JP2003075137A - 撮影システム並びにそれに用いられる撮像装置および３次元計測用補助ユニット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】２次元の撮像装置と３次元計測を行うためのユ
ニットとを着脱可能とし、２次元画像の撮影と３次元デ
ータの計測との両方を行うことができて使い勝手のよい
撮影システムを提供すること。 【解決手段】対象物の３次元計測および２次元画像の撮
影の両方を行うための撮影システム１であって、撮像装
置３、および、撮像装置３とは別個独立した筐体ＨＴに
形成されて撮像装置３に着脱可能に取り付けられる３次
元計測用補助ユニット４を有し、撮像装置３は、単独で
２次元画像の撮影が可能であり、且つ、３次元計測にお
ける受光部として機能することにより、取り付けられた
３次元計測用補助ユニット４と共同して３次元計測が可
能である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、対象物の３次元計
測および２次元画像の撮影の両方を行うための撮影シス
テム、それに用いられる撮像装置および３次元計測用補
助ユニットに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来において、対象物（被写体）の２次
元画像を撮像してその画像データを出力するデジタルカ
メラが普及している。また、例えば特開平１１−２７１
０３０号公報に記載されるような３次元計測装置を用い
ることにより、対象物の３次元データを取得することも
容易である。３次元データを用いた場合には、対象物を
一方向からだけではなく多方向から観察できるので、商
品の紹介などに適している。

【０００３】しかし、３次元データは、２次元データ
（画像データ）と比較してデータ量が多い。そのため、
データ処理が複雑であり、処理に時間を要したり大きな
メモリ容量を要するなど、扱い難いという問題がある。
このように、３次元データと２次元データとではそれぞ
れ一長一短があるため、用途に応じて使い分ける必要が
ある。そのため、いずれのデータをも取得することの可
能な撮影システムが必要となってくる。

【０００４】ところで、２次元画像の撮影と３次元計測
との両方が行える装置（VIVID700）が本出願人によって
市場に提供されている。その装置によると、２次元の撮
像装置と３次元計測装置とが一体に組み込まれているの
で、簡単な操作で２次元データ（２次元画像）と３次元
データとを同時に容易に取得することができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、その装置を用
いて２次元画像の撮影のみを行おうとした場合に、一体
型であるために３次元計測装置を分離することができ
ず、単なる２次元の撮像装置と比べると大型となって扱
い難いという面があった。

【０００６】本発明は、上述の問題に鑑みてなされたも
ので、２次元の撮像装置と３次元計測を行うためのユニ
ットとを着脱可能とし、２次元画像の撮影と３次元デー
タの計測との両方を行うことができて使い勝手のよい撮
影システム、並びにそれに用いられる撮像装置および３
次元計測ユニットを提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明に係るシステム
は、対象物の３次元計測および２次元画像の撮影の両方
を行うための撮影システムであって、撮像装置、およ
び、前記撮像装置とは別個独立した筐体に形成されて前
記撮像装置に着脱可能に取り付けられる３次元計測用補
助ユニットを有し、前記撮像装置は、単独で２次元画像
の撮影が可能であり、且つ、３次元計測における受光部
として機能することにより、取り付けられた３次元計測
用補助ユニットと共同して３次元計測が可能である。

【０００８】好ましくは、前記３次元計測用補助ユニッ
トは、３次元計測の方法を示す計測モード情報を前記撮
像装置に送信することが可能であり、前記撮像装置は、
取り付けられた３次元計測用補助ユニットから送信され
た計測モード情報に基づいて動作モードを切り換えて３
次元計測を行う。

【０００９】さらに、前記撮像装置は、２次元画像の撮
像を行う撮像モードと、前記３次元計測用補助ユニット
から送信される計測モード情報に基づいた計測方法によ
る３次元計測を行う計測モードと、を切り換え可能であ
り、前記３次元計測用補助ユニットが取り付けられたと
きには、計測モードが初期値として設定される。

【００１０】前記撮像装置として、例えば、エリアセン
サによって対象物の静止画像を画像データとして取得す
るデジタルカメラが用いられる。

【００１１】

【発明の実施の形態】図１は本発明に係る撮影システム
１の外観の例を示す図である。図１において、撮影シス
テム１は、撮像装置であるデジタルカメラ３、および、
デジタルカメラ３に着脱可能に取り付けられる種々の３
次元計測用の補助ユニット４からなる。

【００１２】デジタルカメラ３は、エリアセンサを内蔵
し、単独で対象物の静止画像（２次元画像）の撮像が可
能である。デジタルカメラ３には、レンズ焦点距離、撮
影画角、解像度などが互いに異なる種々のものが準備さ
れている。また、デジタルカメラ３は、いずれか１つの
補助ユニット４が取り付けられたときに、３次元計測に
おける受光部として機能し、その補助ユニット４と共同
して３次元計測を行うことが可能である。つまり、デジ
タルカメラ３は、２次元画像の撮影を行う撮影モード
と、補助ユニット４と共同して３次元計測を行う計測モ
ードとを切り換え可能である。

【００１３】補助ユニット４として、本実施形態におい
ては４種類の補助ユニット４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄがあ
る。そのうちの１つである補助ユニット４Ａは、対象物
をスリット光によって走査して３次元計測を行う、光切
断法のための補助ユニット（光切断用投光ユニット）で
ある。補助ユニット４Ａを用いた場合には、これによっ
て投光したスリット光をデジタルカメラ３によって撮影
し、得られたスリット画像に基づいて、対象物の３次元
データを演算により求める。

【００１４】他の１つの補助ユニット４Ｂは、対象物に
縞パターンを投影して３次元計測を行う、縞解析法のた
めの補助ユニット（縞パターン投影用投光ユニット）で
ある。補助ユニット４Ｂを用いた場合には、これによっ
て投影した縞パターンをデジタルカメラ３によって撮影
し、得られたパターン画像に基づいて対象物の３次元デ
ータを演算により求める。

【００１５】さらに他の１つの補助ユニット４Ｃは、Ｔ
ＯＦ（Time Of Flight) 法により３次元計測を行う補助
ユニット（ＴＯＦ用投光ユニット）である。さらに他の
１つの補助ユニット４Ｄは、ステレオ法により３次元計
測を行う補助ユニット（ステレオ用撮影ユニット）であ
る。補助ユニット４Ｄとして、例えばデジタルカメラが
用いられる。

【００１６】これらの補助ユニット４Ａ〜４Ｄは、デジ
タルカメラ３に対して互いに交換可能である。また、そ
れぞれの補助ユニット４Ａ〜４Ｄにおいても、計測原理
が同じであって、計測可能距離範囲、計測可能画角、ま
たは解像度などが異なる種々の補助ユニット４が準備さ
れており、それぞれ互いに交換可能である。また、これ
ら以外の計測原理による他の補助ユニットを用いること
も可能である。

