情報入力精度が上がる。

【００９０】図９は、電磁気的変化可能な空間変調素子
として液晶素子を用いた実施例である。

【００９１】図９（ａ）は、縞パターン投影ユニット１
の正面透視図、（ｂ）は平面透視図であり、５４１はキ
セノンチューブ、５４０が液晶パネル（ＬＣＤ）、５４
２はパターン投影のためのレンズ、５４３はパターン投
影窓である。この場合、図５における回路で、マスクモ
ータＭ３は不要となる。

【００９２】ＬＣＤ５４０の液晶自体は、図１１〜図１
３のマスクパターンの場合には、たとえば白と黒のよう
な単色で構成可能であり、図１４〜図１６の場合には、
多色となる。液晶はいろいろなタイプがあり、偏光板を
使用するタイプとゲストホストのようにしないタイプ、
また有機液晶タイプなどがあるが、ＬＣＤ５４０にいず
れを使用してもよい。ＬＣＤ５４０は、単に表示と非表
示とを２値的に切り換える一般的なＬＣＤとは異なり、
中間調の表示が可能であり、これによってグラデーショ
ン状態のパターンを形成でき、単に２値的な表示しかで
きない一般的なＬＣＤにするよりも、３次元情報入力精
度が上がる。

【００９３】また、液晶パネル５４０の透過光によって
パターンを投影する代わりに、たとえば図９（ｃ）の平
面透視図に示したように、液晶パネル５４５の反射光に
よってパターンを投影する構成も可能である。すなわ
ち、キセノンチューブ５４１の光をクロスプリズム５４
４で液晶パネル５４５に照射し、その反射光をパターン
投影窓５４３から投影する。

【００９４】また、液晶以外に、透明タイプにしたエレ
クトロクロミック素子やエレクトロルミネッセンス素子
を、背面からフラッシュ光を投影し、エレクトロクロミ
ック素子やエレクトロルミネッセンス素子を透過した光
で、被写体に縞パターンおよび色マーカをつけることは
可能である。

【００９５】ここで図１０に、発光ダイオードを用いた
さらに別の実施例を示す。この目的もパターン投影時の
被写体像の撮像と、パターン投影しない時の撮像との間
の時間を短くし、手ぶれによる像の移動や、被写体の移
動による像の移動の影響を小さくし３次元情報入力精度
を上げることである。構成は、フラッシュ光源を使用せ
ず、代わりに発光ダイオード（ＬＥＤ）を使用する。

【００９６】発光ダイオードの発光と非発光によるパタ
ーン有無の切り替えであれば、マスクパターンをメカ的
切り替えよりも、短時間で切り換え可能となる。この場
合は、フラッシュ光源なしに、発光ダイオードのパター
ン付き被写体画像と定常光だけの被写体画像とから３次
元情報を得る。

【００９７】図１０（ａ）は縞パターン投影ユニット１
の正面透視図、（ｂ）は平面透視図である。発光ダイオ
ードアレイ５６０は、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の
発光要素が列になっており、各発光要素にはそれぞれマ
イクロレンズが配置されている。この発光要素の列と周
期が合うように、発光ダイオードアレイ５６０の前には
縞パターンを形成するマスク５５０が配置されている。
マスク５５０は、図１２のような構成で単色（白と黒）
の透過タイプでよく、また、縞の濃度が変化する部分Ｋ
はなくてもよい。発光ダイオードアレイ５６０の各発光
要素からの光は、マスク５５０を透過して、パターン投
影窓５５３から投影される。したがって、Ｒ（赤）、Ｇ
（緑）、Ｂ（青）の縞が繰り返すパターン光が投影され
る。

【００９８】発光ダイオードアレイ５６０の発光要素
は、図１０（ｃ）のようにＷ（白）、Ｒ（赤）、Ｗ
（白）、Ｇ（緑）、Ｗ（白）、Ｂ（青）、Ｗ（白）の列
のようにしてもよい。白がある分色補正が容易となる。

【００９９】図１０（ａ）（ｂ）（ｃ）のような構成の
場合には、縞パターン投影ユニット１の投影窓からは縞
が付いたパターン光しか投影できないので、縞パターン
なしの画像を得るには、フラッシュなどの補助光なしの
自然光状態で撮影するか、カメラ本体部２の内蔵フラッ
シュ５を用いることになる。

