JP3594051B2 - Moving projector system - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、演出空間に用いられる大型映像として適当なプロジェクターシステム、特に動きのある映像（以下、「動画」という）を大型映像に取り込むことによって、演出を効果的に表現せしめ、舞台、ステージ、各種イベントなどに対して、明るく鮮明でリアルな映像を提供するプロジェクターシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
演出空間における映像は、時代と共に補助的な役目から、空間演出上重要な位置付けがなされつつある。加えて、大多数の観客を対象とする傾向と、かかる映像が観客に対して圧倒的な迫力と臨場感とを与えることが期待され、明るく鮮明である大型スクリーン映像を求める要求がますます強まってきている。更に、近年になって後述する「静止画」から「移動画」、更に「動画」へと映像の高度化への要求も強い。
【０００３】
大型映像が演出空間に使用され始めたのは１９世紀に遡るが、“種板”（ガラスまたはフィルムに絵を描いたものなど）に光を当て、その透過光をレンズで拡大し、スクリーンに投影する幻燈、即ち、「静止画」からスタートしている。
現在の演出空間に使用される大型映像の原理は全くこれと同様であるが、時代の要請と共に、光源の高容量化、高輝度化、種板の耐熱性の向上、冷却技術の向上などから、１辺が１００メートルを越える大画面も可能になっている。
【０００４】
更に、これらの「静止画」による単調さを避ける工夫もされ、“種板”を長いフィルム状にしてロールに巻き付け、回転することで映像を移動する。またはこれを２重に配置する。２重の場合は、これらを相対的に異なる速度差をつけて回転移動させて映像に動きと変化とを与える「移動画」がある。
しかし、これらの幻燈を原理とした映像には演出効果の面で限界があり、近年における各種の映画、ＴＶ等の動画に慣れた近代人には、満足を得られない場合が多い。
【０００５】
大型映像の代表的なものは、映画であるが、映画は動画として鮮明な映像が得られるが、コスト面および取扱面からフィルムサイズに制約がある。フィルムは、フィルムサイズによる熱的制約があり、大容量の光源が使えず、投写面の照度に限界がある。したがって、映写に際しては周囲を暗くすることが必要条件になる。周囲が比較的明るく照明されることが多い演出空間においては、映画は周囲を暗くして初めて映写可能になるので使用できない場合が多い。
【０００６】
周囲を明るいままにして映写可能な映像手段として、高輝度のＬＥＤや蛍光表示管を高密度に集約した表示板があるが、これを大型化した映像手段が大型広告板やスポーツスタジアムなどに使われるようになってきている。これは、大型画面上に素子を埋め込むことにより、画面が大画面になっても明るさが低下することもない。また、今後更にＬＥＤや蛍光表示管の高密度化が図られる可能性があることから、大型映像の有効な手段である。しかしながら、ＬＥＤや蛍光表示管を高密度に大画面に集約し、それを制御する装置は、大型の設備を必要とし、非常に高価である。
【０００７】
演出空間に用いられる映像の条件の一つにどこにでも簡単に持ち運びができ、設置できるという「機動性」が必要である。また、大型映像システムが高価であることは、営業収益上から好ましくなく、前記のＬＥＤや蛍光表示管を用いた大型映像手段は演出空間には使用しづらい。
【０００８】
近年になって、強力な表示手段として将来を期待されているのがビデオプロジェクターである。これは、教育、宣伝、会議用などにすでに多く利用されており、その取扱いの容易さから演出空間にも活用され始めている。特に、プロジェクターを複数台（例えば、縦横各４列、計１６台の配置構成）を配置して一括制御できるマルチプロジェクションユニット（プロジェクションキューブシステムなど）については、機動性に若干欠けること、および高価であるにもかかわらず、明るさと高精彩が得られることから盛んに演出空間にも使われ始めている。
【０００９】
ビデオプロジェクターは、ＣＲＴによる多管並列方式（３管３レンズ方式など）、ライトバルブ方式、液晶パネル方式などがある。これらは、ビデオ映像が直接大画面に投影でき、また、パソコンとの連動も非常に容易であること、単体としては比較的コンパクトで機動性に富むことから、今後のあらゆる映像手段の主流として活用されるものである。
特に液晶パネルを用いる方式は、非常にコンパクトで、かつ、低価格になる可能性を持っており、更に、液晶パネルの高密度化、即ち、液晶パネルの画素数が飛躍的に増えたことにより、問題となっていた画質が改善されつつある。
【００１０】
しかし、液晶にも熱的な制約があることから大容量の光源が使えず、更に偏光板を使うことなどによる光の効率低下（透過率が低くなる）もあって、大画面にするほど投影面の照度が下がり、大型映像に必要な鮮明画像表示の条件を満足しない。また、液晶パネルの画素ピッチにも製造上の制約があって、大型映像として数十倍、数百倍に拡大投影することによって、投影された画面はその解像密度が粗になり、その映像はシャープさに欠けたものとなる。
【００１１】
更に近年、明るさを増す技術として、液晶ライトバルブ方式、空間光増幅機能方式など、高画質を確保しつつ輝度を飛躍的に増幅させるなどの技術が公開され、実用化されているが、これらはまだ非常に高価であり、更に、演出空間における大画面に拡大すると、なお投影面の照度が不足している。また、前記の解像密度が粗な映像を格段に改善する技術とはなっていない。
【００１２】
ＣＲＴによる多管並列方式は、明るさと画質は比較的良いとされるが、プロジェクター本体とスクリーンの位置が変わる場合には、その都度コンバージェンス調整（ＲＧＢ３色の画像をスクリーン上で正確に重ね合わせるための電子ビームの偏向回路の調整）が必要となり、その取扱いが不便なことや、地磁気の影響で色ずれが生じるなどハード的に繊細な面がある。そのため、ＣＲＴによる多管並列方式は、映像システムの機動性の条件に欠け、演出空間においては比較的手荒く扱われることなどから使用しづらい。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
前記したごとく、今後の演出空間に用いられる大型映像の条件として、
▲１▼演出空間においては、周囲が比較的明るく照明されることが多く、それ以上に明るい映像が必要であること。
▲２▼映像は、できるだけ鮮明であること。“ぼけ”のないシャープさが必要であること。
▲３▼演出効果を更に上げるために、映像は動画を前提にすること。
▲４▼設備がどこにでも簡単に持ち運びができること。
▲５▼できれば安価であること。
などであるが、上記の条件に、例えば、１辺が１０メートル以上の大画面であるスクリーンに投影するという条件を追加すると、現段階ではこれらの条件を満足する技術はない。
【００１４】
演出空間に用いられる従来の映像は、背景などを光学像として投影するものであり、主役は登場人物など実物である。したがって、背景などであれば“種板”を用いた例えば、幻燈レベルで何等問題はないとしていたのが従来の演出である。しかし、演出空間も世の流れと共に、また観客の要請と共に進歩し、更に観客を感動させる照明演出技術が演出家や演出用機材を創作するメーカーに課せられている。
【００１５】
従来技術の欠点である映像の低照度と低解像密度を克服するための技術的対策として、背景などの静止画としての光学像と、登場人物などの実物との間に動画としての光学像を入れることが考案された。この動画としての光学像を如何にして効果的に演出に使うかが、本発明の最大のポイントである。
本発明において“演出空間”とは広い意味合いを持つ。単に舞台やテレビスタジオのみならず、各種イベント、ファッションショー、店舗、公園、会議場、展示場、スポーツセンター、ダンスホール、ディスコ、舞踏などの教習所等々、人の集まるあらゆる所が本発明の演出の対象となる。
これらの“演出空間”の中には、従来の静止画としての光学像と、本発明の動画としての光学像との組み合わせのみで効果ならしめるものがある。特に、動画として投影される映像を、実際の大きさ（人物であれば等身大）にすること、映像の移動する速さを、移動物体が実際に移動する速さ（例えば、人物が歩く速さ）に等しくすることによって、リアリティが格段に向上することに着目されたい。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明はかかる問題を解決するもので、従来の大型映像から格段に進めた新しい演出が可能となる。また、本発明は、広い範囲の演出空間を対象としており、あらゆる分野に高度な演出を積極的に提案することを狙いとしている。
【００１７】
即ち、本発明のムービングプロジェクターシステムは、映像信号とパン角度信号、チルト角度信号、画角角度信号の各駆動信号のバイナリ信号とを符号化するタイムコード符号化装置と；前記タイムコード符号化装置から出力されるタイムコード符号化信号と高周波で重畳された音声信号とを別々の記録領域に記録する記録装置と；を少なくとも含む撮影手段と、映像信号と音声信号とを再生する再生装置と；パン角度信号、チルト角度信号、画角角度信号の各駆動信号を復号化するタイムコード復号化装置と；を少なくとも含む投影手段と、よりなり、撮影時に前記撮影手段が移動物体の映像信号および音声信号を記録媒体に記録すると同時に、前記撮影手段が撮影位置のパン角度信号、チルト角度信号および画角角度信号を前記映像信号に符号化後、高周波に重畳した前記音声信号と共に前記記録媒体に記録することおよび／または再生時に前記投影手段が前記記録媒体に記録された移動物体の映像信号、音声信号を再生すると同時に、撮影位置のパン角度信号、チルト角度信号および画角角度信号を復号化することを特徴とする。
【００１８】
さらに、本発明のムービングプロジェクターシステムは、前記撮影手段にパン角度検出装置とチルト角度検出装置および画角角度検出装置とが配設されると共に、前記投影手段にパン角度駆動装置とチルト角度駆動装置および画角角度駆動装置とが配設されることを特徴とする。
さらに、本発明のムービングプロジェクターシステムは、前記投影手段に画角補正装置およびあおり補正装置が配設され、入力された前記投影手段のパン角度信号とチルト角度信号および画角角度信号に基づいて、画角補正および／またはあおり補正がされることを特徴とする。
【００１９】
さらに、本発明のムービングプロジェクターシステムは、前記可動の撮影手段に更に併設して固定の撮影手段を配設し、前記可動の撮影手段が撮影した小画面の映像信号を基に、前記固定の撮影手段により撮影した映像信号の中から前記移動物体の高輝度部分を消し込みまたは前記小画面の映像信号の範囲を暗転し、更に別の記録媒体に記録し、これを前記可動の投影手段が投影する際に小画面の映像信号と消し込みまたは暗転した映像信号とを同期して再生し、比較的暗い大画面の背景部分に比較的明るい動画の小画面をスクリーンに投影することを特徴とする。
【００２０】
さらに、本発明のムービングプロジェクターシステムは、前記投影手段の投射光学系の投射方向に前記投影手段の投射方向を変える固定の反射鏡と、前記固定の反射鏡に対向して投射方向を自由に変える可動の反射鏡とを配置すると共に、前記投影手段に与える映像信号を前記可動の反射鏡の回動角度に応じて映像の傾きと逆方向に映像を回転させて補正する映像回転手段を制御装置に具備させたことを特徴とする。
【００２１】
さらに、本発明のムービングプロジェクターシステムは、前記投影手段の投射光学系の投射方向の前方に配置した可動の反射鏡と、前記可動の反射鏡と前記投影手段とを共通に支持すると共に、前記投影手段の支持基部に連結するフランジ状支持部と、前記フランジ状支持部を支承し、回転させるターンテーブルとを含み、前記投影手段の投射光学系の光軸と前記ターンテーブルの回転軸とを共通軸線にし、可動の反射鏡のチルトの支点軸線と液晶プロジェクターに内蔵した液晶パネル上下面とが平行化されると共に、前記可動の反射鏡と前記投影手段とを一体的に回転させることを特徴とする。
さらに、本発明のムービングプロジェクターシステムは、前記撮影手段にパン角度駆動装置とチルト角度駆動装置および画角角度駆動装置とが配設されると共に、前記移動物体に発信機が配設され、前記移動物体の発信位置に追従して前記撮影手段が前記移動物体を追尾することを特徴とする。
【００２２】
これらの方法によると、前記の従来方法による短所である、大画面に拡大すると明るさが不足し、鮮明度が低下すること、および効果的な演出に限界があること、高輝度のＬＥＤや蛍光表示管を高密度に集約した大型表示板等が機動性に欠け、高価である等の短所を克服することができる。
通常、演出空間における映像は、比較的不鮮明であっても良い背景部分と、強調させ、かつ、注目させるポイントとがあり、それ故に、大画面の中に、自在に移動可能な動画の小画面を設けることにより前述の短所を解決することができる。即ち、本発明は背景部分と小画面に分離して別々に画像を投影することにより従来技術の短所を克服しようとするものである。
【００２３】
大画面の中で背景になる部分は、従来方法を用いて映像をスクリーン全体に投影する。注目させるべき部分については、限定した小画面とすることで映像の明るさと鮮明さを確保し、更に、その小画面は動画とすること、小画面の中の移動物体の移動を投影手段が撮影手段のパン動作、チルト動作、画角動作等の回動を再現することで小画面を移動し、リアルに表現しようとするものである。
即ち、本発明の最大の特徴は、リアルに再現するための方法であり、小画面の動画を単に（適当に）移動する場合に発生する不自然さを解消するために、移動物体を追跡しつつ撮影する撮影手段の回動情報を忠実に投影手段に再現し、自然な動きを確保するものである。
【００２４】
【発明の実施の形態】
本発明を図面に基づいて説明する。
【００２５】
図１６は従来の投影方法である。
図１６は、従来方法による大型映像の投影方法をイメージとして現しているが、動画としての投影手段は、例えば、液晶プロジェクター３１が使われる。この場合、スクリーン３２に映像全体が投影され、映像の中の例えば、一人のダンサーはこの画面の中で移動する。
