JPH0560528A

JPH0560528A - 立体情報入力装置

Info

Publication number: JPH0560528A
Application number: JP3222697A
Authority: JP
Inventors: Itaru Mimura; 到三村; Tsuneya Kurihara; 恒弥栗原
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1991-09-03
Filing date: 1991-09-03
Publication date: 1993-03-09
Also published as: KR930007296A; US5305092A

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は立体情報入力装置に関し、特に２次元
撮像素子とレンズを用いて得た画像情報から対象物の形
状を高速かつ正確に入力可能な入力装置を提供すること
にある。【構成】被写体に参照画像発生回路１０を用いて高域信
号を含む参照信号を照射し、この被写体信号をレンズ１
の焦点位置を僅かにずらしながら撮影する。最良焦点位
置検出回路５は画像信号の高域成分を検出し、これによ
り撮影画像の合焦点位置を検出する。合焦点を与える画
像に対応したレンズの焦点条件から被写体までの距離を
測定し、この距離情報を変換して被写体の形状のデータ
を取得する。【効果】対象被写体が高域信号を含まない場合において
も参照信号に含まれる高域信号を用いて正確に被写体の
合焦点／焦点はずれが検出でき、その結果として正確に
被写体の形状が測定できるという効果がある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、立体情報を入力する装
置に係わり、特に２次元情報を被写体に照射し、この照
射信号から被写体の立体形状を測定するカメラ型の立体
情報入力装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、放送や映画などにおいて、コンピ
ュータを用いた画像作成（ＣＧ：Computer Graphics）
が盛んに行われるようになってきた。このＣＧにおい
て、画面に表示する部品（例えば人物や、建物など）
は、これら部品の立体形状に関するデータからワイヤフ
レームなどの形状モデルを合成し、このモデルから２次
元画像を生成している。立体形状のデータからモデルリ
ングするため、部品の回転、変形等の立体的な操作が容
易に行えるといった特徴がある。

【０００３】従来の３次元物体の形状データを得る方法
として、（１）対象とする物体の実物（被写体）にスリ
ット光やレーザ光を照射して物体表面上の３次元座標位
置を得る方法、（２）コヒーレントな光を照射してモワ
レ像を作成し、このモワレ像から対象物までの距離を測
定することで形状を得る方法、（３）対象とする物体の
大まかな形状を計算によりディスプレイに発生し、この
形状をオペレータが確認しながら編集する方法などが用
いられてきた。（１）、（２）の技術については、光学
測定ハンドブック（田幸敏治他編、朝倉書店）のｐｐ５
８２−５９５に詳しい記述がある。

【０００４】上記（１）（２）の方法では、特殊な計測
装置が必要である。また測定に要する時間が長いため、
人物等の形状を入力する際は対象者に静止を強要するも
のである。（３）に述べた方法は計算機、及び形状のモ
デリングをするため、熟達したオペレータが長い時間を
かけて編集する必要があり、効率の点で問題がある。特
殊な装置を用いずに被写体画像を撮影し、この画像情報
から被写体の形状を測定する方法としては、Satoshi A.
Sugimoto & Yoshiki Ichioka、"Digital Composition
of Images with increase depth of focus considering
depth information"、 Applied Optics、 vol.24、 N
o.14、1985に記載されたものが顕微鏡用の画像信号処理
技術として公知である。

