(57)【要約】      （修正有）【課題】カメラおよびストロボ用の支持装置および方法を提供する。【解決手段】支持装置は、カメラを、写真エリアにほぼ垂直に、かつ、写真エリアから一定の距離隔てて保持する取付け板１０４と、この支持装置の１つまたは複数の部分に取り付けられて、支持と、取付け用の位置を与える一組の脚部１０６と、カメラの焦点面に対する、これらの脚部の既知の位置に取り付けられ、かつ写真エリアの方に向けられて、１つまたは複数の画像処理操作で使用できる複数の写真画像の収集を容易ならしめる一組のストロボ１０８と、を含む。この支持装置は、各脚部に摺動自在に結合されかつ脚部の軸線に沿って自走式の直線運動をすることができる１つまたは複数の移動ストロボ３０２であって、脚部に沿って位置を指し示し、画像処理操作のための、複数の写真画像および位置データの収集を容易ならしめる移動ストロボ３０２の使用を通して自動化することができる。【選択図】図１Ａ
2005128535.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カメラおよびストロボ用の支持装置であって、
カメラを、写真エリアにほぼ垂直に、かつ該写真エリアから一定の距離隔てて保持する取付け板と、
支持装置の１つまたは複数の部分に取り付けられて、支持と、取付け用の位置とを与える一組の脚部と、
前記カメラの焦点面に対して、前記脚部の既知の位置に取り付けられ、かつ前記写真エリアの方に向けられて、１つまたは複数の画像処理操作で使用できる複数の写真画像の収集を容易ならしめる一組のストロボと、
を備えている、支持装置。
【請求項２】
前記画像処理操作が、多項式テクスチャ・マッピングと陰影からの形状復元とを含む一組の画像処理操作から選択される、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記一組の脚部のうちの１つまたは複数の脚部が、前記取付け板に取り付けられ、かつ該取付け板を支持し、前記一組の脚部のうちの他の脚部が、前記支持装置の前記取付け板および他のエリアに取り付けられて、前記取付け板の周りの異なる方位の取付け個所に前記ストロボを提供する、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記取付け板が、該取付け板の上面に取り付けられ且つ該取付け板の開口を介して見下ろすカメラを受け止めるように構成されている、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記脚部の各々の間にスクリーンが取り付けられて、周囲光から前記写真エリアが遮蔽される、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記カメラと前記一組のストロボの順次発光とを制御するシーケンス・コントローラをさらに備えている、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
カメラおよびストロボ用の支持装置であって、
カメラを、写真エリアにほぼ垂直に、かつ該写真エリアから一定の距離隔てて保持する取付け板と、
前記支持装置の１つまたは複数の部分に取り付けられて、支持と、取付け用の位置とを与える一組の脚部と、
前記各脚部に摺動可能に結合され、該脚部の軸線に沿って自走式の直線運動が可能であり、かつ、前記脚部に沿って位置を指し示し、１つまたは複数の画像処理操作で使用できる複数の写真画像の収集を容易ならしめる移動ストロボと、
を備えている、支持装置。
【請求項８】
前記画像処理操作が、多項式テクスチャ・マッピングと陰影からの形状復元とを含む一組の画像処理操作から選択される、請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記カメラと、前記ストロボの位置と、前記ストロボの順次発光と、を制御するシーケンス・コントローラをさらに備えている、請求項７に記載の装置。
【請求項１０】
支持されたカメラと、移動可能ストロボとを用いて、一組の写真を得る方法であって、
前記ストロボを支持する脚部の軸線に沿った、第１のストロボ位置と第２のストロボ位置とを算出するステップと、
少なくとも１つのストロボを、前記第１のストロボ位置に自動的に移動させるステップと、
前記第１のストロボ位置にある少なくとも１つのストロボの発光と、その結果として得られ、かつ多項式テクスチャ・マッピングで使用される写真画像の収集とを制御するステップと、
１つのストロボを、前記第１のストロボ位置から前記第２のストロボ位置に自動的に移動させるステップと、
を含む、方法。
【請求項１１】
