JP6082036B2 - ３６０°撮像システム - Google Patents

Description

本特許出願は、２０１２年２月２７日に出願された米国仮特許出願第６１／６０３，８５３号及び２０１２年７月２日に出願された米国仮特許出願第６１／６６７，１０８号の優先権を主張する。これらの出願の各内容は、参照することによって本明細書に援用される。

本発明は、３６０°撮像システムに関し、より詳しくは形成外科手術に先立ち、患者を撮影するために用いることが可能な３６０°撮像システムに関する。

形成外科の分野では、手術前後の患者の外観を記録化することが往々にして望ましい場合がある。写真撮影は通常の記録化手段である。しかしながら、往々にして、１つの角度や複数角度からの写真でさえも、本当の変化を示すのに十分ではない場合がある。したがって、手術前後における患者の完全な３６０°ビューまで記録化するシステムが必要である。

（原文に記載なし）

本発明は、その先端部の１つに、３６０°移動可能な、例えばビデオカメラ、スチルカメラ又はその他の撮像装置のような装置を携えるように構成された連節式旋回水平ブームを備えている。その水平ブームの反対側の端部には、カメラに同調して垂直軸線周りに回転する背景幕が取り付けられる。撮像対象の被写体はその垂直軸線にほぼ同軸となる位置に置かれ、その位置で固定される。カメラはその被写体周りで３６０°に亘って移動し、被写体のビデオ画像を取得する。

水平ブームの“カメラ側”端部には下方に延びる垂直アーム又はブームがあり、そこにカメラが据え付けられる。垂直アーム又はブームはカメラ高さを調整するため、延長・短縮が可能な伸縮式とすることができる。水平ブームの“背景幕側”端部もまた、垂直アーム又はブームを備える。この垂直アーム又はブームは背景幕を取り付け、水平ブームの回転に伴い、ビデオカメラの反対側で移動する。照明装置が水平ブームの“カメラ側”端部に、また撮像装置を保持する垂直アーム又はブームに取り付けられる。その照明装置は、カメラが被写体周りを回転する際に、一定のままの被写体のダウン照明とフロント照明を提供する。第３のライトを垂直軸線に近い水平ブームの反対側の端部に向けて配置することができる。この光源は背景を照らし、以て他の２つの光源からの造影を回避する。これら照明設備の全ては、撮像対象の特徴を明らかにする必要性に応じて、その位置と明暗度が調整可能である。電動式の移動制御を用いて、撮像システムと背景幕を被写体周りに回転したり、各垂直アーム又はブームを下降・上昇したり、或いは垂直アーム又はブームを上下に連接移動しても良い。

撮像システムは、プロジェクトの必要性に応じて縦方向か横方向のいずれかで画像を取得するように方向付けることが可能である。好ましくは、人体を撮像する際にはカメラは垂直に方向付けられたポートレイト画像を取得するように位置決めされる。

人体、顔、頭部、及び首部の撮像には高解像度システムを伴ったビデオ撮影の利用を含むことが好ましい。代表的実施形態では、頭部と首部の美容整形プランニングのため、カメラは、穏やかな状態にある被写体を最初に３６０°スキャンし、２番目に患者が笑った状態で３６０°スキャンされるような２つのビデオクリップを取得する。被写体は、適当なカメラ高さまで被写体を上げ下げすることができる調整スツール上に着座させられる場合もあり、またカメラアームの調整によって撮像する場合もある。

好ましい実施形態では、撮像システムは撮影、編集、記録、読み出し、及び軌道ショット撮影の合成のための自動工程を含んでいる。システムはカメラ、ライト、背景幕を患者の周りで反復可能な速度で回転するモーション制御アーマチャ（又は一連のブーム）を備える。撮像装置は軌道内の任意位置で停止するようにプログラミングすることができ（又は手動で移動可能）、軌道を介して１つ又は複数の地点でカメラを一時停止させることができる。好ましい実施形態において、照明はその明暗度、色温度、又は光源／方向を変えるようにプログラミングすることができる。代表的実施形態では、オペレータは最初にタッチスクリーンを使用してシステムを初期化し、患者のメタデータ（例えば、名前、手術手順など）を入力する。患者はアイセーフレーザー（又はその他の位置決め装置）の補助を受け、回転軸線の下で着座か起立した状態に位置決めされる。使用時、オペレータはオーバーヘッドを操作し、カメラと背景幕をスキャン用定位置へと下げる。カメラの仰角は、患者の身体の如何なる水平帯をもスキャンするように広範囲（例えば、６”〜８０”）に亘ってセットすることができる。

本発明の一態様によれば、第１端部、第２端部、および中間部を有する第１水平ブーム、第１端部と第２端部を有する第２水平ブーム、第１端部と第２端部を有する第１垂直アーム、第１端部と第２端部を有する第２垂直アーム、及び取付ブラケット、を有する３６０°カメラ撮像システムが提供される。前記第１水平ブームは、第１水平ブームの中間部に隣接した第１回転ピボットによって前記第２水平ブームの前記第１端部に接続されると共に、第２水平ブームの前記第２端部は前記取付ブラケットに接続される。前記第１垂直アームの前記第１端部は第１水平ブームの第１端部に接続されると共に、前記第２垂直アームの前記第１端部は、第１水平ブームの第２端部に接続される。カメラが第１垂直アームに取り付けられると共に、背景幕が第２垂直アームに装着される。好ましい実施形態では、前記第２水平ブームの第２端部は第２回転ピボットによって取付ブラケットに接続される。好ましくは、前記背景幕は、第３回転ピボットを介して前記第２垂直アームに取り付けられる。好ましくは、ライトが前記第１垂直アームに取り付けられる。好ましくは、前記第２垂直アームの前記第１端部に隣接して、第２ライトが第２垂直アームに取り付けられる。好ましくは、前記カメラはビデオカメラである。好ましくは、３６０°カメラ撮像システムはさらに、第２カメラを有する。好ましくは、前記第２カメラはスチルカメラである。好ましくは、電動モータが前記第２水平ブームに固定される。好ましくは、前記電動モータは前記第１回転ピボットに隣接して固定される。好ましくは、３６０°カメラ撮像システムはさらに、カラースケールを有する。好ましくは、３６０°カメラ撮像システムはさらに、発光ダイオードセンタリングライトを有する。

