JP2017022440A - 撮影装置および撮影制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】移動する物体を撮影する際に、簡易かつ精度よく撮影タイミングを制御すること。【解決手段】撮影装置１０は、移動するゴルフボール２０を撮影する撮影部１２と、検出範囲内におけるゴルフボール２０の有無を検知する反射型光学式センサ１４と、撮影制御部１８２とを備える。撮影制御部１８２は、ティー２４上の検出範囲内にゴルフボール２０が検知された後、検出範囲からゴルフボール２０が退去したことが検知された場合に、当該退去タイミングを基準として撮影部１２による撮影タイミングを制御する。反射型光学式センサ１４の検出範囲は、例えばティー２４上に設定される。【選択図】図１

Description

本発明は、物体を撮影する撮影装置および撮影制御方法に関する。

従来、ゴルフボールなどの移動体の挙動を計測する方法として、撮影装置（カメラ）で撮影した画像を用いる方法が知られている。
ここで、高速で移動する移動体を撮影するためには、撮影装置の撮影範囲内に移動体が入ったことを認識する手段が必要となる。このような通過認識手段としては、例えば光学式センサが広く用いられている。
光学式センサを用いた移動体の撮影方法の一例（第１の方法）として、打撃具による打撃により移動を開始する球技用ボールを撮影する場合に、打撃具の移動経路上（打撃直前位置など）に光学式センサの検出範囲を設定し、打撃具の通過をトリガとして撮影を行う方法がある。
また、例えば第２の方法として、打撃後の球技用ボールの予測移動経路上に光学式センサの検出範囲を設定し、球技用ボールの通過をトリガとして撮影を行う方法がある。
また、例えば第３の方法として、打撃前の球技用ボールの固定位置（ゴルフのティー上など）に反射型光学式センサの検出範囲を設定し、球技用ボールが固定位置から退去したことをトリガとして撮影を行う方法がある。

上記第３の方法を用いた技術の一例として、例えば下記特許文献１では、練習者によるゴルフスイングを連続的に撮影するとともに、ボールセンサによりティー上のゴルフボールの有無を検出する。そして、撮影開始後ティー上にゴルフボールがなくなったことを検出すると、トリガ信号を出力し、トリガ信号の出力から所定時間経過後に撮影を停止するスイング解析システムが開示されている。

特開平５−１５６２８号公報

しかしながら、第１の方法のように光学式センサで打撃具を検知する場合には、打撃具の通過位置とカメラの撮影範囲（球技用ボールの移動経路）との間に距離があるため、移動速度などを算出して撮影タイミングを調整する機構が必要となるという課題がある。
また、第２の方法のように光学式センサで移動体である球技用ボールの通過を認識する場合には、球技用ボールの通過する可能性がある領域全体をカバーするように光学式センサの検出範囲を設定する必要があり、機材が高価になるという課題がある。
また、第３の方法のように反射型光学式センサで物体の通過を認識する場合、検出対象物以外（人の手や足など）が通過しても誤反応してしまうという課題がある。
本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、その目的は、移動する物体を撮影する際に、簡易かつ精度よく撮影タイミングを制御することができる撮影装置および撮影制御方法を提供することにある。

上述の目的を達成するため、請求項１の発明にかかる撮影装置は、移動する物体を撮影する撮影部と、投光部と受光部とが一体となった検出部と、前記受光部で受光される光量に基づいて前記投光部の投光方向側の検出範囲内における前記物体の有無を検知する検知部と、を備える反射型光学式センサと、前記検出範囲内に前記物体が検知された後、前記検出範囲から前記物体が退去したことが検知された場合に、当該退去タイミングを基準として前記撮影部による撮影タイミングを制御する撮影制御部と、を備えることを特徴とする。
請求項２の発明にかかる撮影装置は、前記撮影制御部は、前記検出範囲内に前記物体が所定時間以上継続して検知された後に前記退去が検知された場合にのみ、前記撮影部による撮影を実施する、ことを特徴とする。
請求項３の発明にかかる撮影装置は、前記検出範囲内に前記物体が所定時間以上継続して検知されたことを報知する報知部をさらに備える、ことを特徴とする。
請求項４の発明にかかる撮影装置は、前記反射型光学式センサは、前記物体の色を識別する機能を有し、前記物体が所定の色であった場合にのみ前記検出範囲内に物体が有ると検知する、ことを特徴とする。
請求項５の発明にかかる撮影装置は、前記反射型光学式センサの反応速度が１ｍｓ以下である、ことを特徴とする。
請求項６の発明にかかる撮影装置は、前記物体は、打撃具により打ち出される球技用ボールであり、前記検出範囲は、前記球技用ボールの打ち出し位置を含み、前記撮影部は前記球技用ボールの打ち出し方向に沿って複数設けられており、前記打撃具による前記球技用ボールの打ち出し後の画像を複数撮影する、ことを特徴とする。
請求項７の発明にかかる撮影装置は、移動する物体を撮影する撮影装置を制御する撮影制御方法であって、投光部から投光した光を受光部で受光し、前記受光部で受光される光量に基づいて前記投光部の投光方向側の検出範囲内における前記物体の有無を検知する検知工程と、前記検出範囲内に前記物体が検知された後、前記検出範囲から前記物体が退去したことが検知された場合に、当該退去タイミングを基準として前記撮影装置による撮影タイミングを制御する撮影制御工程と、を含んだことを特徴とする。