【０００５】上記公知例では、最良焦点位置を僅かにシ
フトしながら撮影した一連の画像を用い、画像に含まれ
る高周波数信号成分の多少から合焦点位置を検出し、こ
の焦点位置とその時のレンズ条件から被写体までの距離
を測定している。さらに形状データは測距の結果を変換
して得ている。上記のように、本公知例では被写体が固
有にもつ高域周波数信号により合焦点／焦点はずれを判
定している。ところが、対象とする被写体には高周波数
信号が少ない場合もあり、このような場合に前記公知例
の方法では測距を誤る可能性が高い。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の第１の目的
は、上記（１）、（２）、（３）およびＳｕｇｉｍｏｔ
ｏらの方法において生じる問題点を解消し、高速にかつ
誤り無く、しかも手軽な装置構成により自動的に対象物
の３次元（立体）形状を測定できる立体画像入力装置を
提供することにある。さらに第２の目的として、立体形
状の情報取得と同時に、それに対応した被写体の画像デ
ータ（輝度、色彩）を取得可能な立体情報入力装置を提
供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の立体画像入力装
置では、特徴的な手段として、被写体画像に高周波の２
次元画像信号を含む参照信号を照射する手段を設ける。
さらに、焦点位置を僅かにずらしながら撮影する撮像手
段と、焦点状態の異なる画像信号から合焦点画像位置を
検出する手段と、この合焦点となるレンズの焦点条件か
ら対象物までの距離を計測する手段とを設ける。なお、
画像入力手段としては高速に画像入力可能な２次元の撮
像手段を用いる。

【０００８】

【作用】参照画像を照射する手段は、測定対象の被写体
に高域信号を含む参照画像を投影する。この投影した画
像信号は合焦点状態の判定に用いる。焦点位置を僅かに
ずらしながら撮影する手段は、最良焦点位置を奥行き方
向にずらしながら被写体像の画像信号を入力するように
作用する。合焦点画像位置を検出する手段は画像信号を
用いて最小焦点にある画像を検出し、この画像を撮影し
たときのレンズの焦点状態から被写体までの距離を算出
する。なお、２次元撮像手段は、上記の画像を高速に入
力する働きがある。

【０００９】上記のように参照信号を照射する手段と被
写体までの距離を焦点状態によって計測する手段を設け
ることにより、対象被写体に高域画像成分が含まれない
場合であっても、正確な合焦点／焦点はずれの判定が可
能になり、測距の誤りを未然に防止できる。

【００１０】

【実施例】以下の本発明を図面を用いて説明する。図１
は本発明の立体情報入力装置のブロック図である。本装
置は、レンズ１、撮像素子２、アナログデジタル変換回
路３（以後、ＡＤＣと略記する）、画像メモリ４、最良
焦点位置検出回路５、立体形状メモリ６、焦点位置制御
回路７、同期回路８、メモリ制御回路９、および参照信
号発生回路１０から構成する。なお、図中には立体形状
を測定する被写体１２も併せて示してある。

【００１１】次に本立体情報入力装置の動作を説明す
る。焦点位置制御回路７はレンズ１に作用し、焦点面す
なわち最良焦点が得られる被写体までの距離を僅かにず
らす。撮像素子２は、焦点面を変更するたびに画像信号
を撮影し、この画像信号をＡＤＣ３に出力する。ＡＤＣ
３は入力されたアナログ画像信号をデジタル信号に変換
し画像メモリ４に出力する。以上の動作により、画像メ
モリ４には同一の被写体像に対して最良焦点位置の異な
る一連の画像信号が得られる。参照信号発生回路１０は
２次元の高域信号を発生し、この信号を画像パターンに
変換して対象被写体に照射する。被写体上に投影された
２次元高域信号を含む参照信号は被写体により反射さ
れ、撮像素子２により映像信号として入力される。な
お、この参照信号発生回路１０の構成、及び動作の詳細
は後述する。

【００１２】同期回路８は、上記の焦点位置制御回路
７、及び撮像素子２を制御し、撮像素子２のフレームあ
るいはフィールド周波数に同期して最良焦点位置の変更
を行う。また同期回路８はメモリ制御回路９も制御す
る。その結果、メモリには焦点条件によって分類された
画像を順序よく格納できる。最良焦点位置検出回路５
は、焦点面を異ならせた一連の画像から、最良焦点にあ
る画像を検出し、これを撮影したレンズの条件から被写
体までの距離を検出する。検出結果の距離データは形状
データに変換され、その後立体形状メモリ６に出力され
る。立体形状メモリ６は画像の各点における距離情報を
全て記憶し、必要に応じてホスト計算機などに出力す
る。

