JP2791310B2 - 多角度撮影用の撮像装置 - Google Patents
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Description
立体カメラ、立体撮像VTR等を用いて、被写体を多角
度から撮像する技術を組み込んだ多角度撮影用の撮像装
置に関する。
ジオの状況が撮像され、テレビ放送が行われているもの
とする。この様な場合は、各カメラから得られる映像信
号のうちいずれか1つがスイッチャーにより選択されて
放送用として出力される。このように映像信号の選択状
態が切り替わった場合、以下のようなことが言える。
撮像しており、第1のカメラの出力選択状態から第2の
カメラの出力選択状態に切り換わるような場合、いわゆ
るシーンチェンジが行われた場合は、互いのズームアッ
プ率が異なっていたとしてもさほど違和感はない。
ことがある。即ち、同一被写体を第1、第2のカメラで
異なる角度から撮影しているものとする。また、第1の
カメラの撮像環境(ズームアップ率)と第2のカメラの
撮像環境(ズームアップ率)とが異なるものとする。こ
のような状況において、第1のカメラの出力選択状態か
ら第2のカメラの出力選択状態に切り替わると、視点角
度は異なるが同一被写体の大きさがディスプレイ上で急
激に変化する。このような場合、感覚的に不自然であり
視聴者は違和感を感じることがある。
メラの撮像状態(ズームアップ率)と、第2のカメラの
撮像状態(ズームアップ率)とを同じ状態に設定し、次
に第1のカメラの出力選択状態から第2のカメラの出力
選択状態に切り換えて、その後、第2のカメラのズーム
アップ率を変化させるという手法をとることがある。こ
の撮影方法が自然な感じがするからである。
写体を異なる角度から撮影している状況において、第1
のカメラの出力選択状態から第2のカメラの出力選択状
態に切り換えようとする場合、スイッチャー側は、第
1、第2のカメラの操作者に無線あるいは有線により、
ズーム率等の指示を出している。これに応答して、第
1、第2のカメラの操作者がカメラを操作し、両者が適
当なズームアップ率になったところでスイッチャーは出
力選択状態を切り換えている。
ーが各カメラのオペレータに指示を出してから、適切な
操作が得られるまでに比較的時間を要することになる。
ましてや、2か所でなく、多数のか所に立体カメラを配
置し、各立体カメラにオペレータを割り当てて、上記の
指示を出すと、各立体カメラにおいて適切な操作が得ら
れるまでに長い時間を必要とする。
2次元のカメラの説明である。3次元カメラ(立体カメ
ラ)になると、ズームアップ率の調整とともに、立体効
果を適切に得るために左右の2台のカメラの光軸の交差
角度に関する調整も必要になってくる。このために、3
次元カメラになると操作が複雑であり、スイッチャーが
各カメラのオペレータに指示を出してから、適切な操作
が得られるまでに比較的時間を要することになる。まし
てや、2か所でなく、多数のか所に立体カメラを配置
し、各立体カメラにオペレータを割り当てて、上記の指
示を出すと、各立体カメラにおいて適切な操作が得られ
るまでに長い時間を必要とする。
撮像環境を統一的に制御することができる多角度撮影用
の撮像装置を提供することを目的とする。またこの発明
は、複数のカメラの撮像環境を統一的に取得することが
できる多角度撮影用の撮像装置を提供することを目的と
する。
の撮像環境を統一的に制御することができる多角度撮影
用の撮像装置を提供することを目的とする。さらにまた
この発明は、複数の立体カメラの撮像環境を統一的に取
得することができる多角度撮影用の撮像装置を提供する
ことを目的とする。
めにこの発明は、3次元メインカメラの撮像環境を示す
メイン撮像環境データを取得する撮像環境データ取得手
段と、前記撮像環境データ取得手段からの前記メイン撮
像環境データに基づいて、アドレスを得るアドレス発生
手段と、前記アドレス発生手段から得られたアドレスに
基づいて、3次元サブカメラのためのサブ撮像環境デー
タを出力して前記3次元サブカメラに供給し、前記3次
元サブカメラの撮像環境を設定するための撮像環境デー
タメモリ手段とを具備したことを特徴とする。
ズームアップ率を示すデータであることを特徴とする。
さらにこの発明は前記撮像環境データは、ズームアップ
率と前記メインカメラの向きを示すデータであるとを特
徴とする。
タは、少なくとも立体撮像のための左右カメラの光軸交
差角に関するデータとズームアップに関するデータを含
むことを特徴とする。
