特許 7596516 カメラ感度を向上させ、同一の視点をマッチングするための光学装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-11-29

(45)【発行日】2024-12-09

(54)【発明の名称】カメラ感度を向上させ、同一の視点をマッチングするための光学装置

(51)【国際特許分類】

   H04N 23/55 20230101AFI20241202BHJP

   H04N 23/45 20230101ALI20241202BHJP

   H04N 23/60 20230101ALI20241202BHJP

   H04N 7/18 20060101ALI20241202BHJP

【ＦＩ】

H04N23/55

H04N23/45

H04N23/60 500

H04N7/18 M

【請求項の数】 20

(21)【出願番号】P 2023515331

(86)(22)【出願日】2021-07-14

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2023-09-22

(86)【国際出願番号】 US2021041661

(87)【国際公開番号】W WO2022072036

(87)【国際公開日】2022-04-07

【審査請求日】2023-03-07

(31)【優先権主張番号】17/036,910

(32)【優先日】2020-09-29

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(73)【特許権者】

【識別番号】000002185

【氏名又は名称】ソニーグループ株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】596102126

【氏名又は名称】ソニー ピクチャーズ エンターテインメント インコーポレイテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100092093

【弁理士】

【氏名又は名称】辻居 幸一

(74)【代理人】

【識別番号】100109070

【弁理士】

【氏名又は名称】須田 洋之

(74)【代理人】

【識別番号】100067013

【弁理士】

【氏名又は名称】大塚 文昭

(74)【代理人】

【氏名又は名称】上杉 浩

(74)【代理人】

【識別番号】100120525

【弁理士】

【氏名又は名称】近藤 直樹

(72)【発明者】

【氏名】ザウアーマン フェリックス

【審査官】村山 絢子

(56)【参考文献】

【文献】特開２００５－３０９０７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１１－０７３４９１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０４Ｎ ２３／００

Ｈ０４Ｎ ２３／４０－２３／７６

Ｈ０４Ｎ ２３／９０－２３／９５９

Ｈ０４Ｎ ５／２２２－５／２５７

Ｈ０４Ｎ ７／１８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

システムであって、
画像ビームを受け取るためのレンズ及びフォーカルリデューサと、
前記フォーカルリデューサから前記レンズを通過した前記画像ビームを受け取り、前記画像ビームを複数の方向に分割するためのビームスプリッタと、
前記ビームスプリッタに結合される複数のセンサと、
を含み、
前記複数のセンサのうちの各センサは、特定の周波数帯域内の前記画像ビームを感知するように構成され、
前記複数のセンサのうちの第１のセンサの前記特定の周波数帯域は、前記複数のセンサのうちの第２のセンサの前記特定の周波数帯域と重ならず、
前記第１のセンサが感知した前記画像ビーム及び前記第２のセンサが感知した前記画像ビームを受け取り、マット生成プロセスで使用するためにこれらの画像ビームを組み合わせるためのプロセッサを更に含み、
前記第１のセンサ及び前記第２のセンサは、共通の前記レンズを通過した前記画像ビームを感知する、
ことを特徴とするシステム。

【請求項2】

前記ビームスプリッタは、前記第１のセンサに結合するための第１のスプリッタアタッチメントと、前記第２のセンサに結合するための第２のスプリッタアタッチメントとを少なくとも含むことを特徴とする、請求項１に記載のシステム。

【請求項3】

前記第１のセンサは、前記第１のスプリッタアタッチメントに結合するための第１のセンサアタッチメントを含み、前記第２のセンサは、前記第２のスプリッタアタッチメントに結合するための第２のセンサアタッチメントを含むことを特徴とする、請求項２に記載のシステム。

【請求項4】

前記第１のセンサアタッチメントは、対物レンズを介在させることなく、前記第１のスプリッタアタッチメントに直接結合することを特徴とする、請求項３に記載のシステム。

【請求項5】

前記第２のセンサアタッチメントは、対物レンズを介在させることなく、前記第２のスプリッタアタッチメントに直接結合することを特徴とする、請求項３に記載のシステム。

【請求項6】

前記第１のセンサは、可視光感知画像を生成するように構成される可視光センサであり、前記第２のセンサは、ＩＲ感知画像を生成するように構成される赤外線（ＩＲ）センサであることを特徴とする、請求項１に記載のシステム。

【請求項7】

前記プロセッサは、前記可視光感知画像及び前記ＩＲ感知画像を受け取り、マット生成プロセスで使用するためにこれらの画像を組み合わせることを特徴とする、請求項６に記載のシステム。

