JP2005260666A - 分割撮像方式および分割撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】分割撮像の際に隣接する分割画像とのオーバーラップを間違いなくしかも簡単に確保でき、かつ撮像装置全体が軽量で持ち運びが容易で使いやすくなるような撮像装置を提供すること
【解決手段】 デジタルカメラでカメラの画角ではカバーできない広範囲の撮像対象領域を画角でカバー可能な範囲内の小さな撮像対象領域に分割して撮像する撮像方式であって、デジタルカメラにジャイロを取り付け、カメラの姿勢と撮像対象領域の位置関係をつかんで、カメラのビューファインダーに表示された撮像済みの領域を示す画像を見ながら隣接画像と隙間が生じないように手動でカメラの姿勢を調節し、分割撮像を実行できる分割撮像方式と分割撮像装置を提供する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、構造物等の表面構造部分の欠陥の調査あるいは検査等のために、手動で撮像手段の姿勢を変えながら撮像領域に対して分割撮像を行うための新規な方式、ならびに該新規な方式を実現するための機能を具備したデジタル方式の撮像手段（以下、デジタルカメラとも呼ぶ）あるいは撮像手段を含む撮像装置に関する。
詳しくは、分割撮像後のデジタル画像を全撮像領域の画像に画像処理によってつなぎ合わせることを前提として撮像手段あるいは撮像手段を含む撮像装置によって分割撮像するときに、各分割撮像領域の周辺部分の隣接撮像領域との重なり（オーバーラップ）を間違いなくかつ適正量を容易に確保して撮像することを可能にするための新規な方式、ならびに該方式を実現するための機能を具備するデジタル方式の撮像手段あるいは撮像手段を含む撮像装置に関する。

広い領域を限られた画角のカメラで撮像しようとする場合、分割撮像によって撮像領域全体を撮像し、かつ、分割撮像されたこれらの分割画像をつなぎ合わせるときに隣接の分割画像との間に画像の欠落部分が存在してつなぎ合わせができないトラブルが生じないように、撮像しようとする分割撮像画像と隣接の分割撮像画像との間に適当なオーバーラップ部分を確保しながら撮像することは従来行われてきたことで、その方法は、撮像に携わる人間の記憶と勘によるか、カメラを姿勢調整装置に搭載して予め分割撮像画像間のオーバーラップがとれるようにカメラの画角をもとに計算された姿勢に調製しながら撮像することであった。

しかしながら、これらの方法には多くの欠点があった。
人間の記憶と勘に頼ってオーバーラップをとりながら分割撮像を行う方式は、ミスを犯しやすく、また撮像者の精神的な疲労が大きなものであった。
また、カメラを姿勢調整装置に搭載して予め分割撮像画像間のオーバーラップがとれるようにカメラの画角をもとに計算された姿勢に調製しながら撮像する方式は、特別な計算過程ならびに姿勢調整装置が必要で、その結果撮像に時間がかかる、あるいは撮像装置全体が大きく重くなる等で、特にポータブルな調査計測器として戸外を持ち運びながら撮像する用途に対しては使いづらいものであった。
本発明に対抗できる特許は、出願時点で発見できていない。 本発明の無効とすることが可能な文献は、出願時点で発見できていない。

解決しようとする課題は、上記の欠点のない分割撮像方式とそれを実現する撮像手段あるいは撮像装置を提供することであり、手動で分割撮像する際に隣接する分割画像とのオーバーラップを間違いなくしかも簡単に確保でき、かつ撮像装置全体が軽量で持ち運びが容易で使いやすくなるようにすることである。

本発明に係る分割撮像方式は、画素ごとにデジタル的に記録される方式の撮像手段によって、撮像手段の画角ではカバーできない広範囲の撮像対象領域を画角でカバー可能な範囲内の小さな撮像対象領域に分割して撮像する撮像方式において、
装置制御手段は、
撮像対象領域の個々の分割撮像画像が、姿勢測定手段により測定された撮像手段の姿勢データとともに記録され、
記録された分割撮像画像から、分割撮像された領域が撮像済みであることを明示する分割撮像済み識別画像が、姿勢データを共有する形で生成され、撮像手段の姿勢に連動して表示手段の表示面上を移動する方式で被写体映像に重ねて表示されるように、
分割撮像装置を制御し、
撮像者は、これから撮像しようとする領域の分割撮像画像が隣接する分割撮像済み識別画像に対応する分割撮像画像と境界領域で適正量の重なりを持つように、表示手段に表示されている像を目視しながら撮像手段の姿勢を操作して合わせた後、被写体の撮像を行うものである。

さらに、この方式において、撮像手段による撮像画像の外周と同サイズの最大撮像領域枠、その内側に所定のサイズの分割撮像領域枠より更に小さいサイズを持つ補助枠を表示面に固定的に表示し、これから撮像しようとする分割撮像画像との間で重なりを持たせようとする境界領域に属する隣接の分割撮像済み識別画像の最外周部分を境界領域に対応する補助枠の対応部分に合致させるように撮像手段の姿勢を合わせて撮像し、これから撮像しようとする領域の分割撮像画像が隣接する分割撮像済み識別画像に対応する分割撮像画像と境界領域で適正量の重なりを持つようにしてもよい。

さらに、最大撮像領域枠と補助枠の対応する辺間の距離が等しくなるようにすることが望ましい。更に望ましくは、分割撮像領域枠と最大撮像領域枠および補助枠の対応する辺間の距離が等しくなるようにすることである。

