(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
カメラで被写体の通常の写真撮影を行う段階と、
同一位置、同一姿勢、同一向きの前記カメラにアングル・ファインダーを装着して、前記通常撮影画像面上に合成用グリッド画像を多重露光する段階と、
３次元コンピューター・グラフィックにて被写体のコンピューター・グラフィック画像及び同アングルによる合成用グリッド画像を制作する段階と、
画像合成ソフトウエアにより前記通常撮影の合成用グリッド画像と、前記コンピューター・グラフィックによるコンピューター・グラフィック画像の合成用グリッド画像とを各々のグリッドが一致するように位置、大きさを合わせるマッチングを行う段階と、
前記コンピューター・グラフィック画像の合成用グリッド画像を外し、前記通常撮影画像との通常の写真合成作業を行う段階と、
から成ることを特徴とする、ＣＧ画像との合成写真を作る方法。
【請求項２】
合成用グリッド画像を通常撮影画像面上に多重露光するカメラ装置であって、支持手段によって撮影位置と姿勢、向きを固定される通常撮影用カメラと、前記カメラの前部フレームへ着脱可能に強固に取り付けられる補強枠体と、前記補強枠体の筒部先端へ光軸が同一の一連的配置で着脱可能に取り付けられるアングル・ファインダーとから成り、
前記アングル・ファインダーは、その前面に、外面を光拡散板に保護されたグリッド板を備え、後部には前記グリッド板に焦点を合わせた接写レンズユニットを備えていることを特徴とする、カメラ装置。
【請求項３】
補強枠体は、通常撮影用カメラの前部フレームの下辺部に用意された受け部と、同上辺部に用意したロックレバーとでカメラの前部フレームへ着脱可能に強固に取り付けられ、アングル・ファインダーは、その筒部外周に用意された雌ネジリングと、前記補強枠体の筒部の前部外周に形成された雄ネジ部とをネジ接合して光軸が同一の一連的配置で着脱可能に取り付けられる構成であることを特徴とする、請求項２に記載したカメラ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、コンピューター・グラフィック画像（以下、単にＣＧ画像と云う場合がある。）と、被写体の通常写真撮影画像（以下、単に写真又は通常写真画像と言う場合がある。）との合成写真を作る方法、及び同方法の実施に使用されるカメラ装置の技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、画像の合成を行う画像合成の技術ないし画像合成装置は、例えば特開平１０−３１９５２１号公報に記載されて公知であり、画像の合成処理、或いはＣＧ画像と通常写真画像の合成処理などは、必要に応じて種々行われている。また、実開昭６３−１１５１２９号公報には、ポジ画像フィルムにダイレクトプリントする部屋と、ポジ画像以外の部分に普通撮影を実施する部屋の二つを備えた合成写真可能のカメラが開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来、画像の合成処理に必要な写真情報であるところの（ａ）画角、（ｂ）注視点、（ｃ）シフト値（量）、をそれぞれ正確に知る技術は無いに等しかった。例えば、従来レンズの注視点を把握する手法としては、シフトを零に戻した画面のセンターを注視点として把握していた。レンズ光軸に関しては、従来、カメラは水平にセットしてあることが前提で、画面の水平を実際の水平とみなしていた。従来、シフト値（量）に関しては、カメラの目盛りを読んで記録しているに過ぎなかった。
【０００４】
そのため従来は合成写真のアングル精度を向上することに困難をきたし、結局は曖昧なアングル精度の合成写真によるプレゼンテーションを行うほか無かった。したがって、例えば建築、土木の写真モンタージュに関しては、制作された建築見取り写真（完成予想図）の曖昧さ故に顧客、行政、住民などとの景観アクセス業務等において問題が発生する危険性をはらんでいる。
【０００５】
例えば、７５mmの４×５カメラ用レンズで１度乃至３度のブレは、４０階建て程度の建物外観では、０．５階乃至２階分相当がズレとなって表れるから、その問題は大きい。
【０００６】