【請求項8】

前記レンズは、ＩＭＡＸフォーマットレンズを含むラージフォーマットレンズであることを特徴とする、請求項１に記載のシステム。

【請求項9】

前記複数のセンサは、複数のフルフレームセンサを含むことを特徴とする、請求項１に記載のシステム。

【請求項10】

前記レンズは、ラージフォーマットレンズ、フルフレーム３５ｍｍフォーマットレンズ、又はスーパー３５ｍｍフォーマットレンズであることを特徴とする、請求項１に記載のシステム。

【請求項11】

前記複数のセンサは、複数の２／３インチセンサを含むことを特徴とする、請求項１に記載のシステム。

【請求項12】

方法であって、
レンズ及びフォーカルリデューサを通じて画像ビームを受け取るステップと、
ビームスプリッタを使用して、前記レンズを通過した前記画像ビームを、複数のセンサに向けて複数の方向に分割するステップと、
前記ビームスプリッタに前記複数のセンサを結合するステップと、
を含み、
前記複数のセンサのうちの各センサは、特定の周波数帯域内の前記画像ビームを感知するように構成され、
第１のセンサが感知した前記画像ビーム及び第２のセンサが感知した前記画像ビームを受け取り、マット生成プロセスで使用するためにこれらの画像ビームを組み合わせ、
前記第１のセンサ及び前記第２のセンサは、共通の前記レンズを通過した前記画像ビームを感知する、
ことを特徴とする方法。

【請求項13】

前記複数のセンサのうちの第１のセンサの前記特定の周波数帯域は、前記複数のセンサのうちの第２のセンサの前記特定の周波数帯域と重ならないことを特徴とする、請求項１２に記載の方法。

【請求項14】

ビーム分割画像（ｂｅａｍ－ｓｐｌｉｔ ｉｍａｇｅ）を受け取って処理して、前記第１のセンサの前記特定の周波数帯域を通じて感知される第１の周波数感知画像を生成するステップと、
ビーム分割画像（ｂｅａｍ－ｓｐｌｉｔ ｉｍａｇｅ）を受け取って処理して、前記第２のセンサの前記特定の周波数帯域を通じて感知される第２の周波数感知画像を生成するステップと、
を更に含むことを特徴とする、請求項１３に記載の方法。

【請求項15】

前記第１の周波数感知画像と前記第２の周波数感知画像とを組み合わせるステップ、
を更に含むことを特徴とする、請求項１４に記載の方法。

【請求項16】

前記レンズは、ＩＭＡＸフォーマットレンズを含むラージフォーマットレンズであることを特徴とする、請求項１２に記載の方法。

【請求項17】

前記複数のセンサは、複数のフルフレームセンサを含むことを特徴とする、請求項１２に記載の方法。

【請求項18】

前記レンズは、ラージフォーマットレンズ、フルフレーム３５ｍｍフォーマットレンズ、又はスーパー３５ｍｍフォーマットレンズであることを特徴とする、請求項１２に記載の方法。

【請求項19】

前記複数のセンサは、複数の２／３インチセンサを含むことを特徴とする、請求項１２に記載の方法。

【請求項20】

レンズのイメージサークルを縮小するためのコンピュータプログラムを記憶する非一時的コンピュータ可読記憶媒体であって、前記コンピュータプログラムは実行可能命令を含み、前記実行可能命令は、コンピュータに、
フォーカルリデューサを含む前記レンズを通じて画像ビームを受け取ることと、
ビームスプリッタを使用して、前記レンズを通過した前記画像ビームを、複数のセンサに向けて複数の方向に分割することと、
前記ビームスプリッタに前記複数のセンサを結合することと、
を行わせ、
前記複数のセンサのうちの各センサは、特定の周波数帯域内の前記画像ビームを感知するように構成され、
第１のセンサが感知した前記画像ビーム及び第２のセンサが感知した前記画像ビームを受け取らせ、マット生成プロセスで使用するためにこれらの画像ビームを組み合わさせ、
前記第１のセンサ及び前記第２のセンサは、共通の前記レンズを通過した前記画像ビームを感知する、
ことを特徴とする非一時的コンピュータ可読記憶媒体。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

[0001] 本開示は、光学装置に関し、具体的には、画像マッチング及びビデオ制作におけるビデオ信号の増幅に関する。

【背景技術】

【0002】

[0002] ビデオ制作のための従来のシステムでは、大きいフィルムフォーマット（例えば、フルフレーム３５ｍｍフォーマット、又は６５ｍｍ又は７０ｍｍのＩｍａｇｅ Ｍａｘｉｍｕｍ（ＩＭＡＸ）フォーマット）のために、大きい設定が必要である場合がある。しかしながら、大きい設定は、嵩張りかつ複雑である場合がある。更に、大きい設定を使用するマット生成は、困難かつ複雑なプロセスを伴う場合がある。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0003】

