【発明の詳細な説明】
一架台立体写真プリンターおよび立体写真プリント方法
技術分野
本発明は3次元立体写真を提供する光学装置に係わり、特に、複数の平面画像
を一枚のレンチキュラー印画紙に焼き付けて複合立体写真を形成する立体写真プ
リンターに関する。
背景技術
レンチキュラー型立体写真技術の基本は、水平方向に間隔をおいた複数の異な
る視点から被写体の複数の平面画像を撮影し、これら複数の平面画像を単一のレ
ンチキュラースクリーンの各レンチキュラーレンズの下に凝縮してその被写体の
立体写真を形成することである。レンチキュラースクリーンとは、複数の互いに
平行なカマボコ形レンズを前面に持つ透明なシート材料であり、その背面に感光
剤が塗布されたもの、あるいは写真フィルムや印画紙に接着可能に構成されたレ
ンズ群を意味する。立体写真の形成に使用される複数の平面画像はカメラにより
写真フィルムのコマ上に撮影される。複数の平面画像から一つのレンチキュラー
型立体写真を形成する基本的な工程は、多くの特許およびその他の刊行物に開示
されている。例えば1965年版アール・キングスレイク編「応用光学と光工学
」の中でエル・ダッドレイは、レンチキュラースクリーンを間欠的に搬送しなが
ら露光することにより8枚の平面画像を各々異なる角度でレンチキュラースクリ
ーンに焼き付ける方法を開示している。また、ティー・オオコシはその著書「三
次元画像技術」(1978年版)の中で、複数の投影機を使用して感光乳剤に複
数の平面画像を焼き付ける技術を開示している。グレンの米国特許第3,482,
913号も多数の投影機を用いて立体写真を形成する方法を開示している。ロー
他の米国特許第3,895,867号はレンチキュラー印画紙をずらしながらこれ
を間欠的に露光することによりレンチ
キュラースクリーンの下の感光領域全体に複数の画像を記録する技術を開示して
いる。ロー他の米国特許第4,120,562号は複数の平面画像を異なる角度で
投影する走査手段を開示している。ロー他の米国特許第4,101,210号は複
数の投影レンズを使用してレンチキュラー印画紙を露光する方法を開示している
。エヌ・エイ・ヴァリアスはその著書「立体視」(1966年フォーカルプレス
社発行)の中で、立体効果を得るために複数の画像の整合又は位置合わせがいか
に重要であるかを述べている。ラムの米国特許第4,903,069号はネガフィ
ルムに読み取り用コードを付与することにより複数の画像の整合を自動的に行う
方法および装置を開示している。さらに、フリッシュの米国特許第5,028,9
50号は二つの架台上に光学装置を搭載した二架台立体写真プリンターを開示し
ている。この特許のプリンターでは、焼き付けステーションで複数の平面画像を
印画紙に露光しながら、同時に編集ステーションで画像の整合および色調整が計
算される。
立体写真を形成するには、二つの基本的な工程を経る必要がある。第1の工程
は平面画像中のキー物体の設定であり、第2の工程は各平面画像のキー物体の位
置合わせである。ローの米国特許第3,895,867号に開示される焼き付け方
法では、立体写真の中心面に配する被写体を選択するために各ネガが視党的にチ
ェックされる。選択された被写体はキー物体と呼ばれる。撮影された各平面画像
中のキー物体は互いに正確に位置合わせされた状態でレンチキュラー印画紙上に
投影しなければならない。そうしないと、ピントの合った立体写真が得られない
。つまり、キー物体の整合又は位置合わせはレンチキュラー型立体写真を得るた
めに最も重要な工程である。キー物体の整合は、従来、手又はマニュアルで行な
われていた。例えばラムの米国特許第4,903,069号に開示されるように、
キー物体の整合は、焼き付け工程中にオペレータにより行なわれていた。この場
合、オペレータは光学装置をのぞきながら十字線を用いてレンチキュラー印画紙
上にキー物体を重ねていくのである。
フリッシュの米国特許第5,028,950号には、レンズを取り外したCCD
カメラを用いて第1の平面画像のキー物体を捕え、この第1の平面画像のキー物
体の
情報をデジタルメモリー(コマ画像メモリーまたはイメージグラバー)に記録し
て、第2の平面画像のキー物体の上に電子的に重ね合せる技術が開示されている
。この方法において、オペレータは制御装置を用いてフィルムを動かし、第2の
平面画像中のキー物体を第1の平面画像のキー物体の記録位置に整合させる。
上述した手による整合は時間がかかるだけでなく、得られる立体写真の質をオ
ペレータの熟練度に依存しすぎるという難点がある。したがって、各平面画像の
キー物体を自動的に整合させるための画像比較技術の開発が従来から望まれてい
た。
パターン比較あるいは画像マッチング技術については、従来から多くの特許文
献が言及している。例えばラムの米国特許第4,903.069号には、複眼カメ
ラで撮影された平面画像を焼き付ける際に、画像認識装置を使用する技術が示さ
れている。このような方法は写真ネガに特殊コードを銘記せずに行なわれる。既
に述べたように第1の平面画像のキー物体を撮影するためにビデオカメラが使用
される。ビデオカメラで撮影された画像はデジタル化されコマ画像メモリーに記
録される。印画紙上に第1の平面画像が露光された後、第2の平面画像は第1の
平面画像の近似位置に移動される。そして、ビデオカメラにより第2の平面画像
のキー物体が、コマ画像メモリーに記録された第1の平面画像の情報と比較され
る。しかる後、XY位置決め装置により第2の平面画像が第1の平面画像に位置
合わせされる。
フリッシュの米国特許第5,028,950号は二架台立体写真プリンターを開
示している。この特許のプリンターでは、高度な画像処理システムを用いてコマ
とコマの整合情報が電子的に提供される。480x512の画素アレーを有する
CCDビデオカメラがネガ写真上の画像を撮影するのに使用される。撮影された
画像は、キー物体を選択するためにオペレータに提供される。あるビデオ画像中
、28x28の画素領域が自動位置合わせ用コンピュータにより使用され、他の