その上、従来の技術では、把握した写真情報が不正確であるために、通常写真画像の制作、ＣＧ画像の制作に試行錯誤が多く発生し、作業の手間、工数が例えば１アングル当たり１日乃至２日と異常に多くかかり、その割には合成写真のアングル精度が向上しないという大きな問題点があった。
【０００７】
したがって、本発明の目的は、画角精度の向上と、レンズ注視点の把握、レンズ光軸を中心とした画像の傾きの把握、及びシフト値（量）を求めることを容易に可能ならしめ、アングル合せの所要時間を数分の一程度に短縮できるように改良した、ＣＧ画像との合成写真を作る方法を提供することである。
【０００８】
本発明の次の目的は、上記方法を実施するためのハードウエアとして、カメラのレンズ前方に上述した画角のほか、水平・垂直線、ターゲット中心、がそれぞれ正確にわかる照準（グリッド板）を設置したアングル・ファインダーを設置して、被写体画像に重なった（多重露光した）測定用画像（合成用グリッド画像）を撮影できるように開発したカメラ装置を提供することである。
【０００９】
本発明の更なる目的は、建築や土木の分野における写真モンタージュの制作、その他航空写真、測量、医学、美容、アミューズメント、宇宙開発、スポーツ分野などにおいて利用可能な、３次元ＣＧ画像と写真の合成を高精度に、高効率に行える方法を提供することである。
【００１０】
本発明の他の目的は、合成用グリッド画像を制作し、双方のグリッド画像によりグリッドが一致するようにマッチングを行い、その後グリッド画像を外すことによってＣＧ画像とのアングル精度が高い合成写真を作る方法、及び同方法に使用する、合成用グリッド画像の制作に適するカメラ装置を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するための手段として、請求項１に記載した発明に係るＣＧ画像との合成写真を作る方法は、
カメラで被写体の通常の写真撮影を行う段階と、
同一位置、同一姿勢、同一向きの前記カメラにアングル・ファインダーを装着して、前記通常撮影画像面上に合成用グリッド画像を多重露光する段階と、
３次元コンピューター・グラフィックにて被写体のコンピューター・グラフィック画像及び同アングルによる合成用グリッド画像を制作する段階と、
画像合成ソフトウエアにより前記通常撮影の合成用グリッド画像と、前記コンピューター・グラフィックによるコンピューター・グラフィック画像の合成用グリッド画像とを各々のグリッドが一致するように位置、大きさを合わせるマッチングを行う段階と、
前記コンピューター・グラフィック画像の合成用グリッド画像を外し、前記通常撮影画像との通常の写真合成作業を行う段階と、
から成ることを特徴とする。
【００１２】
請求項２記載の発明に係るカメラ装置は、合成用グリッド画像を通常撮影画像面上に多重露光するカメラ装置であって、
支持手段によって撮影位置と姿勢、向きを固定される通常撮影用カメラと、前記カメラの前部フレームへ着脱可能に強固に取り付けられる補強枠体と、前記補強枠体の筒部先端へ光軸が同一の一連的配置で着脱可能に取り付けられるアングル・ファインダーとから成り、
前記アングル・ファインダーは、その前面に、外面を光拡散板に保護されたグリッド板を備え、後部には前記グリッド板に焦点を合わせた接写レンズユニットを備えていることを特徴とする。
【００１３】
請求項３記載の発明は、請求項２に記載したカメラ装置において、
補強枠体は、通常撮影用カメラの前部フレームの下辺部に用意された受け部と、同上辺部に用意したロックレバーとでカメラの前部フレームへ着脱可能に強固に取り付けられ、アングル・ファインダーは、その筒部外周に用意された雌ネジリングと、前記補強枠体の筒部の前部外周に形成された雄ネジ部とをネジ接合して光軸が同一の一連的配置で着脱可能に取り付けられる構成であることを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施形態】
図１に、請求項１に記載した発明に係るＣＧ画像との合成写真を作る方法の主な工程フローを示し、図２は、同方法における通常の写真撮影の実施形態を概念的に示している。
【００１５】
図２においては、周知の専用大判カメラ２のレンズ４（例えば４×５カメラ用レンズ）で被写体３（例えば建築物など）の通常の写真撮影を行って、ファインダー５に写った通常写真画像６をも示している。カメラ２は、支持手段の一例として採用した専用の三脚７で位置、姿勢、向きを完全に固定して支持されている。
