特開 2023-169885 撮影補助装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023169885

(43)【公開日】2023-11-30

(54)【発明の名称】撮影補助装置

(51)【国際特許分類】

   G03B 17/56 20210101AFI20231122BHJP

   G03B 15/00 20210101ALI20231122BHJP

   H04N 5/222 20060101ALI20231122BHJP

   H04N 23/56 20230101ALI20231122BHJP

   G03B 15/02 20210101ALI20231122BHJP

【ＦＩ】

G03B17/56 A

G03B15/00 P

H04N5/222 100

H04N23/56

G03B15/00 H

G03B15/02 G

【審査請求】未請求

【請求項の数】12

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023080872

(22)【出願日】2023-05-16

(31)【優先権主張番号】P 2022080618

(32)【優先日】2022-05-17

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(71)【出願人】

【識別番号】522194083

【氏名又は名称】株式会社エテリオル

(74)【代理人】

【識別番号】110001069

【氏名又は名称】弁理士法人京都国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】榊原 正啓

【テーマコード（参考）】

2H105

5C122

【Ｆターム（参考）】

2H105AA03

2H105AA27

5C122FA01

5C122FH18

5C122GD01

5C122GD04

5C122GD11

5C122GE04

5C122GE11

5C122GG09

5C122GG17

5C122HA82

(57)【要約】

【課題】対象物を動かすことなく様々な方向から撮影して画像データを取得する。
【解決手段】一端から他端に向かって径が大きくなるようにレール材を1周以上巻回して形成されたレール部材２０と、該レール部材２０に沿って移動可能な撮影装置取付部２２とを備えることを特徴とする撮影補助装置１。好ましくは、レール部材２０は、球面に沿ってレール材が巻回されたものである。また、好ましくは、レール部材２０はレール材を平面渦巻状に巻回したものであり、該レール材が立体螺旋状に巻回する状態でレール部材２０を支持するレール支持部材３０と、レール材が巻回する径方向の外側に向かって光を照射する照明部材４０とを備える。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

一端から他端に向かって径が大きくなるようにレール材を1周以上巻回して形成されたレール部材と、
前記レール部材に沿って移動可能な撮影装置取付部と
を備えることを特徴とする撮影補助装置。

【請求項2】

前記レール部材は、球面に沿って前記レール材が巻回されたものである
ことを特徴とする請求項１に記載の撮影補助装置。

【請求項3】

さらに、
前記撮影装置取付部に取り付けられる部材であって、該部材に取り付けられる撮影装置の姿勢を変更する姿勢変更部材
を備えることを特徴とする請求項１に記載の撮影補助装置。

【請求項4】

前記姿勢変更部材が、前記撮影装置が予め設定された対象物を捉え続けるように該撮影装置の姿勢を変更する ことを特徴とする請求項３に記載の撮影補助装置。

【請求項5】

前記姿勢変更部材は、前記撮影装置が取得した画像における前記対象物の位置に基づいて、該撮影装置の姿勢を変更する
ことを特徴とする請求項４に記載の撮影補助装置。

【請求項6】

さらに、
前記レール部材を支持するレール支持部材
を備えることを特徴とする請求項１に記載の撮影補助装置。

【請求項7】

前記レール部材が、前記レール材を平面渦巻状に巻回したものであり、
前記レール支持部材が、前記レール材が立体螺旋状に巻回する状態で前記レール部材を支持する
ことを特徴とする請求項６に記載の撮影補助装置。

【請求項8】

さらに、
前記レール材が巻回する径方向の外側に向かって光を照射する照明部材
を備えることを特徴とする請求項１に記載の撮影補助装置。

【請求項9】

前記照明部材が、前記レール材に取り付けられたLEDシートである
ことを特徴とする請求項８に記載の撮影補助装置。

【請求項10】

前記撮影装置取付部が車輪を有し、
前記レール材に前記車輪が移動する経路を規定するレールが形成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の撮影補助装置。

【請求項11】

前記車輪と前記レールの接触部において、少なくとも一方の表面がゴム製の材料で構成されており、さらに、
前記車輪を回転させる駆動源
を備えることを特徴とする請求項１０に記載の撮影補助装置。

【請求項12】

前記車輪が歯車状であり、
前記レールに、前記歯車と噛み合うとともに該歯車の回転を規制する突起が形成されており、さらに、
前記車輪を回転させる駆動源
を備えることを特徴とする請求項１０に記載の撮影補助装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、フォトグラメトリー用の画像を撮影するために用いられる撮影補助装置に関する。

【背景技術】

【0002】

インターネット上で商品を販売したりオークションに出品したりする際には、それらの販売ページ等に購買者がその対象物の状態を確認するための画像を表示することが多い。最近では、販売者等が販売ページ等に商品の三次元モデルのデータをアップロードしておき、購買者が当該ページにおいて商品の三次元モデルを回転させることにより任意の方向から商品を確認できるものが増えつつある。

【0003】

対象物の三次元モデルの作成には、例えば、フォトグラメトリーと呼ばれる手法が用いられる。フォトグラメトリーでは、対象物を複数の異なる方向から撮影して取得したデジタル画像データを再構成することにより三次元モデルのデータを得る。

【0004】

特許文献１及び２には、対象物を中心とする円弧状のレールに沿ってカメラを移動させつつ複数回、対象物を撮影する撮影システムが記載されている。これらの撮影システムを用いれば、複数の異なる方向から対象物を捉えたデジタル画像データを取得することができる。

