JPH03505493A - 立体写真のための電子的方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 立体写真のための電子的方法および装置関連出願 この出願は１９８９年３月１０日に提出された先行の米国出願連続番号第３２１ ，９２１号の一部継続出願でありかつ同一譲受人に譲渡されたものである。

技術の背景 １９８８年２月９日に許可され、ディメンジョナル・ビジョンズ・グループ・リ ミテッドに譲渡された先行の米国特許第４，７２４，４４９号では、三次元の写 真を撮影しかつ製作するためのシステムが開示される。この特許に開示された好 ましい実施例では、物体を撮影するために複数の位置で単一の写真フィルム型カ メラを使用するかまたは前記位置の各々で分離フィルム型カメラを使用する。こ のシステムは、各位置で使用される単一のカメラまたは複数の位置での専用カメ ラが、各々が写真を撮るときそれらのフィルム面が同じ面にあるように装着され るよう動作する。

カメラの各々により撮られた写真は被写体に関して同じ視野の限界を有する同じ 視野と、レンズの中心からの線に対し被写体に関する同じ焦点を有する。写真が 撮られる様々な位置の空間位置決めにより、異なるカメラ位置に空間的に対応す るいくつかのネガが作られる。

撮られる写真のネガを適当に処理しかつその上部でレンチキュラーレンズシート を使用することにより、被写体の、優れた三次元の写真が製作され得る。

前述の米国特許第４，７２４，４４９号のシステム４よ、三次元の写真、たとえ ば異なる着色フィルタを有するレンズを介して異なる角度から２つの写真を撮り かつ写真を見るために異なる色付きレンズを有する眼鏡を見る人に提供し、また は各カメラのための光学中心が同じでな（かつ同じ被写体の僅かに違う被写体が 各カメラにより撮られるように真っ直ぐ前に向けられた同一画面上に並べておか れた複数のカメラを使用しくワーの米国特許４，０８６，５８５号）、または写 真が撮られる被写体の中心を通る各カメラのレンズの中心焦点線上で被写体のま わりに空間法めされた複数のカメラを使用するもの（マクブライドの米国特許第 ３．４９１，６６９号）等の他のシステムとは異なる。

前述の米国特許４，７２４．４４９号のシステムが完全に動作しているとき、こ れは紙タイプのネガ（たとえば／％ロゲン化銀タイプのネガ）が製作されるいく ぶん従来的なカメラの見地からはいくらか柔軟性に欠ける。カメラの各々が所望 の視野が撮影されるように始終真にレジストレーションにあることを中心的にモ ニタするための容易で効果的な方法は存在しない。加えて、着色または他のフィ ルムネガおよび現像された写真の特徴の見地からフィルムのネガの組成はカメラ 、フィルム、フィルム現像処理、および写真焼き付は装置の光学的制限によりも っばら制限される。

発明の詳細な説明 本件発明は被写体の三次元の写真を撮るために使用する電子的システムおよび方 法に向けられる。この発明に従い、複数の電子カメラが使用され、そこから写真 が撮られるべき各々の位置に１台のカメラまたは位置の各々へ移動させられる単 一のカメラが存在する。各々の位置での電子カメラは画面におかれた作像装置を 有する。電子カメラの場合作像装置は被写体の受けとられた光の画像を電子信号 に変換する電子的エレメントのアレイ、たとえば従来のビデオカメラに見られる 電荷結合ダイオード（ＣＯＤ）および他の類似するエレメントである。電子画像 が作られる各々の位置では、カメラの電子画像面は同じ面におよび好ましくは直 線に沿って配向される。画面またはカメラのレンズは、カメラおよびレンズの光 学特性における変化を補い写真を撮るためにカメラがおかれる位置の１つまたは ２つ以上での原画面の中央前面または背後まで移動させることも可能であり、広 角レンズが使用されるときは特にそうである。

各電子カメラはまたその視野の深度および大きさを調整して各位置でのカメラが 同じ限界を有する同じ視野ではあるが異なる空間的位置からの電子画像を作るこ とができるようにするための光学システムを有する。

各位置でのカメラにより作り出された電子画像出力はモニタおよびデジタルたる コンピュータを含むシステムへ与えられる画像信号である。各々の位置での各々 のカメラまたは単一のカメラの光学装置を調節するためのモニタと関連して動作 する制御システムが備えられ、したがって所望の視野が各々のカメラにより捕ら えられる、すなわち多異なる空間位置でのカメラによる画像のレジストレーショ ンが存在する。

各位置でのカメラの電子画像信号出力は、コンピュータ技術により処理され得る ように各画像がデジタル化される画像捕獲（フレームグラバ）型のシステムへ電 子的に読出される。すなわち、デジタル化された電子画像の内容は修正され得る 。各写真のデジタル画像は、ハードコピーを出力するかまたは電子メモリに直接 記憶するかまたは記憶の前に修正を加えるために使用され得る。

この発明のもう１つの局面として、複数の写真画像に対応する複数の電子画像が 、単一の電子画像を撮ることおよびその内容、すなわち空間状めされた位置の各 々にカメラを実際に物理的に位置決めしかつそれらの位置から写真を撮ることに より得られると考えられる量に対応する量だけ移行することによりコンピュータ およびその選択されたソフトウェアにより製作され得る。

写真撮影システムの種々の位置でのカメラからの写真に対応するコンピュータ製 作の画像はフィルムタイプのネガに再生され得るし、または代替的には、記憶さ れたデジタル化された画像からの電子情報はプリント機械（ｐ　ｒ　ｉ　ｎｔｉ ｎｇ　　ｍａｃｈｆｎｅ）を直接組立てかつ動作するために使用され得る。

複数の画像からの合成写真は、前述の特許にすでに記載された態様で、三次元の 写真に処理され得る。

発明の目的 したがって、この発明の目的は三次元の写真の製作のための電子システムを提供 することである◎さらなる目的は、カメラの各々の電子画面が同じ面または平行 な面にありかつ各カメラが同じ深度および視野で被写体の電子画像を作り出す、 複数の電子カメラを使用する三次元の写真を製作するための電子システムを提供 することである。