[0003] 本開示は、光に対するカメラの感度を向上させ、２つの同一の視点のマッチングを可能にする光学システムのための技術を実装することを提供する。

【課題を解決するための手段】

【0004】

[0004] １つの実装では、システムを開示する。前記システムは、画像ビームを受け取るためのレンズ及びフォーカルリデューサと、前記フォーカルリデューサから前記画像ビームを受け取り、前記画像ビームを複数の方向に分割するためのビームスプリッタとを含む。前記システムは、また、前記ビームスプリッタに結合される複数のセンサを含む。前記複数のセンサのうちの各センサは、特定の周波数帯域内の前記画像ビームを感知するように構成される。更に、前記複数のセンサのうちの第１のセンサの前記特定の周波数帯域は、前記複数のセンサのうちの第２のセンサの前記特定の周波数帯域と重ならない。１つの実装では、前記フォーカルリデューサは、前記画像ビームを集光して増幅して、各センサの感度を増加させる。

【0005】

[0005] １つの実装では、前記ビームスプリッタは、前記第１のセンサに結合するための第１のスプリッタアタッチメントと、前記第２のセンサに結合するための第２のスプリッタアタッチメントとを少なくとも含む。１つの実装では、前記第１のセンサは、前記第１のスプリッタアタッチメントに結合するための第１のセンサアタッチメントを含み、前記第２のセンサは、前記第２のスプリッタアタッチメントに結合するための第２のセンサアタッチメントを含む。１つの実装では、前記第１のセンサアタッチメントは、対物レンズを介在させることなく、前記第１のスプリッタアタッチメントに直接結合する。１つの実装では、前記第２のセンサアタッチメントは、対物レンズを介在させることなく、前記第２のスプリッタアタッチメントに直接結合する。１つの実装では、前記第１のセンサは、可視光感知画像を生成するように構成される可視光センサであり、前記第２のセンサは、ＩＲ感知画像を生成するように構成される赤外線（ＩＲ）センサである。１つの実装では、前記システムは、前記可視光感知画像及び前記ＩＲ感知画像を受け取り、マット生成プロセスで使用するためにこれらの画像を組み合わせるためのプロセッサを更に含む。１つの実装では、前記レンズは、ＩＭＡＸフォーマットレンズを含むラージフォーマットレンズである。１つの実装では、前記複数のセンサは、複数のフルフレームセンサを含む。１つの実装では、前記レンズは、３５ｍｍフォーマットレンズを含むフルフレームレンズである。１つの実装では、前記複数のセンサは、複数の２／３インチセンサを含む。

【0006】

[0006] 別の実装では、方法を開示する。前記方法は、レンズ及びフォーカルリデューサを通じて画像ビームを受け取るステップと、ビームスプリッタを使用して、前記画像ビームを、複数のセンサに向けて複数の方向に分割するステップと、前記ビームスプリッタに前記複数のセンサを結合するステップと、を含み、前記複数のセンサのうちの各センサは、特定の周波数帯域内の前記画像ビームを感知するように構成される。

【0007】

[0007] １つの実装では、前記複数のセンサのうちの第１のセンサの前記特定の周波数帯域は、前記複数のセンサのうちの第２のセンサの前記特定の周波数帯域と重ならない。１つの実装では、前記方法は、ビーム分割画像（ｂｅａｍ－ｓｐｌｉｔ ｉｍａｇｅ）を受け取って処理して、前記第１のセンサの前記特定の周波数帯域を通じて感知される第１の周波数感知画像を生成するステップと、ビーム分割画像（ｂｅａｍ－ｓｐｌｉｔ ｉｍａｇｅ）を受け取って処理して、前記第２のセンサの前記特定の周波数帯域を通じて感知される第２の周波数感知画像を生成するステップと、を更に含む。１つの実装では、前記方法は、前記第１の周波数感知画像と前記第２の周波数感知画像とを組み合わせるステップを更に含む。１つの実装では、前記レンズは、ラージフォーマットレンズである。１つの実装では、前記ラージフォーマットレンズは、ＩＭＡＸフォーマットレンズを含む。１つの実装では、前記複数のセンサは、複数のフルフレームセンサを含む。１つの実装では、前記複数のフルフレームセンサは、複数の３５ｍｍフォーマットイメージセンサを含む。

【0008】

[0008] 更なる実装では、フルフレームセンサをカバーするためのラージフォーマットレンズのイメージサークルを縮小するためのコンピュータプログラムを記憶する非一時的コンピュータ可読記憶媒体を開示する。前記コンピュータプログラムは実行可能命令を含み、前記実行可能命令は、コンピュータに、フォーカルリデューサを含む前記ラージフォーマットレンズを通じて画像ビームを受け取ることと、ビームスプリッタを使用して、前記画像ビームを、複数のフルフレームセンサに向けて複数の方向に分割することと、前記ビームスプリッタに前記複数のフルフレームセンサを結合することと、を行わせ、前記複数のフルフレームセンサのうちの各フルフレームセンサは、特定の周波数帯域内の前記画像ビームを感知するように構成される。