【0005】

しかし、これらの撮影システムでは、円弧状のレールを含む平面に垂直な方向から対象物を捉えた画像を取得することができない。そのため、フォトグラメトリーにより画像データを再構成する際に前記垂直な方向から対象物を見た部分の画像データが欠落し、不完全な三次元モデルになってしまう可能性がある。

【0006】

特許文献３及び４には、対象物を回転台上に載置して回転させつつ、対象物の側方から上方に向かってカメラを移動させて複数回、対象物を撮影する撮影システムが記載されている。これらの撮影システムでは、回転台上で対象物を回転させつつ、カメラをそれとは独立した方向に移動させることにより様々な方向から対象物を撮影した画像データを取得し、それらを再構成して対象物の完全な三次元モデルのデータを取得することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開２０１７－１７５４５８号公報

【特許文献2】特開２０１７－１４７７１１号公報

【特許文献3】特開２００８－１６５１１１号公報

【特許文献4】特開２００２－２３２７６８号公報

【特許文献5】特開２００５－２３６５０８号公報

【特許文献6】特開２０２０－１７０８９４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

特許文献３及び４の撮影システムでは、対象物を回転台に載せる必要がある。そのため、例えば地面から生えている植物のように動かすことができない対象物や、大型のものや重量物などの持ち上げることが困難な対象物の三次元モデルのデータを取得するためにこれらの撮影システムを用いることはできない。また、対象物が壊れやすいものであると、回転台に載せて回転させたときに転倒して破損するおそれがある。

【0009】

本発明が解決しようとする課題は、対象物を動かすことなく様々な方向から撮影して画像データを取得することである。

【課題を解決するための手段】

【0010】

上記課題を解決するために成された本発明に係る撮影補助装置は、
一端から他端に向かって径が大きくなるようにレール材を1周以上巻回して形成されたレール部材と、
前記レール部材に沿って移動可能な撮影装置取付部と
を備えることを特徴とする。

【0011】

上記レール部材は、平面内でレール材を巻回したもの（平面渦巻状）であってもよく、径方向と異なる一方向に少しずつ変位させつつレール材を巻回したもの（立体螺旋状）であってもよい。また、レール部材は、レール材を円形状に巻回したもののほか、楕円形状や多角形状などに巻回したものであってもよい。レール部材に沿って移動する撮影装置取付部に取り付けられる撮影装置によって対象物を様々な方向から漏れなく撮影するために、レール部材には、レール材を1周以上巻回したものを使用する。

【0012】

本発明に係る撮影補助装置は、レール部材と撮影装置取付部を有する。対象物を撮影する際には、レール部材に設けられた撮影装置取付部に撮影装置を取り付ける。そして、レール部材に沿って移動する撮影装置取付部が対象物の全体を捉えるような位置にレール部材を配置する。具体的には、レール部材が平面渦巻状のものである場合には、例えば対象物の上方にレール部材を配置する。また、レール部材が立体螺旋状のものである場合には、例えばレール部材の一端が対象物の上方に位置し、レール部材の他端が対象物の側方に位置するようにレール部材を配置する。その後、撮影装置取付部に取り付けた撮影装置をレール部材に沿って移動させつつ複数回、対象物を撮影する。これにより、対象物を動かすことなく様々な方向から撮影することができる。

【0013】

本発明に係る撮影補助装置は、
前記レール部材は、球面に沿って前記レール材が巻回されたものである
ことが好ましい。

【0014】

上記態様の撮影補助装置では、対象物の位置（例えば対象物の底面の中心）を中心とする仮想球の表面に沿ってレール材が巻回するようにレール部材を配置する。この状態で該対象物を撮影すると、撮影装置から対象物までの距離が略一定に保たれる。そのため、撮影により取得した複数の画像データを再構成する際に、各画像データを取得したときの対象物までの距離の相違を解消するための拡大及び／又は縮小といった補正処理を行うことなく精度の高い三次元モデルを作成することができる。

【発明の効果】

【0015】

本発明に係る撮影補助装置を用いることにより、対象物を動かすことなく様々な方向から撮影して画像データを取得することができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明に係る撮影補助装置の第１実施例におけるレール部材の収納時の形状を説明する図。

【図2】第１実施例の撮影補助装置のレール部材の構造を説明する拡大断面図。

【図3】第１実施例の撮影補助装置の使用時の形状を説明する図。

【図4】第１実施例の撮影補助装置の使用時の状態を説明する拡大断面図。

【図5】第１実施例の変形例のレール部材の収納時の形状を説明する図。

【図6】第１実施例の別の変形例の撮影補助装置について説明する図。

【図7】第２実施例の撮影補助装置のレール部材の構造を説明する断面図。

【図8】第２実施例の撮影補助装置のレール部材の構造を説明する拡大断面図。

【図9】第２実施例の撮影補助装置により対象物を捉える様子を説明する図。

【発明を実施するための形態】

【0017】

本発明に係る撮影補助装置の2つの実施例と、その変形例について、以下、図面を参照して説明する。第１実施例の撮影補助装置１は、例えば、フォトグラメトリーによって対象物の三次元モデルを作成するために必要な画像データを取得するために用いられる。あるいは、フォトグラメトリー以外の目的で、様々な方向から対象物の撮影データを撮影した複数の画像データを取得するために用いてもよい。なお、以下に説明する図では、各部の配置を分かりやすくするために、実際とは異なる大きさで示している。

