JP2004126303A

JP2004126303A - カメラ治具

Info

Publication number: JP2004126303A
Application number: JP2002291446A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Kanemoto; 金本　博志
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2002-10-03
Filing date: 2002-10-03
Publication date: 2004-04-22

Abstract

【課題】全方囲にわたって自然に連続した画像を得ることの可能な全方位撮影用のカメラ治具を提供すること。
【解決手段】ベース台２０と、カメラ取付具４と、ベース台２０に支持されてカメラ取付台４を回転軸Ｚ周りで回転させる回転機構３とを備える。ベース台２０及び回転機構３の間に介在してベース台２０に対する回転軸Ｚの傾斜を調整するための傾斜調整機構２と、回転軸Ｚの傾斜の度合いを測定する傾斜測定具３７とにより回転軸Ｚの傾斜を調整することが可能である。取り付けた広角レンズ１３付きカメラ１０を逐次回転させることで全方位画像を撮影する際、撮影視野の水平基準線を平行に保てるので、自然に連続した画像を得ることができる。
【選択図】　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カメラを回転軸周りに回転させるためのカメラ治具に関するものである。さらに詳しくは、ベース台と、カメラ取付具と、前記ベース台に支持されて前記カメラ取付台を回転軸周りで回転させる回転機構とを備え、取り付けた広角レンズ付きカメラを逐次回転させることで全方位画像を撮影する際に用いるカメラ治具に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、カメラを回転軸Ｚ周りで回転させて、３６０°の全方位パノラマ画像を撮影する方法が知られている。例えば、図９（ａ）に示すように、広角レンズ１３ａ’を装着したカメラを用いて、回転軸Ｚ周りで１８０°回転させた符号Ｐ１’、Ｐ２’で示す位置にて撮影する。同図（ｂ）はこれら２つの画像を模式的に示すものである。そして、同図（ｂ）のいずれか一方の画像を２分割し、同図（ｃ）に示すように、他方の画像の両端にそれぞれつなぎ合わせることでパノラマ画像を作成する。
【０００３】
しかし、撮影視野Ｖ’における水平基準線Ｈ’が水平線に対して水平でない場合には、同図（ｂ）に示すように、本来の水平線Ａ１’−Ｂ１’、Ａ２’−Ｂ２’が撮影視野Ｖ’における水平基準線Ｈ’に対して傾斜した画像となる。したがって、これらをつなぎ合わせると、同図（ｃ）に示すように、画像の中央部及び左右両側部とで水平線の傾斜角が不連続となり、そのため、特に、つなぎ目部分で歪みが生じ、画像に不整合を生じる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
かかる従来の実情に鑑みて、本発明は、全方囲にわたって自然に連続した画像を得ることの可能な全方位撮影用のカメラ治具を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明に係るカメラ治具の第一の特徴構成は、ベース台と、カメラ取付具と、前記ベース台に支持されて前記カメラ取付台を回転軸周りで回転させる回転機構とを備え、取り付けた広角レンズ付きカメラを逐次回転させることで全方位画像を撮影する際に用いるために、前記ベース台及び前記回転機構の間に介在して前記ベース台に対する前記回転軸の傾斜を調整するための傾斜調整機構と、前記回転軸の傾斜の度合いを測定する傾斜測定具とをさらに備えたことにある。
