JP6179935B2 - Head shape measuring device - Google Patents

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Description

本発明は、人間の頭部の形状を測定する頭部形状測定装置に関し、特に、その頭部を撮影した画像を処理することで当該頭部の形状を測定する頭部形状測定装置に関する。   The present invention relates to a head shape measuring device that measures the shape of a human head, and more particularly to a head shape measuring device that measures the shape of the head by processing an image obtained by photographing the head.

人間の頭部の形状を測定する装置については、従来から改良技術が提案されている。
例えば、複数台のカメラを被測定者の周囲に配置し、これら複数台のカメラによって被測定者の頭部を撮影し、取得した頭部のパターン画像にもとづいて、頭部の三次元形状を算出する装置が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。
Conventionally, an improved technique has been proposed for an apparatus for measuring the shape of the human head.
For example, a plurality of cameras are arranged around the person to be measured, the head of the person to be measured is photographed by the plurality of cameras, and the three-dimensional shape of the head is obtained based on the acquired pattern image of the head. An apparatus for calculation has been proposed (see, for example, Patent Document 1).

また、頭部に装着するかつらを製造するために、当該頭部の形状を測定する装置が存在していた(例えば、Hi−MO(R) ハイモインコーポレーテッド製)。   In addition, in order to manufacture a wig to be worn on the head, there has been an apparatus for measuring the shape of the head (for example, manufactured by Hi-MO (R) Himo Incorporated).

特開2002−366931号公報JP 2002-366931 A

しかしながら、上述した特許文献1に記載されている装置、及び、上記の既存の装置においては、以下に説明する問題があった。   However, the apparatus described in Patent Document 1 described above and the above-described existing apparatus have problems described below.

例えば、特許文献1に記載されている装置においては、被測定者の身体の周囲に多数台のカメラを配置しているため、被測定者に対して、圧迫感や威圧感を与えてしまうという問題があった。
ここで、それら多数台のカメラの配置位置を具体的に挙げると、一台のカメラが、被測定者の頭上に位置し、他の一台が、被測定者の前方斜め下方向に位置し、他の複数台が、被測定者の胸囲の高さで当該胸囲を前後左右から取り囲むような位置に配置されていた。
つまり、同装置においては、多数のカメラが、被測定者の上方向、下方向、前方向、後方向、左方向、右方向のそれぞれに位置しており、被測定者の身体を取り囲んでいた。
For example, in the apparatus described in Patent Document 1, since a large number of cameras are arranged around the body of the person to be measured, a feeling of pressure or intimidation is given to the person to be measured. There was a problem.
Here, when the arrangement positions of these multiple cameras are specifically listed, one camera is located above the subject's head and the other one is located obliquely downward in front of the subject. The other plurality of devices were arranged at a height of the measurement subject's chest circumference so as to surround the chest circumference from the front, rear, left and right.
In other words, in this apparatus, a large number of cameras are positioned in the upward direction, downward direction, forward direction, backward direction, left direction, and right direction of the measurement subject and surround the measurement subject's body. .

そうすると、被測定者は、当該装置の中央に位置したときに、多数のカメラによって取り囲まれていることを強く意識するようになり、実際に、それら多数のカメラによってあらゆる角度から自身の頭部が撮影されることで、圧迫感や威圧感を受けたり、不快感を覚えたりするようになる。
しかも、このように、圧迫感等を受けた被測定者は、カメラによる撮影が行われている間中、精神的に緊張した状態で、同装置内で同じ姿勢を維持することを余儀なくされる。
このように被測定者に対して圧迫感等を与えてしまうようなカメラの配置については、圧迫感等を与えないような配置に変更することが望ましい。
Then, the person to be measured becomes strongly aware of being surrounded by a large number of cameras when located at the center of the apparatus, and in fact, his / her head is viewed from all angles by the large number of cameras. By taking a picture, you will feel a sense of oppression and intimidation, and you will feel uncomfortable.
In addition, in this way, the person to be measured who has received a sense of pressure is forced to maintain the same posture in the apparatus while being mentally tense while shooting with the camera. .
Thus, it is desirable to change the arrangement of the camera that gives a feeling of pressure or the like to the measurement subject so as not to give a feeling of pressure or the like.

また、同装置においては、次のような問題もあった。
同装置は、撮影した頭部の画像にもとづいて当該頭部の三次元画像データを生成する装置である。ところが、この生成された三次元画像データは、頭部に装着するかつらを製作する際に用いる三次元画像データとしての利用に適さないものであった。その理由として、以下の理由を挙げることができる。
例えば、頭部において頭髪が生えている部分を被髪部位とした場合、かつらの製作に際しては、その被髪部位の三次元形状を表した三次元画像データが必要となる。また、製作したかつらが頭部にフィットするようにするためには、その被髪部位の生え際付近の三次元形状をより正確に表した三次元画像データが必要となる。特に、額の上方の生え際は、顔の上方に位置することから人目につきやすい位置にあり、また、後頭部の襟足付近は、一般に窪んでいることから、かつらがフィットしにくい。このため、これら額の上方の生え際付近の三次元形状や、後頭部の襟足付近の三次元形状をより正確に表した三次元画像データが必要となる。
The apparatus also has the following problems.
The apparatus is an apparatus that generates three-dimensional image data of the head based on the captured image of the head. However, the generated three-dimensional image data is not suitable for use as three-dimensional image data used when manufacturing a wig to be worn on the head. The following reasons can be given as the reason.
For example, when a hair part is a hair part on the head, three-dimensional image data representing the three-dimensional shape of the hair part is required when manufacturing the wig. In addition, in order for the manufactured wig to fit the head, three-dimensional image data that more accurately represents the three-dimensional shape near the hairline of the hair part is required. In particular, since the hairline above the forehead is located above the face, the hairline is easily visible, and the vicinity of the collar leg on the back of the head is generally recessed, so that the wig is difficult to fit. For this reason, three-dimensional image data that more accurately represents the three-dimensional shape near the hairline above the forehead and the three-dimensional shape near the neck of the back of the head is required.

ところが、特許文献1に記載されている装置では、各カメラの撮影対象が、被測定者の頭部の全周、頭頂、あるいは顎下に特定されていた。つまり、各カメラの撮影対象に、被髪部位の生え際は含まれていなかった。このため、頭部における被髪部位の生え際、特に、額の上方の生え際や襟足付近の三次元形状をより正確に表した三次元画像データを取得することが難しいものとなっていた。   However, in the apparatus described in Patent Document 1, the photographing object of each camera is specified on the entire circumference, the top of the head of the subject, or the submandibular region. That is, the hairline of the hair part was not included in the photographing target of each camera. For this reason, it has been difficult to obtain three-dimensional image data that more accurately represents the hairline of the hair part on the head, particularly the hairline above the forehead and the three-dimensional shape near the neck.

この点に関して、さらに説明する。
例えば、カメラが球状の物体を被写体として撮影する場合において、比較的近い距離からその球状体を撮影するとき、この球状体の中心にピントを合わせると、球状体の周縁部ではピントがずれてしまい、この周縁部の画像が不鮮明となる。特に、カメラと球状体との距離が近いほど、被写界深度が浅くなるため、球状体の周縁部ではピントがずれやすくなる。
This point will be further described.
For example, when the camera is shooting a spherical object as a subject, and shooting the spherical body from a relatively close distance, if the focus is focused on the center of the spherical body, the peripheral edge of the spherical body will be out of focus. The image at the peripheral edge becomes unclear. In particular, the closer the distance between the camera and the spherical body, the shallower the depth of field, so that the focus is easily shifted at the peripheral edge of the spherical body.

特許文献1に記載されている装置では、カメラの被写体が人間の頭部である。人間の頭部は、やや縦長の長球状である。そして、各カメラは、その頭部を近い距離から撮影する。このため、カメラの撮影範囲内に頭部が納められた状態で、その撮影範囲の中心に位置する頭部の一点にピントを合わせると、頭部の周縁部ではピントがずれやすくなる。
また、同装置に設けられた各カメラは、上述したように、被測定者の頭部の全周、頭頂、あるいは顎下を撮影対象としている。このため、各カメラは、それら撮影対象としている頭部の全周、頭頂、あるいは顎下にピントを合わせることになる。
そうすると、頭部における被髪部位の生え際や襟足は、カメラが撮影した頭部の画像においてこの頭部の周縁部付近に位置するようになり、この周縁部ではピントがずれて画像が不鮮明となる。これにより、それら生え際や襟足付近の三次元形状をより正確に表した三次元画像データを取得することが難しいものとなり、頭部に装着するかつらを製作する際に用いる三次元画像データとしての利用に適さないものとなっていた。
In the apparatus described in Patent Document 1, the subject of the camera is a human head. The human head has a slightly vertically long sphere. And each camera image | photographs the head from near distance. For this reason, when focusing on one point of the head located at the center of the shooting range in a state where the head is within the shooting range of the camera, the focus is easily shifted at the peripheral portion of the head.
In addition, as described above, each camera provided in the apparatus targets the entire circumference, the top of the head, or the submandibular region of the measurement subject's head. For this reason, each camera focuses on the entire circumference, the crown, or the chin of the head to be photographed.
Then, the hairline and neckline of the hair part in the head are positioned near the peripheral part of the head in the image of the head photographed by the camera, and the image is unclear at the peripheral part. . This makes it difficult to obtain 3D image data that more accurately represents the 3D shape near the hairline and neckline, and can be used as 3D image data to be used when manufacturing a wig to be worn on the head. It was not suitable for.

一方、上記の既存の装置においては、被測定者の頭部の斜め上方向に、カメラが一台又は二台配置されており、これ以外の箇所には配置されていない。
このため、被測定者の身体の上方や下方さらには前後左右にまでカメラを配置した特許文献1に記載の装置と比較した場合、カメラの台数が少ないことや、被測定者の視界の上方にしかカメラが存在しないことから、被測定者が受ける圧迫感や威圧感が少ないものとなっている。
On the other hand, in the above existing apparatus, one or two cameras are arranged obliquely above the head of the person to be measured, and are not arranged in any other place.
For this reason, when compared with the apparatus described in Patent Document 1 in which cameras are arranged above and below the body of the person to be measured and further to the front, back, left and right, the number of cameras is small and the field of view of the person to be measured is above. However, since there is no camera, the feeling of pressure and intimidation experienced by the person being measured is small.

しかしながら、この既存の装置においては、一台又は二台のカメラを頭部の周囲で周回移動させていた。このような構造においては、度重なる周回移動によってガタつきが起こりやすいため、カメラの取付角度を微調整したり、頭部に対するカメラの撮影ポイントを微調整したりするなどのメンテナンスが必要となっていた。   However, in this existing apparatus, one or two cameras are moved around the head. In such a structure, rattling is likely to occur due to repeated circular movements, so maintenance such as fine adjustment of the camera mounting angle or fine adjustment of the camera shooting point with respect to the head is necessary. It was.

