(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
１台のカメラにより撮影して被写体のステレオ画像を形成するステレオ画像形成装置であって、
前記カメラの撮影領域内に前記カメラの光軸を囲むように配置され、前記カメラにより撮影する被写体に対して視差のある被写体像を反射して前記カメラによる撮影画像の一部の領域に撮影させる複数の反射鏡を備え、前記カメラにより、前記被写体の実画像と前記反射鏡による前記反射鏡の数に応じた数の反射画像とを同時に撮影することを特徴とするステレオ画像形成装置。
【請求項２】
請求項１に記載されたステレオ画像形成装置において、
前記反射鏡は、前記被写体像の反射面を前記被写体側に向けた状態で、前記反射面を前記カメラの光軸に向けて配置されていることを特徴とするステレオ画像形成装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載されたステレオ画像形成装置において、
前記反射鏡は、前記被写体像の反射面が前記カメラの光軸方向に沿うように、又は該光軸に対して傾斜して配置されていることを特徴とするステレオ画像形成装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載されたステレオ画像形成装置において、
前記反射鏡は、前記反射すべき被写体に応じて、前記撮影画像内での領域が前記実画像の領域よりも小さくなる反射画像を形成することを特徴とするステレオ画像形成装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載されたステレオ画像形成装置において、
前記撮影画像内の前記反射画像と前記実画像とに基づき、前記被写体を含む対をなすステレオ画像を形成する画像処理手段を備えたことを特徴とするステレオ画像形成装置。
【請求項６】
請求項５に記載されたステレオ画像形成装置において、
前記画像処理手段は、前記反射画像又は前記実画像の一方を他方の画像に合わせて反転処理する手段を有することを特徴とするステレオ画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、１台のカメラにより被写体を撮影して、被写体の所定の視差のあるステレオ画像を取得するためのステレオ画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ステレオカメラにより被写体を撮影して、視差のある２枚の画像からなるステレオ画像を取得し、その両画像の違いから、画像に写された被写体内の対象物までの距離を測定し、或いは、対象物を認識する等したステレオビジョンシステムや画像認識装置が知られている。また、このような装置として、光軸が互いに平行な２台のカメラを左右に配置し、両カメラにより撮影した左右の画像の視差を求めて、三角測量の原理で対象物までの距離を測定等する歩行者検知装置も知られている（特許文献１参照）。
【０００３】
ところが、このように２台のカメラを使用する装置では、カメラや周辺部品又は機器も倍の数を要する等、その数に応じて装置のコストが高くなるという問題がある。同時に、各カメラ間でレンズの特性やゲインを調整して揃える必要があるとともに、両カメラの取り付け位置の調整や撮影を同期させることも必要であり、面倒な作業等が多くなる傾向がある。そのため、多大な手間や労力を要し、装置を実現するためのコストも一層高くなるという問題がある。
【０００４】
これに対し、従来、２台のカメラを使用せずに、カメラの前面に複数の反射鏡やプリズムを適宜配置する等、１台のカメラと反射鏡等を組み合わせて使用して視差のある画像を形成し、簡易的にステレオビジョンを実現したステレオ画像形成装置も知られている（特許文献２参照）。
【０００５】
しかしながら、このように複数の反射鏡を配置するステレオ画像形成装置では、反射鏡の数に応じて設置誤差が大きくなることに加えて、ベースラインに相当する分だけ反射鏡を設置すべき空間が必要になるため、装置全体が大型になるという問題が生じる。