【0018】

第１実施例の撮影補助装置１は、大別して、レール部材２０、レール支持部材３０、及び照明部材４０を備えている。レール部材２０は、後記する下部レール２０fが設けられたレール材を巻回したものであり、使用時には該下部レール２０fに沿って移動する移動部材２２にカメラ５０が取り付けられる。

【0019】

図１に、第１実施例のレール部材２０全体の収納時の状態を示す。図１の上部は平面図であり、下部はＡ－Ａ’断面図である。図１に示すように、レール部材２０は収納時には平面渦巻状を有している。

【0020】

図２に、レール部材２０の一部（後記する車輪２１等が位置する部分）を拡大した断面を示す。図２に示すように、レール部材２０は、直線状の本体部２０aの下端と上端のそれぞれに該直線と直交する方向に延出部２０b、２０cが設けられた、全体としてＩ字状の断面を有する部材である。本体部２０aの下端に位置する延出部２０bの左右の端部には上方に突出する突出部２０dが設けられている。また、本体部２０aの上端に位置する延出部２０cの左右の端部には下方に突出する突出部２０eが設けられている。延出部２０bの、本体部２０aと突出部２０dで挟まれた位置には下部レール２０fが形成され、延出部２０cの、本体部２０aと突出部２０eで挟まれた位置には上部レール２０gが形成されている。レール部材２０には、例えば樹脂製のものを好適に用いることができる。

【0021】

レール部材２０の下部レール２０fには、本体部２０aを挟んで両側に2つの車輪２１が、該下部レール２０fに沿って移動可能に取り付けられている。2つの車輪２１には、板状部材２２aの両側部の上方に延出部２２bが立設されてなる、全体としてコの字状の断面を有する移動部材２２が取り付けられる。移動部材２２の両側方に設けられた延出部２２bはそれぞれ車輪２１に取付具２３で取り付けられている。取付具２３は、車輪２１の回転に対して延出部２２bは不動になるように両者を接続しており、車輪２１とともに移動部材２２も下部レール２０fに沿って移動する。車輪２１及び移動部材２２にも、例えば樹脂製のものを用いることができる。

【0022】

撮影に使用する際には、レール部材２０の本体部２０aの外側（後述する立体螺旋状に配置したときに仮想球面６０の外方に位置する側）に照明部材４０を取り付ける。第１実施例の照明部材４０はレール部材２０とほぼ同じ長さを有する長尺のLEDシートであり、レール部材２０が延びる方向に沿って取り付けられる。照明部材４０は、レール部材２０に着脱可能に取り付けられるものであってもよく、あるいはレール部材２０に固着されるものであってもよい。また、第１実施例の照明部材４０はレール部材２０とほぼ同じ長さの長尺のLEDシートであるが、短尺のLEDシートをレール部材２０の複数の位置に取り付けてもよい。

【0023】

レール部材２０に照明部材４０を取り付けた後、レール部材２０にレール支持部材３０を取り付けて、図３に示すように、該レール部材２０が、対象物の位置Ｘ（例えば対象物の底面の中心）を中心とする仮想球面６０に沿って巻回するように立体螺旋状に配置する。なお、図３には、レール部材２０の本体部２０aとレール支持部材３０のみを模式的に図示している。これにより、レール部材２０の本体部２０aは、立体螺旋の頂部に向かうほど鉛直方向から傾けられる。

【0024】

第１実施例のレール支持部材３０は、図４に示すように、上面に凹部が設けられた土台３０a、該凹部に長手方向の端部が挿入されるL字状の支柱部材３０b、及び該支柱部材３０bの短手方向の端部から上方に突出する突出部３０cを有する。突出部３０cは、レール部材２０の上部レール２０gのうち、外側（仮想球面６０の外方に位置する側）に位置する部分に挿入されてレール部材２０を支持する。土台３０aには、例えば金属製のものを用いることができる。金属製の土台３０aはある程度の重量を有するため、レール部材２０を安定して支持することができる。また、支柱部材３０bと突出部３０cには、例えば十分な硬度を有する樹脂製のものを用いることができる。

【0025】

図３に示すように、第１実施例では4つのレール支持部材３０をそれぞれレール部材２０の外側に配置してレール部材２０を支持する。それぞれのレール支持部材３０が有する支柱部材３０bの長手方向及び短手方向の長さはそれぞれ異なっており、それぞれがレール部材２０を異なる高さで支持する。なお、レール支持部材３０の数は、レール部材２０の長さ等に応じて適宜に変更することができる。

【0026】

レール部材２０をレール支持部材３０で支持した状態で、図４に示すように、移動部材２２にカメラ５０を取り付けると、そのカメラ５０が位置Ｘに載置された対象物を視野に捉えるように、該レール部材２０が傾いた状態でレール支持部材３０によって支持される。なお、カメラ５０の光軸が位置Ｘ（もしくはその近傍）を通るようにレール部材２０が傾いていることが好ましいが、必ずしもそのような角度で傾いている必要はなく、カメラ５０の視野に対象物の少なくとも一部（好ましくは全体）が捉えられていればよい。後述するように、カメラ５０の移動に伴って複数回、対象物を撮影して画像を取得するため、隣接した撮影位置で取得される2つの画像に対象物の一部が重複して含まれていればよい。