像環境を示すメイン撮像環境データを取得する撮像環境
データ取得手段と、前記撮像環境データ取得手段からの
前記メイン撮像環境データに基づいて、アドレスを得る
アドレス発生手段と、前記アドレス発生手段から得られ
たアドレスに基づいて、2次元サブカメラのためのサブ
撮像環境データを出力して前記2次元サブカメラに供給
し、前記2次元サブカメラの撮像環境を設定するための
撮像環境データメモリ手段とを具備したことを特徴とす
る。
面を参照して説明する図1において、10はメインの3
次元カメラであり、11〜14は、3次元サブカメラで
ある。3次元メインカメラ10は、競技場の正面に対向
した観客席に配置され、3次元サブカメラ11〜14は
競技場の4つのコーナーに近い観客席に配置されてい
る。
メイン撮像環境データは、メイン撮像環境データ取得部
100に入力される。撮像環境データとは、左右カメラ
の光軸交差に関するデータD11、ズームアップ状態に
関するデータD12、カメラアングルD13に関するデ
ータ等である。各データD11、D12、D13は、ア
ドレス発生部200に供給される。
はRAMで構成されており、各データD11、D12、
D13に対応したアドレスA11、A12、A13を出
力する。データD11、D12、D13の値がある許容
範囲以上で変化すると、対応したアドレスA11、A1
2、A13の値も変化する。
環境データメモリ300に与えられ、読み出しアドレス
(例えば上位アドレス)として機能する。撮像環境デー
タメモリ300には、予め、メイン撮像環境データに対
応して、各3次元サブカメラの撮像環境データがサブ環
境データとして格納されている。したがって、上記のア
ドレスA11、A12、A13は、撮像環境データメモ
リ300に与えられ、続いて下位アドレス(例えばクロ
ック計数値)が操作部400から与えられると、各3次
元サブカメラ11〜14のための撮像環境データが一斉
に得られる。これらの撮像環境データは、それぞれ対応
する3次元サブカメラ11〜14に一斉に与えられる。
像環境は、自動的に3次元メインカメラ10の撮像環境
に対応した最適な撮像環境に操作されることになる。3
次元メインカメラ10に対する撮像環境は、リモコン操
作あるいはオペレータにより操作部400から行われ
る。また各カメラ10、11〜14の撮像出力は、それ
ぞれ対応するモニタ0、1〜4に供給されてオペレータ
により監視される。モニタ0、1〜4は、3次元カメラ
のうちのいずれか一方のカメラの撮像出力を選択的に映
出することができるようになっている。さらに各カメラ
10、11〜14の撮像出力は、セレクタ500に入力
されている。そして、オペレータの操作によりいずれか
の3次元カメラの出力が選択されて出力される。
0、3次元サブカメラの撮像環境データメモリ300の
データ作成システムを示している。まず、競技場におい
て使用するカメラ台数、設置場所が決まると、競技場
は、予め仮想的に複数のエリアに区分される。そして各
エリアには例えば番号の付された旗等の目印が置かれ
る。次に、各カメラ10〜14の撮像信号がモニタ0〜
4で監視される。まず、操作部400を操作して、環境
データ作成部600で制御データが調整される。この制
御データは、セレクタ700を介して最初に3次元メイ
ンカメラ10に供給される。制御データとしては、カメ
ラの左右向き、カメラの仰角を制御するためのデータ、
ズームアップに関するデータ、左右カメラの光軸交差位
置の前後調整に関するデータがあり、まずこれらは、3
次元メインカメラ10に与えらえる。
ムアップに関するデータが制御されると、そのズームア
ップ率に応じて自動的に光軸交差に関するデータ(主に
左右のカメラの間隔制御データ)が、予め記憶させてい
るROMから読み出されて利用されるようになってい
る。
望のエリアに3次元メインカメラ10を向けて、各種の
調整を行うことになる。3次元メインカメラ10の設定
が終了すると、その制御データは、操作部400の操作
に応答してメインデータメモリ800に与えられる。メ
インデータメモリ800にデータが記録されると、これ
に応答してアドレス発生部200に最初のクロックが与
えられる。これによりアドレス発生部200は第1回目
の例えば上位側のアドレスを発生し、データメモリ30
0の書き込みアドレスを指定する。
定が終了すると、3次元サブカメラ11〜14の調整が
個々に行われる。例えば、3次元サブカメラ11を調整
する場合には、操作部400を介して、セレクタ700
を制御し、3次元サブカメラ11に制御データが与えら