【００１７】補助ユニット４は、それぞれ、３次元計測
の方法を示す計測モード情報を記憶しており、その計測
モード情報をデジタルカメラ３に送信することが可能で
ある。デジタルカメラ３は、装着された補助ユニット４
から送信された計測モード情報に基づいて動作モードを
切り換えて３次元計測を行う。

【００１８】図２は本発明に係る撮影システム１の概略
の構成を示す図である。図２において、撮影システム１
は、デジタルカメラ３および補助ユニット４からなる。
なお、図示はしないが、必要に応じてフラッシュが着脱
可能に取り付けられる。

【００１９】デジタルカメラ３は、本体ハウジングＨ
Ｃ、エリアセンサ１１、撮像制御部１２、レンズ群１
３、レンズ制御部１４、記録部１５、測距部１６、操作
部１７、表示部１８、コネクタ１９、第２制御部２０、
および画像処理部２１などからなる。

【００２０】エリアセンサ１１は、ＣＣＤイメージセン
サまたはＣＭＯＳイメージセンサなどからなり、対象物
（被写体）の２次元画像を撮影する。撮像制御部１２
は、エリアセンサ１１を制御し、エリアセンサ１１から
のデータの読み出しを行う。

【００２１】レンズ群１３は、ズームレンズおよびフォ
ーカシングレンズを含む。レンズ群１３は、レンズ制御
部１４によって自動焦点制御（ＡＦ）が行われ、エリア
センサ１１に対象物の像（被写体像）を結像させる。自
動焦点制御は、測距部１６での計測結果に基づいて行わ
れる。

【００２２】記録部１５は、フラッシュメモリ、スマー
トメディア、コンパクトフラッシュ（登録商標）、ＰＣ
メモリカード、ＭＤ（ミニディスク）などの交換可能な
記録媒体ＫＢ、およびそれらの記録媒体ＫＢへの読み書
きを行うドライブ装置からなる。また、記録部１５は、
ＨＤＤ（ハードディスク装置）または光磁気記録装置な
どであってもよい。記録部１５において、エリアセンサ
１１により撮影された２次元画像、３次元計測によって
得られた３次元データ（３次元形状データ）、その属性
データなどが記録される。

【００２３】測距部１６として、例えば、一般的なアク
ティブ型の公知の測距装置、またはパッシブタイプのも
のが用いられる。撮像範囲内の画面の１点のみの距離を
測定することが可能である。

【００２４】操作部１７として、レリーズボタン、電源
ボタン、ズームボタン、メニュー選択ボタンなどが設け
られている。なお、ズームボタンとしては、遠方用（Ｔ
ＥＬＥ用）のボタンおよび接近用（ＷＩＤＥ用）の２個
のボタンが設けられている。また、メニュー選択ボタン
としては、カーソルなどを上下左右に移動させるための
４個のボタンと確定用のボタンの合計５個のボタンが設
けられている。

【００２５】表示部１８には、エリアセンサ１１で撮影
された２次元画像が表示される。したがって、表示部１
８は、２次元画像の撮影における電子ファインダーとし
ても機能する。その他、表示部１８には、メニュー、メ
ッセージ、その他の文字または画像が表示される。

【００２６】また、表示部１８には、補助ユニット４が
取り付けられた場合に、補助ユニット４による計測範囲
を示す情報、その計測範囲を指定するための情報など
が、２次元画像とともに表示される。さらに、３次元計
測により得られた３次元データが濃淡画像（距離画像）
として表示される。３次元計測に関連するメニューも表
示される。

【００２７】コネクタ１９は、本体ハウジングＨＣに設
けられており、補助ユニット４を取り付けた際に、補助
ユニット４との間で信号またはデータ（情報）の授受を
行うための接続点となる。

【００２８】第２制御部２０は、デジタルカメラ３の各
部の制御を行う他、補助ユニット４の第１制御部４０と
の間における通信の制御を行う。この通信において、デ
ジタルカメラ３は、レリーズ信号（同期信号）を送信す
る。また、第２制御部２０は、デジタルカメラ３のパラ
メータである撮像範囲および解像度に関するデータ、対
象物までの距離を表すデータを送信し、補助ユニット４
の計測原理、計測可能距離範囲、解像度、および計測可
能画角などに関するデータを受信する。第２制御部２０
は、受信したデータに基づいて、撮像制御部１２を介し
てエリアセンサ１１の撮像方法を制御し、画像処理部２
１における処理内容を制御する。

【００２９】画像処理部２１は、エリアセンサ１１から
出力される画像データに対して、第２制御部２０の設定
指示によって画像処理を行う。画像処理部２１での処理
によって、対象物Ｑの３次元データが算出される。な
お、３次元データの算出のための処理を画像処理部２１
で行うことなく、その一部または全部を第２制御部２０
で行ってもよい。また、この処理を補助ユニット４の内
部で行うようにしてもよい。

【００３０】また、デジタルカメラ３に、ＳＣＳＩ、Ｕ
ＳＢ、またはＩＥＥＥ１３９４などのデータ通信のため
のインタフェースを設けてもよい。赤外線または無線を
利用したインタフェースを設けてもよい。３次元データ
および２次元画像などをこれらのインタフェースを介し
て外部のコンピュータに送信してもよい。

【００３１】本体ハウジングＨＣには、これら各部が収
納され、または表面に取り付けられている。本体ハウジ
ングＨＣによって、デジタルカメラ３は１個の独立した
カメラとして構成されている。デジタルカメラ３は、補
助ユニット４が取り付けられていない状態でも、単独で
通常のデジタルカメラ（電子カメラ）として使用するこ
とが可能である。

【００３２】補助ユニット４は、例えば、本体ハウジン
グＨＴ、投光部３０、および第１制御部４０からなる。
投光部３０として、上に述べた補助ユニット４Ａ〜４Ｃ
の種々の方式に適したものが用いられる。本体ハウジン
グＨＴは、デジタルカメラ３の本体ハウジングＨＣとは
別個独立している。これら本体ハウジングＨＴ，ＨＣ
は、例えば、合成樹脂の成形、精密鋳造、板金加工、ま
たは金属材料の機械加工などによって製作される。また
は、そのようにして製作された複数の部品を、溶着、接
着、はめあい、かしめ、またはネジ止めなどによって組
み立てることによって製作される。

【００３３】図３は２次元画像用のメニュー画面ＨＧ１
を示す図、図４は画像および計測用のメニュー画面ＨＧ
２を示す図、図５はデジタルカメラ３の第２制御部２０
による制御内容を示すメインフローチャート、図６およ
び図７はデジタルカメラ３の３Ｄ計測処理のルーチンを
示すフローチャートである。