前記第１のストロボ位置と前記第２のストロボ位置とが、得られるべき写真シーケンスの数を指定する写真シーケンス・パラメータにより決定され、写真シーケンスは、一組の位置にあるストロボにより照明される写真画像を表わす、請求項１０に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、写真撮影するためのカメラおよび／またはストロボ支持装置および支持方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
多くのデジタル画像処理操作は、デジタル画像処理技法を実行する前に、データを収集する専用機器を必要とする。多項式テクスチャ・マッピングは、このようなデジタル画像処理技法の１つである。この技法は、Ｇｅｌｂ、Ｗｏｌｔｅｒｓ、およびＭａｌｚｂｅｎｄｅｒによる「パラメトリック・テクスチャ・マップを用いて３次元物体をレンダリングする装置（Ａｐｐａｒａｔｕｓ  ｆｏｒ  ａｎｄ  ｏｆ  Ｒｅｎｄｅｒｉｎｇ  ３Ｄ  Ｏｂｊｅｃｔｓ  ｗｉｔｈ  Ｐａｒａｍｅｔｒｉｃ  Ｔｅｘｔｕｒｅ  Ｍａｐｓ）」と題する、本発明の譲受人に譲渡された、２００３年２月４日発行の米国特許第６，５１５，６７４号、および、Ｔ．Ｍａｌｚｂｅｎｄｅｒ、Ｄ．Ｇｅｌｂ、およびＨ．Ｗｏｌｔｅｒｓによる「多項式テクスチャ・マップ（Ｐｏｌｙｎｏｍｉａｌ  Ｔｅｘｔｕｒｅ  Ｍａｐｓ）」、ＡＣＭ  ＳＩＧＧＲＡＰＨ会報２００１、２００１年８月１２日〜１７日、５１９〜５２８頁、に記載されている。
【０００３】
上記の機器を用いて写真を撮りさえすれば、多項式テクスチャ・マッピング処理により、ユーザは、コンピュータディスプレイ上の画像を見ながら、画像の見掛けの画像テクスチャだけでなく、画像中の光源の見掛けの位置も、対話形式で変更することができる。例えば、貴重な考古学的人工遺物の写真を、光源が、その人工遺物の真上に現れるようなやり方で処理して、低コントラストの画像をもたらすことができる。同様に、この光源の見掛けの位置を、その人工遺物に対して非常に小さい角度に移して、さらに高いコントラストの画像を作り出すことができる。これ以外に、その人工遺物の見掛けの表面テクスチャおよび色を、乾燥した光沢のない白色仕上げから、油ぎった光沢のある黒色仕上げに変えて、非常に細かい細部に、正反射でハイライトを与えることができる。
【０００４】
多項式テクスチャ・マッピングからの力強い視覚的結果により、多項式テクスチャ・マッピングは、厳密な取扱い制約を受ける貴重な人工遺物または犯罪学的証拠資料を綿密に調べるのに有用な技法となる。あいにく、この技法は、現在、試験所（研究所）に限られている。なぜなら、カメラと様々なストロボを支持するのに用いられる大きな半球ドームは、かさ張って、運搬しにくいからである。その結果、このことから、人工遺物または証拠資料を現場で調べることは問題となり、このような画像処理技法の利用が制限される。
【０００５】
他の強力な画像処理技法も、写真を得るために、専用機器を必要とする。広範な機器や照明を必要とするこれらの他の画像処理技法はまた、多項式テクスチャ・マッピングのように、試験所（研究所）でのセッティングに限定されることがある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
したがって、多項式テクスチャ・マッピング、および他の画像処理操作に用いられるデータを収集するための、さらに手軽に持ち運びでき、かつコストパフォーマンスの高い機器を開発する必要がある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一側面は、カメラおよびストロボ用の支持装置の特徴を示している。この支持装置は、カメラを、写真エリアの上方に、かつ、写真エリアから一定の距離隔てて保持する取付け板と、この支持装置の１つまたは複数の部分に取り付けられて、支持と、取付け用の位置を与える一組の脚部と、カメラの焦点面に対する、これらの脚部の既知の位置に取り付けられ、かつ写真エリアの方に向けられて、１つまたは複数の画像処理操作で使用できる複数の写真画像の収集を容易ならしめる一組のストロボと、を含む。
【０００８】
本発明の他の側面もまた、カメラおよびストロボ用の支持装置の特徴を示している。この支持装置は、カメラを、写真エリアの上方に、かつ、写真エリアから一定の距離隔てて保持する取付け板と、この支持装置の１つまたは複数の部分に取り付けられて、支持と、取付け用の位置を与える一組の脚部と、それぞれの脚部に摺動自在に結合されて、それぞれの脚部の軸線に沿った自走式の直線運動が可能であり、かつ、それぞれの脚部に沿った位置を指し示し、１つまたは複数の画像処理操作で使用できる複数の写真画像の収集を容易ならしめる移動ストロボと、を含む。
【０００９】