本発明の別の態様によれば、第１端部、第２端部、および中間部を有する水平ブーム、第１端部と第２端部を有する第１垂直アーム、第１端部と第２端部を有する第２垂直アーム、及び前記水平ブームの前記中間部に隣接する回転ピボット、を有する３６０°カメラ撮像システムが提供される。前記第１垂直アームの前記第１端部は第１水平ブームの第１端部に固定されると共に、前記第２垂直アームの前記第１端部は、第１水平ブームの第２端部に固定される。カメラが第１垂直アームに取り付けられると共に、背景幕が第２垂直アームに装着される。

本発明の別の態様によれば、第３６０°カメラシステムを用いて被写体の前画像と後画像を取得する方法であって、（１）前記被写体をカメラと背景幕との間の第１位置に位置決めし、（２）少なくとも被写体の一部分の少なくとも５枚の画像を取得するためにカメラを用いながら被写体の周りにカメラを略円形の経路に通過させて第１画像セットを取得し、（３）被写体をもう一度、前記カメラと前記背景幕との間の前記第１位置に位置決めし、（４）少なくとも被写体の一部分の少なくとも５枚の画像を取得するためにカメラを用いながら被写体の周りにカメラを略円形の経路に通過させて第２画像セットを取得し、そして（５）前記第１画像セットと前記第２画像セットとを比較する、以上の各ステップを有する方法が提供される。好ましい実施形態では、前記方法はさらに、前記第１画像セットが取得されている間に少なくとも５つの画像を取得し、前記第２画像セットが取得されている間に少なくとも５つの画像を取得する、スチルカメラである第２カメラの使用を有する。好ましくは、第１ライトがほぼ被写体の正面に配置され、第２ライトが被写体のほぼ後方に配置される。好ましい実施形態では、前記第１画像セットを取得している間のカメラの移動速度は、前記第２画像セットと取得している間のカメラの移動速度と実質的に同じである。好ましくは、前記第１画像セットからサブセットの画像が選択される。好ましくは、前記第２画像セットからサブセットの画像が選択される。好ましい実施形態では、前記第１画像セットを取得している間に前記カメラは少なくとも約３６０°通過し、前記第２画像セットを取得している間にカメラが少なくとも約３６０°を通過する。好ましくは、前記被写体の第１並列画像と、被写体の少なくとも第２並列画像とが生成される。好ましくは、前記被写体の前記第１並列画像は、前記第１画像セットからの画像と前記第２画像セットからの画像を含み、前記被写体の前記第２並列画像は、前記第１画像セットからの画像と前記第２画像セットからの画像を含む。

発明は、その追加的特徴と利点を共に、以下の説明を参照することにより最良な形で理解されるであろう。

本発明の好ましい実施形態による３６０°撮像システムの斜視図である。 図１の３６０°撮像システムの側面図である。 図１の３６０°撮像システムの側面図であって、水平アームの旋回調整機能を示した図である。 本発明の一実施形態によるセンタリング装置を伴う、図１の３６０°撮像システムの平面図である。 図４のセンタリング装置を伴った、図１の３６０°撮像システムの側面図である。 本発明の別の好ましい実施形態による３６０°撮像システムの斜視図である。 本発明の別の好ましい実施形態によるデュアル３６０°撮像システムの斜視図である。 図７のデュアル３６０°撮像システムの平面図である。 テレスコープ型アームにカメラを取り付けた図７のデュアル３６０°撮像システムの側面図である。 本発明の別の好ましい実施形態によるポータブル型３６０°撮像システムの側面図である。 本発明の実施形態による二つの回転前後画像を示した一連の画像を示す図である。 本発明の実施形態による二つの回転前後画像を示した一連の画像を示す図である。 本発明の実施形態による二つの回転前後画像を示した一連の画像を示す図である。 本発明の好ましい実施形態による３６０°撮像システムの斜視図である。 図１２の３６０°撮像システムの側面図である。 図１２の３６０°撮像システムに用いられる代表的電気機器のフロー図である。 水平ブームの移動範囲を示した図１２の３６０°撮像システムの側面図である。 本発明の好ましい実施形態による３６０°撮像システムの側面図である。 図１６の３６０°撮像システムの斜視図である。 本発明の好ましい実施形態による３６０°撮像システムの折り込み・展開動作を示す一連の画像を示した図である。 本発明の好ましい実施形態による３６０°撮像システムの折り込み・展開動作を示す一連の画像を示した図である。

以下の説明及び図面はあくまで例示的なものであって、限定的なものとして解釈されるべきではない。数多くの具体的な詳細事項が本開示を完全に理解してもらうために記載されている。しかしながら、場合によっては、周知又は従来の詳細事項は、説明を不明瞭してしまうのを回避する上で記載されない。本開示における一実施形態への言及は、必ずしも同じ実施形態への言及とならない可能性があるが、そのような言及は、各実施形態の少なくとも１つを意味するものである。

本明細書中において、“一実施形態”又は“実施形態”に対して言及することは、その実施形態に関連して記載された特定の特性や構造や特徴が、その開示の少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味している。明細書の様々な箇所に現れる“一実施形態において”のフレーズは、全てが必ずしも同じ実施形態を引用するものではなく、また他の実施形態を相互に排除した別個、又は代替的な実施形態を引用するものでもない。更に、様々な特徴についても、幾つかの実施形態において示され、他の実施形態では示されない形で記載される場合もある。同様に、記載された様々な要件についても、幾つかの実施形態にとっての要件であって他の実施形態の要件でない場合もある。