【００３４】図５において、まず、各部のイニシャライ
ズが行われ、補助ユニット４ヘの電源供給が開始される
（＃１０１）。次に、補助ユニット４が装着されている
か否かのチェックが行われる（＃１０２）。例えば、第
１制御部４０に所定の信号を送信し、所定時間内に返信
があるか否かによってチェックされる。チェックが行わ
れた後、互いに情報の交信を行う。

【００３５】なお、補助ユニット４の着脱状態と連動し
て動作するスイッチまたはセンサを設け、そのスイッチ
またはセンサの状態を検出するようにしてもよいが、第
１制御部４０との交信によるチェックの方が確実であ
る。

【００３６】補助ユニット４が装着されているか否かに
応じて、表示部１８にメニュー画面ＨＧ１またはＨＧ２
のいずれかが表示される。図３に示すように、メニュー
画面ＨＧ１は、補助ユニット４が非装着状態での初期メ
ニューであり、２次元画像に関するモードのみが表示さ
れる。

【００３７】図４に示すように、メニュー画面ＨＧ２
は、補助ユニット４が装着状態での初期メニューであ
り、メニュー画面ＨＧ１で表示されるモードに加えて、
３次元計測に関するモードが表示される。

【００３８】これらの画面ＨＧ１，２について、操作部
１７の上下左右ボタンを操作していずれかのモードを選
択し、その状態で操作部１７の確定ボタンを操作するこ
とにより、そのモードが実際に選択される。次に、各モ
ードの説明を行う。

【００３９】画像再生モードでは、記録された２次元画
像を読み出し、表示部１８に表示する。表示される画像
を切換えて、そのときに表示されている画像を削除する
ことも可能である。

【００４０】撮影モードでは、デジタルカメラ３のみに
よって、通常のデジタルカメラと同様に２次元画像を撮
影する。３Ｄ画像再生モードでは、記録された３次元デ
ータを読み出し、それを表示部１８に表示する。このと
き、例えば、距離を濃淡に変換して表示するようにすれ
ばよい。また、３次元データを、それに対応する２次元
画像と並べて表示してもよいし、重ねて表示するように
してもよい。

【００４１】３Ｄ計測モード（計測モード）では、装着
された補助ユニット４とデジタルカメラ３との共同によ
って、３次元計測のみを行う。３Ｄ計測＆２Ｄ撮影モー
ドでは、装着された補助ユニット４とデジタルカメラ３
との共同によって３次元計測を行い、且つ、デジタルカ
メラ３によって２次元画像の撮影を行う。

【００４２】そして、メニュー画面ＨＧ１，２で選択さ
れたモードに応じて、各モードの処理ルーチンへ進む
（＃１０６〜１１０）。それらの処理ルーチンが終了す
ると、メニュー画面ＨＧ１，２を表示するステップに戻
る。

【００４３】図６および図７に示すように、まず、装着
された補助ユニット４の計測モード情報を取得する（＃
２０１）。光切断法、パターン投影法（縞パターン投影
法）、ＴＯＦ法、ステレオ法などの計測方法に応じて、
それぞれの計測方法に対応した設定を行う（＃２０２〜
２０８）。つまり、レリーズ時に補助ユニット４の計測
方法に応じた３次元計測用の撮像および画像処理が行わ
れるように、撮像制御部１２および画像処理部２１の設
定を行う。なお、メニュー画面ＨＧ２において３Ｄ計測
＆２Ｄ撮影モードが選択されている場合は、３次元計測
を行った後に、表示用の２次元画像の撮影が行われるよ
うに設定が行われる。

【００４４】デジタルカメラ３の撮像範囲および分解能
を算出し（＃２０９）、これらのパラメータを補助ユニ
ット４に送信する（＃２１０）。対象物の撮影を行い、
表示部１８に表示する（＃２１１）。自動的に短周期で
撮影を繰り返し、それによって表示を更新するので、実
際には動画像が表示される。

【００４５】ズームボタンの「ＴＥＬＥ」または「ＷＩ
ＤＥ」が操作されると、その方向に応じてレンズ制御部
１４へ制御信号を送り、ズーム制御を行う（＃２１２、
２１３）。また、必要に応じて、画像処理部２１におけ
る処理によって電子ズームも行う。ズーム制御が行われ
る度に、デジタルカメラ３の撮像分解能及び撮像範囲を
算出し、それらのパラメータを補助ユニット４に送信す
る（＃２１４、２１５）。

【００４６】レリーズボタンの操作をチェックし（＃２
１６）、操作されてない場合はステップ＃２１１へ戻っ
てファインダー画像を更新する。レリーズボタンが操作
された場合は、補助ユニット４へレリーズ信号（測定開
始信号）を送信する（＃２１７）。

【００４７】先のステップ＃２０３，２０５，２０７，
２０８のいずれかで設定された撮像方法によって、３次
元計測用の画像を撮像する（＃２１８）。撮像された画
像またはデータは適当なメモリ領域に記憶される。な
お、メニュー画面ＨＧ２において３Ｄ計測＆２Ｄ撮影モ
ードが選択されている場合は、３次元計測用の撮像の後
に２次元画像の撮影が行われる。

【００４８】再度、補助ユニット４の種類が検出される
（＃２１９）。ステレオ用撮影ユニットである場合に
は、そのユニットから画像データを取り込む（＃２２
０）。第２制御部２０の内部に予め記憶されている補助
ユニット４のパラメータを読み出す（＃２２１）。これ
らのパラメータは、各補助ユニット４とデジタルカメラ
３の撮像範囲および撮像分解能に応じて、予め適当なメ
モリ領域に記憶されている。または、上に述べたステッ
プ＃１０４での通信によって取得された情報がメモリ領
域に記憶されている。

【００４９】具体的には、例えば光切断法の場合には、
スリット光の通過時刻から投光角を算出するための、レ
リーズからの時刻と投光角の関係（角速度）を表す情報
などである。パターン投影法の場合には、投影された縞
の各次数と、その縞の投光角との関係を表す情報などで
ある。ＴＯＦ法の場合には、発光（露光）点灯周期と点
灯時間を表す情報などである。ステレオ法の場合には、
各画素の視線方向を表す情報などである。

【００５０】設定された画像処理方法によって、３次元
計測用の画像を処理する（＃２２２）。なお、メニュー
画面ＨＧ２において３Ｄ計測＆２Ｄ撮影モードが選択さ
れている場合は、３次元計測用の画像の後に２次元画像
の処理が行われる。

【００５１】３次元計測の結果が表示される（＃２２
３）。計測結果は、例えば、距離を濃淡で表現した画像
（距離画像）で表示する。ステップ＃２１８において２
次元画像をも撮影した場合は、それも同時に表示する。
例えば、距離画像と２次元画像とを並べて表示し、また
は重ねて表示する。これによって、ユーザは、どのよう
な対象物について３次元計測が行われたかが容易に確認
できる。