様々な図面中の同じ参照番号および名称は、同じ要素を示す。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の実施形態は、専用のデータ収集機器を、様々な画像処理操作に使用することに関するものである。本明細書に記載される説明は、１つの画像処理操作として、多項式テクスチャ・マッピングを述べているが、他の多くの画像処理操作も、本発明の実施形態から恩恵を受けることであろう。例えば、代替実施形態を使用すれば、対象物との光の相互作用に起因する様々なシェードおよび／またはシャドウにより、対象物の形状を再現する「陰影からの形状復元（shape from shading）」と呼ばれる画像処理技法のために、データを収集することができよう。よって、このような多項式テクスチャ・マッピングの記述は、本発明の一実施形態を表わす都合のよいやり方として表わされている。この記述は、この１つの目的または用途のために特定的に含まれるか、あるいは除外される多項式テクスチャ・マッピングまたは任意の特定の機能に、本発明のいかなる側面も限定する働きをしてはならない。
【００１１】
多項式テクスチャ・マッピングは、きわめて細かいか、あるいは不鮮明な細部を明らかにするようなやり方で対象物の画像を対話形式で処理できるようにする模範的な一画像処理操作である。この明らかにされた細部は、普通の写真においてコントラストを単に高めるだけで明らかにされた細部をはるかに上回るものである。きわめて不鮮明な細部を、このように高めて、明らかにすることができれば、多項式テクスチャ・マッピングは、現場における犯罪学的証拠資料の検査、考古学的人工遺物の検査、および、普通の写真では細部が不充分に示されるような他の詳細な調査に対して、価値あるツールとなる。
【００１２】
多項式テクスチャ・マッピング用のデータは、標本対象物（specimen object）の複数画像を含む。これらの画像は、その対象物から上方に一定位置にデジタルカメラを置いて撮られたものである。各画像は、異なる位置にある光源により照明が施される。通常、この対象物周りのいくつかの異なる角度（方位角）と、対象物の水平面に対する異なる高さを利用して、それぞれの画像に対して光源を位置づける。このような対象物周りの角度は、方位位置とも呼ばれる。
【００１３】
本発明のいくつかの側面は、以下のやり方の少なくとも１つまたは複数において有利である。
【００１４】
本発明の実施形態により、多項式テクスチャ・マッピング用の画像データは、カメラおよびストロボ用の持ち運びできる支持装置を用いて、現場で容易に収集できる。この支持装置は、特別のカメラ取付け板を備えていることにより、カメラは、その取付け板の開口を通じて、写真を撮ることができる。これにより、カメラは、写真撮影しようとするエリアから上方に一定の距離隔てて位置づけることができる。この取付け板に取り付けることができる脚部は、さらに、ストロボ用の支持も提供する。
【００１５】
ストロボを、異なる脚部に取り付けることにより、カメラをサイクル動作させ、かつストロボに閃光を発生させ得るのと同じくらいの速さで、異なる方位画像を得ることができる。これらのストロボは、脚部の長さに沿って摺動でき、かつ、カメラの焦点面から既知の距離隔てた所に固定できる。ストロボを、脚部の長さに沿って異なる固定地点に取り付けるか、あるいは、それらの固定地点まで移動させれば、仰角の異なる画像を得ることができる。さらに、ストロボは、脚部の軸線の周りに回転可能であって、支持装置の圧縮と運搬を容易ならしめる。
【００１６】
本発明のさらなる実施形態により、ストロボは、脚部の長さに沿って自動的に移動することができる。これにより、多項式テクスチャ・マッピングに対して、多数の画像を速く、かつ正確に収集することができる。これは、犯罪学的証拠現場での時間が制限される可能性があって、かつ、証拠資料を得る際の正確さがこの上なく重要であるような犯罪学的証拠を収集するのに非常に有利である。
【００１７】
具体的には図示されていないが、追加脚部を付加すれば、ストロボに関する方位位置の数を増やすことができる。これらの追加脚部は、全体の構造物または装置に対して、支持を増すことができる。あるいは、これらの追加脚部は、地面に接触したり、または、さらなる支持を提供することなく、下方に伸張してもよい。例えば、これらの支持脚を使用する三脚が図示されている。しかしながら、さらに少ないか、あるいは、さらに多い脚部を使用して、装置を支持することもできる。さらに、モノポッド（すなわち、一本の支持脚）を、下方に伸張する数本の非支持脚部と組み合わせて、照明、および他のアクセサリに対して、追加の方位取付け個所を提供することもできる。このようなモノパッドは、非常に手軽に持ち運びでき、かつ機能的であろうが、それでも、動作における安定感が低いことがある。
【００１８】
まず最初に図１Ａに移って、本発明の一実施形態により、カメラとストロボの支持装置の斜視図が示されている。カメラ１０２は、写真エリア１１０に向かって下向きに取り付けられて、取付け板１０４により支持される。取付け板１０４は、開口１０５を持ち、その開口により、カメラ１０２は、写真エリア１１０を見ることができる。取付け板１０４に連結された一組の脚部１０６は、安定したやり方で、取付け板１０４とカメラ１０２を支持する。脚部１０６に連結されるものは、写真エリア１１０内の標本対象物１１２に向けることのできる一組のストロボ１０８である。支持装置が持ち運びできることから、カメラ１０２を、標本対象物１１２の上方に位置づけることができる。図１Ｂは、脚部１０６の間に取り付けられた光遮蔽スクリーン１１４を示している。