従来方法の問題点の一つは、液晶プロジェクター３１の液晶パネル面の限界照度を抑止すると、その液晶パネルの有効面積に対するスクリーン３２の面積比に逆比例して投影面の照度が低下することにある。
【００２６】
例えば、対角０．２５メートルの液晶パネルに対し、対角１０メートルのスクリーンに投影する場合の面積比は０．２５２ ：１０２ により１対１，６００になり、仮に液晶面の限界照度を３５万ルクスとすると、スクリーン３２の照射面の照度は最大でも２２０ルクス（３５０，０００Ｌｘ×１／１，６００）となる。実際には、更に液晶の透過率の悪さおよび光学系による照度の低下があり、照射面の照度は１００ルクス以下になるものと思われる。したがって、演出空間における映像の照度は少なくとも１，０００ルクス程度は必要なことから、従来方法は使用に耐えない。
【００２７】
従来の第２の問題点は、液晶パネルによって投影された映像の解像密度が粗になることである。仮に、液晶パネルの画素ピッチを０．２ミリメートルとした場合、前記同様の条件で対角寸法は４０倍（０．２５ｍ：１０ｍ）になるから、スクリーン３２に投影された画面の粗さは８ミリメートル（０．２ｍｍ×４０）になるので、スクリーン３２の近くにいる観客はシャープさに欠けた映像を見ることになる。
【００２８】
図１４は、本発明のシステムによって、舞台上の一人のダンサーをビデオ撮影しているシーンである。ビデオカメラ１によって舞台３３の上で踊りつつ移動するダンサーを狭い画角におさめるように追跡しつつ撮影する。この際、ビデオカメラ１によって収録するビデオテープに、映像、音声の信号と共に、ビデオカメラ１の回動したパン角度とチルト角度および画角角度の信号を同時に収録する。
【００２９】
図１５は、上記の方法で撮影されたビデオテープを再生し、スクリーンに投影している状況である。
本発明は、大画面の比較的暗い背景部分と、大画面の中にあって自在に移動する小画面の比較的明るい動画としての映像を、別々に分離して投影するものである。図において、小画面の中のダンサーは、大画面の左側から右側に踊りながら移動しているが、同時に小画面は、ダンサーの動作に応じて左右上下、斜方向にも移動する。
【００３０】
これらの限定された小画面３４の中においては、スクリーン上に投影される照度は、例えば、小画面３４の対角を３ｍとし、ムービングプロジェクター１０の液晶パネルの対角を０．２５ｍとすると、面積比は１対１４４（０．２５２ ：３２ ）になり、液晶面の限界照度を前記同様の３５万ルクスとすると、投影面で最大２，４３０ルクス（３５０，０００Ｌｘ÷１４４）になり、仮に光学系を含めた総合透過率を４５％にした場合は１，０００ルクス（２，４３０Ｌｘ×４５％）程度になる。
【００３１】
また、スクリーン３２上の映像の解像密度についても、液晶パネルの画素ピッチを０．２ｍｍとした場合、前記同様の条件で対角寸法は１２倍（０．２５：３）になるから、画面の解像度の粗さは約２．４ｍｍ（０．２ｍｍ×１２）となり、観客から見て許容の範囲となる。
したがって、小画面の中の画像は、鮮明かつ高解像密度に投影されている。
【００３２】
図１は、本発明による第１の実施例のシステム構成の実施例で、その概要を以下に説明する。撮影手段としてビデオカメラ１にて撮影された映像信号および音声信号は記録装置５に取り込まれ、その記録媒体であるビデオテープ６に記録されるが、同時にビデオカメラ１の撮影に伴う回動量の内、チルト角はチルト角検出装置２によって、パン角はパン角検出装置３によって検出され、また、画角は内蔵される画角検出装置（図示せず）によって検出され、制御ボックス４を介して記録装置５に取り込まれ、前記映像信号、音声信号と共にビデオテープ６に記録される。
また、前記チルト角検出装置２、パン角検出装置３および画角検出装置の検出器はロータリーエンコーダが使用され、その検出および制御回路は公知の技術が利用されている。
【００３３】
ビデオテープ６は、再生装置７によって再生され、その信号が制御装置８に出力される。制御装置８は、受信した信号の内、音声信号はアンプを内蔵したスピーカー９に出力され、また、映像信号は投影手段としてのムービングプロジェクター１０に内蔵する液晶駆動制御装置に出力される。更に、チルト角とパン角および画角の信号は駆動制御装置１１に出力される。
【００３４】
駆動制御装置１１は指示されたチルト角度データからチルトの必要移動角を算出し、チルト駆動装置１３に出力する。また、パン角の角度データからパンの必要移動角を算出し、パン駆動装置１２に出力し、それぞれ指定された角度だけ回転させる。
【００３５】
また、画角への位置データから画角の必要位置を算出し、画角駆動装置（図示せず）に出力し、指定した位置まで移動させる。
これによって、液晶パネルによって投影される映像の進行に伴って、ビデオカメラ１の撮影時の回動量が、ムービングプロジェクター１０の回動量として刻々再現される。
【００３６】
本発明の第２の実施例は、本発明の第１の実施例が忠実な再現を主体としたのに対して、演出効果を更に高めることを主体にしている。即ち、図２において、第１の実施例の他に編集装置２１およびその表示装置２２を加えており、ビデオテープ６に収録された内容の修正、追加、複数台への分割などの編集が可能である。さらに、ビデオテープ６によらず、またはその情報を取り込んで、編集装置２１によってＣＧ（コンピュータグラフィックス）を生成し、それらを合成して演出用のＣＧ画像となし、その信号を制御装置８を介して各ムービングプロジェクター１０に直接送って、そのＣＧ画像を拡大投影、縮小投影等を自在にすることもできる。
【００３７】
更に、パン、チルト、画角の検知、再生の過程で、非直線形や増幅系あるいはマニュアルハンドリングによって加工された角度（速度にもなる）がそれぞれ出力可能となっており、後述するユニークな各種の演出ができる。
また、編集装置２１およびその表示装置２２は、システム全体の操作卓としての機能も持たしており、制御装置８を介して多数のムービングプロジェクター１０に対して、映像とともにそれぞれの駆動系の制御をすることもできる。これは従来のムービングライトに代わるものとして、従来ムービングライトが持っている機能に動画を加え、更に変化のある演出効果を得ることができる。
【００３８】
また、複数のムービングプロジェクター１０（１）、１０（２）、１０（３）……を使うに当たっては、一つの記録媒体であるビデオテープ６の情報を各ムービングプロジェクター１０に分配する場合、または若干の加工を編集装置２１にて行い制御装置８を介して分配する場合には、再生装置７は１台で良いが、それぞれのムービングプロジェクター１０ごとに違った映像を投影したい場合には、再生装置７は複数台数を必要とする。
【００３９】
また、本発明の第３の実施例では、図３において、第１の実施例、第２の実施例に加えて、ＣＣＤカメラ２３を加えており、書画および立体模型などの被写体２４をＣＣＤカメラ２３にて撮影することにより、制御装置８を介してムービングプロジェクター１０に映像信号を送ることもできる。これは、従来のスタジオセットや美術セットなどに代わるものとして、映像として希望の位置に瞬時に投影することができ、これらに対する大幅なコストダウンが期待できる。図４（ａ）、（ｂ）および図５（ａ）、（ｂ）は本発明の第３の実施例により投影された美術セットとしての使用例である。
また、この映像は、編集装置２１に出力し、他との編集、例えば、前記ＣＧとの合成、音声信号を加えたり、パン、チルトの角度信号を加えることもできる。
【００４０】
本発明の第４の実施例では、図６において、プロジェクターの投影方向を変える手段として、投射方向を自由に変える可動の反射鏡を使ったものであるが、前記ムービングプロジェクター１０においてはチルト角とパン角の信号を受けてチルト駆動装置１３およびパン駆動装置１２によってムービングプロジェクター１０をそれぞれ指定された角度だけ回転させることにしていたものを、第４の実施例では、液晶プロジェクター４１の投射光学系４２の前方に配置された固定の反射鏡４４と、前記固定の反射鏡４４に対向して配置した投射方向を自由に変える可動の反射鏡４５と、反射鏡４５のチルト駆動装置４７およびパン駆動装置４６を備えている。これらの手段によると、反射鏡４５がパン角の信号を受けてパン駆動装置４６によって回動した場合、液晶プロジェクター４１から投影される映像はパン角に応じて向きが変化する（回転し傾斜する）が、第４の実施例ではこれを防止するために、液晶プロジェクター４１に内蔵する液晶パネルに映像信号を与える際に、パン角の方向および大きさの情報によって映像が逆方向に回転するように映像回転回路を制御装置８（図１、２および３を参照）に具備させている。
【００４１】
即ち、液晶プロジェクター４１の投射光学系４２から投射された映像（光線）は、その前方に配置された固定の反射鏡４４によって上方９０°に反射され、更にその反射光は、チルト駆動装置４７およびパン駆動装置４６によって、最終的な投射方向が決められ、可動の反射鏡４５に反射してスクリーン（図示せず）に投影される。この際、図６においては可動の反射鏡４５と固定の反射鏡４４が対向して記載しているが、この位置関係を起点にして、例えば、可動の反射鏡４５がパン角として上方から見て４５°時計方向に回転したとすると、スクリーンに投影された映像は４５°反時計方向に回転し傾斜することになる。この映像の回転、傾斜を常に水平に保つための手段が制御装置８に組込まれた映像回転回路で、前記液晶プロジェクター４１に内蔵する液晶パネルに対して４５°逆方向に回転させる映像信号を与えることにより処理することができる。
この映像補正のための映像回転回路は、ＣＧにおいて通常使われる技術で対応できる。
【００４２】
この第４の実施例は、映像を瞬時に移動する場合に有効で、本発明による第１から第３の実施例におけるムービングプロジェクター１０全体を回動するより、はるかに慣性の少ない可動の反射鏡４５を動かした方が応答性も良く、かつ、制御精度も良くなる。
【００４３】
また、映像信号、音声信号の取扱いは前記実施例と同じで、また、チルト角とパン角および画角の信号は駆動制御装置４３に入力され、チルトの駆動信号はチルト駆動装置４７へ、パンの駆動信号はパン駆動装置４６へ、画角駆動信号は液晶プロジェクター４１の投影光学系４２に内蔵する画角駆動装置（図示せず）に出力される。
【００４４】
本発明の第５の実施例では、図７において、プロジェクターの投影方向を変える手段として、投射方向を自由に変えるために可動の反射鏡とターンテーブルを使ったものであるが、前記第４の実施例では、図６において、液晶プロジェクター４１の投射光学系４２の前方に配置された固定の反射鏡４４と、前記固定の反射鏡４４に対向して配置した可動の反射鏡４５とによって投射方向を自由に変えること、およびパン角に応じて映像が回転することを防止するために、映像が逆方向に回転するような映像回転手段を制御装置に持たせることとしたが、第５の実施例では、図７において、液晶プロジェクター４１の投射光学系４２を投射方向を上方として、前記投射方向の前方に可動の反射鏡４５を配置し、前記反射鏡４５のチルト方向の駆動装置４７によって指定された角度だけ回転して上下の投射方向を変え、前記投影手段４１の投射光学系の光軸と前記ターンテーブル４８の回転軸とを共通軸線にし、可動の反射鏡４５のチルトの支点軸線と液晶プロジェクターに内蔵した液晶パネル上下面とが平行化されると共に、前記可動の反射鏡４５と前記投影手段４１とを一体的に回転させることを特徴とするようにしたものである。
【００４５】
この方法によれば、第４の実施例に必要であった映像回転手段を制御装置８に具備させる必要がない。即ち、第５の実施例では、液晶プロジェクター４１の投射光学系４２から投射された映像（光線）は、その前方に配置された可動の反射鏡４５によってチルト方向の投射方向が決められ、パン方向の投射方向はターンテーブル４８の回転によって決められてスクリーン（図示せず）に投影されるが、前記可動の反射鏡４５と液晶プロジェクター４１はフランジ状支持部４９によって結ばれて一体となってターンテーブル４８上で回転するため、反射鏡４５のチルトの支点とする反射鏡４５の駆動軸と前記液晶プロジェクター４１の投射光学系４２から投射される映像の向きは、常に相対的な位置関係が確保されているので、第４の実施例で問題となったパン角による映像の回転による傾斜は生じない。
すなわち、可動の反射鏡４５のチルトの支点軸線と液晶プロジェクター４１に内蔵した液晶パネル上下面とが常に平行化されるのでパン角の映像の回転による傾斜が生じないのである。
【００４６】
ただし、第５の実施例は、液晶プロジェクター４１とフランジ状支持部４９全体をターンテーブル４８によって回転させることになるので、第４の実施例に比較してパン方向の回転に対する慣性が大きく、高速動作の場合に制御精度が若干悪くなるが、制御系が単純化されるメリットがある。したがって、第５の実施例は、液晶プロジェクター４１が比較的小型・軽量の場合に採用し、大型の液晶プロジェクター４１を使用する場合は第４の実施例を採用することになる。
【００４７】
なお、第５の実施例として、図６および７に示すように台車方式（駆動制御装置４３）をベースとして、液晶プロジェクター４１が縦置きされ、その上方に可動の反射鏡を配置し、それらの支持部を支え、かつ、パン動作をさせるターンテーブルを下方に配置した例により説明したが、必ずしもこれらの配置、構成でなくても目的は達する。
例えば、液晶プロジェクター４１の投射光学系４２を下向きとして、その下方に可動の反射鏡を配置し、ターンテーブル４８を上方に配置してその上方に駆動制御装置４３を配置して天井構築物に固定するなどの配置でも良い。
【００４８】
本発明による第６の実施例では、第１〜第５の実施例がいずれもパンおよびチルトの駆動装置を持った可動の撮影機と投影機をシステムの構成としていたものを、更に固定の撮影機と固定の投影機をそれぞれ併設するシステム構成としている。即ち、図８において、第１〜第５の実施例における可動の撮影機であるビデオカメラ１と併設して固定の撮影機であるビデオカメラ５１と、可動の投影機であるムービングプロジェクター１０と併設して固定の投影機であるプロジェクター６０を配置することにより、その背景なども同時に記録し再生して投影するものである。