さらなる目的は各カメラの画面が同じ面または平行な面で被写体に対して空間状 めされた複数の電子カメラにより被写体の電子画像を製作する三次元の写真を電 子的に撮りかつその後見るため、さらなる使用のための電子的修正を加えるため または電子メモリ内に記憶するために画像を電子的にデジタル化するためのシス テムを提供することである。

さらにもう１つの目的は、ビデオカメラが複数の位置の各々に備えられ、カメラ の各々の画面が同じ面にありかつ各カメラの光学システムが同じ視野を有し、画 像が電子的にレジスタされ得る三次元の写真を製作するための電子システムを提 供することである。

さらなる目的は被写体の電子画像が基準位置でのカメラにより製作されかつ電子 画像がコンピュータにより処理され複数の電子画像が製作され、各々が基準位置 から空間状めされた位置で撮られた写真に対応する三次元の写真を製作するため の方法および装置を提供することである。

この発明のさらにもう１つの目的は、複数の空間状めされた位置からの同じ被写 体に関して撮られた写真に対応する複数の電子画像をコンピュータにより電子的 に製作するためのシステムを提供することである。

さらにもう１つの目的は、異なる空間状めされた位置で撮られた写真に対応する 被写体の複数の画像が電子的に記憶された画像の画素を移行させることにより製 作される、三次元の写真のための電子的システムを提供することである。

図面の簡単な説明 この発明の他の目的および利点は以下の詳細および添付の図面を参照してより明 らかになるであろう。

第１図はその写真が撮られている被写体に対するビデオカメラの形状を示すシス テムの全体的な平面図である。

第２図はカメラアセンブリの図である。

第３図は複数のカメラを装着するための配列を示す図である。

第４図はシステムの電子的部分の機能ブロックある。

第５図は複数のカメラにより撮られた画像の再生を示す図である。

発明の詳細な説明 第１図は被写体の三次元的特徴を示すために球として図示された三次元の被写体 １３９の連続的または同時いずれかの複数の電子写真を撮るための本件発明の全 体的模式的平面図を示す。被写体１３９もまた紙面の内部および外へ延びる点を 理解されたい。三次元の被写体１３９はその中心に焦点１４４を有する。背景の 被写体１４０は参照目的のために示される。

参照番号１０１−１０６は異なる位置へ順次移行される単一の電子カメラ本体Ｃ の、またはそこから被写体１３９の異なる写真が撮られるこれらの位置におかれ た複数の電子カメラ本体の複数の異なる位置を示す。発明を実施する上で、以下 に記載されるカメラ本体または複数の本体Ｃの画面は、その（それらの）位置１ ０１−１０６のすべてで基本的に同じ面にありかつ同じ直線１４１に沿って存在 する。各位置１０１−１０６でのカメラは被写体の受は取られた画像を電子（映 像）信号へ変換するための画面１０７−１１２内に電子作像装置を有する。

作像装置のアレイは電子エレメント、たとえば電荷結合ダイオード、フォトダイ オードまたは受けとった光を映像信号に変換するための他の周知のエレメントの 正方形のまたは長方形のアレイである。アレイの数々のエレメントの各々の電子 状態は、エレメントのアレイ上の作像した画像が画像に対応する完全な電子映像 信号に変換されるように走査される。カメラのタイプに依存して、映像出力信号 はカラーまたは白黒のいずれかであり得る。この映像信号は直接使用されること が可能でおよび／もしくは適当な媒体、たとえばコンピュータシステムにより表 示または使用されるビデオカセットレコーダ等に記録される得る。このカメラは 当該技術では従来的である。

電子画像が撮られる位置１０１−１０６の各々での電子カメラの画像面はカメラ の本体に対して同じ面におかれる。

６つの位置１０１−１０６が図示されるが、これより少ないまたは多いものが使 用されてもよい。４つの位置および４つの画像が妥当で満足のいく結果をもたら しかつより多い数の位置を加えることで最終画像の質が向上する。

各位置での各カメラは光学システムＳを有する。光学システムＳは基本的には、 レンズＬ１ホルダＨおよびレンズの焦点距離を調節しかつそのホルダＨをカメラ 本体に対して水平にかつ垂直に移行させるための動力化された機構を備える。こ れは第３図を参照して以下に記載される。複数のカメラが使用される場合、各カ メラに関する光学パッケージは好ましくは同じ特性を有する。

電子カメラ画像面の線１４１は以下に記載されるように、各カメラ位置１０１− １０６でカメラレンズＬの角視野の限界１４２を通る被写体の面を形成する直線 １４５に対して平行である。たとえば、被写体に対して左から右へ、複数の連続 する位置１０１−１０６へ移行される単一の電子カメラが使用される場合、好ま しくは画面線１４１を規定するための共通の支持レールまたはそれに沿ってカメ ラが移動するレールに対して平行な線が存在する。これは複数のカメラが使用さ れる場合にも当てはまる。

連続する位置１０１−１０６の各々では、第１図に見られるように、カメラ本体 内の画像アレイが物体に対しての空間的位置に移行される。つまり、左から右へ 図を横切って、被写体が作像される電子画像アレイの位置は被写体に関連して変 化する。各位置でカメラの画像アレイの画面に直交して描かれたそれぞれの線１ ２５−１３０は左から右への移行を示す。

本件発明に従い、電子カメラのレンズの位置は、同じ視野が各カメラ位置１０１ −１０６から撮影されるようカメラ本体および画像アレイの画面に対して各位置 で変化する。

これは、レンズの焦点距離および位置をカメラ本体に対して調節することにより 行なわれ、後者はフィルムの面に対して平行な面で一般的に行なわれ、したがっ て被写体の写真が各カメラ位置１０１−１０６でレンズの視野の限界１４２に対 して撮影されることになる。線１３７および１３８はカメラレンズの左および右 の目視限界ならびに位置１０１−１０６の各々での各カメラの画像アレイの面の フレームを示す。

カメラ位置１０１−１０６からの場合、レンズの位置はそのレンズホルダＨをカ メラ本体に対して、以下に述べる態様で異なる量だけ、カメラ位置１０１−１０ ６に対応する連続するレンズ位置１１３−１１８まで移行させることにより移動 される。

