JP2008154027A - 撮影装置、撮影方法、およびプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】三次元モデルを作成する対象物についての三次元データを確実に取得できる撮影装置、撮影方法、およびプログラムを提供することを目的とする。
【解決手段】三次元モデルを作成する対象物について、撮影情報記録部１０ａが記録した撮影方向を含む撮影情報に基づいて、撮影条件算出部１０ｂは次回の撮影条件である撮影方向を算出し、通知部１０ｃが通知する。つまり、撮影によって既に取得された画像データに対して、三次元データとして不足している画像データが取得できるように、撮影方向を通知する。この結果、撮影者は、通知内容に従って所定の撮影方向に撮影装置を向けて撮影すれば、対象物についての三次元データを確実に取得できる。
【選択図】図２

Description

本発明は、三次元画像の形成対象となる対象物についての撮影装置、撮影方法、およびプログラムに関する。

近年、デジタルカメラやデジタルビデオカメラなどといったデジタル画像を取得する撮影装置の登場により、対象物の画像を電子化された画像データとして取得することが容易となった。そして、このような電子化された画像データを用いて対象物を三次元画像として作成し、作成した三次元画像を種々の用途に利用することが行われるようになっている。例えば、カーナビゲーションのための地図表示や、建物や地形の測量、あるいは、有名建築物の観賞などといった用途である。

このように、デジタル画像を取得する撮影装置を用いて、例えば屋外の建築物の三次元画像を作成するための画像データを得ようとする場合、建築物の外表面全体を撮影する必要がある。この場合、一回の撮影では建築物全体を撮影することはできないので、異なる撮影場所から複数回に分けて建築物の外表面全体を撮影することになる。ところで、屋外では、地形の関係などから当初撮影場所として決めていたところからの撮影が実際にはできない場合がある。このような場合、やむを得ず、当初決めていた撮影場所と異なる場所から撮影することになるが、こうして撮影した対象物の画像データが、撮影後に三次元画像を作成するための画像データ（以降、単に「三次元データ」）として不足していることが起こり得る。そして、不足分の画像データを取得するために、再び建築物を訪れて撮影しなければならないことになる。

このため、三次元データを取得するための撮影位置が適切か否かを判定する技術が開示されている。例えば、特許文献１には、空中や地上で撮影された対象物の画像を集成して、効率よく対象物に関する三次元モデルを作成できる撮影装置および撮影方法が開示されている。特許文献１に開示された技術は、撮影部の撮影位置から視認される対象物の三次元モデル画像をモデル表示部に表示させて、撮影位置が適切であるか否かを撮影者に判別可能とさせるものである。

特開２００６−３２８０号公報

しかしながら、特許文献１に開示された技術は、対象物についての複数の画像データを予め記憶しておき、撮影位置に応じて三次元画像を形成して表示するといった処理を行う必要がある。このため、表示のために必要な三次元データを予め撮影装置に記憶するためのメモリが必要であることに加え、撮影位置を判別する際に三次元画像の表示処理を行う必要があるなど、演算処理に関する負荷が大きく、近年普及している一般的なデジタルカメラのように、メモリ容量や演算処理能力に限度があるものを撮影装置として使用することは困難であるという課題がある。また、対象物についての複数の画像データを予め記憶する必要があることから、予め三次元画像を作成する対象物を特定しなければならず、例えば、旅先で気に入った建築物について、その場で三次元画像データとして取得することは不可能であった。

そこで、本発明は、一般的なデジタルカメラを使用でき、また三次元画像の対象物が予め特定されていない場合にも対応できるようになされたもので、三次元画像を作成する対象物についての三次元データを確実に取得できる撮影装置、撮影方法、およびプログラムを提供することを目的とする。

上記目的を達成する本発明の撮影装置は、三次元画像の形成対象となる対象物を撮影する撮影装置であって、前記対象物を撮影した撮影方向を含む撮影情報を記録する撮影情報記録部と、前記記録された対象物の撮影情報に基づいて、次回の撮影方向を、前記対象物の次回の撮影条件として算出する撮影条件算出部と、前記算出した次回の撮影条件を通知する通知部と、を備えたことを要旨とする。

この構成によれば、三次元モデルを作成する対象物（以下、単に「対象物」）について既に撮影した撮影方向に基づいて、次回の撮影方向を、次回の撮影条件として算出して通知する。つまり、撮影によって既に取得された画像データに対して、三次元データとして不足している画像データが取得できるように、撮影方向を通知する。この結果、撮影者は、通知内容に従って所定の撮影方向に撮影装置を向け、対象物が写る状態にて撮影すれば、対象物についての三次元データを確実に取得できることになる。

さらに、本発明の撮影装置において、前記撮影情報記録部は、さらに、前記対象物を撮影した撮影位置を前記撮影情報として記録し、前記撮影条件算出部は、前記記録された対象物の撮影情報に基づいて、さらに、次回の撮影位置を前記対象物の次回の撮影条件として算出することとしてもよい。

この構成によれば、対象物について既に撮影した撮影方向に加えて撮影位置を撮影情報として取得する。そして、取得した撮影情報に基づいて、次回の撮影方向に加えて撮影位置を、次回の撮影条件として算出して通知する。つまり、撮影によって既に取得された画像データに対して、三次元データとして不足している画像データが取得できる撮影位置と撮影方向とを通知する。この結果、撮影者は、通知内容に従って、所定の撮影位置に移動し、所定の撮影方向に撮影装置を向けて撮影すれば、対象物についての三次元データを確実に取得できることになる。