えるように設定する。そして、環境データ作成部600
の制御データが操作部400を介して調整される。操作
者は、モニタ0とモニタ1の内容を見比べながら、例え
ば両者のズームアップの程度がほぼ等しい場合、つまり
アングルは異なるが立体効果が同様な程度であれば、操
作部400を操作して、そのときの制御データがデータ
メモリ300に書き込まれるように制御する。このとき
は例えば下位側アドレスがデータメモリ300に与えら
れるようになっている。
合にも、操作部400を介して、セレクタ700を制御
し、3次元サブカメラ12に制御データが与えらえるよ
うに設定する。そして、環境データ作成部600の制御
データが操作部400を介して調整される。操作者は、
モニタ0とモニタ2の内容を見比べながら、例えば両者
のズームアップの程度がほぼ等しい(カメラが切り替わ
ったときに立体効果が同様な程度である)場合には、操
作部400を操作して、そのときの制御データがデータ
メモリ300に書き込まれるように制御する。
わせた3次元メインカメラ10の撮像状態に対して、各
3次元カメラ11〜14の撮像状態が適合するように、
各カメラの撮像環境データが順次作成されて、メモリ3
00に格納されることになる。第1のエリアに対する各
カメラの撮像環境データが作成されると、今度は、第2
のエリアに3次元メインカメラ10が向けられる。そし
て、上記の第1のエリアの場合と同様に、各カメラの撮
像環境データが作成される。
る。図3に示すように、左右のカメラ90L、90R
は、間隔をおいてその前方側の下部がピン(図示せず)
により第1、第2の支持板911L、911Rに取り付
けられている。そして、例えば左のカメラ90Lの前方
は、ピン(図示せず)により支持板911Lに取り付け
られ、後方は、モータ912によりピンを中心にして水
平に回動自在である。このモータ912は光軸交差角調
整用のモータである。モータ912が回転制御される
と、左カメラ90Lは、図の矢印a1、a2の方向へ回
動することができ、左右のカメラ90L、90Rの光軸
XL、XRの交差位置Xを前後方向へ移動させることが
できる。
上面に取り付けられており、このモータ912の回転軸
913は、カメラ90Lの後方端部に設けられた軸受け
914に螺合されている。この結果、モータ912を制
御することにより、左右のカメラ90L、90Rの光軸
XL、XRの交差位置Xを前後方向へ移動させることが
できる。
つまり遠方に交差位置Xに移動させる場合には、第1の
支持板911Lがレール板920上を図示矢印a3の方
向へ移動制御される。即ち、支持板911Lは、レール
920上を図示矢印a3、a4方向へ移動自在に取り付
けられている。この移動制御は、図示しないモータを制
御することにより実現される。
に間隔をおいて支持されている。回転板930の両端部
において、レール板920の前端部は、ヒンジ921、
922により、回転板930のエッジに取り付けられて
いる。これにより、レール板920は、ヒンジ921、
922を支点にして、矢印a5、a6方向へ回動するこ
とができる。この矢印a5、a6方向への回動制御は、
モータ923により行われる。即ち、モータ923は、
回転板930の下面に取り付けられており、その回転軸
924が、レール板920の軸受けにより軸受けされて
いる。
位置は、基台940に対して水平回転自在に取り付けら
れており、図示しないモータにより、図示a7、a8方
向の回転位置を設定することができる。
は、カメラの仰角、左右の向きを制御できるとともに、
立体効果を得るためのカメラ間隔を自由に調整制御する
こともできる。
部を示し、特にこの発明に関連する部分を示している。
左右のカメラは同じ構造であるから、片方(カメラ90
L)を代表して説明する。撮像素子(CCD)101L
からの撮像信号は、画像信号処理部102Lで処理され
た後、所定の規格のビデオ信号に変換され、次に、出力
端子103Lに導出される。このカメラ内部には、絞り
機構104L、フォーカス機構105L、ズーム機構1
06Lがあり、それぞれは、モータ107L、108
L、109Lにより駆動されて調整を受けることができ
る。モータ107L、108L、109Lへの駆動信号
は、ドライブ回路111L、112L、113Lから与
えられる。
912は、モータドライブ回路121により駆動され、
仰角調整用のモータ923はドライブ回路122により
駆動される。さらにまた、モータ951はカメラの向き
を変えるモータであり、ドライブ回路123により駆動
され、モータ952はカメラ間隔を変えるモータであり