本願明細書で使用される用語は、開示された文脈の中で、また各用語が使用される特定の文脈の中で、当該技術分野における夫々の通常の意味を有している。本開示を説明するために使用される特定の用語は、本開示の説明に関する実施者に追加のガイダンスを提供するために、以下か本願明細書の他の箇所において論じる。便宜上、特定の用語を例えばイタリック及び／又は二重引用符を使用して強調する場合もある。尚、強調表示の使用は用語の範囲や意味に影響を与えるものではない。そして用語の範囲や意味は、それが強調表示されているか否かに関係なく、同じ文脈内では同じ範囲や意味をもつことになる。同じことが様々な形で言えることが理解されるだろう。

その結果、代替言語および同義語は、ここに記載された各用語のいずれか１つ、又はそれ以上のために使用されるかもしれない。いかなる特別な意義も、ここで詳細に説明されたり論じられたりしているか否かに応じて置かれるべきものではない。特定の用語に対しては同義語が用意されている。一つ以上の同義語の詳説は他の同義語の使用を排除するものではない。本願明細書で論じられる如何なる用語の例を含め、本明細書の何処の例の使用は単なる例示にすぎず、本開示や任意の例示用語の範囲や意味を限定するものではない。同様に、本開示は本願明細書に記載された様々な実施形態に限定されるものではない。

本開示の範囲をさらに限定する意図をもたずに、本発明による機器、装置、方法、及びそれらに関連する結果の例を以下に示す。尚、タイトルやサブタイトルはあくまで読み手の便宜のための例で使用される場合があるが、それらは全く開示の範囲を制限しないはずである。別段の定義がない限り、本願明細書で用いる技術用語や科学用語の全ては、本開示に関連する技術分野の当業者によって通常理解されるものと同じ意味を持つ。法定論争の場合、諸定義を含め本願明細書が論争を支配することになる。

本願明細書に使用された、例えば“front（前の）”、“back（後ろの）”、“upper（上の）”、“lower（下の）”、“side（側部）”、“short（短い）”、“long（長い）”、“down（下）”及び“below
（下の）”のような用語は、単に説明を容易にするためのものであり、図に示されたように構成部品の向きを引用しているものであることを理解されたい。本願明細書に記載された構成部品の如何なる方向付けも本発明の範囲内にあることを理解すべきである。

本発明を限定するのではなく、あくまで本発明を例示する目的で図面を参照するに、図１は、本発明の好ましい実施形態による３６０°撮像システム１０の好ましい実施形態を示している。撮像システム１０は、実質的に垂直な軸線の周りに配置された人物や目標物やシーンの３６０°画像又はビデオを撮影するために使用することができる。システム１０は好ましくは天井から吊り下げられ、目標物に向けられて実質的に垂直な軸線の周りで回転可能である撮像装置を備えている。本願明細書に記載の代表的実施形態において、システム１０は形成外科患者を撮像するために使用される（例えば、手術前と術後の結果を示すため）。しかしながら、この用途は本発明を限定するものではなく、システム１０はどんな所望の目標物の撮像にも使用できることが理解されるであろう。

図１〜図３に示すように、好ましい実施形態では撮像システム１０は、従属する水平方向ブーム１４を有する回転装置１２、第１及び第２の垂直方向ブーム又はアーム１６、１８、背景幕２０、釣り合い錘２２、照明装置２４、及び画像取得装置２６を備える。好ましい実施形態では、回転装置１２に部屋の天井に取り付けられるか、その中に組み込まれており、そこから下方に延びるシャフト２８を備えている。図２に良く示されるように、好ましい実施形態では、回転装置１２は回転板３０を備えており、これに対してシャフト２８が取り付けられている。シャフトの反対側の端部は水平ブーム１４に連携する。シャフト２８は水平ブーム１４に直接取り付けることもできるが、スライド可能な調整部材３２を備えて、この部材を通って水平ブーム１４が延びるようにすることも可能である。当業者であるならば、水平ブーム１４の水平方向又は軸線方向調整を可能にするならば、如何なる種類の調整部材もまた本発明の範囲内に含まれることが理解できよう。例えば、スライド可能な調整部材３２は、水平ブーム１４を貫通させて水平ブーム１４を定位置に保持する１組のネジ（図示せず）を有するチューブ３４であっても良い。

図２、図３に示すように、好ましい実施形態において第１及び第２の垂直アーム１６、１８は水平ブーム１４から下方に延びている。第１垂直アーム１６は、その上に固定する画像取得装置２６を有する。好ましい実施形態では画像取得装置２６の高さは調整可能である。これは、上述したように、或いは他の公知方法によりスライド可能な調整部材３２を介して行うことができる。別の実施形態では、第１垂直アーム１６自体が、例えば伸縮自在の調整部材３６によるか、第１垂直アーム１６全体が垂直方向に移動できるようにすることで調整可能となる場合もある。好ましい実施形態では、第２垂直アーム１８は、その上に固定する背景幕２０を有する。背景幕２０や第２垂直アーム１８の高さもまた調整可能である。例えば、図３において伸縮可能な調整部材３６と矢印Ａ１を参照されたい。さらに、当該技術で知られているように背景幕２０は上昇・下降することができる。好ましい実施形態では、第１及び第２垂直アーム１８、２０もまた、図３の矢印Ａ２で示すように旋回調整可能である。 当業者には理解されるだろうが、旋回調整は回転調整部材３８又は同種のものにより提供することができる。

図１〜図３に示すように、照明装置２４は複数のライト２４ａ、２４ｂ、２４ｃを備える。如何なる数のライトも本発明の範囲内に含まれ、その数は特定のプロジェクトの必要性に依存するであろう。代表的な実施形態では、照明装置２４は、被写体のフロントライティングのため第１垂直アーム１６上に配置された第１ライト２４ａ、下方フロントラインティングのための第２ライト２４ｂ、及び背景幕２０をライティングするための第３ライト２４ｃを備える。好ましい実施形態では、ライト２４の夫々は上述したように、例えばスライド可能な調節部材３２などによって調整可能である。別の実施形態では、ライト２４は、水平ブーム１４又は第１及び／又は第２垂直アーム１６、１８上にクリップオンすることができる。