ここで、前記撮影条件算出部は、前記記録された少なくとも２つの撮影情報に基づいて、前記対象物の次回の撮影条件を算出することが好ましい。

後述するが、２つの撮影方向から、三次元データとして不足している画像データが取得できる撮影方向を算出することが可能となる。また、２つの撮影位置と撮影方向とからは、撮影された対象物の位置を凡そ特定することができる。この結果、撮影方向に加えて、三次元データとして不足している画像データが取得できる撮影位置を算出することが可能となる。

さらに、本発明の撮影装置は、表示手段を備え、前記通知部は、前記表示手段を用いて前記次回の撮影条件を通知することが好ましい。

この構成によれば、次回の撮影において、対象物を撮影すべき撮影位置や撮影方向を、表示手段を用いて表示する。この結果、撮影者は表示された撮影位置に従って移動したり、表示された撮影方向に従って撮影装置を所定の撮影方向に向けて撮影すれば、対象物についての三次元データを確実に取得できることになる。また、通知内容を目視できるので、通知内容の確認が容易となる。

また、本発明を撮影方法として捉えることもできる。すなわち、三次元画像の形成対象となる対象物を撮影する撮影方法であって、前記対象物を撮影した撮影方向を含む撮影情報を記録する撮影情報記録工程と、前記記録された対象物の撮影情報に基づいて、次回の撮影方向を、前記対象物の次回の撮影条件として算出する撮影条件算出工程と、前記算出した次回の撮影条件を通知する通知工程と、を備えたことを要旨とする。

本発明の撮影方法によれば、上述した本発明の撮影装置と同様の作用効果を得ることができる。なお、この撮影方法は、上述した他の態様を有する撮影装置において実行してもよい。また、上述した撮影装置の機能を実現するような工程を追加してもよい。

さらに、本発明をコンピュータプログラムとして捉えることもできる。すなわち、三次元画像の形成対象となる対象物を撮影するプログラムであって、前記対象物を撮影した撮影方向を含む撮影情報を記録する撮影情報記録機能と、前記記録された対象物の撮影情報に基づいて、次回の撮影方向を、前記対象物の次回の撮影条件として算出する撮影条件算出機能と、前記算出した次回の撮影条件を通知する通知機能と、をコンピュータに実現させることを要旨とする。

このプログラムが所定のオペレーションシステム上で実行されることによって、上述した撮影方法が実行され、同じく、上述した本発明の撮影装置と同様の作用効果を得ることができる。このプログラムは、コンピュータが読み取り可能な記録媒体に記録されていてもよいし、インターネットなどの伝送媒体を介してコンピュータに授受されるものでもよい。

次に、本発明の実施の形態を実施例に基づいて説明する。図１（ａ）は本発明の撮影装置を具現化した一実施例となるデジタルカメラ１０を示す斜視図である。また、図１（ｂ）は、そのデジタルカメラ１０にて、対象物を撮影する場合の撮影状態を示した模式図であり、デジタルカメラ１０を上面から見た状態で示している。

図１（ａ）に示したように、このデジタルカメラ１０には表示手段としての液晶パネル１７０が背面に取り付けられている。そして、レンズ１１の中心軸方向を撮影方向とし、シャッターボタンＳＢを押すことによって、デジタルカメラ１０内の図示しない撮像素子に、撮影方向に位置する対象物の画像を写して、対象物の画像データを取得する。従って、本実施例では、図示するように、おおよそ撮像素子の位置を撮影位置として扱うことにする。

また、図１（ｂ）に示したように、レンズ１１によって取り込まれる画像は図示するような被写界角度（画角）ＧＫを有しているため、周知のように、デジタルカメラ１０が取得する対象物の画像データは、対象物の半分（１８０度分）の画像よりも少ない角度範囲の画像データになる。例えば、撮影位置からの距離Ｌに位置する対象物を撮影する場合、対象物を直径２Ｒの円柱として考えると、片側がＳｉｎθ＝Ｒ／Ｌを満たす角度θ分の範囲の画像データが取得される。従って、デジタルカメラ１０の１回の撮影によって、原理的に、対象物について「１８０度−２θ度」分の角度範囲の画像データが取得できることになる。

ところで、この角度θを正しく算出するためには、説明は省略するが、実際のデジタルカメラ１０に取り込んだ画像の中から対象物の画像を抽出する必要がある。このような画像の抽出処理は一般的に処理負荷が重くなってしまう。そこで、本実施例では、対象物が画角一杯に撮影される場合も想定し、角度２θは画角ＧＫであるものとして扱うことにする。つまり、対象物について「１８０度−ＧＫ度」分の角度範囲の画像データが取得できることとする。こうすれば、画像の抽出処理を行う必要がないので処理負荷を軽減できるとともに、１回の撮影で取得する対象物の画像データの角度範囲は、確実に対象物の画像データが得られる角度範囲となる。

次に、本実施例のデジタルカメラ１０の機能構成を、図２を用いて説明する。図２は、デジタルカメラ１０の主な機能ブロック図である。図示したように、デジタルカメラ１０には、ＣＰＵ１００、ＲＯＭ１１０、ＲＡＭ１２０、入出力インターフェイス（Ｉ／Ｆ）１３０、インターフェイス（Ｉ／Ｆ）１４０が構成され、これらはバスラインを介して相互に接続されている。