【００５２】表示部１８の画面内に「ＯＫ」「キャンセ
ル」のボタンが表示され、ユーザからの入力待ちとなる
（＃２２４）。ユーザは、その表示を見て、「ＯＫ」ま
たは「キャンセル」を入力する。その入力に当たって、
例えば、上下左右ボタンを操作し、確定ボタンを操作す
る。「ＯＫ」が入力された場合には、３次元計測の結果
得られた３次元データを計測結果データとして記録する
（＃２２５）。その際に、２次元画像、使用した補助ユ
ニット４のスペック情報などの計測条件情報、および日
時、操作者などの書誌事項が、計測結果データと対応付
けて記録される。

【００５３】メインメニューに戻るか、または計測を継
続するかをユーザに問い合わせる（＃２２６）。メイン
メニューに戻る旨の入力があると、メニュー画面ＨＧ２
の表示に戻る。計測を継続する旨の入力があるとステッ
プ＃２１１に戻る。

【００５４】なお、撮影によって得られた画像データを
外部の装置（例えばパーソナルコンピュータなど）に転
送し、ステップ＃２２２での画像処理を外部の装置で行
うようにしてもよい。

【００５５】次に、補助ユニット４の具体的な構成の例
について説明する。なお、ステレオ用撮影ユニットにつ
いては後で説明する。図８は補助ユニット（光切断用投
光ユニット）４Ａの投光部３０Ａの例を示す図である。

【００５６】図８において、投光部３０Ａは、光源３
１、レンズ群３２、投光制御部３３、ミラー制御部３
５、およびミラー３７などからなる。光源３１からの光
はレンズ群３２を介してスリット光となり、ミラー３７
によって対象物を走査（スキャン）する。対象物で反射
されたスリット光は、デジタルカメラ３のエリアセンサ
１１により受光される。

【００５７】画像処理部２１において、エリアセンサ１
１からの出力に基づいて、反射光のエリアセンサ１１上
の受光位置が求められる。それとスリット光の投射角度
などに基づいて、三角測量の原理で対象物までの距離情
報が得られる。スリット光の投射角度、つまり計測方向
を、ミラー３７により走査することによって、所定の範
囲の計測が行われる。なお、反射光の受光位置とスリッ
ト光の投射角度との関係を求めるに当たり、スリット像
の時間重心を求める方法、スリット光の空間重心を求め
る方法などを用いることが可能である。

【００５８】第１制御部４０Ａは、デジタルカメラ３か
ら受信したデータに基づいて、投光制御部３３を介して
光源３１の発光タイミングを制御し、ミラー制御部３５
を介してミラー３７を回転させ、スリット光の走査速
度、走査範囲、および走査タイミングを制御する。

【００５９】図９は補助ユニット（縞パターン投影用投
光ユニット）４Ｂの投光部３０Ｂの例を示す図である。
図９において、投光部３０Ｂは、光源３１、パターンマ
スクＰＭ、レンズ群３２、投光制御部３３、レンズ制御
部３４、ミラー制御部３５、およびミラー３７などから
なる。

【００６０】光源３１からの光はパターンマスクＰＭを
介してパターン光となり、レンズ群３２およびミラー３
７を介して対象物を照射する。対象物に照射されたパタ
ーン光は、デジタルカメラ３のエリアセンサ１１により
撮影される。画像処理部２１において、撮影されたパタ
ーン像と投影されたパターン光とを比較することによ
り、対象物の３次元計測が行われる。

【００６１】第１制御部４０Ｂは、デジタルカメラ３か
ら受信したデータに基づいて、投光制御部３３を介して
光源３１の発光タイミングを制御し、レンズ制御部３４
を介してレンズ群３２によるパターン光の照射範囲を制
御し、ミラー制御部３５を介してミラー３７を回転させ
パターン光の照射方向を制御する。

【００６２】図１０は補助ユニット（ＴＯＦ用投光ユニ
ット）４Ｃの投光部３０Ｃの例を示す図である。図１０
において、光源３１からの光は、レンズ群３２およびミ
ラー３７を介して対象物を照射する。対象物によって反
射された光は、デジタルカメラ３のエリアセンサ１１に
より受光される。画像処理部２１において、光の照射か
ら受光までの時間差を検出することにより、対象物の３
次元計測が行われる。

【００６３】第１制御部４０Ｃは、デジタルカメラ３か
ら受信したデータに基づいて、投光制御部３３を介して
光源３１の発光タイミングを制御し、レンズ制御部３４
を介してレンズ群３２による光の照射範囲を制御し、ミ
ラー制御部３５を介してミラー３７を回転させ光の照射
方向を制御する。

【００６４】次に、３次元計測用の画像処理について説
明する。図１１は光切断法による３次元計測の原理を説
明する図である。図１１において、補助ユニット４から
対象物Ｑに照射されるスリット光は、レリーズの開始と
ともに、ミラー３７の回転によって対象物Ｑをスキャン
する。デジタルカメラ３のエリアセンサ１１は、レリー
ズの開始とともに、スリット光のスキャン中は一定の周
期で撮像を行い、スキャン開始から一定時間毎にフレー
ム画像を出力する。これにより、対象物Ｑ上の各点（エ
リアセンサ１１上の各画素）をスリット光が通過するタ
イミングを求めることができる。

【００６５】通過タイミングから、対象物Ｑ上の各点を
照射するスリット光の投光角度が判明する。この投光角
度と対象物Ｑ上の各点（エリアセンサ１１の各画素）か
らエリアセンサ１１への入射角（各画素の視線方向）と
基線長とから、三角測距の原理により対象物Ｑの３次元
形状が算出される。

【００６６】図１２は光切断法による３次元計測の撮像
制御の流れを示すフローチャート、図１３は光切断法に
おける画像処理の流れを示すフローチャート、図１４は
光切断法による３次元計測の撮像制御のタイミングを示
す図である。

【００６７】図１２において、操作部１７にてレリーズ
がオンされると、３次元計測用の撮像が行われる（＃３
０１１）。つまり、図１４において、エリアセンサ１１
の垂直同期信号ＶＤに同期して、レリーズ信号が送信さ
れる。このレリーズ信号の送信により、３次元計測（ス
キャン）が開始される。垂直同期信号ＶＤに同期して露
光が行われ、それぞれのスリット画像が撮像される。そ
して、エリアセンサ１１からのデータの読出しおよび画
像データのメモリへの書込みが行われる。

【００６８】図１２に戻って、補助ユニット４において
スリット光のスキャンが終了するまで、複数枚のフレー
ム画像（３次元計測用の画像）が撮像され、記憶される
（＃３０１２）。

【００６９】メニュー画面ＨＧ２において３Ｄ計測＆２
Ｄ撮影モードが選択されている場合は、２次元像用の撮
影を行い、その画像データをメモリに書込む（＃３０１
３，３０１４）。