【００１９】
カメラ１０２は、一般に、デジタルカメラである。このデジタルカメラは、多項式テクスチャ・マッピングに有利である。なぜなら、多項式テクスチャ・マッピングは、デジタルカメラのデジタル画像データに容易に適応するからである。デジタル写真撮影を使用することも非常に都合がよい。例えば、この画像がデジタル形式を取ることにより、フィルム現像や、複数のフィルム画像のデジタル・スキャニングという時間のかかる工程が削除される。
【００２０】
取付け板１０４は、カメラ１０２のレンズを下向きにして、写真撮影しようとするエリアとほぼ垂直にし、かつそのエリアから一定距離隔てた状態で、カメラ１０２を保持する。取付け板１０４の開口１０５により、カメラは、カメラ１０２の真下の写真エリア１１０を見ることができる。代替実施形態では、カメラ１０２は、取付け板１０４の下面に取り付けられるか、あるいは、取付け板１０４は、カメラ１０２を上面に取り付けた光学的に透明な材料から成っている。脚部１０６は、取付け板を確実に支持する。
【００２１】
本発明の一実施形態では、脚部１０６は、取付け板１０４に取り付けられた三本一組の脚部であって、三脚を形成している。さらに他の実施形態では、脚部１０６は、支持装置の圧縮と運搬に役立つ伸縮自在構造（telescoping feature）を持っている。
【００２２】
脚部１０６に取り付けられるものは、ストロボ１０８である。ストロボ１０８の取付け個所が様々であることから、標本対象物１１２の、異なる照明を施された画像をいくつか得ることができる。各画像ごとに、ストロボ１０８のうちのただ１つのストロボが、閃光を発生し、すなわち「発光する（fire）」一方で、カメラ１０２のシャッタが開く。さらに、各画像に対しては、ストロボ１０８のうちの異なる位置に置かれたストロボにより照明が施される。言い替えれば、多項式テクスチャ・マッピングでは、画像の組のうち、どの２つの画像にも、同一位置から照明が施されることはない。
【００２３】
ストロボ１０８の発光は、シーケンス装置を用いて達成することができる。このシーケンス装置を用いて、カメラ１０２のシャッタを開き、ストロボ１０８のうちのただ１つのストロボを、一度、発光させ、次に、カメラ１０２のシャッタを閉じる。この取り込まれた画像を記憶させて、ストロボ１０８のうちの別のストロボを選択し、すべてのストロボ１０８を発光させるまで、このプロセスを繰り返す。脚部１０６に沿って、ストロボを異なる既知の位置に移動させて、上記の順序を繰り返すことにより、さらに画像を得ることができる。
【００２４】
しばしば、犯罪学的証拠写真、考古学的写真では、あるいは他の写真撮影現場では、対象物、またはその環境を乱すことなく、標本対象物１１２を現場で写真撮影することが望ましい。支持装置が持ち運びできることから、写真エリア１１０の中心に標本対象物１１２がくるように、支持装置を位置づけることができる。警察の仕事では、現場での写真撮影と、証拠集めがとりわけ重要である。例えば、証拠資料を頻繁に移動させるか、または取り扱うことで、複雑な管理の連鎖（chain of custody）が生ずることがある。このような管理の連鎖は、改ざんまたは汚損が増す可能性があるために、その証拠の価値に影響を与えることがある。多項式テクスチャ・マッピング写真撮影を用いて、現場で証拠を収集すれば、管理の連鎖が短くなり、かつ、標本１１２および他の写真撮影した物品の証拠価値が高められる。
【００２５】
前述の通り、多項式テクスチャ・マッピングは、異なる単一個所からそれぞれに照明が施される一組のデータ画像に頼っている。それゆえ、写真撮影しようとするエリア１１０から、周囲光を排除することが望ましい。図１Ｂに示される光遮蔽スクリーン１１４は、周囲光を閉め出して、発光するストロボからのみ、それぞれの画像に確実に照明を施せるようにする働きをする。本発明の一実施形態では、光遮蔽スクリーン１１４は、隣り合った脚部１０６の間に取り付けられる。光遮蔽スクリーン１１４は、剛性か、柔軟性のいずれかの材料から成っていてもよい。本発明の他の実施形態では、スクリーン１１４は、脚部１０６からクルクルと広げられて、隣り合った脚部１０６に付けられる。紫外線だけでなく赤外線も阻止する材料からスクリーン１１４を製作する代替実施形態により、可視スペクトル以外の光周波数を用いて、多項式テクスチャ・マッピングを実行することができる。
【００２６】