ビデオカメラ５１は広角の光学系を持って周囲の背景を含む全体の範囲（投影範囲を予測した）を、ビデオカメラ１と同期させて撮影する。
プロジェクター６０は広角の光学系を持って周囲の背景を含む全体の範囲を、ムービングプロジェクター１０と同期させてスクリーン（図示せず）に対して投影する。
【００４９】
ビデオカメラ５１からの映像信号は、記録装置５５によってその記録媒体５６に記録される。その際、記録装置５５は、ビデオカメラ５１からの映像信号に対して、記録装置５からのパン、チルト、画角の信号を受けて、その移動物体を含む、ビデオカメラ１にて撮影しつつある範囲の高輝度部分を消し込み、または投影範囲を暗転するなどのソフトウエア上の処理をして、記録媒体５６に記録される。上述した消し込みおよび暗転の動作は後述される。これらのソフトウエア上の処理は、個別技術として公知の画像処理技術を使うことにより達成される。
記録媒体５６に記録された映像は、再生装置５７によって再生装置７と同期させて再生し、その映像信号をプロジェクター６０に出力し、スクリーン（図示せず）に対して背景などの映像を投影する。
【００５０】
また、ビデオカメラ１にて撮影される画角の範囲、すなわち、小画面の範囲は、始めに設定された起点に対して、移動するパン、チルト、画角の値（画角補正は後述する）によって小画面の４角の起点からの座標位置は常に明らかになっている。
したがって、その情報を記録装置５から記録装置５５に入力することによって、ビデオカメラ５１にて撮影されている画角の範囲のどの位置に前記小画面があるかを確定することができる。但し、あらかじめビデオカメラ５１で撮影する少なくとも水平２点を定め、その２点間に対してビデオカメラ１のパンの角度情報を記録装置５に初期設定しておき、その補正値として記録装置５から出力される必要がある。
【００５１】
記録装置５５は、ビデオカメラ５１からの映像信号を取り込む際に、記録装置５からの位置情報としての前記小画面の４角の座標に囲まれた範囲に対し、後述の高輝度部分の消し込み、または暗転の信号処理をして記録媒体に記録することになる。
この消し込み、または暗転の具体的な方法は、例えば、前記小画面の４角の座標に囲まれた範囲に対する映像信号は、その周囲（比較的狭い範囲を設定）の映像信号を平均化した値に置き換えることで消し込むことができる。また、別の方法として、輝度の上限を設定しておいて、前記小画面の４角の座標に囲まれた範囲における全ての輝度信号を設定値以下に押さえることでも良い。更に、前記小画面の４角の座標に囲まれた範囲における全ての映像信号は、「黒」の映像信号に置き換えることで暗転することでも良い。
【００５２】
これらの方法は、演出空間における使用の態様によって選定し、その信号処理回路を記録装置５５に組み込むことによって、記録媒体５６に記録される映像信号は、ビデオカメラ１にて撮影される小画面の範囲の高輝度部分の消し込み、または暗転されたものとなる。
【００５３】
この第６の実施例においては、第１〜第５の実施例に対して、移動物体のみならず、周囲の背景なども同時に撮影記録し、投影することが要求される場合に必要なシステムであるが、前述の移動物体の高輝度部分を消し込み、または投影範囲を暗転するなどのソフトウエアの処理に当たって、撮影時の制約事項がある。即ち、ビデオカメラ５１にて撮影された広い範囲の一部であるビデオカメラ１にて撮影された小画面の範囲を消し込む処理をするので、消し込み範囲の境目に不自然さが残らないようなビデオ撮影に際しての照明テクニックが利用される。具体的には、移動物体にはハイライトを与え、移動物体の周囲の照明は控え目または、暗く照明を押さえて撮影するなどの制約がある。
【００５４】
また、当然のことながら、固定のプロジェクター６０にて投影される大画面としての明るさは、画面の大きさにもよるが、良くても２００ルクスレベルの低照度であり、また、画面の粗度についても非常に粗いものであっても良いことが条件になる。
【００５５】
本発明のシステムの実施例では、スクリーン３２とムービングプロジェクター１０の位置関係と、撮影時の画角に対する投影時の画角調整（後述）をあらかじめ制御装置８に入力し、更に、撮影時の起点に対する投影の起点を事前に合わせる必要がある。
【００５６】
前記撮影に際しては、投影の状況も配慮して撮影の起点を明確にしておく必要がある。撮影の起点は、撮影の対象となる移動物体の移動範囲をあらかじめ予測して、その移動範囲の左右方向のほぼ中央をパンの起点（Ｏ°）としてセットし、その移動範囲の上下方向のほぼ中央をチルトの起点（Ｏ°）としてセットすることを基本として、左右方向および上下方向の±の角度変化量を検出する。
【００５７】
画角についても、移動物体の大きさと、移動に伴って変化する画角の範囲をあらかじめ予測し、その範囲のほぼ中央を画角の起点としてセットする。
なお、ビデオカメラ１に装着されるズーミングレンズは、上記にて予測した範囲に適合する焦点距離のものが選定される。
【００５８】
投影の起点は、まず、前記撮影の状況を勘案したスクリーン３２の大きさが確保されていることを前提に、投影すべき移動物体の移動範囲の左右方向の中央をパンの起点（Ｏ°）に、その移動範囲の上下方向のほぼ中央をチルトの起点（Ｏ°）に合わせて、ムービングプロジェクター１０をセットする。
画角についても、前記撮影の状況を勘案し、更にムービングプロジェクター１０とスクリーン３２までの距離によって適切なズーミングレンズが装着されていることを前提に、そのズーミング範囲の中央を起点としてセットする。
なお、これらの起点のセットは基本であって、演出に当たってはあらかじめ試投影して、その演出効果などを確かめた上で、自由に調整または再セットしてもよい。
【００５９】
前記投影時において事前に調整される画角調整は、撮影時と投影時の位置関係を変える場合、または投影画像を意識的に大きくしたり小さくする場合に調整される。
まず、撮影時における移動物体とビデオカメラ１までの距離と、これを再生投影するムービングプロジェクター１０とスクリーン３２までの距離が概ね等しくセットされる場合には、この画角調整（プリセット）は必要がない。即ち、ビデオカメラ１の位置とムービングプロジェクター１０の位置関係を合わせ、更に意図的に投影画像を大きくしたり小さくしたりする演出をしない場合（移動物体の動きを忠実に再現することのみを目的にした演出）には、再生されたパン、チルト、画角の信号はそのまま使用される。
【００６０】
投影に当たっての画角調整（プリセット）は、撮影時の状況に対して、ムービングプロジェクター１０とスクリーン３２までの距離が異なる場合、または意図的に投影画像を大きくしたり、小さくしたりする場合に修正が必要である。即ち、例えば、撮影時に移動物体とビデオカメラ１までの距離を概ね１０ｍとし、画角を調整しつつ移動物体を追従撮影した場合において、これを再生投影するムービングプロジェクター１０とスクリーン３２までの距離が２０ｍであって、撮影時に意図された大きさのままの移動物体を再生する場合には、画角は１／２（実際には１／２より若干大きい数値になるが、本発明においては比較的狭角にて使用されること、また、撮影機と投影機の位置関係を極端に違えることがないことから、計算を簡略化したものである）に調整（プリセット）される。その場合、記録再生されたパン、チルト、画角の情報（変化量）も１／２にならないと移動物体の自然な動きが確保されない。したがって、移動物体の自然な動きを得るには、投影に当たっての画角調整（プリセット）の変化量に比例して、パン、チルト、画角の変化量を計算させるようにしている。
【００６１】
また、例えば、上記撮影時の同じ条件で、再生投影するムービングプロジェクター１０とスクリーン３２までの距離が１０ｍである場合において、意図的に投影画像を１／２の大きさにする場合にも、投影に当たっての画角調整は１／２にプリセットされ、その場合の再生されたパン、チルト、画角の情報はすべて１／２になるように自動的に計算され、パン、チルト、画角等の駆動装置にその情報が伝送され、制御される。これによって１／２に縮小された移動物体の画像は自然な動きを示す。
【００６２】
更に、撮影時に移動物体とビデオカメラ１までの距離と投影時にムービングプロジェクター１０とスクリーン３２までの距離との位置関係を上記と同様に１０ｍとし、意図的に投影画像を２倍の大きさにする場合には、投影に当たっての画角調整は２にプリセットされ、その場合の再生されたパン、チルト、画角の情報はすべて２倍になるように自動的に計算され、パン、チルト、画角等の駆動装置にその情報が伝送され、制御される。これによって２倍に拡大された移動物体の画像は自然な動きとなる。
即ち、画角調整の修正回路は、画角調整（プリセット）の値に正比例して、パン、チルト、画角の値が増減する自動演算回路が制御装置に組み込まれている。
【００６３】
本発明のシステムによって投影されるスクリーンがムービングプロジェクター１０を中心とする円弧状であれば、問題ないが、スクリーン３２が平面の場合、スクリーン３２の両端および上下端に行くにしたがって再現された映像の大きさが変化し、横方向および上下方向に広がる（歪む）ことを防止する必要がある。この歪曲した映像を修正するために、画角補正とあおり補正を制御装置に具備させている。これらは、再生されたパン、チルトの角度信号によって刻々と自動的に補正されるので、小画面３４がスクリーン３２のどの位置にあっても、その歪みは目立たない程度までに押さえることができる。
【００６４】
図９にこれらの補正方法の概要を図示している。補正方法は、極端なあおり補正を避けるために２段階で調整され、第１段階は画角補正であり、第２段階はあおり補正である。例えば、スクリーン３２の中央のａ位置に投影機の起点を置いた場合、スクリーン３２からムービングプロジェクター１０までの距離をＬ０ 、その時の画角θ０ 、画角θ０ に対する小画面３４の幅をＷ０ 、高さをＨ０ とする。
ムービングプロジェクター１０が左方向へα°回動した場合、スクリーン３２に投影されるこの小画面３４のｂ位置の画像の幅はＷ１ となり、高さは画像の中心でＨ１ となる。この場合、その高さは画像の右側で小さく、左側で大きくなる。
【００６５】
この歪んだ画像を修正する方法は、まず、ムービングプロジェクター１０の回動角α°に対応して、画角がθ１ に修正される。これによって画像の幅はＷ１ からＷ２ となり、高さは画像の中心でＨ１ からＨ２ となる。
これが、画角補正である。
【００６６】
この画角補正によって画像ｂの高さは概ねａ位置の画像の高さに近くなるが、なお画像の幅Ｗ２ はＷ０ に比較して広く、かつ、高さは右側では小さく、左側では大きい形で歪んでいる。このため、更にこの歪みを修正するためにあおり補正が為される。本発明の特徴はこれら画像の歪みを画角補正とあおり補正により修正することにある。
あおり補正は、画像の幅方向のＷ２ をＷ３ まで圧縮するとともに、高さ方向の狭い方の高さを変えずに広い方の高さのみを圧縮する。この補正は例えば、液晶の画素を電子的に間引くなどの方法を採用して、電子的に圧縮する。本発明はこのような従来の圧縮技術が適用できる。
【００６７】
図１０および図１１を参照し、画角補正とあおり補正について更に詳述する。ムービングプロジェクター１０の回転中心である点Ｏの位置から画角θ０ で示される小画面ａの４角形を点Ｏの位置から左方向に角度αの範囲でパン動作したときに、示される小画面ｂの４角形を利用して説明する。
【００６８】
図１０および図１１において画角補正とは点ｐ、ｑ、ｒ、ｓにより囲まれた４角形の範囲を点ｐ′、ｑ′、ｒ′、ｓ′により囲まれた４角形の範囲に縮小する修正を意味する。
また、あおり補正とは点ｐ′、ｑ′、ｒ′、ｓ′により囲まれた４角形の範囲を点ｐ″、ｑ″、ｒ″、ｓ″により囲まれた４角形の範囲に縮小する修正を意味する。
【００６９】
図１０において、点ｈ、ｉ、ｊ、ｋで包囲される小画面ａの幅Ｗ０ は、起点Ｏから画角θ０ で形成される。
この小画面ａを起点Ｏから左方向に角度αの移動範囲でパンしたときに形成される小画面は、点ｐ、ｑ、ｒ、ｓで包囲される略台形の４角形になる。この点ｐ、ｑ、ｒ、ｓで包囲される略台形の４角形は、幅Ｗ１ 、中心の高さＨ１ で小画面の右側で小さく、左側で大きく歪曲した画像になっている。
【００７０】
この歪曲した画像である小画面ｐ、ｑ、ｒ、ｓで包囲される画像を最初にｐ′、ｑ′、ｒ′、ｓ′で包囲される小画面に修正する画角補正について説明する。点ｐ、ｑ、ｒ、ｓで包囲される略台形の小画面をｂとし、点ｐ′、ｑ′、ｒ′、ｓ′で包囲される略台形の小画面をｂ′とし、点ｐ″、ｑ″、ｒ″、ｓ″で包囲される４角形をｂ″とする。
小画面ｂの中心であって、スクリーン３２の点ε３ と起点Ｏとの距離Ｌ１ は、以下の式で示される。
Ｌ１ ＝Ｌ０ ／ｃｏｓα …ｆ１
【００７１】
また、小画面ｂの右端ｑ、ｓであって、スクリーン３２の点ε６ と起点Ｏとの距離Ｌ１−１ は、以下の式で示される。
Ｌ１−１ ＝Ｌ０ ／ｃｏｓ（α−θ０ ／２） …ｆ２
【００７２】
また、小画面ｂの左端ｐ、ｒであって、スクリーン３２の点ε０ と起点Ｏとの距離Ｌ１−２ は、以下の式で示される。
Ｌ１−２ ＝Ｌ０ ／ｃｏｓ（α＋θ０ ／２） …ｆ３
【００７３】
また、小画面ｂの上端ｐ、ｑまたは下端ｒ、ｓであって、スクリーン３２の点ε０ 乃至ε６ の距離Ｗ１ は、スクリーン３２の点ε６ 乃至ε８ の距離Ｘ１ と関連させて、以下の式で示される。
Ｗ１ ＝Ｌ０ ・ｔａｎ（α＋θ０ ／２）−Ｘ１ …ｆ４
Ｘ１ ＝Ｌ０ ・ｔａｎ（α−θ０ ／２） …ｆ５
なお、点ε８ は起点Ｏからスクリーン３２に直交する小画面ａの中心である。
【００７４】
また、小画面ｂの右端ｑ、ｓの高さＨ１−１ および小画面の左端ｐ、ｒの高さＨ１−２ は、以下の式で示される。
【００７５】
【数１】
【数２】
【数３】
小画面ｂ′の右端ｑ′、ｓ′であって、スクリーン３２の点ε５ と起点Ｏとの距離Ｌ２−１ は、以下の式で示される。