【０１００】マスク５５０を使用せずに、発光ダイオー
ドアレイ５６０から直接パターン光を投影することも可
能である。特にこの場合には、図１０（ｄ）に示すよう
に、１つのマイクロレンズに対応して２つの発光要素を
１組として配置され、色の切り換えができる発光ダイオ
ードアレイ５７０を用いれば、各組の発光要素のうち一
方（図においては左側のＲ，Ｗ，Ｇ，Ｗ，Ｂ）を発光さ
せて縞付きのパターン光を投影したときに、パターン付
き画像の撮影を行い、各組の発光要素のうち他方（図に
おいては右側のＷ，Ｗ，Ｗ，Ｗ，Ｗ）を発光させて縞の
ないフラットな白色光を発光したときに、この白色光を
補助光として、パターンなし画像の撮影を行うことがで
きる。

【０１０１】次に、３Ｄカメラを使用した動作を、図１
９、図２０を参照しながら説明する。

【０１０２】まず、カメラのメインスイッチＰＳをＯＮ
した後、３ＤフラッシュスイッチＺ５をＯＮする（Ｕ
１）。次に３Ｄモードをセットする（Ｕ２）。ここでは
スイッチキー５２１〜５２６を使用してモード設定す
る。これはＺ５ＯＮで同時に自動設定としてもよい。ま
た、回路形式および電源形式がカメラ本体だけからの供
給であれば、スイッチキー５２１〜５２６だけで設定す
るようにしてもよい。

【０１０３】モード設定されれば、３Ｄ入力領域がＬＣ
Ｄモニタ１０に表示され（Ｕ３）、ＢＵＳＹ表示（ＬＥ
Ｄ２）がつき（Ｕ４）、縞パターンｔがセットされる。
（Ｕ５）。ＬＣＤ表示１０に被写体のライブ画像が表示
される（Ｕ６）。そして３Ｄフラッシュのコンデンサ
（不図示）への充電が開始される（Ｕ７）。充電終了を
待ち（Ｕ８）、終了すればＢＵＳＹ表示が消える（Ｕ
９）。そして、Ｕ１１でレリーズ信号（シャッターボタ
ン９のオン）を待つ。

【０１０４】３Ｄ撮影には、２枚の連写を必要とする。
１枚が縞パターン付き画像、１枚が縞パターンなしの画
像を得る。レリーズ信号が入れば、１枚目の撮影に入り
撮像センサの積分が始まる（Ｕ１２）。この積分中に縞
パターン付きフラッシュが発光し、縞パターン画像を得
る（Ｕ１3）。なお、Ｕ１３では、縞パターン付き画像
を１枚目としているが、逆に２枚目にしてもよい。

【０１０５】入力した画像をメモリする前に、被写体画
像の周波数チェックを行う（Ｕ１４）。周波数が縞パタ
ーン周波数と異なったもので３次元情報入力可能である
場合は、Ｕ１７およびＵ１９へ進む。しかし、３次元情
報入力不可と判断した場合は、縞パターンをｔパターン
からｓパターンに切り換える（Ｕ１６）。そして再撮像
のためにＵ１２に戻る。

【０１０６】周波数変更は、メカ切り替え方式だけでな
く、ＬＣＤパターン切り替え方式も可能である。

【０１０７】また、Ｕ１４において周波数をチェックす
る代わりに、画像色をチェックする図２１の変形例の方
法も可能である。すなわち、被写体色や光源色によって
３次元情報入力可能かどうかを判断するのである。この
色チェックは、画像用のオートホワイトバランス（ＡＷ
Ｂ）機能を流用してチェックする（Ｕ３４）。そして、
Ｕ３５で、色によってマーカが正しく確認でき、縞パタ
ーンの位置特定ができる位相画像が得られる、すなわち
３次元情報入力が可能であると判断すると、Ｕ１７およ
びＵ１９へ進む。不可と判断すると、Ｕ３６で縞パター
ンをｔパターンからｓパターンへ切り換え、Ｕ１２へ進
み、すでに撮像した画像をメモリせず再雑像を行う。図
２１でいうパターンｔ、ｓは、図１４および図１５のパ
ターンである。

【０１０８】次に、カメラ本体部２では画像データａ
（縞パターン付き画像）をメモリする（Ｕ１７）。この
時撮像は、縞パターンであるため、ＬＣＤモニタ１０に
は縞パターン付き被写体ではなく、ライブ画像を表示す
る（Ｕ１８）。