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−３５１１９３号公報
【特許文献２】特開平１０−２７６４５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、前記従来の問題に鑑みなされたものであって、その目的は、簡易な構成で被写体の視差のあるステレオ画像を取得可能にしつつ、そのために要する作業を簡単にし、ステレオ画像形成装置のコストの低減と小型化を図るとともに、ステレオ画像の撮影精度を向上させることである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、１台のカメラにより撮影して被写体のステレオ画像を形成するステレオ画像形成装置であって、前記カメラの撮影領域内に前記カメラの光軸を囲むように配置され、前記カメラにより撮影する被写体に対して視差のある被写体像を反射して前記カメラによる撮影画像の一部の領域に撮影させる複数の反射鏡を備え、前記カメラにより、前記被写体の実画像と前記反射鏡による前記反射鏡の数に応じた数の反射画像とを同時に撮影することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、簡易な構成で被写体の視差のあるステレオ画像が取得可能で、そのために要する作業も簡単にでき、ステレオ画像形成装置のコストの低減と小型化を図れるとともに、ステレオ画像の撮影精度を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照して説明する。
本実施形態のステレオ画像形成装置は、所定の視差のあるステレオ画像（ステレオ視差画像）を形成して取得するための装置であり、例えば画像に写された被写体の対象物までの距離の測定や、その認識を行うためのステレオビジョンシステムや画像認識装置等に使用される。その際、ここでは、１枚の反射鏡を利用して１台のカメラにより被写体を撮影し、被写体の視差のあるステレオ画像を形成して取得する。
【００１１】
図１は、本実施形態のステレオ画像形成装置の概略構成を模式的に示す要部ブロック図である。
このステレオ画像形成装置（ステレオビジョンシステム）１は、図示のように、１台のカメラ１０と、１枚の反射鏡２０と、カメラ１０が接続された装置の制御手段を兼ねる画像処理装置３と、を備えたステレオカメラであり、カメラ１０と反射鏡２０が、撮影すべき領域に向かって一体に設置されている。
【００１２】
カメラ１０は、市販のデジタルカメラやデジタルビデオカメラ等の被写体の撮影（撮像）に使用される撮影手段であり、画像処理装置３により制御される等して、撮影領域の画像を連続して、又は所定の間隔やタイミングで撮影する。また、ここでは、カメラ１０は、一側面側に取り付けられた撮影レンズ１２と、その焦点位置に置かれた、例えば電荷結合素子（Charge Coupled Device：ＣＣＤ）やＣＭＯＳ素子（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等からなる撮影面１４と、を有する。カメラ１０は、この撮影面１４の撮影素子上に結像した画像を電気信号に変換してＡ／Ｄ変換し、内蔵の画像信号処理回路により各種補正等の処理を行う等して、撮影画像の画像データを画像処理装置３に出力する。
【００１３】
画像処理装置３は、データ解析や演算処理を実行し、命令の出力機能等を有する中央演算処理装置（Central Processing Unit：ＣＰＵ）３１と、各種の制御や画像処理のための手順をＣＰＵ３１に実行させるためのプログラム等を格納するＲＯＭ（Read Only Memory）３２と、ＣＰＵ３１の処理用データやプログラム等を一時的に格納するＲＡＭ（Random Access Memory）３３等を備えたコンピュータ３０から構成されている。また、画像処理装置３は、データやコマンド、設定条件等を入力するための入力部３４と、ＣＰＵ３１からの出力や撮影画像等を表示するための表示部３５、及び、必要に応じて画像データ等を記憶するための記憶手段（図示せず）とを有する。
【００１４】