【００１３】本発明の主旨は、２次元の高周波信号成分
を含む画像を被写体に照射し、これを参照して被写体ま
での距離を測定するということであり、この参照信号に
より被写体に高周波信号がなくとも正確に距離測定する
ことが可能となる。本発明は、参照信号発生回路１０を
設けた点がＳｕｇｉｍｏｔｏらの方法とは大きく異なる
点である。

【００１４】次に図２、図３を用いて被写体までの距離
測定方法を説明する。図２は図１の一部を抜粋した図で
ある。図１の図面と同一のものには同一番号を付してあ
る。また、図３は合焦点状態の判定に用いる信号パワー
の分布を模式的に示した図である。図２を用いて奥行き
方向に変化のある被写体１２を撮影する際の動作を説明
する。被写体像１２はレンズ１により撮像素子２の受光
面上に結像する。焦点位置制御回路７は、焦点変更に関
連したレンズの位置を制御信号によりわずかに移動さ
せ、最良焦点が得られる焦点面をＡ→Ｂ→Ｃ→Ｄのよう
にずらすように動作する。この結果、撮像素子２から
は、焦点位置がＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄのように異なる４枚の画
像が得られる。この時、被写体位置１３では、焦点位置
Ｃの時に最良焦点になり、それ以外のＡ、Ｂ、Ｄにおい
ては焦点はずれを起こして撮影されることになる。焦点
はずれを起こした場合、レンズ１は２次元の高域遮断フ
ィルタとして作用し、高域信号を減衰させる。そのため
画像信号のスペクトラムに差が生じる。図３は横軸に空
間周波数、縦軸に信号パワーをとって表した画像信号の
スペクトラムを１次元的に表した図である。それぞれ焦
点位置に対応したスペクトラムをＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄとして
示してある。合焦点にある図３Ｃのスペクトラムは、焦
点はずれを起こしているＡ、Ｂ、Ｄに比較して高域のパ
ワーが大きくなる。このことから画面の同一の点におい
て高域信号パワーを比較することで、その位置の焦点状
態が判定できることが分かる。被写体までの距離は最良
焦点を与えるレンズの条件から算出できることが分か
る。図１の最良焦点位置検出回路５は、上記のような高
域信号パワーの大小から合焦点位置を検出し、これに対
応するレンズ焦点位置（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄのいずれか）か
ら被写体までの距離を算出し、その結果を形状メモリ６
に格納する働きがある。

【００１５】なお、上記の説明ではレンズに作用して焦
点面を異ならせる装置について説明した。この他、焦点
面を異ならせる手法としては撮像素子の位置を光軸に対
し鉛直方向に移動させてもよい。また、被写体の結像光
路中にモリブデン酸ガドリニウムのような強誘電体を挿
入し、この強誘電体を電界で制御して屈折率を変えても
よい。また、厚みの異なるガラス円盤を機械的に回転さ
せ光路長を変えてもよい。これらの方法によっても焦点
面を異ならせることは可能である。本発明の主旨は焦点
位置を異ならせて被写体の画像信号を撮影することにあ
り、焦点面の移動方法はどのような方法であってもかま
わない。