【０００６】
同特徴構成によれば、カメラの回転軸がベース台に対して傾いた場合であっても、傾斜測定具を備えたことにより、その傾きの度合いを測定することができる。加えて、傾斜調整機構を備えたことにより、その傾きを補正することができる。ここで、図８（ａ）に示すように、レンズ１３ａを回転軸Ｚ周りにおける１８０°回転前後の位置Ｐ１、Ｐ２において撮影した場合を例にとって考える。同図（ｂ）に示すように、撮影の際に、レンズ１３ａの撮影視野Ｖにおける水平基準線Ｈが水平線Ａ１−Ｂ１、Ａ２−Ｂ２に対して平行であれば、両画像の水平線である線分Ａ１−Ｂ１、Ａ２−Ｂ２は、例えば一直線になる。その結果、同図（ｃ）に示すように、これら２枚の画像をつなぎ合わせた際に、そのつなぎ部は滑らかであり、歪みが生じることもない。
【０００７】
本発明にかかるカメラ治具の第二の特徴構成は、上記第一の特徴構成において、前記回転機構の下方に前記回転軸の傾斜の支点を位置させたことにある。
【０００８】
本発明にかかるカメラ治具の第三の特徴構成は、上記第一の特徴構成において、前記回転機構の上方に前記回転軸の傾斜の支点を位置させたことにある。同特徴構成によれば、傾斜の支点が治具上方に位置することから、回転軸の傾斜を調整する際や、カメラを回転軸周りで回転させる際に、カメラ自身の揺れを低減することができる。
【０００９】
上記第三の特徴構成に加えて、前記傾斜調整機構が、前記支点を中心とする円弧状のガイド部材と、前記回転軸と連動してなる従動部材とを備え、前記従動部材が前記ガイド部材の表面に沿って移動可能にしてあることが望ましい。
【００１０】
上記いずれかの特徴構成に加え、前記傾斜測定具を前記回転機構の上方に設けてあるとよい。
また、上記いずれかの特徴構成において、前記傾斜測定具を水準器としてもよい。
【００１１】
さらには、上記いずれかの特徴構成に加えて、前記広角レンズとして魚眼レンズを用いるとよい。同特徴構成によれば、２回の撮影で回転軸周り３６０°の風景を撮影することができる。なお、「魚眼レンズ」とは、被写角（画角）が１８０°以上のレンズをいう。
【００１２】
【発明の効果】
このように、上記本発明に係るカメラ治具の特徴によれば、傾斜測定具と傾斜調整機構を備えたことにより、回転軸周りの回転前後において、撮影視野における水平基準線が水平線に対して平行となるように事前に調整することができるようになった。その結果、　撮影した複数の画像をつなぎ合わせた際に生じていた、つなぎ目部分の歪みを解消し、煩雑な傾斜調整等の画像補正を行わずにパノラマ画像を容易に作成することが可能となった。
【００１３】
なお、本発明にかかるカメラ治具のその他の目的、構成及び効果については、以下の「発明の実施の形態」の項で明らかになるであろう。
【００１４】
【発明の実施の形態】
次に、添付図面を参照しながら、本発明をさらに詳しく説明する。
本発明にかかるカメラ治具は、図１に示すように、デジタルスチルカメラ１０を回転軸Ｚ周りで回転させるように用いる。本実施形態にかかるカメラ治具１は、大略、三脚上に設置したベース台２０と、カメラを載置するカメラ取付具４と、このベース台２０に支持される円筒状の軸部材３０とを有する。また、このカメラ取付具４を回転軸Ｚ周りで回転させる回転ドラム３５を備え、軸部材３０の上端に傾斜測定具たる水準器（水平整準器）３７を備える。そして、この軸部材３０の中心軸がカメラの回転軸Ｚとなる。各図において、Ｘ軸はレンズ１３の中心軸、Ｙ軸は図８に示すカメラ１０の撮影視野Ｖでの水平基準軸Ｈに平行な線である。これらＸ軸、Ｙ軸は共に回転軸Ｚと直交する。
【００１５】
ベース台２０はカメラ治具１全体を支えるためのものであり、下部には三脚取付タップ２１を設けてある。このベース台２０の内部には、軸部材３０の端部を支持するボール２３を配置してある。また、ベース台２０の上面には、上向きに拡径するテーパー状の開口２５を介して軸部材３０の端部をベース台２０内のボール２０に挿入してある。
