(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮影の対象物を載置する水平方向のターンテーブル（１）と、該ターンテーブル（１）を水平旋回自在に軸支するテーブル支持部（２）と、上記対象物を撮影するカメラ（３）と、該カメラ（３）をターンテーブル（１）上の対象物に向けて先端側に支持するアーム（４）と、カメラ（３）側の端部が円弧軌跡を描くように、アーム（４）の基端側を回転自在に軸支するアーム支持部（６）とを備え、上記テーブル支持部（２）に、ターンテーブル（１）を旋回駆動せしめるアクチュエータ（１３）と、上記対象物の上下方向の中心に水平方向のカメラ（３）のレンズの中心線を一致させるようにターンテーブル（１）を昇降せしめる機構とを設け、上記アーム支持部（６）にアーム（４）を旋回駆動させ、且つカメラ（３）をアーム（４）の回動によってターンテーブル（１）上の対象物を捕捉しながら円弧軌跡に沿って移動させるアクチュエータ（３１）を設け、対象物に対するカメラ（３）のパン移動角度をターンテーブル（１）の回転角度に、対象物に対するカメラ（３）のチルト移動角度をアーム（４）の回転角度にそれぞれ一致させて、上記アクチュエータ（１３），（３１）と、カメラ（３）の作動コントロールを行ない、カメラ（３）により撮影された画像の画像データの保存を行うコントローラ（９）を各アクチュエータ（１３），（３１）及びカメラ（３）側に接続して設け、上記コントローラ（９）が、対象物のバーチャルリアリティー表示用又はポリゴンデータ生成用の画像データをカメラ（３）が撮影することができるように、ターンテーブル（１）とアーム（４）の回転角度によってアクチュエータ（１３），（３１）の作動を制御し、カメラ（３）によって上記対象物の画像を撮影せしめて画像データを自動的に取り込む自動撮影手段を有した三次元表示装置用の画像撮影装置。
【請求項２】
コントローラ（９）が、対象物の撮影データと背景の画像データに基づいて対象物のみの画像データを生成せしめる背景抜き演算手段と、カメラ（３）による撮影画像の表示が可能なディスプレイ（５３）とを備え、ターンテーブル（１）の高さ調節を対象物の画像を表示しながら行わせ、水平位置のカメラ（３）と垂直位置のカメラ（３）に対する対称物の位置調節後に、背景画像の撮影と対象物の撮影とを行わせ、背景抜き処理の画像処理を行う構成である請求項１の三次元表示装置用の画像撮影装置。
【請求項３】
自動撮影手段が、オペレータの指示操作に基づいて上記アクチュエータ（１３），（３１）側に駆動指示を出力し、上記対象物に対するカメラの位置を設定調整する自動位置設定手段と、自動位置設定手段により設定された位置において対象物の画像データをカメラ（３）側から取り込み保存する画像取り込み手段とを備えた請求項１又は２の三次元表示装置用の画像撮影装置。
【請求項４】
自動位置設定手段が、オペレータが入力するカメラアーム（４）及びターンテーブル（１）の旋回角度の設定から、該旋回角度に対する各アクチュエータ（１３），（３１）の駆動条件を演算し、該演算データをアクチュエータ（１３），（３１）側に出力せしめる駆動条件演算手段を備えた請求項３の三次元表示装置用の画像撮影装置。
【請求項５】
画像取り込み手段が、カメラ（３）の種類に対応して撮影条件の設定変更を行うことができる撮影条件設定手段を備えた請求項３又は４の三次元表示装置用の画像撮影装置。
【請求項６】
コントローラ（９）が、オペレータがコントローラ（９）側への指示を入力するグラフィカルなインターフェースをディスプレイ（５３）に表示せしめるグラフィックユーザインターフェース表示手段を備えた請求項１又は２又は３又は４又は５の三次元表示装置用の画像撮影装置。
【請求項７】
グラフィックユーザインターフェース表示手段が、オペレータが入力する条件に応じた複数のグラフィックユーザインターフェースの表示が可能であると共に、各グラフィックユーザインターフェースのディスプレイへ（５３）の表示及び非表示を切り換えることが可能である請求項６の三次元表示装置用の画像撮影装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、所定の対象物（オブジェクト）をコンピュータ等のディスプレイに三次元（３Ｄ）で表示せしめるバーチャルリアリティー（ＶＲ）装置等に必要なデータソースを得るための三次元表示装置用の画像撮影装置に関する。
【０００２】
【従来の技術と発明が解決しようとする課題】
現在所定の対象物（オブジェクト）をコンピュータ等のディスプレイに三次元（３Ｄ）で表示せしめるバーチャルリアリティー（ＶＲ）装置が公知であり、コンピュータグラフィックや映画アニメーション等に使用されている。しかし上記オブジェクトをＶＲ装置によりＶＲ表示せしめるためには、図１５に示されるようにオブジェクトを中心にカメラをパン（ｐａｎ）及びチルト（ｔｉｌｔ）移動せしめて、当該オブジェクトに対して様々な角度から複数の大量の画像データを得る必要がある。
【０００３】
またこの画像データは比較的正確な位置で撮影する必要があるほか、合計で数百枚レベルの画像データが必要となり、ＶＲ表示用の画像データ、すなわちデータソースを得ることは容易ではなく、ＶＲ装置用のデータ作成には非常に大きなコストがかかる。このためより容易にＶＲ表示用のデータソースを得るための画像撮影装置が望まれていた。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための本発明の三次元表示装置用の画像撮影装置は、撮影の対象物を載置する水平方向のターンテーブル１と、該ターンテーブル１を水平旋回自在に軸支するテーブル支持部２と、上記対象物を撮影するカメラ３と、該カメラ３をターンテーブル１上の対象物に向けて先端側に支持するアーム４と、カメラ３側の端部が円弧軌跡を描くように、アーム４の基端側を回転自在に軸支するアーム支持部６とを備え、上記テーブル支持部２に、ターンテーブル１を旋回駆動せしめるアクチュエータ１３と、上記対象物の上下方向の中心に水平方向のカメラ３のレンズの中心線を一致させるようにターンテーブル１を昇降せしめる機構とを設け、上記アーム支持部６にアーム４を旋回駆動させ、且つカメラ３をアーム４の回動によってターンテーブル１上の対象物を捕捉しながら円弧軌跡に沿って移動させるアクチュエータ３１を設け、対象物に対するカメラ３のパン移動角度をターンテーブル１の回転角度に、対象物に対するカメラ３のチルト移動角度をアーム４の回転角度にそれぞれ一致させて、上記アクチュエータ１３，３１と、カメラ３の作動コントロールを行ない、カメラ３により撮影された画像の画像データの保存を行うコントローラ９を各アクチュエータ１３，３１及びカメラ３側に接続して設け、上記コントローラ９が、対象物のバーチャルリアリティー表示用又はポリゴンデータ生成用の画像データをカメラ３が撮影することができるように、ターンテーブル１とアーム４の回転角度によってアクチュエータ１３，３１の作動を制御し、カメラ３によって上記対象物の画像を撮影せしめて画像データを自動的に取り込む自動撮影手段を有したことを第１の特徴としている。