Ｉ／Ｆ１４０には、ＧＰＳ（Global Positioning System ）受信機１５０と方位センサー１６０が接続され、入出力Ｉ／Ｆ１３０には、表示手段としての液晶パネル１７０と撮影回路１９０、シャッターボタンＳＢが接続されている。

ＧＰＳ受信機１５０は、周知のように複数のＧＰＳ衛星から送信される電波を受信して、現在の受信位置を経度と緯度の座標データとして出力するものである。従って、デジタルカメラ１０に組み込まれたＧＰＳ受信機１５０は、デジタルカメラ１０の現在位置を示すことから、シャッターボタンＳＢが押された撮影時に出力される座標データは、撮影位置を示すことになる。

方位センサー１６０は、本実施例では磁気センサーであり、地磁気の向きを検出してデジタルカメラ１０の撮影方向を方位データとして出力するものである。もとより、方位が測定できるセンサーであれば地磁気センサー以外に他のセンサーを用いても良い。

そして、Ｉ／Ｆ１４０は、これらのＧＰＳ受信機１５０および方位センサー１６０の各出力データを、ＣＰＵ１００が扱えるデジタルデータに変換して出力するための変換回路として機能する。

入出力Ｉ／Ｆ１３０は、デジタルカメラ１０に設けられている撮影回路１９０に対して所定のデータをやりとりするための入出力インターフェイスとして、またシャッターボタンＳＢのシャッター操作信号を受け付ける入力インターフェイスとして、さらに液晶パネル１７０に対する表示データを出力する出力インターフェイスとして機能する。

液晶パネル１７０は、図１に示したようにデジタルカメラ１０の背面などに取り付けられた表示手段であり、対象物の撮影条件などを表示する。もとより、表示手段は液晶パネル１７０に限るものでなく、エレクトロルミネッセンスを用いたパネルや、発光ダイオードを用いたパネルなど、図形や文字を表示できるものであれば何でも良い。また取り付け位置も、デジタルカメラ１０の背面以外の表面や、ファインダー（不図示）内に取り付けてもよい。

撮影回路１９０は、シャッタースピードや、レンズ１１の絞りおよび合焦距離のなどの撮影条件を設定し、設定した撮影条件にて、図示しないカメラの撮像素子に対象物の画像データを取り込む機能を有する回路である。そして取り込んだ画像データは入出力Ｉ／Ｆ１３０を介して出力される。なお、出力された画像データは、デジタルカメラ１０に挿入された図示しないカード型のメモリなど所定のメモリに格納されたり、必要に応じて、ＲＡＭ１２０に記録されたりする。

さらに、撮影回路１９０は、撮影時におけるレンズ１１の画角ＧＫも合わせて出力する。画角ＧＫはレンズ１１の仕様によって予め決まった角度を有し、固定焦点レンズの場合は１つの値であり、この値が出力される。また、レンズ１１がズーミング機能を有するものであれば、ズーミング量に応じて定まった値が出力される。

ＣＰＵ１００は、ＲＯＭ１１０に格納されたプログラムを必要に応じて読み出し、所定のオペレーティングシステムのもとで実行することによって本実施例の撮影装置として機能する。ＣＰＵ１００は、プログラムを実行する際、必要に応じてデジタルデータをワーキングメモリとしてのＲＡＭ１２０に記録したり、ＲＯＭ１１０やＲＡＭ１２０から必要なデジタルデータを読み出したりする。あるいはデジタルデータをＩ／Ｆ１４０を介して取得したり、入出力Ｉ／Ｆ１３０を介して撮影回路１９０との間でやり取りしたりする。

このように各機能ブロックとの間でデータをやり取りすることによって、ＣＰＵ１００は、特に、請求項に記載の撮影情報記録部１０ａ、撮影条件算出部１０ｂ、および通知部１０ｃとして機能する。各部は、それぞれ以下の処理を主として司る。

撮影情報記録部１０ａは、対象物の撮影時において設定された撮影条件について、撮影位置と撮影方向とを、Ｉ／Ｆ１４０を介してＧＰＳ受信機１５０と方位センサー１６０とからそれぞれ撮影情報として取得する。また、撮影時に設定されている画角を、入出力Ｉ／Ｆ１３０を介して撮影回路１９０から取得する。撮影条件算出部１０ｂは、取得した画角と撮影位置と撮影方向とから、次回の対象物の撮影において、撮影すべき撮影位置と撮影方向とを算出する。通知部１０ｃは、算出された撮影位置と撮影方向とを表示手段である液晶パネル１７０に、入出力Ｉ／Ｆ１３０を介して表示させる。

それでは、対象物の三次元データを取得するため、このように機能ブロックが構成されたデジタルカメラ１０が行う撮影の処理手順について、図３のフローチャートを用いて順次説明する。なお、本実施例では、デジタルカメラ１０による連続３回の撮影によって、対象物の三次元データを得る手順であるものとして説明する。

この処理が開始されると、まずステップＳ２０１にて、１回目の撮影情報を記録する処理を行う。本実施例では、ＣＰＵ１００は、対象物の１回目の撮影時において、撮影情報として、画角、撮影位置、撮影方向を、入出力Ｉ／Ｆ１３０とＩ／Ｆ１４０とを介して取得し、ＲＡＭ１２０の所定の記憶エリアに記録する。