次に、図２に移って、本発明の一実施形態による支持装置の側面図が示されている。カメラ２０２は、カメラ・ブラケット２１０に取り付けられ、さらに、カメラ・ブラケット２１０が取付け板２１２に取り付けられる。カメラ２０２に装着されるものは、そのレンズ２０４であり、レンズ２０４が、カメラ２０２の焦点面２０６に、ピントの合った画像を形成する。取付け板２１２は、開口２１３を持ち、それにより、カメラの視野２０８が取付け板２１２で、遮られないようになっている。取付け板２１２に取り付けられるものは、一組の脚部２１４である。脚部２１４に取り付けられるものは、ストロボ・アセンブリ２１５で例示される一組のストロボ・アセンブリである。一実施形態では、ストロボ・アセンブリ２１５は、対応する脚部２１４に連結されたスイベル取付けリング（swivel mounting-ring）２１６を含む。ボール・ジョイント２１８は、スイベル取付けリング２１６をストロボ本体２２０に連結する。ストロボ本体２２０に取り付けられているものは、ストロボ・ランプ・レフレクタおよびレンズ２２２である。
【００２７】
前述の通り、カメラ２０２は、通常、レンズ２０４をカメラ取付けブラケット２１０の長さに沿って下向きにして、取り付けられているデジタルカメラである。従来のカメラ三脚では、カメラの視野が、取付け板あるいは脚部で遮られるために、この種の取付けは、問題となる。本発明の実施形態は、開口２１３のある取付け板を用いており、それにより、カメラの視野２０８が、取付け板２１２あるいは脚部２１４で遮られないようになっている。
【００２８】
カメラ・レンズ２０４は、固定焦点距離レンズであるか、あるいは、可変焦点距離ズームレンズであってもよい。これらのズームレンズは、写真撮影しようとする対象物の最適なフレーミングを可能とし、それにより、さらに細かい細部が与えられる。これらのレンズ実施形態のいずれにおいても、焦点距離が短くなればなるほど、それだけ視野２０８は広くなる。
【００２９】
カメラ・レンズ２０４は、通常、内蔵自動絞りを持ち、焦点深度と、カメラ内部の焦点面２０６に取り付けられたイメージセンサ（図示されてない）に達する光量を制御する。このタイプのレンズは、「自動レンズ」と呼ばれる。自動レンズにより、その絞りをもっとも広い開きにセットして、ピントを合わすことができる。これは、被写界深度を浅くして、明るい画像を与え、それにより、適正なフォーカスを容易に決定することができる。
【００３０】
本発明の一実施形態では、脚部２１４の３つが、三脚を形成している。これらの脚部の三脚形態は、支持装置用の安定した構造物を提供する。脚部２１４には、既知の位置に移動止めが設けられて、ストロボ・アセンブリ２１５などの様々なストロボ・アセンブリを、脚部に沿って異なる位置に配置して、多項式テクスチャ・マッピング・データセット用に画像の数を増やせるようにしている。これらの移動止めの位置は、脚部の長さに沿って、直線的に間隔が置かれるか、あるいは、非直線的に間隔が置かれてよい。例えば、これらの移動止めの或る非直線的な間隔により、隣りの移動止めに移動すると、水平面に対する一定の仰角変位がもたらされ得る。固定された移動止め位置は、ストロボ・アセンブリ２１５の配置エラーを減らすために、有利である。
【００３１】
他の実施形態では、ストロボ・アセンブリ２１５は、少なくとも一個所を少なくとも一本の脚部に取り付けた横材（bar）の軸線に沿って取り付け可能であることができる。例えば、二本の脚部の間に水平に取り付けられた横木に沿って、異なる個所にストロボ・アセンブリ２１５を取り付けると、それぞれの取付け個所にストロボ・アセンブリ２１５が付けられる通りに、ストロボ用の異なる方位角が得られることであろう。
【００３２】
スイベル取付けリング２１６は、ストロボ・アセンブリ２１５を、脚部２１４のそれぞれに、摺動自在に取り付ける。スイベル取付けリング２１６は、ストロボ・アセンブリ２１５を、脚部に沿って上下に移動できるようにすることに加えて、ストロボ・アセンブリ２１５を、脚部の軸線の周りに回転させることもでき、それにより、脚部２１４をコンパクトに折り重ねて、支持装置を運搬することができる。
【００３３】
ボール・ジョイント２１８は、ストロボ本体２２０を水平方向と垂直方向に運動できるようにして、対応する脚部２１４に沿ったストロボ・アセンブリ２１５の位置に関係なく、ストロボ・ランプ・レフレクタおよびレンズ２２２を被写体の方に向けられるようにしている。例えば、ストロボ・アセンブリ２１５が、その対応する脚部２１４の下端付近に位置づけられる場合には、ストロボ本体２２０は、水平面に近い角度に向けられるはずである。ストロボ・アセンブリ２１５が、その対応する脚部２１４の上端付近に位置づけられる場合には、ストロボ本体２２０は、垂直面により近い角度まで回されるはずである。
【００３４】
ストロボ本体２２０は、ストロボ・ランプを保持する働きをし、ストロボ・ランプ・レフレクタおよびレンズ・アセンブリ２２２用の取付け個所として役立つ。ストロボ・ランプ・レフレクタおよびレンズ・アセンブリ２２２は、写真エリアの真上に、一様な照明領域を提供する。
【００３５】