好ましい実施形態では、水平ブーム１４は、画像取得装置２６を備える端部とは反対側にあるブーム端部、又はそのブーム端部の近傍に釣り合い錘２２を備える。釣り合い錘２２はシステムのバランスを補助する。釣り合い錘２２はまた、画像取得装置２６、ライト２４、背景幕２０、及びその他の構成部品の重量を担うように調整又は移動可能である。電気やビデオ信号を搬送するための電線は図示されていない。しかしながら、当業者であれば、画像取得装置２６やライト２４等に電力供給するための電線や導体等が必要なことは理解するであろう。また、ビデオ及び／又はオーディオ信号をワイヤレスで送信することも本発明の範囲内のことである。

図１に示すように、好ましい実施形態において、システム１０は画像取得装置２６によって捕らえられた画像を表示するモニタ４０を備える。モニタ４０はまた、取得された画像の再生に使用することも可能である。画像取得装置２６とモニタは有線又は無線を介して電気的通信状態にある。

図１〜図３に示すように、好ましい実施形態では、撮像システム１０は、水平ブーム１４や回転装置１２から下方に延びると共に水平ブーム１４の回転によって決まる垂直軸線と実質上、同軸状に配置されて側鉛線４１を備える。別の実施形態ではその側鉛線を省略しても良い。使用時には、撮影されるべき被写体は、側鉛線４１と垂直軸線に略同軸状となる位置に置かれ、定位置で固定される。図１及び図２に示すように、場合に応じて被写体は着座することも起立することもある。次いで、水平ブーム１４は、その一端に画像取得装置２６を、また反対の端部に背景幕２０を取り付けた状態で垂直軸線周りに回転される。好ましくは、画像取得装置２６は被写体の周囲を３６０°に亘って移動し、被写体のビデオ画像を取得する。この配置構成において、被写体は常に画像取得装置２６と背景幕２０との間に位置する。釣り合い錘２２は、それによってシステムのバランス保持に役立つように配置され、結果として画像取得装置２６は可能な限り真円に近い程の３６０°円弧状に移動する。換言すれば、釣り合い錘２２は、画像取得装置が円をなして移動して所望の画像を取得する際に、画像取得装置が上下動したり左右に揺動することの予防に役立っている。

図４及び図５はセンタリング装置５２を伴う撮像システム１０を示している。好ましい実施形態では、センタリング装置５２は３台のカメラ又は画像取得装置５４ａ、５４ｂ、５４ｃを備えており、それらは撮像目標が最適にセンタリングされるような地点を指向するように配置される。これらのカメラは、正面視（ｘ軸カメラ５４ａ）、側面又は側方視（ｙ軸カメラ５４ｂ）、及び上面視（ｚ軸カメラ５４ｃ）を取得するように位置決めされる。好ましい実施形態では、これらのカメラ５４ａ〜５４ｃからの画像は、１台以上のモニタ５６ａ、５６ｂ、５６ｃへと伝達され、ここでシステム５２のユーザが必要に応じて撮影目標を位置決めすることができる。各画像を単一のモニタ上に表示しても、或いは別個のモニタ上に表示することも可能であることが理解されよう。別の実施形態では、各画像はモニタ４０に表示される場合もある。

好ましい実施形態では、３台のモニタ５６ａ〜５６ｃが壁の上に置かれ、夫々のモニタが最適化されたセンタリング位置を示すサークルや指標５８を持つ。使用にあっては、患者着座後において執刀医は、患者の頭部が撮像されているような例を用い、患者の頭部が執刀医の望むように位置するまで患者に対してその頭部を前・後・左・右などへと移動するように指示することができる。このような配置構成は、術前画像と述後画像の間の再現性に役立つことになる。

好ましい実施形態では、カメラ５４ａ〜５４ｃは移動することができる。例えばｘ軸カメラ５４ａとｙ軸カメラ５４ｂは患者のどの部分を撮影するかに応じて垂直方向に移動させることができる。図５に示すように、ｘ軸カメラ５４ａとｙ軸カメラ５４ｂはアーム６０上に取り付けて、スライド可能な調整部材３２を備えることができる。通常、ｘ軸カメラ５４ａとｙ軸カメラ５４ｂは垂直方向同じ高さ位置に配置されることを理解されたい。このため、使用時、ｚ軸カメラ５４ｃは中心軸線に沿う患者の位置決めを補助し、ｘ軸カメラ５４ａとｙ軸カメラ５４ｂは撮像対象となる所望の水平レベルを見つけるに当たってユーザを補助する。当業者であるならば、カメラ５４ａ、５４ｂはカメラ２６から独立しており、好ましくは患者のセンタリングだけに使用されることが理解されるであろう。カメラ２６は患者を要望通りに撮像するために使用される。使用されるセンタリング装置のタイプについては本発明を限定するものではない。

システム１０は複数の画像取得装置を備える場合もあることが理解されよう。一実施形態では、システム１０は第１垂直アーム１６上に複数の画像取得装置２６を備えることができることで、より大きな垂直方向の撮像領域が可能となる。別の実施形態では、図６に示すように、システム１０は第２画像取得装置４４を備える第３垂直アーム４２を備えることができる。本実施形態では図６に示すように、システム１０は第２水平ブーム４６、第４垂直アーム４８、及び第２背景幕５０を備えることができる。画像取得装置、背景幕及びそれらに関係したブーム、アームの数量については、如何なる数も本発明の範囲内である。