次にステップＳ２０２にて、２回目の撮影情報を記録する処理を行う。本実施例では、ＣＰＵ１００は、対象物の２回目の撮影時において、１回目の撮影同様、撮影情報として、画角、撮影位置、撮影方向を、入出力Ｉ／Ｆ１３０とＩ／Ｆ１４０とを介して取得し、ＲＡＭ１２０の所定の記憶エリアに記録する。

次にステップＳ２０３にて対象物の位置を算出する処理を行う。これを図４を参照しながら説明する。図４は、デジタルカメラ１０による１回目と２回目の撮影の様子を上空から見た状態で示したもので、図面右方向をＸ方向とし、図面上方向をＹ方向とすると、Ｘ座標はプラス方向が東方向で座標値は経度を表し、Ｙ座標はプラス方向が北方向で座標値は緯度を表すことになる。ＧＰＳ受信機１５０からは、撮影位置の経度と緯度を示す数値データが撮影時に出力され、今、デジタルカメラ１０の１回目の撮影位置が座標（Ｘ１，Ｙ１）、２回目の撮影位置が座標（Ｘ２，Ｙ２）であったとする。また、方位センサー１６０からは、撮影方向を示す方位データが出力され、１回目の撮影方向と２回目の撮影方向が図中矢印で示した方向であったとすると、対象物は、それぞれの撮影方向に引いた直線が重なる位置と考えてよいことになる。従って、対象物の位置は、座標（Ｘ１，Ｙ１）を通る直線と、座標（Ｘ２，Ｙ２）を通る直線との交点として容易に算出できる。こうして、対象物の位置となる座標（Ｘ０，Ｙ０）を算出する。

図３に戻り、次にステップＳ２０４にて、対象物の１回目の撮影による画像データ取得範囲を算出する処理を行う。ＣＰＵ１００は、撮影回路１９０から出力される画角を用いて、取得された画像データが対象物のどの範囲の画像データかを算出し、その範囲を示すデータをＲＡＭ１２０に記録する。

次にステップＳ２０５にて、対象物の２回目の撮影による画像データ取得範囲を算出する処理を行う。ＣＰＵ１００は、１回目と同様に、撮影回路１９０から出力される画角を用いて、取得された画像データが対象物の全体の画像のうちのどの範囲の画像データかを算出し、その範囲を示すデータをＲＡＭ１２０に記録する。

そして、ステップＳ２０６にて、対象物の画像データで取得できていない範囲を算出する処理を行う。ＣＰＵ１００は、ＲＡＭ１２０に記録された画像データの取得範囲を読み出し、まだ取得できていない画像データの範囲を算出する。

ここで、ステップＳ２０４からステップＳ２０６までの処理について、その様子を図５を用いて説明する。図５は、対象物の撮影において、取得される対象物の画像データ範囲を示した模式図である。ここで、対象物を円柱で近似する。そして、対象物を円柱の天面（上空）から見た状態において、取得される画像データ範囲を示すことにする。これは、対象物の画像データの取得範囲を角度範囲で表すことから、角度範囲を示すのに円柱が好適であるからである。もとより、対象物は、ビルなどといった建物を想定すれば四角柱で近似してもよいし、三角柱やその他の多角形の角柱で近似することとしても何ら差し支えない。

さて、図５（ａ）は、１回目の撮影時に取得された対象物の画像データの範囲を示している。図示するように、撮影時の画角を２αとすると、１回目の撮影方向に対向する円柱面であって、撮影方向に対して直交する直線までの範囲よりも少ない範囲となる「１８０度−２α度」分（網掛け部分）が、１回目の撮影で取得された対象物の画像データの範囲である。従って、ＣＰＵ１００は、撮影方向と逆の方向となる角度位置を中心とした角度「１８０度−２α度」を、取得された対象物の画像データ範囲として記録する。

次に、図５（ｂ）は、２回目の撮影時に取得された対象物の画像データの範囲を示している。図示するように、撮影時の画角を２βとすると、２回目の撮影方向に対向する円柱面であって、撮影方向に対して直交する直線までの範囲よりも少ない範囲となる「１８０度−２β度」分（網掛け部分）が、２回目の撮影で取得された対象物の画像データの範囲である。従って、ＣＰＵ１００は、撮影方向と逆の方向となる角度位置を中心とした角度「１８０度−２β度」を、取得された対象物の画像データ範囲として記録する。

こうして、２回の撮影によって取得された対象物の画像データの範囲は、図５（ｃ）にて網掛け部分で示したように、図５（ａ）と図５（ｂ）とに示した網掛け部分を合わせた角度範囲部分となる。従って、ステップＳ２０６において、ＣＰＵ１００は、記録された画像データ範囲を読み取り、円柱の全周において取得できていない画像データ範囲について、その角度（図中白抜き部分）を算出するのである。

図３に戻り、次のステップＳ２０７にて、次回の対象物の撮影について撮影条件を算出する処理を行う。本実施例では、ＣＰＵ１００は、撮影方向と撮影位置とを次回の撮影条件として算出する。

まずＣＰＵ１００は、取得できていない対象物の画像データ範囲について、これまでのステップ処理によって算出された画像データの角度範囲から、次回の撮影方向を算出する。具体的には、図５（ｃ）にて白抜き部分で示した角度範囲から、その角度範囲における角度を等分割する等分線を算出し、その等分線上であって、白抜き部分と対向する方向を撮影方向として算出するのである。