【０００５】
第２にコントローラ９が、対象物の撮影データと背景の画像データに基づいて対象物のみの画像データを生成せしめる背景抜き演算手段と、カメラ３による撮影画像の表示が可能なディスプレイ５３とを備え、ターンテーブル１の高さ調節を対象物の画像を表示しながら行わせ、水平位置のカメラ３と垂直位置のカメラ３に対する対称物の位置調節後に、背景画像の撮影と対象物の撮影とを行わせ、背景抜き処理の画像処理を行う構成であることを特徴としている。
【０００６】
第３に自動撮影手段が、オペレータの指示操作に基づいて上記アクチュエータ１３，３１側に駆動指示を出力し、上記対象物に対するカメラの位置を設定調整する自動位置設定手段と、自動位置設定手段により設定された位置において対象物の画像データをカメラ３側から取り込み保存する画像取り込み手段とを備えたことを特徴としている。
【０００７】
第４に自動位置設定手段が、オペレータが入力するカメラアーム４及びターンテーブル１の旋回角度の設定から、該旋回角度に対する各アクチュエータ１３，３１の駆動条件を演算し、該演算データをアクチュエータ１３，３１側に出力せしめる駆動条件演算手段を備えたことを特徴としている。
【０００８】
第５に画像取り込み手段が、カメラ３の種類に対応して撮影条件の設定変更を行うことができる撮影条件設定手段を備えたことを特徴としている。
【０００９】
第６にコントローラ９が、オペレータがコントローラ９側への指示を入力するグラフィカルなインターフェースをディスプレイ５３に表示せしめるグラフィックユーザインターフェース表示手段を備えたことを特徴としている。
【００１０】
第７にグラフィックユーザインターフェース表示手段が、オペレータが入力する条件に応じた複数のグラフィックユーザインターフェースの表示が可能であると共に、各グラフィックユーザインターフェースのディスプレイへ５３の表示及び非表示を切り換えることが可能であることを特徴としている。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１，図２は本発明の三次元表示装置であるバーチャルリアリティー（ＶＲ）装置用の画像撮影装置の側面図及び正面図であり、該画像撮影装置はＶＲ装置のモニタ（ディスプレイ）等にＶＲ表示せしめる対象物（オブジェクト）を複数個所からデジタルカメラやデジタルビデオ等により撮影せしめて、ＶＲ装置で上記オブジェクトを表示せしめるに必要な複数の画像データを自動的に取り込み、ＶＲ装置用のデータソースを容易に得る装置となっている。
【００１２】
そして画像撮影装置は、上記オブジェクトを載置するターンテーブル１，該ターンテーブル１を支持するテーブル支持部２，オブジェクトの撮影を行うカメラ３，該カメラ３を支持するカメラアーム４，該カメラアーム４を支持するアーム支持部６，テーブル支持部２及びアーム支持部６を載置するベース７，ターンテーブル１及びカメラアーム４の作動をコントロールする駆動装置８，該駆動装置８を制御するコントローラ９等から構成されている。なお本実施形態におけるカメラ３は撮影した映像をデジタルデータ（画像データ）として保存するいわゆるデジタルカメラである。
【００１３】
まずテーブル支持部２の構造について詳細に説明する。上記テーブル支持部２は、ベース７に固定されるボックス状の本体ケース１１と、該本体ケース１１の上面１１ａ側に上下スライド自在に支持されたボックス状のサブケース１２とから構成されている。そして該サブケース１２内にはステッピングモータ１３が設けられ、該ステッピングモータ１３の駆動軸１４の先端がサブケース１２の上面１２ａから突出せしめられているとともに、該駆動軸１４に平面視で略円形をなすターンテーブル１の中央部分が軸支されている。
【００１４】
このとき駆動軸１４は水平面に対して略垂直に設けられており、ターンテーブル１は略水平に支持されている。これによりターンテーブル１はステッピングモータ１３の駆動により水平旋回せしめられ、ターンテーブル１上にＶＲ装置によりＶＲ表示せしめるオブジェクトを配置することで、オブジェクトが水平旋回せしめられる。
【００１５】
一方本体ケース１１内には、上下方向に雄ネジ状のロッド１６が水平面に対して略垂直に回転自在に軸支されており、また該ロッド１６の近傍には駆動軸１７がロッド１６に直交するようにＡＣモータ１７が設けられている。そして該ＡＣモータ１７の駆動軸１８にはピニオンギヤ１８が設けられ、該ピニオンギヤ１８がロッド１６と螺合している。すなわちＡＣモータ１７を駆動することでロッド１６は回転駆動せしめられる。
【００１６】
また上記ロッド１６にはナット１９が螺合せしめられており、該ナット１９の上面側に前述のサブケース１２が一体的に固定されている。そしてサブケース１２は上記ロッド１６の先端側の挿入が可能となっており、ロッド１６に沿って上下スライド自在となっているが、図３に示されるようにサブケース１２の底面には上記ロッド１６の近傍に２本の支柱２１が、ロッド１６に対して平行に下方に突出せしめられており、上記支柱２１は本体ケース１１に上下スライド自在に支持されている。
【００１７】
以上によりＡＣモータ１７を駆動することでナット１９がロッド１６に対して螺合状態で上下スライド移動せしめられ、支柱２１をガイドにサブケース１２が本体ケース１１に対して上下スライド移動せしめられる。つまりターンテーブル１はサブケース１２内のステッピングモータ１３により旋回せしめられると共に、本体ケース１１内のＡＣモータ１７により上下昇降せしめられる。
【００１８】