請求項１および請求項７の発明によれば、反射型光学式センサの検出範囲内に物体が検知された後、検出範囲から物体が退去したタイミングを基準として撮影部による撮影タイミングを制御するので、物体が移動開始したことを検知した上で撮影を行うことができ、物体が移動する様子を確実に撮影する上で有利となる。例えば、物体の移動開始を音声（打撃音など）によって検知する場合と比較して、安定した検知結果を得ることができる。また、物体の移動開始を打撃具の動きから検知する場合と比較して、システム構成の簡素化を図る上で有利となる。また、物体が移動開始した後の任意の時刻で撮影を行うことができるので、物体の移動速度や撮影部の位置等に合わせて撮影タイミングを設定することができ、撮影装置の汎用性を向上させる上で有利となる。
請求項２の発明によれば、検出範囲内に物体が所定時間以上継続して検知された場合にのみ撮影部による撮影を実施するので、撮影対象の物体ではないものが検出範囲に入った場合に誤って撮影するのを防止する上で有利となる。
請求項３の発明によれば、検出範囲内に物体が所定時間以上継続して検知されたことを報知する報知部をさらに備えたので、物体の移動を操作者が開始させる場合に、物体の移動開始タイミングを的確に設定することができ、効率的に物体の画像を撮影する上で有利となる。
請求項４の発明によれば、反射型光学式センサが物体の色を識別する機能を有するので、特定の物体を認識しやすくなり、反射型光学式センサの認識精度を向上させる上で有利となる。
請求項５の発明によれば、反射型光学式センサの反応速度が１ｍｓ以下であるので、検出範囲から物体が退去した後に迅速に撮影を行うことが可能となり、物体の移動速度が速い場合でも確実に撮影を行う上で有利となる。
請求項６の発明によれば、物体が打撃具により打ち出される球技用ボールであり、反射型光学式センサの検出範囲は球技用ボールの打ち出し位置を含むので、打ち出し直後の球技用ボールを撮影してその挙動を算出する挙動算出装置に撮影装置を適用する上で有利となる。また、反射型光学式センサの検出範囲を球技用ボールの打ち出し位置とするので、センサの検出範囲が最低限の範囲で済み、撮影装置のシステムを簡素化する上で有利となる。

実施の形態にかかる撮影装置１０の概略構成を示す説明図である。 撮影装置１０の機能的構成を示すブロック図である。 コンピュータ１８のハードウェア構成を示すブロック図である。 撮影装置１０による処理の手順を示すフローチャートである。 撮影部１２による撮影画像の一例を模式的に示す説明図である。 撮影部１２による撮影画像の一例を模式的に示す説明図である。 撮影装置１０の他の構成を示す説明図である。

以下に添付図面を参照して、本発明にかかる撮影装置および撮影制御方法の好適な実施の形態を詳細に説明する。
本実施の形態では、物体の一例として、ゴルフクラブ２２によって打撃されて移動するゴルフボール２０を挙げ、撮影装置１０の撮影画像からゴルフボール２０の挙動を計測する場合について説明する。
図１は、実施の形態にかかる撮影装置１０の概略構成を示す説明図である。
また、図２は、撮影装置１０の機能的構成を示すブロック図である。
図１Ａは撮影装置１０の構成を側面から見た図であり、図１Ｂは図１Ａにおけるゴルフボール２０の周辺を上面から見た図である。
図１Ａには、ゴルフクラブ２２によってゴルフボール２０を打撃しようとする操作者（プレイヤー）Ｉが示されている。ゴルフボール２０は、地面（水平面）Ｇに差し込まれたティー２４上に載置されており、この状態でゴルフクラブ２２により打撃され、移動を開始する。すなわち、図１Ａの例では、ティー２４上のゴルフボール２０の位置が移動開始位置Ｐ０となる。
なお、ゴルフボール２０をティー２４に載置した状態で計測を行うか、地面Ｇに載置した状態で計測を行うか、すなわち、ティー２４上のゴルフボール２０の位置を移動開始位置Ｐ０とするか、地面Ｇ上のゴルフボール２０の位置を移動開始位置Ｐ０とするかは操作者Ｉの任意であるが、後述する反射型光学式センサ１４の検出範囲が移動開始位置Ｐ０を含むように調整する必要がある。