画像の55x95の画素領域(またはそれ以上広い領域)からキー物体の位置を
見つけるための相互関係サーチが行なわれる。
ローの米国特許第5,036,356号は、高画質の立体写真を得るための平面
画像自動関連付方法を開示している。写真フィルムが装填されたカメラを使用し
て、
ある被写体の複数の平面写真を一定距離からフィルム上に撮影することは可能で
ある。この特許の方法では、被写体の画像が、プリンターの画像平面にある一つ
のCCDアレーまたは複数のCCDセンサーアレー上に投影される。ただしCC
Dアレーの各センサーは予めキャリブレーションされたものである。プリンター
に搭載されたコンピューターはCCDアレー上の画像の位置を認識できるように
プログラムされている。各画像の位置が検出されると、拡大レンズの位置、又は
印画紙が載ったイーゼルの位置、又は平面写真ネガの位置が調整され、複数のコ
マ画像が互いに位置合わせされる。上述したどの特許においても平面画像をデジ
タル化するのにビデオカメラまたは一個以上のCCDアレーが使用され、また各
コマ画像巾のキー物体の位置を割り出すのにコンピュータが使用されている。
各コマ画像中のキー物体の相対的位置は数学的に正確に割り出すことができる
。しかしながら、実際には次のような2つの大きな問題点がある。(1)全ての
平面画像のキー物体の位置を計算するには長時間を要する。(2)機械装置を使
用したキー物体の位置合わせ作業は必ずしも正確ではない。特に、フリッシュの
米国特許第5,028,950号の二架台プリント方法では、キー物体の位置比較
と実際の位置合わせとが別々の工程で機械的に行なわれる。このような方法では
、正確な位置合わせは保証されない。更に二架台立体写真プリンターでは、編集
と焼き付けの間に時間差を設けるためにスラックループ装置が使用される。つま
り、一組のネガが編集されてから同じネガが焼き付けられるまでの間に非常に長
い時間がかかる。従って、ネガフィルムが編集ステーションで長時間ランプハウ
スの光と高湿度の空気ににさらされることになり、ネガに歪みを生じかねない。
歪みが生じた場合、編集ステーションで割り出されたキー物体の相対位置と実際
の焼付時のキー物体の相対位置に差異が出て、最終的なキー物体の整合に狂いが
生じる。
したがって立体写真を形成するには一架台プリント方法が好ましい。一架台プ
リント法では、キー物体の位置比較作業と焼き付け作業とを同じ機械操作で行な
うことができ、焼き付け作業がキー物体の整合の直後に行なわれる。さらに、二
架台プリント法では、一つのビデオカメラが、その光学的構造を変えることなく
、キー物
体画像の撮影とキー物体整合用データの採取とに利用される。このような方法は
、平面画像のキー物体の整合の際に決定的な狂いを生じさせやすい。また、二架
台プリント法では、編集と焼き付けに異なるランプハウスが使用されるので、カ
ラーバランスの問題が非常に複雑化する。
発明の開示
本発明の目的は高画質のレンチキュラー型立体写真を短時間で提供することで
ある。
本発明の立体写真プリンターは、各平面コマ画像中のキー物体の位置を自動的
に検索する自動画像比較手段を有する。特に、キー物体の相対位置の算出は概算
工程と精密計算工程とに分けられる。このような方法をとることにより、キー物
体の整合に必要な計算時間の80%が節約でき、しかも従来と同様の精度で整合
を行うことができる。しかも、チェック−確認方式の採用により、高精度の整合
が保証される。つまり、本発明の他の目的は、キー物体の整合精度を改善するこ
とである。
上記の目的は、焼き付けと整合/位置合わせとを一つの機械的工程で行なう光
学的構成を提供することにより達成される。焼き付けは、キー物体の整合が完了
した直後に行なわれる。
簡単に説明すると、本発明の立体写真プリンターは、ネガ編集用およびキー物
体画像撮影用の倍率の異なる2つのビデオカメラを使用する。ビデオカメラの一
方は、画像のクロッピング(切り取り)、キー物体の選択、およびカラーバラン
ス情報の収拾に使用される。他方のビデオカメラは、キー物体の整合のために必
要な各コマ画像のキー物体に関する画像情報の収拾にのみ使用される。複数のコ
マ画像のキー物体間の相対距離は2つの別々な異なる工程で計算される。概算工
程ではキー物体のおおよその位置を割り出すために少数のデータポイントを使用
して広い範囲が検索される。この概算工程に引き続き、精密計算工程がが行なわ
れる。精密計算工程では、キー物体の正確な位置を割り出すために非常に多くの
データポイントを使用して非常に狭い範囲が検索される。
本発明の立体写真プリンターの最も重要な特徴の一つは、平面ネガ写真を撮影
するための2つのビデオカメラである。一方のビデオカメラはカラービデオカメ
ラであって、ネガフィルムのあるコマ(平面写真)全体を撮影し、これを画像の
クロッピングおよびキー物体の選択のためにオペレータに提供する。他方のカメ
ラは焦点距離が非常に長い撮影レンズを持つ白黒ビデオカメラであって、キー物
体およびその周辺領域の拡大画像の撮影にのみ使用される。立体写真の形成にお
いて、画像の拡大はキー物体の正確な整合を行うための必須事項である。ただし
、2つのビデオカメラの代わりに、レンズアタッチメントを備えた一個のビデオ
カメラを使用してもよい。
本発明の更なる目的は、従来のプリンターに比べてキー物体の正確な整合がで
きるプリンターを提供することである。
市販のビデオカメラは通常、おおよそ500x500個の画素からなる画像セ
ンサーを備えている。画像のクロッピングおよび他の要因を考慮した場合、立体
写真に焼き付けられる画像部分は立体写真の幅方向に沿う約400個の画素によ
りカバーできる。光学的構成を変えずに同じビデオカメラをキー物体の整合のた
めの情報収拾に使用した場合、計算方法の種類に係わらず誤差はプラスマイナス
半画素である。通常の良質レンチキュラー印画紙のレンチキュラーレンズの解像
度は、1インチあたり約200ライン以上である。幅4インチの立体写真では、
写真の幅方向に約800以上のレンチキュラーレンズが配列される。800以上