また、既存の装置においては、被測定者の頭部の位置決めが難しいものとなっていた。これは、同装置では、カメラを周回させたときの周回経路の中心に被測定者の頭部を位置させることになるが、カメラを周回させなければ周回経路の中心を特定できず、初期状態ではカメラが静止しており、しかも、カメラの台数が一台又は二台であることから、その中心の特定が困難となっているためである。   Further, in the existing apparatus, it is difficult to position the head of the person to be measured. In this device, the head of the person to be measured is positioned at the center of the circuit path when the camera is rotated, but the center of the circuit path cannot be specified unless the camera is rotated. In this case, the camera is stationary, and the number of cameras is one or two, which makes it difficult to specify the center.

さらに、既存の装置においては、頭部の三次元形状の算出に必要な画像データのすべてを取得するために、カメラが周回経路を一周しなければならないので、そのカメラが撮影を完了するまでに要する時間が長いという問題があった。
しかも、このように、既存の装置では、撮影に要する時間が長くかかることから、一度位置決めした頭部が撮影時間内に動かないようにするために、被測定者の身体を固定する固定バーが設けられていた。ところが、固定バーは、身体の動きを拘束するものであるため、被測定者に対して、圧迫感や威圧感、さらには不快感を与える要因となっていた。
Furthermore, in the existing apparatus, the camera must go around the circuit path in order to acquire all of the image data necessary for calculating the three-dimensional shape of the head. There was a problem that it took a long time.
In addition, in the existing apparatus, since it takes a long time to shoot, in order to prevent the head once positioned from moving within the photographic time, there is a fixing bar for fixing the body of the person to be measured. It was provided. However, since the fixed bar restrains the movement of the body, it has become a factor that gives the subject a feeling of pressure, intimidation, and discomfort.

また、既存の装置においては、特許文献1に記載の装置と同様、頭部における被髪部位の生え際や襟足付近の三次元形状をより正確に表した三次元画像データを取得することが難しいという問題があった。これは、カメラの周回経路が円形であるのに対し、被髪部位の生え際は、頭部の表面を蛇行しているため、カメラが周回移動したときに、このカメラの撮影範囲の中心部分に、蛇行している被髪部位の生え際を合わせることが困難だからである。   In addition, in the existing apparatus, it is difficult to acquire three-dimensional image data that more accurately represents the hairline of the hair part on the head and the three-dimensional shape near the neck, as in the apparatus described in Patent Document 1. There was a problem. This is because the circular path of the camera is circular, while the hair part grows meandering the surface of the head, so when the camera moves around, the center of the shooting range of this camera This is because it is difficult to adjust the hairline of the meandering hair.

本発明は、上記の事情にかんがみなされたものであり、被測定者に圧迫感や威圧感を与えることなく頭部の形状を測定可能とするとともに、測定装置における頭部の位置決めの簡易化や撮影時間の短縮化を実現でき、かつ、頭部における被髪部位の生え際付近の三次元形状をより正確に表した三次元画像データを取得可能とする頭部形状測定装置の提供を目的とする。   The present invention has been considered in view of the above circumstances, and enables measurement of the shape of the head without giving a sense of pressure or intimidation to the measurement subject, and simplification of positioning of the head in the measuring device, An object of the present invention is to provide a head shape measuring apparatus that can shorten the photographing time and can acquire three-dimensional image data that more accurately represents the three-dimensional shape near the hairline of the hair part on the head. .

この目的を達成するため、本発明の頭部形状測定装置は、人間の頭部の形状を測定する頭部形状測定装置であって、頭部を撮影して画像データを出力する複数の撮像手段と、画像データにもとづいて頭部の三次元形状を算出する画像処理手段とを備え、複数の撮像手段が、頭部の上方に位置する被配置部材に取り付けられるとともに、頭部における頭髪の生え際を撮影範囲の中心部分に合わせた角度で被配置部材に取り付けられ、この取り付けられた位置を固定位置として頭部を撮影する構成としてある。   In order to achieve this object, a head shape measuring device of the present invention is a head shape measuring device for measuring the shape of a human head, and a plurality of imaging means for photographing the head and outputting image data And image processing means for calculating the three-dimensional shape of the head based on the image data, and the plurality of imaging means are attached to the placed member located above the head and the hairline on the head Is attached to the member to be placed at an angle that matches the center portion of the imaging range, and the head is imaged with the attached position as a fixed position.

本発明の頭部形状測定装置によれば、被測定者に圧迫感や威圧感を与えることなく頭部の形状を測定可能とするとともに、測定装置における頭部の位置決めの簡易化や撮影時間の短縮化を実現でき、かつ、頭部における被髪部位の生え際付近の三次元形状をより正確に表した三次元画像データを取得可能とする頭部形状測定装置を提供できる。   According to the head shape measuring device of the present invention, it is possible to measure the shape of the head without giving a sense of pressure or intimidation to the measurement subject, simplifying positioning of the head in the measuring device and reducing the shooting time. It is possible to provide a head shape measuring apparatus that can realize shortening and that can acquire three-dimensional image data that more accurately represents the three-dimensional shape near the hairline of the hair part on the head.

本発明の第一実施形態の頭部形状測定装置を斜め前方から見たときの当該頭部形状測定装置の構成を示す外観斜視図である。It is an external appearance perspective view which shows the structure of the said head shape measuring apparatus when the head shape measuring apparatus of 1st embodiment of this invention is seen from diagonally forward. 本発明の第一実施形態の頭部形状測定装置を斜め後方から見たときの当該頭部形状測定装置の構成を示す外観斜視図である。It is an external appearance perspective view which shows the structure of the said head shape measuring apparatus when the head shape measuring apparatus of 1st embodiment of this invention is seen from diagonally back. 画像処理手段の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of an image processing means. 第一実施形態の頭部形状測定装置に備えられたスキャナ部におけるライト、プロジェクタ、カメラの配置位置を示す上面図である。It is a top view which shows the arrangement position of the light in the scanner part with which the head shape measuring apparatus of 1st embodiment was equipped, the projector, and the camera. スキャナ部の構成とカメラの撮影方向を示すスキャナ部の断面図(図4のA−A断面図)である。FIG. 5 is a cross-sectional view of the scanner unit showing a configuration of the scanner unit and a shooting direction of the camera (cross-sectional view taken along line AA in FIG. 4). 第二実施形態の頭部形状測定装置に備えられたスキャナ部におけるライト、プロジェクタ、カメラの配置位置を示す上面図である。It is a top view which shows the arrangement position of the light in the scanner part with which the head shape measuring apparatus of 2nd embodiment was equipped, the projector, and the camera. 三台のカメラで撮影した画像にもとづいて生成した頭部の三次元画像を示す図であって、(i)は、頭部の前部の三次元画像、(ii)は、頭部の後部の三次元画像、(iii)は、頭部の右側部の三次元画像、(iv)は、頭部の左側部の三次元画像である。It is a figure which shows the three-dimensional image of the head produced | generated based on the image image | photographed with three cameras, Comprising: (i) is the three-dimensional image of the front part of a head, (ii) is the rear part of a head (Iii) is a three-dimensional image of the right side of the head, and (iv) is a three-dimensional image of the left side of the head. 四台のカメラで撮影した画像にもとづいて生成した頭部の三次元画像を示す図であって、(i)は、頭部の前部の三次元画像、(ii)は、頭部の後部の三次元画像、(iii)は、頭部の右側部の三次元画像、(iv)は、頭部の左側部の三次元画像である。It is a figure which shows the three-dimensional image of the head produced | generated based on the image image | photographed with four cameras, (i) is the three-dimensional image of the front part of a head, (ii) is the rear part of a head (Iii) is a three-dimensional image of the right side of the head, and (iv) is a three-dimensional image of the left side of the head. 頭部の右斜め前方に配置したカメラについての使用データ範囲を示す頭部の斜視図である。It is a perspective view of the head which shows the use data range about the camera arrange | positioned right diagonally ahead of the head. 頭部の右斜め後方に配置したカメラについての使用データ範囲を示す頭部の斜視図である。It is a perspective view of the head which shows the use data range about the camera arrange | positioned in the diagonally right back of the head. 頭部の左斜め前方に配置したカメラについての使用データ範囲を示す頭部の斜視図である。It is a perspective view of the head which shows the use data range about the camera arrange | positioned diagonally to the left of the head. 頭部の左斜め後方に配置したカメラについての使用データ範囲を示す頭部の斜視図である。It is a perspective view of the head which shows the use data range about the camera arrange | positioned in the diagonally left back of the head. 四台のカメラで頭部を撮影したときの各使用データ範囲の重複部分を示す頭部の斜視図である。It is a perspective view of the head which shows the duplication part of each use data range when a head is image | photographed with four cameras.

以下、本発明に係る頭部形状測定装置の好ましい実施形態について、図面を参照して説明する。   Hereinafter, a preferred embodiment of a head shape measuring apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings.

[第一実施形態]
まず、本発明の頭部形状測定装置の第一実施形態について、図1、図2を参照して説明する。
図1は、本実施形態の頭部形状測定装置を斜め前方から見たときの当該頭部形状測定装置の外観構成を示す外観斜視図である。図2は、本実施形態の頭部形状測定装置を斜め後方から見たときの当該頭部形状測定装置の外観構成を示す外観斜視図である。
[First embodiment]
First, a first embodiment of the head shape measuring apparatus of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 is an external perspective view showing an external configuration of the head shape measuring apparatus when the head shape measuring apparatus of this embodiment is viewed obliquely from the front. FIG. 2 is an external perspective view showing an external configuration of the head shape measuring apparatus when the head shape measuring apparatus of the present embodiment is viewed obliquely from behind.

図1、図2に示すように、頭部形状測定装置1は、スキャナ部10と、画像処理手段20と、支持手段30とを備えている。
ここで、スキャナ部10は、円板状(図1等においては、半球状ドーム型)に形成された筐体14の下部に、ライト11と、プロジェクタ12と、カメラ13が配置された構造となっている。
ライト11は、例えばLEDなどの発光素子を使用した小型の照明手段であって、被測定者Mの頭部Hに対して光を照射することで、その頭部Hを照明する。
As shown in FIGS. 1 and 2, the head shape measuring apparatus 1 includes a scanner unit 10, an image processing unit 20, and a support unit 30.
Here, the scanner unit 10 has a structure in which a light 11, a projector 12, and a camera 13 are arranged at a lower part of a housing 14 formed in a disk shape (a hemispherical dome shape in FIG. 1 and the like). It has become.
The light 11 is a small illuminating means using a light emitting element such as an LED, and illuminates the head H by irradiating the head H of the measurement subject M with light.

プロジェクタ12は、所定の色(例えば、赤色)のレーザー光を出射する投影手段であって、被測定者Mの頭部Hに対してレーザー光を照射することにより、線、点、文字、所定の形状等を投影することができる。
なお、三次元計測法として、例えば、光切断法や空間コード化法などの計測法を用いる場合には、スリット光を出射可能な構成を有したプロジェクタ12を備えることができる。
The projector 12 is a projection unit that emits laser light of a predetermined color (for example, red), and irradiates the head H of the measurement subject M with the laser light, so that lines, dots, characters, predetermined Can be projected.
For example, when a measurement method such as a light cutting method or a spatial coding method is used as the three-dimensional measurement method, the projector 12 having a configuration capable of emitting slit light can be provided.