図３は、本発明の一実施形態により、脚部３０６に摺動自在に結合された移動ストロボの側面図を示している。自走式移動アセンブリ３０２は、脚部３０６の長さに沿って、直線運動ができる。自走式移動アセンブリ３０２の位置は、位置センサ３０４により検出される。連結器３１０により、ストロボ３０８は、垂直面内で回転できる。ストロボ３０８の回転運動は、モータで駆動される。また、この回転運動は、自走式移動アセンブリ３０２の移動とは別に、制御できる。
【００３６】
自走式移動アセンブリ３０２により、ストロボ３０８を、脚部３０６の長さに沿って、自動的に位置づけることができる。ストロボ３０８の自動位置づけは、多数の画像を収集しようとするときに時間を節約し、かつ、ストロボ３０８を位置づけるときに正確さを保証する点で有利である。犯罪学的証拠を収集する際に、速度と正確さが非常に重要なファクタである。
【００３７】
内部モータが、移動アセンブリ３０２を駆動する。このタイプの用途に代表的なモータは、ステッピング・モータである。ステッピング・モータは、連続的に高速回転するのではなく、わずかな増分で、すなわち小刻みに回転し、また、始動・停止動作が多いプリンタやプロッタに使用されることが多く、正確な位置づけが要求される。モータへの電力は、絶縁されたレール３０３を介して、移動アセンブリ３０２内のブラシ・アセンブリに供給することができる。モータへのコマンドは、同様な第３のレール３０５を介して供給することができる。支持装置の圧縮を容易ならしめるために、移動アセンブリ３０２は、脚部３０６から取り外し可能となっている。
【００３８】
前述の通り、ストロボの位置は、多項式テクスチャ・マッピング・データセットにおいて、画像ごとに知られていることが望ましい。位置センサ３０４は、脚部３０６に沿って、移動アセンブリ３０２の位置を決定する。脚部に沿った位置は、光学式グレイコード、光学式バーコード、あるいは、マイクロスイッチを用いて検出される機械式移動止めを含め、様々なやり方で、コード化することができる。光学的に検出されるグレイコードは、機械装置内の位置情報を伝えるために用いられることが多い。隣り合った位置ごとにグレイコードが変わるので、ただ１つのビット・エラーも曖昧さをもたらす可能性がないために、グレイコードは、位置検出での利用にとって魅力的である。これは、グレイコードが、すべての隣り合った位置ごとに、ただ１つのビット変化しかないように形成されているからである。例えば、バイナリコードを使用して、位置をコード化するとしたら、位置１５から位置１６に変わることにより、このコード中の５ビットが状態を変えることになろう。移動アセンブリ３０２が、位置１５と位置１６の間に停止するとしたら、これらのビットのすべてが状態を変えるとは限らない可能性があり、また誤った位置が報告される可能性がある。このような場合に、グレイコードは、位置１５か位置１６のいずれかを報告し、他に何も報告しないであろう。前述の第３のレールはまた、位置データを、中央シーケンサおよびコントローラに戻すために用いることもできる。
【００３９】
移動アセンブリ３０２の位置が変わると、被写体とストロボ３０８とのなす角度も変わる。ストロボ３０８は、移動アセンブリ３０２の位置に関係なく、まっすぐに、この被写体をねらうことが望ましい。これを容易ならしめるために、ストロボ３０８は、モータ駆動式の連結器３１０を通じて、移動アセンブリ３０２に回転自在に結合される。移動アセンブリ３０２のものと同様なステッピング・モータを使用して、脚部３０６の長さに沿った移動アセンブリ３０２の位置により、ストロボの角度を変えることができる。このようにして、ストロボ３０８は、脚部３０６に沿った移動アセンブリ３０２の位置に関係なく、まっすぐに、この被写体に向け続けられ得る。
【００４０】
図４Ａは、本発明の一実施形態により、代表的なストロボ発光順序を描いている。前述の通り、１つのストロボが発光すると、複数画像の多項式テクスチャ・マッピング・データセット用に、ただ１つの画像を形成する。４０２、４０４、４０６、４０８、４１０、４１２という６つの描写は、６つのストロボを持ち、それらのストロボのうちの２つが、それぞれの脚部に取り付けられているただ１つの支持装置を示している。４０２、４０４、４０６、４０８、４１０、４１２という６つの描写のそれぞれにおいて、ただ１つのストロボが発光しているのが示されている。例えば、４０２の描写では、この支持装置の左側脚部上の上部ストロボの発光が示されている。４０４の描写では、支持装置の中央脚部上の上部ストロボの発光が示されている。全体として、このようなストロボ発光の順序により、６つのデータ画像が生成される。
【００４１】
図４Ｂは、本発明の一実施形態による代表的なストロボ発光シーケンサ４１４を示している。シーケンサ４１４は、一組のストロボ４１６とカメラ４１８に接続されている。この例では、ストロボが６つある。シーケンサ４１４は、個々のストロボを、任意の順序で発光させるようにプログラム（設定）することができる。それぞれのストロボを発光させた後で、カメラ４１８を進めて、次の写真に備える。