のレンチキュラーレンズの印画紙上に400個の画素からなるビデオ画像が焼き
付けられた場合、各画素のために2本以上のレンチキュラーレンズが使用される
ことになる。したがって、キー物体選択のための画像全体の撮影とキー物体の整
合のためのデータ収拾の両者を行うのに1台のビデオカメラを使用すると、立体
写真のキー物体の整合誤差は、最高の光学系および機械的構成を採用した場合で
も、1レンチキュラーレンズを越えることになってしまう。このような誤差は立
体写真を構成する平面ネガ写真の数が増すほど大きくなる。例えば、1枚の立体
写真を形成するのに4枚の平面ネガ写真を使用したとすると、立体写真上の累積
誤差は3レンチキュラーレンズを越えて
しまう。この累積誤差は良質の立体写真の誤差としては大きすぎる。誤差をプラ
スマイナス1/4画素程度に抑えたい場合は、キー物体整合用データの収拾の際
に画像を4倍に拡大する必要がある。このような場合、キー物体およびその周辺
の画像の1/16のみがビデオカメラで撮影されるようにビデオカメラにレンズ
システムを取り付ける必要がある。
各組の平面写真を露光する焼き付け工程では、カラービデオカメラが第1の平
面写真の位置に動かされる。このとき、オペレータはカラー、クロッピング、キ
ー物体の選択に関してその第1の平面写真を分析、編集する。第1の平面写真の
キー物体が選択されると、そのキー物体はそのビデオ画面の中央位置に位置決め
される。次いで白黒ビデオカメラのファインダーに直接第1の平面写真が映るま
で白黒ビデオカメラが動かされる。この白黒ビデオカメラは第1の平面写真のキ
ー物体およびその周辺領域の拡大部分のみを撮影する。キー物体領域の各画素の
密度値がコンピュータのメモリーに記録される。記録されたデータは、第2の平
面写真以下の全ての平面写真のキー物体のXY座標位置を見つけるために使用さ
れる。
次いで白黒ビデオカメラのファインダーに次の平面写真(コマ)のキー物体が
写しだされるように、「所定のコマ間隔」だけネガフィルムが動かされる。この
所定のコマ間隔はコンピュータにより割り出される。つまりコンピュータにより
キー物体の位置が検索される。ついでコンピュータは、後述する一般式に基づい
てキー物体の整合計算を行う。しかる後に、白黒ビデオカメラが捕らえた領域内
の各画素を利用して精密な計算がなされる。
次に、後述する式に基づいて2つの平面写真のキー物体が正確に整合されたか
否かを確認するための付随的計算がコンピューターによりなされる。それが完了
すると、この組の全ての平面写真が印画紙上に焼き付けられる。この焼き付け作
業は各組の平面写真について繰り返される。
図面の簡単な説明
第1図は本発明に基づく一架台立体写真プリンターの概略図、第2図はネガ支
持台の主要構成を示す概略図、第3図は光学装置の主要構成を示す概略図、第4
図はプリント作業を工程順に示すフローチャート、第5図はキー物体の選択と画
像のクロッピングのためにカラービデオカメラが平面画像全体を捕らえた時のラ
ンプハウスに対するネガ支持台と光学装置の相対位置を示す図、第6図はオペレ
ータのためにモニター画面上に映しだされた第1の平面ネガ写真全体を示す図(
ただしモニター画面上の四角いフレームはクロッピング領域を示す)、第7図は
第6図のモニター画像の上にスーパーで映しだされた十字線を示す図(ただし、
この十字線はキー物体を選択するためにモニター画面上を移動自在である)、第
8図は第1の平面ネガ写真のキー物体領域の拡大部分を観察および撮影できる位
置に白黒ビデオカメラが移動させられた時のランプハウスに対するネガ支持台お
よび光学装置の相対位置を示す図、第9図は第2の平面ネガ写真のキー物体領域
の拡大部分を観察および撮影できる位置に白黒ビデオカメラが移動させられた時
のランプハウスに対するネガ支持台および光学装置の相対位置を示す図、第10
図は第3の平面ネガ写真のキー物体領域の拡大部分を観察できる位置に白黒ビデ
オカメラが移動させられた時のランプハウスに対するネガ支持台および光学装置
の相対位置を示す図、第11図は第1の平面ネガ写真の焼き付けが行なわれてい
る時のランプハウスに対するネガ支持台および光学装置の相対位置を示す図、第
12図は第2の平面ネガ写真の焼き付けが行なわれている時のランプハウスに対
するネガ支持台および光学装置の相対位置を示す図、第13図は第3の平面ネガ
写真の焼き付けが行なわれている時のランプハウスに対するネガ支持台および光
学装置の相対位置を示す図、第14a図はレンズアタッチメントを使用した本発
明の第2実施例のシングルビデオカメラ立体写真プリンターを示す図、第14b
図は第14a図のプリンターのビデオカメラにレンズアタッチメントがはめられ
た状態を示す図である。
発明を実施するための最良の形態
第1図は本発明の一架台立体写真プリンターの実施例を示す斜視図である。第
1図に示されるように、このプリンターの主要構成要素は、ランプハウス10と
、ネガ支持台20と、光学装置40と、印画紙カセット70と、テキストモニタ
ー80と、グラフィックモニター82と、コンピューター90と、キーボード9
2と、トラックボール(マウス)94である。これらプリンターの構成要素の動
きはX、Y(図示略)およびZで表される方向により示される。XY平面は印画
紙カセット70内の印画紙の表面72と平行である。Y方向はX方向に対して直
角をなす。Y方向は印画紙上のレンチキュラーレンズの光学軸に平行である。ラ
ンプハウス10には3対のカラーフィルターが設けられている。これらカラーフ
ィルターはマジェンタ、シアン、イエローのフィルターであり、ランプハウス1
0の光の色を調整するのに使用される。これらカラーフィルターは各々、別々の
ステップモータにより駆動される。印画紙カセット70にはロール状に巻かれた
印画紙が収容されている。印画紙カセット70上の印画紙72は断面で示されて
いる。この印画紙72が露光されて立体写真となる。印画紙カセット70は、焼
き付け操作の間、ステップモータ74によりX方向へ動かされる。