カメラ13は、被測定者Mの頭部Hを撮影するための撮像手段であって、撮影した画像をデジタルの画像データに変換して出力する。
なお、カメラ13の種類としては、例えば、CCDカメラ、CMOSカメラ、赤外線サーマルカメラ、X線カメラなど、頭部Hを撮影するカメラ13として任意好適な種類を選択できる。また、カメラ13のインタフェースには、例えば、USB、IEEE1394、カメラリンクなど、任意好適なインタフェースを用いることができる。
The camera 13 is an imaging means for photographing the head H of the person to be measured M, and converts the photographed image into digital image data and outputs it.
In addition, as a kind of camera 13, arbitrary suitable kinds can be selected as the camera 13 which image | photographs the head H, such as a CCD camera, a CMOS camera, an infrared thermal camera, an X-ray camera, for example. For the interface of the camera 13, any suitable interface such as USB, IEEE 1394, camera link, or the like can be used.

筐体14は、所定の厚みを有する中空円板状の被配置部材であって、円板形状で浅底の上部材141と、円板形状で所定の深さを有する下部材142とを重ね合わせることで、円板状の当該筐体14を構成している。
下部材142の中央部分には、上方向に向かって窪んだ凹部143が形成されており、この凹部143における環状の側面が傾斜面144として形成され、この傾斜面144にライト11とプロジェクタ12とカメラ13が配置されている。
なお、これらライト11等の配置については、後記の(スキャナ部及びカメラの構成)にて詳述する。
The housing 14 is a hollow disk-shaped arrangement member having a predetermined thickness, and is formed by stacking a disk-shaped shallow upper member 141 and a disk-shaped lower member 142 having a predetermined depth. By combining them, the disk-shaped casing 14 is configured.
A concave portion 143 that is recessed upward is formed in the central portion of the lower member 142, and an annular side surface of the concave portion 143 is formed as an inclined surface 144, and the light 11, the projector 12, and the inclined surface 144 are formed on the inclined surface 144. A camera 13 is arranged.
The arrangement of the lights 11 and the like will be described in detail later (the configuration of the scanner unit and the camera).

画像処理手段20は、プログラム制御により動作するコンピュータであって、図2、図3に示すように、通信部21と、記憶部22と、画像処理部23と、表示部24と、操作部25と、制御部26とを有している。
通信部21は、カメラ13から出力された画像データを、データ用ケーブル40を介して受信する。なお、本実施形態においては、画像処理手段20とカメラ13との間の通信を、データ用ケーブル40を介した有線通信としているが、有線通信に限るものではなく、無線通信とすることもできる。
記憶部22は、所定の記憶領域を有する記憶手段であって、画像処理手段20の有する機能を実行するためのプログラムやデータを記憶する。また、記憶部22は、通信部21で受信された画像データを記憶する。
The image processing means 20 is a computer that operates under program control. As shown in FIGS. 2 and 3, the image processing means 20 is a communication unit 21, a storage unit 22, an image processing unit 23, a display unit 24, and an operation unit 25. And a control unit 26.
The communication unit 21 receives the image data output from the camera 13 via the data cable 40. In the present embodiment, the communication between the image processing unit 20 and the camera 13 is wired communication via the data cable 40, but is not limited to wired communication, and may be wireless communication. .
The storage unit 22 is a storage unit having a predetermined storage area, and stores programs and data for executing the functions of the image processing unit 20. The storage unit 22 stores image data received by the communication unit 21.

画像処理部23は、画像データにもとづいて、被測定者Mの頭部Hの三次元形状を算出する。算出されたデータは、三次元画像データとして記憶部22に記憶される。
頭部Hの三次元形状を算出するための画像処理としては、次のような内容の画像処理を採用することができる。例えば、各カメラ13から出力された画像データにもとづいて、これら画像データごとに、三次元座標系における三次元画像データを生成する。そして、これら生成した三次元画像データを基準の三次元座標系において合成して、頭部Hの全体の三次元形状を表した三次元画像データを算出する。
The image processing unit 23 calculates the three-dimensional shape of the head H of the measurement subject M based on the image data. The calculated data is stored in the storage unit 22 as 3D image data.
As the image processing for calculating the three-dimensional shape of the head H, the following image processing can be employed. For example, based on the image data output from each camera 13, 3D image data in a 3D coordinate system is generated for each of these image data. Then, the generated three-dimensional image data is synthesized in a reference three-dimensional coordinate system, and three-dimensional image data representing the entire three-dimensional shape of the head H is calculated.

表示部24は、液晶ディスプレイなどで構成されており、カメラ13により撮影された画像(カメラ13の撮影範囲に頭部Hが含まれているときは、この頭部Hを含む画像)や、三次元画像データにもとづいて生成した頭部Hの全体又は一部の三次元形状を示す画像(例えば、図7(i)〜(iv)、図8(i)〜(iv)に示す画像)などを画面表示する。
また、表示部24は、複数台のカメラ13がそれぞれ撮影した頭部Hの画像を一画面上に分割表示することもできる。
The display unit 24 is composed of a liquid crystal display or the like, and is an image captured by the camera 13 (an image including the head H when the head 13 is included in the shooting range of the camera 13) or tertiary. Images showing the whole or part of the three-dimensional shape of the head H generated based on the original image data (for example, images shown in FIGS. 7 (i) to (iv) and FIGS. 8 (i) to (iv)), etc. Is displayed on the screen.
The display unit 24 can also divide and display the images of the head H taken by each of the plurality of cameras 13 on one screen.

操作部25は、キーボードやマウスなどで構成されており、ユーザ(例えば、当該頭部形状測定装置1を用いて被測定者Mの頭部Hの形状を測定しようとする者)による操作により、所定の命令やデータを入力する。
制御部26は、CPUなどで構成されており、画像処理手段20の有する機能を実行するために画像処理手段20の構成各部を制御する制御手段である。
The operation unit 25 includes a keyboard, a mouse, and the like, and is operated by a user (for example, a person who intends to measure the shape of the head H of the measurement subject M using the head shape measurement device 1). A predetermined command or data is input.
The control unit 26 is configured by a CPU or the like, and is a control unit that controls each unit of the image processing unit 20 in order to execute the function of the image processing unit 20.

支持手段30は、スキャナ部10を支持するとともに、このスキャナ部10を被測定者Mの頭部Hの上方に位置させるために立設された棒状部材である。この支持手段30は、支柱31と、脚部32と、キャスター33と、昇降制御部34とを備えている。
支柱31は、直径の異なる複数本の管体が同軸状に組み込まれた伸縮可能な管状部材である。この支柱31は、伸縮方向である軸方向が垂直方向となるように立設されている。また、最も直径の小さい管体の上部が屈曲しており、この屈曲部の端部にスキャナ部10が取り付けられている。
The support means 30 is a rod-like member that is erected to support the scanner unit 10 and to position the scanner unit 10 above the head H of the person to be measured M. The support means 30 includes a column 31, a leg portion 32, a caster 33, and a lift control unit 34.
The support column 31 is an expandable and contractible tubular member in which a plurality of tubes having different diameters are coaxially incorporated. The support column 31 is erected so that the axial direction, which is the expansion and contraction direction, is the vertical direction. Further, the upper part of the tube having the smallest diameter is bent, and the scanner unit 10 is attached to the end of the bent part.

脚部32は、支柱31の下部に設けられた昇降制御部34の筐体側面から水平方向に延伸した棒状部材である。
キャスター33は、脚部32の下面に取り付けられている。このキャスター33を設けることにより、頭部形状測定装置1を任意の場所へ容易に移動させることができる。
なお、支柱31や脚部32の前方であってスキャナ部10の下方には、被測定者Mが着座するための椅子35が設置されている。椅子35は、支柱31等とは、別体となっている。ただし、椅子35と支柱31等とを連結した構造とすることもできる。
The leg portion 32 is a bar-like member extending in the horizontal direction from the side surface of the casing of the elevation control unit 34 provided at the lower portion of the support column 31.
The caster 33 is attached to the lower surface of the leg portion 32. By providing the caster 33, the head shape measuring apparatus 1 can be easily moved to an arbitrary place.
In addition, a chair 35 for the person to be measured M to sit is installed in front of the column 31 and the leg 32 and below the scanner unit 10. The chair 35 is separate from the support column 31 and the like. However, it is also possible to have a structure in which the chair 35 and the support 31 are connected.

昇降制御部34は、支柱31を構成する複数本の管体を伸縮させるための機構(図示せず)と、画像処理手段20からの命令を受けて、支柱31を伸長又は短縮する長さを制御する制御部(図示せず)とを備えている。
支柱31を伸縮するための機構としては、例えば、スライド軸受に通されたボールねじをモーターで回転させることによりスライド軸受に接続された管体を伸縮する機構などが挙げられる。モーターは、電源ケーブル50を介して商用電源を受電することによって回転軸が回転する。また、電源ケーブル50を介して受電した電力は、ライト11、プロジェクタ12、カメラ13、画像処理手段20の駆動電力としても用いられる。
The lifting control unit 34 receives a mechanism (not shown) for expanding and contracting a plurality of tubes constituting the support 31 and a command from the image processing means 20 to increase or decrease the length of the support 31. And a control unit (not shown) for controlling.
Examples of the mechanism for expanding and contracting the support column 31 include a mechanism for expanding and contracting a tubular body connected to the slide bearing by rotating a ball screw passed through the slide bearing with a motor. The rotating shaft of the motor rotates by receiving commercial power via the power cable 50. The power received via the power cable 50 is also used as driving power for the light 11, projector 12, camera 13, and image processing means 20.

なお、このような管体の伸縮機構を備えた昇降制御部34を設けることにより、カメラ13の撮影範囲に被測定者Mの頭部Hを納めることができる。
具体的には、次の手順で行われる。被測定者Mが椅子35に着座すると、複数台のカメラ13がその被測定者Mの頭部Hを撮影し、画像処理手段20の表示部24がその撮影された被測定者Mの頭部Hの画像をリアルタイムで表示する。ユーザは、その表示された画像を視認し、この表示部24における所定の範囲内に頭部Hが納まっているかどうかを確認する。その頭部Hが表示部24における所定の範囲内に納まっていないとき、ユーザは、操作部25を操作して、昇降制御部34の伸縮機構を駆動させて、支持手段30の支柱31を短縮又は伸長させる。そして、表示部24における所定の範囲内に頭部Hが納まった時点で、支柱31の短縮又は伸長を停止する。これにより、カメラ13の撮影範囲に頭部Hを納めることができる。
In addition, the head H of the person to be measured M can be placed in the photographing range of the camera 13 by providing the elevation control unit 34 having such a tubular telescopic mechanism.
Specifically, the following procedure is performed. When the person to be measured M sits on the chair 35, the plurality of cameras 13 photograph the head H of the person M to be measured, and the display unit 24 of the image processing means 20 captures the head of the person M to be photographed. H image is displayed in real time. The user visually recognizes the displayed image and confirms whether or not the head H is within a predetermined range on the display unit 24. When the head H is not within the predetermined range in the display unit 24, the user operates the operation unit 25 to drive the expansion / contraction mechanism of the elevation control unit 34 to shorten the column 31 of the support means 30. Or elongate. Then, when the head H falls within a predetermined range in the display unit 24, the shortening or extension of the support 31 is stopped. As a result, the head H can be placed in the shooting range of the camera 13.