【００１６】図４から図７は本発明の立体情報入力の２
次元的な動作を説明するための図である。本装置による
立体形状の測定は、画面を構成する画素点の全てにおい
て行ってもよいが、高速に形状を測定する時や緻密な立
体形状の情報を必要としないときは、入力する画像をサ
ブブロックに分割し、このブロック毎に距離を計測する
ことができる。図４は画面を分割して距離測定を行う例
であり、この図を用いて２次元的な動作を説明する。図
５は、画面を分割した後の一部（４×４ブロック）を切
り出し、高域信号量を数値化して表した高域パワーのマ
ップ図である。高域信号が多いほど大きな数字を用いて
いる。なお、図５のマップ２６は図２の焦点面Ａ、マッ
プ２７は焦点面Ｂ、マップ２８は焦点面Ｃ、マップ２９
は焦点面Ｄに対応する。ここで、同一のブロックに着目
し、数値を比較して最良焦点位置を定める。例えば、第
１行−第１列（１−１と略記する）３０では、焦点位置
をＡ→Ｂ→Ｃ→Ｄと変化させると高域信号は３→５→９
→５と変化する。この時の高域信号の変化をプロットし
たものが図６の４０になり、最大の高域パワーを与える
Ｃの焦点位置に被写体が存在することが分かる。同様
に、第１行の他の列（１−２、１−３、１−４）を検査
すると、高域信号値はそれぞれプロット図４１、４２、
４３となる。これらの中から最高の高域パワーを与える
焦点位置を選択してレンズからの距離マップを作成する
と図７の第１行のようになる。上記の動作を全てのブロ
ックにて行い、距離情報マップ４４を得る。距離マップ
４４はレンズから検出点までの距離情報であるが、被写
体の一点を基準とすることで容易に被写体の形状マップ
に変換可能であり、これが被写体の形状データになる。
本発明の立体情報入力装置は、上記の距離マップを変換
した対象物の立体形状データを立体形状メモリ（図１−
６）に記憶し、ＣＧを行う計算機に出力する。

【００１７】次に最良焦点位置検出回路５の構成例、お
よびその動作を説明する。図８は最良焦点位置検出回路
５の構成を示したブロック図である。最良焦点位置検出
回路５はスイッチ４５、４６、高域通過フィルタ（以
後、ＨＰＦと略記する）４７、パワー検出回路４８、メ
モリ４９、最大値検出回路５０、及び同期制御回路５２
から構成する。スイッチ４５は図１のメモリ４に蓄えた
焦点面の異なる画像信号を切り替えながらＨＰＦ４７に
入力する。ＨＰＦ４７は入力された画像信号の高域信号
を抽出し、パワー検出回路４８に出力する。パワー検出
回路４８は高域信号のパワーを検出し、この結果をスイ
ッチ４６介してメモリ４９に書き込む。スイッチ４５、
及びスイッチ４６は同期制御し、メモリには、画像位置
（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）に対応したアドレスにパワーの検出
結果を記憶させる。この様子は５１に示した。全ての画
像（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）に対するパワーの検出を終えた
後、このメモリの内容は最大値検出回路５０に入力す
る。最大値検出回路５０は、入力されたパワー値の中か
ら最大値を検出し、この最大値を与える焦点位置のデー
タ、（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）を出力する。

【００１８】上記の動作により、出力端子５３には最良
焦点面の位置情報が得られる。なお図８の実施例では、
高域パワーの検出にＨＰＦを用いたがこれは帯域通過フ
ィルタ（以後、ＢＰＦと略記する）でもよい。ＢＰＦは
ＨＰＦに比べ通過帯域が狭く雑音の影響を受けにくいと
いう効果がある。