【０１０９】一方、縞パターン投影ユニット１では、一
般のフラッシュとは異なり、フラッシュ発光後の追い充
電に入るのを禁止し（Ｕ１９）、パターンの待避を行う
（Ｕ２０）。

【０１１０】マスクは、図１０で示したようにマスクモ
ータＭ３で待避させる。待避時間は短くし、２枚の撮影
間隔をできるだけ短くする。被写体が動いても画像のず
れを無視できる程度にする。たとえばマスクのバウンド
を含め１００ｍｓ以内を目標とする。この待避をモータ
で行う場合、大きな消費電流を必要とする。よって、こ
こで同時にフラッシュ充電に入ると、双方大電流を必要
とするため、モータが動かない場合がでて、待避できな
くなり、２枚目撮影で縞パターンなし画像を得られなく
なる。そこで、フラッシュコンデンサ充電とモータ通電
の同時動作を避けている。

【０１１１】パターンが切り替わった後、２枚目の撮像
に入る（Ｕ２１）。同様にフラッシュ発光し（Ｕ２
２）、縞パターンなし画像を得る。

【０１１２】そして、Ｕ２３で縞パターンなし画像ｂを
メモリし、Ｕ２４で今度は、撮像結果すなわち縞パター
ンなしの被写体画像をＬＣＤモニタ１０に表示する。

【０１１３】一方、これと並行して、縞パターン投影ユ
ニット１では、待避したパターンを復帰する（Ｕ２
５）。そして、ここで初めて３Ｄフラッシュの充電を再
開する（Ｕ２６）。再びＢＵＳＹ表示を点灯する（Ｕ２
７）。

【０１１４】Ｕ２４およびＵ２７の終了後、Ｕ２８で、
縞パターン付き画像ａと縞パターンなし画像ｂをメモリ
カード８に書き込む。ここでまとめて書き込むのは、２
枚の撮影時間間隔を短くするためである。１枚ごとに書
き込むと時間がかかるためである。すなわち３Ｄモード
になれば、２枚ずつメモリカード８に書き込むモードに
なる。以下、３ＤフラッシュスイッチＺ５のオンが続い
ていれば、Ｕ３０でライブ画像表示に切りかえて、Ｕ８
に戻る。

【０１１５】また、図１４および図１５を用いて説明し
た撮影画像の色によりパターンを切り換える場合のシー
ケンスを、図２１に示す。Ｕ３４，Ｕ３５，Ｕ３６以外
のステップは、前述の実施例での図１９と同じである。
なお、Ｕ３５以降（以降）のシーケンスは、前述の実
施例での図２０と同様であるので省略する。

【０１１６】ここで、縞パターン投影にＬＣＤを用いる
場合のシーケンスを示す。

【０１１７】この場合は、図１９からＵ１４、Ｕ１５、
Ｕ１６を省略する。そして、Ｕ５では、「縞パターンｔ
セット」に代えて「ＬＣＤの縞パターンをオン」にす
る。Ｕ２０では、「パターンを待避」する代わりに「Ｌ
ＣＤの縞パターンをオフ」にする。そして、Ｕ２５で
は、「パターンを復帰」する代わりに「ＬＣＤの縞パタ
ーンをオン」にする。以上で、ＬＣＤタイプのシーケン
スとなる。

【０１１８】ＬＥＤタイプのシーケンスの場合は、図２
２のようになる。カメラのメインスイッチＰＳをＯＮし
た後、３Ｄモードをセットする（Ｖ１）。ここでは、ス
イッチキー５２１〜５２６を使用してモード設定する。
これは、Ｚ５のＯＮで、同時に自動設定としてもよい。
また、回路形式および電源形式が、カメラ本体２だけか
らの供給であれば、スイッチキー５２１〜５２６だけで
設定するようにしてもよい。

【０１１９】モード設定されれば、３Ｄ入力領域がＬＣ
Ｄモニタ１０に表示され（Ｖ２）、ＬＣＤ表示１０に被
写体のライブ画像が表示される（Ｖ３）。そしてＶ４で
レリーズ信号（シャッターボタン９のオン）を待つ。

【０１２０】レリーズ信号が入れば、縞パターンがＬＥ
Ｄによって投光され（Ｖ５）、１枚目の撮影に入り撮像
センサの積分が始まり（Ｖ６）、縞パターン画像を得
る。なお、Ｖ６では縞パターン付き画像を１枚目として
いるが、逆に２枚目にしてもよい。