更に、画像処理装置３は、外部機器（装置）との接続のための汎用インターフェースやＵＳＢ（Universal Serial Bus）等からなるインターフェース（図示せず）を有し、それらを介して、カメラ１０の接続手段等が接続され、それらとの間で画像データや制御信号を含む各種信号（データ）を送受信する。これにより、画像処理装置３は、所定のプログラムや予め設定された条件等に基づき、カメラ１０を含む装置各部を制御して動作させるとともに、カメラ１０から受信した撮影画像の画像データに基づいて、後述する種々の画像処理を行う画像処理手段を構成している。
【００１５】
反射鏡２０は、カメラ１０の撮影レンズ１２の前方側（撮影方向側であり、図では上側）に配置された平面鏡であり、カメラ１０による撮影領域内に、その視野（図の点線で示すＬＳ間）の一部を遮るように配置されている。また、反射鏡２０は、略矩形状の反射面２１を被写体（例えば図のＨで示す対象物）側に向けた状態で、被写体Ｈのカメラ１０の光軸Ｌを挟んだ逆側（図では左側）の撮影領域に配置され、カメラ１０により直接撮影する被写体Ｈに対して、視差のある被写体像を反射するよう構成されている。これにより、反射鏡２０は、被写体Ｈの反射画像を、撮影面１４の所定領域に導いて結像させ、カメラ１０による撮影画像の一部の領域に、被写体Ｈの直接撮影画像（実画像）と同時に撮影させる。
【００１６】
本実施形態のステレオ画像形成装置１は、このように、１台のカメラ１０により、被写体Ｈの実画像（リアル画像）と、反射鏡２０による反射面２１を介して形成した反射画像とを同時に撮影することで、ステレオ画像を取得する。以下、このステレオ画像形成装置１の撮影原理について、より詳細に説明する。
【００１７】
図２は、このステレオ画像形成装置１によるステレオ画像の撮影原理を説明するための模式図であり、その要部を概略的に平面図で示している。
なお、図中破線で示したのは、反射鏡２０に反射するカメラ像であり、ここでは実在のカメラ１０をリアルカメラ（実カメラ）、その反射像をイメージカメラと呼び、図中のイメージカメラに関するものには、それぞれ符号に’を付して示している。即ち、図中１０’がイメージカメラであり、その撮影レンズは１２’、撮影面は１４’で表す。
【００１８】
本実施形態では、図示のように、反射鏡２０の被写体像の反射面２１を、リアルカメラ１０の側方側（図では左側）に、その撮影レンズ１２の光軸Ｌに向けて、光軸Ｌ方向に沿うように略平行に配置している。そのため、イメージカメラ１０’は、反射鏡２０に対して、リアルカメラ１０の略対称な左側の位置に、左右略対称な状態で位置することになる。従って、両カメラ１０、１０’の光軸Ｌ、Ｌ’は互いに略平行になり、それらの間の間隔（ベースラインＢ）は、リアルカメラ１０の光軸Ｌから反射鏡２０の反射面２１までの距離Ｋの略２倍の値となる。
【００１９】
このような状態で、リアルカメラ１０により撮影を行うと、線Ｌ１（図では一点鎖線で示す）に沿って入射する光は、撮影レンズ１２を透過して撮影面１４の一端側（図では左端側）に達する。そのため、線Ｌ１よりも外側（図では右側）の領域に位置する被写体Ｈは、撮影面１４に投影されず撮影されることはない。一方、線Ｌ１と、反射鏡２０の先端（図では上端）付近を通過する線Ｌ２（図では実線で示す）との間の被写体Ｈは、撮影面１４を２分した一方側（図では左側）に投影されてリアルカメラ１０により撮影される。従って、この線Ｌ１、Ｌ２間の範囲が、被写体Ｈからの光がリアルカメラ１０の撮影レンズ１２に直接入射する範囲であり、リアルカメラ１０による実画像４１の撮影可能領域になっている。
【００２０】
これに対し、線Ｌ１、Ｌ２間の線Ｌ３（図では二点鎖線で示す）に沿って入射する光は、反射鏡２０の反射面２１の一端側（図では下端側）で反射して撮影レンズ１２を透過し、撮影面１４の他端側（図では右端側）に達する。そのため、線Ｌ３よりも外側（線Ｌ１側）の領域に位置する被写体Ｈの反射像は、撮影面１４に投影されず撮影されることはない。一方、線Ｌ３と、反射鏡２０の先端部で反射される線Ｌ４（図では実線で示す）との間の被写体Ｈは、反射鏡２０により反射されて、撮影面１４を２分した他方側（図では右側）に投影されてリアルカメラ１０により撮影される。従って、この線Ｌ３、Ｌ４間の範囲が、被写体Ｈからの光が反射鏡２０を介してリアルカメラ１０の撮影レンズ１２に間接的に入射する範囲であり、被写体Ｈの反射した反射画像４２の撮影可能領域になっている。