【００７９】
【数４】
また、小画面ｂ′の左端ｐ′、ｒ′であって、スクリーン３２の点ε１ と起点Ｏとの距離Ｌ２−２ は、以下の式で示される。
【００８１】
【数５】
また、小画面ｂ′の上端ｐ′、ｑ′または下端ｒ′、ｓ′であって、スクリーン３２の点をε１ 乃至ε５ の幅Ｗ２ は、スクリーン３２の点ε５ 乃至ε８ の距離と関連させて、以下の式で示される。
【００８３】
【数６】
また、小画面ｂ′の右端ｑ′、ｓ′の高さＨ２−１ および小画面の左端ｐ′、ｒ′の高さＨ２−２ は、Ｈ１−２ とＨ２−２ が、点ε０ 乃至ε３ の間の幅と点ε１ 乃至ε３ の間の幅に比例することから、以下の式で示される。
【００８５】
【数７】
また、小画面ｂの右端である点ｑとｓとの間の高さであるＨ１−１ と小画面ｂ′の右端である点ｑ′とｓ′との間の高さであるＨ２−１ は、点ε３ 乃至ε６ の間の幅と点ε３ 乃至ε５ の間の幅に比例することから、以下の式で示される。
【００８７】
【数８】
【数９】
【数１０】
【数１１】
【数１２】
【数１３】
画角補正およびあおり補正の計算は、プロジェクターを実際にスクリーンに投影する際に、その設置場所によりスクリーンの大きさ、プロジェクターとスクリーンとの間の距離が変化するため、設置場所によりプロジェクターとスクリーンとの間の距離Ｌ０ 、画角θ０ が決まれば、プロジェクターとスクリーンの中心にある小画面の幅Ｗ０ および高さＨ０ は確定し、Ｌ０ およびθ０ に従属している。また、プロジェクターの投影軸とスクリーン３２とが直交する点（ａの映像位置）以外の小画面の位置においては、パン方向について角度αが、画角補正およびあおり補正に関連する変数である。
これら変数が規定されるのみで他の条件に関係なく、画角補正およびあおり補正が可能になる。
【００９４】
制御装置８にこのような変数として例えば、Ｌ０ ＝８ｍ、Ｗ０ ＝２．５ｍ、Ｈ０ ＝１．７５ｍ、α＝３０°をそれぞれ代入して演算した結果を以下に示す。
【００９５】
画角・あおり補正計算式
１．図１０に対する変数の数値
Ｌ０ ＝８ｍ、Ｗ０ ＝２．５ｍ、Ｈ０ ＝１．７５ｍ、α＝３０°
【００９６】
２．画角およびパン角度の計算
（１）画角
θ０ ＝（ｔａｎ−１Ｗ０ ／２Ｌ０）＊２＝１７．７６°
【００９７】
（２）パン角度α＝３０°の時の補正画角
Ｌ１ ＝Ｌ０ ／ｃｏｓα＝９．２４ｍ
θ１ ＝（ｔａｎ−１Ｗ０ ／２Ｌ１）＊２＝１５．４１°
【００９８】
（３）パン角度α＝３０°の時の画像形状
Ｌ０−１ ＝Ｌ０ ／ｃｏｓ（θ０ ／２）＝８．０９７ｍ
Ｌ１−１ ＝Ｌ０ ／ｃｏｓ（α−θ０ ／２）＝８．５７４ｍ
Ｌ１−２ ＝Ｌ０ ／ｃｏｓ（α＋θ０ ／２）＝１０．２７６ｍ
Ｈ１−１ ＝Ｈ０ ＊Ｌ１−１ ／Ｌ０−１ ＝１．８５３ｍ
Ｈ１−２ ＝Ｈ０ ＊Ｌ１−２ ／Ｌ０−１ ＝２．２２ｍ
Ｘ１ ＝Ｌ０ ＊ｔａｎ（α−θ０ ／２）＝３．０９ｍ
Ｗ１ ＝Ｌ０ ＊ｔａｎ（α＋θ０ ／２）−Ｘ１ ＝３．３６ｍ
【００９９】
（４）画角補正後の画像形状
Ｌ２−１ ＝Ｌ０ ／ｃｏｓ（α−θ１ ／２）＝８．６４９ｍ
Ｌ２−２ ＝Ｌ０ ／ｃｏｓ（α＋θ１ ／２）＝１０．１１３ｍ
Ｘ２ ＝Ｌ０ ＊ｔａｎ（α−θ１ ／２）＝３．２７９ｍ
Ｘ４ ＝Ｌ０ ＊ｔａｎα＝４．６１９ｍ
Ｈ２−１ ＝Ｈ１−１ ＊（Ｘ４ −Ｘ２）／（Ｘ４ −Ｘ１）＝１．６２４ｍ
Ｗ１ ＝Ｌ０ ＊ｔａｎ（α＋θ１ ／２）−Ｘ２ ＝２．９０６ｍ
Ｈ２−２ ＝Ｈ１−２ ＊（Ｗ２ ＋Ｘ２ −Ｘ４）／（Ｗ１ ＋Ｘ１ −Ｘ４）＝１．８９９ｍ
【０１００】
（５）あおり補正後の画像と横方向の圧縮量
Ｈ３−１ ＝Ｈ２−１ ＝１．６２４ｍ
Ｈ３−２ ＝２Ｈ０ −Ｈ３−１ ＝１．８７５ｍ
Ｃ３−１ ＝Ｘ４ −Ｘ２ −Ｗ０ ／２＝０．０９ｍ
Ｃ３−２ ＝Ｗ２ ＋Ｘ２ −Ｘ４ −Ｗ０ ／２＝０．３１６ｍ
【０１０１】
また、あおり補正後のＨ３−２ とＨ３−１ の差が残っているが、本発明の移動物体は小画面の中心付近に収めるように撮影されることが多いため、画像ｂの中心にてＨ０ を確保することを重視したものである。なお、画像ｂの両端付近は、前述のように周囲との境が明確にならないような撮影をするので、あおりの完全な修正をしなくても画像に特異な歪みが目立たなかった。
【０１０２】
上記の計算式は、制御装置８のＣＰＵに記憶されている。画角補正値とあおり補正値がＣＰＵにより瞬時に演算され、小画面ｂの画像が修正され小画面ｂ″としてムービングプロジェクターからスクリーン３２に投影される。
【０１０３】
さらに、あおり補正は、本発明においては厳密なものでなくても実用上は支障がない。即ち、移動物体を撮影する際には、前述したように、常に投影時の小画面３４の中心付近に移動物体がくるように追従しつつ撮影がなされること、また、移動物体のみがハイライトにて撮影され、その周囲は常に暗くされているので、小画面の周囲における図９のｂまたはｃ位置に示すような画面の周囲の歪みは投影されないことから、移動物体の不自然な歪みを補正できる程度のあおり補正で十分である。
【０１０４】
これらの補正方法は、画角の位置が起点の上方向のｃ位置においては幅と高さの関係が逆になる補正値となり、また、斜方向のｄ位置においては、ｂ位置における歪みとｃ位置における歪みとの合成を補正する補正値となる。
【０１０５】
ここで、前記の記録から再生までの詳細を図１２によって説明すると、本発明の映像信号（Ｖ信号）、音声信号（Ａ信号）、パン角信号（Ｐ信号）、チルト角信号（Ｔ信号）および画角角度信号（Ｆ信号）の同時記録および再生方法は、既製のビデオ製品と公知の技術の応用によって処理することができる。
【０１０６】
即ち、業務用ＶＴＲの編集方式においては、編集ポイントの管理のためにタイムコードをＶ信号、Ａ信号と同時に収録しているが、ＳＭＰＴＥ（映画およびテレビジョン技術委員会）で規格化されたＳＭＰＴＥタイムコードのフォーマットにはユーザーズビットが利用できるようになっている。ＳＭＰＴＥタイムコードはテレビフレーム毎に８０ビットのデジタル信号を割り当てられており、８０ビットの配列は、４ビット単位のタイムコード（ＴＣ）８組とタイムコードと交互に並ぶ４ビット単位のバイナリビット（ＢＮ）８組と冗長コード（ＣＲＣ）１６ビットからなる。
【０１０７】
ユーザーズビットは、この中のバイナリビット群で４ビット×８グループ（３２ビット）を割り当てられ、ユーザーの自由な利用に提供されている。業務用としてはタイムコードも必要になるので、ユーザーズビットが利用できることは、本方式にとって大変有用と言える。以下にその利用方法を述べる。
【０１０８】
Ｐ（パン）、Ｔ（チルト）、Ｆ（フォーカス）に対する情報量は、本方式の利用状況からみて、例えば、スクリーンに対する角度がそれぞれＰ＝１２０°、Ｔ＝５０°、Ｆ＝９０°の範囲であれば充分である。更に分解能はＰ、Ｔについては０．５°、Ｆについては１°で充分である。そのため、伝送量はそれぞれＰ＝０〜２３９（１２０×２）、Ｔ＝０〜９９（５０×２）、Ｆ＝０〜８９（９０×１）となる。より詳述すれば、Ｐの情報量は１２０°の範囲であり、その分解能は、１２０°の角度の範囲をさらに細分割して０．５°に設定したことにより、情報量では２倍になるからである。つまり、Ｐ＝０〜２３９（１２０×２）の情報量、Ｔ＝０〜９９（５０×２）の情報量、Ｆ＝０〜８９（９０×１）のそれぞれの情報量になる。この数値はＢＣＤ（Ｂｉｎａｒｙ Ｃｏｄｅｄ Ｄｅｃｉｍａｌ Ｒｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎ）で４ビット×７グループであり、編集用の１グループを加え、８グループを同時に収録することとしている。
【０１０９】
編集用ＶＴＲでは、タイムコードを２つの方法で記録する。１つの方法は、音声トラックに記録する方法であるが、最近のＶＨＳのＶＴＲにおける音声信号は、音質向上を図るために映像信号位置に回転ヘッドで記録する深層記録方式が採用され、ＨｉＦｉ音声としているので、従来の音声トラックはタイムコードのための流用が可能である。これをＬＴＣ（Ｌｏｎｇｉｔｕｄｉａｌ Ｔｉｍｅ Ｃｏｄｅ）と呼んでいるが、このＬＴＣはテープが停止すると読み取れない欠点がある。
【０１１０】
２つめの方法は、映像信号の垂直帰線期間のブランキングにのせる方法であるが、これはＶＩＴＣ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ｉｎｔｅｒｖａｌ Ｔｉｍｅ Ｃｏｄｅ）と呼ばれるもので、この方法であればテープが停止中でもコードを読み取ることができる。
上記どちらの方法を採用しても良いが、本実施例においては後者のＶＩＴＣ式方式を採用している。
【０１１１】
本方式の記録装置としては、図１２においてタイムコード・ジェネレータ（ＴＣＧ）を内蔵する制御ボックス４と、タイムコードを受入れ可能な収録用ＶＴＲ（Ｒ−ＶＴＲ）として記録装置５によっている。また、再生装置としては、タイムコードを取扱い可能な再生用ＶＴＲ（Ｐ−ＶＴＲ）として再生装置７と、コード・デコーダを内蔵する制御装置８によっている。
【０１１２】
図１２は記録、再生の概要を表しているが、図１において、ビデオカメラ１からのＶ信号と、Ｐ、Ｔ、Ｆのコード化されたバイナリ信号を制御ボックス４に内蔵するＴＣＧに入力すると、Ｖ信号にＰ、Ｔ、Ｆ信号をユーザーズビットとしたタイムコードが重畳した信号が出力として得られる。この重畳したＶ信号とマイクロフォンからのＡ信号を記録装置５（Ｒ−ＶＴＲ）に入力すれば、Ｖ、Ａ、Ｐ、Ｔ、Ｆの各信号を同時に収録することができる。
【０１１３】
再生は、再生装置７（Ｐ−ＶＴＲ）の出力としてＶ、Ａ、ＴＣ（Ｔｉｍｅ Ｃｏｄｅ）が得られるので、ＴＣを制御装置８に内蔵するデコーダに接続しＰ、Ｔ、Ｆ各信号が復号化される。映像信号であるＶ信号は、Ｐ−ＶＴＲにおいて復号化される。
【０１１４】
以上説明した各実施例の主信号系は、図３において、ビデオカメラ１、記録装置５、再生装置７、制御装置８およびムービングプロジェクター１０に対してはＮＴＳＣ信号を、ＣＣＤカメラ２３から編集装置２１および制御装置８に対してはＲＧＢ信号を、編集装置２１は前記ＣＣＤカメラ２３から自然画像としてのＲＧＢ信号を取り込むとともに、ＣＧ機能としてのグラフィックス加工などを行って、これらの合成信号をＤ／Ａ変換してＮＴＳＣ信号として出力する。
【０１１５】
編集装置２１を操作卓として、例えば多数のムービングプロジェクター１０または液晶プロジェクター４１（図６および７）を、従来のムービングライトのような使い方をする場合は、デジタルワンライ方式、例えば、ＤＭＸ−５１２信号系に切り替えて使用することが良い。
また、上記ＮＴＳＣ方式（インターレス方式）では画質が問題になる演出においては、システムとしてＥＤＴＶ−２（プログレッシング方式）に対応すれば改善される。
【０１１６】
これらの走査線は５２５本が基本であるが、更に高画質が要求される場合は、システムとして液晶パネルなど１，２８０×１，０２４の解像度にすれば更に改善される。
【０１１７】
ビデオカメラ１にパンの駆動装置とチルトの駆動装置を設け、移動物体を撮影するに際し、前記移動物体に発信器を装着せしめ、その発信位置に追従して前記ビデオカメラ１の方向が自動的に変わるようにしても良い。この移動物体の発信位置に追従する技術はＷＯ９５１４２４１を利用することが好ましい。
【０１１８】
図１３に示されるように、ＷＯ９５１４２４１は、移動する人または物体を複数のスポットライトで追尾するためのシステムであり、少なくとも一個のトランスポンダ、複数の受信機、制御装置および少なくとも一台のスポットライトよりなる。制御装置からの周期的信号に応じて複数の受信機は赤外（ＩＲ）信号を送信する。ＩＲ信号を受信後、複数のトランスポンダはシリアルの符号化超音波信号を送信する。受信機−制御装置の組み合わせが超音波信号を受信し、ＩＲ信号の送信と超音波信号の受信との間の経過時間を利用して複数のトランスポンダの位置を計算する。トランスポンダの速度データは各トランスポンダの超音波キャリアー周波数のドップラーシフトを利用して獲得される。速度とトランスポンダ位置データは予測されたトランスポンダ位置を計算するのに使用される。最後に、パンおよびチルトのパラメータが計算され、各トランスポンダに一台またはそれ以上のスポットライトのねらいを定めるものである。
かかる自動追尾システムのトランスポンダを移動物体に装着することにより、ビデオカメラは自動的に移動物体を追尾することが可能である。
【０１１９】
例えば、図１４を参照して説明すれば、図１４は、本発明のシステムによって、舞台上の一人のダンサーをビデオ撮影しているシーンである。ダンサーはトランスポンダを取り付けているので、ビデオカメラ１は、舞台３３の上で踊りつつ移動するダンサーを狭い画角におさめるように追尾しつつ撮影する。この際、ビデオカメラ１によって収録するビデオテープに、映像、音声の信号と共に、ビデオカメラ１の回動したパン角度とチルト角度および画角角度の信号を同時に収録する。
【０１２０】
上記ＷＯ９５１４２４１号の自動追尾技術は、移動物体にトランスポンダを装着させ、その移動物体の移動に応じてその移動物体の映像を撮影機で撮影するために利用しているものである。しかしながら、本発明のムービングプロジェクターは、撮影機により撮影後の映像を投影機によりスクリーンに投影するが、投影機とスクリーンとの距離は、常に一定ではなく、投影する場所によりその距離は変化する。
【０１２１】
この投影する場所により投影機とスクリーンとの間の変化する距離を迅速に測定する手段としてＩＲ（赤外線）距離計が使用される。
このＩＲ距離計は、図１、図２、図３、図８のそれぞれの図面において番号１５で示されている。
このＩＲ距離計１５により、投影機とスクリーンとの間の距離が即座に測定され、そのデータに基づいて投影機のピント調整が即座になされるので、スクリーンには、鮮明かつ適正なピント調整がなされた映像が投影される。
【０１２２】
これらの前記実施例のムービングプロジェクター１０および上記実施例の液晶プロジェクター４１は、台車に設置されることで説明をしたが、台車の代わりに別の吊架装置（図示せず）を設け、例えば天井から吊り下げられているバトンに設置して使用することもできる。