【0009】

[0009] 本開示の態様を一例として示す本明細書からは、他の特徴及び利点も明らかになるはずである。

【0010】

[0010] 同じ部分を同じ参照数字によって示す添付図面を検討することにより、本開示の詳細をその構造及び動作の両方に関して部分的に収集することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本開示の１つの実装による、レンズのイメージサークルを縮小するための光学システムのブロック図である。

【図2】本開示の１つの実装による、レンズのイメージサークルを縮小するための方法のフロー図である。

【図3A】本開示の実装による、コンピュータシステム及びユーザの図である。

【図3B】本開示の実装による、イメージサークル縮小アプリケーションをホストするコンピュータシステムを示す機能ブロック図である。

【図4】本開示の１つの実装による、医用撮像のための方法を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

[0016] 上記のように、ビデオ制作のための従来のシステムは、大きい設定を必要とする場合がある。例えば、シーンから入射する（光の）ビームを複数のセンサ（各センサは別個のレンズを有する）に向ける必要がある設定において、ＩＭＡＸ、フルフレーム、及び３５ｍｍフォーマットなどのフィルムフォーマットのための大きいイメージサークルを処理するために、大きいビームスプリッタが必要である場合がある。しかしながら、大きい設定は、嵩張り、複雑であり、２つの個々のレンズを使用する結果として得られる２つの画像の不一致に起因して不正確になりやすい場合がある。更に、大きい設定を使用するマット生成は、困難かつ複雑なプロセスを伴う場合がある。

【0013】

[0017] 本開示の特定の実装は、ビデオ制作においてイメージサークルを縮小するための装置及び方法を提供する。当初意図されていたイメージサークルを縮小し、そのために、レンズによって投影されるイメージサークルを集光して、より小さい領域をカバーすることによって、入射光を強める。イメージサークルのサイズ縮小に応じて、投影された画像は、明るさ及び強度が増加することができる。すなわち、より多くの光をより小さい領域上に投影することによって、より多くの光がカメラのイメージセンサに入射できるようにすることができ、これにより、より良好な信号対雑音比をもたらすことによって、光に対するカメラ感度を向上させることができる。更に、光学システムは、１つのレンズからのビームを、ＩＲ感応センサ（以下「ＩＲセンサ」と呼ぶ）及び赤緑青（ＲＧＢ）又は可視光センサ（以下「ＲＧＢセンサ」と呼ぶ）への２方向に分割することができる。

【0014】

[0018] 以下の説明を読んだ後には、様々な実装及び用途における本開示の実施方法が明らかになるであろう。本明細書では本開示の様々な実装について説明するが、これらの実装は、限定ではなく一例として提示するものにすぎないと理解されたい。したがって、様々な実装についての詳細な説明は、本開示の範囲又は外延を限定するものとして解釈すべきではない。

【0015】

[0019] １つの実装では、フルフレームセンサをカバーするためのラージフォーマットレンズのイメージサークルを縮小する光学システムは、レンズと、イメージサークルを縮小して集光することによってビームを強めるためのフォーカルリデューサと同様の他の光学要素とを含むことができる。光学システムは、１つのレンズ及び他の光学要素からのビームを、ＩＲセンサ及びＲＧＢセンサへの２方向に分割することもできる。別の実装では、光学システムは、１つのレンズからのビームを、複数のセンサへの複数の方向に分割することができ、各センサは、特定の周波数帯域内のビームをフィルタリングするように構成される。ビームの強化は、より長い距離を移動したり、追加の要素を通過したり、又は複数の方向に分割されることによって失われる光を補償するのに役立つことができる。

【0016】

[0020] この光学システムの１つの目的は、そうでない場合には２／３インチセンサ又は３５ｍｍフルフレーム（又はスーパー３５ｍｍ）イメージレンズサークルで可能なものよりも多くの光を取り込むことである。別の目的は、そうでない場合には２つのセンサ（一方はＩＲ、他方はＲＧＢ）及び２つのレンズの前に配置される物理的に大きいビームスプリッタアレイを、ずっと小さく軽いパッケージに縮小することである。したがって、１つの実装では、光学システムの新しい設定は、１つのみのレンズと、（ビームを増幅するための）光学フォーカルリデューサとを必要とすることができる。更に別の目的は、物理的センサリグと、マット生成プロセスなどの画像及びソフトウェアパイプラインとの両方において、複雑さ、重量及びサイズを低減することである。組み合わせた効果は、グリーンスクリーンなしで、被写体をその環境から分離する能力を有するずっと小さいセンサ／カメラ上でＩＭＡＸのように見えるとともに、また、動的又は低い光条件を可能にするであろう。