形成外科システムで使用する場合、システム１０は、顔や身体や四肢の出術前評価のために用いてエージング過程や変形を評価することができる。代表的な使用例として、図２に示すように患者は、側鉛線４１、センタリング装置５２、或いはその他のセンタリング方法論を用いることで、必要に応じて中心軸線に沿って着座させられる。次いで、画像取得装置２６は患者の周りで約３６０°回転され、画像が取り込まれる。好ましい実施形態において、画像取得装置２６は手動で回転される。換言すれば、ユーザは、水平ブーム１４や第１垂直アーム１６やシステムのその他の部品を介し、患者の周りで制御された方法で画像取得装置１６を押したり引いたりする。例えば、ユーザはカメラ２６のピントを合わせ、所定の露出値に設定し、次いで水平ブーム１４を押すと、システムは錘２２を介して釣り合いがとれているため、それは患者の周りを移動する。他の実施形態では、回転装置１２を電動式にし、スイッチやコンピュータ、又は同種のものによって遠隔制御することも可能である。

好ましい実施形態では、画像取得装置２６はビデオカメラである。代表的な実施形態としてカメラは、患者の周りを通過する際に秒当たり少なくとも３０フレームを取得するＳＯＮＹ（登録商標）のブルーレイ・ビデオカメラである。この装備を以てユーザは、患者の評価や前画像と後画像などに使用可能な写真を作るために必要な任意のフレームを取得することができる。

システム１０を使用することで、前画像と後画像が標準化されたり、正確に同じ条件下で撮影することができる。好ましい実施形態では、同じシステム１０を使用し、同じロケーションで、患者を中心軸線に沿った状態に位置させ、患者からほぼ同じ焦点距離を以て比較的暗い部屋で前画像と後画像が撮影される。その結果として、照明装置２４は画像取得装置２６と共に移動するため、前画像と後画像は比較的一貫したものとなる。代表的な実施形態では、術前・術後の画像取得した状態では、ユーザーは前後の動的な三次元画像を有することになり、必要に応じて特定の二次元画像（又は映像）を選択することも可能となる。

さらに、当業者によって理解されることであるが、形成外科手術では標準的な患者の画像セットは６つの異なるビューからなる。毎秒３０フレームを取得する画像取得装置２６を使用することにより、仮に個々の画像の全てにおいて患者がまばたいたりピクッと動いたりなどしても、前後画像取得セッションから、適切な比較を役立つ６つの個別画像を見つけることができるだろう。これは、患者に説明する際やマーケティング目的、或いは形成外科医が執筆したような出版物や論文に有用である可能性がある。

さらに形成外科手術における代表的使用例を挙げれば、撮影された画像は手術前と手術後の間の患者評価のために使用することができる。例えば、画像は、将来の患者に、いくつかの作業を使用する可能性のある領域の指摘に用いることができる。このシナリオでは、画像撮影後、外科医は患者とひざを交え、患者の頭部や胸や腹部やその他の身体部分を回転させるビデオクリップを間隔をおいてレビューし、脂肪の含み具合、皮膚のたるみ、しわを評価する。代表的な術後使用例としては、例えば顔への脂肪注入後において、手術の結果が満足できるレベルにあるか否か、或いはもっと多くの脂肪を注入する必要かあるか否かを判断するために、外科医は手術前後の頭部画像を横に見比べ、さらにそれらの画像を回転し、頬を斜め方向から見ることもできる。

システム１０はまた、取得画像がちらついたり動いたりすることのないように患者を全身麻酔状態する場合に手術室で使用することができる。システム１０はまた、動的な３次元画像を用いることで運動神経機能や顔面神経機能の評価、及び／又は身体の任意の場所の神経機能の評価に使用することも可能である。

本発明の別の実施形態では、撮像システム１０は、皮膚やその隣接部に３Ｄマーカを配置することに併せて使用することができる。モーションキャプチャなどのための３Ｄマーカは既に知られたものである。このため、その説明はここでは省略する。

図７及び図８は、上述したように互いに連携作動する２つのシステム１０ａ、１０ｂを含んだ３６０°撮像システム１００の別の実施形態を示している。好ましい実施形態では、このシステム１００は、夫々が回転装置１２の下でかつ回転装置１２によって決まる実質上垂直な軸線と同軸状に位置決めされる２人の被写体を撮影するために使用することができる。これらの図に示すように、好ましい実施形態では一方のシステム１０ａは、他方のシステム１０ｂよりも短い水平ブーム１４を備える。これにより、各ブーム１４は構成部品を互いに当てることなく回転することが可能になる。しかしながら、このことは本発明を限定するものではない。図８に示すように、好ましい実施形態では、各システム１０ａ、１０ｂは第１システム１０ａが第２システム１０ｂ内で回転できるように位置決めされる。

また、好ましい実施形態では、各水平ブーム１４は構成部品同士が互いに当たらないような動作を可能するように、異なる高さ位置に配置される。このことは、異なる高さに回転装置１２を位置決めするか、或いは図９に示すように、異なる長さのシャフト２８を設けシステム１０ａ、１０ｂを配置することによって達成することができる。好ましい実施形態では、システムはアーム６４上に、接写などの際に水平に移動する（伸縮機構などを介して‐図９の矢印参照）カメラ２６を搭載する。

代表的実施形態では、デュアル３６０°撮像システム１００は映画産業で使用することができる。例えば、プリビズ制作のための方法として使用することができる。これは、各々が回転装置１２の夫々の下に位置した状態にあって、それぞれのセリフを暗唱する２人の俳優と共に、シーンを迅速に撮影する際に使用できる。シーンを撮影し、各カメラ２６を要望通りに回転した後は、背景幕２０（ブルースクリーン又は同種のものでも良い）と共に、ユーザは、過去においてもそうであったように、カメラを再リグする必要なしに選択するための様々な選択角度を有する。この代表的使用例では、プリビズ撮影のためにデュアル３６０°撮像システム１００は、ユーザがシーンを撮影し続けるのを可能にすると共に、後でそのシーンから複数の異なる角度を選択するのを可能にする。また、ブルースクリーン背景幕２０は被写体の後方で照明があたったままであり、カメラ２６と被写体の間には変化がほとんどないため被写体は均等に照明が当てられたままとなる。