【０１２３】
また、本発明は、アナログビデオテープを用いることを主体に記載したが、デジタルビデオテープを用いても良い。デジタルビデオテープを使用する場合においても、デジタルビデオフォーマットが規定されており、映像、音声と共に情報などが記録できるサブコードエリアが決められており、その中に編集情報と共に前記のパン、チルト、画角の各情報を記録することが可能である。
【０１２４】
また、記録媒体はビデオテープに限らず、システムとして対応すれば、例えば、デジタルビデオディスク更にはビデオディスクレコーダーなどを用いてもよい。
デジタルビデオディスク（以下ＤＶＤ）は、ＭＰＥＧ２動画圧縮技術（Ｍｏｖｉｎｇ Ｐｉｃｔｕｒｅ ｃｏｄｉｎｇ Ｅｘｐｅｒｔｓ Ｇｒｏｕｐ の作業により生み出された通信・放送・蓄積３分野に汎用的に使用可能な動画像符号化方式）を利用した動画ＣＤで、１２ｃｍの光ディスクの中に動画像を含めた数ＧＢ容量のデータを格納できる大容量の次世代の光ディスクメディアである。また、近い将来登場するであろうビデオディスクレコーダー（以下ＶＤＲ）は録画が可能で、本発明に対応できるものである。
【０１２５】
ＤＶＤは１３５分の再生をめどにフォーマット化が進められているが、ＶＤＲはその性格上長時間の記録が必要なことから、更に高密度化が要求されており、現段階では開発途上である。しかし、その取扱上、記憶容量、映像の画質の良さ（特に編集を繰返した場合）など多くの特徴を持っており、近い将来にはＶＤＲ、ＤＶＤがビデオテープに代わって映像の主流になることは間違いない。
次世代のＶＤＲ、ＤＶＤにおける信号処理は、ＭＰＥＧ２にそのデータ構造が規定されており、そのフォーマットは、パックヘッダ、ビデオパケット、オーディオパケット、その他の情報パケットが決められている。本発明におけるパン、チルト、画角の各情報は、この情報パケットに編集情報と共に記録することが可能である。
以上の各システムによる具体的な適用例をいくつか紹介する。
【０１２６】
（１）第１の実施例に対する適用例（撮影時の状況を忠実に、かつ、リアルに再現する）
（ａ）舞台、テレビスタジオ、大型イベント等における動画としての映像の取り込み。
▲１▼ダンサーの踊りなどをスクリーンに投影する。投影する手段と表現方法は、前述の実施例の通りであるが、投影位置、投影高さに制限がないことから、例えば、主役である出演者を引き立てるための演出に効果的である。
▲２▼実際の動物の映像として、移動する豹、ライオン、馬、牛など、飛び回る鳥、ひらひら飛ぶ蝶などの表現を舞台などの演出に加えることができる。なお、小さな動物は画角を大きくして拡大投影した方が効果的である。
【０１２７】
（ｂ）広告、宣伝などにおける演出例として、高級洋装店などにおけるデモンストレーション用の映像として効果的である。
特に、モデルとしての人物が等身大で実物と同じ動きをすることは、臨場感と迫力ある表現が可能で、購買意欲を促進することにつながる。
▲１▼婦人服売り場などの店舗においても、適当な投影面さえあれば、例えば、ファッションショーに相当する映像を簡単に得ることができるので、高価なファッションモデルに代わって、安価に効果的に客寄せができる。
▲２▼ビルの壁面などを利用して、広い範囲に移動する人物などを併用した広告、宣伝ができる。
【０１２８】
（ｃ）舞踊、スポーツなどの教習用としての応用例として、例えば、舞踏の家元の規範のビデオテープを、各教習所に配布または個人に販売することで教習の効果を上げる。また、スポーツの教習、訓練用としては、主として個人技で、移動を伴うものに対し、本映像システムが活用できる。
▲１▼舞踊、能、狂言、ダンスなど移動を伴うものの教習用映像投影に有効である。
システム構成としては基本的に各単数で良いが、これを複数にして、象徴的に表現される小道具に相当する映像を併用しても良い。
▲２▼柔道、空手などの規範のビデオテープを、各道場に配布することで教習の効果を上げる。
▲３▼体操としての床運動、跳躍や、フィギュアスケートなどの規範を、学校などに配布することで教習の効果を上げる。例えば、５輪強化チームの設備として採用すれば、外国一流選手を模範とした有効な強化手段ともなる。
▲４▼ゴルフスイングを練習するに当たり、一流選手のスイングを等身大で再現すれば、最良のスイングフォームの軌跡を表示することができるので、上達につながり、ゴルフ練習場やゴルフショップに採用すれば客寄せになる。
また、練習者のビデオ撮影を行い、前記模範と並べて再現し、欠点が一目で分かるようにしても良い。
【０１２９】
（２）第２の実施例に対する適用例（ＣＧとの合成、複数台による演出効果の向上）
（ａ）舞台、テレビスタジオ、大型イベント等における自然現象の表現として、従来の「静止画」では得られない「微妙なきらめき」、あるいは「微妙なゆらぎ」など、「生きた自然描写」が表現できる。
▲１▼宇宙の表現として、ムービングプロジェクター１０を複数台使うことによって、地球、月、火星、土星などの惑星、太陽、他の銀河系（宇宙）、彗星、流れ星、など回転しながら、あるいはきらめきながら移動させる。
ベースとなる星（宇宙全体）は、従来方式のプロジェクターを使用して投影しても良い。さらに人工衛星、ロケット、宇宙基地などを加えても良い。特に、宇宙の彼方の渦巻き状銀河系のゆらぎ、夕日が燃えながら沈む表現などに適している。
▲２▼雪、雨などの表現として、ムービングプロジェクター１０を複数台使うことによって、広い範囲に雨や雪を降らせることができる。また、森林、山の雪景色、雪の積もった庭、家などとの組み合わせも可能である。これらの場合、ムービングプロジェクター１０の回動は必ずしも必要としないが、必要に応じ画角を広げて使用すると効果的である。吹雪、嵐、雷などの表現も可能である。
【０１３０】
▲３▼海、波などの表現として、スクリーン下方に複数台を用いて横並びに投影し、海の広さ、きらめく海面、波頭、打ち寄せる波などの表現をし、これに、水平線近くに移動する白い客船などの表現も可能である。
▲４▼森、林、草木などの表現として、枝のゆらぎ、葉のきらめき、草原の波打ちなど、前記の雪や海の表現と同じように表現できる。
▲５▼花の表現として、いつも微妙にふるえている花びら、風に吹かれて自由に飛び回るタンポポなどの表現ができる。
【０１３１】
（ｂ）人工的なものの再現により、光としての演出範囲の拡大をすることができる。
▲１▼花火の表現として、打上げの瞬間から上空に上昇し破裂して消えるまでの軌跡をスクリーン下方から上方に向けてムービングプロジェクター１０を回動することにより表現する。複数台によって交互または同時に投影するのが良い。大きな花火の表現は無理であるが、「中距離から見る花火」のレベルの再現は可能である。
光と発射音、破裂音との微妙な差がポイントとなる。
また、複数の映像を横に並べ、小花火を一斉に、無数に打上げる映像は特に効果的である。
【０１３２】
▲２▼光のシャワーとしての表現として、複数の映像を縦に並べ、無数のふりそそぐ光を映像として繰り返し投影する。例えば、歌手の回りを柔らかく、包む様に光のシャワーを降らせる。
▲３▼架空の人物、動物を主役の演技に合わせてスクリーン上に登場させ、上下、左右自由に移動させる。例えば、中空における天女の舞、極楽鳥を飛ばす、龍の昇天、天狗の高飛びなど、空間に跳ねるピーターパン、小人の再現、巨人の登場など「自由に移動すること」に意味合いのあるものの表現に適している。
登場人物とアニメーションとの対話なども可能である。
【０１３３】
（３）第３の実施例に対する適用例（第２の実施例に加え、ＣＣＤカメラによる書画、小モデルなどを映像として投影する）
（ａ）現物の拡大投影によって、舞台やスタジオにおける大道具、美術セットなどの交換時間の短縮や製作コストの削減をすることができる。
▲１▼大道具、美術セットなどに代わるものとして、できるだけシャープでリアルな映像を定められた位置に瞬時に投影することは、演出の効率化とコストダウンにつながる。本発明は、大道具などの小模型を作り、それを高精度のＣＣＤカメラ２３にて撮影し、ムービングプロジェクター１０にて拡大投影することができる。特に、その小模型に対する照明は、舞台やスタジオにおける照明の位置、方向にできるだけ合わせたものにすることがポイントである。それによって立体感のある映像が得られる。
【０１３４】
▲２▼美術セットとして、現状は大きなコストをかけて、大きな絵として描くなどしているが、本発明によると、小さな書画を直接ＣＣＤカメラ２３にて撮影し、ムービングプロジェクター１０にて自由な位置に拡大投影することとができるので、大幅なコスト削減が可能である。
▲３▼抽象的な表現として、舞台の雰囲気を象徴的に現す絵画、書、リトグラフなども、前記同様の手段、方法によって拡大投影することができる。
【０１３５】
（４）以上の各種映像を、劇場の幕間において緞帳の代わりにスクリーンを降ろして投影することで観客にサービスをしたり、または、それに広告を併用することで収入を得ることもできる。
【０１３６】
【発明の効果】
本発明は、大画面の比較的暗い背景部分と大画面の中にあって自在に移動する小画面の比較的明るい動画としての映像を別々に分離して投影するようにしたので、小画面の動画を単に移動する場合に発生する不自然さを解消することができ、小画面の中の移動物体の動作に応じた自然な動きを忠実に表現することができ、さらに明るくシャープな映像と、機動性のある安価なシステムを提供することができる。
特に、スクリーン上を自在に移動する小画面として、複数台を駆使することで演出効果が飛躍的に向上する可能性を持っており、演出家の無限の創造性を具現化する手段として画期的なシステムである。
また、複数台のプロジェクターを用いることにより、比較的安価にシステム構成が可能になり、複雑な色彩豊かな映像を安価に提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による第１の実施例のシステム構成である。
【図２】本発明の第２の実施例のシステム構成である。
【図３】本発明の第３の実施例のシステム構成である。
【図４】（ａ）第３の実施例による美術セットの代りとした一例である。
（ｂ）第３の実施例による美術セットの代りとした他の一例である。
【図５】（ａ）第３の実施例による美術セットの代りとした他の一例である。
（ｂ）第３の実施例による美術セットの代りとした他の一例である。
【図６】本発明の第４の実施例の投影手段である。
【図７】本発明の第５の実施例の他の投影手段である。
【図８】本発明の第６の実施例のシステム構成である。
【図９】投影画像の補正方法およびあおり補正方法の概要図である。
【図１０】図９の詳細図である。
【図１１】図１０の小画面ｂの拡大図である。
【図１２】本発明による記録から再生までの信号系の概要である。
【図１３】本発明による追尾システムの概要図である。
【図１４】本発明による舞台の撮影シーンである。
【図１５】本発明による投影シーンである。
【図１６】従来の投影方法を示す図である。
【符号の説明】
１ ビデオカメラ
２ チルト角検出装置
３ パン角検出装置
４ 制御ボックス
５ 記録装置
６ ビデオテープ
７ 再生装置
８ 制御装置
９ スピーカー
１０ ムービングプロジェクター
１１ 駆動制御装置
１２ パン駆動装置
１３ チルト駆動装置
１５ 赤外線距離計
２１ 編集装置
２２ 表示装置
２３ ＣＣＤカメラ
２４ 被写体
３１ 液晶プロジェクター
３２ スクリーン
３３ 舞台
３４ 小画面
４４ 固定反射鏡
４５ 可動反射鏡
４６ 可動反射鏡のパン駆動装置
４７ 可動反射鏡のチルト駆動装置
４８ ターンテーブル
４９ フランジ状支持部
５１ 固定の撮影機であるビデオカメラ
６０ 固定の投影機であるプロジェクター[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention provides a projector system suitable as a large-sized image used for a production space, in particular, a moving image (hereinafter, referred to as a “moving image”) incorporated in a large-sized image, thereby effectively expressing the production, a stage, a stage, The present invention relates to a projector system that provides bright, clear, and realistic images for various events and the like.
[0002]
[Prior art]
With the times, the images in the production space are becoming important in space production due to their auxiliary roles. In addition, the tendency to target the majority of the audience, and such images are expected to provide overwhelming power and realism to the audience, and the demand for large screen images that are bright and clear is growing more and more. Is coming. Furthermore, in recent years, there has been a strong demand for higher image quality from “still images” to “moving images” to “moving images” which will be described later.