【００１６】
回転軸Ｚの傾斜調整機構２は、図２、３に示すように、大略、ボール２３と、このボール２３をベース台２０に対して回転不能に固定する締付具２４から構成してある。このボール２３表面には液状の油滑剤を塗着してあるので、ベース台２０の内壁面２２に密着しながら回転可能である。ボール２３の回転に伴い、軸部材３０のベース台２０に対する傾斜角も変化する。そして、ベース台２０側壁を貫通してなる締付具２４によりボール２３表面を押圧することで、ボール２３をベース台２０に対して回転不能に固定する。
【００１７】
軸部材３０は、その下部端部をボール２３に挿入してあると共に、アーム支持部材３１、回転ドラム３５の順にその内部を貫通し、上部端部にて水準器３７を支持している。この水準器３７内には平面方向視で円形を呈する水を封入した容器３７ａ内に小さな気泡３７ｂを残し、中央部に基準円３７ｃを印したものであり、全方向に渡ってカメラの傾斜を測定できるようにしてある。この気泡３７ｂが基準円３７ｃ内に収まって水平位置を示す状態において、締付具２４によりボール２３を回転ドラム２０に対して回転不能に固定する。カメラ１０の回転前後において、Ｙ軸のみならず、Ｘ軸の水平も保たれるため、カメラ１０が上下に仰いだ状態で撮影を行うこともない。
【００１８】
カメラ取付具４は、大略、カメラ載置テーブル１４と、このカメラ載置テーブル１４と軸部材３０とを連結するアーム１８とから構成してある。カメラ載置テーブル１４とアーム１８とはねじ１７を介して連結してあり、カメラの機種に応じてカメラ載置テーブル１４を交換することが可能である。
【００１９】
カメラ載置テーブル１４には、常時装着のカメラ取付ねじ１４ａを螺合させることでカメラ１０を固定する。加えて、操作部１１の左側面及び後部側面にはあて板部材１６、１６を、ネック部１２の左右両側壁を挟む形でホールド部材１５、１５を接当させることによりカメラ１０をテーブル１４に固定する。
【００２０】
回転機構３は、大略、軸部材３０の周囲を循環可能にベアリング３６を配してある回転ドラム３５により構成してある。そして、アーム１８をこのベアリング３６の回転に従動させることで、カメラ本体１０を回転軸Ｚ周りに沿ってスムーズに回転させる。
【００２１】
カメラ取付具４を軸部材３０に対して回転不能に固定する機構は、アーム１８の端部近傍に備え付けてあるスプリングロックピン１９を回転ドラム３５の下部に位置するアーム支持部材３１に設けてある溝３２に嵌合させることで固定する。本実施形態では、回転軸Ｚに対して線対称となる位置にスプリングロックピン１９ａを嵌合させるための溝３２、３２をそれぞれ設けてある。
【００２２】
次に、本発明にかかるカメラ治具１を用いて撮影を行う際の手順について説明する。まず、使用するカメラ１０の機種に対応したカメラ載置テーブル１４をアーム１８に連結する。カメラ１０をカメラ載置テーブル１４に載置した後、ベース台２０に設けた締付ノブ２４ａを緩め、気泡管内２７の気泡が水平を示すまでボール２３を回転させる。そして、締付ノブ２４ａを締め付け、ボール２３をベース台に対して回転不能に固定する。この状態で撮影を行った後、スプリングロックピン１９のグリップ１９ｂを軽く引き、ピン１９ａを溝３２から脱却させる。そして、図４の符号１０ｘで示す回転軸Ｚ周りに１８０°回転した位置で、他方の溝３２にピン１９ａを嵌合させ、かかる位置で撮影を行う。
【００２３】
次に、図５〜７を参照しながら、本発明にかかるカメラ治具の第二実施形態について説明する。なお、上述の実施形態と同様の部材には同様の符合を附してあり、主として、上述の実施形態と相違する部分のみ説明する。本実施形態のカメラ治具１’では、図５に示すように、傾斜調整機構２’を治具１’下方に位置させ、回転軸Ｚの傾斜の支点Ｆ’を治具１’上方の水準器３７内部に位置させてある。