代表的使用において、被写体は各システムの回転装置の下で、夫々、スツール上に位置決めされる（さもなければ、起立する場合もある）。この際、各カメラは要望通りに２人の被写体の周りを夫々別個に回転することができる。

別の実施形態では、システムはカメラを内外へと、即ち水平方向に移動する機能を備える可能性がある。これは、上述した垂直方向に移動するアームと同様に、水平方向に移動するアーム上でなし得ることである。でなければ、システムはカメラを搭載し、そのカメラを被写体に対して接近・離反させる伸縮部材を備えることができる。好ましい実施形態では、システムの動作（回転、上下方向又はカメラやアームの内外方向）は自動化される。そのため、代表的使用において、カメラは被写体の周囲を移動し、次いでクローズアップ撮影のために割り入ったり、必要に応じて後退することができる。好ましい実施形態としては、これを医者の声に応じて自動的に行うことができる。

図１０に示すように、別の実施形態では、撮像システム１０は持ち運び可能である。好ましい実施形態では、システム１０はスタンド６０などを備え、同スタンドはシステム１０を地上に吊り下げるアーム６２を備える。代表的な実施形態では、スタンド６０は屋外ポータブルバスケットボールシステムと同様に、水や砂やその他の材料を充填することで重みを加えるように構成することができる。さらに別の実施形態では、システムは、システム全体が水平方向に移動でき、さらに回転できるように台車や軌道上に位置決めすることが可能である。

好ましい実施形態では、撮像システムは、美容処置を受ける患者の手術前（又は、プリエベント）画像と後（又はポストイベント）画像を取得・比較するために使用される。好ましくは、画像取得システムは、患者の同期化した軌道ショットとしての映像を生成するように構成されている。例えば、３６０°回転の内の様々な段階における一連の前画像と後画像を示した図１１Ａ〜図１１Ｃを参照されたい。このようにして、観察者は、３６０°撮像システムによって撮影された画像の結果として、同期回転する２つの画像を隣り合わせた状態で見ることができる。

図１２〜図１５は３６０°撮像システム２００の別の好ましい実施形態を示している。一般に、システム２００は、上部ブーム１４、下方に延びる第１及び第２垂直アーム１６、１８、背景幕２０、及びカメラ又は撮像装置２６を備えている。図１３及び図１５に示すように、下方に延びる第１垂直アーム１６は、継ぎ手又はピボット調整部材３８を備えており、それらによってカメラや撮像装置２６、及びそれをライト２４と共に収納するアセンブリ２０２は、上下に移動したり、撮像すべき被写体に対して接近・離反することが可能となる。

３６０°撮像システムは数多くのいろいろな設定で使用することができる。例えば、システムは、皮膚科医やその他の医者により、ほくろやその他の皮膚の状態の経時変化を観察する上で前後画像を取得するため、患者の肌を撮像するために使用することができる。システムはまた、商用（例えば、店内の試着室での使用）において、顧客に対し、衣装、シャツ、ズボン、帽子などを着用した状態の顧客の３６０°画像を提供するために使用することができる。この実施形態では、システムは、取得画像を例えばフラッシュドライブやサムドライブ、顧客の携帯電話などのメモリ装置にダウンロードさせる手段を備えることができる。このようなことは無線で行うことも、或いはＵＳＢやその他の既知接続のようなデータ接続によって行うこともできる。

図１６〜図１９は、（図１８に示すように）不使用時、壁やその他の面に対して平坦又はほぼ平坦に折り畳むことができる３６０°撮像システム３００の別の好ましい実施形態を示している。一般に、システム３００は第１水平ブーム１４、第１及び第２垂直アーム１６、１８、背景幕２０、及びカメラ２６を備えている。システム３００は、取付けブラケット７８、７９を介して、部屋の壁や床や天井、或いはその他の備品に取り付けられるように意図されている。（図１８及び図１９の取り付けブラケット７８で示したように）単一の取り付けブラケットを使用しても良い。図１６〜図１９に示すように、第２水平ブーム７５の一端部は回転ピボット７６を介して取り付けブラケット７８に接続され、第２水平ブーム７５の他端部は別の回転ピボット７７を介して第１水平ブーム１４に接続される。カメラ１６はビデオカメラであるように意図されているが、カメラ２６は同様にスチルカメラであったり、或いは当業者には公知の他の任意の撮像装置（含む、他の実施形態としてここで論じた一般的又は特製の撮像装置のいずれか、及びその全て）である場合も企図している。さらに、（ビデオカメラやスチルカメラやその他、当業者にとって既知であったり、他の実施形態に関連してここで論じた撮像装置からなる任意の組合せの）複数のカメラも企図しており、また本発明の範囲内に含まれることを意図している。

システム３００はライト７１、７２を含むフロント照明装置７０を備えている。システム３００は、約４５°の好ましい角度で示されているが任意の角度に設定可能なバックフィルライト７３を備えている。（図１６、１７に示すように）平坦であっても（図１８、１９に示すように）湾曲した状態でも良い背景幕２０は、ピボット８０、８１を介して垂直アーム１８に取り付けられる。背景幕２０は単一のピボットや当業者に知られた他のどの締結装置（又は複数の締結装置）を介して垂直アーム１８に取り付けられる場合があることを企図している。背景幕２０はまた、１つ以上のピボットや当業者に知られた他の締結装置（複数可）を介して第１水平ブーム１４に直接取り付けるようにしても良い。