参照番号１１９−１２４の各々は左から右へ、様々なカメラ本体の位置１０１− １０６の各々で、対応する中心線１２５−１３０により示される、対応するカメ ラの画像アレイの中心に対してのレンズの中心を示す。たとえば、もっとも左の カメラ位置１０１を参照して、レンズホルダは画像アレイの画面の中心の右へ、 レンズの中心が実際にある点１１９からそれが通常あると考えられている点１２ ５、すなわち線１２５により示される画像アレイの画面°の中心への間の距離だ け移行される。同様に、カメラ位置１０２では、レンズはそれが通常あると思わ れる画像アレイの中心線１２６へ近付けられて移行され、かつカメラ位置１０３ ではそれは画像アレイ中心線１２７にさらに近い。

カメラ位置が配列の中心を過ぎて、すなわち被写体の中心焦点１４４を通って延 びる被写体の中心から横方向に延びる線１４３を過ぎて移動するとき、レンズは 画像アレイの中心線の他方の側まで移行される。たとえば、カメラ位置１０４で は、位置１２２でのレンズは画像アレイ中心線１２８の左にある。レンズは順次 カメラ本体に対して左に動かされ画像アレイ中心線１２９のさらに左のカメラ位 置１０５内の位置１２３まで動かされる。レンズはカメラ位置１０６内の画像ア レイ中心線１３０の左のもっとも限界の位置１２４まで動かされる。

連続するカメラ位置１０１−１０６の各々では、カメラレンズが、対応するカメ ラ位置１０１−１０６に関して線１３１．１３２．１３３．１３４．１３５およ び１３６の対によりそれぞれ指定される対応する左および右の画像目視限界を有 する視野を規定する点に留意されたい。たとえば、線対１３１は、もっとも左の カメラ位置１０１におけるカメラ本体に対して最大量だけ右に移行されたレンズ での視野を示す。カメラ位置１０２では線１３２が視野の限界を示す。カメラ本 体がもっとも右の位置１０６にあると、レンズは左へ最大限の位置１１８にあり 、かつレンズの視野は線対１３６により規定される。各カメラ位置では、１３工 ないし１３６により規定される視野の限界が、被写体の面の線１４５が視野の限 界の線１３７−１３８と直交する同じ限界点１４２を通る。したがってその位置 でカメラ画像アレイ上に作像される各カメラ位置１０１−１０６での視野は同一 である。

第１図に見られるように、カメラ位置が左から右へ移行するので、１０６を通る 対応する位置１０１のための視野の中心線は１５０を通る対応する線１４５によ り指定される。中心線の各々が被写体の面の線１４３上の被写体の焦点１４４を 通る。こうして明らかなように、カメラ本体の位置１０１−１０６の各々におい て、限界１３７．１３８により規定されるものと同じ視野が存在しかつ被写体の ための同じ焦点１４４が存在する。

第２図、第３Ａ図および第３Ｂ図は第１図の異なるカメラ位置１０４−１０６の 各々で画像アレイ上に所望の画像を得るための様々な調節を行なうための機構を 含む本件発明とともに使用するカメラの１つまたは複数のカメラの１つの詳細の いくらかを示す。第２図は側面図であり第３Ａ図−第３Ｂ図は平面図である。

配列はその上に端部キャップ１９７を有する水平の支持レール１９６を含みした がってカメラ本体２１９および関連する位置調節機構はレールを外れて移動する ことはない。

電子画像アレイは、２０４で図示されるようにカメラ本体内に装着される。リー ドワイヤｖ１がカメラに電力を供給しかつその映像信号出力を与えるための様々 なワイヤを指定する。

レール１９６はラックとピニオンの配列２０７の一部で、好ましくは、バーニア 型でありかつ動力駆動で、それとカメラとの間に光を通さない蛇腹２１１を有す るカメラ本体２１９と、レンズ２２４とが各々動力駆動のバーニア制御２０５お よび２０７を経由する±Ｘ方向に、レール１９６に対して別々に移動されられる ことを可能にする。バーニア２０７を経由する±Ｘの方向へのレンズの動きは結 果としてフィルムに対してレンズを焦点合わせをすることになる。これは効果的 にレンズの焦点距離を変化させる。

カメラ本体２１９は動力駆動バーニア制御２０５により±Ｘ方向に別個に移動可 能である。これは効果的にカメラの画面を移動させる。つまり、写真が撮られる べき各々の位置で±Ｘ方向上の画面を移動させる装備がある。広角レンズがカメ ラ（または複数）で使用されるときは特に写真が撮られる位置の１つまたは２つ 以上で±Ｘ方向に画面を移行させることが望ましいかもしれない。このような広 角レンズの光学特性がときに画面での画像の変化を生じさせる。このような±Ｘ の調節は、通常小さいものであり、各画像がまったく同じ視野を有することを確 実にするために望ましい。

レンズの光学的変化を補うための位置の１つまたは２つ以上で画面が±Ｘ方向に 僅かに移行されるが、それでもなお面は互いに平行であり、かつ各写真は角度の 変化なく画面が同じ横方向に移動されて撮られる。

レール１９６の後（右）に向かってバックレールバーニアブラケット２０５があ りその上に、その上部に端部のキャップ１９８を有する垂直支持ポスト１９９が 横方向に装着される。ポスト１９９もまた動力駆動のバーニア制御のラックとピ ニオンの一部である。

カメラ本体２１９はそれに取り付けられた高さ調節ブラケット２２５を有し、そ れは垂直支持ポスト１９９に沿って、たとえばモータ制御のバーニアタイプのピ ニオンにより移動される。ラック２２５はカメラ本体が正確に垂直方向（±Ｙ方 向）に調節されることが可能でありかつ垂直支持ポスト１９９に対して保持され るようにロック２２０を有する。

蛇腹ブラケット２１２は、そこから蛇腹２１１が延びるカメラ本体の前面に取り 付けられる。レンズを有するレンズホルダ２２３は蛇腹２１１の前面に装着され る。レンズ２２３と蛇腹２１１の調節は、レール１９６上のバーニアタイプの調 節支持ブラケット２０６内に装着された垂直支持ポスト２００に沿って移動する モータ駆動のバーニアタイプの支持ブラケット２２１により±Ｙ方向に行なわれ る。