また、符号Ｔは、ゴルフクラブ２２によってゴルフボール２０を打撃した際の目標移動方向である。なお、図中には表れていないが、目標移動方向Ｔは上下方向（重力方向）にも変位があるものとする。
以下、撮影装置１０が設置された空間の座標の原点を移動開始位置Ｐ０とし、目標移動方向Ｔの地面Ｇへの投影線と平行な方向にｘ軸、重力方向と反対方向をｚ軸、ｘ軸およびｚ軸と直交する方向をｙ軸とする。なお、図１では図示の都合上、各座標軸を原点である移動開始位置Ｐ０から離れた位置に図示している。
また、符号Ｍは、ゴルフボール２０の表面に付与されたマークである。

撮影装置１０は、撮影部１２、反射型光学式センサ１４、ランプ１５およびコンピュータ１８を含んで構成される。
撮影部１２は、静止画を撮影するカメラである。
本実施の形態では、目標移動方向Ｔに沿って２台のカメラ（第１カメラ１２Ａ、第２カメラ１２Ｂ）を設置している。第１カメラ１２Ａは、移動開始位置Ｐ０を含み目標移動方向Ｔに沿った所定範囲ＦＡを撮影範囲としている。また、第２カメラ１２Ｂは、第１カメラ１２Ａに対して目標移動方向Ｔ側に離れた位置に設置されており、第１カメラ１２Ａの撮影範囲ＦＡよりも目標移動方向Ｔ側にずれた所定範囲ＦＢを撮影範囲としている。
すなわち、撮影部１２はゴルフボール２０の打ち出し方向に沿って複数設けられており、ゴルフクラブ２２によるゴルフボール２０の打ち出し後の画像を複数撮影する。なお、１台のカメラを用いて撮影時刻をずらして複数の画像を撮影するようにしてもよい。
また、図１Ｂでは、第１カメラ１２Ａの撮影範囲ＦＡと第２カメラ１２Ｂの撮影範囲ＦＢとが一部重複しているように図示しているが、重複していなくてもよい。
第１カメラ１２Ａおよび第２カメラ１２Ｂの位置は既知であり、移動開始位置Ｐ０に対する撮影範囲ＦＡ，ＦＢの位置も既知である。
撮影部１２によって撮影された画像は、後述するコンピュータ１８へと出力される。
また、撮影部１２の撮影タイミングは、後述するコンピュータ１８の撮影制御部１８２で制御される。

反射型光学式センサ１４は、投光部１４０２と受光部１４０４とが一体となった検出部１４０６と、受光部１４０４で受光される光量に基づいて投光部１４０２の投光方向側の検出範囲内における物体の有無を検知する検知部１４０８とを備える。
本実施の形態では、反射型光学式センサ１４として拡散反射型のセンサを用いているが、回帰反射式のセンサや透過型のセンサを用いてもよい。

本実施の形態では、反射型光学式センサ１４の検出範囲を移動開始位置Ｐ０に合わせている。すなわち、投光部１４０２からの投影光ＬＩが移動開始位置Ｐ０を通過するように設置する。ティー２４上にゴルフボール２０がない場合には、投影光ＬＩは移動開始位置Ｐ０を通過していく。一方、ティー２４上にゴルフボール２０がある場合には、ゴルフボール２０の表面で反射した反射光ＬＲが受光部１４０４に向かい、受光部１４０４での受光量が増加する。これにより、ティー２４上のゴルフボール２０の有無を検知することができる。

なお、反射型光学式センサ１４は、ＣＭＯＳセンサなどの画像センサを用いて物体の色を識別する機能を有するものであってもよい。この場合、物体が特定の色であった場合にのみ検出範囲内に物体が有ると検知する。
より詳細には、例えば一般的なゴルフボール２０の色である白色の物体が検出範囲内にあった場合にのみ物体を検出するセンサを用いる。これにより、ゴルフクラブ２２や操作者Ｉの手足等がティー２４周辺にあるのをゴルフボール２０として誤検知するのを防止して、反射型光学式センサ１４の検出精度を向上させることができる。