【0027】

対象物の撮影を行う際には、図３に示すようにレール部材２０を配置した後、移動部材２２をレール部材２０の一端（立体螺旋の頂部）に移動させ、カメラ５０を取り付けて手で保持する。カメラ５０には、撮影機能に特化したカメラ（例えば小型のwebカメラ）や、撮影機能を有する可搬型端末（例えばスマートフォン）などを用いることができる。カメラ５０は、一定の時間間隔で自動的にシャッターが切られるように設定しておく。カメラ５０の取り付けは、カメラ５０の形状や材質に応じて適宜に決めればよい。例えば、カメラ５０の上面の外装が金属製である場合には、移動部材２２の板状部材２２aの下面にマグネットシートを貼付し、磁力でカメラ５０を保持することができる。あるいは、板状部材２２aの下面に、2つの固定具と、該2つの固定具をそれぞれ外側から内側に付勢する弾性部材を配置し、2つの固定具でカメラ５０の上部を挟むようにしてカメラ５０を保持することもできる。

【0028】

その後、カメラ５０を取り付けた移動部材２２から手を離すと、カメラ５０が移動部材２２とともに、自重によってレール部材２０に沿って移動していき、レール部材２０の他端に達する。その間に、カメラ５０によって様々な方向から対象物を撮影した画像が撮影される。

【0029】

フォトグラメトリーにより精度の高い三次元モデルを作成するには、隣接する撮影位置で取得した2つの画像における対象物の撮影範囲が少なくとも80%程度重複していることが好ましく、90%以上重複していることがより好ましい。第１実施例の場合、カメラ５０が平面視で対象物の周囲を900度（360度x 2.5）周回する。カメラ５０は鉛直方向にも変位するが、その変位量は90度であり水平方向の10分の1と小さい。そこで、ここでは説明を簡単にするために水平方向のカメラ５０の変位のみを考慮する。

【0030】

カメラ５０は、各撮影位置において、対象物のうち該カメラ５０に正対する半分の領域を撮影する。対象物の形状等にもよるが、カメラ５０が撮影する1枚の画像には、対象物の周方向の180度分が捉えられる。隣接する撮影位置で取得する画像間で重複する対象物の撮影領域を80%にするには、概算で、対象物全周のうちの144度（180度x 0.8）の範囲を重複させればよいことになる。つまり、カメラ５０が対象物の周囲を36度周回する毎に1枚、対象物を撮影するように設定すればよい。これは、カメラ５０が対象物の周囲を900度（2周半）周回する間に25回、カメラ５０で対象物を撮影可能な間隔で撮影を行うことに相当する。従って、例えば、カメラ５０がレール部材２０の一端から他端までを5秒間で移動する場合には、5枚／秒の間隔（5fps）で対象物を撮影するようにカメラ５０のフレームレートを設定すればよい。同様に、隣接する撮影位置で取得した2つの画像における撮影物の対象範囲を90%重複させる場合には、10枚／秒の間隔（10fps）で対象物を撮影するようにカメラ５０のフレームレートを設定すればよい。多くのカメラ（カメラ機能を有するスマートフォン等を含む）では、これらよりも短い間隔で繰り返し対象物を撮影する機能を有している。また、カメラの動画撮影モードでは、例えば60枚／秒（60fps）で繰り返し画像を取得するため、これを用いることによってもフォトグラメトリーで高精度な三次元モデルを作成するに足る画像を取得することが可能である。なお、第１実施例のようにカメラ５０を、移動部材２２及びカメラ５０の自重により移動させる場合、両者は徐々に加速するが、レール部材２０の下方に移動するにつれて1周あたりの周回距離も長くなるため、両者は概ね相殺される。

【0031】

第１実施例の撮影補助装置１では、このように、カメラ５０を移動部材２２に取り付けてレール部材２０に沿って移動させつつ複数回、対象物を撮影することにより、対象物を動かすことなく様々な方向から撮影することができる。そのため、例えば地面から生えている植物のように動かすことができないもの、大型のもの、重量物、壊れやすいものなどであっても、様々な方向から撮影した画像を取得することができる。もちろん、動かすことが容易なものについても、第１実施例の撮影補助装置１を用いることにより簡便に様々な方向から撮影した画像を取得することができる。例えば、インターネット上で商品を販売したりオークションに出品したりする際に、その商品の三次元モデルを作成するために必要な、該商品を様々な方向から撮影した画像を取得する際にも第１実施例の撮影補助装置１を好適に用いることができる。

【0032】

また、第１実施例の撮影補助装置１では、撮影対象物が載置される位置Ｘを中心とする仮想球面６０に沿ってレール材が巻回するように、レール部材２０が配置される。レール材を仮想球面６０に沿って巻回させることは本発明に必須の要件ではないが、第１実施例のように仮想球面６０に沿ってレール材を巻回した配置を採ることで、カメラ５０もほぼ球面に沿った軌道上を移動することになり、撮影対象物からカメラ５０までの距離が略一定に保たれる。これにより、撮影により取得した複数の画像データを再構成する際に、各画像データを取得したときの対象物までの距離の相違を解消するための拡大及び／又は縮小といった補正処理を行うことなく精度の高い三次元モデルを作成することができる。