【００２４】
図６に示すように、本実施形態では、傾斜調整機構２’において、大略、円弧状のテーブル（ガイド部材）４３を回転軸Ｚに連動する一対の従動部材４４、４５で挟んである。ここで、ベース台４０は、大略、下壁４１及び上壁４３と、これらの一辺を連結する側壁４２から構成してある。この上壁４３は、その上面４３ａ及び下面４３ｂの形状を円弧状の曲面としてある。さらに詳しくは、水準器３７内に位置する支点Ｆ’を中心として回転軸Ｚ上の一点が描く軌跡の集合であり、平面方向視で、上面４３ａ及び下面４３ｂは下側に突出している。
【００２５】
上壁４３の上面４３ａ及び下面４３ｂは、その表面形状に沿うように一対の上挟み具４４及び下挟み具４５により上下から面接触状態にて相対移動可能に挟持される。すなわち、上壁４３が上挟み具４４及び下挟み具４５のガイド部材となっている。
【００２６】
締付具４６は、大略、締付ノブ４６ａと、締付部４６ｂとを備えている。この締付部４６ｂは、その中心軸を回転軸Ｚに一致させた状態で、下挟み具４５及び上壁４３を貫通し、上挟み具４４に螺合させてある。また、締付部４６ｂの外周には、下挟み具４３を上方に押圧するためのコイル状の圧縮バネ４７を設けてある。
【００２７】
一方、上挟み具４４の上方には軸部材３０を連結してある。この軸部材３０は、回転ドラム３５の内部を貫通し、水準器３７に挿入してある。かかる構成によれば、締付け具４６、上挟み具４４、下挟み具４５、回転ドラム３５、水準器３７及びカメラ取付け具４は、回転軸Ｚのベース台４０に対する傾斜に連動（従動）して傾斜する。
【００２８】
回転軸Ｚの傾斜を調整する際には、まず、締付ノブ４６ａを緩め、上壁４３表面に沿って下挟み具４５及び上挟み具４４を移動させる。水準器３７内も設けてある気泡管の気泡が水平位置を示す状態において、締付ノブ４６ａを締付方向に回転させる。そして、圧縮ばね４７の付勢により上挟具４４及び下挟具４５を上壁４３に対して押圧し、これらを相対的に固定する。
【００２９】
最後に、本発明のさらなる実施形態の可能性について言及する。もちろん、以下の各実施形態を相互に組み合わせて実施することは可能である。
上記実施形態では、魚眼レンズを装着したカメラ用いて全方位パノラマ画像を作成する場合を例にとって説明した。しかし、カメラに装着するレンズは魚眼レンズに限らす、種々のレンズを使用することが可能である。但し、全方位パノラマ画像を作成する際には、広角レンズを用いると、撮影回数が少なくてすむ。特に、撮影視野が１８０°以上である魚眼レンズを用いれば、２回の撮影で３６０°の全方位パノラマ撮影が可能な点で上記実施形態は優れている。
【００３０】
上記実施形態では、回転軸周り３６０°のパノラマ画像を作成する場合を例にとって説明した。しかし、これに限らず、撮影視野を限った画像を作成する場合にも有用であり、さらには、連写撮影を行うこともできる。
【００３１】
また、上記実施形態では、デジタルスチルカメラを用いて撮影する場合を例にとって説明した。しかし、銀塩カメラや、ビデオカメラ、赤外線カメラ等、種々の撮像装置を用いることが可能である。
【００３２】
上記実施形態では、水準器３７を平面方向視で円形の気泡管より構成した。しかし、カメラのＸ軸方向に対する傾斜を問題としないのであれば、例えば、Ｙ軸一方向のみの傾斜を測定する棒状気泡管のように、種々の気泡管を用いることができる。
【００３３】
なお、特許請求の範囲の項に記入した符号は、あくまでも図面との対照を便利にするためのものにすぎず、該記入により本発明は添付図面の構成に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一実施形態に係るカメラ治具の破砕断面図である。