【００１９】次に本発明の特徴である参照信号発生回路
１０の機能、構成及び動作を詳細に説明する。上記の説
明では被写体が固有に持つ信号成分の高域情報を用いて
最良焦点面を検出する実施例を述べた。ところが一般的
な被写体は千差万別であり、必ずしも高域情報を含む被
写体ばかりとは限らない。例えば、テキスチャ（絵柄）
のない被写体では、高域情報を頼りに距離測定を行うこ
とはできない。仮に距離測定を行っても得られる結果の
信頼性は低い。そこで本発明では、被写体の持つ信号ス
ペクトラムによらず、常に焦点状態の判定が可能なよう
に、被写体に対し高域の画像信号を含む参照信号を照射
し、この参照信号を基に距離測定を行うように改良した
ものである。そのため、被写体に高域信号を含む参照信
号を照射する参照信号発生回路１０を用いている。参照
信号としてはレンズの高域遮断特性に比較して十分高い
空間周波数の信号を用いればよい。この参照信号と被写
体が固有に持つ信号が被写体上で加算され、結果として
撮像素子には高域を十分に含んだ信号を結像させること
ができる。図９は信号加算の様子をスペクトラムで表し
た模式図である。被写体の固有のスペクトラム６０は、
参照信号発生回路１０が発生する信号（スペクトラム６
１）と被写体上で加算され、広帯域な信号６２になる。
被写体固有のスペクトラム６０に高域情報が少なくと
も、参照信号のスペクトラム６１が十分に高域を含む場
合は、被写体上での加算の結果、あたかも高域を十分に
含む被写体と等価に扱える。この信号を用いることで、
被写体の信号スペクトラムによらず、参照信号を頼りに
合焦点・焦点はずれの判定が可能になる。

【００２０】図１０は参照信号発生回路１０の一実施例
である。参照信号発生回路は１０、高周波信号発生回路
６３と２次元表示装置（ＣＲＴ）６４、アパーチャ６
５、及び集光レンズ６６から構成する。高周波信号発生
回路６３は、空間周波数に換算してレンズの解像度より
十分高い周波数までを含む電気信号を発生する。２次元
表示装置６４は上記の電気信号を画像信号に変換し、さ
らにレンズ６６を介して被写体表面上に結像させる。こ
の時、被写体と参照信号発生回路の距離によって参照信
号が焦点はずれを起こさないように、２次元表示装置６
４とレンズの間にアパーチャー６５を挿入し、照射する
参照光が十分に平行光と見なせるようにして照射するの
が好ましい。図１０の高周波信号発生回路６３は、例え
ばガウス雑音のように、周波数分布が平坦なランダムパ
ターンを発生させても良いし、その他、サイン波のよう
な繰り返し信号であってもかまわない。いずれの参照信
号でも信号でもＨＰＦあるいはＢＰＦによる周波数分離
を行うことで合焦点、焦点はずれの判定が可能である。

【００２１】図１１は図１０の参照信号発生回路の変形
を示す図である。図１０と図１１の相違点は、２次元表
示装置６３の変わりにレーザー光源６８を用いた点、ま
たレーザ光源からの光を走査機構６９を用いて２次元の
パターンに変換している点である。高周波信号発生回路
６３の信号はレーザ光源６８の出力信号を強度変調して
高い空間周波数の信号を発生させる。このレーザ光は走
査機構６９により２次元情報に展開して被写体面上に照
射する。この走査機構６９としては、多面体ミラーや光
変調器を用いることができる。レーザ光はコヒーレント
なため直進性がよく、この方法によれば集光レンズを用
いなくとも被写体表面上に解像度よく参照画像を形成可
能であるといった特徴がある。

【００２２】図１２はその他の参照信号発生回路の変形
を表すブロック図である。図１２の装置は、光源７０、
フィルム７１、レンズ７２から構成する。図１０では、
電気信号により高域信号を発生し、この信号を２次元表
示装置６４により画像化していたのに対し、図１２の実
施例では、すでに高域を含む２次元のパターンをフィル
ム７２に形成しておき、このパターンをフィルム７２の
後方に配置した光源７０により被写体１２に照射する。
この場合、照射する参照信号を容易に変更できなくなる
ものの、信号発生源がフィルム７１と光源７０のため、
装置の構成が極めて簡単になるといった特徴がある。