レンズ支持ブラケット２２１はその垂直位置を支持ポスト２００に沿って設定す るためのロック２２４を有する。

第３Ａ図および第３Ｂ図に見られるように、支持レール２０７および２０８は支 持ブラケット１９６．１９７から２方向に水平に延びる。レール２０７，２０８ もまた適当なモータ駆動のべ一二ア調節によりその上に装着された垂直支持ポス ト２００．１９９を有するラック型であり、したがってカメラ本体およびそこに 接続されたレンズホルダを有するポスト１９９．２００は±２方向に（第２図に 関連して）レール２０７．２０８に沿って移動され得る。このことが第１図に関 連して示されるようにカメラ本体内の画像アレイに対するレンズの横方向の移行 をもたらす。第３Ａ図はカメラ本体の右のレンズを示しかつ第３Ｂ図は左のレン ズを示す。

見られるように、カメラ本体２１９および蛇腹２１１およびレンズ２２２の組合 せは支持レール１９６に対して±Ｘ方向（第２図）にはレール１９６上にある支 持ブラケツト２０５．２０６を経由して、２つの垂直ポスト１９９および２００ に沿った±Ｙ方向にはブラケット２２４および２２５を経由して、かつ±Ｚ方向 には水平レール２０７．２０８に沿って独立して調節可能である。

様々なバーニアモータ制御のモータのためのリード線Ｗが示される０モータはモ ニタと関連する遠隔制御地点から操作され、これについては以下に述べる。した がって、レンズの中心はカメラ本体内の画像アレイの面に対してはどの方向にも 移動されることが可能で、かつその逆もまた同様である。

垂直の支持ポスト１９９および２００の上にある支持ブラケット２２０および２ ２４もまたカメラ本体２１９およびレンズの角度調節、すなわちＸ−２面におけ るアーチ型の動きを可能にするべく製作される。

完全なカメラのアセンブリおよびカメラの本体とレンズとをＸ、Ｙ、および２方 向に互いに対して調節するための種々のエレメントが、水平レール１９６を保持 する主支持ブラケット２１７上に装着される。ブラケット２１７はそれに沿って 目盛線を有することが可能でかつロック２１０を有する調節制御２０９を有する ラックとピニオンのバーニアタイプの主支持トラック２１５上に装着される。所 望ならば調節制御は駆動化され得る。この配列では第１図に示される複数の位置 へトラック２１５の長さに沿って単一のカメラが移動することが可能である。ま た複数のカメラの各々がトラックの長さに沿って（±２方向）調節されることを 可能にする。

第２図および第３図の装置により適切な焦点および焦点距離の調節を達成するべ くレンズをカメラの画像アレイの面に対して調節することが可能になりかつ第１ 図に示される横方向の調節が可能になる。また、カメラおよびレンズの垂直位置 は種々の高さの被写体に適合するべく設定され得る。さらに、画像アレイの面は また±Ｘ方向にも移動され得る。したがって、第１図において言及したような形 の電子画像の捕獲が正確に行われることが可能である。

り図である。カメラＣの各々の画像アレイからの電子出力がビデオスイッチ６０ へ供給される。ビデオスイッチはデジタルコンピュータ６４への１つの出力を有 しかつビデオモニタ６６へのもう１つの出力を有する。ビデオスイッチ６０はコ ンピュータ制御下にありかっしたがって種々の位置１０１−１０６でのカメラか らどの出力が受は取られかつ処理されるかを選択することができる。

４つの制御線を有するカメラ制御６８が制御パネル６９との関連において設けら れる。４つの制御線Ｗは、第２図および第３図に関して記載されたように、カメ ラのパーツまたはカメラを動かすための種々のモータを動かしかつカメラのため の電子工学装置を動作するための第５の制御線を動かす。ビデオスイッチ６０を 操作することにより、１つのカメラの出力が１回につきサンプルされることが可 能で、したがって撮られる写真がモニタ６６上に表示される。

すでに記載されるとおり、カメラの機械的かつ光学的部分のための制御パネル７ ０の種々の制御および同カメラのためのエレクトロニクスが起動化され得る。

動作において、複数の位置の各々のカメラのまたは単一のカメラの各々の画像ア レイの出力はサンプルされかつその画像はモニタ６６上に表示される。モニタは その上に適当な印、たとえばレジストレーションの印、を写真が撮られる様々な 地点のために有することが可能で、それは第１図の１４２等の視野の印である。

カメラの出力がモニタ６６上に見られるとき、カメラの機械的かつ光学的部分の ための制御はカメラが正確であり、カメラの電子的画像面が正確な平坦な位置に あり、レンズのホルダがカメラがその空間位置１０１−１０６に対して正しい視 野を有することを確実にするべく位置決めされていることを確実にするべく調節 される。同様に、電子制御７４はビデオカメラの画像信号出力の色相、彩度およ び輝度を調節するべく起動化されうる。

これまで記載してきたシステムおよび方法のステップのこの部分の目的は、デジ タル処理のためにコンピュータ６４に供給されるべき複数の空間的に分離された カメラの各々からの画像が撮影される被写体の視野の深度および位置の観点から 望ましい特性を有しそれによりこの方法の写真を撮る側の部分でエラーが生じな いようにすることにある。

所望ならば、複数のモニタおよび制御６８が各々の位置でカメラに対して１台ず つ存在し得る。

システムのコンピュータ部分は画像捕獲回路７６を備える。このような回路は電 子コンピュータ画像グラフィックの分野では周知である。たとえば、いわゆるＴ ＡＲＧＡビデオ捕獲ボードの例がある。このボードは記載された形のビデオカメ ラまたはビデオカセットレコーダの電子画像アレイ等の適当な入力源からの静止 または移動する被写体の画像を撮りかつそれをデジタル化する能力を有する。基 本的には、画像捕獲ボードは「フレーム　グラバ」、すなわち静止または移動被 写体のフレームを凍結しかつ画像をさらなる処理のために画素にデジタル化する ものとして動作する。−皮面像信号がデジタル化されると、それはたとえばフロ ッピーディスク、ハードディスク、ＷＯＲＭ（ライト　ワンス　リード　メニー 　タイムス）、ＣＤ記憶媒体その他の記憶のために使用可能である。