好ましい実施形態では、システム３００は、図１６、１７に示すように、好ましくは電動モータとなるモータ装置７４を備えている。システム３００が使用状態にない場合、図１８に示すように、同システムは壁に対して平坦又はほぼ平坦に格納することができる。システム３００を使用する必要がある時は、モータ装置７４は、第２水平ブーム７５を揺動させて取付けブラケット７８に対して本質的に垂直となる位置に至らしめ、同時にモータ装置７４は第１水平ブーム１４を揺動させて取付ブラケット７８に本質的に平行な位置に移動させる。このような第１水平ブーム１４の移動は図１８、１９に示されている。 背景幕２０は１つ以上のピボット（８０及び／又は８１）に取り付けられているので、（図１６、１７、１９に示すように）患者が着座した際に、幕の面が患者の背中にほぼ平行になるように回転可能である。このような背景幕２０の移動は図１８、１９に示されている。一旦、システム３００がその作動位置（図１６、１７、１９に示す）に置かれたならば、モータ装置７４は第１水平ブーム１４を第２回転ピボット７７周りに回転させる一方、カメラ２６は、変化し得るかオペレータによって調整可能な頻度と品質を以て画像を取得する。別の実施形態では、第１水平ブーム１４と背景幕２０の移動は、モータを使用せずに、手や手動操作によって達成することができる。

システム３００の運用は、手術やその他の医療処置の前画像と後画像を取得する目的を含め、本願明細書に記述された他の好ましい実施形態の運用と同様か同一であり、結果として得られる画像が標準化されるか、正確に同じ条件下で取得される。したがって、照明装置７０とバックフィルライト７３はカメラ２６と共に移動するため、取得可能な前画像と後画像は比較的一貫性のあるものである。さらに、写真を標準化するために、システム３００は独立した形か、或いはシステム３００に直接接続された形のカラースケール発光器を含む場合があり、それは元の写真とその後の写真の間で色の標準化を可能にする。システム３００はまた、単独か直接システム３００に接続された形のＬＥＤ（発行ダイオード）センタリングライトを備えるかもしれず、同ライトは標準化された位置（例えば、上方から真っ直ぐ下）に光のポイントを射出し、元の写真とその後の写真や画像セット撮影を通じて、患者及び／又はカメラシステムを同じ位置又はほぼ同じ位置に配置させる。

システム３００においても同様に、患者や被写体はカメラ２６と背景幕２０との間に位置決めされる。カメラ２６は患者や被写体の周りで（どんな角度でも本発明の範囲内であるものと企図されるが）好ましくは少なくとも３６０°に亘って略円形の経路を移動する。カメラ２６が被写体の周りを通り、最初の第１の画像セットが取得される間、カメラ２６は複数の画像（少なくとも５枚の画像が好ましいが、如何なる枚数も想定内）を取得する。後の時点（例えば、手術後であったり、所定の医療処置に続く形）では、元のカメラの向きに対して被写体をほぼ同じ位置か正確に同じ位置に配置することを含め、上記手順が繰り返され、第２の画像セットは取得される（これについても、少なくとも５枚の画像が好ましいが、如何なる枚数も想定内である）。第２画像セットを取得する際のカメラ移動速度は、第１画像セット取得時のカメラ移動速度と同じか実質上同じであるかもしれない。次に、開業医や他の医療専門家は第１画像セットを第２画像セットと比較し、手術や医療処置の成功や患者の術後経過などを含め、いくらでも有益な決定事項や分析を下すことができる。例えば図１１Ａ、１１Ｂ及び図１１Ｃに示したように、結果として得られた画像セットから、隣り合わせた形での比較もまた生み出すことが可能である。

図面に示されかつ本願明細書で記述された特定の配置構造は、あくまで例として掲げたものにすぎない。本発明のさまざまな詳細部分は本発明の範囲から逸脱することなく変更可能である。さらに、前述の本発明の好ましい実施形態の説明と本発明を実施するための最良の形態は例示の目的のために提供されたに過ぎず、限定目的のため提供されたものでなく、本発明は特許請求の範囲によって定義されるものである。

文脈から明白に反対の意味が要求されない限り、説明及び特許請求の範囲を通じ、“comprise（有する）”、“comprising（有すること）”等の用語は、排他的であったり網羅的な意味ではなく、包括的な意味、即ち“含むが、それに限定されない”という意味で解釈されるべきである。ここで使用したように、“connected （接続された）”や“coupled （結合された）”の用語、或いはそれらを任意に変形したものは２つ以上の要素間の直接的又は間接的な任意の接続や結合を意味するものである。尚、要素間の接続の結合は物理的や論理的、或いはそれらの組み合わせとすることができる。加えて、“herein（ここにおいて）”や“above（上へ）”や“below（下へ）”の端偽、及びそれに類似した意味の単語は、ここで使用された際には、全体として本願を引用するべきであって、本出願の任意の特定部分に引用するものではない。文脈が許せば、単数形や複数形を使用した、前述の好ましい実施形態の詳細な説明中の単語には、夫々それぞれ複数または単数を含む場合もある。２つ以上の項目リストに関連した単語“or（又は）”は、以下の単語、すなわちリストにある任意アイテム、リスト中の全アイテム、及びリスト中のアイテムの任意の組合せ、の解釈の全てをカバーする。

本開示の実施形態の上記詳細な説明は、包括的なものであったり、上記に開示された厳密な形態に対してその教示を限定したりする意図はない。開示の特定の実施形態や実施例は例示の目的のために上述したものであるが、当業者であるならば認識するだろうが、これらについて様々な等価的修正が本開示の範囲内で可能である。さらに、本願明細書に記載された如何なる特定数値も単なる例に過ぎず、代わりとなる実施態様においては異なる値や範囲を用いることが可能である。

添付の出願書類に記載される可能性のあるものを含め、上記したどの特許・出願及びその他の参考文献もその全体を参照することで本願明細書に組み込まれる。本開示の態様は、必要ならば、本開示のさらに別の実施形態を提供するために上述した様々な参考文献にあるシステム、機能、及び概念を採用するべく修正可能である。

以上、本発明の代表的実施形態を図示・説明してきたが、本願明細書で使用された全ての用語は限定的というよりはむしろ説明的なものであり、本発明の精神や範囲から逸脱することなく多くの変更、修正、および置換が当業者によって実行される可能性があることを理解されたい。