【００２１】
また、この反射鏡２０の反射光により撮影される反射画像４２は、線Ｌ３、Ｌ４間の範囲を、両線Ｌ３、Ｌ４を反射鏡２０の裏側まで延長してイメージカメラ１０’により撮影した画像４２’に対応し、その左右を反転等した略対称な画像になる。このように、反射画像４２は、実画像４１と同じリアルカメラ１０で撮影される画像であるが、その左側のイメージカメラ１０’の位置で撮影したのと同等の画像となる。そのため、反射画像４２は、被写体Ｈを直接撮影する実画像４１に対して、ベースラインＢ等に応じた視差のある画像として撮影される。
【００２２】
図３は、リアルカメラ１０の撮影面１４における、直接光による実画像４１と反射光による反射画像４２とからなる撮影画像４０を示す模式図である。
このステレオ画像形成装置１では、図示のように、撮影面１４上に、実画像４１と反射画像４２とが並んで形成され、撮影画像４０には、画像間の境界を挟んで、互いに視差のある２つの画像４１、４２が同時に撮影される。このように、ステレオ画像形成装置１は、１台のカメラ１０と１枚の反射鏡２０により、光軸Ｌ、Ｌ’が互いに略平行で、左右の異なる位置に配置した２台のカメラ１０、１０’により撮影したのと同等な対をなすステレオ画像を形成して撮影・取得する。
【００２３】
ただし、反射鏡２０の大きさ（光軸Ｌ方向の長さ）は有限であるため、その長さや撮影レンズ１２との位置関係等に応じて、カメラ１０への入射領域は、反射鏡２０による領域が直接入射領域よりも狭くなる。これに伴い、撮影画像４０内での領域も、反射画像４２が実画像４１よりも狭くなり、実画像４１が光軸Ｌの位置に対応する中心線ＣＬを超えて形成される。そのため、このステレオ画像形成装置１によりステレオ画像が得られるのは、反射鏡２０に反射して撮影される範囲であり、実画像４１内に撮影される画像の一部及び、同画像に対応する撮影領域はステレオ画像の対象外になる。
【００２４】
図４は、このステレオ画像形成装置１によりステレオ画像が得られる範囲を示す模式図である。
上記したように、このカメラ１０では、図示のように、線Ｌ１、Ｌ２間の外側の領域は実画像４１を撮影できず、かつ、線Ｌ３、Ｌ４間の外側の領域は反射画像４２を撮影できない。そのため、ここでは、反射画像４２を撮影可能な線Ｌ３、Ｌ４間の領域（図の斜線によるハッチング領域Ｒ）が、両画像４１、４２の撮影領域が重なる領域であり、カメラ１０により撮影して被写体Ｈのステレオ画像が得られる範囲になっている。
【００２５】
図５は、以上のようにして撮影したステレオ画像の一例を示す模式図であり、図５Ａは撮影画像４０を、図５Ｂは撮影画像４０に所定の画像処理を施した画像４０Ｈを、それぞれ示している。
ここで、撮影画像４０には、上記したように、被写体Ｈを撮影した実画像４１（ここでは、一方の手を挙げた人の被写体像Ｈ１を含む図５Ａの右側画像）と、被写体像Ｈ１に対して、視差のある被写体像Ｈ２を左右反転（逆転）して撮影した反射画像４２（図５Ａの左側画像）とが、同時に撮影される。
【００２６】
従って、このステレオ画像（画像データ）に基づいて、ステレオマッチング処理等の所定の処理を実行するときには、左右の画像４１、４２の差異や、撮影画像４０内での各画像４１、４２の位置や範囲等、撮影画像４０に応じた処理が必要である。具体的には、例えば各画像４１、４２内の画素を、中心線ＣＬを挟んで対称になるように、撮影画像４０の左右両端側から、内側（両画像４１、４２の境界側）に向かって順次対応させ、その対応させた画素同士を比較する等して上記処理を実行する。
【００２７】