また、本発明に係る分割撮像方式の他の方式は、画素ごとにデジタル的に記録される方式の撮像手段によって、撮像手段の画角ではカバーできない広範囲の撮像対象領域を画角でカバー可能な範囲内の小撮像対象領域に分割して撮像する撮像方式において、
装置制御手段は、
隣接する分割撮像画像同士がその境界領域で所定の重なりを確保できるように、予め、撮像対象領域が複数の分割撮像予定領域に分割されて、各分割撮像予定領域に対応する分割撮像領域予定枠が設定され、
個々の分割撮像画像が、姿勢測定手段により測定された撮像手段の姿勢データとともに記録され、
記録された分割撮像画像から、分割撮像された領域が撮像済みであることを明示する分割撮像済み識別画像が、姿勢データを共有する形で生成され、
分割撮像領域予定枠と分割撮像済み識別画像が、撮像手段の姿勢に連動して表示手段の表示面上を移動する方式で被写体映像に重ねて表示されるように、
分割撮像装置を制御し、
撮像者は、表示手段に表示されている像を目視しながら撮像手段の姿勢を操作し、未だ撮像されていない分割撮像予定領域に対応する分割撮像領域予定枠が、撮像手段の最大撮像領域内となるように撮像手段の姿勢を合わせて未だ撮像されていない分割撮像予定領域に対する画像を撮像することである。

さらに、撮像者は、表示手段に表示されている像を目視しながら撮像手段の姿勢を操作し、表示手段に固定的に同時表示される分割撮像領域枠を位置合わせ基準枠として用いて、未だ撮像されていない分割撮像予定領域に対応する分割撮像領域予定枠が、分割撮像領域枠と重なるように撮像手段の姿勢を合わせて未だ撮像されていない分割撮像予定領域に対する画像を撮像してもよい。

さらに、分割撮像領域枠および分割撮像領域予定枠のサイズが撮像手段の画角に連動して設定されるようにしてもよい。

さらに、撮像手段の画角が、自動認識されるようにしてもよい。

さらに、分割撮像領域枠が分割撮像領域予定枠と同一サイズであることが望ましい。

さらに、分割撮像済み識別画像は分割撮像領域予定枠と目視識別可能な画像とする。

上記のすべての手段において、分割撮像済み識別画像は、既分割撮像画像の処理画像（この場合は、濃度値を下げる、薄い色をつける、あるいは特定の細かな模様を重ねる等で分割撮像画像と重なっても互いに識別可能な形に画像処理を行うことが望ましい。）、既分割撮像画像の枠だけを明示した画像あるいは既分割撮像画像とは異なる新たに作られた画像のいずれでもよい。

上記のすべての手段において、装置制御手段は、分割撮像終了後、各分割撮像画像間の隙間の有無を指令により自動的に検査し、隙間があった場合にはその位置を表示手段に表示し、
撮像者が表示の案内に従って撮像手段の姿勢を操作し、隙間をなくするように追加の撮像を行った後、既に撮像された分割撮像画像に追加するか、又は、撮像者が表示の案内に従って撮像手段の姿勢を操作し、隙間を生む原因となった既に撮像された分割撮像画像を撮りなおした後、置き換えるかのいずれかの制御を行うようにしてもよい。

上記のすべての手段において、各分割撮像時に、測距手段を使って撮像手段から分割撮像対象物までの距離を測定し、測距情報をその分割撮像画像の付帯データとする方式をとってもよい。

本発明に係る分割撮像装置は、可視光あるいは赤外線を利用する撮像手段、
撮像手段の姿勢を検知する姿勢測定手段、
被写体映像、撮像用補助画像、あるいは文字・記号等を表示する表示手段、
分割撮像画像と該分割撮像画像に対応する付帯データを記録する記録手段、
および撮像、表示、記録、記憶、姿勢測定の制御を司る装置制御手段、
を具備し、上記の本発明を実現する分割撮像方法の各手段により分割撮像が可能な分割撮像装置とすることである。

この分割撮像装置において、姿勢測定手段が、撮像手段に組込み装備されるようにすることが好ましい。

さらに、姿勢測定手段、表示手段、装置制御手段が、撮像手段に組込み装備されるようにすることはより好ましい。

また、姿勢測定手段は、撮像手段あるいは撮像手段支持体に装備され、表示手段および装置制御手段は撮像手段の外部に設置されるようにすることもできる。

上記各手段をとる分割撮像装置において、撮像手段から分割撮像対象物までの距離を測定するための測距手段を付加的に持ち、装置制御手段で測距手段の制御を付加的に行うようにしてもよい。

そのときに、測距手段が、撮像手段に組込み装備されるようにしてもよい。

本発明の第１の効果は、可視光カメラによって手動で分割撮像を実施する際に隣接分割撮像画像との間に適切なオーバーラップを設けることが、従来困難であったが、本発明により格段に容易になったことである。
第２の効果は、本発明の分割撮像方法を実現する機能をカメラの本体（撮像手段）に具備させたことで、撮像装置全体がコンパクトかつ持ち運びがしやすくなったことで、分割撮像時の作業者の負担が大きく減少した。
第３の効果は、手動で分割撮像を実施した際に、従来、オーバーラップが適切でなかった場合に、その部分のデータを欠陥データとして放置するか、労力と時間を費やして不適切であった被撮像対象物の部分を特定し再撮像を実施するかのいずれかであったものが、容易に不適切箇所を探し出すことができ、不適切箇所の再撮像が容易になったことであり、結果的に従前に増して撮像画像の信頼性が向上したことである。