以上が頭部形状測定装置1の構成であるが、本実施形態の頭部形状測定装置1は、複数台のカメラ13の配置に最大の特徴がある。
次に、これら複数台のカメラ13が配置されたスキャナ部10とカメラ13の構成について、詳細に説明する。
The above is the configuration of the head shape measuring apparatus 1, but the head shape measuring apparatus 1 of the present embodiment has the greatest feature in the arrangement of a plurality of cameras 13.
Next, the configuration of the scanner unit 10 and the camera 13 in which the plurality of cameras 13 are arranged will be described in detail.

(スキャナ部及びカメラの構成)
図1、図2に示すように、スキャナ部10は、椅子35に着座した被測定者Mの頭部Hの上方に位置している。
また、スキャナ部10には、ライト11とプロジェクタ12とカメラ13が集中して配置されており、これ以外の箇所に、ライト11等は、配置されていない。
特に、カメラ13は、スキャナ部10の筐体14の下部材142に配置されており、ハイアングルで被測定者Mの頭部Hを撮影するようになっている。
このため、被測定者Mにとっては、自身の視界の上方にしかカメラ13等が存在せず、開放された空間の中で頭部Hの形状の測定を受けることになるので、圧迫感や威圧感を感じることなく、精神的にリラックスした状態で、その測定を受けることができる。
(Configuration of scanner unit and camera)
As shown in FIGS. 1 and 2, the scanner unit 10 is located above the head H of the measurement subject M seated on the chair 35.
In the scanner unit 10, the light 11, the projector 12, and the camera 13 are concentrated, and the light 11 and the like are not disposed at other locations.
In particular, the camera 13 is disposed on the lower member 142 of the housing 14 of the scanner unit 10 and photographs the head H of the measurement subject M at a high angle.
For this reason, for the person M to be measured, the camera 13 or the like exists only above his / her field of view, and the shape of the head H is measured in an open space. You can take measurements in a relaxed state without feeling.

スキャナ部10においては、下部材142に形成された凹部143の側面に位置する環状の傾斜面144に、ライト11とプロジェクタ12とカメラ13が配置されている。
このスキャナ部10の傾斜面144におけるライト11等の配置位置を図4に示す。
同図に示すように、ライト11は、複数配置されており、被測定者Mの頭部Hの全体を照明可能な位置に配置されている。
具体例として、ライト11は、例えば、四つ配置することができ、頭部Hを中心として、その頭部Hの上方の周囲に、等間隔で、90度ごとに配置することができる。図4においては、被測定者Mの正面方向の角度を0度としたときに、四つのライト11が、10度、100度、190度、280度の位置にそれぞれ配置されている。これにより、四つのライト11が、頭部Hの正面、左側面、背面、右側面を、それぞれ照明するようになっている。なお、ライト11の数及び配置位置は、図4に示す数及び位置に限るものではなく、任意の数で、好適な位置に配置することができる。
In the scanner unit 10, the light 11, the projector 12, and the camera 13 are arranged on an annular inclined surface 144 positioned on the side surface of the recess 143 formed in the lower member 142.
The arrangement position of the light 11 and the like on the inclined surface 144 of the scanner unit 10 is shown in FIG.
As shown in the figure, a plurality of lights 11 are arranged, and are arranged at a position where the entire head H of the measurement subject M can be illuminated.
As a specific example, four lights 11 can be arrange | positioned, for example, can be arrange | positioned every 90 degree | times at equal intervals around the head H around the head H. In FIG. 4, the four lights 11 are arranged at positions of 10 degrees, 100 degrees, 190 degrees, and 280 degrees, respectively, when the angle of the measurement subject M in the front direction is 0 degrees. Thereby, the four lights 11 illuminate the front, left side, back, and right side of the head H, respectively. Note that the number and arrangement position of the lights 11 are not limited to the number and position shown in FIG. 4, and any number can be arranged at a suitable position.

プロジェクタ12は、スキャナ部10の傾斜面144に一又は二以上配置されている。プロジェクタ12の台数及び配置位置は、例えば、頭部Hにおいて線等を投影する位置に応じて任意に決めることができる。
図4においては、プロジェクタ12が四台配置されている。また、同図においては、被測定者Mの正面方向の角度を0度としたときに、四つのプロジェクタ12が、65度、150度、210度、295度の位置に、それぞれ配置されている。
One or more projectors 12 are arranged on the inclined surface 144 of the scanner unit 10. The number and arrangement position of the projectors 12 can be arbitrarily determined according to, for example, the position where a line or the like is projected on the head H.
In FIG. 4, four projectors 12 are arranged. Further, in the same figure, when the angle of the measurement subject M in the front direction is set to 0 degree, the four projectors 12 are arranged at positions of 65 degrees, 150 degrees, 210 degrees, and 295 degrees, respectively. .

カメラ13は、スキャナ部10の傾斜面144に三台配置されている。
これら三台のカメラ13の配置位置としては、例えば、これら三台のカメラ13から出力された画像データにもとづいて頭部Hの全体の三次元画像データを生成可能な位置とすることができる。
図4においては、被測定者Mの頭部Hを中心としてその周囲に三台のカメラ13a〜13cが配置されている。また、同図においては、当該頭部Hの正面方向の角度を0度としたときに、0度、120度、240度の各位置に、それら三台のカメラ13a〜13cが配置されている。
このような配置とした場合、それら三台のカメラ13a〜13cにより撮影された頭部Hの画像に重複部分があるので、これら三台のカメラ13a〜13cから出力された画像データを用いて頭部Hの全体の三次元画像データを生成することができる。
なお、カメラ13の配置位置は、図4に示す位置に限るものではなく、任意好適な位置に配置することができる。
Three cameras 13 are arranged on the inclined surface 144 of the scanner unit 10.
As an arrangement position of these three cameras 13, for example, a position where the entire three-dimensional image data of the head H can be generated based on the image data output from these three cameras 13 can be set.
In FIG. 4, three cameras 13 a to 13 c are arranged around the head H of the person M to be measured. Further, in the same figure, when the angle in the front direction of the head H is set to 0 degree, these three cameras 13a to 13c are arranged at respective positions of 0 degree, 120 degrees, and 240 degrees. .
In such an arrangement, there is an overlapping portion in the image of the head H taken by the three cameras 13a to 13c, so the head using the image data output from the three cameras 13a to 13c. The whole three-dimensional image data of the part H can be generated.
The arrangement position of the camera 13 is not limited to the position shown in FIG. 4, and can be arranged at any suitable position.

このように、スキャナ部10においては、ライト11とプロジェクタ12とカメラ13が、傾斜面144における好適な箇所に配置され、かつ、固定されている。
特に、スキャナ部10の内部には、板状部材15(例えば、厚みの厚いアルミ板)が配置されており、この板状部材15の下面にカメラ13が取り付けられ、かつ固定されている(図5参照)。これにより、カメラ13は、その取付位置からずれないようになっている。なお、ライト11及びプロジェクタ12も、板状部材15に固定することができる。
As described above, in the scanner unit 10, the light 11, the projector 12, and the camera 13 are arranged and fixed at suitable locations on the inclined surface 144.
In particular, a plate-like member 15 (for example, a thick aluminum plate) is arranged inside the scanner unit 10, and a camera 13 is attached to and fixed to the lower surface of the plate-like member 15 (see FIG. 5). As a result, the camera 13 is not displaced from its mounting position. Note that the light 11 and the projector 12 can also be fixed to the plate-like member 15.

さらに、カメラ13は、板状部材15に固定されるとともに、スキャナ部10の傾斜面144の開口に嵌合している。このため、一度設定されたカメラ13の取付角度にズレが生じにくい。これにより、初期段階でカメラ13の取付角度を調整しておけば、その後にその取付角度を微調整する必要がない。   Further, the camera 13 is fixed to the plate-like member 15 and is fitted into the opening of the inclined surface 144 of the scanner unit 10. For this reason, the mounting angle of the camera 13 once set is less likely to be displaced. Thereby, if the attachment angle of the camera 13 is adjusted in the initial stage, it is not necessary to finely adjust the attachment angle thereafter.

しかも、カメラ13等が環状の傾斜面144に配置されているため、この環状の中心の下方に被測定者Mの頭部Hを位置させればよいことを容易に知得できる。これにより、この頭部形状測定装置1を用いて被測定者Mの頭部Hの形状を測定しようとする者は、その被測定者Mの頭部Hの位置決めを容易かつ即座に行うことができる。   And since the camera 13 grade | etc., Is arrange | positioned at the cyclic | annular inclined surface 144, it can be easily known that the to-be-measured person's M head H should just be located under this cyclic | annular center. Thus, a person who intends to measure the shape of the head H of the person M to be measured using the head shape measuring apparatus 1 can easily and immediately position the head H of the person M to be measured. it can.

また、各カメラ13が、固定位置から頭部Hを撮影するとともに、各カメラ13から出力された画像データを用いて頭部Hの全体の三次元画像データを生成できるため、この三次元画像データを生成するのに必要な画像データのすべてを瞬時に取得できる。
さらに、画像データの取得が瞬時に終了するため、被測定者Mは、長時間同じ姿勢を維持させる必要がなくなる。これにより、被測定者Mの受ける負担を軽減できる。
しかも、画像データの取得が瞬時に終了するため、被測定者Mの身体を固定するための固定バーを設ける必要がない。このことからも、被測定者Mへの負担を軽減できる。
In addition, since each camera 13 captures the head H from a fixed position and can generate the entire three-dimensional image data of the head H using the image data output from each camera 13, this three-dimensional image data All of the image data necessary to generate the image can be acquired instantly.
Furthermore, since the acquisition of the image data ends instantaneously, the person to be measured M does not need to maintain the same posture for a long time. Thereby, the burden which the to-be-measured person M receives can be reduced.
In addition, since the acquisition of the image data ends instantaneously, there is no need to provide a fixing bar for fixing the body of the person to be measured M. Also from this, the burden on the measurement subject M can be reduced.

また、三台のカメラ13a〜13cは、頭部Hにおける額上方の生え際、あるいは、頭部Hの襟足を、撮影対象としている。
具体的には、図5に示すように、頭部Hの前方斜め上方向の位置に配置されたカメラ13aを前方撮像手段とし、頭部Hの後方斜め上方向の位置に配置されたカメラ13b、13cを後方撮像手段としたときに、前方撮像手段が、頭部Hにおける額上方の生え際が撮影範囲の中心部分に位置するような角度で、傾斜面144に配置されており、後方撮像手段が、頭部Hの襟足が撮影範囲の中心部分に位置するような角度で、傾斜面144に配置されている。
In addition, the three cameras 13a to 13c target the hairline above the forehead in the head H or the neckline of the head H as a subject to be photographed.
Specifically, as shown in FIG. 5, a camera 13 a disposed at a position in the diagonally forward direction of the head H is used as a front imaging unit, and a camera 13 b disposed at a position in the diagonally upward direction of the head H. , 13c is the rear imaging means, and the front imaging means is disposed on the inclined surface 144 at an angle such that the hairline above the forehead in the head H is located at the center of the imaging range, and the rear imaging means However, it is arranged on the inclined surface 144 at such an angle that the collar leg of the head H is positioned at the center of the photographing range.