次いでＣＰＵ１００は、１回目の撮影位置（Ｘ１，Ｙ１）と２回目の撮影位置（Ｘ２，Ｙ２）、および算出された対象物の位置（Ｘ０，Ｙ０）とから、次回の撮影位置（Ｘ３，Ｙ３）を算出する。この様子を、図６を用いて説明する。

図６は、対象物を撮影する次回（３回目）の撮影位置を算出する様子を示したもので、図示するように、ＣＰＵ１００は、まず対象物の位置となる座標（Ｘ０，Ｙ０）を通り、既に算出された次回の撮影方向を有する直線を設定する。次に、座標（Ｘ１，Ｙ１）と座標（Ｘ０，Ｙ０）との距離、および座標（Ｘ２，Ｙ２）と座標（Ｘ０，Ｙ０）との距離を算出する。そして、算出された距離が短い方の距離分だけ座標（Ｘ０，Ｙ０）から離れた位置であって、次回の撮影方向となる直線上の位置を、次回の撮影位置として算出する。図６に示した場合では、座標（Ｘ２，Ｙ２）と座標（Ｘ０，Ｙ０）との距離ＳＩが小さいので、座標（Ｘ０，Ｙ０）からこの距離ＳＩ分離れた位置である座標（Ｘ３，Ｙ３）が次回の撮影位置として算出されるのである。

本実施例では、このように対象物の位置に対して、最も近い位置で撮影されたデジタルカメラ１０の撮影位置と同じ距離分だけ離れた位置を３回目の撮影位置とする。これは、対象物を撮影する際、撮影者は毎回の撮影時において、対象物全体を撮影できる位置で撮影しているものと考えてよいことと、対象物を画面内で大きく写す方が、対象物に対応する撮像素子の画素数が多くなり、対象物の画像データを多く取得できるからである。なお、ズーミング機能を備えたデジタルカメラ１０を用いて撮影する場合は、次回の撮影方向を示す直線状の位置であって、ズーミングによって対象物全体を撮影できる範囲内の位置を、次回の撮影位置として算出することとしてもよい。

そして、図３に戻り、次のステップＳ２０８にて、算出した撮影条件を通知する処理を行い、本実施例の撮影装置についての処理を終了する。ステップＳ２０８での処理について、本実施例では、２回目の撮影終了後に、算出された撮影条件を液晶パネル１７０に自動的に表示するものとし、撮影位置についての表示例を図７（ａ）と図７（ｂ）に、撮影方向についての表示例を図７（ｃ）に示した。もとより、撮影者が、図示しないデジタルカメラ１０に備えられた操作ボタンを操作して表示させることとしてもよい。

図７（ａ）は、方向を示す記号（矢印など）を用いて、次回の撮影位置を通知する場合を示したものである。液晶パネル１７０には、表示内容が撮影位置であることを示す表示と、「前進」「後退」「右移動」「左移動」を示す４つの矢印が表示されている。そして、移動すべき方向を示す矢印を点滅することによって次回の撮影位置を通知する。

本実施例では、撮影者の移動中の実際の位置に応じて、移動すべき方向を随時表示し、次回の撮影位置に到着したときには、総ての矢印を点滅させることによって、到着した位置が次回（３回目）の撮影位置であることを撮影者に通知する。例えば、次回の撮影位置（Ｘ３，Ｙ３）が、２回目の撮影位置（Ｘ２，Ｙ２）に対して図６に示したような位置関係であったとすると、液晶パネル１７０には、「前進」の矢印と「右移動」の矢印（図７（ａ）で網掛けした矢印）が、同時に点滅して表示される。従って、撮影者は、点滅する矢印の方向に従って移動すれば、容易に次回の撮影位置へ移動することができることになる。

図７（ｂ）は、次回の撮影位置を、文言を用いて通知する場合を示したものである。液晶パネル１７０には、表示内容が撮影位置であることを示す文言と、次回の撮影位置への移動方向と移動距離とを示す文言とが表示されている。そして、撮影者の移動中の実際の位置に応じて、移動すべき方向と距離とを随時表示し、次回の撮影位置に到着したときには、例えば移動距離の表示文言を「０Ｋｍ」とするなどして、到着位置が３回目の撮影位置であることを撮影者に通知する。こうすれば、撮影者は、表示された文言に従ってどの方向にどれくらい移動すればよいかが解るため、不安なく移動することができる。

あるいは、最初に図７（ｂ）に示した表示をしたのち、撮影位置に対して所定の移動距離範囲内となったときに、図７（ａ）に示した表示を行うこととしてもよい。こうすれば、表示内容が切り替わったことによって、撮影者は撮影位置に近づいたことを容易に知ることができ、その後、表示された矢印方向に従って移動すればよいので、容易に次回の撮影位置へ移動することができる。

図７（ｃ）は、方向を示す記号（矢印など）を用いて、撮影方向を通知する場合を示したものである。液晶パネル１７０には、表示内容が撮影方向であることを示す表示と、「右回転」「左回転」を示す２つの矢印が表示されている。そして、回転移動すべき方向を示す矢印を点滅することによって通知する。ちなみに図７（ｃ）では、網掛けで示した「右回転」を示す矢印が点滅して、撮影方向が右回転の方向であることを通知している状態を示している。