【０１２１】次に、カメラ本体部２では画像データａ
（縞パターン付き画像）をメモリする（Ｖ７）。この
時、撮像は縞パターンであるため、ＬＣＤモニタ１０に
は縞パターン付き被写体ではなく、ＶＲＡＭに記憶して
いるレリーズ直前のライブ画像を表示する（Ｖ８）。

【０１２２】次に、ＬＥＤのパターンをオフにした状態
で（Ｖ９）、次の撮像センサの積分に入る（Ｖ１０）。
ＬＥＤのオンとオフだけなので、２枚の撮影間隔は短
い。被写体が動いても画像のずれを無視できる程度にな
る。２枚目の撮像によって、縞パターンなし画像を得
る。この時、ＬＥＤのタイプが図１０の（ｄ）であれ
ば、白色ＬＥＤのみを発光してパターンのない照明を行
い、パターンなし画像を得る。そして、Ｖ１１で縞パタ
ーンなし画像ｂをメモリし、Ｖ１２で今度は、撮像結
果、すなわち縞パターンなしの被写体画像をＬＣＤモニ
タ１０に表示する。

【０１２３】Ｖ１３で、縞パターン付き画像ａと縞パタ
ーンなし画像ｂをメモリカード８に書き込む。ここでま
とめて書き込むのは、２枚の撮影時間間隔を短くするた
めである。１枚ごとに書き込むと時間がかかるためであ
る。すなわち３Ｄモードになれば、２枚ずつメモリカー
ド８に書き込むモードなる。

【０１２４】以下、３Ｄモードが続いていればＶ３に戻
って（Ｖ１４）、ライブ画像表示に切りかえる。

【０１２５】以上が、カメラでの動作である。３Ｄ情報
を得るためのデータは、メモリカード８にある。３Ｄ画
像に再現するには、このデータをパソコン等のコンピュ
ータで後処理を行う。この処理は、図１８に示す手順で
行う。

【０１２６】すなわち、メモリカード８をパソコンにセ
ットした後（不図示）、メモリカード８から縞パターン
付き画像ａおよび縞パターンなし画像ｂのデータを入力
する（Ｄ１，Ｄ２）。画像ａから基本光度情報を抽出
し、画像ｂに対する基本光度倍率ｎを求める（Ｄ３）。
基本光度は、図２７で示したように縞パターンに依存し
ない画像データである。

【０１２７】次に、画像ａと画像ｂの基本光度レベルを
合わせ、縞パターン情報ｃのみを得る（Ｄ４）。そし
て、縞パターン情報ｃに基づいて、ゲインを規準化した
位相画像を抽出する（Ｄ５）。

【０１２８】そして、Ｄ６で位相画像から被写体の距離
分布を演算する。このときに、縞パターンの位置を区別
することができるようにしてあるため、位相位置が何番
目の縞に対応するのを正確に特定できる。つまり、投影
パターンと被写体からの反射パターンの位置のマッチン
グが正確に行える。このようにして被写体までの距離、
および距離分布が正確な情報として得ることができる。
３次元画像を得る場合は、距離分布だけの情報を利用す
るだけでもよい。

【０１２９】以上説明した３Ｄカメラは、手ぶれや被写
体ぶれの問題なく３次元情報入力を可能とする。

【０１３０】なお、本発明は上記実施形態に限定される
ものではなく、その他種々の態様で実施可能である。

【０１３１】たとえば、デジタルカメラの実施形態を説
明したが、銀塩カメラでも同様に縞パターン付き画像と
縞パターンなし画像の２枚を銀塩フィルムに撮影し、後
処理によって３Ｄ画像を作成することは可能である。こ
の場合、フィルムは現像後、フィルムスキャナでデジタ
イズし、パソコンなどコンピュターに取り込めば、後処
理は同様になる。また、液晶パネル５４０，５４５に代
えて、エレクトロクロミック素子やエレクトロルミネッ
センス素子などを用いてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施形態に係る３次元情報入力カ
メラの正面図である。