このような角度で各カメラ13a〜13cを傾斜面144に配置することにより、頭部Hの額上方の生え際や後頭部の襟足を、カメラ13a〜13cにおける撮影範囲の中心部分に位置させることができる。これにより、それら生え際部分や襟足部分の画像が鮮明となり、それら生え際や襟足付近の三次元形状をより正確に表した三次元画像データを取得することができる。そして、この取得した三次元画像データを、頭部Hに装着するかつらを製作する際に用いる三次元画像データとして利用することができる。
なお、前方撮像手段の俯角は、この前方撮像手段における撮影範囲の中心部分に頭部Hの額上方の生え際を位置させることが可能な角度とする。具体的には、例えば、水平に対して下方へ50度±5度の範囲内の角度とするのが望ましい。
また、後方撮像手段の俯角は、この後方撮像手段における撮影範囲の中心部分に頭部Hの襟足を位置させることが可能な角度とする。具体的には、例えば、水平に対して下方へ35度±5度の範囲内の角度とするのが望ましい。
By arranging the cameras 13a to 13c on the inclined surface 144 at such an angle, the hairline above the forehead of the head H and the neck of the back of the head can be positioned at the center of the shooting range of the cameras 13a to 13c. . Thereby, the image of the hairline part and the neckline part becomes clear, and it is possible to acquire 3D image data that more accurately represents the 3D shape near the hairline and the neckline part. The acquired 3D image data can be used as 3D image data used when manufacturing a wig to be worn on the head H.
Note that the depression angle of the front imaging means is an angle at which the hairline above the forehead of the head H can be positioned at the center of the imaging range of the front imaging means. Specifically, for example, it is desirable to set the angle within a range of 50 degrees ± 5 degrees downward with respect to the horizontal.
The depression angle of the rear imaging means is an angle at which the neck leg of the head H can be positioned at the center of the photographing range in the rear imaging means. Specifically, for example, it is desirable to set the angle within a range of 35 ° ± 5 ° downward with respect to the horizontal.

また、これら三台のカメラ13a〜13cのすべてを通る仮想の面を仮想配置面Pとすると、この仮想配置面Pは、図5に示すように、水平ではなく、水平面に対して傾斜している。
この仮想配置面Pの具体的な傾斜方向は、次のような方向となっている。
仮想配置面Pは、椅子35に着座した被測定者Mの頭部Hの上方に位置している。
複数のカメラ13a〜13cのうちの一部のカメラ13aが、その仮想配置面Pにおいて、被測定者Mの頭部Hの前方斜め上方向の位置に配置されている。また、他の一部のカメラ13b、13cが、仮想配置面Pにおいて、被測定者Mの頭部Hの後方斜め上方向の位置に配置されている。
ここで、頭部Hの前方斜め上方向の位置に配置されたカメラ13aを前述したように前方撮像手段とし、頭部Hの後方斜め上方向の位置に配置されたカメラ13b、13cを前述したように後方撮像手段としたときに、仮想配置面Pのうち、前方撮像手段の配置された部分が、後方撮像手段の配置された部分よりも上方に位置するように、仮想配置面Pが傾斜している。
Further, if a virtual plane passing through all of the three cameras 13a to 13c is a virtual layout plane P, the virtual layout plane P is not horizontal but inclined with respect to the horizontal plane as shown in FIG. Yes.
The specific inclination direction of the virtual arrangement plane P is as follows.
The virtual arrangement plane P is located above the head H of the measurement subject M seated on the chair 35.
A part of the cameras 13a to 13c among the plurality of cameras 13a to 13c is arranged on the virtual arrangement plane P at a position in the diagonally forward direction of the head H of the measurement subject M. In addition, some other cameras 13 b and 13 c are arranged on the virtual arrangement plane P at positions in the diagonally upward direction behind the head H of the person to be measured M.
Here, as described above, the camera 13a disposed at a position in the front obliquely upward direction of the head H is used as a front imaging means, and the cameras 13b and 13c disposed at a position in the obliquely rearward upward direction of the head H are described above. Thus, when the rear imaging unit is used, the virtual arrangement plane P is inclined so that the portion of the virtual arrangement plane P where the front imaging unit is arranged is positioned above the portion where the rear imaging unit is arranged. doing.

このように仮想配置面Pを傾斜面とし、傾斜方向を上述した方向とすることにより、前方撮像手段は、頭部Hにおける額上方の生え際を撮影範囲の中心部分に合わせた状態で撮影でき、また、後方撮像手段は、頭部Hの襟足を撮影範囲の中心部分に合わせた状態で撮影できる。
特に、頭部Hの襟足部分は、一般に窪んでおり、頭部Hを頭頂部の上方から見たときには、後頭部によってその襟足部分が隠れてしまう。そして、カメラ13を頭部Hの上方に配置すると、後頭部に隠蔽されて襟足部分が死角となるので、この襟足部分を撮影することができない。そこで、本実施形態の頭部形状測定装置1では、襟足部分を撮影する後方撮像手段を前方撮像手段よりも低い位置に設けるように仮想配置面Pを傾斜させた構成としてある。これにより、後方撮像手段は、頭部Hの後方の斜め上方に位置するようになるため、襟足部分を撮影範囲に納めることができ、この襟足部分の画像データを取得することができる。
Thus, by setting the virtual arrangement surface P as the inclined surface and the inclination direction as the direction described above, the front imaging means can shoot in a state where the hairline on the forehead in the head H is aligned with the central portion of the shooting range, Further, the rear imaging means can shoot in a state where the neck leg of the head H is aligned with the central portion of the shooting range.
In particular, the neck leg portion of the head H is generally recessed, and when the head H is viewed from above the top of the head, the neck leg portion is hidden by the back head. When the camera 13 is disposed above the head H, the neck is hidden by the back of the head and the neck becomes a blind spot, so the neck cannot be photographed. Therefore, the head shape measuring apparatus 1 of the present embodiment has a configuration in which the virtual arrangement plane P is inclined so that the rear imaging means for photographing the neck leg portion is provided at a position lower than the front imaging means. As a result, the rear imaging means is positioned obliquely above and behind the head H, so that the neckline portion can be placed in the imaging range, and image data of this neckline portion can be acquired.

また、仮想配置面Pを傾斜させることにより、前方撮像手段から頭部Hにおける額上方の生え際までの距離と、後方撮像手段から頭部Hにおける襟足までの距離が近似するので、各カメラ13により撮影された頭部Hの画像を画像処理手段20の表示部24に分割表示させたときに、各画像に映し出された頭部Hの大きさを近似した大きさとすることができる。
なお、仮想配置面Pの傾斜角度は、例えば、水平に対して15度±5度の範囲内の角度とするのが望ましい。
Further, by tilting the virtual arrangement plane P, the distance from the front imaging means to the hairline above the forehead in the head H and the distance from the rear imaging means to the neck leg in the head H are approximated. When the photographed image of the head H is divided and displayed on the display unit 24 of the image processing means 20, the size of the head H projected on each image can be made to be an approximate size.
Note that the inclination angle of the virtual arrangement plane P is desirably an angle within a range of 15 degrees ± 5 degrees with respect to the horizontal, for example.

[第二実施形態]
次に、本発明の頭部形状測定装置の第二の実施形態について、図6を参照して説明する。
同図は、本実施形態の頭部形状測定装置に備えられたスキャナ部におけるライト等の配置位置を示す上面図である。
本実施形態は、第一実施形態と比較して、カメラの台数と配置位置が相違する。すなわち、第一実施形態では、カメラの台数が三台であり、これら三台のカメラがスキャナ部の傾斜面における所定の位置に配置されていたのに対し、本実施形態では、カメラの台数が四台であり、これら四台のカメラがスキャナ部の傾斜面における所定の位置に配置されている。他の構成要素は第一実施形態と同様である。
したがって、図6において、図1と同様の構成部分については同一の符号を付して、その詳細な説明を省略する。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the head shape measuring apparatus of the present invention will be described with reference to FIG.
This figure is a top view showing the arrangement positions of lights and the like in the scanner unit provided in the head shape measuring apparatus of the present embodiment.
This embodiment differs from the first embodiment in the number of cameras and the arrangement position. That is, in the first embodiment, the number of cameras is three, and these three cameras are arranged at predetermined positions on the inclined surface of the scanner unit, whereas in the present embodiment, the number of cameras is There are four cameras, and these four cameras are arranged at predetermined positions on the inclined surface of the scanner unit. Other components are the same as those in the first embodiment.
Therefore, in FIG. 6, the same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

本実施形態の頭部形状測定装置1は、スキャナ部10と、画像処理手段20と、支持手段30とを備えている。
ここで、スキャナ部10における筐体14の傾斜面144には、ライト11と、プロジェクタ12と、カメラ13が配置されている。
このスキャナ部10の傾斜面144におけるライト11等の配置位置を図6に示す。
The head shape measuring apparatus 1 according to the present embodiment includes a scanner unit 10, an image processing unit 20, and a support unit 30.
Here, the light 11, the projector 12, and the camera 13 are disposed on the inclined surface 144 of the housing 14 in the scanner unit 10.
The arrangement position of the light 11 and the like on the inclined surface 144 of the scanner unit 10 is shown in FIG.

同図に示すように、カメラ13は、スキャナ部10の傾斜面144に四台配置されている。
これら四台のカメラ13の配置位置としては、例えば、これら四台のカメラ13から出力された画像データにもとづいて頭部Hの全体の三次元画像データを生成可能な位置とすることができる。
As shown in the figure, four cameras 13 are arranged on the inclined surface 144 of the scanner unit 10.
As the arrangement positions of these four cameras 13, for example, a position where the entire three-dimensional image data of the head H can be generated based on the image data output from the four cameras 13 can be used.

また、これら四台のカメラ13は、画像処理手段20において生成される頭部Hの三次元画像データに欠損が生じないような位置に配置されている。この事項について詳細に説明する。
まず、カメラ13を三台配置した場合について説明する。なお、本実施形態においては、カメラ13の台数を四台とするが、このようにカメラ13の台数を四台とした場合に得られる効果が、カメラ13の台数を三台とした場合と比較して有用な効果であるため、これらを対比する観点から、ここでは、まず、カメラ13の台数を三台とした場合について説明する。
Further, these four cameras 13 are arranged at positions where no defect occurs in the three-dimensional image data of the head H generated by the image processing means 20. This matter will be described in detail.
First, a case where three cameras 13 are arranged will be described. In the present embodiment, the number of cameras 13 is four, but the effect obtained when the number of cameras 13 is four in this way is compared with the case where the number of cameras 13 is three. Since these are useful effects, from the viewpoint of comparing these, here, a case where the number of cameras 13 is three will be described first.