次にアーム支持部６の構造について説明する。前記アーム支持部６は本体ケース１１（ターンテーブル１）の側方に配置されており、前述のベース７に固定される上下方向のステー２６と、該ステー２６の上端に設けられたボックス状の駆動ケース２７とから構成されている。このときステー２６は水平面に対して略垂直に設けられている。
【００１９】
また上記駆動ボックス２７内にはステー２６に対して略垂直（水平面に対して略平行）に出力軸２８を突出せしめたギヤボックス２９と、該ギヤボックス２９に駆動力を入力するステッピングモータ３１とが設けられており、すなわちステッピングモータ３１を駆動せしめることで出力軸２８が回転駆動せしめられるように構成されている。このとき出力軸２８は駆動ボックス２７から突出せしめられている。
【００２０】
そして上記出力軸２８の先端に前述のカメラアーム４が取り付けられているが、該カメラアーム４は出力軸に対して略垂直な縦アーム４ａと、該縦アーム４ａに対して略垂直に設けられた横アーム４ｂとにより略Ｌ字状に形成せしめられているとともに、上記縦アーム４ａの基端部側（横アーム４ｂの反対側の端部側）が出力軸２８に固定されており、これによりステッピングモータ３１を駆動することでカメラアーム４は垂直旋回（プロペラ状に旋回）せしめられる。
【００２１】
このとき横アーム４ｂはターンテーブル１側に突出せしめられており、またカメラ３は横アーム４ｂの先端部分に、レンズをターンテーブル１に対向せしめて取り付けられている。このため前述のようにステッピングモータ３１を駆動すると、カメラ３はターンテーブル１の水平旋回面（ターンテーブル１の上面）に垂直な軌跡（垂直旋回面）に沿って回転移動せしめられる。
【００２２】
すなわちステッピングモータ３１の駆動によりカメラ３がターンテーブル１に対して、出力軸２８の軸心を中心としたターンテーブル１の旋回面に対して垂直な円弧に沿ってチルト（ｔｉｌｔ）移動せしめられ、ターンテーブル１上にオブジェクトを配置すると、カメラ３は対象物を捕捉しながら上記円弧軌跡に沿って移動する。
【００２３】
またテーブル支持部２のステッピングモータ１３を駆動せしめることで、ターンテーブル１が駆動軸１４の軸心を中心として水平旋回せしめられるが、これはターンテーブル１を基準に考えると、カメラ３がターンテーブル１に対して駆動軸１４の軸心を中心としてパン（ｐａｎ）移動せしめられるものである（ｐａｎ及びｔｉｌｔに関しては従来技術及び図１５参照）。
【００２４】
つまりターンテーブル１上に所定の（ＶＲ表示せしめる）オブジェクトを配置し、両ステッピングモータ１３，３１を駆動することで、オブジェクトに対してカメラ３をパン及びチルト移動せしめることができ、複数のポイントからオブジェクトの写真を撮影（画像データのキャプチャ）することができる。またターンテーブル１をＡＣモータ１７により上下移動させることで、オブジェクト（ターンテーブル１）に対するチルトの中心を設定調整することができる。
【００２５】
なお以下の説明においては、ステッピングモータ３１の駆動によるカメラ３の垂直旋回移動を「オブジェクト又はターンテーブル１に対するカメラ３のチルト移動」、ステッピングモータ１３の駆動によるターンテーブル１の水平旋回を「オブジェクトに対するカメラ３のパン移動」、ＡＣモータ１７によるターンテーブル１の上下スライド移動を「チルト中心の移動」等のように、オブジェクトを中心とした表現を行う場合もある。
【００２６】
一方上記駆動装置８は、図４に示されるようにステッピングモータ１３のドライバ４１，ステッピングモータ３１のドライバ４２，ドライバ４１，４２の制御部４３と、ＡＣモータ１７のドライバ４４と、電源部４６等から構成されており、両ステッピングモータ１３，３１の作動制御は制御部４３を介して、ＡＣモータ１７の作動制御はドライバ４４に設けられたスイッチ４７により行われるように構成されている。
【００２７】
なお上記制御部４３は前述のコントローラ９に接続されており、つまりステッピングモータ１３，３１の駆動（カメラ３のパン及びチルト移動制御）は、コントローラ９からの指示に従って制御部４３が作動せしめられ、ドライバ４１，４２を介して行われる。またＡＣモータ１７の駆動、すなわちチルト中心の移動はドライバ４４により上記ステッピングモータ１３，３１とは別に独立して行われる。これにより後述するように初期設定の一つとなるチルト中心の移動がカメラ３のチルト及びパン移動とは切り離され、モータ駆動の取り扱いがシンプルとなる。
【００２８】
一方ドライバ４４のスイッチ４７はＡＣモータ１７を正転又は逆転せしめる上下スイッチ４７ａ，４７ｂからなり、該スイッチ４７ａ又は４７ｂの手動操作によりＡＣモータ１７を正転又は逆転作動させてターンテーブル１を上下に位置調整することができる構造をなしている。なお上記上下スイッチ４７ａ，４７ｂは本体ケース１１の外側に設けられており（図示せず）、作業者（ユーザ）が容易にＯＮ，ＯＦＦせしめることができるように構成されている。また上記スイッチ４７ａ又は４７ｂを前述のコントローラ９側から操作することができるように構成してもよい。
【００２９】
次にコントローラ９の作動について説明する。該コントローラ９はターンテーブル１及びカメラアーム４をユーザからの指示（条件）に従って自動旋回せしめるとともに、カメラ３のシャッターを自動的操作して、ターンテーブル１上のオブジェクトに関するＶＲ装置（ＶＲ表示）用の画像データ（データソース）を自動的に取り込む自動撮影手段を備えたものとなっている。
【００３０】
すなわち上記自動撮影手段は、オペレータ（ユーザ）側からの入力指示を受け付け、該指示に基づいて自動的に前述の制御部４３を介して両ステッピングモータ１３，３１を駆動せしめ、オブジェクトに対してカメラ３を複数のポジションに移動させるとともに、各ポジションでカメラ３のシャッターを操作し、複数のカメラ３からの画像データをキャプチャし（読み込み）、この画像データを保存せしめる構造となっている。
【００３１】
このとき図５に示されるようにコントローラ９には入力装置としてキーボード５１及びマウス５２が設けられており、ユーザによるコントローラ９への入力（指示）は上記キーボード５１及びマウス５２を介してを行うように構成されている。また上記コントローラ９にはディスプレイ５３も接続されており、コントローラ９はディスプレイ５３にユーザがコントローラ９側に指示を与えるためのグラフィカルなインターフェース（グラフィックユーザインターフェース）を表示提供することが可能に構成されている。つまりコントローラ９側には上記のようなグラフィックユーザインターフェース（ＧＵＩ）をディスプレイに表示せしめるグラフィックユーザインターフェース（ＧＵＩ）表示手段が備えられている。