ネガ支持台20は、ネガフィルムの一部である一組の平面写真をランプハウス
10の下の異なる位置へ移動するのに使用される。
光学装置40は投影レンズと2つのビデオカメラを有する。
テキストモニター80は、オペレーターに指示を与えるとともに、プリンター
の作動状態およびその他の情報をリスト表示する。グラフィックモニター82は
、オペレーターに対してビデオ映像を表示する。コンピューター90にはコマ画
像メモリーが搭載され、ビデオカメラで撮影された画像が記録できる。キーボー
ド92はコンピュータにデータや命令を入力するのに使用される。トラックボー
ル94はクロッピングのためにネガ支持台20を移動させ、かつキー物体の選択
のために十字線を動かすのに使用される。トラックボール94のクリックボタン
はコンピューター90との対話に使用される。
ネガ支持台20の詳細は第2図に示されている。ネガ支持台20は、複数の窓
24、25、26を有するネガ押さえ23を有する。これら窓24、25、26
は第2図のネガフィルムのコマ(平面写真)31、32、33に各々整合する。
ネガ支持台20はステップモータ21、22によりX方向およびY方向に動かさ
れる。ステップモータ21はネガ支持台をX方向に沿って前後に動かし、またス
テップモータ22は、ネガ支持台20をY方向に沿って前後に動かす。第2図に
示されるように、ネガフィルム30はネガ押さえ23の下に供給され、ネガ押さ
え23によりネガ支持台20に押し付けられる。3つのコマ31、32、33は
立体写真の画像源となる3つ一組の平面写真である。プリント作業が始まると、
ネガフィルムはその3つのコマ31、32、33が丁度ネガ押さえ23の窓24
、25、26の下にくるようにネガ支持台20の上に供給される。ネガ支持台2
0の上にネガフィルムを供給するには、適当なネガフィルム供給装置が使用され
るが、その様な装置は第2図では省略されている。
第3図には光学装置40の詳細が示されている。この光学装置40はステップ
モータ42によりX方向にのみ移動自在である。光学装置の主要構成要素は、ス
テップモータ45により制御される移動孔44と、投影レンズ46と、ステップ
モータ48により制御されるシャッター47と、カラービデオカメラ54と、白
黒ビデオカメラ52と、ネガフィルムに対して直角に配されたビデオカメラ52
、54がネガフィルムを撮影できるようにするための光路折曲用の平面鏡50で
ある。シャッター47はネガフィルムの画像密度に応じて露光時間を調整するの
に使用される。平面鏡50はビデオカメラのレンズの軸に対して約45度をなす
ように配される。ビデオカメラ52はカラービデオカメラでもよいしあるいは電
子カメラでもよい。ビデオカメラ52、54はCCDアレー検出器あるいはビジ
コンチューブに代表されるようなその他の検出装置であってもよい。なお、上記
全てのステップモータは直接手により、あるいは間接的にコンピューター90に
より制御される。カラービデオカメラ54は画像クロッピング、キー物体の選択
およびカラー分析のためにオペレーターにそのコマの全体画像を提供するのに使
用される。他方のビデオカメラ52は
白黒ビデオカメラであってもかまわない。このビデオカメラ52はキー物体およ
びその近傍部分の拡大画像の撮影に使用される。
第4図はプリント作業の一連の工程を示すブロックダイアグラムである。
これらの工程は、各組のコマ(平面写真)を露光するための次のような操作の
詳細を表している。
工程1:第2図に示すように、ネガフィルムのコマ31、32、33が各々窓
24、25、26の真下に来るように、ネガフィルムをネガ押さえ23の下に位
置決めする。
工程2:第5図に示すように、カラービデオカメラ54が第1のコマ31を直
接撮影できる位置に光学装置40を移動する。撮影された画像の一部又は全体が
計数化されてカラー分析のためにコンピューターに送られる間、同じ画像をモニ
ター82に表示して、オペレーターが第6図に示すようなクロッピングを行える
ように、かつ第7図に示すようなキー物体の選択を行えるようにする。オペレー
ターがキー物体を選択した後、ネガ支持台20をステップモーターにより駆動し
て、選択されたキー物体をビデオ画像の中心に移動する。
工程3:第8図に示すように、白黒ビデオカメラ52が第1のコマ31を直接
撮影できる位置に光学装置40を移動する。白黒ビデオカメラ52の焦点距離の
長いレンズを介して第1のコマ31のキー物体およびその周辺領域の拡大画像の
みを撮影する。この第1のコマのキー物体をコマ画像メモリーに記録する。記録
されたキー物体は他の全てのコマのキー物体のXY座標を特定するのに使用され
る。
工程4:第9図に示されるように、第2のコマ32のキー物体が白黒ビデオカ
メラ52の視界のほぼ中央に配されるように、「所定のコマ間隔」に応じた距離
だけ光学装置40を動かす。「所定のコマ間隔」Dは次式に従って、コンピュー
ターにより算出する。
D=d(1+f/K) (式1)
ただし、上記の式において、dはネガフィルムの隣り合うコマの中心から中心
までの距離、fはネガの撮影に用いた立体カメラのレンズの焦点距離を示す。K
は立
体カメラからキー物体までの距離であり、この実施例の場合、約7フィートであ
る。白黒ビデオカメラ52は対応するコマのキー物体領域の拡大部分を撮影する
。
工程5:この工程はキー物体画像をおおまかに位置合わせするための計算を含
む。工程3で得た第1のコマのキー物体画像情報および工程4で得た第2のコマ
のキー物体画像情報に基づいて、ネガフィルムの各コマのキー物体同士の実際の
距離をコンピューターにより計算する。この計算はキー物体同士を整合又は位置
合わせするために行う。この整合計算は次に示す式2に基づいて行なう。
上記の式2において、1≦i≦n、1≦j≦m、0≦a≦(N−n)、0≦b
≦(M−m)である。
上記の式2において、P(i,j)はPアレーの画素(i,j)の密度である。
Pアレーは工程3で得た第1のコマのキー物体およびその周辺領域の画像のnx
mアレーである。Q(i,j)はQアレーの画素(i,j)の密度である。Qアレ