カメラ13の台数を三台とした場合における各カメラ13の配置位置としては、例えば、図4に示すような配置位置をすることができる。すなわち、被測定者Mの頭部Hを中心としてその周囲に三台のカメラ13を配置するとともに、当該頭部Hの正面方向の角度を0度としたときに、0度、120度、240度の各位置に、それら三台のカメラ13を配置することができる。
この場合は、それら三台のカメラ13により、頭部Hの全周を撮影することができる。また、それら三台のカメラ13により撮影された頭部Hの画像に重複部分があるので、これら三台のカメラ13から出力された画像データを用いて頭部Hの全体の三次元画像データを生成することができる。
As an arrangement position of each camera 13 when the number of cameras 13 is three, for example, an arrangement position as shown in FIG. 4 can be used. That is, three cameras 13 are arranged around the head H of the person to be measured M, and when the angle in the front direction of the head H is 0 degrees, 0 degrees, 120 degrees, 240 degrees These three cameras 13 can be arranged at each position.
In this case, the entire circumference of the head H can be photographed by these three cameras 13. In addition, since there are overlapping portions in the images of the head H taken by the three cameras 13, the entire three-dimensional image data of the head H is obtained using the image data output from the three cameras 13. Can be generated.

ところが、カメラ13を三台配置した場合、生成された三次元画像データに欠損が生じることがある。このように欠損が生じている頭部Hの三次元画像を、図7(i)〜(iv)に示す。
同図(i)〜(iv)に示す頭部Hの三次元画像においては、頭部Hの下部、特に、耳の前方に欠損が確認される。
これは、頭部Hの後方から当該頭部Hを撮影するカメラ13(図4において、120度と240度の位置にそれぞれ配置されたカメラ13b、13c)が当該頭部Hを撮影した場合に、耳により隠された部分を撮影することができず、この部分をデジタルの画像データに変換することができないために欠損が生じたものと考えられる。また、頭部Hの前方から当該頭部Hを撮影するカメラ13(図4において、0度の位置に配置されたカメラ13a)が当該頭部Hを撮影した場合に、頭部Hの頬やエラの窪んだ部分を撮影することができず、この部分をデジタルの画像データに変換することができないために欠損が生じたものと考えられる。
However, when three cameras 13 are arranged, a defect may occur in the generated three-dimensional image data. A three-dimensional image of the head H in which such a defect has occurred is shown in FIGS.
In the three-dimensional image of the head H shown in (i) to (iv) of the same figure, a defect is confirmed below the head H, particularly in front of the ear.
This is because the camera 13 that captures the head H from the rear of the head H (cameras 13b and 13c arranged at positions of 120 degrees and 240 degrees in FIG. 4 respectively) captures the head H. The portion hidden by the ear cannot be photographed, and this portion cannot be converted into digital image data. In addition, when the camera 13 that captures the head H from the front of the head H (camera 13a arranged at a position of 0 degrees in FIG. 4) captures the head H, It is considered that the defect was caused because it was impossible to photograph the depressed portion of the error and this portion could not be converted into digital image data.

そこで、このような欠損が生じないようにするために、本実施形態の頭部形状測定装置1においては、カメラ13の台数を四台とした。
そして、スキャナ部10の傾斜面144における四台のカメラ13の配置位置については、上記の欠損が生じないような配置位置とした。
具体的には、図6に示すように、被測定者Mの頭部Hを中心としてその周囲に四台のカメラ13を配置するとともに、被測定者Mの正面方向の角度を0度としたときに、それら四台のカメラ13を、45度、130度、230度、315度の位置に、それぞれ配置した。
四台のカメラ13をこのような配置とすることにより、図8(i)〜(iv)に示すように、画像処理手段20において生成される頭部Hの三次元画像データに欠損が生じるのを防止できる。その理由として、次の二つの理由が挙げられる。
Therefore, in order to prevent such defects from occurring, the number of cameras 13 is set to four in the head shape measuring apparatus 1 of the present embodiment.
The arrangement positions of the four cameras 13 on the inclined surface 144 of the scanner unit 10 are set such that the above-described defect does not occur.
Specifically, as shown in FIG. 6, four cameras 13 are arranged around the head H of the person to be measured M, and the angle in the front direction of the person to be measured M is set to 0 degree. Sometimes, these four cameras 13 were arranged at positions of 45 degrees, 130 degrees, 230 degrees, and 315 degrees, respectively.
By arranging the four cameras 13 in such a manner, the three-dimensional image data of the head H generated by the image processing means 20 is lost as shown in FIGS. Can be prevented. There are two reasons for this.

(1)頭部Hにおける耳の前方や頬及びエラの部分を撮影可能な位置にカメラ13が配置されている。
欠損が生じる部分は、上述したように、頭部Hにおける耳の前方であって、頬やエラの窪んでいる部分である。この部分は、三台のカメラ13を図4に示した位置に配置したときの各カメラ13の撮影範囲において、死角となっている部分である。
そこで、このような死角がなくなるような位置に、四台のカメラ13を配置する。
(1) The camera 13 is arranged at a position where the front portion of the head H, the cheeks, and the irregular portions can be photographed.
As described above, the portion where the defect occurs is the portion of the head H that is in front of the ear and has a depressed cheek or gill. This portion is a blind spot in the shooting range of each camera 13 when the three cameras 13 are arranged at the positions shown in FIG.
Therefore, four cameras 13 are arranged at a position where such a blind spot disappears.

具体的には、図6に示すように、頭部Hを中心として、右斜め前方、右斜め後方、左斜め前方、左斜め後方のそれぞれにカメラ13a〜13dを配置する。
これにより、例えば、頭部Hの右斜め後方に配置されたカメラ13bが当該頭部Hを撮影したときに死角となる部分、すなわち、右耳の前方や右の頬及びエラの窪んでいる部分が、右斜め前方に配置されたカメラ13aによって撮影される。また、例えば、頭部Hの左斜め後方に配置されたカメラ13cが当該頭部Hを撮影したときに死角となる部分、すなわち、左耳の前方や左の頬及びエラの窪んでいる部分が、左斜め前方に配置されたカメラ13dによって撮影される。
これにより、頭部Hの後方に配置されたカメラ13b、13cの撮影範囲において死角となっている部分が、頭部Hの前方に配置されたカメラ13a、13dによって撮影可能となるため、これら四台のカメラ13a〜13dの撮影範囲から死角をなくすことができる。これにより、図8(i)〜(iv)に示すように、画像処理手段20において生成される頭部Hの三次元画像データにおいて欠損が生じるのを防止できる。
Specifically, as shown in FIG. 6, with the head H as the center, the cameras 13 a to 13 d are arranged on the right diagonal front, the right diagonal rear, the left diagonal front, and the left diagonal rear, respectively.
Thereby, for example, a portion that becomes a blind spot when the camera 13b arranged diagonally to the right of the head H captures the head H, that is, a portion where the front of the right ear, the right cheek, and the gills are depressed. Is photographed by the camera 13a disposed diagonally to the right. Further, for example, a portion that becomes a blind spot when the camera 13c arranged obliquely to the left of the head H captures the head H, that is, a front portion of the left ear, a left cheek, and a depressed portion of the gill. The image is taken by a camera 13d arranged diagonally to the left.
As a result, the blind spots in the shooting range of the cameras 13b and 13c arranged behind the head H can be taken by the cameras 13a and 13d arranged in front of the head H. The blind spot can be eliminated from the photographing range of the cameras 13a to 13d. Thereby, as shown in FIGS. 8 (i) to (iv), it is possible to prevent a defect from occurring in the three-dimensional image data of the head H generated by the image processing means 20.

また、四台のカメラ13a〜13dの配置は、スキャナ部10の傾斜面144において、等間隔で配置されているのではなく、図6に示すように、後方撮像手段13b、13cが、頭部Hの斜め後方においてやや頭部Hの前方よりに配置されている。具体的な数値として、図6においては、後方撮像手段が130度と230度の角度位置に配置されている。この角度は、四台のカメラ13a〜13dを傾斜面144に等間隔で配置したときの後方撮像手段の角度である135度及び225度と比較して、頭部Hの前方よりとなっている。
さらに、後方撮像手段は、図5に示すように、前方撮像手段よりも低い位置に配置されるとともに、頭部Hの後頭部や側頭部に比較的近づいた位置に配置されている。
これらにより、後方撮像手段は、頭部Hの耳の後方斜め上方向ではなく、耳の側方よりの斜め上方向から耳及びこの周囲を撮影することとなるため、耳により隠蔽される当該耳の前方部分の死角の範囲を狭くすることができる。
Further, the four cameras 13a to 13d are not arranged at equal intervals on the inclined surface 144 of the scanner unit 10, but the rear imaging means 13b and 13c are arranged on the head as shown in FIG. It is disposed slightly behind the head H and slightly ahead of the head H. As specific numerical values, in FIG. 6, the rear imaging means are arranged at angular positions of 130 degrees and 230 degrees. This angle is from the front of the head H compared to 135 degrees and 225 degrees, which are the angles of the rear imaging means when the four cameras 13a to 13d are arranged at equal intervals on the inclined surface 144. .
Further, as shown in FIG. 5, the rear imaging unit is disposed at a position lower than the front imaging unit, and is disposed at a position relatively close to the back of the head H and the temporal region.
As a result, the rear imaging means captures the ear and its surroundings from the diagonally upward direction from the side of the ear, not from the diagonally upward direction of the ear of the head H, so that the ear concealed by the ear The range of the blind spot in the front part of can be narrowed.

このような観点から、四台のカメラ13a〜13dの配置位置は、これら各カメラ13a〜13dの撮影範囲に死角となる部分が発生しないような配置位置とすることが好ましい。
具体的に、四台のカメラ13a〜13dの好ましい配置位置を、頭部Hを中心とする角度をもって例示すると、例えば、スキャナ部10を上方から見たときの頭部Hの前方方向を0度としたときに、カメラ13aを配置する角度を310度〜320度の範囲内の角度とし、カメラ13bを配置する角度を225度〜235度の範囲内の角度とし、カメラ13cを配置する角度を125度〜135度の範囲内の角度とし、カメラ13dを配置する角度を40度〜50度の範囲内の角度とすることができる。
From such a viewpoint, it is preferable that the arrangement positions of the four cameras 13a to 13d are such that no blind spots are generated in the photographing ranges of the cameras 13a to 13d.
Specifically, when a preferable arrangement position of the four cameras 13a to 13d is illustrated with an angle around the head H, for example, the forward direction of the head H when the scanner unit 10 is viewed from above is 0 degree. The angle at which the camera 13a is disposed is an angle within the range of 310 to 320 degrees, the angle at which the camera 13b is disposed is within the range of 225 to 235 degrees, and the angle at which the camera 13c is disposed. The angle within the range of 125 degrees to 135 degrees can be set, and the angle at which the camera 13d is disposed can be set within the range of 40 degrees to 50 degrees.