【0033】

対象物を撮影する際に、該対象物に対して直接光を照射すると、撮影される画像に照明が映り込んだり、対象物の影が生じたりする場合がある。第１実施例の撮影補助装置１では、レール部材２０の本体部２０aの外側にシート状の照明部材４０（LEDシート）を取り付けており、該照明部材４０から直接、対象物に光が照射されることがない。そのため、対象物の画像に照明が映り込んだり、対象物の影が生じたりすることがない。また、レール部材２０に沿って広い範囲に照明部材４０が配置されるため、撮影位置に関わらずほぼ一定の明度で対象物の画像が撮影される。従って、撮影により取得した複数の画像データを再構成する際に、各画像データの明度を揃えるための補正処理を行うことなく精度の高い三次元モデルを作成することができる。

【0034】

第１実施例は好ましい一例であって、本発明の趣旨に沿って様々に変形することが可能である。

【0035】

第１実施例では、平面視して対象物の周囲を2周半するようにレール材を巻回したレール部材２０を用いたが、この周回数は適宜に変更することができる。ただし、対象物を水平方向の全周から撮影した画像を取得するためには、少なくともレール材を1周させる必要がある。

【0036】

第１実施例では、収納時に平面渦巻状を有し、使用時に立体螺旋状を有するレール部材２０を用いたが、別の形状のものを用いてもよい。例えば、収納時に平面視して矩形の渦巻き状を有し、使用時に角部を持つ立体螺旋状を有するレール部材を用いることもできる。図５に変形例のレール部材１２０の収納時の状態を示す。

【0037】

第１実施例では、使用時に立体螺旋状を有するレール部材２０を用いたが、使用時にも平面渦巻状を有する（収納時と使用時の形態が同じ）レール部材を用いてもよい。その場合には、例えば、対象物の上方にレール部材を吊るすなどして配置し、モータなどの駆動源を用い、レール部材に沿って、カメラを取り付けた移動部材を自走させればよい。平面渦巻状のレール部材を撮影に用いる場合には、カメラの光軸が対象物の方向を向くようにレールの形状や移動部材のカメラ取付面の角度を適宜に調整することが好ましい。あるいは、広角レンズを有するカメラによって対象物を撮影するようにしてもよい。

【0038】

第１実施例の撮影補助装置１では、移動部材２２及びカメラ５０の自重によりこれらを移動させる（レール部材２０に沿って下降させる）構成としたが、立体螺旋状に配置する場合にも上記同様に、モータなどの駆動源を用いて移動部材２２を自走させるようにしてもよい。モータを用いて移動部材２２を自走させる構成を採れば、移動部材２２の移動速度を任意に調整することができる。

【0039】

最近では、写真を撮影する機能に加えて、対象物までの距離を測定する（LiDAR: Light Detection and Ranging）機能を併せ持つカメラが販売されている。また、LiDAR機能を搭載したスマートフォンも販売されている。対象物の写真のみから三次元モデルを構成するフォトグラメトリーでは、多数の写真を合成する処理に数時間～数十時間かかる場合があったが、LiDAR機能を併せて使用することで三次元モデルの構成に要する時間を数十秒程度にまで短縮することが可能になる。

【0040】

ただし、LiDAR機能により対象物までの距離を測定する場合、カメラ５０を自重により移動させると、カメラ５０の移動速度が速すぎて対象物までの距離の測定を正確に測定することができない可能性がある。従って、LiDAR機能を有するカメラ５０を用いる場合には、該カメラ５０の移動速度を制御可能に構成することが好ましい。

【0041】

具体的には、例えば、車輪２１にゴム製のものを用いる（又は表面をゴム等で覆う）、及び／又はレール部材２０のうち下部レール２０fを構成する部分にゴム製のものを用いる（又は表面をゴム等で覆う）ことにより、両者の接触部の摩擦を大きくして移動部材２２及びカメラ５０の自重では移動しないように構成し、モータ等の駆動源によって車輪２１を回転させることにより、カメラ５０を所定の速度で移動させるように構成することができる。あるいは、歯車状の車輪２１を用いるとともに、下部レール２０fの表面に該歯車と噛み合うとともにカメラ５０の歯車の回転を規制する突起を形成することによって、移動部材２２及びカメラ５０の自重では移動しないように構成し、モータ等の駆動源によって車輪２１を回転させることにより、カメラ５０を所定の速度で移動させるように構成してもよい。これらの構成を採ることにより、対象物の画像に加えて対象物までの正確な距離の情報を併せ持つデータを取得し、三次元モデルの構成に要する時間を大幅に短縮することができる。

【0042】

上記のようにモータ等の駆動源を用いて車輪２１を回転させる場合には、充電式のモータを用いるとモータを小型化及び軽量化することができる。

【0043】

第１実施例の撮影補助装置１では、車輪２１、移動部材２２、及び取付具２３を組み合わせてなる撮影装置取付部を用いたが、撮影装置取付部の構成は適宜に変更可能である。

【0044】

第１実施例の撮影補助装置１では、レール部材２０を下方から支えるレール支持部材３０を用いてレール部材２０を立体螺旋状に配置したが、レール支持部材３０の構造や形状も任意に変更することができる。例えば、図６に示す変形例の撮影補助装置１００のように、下方が開口した箱７０の天井から垂らしたレール支持部材１３０を用いてレール部材２０を上から保持することによって対象物を取り囲む立体螺旋状に配置することもできる。