ーは工程4で得た第2のコマのキー物体およびその周辺領域の画像のNxMアレ
ーである。ただしこの場合、N>n、M>mである。SはPアレーとQアレーの
整合を示す相関係数であり、aは画素の数でありaだけX方向への動きが必要で
あることを示し、bは画素の数でありbだけY方向への動きが必要であることを
示す。この工程の計算の目的は、Pアレーのキー物体がQアレーのキー物体と重
なり合ったことを示すSの最小値を算出することである。この概算工程において
、Nは通常、2nよりも大きいか又は等しく、またMは2mより大きいか又は等
しい。一般に、工程5の計算ではnxmの画像又はNxMの画像の全ての画素を
使用しない。例えば、S(a,b)を割り出す計算時間を短縮するために、1個
又は2個おきにi、j、a、bを使用するのがよい。例えばn=m=32、N=
M=64でi、j、a、bが奇数かまたは偶数の場合、式2の累乗項は6553
6(=16x16x16x16)回の計算を含むことになる。これに対して、全
てのi、j、a、bを使用した場合は、
1048576(32x32x32x32=16x65536)回の計算が必要
である。
工程6:この工程はキー物体画像を正確に整合させるための計算を含む。式2
に従ってS(a,b)が最小となるときの(a,b)の値を(A,B)とすると、
精密計算のための一般式は次の式3となる。
ただし、上記の式3において、1≦i≦u、1≦j≦v、0≦a≦(U−u)
、0≦b≦(V−v)である。
式3において、uxvは工程3で得た第1のコマのキー物体画像(Pアレー)
の大きさであり、UxVは工程4で得た第2のコマのキー物体画像(Qアレー)
の大きさである。ただし、これらの画像は〔(N−n−2A)/2,(M−m−
2B)/2〕に中心を持つ。前述した概算とは異なり、この精密計算はアレー中
の全ての画素を使用する。Qアレーのキー物体は既にPアレーのキー物体の近傍
にあるので、計算にはQアレー中の非常に狭い範囲を用いればよい。例えば、u
=v=32、U=V=40で、すべてのi、j、a、bを選択したとすると、累
乗項の計算回数は、式3に従って、65536(32x32x8x8)回となる
。従って、この2ステップ計算法に従った仮整合(工程5)および本整合(工程
6)両方の累乗項計算回数の合計は2x65536回となる。これはいうまでも
なく、同じ精度でキー物体整合を行うために1ステップ計算法で要求される計算
回数16x65536回に比べて大幅に少ない。
工程7:この工程ではキー物体の整合が正確に行なわれたかどうかをコンピュ
ーターによりチェックする。工程5と工程6で得た結果に基づいてネガ支持台2
0を動かして二つのコマのキー物体画像を完全に整合させる。つまり、式3に従
ってS(a,b)が最小となるときの(a,b)の値を(G,H)とすれば、ネガ
支持台20は、白黒ビデオカメラ52で観たときに、G個の画素に相当する距離
だけX方向に移動し、H個の画素に相当する距離だけY方向に移動する。工程6
の計算結果が正
確であることを確認するため、およびその計算結果に基づくネガ支持台20の移
動が正確であることを確認するために、コンピューター30は整合結果をチェッ
クするようプログラムされている。つまり、コンピューター30は次の式4およ
び式5に従って2つのキー物体画像を比較する。
ただし、上記の式において、1=1,w、j=1,Wである。
式4において、abs〔x〕はxの絶対値であり、(1/wW)は正規化因数
である。式2と同様に、P(i,j)とQ(i,j)はキー物体画像アレーの画素
密度である。ビデオ画像には種々のノイズ源が混入しているので、キー物体の整
合が完璧であったとしてもDはゼロにはならないのが普通である。従って、臨界
値Eを設定してこれを判定基準とし、DがEより小さいかあるいは等しいときに
のみ整合結果が許容範囲内にあると判定する。DがEより大きい場合には本整合
のための精密計算を繰り返す。
工程7a:この工程では、同じコマの計算が2回なされた否かをチェックする
。チェック結果が、NOであればループは工程6に戻り工程6を繰り返す。YE
Sであれば、オペレーターの操作により工程7bを実行する。
工程7b:第1のコマ31の白黒画像と撮影中のコマの白黒画像を電子的に組
み合わせてグラフィックモニターに表示する。オペレーターは組み合わされたビ
デオ画像をガイドにしながら、キー物体の整合をマニュアルで行うために、トラ
ックボールを使用してネガ支持台20を動かす。マニュアル整合が完了したら、
工程8に移行する。ただし、このような工程7bのマニュアル整合は、使用する
ネガフィルムの露出が極度に大きいか、または極度に小さいときにのみ必要とな
る。
工程8:この工程では、全てのコマのキー物体の整合が完了したか否かをチェ
ックする。チェック結果がNOであれば工程4に戻る。YESであれば、印画紙
の焼き付けを開始する。
工程9:ネガ支持台20と光学装置40を第11図および第13図に示された
焼き付け位置に移動する。一組のコマの焼き付けが終わったら工程1に戻る。そ
して、同じ工程(工程1〜工程9)を全てのコマの組の焼き付けが完了するまで
繰り返す。
第5図はランプハウス10の真下に配された状態のネガ支持台20を示してい
る。この図における光学装置40の位置は、ネガ押さえ23の窓24の下に配さ
れたネガフィルムの最初のコマ31がカラービデオカメラ54の視界に直接入る
ような位置である。第6図に示すように、カラービデオカメラ54に撮影された
コマ全体の映像がオペレーターのためにグラフィックモニター82に表示される
が、コンピューター90に送られるビデオ画像はコマ画像の一部のみである。グ
ラフィックモニター82に表示される画像は、ポジ画像に変換された画像である
のが好ましい。グラフィックモニター82はカラーモニターであってもよいし、
あるいは白黒モニターであってもよい。カラーモニターであれば、カラーバラン
スおよびカラー密度のマニュアル調整に使用することができる。
第6図において、符号82はグラフィックモニターである。このグラフィック