記載されたタイプの画像捕獲回路７６もまたソフトウェアの「ペイント」型のプ ログラムにより制御されることが可能で、したがって原画像信号のどの部分でも デジタル化されたものは修正され得る。たとえば、電子画像の角度的な大きさお よび位置は変更可能で、電子画像のどの部分でも、色に関しては、上から色を塗 り、削除するかまたは「エアブラシした」部分がデジタル画像その他に加えられ ることが可能である。たとえばＴＡＲＧＡボードとともに使用する１つの適当な ソフトウェアのプログラムとしてティラプス（Ｔ　Ｉ　Ｐ　Ｓ）があり、これは ＴＡＲＧＡボードの製造者により製作される。他の適当なプログラムはＰＣペイ ントプラッシュ（Ｐａｉｎｔｂｒｕｓｈ）、ドクター・ハロー（Ｄｒ、　Ｈａ　 １　ｏ）その他を含む。特定されたプログラムもまたソフトウェアのグラフィッ クスのプログラムの一般的な原則に従い書き込まれることが可能である。

他の形式の映像捕獲回路もまた当該技術では入手可能である。このような捕獲回 路もまた対応するペイント型プログラムを有する。

画像捕獲回路の出力がもう１つの映像モニタ８０上に表示される。画像が映像捕 獲回路７６により所望の形式へ処理されかつそのソフトウェアプログラムにより 修正された後に、その画像はその時点で記憶媒体８２内に記憶される。

各カメラＣの出力は好ましくは各カメラからの電子画像が、容易な識別、アクセ スおよびさらなる使用のためにメモリ内のそのそれ自体のファイル内に記憶され るようにシーケンシャルにとられる。コンピュータ映像グラフィックスの産業に おいて使用される周知のデジタル記憶技術に従いどのような適当な記憶プロセス および媒体でも使用可能である。たとえば、カメラからの各完全な画像がピット マツピング技術により記憶されることが可能である。そのようなビットマツピン グ技術においては画像の各画素が地理的な座標位置とそのような位置で表される べき色および他の視覚的特徴に対応する値とを割当てられる。このことにより記 憶された画像がビデオモニタ上に再生されるか、ハードコピーのネガを製作する ために装置により使用されるか、またはハードコピーの焼き付はシステムへ直接 使用されるかのいずれかを可能にする。

画像モニタ内で各カメラに対応した１つづつ被写体の複数の処理された記憶され た画像を使用するために、計算機援用設計タイプ（ＣＡＤ）の技術が使用され得 る。ＣＡＤのプログラムにおいては、各画像の様々な部分が電子層に記憶される 。画像の各層は被写体その他の表面全体にわたっての様々の位置での色に対応す ることが可能である。このようなＣＡＤ技術もまたは当該技術では周知である。

ここでは、複数のカメラの各々からの画像に対応するさらに多重の層が存在する ことも考えられる。モニタの面は三次元の画像を直接見るためのレンチキュラー のスクリーンを備え得る。

ＣＡＤ層の技術を使用する代わりに、記憶されたデジタル画像を直接表示するこ とも可能である。もう１つの可能性としてはモニタ６６上に通常直接表示される であろう複数の映像信号を一度にすべて直接表示することである。

記憶された画像のもう１つの使用法としては、それらを「オーバーへラド　プロ ジェクタ」という電子工学装置になどによりスクリーン上にそれらを投影するこ とである。

つまり、記憶された画像は、スクリーン上へ投影される、たとえば陰極線管上な どの表示へ変換される。この配列では、適当なレジストレーションが存在するこ とを確実にするために各プロジェクタの調節が考えられる。

写真ネガ再生装置８４もまたコンピュータ記憶媒体８２の出力に接続され得る。

これは、記憶されたデジタル情報から写真ネガを製作することが可能な装置であ る。このような装置は当該技術では周知でありかつたとえば、その上に画像に対 応するデジタル情報が再生される陰極線管モニタおよびそこからネガが製作され 得るフィルムをおさめる写真カメラ等を含み得る。システムは、被写体のすべて の電子画像が、そのカメラおよび陰極線管が固定した制御関係に保持され得る同 じユニットから製作されるようにそのようなユニットを１つだけ含むと考えられ る。このことにより光学的かつレジストレーションの際のエラーが最小限にされ る。複数の画像のネガが使用され、後にレンチキュラーレンズにより覆われる写 真の印画紙のシートにそれらネガを露出することにより最終的な三次元の写真を 製作する。

記憶された画像を使用するもう１つの方法は記憶されたデジタル情報をたとえば ライツタイブ（Ｌｉｎｏｔｙｐｅ＃）システム等の電子フルカラー焼き付はシス テム９０へ出力することである。このようなシステムはデジタル情報を受けかつ それを焼き付は機械上で使用される印刷板へ直接変換する。したがって、立体写 真を製作するために必要とされる複数の電子画像に対応する記憶されたデジタル 情報は直接焼き付けられた写真に変換される。

印刷板上でネガを製作するシステムを使用する際、初めに各画像を記憶する必要 がない。つまり映像捕獲デジタル化回路の出力がネガ製作機械または焼き付は機 械へ直接適用され得る。

全体的システムの動作 システムを動作する好ましい態様を要約すると、電子カメラＣの各々がその写真 が撮られる被写体に対して組立てられる。これは、たとえばその上に複数のカメ ラが固定装着されまたはその上に単一のカメラが複数の位置へ移動されることが 可能な枠組みを与えることにより達成され得る。

そこで各々のカメラの整列およびレジストレーションは各位置でのカメラの出力 をシーケンシャルにモニタするための画像スイッチ６０を動作することによりチ ェックされる。各カメラの位置では、モニタ７０の上に再生される画像が見られ かつ制御７０．７２および７４が、複数の別々の位置での各カメラ画像フィール ドにより撮られた写真が所望の視野の限界内にあることを確実にするために各位 置でのカメラの光学およびエレクトロニクスを制御するべく調節される。単一の カメラが使用された場合、カメラの電子作像アレイに対する写真のフィールドレ ジストレーションはカメラが動くたびに行なわれる。

