(57)【要約】【技術課題】スタジオを必要としない小型で移動することができ、安価に製作できる３Ｄフィギュア製作用三次元画像データ取得装置を提供する。【解決手段】  水平な回転軸ａ線上に光軸を一致させて機体に取り付けられたデジタルハイスピードカメラ４と、被写体に対して撮像用の照明光を投射するＬＥＤ照明手段６と、前記回転軸ａ線と同軸上に配置された回転筒６に対して反射面を前記カメラ４に向けて取り付けられた光軸反射鏡７と、前記回転筒６から半径方向に向けて突設したアーム９に固定されていると共に被写体からの光を前記光軸反射鏡７面に向けて反射する周回反射鏡８と、前記光軸反射鏡７と周回反射鏡８が固定された前記回転筒６を回転するためのモータ５と、前記デジタルハイスピードカメラ４及び回転筒６の回転を自動制御する制御ボックス２２で構成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ．水平な回転軸線上に光軸を一致させて機体に取り付けられた撮像手段と、
ｂ．被写体に対して撮像用の照明光を投射する照明手段と、
ｃ．前記回転軸線と同軸上に配置された回転筒の前方に反射面を前記撮像手段に向けて取り付けられた光軸反射鏡と、
ｄ．前記回転筒から半径方向に向けて突設したアームに固定されていると共に被写体からの光を前記光軸反射鏡面に向けて反射する周回反射鏡と、
ｅ．前記光軸反射鏡と周回反射鏡が固定された前記回転筒を回転するための回転手段と、
ｆ．前記撮像手段及び回転手段の駆動を制御する制御手段と、
ｇ．から成る３次元画像データ取得装置。
【請求項２】
前記３次元画像データ取得装置は、移動式の機台上に設けられていること、を特徴とする請求項１に記載の３次元画像データ取得装置。
【請求項３】
前記撮像手段は、デジタルハイスピードカメラ又はデジタル一眼レフカメラ又はＰＣに接続されたデジタルマイクロスコープであること、を特徴とする請求項１に記載の３次元画像データ取得装置。
【請求項４】
前記照明手段には、前記光軸を中心としてリング状に配置されたＬＥＤ照明が用いられていること、を特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の３次元画像データ取得装置。
【請求項５】
前記照明手段には、その光量、発光色を制御する照明光制御手段が設けられていること、を特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の３次元画像データ取得装置。
【請求項６】
前記周回反射鏡と光軸反射鏡は、角度調整自在に取り付けられていること、を特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の３次元画像データ取得装置。
【請求項７】
前記照明手段の電源には、ＡＣ又はＤＣ電源が用いられていること、を特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の３次元画像データ取得装置。
【請求項８】
前記照明手段には、ＡＣ又はＤＣ電源とした照明用ライトが単独で又はＬＥＤ照明に併せて用いられていること、を特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の３次元画像データ取得装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、被写体の画像を３次元画像データとして取得し、この３次元画像データから３次元プリンタ（以下「３Ｄプリンタ」と称す。）を用いてフィギュアを製作する３次元画像データ取得装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、被写体の画像を３次元画像データとして取得し、この３次元画像データから３Ｄプリンタを用いて人物とかペット等のフィギュアあるいは製品の模型、試作品等を製作する手法が多く利用されている。
【０００３】
例えば人物のフィギュアを製作する場合には、図６に示すように人物の正面側に例えば１００台のデジタルカメラと照明Ｋを設置し、これらのデジタルカメラを同時に駆動することで１００カットの画像データを同時に取得し、これらの画像データを３Ｄ変換ソフトを用いてデータ化を行い、このデータを３Ｄプリンタに入力してフィギュアを製作する方法等であって、この例は、平成２７年５月１３日発行の日本経済新聞１３版に紹介されている。
【０００４】
しかし、前記公知例の場合、画像データを取得するためには１００台のデジタルカメラ等を設備した大型のスタジオを構える必要があることから、多大な費用とスペースが必要となる。
【０００５】
このため、例えば人物の３Ｄフィギュアを製作するためには、設備の整ったスタジオまで出向く必要があり、簡単に３Ｄフィギュアを製作できないばかりか身体が不自由なために出向くことができない人もいる。
【０００６】
その他、機械部品の試作品等であって、秘密性のある物品の場合には、部外のスタジオまで持ち込むのに抵抗があり、一方自己のスタジオを持つには経費がかかり過ぎる。
【０００７】