【0017】

[0021] 図１は、本開示の１つの実装による、レンズのイメージサークルを縮小するための光学システム１００のブロック図である。図１に示す実装では、光学システム１００は、対物レンズ１２０と、ビームスプリッタ１１０と、ＲＧＢセンサ１５０と、ＩＲセンサ１６０と、プロセッサ１７０とを含む。

【0018】

[0022] 図１に示す実装では、ＲＧＢセンサ１５０は、ビームスプリッタ１１０を取り付けるためのアタッチメント１５２を含む。したがって、この実装では、ＲＧＢセンサ１５０は、レンズを含むのではなく、ビームスプリッタ１１０に直接結合する。図１に示す実装では、ＩＲセンサ１６０は、ビームスプリッタ１１０を取り付けるためのアタッチメント１６２を含む。したがって、この実装では、ＩＲセンサ１６０は、レンズを含むのではなく、ビームスプリッタ１１０に直接結合する。図１に示す実装では、ビームスプリッタ１１０は、ＲＧＢセンサ１５０のアタッチメント１５２にビームスプリッタ１１０を取り付けるための第１のアタッチメント１１２と、ＩＲセンサ１６０のアタッチメント１６２にビームスプリッタ１１０を取り付けるための第２のアタッチメント１１４とを含む。アタッチメント１１２、１１４、１５２、１６２は、センサ１５０、１６０のサイズに従って交換可能な要素であることに留意されたい。

【0019】

[0023] 図１に示す実装では、ビームスプリッタ１１０は、フォーカルリデューサ１２２を取り付けるか又は含むことができる。第１の実装では、対物レンズ１２０と、フルフレームセンサ（例えば、３５ｍｍイメージセンサ）をカバーするためのラージフォーマットレンズ（例えば、６５ｍｍ又はＩＭＡＸフォーマットレンズ）のイメージサークルを縮小するフォーカルリデューサ１２２とを通じて、（可視光及びＩＲの）ビーム１０２を受け取る。したがって、第１の実装はフィルム市場に適用される。第２の実装では、フォーカルリデューサ１２２は、２／３インチセンサをカバーするためのフルフレームセンサ（例えば、３５ｍｍイメージセンサ）のイメージサークルを縮小する。したがって、第２の実装は放送市場に適用され、放送画像は「フィルム」に見える。フォーカルリデューサ１２２は、センサ１５０、１６０のサイズ及びレンズ１２０の選択に従って交換可能な要素であることに留意されたい。

【0020】

[0024] 次に、ビームスプリッタ１１０は、レンズ１２０からのビーム１０２を分割して、ビーム１０２をＲＧＢセンサ１５０及びＩＲセンサ１６０に向ける。ビーム１０２の強化は、より長い距離を移動したり、追加の要素を通過したり、又は２方向に分割されることによって失われる光を補償するのに役立つことができる。

【0021】

[0025] ビームスプリッタ１１０の前に単一のレンズ１２０を有する（すなわち、ビーム１０２の経路内のビームスプリッタ１１０の前に、レンズ１２０が配設される）とともに、センサ１５０、１６０の各々におけるレンズは取り外されるか又は存在しないことによって、（アタッチメント１１２、１１４、１５２、１６２を通じて）センサ１５０、１６０において受け取られる画像１１６、１１８は、実質的に同一のものとすることができる。すなわち、画像１１６、１１８は、同じ視野を有するだけでなく、同じレンズから入射するので実質的に同一のものとすることもできる。更に、レンズ１２０とビームスプリッタ１１０との間にフォーカルリデューサ１２２を含むことによって、ビームスプリッタ１１０のサイズを実質的に低減することができる。したがって、フォーカルリデューサ１２２は、ビームスプリッタ１１０内に又はその一部として、又はレンズ１２０とビームスプリッタ１１０との間の中間部品に取り付けられてそれとして働く別個のモジュール部品として収容される光学要素とすることができる。

【0022】

[0026] 図１に示す実装では、ＲＧＢセンサ１５０は、画像１１６を受け取り、可視光感知画像１５４を生成し、一方、ＩＲセンサ１６０は、画像１１８を受け取り、ＩＲ画像１６４を生成する。上記のように、画像１１６、１１８は、実質的に同一のものとすることができる。