また、反射型光学式センサ１４の反応速度は、１ｍｓ以下であることが好ましい。
これは、ゴルフボール２０の移動速度や撮影部１２の位置によっては、撮影部１２の撮影タイミングをゴルフボール２０の移動開始直後とすることが要求されるためである。反応速度の速い反射型光学式センサ１４を使用することによって、撮影タイミングをより速いタイミングに設定することが可能となり、撮影装置１０による撮影精度を向上させることができる。

ランプ１５は、反射型光学式センサ１４検出範囲内に物体が所定時間以上継続して検知されたことを報知する報知部の一例であり、本実施の形態では、ティー２４上にゴルフボール２０が所定時間以上継続して検出された場合に点灯して視覚的に報知を行う。
これは後述するように、操作者Ｉに対して撮影の準備が整ったことを報知するためである。
ランプ１５は、例えば反射型光学式センサ１４の近傍（図１では反射型光学式センサ１４と一体）の、操作者Ｉがアドレス姿勢を取った状態で無理なく視認できる位置に設置される。
なお、報知部としてスピーカ等の音声出力手段などを用いてもよい。
また、図２ではランプ１５（報知部）とコンピュータ１８とを接続して図示しているが、ランプ１５（報知部）と反射型光学式センサ１４とを直接接続してもよい。

コンピュータ１８は、ＣＰＵ１８０２が各種プログラムを実行することにより、撮影制御部１８２および挙動算出部１８４を実現する。
図３は、コンピュータ１８のハードウェア構成を示すブロック図である。
コンピュータ１８は、ＣＰＵ１８０２と、不図示のインターフェース回路およびバスラインを介して接続されたＲＯＭ１８０４、ＲＡＭ１８０６、ハードディスク装置１８０８、ディスク装置１８１０、キーボード１８１２、マウス１８１４、ディスプレイ１８１６、プリンタ１８１８、入出力インターフェース１８２０などを有している。
ＲＯＭ１８０４は制御プログラムなどを格納し、ＲＡＭ１８０６はワーキングエリアを提供するものである。
ハードディスク装置１８０８は撮影部１２の撮影タイミングを制御する撮影制御プログラムやゴルフボール２０の挙動の計測を行うための専用のプログラム（挙動計測プログラム）を格納している。
ディスク装置１８１０はＣＤやＤＶＤなどの記録媒体に対してデータの記録および／または再生を行うものである。
キーボード１８１２およびマウス１８１４は、操作者による操作入力を受け付けるものである。
ディスプレイ１８１６はデータを表示出力するものであり、プリンタ１８１８はデータを印刷出力するものであり、ディスプレイ１８１６およびプリンタ１８１８によってデータを出力する。
入出力インターフェース１８２０は、撮影部１２、反射型光学式センサ１４、ランプ１５等との間でデータの授受を行うものである。

なお、コンピュータ１８としてスマートホンやタブレット等の小型情報機器を用いてもよい。
また、図１ではコンピュータ１８と撮影部１２等の機器とを配線で接続して図示しているが、これらの機器間の通信を無線通信で行ってもよい。
また、コンピュータ１８（スマートホンやタブレット等を含む）がカメラやスピーカを備えている場合には、コンピュータ１８が備えるカメラを用いて画像の撮影をしたり、コンピュータ１８が備えるスピーカを用いて報知部による報知をおこなったりしてもよい。この場合、撮影装置１０を構成する機器の数を少なくして、機器の設置の手間やスペースを省くことができる。

図２の説明に戻り、撮影制御部１８２は、反射型光学式センサ１４の検出範囲内に物体が検知された後、検出範囲から物体が退去したことが検知された場合に、当該退去タイミングを基準として撮影部１２による撮影タイミングを制御する。
撮影タイミングの制御とは、例えば検出範囲から物体が退去した時刻をＴ０（基準時刻）として、基準時刻Ｔ０から所定の遅れ時間Ｔｘを取ったタイミングで撮影部１２での撮影を行うものである。

