正射投影撮像システム

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テレセントリック光学系を利用し、立体物を歪みの無い正射投影画像として取得する弊社開発のシステムです。 土器の実測作業に大きな効果を上げています。

正射投影撮像システムとは

最大器高100cmの遺物を1億2千万画素の高精細な正射投影で撮影しオルソ画像を生成いたします。 非常に高い寸法精度とリアリティーを極限まで追求した画像を是非その目でご体験ください。


システムの特徴

  • 器高1m直径50cmまでの遺物を正射投影で撮影します。
  • 最大15pixel/mmの解像度で撮影可能です。
  • テレセントリック光学系を採用し、物理的に正射投影撮影を実現します。
  • ラインスキャナー方式を採用し、遺物を移動することなく撮影可能です。
  • 暗室を必要とせず、一般的な蛍光灯照明下での室内撮影が可能です。
  • 撮影直後リアルタイムで画像確認が可能です。

画像の応用

  • 遺物全域にピントが合い明瞭高精細な画像ですので、そのまま実測図の下絵となります。
  • デジタル画像ですので、PC画面上でのトレースも可能です。
  • 正射投影の写真図版として、また実測図との重ね合わせ等も可能ですので報告書での表現範囲が広がります。
  • 非常に高精細な画像ですので実物を見られない場所での閲覧などデジタルアーカイブとしての活用範囲も広がります。
正射投影撮像システム1

正射投影であることの必要性

正射投影画像とは一言で言うと「無限遠からの平行光による投影で得られる画像」です。
通常、カメラで撮影された写真や画像は一般的に中心投影という投影法で得られる画像であり、有限距離からの点光源により投影されるため立体物を撮影した場合、その奥行きの違いから寸法精度を保った撮影が出来ません。
つまり、結果として近い部分は大きく、遠い部分は小さく写ります。これは光学的にレンズを介して得られている以上、避けられないことなのです。
広角レンズを使用した場合、その影響は更に大きくなります。

こういった現象は遺物の撮影を経験している方であれば周知の事実であると言え、その打開策として望遠レンズを使用することで出来るだけ平行光に近づけ、擬似的な正射投影画像を撮影しているのが実情です。しかしそれはあくまでも「限りなく正射投影に近い中心投影」であり厳密な意味での寸法精度を持ち合わせることは出来ません。

弊社でも既に撮影サービスを行っている「スリット式撮影法」は、望遠レンズと特殊な撮影法を組み合わせ撮影することで、現段階では最も正射投影に近い写真撮影が可能なシステムとして好評を頂いております

正射投影撮像システム2

こういった背景を踏まえ、弊社では「特殊な光学系」を使用することで完全な正射投影画像を撮影可能な画期的なシステムを開発いたしました。その「特殊な光学系」とはテレセントリックレンズといい、今回ご案内させていただく「SIOS-1000」の心臓部なのです。


テレセントリック光学系

テレセントリック光学系。あまり耳慣れない言葉かもしれませんが、精密部品検査や寸法計測の画像機器分野では幅広く認知されており、急速に普及しつつある光学系なのです。
簡単に説明すると下図のような設計の光学系で平行線上の像だけが結像するレンズなのです。つまり正射投影で撮影が可能なレンズであると言えます。
しかし、このテレセントリックレンズは被写界深度が極めて浅く、残念ながら立体物を撮影するのに適しているとは言えません。更に市販のレンズは小型のものが多く、大きな対象物を撮影するのにも向いていません。

そこで、弊社では大型のレンズを独自に製作しラインスキャナーとして設計することで、大型の立体物にも対応できるシステムの開発に成功しました。
複数のスキャンで得られた画像を独自のアルゴリズムで接合・合成することで1枚の正射投影画像を生成しています。

物体側テレセントリックレンズ

  • 物体側のみ主光線がレンズ光軸に平行。
  • 被写体が上下しても像の大きさは変化しない。
  • バックフォーカスが変化すると倍率及びWDが変化する。
    ※WD=ワーキングディスタンス

物体側テレセントリックレンズ

テレセントリックレンズの効果

左は剱山、右はICチップのそれぞれ画像例です。
テレセントリックレンズの効果


サンプル画像

土器レプリカ

土器レプリカ1
土器レプリカ2
土器レプリカ3

システムのサービス内容

  • 出張撮影及び遺物を借用しての作業のどちらでも対応可能です。
    ※出張撮影の場合は1.3×2.7m程度の床がしっかりしたスペースとPC用のテーブルとそのスペースお借りすることになります。
  • 明室で作業できるので場所を選びません。
  • 画像はその場で確認できますので再撮影がありません。
  • 電源はAC100V、最大約1,000W程度で稼動します。
  • 撮像装置の販売予定はございません。

システムの仕様

撮影可能寸法
最大 高さ1m×直径50cm(フォーカスレンジ250mm)
解像度
最大15pixel/mm(400ppi)
画像
30bitフルカラー
使用OS
Windows 8.1
レンズ
Φ150mm/F=5.34(テレセントリック光学系)
センサー
7μm 5,150画素(3CMOSラインセンサーカメラ)


※正射投影撮像装置「SIOS」のテクノロジーはアイメジャー株式会社との共同特許です。
※表紙に掲載の火焔土器は新潟県津南町「道尻手遺跡」から出土したものです。掲載にあたりまして、同町教育委員会のご協力を頂きました。
※この内容は予告無く変更する場合があります。
特許第4546180号
特許第4758773号
特許第4871403号


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