【図２】図１の左側面図である。
【図３】図１の右側面図である。
【図４】図１の平面図であり、二点差線で示す部分は、回転軸周りに１８０°回転させた際のカメラ位置を示すものである。
【図５】本発明の第二実施形態に係るカメラ治具の破砕断面図である。
【図６】第二実施形態におけるベース台近傍の部分拡大断面図である。
【図７】図５の右側面図である。
【図８】本発明に係るカメラ治具を用いて３６０°パノラマ画像を作成する手順を示す図であり、（ａ）は撮影視野の範囲を模式的に示す図、（ｂ）は魚眼レンズを回転軸周り１８０度回転させた位置で撮影した画像を模式的に示す図、（ｃ）は（ｂ）の画像をつなぎ合わせた画像を模式的に示す図である。
【図９】従来のカメラ治具を用いて３６０°パノラマ画像を撮影を作成する手順を示す図であり、（ａ）は撮影視野の範囲を模式的に示す図、（ｂ）は魚眼レンズを回転軸周り１８０度回転させた位置で撮影した画像を模式的に示す図、（ｃ）は（ｂ）の画像をつなぎ合わせた画像を模式的に示す図である。
【符号の説明】
１、１’：カメラ治具、２、２’：傾斜調整機構、３：回転機構、４：カメラ取付具、１０：カメラ、１１：操作部、１２：ネック部、１３：レンズ、１４：カメラ載置テーブル、１４ａ：カメラ取付ねじ、１５：ホールド部材、１６：あて板部材、１７：カメラ取付ねじ、１８：支持アーム、１９：スプリングロックピン、１９ａ：ピン、１９ｂ：グリップ、２０：ベース台、２１：タップ、２２：内側壁、２３：ボール、２４：締付具、２４ａ：ノブ、２４ｂ：締付部材、２５：開口、３０：軸部材、３１：アーム支持部材、３２：溝、３５：回転ドラム、３６：ベアリング、３７：水準器、３７ａ：容器、３７ｂ：気泡、３７ｃ：基準円、４０：ベース台、４１：タップ、４２：側壁、４３：上壁（ガイド部材）、４３ａ：上面、４３ｂ：下面、４４：上挟み具、４５：下挟み具、４６：締付具、４６ａ：ノブ、４６ｂ：締付部、４７：圧縮ばね、４８：孔、Ｆ、Ｆ’：支点、Ｖ：撮影視野、Ｚ：回転軸

Claims

ベース台（２０、４０）と、カメラ取付具（４）と、前記ベース台（２０、４０）に支持されて前記カメラ取付台（４）を回転軸（Ｚ）周りで回転させる回転機構（３）とを備え、取り付けた広角レンズ（１３）付きカメラを逐次回転させることで全方位画像を撮影する際に用いるカメラ治具であって、前記ベース台（２０）及び前記回転機構（３）の間に介在して前記ベース台（２０、４０）に対する前記回転軸（Ｚ）の傾斜を調整するための傾斜調整機構（２、２’）と、前記回転軸（Ｚ）の傾斜の度合いを測定する傾斜測定具（３７）とをさらに備えることを特徴とするカメラ治具。
前記回転機構（３）の下方に前記回転軸（Ｚ）の傾斜の支点（Ｆ）を位置させてあることを特徴とする請求項１に記載のカメラ治具。
前記回転機構（３）の上方に前記回転軸（Ｚ）の傾斜の支点（Ｆ’）を位置させてあることを特徴とする請求項１に記載のカメラ治具。
前記傾斜調整機構（２’）が、前記支点（Ｆ’）を中心とする円弧状のガイド部材（４３）と、前記回転軸（Ｚ）に連動する従動部材（４４、４５）とを備え、前記従動部材（４４、４５）が前記ガイド部材（４３）の表面に沿って移動可能であることを特徴とする請求項３に記載のカメラ治具。
前記傾斜測定具（３７）を前記回転機構（３）の上方に設けてあることを特徴とする請求項１〜４にいずれかに記載のカメラ治具。
前記傾斜測定具（３７）が水準器であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のカメラ治具。
前記広角レンズ（１３）が魚眼レンズであることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のカメラ治具。