【００７０】図１３において、エリアセンサ１１のアド
レス「１」の画素について、スキャン中の画像データの
全てを読み出す。（＃３０２１）。読み出した画像デー
タから、その画素アドレスにおいての最大輝度となるタ
イミングを算出する（＃３０２２）。このタイミング
が、スリット光がこの画素アドレスに対応する対象物Ｑ
上を通過した時刻である。通過時刻から、その時刻にお
けるスリット光の投光角を算出する（＃３０２３）。投
光角、入射角（既知）、および基線長（既知）から、こ
の画素アドレスの測距値を算出する（＃３０２４）。測
距値をメモリに記憶する（＃３０２５）。以上の処理を
エリアセンサ１１の全画素について行う（＃３０２
６）。

【００７１】図１５は縞パターン投影法による３次元計
測の原理を説明する図である。図１５において、レリー
ズ開始とともに、補助ユニット４から対象物Ｑにパター
ン光が照射される。デジタルカメラ３のエリアセンサ１
１は、レリーズの開始とともに撮像を行い、フレーム画
像を出力する。

【００７２】補助ユニット４からのパターン光の投光方
向と、対象物Ｑに投影されたパターン光のデジタルカメ
ラ３ヘの入射方向とは互いに異なる。したがって、エリ
アセンサ１１から出力される画像は、対象物Ｑの形状に
より変形されたパターン像となる。撮像したパターン像
において、次数Ｎの縞を基準とし、各次数の縞の位置を
検出する。すなわち、エリアセンサ１１の各画素におけ
る縞の次数を検出する。

【００７３】各画素に入射される縞の次数を検出するこ
とにより、各画素に入射する縞の投光角を算出する。投
光角、入射角（各画素の視線方向となるので既知であ
る）、および基線長から、三角測距の原理で対象物Ｑの
３次元形状を算出する。

【００７４】パターン光として、白と黒からなる矩形波
状の強度分布をもつバイナリーパターン、白と黒からな
る正弦波状の強度分布を持つ正弦パターン、カラーの分
布を持つカラーパターンなどを用いることができる。ま
た、投影と撮像を複数回行うことによって、それぞれ異
なるパターンを投影し撮像して計測する方法、例えば空
間コード化法、位相シフト法などを採用することも可能
である。

【００７５】図１６は縞パターン投影法による３次元計
測の撮像制御の流れを示すフローチャート、図１７は縞
パターン投影法における画像処理の流れを示すフローチ
ャート、図１８は縞パターン投影法による３次元計測の
撮像制御のタイミングを示す図である。

【００７６】図１６において、操作部１７にてレリーズ
がオンされると、３次元計測用の撮像が行われる（＃４
０１１）。つまり、図１８において、エリアセンサ１１
の垂直同期信号ＶＤに同期して、レリーズ信号が送信さ
れる。このレリーズ信号の送信により、３次元計測が開
始される。垂直同期信号ＶＤに同期して露光が行われ、
それぞれのパターン画像が撮像される。そして、エリア
センサ１１からのデータの読出しおよび画像データのメ
モリへの書込みが行われる。

【００７７】図１６に戻って、空間コード化法または位
相シフト法の場合には、補助ユニット４からのパターン
投影が終了するまで、複数枚のフレーム画像が撮像さ
れ、記憶される（＃４０１２）。

【００７８】メニュー画面ＨＧ２において３Ｄ計測＆２
Ｄ撮影モードが選択されている場合は、２次元像用の撮
影を行い、その画像データをメモリに書込む（＃４０１
３，４０１４）。

【００７９】図１７において、パターン投影中の画像を
読み出す（＃４０２１）。読み出した画像データから、
その画素アドレスに入射されている縞の次数を算出する
（＃４０２２）。次数から、その画素への入射光の投光
角を算出する（＃４０２３）。投光角、入射角（既
知）、および基線長（既知）から、この画素アドレスの
測距値を算出する（＃４０２４）。測距値をメモリに記
憶する（＃４０２５）。以上の処理をエリアセンサ１１
の全画素について行う（＃４０２６）。

【００８０】図１９はＴＯＦ法による３次元計測の原理
を説明する図、図２０はＴＯＦ法による計測のタイミン
グを示す図である。図１９において、レリーズ開始とと
もに、補助ユニット４から対象物Ｑに対し、オンオフを
繰り返すパルス光が照射される。

【００８１】図２０に示すように、デジタルカメラ３の
エリアセンサ１１は、レリーズの開始とともに、光源３
１のオンオフと同期して露光のオンオフを行い、これに
よる撮像を行ってフレーム画像を出力する。光源３１の
発光タイミングと露光のタイミングとを同期させること
により、光路長に応じて露光量が変化する。したがって
各画素の露光量（計測画像）が光路長を表す。

【００８２】この計測画像には対象物Ｑの反射率成分も
含まれているので、この反射率成分を取り除くため、図
２０に示すタイミングでの撮像の後に、反射率成分のみ
の露光（反射率画像）の撮像を行い、これら２つの画像
データに基づいて計測画像から反射率成分を取り除く。

【００８３】補助ユニット４の光源３１とエリアセンサ
１１の光軸までの距離ΔＤ１、およびエリアセンサ１１
の光軸からエリアセンサ１１の端までの距離ΔＤ２は、
撮影システム１から対象物Ｑまでの距離Ｄと比較して非
常に短い。したがって、光源３１から対象物Ｑ、対象物
Ｑからエリアセンサ１１までの往復の光路長の２分の１
が各画素の視線方向での対象物Ｑまでの距離となる。

【００８４】各画素の視線方向上での対象物Ｑまでの距
離から、各画素の入射角は既知であるので、対象物Ｑま
での距離Ｄを算出し、対象物Ｑの３次元形状を算出す
る。図２１はＴＯＦ法による３次元計測の撮像制御の流
れを示すフローチャート、図２２はＴＯＦ法における画
像処理の流れを示すフローチャート、図２３はＴＯＦ法
による３次元計測の撮像制御のタイミングを示す図であ
る。

【００８５】図２１において、操作部１７にてレリーズ
がオンされると、３次元計測用の撮像が行われる（＃５
０１１）。つまり、図２３において、エリアセンサ１１
の垂直同期信号ＶＤに同期して、レリーズ信号が送信さ
れる。このレリーズ信号の送信により、３次元計測（パ
ルス光の投光）が開始される。垂直同期信号ＶＤに同期
して、光源３１の発光と露光のオンオフとが行われ、そ
れぞれのパルス光が受光される。そして、エリアセンサ
１１からのデータの読出しおよび画像データのメモリへ
の書込みが行われる。

【００８６】図２１に戻って、補助ユニット４でのパル
ス光の投光が終了するまで、複数枚のフレーム画像が撮
像され、記憶される（＃５０１２）。パルス光の投光お
よび撮像が終了すると、反射率除去のためのＤＣ光が照
射され、連続的に露光を行い投光による反射光成分の画
像データを撮像し記録する（＃５０１３，５０１４）。