その後、デジタルカメラ１０（レンズ１１）の方向が３回目の撮影方向になったときには、両方の矢印を点滅させることによって、撮影者にデジタルカメラ１０の撮影方向が３回目の撮影方向であることを通知する。従って、撮影者は、点滅する矢印の方向に従ってデジタルカメラ１０の向きを回転移動することによって、容易に３回目の撮影方向にデジタルカメラ１０を向けることができる。また、撮影者は、次回の撮影位置への移動に伴って、対象物の存在位置が不明な状態になった場合でも、表示された点滅する矢印の方向に従ってデジタルカメラ１０の向きを回転移動することによって、容易に対象物を見つけることもできる。

なお、本実施例では、撮影位置に到着後、撮影位置の方向を示す４つ総ての矢印の所定回数の点滅後に、撮影方向を示す表示に自動的に切り替わるものとする。もとより、撮影者が、図示しないデジタルカメラ１０に備えられた操作ボタンを操作して表示を切り替えることとしてもよい。また、本実施例では、撮影位置を表示した後、撮影方向を表示することとしたが、撮影方向を表示しないこととしてもよい。撮影者にとって対象物の位置が明らかである場合は、撮影方向の表示は必ずしも必要としないからである。

上述したように、本実施例によれば、三次元モデルを作成する対象物について、２回の撮影によって既に取得された画像データに対して、三次元データとして不足している画像データが取得できるように、撮影位置と撮影方向とを通知する。この結果、撮影者は、通知内容に従って撮影位置を移動し、通知内容に従って所定の撮影方向に撮影装置を向けて撮影すれば、対象物についての三次元データを確実かつ容易に取得できることになる。

以上、本発明の実施の形態について実施例により説明したが、本発明はこうした実施例に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内において様々な形態で実施し得ることは勿論である。

（変形例）
例えば、上記実施例では、対象物の三次元データを、３回の撮影で取得することとして説明したが、撮影回数を限定しないこととしてもよい。この変形例を図８を用いて説明する。図８は、撮影装置としてのデジタルカメラ１０にて行われる本変形例についての処理を示すフローチャートである。なお、図８に示したフローチャートにおける処理について、図３に示した上記実施例における処理内容と同じ処理であるものについては説明を適宜省略する。

この処理が開始されると、まずステップＳ２５１にて撮影回数「ｎ」を「１」とする処理を行う。そして、シャッターボタンＳＢが押されて１回目の撮影が行われると、ステップＳ２５２にて、対象物の撮影情報を記録する処理を行う。

本変形例では、撮影情報として、ＧＰＳ受信機１５０と方位センサー１６０が出力する撮影位置と撮影方向、撮影回路１９０（図２）が出力する撮影時におけるレンズ１１の画角ＧＫの他に、撮影回路１９０から同じく出力される撮影時におけるレンズ１１の合焦距離を取得し、これらを記録する。

次にステップＳ２５３にて、対象物の画像データを上書き記録する処理を行う。ＣＰＵ１００は、１回目の撮影において取得した撮影方向と画角とから、前述したステップＳ２０４（図３）と同様に、対象物の画像データが存在する角度範囲を算出し、その範囲をＲＡＭ１２０に記録する。もとより、１回目の撮影においては、対象物の画像データの存在する角度範囲は初めて記録される。

次に、ステップＳ２５４にて、対象物の画像データのうち取得すべき画像データ範囲を算出する処理を行う。ここでの処理は、ステップＳ２０６（図３）と同様である。そして、ステップＳ２５５にて、取得すべき画像データ範囲は存在するか否かを判定処理し、存在していなければ（ＮＯ）、対象物の三次元データは総て取得されたことになるので処理を終了する。もとより、１回目の撮影では、対象物全体の画像データは取得されないので、取得すべき画像データ範囲は存在すると判定され（ＹＥＳ）、次のステップＳ２５６に進む。

次のステップＳ２５６では、対象物の位置を算出する処理を行う。図６にて説明したように、次回の撮影条件を算出するためには、対象物の位置を特定する必要があるからである。本変形例では、ステップＳ２５２にて取得したレンズ１１の合焦距離が対象物までの距離Ｌであるとする。従って、１回目の撮影において取得した撮影位置と撮影方向と、この距離Ｌとから対象物の位置を算出する。

次に、ステップＳ２５７にて、次回の撮影条件を算出処理する。ここでの処理は、上記実施例におけるステップＳ２０７（図３）と同様である。ちなみに、本変形例において１回目の撮影後に算出される次回の撮影方向は１回目の撮影方向と逆の方向であり、次回の撮影位置は対象物の位置に対して点対称の位置である。

そして、ステップＳ２５８にて、算出した次回の撮影条件を通知し（図３、ステップＳ２０８と同様）、ステップＳ２５９にて、「ｎ+１」を新たに「ｎ］とし、ステップＳ２５２に戻って２回目の撮影情報を記録する処理以降を再び繰り返す。

ここで、本変形例では、１回目の撮影における処理ステップＳ２５７で算出された２回目の撮影位置と撮影方向に対して、実際には異なる撮影条件にて撮影が行われたものとして説明する。対象物を撮影する場合、地形状態などに起因して、算出された撮影位置に撮影者が移動できない場合がある。このような場合、撮影者は、やむを得ず、算出された撮影位置とは異なる位置で対象物を撮影するからである。