各カメラの位置からの画像の記録はコンピュータ６４の制御のもとに行なわれ得 る。映像スイッチを介して様々な位置から画像をシーケンシャルに受は取る単一 の映像捕獲回路７６が動作している間、並列のシステムが使用され得ることを理 解されたい。つまり、別の映像捕獲回路７６および対応するモニタ８０がカメラ の各々に接続され得る。

各カメラからの画像がデジタル的に適切なソフトウェアのプログラムを介して映 像捕獲回路において調節された後、そのカメラからの画像が記憶される。同じ記 憶手段が各カメラからのディジタル化された画像を記憶することが可能であり、 つまりすでに述べられた例では記憶媒体は６つの画像を有することになり、各カ メラに対応してそれぞれ１つの画像を有することになる。別の映像捕獲回路が、 カメラの各々に対して使われ、別個の記憶媒体が存在し得るが、これはまったく 必要のないことである、というのも多くの記憶媒体がのべられた６つの画像を記 憶する十分な能力を有しているからである。

記憶媒体８２内にデジタル的に記憶された画像はその後すでに述べられたように ビジュアル化のためにまたはあるタイプのハードコピーを製作するために、たと えばネガ製造装置８４によりまたは焼き付は装置から再生されるといった形で使 用される。

撮影されている被写体は動く物体であり得る点を理解されたい。つまりカメラは これを行なうことが可能であるビデオカメラである。各カメラの出力は対応する 映像捕獲回路７６により直接使用されることが可能でしたがって選択されたフレ ームがデジタル的に処理されかつ記憶され得る。

代替的には、各カメラの出力は磁気テープに記憶されることが可能でしたがって 、各カメラのテープから選択されたフレームが後程使用され得る。

被写体が撮影されるもう１つの代替的状態では静止状態であり、これは各カメラ の映像信号出力を受けかつそれを磁気テープ上にシーケンシャルに記憶する。

画像のコンピュータによる製作 第１図のシステムの分析が、カメラが中心線１４３に沿って被写体の中心にある 場合直接前面で撮られる被写体の写真が存在しないことを示す。わかるとおり、 １組の写真が中心線１４３の各側で撮られその組の各写真が中心線から次第に大 きくなる量で横方向にオフセットされたカメラで撮られている。写真カメラまた は電子カメラのいずれかによって撮られたすべての写真は適当なレジストレーシ ョンで写真印画紙上に焼き付けられ、結果として複数の画像ができ、第１図の例 では６つであるが、それでは撮影されている被写体のすべての部分が写真が撮ら れる被写体の中心からカメラのレンズの中心の横方向（Ｚ）の変位に対応する量 だけ互いから移動させられる。

第５図は、これがかなり簡略化されかつ拡大された（目盛どおりに描かれていな い）形式であることを示す。第５図はカメラシステムにより作り出された６つの ネガの焼き付けられた出力を表し、そのシステムは第１図の方法およびシステム を使用して遠方にある単一のポール４００を６つの横方向に空間法めされた位置 から撮影する。見られるトオリ、ポール４００は（拡大された形式でかつ目盛ど おりに描かれていない）一連の６つの横方向に空間法めされたポールとして現れ る。点線４０２はカメラのレンズの中心が直接被写体の中心と一列になるまで作 り出されるであろう画像を示す。点線のポール４０２に対応するネガは最終的な 三次元の写真を製作する上では使用されない。レンチキュラレンズが第５図のプ リント上に重ねられると、レンチキュラレンズの平行線型の部分の各々の湾曲し た表面の光学的効果が三次元効果を作り出す役割を果たす。

すでに述べた電子システムおよび方法はコンピュータの操作により電子画像、す なわち第１図に示されるような異なる空間法めで離された位置で撮られた同じ被 写体の複数の画像の各々のデジタル的に記憶された画素データであり、最終的三 次元写真を作り出すために必要とされるものを電子的に作り出すために応用され てもよい。

第６図では、１つの電子カメラが第１図ないし第４図に関してすでに述べられた ように使用される。カメラはカメラレンズの中心をカメラのフィルム面の中心に しレンズの中心が第１図の線１４３に沿って被写体の中心と整列するようにして 、被写体の単一の電子写真を撮るべく位置決めされる。つまり、第５図を参照す ると、点線位置４０２でポールの画像がつくられるであろう。この電子画像の画 素は磁気ディスク等の適当な媒体内に基準画像または基準ファイルとして記憶さ れる。

電子基準画像の電子画素データはコンピュータソフトウェアにより操作され複数 の間隔法めされた位置の各々での１台のカメラまたは各前記の位置での別のカメ ラを使用して第１図のカメラシステムにより撮られるであろう複数の電子画像を 作り出す。これはコンピュータが、基準画像の各画素の座標を使用して、水平（ ±２）に基準画像の画素を移行させることにより達成される。つまり、各画素の ２座標の値は各新しい画像ごとに同じ量だけ増分されたり減分されたりする。

たとえば、第５図を参照して、第５図のポール４０２の電子基準画像を電子カメ ラが撮ると推定する、すなわちレンズの中心、画像面の中心およびポールが同じ 線上にあってポールに正面から向かうと仮定する。記憶された基準画像はそこで ソフトウェアの処理を受けて複数の異なる電子画像またはファイルを作り出すが 、ここでは図示目的のために再び６つが使用されるが、これらコンピュータによ り作り出される画像のより多いものまたは少ないものを使用することも可能であ る。これら６つの異なる画像の各々において、画素の全体的フレームは異なる量 だけ水平方向に移行される。被写体の中心線１４３の一方の側に３つがありかつ 他方の側に３つがあることになる。つまり、３つの画像が異なる量だけ基準画像 の片側にあることになりかつ異なる量だけ他方の側に３つが存在することになる 。結果としては、第４図を参照して上記に説明されたようにこれら電子画像がハ ードコピーの形式に同時に表示されるまたは再生されると、結果は、６つのポー ルが互いから間隔法めされて示される第５図の画像に対応する画像が得られるこ とになる。位置４０２でのポールに対応する基準画像は使用されない。レンチキ ュラーレンズがハードコピーの画像の上に置かれるとき三次元の効果が作り出さ れる。