モニター82の画面は83で示される。画面83に表示された画像61は、ビデ
オカメラ54に撮影された一組の平面写真のうちの第1のコマ31(第2図参照
)の全体画像である。符号84はモニター画面上に描かれた四角い枠であり、こ
の枠の内側の画像領域が立体写真上に焼き付けられる。オペレーターはトラック
ボール94を使ってネガ支持台20を動かし、クロッピングする領域を選択する
。オペレーターはトラックボールのクリックボタンを使って、クロッピングの完
了をコンピューターに伝える。
クロッピングが完了したら、グラフィックモニターに十字線を表示して、キー
物体の選択を行う。第7図に示す十字線は、トラックボール94により画面上の
どの位置にでも動かすことができる。オペレーターはトラックボールのクリック
ボタン
を使ってキー物体の選択完了をコンピューターに伝える。
キー物体が選択されると、選択されたキー物体が画面の中央に来るように、ネ
ガ支持台20がX方向およびY方向に移動する。ネガ支持台20をX方向へ動か
すのはステップモータ22であり、Y方向へ動かすのはステップモータ22であ
る。次いで、光学装置40が第8図に示す新しい位置へ移動する。この位置では
第1のコマ31が白黒ビデオカメラ52により撮影される。これと同時に、第1
のコマ31のキー物体およびその周辺部分の拡大画像がコマ画像メモリーに記録
される。
次に、光学装置40は第9図に示される位置へ移動する。この位置において白
黒ビデオカメラ52はネガフィルムの第2のコマ32のキー物体およびその周辺
部分の画像を捕らえる。この第2のコマのキー物体領域の画像がコマ画像メモリ
ーに記録されると、コンピューターが第1のコマ31のキー物体と第2のコマ3
2のキー物体との距離を計算する。
第1のコマ31のキー物体と第2のコマ32のキー物体の整合が完了した後、
光学装置は更に第10図に示される位置へ移動する。その結果、第3のコマ33
のキー物体およびその周辺領域の画像が白黒ビデオカメラ52の視界に直接捕ら
えられる。第3のコマ33のキー物体領域の画像がコマ画像メモリーに記録され
た後、コンピューターが第1のコマ31のキー物体と第3のコマ33のキー物体
との距離を計算する。
第2のコマ32のキー物体と第3のコマ33のキー物体の整合が完了した後、
焼き付け工程が開始される。第11図に示すように、ネガ支持台20と光学装置
40がスタート位置に移動し、第1のコマ31の画像を投影レンズ46を介して
印画紙72に投影する。もちろん、この時、必要に応じてシャッター47と移動
孔44が使用される。第11図の一点鎖線は第1のコマ31を印画紙72に投影
する際の投影角を示す。
第1のコマ31の画像の焼き付けが完了すると、ネガ支持台20と光学装置4
0が動いて、第12図に示す第2の位置に移動し、第2のコマ32の画像が印画
紙上
に投影される。第12図の一点鎖線は、第2のコマ32を印画紙72に投影する
際の投影角を示す。
次に、第2のコマ32の場合と同様に、ネガ支持台20と光学装置40が動い
て、第13図に示す第3の位置に移動し、第3のコマ33の画像が印画紙上に投
影される。第13図の一点鎖線は、第3のコマ33を印画紙72に投影する際の
投影角を示す。ネガ支持台20の上記第2、第3の位置への移動の際には、立体
写真上で全てのコマのキー物体が正確に重なり合うように3つのコマ画像のキー
物体の整合に注意が払われる。
2種類のビデオカメラを使用して(即ち、一方のカメラをクロッピング、キー
物体の選択およびカラー分析に使用し、他方のカメラをキー物体の整合作業に使
用する)得られる結果は、一台のビデオカメラを使用しても得ることができる。
一台のビデオカメラでこれを行うには、ビデオカメラの有効焦点距離を変えるレ
ンズアタッチメントを持つビデオカメラを使用するか、あるいは異なる焦点距離
を持つ二つのレンズを備えたビデオカメラを使用する。例えば、第14a図では
、一台のカラービデオカメ55が、ネガフィルムの第1のコマの全体画像を撮影
するために使用され、このビデオカメラ55一台で、第5図のプリンターの場合
と同様に、クロッピング、キー物体選択、およびから分析がなされる。しかし、
第14b図のように、ビデオカメラ55の光学軸にレンズアタッチメント56を
取り付けると、ビデオカメラ55には拡大部分の画像のみが撮影される。その結
果、レンズアタッチメント56を取り付けたビデオカメラ55の機能は、丁度第
8図の白黒ビデオカメラ52のそれと同様になる。
以上の説明では、プリント方法を工程2、3、4、7にみられる光学装置40
の適正位置への移動を含めて説明したが、キー物体の整合を行うには、光学装置
40を移動させる代わりに、ネガ支持台20又は印画紙カセット70を移動させ
るようにしてもよい。同様に、工程7aではネガ支持台20を、また工程9では
光学装置40を移動させるようにしたが、キー物体を適切に整合させるのに必要
なのは、ネガ支持台20、印画紙カセット70および光学装置40の相対的移動
である。従っ
て、キー物体の整合のために動かすのは、これらネガ支持台20、印画紙カセッ
ト70、光学装置40のどれであってもよい。
本発明によればキー物体をより正確に整合させることが可能であるが、このよ
うな作用効果が得られる理由の一端は、カラービデオカメラ54、白黒ビデオカ
メラ52および投影レンズ46を有する光学装置40を一つの架台又は架台の上
に搭載した構成にある。このような構成にすることにより、キー物体の整合と焼
き付けとを続けて行うことが可能になる。キー物体の整合と焼き付けを別々に行
っていた従来の方法では、キー物体の整合が必ずしも正確にできなかった。即ち
、二架台プリント法では弛みのある長いフィルムが必要であり、プリント作業を
行う環境状態次第で、フィルムに歪みを生じる恐れがある。本発明の一架台プリ
ント法は、単一の架台又は装置上で実施することができる。ビデオカメラ用およ
び投影レンズ用の二つの架台を使用する場合は、両架台が互いに固定されており
、かつ、フィルムの長さが最小限に抑えられていれば差し支えない。