また、これら撮影画像４０内の反射画像４２と、それ以外の領域の実画像４１の各画像データに基づき、画像処理装置３により画像処理して、被写体Ｈを含む対をなすステレオ画像を形成して上記処理を実行するようにしてもよい。この場合には、例えば、反射画像４２又は実画像４１（図５Ｂ参照）のいずれか一方を、他方の画像に合わせて反転処理（ここでは反射画像４２を左右反転）する。これにより、実画像４１の被写体像Ｈ１に対応して、被写体像Ｈ２を反転させた被写体像Ｈ２Ｈを含む反転画像４２Ｈを作成し、ステレオ画像４０Ｈを形成する。
【００２８】
図６は、この反転処理によるステレオ画像の形成について説明するための模式図であり、図５に対応した画像例を示している。また、図６Ｂ、図６Ｃは、分かりやすくするために、図６Ａのステレオ画像４０Ｈ（図５Ｂと同じ画像である）の画像４１、４２Ｈを、左右に配置された２台のカメラにより撮影したように分けて表示した画像例である。
ここでは、図示のように、反転処理した撮影画像（ステレオ画像４０Ｈ）を、画像処理装置３により、反転画像４２Ｈと実画像４１とに分離し、各画像４１、４２Ｈに基づいて、視差のある２つの独立した画像４０Ｂ、４０Ｃからなるステレオ画像を形成している。
【００２９】
その際、実画像４１（図６Ｂ参照）を含む一方の画像４０Ｂに対し、反転画像４２Ｈを含む他方の画像４０Ｃ（図６Ｃ参照）は、反転画像４２Ｈの画像領域内における位置を、前記一方の画像４０Ｂの実画像４１の位置に合わせて右側によせることで形成される。これにより、同一被写体Ｈの視差のある２つの画像４０Ｂ、４０Ｃが形成され、以降は、これら両画像４０Ｂ、４０Ｃに基づいて、対象物までの距離の測定や、その認識処理等の一般的なステレオビジョンとしての同様の処理が可能となる。
【００３０】
なお、この一方の画像４０Ｂは、光軸を略平行にして、左右に配置された右側のカメラ（図２のリアルカメラ１０参照）により被写体Ｈを撮影した画像に相当し、他方の画像４０Ｃは、左側のカメラ（図２のイメージカメラ１０’参照）により被写体Ｈを撮影した画像に相当する。また、両画像４０Ｂ、４０Ｃ内の斜線によりハッチングを付した左側領域は、画像情報がない領域であり、それらを除いた、画像４０Ｂ、４０Ｃの互いに重複する所定領域の画像に基づいて、上記した各処理が実行される。ただし、例えば、反射鏡２０の反射面２１がカメラ１０の光軸Ｌ方向に対して多少傾斜する場合等には、それら各撮影条件に応じて、反射画像４２や反転画像４２Ｈを補正等してから各処理を行う。
【００３１】
以上説明した本実施形態のステレオ画像形成装置１では、１台のカメラ１０を使用してステレオ画像が得られるため、２台のカメラを使用するものに比べて、部品数を削減等してコストの低減と小型化を図ることができる。同時に、２台のカメラ間で各特性を調整して合わせる作業や、カメラの取り付け位置の調整及び撮影の同期制御等も必要ないため、それらに要する労力や手間を削減しつつ、ステレオ画像を簡易かつ精度よく撮影でき、かつ装置製造等のコストを低減することもできる。また、このステレオ画像形成装置１では、１枚の反射鏡２０により被写体Ｈのステレオ画像を形成して撮影できるため、複数の反射鏡等を使用するものに比べて、コストを低減することができる。併せて、反射鏡２０を設置するスペースも小さくなり、装置全体を小型化できることに加えて、反射鏡２０の設置誤差も小さくでき、ステレオ画像の撮影精度を一層高めることができる。
【００３２】
従って、本実施形態によれば、簡易な構成で被写体Ｈの視差のあるステレオ画像が取得可能で、そのために要する作業も簡単にでき、ステレオ画像形成装置１のコストの低減と小型化を図ることができる。また、ステレオ画像の撮影精度を向上させることもでき、取得したステレオ画像を使用した、例えば被写体Ｈまでの距離の測定やその認識等、ステレオビジョンシステムの正確性を、簡易かつ低コストで効果的に高めることができる。
【００３３】
ここで、以上説明した実施形態のステレオ画像形成装置１では、一般的なステレオカメラ等のステレオ画像形成装置に比べて、ステレオ画像を撮影可能な領域が制限される。
図７は、これら２つのステレオ画像形成装置の撮影領域の違いを説明するための模式図である。
【００３４】