【００８７】メニュー画面ＨＧ２において３Ｄ計測＆２
Ｄ撮影モードが選択されている場合は、２次元画像の撮
影を行い、その画像データをメモリ領域に書込む（＃５
０１５，５０１６）。なお、反射光除去のための撮像デ
ータを、表示用の２次元画像として用いることも可能で
ある。

【００８８】図２２において、パルス投光中の画像デー
タを読み出す（＃５０２１）。読み出した画像データか
ら、その画素アドレスの露光量を算出する（＃５０２
２）。パルス光の露光量をＤＣ光の露光量で除算するこ
とにより、反射率成分の除去を行う（＃５０２３）。

【００８９】各画素アドレスの露光量から光の伝播遅延
時間を算出し、光路長を算出する。この段階では、対象
物Ｑの各点から撮像レンズの主点を通過し、各画素まで
の光路となる。その後、入射角（既知）により、この画
素アドレスの測距値を算出する（＃５０２４）。測距値
をメモリに記憶する（＃５０２５）。以上の処理をエリ
アセンサ１１の全画素について行う（＃５０２６）。

【００９０】次に、補助ユニット４とデジタルカメラ３
との通信について説明する。図２４は補助ユニット４と
デジタルカメラ３との間で通信される投光条件および撮
影条件の例を示す図である。投光条件および撮影条件の
両方またはいずれかを指して「動作条件」という。

【００９１】これらの間の通信手段は、送信および受信
ともに相手のレジスタへのデータ書込み、相手のレジス
タからのデータ読込みにより実現される。しかし、これ
以外に、互いのデータの受け渡しができる手段であれ
ば、どのような通信手段を用いてもよい。

【００９２】図２４において、デジタルカメラ３から補
助ユニット４に送信される動作条件を「ＣＡ」で、補助
ユニット４からデジタルカメラ３に送信される動作条件
を「ＣＢ」で、それぞれ示す。

【００９３】動作条件ＣＡ１は、デジタルカメラ３にお
ける撮像開始信号であるレリーズ信号、撮像範囲、およ
び撮像分解能である。動作条件ＣＢ１は、３次元計測の
方法を示すデータである。

【００９４】通常、デジタルカメラ３の撮像範囲は、補
助ユニット４の投光範囲をカバーするように設定され
る。その場合には３次元計測に要する時間が短い。これ
とは逆に、補助ユニット４の投光範囲がデジタルカメラ
３の撮像範囲をカバーするようにした場合には、３次元
計測の速度は遅くなるが精度が向上する。

【００９５】デジタルカメラ３の撮像分解能は、補助ユ
ニット４の投光分解能よりも細かく設定してもよく、ま
た、これとは逆に、補助ユニット４の投光分解能をデジ
タルカメラ３の撮像分解能よりも細かく設定してもよ
い。

【００９６】次に、動作条件ＣＡ，ＣＢの他の例を挙げ
る。動作条件ＣＡ２は、レリーズ信号、補助ユニット４
の投光範囲および投光分解能であり、動作条件ＣＢ２
は、３次元計測の方法を示すデータである。

【００９７】動作条件ＣＡ３は、レリーズ信号、デジタ
ルカメラ３の焦点距離などの制御パラメータであり、動
作条件ＣＢ３は、３次元計測の方法を示すデータであ
る。動作条件ＣＡ４は、レリーズ信号、補助ユニット４
のミラー振り角度などの制御パラメータであり、動作条
件ＣＢ４は、３次元計測の方法を示すデータである。

【００９８】動作条件ＣＡ５は、レリーズ信号であり、
動作条件ＣＢ５は、３次元計測の方法を示すデータ、補
助ユニット４の投光範囲および投光分解能である。動作
条件ＣＡ６は、レリーズ信号であり、動作条件ＣＢ６
は、３次元計測の方法を示すデータ、デジタルカメラ３
の撮像範囲および撮像分解能である。

【００９９】動作条件ＣＡ７は、レリーズ信号であり、
動作条件ＣＢ７は、３次元計測の方法を示すデータ、補
助ユニット４のミラー振り角度などの制御パラメータで
ある。

【０１００】動作条件ＣＡ８は、レリーズ信号であり、
動作条件ＣＢ８は、３次元計測の方法を示すデータ、デ
ジタルカメラ３の焦点距離などの制御パラメータであ
る。これら以外に、補助ユニット４およびデジタルカメ
ラ３の少なくとも一方が撮像または投光のうちの少なく
とも１つの条件を送信し、これを他方が受信するもので
あってもよい。受信データに基づいて、受信した側で制
御を行って３次元計測を行うようにすることができる。

【０１０１】次に、投光条件および撮影条件について説
明する。図２５はデジタルカメラ３および補助ユニット
４の基準方向を説明する図である。

【０１０２】図２５において、デジタルカメラ３の基準
方向Ｔｘおよび補助ユニット４の基準方向Ｓｘは、いず
れも、これら互いの装着面ＳＦに対して平行である。こ
れら基準方向Ｓｘ，Ｔｘは、基準点Ａ，Ｂを通過する。
装着面ＳＦのほぼ中央に装着基準点Ｃが存在する。

【０１０３】装着基準点Ｃから投光の基準方向Ｓｘの基
準点Ａまでの距離が、Ｌｘ，Ｌｚ，Ｌｙで表される。但
し、Ｌｙは紙面に垂直な方向である。装着基準点Ｃから
撮影の基準方向Ｔｘの基準点Ｂまでの距離が、Ｄｘ，Ｄ
ｚ，Ｄｙで表される。但し、Ｄｙは紙面に垂直な方向で
ある。

【０１０４】また、基準方向Ｓｘ，Ｔｘにそれぞれ垂直
な方向、つまり紙面に対して垂直な方向の基準方向Ｓ
ｙ，Ｔｙも、それぞれ所定の同一の方向であり、それぞ
れ基準点Ａ，Ｂを通過する。

【０１０５】投光方向と基準方向Ｓｘ，Ｓｙとのそれぞ
れなす角が、φｘ，φｙで表される。撮影光軸と基準方
向Ｔｘ，Ｔｙとのそれぞれなす角が、θｘ，θｙで表さ
れる。これらの角φｘ，φｙ，θｘ，θｙなどを基準と
して、補助ユニット４の投光範囲およびデジタルカメラ
３の撮像範囲が表される。

【０１０６】このように、補助ユニット４とデジタルカ
メラ３とは、それぞれの投光条件または撮影条件を互い
に通信し合い、相手の条件に応じた設定を行って３次元
計測を行う。デジタルカメラ３において、補助ユニット
４から取得した投光条件およびデジタルカメラ３の撮影
条件を、計測結果データとともに記録媒体ＫＢに書き込
む。