第5図に見られるように、ビデオカメラ52、54は平面鏡50を介してネガ
フィルム24を90度の角度から撮影するのが好ましいが、ネガフィルムを正面
から撮影するようにビデオカメラを配置してもよい。ただし、この場合プリンタ
ー全体の高さ寸法が嵩張ることになる。
以上、本発明を好ましい実施例を参照しながら説明したが、本願請求項に記
載される発明の範囲を逸脱しない限り、実施例に対する種々の設計変更、又は実
施例中の構成要素の置換等は当業者にとって自明である。
【手続補正書】特許法第184条の8
【提出日】1994年12月23日
【補正内容】
請求の範囲
1. 各々がキー物体画像を有する複数一組の平面写真を画像源にしてレンチキ
ュラー印画紙の感光面に画像アレーを焼き付ける立体写真プリンターにおいて、
ネガ支持台と、架台に搭載された焼き付け用の投影レンズと、前記ネガ支持台お
よびレンチキュラー印画紙に対して前記架台を動かす手段と、平面写真編集用の
第1光学手段と、各平面写真上のキー物体画像を見出すための第2光学手段と、
キー物体画像の位置をコンピューターに伝える伝送手段とを有し、前記第1光学
手段および第2光学手段が前記架台に搭載されることにより一架台プリンターと
して構成され、前記コンピューターはキー物体画像の実際の位置を計算して前記
架台の相対移動を制御し、これにより各平面写真のキー物体画像同士を正確に整
合させることを特徴とする立体写真プリンター。
2. 前記第1光学手段はカラービデオカメラである請求項1記載の立体写真プ
リンター。
3. 前記第2光学手段はビデオカメラである請求項1記載の立体写真プリンタ
ー。
4. 前記第2光学手段はビデオカメラである請求項2記載の立体写真プリンタ
ー。
5. 前記第1光学手段および第2光学手段は、有効焦点距離を変更するための
レンズアッタチメントを備えた一つのビデオカメラであり、前記レンズアッタチ
メントを前記ビデオカメラに着脱する構成により前記ビデオカメラが編集機能と
見出し機能の両者を具備する請求項1記載の立体写真プリンター。
6. 前記架台と前記ネガ支持台を動かす駆動手段を有する請求項1記載の立体
写真プリンター。
7. 前記ビデオカメラは各平面写真のキー物体領域の拡大画像のみを撮影して
そのキー物体領域の画像信号を前記コンピューターに送信するようになされ、前
記コンピューターはキー物体領域の実際の位置を計算する手段と、各平面写真の
キー物体の正確な整合を行うために前記架台の動きを制御する手段とを有する請
求項3記載の立体写真プリンター。
8. 鏡を備え、この鏡の反射により、前記ビデオカメラがネガフィルム上の平
面写真をネガフィルに対して直角をなす方向から撮影する請求項4記載の立体写
真プリンター。
9. 前記ビデオカメラはその画像センサーとしてCCD検出アレーを使用する
請求項4記載の立体写真プリンター。
10. 前記ビデオカメラはその画像センサーとしてビジコンチューブを使用す
る請求項4記載の立体写真プリンター。
11. ネガフィルムの一部であるとともに各々がキー物体画像を有する複数一
組の平面写真を画像源にしてレンチキュラー印画紙の感光面に画像アレーを焼き
付ける立体写真プリント方法において、ネガ支持台と、架台に搭載された焼き付
け用の投影レンズと、前記ネガ支持台、レンチキュラー印画紙および前記架台の
相対移動を容易にする手段とを有する一架台立体写真プリンターを使用し、前記
方法は、
a. 前記架台に搭載された平面写真編集用の第1光学手段を用いて前記
平面写真を編集するとともに、同じく前記架台に搭載された第2光学手段を用い
て各平面写真のキー物体を見出す工程と、
b. 前記キー物体の画像情報を伝送手段を使用してコンピューターに伝
える工程と、
c. 前記キー物体の実際の位置を計算する工程と、
d. 各平面写真のキー物体を正確に整合させるために前記架台の相対移
動を制御する工程とを有する立体写真プリント方法。
12. 前記平面写真の編集にビデオカメラを用いる請求項11記載の方法。
13. 前記キー物体を見出すためにビデオカメラを用いる請求項11記載の方
法。
14. 前記キー物体を見出すためにビデオカメラを用いる請求項12記載の方
法。
15. 前記ビデオカメラは各平面写真のキー物体領域の拡大画像のみを撮影し
てそのキー物体領域の画像信号を前記コンピューターに送信するようになされ、
前記コンピューターはキー物体領域の実際の位置を計算し、かつ、各平面写真の
キー物体の正確な整合を行うために前記レンチキュラー印画紙および前記架台に
対する前記ネガ支持台の動きを制御する請求項13記載の方法。
16. ネガフィルムの一部である複数一組の平面写真を画像源にしてレンチキ
ュラー印画紙の感光面に画像アレーを焼き付ける立体写真プリント方法において
、ネガ支持台と、架台に搭載された焼き付け用の投影レンズと、前記ネガ支持台
、レンチキュラー印画紙および前記架台の相対移動を容易にする手段と、前記相
対移動を制御するコンピューターと、前記架台に搭載された平面写真編集用の第
1光学手段および各平面写真上のキー物体を見出すための第2光学手段とを有す
る一架台立体写真プリンターを使用し、前記方法は、
A. 前記ネガフィルムの第1の平面写真を編集しこの平面写真中のキー
物体を選択する工程と、
B. 前記ネガ支持台に対して前記架台を相対移動させることにより前記
第2光学手段を用いて第1の平面写真のキー物体を撮影し、その画像をコンピュ
ーターに送って画像メモリーに記録する工程と、
C. 前記ネガフィルムに対して架台を相対移動させることにより前記第
1の平面写真に続く第2の平面写真のキー物体を読み取るための所定の位置へ架
台を動かし、この所定の位置において、架台の移動距離を決定する第1式により
前記第2の平面写真のキー物体を第2光学手段の視界のほぼ中央に配置する工程
と、
D. 工程Bおよび工程Cで得られたキー物体の情報に基づきかつ第2式
を用いて、第2の平面写真のキー物体の実際の位置を計算する工程と、
E. ネガ支持台に対する架台の適切位置への移動を制御して、キー物体
の整合が正しく行なわれたか確認する工程と、
