JPH0942923A - ヘッドフレームおよび撮影システム - Google Patents

ヘッドフレームおよび撮影システム

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JPH0942923A
JPH0942923A JP7193779A JP19377995A JPH0942923A JP H0942923 A JPH0942923 A JP H0942923A JP 7193779 A JP7193779 A JP 7193779A JP 19377995 A JP19377995 A JP 19377995A JP H0942923 A JPH0942923 A JP H0942923A
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JP
Japan
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head
head frame
frame
positions
target
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP7193779A
Other languages
English (en)
Inventor
Ichiro Fukuda
一郎 福田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ono Sokki Co Ltd
Original Assignee
Ono Sokki Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Ono Sokki Co Ltd filed Critical Ono Sokki Co Ltd
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Publication of JPH0942923A publication Critical patent/JPH0942923A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、座標計測の指標となるターゲット
を、互いに離れた少なくとも三箇所に備えた、頭部に装
着されるヘッドフレーム、およびそのヘッドフレームを
用いた撮影システムに関し、ターゲットがかくれてしま
って座標計測が不能となってしまうことを避ける。 【解決手段】 ヘッドフレーム71が頭部に装着された
際の前頭部に対応する位置に一点、および頭部左右の、
頭頂よりも高い位置に各一点ずつ、合計3点のLED7
1A,71B,71Cを備え、縦並びに配置された2台
のCCDカメラで撮影する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、座標計測の指標と
なるターゲットを、互いに離れた少なくとも三箇所に備
えた、頭部に装着されるヘッドフレーム、およびそのヘ
ッドフレームを用いた撮影システムに関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、ステレオ法による、被測定体
の三次元的な座標の計測が行われている(例えば特開平
5−164517号公報参照)。図5は、ステレオ法に
よる三次元座標計測法の一例を模式的に示した図であ
る。
【0003】互いに所定の距離dだけ離れた2台のCC
Dカメラ2,4により被測定体6を撮影する。このとき
2台のCCDカメラ2,4のそれぞれにより被測定体6
上の互いに同一の各点(ここでは点Pで代表させる)を
睨む角度α、βを求めることにより、2台のCCDカメ
ラ2,4と被測定体6上の点Pとを結ぶ、図に一点鎖線
で示す三角形が一義的に定まり、これにより被測定体6
のP点の位置が測定される。ここで、被測定体が移動し
たり姿勢を変えたりするものの場合、2台のCCDカメ
ラ2,4に固定されたワールド座標系Σ0 から見た、被
測定体6の位置と姿勢を表わす、被測定体6に固定され
た座標系Σを定めるには、被測定体6の互いに異なる3
点について、上記のようにしてその位置を計測する必要
がある。
【0004】歯科の分野において、上顎(頭部)に対す
る下顎の動きを測定することが要望されており、ステレ
オ法による三次元座標計測の応用分野の1つとして考え
られている。上顎に対する下顎の動きを測定するには、
ワールド座標系に対し上顎と下顎の双方の位置や姿勢が
変化するため、上顎(頭部)にターゲットを3点、下顎
にもターゲットを3点固定し、口を開閉する間、上顎
(頭部)に固定した3点のターゲットの位置を計測する
ことによりワールド座標系に対する上顎(頭部)の座標
系を定め、これと同様に、下顎に固定した3点のターゲ
ットの位置を計測することによりワールド座標系に対す
る下顎の座標系を定め、これにより、上顎(頭部)に対
する下顎の相対的な動きを知ることができる。
【0005】図6は、ヘッドフレームの一例を示す図で
ある。上顎(頭部)にターゲットを固定するための道具