本発明を実施するための最良の形態は、図１に示す分割撮像装置を使用して、撮像手段の表示手段に表示されるこれから分割撮像しようとする被写体映像と、撮像手段の姿勢に連動して表示手段に表示される撮像済みの分割撮像画像の範囲を示す画像（実施例１の場合）あるいは分割撮像予定領域を示す画像（実施例２の場合）との相対的な位置関係を目視で確認しながら、分割撮像画像間に必ず重なりが確保されるように撮像が可能な分割撮像方式をとることであり、実施例とともに説明する。

最良の形態の分割撮像装置は、図１にブロック図で示す構成で実施例１および２に共通である。構成要素はすべて一般のデジタルカメラに相当する撮像手段１０に一体的に搭載される。
構成要素は、ＣＣＤ等の撮像素子３０、撮像素子３０上に被写体（分割撮像対象物）の像を結像させるためのレンズ等で構成される撮像光学系２０、被写体映像、撮像用補助画像（後述の撮像の姿勢合わせ用の各種枠を含む補助的な画像）および文字・記号等を表示する表示手段４０、分割撮像結果を撮像データとして記録する記録手段５０、記憶手段１４０、撮像手段１０の姿勢（方位角、俯仰角、光軸周りの傾き角）を測定するジャイロ等の姿勢測定手段６０、該姿勢測定手段６０の制御を行う測定制御手段１５０およびこれらの制御を司る撮像制御手段１３０である。撮像制御手段１３０、測定制御手段１５０、および記憶手段１４０を合わせて装置制御手段１００と呼ぶ。

撮像制御手段１３０は、撮像者の指令する撮像開始信号（シャッター信号）を受けて設定された条件で撮像素子３０上に撮像データを蓄積させ、並行して測定制御手段１５０に対し姿勢測定開始の指令を与える。一方、姿勢測定手段６０による撮像手段１０の姿勢測定結果は、測定制御手段１５０の出力ポートに出力されてくる。撮像素子３０に蓄積された撮像データは分割撮像画像として撮像制御手段１３０によって読み出され、並行して撮像制御手段１３０によって読み出された撮像時の姿勢測定結果（以降、姿勢データとも呼ぶ。）とともに記憶手段１４０に保存される。これらの撮像データと姿勢データは、また、記録手段５０にも書き込まれる。
因みに、記録手段５０に書き込まれたデータは、分割撮像画像の結合工程用データとして使われる。記録手段５０はその目的に使用可能な形態であればよく、結合工程を含めたシステムの設計に依存する。従って、記録手段５０は、リムーバブルな記憶媒体を持つ記録装置であっても、記憶手段１４０を共用してその内容を結合工程へ通信手段で送信可能な形態の一連の記憶・送信電子回路部分であってもよい。

また、姿勢測定手段６０のジャイロ以外の手段としては、撮像手段１０の姿勢に連動してコードパターンの設けられたディスクが回転する形式でステータ部分が撮像手段１０以外の固定物に接地されたエンコーダも適用可能である。

撮像手段１０の姿勢データがジャイロによる絶対的な姿勢データである場合は、この分割撮像装置の撮像データが使われる結合工程の設計の仕方によっては、結合工程で使用容易な形に変換する目的で、撮像制御手段１３０内で分割撮像対象物１上の各分割撮像領域に対する撮像手段１０の相対姿勢、即ち、所定の分割撮像位置における撮像手段１０の基準姿勢に対する相対空間角度変位（方位角方向、俯仰角方向、および光軸周りの傾き角方向）に計算しなおされて記憶手段５０に書き込まれることもあり得る。この場合も計算しなおされた姿勢測定結果を姿勢データと呼ぶ。

最良の形態における分割撮像方式は、実施例１および実施例２で特徴的な詳細について述べるが、共通の部分を以下に示す。
記憶手段１４０に保存された分割撮像画像は、対応する分割撮像領域が分割撮像済みであることを表示面４０ａ上で被写体映像と明確に区別して表示するために、撮像制御手段１３０により、分割撮像画像を同領域の被写体映像とも視覚で識別可能な分割撮像済み識別画像に変換され、保存され、この画像が表示用として使用される。分割撮像済み識別画像としては、既分割撮像画像の処理画像を使う（この場合は、濃度値を下げる、薄い色をつける、あるいは特定の細かな模様を重ねる等で分割撮像画像と重なっても互いに識別可能な形に画像処理を行うことが望ましい。）、既分割撮像画像の枠だけを明示した画像、あるいは既分割撮像画像とは異なる新たに作られた画像のいずれでもよい。
分割撮像済み識別画像の表示面４０ａ内の表示位置および表示姿勢（傾き）と撮像手段１０の姿勢の関係は、対応する分割撮像がなされた時点の撮像手段１０の姿勢が測定されていることから、一義的に決まる。従って、保存されている分割撮像済み識別画像は、撮像手段１０の姿勢に連動して表示手段４０の表示面４０ａ上を全方向にスクロールするように撮像制御手段１３０によって制御され、表示される。従って、撮像手段１０の姿勢をある分割撮像を行ったときの姿勢に徐々に近づけていくと、その分割撮像画像に対応する分割撮像済み識別画像が表示手段４０内の表示面４０ａ内に徐々に表示されるようになり、撮像手段１０の姿勢をその分割撮像を行ったときの姿勢に正確に合わせると、その分割撮像画像に対応する分割撮像済み識別画像が表示手段４０内に固定的に表示されている最大撮像領域枠に正確に合うように表示されることとなる。
以上の機能を使用することによって、撮像者は、表示手段４０を覗きながら分割撮像すべき領域を探すとき、表示面４０ａ上に表示されている像のどの部分が分割撮像済みで、どの部分が分割撮像未済であるかを、明確に区別でき、分割撮像が未済である領域に撮像手段１０を向け、適正に姿勢を合わせて撮像を実施することができる。
そのときの撮像手段１０の姿勢合わせの支援ツールとして、表示手段４０の表示面４０ａ上に固定的に設けられた最大撮像領域枠（撮像手段１０の画角によって決まる撮像可能な最大領域）に対し、その内側に、分割撮像領域に相当する領域の外枠を示す分割撮像領域枠を表示面に対して固定的に表示することも、実施例１に示すような隣接の分割撮像済み識別画像との重なりを目視により定量するときの目安、あるいは実施例２に示すような予め設定された分割撮像領域予定枠への目視による合わせ込みの目安として有効な方法である。