このとき、ステップＳ２５２では、２回目に実際に撮影された撮影位置と撮影方向とを含む前述した撮影情報を取得する。そして、次のステップＳ２５３では、２回目の撮影情報から、取得した対象物の画像データ範囲をＲＡＭ１２０に上書き記録する。こうして、２回の撮影によって取得された画像データの存在範囲が記録される。以降の処理ステップＳ２５４からＳ２５９では、ステップＳ２５６以外は、前述した処理内容と同様な処理が行われる。

ステップＳ２５６では、２回目の撮影以降は上記実施例における対象物の位置の算出処理（図３、ステップＳ２０３）と同様な処理を行う。つまり、図４にて説明したように、合焦距離を用いず、撮影位置を撮影方向とから対象物の位置を算出する。１回目の撮影では、対象物に焦点を合わせて撮影しているものとして合焦距離を用いたが、対象物に焦点を合わせていない場合や、焦点距離がほぼ無限大というような場合は、合焦距離は、対象物までの距離とは異なることになる。そこで、このような場合を考慮し、２回目以降の撮影では、２つの異なる撮影位置と撮影方向とが得られるので、対象物の位置の算出を前述した実施例と同様に行うのである。

こうして、２回目の撮影に伴う処理が行われたのち、通知された次回の撮影位置と撮影方向に従って行われる３回目の撮影について、再びステップＳ２５２に戻って、前述した２回目と同様な処理を繰り返して行う。以降、ステップＳ２５５にて取得すべき画像データが存在しなくなるまで同様な処理が行われるのである。

ところで、３回目の撮影以降において、ステップＳ２５６にて対象物の位置を算出する場合、撮影位置と撮影方向の出力データが複数存在することになる。このような場合、本変形例では、最新の２回の撮影における撮影位置と撮影方向とを用いて対象物の位置を算出することとする。例えば、撮影が４回目であった場合は、２回目と３回目の撮影における撮影位置と撮影方向とを用いて算出する。もとより、総ての撮影位置と撮影方向のうち、２つの撮影位置と撮影方向の組み合わせを総て行い、その組み合わせについて対象物の位置となる座標を算出し、算出された各座標の平均値を、対象物の位置とすることとしてもよい。

このように本変形例によれば、対象物の撮影の都度、撮影位置と撮影方向とを取得し、次回の対象物の撮影において、対象物の画像データを取得する好適な撮影位置と撮影方向とを通知するので、撮影者は、対象物についての三次元データを確実に、また容易に取得することができる。

なお、本変形において、撮影回数「ｎ」を、対象物の画像データに付与することとしてもよい。対象物の撮影時において、次回の撮影までの間に対象物と異なる被写体を写す場合が考えられる。このような場合、対象物を撮影した画像データは撮影順にはならないことから判別が必要になる。そこで、対象物を撮影した画像データに撮影回数「ｎ」を付与することによって、対象物の三次元データを作成するための画像データを容易に判別することが可能となる。

（その他の変形例）
上記実施例および変形例では、次回の撮影条件として撮影位置と撮影方向とを算出することとしたが、撮影方向のみを算出することとしてもよい。図５において説明したように、通知した撮影方向から対象物が撮影されれば、三次元データとして不足している画像データが取得できるからである。もとより、このような撮影においては、撮影者は、通知内容に従って所定の撮影方向に撮影装置を向け、対象物が写る状態にて撮影することになる。

なお、このとき、取得する撮影情報には撮影位置の情報が必ずしも必要ではないことから、取得する撮影情報に撮影位置を含まないこととしても差し支えない。従って、撮影位置を検出するためのＧＰＳ受信機１５０（図２）は不要であり、デジタルカメラ１０のコストダウンが期待できるとともに、撮影時に撮影位置を取得する必要がないので、次回の撮影条件の算出に関する処理負荷が軽減される。

また、上記実施例および変形例では、次回の撮影位置あるいは撮影方向を、液晶パネル１７０に表示して撮影者に通知することとしたが、表示以外の方法を用いて通知することとしてもよい。例えば、デジタルカメラ１０を振動させて移動方向を通知したり、音声によって移動方向を通知したりしても差し支えない。こうすれば、表示内容を視認できない撮影者が撮影する場合や、表示手段を有しないデジタルカメラを用いて撮影する場合でも、撮影位置や撮影方向を通知することが可能となる。

また、上記実施例および変形例では、対象物の撮影時において取得した撮影位置と撮影方向と画角とから、対象物の画像データの取得範囲を算出処理したが、撮影位置と撮影方向の２つから、対象物の画像データの取得範囲を算出することとしてもよい。こうすれば、撮影時に画角を取得する必要がないので、算出に関する処理負荷が軽減される。

この場合は、予め画角としての所定の角度を、処理プログラムとともにＲＯＭ１１０に格納したり、撮影者が操作ボタン（不図示）を操作して所定の角度をＲＡＭ１２０に記録することで格納したりしておく。そして、ＣＰＵ１００は、対象物の画像データの取得範囲の算出処理に際して、格納した所定の角度を読み出して画角として用いることとすればよい。なお、格納する所定の角度は、デジタルカメラ１０のレンズ１１が固定焦点レンズの場合は、その被写界角度に相当する角度を、またズーミング機能を有するレンズの場合は、最も大きくなるワイド端における被写界角度に相当する角度を所定の角度とすることが好ましい。こうすれば、算出される対象物の画像データの取得範囲は、撮影時において確実に取得できる対象物の画像データ範囲となる。