【００３２】
このときＧＵＩ表示手段は上記ＧＵＩをユーザが入力する条件に応じて複数表示することが可能に設定されており、また各ＧＵＩの表示及び非表示等を設定するためのＧＵＩも設定されている。すなわちＧＵＩ表示手段の機能により後述するようにユーザは上記入力装置を介して希望するＧＵＩをディスプレイ５３に表示せしめ、表示されたＧＵＩ内に入力装置によりデータを入力することで容易にコントローラ９側に指示を与え、ステッピングモータ１３，３１及びカメラ３等の作動制御を行うことができる。
【００３３】
つまりコントローラ９は入力装置側からの情報を入力インターフェース部５４を介して入力せしめられる演算処理部５６と、該演算処理部５６に接続された記憶部５７と出力インターフェース部５８等を有しており、該記憶部５７に上記ＧＵＩ用のグラフィックデータが保存されているとともに、該出力インターフェース部５８にディスプレイ５３が接続されている。
【００３４】
そしてキーボード５１やマウス５２からの指示により演算処理部５６が記憶部５７から所定の（ユーザが表示を指示したＧＵＩの）グラフィックデータを呼び出すことでディスプレイ５３にユーザが指示したＧＵＩを表示せしめることができる構造となっている。なおコントローラ９のデフォルトの設定により、コントローラ９を作動させると、ディスプレイ５３には前述のＧＵＩを選択するＧＵＩ（選択フォーム）が表示せしめられるように設定されており、初期画面はシンプルに構成され、各ＧＵＩの呼び出しを容易に行うことができるように設定されている。
【００３５】
なおカメラ３の画像データを出力する出力端子は入力インターフェース５４を介して演算処理部５６に、シャッターを操作する操作端子は出力インターフェース５８に各接続されており、また前述の駆動装置８の制御部４３も出力インターフェース５８に接続され、これによりカメラ３及び両ステッピングモータ１３，３１がコントローラ９により作動制御される構造となっている。
【００３６】
次に各ＧＵＩの構成について説明する。本実施形態においてはＧＵＩとして、前述の選択フォームの他、自動撮影手段の駆動時のカメラ３のパン及びチルト移動の駆動条件の設定，カメラ３の撮影条件の設定，カメラ３により取り込まれる（撮影された）画像データの保存条件の設定，撮影された画像のトリミング処理の開始の指示を行う撮影条件設定フォームと、自動撮影手段の作動開始を指示する撮影フォームと、撮影した画像データの編集条件を設定する編集フォームとを備えている。
【００３７】
また上記コントローラ９側には、カメラアーム４及びターンテーブル１のステッピングモータ１３，３１を、ユーザ側から指示される角度及び回転方向に回転させて停止せしめるマニュアル操作手段が備えられており、該マニュアル操作手段でモータ１３，３１の駆動を行う場合の条件を設定する手動設定フォームとを備えている。
【００３８】
図６に示されるように上記選択フォーム６１は、マウス５２によるクリックでＯＮ，ＯＦＦされるラジオボタン状のクリックボックスが複数表示される構造となっており、上記クリックボックスとして、撮影フォームの呼び出し（表示の有無）を切り換える撮影クリックボックス６６，編集フォームの呼び出しを切り換える編集クリックボックス６７，手動設定フォームの呼び出しを切り換える手動設定クリックボックス６２，撮影条件設定フォームの呼び出しを切り換える撮影条件クリックボックス６３，カメラ３から送られる画像のディスプレイ５３上でのモニタの有無を切り換えるモニタクリックボックス６４，システムの終了を指示する終了クリックボックス６８等が設定されている。
【００３９】
つまり各クリックボックス６２，６３，６４，６６，６７をマウスでクリックすることで、各クリックボックスに設定されているＧＵＩのデータを記憶部５７から呼び出すように演算処理部５６に指示を送り、該演算処理部５６が記憶部５７から上記データを呼び出し、この呼び出されたデータによりディスプレイ上にＧＵＩを表示せしめるように構成されている。このとき１つのディスプレイ上に複数のＧＵＩを表示せしめることも可能であり、マウス５２等により複数の設定を１つのディスプレイ５３上で容易に行うことができる。
【００４０】
なおカメラ３から出力される画像データは入力インターフェースを介してコントローラ９側にリアルタイムで入力されているため、撮影画像を容易にディスプレイ５３に表示せしめることができ、ユーザが画像のモニタリングを行うことができるが、コントローラ９のデフォルトの設定によりコントローラ９の立ち上がり時には画像をモニタしない設定となっており、ディスプレイ５３上でのモニタは、上記モニタクリックボックス６４へのユーザからの指示により行われる設定となっている。
【００４１】
次に上記撮影条件設定フォームの構成について説明する。図７に示されるように撮影条件設定フォーム７１は、自動撮影手段作動時のカメラ３のパン及びチルト移動条件を設定する移動設定部７２，保存する画像データのフォーマットを設定するフォーマット設定部７３，撮影する画像取り込み範囲を設定するキャプチャサイズ設定部７４，保存する画像データの記憶部５７内の保存先を設定するとともに、画像データのファイル名を設定する画像ファイル設定部７６，保存した画像のトリミングの開始を設定するトリミング設定部７７等が設けられた構造となっている。
【００４２】
このとき移動設定部７２は、カメラ３のパン移動条件をターンテーブル１の回転（旋回）開始角度，回転終了角度，ステップ角度により、チルト移動をカメラ３（カメラアーム）の回転（旋回）開始角度，回転終了角度，ステップ角度により設定するように構成されている。すなわち各角度の入力ボックス７２ａにキーボード５１又はマウス５３から数字でデータを入力する。
【００４３】
なお自動撮影手段によるオブジェクトの自動撮影は、カメラ３を所定の開始位置から所定角度づつパン及びチルト移動させ、カメラ３を各移動点（座標位置）で一旦停止させる自動位置設定手段と、カメラ３の各一時停止位置で画像をキャプチャ（シャッターを切り）する画像取り込み手段等の組み合わせであり、自動位置設定手段によるカメラ３の自動移動と、画像取り込み手段による画像のキャプチャとを所定の終了位置まで繰り返してオブジェクトに対する複数の画像データを得るものである。すなわち上記回転開始角度とはパン又はチルト移動の開始位置、回転終了角度とはパン又はチルト移動の終了位置、ステップ角度はパン又はチルト移動の１移動時の移動量（移動角度）である。