【００１６】
図３は、合成用グリッド画像８を制作する段階を概念的に示している。前記三脚７により同一位置、同一姿勢、同一向きに支持されたままの前記カメラ２におけるレンズ４の前部に、アングル・ファインダー９（アタッチメントレンズとも呼ばれる）を装着して、ファインダー５の前記通常撮影画像面上に合成用グリッド画像を多重露光し、もって制作された合成用グリッド画像８を示している。
【００１７】
この合成用グリッド画像８は、図２に示した通常撮影写真画像６と同じ被写体３の面上に、レンズの注視点（ターゲットセンター）１０において直交する水平線１１と垂直線１２、及び前記ターゲットセンター１０を中心とする同心円１３とから成る合成用グリッド画像を多重露光して制作されている。したがって、図３の合成用グリッド画像８を見れば、写真合成に必要な写真情報である照準、即ち、画角、ターゲットの中心、水平・垂直線がわかり、ひいては注視点、シフト値（量）を正確に知ることができる。
【００１８】
ここで上記合成用グリッド画像８を制作するために開発したカメラ装置（請求項２、３の発明）の実施形態を、図４〜図６に基いて説明する。
【００１９】
このカメラ装置は、上述した合成用グリッド画像１０〜１３を通常撮影画像面上に多重露光するカメラ装置であり、通常写真撮影用のカメラ２に、アングル・ファインダー９（アタッチメントレンズ）を装着して構成されている。
【００２０】
前記アングル・ファインダー９は、その前面に、外面を光拡散板１６に保護されたグリッド板１７を備え、後部には前記グリッド板１７に焦点を合わせた接写レンズユニット１５（合成用グリッド画像の多重露光用レンズユニット）を備えており、かなり重い。そこで、このアングル・ファインダー９を、支持手段としての上記三脚７によって撮影位置と姿勢、向きを固定された前記通常撮影用カメラ２へ迅速に正確に着脱可能に強固に取り付ける手段として、図７の補強枠体２０が開発され使用されている。
【００２１】
即ち、前記カメラ２の前部フレーム２ａへレンズ４の外周を取り囲んで保護する形態の補強枠体２０が着脱可能に強固に取り付けられ、この補強枠体２０の筒部先端へ、アングル・ファインダー９がその接写レンズユニット１５とカメラ２のレンズ４の光軸が同一の一連的配置となるように着脱可能に取り付けられる。
【００２２】
そのため補強枠体２０は、カメラ２の前部フレーム２ａの前面へ当てがわれる取付け用平板部２０ａと、取付け用平板部２０ａから前方へ延びてカメラ２の前記レンズ４を保護する円筒部２０ｂとから成り、円筒部２０ｂの前部外周に雄ネジ２０ｃが形成されている。
【００２３】
この補強枠体２０は、その取付け用平板部２０ａを、カメラ２の前部フレーム２ａの下辺部に用意した上向きに溝形を成す受け部２ｄの内側へ下辺を差し込み、上辺部は、前部フレーム２ａの上辺部にピン軸２ｆを中心に回転するように用意した回転カム式のロックレバー２ｅで前面を締め付ける操作により着脱可能に強固に取り付けられている。
【００２４】
一方、前記アングル・ファインダー９は、その筒部外周に回転自在に用意された雌ネジリング２１を、前記補強枠体２０の前部外周に形成された前記雄ネジ部２０ｃとをネジ接合して光軸が同一の一連的配置で着脱可能に取り付けられている。図４中の符号２２は水準器である。
【００２５】
したがって、三脚７によって支持され撮影位置と姿勢、及び向きを固定された前記通常撮影用カメラ２で通常の写真撮影を行ったあと、その撮影位置と姿勢、向きを固定したままのカメラ２へ、アングル・ファインダー９を、その接写レンズユニット１５とカメラ２のレンズ２ｂの光軸が同一の一連的配置に取り付けられるから、そのままで、先の図２に示す通常撮影写真画像６の面上に、グリッド板１７の合成用グリッド画像を多重露光して図３の合成用グリッド画像８を制作することができるのである。
【００２６】
再びＣＧ画像との合成写真を作る方法の説明に戻る。
【００２７】
上記合成用グリッド画像８を制作する工程とは別途に、図１に示したように、３次元コンピューター・グラフィックにて、合成しようとする被写体のコンピューター・グラフィック画像及び同アングルによる合成用グリッド画像を制作する。ここに云う合成用グリッド画像は、先に説明した多重露光による図３の合成用グリッド画像８に対応するものである。