【０１０７】記録媒体ＫＢに記憶されたデータは、適当
な外部のコンピュータのドライブ装置によって読み取ら
れる。コンピュータは、読み取られた計測結果データ、
投光条件、および撮影条件などに基づいて、２次元画像
を３次元データに張り合わせる処理を行い、それを表示
装置の表示面に表示する。

【０１０８】なお、撮影システム１において、３次元デ
ータを算出することなく、３次元計測によって得られた
そのままのデータ、または途中までの処理を行ったデー
タを、記録媒体ＫＢに書き込んでもよい。その場合に
は、記録媒体ＫＢに記憶されたデータに基づいて、外部
のコンピュータで３次元データを算出することとなる。
これによると、デジタルカメラ３での処理量が軽減され
るので、それだけ安価なシステムとすることができる。
なお、そのようなコンピュータとして、例えばパーソナ
ルコンピュータが用いられる。

【０１０９】次に、ステレオ用撮影ユニットについて説
明する。図２６は補助ユニット（ステレオ用撮影ユニッ
ト）４Ｄを取り付けたときの撮影システム１Ｄの概略の
構成を示す図、図２７はステレオ法による３次元計測の
原理を説明する図である。

【０１１０】図２６において、補助ユニット４Ｄは、エ
リアセンサ１１Ｄ、撮像制御部１２Ｄ、レンズ群１３
Ｄ、レンズ制御部１４Ｄ、コネクタ３６、第３制御部４
０Ｄ、および画像処理部２１Ｄなどからなる。これら
は、本体ハウジングＨＴの内部または表面に組み込まれ
ている。

【０１１１】デジタルカメラ３のレリーズボタンの操作
によって、２つのエリアセンサ１１，１１Ｄが対象物Ｑ
の画像を同時に撮影する。エリアセンサ１１Ｄで撮影さ
れた画像は、画像処理部２１Ｄに一旦格納され、その
後、第３制御部４０Ｄを介してデジタルカメラ３に送ら
れる。これによって、デジタルカメラ３において対象物
Ｑについての視差のある２枚の画像が得られる。

【０１１２】図２７に示すように、２枚の画像につい
て、対象物Ｑ上の同じ１つの点に対応する点（対応点）
の画素アドレスを求める。それら各対応点に対して、三
角測距の原理で対象物Ｑの３次元データを算出する。画
像処理部２１では、デジタルカメラ３により得られた画
像を基準画像とし、補助ユニット４により得られた画像
を参照画像とし、基準画像の各画素に対応する参照画像
の画素アドレスを検出する。

【０１１３】これにより、基準画像の各画素における対
象物Ｑ上の各点までの測距値を算出する。生成された３
次元形状データは、記録部１５に記録される。補助ユニ
ット４Ｄの撮像範囲および撮像分解能が、他の補助ユニ
ット４Ａ〜４Ｃの投光範囲および投光分解能に相当す
る。撮像範囲は、レンズ群１３Ｄの撮像倍率、エリアセ
ンサ１１Ｄの大きさなどによって決定される。撮像分解
能は、エリアセンサ１１Ｄの画素数、画像処理部２１Ｄ
のパラメータなどによって決定される。

【０１１４】図２８は撮影システム１の３次元計測にお
ける基線長を長くする構成を示す図である。上に説明し
た撮影システム１では、デジタルカメラ３の装着面ＳＦ
に補助ユニット４が直接的に装着されている。そのた
め、撮影システム１から対象物Ｑまでの距離が遠い場合
には、３次元計測における基線長の長さが充分でない場
合もある。そこで、基線長を大きくするために、図２８
に示すように、デジタルカメラ３と補助ユニット４との
間に中継部材５を装着する。

【０１１５】図２８において、中継部材５は、直方体の
筐状であり、外側の互いに平行な２つの面が着脱面ＳＲ
１，ＳＲ２となっている。これら着脱面ＳＲ１，ＳＲ２
にはそれぞれコネクタが設けられ、両コネクタの間が互
いに電気的に接続されている。着脱面ＳＲ１，ＳＲ２に
は、デジタルカメラ３および補助ユニット４のいずれで
も着脱可能である。着脱面ＳＲ１，ＳＲ２にデジタルカ
メラ３および補助ユニット４が装着されると、それらの
コネクタ１９，３６の間が電気的に接続される。

【０１１６】中継部材５を用いることにより、着脱面Ｓ
Ｒ１，ＳＲ２間の距離に相当する分だけ基線長が大きく
なる。これによって、より高精度な３次元計測が可能と
なる。

【０１１７】以上説明した実施形態では、デジタルカメ
ラ３に種々の補助ユニット４が装着可能となっている
が、特定の１種類の補助ユニット４のみを装着可能とし
てもよい。つまり、この場合には、３次元計測の方法が
１種類で固定である。

【０１１８】その場合には、デジタルカメラ３は補助ユ
ニット４の計測方法を検出する必要がないので、それら
の間の通信が簡素化される。また、装着される補助ユニ
ット４の計測可能画角および解像度などのパラメータが
一定である場合には、それらのパラメータを補助ユニッ
ト４からデジタルカメラ３へ送信する必要がないので、
通信がさらに簡素化される。

【０１１９】上に述べた実施形態では、メニュー画面Ｈ
Ｇ２においてユーザが動作モードを選択するようにし
た。しかし、デジタルカメラ３に補助ユニット４が取り
付けられたときに、デジタルカメラ３がそれを検出し、
初期値として３Ｄ計測モードまたは３Ｄ計測＆２Ｄ撮影
モードを自動的に設定するようにしてもよい。その場合
に、３次元計測用モードが設定された後、レリーズ待ち
の状態となる。

【０１２０】上に述べた実施形態においては、３次元計
測により得られたデータに基づいて、画像処理部２１に
よって３次元データを算出する。しかし、画像処理部２
１によってではなく、第２制御部２０に適当なプログラ
ムを格納しておき、そのプログラムを実行することによ
って３次元データを算出してもよい。

【０１２１】上に述べた実施形態においては、デジタル
カメラ３と補助ユニット４との間で撮影条件を通信し、
撮影条件を記録媒体ＫＢに記憶した。しかし、その撮影
条件に代えて、撮影条件を特定することの可能な内部パ
ラメータ、例えば、レンズの焦点距離、エリアセンサの
画素数、エリアセンサの大きさなどであってもよい。ま
た、同様に、投光条件に代えて、投光条件を特定するこ
との可能な内部パラメータ、例えば、ミラー振り角度、
ミラー振り角速度、エリアセンサの大きさ、レンズ焦点
距離、エリアセンサの画素数などであってもよい。

【０１２２】投光条件および撮影条件、またはそれらの
一方が固定的に設定されている場合には、固定的に設定
された情報については記録部１５に記憶することなく、
外部のコンピュータに予め入力して設定しておけばよ
い。