上記の最良の形態において、上記図１に構成を記載した分割撮像装置を使用して撮像対象領域の分割撮像を行う方式の第１の実施例が、実施例１である。
実施例１の方式は、図２のフローチャートに示すごときものである。その内容を以下に説明する。

（ステップＳ１０１） 撮像手段１０の初期諸設定を行うステップで、ズーム倍率、その他撮像に必要な条件項目等の設定を行う。自動設定あるいは既設定であれば、当然撮像者は何もしなくてよい。

（ステップＳ１０２） このステップは最初の分割撮像位置合わせを行うもので、表示面４０ａを見ながら、最初の分割撮像をしようとする分割撮像領域が表示面４０ａに表示されるように撮像手段１０の姿勢を調節して合わせる。

（ステップＳ１０３） 分割撮像を行う。撮像時の姿勢計測は前述のように同時並行で自動的になされる。計測中は表示手段４０内に「計測中」表示が出るので、撮像者はその間は撮像手段を動かさないように保持しなければならない。

（ステップＳ１０４） 分割撮像画像、姿勢データ（測定制御手段１５０経由）を撮像制御手段１３０が読み込み、各々の等価なデータを記録手段５０と記憶手段１４０に書き込む。
ここに等価なデータとは元データあるいは元データと同等な内容を保持する元データの加工データあるいは抽出データを意味する。例えば、姿勢データについては、予め撮像対象領域に対する撮像手段１０の分割撮像位置と基準姿勢を決めておき、ジャイロからの絶対的な姿勢測定結果が、各分割撮像領域に対する撮像手段１０の基準姿勢からの相対姿勢、即ち、基準姿勢に対する相対空間角度変位（方位角方向、俯仰角方向、および光軸周りの傾き角方向）に計算しなおされ、これを等価な姿勢データとするようなことを意味する。

（ステップＳ１０５） 撮像制御手段１３０は、分割撮像画像からその分割撮像対象領域が撮像済みであることを明示するための分割撮像済み識別画像を作り、これを分割撮像画像が撮られたときの姿勢データと関連付けて記憶手段５０に保存する。すなわち、撮像時の撮像手段１０の姿勢に合わせた姿勢で表示手段４０に表示されるようにする。そして、分割撮像済み識別画像が撮像手段１０の姿勢に連動して表示手段４０上をすべての方向にスクロールして表示されるようにし、表示手段４０に表示される被写体映像の領域の内、既に撮像済み領域の部分は分割撮像済み識別画像が被写体映像に重ねて表示され、未だ撮像されていない領域の部分は、被写体映像だけが表示されるように制御する。
分割撮像済み識別画像としては、例えば、画像処理によって分割撮像画像の濃度を薄めただけの画像あるいは分割撮像画像の外枠だけを残して太線化した画像、あるいはまったく異なるイメージの画像を新たに作る等が採用される。ただ、後２者の場合のサイズは、望ましくは元の画像と同一サイズであることであるが、画像境界線が元画像に対して内側あるいは外側に微少量オフセットしていても実質的には大きな問題はない。

（ステップＳ１０６） 分割撮像対象領域全体の一連の分割撮像がすべて終了したか否かの判定。判定は、撮像者が、表示手段４０を見ながら分割撮像領域全体を走査するように撮像手段１０の姿勢を変えながら、分割撮像済み識別画像のない箇所があるかどうかチェックするか、あるいは分割撮像領域全体に対応する撮像済み識別画像の有無を縮小表示で表示手段４０に表示できるようにしておき、この表示モードにすることによって確認する等の手段で行われる。
「Ｙｅｓ」のときはＥ２に進み、このフローは終了。「Ｎｏ」のときはステップＳ１０７に進む。