【0023】

[0027] １つの実装では、プロセッサ１７０は、可視光感知画像１５４及びＩＲ画像１６４を受け取り、様々な目的のために画像１５４、１６４を処理する。例えば、マット生成プロセスのために光学システム１００が使用される時に、レンズ１２０、ビームスプリッタ１１０、及びセンサ１５０、１６０は、画像１１６、１１８が実質的に同一であることに基づいて、画像又は画素マッチングの初期処理を実行することができる。同様の２つのレンズが存在しないので、所与のレンズは、光ビームがレンズを通過している時、光ビームを一意に歪ませて修正する。したがって、結果として得られる画像の特性は、そのレンズに固有のものである。２又は３以上のカメラセンサの視点（ｐｏｉｎｔ ｏｆ ｖｉｅｗ）から同一の視点（ｉｄｅｎｔｉｃａｌ ｐｅｒｓｐｅｃｔｉｖｅ）を作成するために、光ビームは、２又は３以上の方向に分割される前に、１つの同じレンズを通過する必要がある。そうでない場合には、２つの異なるレンズから発出するビームを含む視点のマッチングは、同一ではない場合がある。したがって、プロセッサ１７０は、画像１５４、１６４を受け取り、人工知能（ＡＩ）又は機械学習と共に、マット生成プロセスの制御部分のためだけに画像１５４、１６４を処理して、オンザフライで可能なアーチファクトを除去することができる。したがって、組み合わせた効果は、グリーンスクリーンなしで、被写体をその環境から分離する能力を有する実質的により小さいカメラ／センサ上でＩＭＡＸのように見えるとともに、また、動的又は低い光条件を可能にすることができる。

【0024】

[0028] 一般的な実装では、システムは、画像ビームを受け取るためのレンズ及びフォーカルリデューサと、前記レンズの前記フォーカルリデューサから前記画像ビームを受け取り、前記画像ビームを複数の方向に分割するためのビームスプリッタと、前記ビームスプリッタに結合される複数のセンサと、を含み、前記複数のセンサのうちの各センサは、特定の周波数帯域内の前記画像ビームを感知するように構成され、前記複数のセンサのうちの第１のセンサの前記特定の周波数帯域は、前記複数のセンサのうちの第２のセンサの前記特定の周波数帯域と重ならない。

【0025】

[0029] １つの実装では、前記ビームスプリッタは、前記第１のセンサに結合するための第１のスプリッタアタッチメントと、前記第２のセンサに結合するための第２のスプリッタアタッチメントとを少なくとも含む。前記第１のセンサは、前記第１のスプリッタアタッチメントに結合するための第１のセンサアタッチメントを含むことができ、前記第２のセンサは、前記第２のスプリッタアタッチメントに結合するための第２のセンサアタッチメントを含むことができる。前記第１のセンサアタッチメントは、レンズを介在させることなく、前記第１のスプリッタアタッチメントに直接結合することができる。前記第２のセンサアタッチメントは、レンズを介在させることなく、前記第２のスプリッタアタッチメントに直接結合することができる。前記レンズは、ＩＭＡＸフォーマットレンズを含むラージフォーマットレンズとすることができる。前記複数のセンサは、複数の３５ｍｍイメージセンサを含む複数のフルフレームセンサを含む。

【0026】

[0030] 図２は、本開示の１つの実装による、レンズのイメージサークルを縮小するための方法２００のフロー図である。図２に示す実装では、方法２００は、光に対するカメラの感度を向上させ、２つの同一の視点のマッチングを可能にする光学システムのための技術を実装する。

【0027】

[0031] １つの実装では、ステップ２１０において、レンズ及びフォーカルリデューサを通じて光ビームを受け取る。次に、ステップ２２０において、ビームスプリッタによって、ビームを、複数のセンサに向けて２つの方向に分割することができる。複数のセンサは、ＲＧＢセンサ及びＩＲセンサを少なくとも含むことができる。フォーカルリデューサによって行われるビームの強化は、より長い距離を移動したり、追加の要素を通過したり、又は２方向に分割されることによって失われる光を補償するのに役立つことができる。

【0028】

[0032] １つの実装では、ステップ２３０において、複数のセンサの各々は、レンズなしで、ビームスプリッタに直接結合するか又は取り付けられる。したがって、ビームスプリッタの前に単一のレンズを有するとともに、複数のセンサの各々におけるレンズは取り外されるか又は存在しないことによって、センサにおいて受け取られる画像は、実質的に同一のものとすることができる。更に、ビームスプリッタの前にフォーカルリデューサを有することによって、ビームスプリッタのサイズを実質的に低減することができる。

【0029】

[0033] ステップ２４０において、複数のセンサのうちの第１のセンサは、ビーム分割画像（ｂｅａｍ－ｓｐｌｉｔ ｉｍａｇｅ）を受け取って処理して、第１の周波数スペクトルを通じて感知又はフィルタリングされる画像（第１の周波数感知画像）を生成することができる。ステップ２５０において、複数のセンサのうちの第２のセンサは、ビーム分割画像（ｂｅａｍ－ｓｐｌｉｔ ｉｍａｇｅ）を受け取って処理して、第２の周波数スペクトルを通じて感知又はフィルタリングされる画像（第２の周波数感知画像）を生成することができる。次に、ステップ２６０において、例えばマット生成プロセスのために、第１の周波数感知画像と第２の周波数感知画像とを組み合わせて、画素毎の画像マッチングを可能にして、結果として得られる画像をレイヤに分離することができる。