【0045】

第１実施例の撮影補助装置１では、照明部材４０としてLEDシートを用いたが、他のものを用いてもよい。また、レール部材２０に取り付けることなく照明部材４０を配置してもよい。例えば、対象物を異なる方向から臨む複数の位置にそれぞれ照明を配置し、各照明と対象物の間に拡散板を配置することにより画像に照明が映り込んだり対象物の影が生じたりするのを防ぐようにしてもよい。あるいは、照明を用いなくても十分な明るさで対象物を撮影することが可能な場合には、照明部材を用いなくてもよい。

【0046】

第１実施例では、レール部材２０が、対象物の位置Ｘを中心とする仮想球面６０に沿って巻回するように立体螺旋状に配置することで、レール部材２０に沿って移動する移動部材２２に取り付けられたカメラが対象物を捉えるように構成したが、レール部材２０に沿って移動するカメラの光軸が常に対象物を捉えるように、レール部材２０を仮想球面６０に沿って巻回することは必ずしも容易ではない。そうした場合でも好適に使用することができる第２実施例の撮影補助装置２００について、以下、説明する。なお、第１実施例の撮影補助装置１と共通する事項については適宜、説明を省略する。

【0047】

図７に第２実施例の撮影補助装置２００のレール部材２２０の全体の収納時の状態を示す。図７の上部は平面図であり、下部はＢ－Ｂ’断面図である。第１実施例のレール部材２０と同様に、第２実施例のレール部材２２０も収納時には平面渦巻状を有している。但し、第２実施例のレール部材２２０は、図７の下部に示すように、中空の矩形であって下面中央部が開口した断面を有する、カーテンレールと類似した形状を有している。

【0048】

レール部材２２０の一端（組み立てた時に上方に位置する端部。例えば渦巻きの内側に位置する端部）は開放されており、そこから、移動部材２２２が挿入される。移動部材２２２はＴ字状の断面を有しており、その頂部２２２aがレール部材２２０の中空部に挿入され、柱部２２２bはレール部材２２０の下面の開口から突出している。頂部２２２aの両端には車輪２２３が配置されており、この車輪２２３が回転することでレール部材２２０に沿って移動部材２２２が移動する。レール部材２２０の他端（組み立てた時に下方に位置する端部）にはストッパー（図示略）が着脱可能に取り付けられる。これによって、レール部材２２０の下端まで移動した移動部材２２２がレール部材２２０から落下するのを防止することができる。なお、移動部材２２２は、独立した部材であってもよく、後記する姿勢変更部材２７０やカメラ２５０と一体的に構成された部材であってもよい。後者の場合、本発明における撮影装置取付部は、撮影装置自体の一部として構成される。

【0049】

図８に示すように、柱部２２２bの下端には姿勢変更部材２７０が取り付けられており、該姿勢変更部材２７０の下方にはカメラ２５０が固定されている。図８左は、移動部材２２２の移動方向から姿勢変更部材２７０及びカメラ２５０を見た正面図、図８右は移動部材２２２の移動方向に垂直な方向から姿勢変更部材２７０及びカメラ２５０を見た側面図である。

【0050】

姿勢変更部材２７０は、水平方向に回転自在に柱部２２２bに取り付けられた円盤部材２７０a、該円盤部材２７０aの下方に取り付けられ、下方に開口したコの字の断面を有する回転部材２７０b、水平方向の軸周りに回転自在に該回転部材２７０bの内側に取り付けられた円柱部材２７０cを備えている。カメラ２５０は、カメラ本体２５１と、その上部に取り付けられた取付部材２５２を備えており、円柱部材２７０cが取付部材２５２に固定されている。従って、円盤部材２７０aの回転によって水平方向にカメラ２５０を回転することができ、また、円柱部材２７０cの回転によって該円柱部材２７０の中心軸周りにもカメラ２５０を回転することができる。円盤部材２７０aや回転部材２７０bの回転動作は、例えば姿勢変更部材２７０や移動部材２２２に収容されたモータにより実行することができる。第２実施例における姿勢変更部材２７０及びカメラ２５０は、いわゆる自動追尾カメラと呼ばれるものである。特許文献５及び６などに記載されているように、自動追尾カメラには様々な種類のものが知られている。第２実施例の姿勢変更部材２７０及びカメラ２５０には、それらの中から適宜のものを用いればよい。

【0051】

第２実施例の撮影補助装置２００では、カメラ２５０に設定された対象物をカメラ２５０の視野に捉え続けるように姿勢変更部材２７０を動作させてカメラ２５０の姿勢を変更する。具体的には、例えば、実際の撮影を開始する前にカメラ２５０で撮像するなどして対象物をターゲットとして設定する。対象物を撮影する際のカメラ２５０の位置は限定されない。ただし、移動部材２２２をレール部材２２０に取り付けた状態で対象物をカメラ２５０で撮影することが好ましい。これによって、対象物を実際に撮影する際と同等の距離で対象物を捉えることができ、自動追尾の精度が向上する。

【0052】

実際の撮影開始後、カメラ２５０は、対象物を撮影する毎に、取得した画像における対象物の位置を解析する。そして、対象物（ターゲット）を視野の中心に捉え続けるように、制御信号を出力して姿勢変更部材２７０を動作させ、カメラ２５０の姿勢を変更する。また、カメラ２５０が捉えた画像における対象物の大きさに応じて、適宜、撮影の拡大率／縮小率を調整する。なお、移動部材２２２がレール部材２２０に沿って移動する速度が速すぎるとカメラ２５０による姿勢変更部材２７０の制御が間に合わない場合がある。そのため、第１実施例に関して記載したように、レール部材２２０と車輪２２３の間の摩擦を大きくして移動部材２２２の移動速度を抑えたり、移動部材２２２が自重では移動しないようにレール部材２２０に取り付け、モータの駆動力によって移動部材２２２を所定の速度で移動させたりするように構成するとよい。