本実施の形態では、撮影部１２として２台のカメラ１２Ａ，１２Ｂが設置されているので、各カメラ１２Ａ，１２Ｂに対してそれぞれ異なる遅れ時間Ｔｘを設定する。より詳細には、第１カメラ１２Ａには第１の遅れ時間Ｔｘ１を設定する一方で、第２カメラ１２Ｂは第１カメラ１２Ａよりも移動開始位置Ｐ０から遠い位置にあるため、第１の遅れ時間Ｔｘ１よりも長い第２の遅れ時間Ｔｘ２を設定する。
各遅れ時間Ｔｘ１，Ｔｘ２は、例えば操作者Ｉのゴルフ熟練度やゴルフクラブ２２の種類等からゴルフボール２０の移動速度（特に初速）の概算値を予測したり、各カメラの位置（移動開始位置Ｐ０からの距離）などから適宜設定すればよい。

また、本実施の形態において撮影制御部１８２は、反射型光学式センサ１４の検出範囲内に物体が所定時間以上継続して検知された後に当該物体の退去が検知された場合にのみ、撮影部１２による撮影を実施する。
これは、反射型光学式センサ１４の検出範囲であるティー２４上またはティー２４の近傍に物体が検知された場合でも、その物体がゴルフボール２０ではなく、例えば操作者Ｉの手足やゴルフクラブ２２のヘッドなどである可能性があり、この場合に撮影を行うと誤撮影となってしまうためである。
ここで、反射型光学式センサ１４の検出範囲（ティー２４上）の物体がゴルフボール２０である場合には、操作者Ｉがティー上にゴルフボール２０をセットした後、アドレス姿勢を取ってスイングを実施する間に一定の時間が必要となるはずである。一方で、反射型光学式センサ１４の検出範囲の物体がゴルフボール２０以外である場合には、すぐに移動して検出範囲から外れる可能性が高い。
よって、撮影制御部１８２は、反射型光学式センサ１４による物体の検知が所定時間以上継続された場合にのみ撮影部１２による撮影を行い、物体の誤検知を防止して確実にゴルフボール２０を撮影できるようにしている。
なお、本実施の形態では、報知部であるランプ１５によって反射型光学式センサ１４の検出範囲内に物体が所定時間以上継続して検知されたことを報知するので、操作者Ｉはゴルフボール２０をティー２４にセットした後、ランプ１５の点灯を待ってスイングを開始すればよい。

挙動算出部１８４は、撮影部１２で撮影された画像を用いてゴルフボール２０の挙動を算出する。
本実施の形態では、撮影部１２で撮影された画像とは、第１カメラ１２Ａで撮影された第１の画像および第２カメラ１２Ｂで撮影された第２の画像の２枚である。
また、ゴルフボール２０の挙動とは、打撃後のゴルフボール２０の移動方向、回転軸方向および移動速度である。

ここで、挙動算出部１８４によるゴルフボール２０の挙動の算出方法について説明する。
図５は、撮影部１２による撮影画像の一例を模式的に示す説明図である。
図５Ａは第１の画像を示し、反射型光学式センサ１４の検出範囲からゴルフボール２０が退去した基準時刻Ｔ０から、第１の遅れ時間Ｔｘ１後の撮影範囲ＦＡを第１カメラ１２Ａで撮影した画像である。
図５Ｂは第２の画像を示し、反射型光学式センサ１４の検出範囲からゴルフボール２０が退去した基準時刻Ｔ０から、第２の遅れ時間Ｔｘ２（＞Ｔｘ１）後の撮影範囲ＦＢを第２カメラ１２Ｂで撮影した画像である。
また、図５Ｃは図５Ａからゴルフクラブ２２を消去した上で、図５Ａおよび図５Ｂを重畳している。なお、２台のカメラ１２Ａ，１２Ｂの位置および撮影範囲ＦＡ，ＦＢの位置は既知であるため、図５Ｃのように２つの画像を重畳することが可能である。

また、図６も、撮影部１２による撮影画像の一例を模式的に示す説明図であり、図６Ａは図５Ａと同一の図、図６Ｂはゴルフボール２０が第２カメラ１２Ｂに対して近づく方向（ｙ座標プラス方向）に移動した場合の画像であり、図６Ｃはゴルフボール２０が第２カメラ１２Ｂに対して遠ざかる方向（ｙ座標マイナス方向）に移動した場合の画像である。