【００２８】
以上の用意が全て整った段階で、次には画像合成ソフトウエアにより前記通常撮影の合成用グリッド画像と、前記コンピューター・グラフィックによるコンピューター・グラフィック画像の合成用グリッド画像とを、各々のグリッドが一致するように位置、大きさを合わせるマッチングを行う。
【００２９】
この場合、合成用グリッド画像には、グリッドによって、写真情報として重要なレンズの注視点１０、画角、水平線１１・垂直線１２が正確に表れているので、そうしたグリッドが一致するように位置、大きさを合わせるマッチングを行うと、合成写真のアングル精度を可及的に高めることができるし、マッチングにさして時間がかからない。
【００３０】
即ち、画角精度は従前の１０倍〜３０倍の精度が得られる（最高で、０．１度までの測定とマッチングが可能になった。）。勿論、レンズの注視点をターゲットセンター１０として正確に把握できるし、レンズ光軸を中心とした画像の傾きを把握できるようにもなった。カメラ２のシフト値（量）を求めることも可能となったので、結局はアングル合せの時間が従前の１／８乃至１／６程度に短縮され、従来１日かかった作業が１時間以内にできるなど、非常に効率の良い仕事ができるようになった。
【００３１】
最終的には、前記コンピューター・グラフィック画像の合成用グリッド画像を外し、前記通常撮影画像との通常の写真合成作業を行う段階を経て、ＣＧ画像と写真画像との合成写真の制作が完成するのである。
【００３２】
【発明が奏する効果】
請求項１記載の発明に係る方法によれば、ＣＧ画像との合成写真を作るにあたり、画角精度の向上と、レンズ注視点の把握、レンズ光軸を中心とした画像の傾きの把握、及びシフト値（量）を求めることを容易に可能ならしめ、アングル合せの所要時間を数分の一程度に短縮できる。即ち合成写真のアングル精度を向上して、しかも効率的な仕事が進められるのである。
【００３３】
本発明はまた、合成用グリッド画像を制作し、双方のグリッド画像によりグリッドが一致するようにマッチングを行い、その後グリッド画像を外すことによってＣＧ画像とのアングル精度の高い合成写真を作る方法、及び同方法に使用する、合成用グリッド画像の制作に適するカメラ装置を提供する。
【００３４】
請求項２、３記載の発明に係るカメラ装置によれば、上記方法を実施するために、カメラのレンズ前方に上述した画角のほか、水平・垂直線、ターゲット中心、がそれぞれ正確にわかる照準（グリッド板）を設置したアングル・ファインダーを設置して、被写体画像に重なった（多重露光した）測定用画像（合成用グリッド画像）を撮影できる。
【００３５】
本発明は、建築や土木の分野における写真モンタージュの制作、その他航空写真、測量、医学、美容、アミューズメント、宇宙開発、スポーツ分野などにおいて利用可能な、３次元ＣＧ画像と写真の合成を高精度に、高効率に行えるのである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るＣＧ画像との合成写真を作る方法の枢要な工程フロー図である。
【図２】通常の写真撮影の実施形態図である。
【図３】合成用グリッド画像制作の実施形態図である。
【図４】本発明に係るカメラ装置の平面図である。
【図５】カメラ装置の前面図である。
【図６】カメラ装置の半分断面の正面図である。
【図７】補強枠体の実施形態を示した斜視図である。
【符号の説明】
２      カメラ
６      通常の写真画像
９      アングル・ファインダー
８      合成用グリッド画像
７      三脚（支持手段）
２０    補強枠体
１６    光拡散板
１７    グリッド板
１５    接写レンズユニット
２ａ    前部フレーム
２ｄ    受け部
２ｅ    ロックレバー
２１    雌ネジリング
２０ｃ  雄ネジ部
【図１】
0004523136.tif 000002
【図２】
0004523136.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
0004523136.tif 000007
【図７】
0004523136.tif 000008