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公開番号2024075194
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-06-03
出願番号2022186455
出願日2022-11-22
発明の名称撮像処理装置
出願人池上通信機株式会社
代理人個人
主分類H04N 23/45 20230101AFI20240527BHJP(電気通信技術)
要約【課題】同軸上のデータが得られ、被写体を撮ることで絶対位置を得られ、キャリブレーション作業が簡単になり、3D演算など距離情報と実写映像からクロマキーやCG合成時の計算を容易にする撮像処理装置を提供する。
【解決手段】撮像処理装置10は、被写体に、IR光を照射するIR光照射部12と、ズームレンズ14に入射する入射光を透過/反射するハーフミラー16と、ハーフミラーを透過した入射光から、IR光をカットするIRカットフィルター18と、IRカットフィルターを通った入射光を光電変換する可視映像用センサ20と、可視映像用センサと同軸上に位置し、ハーフミラーが反射した入射光のうちのIR光を光電変換するTOFセンサ22と、TOFセンサの信号に基づき、被写体の距離情報を画素毎に算出/出力する距離情報算出部24と、可視映像用センサの信号から映像信号を生成/出力する映像信号生成部26と、を備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項1】
被写体に対して、IR光を照射するIR光照射部と、
マウントされたズームレンズに入射する前記被写体からの入射光を所定の比率で透過及び反射するハーフミラーと、
前記ハーフミラーを透過した入射光から、IR光をカットするIRカットフィルターと、
前記IRカットフィルターによりIR光がカットされた入射光を受光し、光電変換する可視映像用センサと、
前記可視映像用センサと同軸上に位置し、前記ハーフミラーにより反射された入射光を受光し、且つ、当該入射光のうちのIR光を光電変換するTOFセンサと、
前記TOFセンサによる光電変換で取得される電気信号に基づき、前記被写体から撮像面までの距離情報を画素毎に算出し、当該距離情報を出力する距離情報算出部と、
前記可視映像用センサによる光電変換で取得される電気信号から映像信号を生成し、出力する映像信号生成部と、
を備えることを特徴とする撮像処理装置。
続きを表示(約 2,000 文字)【請求項2】
被写体に対して、IR光を照射するIR光照射部と、
マウントされたズームレンズに入射する前記被写体からの入射光をR成分・G成分・B成分、及び、IR成分に、それぞれ分解する4色分解手段と、
前記4色分解手段により分解されたR成分・G成分・B成分の各入射光を受光し、それぞれ光電変換する可視映像用センサと、
前記可視映像用センサと同軸上に位置し、前記4色分解手段により分解されたIR成分の入射光を受光し、且つ、当該入射光のうちのIR光を光電変換するTOFセンサと、
前記TOFセンサによる光電変換で取得される電気信号に基づき、前記被写体から撮像面までの距離情報を画素毎に算出し、当該距離情報を出力する距離情報算出部と、
前記可視映像用センサによる光電変換で取得される電気信号から映像信号を生成し、出力する映像信号生成部と、
を備えることを特徴とする撮像処理装置。
【請求項3】
被写体に対して、IR光を照射するIR光照射部と、
マウントされたズームレンズに入射する前記被写体からの入射光を所定の比率で透過及び反射するハーフミラーと、
前記ハーフミラーを透過した入射光から、IR光をカットするIRカットフィルターと、
前記IRカットフィルターによりIR光がカットされた入射光を受光し、光電変換する可視映像用センサと、
前記可視映像用センサと同軸上に位置し、前記ハーフミラーにより反射された入射光を受光し、且つ、当該入射光のうちのIR光を光電変換するTOFセンサと、
前記TOFセンサによる光電変換で取得される電気信号に基づき、前記被写体から撮像面までの距離情報を画素毎に算出する距離情報算出部と、
前記可視映像用センサによる光電変換で取得される電気信号から映像信号を生成する映像信号生成部と、
前記距離情報算出部により算出された距離情報に基づき、前記映像信号生成部で生成された映像信号のうち、前記撮像面から所定距離の前記被写体の映像信号のみを抽出し、当該抽出した映像信号と、所定の背景用映像信号との合成処理を行い、クロマキー合成映像信号を生成するクロマキー合成映像信号生成部と、
を備えることを特徴とする撮像処理装置。
【請求項4】
被写体に対して、IR光を照射するIR光照射部と、
マウントされたズームレンズに入射する前記被写体からの入射光をR成分・G成分・B成分、及び、IR成分に、それぞれ分解する4色分解手段と、
前記4色分解手段により分解されたR成分・G成分・B成分の各入射光を受光し、それぞれ光電変換する可視映像用センサと、
前記可視映像用センサと同軸上に位置し、前記4色分解手段により分解されたIR成分の入射光を受光し、且つ、当該入射光のうちのIR光を光電変換するTOFセンサと、
前記TOFセンサによる光電変換で取得される電気信号に基づき、前記被写体から撮像面までの距離情報を画素毎に算出する距離情報算出部と、
前記可視映像用センサによる光電変換で取得される電気信号から映像信号を生成する映像信号生成部と、
前記距離情報算出部により算出された距離情報に基づき、前記映像信号生成部で生成された映像信号のうち、前記撮像面から所定距離の前記被写体の映像信号のみを抽出し、当該抽出した映像信号と、所定の背景用映像信号との合成処理を行い、クロマキー合成映像信号を生成するクロマキー合成映像信号生成部と、
を備えることを特徴とする撮像処理装置。
【請求項5】
前記距離情報算出部から出力される距離情報に基づき、前記映像信号生成部から出力される映像信号に対し、所定の映像信号を合成する処理を行う映像合成部が備えられていることを特徴とする請求項1又は2記載の撮像処理装置。
【請求項6】
前記距離情報算出部により算出された距離情報に基づき、前記映像信号生成部に生成された映像信号に対し所定の調整を行う映像信号調整部を備えることを特徴とする請求項1~4何れか1項記載の撮像処理装置。