【0053】

第２実施例の撮影補助装置２００では、カメラ２５０自体が、画像を取得する機能と取得した画像を解析して対象物の位置を検出する機能、及びそれに基づいて姿勢変更部材２７０に対して制御信号を出力する機能を備えている。ただし、画像を解析する機能や姿勢変更部材２７０に対して制御信号を出力する機能は、例えば、カメラ２５０と無線通信で接続された別の装置で実行してもよい。また、図８に示した姿勢変更部材２７０は、カメラ２５０の姿勢を変更する構成の一例であって、同様の機能を有する他のものを用いても良い。

【0054】

第２実施例の撮影補助装置２００では、図９に示すように、対象物の撮影を開始した最初の時点（対象物の上方）では姿勢変更部材２７０の円柱部材２７０cを大きく回転させてカメラ２５０の視野の中心軸（カメラの光軸Ｃ）を鉛直に近い方向に向けて対象物を捉え、対象物の撮影の終了に近い時点（対象物の側方）では、回転部材２７０の円柱部材２７０cを初期位置に戻してカメラ２５０の視野の中心軸（カメラの光軸Ｃ）を水平方向に向けて対象物を捉える。こうした構成を採ることにより、使用時にレール部材２２０が仮想球面に沿った配置でない場合でも、カメラ２５０で確実に対象物を捉えることができる。例えば、図７に示す収納状態からレール部材２２０の内側の端部を摘まみ上げるとレール全体が円錐状になる。第２実施例の撮影補助装置２００では、そうした状態のままでも（仮想球面６０に沿うようにレール部材２２０の位置を調整することなく）対象物を撮影することができる。

【0055】

第２実施例では、自動追尾カメラの構成を適用してカメラ２５０が対象物を捉えるように構成したが、他の方法で対象物を捉えるようにしてもよい。例えば、第１実施例の図３と同様にレール部材２２０を組み立てた状態で、該レール部材２２０上の複数の位置のそれぞれにおいて、カメラ２５０が対象物を捉える角度を予め設定しておき、移動部材２２２がレール部材２２０に沿って移動する間、上記角度に応じて姿勢変更部材２７０を動作させてカメラ２５０の姿勢を制御するようにしてもよい。

【0056】

第２実施例もまた好ましい一例であって、本発明の趣旨に沿って適宜に変更することができる。

【0057】

第１実施例の撮影補助装置１に関して説明した変形例は、第２実施例の撮影補助装置２００にも適用することができる。また、第２実施例の撮影補助装置２００で用いた自動追尾カメラやレール部材２２０の位置に応じてカメラ２５０の姿勢を変更する姿勢変更部材２７０等の構成を、第１実施例の撮影補助装置１に応用してもよい。

【0058】

なお、本発明に係る撮影補助装置における最小限の構成要素はレール部材と撮影装置取付部のみであって、実際に対象物を撮影する際に使用するカメラ等には適宜のものを用いればよく、本発明に係る撮影補助装置における必須の構成要素ではない。

【0059】

［態様］
上述した例示的な実施形態が以下の態様の具体例であることは、当業者には明らかである。

【0060】

（第１項）
本発明の一態様に係る撮影補助装置は、
一端から他端に向かって径が大きくなるようにレール材を1周以上巻回して形成されたレール部材と、
前記レール部材に沿って移動可能な撮影装置取付部と
を備えることを特徴とする。

【0061】

上記レール部材は、平面内でレール材を巻回したもの（平面渦巻状）であってもよく、径方向と異なる一方向に少しずつ変位させつつレール材を巻回したもの（立体螺旋状）であってもよい。また、レール部材は、レール材を円形状に巻回したものであってもよく、多角形状に巻回したものであってもよい。レール部材に沿って移動する撮影装置取付部に取り付けられる撮影装置によって対象物を様々な方向から漏れなく撮影するために、レール部材には、レール材を1周以上巻回したものを使用する。

【0062】

第１項の撮影補助装置は、レール部材と撮影装置取付部を有する。対象物を撮影する際には、レール部材に設けられた撮影装置取付部に撮影装置を取り付ける。そして、レール部材に沿って移動する撮影装置取付部が対象物の全体を捉えるような位置にレール部材を配置する。具体的には、レール部材が平面渦巻状のものである場合には、例えば対象物の上方にレール部材を配置する。また、レール部材が立体螺旋状のものである場合には、例えばレール部材の一端が対象物の上方に位置し、レール部材の他端が対象物の側方に位置するようにレール部材を配置する。その後、撮影装置をレール部材に沿って移動させつつ複数回、対象物を撮影する。これにより、対象物を動かすことなく様々な方向から撮影することができる。

【0063】

（第２項）
第２項に係る撮影補助装置は、第１項に記載の撮影補助装置において、
前記レール部材は、球面に沿って前記レール材が巻回されたものである。

【0064】

第２項の撮影補助装置では、対象物の位置（例えば対象物の底面の中心）を中心とする球の表面に沿ってレール材が巻回するようにレール部材を配置する。この状態で該対象物を撮影すると、撮影装置から対象物までの距離が略一定に保たれる。そのため、撮影により取得した複数の画像データを再構成する際に、各画像データを取得したときの対象物までの距離の相違を解消するための拡大及び／又は縮小といった補正処理を行うことなく精度の高い三次元モデルを作成することができる。