(2)各カメラ13の撮影範囲に重複範囲が設けられている。
四台のカメラ13を配置することで頭部Hの三次元画像データにおける欠損の発生を防止できる理由として、各カメラ13が頭部Hを撮影するときの撮影範囲に重複範囲を設けるように四台のカメラ13を配置したことが挙げられる。この点について、詳述する。
(2) An overlapping range is provided in the shooting range of each camera 13.
The reason why the four cameras 13 are arranged to prevent the occurrence of deficiency in the three-dimensional image data of the head H is to provide an overlapping range in the imaging range when each camera 13 images the head H. For example, a single camera 13 is arranged. This point will be described in detail.

四台のカメラ13は、スキャナ部10の傾斜面144において、図6に示した位置に配置される。そして、それら四台のカメラ13により撮影される範囲は、いずれも頭部Hと、この頭部Hの周囲(背景)が納まる範囲となっている。
また、画像処理手段20においては、各カメラ13から送信されてきた画像データを受信して頭部Hの三次元形状を算出するための画像処理を実行する。このとき、画像処理手段20の画像処理部23は、カメラ13ごとに画像データを三次元座標系における三次元画像データに変換する。また、画像処理部23は、この三次元画像データのうち頭部Hの形状を示す三次元画像データを特定し、さらに、この特定した三次元画像データのうちの一定範囲内にある三次元画像データを指定する。そして、これら三次元座標系ごとに指定した三次元画像データを、基準の三次元座標系において合成して頭部Hの全体の三次元画像データを生成する。このように、頭部Hの全体の三次元画像データを生成する場合には、各カメラ13ごとに指定された一定範囲内の三次元画像データが使用される。
The four cameras 13 are arranged at the positions shown in FIG. 6 on the inclined surface 144 of the scanner unit 10. And the range image | photographed by these four cameras 13 is the range in which all the head H and the circumference | surroundings (background) of this head H are settled.
Further, the image processing means 20 receives the image data transmitted from each camera 13 and executes image processing for calculating the three-dimensional shape of the head H. At this time, the image processing unit 23 of the image processing means 20 converts the image data into 3D image data in the 3D coordinate system for each camera 13. Further, the image processing unit 23 specifies 3D image data indicating the shape of the head H from the 3D image data, and further, the 3D image within a certain range of the specified 3D image data. Specify the data. Then, the three-dimensional image data designated for each of these three-dimensional coordinate systems is synthesized in the reference three-dimensional coordinate system to generate the entire three-dimensional image data of the head H. As described above, when generating 3D image data of the entire head H, 3D image data within a certain range designated for each camera 13 is used.

具体的に、四台のカメラ13から出力された各画像データのうち、頭部Hの全体の三次元画像データを生成する際に使用される、各カメラ13ごとに指定された一定範囲内の三次元画像データに対応する画像データの範囲(以下、使用データ範囲という)を、図9〜図12に示す。
例えば、頭部Hの右前方に配置されたカメラ13aについての使用データ範囲は、図9において斜線で示すように、前頭部の右半分の範囲となっている。
また、頭部Hの右後方に配置されたカメラ13bについての使用データ範囲は、図10において斜線で示すように、後頭部の右半分の範囲となっている。
さらに、頭部Hの左前方に配置されたカメラ13dについての使用データ範囲は、図11において斜線で示すように、前頭部の左半分の範囲となっている。
そして、頭部Hの左後方に配置されたカメラ13cについての使用データ範囲は、図12において斜線で示すように、後頭部の左半分の範囲となっている。
Specifically, among the image data output from the four cameras 13, it is used when generating the entire three-dimensional image data of the head H, and is within a certain range designated for each camera 13. The range of the image data corresponding to the three-dimensional image data (hereinafter referred to as the use data range) is shown in FIGS.
For example, the use data range for the camera 13a arranged at the right front of the head H is a right half range of the frontal head as shown by hatching in FIG.
Further, the use data range for the camera 13b arranged on the right rear side of the head H is a range of the right half of the back of the head, as shown by hatching in FIG.
Further, the use data range for the camera 13d disposed on the left front side of the head H is a range of the left half of the forehead as shown by hatching in FIG.
And the use data range about the camera 13c arrange | positioned in the left rear of the head H is a range of the left half of a back head, as shown by the oblique line in FIG.

また、四台のカメラ13a〜13dについてのそれぞれの使用データ範囲は、頭部Hを均等に四等分した範囲のみに限るのではなく、その四等分した範囲よりもさらに広げた範囲となっている。
例えば、図9〜図12においては、頭部Hを、前頭部の右半分と、前頭部の左半分と、後頭部の右半分と、後頭部の左半分に、四等分するように、点線が付されている。そして、四台のカメラ13についてのそれぞれの使用データ範囲は、四等分された点線の範囲内だけでなく、隣接する範囲の一部にまで広げられている。
このため、それら四台のカメラ13についてのそれぞれの使用データ範囲は、図13において斜線で示すように、点線及びこの近傍で重複するようになっている。
In addition, the use data range for each of the four cameras 13a to 13d is not limited to a range in which the head H is equally divided into four equal parts, but is a range that is further expanded from the four equally divided ranges. ing.
For example, in FIGS. 9 to 12, the head H is equally divided into a right half of the frontal head, a left half of the frontal head, a right half of the back of the head, and a left half of the back of the head. A dotted line is attached. The use data ranges for the four cameras 13 are expanded not only within the range of the dotted line divided into four, but also to a part of the adjacent range.
For this reason, the respective use data ranges for these four cameras 13 overlap with each other on the dotted line and in the vicinity thereof, as indicated by hatching in FIG.

しかも、それら使用データ範囲の重複部分は、頭部Hにおいて右耳と頭頂部と左耳とを結んだ線であるイヤートゥイヤーラインL1、又は、頭部Hにおいて頭頂部と後頭部の襟足の中央部分とを結んだ線であるセンターバックラインL2を含むようになっている。   In addition, the overlapping portion of these usage data ranges is the ear toe line L1 which is a line connecting the right ear, the top of the head and the left ear in the head H, or the center of the neck leg of the top of the head and the back of the head in the head H. A center back line L2, which is a line connecting the portions, is included.

このように、四台のカメラ13a〜13dについてのそれぞれの使用データ範囲を一部重複させるとともに、この重複部分がイヤートゥイヤーラインL1又はセンターバックラインL2を含むように、それら四台のカメラ13a〜13dをスキャナ部10の傾斜面144に配置することにより、頭部Hの右後方に配置されたカメラ13bは、頭部Hにおける後頭部の右半分を撮影でき、頭部Hの左後方に配置されたカメラ13cは、頭部Hにおける後頭部の左半分を撮影でき、頭部Hの右前方に配置されたカメラ13aは、頭部Hにおける前頭部の右半分と、これに含まれる右耳の前方に位置する右頬や右のエラを撮影でき、頭部Hの左前方に配置されたカメラ13dは、頭部Hにおける前頭部の左半分と、これに含まれる左耳の前方に位置する左頬や左のエラを撮影できる。つまり、頭部Hの後方に配置されたカメラ13b、13cでは死角となってしまう耳の前方部分や頬及びエラの部分を、頭部Hの前方に配置されたカメラ13a、13dによって撮影できるため、画像処理手段20において生成される頭部Hの三次元形状における欠損の発生を抑制できる。   In this way, the respective use data ranges for the four cameras 13a to 13d are partially overlapped, and the four cameras 13a are arranged so that the overlapping portion includes the ear-to-ear line L1 or the center back line L2. ˜13d is arranged on the inclined surface 144 of the scanner unit 10, so that the camera 13b arranged on the right rear side of the head H can photograph the right half of the back of the head H and arranged on the left rear side of the head H. The camera 13c is capable of photographing the left half of the occipital region in the head H, and the camera 13a disposed in front of the right side of the head H is the right half of the front head in the head H and the right ear included therein. The camera 13d arranged in front of the left side of the head H and the left half of the forehead in front of the head H and the front of the left ear included in the head H can be photographed. position You can shoot the left cheek and left of gills that. That is, since the front part of the ear and the cheeks and the erratic parts that become blind spots in the cameras 13b and 13c arranged behind the head H can be photographed by the cameras 13a and 13d arranged in front of the head H. The occurrence of defects in the three-dimensional shape of the head H generated by the image processing means 20 can be suppressed.

また、使用データ範囲の重複部分をイヤートゥイヤーラインL1又はセンターバックラインL2に重ねることにより、頭部形状測定装置1を用いて生成された頭部Hの三次元画像データをかつらの製作に利用する場合に、頭部Hの形状によりフィットしたかつらを製作できる。
かつらには、頭部Hの一部に装着する部分かつら、頭部Hの上部から側部にかけて装着するハーフウィッグ(半かつら)、頭部Hの上部から側部、さらには耳の近傍及び襟足に亘って装着するフルキャップ(全頭かつら)などの種類がある。
ここで、フルキャップやハーフウィッグのかつらを製作する場合には、頭部Hのうちフルキャップやハーフウィッグのかつらによって覆われる部分の形状を測定する必要がある。
In addition, by overlapping overlapping portions of the usage data range on the ear-to-ear line L1 or the center back line L2, the 3D image data of the head H generated using the head shape measuring device 1 is used for wig production. In this case, a wig fitted with the shape of the head H can be manufactured.
The wig includes a partial wig to be worn on a part of the head H, a half wig (half wig) to be worn from the top of the head H to the side, a top to the side of the head H, and the vicinity of the ear and neckline. There are types such as full caps (whole head wigs) to be worn over.
Here, when manufacturing a wig of a full cap or a half wig, it is necessary to measure the shape of the part covered with the wig of a full cap or a half wig in the head H.

ただし、頭部Hは、完全な球形ではなく、やや縦長の長球状であり、特に、耳周りや後頭部、襟足などは、頭部Hの上部に比べて陥没している等、起伏があるため、かつらがフィットしにくい部分となっている。
そこで、四台のカメラ13についてのそれぞれの使用データ範囲の重複部分が、耳の周りを通るイヤートゥイヤーラインL1、又は、後頭部及び襟足を通るセンターバックラインL2を含むようにする。これにより、耳周りや後頭部、襟足などの三次元形状を精緻に測定できるとともに、当該部分の形状を示す三次元データのブレを補正することが可能となるので、実際の頭部Hの形状により近い形状のかつらを製作できる。
However, the head H is not a perfect sphere, but is a slightly vertically long sphere, and in particular, the ear circumference, the back of the head, the collar leg, etc. are undulating as compared to the upper part of the head H. The wig is difficult to fit.
Therefore, an overlapping portion of each use data range for the four cameras 13 includes an ear-to-ear line L1 that passes around the ear or a center back line L2 that passes through the back of the head and the neckline. As a result, it is possible to precisely measure the three-dimensional shape such as the circumference of the ear, the back of the head, and the neck, and to correct the blur of the three-dimensional data indicating the shape of the portion. You can make wigs of close shape.

また、本実施形態の頭部形状測定装置1においても、複数の撮像手段が頭部Hの上方に集中して配置されているため、被測定者Mに圧迫感や威圧感を与えることなく、その被測定者Mの頭部Hの形状を測定できる。   Also, in the head shape measuring apparatus 1 of the present embodiment, since the plurality of imaging means are concentrated and arranged above the head H, without giving a sense of pressure or intimidation to the measurement subject M, The shape of the head H of the measurement subject M can be measured.