ドライブ回路124により駆動される。
L、111R〜113R、121、122,123、1
24に対しては、制御データ処理部130からそれぞれ
に対応したデータが与えられる。実際には、制御データ
処理部130はマイクロプロセッサを内蔵しており、各
ドライブ回路に対してアドレスを付与している。そし
て、このマイクロプロセッサの制御により、各ドライブ
回路に対して対応する制御データが与えられるようにな
っている。
説明した動作のときは、サブ撮像環境データメモリ30
0からの対応する制御データを受けとり、対応するドラ
イブ回路に与えるようになっている。また図2で説明し
た動作のときは、セレクタ700からの制御データを受
けとり、対応するドライブ回路に与えるようになってい
る。
と、容易に複数のカメラの撮像環境を統一的に制御する
ことができる。また、複数のカメラの撮像環境を統一的
に取得することができる。この結果、オペレータが1人
であって、多角からの撮影情報を容易に得ることができ
る。
オペレータのカメラ経験やセンスに応じて、第1のカメ
ラに対して第2のカメラの撮像条件をどの様に設定する
かは自由に選択することができる。
2次元カメラでもこの発明のシステムを適用できること
は勿論のことである。次に、3次元カメラを用いた場合
の立体効果について説明を加える。
写体にフォーカス(焦点)を合わせ、交差点Xを被写体
を通り越して設定して撮影した場合、映写時の立体映像
は、スクリーンから飛び出して手前に結像して見える。
スクリーン位置は、撮像時のカメラと被写体間の間隔W
と同じであるものとする。次に、図5(b)に示すよう
に、同じく交差角θで、被写体にフォーカスを合わせ、
交差点Xを被写体上に設定して撮影した場合、映写時に
は立体映像は、スクリーン上に結像して見える。さら
に、図5(c)に示すように、同じく交差角θで、被写
体にフォーカスを合わせ、交差点Xを被写体よりも手前
に設定して撮影した場合、映写時には立体映像は、スク
リーンよりも奥の方に結像して見える。
像させる、スクリーン上に結像させる、スクリーンの手
前に結像させる、各場合が適宜選択され、図2で説明し
たように各カメラの撮像環境データが作成される。これ
は制作者の好みにより設定される。
カメラの関係を示している。今、立体カメラ10は、被
写体からの距離がW2であり、立体カメラ14は、被写
体からの距離がW3であるとする。ここで、立体カメラ
10の撮像映像から立体カメラ14の撮像映像に切り換
えた場合を考える。この場合、カメラ10と14の映像
の立体効果を同一にするには、交差角θを同じにし、被
写体にフォーカスが合った状態にし、ズームを行うこと
で目的を達成できる。
も、交差角θを同じ角度に維持し、ズームを行えば、立
体カメラの立体効果をほぼ同様にすることができる。こ
の場合、当然、立体カメラ10と14のカメラ間隔は異
なる。立体カメラ14のカメラ間隔の方が、立体カメラ
10のカメラ間隔よりも大きく異なることになる。この
カメラ間隔の制御は、図3、図4で説明したように行わ
れる。勿論、この場合、立体カメラ10と14のフォー
カスは被写体に合わせられている。
ーカスを被写体に合わせてズームを行えば、立体カメラ
14は、立体カメラ10の位置へ移動して被写体を撮像
しているのと同じことになる。
ータに関しても、上記の条件を考慮して、各カメラのカ
メラ間隔やズームを制御すれば、各カメラの切り換えが
行われたときに、各カメラ間で同様な立体撮像効果が得
られる。
の距離と、カメラ間隔とは密接な関係がある。カメラと
被写体との距離は、ズーム倍率に比例している。そこで
このシステムでは、ズームを調整すると、自動的にズー
ム調整データが、カメラ間隔制御データに変換されるよ
うになっている。
ロック(ズーム制御手段)と、カメラ間調整のための回
路ブロック(カメラ間隔制御手段)を取り出して示して
いる。ズーム調整のためのドライブ回路113Lは、制
御データのラッチ回路3a、そのラッチ回路3aの出力
をアナログ電流に変換するD/A変換器3bとで構成さ
れている。一方、ズーム調整のための制御データは、関
連手段としてのバスを介してドライブ回路124のラッ
チ回路4aにもラッチされる。そしてこのラッチされた
データは、予めプロのカメラマンが設定したデータ変換
ROM4bに供給される。ROM4bの出力は、この出
力をアナログ電流に変換するD/A変換器4cに供給さ
れる。そしてこの電流がモータ間隔を制御するための電
流として用いられる。図7(b)には、上記のズーム制