【0065】

（第３項）
第３項に係る撮影補助装置は、第１項又は第２項に記載の撮影補助装置において、さらに、
前記撮影装置取付部に取り付けられる部材であって、該部材に取り付けられる撮影装置の姿勢を変更する姿勢変更部材
を備えたものである。

【0066】

（第４項）
第４項に係る撮影補助装置は、第３項に記載の撮影補助装置において、
前記姿勢変更部材が、前記撮影装置が予め設定された対象物を捉え続けるように該撮影装置の姿勢を変更するものである。

【0067】

（第５項）
第５項に係る撮影補助装置は、第４項に記載の撮影補助装置において、
前記姿勢変更部材は、前記撮影装置が取得した画像における前記対象物の位置に基づいて、該撮影装置の姿勢を変更するものである。

【0068】

第３項の撮影補助装置では、レール部材に沿って撮影装置取付部とともに移動する撮影装置の姿勢を適宜に変更することができる。特に、第４項の撮影補助装置では、姿勢変更部材を動作させるによって、レール部材に沿って撮影装置が移動する間、対象物を捉え続けることができる。その一例として、第５項の撮影補助装置のように、撮影装置が取得した画像における対象物の位置に基づく方法を採ることができる。

【0069】

（第６項）
第６項に係る撮影補助装置は、第１項から第５項のいずれかに記載の撮影補助装置において、さらに、
前記レール部材を支持するレール支持部材
を備えたものである。

【0070】

第６項の撮影補助装置では、レール支持部材によってレール部材を支持することにより、対象物に対して所定の位置で安定した撮影を行うことができる。

【0071】

（第７項）
第７項に係る撮影補助装置は、第６項に記載の撮影補助装置において、
前記レール部材が、前記レール材を平面渦巻状に巻回したものであり、
前記レール支持部材が、前記レール材が立体螺旋状に巻回する状態で前記レール部材を支持するものである。

【0072】

第７項の撮影補助装置では、レール部材をコンパクトに収納することができ、かつ、撮影時には立体螺旋状にレール材を巻回させて撮影を行うことができる。

【0073】

（第８項）
第８項に係る撮影補助装置は、第１項から第７項のいずれかに記載の撮影補助装置において、さらに、
前記レール材が巻回する径方向の外側に向かって光を照射する照明部材
を備えたものである。

【0074】

第８項の撮影補助装置では、照明部材から直接、対象物に光が照射されることがない。そのため、対象物の画像に照明が映り込んだり、対象物の影が生じたりすることがない。

【0075】

（第９項）
第９項に係る撮影補助装置は、第８項の撮影補助装置において、
前記照明部材が、前記レール材に取り付けられたLEDシートである

【0076】

第９項の撮影補助装置では、レール部材に沿って広い範囲に照明部材を配置することが可能であり、撮影位置に関わらずほぼ一定の明度で対象物の画像が撮影される。従って、撮影により取得した複数の画像データを再構成する際に、各画像データの明度を揃えるための補正処理を行うことなく精度の高い三次元モデルを作成することができる。

【0077】

（第１０項）
第１０項に係る撮影補助装置は、第１項から第９項のいずれかに記載の撮影補助装置において、
前記撮影装置取付部が車輪を有し、
前記レール材に前記車輪が移動する経路を規定するレールが形成されている。

【0078】

第１０項の撮影補助装置では、レールに沿って車輪を移動させることにより、撮影装置取付部を円滑に移動させることができる。

【0079】

（第１１項）
第１１項に係る撮影補助装置は、第１０項に記載の撮影補助装置において、
前記車輪と前記レールの接触部において、少なくとも一方の表面がゴム製の材料で構成されており、さらに、
前記車輪を回転させる駆動源
を備えたものである。

【0080】

（第１２項）
第１２項に係る撮影補助装置は、第１０項に記載の撮影補助装置において、
前記車輪が歯車状であり、
前記レールに、前記歯車と噛み合うとともに該歯車の回転を規制する突起が形成されており、さらに、
前記車輪を回転させる駆動源
を備えたものである。

【0081】

第１１項又は第１２項の撮影補助装置では、撮影装置取付部及び該撮影装置取付部に取り付けられる撮影装置の自重によってこれらが移動するのを規制し、モータ等の駆動源によってこれらの移動速度を制御することができる。

【符号の説明】

【0082】

１、１００、２００…撮影補助装置
２０、１２０、２２０…レール部材
２０a…本体部
２０b、２０c…延出部
２０d、２０e…突出部
２０f…下部レール
２０g…上部レール
２１…車輪
２２、２２２…移動部材
２２a…板状部材
２２b…延出部
２２２a…頂部
２２２b…柱部
２２３…車輪
２３…取付具
３０、１３０…レール支持部材
３０a…土台
３０b…支柱部材
３０c…突出部
４０…照明部材
５０、２５０…カメラ
２５１…カメラ本体
２５２…取付部材
６０…仮想球面
７０…箱
２７０…姿勢変更部材
２７０a…円盤部材
２７０b…回転部材
２７０c…円柱部材
Ｃ…カメラの光軸
Ｘ…対象物の位置（仮想球面の中心）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】