F.同じ組の全ての平面写真のキー物体の実際の位置が計算されるまで、
工程C、D、Eを繰り返す工程と、
G. キー物体の実際の位置に従って前記平面写真を動かした後、同じ組
の全ての平面写真をレンチキュラー印画紙に焼き付ける工程とを有する立体写真
プリント方法。
17. 工程Cにおいて第1の平面写真のキー物体と第2の平面写真のキー物体
とのおおよその距離Dが次式により計算され、距離Dだけ前記架台が動かされる
請求項16記載の方法。
D=d(1+f/K)
ただし、上記の式において、dは第1の平面写真の中心から第2の平面写真の
中心までの距離、fは平面写真の撮影に使用された立体カメラのレンズの焦点距
離、Kはその立体カメラからキー物体までの距離である。
18. 前記キー物体が正確に整合したかどうかを確認するために付加的な工程
D1が実施され、この工程D1ではコンピューターが前記工程Dで使用されたキ
ー物
体の情報よりも多い情報に基づいて精密計算を行うための式が用いられ、前記工
程Eでの移動は前記工程D1で算出された方向に基づいてなされる請求項16記
載の方法。
19. 前記コンピューターは、工程Eの移動を制御するのに用いた結果と本整
合を調整する式とを用いて前記第1の平面写真のキー物体と第2の平面写真のキ
ー物体を比較するようにプログラムされる請求項18記載の方法。
20. 前記第1の光学手段はカラービデオカメラである請求項16記載の方法
。
21. 前記第2の光学手段はビデオカメラである請求項16記載の方法。
22. 前記工程Bで得られた第1の平面写真(Pアレー)のキー物体領域画像
の画素(i,j)の画像密度であるP(i,j)と、前記工程Cで得られた第2の
平面写真(Qアレー)のキー物体領域画像の画素(i,j)の両像密度であるQ
(i,j)とを前記第2光学手段により読み取り、かつ、前記コンピューターに
送って記録し、さらに、前記第1の平面写真のキー物体に対する第2の平面写真
のキー物体の実際の位置を計算する前記仮整合工程Dを実施するのに次式を使用
する請求項16記載の方法。
ただし、上記の式において、1≦i≦n、1≦j≦m、0≦a≦(N−n)、
0≦b≦(M−m)であり、(n,m)はPアレーの大きさであり、(N,M)は
Sの算出に使用されるQレーの大きさであり、SはPアレーとQアレーの整合を
示す相関係数であり、特定範囲の全ての異なる(a,b)のS(a,b)は前記工
程Dで計算され、最小のSの(a,b)の値はPアレーのキー物体とQアレーの
キー物体の間の実際の距離を示し、この実際の距離は前記工程Eでキー物体の整
合状態をチェッ
クするのに使用されるとともに前記工程Gでレンチキュラー印画紙を焼く前に前
記ネガ支持台の位置を制御するのに使用される。
23. 前記工程Dの計算を行うのに請求項22の式が使用され、付随的工程D
1の本整合計算を行うのに次式が使用される請求項22記載の方法。
ただし、上記の式において、1≦i≦u、1≦j≦v、0≦a≦(U−u)、
0≦b≦(V−v)であり、uxvおよびUxVは各々Sの計算に使用する第1
キー物体画像(Pアレー)および第2キー物体画像(Qアレー)の大きさであリ
、Qアレーは〔(N−n−2A)/2,(M−m−2B)/2〕に中心を持ち、
(A,B)は工程Dで得られたS(a,b)が最小値をとるときの(a,b)の値
であり、特定範囲の全ての異なる(a,b)値のS(a,b)値は工程D1で計算
され、最小のSの値の(a,b)によりPアレーのキー物体とQアレーのキー物
体の間の実際の距離がより精度の高い値で得られ、この実際の距離は前記工程E
でキー物体の整合状態をチェックするのに使用されるとともに前記工程Gでレン
チキュラー印画紙を焼く前に前記ネガ支持台の位置を制御するのに使用される。
24. 前記コンピューターが、キー物体の整合状態が十分であるかどうかを判
定するために工程Dおよび工程D1の計算結果をチェックし、もし整合が十分で
なければ前記本整合計算が繰り返され、整合状態が十分であるか否かの判断は次
式のうちの少なくとも一方を使用して第1のキー物体画像と第2のキー物体画像
とを比較することによりなされる請求項23記載の方法。
ただし、上記の式において、1=1,w、j=1,Wであり、Dは二つのキー物
体の整合誤差であり、(1/wW)は正規化因数であり、absは絶対値を示す
。
25. 各平面写真のキー物体の位置は次の工程により決められる請求項1記載
の立体写真プリンター。
a.第1の平面写真のキー物体から第2の平面写真のキー物体までのおおよそ
の距離だけ前記架台を動かす工程。ただし、前記おおよその距離は次式により計
算される。
D=d(1+f/K)
ただし、上記の式において、dは第1の平面写真の中心から第2の平面写真の
中心までの距離、fは平面写真の撮影に使用された立体カメラのレンズの焦点距
離、Kはその立体カメラからキー物体までの距離である。
b. 前記工程Bで得られた第1の平面写真(Pアレー)のキー物体領域画像
の画素(i,j)の画像密度であるP(i,j)と、前記工程Cで得られた第2の
平面写真(Qアレー)のキー物体領域画像の画素(i,j)の画像密度であるQ
(i,j)を前記第2光学手段により読み取って前記コンピューターに送って記
憶させ、さらに、前記第1の平面写真のキー物体に対する第2の平面写真のキー
物体の実際の位置を計算する前記工程Dを実施するのに次式を使用する工程。
ただし、上記の式において、1≦i≦n、1≦j≦m、0≦a≦(N−n)、
0≦b≦(M−m)であり、(n,m)はPアレーの大きさであり、(N,M)は
Sの算出に使用されるQレーの大きさであり、SはPアレーとQアレーの整合を
示す相関係数であり、特定範囲の全ての異なる(a,b)のS(a,b)は前記工
程Dで計算され、最小のSの(a,b)の値はPアレーのキー物体とQアレーの
キー物体の間の実際の距離を示し、この実際の距離は前記工程Eでキー物体の整
合状態をチェックするのに使用されるとともに前記工程Gでレンチキュラー印画
紙を焼く前に前記ネガ支持台の位置を制御するのに使用される。