また、被写体がペットの場合、専用のスタジオにペットを連れ込むことになるため、馴れない環境でペットを落ち着かせるには時間がかかる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、３Ｄフィギュア製作用の画像データを簡単な装置を用いて簡単に取得できる３次元画像データ取得装置を得ることである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、請求項１に記載した発明は、３次元画像データ取得装置において、水平な回転軸線上に光軸を一致させて機体に取り付けられた撮像手段と、被写体に対して撮像用の照明光を投射する照明手段と、前記回転軸線と同軸上に配置された回転筒の前方に反射面を前記撮像手段に向けて取り付けられた光軸反射鏡と、前記回転筒から半径方向に向けて突設したアームに固定されていると共に被写体からの光を前記光軸反射鏡面に向けて反射する周回反射鏡と、前記光軸反射鏡と周回反射鏡が固定された前記回転筒を回転するための回転手段と、前記撮像手段及び回転手段の駆動を制御する制御手段とから成ること、を特徴とするものである。
【００１０】
また、請求項２に記載した発明は、請求項１に記載の３次元画像データ取得装置において、前記３次元画像データ取得装置は、移動式の機台上に設けられていること、を特徴とするものである。
【００１１】
また、請求項３に記載した発明は、請求項１に記載の３次元画像データ取得装置において、前記撮像手段は、デジタルハイスピードカメラ又はデジタル一眼レフカメラ又はＰＣに接続されたデジタルマイクロスコープであること、を特徴とするものである。
【００１２】
また、請求項４に記載した発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の３次元画像データ取得装置において、前記照明手段には、前記光軸を中心としてリング状に配置されたＬＥＤ照明が用いられていること、を特徴とするものである。  
【００１３】
また、請求項５に記載した発明は、請求項１〜４のいずれか１項に記載の３次元画像データ取得装置において、前記照明手段には、その光量、発光色を制御する照明光制御手段が設けられていること、を特徴とするものである。
【００１４】
また、請求項６に記載した発明は、請求項１〜５のいずれか１項に記載の３次元画像データ取得装置において、前前記周回反射鏡と光軸反射鏡は、角度調整自在に取り付けられていること、を特徴とするものである。
【００１５】
また、請求項７に記載した発明は、請求項１〜６のいずれか１項に記載の３次元画像データ取得装置において、前記照明手段の電源には、ＡＣ又はＤＣ電源が用いられていること、を特徴とするものである。
【００１６】
また、請求項８に記載した発明は、請求項１〜７のいずれか１項に記載の３次元画像データ取得装置において、前記照明手段には、ＡＣ又はＤＣ電源とした照明用ライトが単独で又はＬＥＤ照明に併せて用いられていること、を特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１７】
本願発明は以上のとおり、３次元画像データを取得する撮像手段は１台の例えばデジタルハイスピードカメラでよく、また照明光は必要な画像データが入手できる光量があれば十分である。
【００１８】
したがって、３次元画像データ取得装置は前記１００台のカメラを使用して画像を取得する公知例に比較して極めて簡素化され、経費もかからないので、特別なスタジオを構える必要がない。
【００１９】
また、３Ｄ画像データ取得装置は小型化しており、移動式のため、任意の場所に移動して使用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に係るド３次元画像データ取得装置の説明図。
【図２】本発明に係る３次元画像データ取得装置を正面から見た説明図。
【図３】本発明に係る３次元画像データ取得装置を背後から見た説明図。
【図４】本発明に係る３次元画像データ取得装置を上方から見た説明図。
【図５】本発明に係る３次元画像データ取得装置を右側から見た説明図。
【図６】公知例の説明図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本願発明は、３Ｄプリンタに入力する３次元画像データを取得するための装置であって、人物のフィギュア製作用の画像データは勿論のこと、ペット、機械部品、彫刻品等の試作モデル等、広い分野での利用が可能である。
【００２２】
以下、図１〜５に基づいて本願発明を詳細に説明する。
【実施例】
【００２３】
図１は、人物を被写体として３Ｄ画像データを取得している状態の説明図であって、この図に描かれている３次元画像データ取得装置１は、水平に設定された光軸ａを中心として機体２に固定された輪環状の照明手段３と、この照明手段３の前方（正面側）において、反射面をデジタルハイスピードカメラ４側に４５°傾け、光軸ａに配置された光軸反射鏡７と、前記光軸反射鏡７の半径方向において、光軸反射鏡７と反射面が対面するように、回転筒６に対してアーム９により取り付けられた周回反射鏡８を主構成部品として成立している。
【００２４】
更に詳しく３次元画像データ取得装置１の構成を説明すると、前記回転筒６は光軸ａと同軸に機体２に回転自在に取り付けられていて、この回転筒６の筒穴１０内を介してデジタルハイスピードカメラ４は光軸反射鏡７に対面している。