（ステップＳ１０７） 撮像者は、表示手段４０に表示される画像を見ながら、分割撮像済み識別画像と隣接する未だ分割撮像されていない領域の被写体映像とがそれらの周囲部分で適正量の重なりを持つように撮像手段の姿勢を調整して、分割撮像済みの領域に隣接する未撮像領域の分割撮像の姿勢を決める。
上記の「分割撮像済み識別画像と隣接する未だ分割撮像されていない方向の被写体映像とがそれらの周囲部分で適正量の重なりを持つように撮像手段の姿勢を調整」することを容易にするための簡易な手段として、図５の３種類の太線で示すように、表示面４０ａ上の分割撮像領域枠（実線）の内側に補助枠（１点鎖線）を表示するようにしておき、上記補助枠を隣接の分割撮像済み識別画像の最外周に合わせる方法がある。この状態で分割撮像を実施すれば、理想的には対応する分割撮像領域枠の外側に適当なはみ出し量（＝最大撮像領域枠と分割撮像領域枠の対応する辺間間隔）を持つ分割撮像画像（サイズは最大撮像領域枠と同じ）が得られることになる。この場合には、分割撮像領域枠の外側に表示される最大撮像領域枠と補助枠の対応する辺間の距離は同一であることが望ましい。更にまた、分割撮像領域枠の表示位置は最大撮像領域枠と補助枠双方からの距離が等しい位置であることが望ましい。このときには、理想的にはそれぞれの分割撮像画像を撮ったときの分割撮像領域枠に対応する分割撮像が像上の仮想線が分割撮像画像の重なり部分の中央に配置されるように撮像されていく方式であり、撮像者による合わせ誤差の積み重ねで周囲の隣接撮像領域との間で隙間ができて、その結果、追加の撮像画像でその隙間をカバーしなければならないことが起こる可能性を最も少なくできる方式である。
ここで、最大領域を示す最大撮像領域枠は、表示面４０ａの最外周でもいいし、合わせの見易さ向上の目的（線の両側が見えるという意味）で、表示面４０ａを最大領域より大きくし、最大撮像領域枠が線で明確に見えるようにし、かつ最大撮像領域枠を分割撮像領域枠と目視で分別可能なように色あるいは枠線のパターンを異ならせる等表示の仕方を変えるようにしてもよい。
そのあと、ステップS １０３に戻り、ステップS １０３からステップS １０６の判定を経てステップS １０７までをすべての分割撮像対象領域の分割撮像が終了するまで繰り返す。

図４は、上記の方法で分割撮像を行った場合に合わせ誤差の積み重ねでできる隙間、不注意による隙間、あるいは撮像未済領域の見落としによる大きな隙間領域ができる事態に備えた追加の方法である。

（ステップＳ１０８） 図２のフローの終了後、分割撮像画像間に重なりのない箇所あるいは分割撮像画像の撮られていない領域があるか否かソフトウエアで自動的に判断する。重なりのない箇所あるいは分割撮像画像の撮られていない領域がなければすべて終了（Ｅ５へ進む）。重なりのない箇所あるいは分割撮像画像の撮られていない領域があれば、ステップS１０９へ進む。

（ステップＳ１０９） 重なりのない箇所あるいは分割撮像画像の撮られていない領域にソフトウエア的にマーキングして（例えば、互いに隣り合う分割撮像済み識別画像の外周の本来隣接する側にある辺同士が部分的にでも相手側の分割撮像済み識別画像の中に属していないときには、その部分は重なりがない部分とみなして、その部分に関係する外周部分に対応する記憶手段１４０内のデータの色属性を変える等のマーキングを行って）、表示手段４０に色表示する準備をする。この結果、撮像手段１０が重なりの取れなかった撮像領域部分あるいは分割撮像画像の撮られていない撮像領域部分に向けられるとマーキング部分が表示面に表示されることになる。

（ステップＳ１１０） 表示手段４０内に、重なりのない箇所の存在する方向を撮像者に案内するための表示をする。例えば、撮像手段の姿勢（光軸の方向）を変えるべき方向に向けて矢印を表示するとか、マーキングの位置の表示付の撮像領域全体の縮小版を表示する方法をとる。これらの表示は、表示面４０ａ上でもいいし、表示面４０ａとは別の表示手段を設けてそこで行ってもよい。

（ステップＳ１１１） 撮像者は、表示の案内に従って撮像手段１０の姿勢を変え、重なりのない箇所を探し出して、分割撮像範囲がその部分を覆うように撮像手段の姿勢を決め、分割撮像、姿勢計測、撮像距離の計測を行う。
然る後に、図２のＥ４にジャンプしてフローに従い、隙間のある箇所がなくなるまで上記フローを実行する。
ただし、２回目の上記Ｅ２からのフロー実行に先立って、ステップＳ１０８においては隙間の解消された部分はマーキングを消去しておく。

ここで、上記隙間を埋める方法については、例えばある分割撮像画像がたまたま所定の合わせるべき位置からずれて撮像されてしまった場合等には、隙間を生む原因となった分割撮像画像を撮りなおす手段もある。
その手段の例は、以下に説明するごときものである。
撮像手段１０の姿勢を調整して当該の分割撮像画像の分割撮像済み識別画像に表示面４０ａの最大撮像領域枠を合わせて、消去ボタンを押す等の所定の方法で消去指令を出す。然る後に、撮りなおすべき分割撮像領域に合うように撮像手段１０の姿勢を調整し、撮像を行う。この一連の指令／動作により撮像制御手段１３０は記憶手段１４０および記録手段５０内の分割撮像画像データ、撮像済み識別画像および姿勢データを消去し、新たに撮像された分割撮像画像データと姿勢データを記憶手段１４０と記録手段５０に保存し、記憶手段１４０内の分割撮像画像データは分割撮像済み識別画像に変えられる。然る後に図５のＥ２以降を実行する。