【００４２】
図５は、本発明の一実施形態に従って、手動で位置づけられたストロボにより、多項式テクスチャ・マッピングで使用する一組のデジタル写真を得る操作の流れ図５００である。前述の通り、多項式テクスチャ・マッピングは、被写体のいくつかの画像を持つことに頼るデジタル画像処理技法である。これらの画像のそれぞれに対して、カメラと被写体は、引き続き同じ位置にあるが、その照明の位置は変わる。
【００４３】
まず最初に、カメラを被写体にほぼ垂直にして、支持装置を配置する（５０２）。カメラがズームレンズを持つ場合には、このズームレンズの焦点距離を調整して、被写体を最適にフレーミングする。次に、カメラ・レンズのピントを合わせ、最適なレンズ口径を求めて、セットする。
【００４４】
次に、ストロボを、脚部の長さに沿って、第１の移動止め位置に位置づける（５０４）。個々のストロボをあらゆる照明位置に置くのではなく、一脚につきただ一個ないし数個のストロボを持つことで、支持装置を、さらに軽く、かつさらに手軽に持ち運べるようにすることができる。これらのストロボを、脚部の長さに沿って、異なる位置に移動させれば、一脚につきわずか一個のストロボを用いて、多数の画像を得ることができる。
【００４５】
次に、ストロボ・シーケンサを、第１のストロボを選択するように設定する（５０６）。このストロボ・シーケンサは、カメラと、これらのストロボの順次発光を制御する。このストロボ・シーケンサは、自動式か手動式のいずれかであってよい。最初の露出を行う前に、必要に応じて、光遮蔽スクリーンを支持装置に取り付けて、写真から周囲光を阻止することができる。
【００４６】
ここで、支持装置が所定の位置にあり、カメラのピントを合わせ、ストロボを位置づけ、ストロボ・シーケンサをセットした状態で、第１のシーケンスの写真を撮ることができる。「シーケンス」とは、ストロボが所与の位置にあるときの一組の写真をさす。通常、複数のシーケンスが、ただ１つの多項式テクスチャ・マッピング分析に用いられる一組の画像を収集するために使用される。
【００４７】
写真の露出を行いながら、ストロボを発光させる（５０８）ことにより、画像が取り込まれる。通常、単一ストロボ照明写真は、以下の工程から成っている。ストロボ・シーケンサから信号を受け取ると、カメラ・レンズ絞りは、その所定の開きに近づいて、カメラのシャッタが開く。次に、ストロボを発光させる。カメラに組み込まれた露出センサが、ストロボ閃光の長さを決定する。ストロボを消した後で、シャッタを閉じて、取り込まれた画像を、カメラのメモリに記憶させる。
【００４８】
次に、ストロボ・シーケンサは、写真シーケンスが完了したかどうかを判定する（５１０）。写真シーケンスが完了してない場合には、ストロボ・シーケンサは、カメラを進めて、このシーケンスにおける次のストロボを選択する（５１２）。次に、新たな写真を、前例（５０８）と同じように撮る。写真シーケンスが完了した場合には、追加の写真シーケンスが要望されているかどうかを判定する（５１４）。
【００４９】
追加の写真シーケンスが要望される場合には、次の移動止め位置にストロボを位置づける（５１６）。次に、ストロボ・シーケンサを、第１のストロボを選択するようにセットし（５０６）、その後で、このシーケンスの写真を、前例と同じように撮る。追加の写真シーケンスが要望されない場合には、このプロセスは終了する（５１８）。
【００５０】
図６は、本発明の一実施形態に従って、自動で位置づけられたストロボにより、多項式テクスチャ・マッピングに使用する一組のデジタル写真を得る操作の流れ図６００である。前述の通り、多項式テクスチャ・マッピングは、被写体のいくつかの画像を持つことに頼るデジタル画像処理技法である。これらの画像のそれぞれに対して、カメラと被写体は、引き続き同じ位置にあるが、その照明の位置は変わる。
【００５１】
まず最初に、カメラを被写体にほぼ垂直にして、支持装置を配置する（６０２）。カメラがズームレンズを持つ場合には、このズームレンズの焦点距離を調整して、被写体を最適にフレーミングする。次に、カメラ・レンズのピントを合わせ、最適なレンズ口径を求めて、セットする。
【００５２】
手動で位置づけられたストロボを持つ図５の支持装置と同様に、個々のストロボをあらゆる照明位置に置くのではなく、一脚につきただ一個の自動的に位置づけられるストロボを持つことで、支持装置を、さらに軽く、かつさらに手軽に持ち運べるようにすることができる。このただ一個のストロボを、脚部の長さに沿って、異なる位置に自動的に移動させれば、多数の画像を素早く得ることができる。
【００５３】