まず、上下方向（ｘ−ｚ平面上）における移動方向θｈの算出方法について説明する。
図５Ｃに示すように、第１の画像におけるゴルフボール２０の中心点Ｐ１と第２の画像におけるゴルフボール２０の中心点Ｐ２とを結ぶ線分Ｌ１と、第１の画像におけるゴルフボール２０の中心点Ｐ１を通り地面Ｇと平行な線分Ｌ２とがなす角θｈによって、上下方向（ｘ−ｚ平面上）の移動方向を特定することができる。
すなわち、挙動算出部１８４は、第１の画像におけるゴルフボール２０の位置と第２の画像におけるゴルフボール２０の位置との変位方向を移動方向として算出する。
なお、各カメラ１２Ａ，１２Ｂの光軸が地面Ｇと平行でなく、上下方向に傾いている場合は、当該傾きを補正した上で上下方向の移動方向θｈを算出する。

つぎに、左右方向（ｘ−ｙ平面上）における移動方向θｗの算出方法について説明する。
ゴルフボール２０が目標移動方向Ｔに対して左右方向に傾いて移動している場合には、図６に示すように移動開始前後で画像上のゴルフボール２０の直径が異なる。
図６の例では、図６Ａのゴルフボール２０の直径Ｒ０に対して、図６Ｂのようにゴルフボール２０が第２カメラ１２Ｂに対して近づく方向に移動した場合には直径Ｒ１が大きくなり（Ｒ１＞Ｒ０）、図６Ｃのようにゴルフボール２０が第２カメラ１２Ｂに対して遠ざかる方向に移動した場合には直径Ｒ２が小さくなる（Ｒ２＜Ｒ０）。
各カメラ１２Ａ，１２Ｂの撮影倍率および画角は既知であるので、２つの画像上のゴルフボール２０の直径の差分に基づいて、左右方向（ｘ−ｙ平面上）の移動方向θｗを特定することができる。
例えば、図６Ｂのようにゴルフボール２０が第２カメラ１２Ｂに対して近づく方向（ｙ座標プラス方向）に移動した場合には、画像上のゴルフボール２０の直径が大きいほど第２カメラ１２Ｂ方向に大きく曲がっていることになる。また、図６Ｃのようにゴルフボール２０が第２カメラ１２Ｂに対して遠ざかる方向（ｙ座標マイナス方向）に移動した場合には、画像上のゴルフボール２０の直径が小さいほど第２カメラ１２Ｂと反対方向に大きく曲がっていることになる。
すなわち、挙動算出部１８４は、第１の画像および第２の画像におけるゴルフボールの直径の比率に基づいて、撮影部１２の撮影方向と直交する方向の移動方向を算出する。

また、移動方向θｗを算出する他の方法として、２台のカメラを用いたステレオ計測をおこなってもよい。
図７は、撮影装置１０の他の構成を示す説明図である。
図７Ａには、２台のカメラ１３Ａ，１３Ｂが、それぞれの撮影範囲ＦＡ，ＦＢをなるべく重複するように設置されている。
なお、カメラ１３Ａ，１２３の位置や撮影方向（向き）や撮影倍率などのカメラパラメータは、予め特定されている。
そして、カメラ１３Ａ，１３Ｂで、それぞれ同時かつ所定時間を置いて２回画像を撮影し、計４枚の画像を得る。撮影時刻は、基準時刻から所定の遅れ時間Ｔｘ３，Ｔｘ４（Ｔｘ３≠Ｔｘ４）経過後とするが、いずれの撮影時にも撮影範囲ＦＡ，ＦＢにゴルフボール２０が位置するような時刻とする。
それぞれのカメラ１３Ａ，１３Ｂで撮影した画像上におけるゴルフボール２０の位置を特定し、上記のカメラパラメータを用いて２時刻（画像の撮影時刻）におけるゴルフボール２０の３次元空間上の位置を特定する。この２時刻におけるゴルフボール２０の３次元空間上の位置の差分からゴルフボール２０の移動方向θｗを算出することができる。
また、図７Ｂのように、それぞれの撮影範囲ＦＡ，ＦＢが重複するように設置された２台のカメラ１７Ａ，１７Ｂからなる第１のカメラ対１９Ａと、それぞれの撮影範囲ＦＣ，ＦＤが重複するように設置された２台のカメラ１７Ｃ，１７Ｄからなる第２のカメラ対１９Ｂとの計４台のカメラを設けて撮影を行ってもよい。
この場合、撮影範囲ＦＡ，ＦＢ内にゴルフボール２０が位置した際に、第１のカメラ対１９Ａ（カメラ１７Ａ，１７Ｂ）で同時に画像を撮影する。また、撮影範囲ＦＣ，ＦＤ内にゴルフボール２０が位置した際に、第２のカメラ対１９Ｂ（カメラ１７Ｃ，１７Ｄ）で同時に画像を撮影する。
このように、計４台のカメラで４枚の画像を得るようにしてもよい。