として、ターゲットを三箇所備えたヘッドフレームが考
えられている。この図6に示すヘッドフレーム10は、
全体が被検者10の頭部に装着されるようになってお
り、ヘッドフレーム10が頭部に装着された際の前頭部
に対応する位置と、および頭部左右の耳の上部付近との
合計3箇所に、座標計測の指標とされるターゲットとし
て、LED7A,7B,7Cが固定されている。
【0006】頭部(上顎)の座標系を定めるにあたって
は、これら3つのLED7A,7B,7Cを点灯させて
2台のCCDカメラ2,4(図5参照)で撮影を行な
い、画像信号に基づいてこれら3つのLED7A,7
B,7Cの三次元座標を定め、これにより頭部(上顎)
の座標系が定められる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】座標系を定めるために
は、互いに離れた三箇所にターゲットを置く必要があ
り、したがってそれらの三箇所のターゲットが頭部の死
角に入ることのないことが条件となる。図6に示す構造
のヘッドフレームの場合、CCDカメラ2,4(図5参
照)が図6(a)のように被検者10を正面から撮影す
る位置関係にあればよいが、図6(b)のように被検者
10を斜め前から撮影する位置関係にある場合、ターゲ
ット(LED)の1つが頭部にかくれてしまいやすいと
いう問題がある。
【0008】また、図6(a)のように正面から撮影す
る場合であっても、特に左右のLED7B,7Cが頭髪
等にかくれてしまいがちである。本発明は、上記事情に
鑑み、ターゲットがかくれてしまって座標計測が不能と
なってしまうことを避けたヘッドフレームおよび撮影シ
ステムを提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明のヘットフレームは、座標計測の指標となるターゲッ
トを、互いに離れた少なくとも三箇所に備えた、頭部に
装着されるヘッドフレームにおいて、上記ターゲット
が、このヘッドフレームが頭部に装着された際の前頭部
に対応する第1の位置に一点、および頭部左右の、頭頂
よりも高い第2および第3の位置に各一点備えられてな
ることを特徴とする。
【0010】ここで、上記本発明のヘッドフレームにお
いて、上記第2および第3の位置が互いに高さの異なる
位置であることが好ましい。また、上記目的を達成する
本発明の撮影システムは、座標計測の指標となるターゲ
ットを、互いに離れた少なくとも三箇所に備えた、頭部
に装着されるヘッドフレームであって、前記ターゲット
が、前記ヘッドフレームが頭部に装着された際の前頭部
に対応する第1の位置に一点、および頭部左右の、頭頂
よりも高い第2および第3の位置に各一点備えられてな
るヘッドフレームと、該ヘッドフレームを装着した被測
定体を撮像して画像信号を得る、相互に縦並びに配置さ
れた複数台の撮像カメラとを備えたことを特徴とする。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
説明する。図1は、本発明のヘッドフレームの一実施形
態を示す模式図である。この図1に示すヘッドフレーム
71は、図6に示すヘッドフレーム7と比べ、左右のL
ED71B,71Cが頭頂よりも高い位置に備えられて
いる。こうすることにより、例えば図1(b)に示すよ
うに斜め前方から撮影しても、3つのLED71A,7
1B,71Cが確実に撮影される。また、この図1に示
すヘッドフレーム71は、左右のLED71B,71C
が頭頂より上方に位置することから頭髪等にかくれてし
まうことも防止される。
【0012】次に、本発明の撮影システムの一実施形態
について説明する。図2は、顎の動きを計測している状
態の室内の様子を示す模式図、図3は、顎の動きの計測
のために頭部に測定治具を取り付けた様子を示す模式図
である。図3に示すように、頭部には、図1に示すヘッ
ドフレーム71が固定されている。このヘッドフレーム
71には、前頭部と、頭部左右の頭頂よりも高い位置に
それぞれ1つずつ、合計3つのLED71A,71B,
71Cが配置されている。
【0013】また、口の中の下歯には下顎用フレーム8
が固定されている。この下顎用フレーム8にも、口の
前、および左右の耳の下の位置にそれぞれ1つずつ合計
3つのLED8A,8B,8Cが配置されている。ポイ
ンタペン9には2つのLED9A,9Bが埋め込まれて
おり、このポインタペン9により被測定体(この場合は
被検者10)の一点を指示するとそのときのLED9
A,9Bの位置が計測され、それらのLED9A,9B
の位置座標からポインタペン9の先端9aの位置が求め
られ、その点の動きが演算される。
【0014】図3に示すようなヘッドフレーム71およ
び下顎用フレーム8を装着した被検者10を、図2に示
すように椅子に座らせ、縦並びに配置された2つのCC
Dカメラ2,4により、被検者10が撮像され、これに
より得られた画像信号が演算装置20に入力され、LE
D71A,71B,71C;8A,8B,8Cの各位置
が求められ、それらの位置に基づいて上顎に対する下顎