次に、ストロボ・シーケンサは、行われようとする写真シーケンスの数を指定するパラメータを受け取る（６０４）。必要とされる写真シーケースの数に基づいて、第１のストロボ位置と最終ストロボ位置を、任意の所要の中間位置とともに算出することができる（６０６）。一実施形態では、脚部に沿ったストロボの一定直線移動が、被写体に対するストロボの可変直線仰角変化に変換される。シーケンスごとの一定角度変化に対し、代替実施形態は、個々の直線移動を算出する。この計算値は、要望されるシーケンスの総数により様々である。ストロボ位置を算出した後で、ストロボを、その第１の位置に移動させる（６０８）。
【００５４】
次に、ストロボ・シーケンサを、第１のストロボを選択するように設定する（６１０）。ストロボ・シーケンサは、カメラと、ストロボの順次発光を制御する。ストロボ・シーケンサは、自動である。最初の露出を行う前に、必要に応じて、光遮蔽スクリーンを支持装置に取り付けて、写真から周囲光を阻止することができる。
【００５５】
カメラ・レンズが開いている間、ストロボを発光させる（６１２）ことにより、画像が取り込まれる。前述の通り、通常、単一ストロボ照明写真は、以下の工程から成っている。ストロボ・シーケンサから信号を受け取ると、カメラ・レンズ絞りは、その所定の開きに近づいて、カメラのシャッタが開く。次に、ストロボを発光させる。カメラに組み込まれた露出センサが、ストロボ閃光の長さを決定する。ストロボを消した後で、シャッタを閉じて、取り込まれた画像を、カメラのメモリに記憶させる。
【００５６】
次に、ストロボ・シーケンサは、写真シーケンスが完了したかどうかを判定する（６１４）。写真シーケンスが完了してない場合には、ストロボ・シーケンサは、カメラを進めて（６１６）、このシーケンスにおける次のストロボを選択する。次に、新たな写真を、前例（６１２）と同じように撮る。写真シーケンスが完了した場合には、ストロボが、その最終位置にあるかどうかを決定する（６１８）。
【００５７】
ストロボが、その最終位置にない場合には、それらのストロボは、次の位置に移動する（６２０）。次に、ストロボ・シーケンサを、第１のストロボを選択するように設定し（６１０）、その後で、このシーケンスの写真を、前例と同じように撮る。ストロボが、その最終位置にある場合には、このプロセスは終了する（６２２）。
【００５８】
特定の実施形態が、例示の目的で、本明細書に述べられてきたが、本発明の精神および範囲から逸脱せずに、様々な変更を行うことができる。例えば、上の図および説明は、本発明の実施形態を多項式テクスチャ・マッピング画像処理操作に使用することを参考として引用しているが、とはいえ、本発明の代替実施形態は、例えば「陰影からの形状復元」などを含め、他の画像処理操作への使用に容易に適合できる。これらの画像処理操作はまた、本発明が持ち運びできることと、ライトとカメラを柔軟に位置づけできるという点で、恩恵を受けることになる。さらに、図と説明はまた、３つの支持脚を持つ三脚を使用することを参考として引用しているが、とはいえ、代替実施形態は、さらに多くの、またはさらに少ない脚部と、装置の支持を使用すること、あるいは、ストロボを取り付けるための追加の方位角を与えることを意図している。これらの追加脚部は、支持に使用できるか、あるいは、単に追加の方位位置に使用できる。よって、本発明は、上述の実施形態には限定されず、その代わり、併記の特許請求の範囲により、それらの全均等範囲に照らして、定義される。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１Ａ】本発明の一実施形態による支持装置の斜視図である。
【図１Ｂ】本発明の一実施形態による、光遮蔽スクリーンを取り付けた支持装置の斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態による支持装置の側面図である。
【図３】本発明の一実施形態による自走式移動ストロボ・アセンブリの側面図である。
【図４Ａ】本発明の一実施形態によるストロボ発光の順序を示す図である。
【図４Ｂ】本発明の一実施形態による代表的なストロボ発光シーケンサを示す図である。
【図５】本発明の一実施形態により、手動で位置づけられたストロボを用いて、多項式テクスチャ・マッピング・データを得ることにかかわる操作の流れ図である。
【図６】本発明の一実施形態により、自動で位置づけられたストロボを用いて、多項式テクスチャ・マッピング・データを得ることにかかわる操作の流れ図である。
【符号の説明】
【００６０】
１０２：カメラ
１０４：取付け板
１０５：開口
１０６：脚部
１０８：ストロボ
１１０：写真エリア
１１２：標本対象物
１１４：光遮蔽スクリーン
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
2005128535.tif 000008
【図５】
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【図６】
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