また、四台のカメラ13が、頭部Hにおける額上方の生え際、あるいは、頭部Hの襟足を、撮影対象としている。
具体的には、前方撮像手段であるカメラ13a、13dが、撮影範囲の中心部分に頭部Hにおける額上方の生え際が位置するような角度で、傾斜面144に配置されている。また、後方撮像手段であるカメラ13b、13cが、撮影範囲の中心部分に頭部Hの襟足が位置するような角度で、傾斜面144に配置されている。
このため、各カメラ13が撮影した画像において、額上方の生え際や後頭部の襟足の画像部分が鮮明となり、それら生え際や襟足付近の三次元形状をより正確に表した三次元画像データを生成することができる。これにより、この生成した三次元画像データを、頭部Hに装着するかつらを製作する際に用いる三次元画像データとして利用することができる。
Further, the four cameras 13 target the hairline above the forehead in the head H or the neckline of the head H.
Specifically, the cameras 13a and 13d, which are front imaging means, are arranged on the inclined surface 144 at an angle at which the hairline above the forehead in the head H is located at the center of the imaging range. Further, the cameras 13b and 13c, which are rear imaging means, are arranged on the inclined surface 144 at an angle such that the neck leg of the head H is located at the center of the photographing range.
For this reason, in the image photographed by each camera 13, the image portion of the hairline at the top of the forehead and the neckline at the back of the head becomes clear, and 3D image data that more accurately represents the 3D shape near the hairline and the neckline is generated. Can do. Thereby, the generated 3D image data can be used as 3D image data used when manufacturing a wig to be worn on the head H.

さらに、四台のカメラ13がいずれもスキャナ部10に固定されており、これら固定位置から頭部Hを撮影する。このため、カメラ13を周回移動させるための機構が不要となり、当該周回機構のメンテナンスも不要となる。
しかも、四台のカメラ13がスキャナ部10に固定されているため、各カメラ13の取付角度の微調整が不要となる。
加えて、カメラ13等が環状の傾斜面144に配置されているため、被測定者Mの頭部Hの位置決めが容易である。
Further, all four cameras 13 are fixed to the scanner unit 10, and the head H is photographed from these fixed positions. For this reason, a mechanism for rotating the camera 13 is unnecessary, and maintenance of the rotating mechanism is also unnecessary.
In addition, since the four cameras 13 are fixed to the scanner unit 10, fine adjustment of the mounting angle of each camera 13 is not necessary.
In addition, since the camera 13 and the like are disposed on the annular inclined surface 144, it is easy to position the head H of the person to be measured M.

また、四台のカメラ13が、固定位置から頭部Hを撮影するとともに、各カメラ13から出力された画像データを用いて頭部Hの全体の三次元画像データを生成できるため、この三次元画像データを生成するのに必要な画像データのすべてを瞬時に取得できる。
さらに、画像データの取得が瞬時に終了するため、被測定者Mに長時間同じ姿勢を維持させる必要がなくなる。これにより、被測定者Mへの負担を軽減でき、被測定者Mの身体を固定するための固定バーも不要となる。
しかも、四台のカメラ13のすべてを通る仮想の面を仮想配置面Pが、水平ではなく、水平面に対して傾斜している。このため、各カメラ13が頭部Hの額上方の生え際や襟足部分を的確に捉えた画像を撮影することができる。なお、仮想配置面Pの傾斜方向は、第一実施形態における仮想配置面Pの傾斜方向と同様である。
In addition, the four cameras 13 can shoot the head H from a fixed position, and can generate the entire three-dimensional image data of the head H using the image data output from each camera 13. All of the image data necessary to generate image data can be acquired instantaneously.
Furthermore, since the acquisition of the image data ends instantaneously, it is not necessary for the measurement subject M to maintain the same posture for a long time. Thereby, the burden on the person to be measured M can be reduced, and a fixing bar for fixing the body of the person to be measured M becomes unnecessary.
In addition, a virtual plane passing through all of the four cameras 13 has a virtual placement plane P that is not horizontal but inclined with respect to the horizontal plane. For this reason, each camera 13 can photograph an image that accurately captures the hairline and neckline portion of the head H above the forehead. Note that the inclination direction of the virtual arrangement plane P is the same as the inclination direction of the virtual arrangement plane P in the first embodiment.

以上、本発明の頭部形状測定装置の好ましい実施形態について説明したが、本発明に係る頭部形状測定装置は上述した実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の範囲で種々の変更実施が可能であることは言うまでもない。
例えば、上述した実施形態では、スキャナ部の筐体の形状を円板状としたが、スキャナ部の形状は、円板状に限るものではなく、矩形状や多角形状、楕円形状など、任意の形状とすることができる。
また、上述した実施形態では、カメラの台数を三台又は四台としたが、これらの台数に限るものではなく、五台以上とすることができる。
As mentioned above, although preferable embodiment of the head shape measuring apparatus of this invention was described, the head shape measuring apparatus based on this invention is not limited only to embodiment mentioned above, In the range of this invention, various changes are carried out. It goes without saying that implementation is possible.
For example, in the above-described embodiment, the shape of the housing of the scanner unit is a disk shape, but the shape of the scanner unit is not limited to a disk shape, and may be any shape such as a rectangular shape, a polygonal shape, an elliptical shape, or the like. It can be a shape.
In the embodiment described above, the number of cameras is three or four. However, the number of cameras is not limited to these, and may be five or more.

さらに、上述した実施形態では、頭部形状測定装置において生成された三次元画像データを、かつらの製作に用いる場合について説明したが、生成された三次元画像データの使用は、かつらの製作時における使用に限るものではなく、例えば、帽子、ヘルメット、水泳用キャップ、フルヘッドマスクなど、頭部に装着するものを製作する際の使用や、医療分野、さらには、頭部固定具の製造などでの使用も可能である。   Furthermore, in the above-described embodiment, the case where the 3D image data generated in the head shape measuring apparatus is used for manufacturing a wig has been described. However, the use of the generated 3D image data is used at the time of manufacturing the wig. It is not limited to use. For example, it can be used for manufacturing items to be worn on the head such as hats, helmets, swimming caps, full head masks, in the medical field, and also for manufacturing head fixtures. Can also be used.

本発明は、頭部の形状を測定する装置に利用可能である。   The present invention is applicable to an apparatus for measuring the shape of the head.

1 頭部形状測定装置
10 スキャナ部
13(13a〜13d) カメラ(撮像手段)
13a、13d 前方撮像手段
13b、13c 後方撮像手段
14 筐体(被配置部材)
20 画像処理手段
M 被測定者
H 頭部
P 仮想配置面
L1 イヤートゥイヤーライン
L2 センターバックライン
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Head shape measuring apparatus 10 Scanner part 13 (13a-13d) Camera (imaging means)
13a, 13d Front imaging means 13b, 13c Rear imaging means 14 Housing (placed member)
20 Image processing means M Subject H H head P Virtual placement plane L1 Ear toe line L2 Center back line

Claims (3)

人間の頭部の形状を測定する頭部形状測定装置であって、
前記頭部を撮影して画像データを出力する複数の撮像手段と、
前記画像データにもとづいて前記頭部の三次元形状を算出する画像処理手段とを備え、
前記複数の撮像手段が四台以上備えられ、
前記複数の撮像手段が、前記頭部の上方に位置する筐体に取り付けられるとともに、前記頭部における頭髪の生え際を撮影範囲の中心部分に合わせた角度で前記筐体に取り付けられ、この取り付けられた位置を固定位置として前記頭部を撮影し、
前記複数の撮像手段のすべてを通る仮想配置面が、水平面に対して傾斜し、
前記複数の撮像手段のうちの一部を前方撮像手段とし、この前方撮像手段を、前記仮想配置面における前記頭部の前方斜め上方向の位置に配置し、前記複数の撮像手段のうちの他の一部を後方撮像手段とし、この後方撮像手段を、前記仮想配置面における前記頭部の後方斜め上方向の位置に配置したときに、
前記仮想配置面のうち、前記前方撮像手段の配置された部分が、前記後方撮像手段の配置された部分よりも上方に位置するように、当該仮想配置面が傾斜しており、
さらに、前記筐体を支持する支持手段が、前記頭部の前方側に開放された空間が形成されるように備えられ、前記支持手段は支柱、昇降制御部、及び脚部を有する
ことを特徴とする頭部形状測定装置。
A head shape measuring device for measuring the shape of a human head,
A plurality of imaging means for imaging the head and outputting image data;
Image processing means for calculating a three-dimensional shape of the head based on the image data,
Four or more imaging means are provided,
The plurality of imaging means are attached to the housing located above the head, and are attached to the housing at an angle that matches the hairline of the head to the central portion of the imaging range. Shooting the head as a fixed position,
A virtual arrangement plane passing through all of the plurality of imaging means is inclined with respect to a horizontal plane;
A part of the plurality of image pickup means is a front image pickup means, and the front image pickup means is disposed at a position obliquely upward in front of the head on the virtual arrangement plane, and the other of the plurality of image pickup means A part of the rear imaging means, and when this rear imaging means is arranged at a position in the diagonally upward direction of the head in the virtual arrangement plane,
Of the virtual arrangement plane, the virtual arrangement plane is inclined so that the portion where the front imaging means is arranged is positioned above the portion where the rear imaging means is arranged,
Furthermore, the support means for supporting the housing is provided so as to form an open space on the front side of the head, and the support means includes a support column, a lift control unit, and a leg unit. Head shape measuring device.
前記前方撮像手段が、前記頭部における額上方の生え際を撮影範囲の中心部分に合わせた角度で配置され、
前記後方撮像手段が、前記頭部の襟足を撮影範囲の中心部分に合わせた角度で配置された
ことを特徴とする請求項記載の頭部形状測定装置。
The front imaging means is arranged at an angle in which the hairline on the forehead in the head is aligned with the central portion of the imaging range;
The rear imaging unit, head shape measuring apparatus according to claim 1, characterized in that it is arranged at an angle to match the neckline of the head in the center of the shooting range.
一の前記撮像手段が撮影する前記頭部の範囲と、この一の撮像手段の隣に位置する前記撮像手段が撮影する前記頭部の範囲とが重複するように、前記複数の撮像手段が前記仮想配置面に配置され、
前記重複した撮影範囲が、前記頭部の頭頂部と両耳とを結んだ線であるイヤートゥイヤーライン、又は、前記頭部の頭頂部と襟足の中央部分とを結んだ線であるセンターバックラインを含む
ことを特徴とする請求項1又は2記載の頭部形状測定装置。
The plurality of imaging units are arranged so that the range of the head imaged by one imaging unit overlaps the range of the head imaged by the imaging unit located next to the one imaging unit. Placed on the virtual placement plane,
The overlapping photographing range is an ear toe line that is a line connecting the top of the head and both ears, or a center back that is a line connecting the top of the head and the center of the neckline. head shape measuring device according to claim 1 or 2 wherein, characterized in that it comprises a line.
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