上記図１に構成を記載した分割撮像装置を使用して撮像対象領域の分割撮像を行う方式の第２の実施例が、実施例２である。
実施例２の方式は、図３のフローチャートに示すごときものである。その内容を以下に説明する。
実施例２の特徴は、撮像者が撮像対象領域に対する撮像手段１０の撮像位置および基準姿勢を決め、スイッチを押す等の所定の指令を出すことによって、撮像制御手段１３０が予め撮像手段１０の画角に従って撮像予定領域を決定し、記憶手段５０内で分割撮像領域予定枠を撮像手段１０の姿勢と関連付けて設定し、これを撮像手段１０の姿勢に連動して表示面４０ａに表示し、撮像者は表示された分割撮像領域予定枠を実施例１で述べた分割撮像領域枠に合わせて撮像することにより、結果的に隣接の分割撮像画像との重なりを容易に確保して分割撮像を完了できる方式であり、分割撮像領域予定枠に合わせてどの予定枠からでも撮像可能な方式である。

以下に、実施例２の分割撮像方式を図３のフローチャートに従って説明する。
（ステップＳ２０１） （ステップＳ１０１）と同じ。

（ステップＳ２０２） 撮像者が、撮像手段１０を撮像対象物に向けて撮像手段１０の撮像位置および基準姿勢を決め（撮像手段の基準位置を定め、表示手段４０の表示面４０ａの左右方向の枠線を水平方向に合わせる、あるいは分割の境界位置を支配する重要な最初の分割撮像領域の指定等の行為を意味する。）、ボタンを押す等の所定の指令を出すことにより、撮像制御手段１３０は、撮像領域全体を、複数の分割撮像領域に予め分割し、その分割の境界を分割撮像領域予定枠として設定し、各分割撮像領域予定枠および対応する分割撮像領域と撮像手段１０の姿勢との関係を把握し、その関係に従って分割撮像領域予定枠は、撮像手段１０の姿勢に連動して表示手段４０の表示面４０ａ上を全方向にスクロールするように撮像制御手段１３０によって制御され、表示される。また、各分割撮像領域予定枠のサイズは、実施例１で述べた分割撮像領域枠と同じであることが撮像手段１０の姿勢合わせの観点から望ましい。

（ステップＳ２０３） 撮像者は、表示手段４０を見ながら、未だ撮像が終了していない領域で撮像したい分割撮像領域の分割撮像領域予定枠を分割撮像領域枠に重なるように撮像手段１０の姿勢を調整し、分割撮像を行う。姿勢計測は同時並行で行われる。

（ステップＳ２０４） 撮像制御手段１３０は、分割撮像画像、姿勢データを読み込み、各々の等価データを記録手段５０に書き込む。

（ステップＳ２０５） 撮像制御手段１３０は、分割撮像画像から分割撮像済み識別画像を作り、撮像が終了した分割撮像予定領域の分割撮像領域予定枠に撮像時の撮像手段１０の姿勢に連動した姿勢で重なるように分割撮像済み識別画像を表示し、その領域が撮像済みであることを明示する。また、表示手段４０に表示される被写体映像の領域の内、既に撮像済み領域の部分は分割撮像済み識別画像と分割撮像領域予定枠の対応部分が被写体映像と重なって、未だ撮像されていない領域の部分は分割撮像領域予定枠の対応部分が被写体映像に重なって表示されるように制御する。

（ステップＳ２０６） 分割撮像対象領域全体が分割撮像されたかどうかのチェック。ただし、撮像者は分割撮像領域予定枠すべて撮像を終えたかどうかチェックするだけで、分割撮像画像間で重なりのない箇所が在るか否かのチェックは、実施例１のときと比較してステップＳ１１１からの戻りの先Ｅ４が図３のＥ４となる以外は実施例１と同様、図４のフローに従って自動で行われる。

実施例１あるいは２において、分割撮像領域枠と分割撮像領域予定枠のサイズは撮像制御手段１３０によって画角との関係において所定の大きさに決定されるが、このときに使用される画角の撮像制御手段１３０による認識方法については、複数の方法がある。
第１は、ズームレンズ系の識別検知、同一ズームレンズ系の中でのズーム調整量の検知も含めてすべて自動的に検知して、電子的なズーム量と合わせて画角が自動的に認識される方法である。この場合には、ズームレンズ系の自動認識手段と同一ズームレンズ系でのズーム調整量の自動検知手段を備える必要がある。これらの自動検知手段は現状一般技術の中から任意に選択可能である。
第２は、ズームレンズ系の識別検知と同一ズームレンズ系でのズーム調整量の検知は撮像者の手動入力による方法である。この入力方法についても各種既知技術は存在するので取捨選択は可能である。

（本発明を実施するための他の形態）
本形態は、図６で分割撮像装置の構成を示すように、本発明を実施するための最良の形態の分割撮像装置の構成を示す図１に対して、撮像手段１０から分割撮像対象物までの撮像距離を測定する測距手段７０が追加された構成の実施形態である。
本発明の分割撮像装置が使用される業務の一つである撮像対象物の表面状態を計測するような業務においては、分割撮像された画像を正確につなぎ合わせる際には、分割撮像対象物に対して斜めから撮られた画像を正面の無限遠から見た画像に変換する方法が通常採られ、その際、予め撮像対象物の形状・寸法あるいは撮像点から見た距離が既知でない場合には、上記の変換のためには測距手段により測定される撮像距離が必須項目となることから、測距手段７０を使う実施形態を提供するものである。
本形態における分割撮像方式は、基本的に図２、図３、および図４に従うが、本発明を実施するための最良の形態の説明に対して、異なる点を以下に説明する。
測距手段７０は、撮像手段１０に含まれ、測定制御手段１５０に接続されている。
測定制御手段１５０は、姿勢制御手段６０と測距手段７０の制御とこれらからの測定データの撮像制御手段１３０への受渡しを行う。
測距手段７０の計測動作は、図２のステップＳ１０３、図３のステップＳ２０３および図４のステップＳ１１１において、姿勢測定手段６０の計測動作と同様に撮像開始信号によって自動的に開始し、測定結果（測距データ）は、図２のステップＳ１０４、図３のステップＳ２０４および図４のステップＳ１１１において、計測終了に従って撮像制御手段１３０によって記録手段５０に移される。
撮像距離計測中は、表示手段４０内に「計測中」を示す表示が出るようになっている。
また、本形態において測距手段７０は撮像手段１０と一体としてきたが、必ずしも一体である必要はない。測距手段７０は、撮像手段１０とは別体で、撮像手段１０と相対的位置関係を保つように撮像手段１０に取り付けられたブラケット等に搭載する方法もある。一体化を本形態に含めた理由は、一体化は本発明の効果である持ち運びの便利さに寄与することであることからより好ましい実施形態となることによる。