一般的な従来のステレオ画像形成装置１Ｋ（図７Ａ参照）では、カメラ１０Ｋの前方側の撮影領域ＲＫの全体に亘って、かつ左右略対称な範囲のステレオ画像が撮影できる。これに対し、このステレオ画像形成装置１（図７Ｂ参照）では、撮影領域Ｒが、反射鏡２０を挟んだ一方側の領域に制限され、従来のステレオ画像形成装置１Ｋの撮影領域ＲＫに比べて、略半分の偏った領域になる。従って、このステレオ画像形成装置１により左右対称な範囲を撮影したい場合には、カメラ１０と反射鏡２０の向きを傾けて設置等すればよい。
【００３５】
図８は、このようにカメラ１０等を傾けて設置したステレオ画像形成装置１を示す模式図である。
ここでは、カメラ１０（図８Ａ参照）と反射鏡２０（図８では図示せず）とを、一体に傾けて筐体５内（図８Ｂ参照）に設置し、カメラ１０の光軸Ｌ方向を筐体５の中心線Ｍに対して傾けて配置している。このようにして、筐体５の中心線Ｍを撮影領域Ｒの略中央部に位置させることで、筐体５の正面側の中心線Ｍを挟んだ左右略対称な範囲が撮影可能になる。ただし、この場合には、カメラ１０から被写体Ｈまでの光軸Ｌ方向に沿う距離と、筐体５から同じ被写体Ｈまでの中心線Ｍ方向に沿う距離とが異なる値になる。そのため、必要に応じて、カメラ１０の撮影画像４０を、光軸Ｌと中心線Ｍとの角度等に基づいて射影変換（図８Ｃ参照）する等、変換や補正等して筐体５の向きに合わせたステレオ画像を形成する。
【００３６】
また、このステレオ画像形成装置１（図２参照）では、１台のカメラ１０の撮影領域を２分（図３参照）するため、撮影範囲が狭くなって、画像としての情報も約半分になる。従って、撮影範囲を広くして画像としての情報を多くしたい場合等には、対象物の大きさや位置等の反射すべき被写体Ｈに応じて、反射鏡２０により、撮影画像４０内での反射画像４２の領域が、実画像４１の領域よりも小さく（狭く）なるように被写体像を反射させるようにしてもよい。
【００３７】
図９は、このように反射画像４２を小さくした撮影画像４０の例を示す模式図である。
ここでは、反射鏡２０を小さくして、カメラ１０の撮影領域が遮られる範囲を少なくし、かつ反射面２１により特定の被写体Ｈを反射できるように、その位置に合わせて、反射面２１をカメラ１０の光軸Ｌに対して所定角度で傾斜させて、被写体Ｈに向けて配置する。これにより、撮影画像４０内（図９Ａ参照）での実画像４１の領域を広くして、被写体像Ｈ３を含みつつ、その周囲の広い範囲の画像を撮影する。同時に、反射画像４２の領域を狭くして、被写体像Ｈ４とその近傍のみの視差のある反射画像４２を撮影する。このようにして、より広い範囲を撮影して画像としての情報を多くしながら、反射鏡２０により、撮影画像４０内での領域が実画像４１の領域よりも小さくなる反射画像４２を形成し、必要な部分のみ視差画像を撮影してステレオ画像を取得している。
【００３８】
なお、この撮影画像４０を分離して対をなすステレオ画像を形成すると、画像情報が多い実画像４１を含む画像（図９Ｂ参照）に対し、反射画像４２を反転処理した反転画像４２Ｈを含む画像（図９Ｃ参照）は、反転した被写体像Ｈ４Ｈの位置に応じて、ここでは、中心線ＣＬ付近のみの画像になる。従って、視差画像が得られる領域は、両画像が重複する範囲（図９Ｂに示す領域Ｆ）となる。また、この反射画像４２又は反転画像４２Ｈは、反射鏡２０の傾け角度等の撮影条件に応じて、補正や変換等してから以降のステレオ画像の各処理が行われる。更に、このような撮影画像４０は、反射鏡２０を小さくし、或いは、反射面２１を傾斜させても、それぞれ撮影でき、撮影すべき被写体Ｈの各状況に合わせて、いずれか一方のみを実施して撮影するようにしてもよい。
【００３９】
ところで、以上の各実施形態では、反射鏡２０を１枚のみ使用したが、これに加えて、他の同様の反射鏡２０をカメラ１０の光軸Ｌを囲むように配置し、これら複数の反射鏡２０と１台のカメラ１０により、被写体Ｈの実画像４１と反射鏡２０の数に応じた数の反射画像４２とを同時に撮影するようにしてもよい。
【００４０】
図１０は、このように反射鏡２０を複数（ここでは２枚）配置したステレオ画像形成装置１’を示す要部模式図であり、図１０Ａはカメラ１０の撮影レンズ１２側から見た正面図を、図１０Ｂは図１０Ａの左側から見た側面図を、それぞれ示している。また、図１１は、このステレオ画像形成装置１’により撮影した撮影画像の例を示す模式図である。
