Laser Focus World JAPAN　レーザーフォーカスワールドジャパン

August 8, 2013, Cambridge--ハーバード大学工学・応用科学(SEAS)の研究グループは、写真家や顕微鏡利用者がカメラを動かすことなく単レンズで3D画像を生成する方法を開発した。
このありそうにない技術は、計算と数学に依拠している。その効果は、片目を閉じて立体画像を見ることに等しい。
自然科学John L. Loeb助教授、Kenneth B. Crozier氏は、「片目を閉じると奥行き感覚が難しくなる。片目であれこれに焦点を合わせようとするが、頭を横に動かさないと対象の相対距離を十分につかみ取ることが難しい。視点が顕微鏡のように1カ所に固定されていると、非常に難しい」と説明する。
同氏と大学院生、Antony Orth氏は、画像を別の角度で捉えると、それがどのように見えるかを計算した。そのために、カメラへの入射光にエンコードされている手がかりを利用した。
Crozier氏によると、光がピクセルに届く時、ある角度をもっており、そこに重要な情報がある。「カメラはあらゆる種類の新しいハードウエアを使って開発されている。マイクロレンズアレイ、吸収膜。これらで光の方向を記録し、写真を撮り、後で焦点を合わせ、透視図を変える。問題は、特別なハードウエアを追加することなく、通常のカメラでその機能の一部を利用できるかと言うことだ」。
研究チームが発見した鍵は、各ピクセルへの光の入射角を直接計測するのではなく推測すること。同じカメラポジションから2つの画像を取り出すが、深さ焦点が違う。これら2つの像のわずかな違いは、コンピュータが全く新しい像を数学的に作り出すために十分な情報となる。
これら2つの像を貼り合わせて1つのアニメーションにすることで、研究チームは、高価なハードウエア無しで立体像の印象を作り出す方法を実現した。この計算手法を「明視野モーメントイメージング」と名付けた。これは、Lytroのような「ライトフィールドカメラ」と混同されないようにしたものだ。このカメラは、計算処理ではなく、ハイエンドのハードウエアを用いて同様の効果を達成している。
重要な点は、この技術は、生物学的な組織のような透明材料の3D画像を作るための斬新で非常に便利な方法であると言うことだ。
(詳細は、 www.seas.harvard.edu)