【請求項7】
前記IR光照射部は、複数設けられていることを特徴とする請求項1~4何れか1項記載の撮像処理装置。
【請求項8】
前記ズームレンズにより得られるズーム情報に基づいて、前記距離情報算出部により画素毎に算出された距離情報を再計算することが可能となっていることを特徴とする請求項1~4何れか1項記載の撮像処理装置。
【請求項9】
前記TOFセンサは、前記可視映像用センサと同じ画素数を有するものであることを特徴とする請求項1~4何れか1項記載の撮像処理装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は、被写体を撮影し、その映像処理を行う撮像処理装置であって、特に、IR光を照射した被写体からの入射光に基づいて、被写体の画素毎の距離情報を算出することができ、特に、その距離情報により、所定の画像合成処理が可能となる撮像処理装置に関するものである。
続きを表示(約 2,200 文字)【背景技術】
【0002】
従来から、TOFセンサを用い、光源から被写体を経て受光部にて受光される光の伝搬時間を算出することにより、被写体までの距離を算出する撮像装置が開発されてきている。
【0003】
例えば、特許文献1には、結像光学系と、被写体からの光を前記結像光学系を通して受光する受光素子と、前記被写体へ光を出射する光源と、を有する撮像素子と、前記光源から出射されて前記被写体で反射した光を前記受光素子で受光することにより前記受光素子から出力される信号を用いて前記被写体から前記撮像素子の撮像面までの距離をTOF法により演算する演算手段と、を備えることを特徴とする撮像装置が開示されている。この発明によれば、オートフォーカス用途として用いることができ、広い距離範囲の測距を高い精度で高速に行うことが可能であるとしている。
【0004】
また、バーチャルシステムの業界における撮影や、映像処理では、被写体との距離情報や、カメラそのものの絶対位置を得るために、カメラに外部装置を取り付け、撮影及び映像処理を行っていた。その他、例えば、CG合成処理や、クロマキー処理を行う場合、撮影スタジオに居る人間と外の風景を合成する際に、撮影スタジオの人間のバックにはグリーンバック等のスクリーンを置き、その他は、何も置かず、影が出来ない様に照明などにも気を遣いながら撮影及び映像処理を行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
特開2020-181186号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら、上記特許文献1の開示技術は、光源が光学系内部にあるため、構成が複雑なものとなってしまい、また、レンズ系の影響を受けやすく、撮像装置などの構成について、改善が望まれてきていた。なお、例えば、ロボットカメラシステムなどでは正確な相対位置を獲得できるが、絶対位置を得るには何らかの手段が必要となっている。
【0007】
また、従来のCG合成処理や、クロマキー処理では、グリーンバック等のスクリーンを準備しなければならないのはもちろんのこと、撮影自体にも神経を使う必要があり、より容易に且つ、簡易なシステムで、撮影及び処理ができるようになることが求められている。またさらに、バーチャルシステムにおいては、被写体との距離情報や、カメラそのものの絶対位置を得るために、カメラに外部装置を取り付ける必要があり、また、光学式の場合には、設置が大掛かりになり、運用場所が制限されるため、これらの点においても、改善が望まれている。
【0008】
本発明は、上述の課題を解決するためのもので、容易に同軸上のデータが得られ、また、基準となる被写体を撮ることにより一瞬で絶対位置を得ることが出来、キャリブレーション作業が著しく簡単になり、さらに、3D演算など距離情報と実写映像からクロマキーやCG合成時の計算を容易にすることができる撮像処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0009】
上述の課題に対応するため、本発明は、以下の技術的手段を講じている。
即ち、請求項1記載の発明は、被写体に対して、IR光を照射するIR光照射部と、マウントされたズームレンズに入射する前記被写体からの入射光を所定の比率で透過及び反射するハーフミラーと、前記ハーフミラーを透過した入射光から、IR光をカットするIRカットフィルターと、前記IRカットフィルターによりIR光がカットされた入射光を受光し、光電変換する可視映像用センサと、前記可視映像用センサと同軸上に位置し、前記ハーフミラーにより反射された入射光を受光し、且つ、当該入射光のうちのIR光を光電変換するTOFセンサと、前記TOFセンサによる光電変換で取得される電気信号に基づき、前記被写体から撮像面までの距離情報を画素毎に算出し、当該距離情報を出力する距離情報算出部と、前記可視映像用センサによる光電変換で取得される電気信号から映像信号を生成し、出力する映像信号生成部とを備えることを特徴とする撮像処理装置である。
【0010】
また、請求項2記載の発明は、被写体に対して、IR光を照射するIR光照射部と、マウントされたズームレンズに入射する前記被写体からの入射光をR成分・G成分・B成分、及び、IR成分に、それぞれ分解する4色分解手段と、前記4色分解手段により分解されたR成分・G成分・B成分の各入射光を受光し、それぞれ光電変換する可視映像用センサと、前記可視映像用センサと同軸上に位置し、前記4色分解手段により分解されたIR成分の入射光を受光し、且つ、当該入射光のうちのIR光を光電変換するTOFセンサと、前記TOFセンサによる光電変換で取得される電気信号に基づき、前記被写体から撮像面までの距離情報を画素毎に算出し、当該距離情報を出力する距離情報算出部と、前記可視映像用センサによる光電変換で取得される電気信号から映像信号を生成し、出力する映像信号生成部とを備えることを特徴とする撮像処理装置である。
(【0011】以降は省略されています)

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