【００４４】
このためステップ角度は｛移動角度（終了角度−開始角度）／ステップ角度｝が正の整数となるように設定する必要があり、演算処理部５６は上記「移動角度／ステップ角度」を演算し、解が正の整数でない場合にはディスプレイ５３上にエラーを警告（表示）せしめるステップ角度チェック手段を備えている。
【００４５】
これにより自動位置設定手段が誤ったデータにより誤作動することが防止され、演算処理部５６が上記各設定された角度から、ステッピングモータ１３，３１が開始位置に移動するために必要なパルス数と、ステップ角度回転させるために必要なパルス数と、終了角度までに必要なステップ数（移動角度／ステップ角度）を、演算して制御部４３側に出力することで、両ステッピングモータ１３，３１を適切に駆動せしめることが可能となる。
【００４６】
すなわち自動撮影手段には、ユーザが入力するカメラアーム４及びターンテーブル１の角度の設定から、該角度に対する各アクチュエータ１３，３１の駆動条件を演算し、該演算データをアクチュエータ１３，３１側に出力せしめる駆動条件演算手段が備えられている。そして駆動条件演算手段は上記各入力角度から撮影枚数を自動演算（パン移動のステップ数×チルト移動のステップ数）し、撮影条件フォーム７１内にリアルタイムに表示するようにも構成されている。
【００４７】
一方フォーマット設定部７３は前述のように保存する画像データのフォーマットを設定するものであるが、本実施形態の場合はＢｉｔｍａｐとＪＰＥＧのいずれか一方で保存することができるように構成されており、いずれか一方の選択ボタンをマウスでクリックすることで、保存フォーマットが択一的に設定され、このデータが演算処理部５６に送られる。
【００４８】
これにより演算処理部５６はカメラ３によりキャプチャされた画像を上記いずれか一方のフォーマットに変換し、データ量等に応じた適正な画像データフォーマットで、画像ファイル設定部による設定に従って記憶部５７に保存せしめる。なおＪＰＥＧを選択した場合には圧縮率設定部７８にキーボード５１又はマウス５２から数字を入力することで圧縮率を設定することができ、演算処理部５６は設定された圧縮率でデータを圧縮し、データの再現性とデータ量のバランスを適正に設定することが可能となっている。
【００４９】
一方キャプチャサイズ設定部７４はキャプチャする画像のサイズをＸ−Ｙ方向のドット（ピクセル）数により設定し、本実施形態においてはカメラ３で取り込み可能な全領域（例えば６４０×４８０ドット）を取り込み保存するか、その１／４の領域（例えば３２０×２４０ドット）を取り込み保存するかをマウスによるクリックで選択的に指示する構造となっており、このデータにより演算処理部５６がカメラ３から入力される画像の所定部分のみをキャプチャするように設定される。
【００５０】
これにより三次元表示せしめる部分（撮影部分）に応じたデータを取り込むことができる。例えば比較的大きなオブジェクト全体を大まかに表示させる場合は３２０×２４０ドットとし、細部を詳細に表示させる場合は６４０×４８０ドットとすることで、画像データが必要以上に大きなデータとなることが防止される。
【００５１】
また図８，図９に示されるように取り付け可能なカメラの種類に応じて、キャプチャする画像のサイズ以外に、さらに詳細に撮影条件を設定するＧＵＩであるカメラ条件設定フォーム７０を撮影条件設定フォーム７１等から呼び出し表示可能としてもよい。
【００５２】
このときカメラ条件設定フォーム７０は、予め想定されたカメラの種類を切り換える切換部７５と、該切換部７５をマウス５２でクリックすることで各カメラ毎に異なった設定条件を設定できる設定部８５を有しており、該設定部８５に入力装置等により条件を入力することで、カメラ３のシャッター以外の操作系をも遠隔操作して、ユーザの指定条件に沿ったデータを得ることができる。
【００５３】
つまりこの場合はカメラ３のコントロールを行うケーブル等をコントーラ９側に接続せしめて、コントローラ９側により各調整部分の駆動を制御せしめる撮影条件設定手段を画像取り込み手段が備える必要があるが、カメラ３の種類に対応して撮影条件の設定変更を行うことができ、カメラ毎により最適に近い条件で（カメラの性能をより発揮させて）より適正な画像データを得ることができる。
【００５４】
また前述のようにトリミング設定部７７により保存されている画像データのトリミングを開始するか否かの設定を行うことができるが、本実施形態の場合はデフォルトではトリミングを行わないと設定されており、トリミングのチェックボックス７７ａをマウスでクリックすることで図１０に示されるようにトリミングを行うためのモニタ画面８０がディスプレイ５４に表示され、トリミングが可能となるように設定されている。そしてトリミングサイズはディスプレイに表示された画像の所定範囲（トリミング範囲）をマウスにより指定することで、演算処理部５６がデータ処理を行いトリミング範囲８０ａを取り出すように構成されている。
【００５５】
さらに画像ファイル設定部７６は、前述のように保存する画像データの保存先とファイル名を設定することができる。これは自動撮影手段をスタートさせると、演算処理部５６は複数の画像データを順にキャプチャし、記憶部５７に保存せしめるため、キャプチャ順に画像ファイルにファイル名を自動的に付ける必要があるためである。
【００５６】
そして本実施形態においてはキャプチャ順にファイル名を「数字の連番．拡張子」と演算処理部５６が設定して記憶部５７に送るように設定されており、画像データを１つのブロックで保存し、他のデータとの混同が生じないような構成となっている。
【００５７】
これに対して画像ファイル設定部７６はユーザがファイル名の先頭が０から始まるか否かをチェックボックス７６ａをマウス５２でクリックすることで設定することができるとともに、初期値ボックス７６ｂにキーボード５１又はマウス５２により数字を入力することでファイル名の連番の先頭の数字を設定することができるように構成されており、ユーザの任意によりさらにユーザに理解容易なファイル名とすることができる。
【００５８】