（本発明を実施するための更に他の形態）
本発明を実施するための最良の形態および他の形態においては、姿勢測定手段６０、測距手段７０、表示手段４０、記録手段５０、記憶手段１４０、撮像制御手段１３０および測定制御手段１５０が撮像手段１０と一体で装備されていたが、別体で集積しひとつの分割撮像装置として機能させる形態は存在する。当然、分割撮像方式については上述のすべての方式が適用できる。
構成要素のありうる形態としては、
（１）光学系２０、撮像素子３０、および姿勢測定手段６０が撮像手段１０に装備されていて、表示手段４０、記録手段５０、記憶手段１４０、撮像制御手段１３０、測定制御手段１５０、および測距手段７０は別体で存在するケースで、例えば必要な制御手段のハードウエア部分を付属品として備えたパソコンを表示手段４０、記憶手段５０、記憶手段１４０、撮像制御手段１３０、および測定制御手段１５０として使用するものである。
（２）上記（１）に対して、更に姿勢測定手段６０を撮像手段１０に対して別体としたものである。
（１）および（２）の構成の利点は、表示手段４０が大きく見やすく、また、数量が少ない場合には、本発明を実施するための最良の形態あるいは他の形態の分割撮像装置に比べて安価に実現できることにある。
これらのケースでは、測距手段７０あるいは姿勢測定手段６０も撮像手段１０と連動するブラケットに取り付け、ブラケットの姿勢の操作は一般のカメラの三脚に装備されるレバー操作の３次元ステージのようなものを使う簡易な構成のものが望ましい。
（３）その他、設計上ありうる組合せが存在してよい。

以上の説明では、撮像手段１０として可視光方式のデジタルカメラを想定してきたが、撮像手段１０としては、赤外線方式のデジタルカメラ等の可視光方式以外のものも適用可能である。
また、実施例の中で各手段のデータの読み込み、書き込み、処理実行等のタイミングについては設計の仕方により千差万別の方法が存在する。実施例のタイミングに限定されるものではない。

本発明を実施するための最良の形態の分割撮像装置構成を示すブロック図である。 本発明を実施するための最良の形態の実施例１の分割撮像方式を示すフローチャートである。 本発明を実施するための最良の形態の実施例２の分割撮像方式を示すフローチャートである。 本発明の実施例１および実施例２の分割撮像方式の追加部分を示すフローチャートである。 本発明の分割撮像装置の表示手段に表示される撮像位置合わせ用途の補助枠の関係を示す図である。 本発明を実施するための他の形態の構成を示すブロック図である。

符号の説明

１ 撮像対象物
１０ 撮像手段
２０ 撮像光学系
３０ 撮像素子
４０ 表示手段
５０ 記録手段
６０ ジャイロ
７０ 測距手段
１００ 装置制御手段
１３０ 撮像制御手段
１４０ 記憶手段
１５０ 測定制御手段

Claims (18)