【００４１】
このステレオ画像形成装置１’では、図１０に示すように、上記した反射鏡（第１の反射鏡）２０に加えて、同様に構成される第２の反射鏡２０’を、互いの反射面２１、２１’同士が直交して当接するように、カメラ１０の光軸Ｌ方向に沿って上側に配置している。このようにすることで、図１１に示すように、１台のカメラ１０により、複数台のカメラにより撮影したのと同様な、視差のある複数の画像４１’、４２Ａ、４２Ｂ、４２Ｃからなるステレオ画像を撮影できる。
【００４２】
即ち、この撮影画像４０’には、両反射鏡２０、２０’から離れた位置に形成される１つの実画像４１’、その第１の反射鏡２０側に形成される第１の反射画像４２Ａ、実画像４１’の第２の反射鏡２０’側に形成される第２の反射画像４２Ｂ、及び両反射鏡２０、２０’の交点側に形成される第３の反射画像４２Ｃの４つの画像が撮影される。このように、撮影画像４０’は４分割され、各画像４１’、４２Ａ、４２Ｂ、４２Ｃが、それぞれ同一の被写体Ｈを左右や上下等の複数方向から見たのと同等な画像として、左右や上下等が反転した状態で互いに接して撮影される。これら各画像４１’、４２Ａ、４２Ｂ、４２Ｃを任意に組み合わせて、上記と同様に画像処理して互いに比較等することで、被写体Ｈの認識や離間距離の測定等を、より高精度かつ正確に行うことができる。
【００４３】
なお、このステレオ画像形成装置１’によれば、１台のカメラ１０により、原理的には４つの方向から撮影した視差のある画像が得られる。しかしながら、２枚の反射鏡２０、２０’の反射面２１、２１’同士を正確に直交させて直角に配置するのは極めて難しい。そのため、それら両反射面２１、２１’の反射により形成される第３の反射画像４２Ｃには、反射面２１、２１’の境界位置で、その直角からのずれに応じて画像にずれが発生する。その結果、この第３の反射画像４２Ｃを画像処理に使用すると、その補正等のために複雑な処理を要する等、多大な手間が必要で困難が伴う。また、視差のある画像を２つから３つにするメリットは大きいが、３つを４つにするメリットはそれ程大きくないため、この撮影画像４０’の４つの画像のうち、第３の反射画像４２Ｃを除いた他の３つの画像４１’、４２Ａ、４２Ｂを使用して画像処理を行うようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本実施形態のステレオ画像形成装置の概略構成を模式的に示す要部ブロック図である。
【図２】本実施形態のステレオ画像形成装置によるステレオ画像の撮影原理を説明するための模式図である。
【図３】図２のリアルカメラの撮影面における実画像と反射画像とからなる撮影画像を示す模式図である。
【図４】本実施形態のステレオ画像形成装置によりステレオ画像が得られる範囲を示す模式図である。
【図５】本実施形態のステレオ画像の一例を示す模式図である。
【図６】反転処理によるステレオ画像の形成について説明するための模式図である。
【図７】ステレオ画像形成装置の撮影領域の違いを説明するための模式図である。
【図８】カメラを傾けて設置したステレオ画像形成装置を示す模式図である。
【図９】反射画像を小さくした撮影画像の例を示す模式図である。
【図１０】反射鏡を複数配置したステレオ画像形成装置を示す要部模式図である。
【図１１】図１０に示すステレオ画像形成装置により撮影した撮影画像の例を示す模式図である。
【符号の説明】
【００４５】
１・・・ステレオ画像形成装置、３・・・画像処理装置、５・・・筐体、１０・・・カメラ、１２・・・撮影レンズ、１４・・・撮影面、２０・・・反射鏡、２１・・・反射面、３０・・・コンピュータ、３１・・・ＣＰＵ、３２・・・ＲＯＭ、３３・・・ＲＡＭ、３４・・・入力部、３５・・・表示部、４０・・・撮影画像、４１・・・実画像、４２・・・反射画像、ＣＬ・・・中心線、Ｈ・・・被写体。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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