つぎに、回転軸方向の算出方法について説明する。
図５に示すように、ゴルフボール２０にはマークＭが付加されている。第１の画像と第２の画像とにおけるゴルフボール２０のマークＭの位置の変化および方向の変化に基づいて、ゴルフボール２０の回転軸方向を特定することができる。
なお、ゴルフボール２０に付加するマークＭは、ゴルフボール２０がどの方向に回転しても画像上に写るような図柄にするのが好ましい。このような図柄としては、例えば図５等のようにゴルフボール２０の全周に渡って描かれた線分など従来公知の様々な図柄を用いることができる。

つづいて、移動速度の算出方法について説明する。
移動速度の算出には、まずゴルフボール２０の移動距離を算出する。上述のように各カメラ１２Ａ，１２Ｂの設置位置や撮影倍率は既知であるので、画像上の距離と実空間上の距離との比率は既知であり、第１の画像におけるゴルフボール２０の位置と第２の画像におけるゴルフボール２０の位置との関係からゴルフボール２０のｘ−ｚ平面上の２次元的な移動距離を算出することができる。
また、第１カメラ１２Ａに設定された第１の遅れ時間Ｔｘ１と第２カメラ１２Ｂに設定された第２の遅れ時間Ｔｘ２との差分から、第１の画像が撮影されてから第２の画像が撮影されるまでの経過時間を特定することができる。
このように算出した２枚の画像間におけるゴルフボール２０の移動距離を、２枚の画像が撮影される間の経過時間で除すことによって、ゴルフボール２０の移動速度を算出することができる。

図４は、撮影装置１０による処理の手順を示すフローチャートである。
まず、操作者Ｉは反射型光学式センサ１４を起動する（ステップＳ４００）。反射型光学式センサ１４は、検出範囲内に光を投光し、受光した光量に基づいて検出範囲内に物体があるか否かを判断する（ステップＳ４０２）。
反射型光学式センサ１４は、検出範囲内に物体を検出するまで待機し（ステップＳ４０２：Ｎｏのループ）、物体を検出すると（ステップＳ４０２：Ｙｅｓ）、物体を検出した状態で所定時間が経過するまでステップＳ４０２に戻って待機する（ステップＳ４０４：Ｎｏのループ）。なお、所定時間が経過する前に物体が検出範囲から退去した場合には、ステップＳ４０２に戻って以降の処理をくり返す。
物体を検出した状態が所定時間継続した場合（ステップＳ４０４：Ｙｅｓ）、報知部であるランプ１５を点灯し、操作者Ｉに撮影準備が完了したことを報知する（ステップＳ４０６）。

その後、検出範囲から物体が退出するまではステップＳ４０６に戻って待機し（ステップＳ４０８：Ｎｏのループ）、物体が退出すると（ステップＳ４０８：Ｙｅｓ）、撮影制御部１８２は、退出時刻（基準時刻Ｔ０）から第１の遅れ時間Ｔｘ１経過後に第１カメラ１２Ａで１枚目の画像を撮影する（ステップＳ４１０）。また、退出時刻（基準時刻Ｔ０）から第２の遅れ時間Ｔｘ２（＞Ｔｘ２）経過後に第２カメラ１２Ｂで２枚目の画像を撮影する（ステップＳ４１２）。
挙動算出部１８４は、ステップＳ４１０，Ｓ４１２で撮影した２枚の画像を用いてゴルフボール２０の挙動を算出し（ステップＳ４１４）、算出した挙動の情報をディスプレイ１８１６や印刷紙等に表示して（ステップＳ４１６）、本フローチャートによる処理を終了する。