御手段によるズームアップ率とカメラ間隔制御手段によ
るカメラ間隔との関係を示している。この関係は、デー
タ変換ROM4bにより設定することができる。
は、モータの回転方向の正転、逆転切り換え信号が与え
られる。また、ラッチされた制御データに対応する回転
角が得られるように、フィードバック制御回路や比較器
などが設けられている。
ば、ズーム倍率が多少変化してもカメラ間隔はほとんど
変化しないが、例えば2.5倍以上になると直線的に
1:1の関係で大きく変化するように設定されている。
この傾斜特性は、プロのカメラマンが蓄積した演出効果
等もあり、一義的に決まるものではないが、使用するカ
メラのレンズ特性や、カメラの性能に応じて蓄積された
ROM内のデータである。この変化カーブにより、立体
撮像の演出効果を種々設定することができ、この、RO
Mは必要に応じて交換が可能である。例えば、サッカー
競技場における演出、車のレースを行うサーキット場の
演出等に応じて交換できるようにしてもよい。また、個
人の好みに応じて交換できるようにしてもよい。
容易に複数のカメラの撮像環境を統一的に制御すること
ができる。またこの発明は、複数のカメラの撮像環境を
統一的に取得することができる。
た図。
の形態を説明するために示した図。
図。
めの説明図。
Claims (10)
- 【請求項1】3次元メインカメラの撮像環境を示すメイ
ン撮像環境データを取得する撮像環境データ取得手段
と、 前記撮像環境データ取得手段からの前記メイン撮像環境
データに基づいて、アドレスを得るアドレス発生手段
と、 前記アドレス発生手段から得られたアドレスに基づい
て、3次元サブカメラのためのサブ撮像環境データを出
力して前記3次元サブカメラに供給し、前記3次元サブ
カメラの撮像環境を設定するための撮像環境データメモ
リ手段とを具備したことを特徴とする多角度撮影用の撮
像装置。 - 【請求項2】前記撮像環境データは、ズームアップ率を
示すデータであることを特徴とする請求項1記載の多角
度撮影用の撮像装置。 - 【請求項3】前記撮像環境データは、ズームアップ率と
前記メインカメラの向きを示すデータであることを特徴
とする請求項1記載の多角度撮影用の撮像装置。 - 【請求項4】前記撮像環境データは、少なくとも立体撮
像のための左右カメラの光軸交差角に関するデータとズ
ームアップに関するデータを含むことを特徴とする請求
項1記載の多角度撮影用の撮像装置。 - 【請求項5】2次元メインカメラの撮像環境を示すメイ
ン撮像環境データを取得する撮像環境データ取得手段
と、 前記撮像環境データ取得手段からの前記メイン撮像環境
データに基づいて、アドレスを得るアドレス発生手段
と、 前記アドレス発生手段から得られたアドレスに基づい
て、2次元サブカメラのためのサブ撮像環境データを出
力して前記2次元サブカメラに供給し、前記2次元サブ
カメラの撮像環境を設定するための撮像環境データメモ
リ手段とを具備したことを特徴とする多角度撮影用の撮
像装置。 - 【請求項6】前記撮像環境データは、ズームアップ率を
示すデータであることを特徴とする請求項5記載の多角
度撮影用の撮像装置。 - 【請求項7】前記撮像環境データは、ズームアップ率と
前記メインカメラの向きを示すデータであることを特徴
とする請求項5記載の多角度撮影用の撮像装置。 - 【請求項8】前記3次元メインカメラ及び3次元サブカ
メラは、 左右の2次元カメラと、 この左右の2次元カメラのそれぞれのズームアップ率を
制御するズーム制御手段と、 前記左右の2次元カメラの光軸の交差位置を前後調整す
るためにカメラ間隔を制御するカメラ間隔制御手段と、 前記ズーム制御手段の調整に応じて前記カメラ間隔制御
手段に制御データを与えるデータ関連付け手段とを具備
したことを特徴とする請求項1記載の多角度撮影用の撮
像装置。 - 【請求項9】前記カメラ間隔制御手段は、前記ズーム制
御手段により前記ズームアップ率が所定値になるまで
は、カメラ間隔の変化特性を示す傾斜角が小さく、前記
所定値以上になると傾斜角が大きくなる特性であること
を特徴とする請求項8記載の多角度撮影用の撮像装置。 - 【請求項10】前記3次元メインカメラ及び3次元サブ
カメラは、 さらに、前記左右の2次元カメラの左右向きを調整する
ためのカメラ向き制御手段と、 前記左右の2次元カメラの仰角を調整するための仰角制
御手段とを具備したことを特徴とする請求項8記載の多
角度撮影用の撮像装置。
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