[0003]
Large-scale images began to be used in the production space dating back to the 19th century, but light was applied to a “seed plate” (such as a picture painted on glass or film), and the transmitted light was magnified by a lens, and then applied to a screen. It starts with a phantom lamp to be projected, that is, a “still image”.
The principle of large-sized images used in the current production space is exactly the same as this, but with the demands of the times, higher capacity of light sources, higher brightness, improved heat resistance of seed plates, improved cooling technology, etc. Large screens with a side exceeding 100 meters are also possible.
[0004]
Furthermore, it is devised to avoid monotony due to these "still images". The "seed plate" is formed into a long film, wound around a roll, and rotated to move the image. Alternatively, they are arranged in two layers. In the case of a double image, there is a “moving image” that moves and changes the image by rotating and moving them at relatively different speed differences.
However, images based on these illuminants have a limit in terms of the effect of rendering, and modern people who are used to various kinds of movies and TV and other moving images in recent years often cannot be satisfied.
[0005]
A typical large-sized image is a movie. A movie can provide a clear image as a moving image, but the film size is limited in terms of cost and handling. The film is thermally restricted by the film size, so that a large-capacity light source cannot be used, and the illuminance of the projection surface is limited. Therefore, when projecting, it is necessary to darken the surroundings. In a production space where the surroundings are often illuminated relatively brightly, a movie cannot be used in many cases because the movie can be projected only after the surroundings are darkened.
[0006]
There is a display panel that integrates high-brightness LEDs and fluorescent display tubes at high density as an image means that can be projected while keeping the surroundings bright, but larger image means are used for large advertising boards and sports stadiums. Is becoming increasingly common. This is because, by embedding elements on a large screen, the brightness does not decrease even if the screen becomes large. In addition, since the density of LEDs and fluorescent display tubes may be further increased in the future, this is an effective means for large images. However, a device that integrates LEDs and fluorescent display tubes on a large screen at high density and controls it requires large-scale equipment and is very expensive.
[0007]
One of the conditions of the video used in the production space is that it needs to be "mobile" that it can be easily carried anywhere and installed. In addition, it is not preferable from the viewpoint of operating profit that the large-sized video system is expensive, and it is difficult to use the large-sized video means using the LED or the fluorescent display tube in a production space.
[0008]
In recent years, video projectors are expected to be powerful display means in the future. It has already been widely used for education, publicity, meetings, etc., and has begun to be used in production spaces because of its easy handling. In particular, a multi-projection unit (projection cube system, etc.) that can arrange and control a plurality of projectors (for example, a total of 16 projectors in each of four rows and columns) has a lack of mobility and is expensive. In spite of the fact that it has brightness and high definition, it has begun to be used actively in directing spaces.
[0009]
Video projectors include a multi-tube parallel system (such as a three-tube three-lens system) using a CRT, a light valve system, and a liquid crystal panel system. These can be used as the mainstream of all future video means because they can directly project video images on a large screen, are extremely easy to link with a personal computer, and are relatively compact and highly mobile. Is what is done.
In particular, the method using a liquid crystal panel is very compact and has the potential to be low-priced.Moreover, the liquid crystal panel has a higher density, that is, the number of pixels of the liquid crystal panel has dramatically increased. The problematic image quality is being improved.
[0010]
However, since liquid crystal has thermal limitations, it is not possible to use a large-capacity light source, and there is also a decrease in light efficiency (lower transmittance) due to the use of a polarizing plate. The illuminance of the surface is reduced, and does not satisfy the condition for displaying a clear image required for a large-sized image. In addition, there are restrictions on the pixel pitch of the liquid crystal panel due to manufacturing limitations, and when a large image is projected several ten times or several hundred times, the projected screen has a low resolution density, and Is lacking in sharpness.
[0011]
Furthermore, in recent years, as technologies for increasing brightness, technologies such as a liquid crystal light valve system and a spatial light amplification function system for dramatically increasing luminance while securing high image quality have been disclosed and put into practical use. Is still very expensive, and when enlarged to a large screen in the presentation space, the illuminance on the projection surface is still insufficient. In addition, the technique has not been a technique for remarkably improving an image having a low resolution density.
[0012]
The multi-tube parallel system using the CRT is said to have relatively good brightness and image quality. However, when the position of the projector main body and the screen changes, the convergence adjustment (in order to accurately superimpose the RGB three-color images on the screen each time). (Adjustment of the electron beam deflection circuit), which is inconvenient to handle and has a delicate surface in terms of hardware such as color shift due to the influence of terrestrial magnetism. Therefore, the multi-tube parallel system based on the CRT is difficult to use because it lacks the mobility requirements of the video system and is relatively rough in the production space.
[0013]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, as conditions for large images used in future production spaces,
{Circle around (1)} In the effect space, the surroundings are often illuminated relatively brightly, and a brighter image is required.
(2) The images must be as clear as possible. The need for sharpness without “blur”.
(3) In order to further enhance the effect, the video must be a moving image.
(4) The equipment can be easily carried anywhere.
(5) Inexpensive if possible.
However, if, for example, a condition of projecting onto a large screen having a side of 10 meters or more is added to the above conditions, there is no technology that satisfies these conditions at this stage.
[0014]
A conventional image used in a presentation space projects a background or the like as an optical image, and the leading role is a real thing such as a character. Therefore, in the case of a background or the like, there is no problem in using a “seed plate”, for example, at a phantom light level in the conventional effect. However, the production space has also evolved with the world and with the demands of the audience, and lighting production techniques to impress the audience have been imposed on directors and manufacturers who create production equipment.
[0015]
As a technical measure to overcome the low illumination and low resolution density of video, which is a disadvantage of the conventional technology, an optical image as a moving image between a real image such as a background and a real image such as a character as a technical measure Was invented. The most important point of the present invention is how to effectively use the optical image as a moving image for production.
In the present invention, “production space” has a broad meaning. Not only the stage and TV studio, but also various events, fashion shows, stores, parks, conference halls, exhibition halls, sports centers, dance halls, disco, dance schools and other places where people gather, etc. Be eligible.
Some of these “production spaces” are effective only by combining the conventional optical image as a still image and the optical image as a moving image of the present invention. In particular, an image projected as a moving image is made to have an actual size (life-size if it is a person), and a moving speed of the image is set to a speed at which a moving object actually moves (for example, a speed at which a person walks). It should be noted that the reality can be greatly improved by making it equal to
[0016]
[Means for Solving the Problems]
The present invention solves such a problem, and enables a new effect that is significantly advanced from a conventional large image. Further, the present invention is directed to a wide range of effect space, and aims to actively propose advanced effects in all fields.
[0017]
That is, the moving projector system according to the present invention includes a time code encoder that encodes a video signal and a binary signal of each drive signal of a pan angle signal, a tilt angle signal, and a view angle signal; A recording device for recording, in separate recording areas, a time code coded signal output from an audio signal and a high-frequency superimposed audio signal; and a reproducing device for reproducing a video signal and an audio signal; A time code decoding device that decodes each drive signal of a pan angle signal, a tilt angle signal, and a view angle signal; and a projection device including at least a video signal and an audio signal of a moving object during photography. At the same time as recording the signal on the recording medium, the photographing means converts the pan angle signal, the tilt angle signal, and the view angle signal of the photographing position into the video signal. After the encoding, the video signal and the audio signal recorded on the recording medium are recorded on the recording medium together with the audio signal superimposed on the high frequency and / or the video signal and the audio signal of the moving object recorded on the recording medium are reproduced at the time of reproduction. Decoding the pan angle signal, the tilt angle signal, and the angle-of-view angle signal.
[0018]
Further, in the moving projector system according to the present invention, the panning angle detecting device, the tilt angle detecting device, and the view angle detecting device are provided in the photographing means, and the panning angle driving device and the tilt angle driving device are provided in the projecting means. And an angle-of-view driving device.
Further, in the moving projector system of the present invention, an angle-of-view correction device and a tilt correction device are provided in the projection unit, and based on the input pan angle signal, tilt angle signal, and angle-of-view angle signal of the projection unit, It is characterized in that field angle correction and / or tilt correction are performed.
[0019]
Further, in the moving projector system according to the present invention, a fixed photographing means is further provided in parallel with the movable photographing means, and the fixed photographing is performed based on a small-screen video signal photographed by the movable photographing means. Means for erasing the high-luminance portion of the moving object or darkening the range of the video signal of the small screen from the video signal photographed by the means, and recording it on another recording medium, which is projected by the movable projection means. In this case, the small-screen video signal and the erased or darkened video signal are reproduced in synchronization with each other, and a relatively bright video small screen is projected on a relatively dark large-screen background portion on the screen. .
[0020]
Further, the moving projector system of the present invention includes a fixed reflecting mirror for changing the projection direction of the projection means to the projection direction of the projection optical system of the projection means, and freely changing the projection direction in opposition to the fixed reflection mirror. A control unit for arranging a movable reflecting mirror and correcting an image signal to be supplied to the projecting unit by rotating the image in a direction opposite to a tilt of the image in accordance with a rotation angle of the movable reflecting mirror; It is characterized by being provided with.
[0021]
Further, the moving projector system of the present invention supports a movable reflecting mirror disposed in front of a projection direction of a projection optical system of the projecting unit, the movable reflecting mirror and the projecting unit in common, and A flange-shaped support portion connected to a support base of the means, and a turntable for supporting and rotating the flange-shaped support portion, wherein an optical axis of a projection optical system of the projection means and a rotation axis of the turntable are shared. An axis, a fulcrum axis of the tilt of the movable reflecting mirror and an upper and lower surface of a liquid crystal panel incorporated in the liquid crystal projector are parallelized, and the movable reflecting mirror and the projection means are integrally rotated. I do.
Further, in the moving projector system according to the present invention, the photographing means is provided with a pan angle driving device, a tilt angle driving device, and a view angle driving device, and the transmitter is disposed on the moving object. The photographing means may track the moving object by following a transmission position of the object.
[0022]
According to these methods, the disadvantages of the conventional method described above are that the brightness is insufficient when the image is enlarged to a large screen, the sharpness is reduced, and there is a limit to the effective rendering, and the high-brightness LED or fluorescent light is used. It is possible to overcome disadvantages such as a large display panel or the like in which display tubes are integrated at a high density, which lacks mobility and is expensive.
Usually, the image in the production space has a background portion that may be relatively unclear and a point that emphasizes and draws attention, and therefore, a small screen of a moving image that can be freely moved within a large screen. The above-mentioned disadvantage can be solved by providing. That is, the present invention seeks to overcome the disadvantages of the related art by separately projecting an image separately from a background portion and a small screen.
[0023]
In a portion of the large screen that becomes a background, an image is projected on the entire screen using a conventional method. The parts that should be noted are limited to small screens to ensure the brightness and clarity of the image, and that the small screens should be moving images, and the projection means captures the movement of moving objects in the small screens. By reproducing the rotation of the means such as panning, tilting, and angle-of-view operations, the small screen is moved to achieve a realistic representation.
That is, the most important feature of the present invention is a method for realistically reproducing a moving object. In order to eliminate unnaturalness that occurs when a small-screen moving image is simply (appropriately) moved, a moving object is tracked. While the rotation information of the photographing means for photographing is faithfully reproduced on the projecting means, natural movement is ensured.
[0024]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
The present invention will be described with reference to the drawings.
[0025]
FIG. 16 shows a conventional projection method.
FIG. 16 shows a method of projecting a large image according to the conventional method as an image. As a projecting means for a moving image, for example, a
One of the problems of the conventional method is that if the limit illuminance on the liquid crystal panel surface of the
[0026]
For example, an area ratio when projecting a liquid crystal panel having a diagonal of 0.25 meters on a screen having a diagonal of 10 meters is 0.25. 2 : 10 2 If the limit illuminance of the liquid crystal surface is 350,000 lux, the illuminance of the irradiation surface of the
[0027]
The second conventional problem is that the resolution density of the image projected by the liquid crystal panel becomes coarse. If the pixel pitch of the liquid crystal panel is 0.2 mm, the diagonal dimension becomes 40 times (0.25 m: 10 m) under the same conditions as above, and the roughness of the screen projected on the
[0028]
FIG. 14 shows a scene in which one dancer on the stage is video-recorded by the system of the present invention. The dancer moving while dancing on the
[0029]
FIG. 15 shows a situation in which a video tape photographed by the above method is reproduced and projected on a screen.
The present invention separates and projects a relatively dark background portion of a large screen and a relatively bright moving image of a small screen freely moving within the large screen. In the figure, the dancer in the small screen moves while dancing from the left side to the right side of the large screen, but at the same time, the small screen also moves in the left, right, up, down, and diagonal directions according to the dancer's operation.
[0030]
In these limited
[0031]
Also, regarding the resolution density of the image on the
Therefore, the image in the small screen is projected with a clear and high resolution density.
[0032]
FIG. 1 shows an embodiment of a system configuration according to a first embodiment of the present invention, and its outline will be described below. A video signal and an audio signal captured by the
Further, a rotary encoder is used as a detector of the tilt
[0033]
The
[0034]
The
[0035]
Further, a required position of the angle of view is calculated from the position data for the angle of view, and the calculated position is output to an angle of view driving device (not shown) to move the position to the designated position.
As a result, the amount of rotation of the
[0036]
In the second embodiment of the present invention, while the first embodiment of the present invention mainly relies on faithful reproduction, the main effect is to further enhance the rendering effect. That is, in FIG. 2, in addition to the first embodiment, an
[0037]
Furthermore, in the process of detecting and reproducing the pan, tilt, and angle of view, the angles (which also become the speed) processed by the non-linear type or the amplification system or the manual handling can be output, respectively. Can be produced.
The
[0038]
When using the plurality of moving projectors 10 (1), 10 (2), 10 (3),..., The information of the
[0039]
In the third embodiment of the present invention, a
The video can be output to the
[0040]
In the fourth embodiment of the present invention, in FIG. 6, as a means for changing the projection direction of the projector, a movable reflecting mirror that freely changes the projection direction is used. In the fourth embodiment, the moving optical system is rotated by a specified angle by the
[0041]
That is, the image (light beam) projected from the projection
The image rotation circuit for correcting the image can be handled by a technique generally used in CG.