また、上記実施例および変形例では、対象物を円柱形状とみなし、対象物の側面全周に着目して、対象物の画像データの取得範囲を算出処理することとした。このため、方位センサー１６０から出力される方位を撮影方向として取得したが、三次元モデルの作成のために、三次元データとして天面（もしくは底面）の画像データを取得する必要がある場合がある。このような場合は、方位センサー１６０に、さらに俯角（もしくは仰角）を出力する機能を付加し、方位センサー１６０から出力される方位に加えて俯角（もしくは仰角）を、撮影方向として取得することとしてもよい。

本変形例では、天面（もしくは底面）が撮影されたか否かを判定する方法として、デジタルカメラ１０の撮影方向が水平よりも下向き（もしくは上向き）で撮影されたか否かで判定する方法を用いる。つまり、対象物の撮影時におけるデジタルカメラ１０の方位が俯角（もしくは仰角）である撮影が行われた場合は、その撮影時に対象物の天面（もしくは底面）が撮影されたと判定するのである。

そして、判定結果を次回の撮影位置と撮影方向との通知に合わせて、天面（もしくは底面）が撮影済みか否かを通知するようにすることが好ましい。こうすれば、撮影者は、通知に従って天面（もしくは底面）が写るように対象物を撮影すればよいので、確実かつ容易に対象物の三次元データを取得することが可能となる。

また、上記実施例および変形例ではデジタルカメラを撮影装置として説明したが、本発明はこれに限定されるものでなく、撮影機能とコンピュータとしての機能とを有するデジタルビデオカメラ、携帯電話など種々の電子機器において本発明の撮影装置を構成するようにしてもよい。また、本発明の撮影装置は、これらの電子機器と別体に構成されていることとしてもよい。

（ａ）は、本発明の撮影装置の実施例であるデジタルカメラについての構成説明図。（ｂ）は、デジタルカメラにて、対象物を撮影する場合の撮影状態を示した模式図。 実施例におけるデジタルカメラの機能構成を説明する機能ブロック図。 実施例におけるデジタルカメラが行う処理を示すフローチャート。 撮影位置と撮影方向とから対象物の位置を算出方法を説明する模式図。 （ａ）は、１回目の撮影による画像データ取得範囲を示す説明図。（ｂ）は、２回目の撮影による画像データ取得範囲を示す説明図。（ｃ）は、２回の撮影による画像データ取得範囲から算出される次回の撮影方向をしめす説明図。 ２回の撮影による撮影位置と撮影方向とから、次回の撮影位置を算出する様子を示す説明図。 （ａ）は、次回の撮影位置を記号で液晶パネルに表示する例。（ｂ）は、次回の撮影位置を文言で液晶パネルに表示する例。（ｃ）は、次回の撮影方向を記号で液晶パネルに表示する例。 変形例におけるデジタルカメラが行う処理を示すフローチャート。

符号の説明

１０…デジタルカメラ、１０ａ…撮影情報記録部、１０ｂ…撮影条件算出部、１０ｃ…通知部、１１…レンズ、１００…ＣＰＵ、１１０…ＲＯＭ、１２０…ＲＡＭ、１３０…入出力Ｉ／Ｆ、１４０…Ｉ／Ｆ、１５０…ＧＰＳ受信機、１６０…方位センサー、１７０…液晶パネル、１９０…撮影回路。

Claims (6)

1. 三次元画像の形成対象となる対象物を撮影する撮影装置であって、
   前記対象物を撮影した撮影方向を含む撮影情報を記録する撮影情報記録部と、
   前記記録された対象物の撮影情報に基づいて、次回の撮影方向を、前記対象物の次回の撮影条件として算出する撮影条件算出部と、
   前記算出した次回の撮影条件を通知する通知部と、
   を備える撮影装置。
2. 請求項１に記載の撮影装置であって、
   前記撮影情報記録部は、さらに、前記対象物を撮影した撮影位置を前記撮影情報として記録し、
   前記撮影条件算出部は、前記記録された対象物の撮影情報に基づいて、さらに、次回の撮影位置を前記対象物の次回の撮影条件として算出することを特徴とする撮影装置。
3. 請求項１または２に記載の撮影装置であって、
   前記撮影条件算出部は、前記記録された少なくとも２つの撮影情報に基づいて、前記対象物の次回の撮影条件を算出することを特徴とする撮影装置。
4. 請求項１ないし３のいずれか一項に記載の撮影装置であって、
   表示手段を備え、
   前記通知部は、前記表示手段を用いて前記次回の撮影条件を通知することを特徴とする撮影装置。
5. 三次元画像の形成対象となる対象物を撮影する撮影方法であって、
   前記対象物を撮影した撮影方向を含む撮影情報を記録する撮影情報記録工程と、
   前記記録された対象物の撮影情報に基づいて、次回の撮影方向を、前記対象物の次回の撮影条件として算出する撮影条件算出工程と、
   前記算出した次回の撮影条件を通知する通知工程と、
   を備える撮影方法。
6. 三次元画像の形成対象となる対象物を撮影するプログラムであって、
   前記対象物を撮影した撮影方向を含む撮影情報を記録する撮影情報記録機能と、
   前記記録された対象物の撮影情報に基づいて、次回の撮影方向を、前記対象物の次回の撮影条件として算出する撮影条件算出機能と、
   前記算出した次回の撮影条件を通知する通知機能と、
   をコンピュータに実現させるプログラム。

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