ソフトウェアによる基準画像の中心線の一方または他方への移行は十分な処理出 力を有するコンピュータにおけるコンピュータソフトウェアにより容易に達成さ れ、その処理出力は各電子画像または電子ファイルを作り出すために必要とされ る時間を基本的に決定する。このようなプログラムでは、基準画像の各画素は値 を与えられる。基準画像における被写体の距離および位置的な座標が決定される 。

コンピュータプログラムはカメラレンズおよび焦点距離の詳細と、レンズと被写 体との間の距離とを与えられる。この情報は、第１図ないし第３図に関連して記 載されるようなシステムの物理的なアナログに対応して作り出されるべき位置的 な変位の量に関係するはずなので必要である。撮影される被写体の各部分のコン ピュータおよびそのソフトウェアによる変位は、画像が撮られる時のカメラの位 置およびカメラ光学レンズの様々なパラメータに対応する。レンズの特徴もまた コンピュータによる、基準画像の分析および画素の変位を行なうときに使用され るこのデータの分析により自動的に決定されまたはシュミレーションされ得る。

画素を水平方向に（±２）移行させることにより作り出されるこれら電子画像の 各々は、６つの空間法めされた電子カメラまたは６つの異なる位置を移動する１ 台のカメラにより撮影された６つの電子画像と同じになる。各画像の画像面は同 じになるであろう、というのは画素は横方向にしか移行されていないからである 。このことは第１図の装置および方法を使用しての１組の写真を撮るステップに 対応する。つまり、空間法めされた位置からの写真のすべては、画像面がすべて 同じ面にあって撮影されている。

画像の各々を作り出すカメラを使用しての実施例では、±Ｘ方向に画像面を移行 させるための装備がそなえられていた。画像がコンピュータにより発生する実施 例ではこれは必要ではないというのは異なる位置でのレンズによりつくり出され るさらなる光学的変化は存在しないからである。

つまり、コンピュータはコンピュータが発生する画像のすべてに関するＸ軸のレ ジストレーションを保持している。

電子画像は、基準画像からコンピュータおよびそのソフトウェアにより作り出さ れた後、第４図の方法および装置のいくつかを使用して処理される。つまり、各 電子画像はさらに電子的に修正かつ訂正を加えられることが可能で、電子画像は 適当はレジストレーションにおかれ、写真ネガおよびプリントがネガから製作さ れる。

システムはまたいかなるグラフィックスのファイルからでも三次元の画像を作る ために必要とされる複数の電子画像を作り出すべく使用され得る。たとえば、静 止した画像は適当なソフトウェアプログラムで動作して基準ファイルを所望の形 式に作る光学スキャナを介して基準グラフィックスの画像ファイルにそれを走査 することによりデジタル化され得る。このような配列が「クリップ　アート」型 グラフィックのファイルを製作するために使用される。複数の画像が作られかつ 基準画像の各側に対して横方向に移行される。その後、デジタル化された基準画 像の画素は最終的なポジ画像を作る上では使用されない。

ＦＩＧ、　／ ｈＣ２ ＦＩＬ人シノ 国際調査報告

Claims (44)