以上説明したように、実施の形態にかかる撮影装置１０は、反射型光学式センサ１４の検出範囲内に物体が検知された後、検出範囲から物体が退去したタイミングを基準として撮影部１２による撮影タイミングを制御するので、物体が移動開始したことを検知した上で撮影を行うことができ、物体が移動する様子を確実に撮影する上で有利となる。
例えば、物体の移動開始を音声（打撃音など）によって検知する場合と比較して、安定した検知結果を得ることができる。また、物体の移動開始を打撃具の動きから検知する場合と比較して、システム構成の簡素化を図る上で有利となる。
また、物体が移動開始した後の任意の時刻で撮影を行うことができるので、物体の移動速度や撮影部１２の設置位置等に合わせて撮影タイミングを設定することができ、撮影装置１０の汎用性を向上させる上で有利となる。
また、撮影装置１０は、検出範囲内に物体が所定時間以上継続して検知された場合にのみ撮影部１２による撮影を実施するので、撮影対象の物体ではないものが検出範囲に入った場合に誤って撮影するのを防止する上で有利となる。
また、撮影装置１０は、検出範囲内に物体が所定時間以上継続して検知されたことを報知するランプ１５（報知部）をさらに備えたので、物体の移動を操作者Ｉが開始させる場合に、物体の移動開始タイミングを的確に設定することができ、効率的に物体の画像を撮影する上で有利となる。
また、撮影装置１０において、反射型光学式センサ１４が物体の色を識別する機能を有するものであれば、例えばゴルフボール２０などの特定の物体を認識しやすくなり、反射型光学式センサ１４の認識精度を向上させる上で有利となる。
また、撮影装置１０において、反射型光学式センサ１４の反応速度を１ｍｓ以下とすれば、検出範囲から物体が退去した後に迅速に撮影を行うことが可能となり、物体の移動速度が速い場合でも確実に撮影を行う上で有利となる。
また、撮影装置１０は、物体が打撃具により打ち出される球技用ボールであり、反射型光学式センサ１４の検出範囲は球技用ボールの打ち出し位置を含むので、打ち出し直後の球技用ボールを撮影してその挙動を算出する挙動算出装置に撮影装置を適用する上で有利となる。
また、撮影装置１０は、反射型光学式センサ１４の検出範囲を球技用ボールの打ち出し位置とするので、センサの検出範囲が最低限の範囲で済み、撮影装置１０のシステムを簡素化する上で有利となる。

１０……撮影装置、１２……撮影部、１２Ａ……第１カメラ、１２Ｂ……第２カメラ、１４……反射型光学式センサ、１４０２……投光部、１４０４……受光部、１４０６……検出部、１４０８……検知部、１５……ランプ、１８……コンピュータ、１８２……撮影制御部、１８４……挙動算出部、２０……ゴルフボール、２２……ゴルフクラブ、２４……ティー、ＦＡ，ＦＢ……撮影範囲、Ｇ……地面、Ｉ……操作者、ＬＩ……投影光、ＬＲ……反射光、Ｍ……マーク、Ｐ０……移動開始位置、Ｔ……目標移動方向。

Claims (7)

1. 移動する物体を撮影する撮影部と、
   投光部と受光部とが一体となった検出部と、前記受光部で受光される光量に基づいて前記投光部の投光方向側の検出範囲内における前記物体の有無を検知する検知部と、を備える反射型光学式センサと、
   前記検出範囲内に前記物体が検知された後、前記検出範囲から前記物体が退去したことが検知された場合に、当該退去タイミングを基準として前記撮影部による撮影タイミングを制御する撮影制御部と、
   を備えることを特徴とする撮影装置。
2. 前記撮影制御部は、前記検出範囲内に前記物体が所定時間以上継続して検知された後に前記退去が検知された場合にのみ、前記撮影部による撮影を実施する、
   ことを特徴とする請求項１記載の撮影装置。
3. 前記検出範囲内に前記物体が所定時間以上継続して検知されたことを報知する報知部をさらに備える、
   ことを特徴とする請求項２記載の撮影装置。
4. 前記反射型光学式センサは、前記物体の色を識別する機能を有し、前記物体が所定の色であった場合にのみ前記検出範囲内に物体が有ると検知する、
   ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の撮影装置。
5. 前記反射型光学式センサの反応速度が１ｍｓ以下である、
   ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項記載の撮影装置。
6. 前記物体は、打撃具により打ち出される球技用ボールであり、
   前記検出範囲は、前記球技用ボールの打ち出し位置を含み、
   前記撮影部は前記球技用ボールの打ち出し方向に沿って複数設けられており、前記打撃具による前記球技用ボールの打ち出し後の画像を複数撮影する、
   ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項記載の撮影装置。
7. 移動する物体を撮影する撮影装置を制御する撮影制御方法であって、
   投光部から投光した光を受光部で受光し、前記受光部で受光される光量に基づいて前記投光部の投光方向側の検出範囲内における前記物体の有無を検知する検知工程と、
   前記検出範囲内に前記物体が検知された後、前記検出範囲から前記物体が退去したことが検知された場合に、当該退去タイミングを基準として前記撮影装置による撮影タイミングを制御する撮影制御工程と、
   を含んだことを特徴とする撮影制御方法。

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