【０１２３】補助ユニット４の３次元計測の方法とし
て、パターン投影法とステレオ法とを併用した方法、そ
の他の方法を用いてもよい。補助ユニット４に記録部を
設けてもよい。その場合に、その記録部によって、３次
元データおよび投光条件を記憶してもよい。さらに、２
次元画像、撮影条件などのデータをその記録部に記憶し
てもよい。

【０１２４】上に述べた撮影システム１において、デジ
タルカメラ３に代えて、動画の撮影を行うことの可能な
ムービーカメラを用いてもよい。その他、デジタルカメ
ラ３、補助ユニット４、および撮影システム１の全体ま
たは各部の構造、形状、寸法、個数、材質、処理または
操作の内容および順序などは、本発明の趣旨に沿って適
宜変更することができる。

【０１２５】

【発明の効果】本発明によると、２次元の撮像装置と３
次元計測を行うためのユニットとを着脱可能とし、２次
元画像の撮影と３次元データの計測との両方を行うこと
ができて使い勝手のよい撮影システムを提供することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る撮影システムの外観の例を示す図
である。

【図２】本発明に係る撮影システムの概略の構成を示す
図である。

【図３】２次元画像用のメニュー画面を示す図である。

【図４】画像および計測用のメニュー画面を示す図であ
る。

【図５】デジタルカメラの第２制御部による制御内容を
示すメインフローチャートである。

【図６】デジタルカメラの３Ｄ計測処理のルーチンを示
すフローチャートである。

【図７】デジタルカメラの３Ｄ計測処理のルーチンを示
すフローチャートである。

【図８】光切断用投光ユニットの投光部の例を示す図で
ある。

【図９】縞パターン投影用投光ユニットの投光部の例を
示す図である。

【図１０】ＴＯＦ用投光ユニットの投光部の例を示す図
である。

【図１１】光切断法による３次元計測の原理を説明する
図である。

【図１２】光切断法による３次元計測の撮像制御の流れ
を示すフローチャートである。

【図１３】光切断法における画像処理の流れを示すフロ
ーチャートである。

【図１４】光切断法による３次元計測の撮像制御のタイ
ミングを示す図である。

【図１５】縞パターン投影法による３次元計測の原理を
説明する図である。

【図１６】縞パターン投影法による３次元計測の撮像制
御の流れを示すフローチャートである。

【図１７】縞パターン投影法における画像処理の流れを
示すフローチャートである。

【図１８】縞パターン投影法による３次元計測の撮像制
御のタイミングを示す図である。

【図１９】ＴＯＦ法による３次元計測の原理を説明する
図である。

【図２０】ＴＯＦ法による計測のタイミングを示す図で
ある。

【図２１】ＴＯＦ法による３次元計測の撮像制御の流れ
を示すフローチャートである。

【図２２】ＴＯＦ法における画像処理の流れを示すフロ
ーチャートである。

【図２３】ＴＯＦ法による３次元計測の撮像制御のタイ
ミングを示す図である。

【図２４】補助ユニットとデジタルカメラとの間で通信
される投光条件および撮影条件の例を示す図である。

【図２５】デジタルカメラおよび補助ユニットの基準方
向を説明する図である。

【図２６】ステレオ用撮影ユニットを取り付けたと概略
の構成を示す図である。

【図２７】ステレオ法による３次元計測の原理を説明す
る図である。

【図２８】撮影システムの３次元計測における基線長を
長くする構成を示す図である。

【符号の説明】

１ 撮影システム ３ デジタルカメラ（撮像装置） ４ 補助ユニット（３次元計測用補助ユニット） １１ エリアセンサ ３０，３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ 投光部（投光装置） ＨＣ 本体ハウジング（筐体） ＨＴ 本体ハウジング（筐体）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2F065 AA53 DD02 FF04 HH05 HH06 JJ03 JJ26 KK02 LL63 QQ24 QQ25 QQ28 QQ34 QQ38 UU00 UU05 UU07 5B047 AA07 AB02 BA03 BB04 BC11 BC14 BC23 CA19 CB22 DC09

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】対象物の３次元計測および２次元画像の撮
   影の両方を行うための撮影システムであって、 撮像装置、および、前記撮像装置とは別個独立した筐体
   に形成されて前記撮像装置に着脱可能に取り付けられる
   ３次元計測用補助ユニットを有し、 前記撮像装置は、単独で２次元画像の撮影が可能であ
   り、且つ、３次元計測における受光部として機能するこ
   とにより、取り付けられた３次元計測用補助ユニットと
   共同して３次元計測が可能である、 ことを特徴とする撮像システム。
2. 【請求項２】前記３次元計測用補助ユニットは、３次元
   計測の方法を示す計測モード情報を前記撮像装置に送信
   することが可能であり、 前記撮像装置は、取り付けられた３次元計測用補助ユニ
   ットから送信された計測モード情報に基づいて動作モー
   ドを切り換えて３次元計測を行う、 請求項１記載の撮影システム。
3. 【請求項３】前記撮像装置は、 ２次元画像の撮像を行う撮像モードと、 前記３次元計測用補助ユニットから送信される計測モー
   ド情報に基づいた計測方法による３次元計測を行う計測
   モードと、を切り換え可能であり、 前記３次元計測用補助ユニットが取り付けられたときに
   は、計測モードが初期値として設定される、 請求項２記載の撮像装置。
4. 【請求項４】前記撮像装置は、エリアセンサによって対
   象物の静止画像を画像データとして取得するデジタルカ
   メラである、 請求項１記載の撮影システム。
5. 【請求項５】３次元計測用補助ユニットが着脱可能な撮
   像装置であって、 単独で２次元画像の撮像が可能であり、 前記３次元計測用補助ユニットが取り付けられたとき
   に、３次元計測における受光部として機能し当該３次元
   計測用補助ユニットと共同して３次元計測が可能であ
   る、 ことを特徴とする撮像装置。
6. 【請求項６】２次元画像の撮像を行う撮像モードと、 前記３次元計測用補助ユニットから送信される計測モー
   ド情報に基づいた計測方法による３次元計測を行う計測
   モードと、を切り換え可能である、 請求項５記載の撮像装置。
7. 【請求項７】撮像装置に着脱可能に取り付けられる３次
   元計測用補助ユニットであって、 対象物に対して計測光を投光する投光装置が設けられ、 前記投光装置から投光される計測光を受光する受光装置
   が設けられておらず、 前記撮像装置に取り付けられたときに、前記撮像装置が
   ３次元計測における受光部として機能することにより、
   前記撮像装置と共同して３次元計測が可能である、 ことを特徴とする３次元計測用補助ユニット。
8. 【請求項８】前記撮像装置に取り付けられたときに、３
   次元計測の方法を示す計測モード情報を前記撮像装置に
   送信する、 請求項７記載の３次元計測用補助ユニット。