【特許請求の範囲】
1. １．　被写体の立体写真を電子的に製作するための装置であって、 前記被写体に対して予め定められた位置でカメラ手段により撮影された被写体の 受け取られた画像を電気映像信号に変換するための電子カメラ手段と、 お互いから空間決めされた複数の予め定められた位置から被写体を撮影するため に、前記電子カメラ手段を使用するための手段とを含み、前記変換手段が各位置 に対応する各面像のための電気映像信号を作りだし、さらに各画像に対応する各 々の前記映像信号をデジタル化するための手段と、 複数のデジタル化された映像信号に応答して前記カメラ手段により撮られた複数 の写真に対応する目視可能な出力を作り出すための手段とを含む、装置。
2. ２．　前記デジタル化された映像信号の各々を記憶するための手段をさらに含む 、請求項１に記載の装置。
3. ３．　そのデジタル化に先立って前記映像信号の各々を記憶するための手段をさ らに含む、請求項２に記載の装置。
4. ４．　目視可能な出力を作り出すための前記手段が前記複数のディジタル化され た映像信号が表示されるモニタを含む、請求項１に記載の装置。
5. ５．　目視可能な出力を作り出すための前記手段がプロジェクタ手段を含む、請 求項１に記載の装置。
6. ６．　目視可能な出力を作り出すための前記手段が各画像に対応する各々のデジ タル化された映像信号の写真ネガを製作するための手段を含む、請求項１に記載 の装置。
7. ７．　目視可能な出力を作り出すための前記手段が前記デジタル化された映像信 号から直接印刷機械のための少なくとも１つの印刷板を作り出すための手段を含 む、請求項１に記載の装置。
8. ８．　デジタル化されるに先立って画像に対応する映像信号を目視するための手 段と、映像信号を調節するためにカメラ手段を調節するための手段とをさらに含 む、請求項１に記載の装置。
9. ９．　前記カメラ手段が被写体の画像を前記変換手段上におくための光学手段を 含み、前記調節するための前記手段が前記画像のための前記光学手段が前記変換 手段に対して被写体の予め定められたフィールドの深度と視野とを有するように 設定するための手段を含む、請求項８に記載の装置。
10. １０．　前記調節手段が電気的映像信号特性を調節するための手段をさらに含む 、請求項９に記載の装置。
11. １１．　デジタル化のための前記手段がデジタル化された信号の特性を変化させ るための手段をさらに含む、請求項１に記載の装置。
12. １２．　前記カメラ手段が光学中心を有するレンズをさらに含み、カメラの前記 変換手段が一般的に平坦な手段を含み、 前記使用手段がカメラの一般的に平坦な手段を前記位置の各々で共通の第１の面 に装着するための手段を含み、かつ 前記電気的カメラ手段の、各前記写真撮影位置での前記被写体に対する位置にお ける違いを補うために各位置で変換手段の面に対して実質的に平行な面にレンズ の光学中心を移行させるための手段を含む、請求項１に記載の装置。
13. １３．　前記レンズ移行手段がカメラおよびその変換手段に対してレンズを移行 させるための手段を含む、請求項１２に記載の装置。
14. １４．　前記カメラ手段がカメラ本体を含みかつ前記レンズ移行手段が、一方の 端部が前記カメラ本体に取り付けられた可撓性光を通さないハウジングを含み、 前記レンズが光を通さないハウジングの他方の端部に取り付けられ、かつ前記レ ンズを前記カメラ本体に対して移動させるための手段とを含む、請求項１３に記 載の装置。
15. １５．　前記カメラ本体を移動させるための手段をさらに含む、請求項１６に記 載の装置。
16. １６．　共通の第１の面にカメラ変換手段の面を維持するための前記手段が細長 い剛性のフレーム手段を含み、前記カメラ手段が各前記位置で前記フレーム手段 に沿って位置決めされる、請求項１２に記載の装置。
17. １７．　前記位置の各々を成立させるための前記フレーム手段に沿って位置決め された単ーの電子カメラ手段が存在する、請求項１６に記載の装置。
18. １８．　前記複数の位置を成立させるための前記フレーム手段に沿ってそれぞれ 位置決めされた複数のカメラ手段をさらに含む、請求項１６に記載の装置。
19. １９．　前記レンズ移行手段が電子カメラ手段の各位置におけるレンズ光学中心 が被写体の同じ焦点上になるように移行させる、請求項１２に記載の装置。
20. ２０．　前記レンズ移行手段がレンズを前記電子カメラ手段の各位置で同じ視野 を有するように移行させる、請求項１２に記載の装置。
21. ２１．　前記レンズが前記すべての位置で前記第１の面に対して平行である共通 の面内にある、請求項１２に記載の装置。
22. ２２．　前記被写体の三次元の写真を製作するための被写体を撮影する方法であ って、 撮影された被写体の受け取られた画像を電子映像信号に変換するためのエレメン トとを有する電子カメラを提供するステップと、 互いから少し離れて空間決めされた複数の予め定められた位置の各々での前記カ メラで前記被写体の写真を撮るためのステップと、 各々の前記位置での前記変換手段により作り出された映像信号をデジタル化する ステップと、かつ目視可能な出力を作り出すために複数のディジタル化された映 像信号を使用するステップとを含む方法。
23. ２３．　前記映像信号をデジタル化するステップがデジタル化された信号の特性 を修正するステップをさらに含む、請求項２２に記載の方法。
24. ２４．　デジタル化に先立ち各々の写真に対応する映像信号を記憶するステップ をさらに含む、請求項２２に記載の方法。
25. ２５．　複数のでデジタル化された映像信号を記憶するためのステップをさらに 含む、請求項２２に記載の方法。
26. ２６．　電子カメラを提供するステップが光学レンズを有するカメラを提供する ステップをさらに含み、かつ、モニタ上に前記ディジタル化された映像信号を映 すステップと、 レンズの視野および焦点距離を制御するための前記レンズシステムを調節するス テップとをさらに含む、請求項２２に記載の方法。
27. ２７．　電子カメラを提供するステップが、前記カメラのためにレンズシステム を提供しかつ面にカメラ変換エレメントをおくステップとをさらに含み、かつ各 位置で写真を撮るステップが各前記位置で共通の第１の面における変換エレメン トの面をさらに有し、かつ被写体に対してのカメラ位置における移行を補うため にカメラの各前記位置でのカメラフィルム面に対して一般的に平行な面にレンズ の光学中心を移行するステップとを含む、請求項２２に記載の方法。
28. ２８．　カメラの各位置でのレンズの光学中心が被写体の同じ焦点上にある、請 求項２７に記載の方法。
29. ２９．　各前記位置でのレンズの視野の限界が同じである、請求項２８に記載の 方法。
30. ３０．　レンズの光学中心が各前記カメラ位置での共通面内にあるは同じである 、請求項２８に記載の方法。
31. ３１．　カメラ位置の各々でのレンズの視野の限界、請求項３６に記載の方法。
32. ３２．　レンズの光学中心を移動させるステップがレンズをカメラに対して移動 させるステップを含む、請求項２７に記載の方法。
33. ３３．　レンズの光学中心が各前記カメラ位置で共通の面にある、請求項２７に 記載の方法。
34. ３４．　横方向に空間決めされた位置での被写体の複数の画像の製作を必要とす る被写体の三次元の画像を再生するための画像製作の方法であって、 被写体のデジタル化された電子基準画像を発生するステップと、 その画素の形式で前記電子的基準画像を記憶するステップと、 基準画像に関して横方向に移行する画像の画素を有する前記基準画像から複数の デジタル化された電子面像を作り出すステップとを含む方法。
35. ３５．　複数のディジタル化された電子画像を作り出すステップが基準画像の各 側に横方向に基準画像の画素を移行させるステップを含む、請求項３４に記載の 方法。
36. ３６．　複数の電子画像が基準画像の各側に対して作り出され、基準画像の各側 の各々の電子画像の画素が、異なりかつ次第に大きくなる量だけ横方向に移行さ れる、請求項３５に記載の方法。
37. ３７．　基準画像の画素の移行ステップがすべての画素の座標を基準画像の画素 の座標の最初の面に保持する、請求項３４に記載の方法。
38. ３８．　基準画像の画素の移行のステップがすべての画素の座標を基準画像の画 素の座標の最初の面に保持する、請求項３５に記載の方法。
39. ３９．　基準画像の画素を移行させるステップがすべての画素の座標を基準画像 の画素の座標の最初の面に保持する、請求項３６に記載の方法。
40. ４０．　少なくとも１つの電子画像の画素の座標がまた基準画像が置かれていた 画素の面に平行な新しい座標面へ同じ量だけすべて移行させられる、請求項３４ に記載の方法。
41. ４１．　少なくとも１つの電子画像の画素の座標がまた基準画像の画素が置かれ ていた面に対して平行な新しい座標面へ同じ量だけすべて移行させられる、請求 項３５に記載の方法。
42. ４２．　少なくとも１つの電子画像の画素の座標がまたすべて基準画像の画素が 置かれていた面に対して平行な新しい座標面へ同じ量だけすべて移行させられる 、請求項３６に記載の方法。
43. ４３．　基準画像が、画像面の中心が被写体の中心と並んで振られた写真に対応 する、請求項３４に記載の方法。
44. ４４．　複数のディジタル化された電子画像を作り出すステップが画素の座標面 をアーチ型に回転させることにより画像を移動させない、請求項３４に記載の方 法。