[0042]
The fourth embodiment is effective when moving an image instantaneously, and is a movable reflector having much less inertia than rotating the entire moving
[0043]
The handling of the video signal and the audio signal is the same as that of the above-described embodiment. The signals of the tilt angle, the pan angle, and the angle of view are input to the
[0044]
In the fifth embodiment of the present invention, in FIG. 7, as a means for changing the projection direction of the projector, a movable reflecting mirror and a turntable are used to freely change the projection direction. In the embodiment, in FIG. 6, the projection direction is defined by a fixed reflecting
[0045]
According to this method, it is not necessary to provide the
That is, since the tilt fulcrum axis of the movable reflecting
[0046]
However, in the fifth embodiment, since the
[0047]
As a fifth embodiment, as shown in FIGS. 6 and 7, a
For example, the projection
[0048]
In the sixth embodiment according to the present invention, a system in which each of the first to fifth embodiments has a movable photographing machine having a pan and tilt drive device and a projector as a system configuration is further fixed. The system configuration is such that a projector and a fixed projector are provided side by side. That is, in FIG. 8, a
The
The
[0049]
The video signal from the
The video recorded on the
[0050]
Further, the range of the angle of view captured by the
Therefore, by inputting the information from the recording device 5 to the
[0051]
When capturing a video signal from the
A specific method of this cancellation or darkening is, for example, that a video signal for a range surrounded by the coordinates of the four corners of the small screen is obtained by averaging the video signals around (a relatively narrow range is set). It can be erased by replacing it with a value. As another method, an upper limit of luminance may be set, and all luminance signals in a range surrounded by the coordinates of the four corners of the small screen may be suppressed to a set value or less. Furthermore, all the video signals in the range surrounded by the coordinates of the four corners of the small screen may be darkened by replacing them with “black” video signals.
[0052]
These methods are selected according to the mode of use in the effect space, and by incorporating the signal processing circuit into the
[0053]
The sixth embodiment is different from the first to fifth embodiments in that not only a moving object but also a surrounding background and the like are photographed and recorded at the same time, and a system required when projection is required. However, software processing such as erasing the high-brightness portion of the moving object or darkening the projection range has restrictions upon photographing. That is, since the process of erasing the range of the small screen shot by the
[0054]
Naturally, the brightness as a large screen projected by the fixed
[0055]
In the embodiment of the system of the present invention, the positional relationship between the
[0056]
At the time of photographing, it is necessary to clarify the starting point of photographing in consideration of the situation of projection. The starting point of the photographing is to predict the moving range of the moving object to be photographed in advance, set the approximate center of the moving range in the left-right direction as the starting point (O °) of the pan, and set the approximate center of the moving range in the vertical direction Based on the fact that the center is set as the tilt starting point (O °), the amount of ± angle change in the horizontal direction and the vertical direction is detected.
[0057]
As for the angle of view, the size of the moving object and the range of the angle of view that changes with the movement are predicted in advance, and the approximate center of the range is set as the starting point of the angle of view.
The zooming lens mounted on the
[0058]
As the starting point of the projection, first, assuming that the size of the
The angle of view is also set taking the center of the zooming range as a starting point, assuming that an appropriate zooming lens is mounted according to the distance between the moving
It should be noted that these sets of starting points are basic, and the effect may be freely adjusted or reset after performing test projection in advance and confirming the effect of the effect.
[0059]
The angle of view adjustment that is adjusted in advance during the projection is adjusted when the positional relationship between the shooting and the projection is changed, or when the projected image is intentionally enlarged or reduced.
First, when the distance between the moving object and the
[0060]
The angle of view adjustment (preset) in the projection is corrected when the distance between the moving
[0061]
Further, for example, when the distance between the moving
[0062]
Further, the positional relationship between the distance between the moving object and the
That is, in the correction circuit for the angle of view adjustment, an automatic arithmetic circuit for increasing and decreasing the values of pan, tilt, and angle of view in direct proportion to the value of the angle of view adjustment (preset) is incorporated in the control device.
[0063]
There is no problem if the screen projected by the system of the present invention is in an arc shape centering on the moving
[0064]
FIG. 9 shows an outline of these correction methods. The correction method is adjusted in two steps to avoid extreme tilt correction, the first step is field angle correction, and the second step is tilt correction. For example, when the starting point of the projector is located at the center a of the
When the moving
[0065]
The method of correcting this distorted image is as follows. First, the angle of view is set to θ in accordance with the rotation angle α ° of the moving
This is the angle of view correction.
[0066]
The height of the image b is substantially close to the height of the image at the position a by the angle of view correction, but the width W of the image 2 Is W 0 And the height is small on the right side and large on the left side. Therefore, a tilt correction is performed to further correct this distortion. A feature of the present invention is that these image distortions are corrected by angle-of-view correction and tilt correction.
The tilt correction is performed in the width W of the image. 2 To W 3 And compress only the wide height without changing the narrow height in the height direction. This correction is performed by electronically compressing, for example, a method of electronically thinning out the pixels of the liquid crystal. The present invention can apply such a conventional compression technique.
[0067]
The angle of view correction and the tilt correction will be described in further detail with reference to FIGS. From the position of the point O, which is the center of rotation of the moving
[0068]
In FIGS. 10 and 11, the angle of view correction is to reduce the range of a rectangle surrounded by points p, q, r, and s to the range of a rectangle surrounded by points p ', q', r ', and s'. Means to fix.
The tilt correction is to reduce the range of a rectangle surrounded by points p ', q', r ', and s' to the range of a rectangle surrounded by points p ", q", r ", and s". Means correction.
[0069]
In FIG. 10, width W of small screen a surrounded by points h, i, j, and k 0 Is the angle of view θ from the starting point O 0 Formed.
The small screen formed when the small screen a is panned from the starting point O to the left in the movement range of the angle α is a substantially trapezoidal rectangle surrounded by the points p, q, r, and s. The substantially trapezoidal rectangle surrounded by the points p, q, r, and s has a width W 1 , Center height H 1 The image is small on the right side of the small screen and greatly distorted on the left side.
[0070]
The angle of view correction in which the image surrounded by the small screens p, q, r, and s, which is the distorted image, is first corrected to the small screen surrounded by p ', q', r ', and s' will be described. A substantially trapezoidal small screen surrounded by points p, q, r, and s is denoted by b, a substantially trapezoidal small screen surrounded by points p ', q', r ', and s' is denoted by b', and a point p " , Q ″, r ″, and s ″ are assumed to be b ″.
The point ε of the
L 1 = L 0 / Cosα ... f1
[0071]
The point ε of the
L 1-1 = L 0 / Cos (α-θ 0 / 2) ... f2
[0072]
Also, a point ε of the
L 1-2 = L 0 / Cos (α + θ 0 / 2) ... f3
[0073]
In addition, the point ε of the
W 1 = L 0 ・ Tan (α + θ 0 / 2) -X 1 ... f4
X 1 = L 0 ・ Tan (α-θ 0 / 2) ... f5
Note that the point ε 8 Is the center of the small screen a orthogonal to the
[0074]
Also, the height H of the right ends q and s of the small screen b 1-1 And the height H of the left end p, r of the small screen 1-2 Is represented by the following equation.
[0075]
(Equation 1)
(Equation 2)
(Equation 3)
Point ε of
[0079]
(Equation 4)
Also, at the left ends p ′ and r ′ of the small screen b ′, 1 L between the starting point O 2-2 Is represented by the following equation.
[0081]
(Equation 5)
Also, a point on the
[0083]
(Equation 6)
Also, the height H at the right end q ', s' of the small screen b' 2-1 And the height H of the left end p ', r' of the small screen 2-2 Is H 1-2 And H 2-2 Is the point ε 0 Or ε 3 The width between and the point ε 1 Or ε 3 Is proportional to the width between the two, and is given by the following equation.
[0085]
(Equation 7)
Also, H, which is the height between points q and s, which is the right end of the small screen b, 1-1 Which is the height between points q 'and s' at the right end of the small screen b' 2-1 Is the point ε 3 Or ε 6 The width between and the point ε 3 Or ε 5 Is proportional to the width between the two, and is given by the following equation.
[0087]
(Equation 8)
(Equation 9)
(Equation 10)
(Equation 11)
(Equation 12)
(Equation 13)
When calculating the angle of view correction and tilt correction, when the projector is actually projected on the screen, the size of the screen and the distance between the projector and the screen change depending on the installation location. Distance L between 0 , Angle of view θ 0 Is determined, the width W of the small screen at the center of the projector and the screen 0 And height H 0 Is determined and L 0 And θ 0 Subordinate to. At positions on the small screen other than the point where the projection axis of the projector and the
Only by defining these variables, the angle of view correction and the tilt correction can be performed regardless of other conditions.
[0094]
As such a variable, for example, L 0 = 8m, W 0 = 2.5m, H 0 = 1.75 m and α = 30 ° are substituted for each, and the result of the calculation is shown below.
[0095]
Angle of view and tilt correction formula
1. Variable values for Figure 10
L 0 = 8m, W 0 = 2.5m, H 0 = 1.75m, α = 30 °
[0096]
2. Calculate angle of view and pan angle
(1) Angle of view
θ 0 = (Tan -1 W 0 / 2L 0 ) * 2 = 17.76 °
[0097]
(2) Corrected angle of view when pan angle α = 30 °
L 1 = L 0 /Cosα=9.24m
θ 1 = (Tan -1 W 0 / 2L 1 ) * 2 = 15.41 °
[0098]
(3) Image shape when pan angle α = 30 °
L 0-1 = L 0 / Cos (θ 0 / 2) = 8.097 m
L 1-1 = L 0 / Cos (α-θ 0 / 2) = 8.574 m
L 1-2 = L 0 / Cos (α + θ 0 / 2) = 10.276 m
H 1-1 = H 0 * L 1-1 / L 0-1 = 1.853m
H 1-2 = H 0 * L 1-2 / L 0-1 = 2.22m
X 1 = L 0 * Tan (α-θ 0 /2)=3.09m
W 1 = L 0 * Tan (α + θ 0 / 2) -X 1 = 3.36m
[0099]
(4) Image shape after angle of view correction
L 2-1 = L 0 / Cos (α-θ 1 / 2) = 8.649 m
L 2-2 = L 0 / Cos (α + θ 1 / 2) = 10.113m
X 2 = L 0 * Tan (α-θ 1 / 2) = 3.279 m
X 4 = L 0 * Tan α = 4.619m
H 2-1 = H 1-1 * (X 4 -X 2 ) / (X 4 -X 1 ) = 1.624m
W 1 = L 0 * Tan (α + θ 1 / 2) -X 2 = 2.906m
H 2-2 = H 1-2 * (W 2 + X 2 -X 4 ) / (W 1 + X 1 -X 4 ) = 1.899m
[0100]
(5) Image after tilt correction and horizontal compression amount
H 3-1 = H 2-1 = 1.624m
H 3-2 = 2H 0 -H 3-1 = 1.875m
C 3-1 = X 4 -X 2 -W 0 /2=0.09m
C 3-2 = W 2 + X 2 -X 4 -W 0 /2=0.316m
[0101]
In addition, H after tilt correction 3-2 And H 3-1 However, since the moving object of the present invention is often photographed so as to fit near the center of the small screen, H 0 It is important to secure In addition, since the vicinity of both ends of the image b is photographed such that the boundary with the surroundings is not clear as described above, peculiar distortion in the image was not conspicuous without complete correction of the tilt.
[0102]
The above calculation formula is stored in the CPU of the
[0103]
Further, the tilt correction is not strict in the present invention, but does not hinder practical use. That is, when photographing a moving object, as described above, the photographing is performed while always following the center of the
[0104]
These correction methods have correction values in which the relationship between the width and the height is reversed when the position of the angle of view is at the position c above the starting point, and at the position d in the oblique direction, the distortion at the position b and c This is a correction value for correcting the combination with the distortion at the position.
[0105]
Here, the details from the recording to the reproduction will be described with reference to FIG. 12. The video signal (V signal), the audio signal (A signal), the pan angle signal (P signal), and the tilt angle signal (T signal) of the present invention The method of simultaneously recording and reproducing the angle-of-view angle signal (F signal) can be processed by applying an off-the-shelf video product and a known technique.
[0106]
That is, in the editing method of the professional VTR, the time code is recorded simultaneously with the V signal and the A signal for managing the editing point, but the SMPTE standardized by the SMPTE (Movie and Television Technical Committee) is used. The user's bit can be used for the time code format. The SMPTE time code is assigned an 80-bit digital signal for each television frame. The 80-bit array has eight sets of 4-bit time codes (TC) and 4-bit binary bits (alternately arranged with the time codes). BN) and 16 bits of a redundant code (CRC).
[0107]
The user bits are allocated to a group of binary bits of 4 bits × 8 groups (32 bits), and are provided for free use by the user. Since a time code is also required for business use, the availability of user's bits is very useful for this method. The usage is described below.
[0108]
The amount of information for P (pan), T (tilt), and F (focus) is, for example, in the range of P = 120 °, T = 50 °, and F = 90 ° with respect to the screen in view of the usage state of the present method. Is enough. Further, a resolution of 0.5 ° for P and T and 1 ° for F is sufficient. Therefore, the transmission amounts are respectively P = 0 to 239 (120 × 2), T = 0 to 99 (50 × 2), and F = 0 to 89 (90 × 1). More specifically, the information amount of P is in the range of 120 °, and its resolution is doubled in the information amount by further subdividing the angle range of 120 ° and setting it to 0.5 °. Because it becomes. That is, the information amount is P = 0 to 239 (120 × 2), the information amount is T = 0 to 99 (50 × 2), and the information amount is F = 0 to 89 (90 × 1). This numerical value is a BCD (Binary Coded Decimal Representation) of 4 bits × 7 groups, and one group for editing is added, and eight groups are recorded simultaneously.
[0109]
In an editing VTR, a time code is recorded by two methods. One method is a method of recording on an audio track. However, a recent VHS VTR employs a deep recording method in which an audio signal is recorded at a video signal position by a rotary head in order to improve sound quality. Therefore, the conventional audio track can be used for time code. This is called LTC (Longitudinal Time Code), but this LTC has a disadvantage that it cannot be read when the tape stops.
[0110]
The second method is a method in which a video signal is blanked in a vertical blanking period, which is called a VITC (Vertical Interval Time Code). In this method, a code is read even when the tape is stopped. be able to.