なお記憶部５７は従来公知の（コンピュータのＤＯＳやＵＮＩＸで使用されるような）階層状のディレクトリ構造を有したものとなっており、ディレクトリ指定ボックス７６ｃにキーボード５１又はマウス５２によりディレクトリ名を入力することで、演算処理部５６はこの指定されたディレクトリにキャプチャした画像データを保存使用とするように設定されている。
【００５９】
つまり画像データを保存するディレクトリをユーザが設定することができるように構成されており、ディレクトリ管理によりデータの保存管理を容易に行うことができるように構成されている。
【００６０】
次に撮影フォームの構成について説明する。図１１に示されるように撮影フォーム８１は前述のように自動撮影を開始せしめるための指示を演算処理部５６に与えるために呼び出すフォームであり、自動撮影手段による自動撮影の開始及び中断の指示データを演算処理部５６側に送るためのクリックボックス８３，８４が設けられている。
【００６１】
そして開始クリックボックス８３をマウス５２でクリックすることで自動撮影開始の指示が演算処理部５６側に送られ、演算処理部５６は条件設定フォームで指定された条件に従ってターンテーブル１及びカメラアーム４の駆動指示を制御部４３側に送り、カメラ３をパン及びチルト移動させ、各停止位置でカメラ３のシャッターを作動させ画像をキャプチャせしめて、各画像データを記憶部５７に保存せしめてＶＲ装置用のデータソースを得るように構成されている。
【００６２】
すなわち移動設定部７２により設定される条件により自動位置設定手段が作動せしめられてカメラ３のパン及びチルト移動を制御せしめ、またキャプチャサイズ設定部７４，フォーマット設定部７３，画像ファイル設定部７６、あるいはカメラ条件設定フォーム７０から入力される条件に従って画像取り込み手段が画像データを取り込み記憶部５７に記憶せしめる。
【００６３】
なおカメラアーム４を旋回せしめるステッピングモータ３１は後述するように原点が設定されており、前述の開始角度及び終了角度もこの原点を基準に設定される。このためシステムの起動時にステッピングモータ３１（カメラアーム４）を原点復帰させる必要がある。このため自動撮影手段は上記開始クリックボックス８３をクリックしても原点復帰が行われていない場合はエラーを表示せしめるように構成されており、ユーザは容易に原点復帰作動の未作動を認知することができる。
【００６４】
一方自動撮影手段は自動撮影中に中断クリックボックス８４をマウス５２によりクリックすることで撮影中止の指示が演算処理部５６に送られ撮影は中断されるようにも構成されている。また撮影フォーム８１には、撮影条件フォーム７１で入力された両ステッピングモータ１３，３１の回転条件を移動設定部８２に再度表示せしめ、必要であれば変更することが可能に構成されている。
【００６５】
すなわち撮影条件フォーム７１への条件入力後に撮影フォーム８１を呼び出し前述のように自動撮影を開始するのであるが、自動撮影開始操作（開始クリックボックス８３のクリック）直前にカメラ３のパン及びチルト移動の条件を変更せしめることも可能となっており、撮影フォーム８１の呼び出し後に移動設定部８２にデータを入力すると、演算処理部５６に入力されるモータ１３，３１の駆動条件がこのデータに書き換えられ、この条件に従ってカメラ３がパン及びチルト移動せしめられる。
【００６６】
このため撮影条件フォーム７１への条件入力後に撮影条件を変更する際に再度撮影条件フォーム７１への入力が不要となり、条件設定をより幅広く行うことができる。
【００６７】
次に編集フォームについて説明する。図１２に示されるように編集フォーム８６は取り込まれた画像をディスプレイ５３に表示せしめる場合に呼び出すものであり、位置情報表示部８７に確認したい画像の情報（何枚目の画像か？等）をキーボード５１やマウス５２等により入力せしめることで、このデータが演算処理部５６に送られ、演算処理部５６は受け取ったデータから指示された画像データを記憶部５７から取り出し、編集フォーム８６内の表示部８９に表示せしめるように構成されている。
【００６８】
このとき位置情報表示部８７には指定された画像の撮影条件がカメラ３のパン及びチルト位置としてターンテーブル１とカメラ（カメラアーム）の旋回角度としてテーブル及びカメラ情報ボックス８７ａ，８７ｂに表示される。逆にカメラ情報ボックス８７ａ，８７ｂに上記画像の撮影条件を入力するとこの条件が演算処理部５６に送られ、演算処理部５６がこの条件にマッチした画像データを記憶部５７から取り出し、編集フォーム８６内の表示部８９に表示せしめ、撮影枚数情報ボックス８７ｃに表示せしめられる。
【００６９】
なお演算処理部５６には、３Ｄ表示手段も備えられており、取り込まれた画像を順に表示することで、撮影されたオブジェクトを３Ｄ（ＶＲ）で表示せしめることもできる。すなわち記憶部５７に各画像データからＶＲ表示せしめる従来公知の演算アルゴリズム（ＶＲ機能）が記憶せしめられており、演算処理部５６がこのＶＲ機能を呼び出すことで簡易的にオブジェクトの表示を確認することが可能となっている。
【００７０】
このとき各画像の再生速度（インターバル）を短くするほどアニメーション同様により滑らかな表示を行うことができる。このため再生速度設定部８８を表示フォーム８６内に表示せしめ、該再生速度設定部８８への速度の入力により処理演算部５６がこのデータを得て、当該データに従ってオブジェクトの３Ｄ表示を行うように構成されている。
【００７１】
次に前述の手動設定フォームの構成について説明する。手動設定フォームはターンテーブル１及びカメラ３（カメラアーム４）をマニュアル駆動手段を作動させるために呼び出すフォームであり、図１３に示されるように該手動設定フォーム９１は、ターンテーブル１の旋回角度と、回転方向を設定するターンテーブル設定部９２と、カメラアーム４の旋回角度と、旋回方向，原点への移動，水平位置への移動を設定するカメラ設定部９３とを備えている。
【００７２】
つまりテーブル設定部９２又はカメラ設定部９３の旋回角度設定ボックス９２ａ又は９３ａにキーボード５１又はマウス５２等により旋回角度を入力し、いずれかの旋回方向のラジオボックス９２ｂ又は９２ｃ又は９３ｂ又は９３ｃをマウスでクリックすることで、前述の駆動条件演算手段により指定された角度旋回せしめるためのパルス数を演算処理部５６側が演算し制御部４３側にこのパルス数のデータと、回転方向を指示するデータを送ることでターンテーブル１及びカメラアーム４が旋回せしめられる。これにより各初期設定やメカ的なメンテナンス等を容易に行うこともできる。