【0030】

[0034] 図３Ａは、本開示の実装による、コンピュータシステム３００及びユーザ３０２の図である。ユーザ３０２は、コンピュータシステム３００を使用して、図１のプロセッサ１７０及び図２の方法２００に関して図示及び説明されるような、フルフレームセンサをカバーするためのラージフォーマットレンズのイメージサークルを縮小するためのイメージサークル縮小アプリケーション３９０を実装する。

【0031】

[0035] コンピュータシステム３００は、図３Ｂのイメージサークル縮小アプリケーション３９０を記憶して実行する。更に、コンピュータシステム３００は、ソフトウェアプログラム３０４と通信することができる。ソフトウェアプログラム３０４は、イメージサークル縮小アプリケーション３９０のためのソフトウェアコードを含むことができる。ソフトウェアプログラム３０４は、以下で更に説明するように、ＣＤ、ＤＶＤ又はストレージドライブなどの外部媒体にロードすることができる。

【0032】

[0036] 更に、コンピュータシステム３００は、ネットワーク３８０に接続することができる。ネットワーク３８０は、様々な異なるアーキテクチャ、例えば、クライアント－サーバアーキテクチャ、ピアツーピアネットワークアーキテクチャ、又は他のタイプのアーキテクチャにおいて接続することができる。例えば、ネットワーク３８０は、イメージサークル縮小アプリケーション３９０内で使用されるエンジン及びデータを協調させるサーバ３８５と通信することができる。また、ネットワークは、異なるタイプのネットワークとすることができる。例えば、ネットワーク３８０は、インターネット、ローカルエリアネットワーク又はローカルエリアネットワークの任意の変形、ワイドエリアネットワーク、メトロポリタンエリアネットワーク、イントラネット又はエクストラネット、又は無線ネットワークとすることができる。

【0033】

[0037] 図３Ｂは、本開示の実装による、イメージサークル縮小アプリケーション３９０をホストするコンピュータシステム３００を示す機能ブロック図である。コントローラ３１０はプログラマブルプロセッサであり、コンピュータシステム３００及びそのコンポーネントの動作を制御する。コントローラ３１０は、メモリ３２０又は内蔵コントローラメモリ（図示せず）から（例えば、コンピュータプログラムの形で）命令をロードして、これらの命令を実行してシステムを制御して、例えば、データ処理を提供する。その実行において、コントローラ３１０は、イメージサークル縮小アプリケーション３９０にソフトウェアシステムを提供して、例えば、マット生成プロセスを実行して、グリーンスクリーンを必要とせずに被写体を環境から抽出する。代替的に、このサービスは、コントローラ３１０又はコンピュータシステム３００において別個のハードウェアコンポーネントとして実装することができる。

【0034】

[0038] メモリ３２０は、コンピュータシステム３００の他のコンポーネントによって使用するためにデータを一時的に記憶する。１つの実装では、メモリ３２０はＲＡＭとして実装される。別の実装では、メモリ３２０は、また、フラッシュメモリ及び／又はＲＯＭなどの長期又は永久メモリを含む。

【0035】

[0039] ストレージ３３０は、コンピュータシステム３００の他のコンポーネントによって使用するために、データを一時的に又は長期間にわたって記憶する。例えば、ストレージ３３０は、イメージサークル縮小アプリケーション３９０によって使用されるデータを記憶する。１つの実装では、ストレージ３３０は、ハードディスクドライブである。

【0036】

[0040] メディアデバイス３４０は、リムーバブルメディアを受け入れて、挿入されたメディアに対してデータの読み出し及び／又は書き込みを行う。１つの実装では、例えば、メディアデバイス３４０は、光ディスクドライブである。

【0037】

[0041] ユーザインターフェイス３５０は、コンピュータシステム３００のユーザからユーザ入力を受け取ってユーザ３０２に情報を提示するためのコンポーネントを含む。１つの実装では、ユーザインターフェイス３５０は、キーボード、マウス、オーディオスピーカ、及びディスプレイを含む。コントローラ３１０は、ユーザ３０２からの入力を使用して、コンピュータシステム３００の動作を調整する。

【0038】

[0042] Ｉ／Ｏインターフェイス３６０は、１又は２以上のＩ／Ｏポートを含み、外部記憶又は補足装置（例えば、プリンタ又はＰＤＡ）などの対応するＩ／Ｏデバイスに接続する。１つの実装では、Ｉ／Ｏインターフェイス３６０のポートは、ＵＳＢポート、ＰＣＭＣＩＡポート、シリアルポート、及び／又はパラレルポートなどのポートを含む。別の実装では、Ｉ／Ｏインターフェイス３６０は、外部装置と無線で通信するための無線インターフェイスを含む。