の動きが計測される。
【0015】CCDカメラ2,4の配置位置を、図2に
示すような縦並びではなく、図5に示すように横並びに
配置したとすると、それらのCCDカメラ2,4は、被
検者10を斜め横から睨むこととなるが、ここでは、C
CDカメラ2,4を縦並びに配置したことから、2台の
CCDカメラ2,4のいずれもが被検者10を正面から
撮影することとなり、ヘッドフレーム71の左右のLE
D71B,71Cが頭頂よりも上方に位置することと相
俟って、被検者10が動いたときの、LED71A,7
1B,71CのいずれかがCCDカメラ2,4のいずれ
かで撮影されなくなってしまうまでの余裕度が極めて大
きくなる。
【0016】図4は、本発明のヘッドフレームの他の実
施形態を示す図である。この図4に示すヘッドフレーム
72は、図1に示すヘッドフレーム71と比べ、中央の
LED72Aの配置位置は同一であるが、左右のLED
72B,72Cが、いずれも頭頂よりも上部であって、
かつ左右のLED72B,72Cの高さが相互に異なっ
ている。
【0017】座標計測用ターゲットは、互いに異なる位
置に配置されるだけでなく、それらのターゲットが互い
に大きく離れていることが好ましい。図1に示すヘッド
フレーム71の場合、被検者10が大きく左右を向いた
場合、左右のLED71B,71Cが互いに近接するこ
とになるが、図4に示すヘッドフレーム72の場合、被
検者10が大きく左右を向いても、図1に示すヘッドフ
レーム71の場合と比べ、左右のLED71B,71C
が互いに離れた位置に配置される。
【0018】尚、ここでは、座標計測用ターゲットとし
てLEDを備えたヘッドフレームについて説明したが、
本発明にいうターゲットは座標計測用として用いること
ができればLEDである必要はなく、また、発光体であ
る必要もなく、例えばカラー撮影の場合、色ラベル等で
あってもよい。
【0019】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
座標計測用のターゲットを確実に画面に捉えることがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のヘッドフレームの一実施形態を示す模
式図である。
【図2】顎の動きを計測している状態の室内の様子を示
す模式図である。
【図3】顎の動きの計測のために頭部に測定治具を取り
付けた様子を示す模式図である。
【図4】本発明のヘッドフレームの他の実施形態を示す
図である。
【図5】ステレオ法による三次元座標計測法の一例を模
式的に示した図である。
【図6】ヘッドフレームの一例を示す図である。
【符号の説明】
2,4 CCDカメラ 7,71,72 ヘッドフレーム 7A,7B,7C,71A,71B,71C,72A,
72B,72C LED 8 下顎用フレーム 8A,8B,8C LED 9 ポインタペン 9A,9B LED 10 被検者 20 演算装置

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 座標計測の指標となるターゲットを、互
    いに離れた少なくとも三箇所に備えた、頭部に装着され
    るヘッドフレームにおいて、 前記ターゲットが、前記ヘッドフレームが頭部に装着さ
    れた際の前頭部に対応する第1の位置に一点、および頭
    部左右の、頭頂よりも高い第2および第3の位置に各一
    点備えられてなることを特徴とするヘッドフレーム。
  2. 【請求項2】 前記第2および第3の位置が互いに高さ
    の異なる位置であることを特徴とする請求項1記載のヘ
    ッドフレーム。
  3. 【請求項3】 座標計測の指標となるターゲットを、互
    いに離れた少なくとも三箇所に備えた、頭部に装着され
    るヘッドフレームであって、前記ターゲットが、前記ヘ
    ッドフレームが頭部に装着された際の前頭部に対応する
    第1の位置に一点、および頭部左右の、頭頂よりも高い
    第2および第3の位置に各一点備えられてなるヘッドフ
    レームと、 該ヘッドフレームを装着した被測定体を撮像して画像信
    号を得る、相互に縦並びに配置された複数台の撮像カメ
    ラとを備えたことを特徴とする撮影システム。
JP7193779A 1995-07-28 1995-07-28 ヘッドフレームおよび撮影システム Withdrawn JPH0942923A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002310617A (ja) * 2001-04-18 2002-10-23 Matsushita Electric Works Ltd 作業分析システム及びその方法
WO2009011345A1 (ja) * 2007-07-17 2009-01-22 Motonori Munehiro 下顎位決定方法、下顎位決定装置、プログラムおよび咬合器

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