1. 画素ごとにデジタル的に記録される方式の撮像手段によって、該撮像手段の画角ではカバーできない広範囲の撮像対象領域を該画角でカバー可能な範囲内の小撮像対象領域に分割して撮像する撮像方式であって、
   装置制御手段は、
   前記撮像対象領域の個々の分割撮像画像が、姿勢測定手段により測定された前記撮像手段の姿勢データとともに記録され、
   記録された前記分割撮像画像から、分割撮像された領域が撮像済みであることを明示する分割撮像済み識別画像が、前記姿勢データを共有する形で生成され、前記撮像手段の姿勢に連動して表示手段の表示面上を移動する方式で被写体映像に重ねて表示されるように、
   分割撮像装置を制御し、
   撮像者は、これから撮像しようとする領域の分割撮像画像が隣接する前記分割撮像済み識別画像に対応する分割撮像画像と境界領域で適正量の重なりを持つように、前記表示手段に表示されている像を目視しながら前記撮像手段の姿勢を操作して合わせた後、被写体の撮像を行うことを特徴とする分割撮像方式。
2. 前記撮像手段による撮像画像の外周と同サイズの最大撮像領域枠、その内側に所定のサイズの分割撮像領域枠より更に小さいサイズを持つ補助枠を前記表示面に固定的に表示し、これから撮像しようとする前記分割撮像画像との間で重なりを持たせようとする境界領域に属する隣接の前記分割撮像済み識別画像の最外周部分を該境界領域に対応する前記補助枠の対応部分に合致させるように前記撮像手段の姿勢を合わせて撮像し、これから撮像しようとする領域の前記分割撮像画像が隣接する前記分割撮像済み識別画像に対応する分割撮像画像と前記境界領域で適正量の重なりを持つようにすることを特徴とする請求項１に記載の分割撮像方式。
3. 前記最大撮像領域枠と前記補助枠の対向する辺間の距離が等しいことを特徴とする請求項２に記載の分割撮像方式。
4. 画素ごとにデジタル的に記録される方式の撮像手段によって、該撮像手段の画角ではカバーできない広範囲の撮像対象領域を画角でカバー可能な範囲内の小撮像対象領域に分割して撮像する撮像方式であって、
   装置制御手段は、
   隣接する分割撮像画像同士がその境界領域で所定の重なりを確保できるように、予め、撮像対象領域が複数の分割撮像予定領域に分割されて、該分割撮像予定領域の各々に対応する分割撮像領域予定枠が設定され、
   個々の分割撮像画像が、姿勢測定手段により測定された前記撮像手段の姿勢データとともに記録され、
   記録された前記分割撮像画像から、分割撮像された領域が撮像済みであることを明示する分割撮像済み識別画像が、前記姿勢データを共有する形で生成され、
   前記分割撮像領域予定枠と前記分割撮像済み識別画像が、前記撮像手段の姿勢に連動して表示手段の表示面上を移動する方式で被写体映像に重ねて表示されるように、
   分割撮像装置を制御し、
   撮像者は、前記表示手段に表示されている像を目視しながら前記撮像手段の姿勢を操作し、未だ撮像されていない分割撮像予定領域に対応する分割撮像領域予定枠が、前記撮像手段の最大撮像領域内となるように前記撮像手段の姿勢を合わせて未だ撮像されていない分割撮像予定領域に対する画像を撮像することを特徴とする分割撮像方式。
5. 前記撮像者は、前記表示手段に表示されている像を目視しながら前記撮像手段の姿勢を操作し、前記表示手段に固定的に同時表示される前記分割撮像領域枠を位置合わせ基準枠として用いて、未だ撮像されていない前記分割撮像予定領域に対応する前記分割撮像領域予定枠が、前記分割撮像領域枠と重なるように前記撮像手段の姿勢を合わせて未だ撮像されていない分割撮像予定領域に対する画像を撮像することを特徴とする請求項４に記載の分割撮像方式。
6. 前記分割撮像領域枠および前記分割撮像領域予定枠のサイズが前記撮像手段の画角に連動して設定されることを特徴とする請求項４又は５に記載の分割撮像方式。
7. 前記撮像手段の画角が、自動認識されることを特徴とする請求項６に記載の分割撮像方式。
8. 前記分割撮像領域枠が前記分割撮像領域予定枠と同一サイズであることを特徴とする請求項４から７のいずれかに記載の分割撮像方式。
9. 前記分割撮像済み識別画像は前記分割撮像領域予定枠と目視識別可能な画像であることを特徴とする請求項４から８のいずれかに記載の分割撮像方式
10. 前記分割撮像済み識別画像は、既分割撮像画像の処理画像、既分割撮像画像の枠だけを明示した画像あるいは既分割撮像画像とは異なる新たに作られた画像のいずれかであることを特徴とする請求項１から９のいずれかに記載の分割撮像方式
11. 前記装置制御手段は、分割撮像終了後、各分割撮像画像間の隙間の有無を指令により自動的に検査し、隙間があった場合にはその位置を前記表示手段に表示し、
    前記撮像者が表示の案内に従って前記撮像手段の姿勢を操作し、隙間をなくするように追加の撮像を行った後、既に撮像された分割撮像画像に追加するか、又は、前記撮像者が表示の案内に従って前記撮像手段の姿勢を操作し、隙間を生む原因となった既に撮像された分割撮像画像を撮りなおした後、置き換えるかのいずれかの制御を行うことを特徴とする請求項１から１０のいずれかに記載の分割撮像方式
12. 各分割撮像時に、測距手段を使って前記撮像手段から分割撮像対象物までの距離を測定し、測距情報をその分割撮像画像の付帯データとすることを特徴とする請求項１から１１のいずれかに記載の分割撮像方式。
13. 可視光あるいは赤外線を利用する撮像手段、
    該撮像手段の姿勢を検知する姿勢測定手段、
    被写体映像、撮像用補助画像、あるいは文字・記号等を表示する表示手段、
    分割撮像画像と該分割撮像画像に対応する付帯データを記録する記録手段、
    および撮像、表示、記録、記憶、姿勢測定の制御を司る装置制御手段、
    を具備し、請求項１から１２のいずれかに記載の分割撮像方式により分割撮像がなされることを特徴とする分割撮像装置。
14. 前記姿勢測定手段が、前記撮像手段に組込み装備されていることを特徴とする請求項１３に記載の分割撮像装置。
15. 前記姿勢測定手段、前記表示手段、前記装置制御手段が、前記撮像手段に組込み装備されていることを特徴とする請求項１３又は１４に記載の分割撮像装置。
16. 前記姿勢測定手段は、前記撮像手段あるいは撮像手段支持体に装備され、前記表示手段および前記装置制御手段は前記撮像手段の外部に設置されていることを特徴とする請求項１３又は１４に記載の分割撮像装置。
17. 前記撮像手段から前記分割撮像対象物までの距離を測定するための測距手段を付加的に持ち、前記装置制御手段で前記測距手段の制御を付加的に行うことを特徴とする請求項１３から１６のいずれかに記載の分割撮像装置。
18. 前記測距手段が、前記撮像手段に組込み装備されていることを特徴とする請求項１７に記載の分割撮像装置。

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