Claims (26)

1. ３６０°カメラ撮像システムにおいて、
   第１端部、第２端部、および中間部を有する第１水平ブーム、
   第１端部と第２端部を有する第２水平ブーム、
   第１端部と第２端部を有する第１垂直アーム、
   取付ブラケット、を有し、
   前記第１水平ブームは、第１水平ブームの中間部に隣接した第１回転ピボットによって前記第２水平ブームの前記第１端部に接続されて回転軸線の回りで回転するように構成されると共に、第２水平ブームの前記第２端部は前記取付ブラケットに接続され、
   前記第１垂直アームの前記第１端部は第１水平ブームの第１端部に接続され、
   カメラが第１垂直アームに取り付けられると共に、背景幕が前記カメラとは反対において回転するように位置決めされており、
   前記３６０°カメラ撮像システムは、
   ほぼ下方に向けられかつ前記回転軸線と同じ軸線に沿って位置するセンタリングシステムであって、前記回転軸線と略同軸状に配置された被写体の第１センタリング画像を取得するように構成された上面視カメラを有する、センタリングシステムと、
   前記第１センタリング画像が表示される第１モニタとを有することを特徴とする３６０°カメラ撮像システム。
2. 前記第２水平ブームの第２端部は第２回転ピボットによって取付ブラケットに接続されていることを特徴とする請求項１に記載の３６０°カメラ撮像システム。
3. 前記背景幕は、第３回転ピボットを介して回転するように構成されていることを特徴とする請求項２に記載の３６０°カメラ撮像システム。
4. さらに、前記第１垂直アームに取り付けられたライトを有することを特徴とする請求項１に記載の３６０°カメラ撮像システム。
5. さらに、前記第１水平ブームに取り付けられた第２ライトを有することを特徴とする請求項４に記載の３６０°カメラ撮像システム。
6. 前記カメラはビデオカメラであることを特徴とする請求項１に記載の３６０°カメラ撮像システム。
7. さらに、第２カメラを有することを特徴とする請求項１に記載の３６０°カメラ撮像システム。
8. 前記第２カメラはスチルカメラであることを特徴とする請求項７に記載の３６０°カメラ撮像システム。
9. 電動モータが前記第２水平ブームに固定されることを特徴とする請求項８に記載の３６０°カメラ撮像システム。
10. 前記電動モータは前記第１回転ピボットに隣接して固定されることを特徴とする請求項９に記載の３６０°カメラ撮像システム。
11. さらにカラースケールを有することを特徴とする請求項１に記載の３６０°カメラ撮像システム。
12. 前記センタリングシステムは、発光ダイオードセンタリングライトを有することを特徴とする請求項１に記載の３６０°カメラ撮像システム。
13. 前記第１センタリング画像が取得された後に回転ユニットを回転させるモータ制御システムをさらに備えていることを特徴とする請求項１に記載の３６０°カメラ撮像システム。
14. 前記第１モニタが、センタリングを示す指標を有することを特徴とする請求項１に記載の３６０°カメラ撮像システム。
15. 前記第２カメラが前記第１垂直アームに取り付けられていることを特徴とする請求項７に記載の３６０°カメラ撮像システム。
16. 撮像カメラを有する回転ユニットであって、前記撮像カメラが第１スキャンを取得することができるように、ホーム位置と終了位置との間で回転軸線の回りで回転可能である回転ユニットと、
    ほぼ下方に向けられかつ前記回転軸線と同じ軸線に沿って位置するセンタリングシステムであって、前記回転軸線と略同軸状に配置された被写体の第１センタリング画像を取得するように構成された上面視カメラと、
    少なくとも、記第１センタリング画像が表示される第１モニタとを有する、撮像システム。
17. 前記回転ユニットは、前記撮像カメラとは反対において回転するスクリーンを有することを特徴とする請求項１６に記載の撮像システム。
18. 前記第１センタリング画像が前記第１モニタに表示された後に前記回転ユニットを回転させるモータ制御システムをさらに備えていることを特徴とする請求項１７に記載の撮像システム。
19. 前記スクリーンは湾曲していることを特徴とする請求項１７に記載の撮像システム。
20. 前記回転ユニットは第１ブームを有し、前記撮像システムは第２ブームを有し、前記第１ブームは、前記第２ブームの下方に位置決めされており、かつ、前記回転軸線の回りで前記第２ブームに対して回転するように構成されていることを特徴とする請求項１６に記載の撮像システム。
21. 前記第２ブームは対向する第１端部と第２端部を有し、前記第１端部は壁に固定されるように構成されており、前記第１ブームは、前記第２ブームの前記第２端部に回転可能に接続されていることを特徴とする請求項２０に記載の撮像システム。
22. 撮像カメラを有する回転ユニットであって、前記撮像カメラが第１スキャンを取得することができるように、ホーム位置と終了位置との間で回転軸線の回りで回転可能である回転ユニットと、
    ほぼ下方に向けられかつ前記回転軸線と同じ軸線に沿って位置するセンタリングシステムであって、前記回転軸線と略同軸状に配置された被写体の第１センタリング画像を取得するように構成された上面視カメラと、
    少なくとも、記第１センタリング画像が表示される第１モニタであって、センタリングを示す指標とを有する、第１モニタとを有する、撮像システム。
23. 前記センタリングを示す指標は、頭のセンタリング円を備えることを特徴とする請求項２２に記載の撮像システム。
24. 前記回転ユニットは、前記撮像カメラとは反対において回転するスクリーンを有することを特徴とする請求項２２に記載の撮像システム。
25. 前記第１センタリング画像が前記第１モニタに表示された後に前記回転ユニットを回転させるモータ制御システムをさらに備えていることを特徴とする請求項２４に記載の撮像システム。
26. 前記スクリーンは湾曲していることを特徴とする請求項２４に記載の撮像システム。

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