【００２３】図１３は、参照信号発生のために赤外線参
照発生回路８０を用いた場合の実施例である。被写体に
は、赤外線参照信号発生回路８０から赤外の参照信号を
照射する。被写体からの映像信号は、レンズ８１によっ
てカラー撮像素子８５に結像する。この時、光学経路の
途中に赤外線を選択的に反射するハーフミラー８２を挿
入し、赤外の参照信号とＲＧＢの映像信号を分離する。
この分離した赤外参照信号は赤外撮像素子８３により撮
像し、この赤外参照信号だけを合焦点の判定に用いる。
一方、撮像素子８５はＲＧＢの映像信号を撮像し、この
映像信号は被写体の情報として出力する。以上の説明の
ように参照信号の他に、被写体の映像信号を出力する効
果はテキスチャマッピングを行う時に特に有効に作用す
る。コンピュータグラフィクスにおけるテキスチャーマ
ッピングでは、立体情報を基に物体モデルを作成し、こ
のモデル画像を計算により拡大、回転、変形等を行う。
所望の形状が得られた場合は、その画像に模様（テキス
チャー）を張り付け、質感、現実感を付与している。上
記のようにＲＧＢの画像信号を形状データと同時に撮影
した場合は、実際の被写体が持つ固有のテキスチャーを
画像データとして取得でき、拡大、回転、及び変形等の
処理を行った後の画像にマッピングすることで、計算機
で発生したテキスチャーをマッピングするのに比較し
て、より一層質感が高く、実際の被写体に近い画像を合
成できるといった大きな効果が得られる。

【００２４】図１４は図１３を変形した実施例である。
図１３の実施例では、赤外のハーフミラー８２を用いて
被写体情報と参照信号を分離したが、図１６に示すよう
にハーフミラー８６により全波長を２光路に分割し、赤
外撮像素子８３により赤外の参照パターンを撮影し、ま
た他方の撮像素子８５の前に赤外カットフィルタ８４挿
入して不要な赤外線をカットしてもよい。この場合、赤
外撮像素子に到達した自然光分の信号が損失となるが、
本実施例でも赤外線の参照パターンを検出できることは
容易に理解できる。

【００２５】図１５は、図１３、及び図１４の実施例に
好適な立体情報入力装置のブロック図である。赤外線撮
像素子９２とカラー撮像素子９３で撮影した参照情報と
被写体のカラー信号はそれぞれＡＤＣ９４、９５により
デジタル化してメモリ９６、９７に格納する。メモリ９
６に格納した参照信号は図１の実施例を同様に、被写体
までの距離を計測するのに用いる。メモリ９７に格納し
た被写体のカラー信号は信号選択回路９８を介して出力
する。この信号選択回路９８は焦点条件を変えて撮影し
た信号から合焦点にある画像を選択して出力する働きが
ある。すなわちメモリ９７には、画像位置によって焦点
条件の異なる画像が記憶されており、この中から合焦点
にあるものだけを選択し高解像度な信号を生成する。な
お、最良焦点位置検出回路９９がこの信号選択回路９８
を制御する選択信号を発生する。可視光の参照信号を用
いてカラー信号と参照信号を個別に撮影する動作は、図
１６の実施例においても実現できる。図１６の実施例で
は、参照信号発生回路９０は制御回路１１４により制御
され、間欠的に参照信号を発生する。参照信号を含む画
像信号と参照信号を含まないカラー画像が交互に得られ
る。この信号をスイッチ１１３により選択的にメモリ９
６、および９７に書き込む。最良焦点位置検出回路９
９、信号選択回路９８は図１５の実施例と同じ働きをす
る。上述の説明のようにすれば、信号入力に時間がかか
るものの、撮像素子、及びＡＤＣがそれぞれ１個で済
み、回路の簡素化が図れるという特徴がある。

【００２６】図１７は、制御回路の動作を示したタイミ
ングチャート図である。信号１２０は参照信号は間欠的
にオンさせる。さらにスイッチの制御信号１２１はメモ
リ９６とメモリ９７に交互に接続するように発生する。
以上のように制御することで信号をメモリ９６とメモリ
９７に振り分けることが可能となる。