【００７３】
なお本実施形態の場合はテーブル設定部９２内に前述のＡＣモータ１７の作動をコントロールせしめるターンテーブルの上昇及び下降を操作するラジオボックス９２ｄ，９２ｅも備えられており、前述のＡＣモータ１７を遠隔操作する場合には、該ラジオボックス９２ｄ又は９２ｅをマウス５２でクリックすることでＡＣモータ１７を容易に駆動せしめてターンテーブル１の高さを設定することができる。
【００７４】
なお前述のようにカメラ３はカメラアーム４（縦アーム４ａ）の垂直位置を原点とし、自動駆動の基準点として該原点をシステム（演算処理部５６）に認識させる必要がある。このため上記カメラ設定部９３の原点ラジオボックス９４をマウス５１によりクリックすることで演算処理部５６に原点復帰の指示データ送られ、演算処理部５６が制御部４３側にステッピングモータ３１の駆動を指示して、カメラ３を原点復帰せしめる。
【００７５】
このときカメラ３の原点位置はセンサ（図示せず）により設定され、センサが縦アーム４ａの垂直位置で、該縦アーム４ａをセンシングすると、演算処理部５６から制御部４３側にモータ停止データが送られステッピングモータ３１を停止せしめてカメラ３を原点復帰せしめるように構成されている。これによりカメラ３のレンズの中心線はターンテーブル１の上方において垂直方向となる。
【００７６】
またカメラ設定部９３にはカメラアーム４（縦アーム４ａ）を水平位置に位置決め（移動）せしめる水平ラジオボックス９６も設けられており、この水平ラジオボックス９４をマウス５１によりクリックすることで演算処理部５６に水平移動の指示データ送られ、演算処理部５６が制御部４３側にステッピングモータ３１の駆動を指示して、縦アーム４ａが水平となるようにステッピングモータ３１を駆動せしめる。
【００７７】
このとき演算処理部５６は水平ラジオボックス９４のクリックによる水平移動指示データを受けると、カメラ３の原点位置から現在縦アーム４ａの位置している角度をステッピングモータ３１に与えたパルス数から演算するとともに、水平位置までに必要なパルス数を演算し、このパルス数を制御部側に出力せしめてステッピングモータ３１を駆動して、縦アーム４ａを水平位置に位置決めするように設定されている。これによりカメラ３のレンズの中心線はターンテーブル１の側方において水平方向となる。
【００７８】
次にコントローラ９に備えられるオブジェクトの自動撮影について説明する。所定のオブジェクトに対するＶＲ装置用のデータソースは、カメラ３を水平位置にした場合にレンズの中心線がオブジェクトの上下方向の中心を通過し、カメラ３を垂直位置にした場合にレンズの中心線がオブジェクトの左右方向の中心を通過する位置がカメラ（オブジェクト）の基準位置として作成される。
【００７９】
つまりカメラとオブジェクトの位置関係が上記のように設定された状態からカメラ３をパン及びチルト移動させて複数のポイントでオブジェクトの画像をキャプチャすることでＶＲ装置用のデータソースが得られる。
【００８０】
このため本発明の撮影装置においては、まずディスプレイ５３にカメラ３による撮影画像を表示せしめ、前述のマニュアル駆動手段（機能）によりカメラ４を水平方向に移動せしめ、図１４（ａ）に示されるように前述のドライバ４７のスイッチ操作によりターンテーブル１を上下方向にスライド移動せしめてレンズの中心線がオブジェクトＯの上下方向の中心を通過するようにターンテーブル１の高さを設定する。なおレンズの中心点の表示が可能なカメラ３を使用することで、上記調整を容易に行うことができる。
【００８１】
そして前述のマニュアル駆動手段によりカメラ３を垂直位置にし、図１２（ｂ）に示されるようにレンズの中心線がオブジェクトの左右方向の中心を通過するようにオブジェクトＯを移動させ、撮影開始前の初期設定を行う。
【００８２】
そしていったんオブジェクトを取り除き、背景抜きの画像処理をせしめるための背景画像を撮影し、背景画像の画像データとして記憶部側に記憶せしめる。これはオブジェクトの撮影を行う際に背景も同時にキャプチャされるため、背景画像を予め保存しておき、オブジェクトの撮影データと背景の画像データの差を取って撮影されたオブジェクトの画像データから背景データを抜き、オブジェクトのみのデータとするものである。
【００８３】
つまりコントローラ９側には上記背景抜きの画像処理を行う背景抜き演算手段が備えられており、演算処理部５６がこの背景抜き演算手段を呼び出し、取り込まれたデータを当てはめて演算せしめることで上記処理が可能となる。なお上記撮影条件設定フォーム７１には、背景抜き演算手段の設定条件を入力することができるマスク設定部１０１が備えられている。また上記背景抜きの画像処理の演算手段は従来公知であるため詳細な説明は割愛するが、本システム側に背景抜き演算手段が備えられていることで、背景抜きの画像処理を他のワークステーション等で行う必要がない。
【００８４】
そして前述のように自動撮影時の条件を設定して自動撮影手段をスタートすることで、前述のように撮影条件設定フォーム等から入力せしめられた条件に従って自動位置設定手段によりターンテーブル１及びカメラアーム４が設定された旋回範囲内で所定位置にステップ角度を基準として旋回せしめられ、各停止位置で同じく撮影条件設定フォームやカメラ条件設定フォーム７０から入力せしめられた条件に従って、カメラ３によりオブジェクトの撮影が行われ、複数の画像データが記憶部５７に記憶せしめられる。
【００８５】
このとき撮影（画像データの入力）ポイント（カメラ３の停止位置）は、一般的に知られているＶＲ用のデータを作成するに必要な画像データを得ることができる位置が、移動設定部に入力されるデータから演算処理部５６により演算され、ターンテーブル１及びカメラアーム４の旋回パターンが旋回範囲内の上記各ポイントに効率よく移動するように演算され設定される。なお撮影ポイントの設定は従来公知であるＶＲ装置用のデータソースに必要な画像を得るに必要な撮影位置であり、詳細な説明は割愛するが、演算処理部５６による演算により設定され、自動位置設定手段側に送られ、自動位置設定手段が停止位置の設定を行う。
【００８６】
そして上記のように得られたデータソースを従来公知の所定の画像処理を行うことでＶＲ用のデータを容易に得ることができ、このデータソースを従来公知のＶＲ装置（ソフトウエア）に与えることにより容易に所定のオブジェクトのＶＲ表示を行うことができる。