【図２】 図１のカメラの背面図である。

【図３】 図１のカメラの左側面図である。

【図４】 図１のカメラの底面図である。

【図５】 図１のカメラの回路ブロック図である。

【図６】 図５の要部詳細ブロック図である。

【図７】 データ配列の説明図である。

【図８】 フラッシュ部の要部構成図である。

【図９】 ＬＣＤを用いたフラッシュ部の要部構成図で
ある。

【図１０】 ＬＥＤを用いたフラッシュ部の要部構成図
である。

【図１１】 縞パターンの説明図である。

【図１２】 縞パターンの説明図である。

【図１３】 縞パターンの説明図である。

【図１４】 縞パターンの説明図である。

【図１５】 縞パターンの説明図である。

【図１６】 縞パターンの説明図である。

【図１７】 縞パターン投影の説明図である。

【図１８】 撮影画像の後処理のフローチャートであ
る。

【図１９】 撮影動作のフローチャートである。画像周
波数をチェックする場合を示す。

【図２０】 図１９の続きのフローチャートである。

【図２１】 画像色でチェックする場合のフローチャー
トである。

【図２２】 ＬＥＤでパターン投影する場合の撮影動作
のフローチャートである。

【図２３】 従来例の説明図である。

【図２４】 従来例の説明図である。

【図２５】 従来例の説明図である。

【図２６】 従来例の説明図である。

【図２７】 従来例の説明図である。

【図２８】 従来例の説明図である。

【符号の説明】

１ 縞パターン投影ユニット ２ カメラ本体部 ３ 撮像部 ４ グリップぶ ５ 内蔵フラッシュ ８ メモリカード ９ シャッタボタン １０ ＬＣＤ表示部（モニタ表示手段） １４ モード設定スイッチ １５ 蓋 １７ カード装填室 １８ 電池装填室 ３１ 光学ファインダー ２１０ ＶＲＡＭ（モニタ表示手段、画像記憶手段） ２１１ 全体制御部（モニタ表示手段） ３０１ ズームレンズ ３０２ 撮像回路 ３０３ ＣＣＤカラーエリアセンサ（撮像手段） ３０４ 調光回路 ３０５ 調光センサ ５０１ 縞パターン投影部（投影手段） ５０２ 三脚ねじ ５１５ 蓋 ５１８ 電池装填室 ５２１〜５２６ キースイッチ ５３０ マスクユニット ５３１ キセノンチューブ ５３２ 凹レンズ ５３３ 投影窓 ５３４ 軸 ５４０ 液晶パネル ５４１ キセノンチューブ ５４２ レンズ ５４３ パターン投影窓 ５４４ クロスプリズム ５４５ 液晶パネル ５５０ マスク ５５３ パターン投影窓 ５６０，５７０ 発光ダイオードアレイ ＡＦ 測距センサ Ｍ１ ズームモータ Ｍ２ フォーカスモータ Ｍ３ マスクモータ ＰＳ 電源スイッチ Ｒｅｌ 解除レバー Ｚ ４連スイッチ Ｚ１〜Ｚ４ ボタン Ｚ５ ３Ｄフラッシュ電源スイッチ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2F065 AA04 AA06 AA53 BB05 BB28 CC16 DD00 FF04 FF10 GG03 GG07 GG08 HH06 HH07 JJ03 JJ26 LL06 LL53 NN02 NN13 PP22 QQ00 QQ03 QQ14 QQ24 QQ33 QQ44 SS02 SS13 UU01 UU02 UU05 UU07 UU08 UU09 2H059 AC01 5B047 AA07 CA23 5C061 AA20 AA25 AA29 AB03 AB06 AB08

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 撮影領域を撮影する撮像手段と、撮影領
   域にパターン光を投影する投影手段と、上記撮像手段が
   撮影した撮影画像を確認するために表示するモニタ表示
   手段とを備え、上記投影手段が投影したパターン光によ
   り撮影領域内の被写体に形成された投影パターンを上記
   撮像手段により撮影する３次元情報入力カメラにおい
   て、 上記モニタ表示手段は、上記投影手段がパターン光を投
   影しないときの撮影画像を記憶する画像記憶手段を有
   し、上記投影手段がパターン光を投影したときの撮影画
   像の代わりに、上記画像記憶手段が記憶した撮影画像を
   表示することを特徴とする３次元情報入力カメラ。
2. 【請求項２】 上記パターン光は照度分布を有する非均
   一光であり、投影されたときに撮影領域内の被写体に縞
   状の投影パターンを形成することを特徴とする、請求項
   １記載の３次元情報入力カメラ。
3. 【請求項３】 上記パターン光は有色光を含み、投影さ
   れたときに撮影領域内の被写体に着色部のある投影パタ
   ーンを形成することを特徴とする、請求項１記載の３次
   元情報入力カメラ。