【００２７】

【発明の効果】以上本発明によれば、高域信号を含まな
い被写体に対しても、正確に距離を測定することが可能
となり、高速にかつ簡便に被写体の立体形状の情報を取
得できる。さらにテキスチャーマッピングの際に利用可
能な画像の輝度、色彩のデータも同時に得られ、より自
然で質感の高いテキスチャーマッピングが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】立体形状入力装置のブロック図

【図２】図２は焦点位置可変の画像入力を説明するブロ
ック図

【図３】焦点位置に対応した信号パワーの変化を示した
図

【図４】テレビ画面の模式図

【図５】高域パワーを数値表現したマップ例

【図６】高域パワーと焦点位置の対応を示す模式図

【図７】最大パワーを与える焦点位置のマップ例

【図８】最良焦点位置検出回路の詳細ブロック図

【図９】参照信号を照射したときのスペクトラム変化を
示した模式図

【図１０】２次元表示装置による参照信号発生回路のブ
ロック図

【図１１】レーザを用いた参照信号発生回路のブロック
図

【図１２】フィルムと光源による参照信号発生回路のブ
ロック図

【図１３】赤外線参照信号発生回路の、及び撮像装置の
ブロック図

【図１４】赤外線参照信号発生回路の変形例

【図１５】立体形状入力装置の変形例を表すブロック図

【図１６】立体形状入力装置の変形例（その２）

【図１７】制御信号のタイミングチャート図

【符号の説明】

１…レンズ、２…撮像素子、４…画像メモリ、５…最良
焦点位置検出回路、６…立体形状メモリ、７…焦点位置
制御回路、８…同期回路、４５，４６…スイッチ、４７
…高域通過フィルタ（ＨＰＦ）、５０…最大値検出回
路、６３…高周波信号発生回路、６４…２次元表示装
置、６５…アパーチャ、６８…レーザ光源、６９…走査
機構、７０…光源、７１…フィルム、７２…レンズ、８
０…赤外線パターン発生回路、８２…選択反射ミラー、
８３…赤外線撮像素子、８５…カラー撮像素子、８６…
ハーフミラー、８４…赤外カットフィルタ、９２，９３
…撮像素子、９６，９７…画像メモリ、９８…信号選択
回路、１１３…スイッチ。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも、被写体に参照画像信号を照射
する手段と、参照画像信号を含む被写体の画像信号を入
力する手段と、前記画像信号から被写体の立体形状を測
定する手段とを備えたことを特徴とする立体情報入力装
置。
【請求項２】少なくとも、被写体に参照画像信号を照射
する手段と、参照画像信号を含む被写体の画像信号の焦
点位置を変化させて入力する手段と、前記焦点位置の異
なる画像信号から合焦点位置にある画像を検出する手段
と、合焦点を得る被写体までの距離から被写体の立体形
状を測定する手段とを備えたことを特徴とする立体情報
入力装置。
【請求項３】少なくとも、被写体に参照画像信号を照射
する手段と、参照画像信号を含む被写体の画像信号を入
力する手段と、前記画像信号をから被写体の立体形状を
測定する手段と、参照信号を含まない被写体の画像信号
を入力する手段とを備えたことを特徴とする立体形状入
力装置。
【請求項４】請求項１において、参照画像信号を照射す
る手段は、高周波信号を発生する手段と、この高周波信
号を２次元画像に変換する手段と、前記２次元画像を被
写体上に結像させる手段からなることを特徴とする立体
情報入力装置。
【請求項５】請求項１において、参照画像信号を照射す
る手段は、高周波２次元画像を固定記録する手段と、前
記固定記録された高周波２次元画像を被写体上に結像さ
せる手段からなることを特徴とする立体情報入力装置。
【請求項６】請求項３において、被写体に参照画像信号
を照射する手段は可視光域でない波長の画像信号を照射
する手段であって、参照信号を含む画像信号を入力する
手段は前記可視光域でない波長域に感度を有する手段で
あって、参照信号を含まない被写体の画像信号を入力す
る手段は可視光域に感度を有する入力手段であることを
特徴とする立体情報入力装置。