【００８７】
以上により所定のオブジェクトに対する三次元表示装置が要求する画像データを自動的に撮影することができ、三次元表示装置用のデータソースをより容易に取り込むことができ、従来の手動によるオブジェクトの画像の撮影に比較して、画像データの取り込み時間等が少なくなる他、より正確な画像データを得ることができ、三次元表示装置による再現性が高くなる。またカメラ３のオブジェクトに対する停止位置を比較的正確に位置決めすることができ、このためぶれ等が問題となる比較的高解像度のカメラを使用しても、安定して画像データを得ることができ、より精度の高いデータを得ることができる。
【００８８】
特にＧＵＩ表示手段によりディスプレイ５３に表示せしめられるＧＵＩによりコントローラ９側への条件を設定することができるため、条件設定が容易で、容易に本発明の画像撮影装置を操作することができる。このとき入力する条件に応じて複数のＧＵＩを切り換え又は同時にディスプレイに表示せしめることができることで、さらに条件の設定入力が容易となる。
【００８９】
また自動位置設定手段が駆動条件演算手段を備えることで、オペレータ（ユーザ）がターンテーブル１及びカメラアーム４の旋回角度を設定することにより、モータの駆動に関する特別な知識を有することなしに、モータの駆動条件を設定することができ、より直感的に条件設定を行うことができる。
【００９０】
さらにステッピングモータ１３，３１のマニュアル操作をマニュアル操作手段により行うことで、撮影装置の初期設定等を容易に行うことができるが、特にステッピングモータだけでなく、ＡＣモータ１７の手動駆動をコントローラ９側で行う構成とすることで、上記初期設定等をさらに容易に行うことができる。
【００９１】
なお本実施形態におけるコントローラ９には自動撮影された各画像データからポリゴンデータを生成せしめるポリゴンデータ生成処理手段が備えられており、これにより本発明の撮影装置のみで所定形式のポリゴンデータ生成し、３次元ＣＡＤのデータとして使用すること等が可能となっている。
【００９２】
【発明の効果】
以上のように構成される本発明の構造によると、所定のオブジェクトに対する三次元表示装置が要求する画像データを自動的に撮影することができ、三次元表示装置用のデータソースをより容易に取り込むことができ、従来の手動によるオブジェクトの画像の撮影に比較して、画像データの取り込み時間等が少なくなる他、より正確な画像データを得ることができ、三次元表示装置による再現性が高くなるという効果がある。またコントローラが背景抜き演算手段を備えることによって、背景抜きの画像処理を他のワークステーション等で行う必要が無く、背景抜きが終了した画像データを本画像撮影装置だけで容易に得ることができる。
【００９３】
特にグラフィックユーザインターフェース表示手段によりディスプレイに表示せしめられるグラフィックユーザインターフェースによりコントローラ側への条件を設定することで、条件設定をより容易に行うことができ、容易に本発明の画像撮影装置を操作することができる。このとき入力する条件に応じて複数のグラフィックユーザインターフェースを切り換え又は同時にディスプレイに表示せしめることで、さらに条件の設定入力が容易となるという利点もある。
【００９４】
また自動位置設定手段が駆動条件演算手段を備えることで、オペレータ（ユーザ）がターンテーブル及びアームの旋回角度を設定することにより、アクチュエータの駆動に関する特別な知識を有することなしに、アクチュエータの駆動条件を設定することができ、より直感的に条件設定を行うことができる。さらにアクチュエータのマニュアル操作をマニュアル操作手段により行うことで、撮影装置の初期設定等を容易に行うことができる
【図面の簡単な説明】
【図１】画像撮影装置の側面図である。
【図２】画像撮影装置の正面図である。
【図３】サブケース部分の要部側面図である。
【図４】駆動装置の要部ブロック図である。
【図５】コントローラの要部ブロック図である。
【図６】ディスプレイに表示せしめられた選択フォームである。
【図７】ディスプレイに表示せしめられた撮影条件設定フォームである。
【図８】ディスプレイに表示せしめられたカメラ条件設定フォームである。
【図９】ディスプレイに表示せしめられた他のカメラ条件設定フォームである。
【図１０】ディスプレイに表示せしめられたトリミングを行うためのモニタ画面である。
【図１１】ディスプレイに表示せしめられた撮影フォームである。
【図１２】ディスプレイに表示せしめられた編集フォームである。
【図１３】ディスプレイに表示せしめられた手動設定フォームである。
【図１４】オブジェクトとカメラとの位置関係を示す要部正面図である。
【図１５】カメラのチルト及びパン移動を示す斜視図である。
【符号の説明】
１      ターンテーブル
２      テーブル支持部
３      カメラ
４      カメラアーム（アーム）
６      アーム支持部
９      コントローラ
１３    ステッピングモータ（アクチュエータ）
３１    ステッピングモータ（アクチュエータ）
５３    ディスプレイ
【図１】
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【図２】
0003609669.tif 000003
【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】
0003609669.tif 000008
【図８】
0003609669.tif 000009
【図９】
0003609669.tif 000010
【図１０】
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【図１１】
0003609669.tif 000012
【図１２】
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【図１３】
0003609669.tif 000014
【図１４】
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【図１５】
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