【0039】

[0043] ネットワークインターフェイス３７０は、イーサネット接続をサポートするＲＪ－４５又は「Ｗｉ－Ｆｉ」インターフェイス（８０２．１１を含むが、これに限定されるわけではない）などの有線及び／又は無線ネットワーク接続を含む。

【0040】

[0044] コンピュータシステム３００は、コンピュータシステムに典型的な追加のハードウェア及びソフトウェア（例えば、電力、冷却、オペレーティングシステム）を含むが、これらのコンポーネントは、簡略化のために図３Ｂに具体的に示されていない。他の実装では、コンピュータシステムの異なる構成を使用することができる（例えば、異なるバス又はストレージ構成又はマルチプロセッサ構成）。

【0041】

[0045] 開示した実装についての本明細書の説明は、当業者が本開示を実施又は利用できるように行ったものである。当業者には、これらの実装の多数の修正が容易に明らかになると思われ、また本明細書で定義した原理は、本開示の趣旨又は範囲から逸脱することなく他の実装にも適用することができる。上記の説明は、フィルム制作及び放送を含むビデオ制作において、ビデオ信号の信号強度を向上させ、２つの同一の視点のマッチングを可能にするためのシステム及び方法を含むが、説明するシステム及び方法は、医用撮像などの他の分野において適用可能である。

【0042】

[0046] 例えば、図４は、本開示の１つの実装による、医用撮像のための方法４００を示す。図４では、ステップ４１０において、ＩＲ特性を有する溶液（例えば液体）を、対象患者の管、組織、又は血流内に消費、注入、又は吸収することができる。光強化特性は、この実装においても有益であり得る。次に、ステップ４２０において、（例えば、小型スケールで）図１の少なくとも１つの要素（例えば、レンズ、フォーカルリデューサ、ビームスプリッタ、ＲＧＢセンサ、又はＩＲセンサ）を含む内視鏡を対象患者に挿入して、患者の身体の異なる部分を撮像することができ、ステップ４３０において、内視鏡からの画像を受け取る。次に、ステップ４４０において、結果として得られる画像を使用して、視覚的診断、例えば、腫瘍の展開又は位置特定を実行することができる。いくつかの実装では、光ファイバーケーブルの一端に取り付けられるレンズは、例えば、図１で説明した光学システムに画像を送信することができる。

【0043】

[0047] 上記の各実施例の全ての特徴が、本開示の特定の実装において必ずしも必要というわけではない。更に、本明細書で提示した説明及び図面は、本開示が広く意図する主題を表すものであると理解されたい。更に、本開示の範囲は、当業者にとって明らかになり得る他の実装を完全に含み、したがって、本開示の範囲は、添付の特許請求の範囲以外のものによって限定されるものではないと理解されたい。

【符号の説明】

【0044】

１００ 光学システム
１０２ ビーム
１１０ ビームスプリッタ
１１２ 第１のアタッチメント
１１４ 第２のアタッチメント
１１６，１１８ 画像
１２０ 対物レンズ
１２２ フォーカルリデューサ
１５０ ＲＧＢセンサ
１５２ アタッチメント
１５４ 可視光感知画像
１６０ ＩＲセンサ
１６４ ＩＲ画像
１６２ アタッチメント
１７０ プロセッサ
２００ レンズのイメージサークルを縮小するための方法
２１０ レンズ及びフォーカルリデューサを通じて光ビームを受け取る
２２０ ビームスプリッタを使用して、ビームを、複数のセンサに向けて２つの方向に分割
２３０ 複数のセンサの各々を、レンズなしで、ビームスプリッタに直接取り付ける
２４０ ビーム分割画像を受け取って処理して、第１の周波数スペクトルを通じて感知される画像を生成
２５０ ビーム分割画像を受け取って処理して、第２の周波数スペクトルを通じて感知される画像を生成
２６０ 第１の周波数感知画像と第２の周波数感知画像とを組み合わせる
３００ コンピュータシステム
３０２ ユーザ
３０４ ソフトウェアプログラム
３１０ コントローラ
３２０ メモリ
３３０ ストレージ
３４０ メディアデバイス
３５０ ユーザインターフェイス
３６０ Ｉ／Ｏインターフェイス
３７０ ネットワークインターフェイス
３８０ ネットワーク
３８５ サーバ
３９０ イメージサークル縮小アプリケーション
４００ 医用撮像のための方法
４１０ ＩＲ特性を有する溶液を対象患者内に消費、注入、又は吸収
４２０ レンズ、フォーカルリデューサ、ビームスプリッタ、ＲＧＢセンサ、又はＩＲセンサのうちの少なくとも１つを含む内視鏡を対象患者に挿入して、患者の身体を撮像
４３０ 内視鏡からの画像を受け取る
４４０ 受け取った画像を使用して、視覚的診断を実行

【図1】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図4】