【００２５】
回転筒６には機体２に固定されたモーターケーシング１１内のＡＣモータ５がギヤーユニット１３を介して接続されていて、ＡＣモータ５の回転はギヤーユニット１３を経由して回転筒６に伝達される。
【００２６】
照明手段３は、機体２において、光軸を中心とした同心円線上に配置されたＬＥＤ照明で構成されている。
【００２７】
３ａは電源、２１は電源ケーブルである。
【００２８】
但し、この照明手段は一般に知られた撮影用のライトであっても良く、或いはＬＥＤ照明と併用する方式でも良い。
【００２９】
前記回転筒６にはフレーム６ａを介して光軸反射鏡７が取り付けられているが、この光軸反射鏡７の取付角度は微調整自在である。
【００３０】
周回反射鏡８は、アーム９を介して回転筒６に微調整自在に固定されていることにより、回転筒６がモータ５により回転されたとき、光軸反射鏡７、周回反射鏡８は同時に同一方向に回転し、被写体の画像をデジタルハイスピードカメラ４に入力する。
【００３１】
１５は、前記した３Ｄ画像データ取得装置１をテーブル１７上に支持している支脚であって、この支脚１５は調整ネジ１４により高さ調整自在に機台１６に固定されている。
【００３２】
前記機台１６は、そのままテーブル１７上に載置することにより、被写体と３次元画像データ取得装置１を対面させることができる。
【００３３】
テーブル１７は、本実施例においてはそのままであるが、必要に応じてテーブルの脚１７ａにキャスターを取り付けて移動式とすることにより、例えば室内を自由に移動できるように構成しても良い。
【００３４】
２２は制御ボックスであって、この制御ボックス２２は、前記デジタルハイスピードカメラ４のシャッタースピード等の設定、回転筒６（光軸反射鏡７、周回反射鏡８）の回転等を入力ボタンを用いて自由に設定し、運転を制御することができる。
【００３５】
図中２３前記デジタルハイスピードカメラ４の取付用シャフトであって、デジタルハイスピードカメラ４は、このシャフト２３に取り付けられていて、前後にスライドさせることにより、位置調整を行うことができる。
【００３６】
次に、以上に説明した実施例について、その使用例を説明する。
【００３７】
人物の場合、制御ボックス２２において、光軸反射鏡７と周回反射鏡８の１回転のスピードを４秒に設定すると共にデジタルハイスピードカメラ４のシャッター回数を１回転につき５０回に設定する。
【００３８】
その上で駆動ボタンをＯＮに制御することでＡＣモータ５が始動し、このＡＣモータ５の回転は回転筒６を経由して光軸反射鏡７と周回反射鏡８に伝達されて光軸反射鏡７と周回反射鏡８は４秒間に１回転すると共にこの１回転する間に等間隔でデジタルハイスピードカメラ４のシャッターは５０回切られ、人物の正面側を一周する間に５０カット撮影する。
【００３９】
この撮影画像データは、３Ｄフィギュア製作用の変換ソフトにより３Ｄフィギュア製作用にデータ化されたのち、３Ｄプリンタに入力されて３Ｄフィギュアが製作される。
【００４０】
なお、この３Ｄフィギュア製作ソフト及び３Ｄプリンタは公知のものをそのまま利用することができる。
【００４１】
但し、以上のデータ化で製作できるフィギュアは人物の胸から上にかけてのものであって、正面を中心とした角度の範囲となるため、人物の後頭部側は同じように人物が後向きに座り、同一条件で撮影するか、画像データとして製作し、とり込む。
【００４２】
この人物の正面側と背後側からの撮像は製作ソフト上で一致させることにより、違和感のない画像データに補正し、これを３Ｄプリンタに入力することにより、完全な人物のフィギュアを製作することができる。
【００４３】
ペットの場合、前記４秒間静止した状態を保つことができない場合もあることから、光軸反射鏡７と周回反射鏡８の１回転の速度を例えば３秒に設定し、デジタルハイスピードカメラ４のシャッターの回数を１回転で５０回あるいは３０回に制御する。
【００４４】
この回転数とシャッターの開閉スピードは、機材の性能に合わせて基本的には任意であるが、スピードが高く、カット枚数が多い程精度は上がる。
【００４５】
なお、モータ５の回転数の制御は、始動時には質量が大きいため、回転スピードが安定するまで回転を継続し、待機時間をとり、その上で１回転４秒間に５０回シャッターを切る。
【００４６】
本実施例で使用したデジタルハイスピードカメラ４には市販のものを使用したが、ＰＣに接続されたデジタルマイクロスコープ等を使用することもできる。
【符号の説明】
【００４７】
１  ３次元画像データ取得装置
２  機体
３  照明手段
３ａ  電源ケーブル
４  デジタルハイスピードカメラ
５  駆動モータ
６  回転筒
６ａ  フレーム
７  光軸反射鏡
８  周回反射鏡
９  アーム
１０  筒穴
１１  ケーシング
１３  ギヤーユニット
１４  調整ネジ
１５  支脚
１６  機台
１７  テーブル
１８  テーブル脚
２１  電源ケーブル
２２  制御ボックス
２３  カメラ取付シャフト
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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