Either of the above methods may be employed, but in this embodiment, the latter VITC method is employed.
[0111]
As a recording apparatus of this system, a control box 4 incorporating a time code generator (TCG) in FIG. 12 and a recording apparatus 5 as a recording VTR (R-VTR) capable of receiving a time code are used. The playback device includes a playback device 7 as a playback VTR (P-VTR) capable of handling time codes, and a
[0112]
FIG. 12 shows an outline of recording and reproduction. In FIG. 1, when the V signal from the
[0113]
For reproduction, V, A, and TC (Time Code) are obtained as the output of the reproducing device 7 (P-VTR). The TC is connected to a decoder built in the
[0114]
In FIG. 3, the main signal system of each embodiment described above is an NTSC signal to the
[0115]
When the
In the NTSC system (interlaced system), an effect in which image quality is a problem is improved if the system is compatible with EDTV-2 (progressing system).
[0116]
The number of these scanning lines is basically 525, but if higher image quality is required, the resolution can be further improved by setting the system to a resolution of 1,280 × 1,024 such as a liquid crystal panel.
[0117]
The
[0118]
As shown in FIG. 13, WO9514241 is a system for tracking a moving person or object with a plurality of spotlights, and includes at least one transponder, a plurality of receivers, a control device, and at least one spotlight. Become. The plurality of receivers transmit an infrared (IR) signal in response to a periodic signal from the controller. After receiving the IR signal, the transponders transmit a serial encoded ultrasound signal. A receiver-controller combination receives the ultrasound signal and calculates the position of the plurality of transponders using the elapsed time between the transmission of the IR signal and the reception of the ultrasound signal. Transponder velocity data is obtained using a Doppler shift of the ultrasonic carrier frequency of each transponder. The speed and transponder position data are used to calculate the predicted transponder position. Finally, the pan and tilt parameters are calculated, aiming at one or more spotlights for each transponder.
By mounting the transponder of the automatic tracking system on a moving object, the video camera can automatically track the moving object.
[0119]
For example, referring to FIG. 14, FIG. 14 is a scene in which a single dancer on the stage is video-recorded by the system of the present invention. Since the dancer has a transponder, the
[0120]
The automatic tracking technology described in WO 9514241 is used for mounting a transponder on a moving object and photographing an image of the moving object with a camera according to the movement of the moving object. However, the moving projector of the present invention projects an image after photographing by the photographing device onto the screen by the projector, but the distance between the projector and the screen is not always constant, and the distance varies depending on the place of projection.
[0121]
An IR (infrared) rangefinder is used as a means for quickly measuring the changing distance between the projector and the screen depending on the location of the projection.
This IR rangefinder is designated by the numeral 15 in each of FIGS. 1, 2, 3 and 8.
The distance between the projector and the screen is immediately measured by the
[0122]
Although the moving
[0123]
Although the present invention has been described mainly using an analog video tape, a digital video tape may be used. When a digital video tape is used, a digital video format is defined, and a subcode area in which information and the like can be recorded together with video and audio is determined. It is possible to record each information of the corner.
[0124]
Further, the recording medium is not limited to a video tape, and for example, a digital video disc or a video disc recorder may be used as long as the system is compatible.
Digital video discs (hereinafter referred to as DVDs) are moving image CDs that use MPEG2 moving image compression technology (moving image encoding system created by the work of the Moving Picture Coding Experts Group that can be generally used in the three fields of communication, broadcasting, and storage). This is a next-generation large-capacity optical disk medium capable of storing several GB of data including moving images in a 12-cm optical disk. In addition, a video disk recorder (hereinafter, VDR) that will appear in the near future is capable of recording, and is compatible with the present invention.
[0125]
Although DVD has been advanced formatting the prospect playback of 135 minutes, VDR from that required their personality on long-time recording are required higher density, it is developing at this stage . However, due to its handling, it has many features such as storage capacity and good image quality (especially when editing is repeated), and in the near future VDR and DVD will become the mainstream of video instead of video tape. Is no doubt.
For signal processing in next-generation VDRs and DVDs, the data structure is defined in MPEG2, and the format is determined by pack headers, video packets, audio packets, and other information packets. The information of pan, tilt, and angle of view in the present invention can be recorded in this information packet together with editing information.
Some specific application examples of each of the above systems are introduced.
[0126]
(1) Application example to the first embodiment (reproduces the situation at the time of shooting faithfully and realistically)
(A) Capture of video as a moving image in a stage, a television studio, a large event, or the like.
(1) Project dancers' dances on the screen. The means for projecting and the expression method are the same as those in the above-described embodiment, but there are no restrictions on the projection position and the projection height, so that it is effective for, for example, an effect for compelling the leading performer.
(2) Expressions such as moving leopards, lions, horses, cows, flying birds, fluttering butterflies, etc. can be added to stage performances as images of actual animals. For small animals, it is more effective to enlarge the angle of view and perform enlarged projection.
[0127]
(B) It is effective as a demonstration image in a high-end clothing store or the like as an effect example in an advertisement or a publicity.
In particular, if a person as a model is the same size as a real thing and moves in the same way as a real thing, a realistic feeling and a powerful expression can be made, which leads to promotion of purchase will.
(1) Even in a store such as a women's clothing section, if there is only an appropriate projection surface, for example, an image corresponding to a fashion show can be easily obtained. We can attract customers.
(2) Using a wall of a building or the like, it is possible to advertise and advertise together with a person who moves in a wide range.
[0128]
(C) As an application example for training such as dance and sports, for example, a video tape of the norm of the dancer can be distributed to each driving school or sold to individuals to enhance the effect of the training. In addition, the present video system can be used for sports training and training mainly for personal skills that involve movement.
(1) It is effective for projection video projection of things that involve movement such as dance, Noh, Kyogen, and dance.
Basically, each system may be singular, but a plurality of such systems may be used in combination with an image corresponding to a symbolically expressed prop.
(2) Distribute video tapes of norms such as judo and karate to each dojo to increase the effectiveness of the training.
(3) Distribute norms such as floor exercises, jumping, and figure skating as gymnastics to schools, etc., to increase the effectiveness of training. For example, if it is adopted as equipment for a five-wheeled reinforcement team, it will be an effective means of reinforcement, with leading foreign players as examples.
(4) When practicing a golf swing, if you reproduce the swing of a top player in a life-size, you can display the trajectory of the best swing form, which leads to your progress and if you adopt it at a golf driving range or golf shop Become a customer.
Alternatively, a video of the trainee may be taken and reproduced alongside the model so that the defects can be seen at a glance.
[0129]
(2) Application example to the second embodiment (combination with CG, improvement of staging effect by multiple units)
(A) As a representation of natural phenomena in the stage, television studio, large events, etc., "living nature description" such as "subtle glitter" or "subtle fluctuation" that cannot be obtained with conventional "still images" it can.
(1) As a representation of the universe, by using multiple moving
The base star (whole universe) may be projected using a conventional projector. Furthermore, artificial satellites, rockets, space bases, etc. may be added. In particular, it is suitable for the fluctuation of the spiral galaxy beyond the universe and the expression that the setting sun burns and sinks.
{Circle over (2)} As a representation of snow, rain, etc., the use of a plurality of moving
[0130]
(3) As a representation of the sea, waves, etc., a plurality of units are projected side-by-side below the screen to express the size of the sea, the sparkling sea surface, the wave front, the breaking waves, etc., and move to near the horizon. Expressions such as white passenger ships are also possible.
{Circle around (4)} Expressions such as forests, forests, and plants can be expressed in the same manner as the above-mentioned expressions of snow and the sea, such as fluctuations of branches, glittering leaves, and waving of grasslands.
(5) As the expression of flowers, you can express petals that always delicately shake, dandelions that fly freely in the wind.
[0131]
(B) The reproduction range of light can be expanded by reproducing artificial things.
{Circle around (1)} As a representation of fireworks, the trajectory from the moment of launch to rising above the sky, exploding and disappearing is expressed by rotating the moving
The point is the subtle difference between light, launch sound, and plosive sound.
A video in which a plurality of videos are arranged side by side and small fireworks are launched simultaneously and innumerably is particularly effective.
[0132]
{Circle around (2)} As an expression of light as a shower, a plurality of images are arranged vertically, and countless light is repeatedly projected as images. For example, take a shower of light so that it wraps around the singer softly.
(3) Make a fictional character or animal appear on the screen according to the acting of the protagonist, and move freely up and down, left and right. For example, the expression of something meaningful to `` move freely '' such as Peter Pan jumping in space, reproduction of a dwarf, appearance of a giant, such as dancing of a heavenly woman in the hollow, flying birds of paradise, ascending dragons, jumping tengu, etc. Are suitable.
Dialogue between characters and animation is also possible.
[0133]
(3) Example of application to the third embodiment (in addition to the second embodiment, a document by a CCD camera, a small model, etc. is projected as an image)
(A) By enlarging and projecting the actual item, it is possible to reduce the time required for exchanging props and art sets on the stage and in the studio, and to reduce the production cost.
(1) As an alternative to props, art sets, etc., instantly projecting as sharp and realistic images as possible at predetermined positions leads to more efficient production and lower costs. According to the present invention, it is possible to make a small model such as a large tool, take an image of the small model with a high-
[0134]
{Circle around (2)} At present, large pictures are used to draw large pictures as an art set. According to the present invention, a small document is directly photographed by the
(3) As an abstract expression, a painting, a book, a lithograph, etc. that symbolically represents the atmosphere of the stage can be enlarged and projected by the same means and method as described above.
[0135]
(4) The above-mentioned various images can be serviced to the audience by projecting the screen by lowering the screen instead of the curtain between the curtains of the theater, or can be earned by using the advertisement together with the advertisement.
[0136]
【The invention's effect】
The present invention separates and projects a relatively dark background portion of a large screen and a relatively bright moving image of a small screen that moves freely in the large screen. It can eliminate the unnaturalness that occurs when moving a video simply, and can faithfully express natural movement according to the movement of a moving object in a small screen, and a brighter and sharper image, A mobile and inexpensive system can be provided.
In particular, as a small screen that can move freely on the screen, there is a possibility that the directing effect will be dramatically improved by making full use of multiple units, and it is an innovative way to embody the director's infinite creativity. System.
In addition, by using a plurality of projectors, the system configuration can be made relatively inexpensively, and a complicated and colorful image can be provided at low cost.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a system configuration of a first embodiment according to the present invention.
FIG. 2 is a system configuration according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a system configuration according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 4A is an example of an art set according to the third embodiment.
(B) Another example of the art set according to the third embodiment.
FIG. 5A is another example of the art set according to the third embodiment.
(B) Another example of the art set according to the third embodiment.
FIG. 6 shows projection means according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 7 shows another projection means according to the fifth embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a system configuration according to a sixth embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a schematic diagram of a projection image correction method and a tilt correction method.
FIG. 10 is a detailed view of FIG. 9;
11 is an enlarged view of a small screen b in FIG.
FIG. 12 is an outline of a signal system from recording to reproduction according to the present invention.
FIG. 13 is a schematic diagram of a tracking system according to the present invention.
FIG. 14 is a photographing scene of a stage according to the present invention.
FIG. 15 is a projection scene according to the present invention.
FIG. 16 is a diagram showing a conventional projection method.
[Explanation of symbols]
1 Video camera
2 Tilt angle detection device
3 Pan angle detector
4 Control box
5 Recording device
6 Videotapes
7 Playback device
8 Control device
9 speakers
10 Moving projector
11 Drive control device
12 Pan drive
13 Tilt drive
15 infrared rangefinder
21 Editing device
22 Display device
23 CCD camera
24 Subjects
31 LCD projector
32 screen
33 Stage
34 Small Screen
44 Fixed reflector
45 Movable reflector
46 Pan driving device for movable reflector
47 Movable reflector tilt drive
48 turntable
49 Flanged support
51 Video camera that is a fixed camera
60 Projector that is a fixed projector
Claims (7)
映像信号と音声信号とを再生する再生装置と；パン角度信号、チルト角度信号、画角角度信号の各駆動信号を復号化するタイムコード復号化装置と；を少なくとも含む投影手段と、よりなり、
撮影時に前記撮影手段が移動物体の映像信号および音声信号を記録媒体に記録すると同時に、前記撮影手段が撮影位置のパン角度信号、チルト角度信号および画角角度信号を前記映像信号に符号化後、高周波に重畳した前記音声信号と共に前記記録媒体に記録することおよび／または再生時に前記投影手段が前記記録媒体に記録された移動物体の映像信号、音声信号を再生すると同時に、撮影位置のパン角度信号、チルト角度信号および画角角度信号を復号化することを特徴とするムービングプロジェクターシステム。A time code encoder for encoding a video signal and a binary signal of each drive signal of a pan angle signal, a tilt angle signal, and a view angle signal; and a time code encoded signal output from the time code encoder. A recording device for recording an audio signal superimposed at a high frequency in a separate recording area;
A projection device including at least a playback device that plays back a video signal and an audio signal; and a time code decoding device that decodes each drive signal of a pan angle signal, a tilt angle signal, and a view angle signal.
At the time of photographing, the photographing means records a video signal and an audio signal of a moving object on a recording medium, and at the same time, the photographing means encodes a pan angle signal, a tilt angle signal, and a view angle signal of a photographing position into the video signal, At the time of recording and / or reproduction on the recording medium together with the audio signal superimposed on a high frequency, the projection means reproduces a video signal and an audio signal of a moving object recorded on the recording medium, and at the same time, a pan angle signal of a photographing position. A moving projector system for decoding a tilt angle signal and a view angle signal.
前記可動の反射鏡と前記投影手段とを共通に支持すると共に、前記投影手段の支持基部に連結するフランジ状支持部と、
前記フランジ状支持部を支承し、回転させるターンテーブルとを含み、
前記投影手段の投射光学系の光軸と前記ターンテーブルの回転軸とを共通軸線にし、可動の反射鏡のチルトの支点軸線と液晶プロジェクターに内蔵した液晶パネル上下面とが平行化されると共に、前記可動の反射鏡と前記投影手段とを一体的に回転させることを特徴とする請求項１、２、３または４のいずれかに記載のムービングプロジェクターシステム。A movable reflecting mirror disposed in front of a projection direction of a projection optical system of the projection unit,
A flange-shaped supporting portion that supports the movable reflecting mirror and the projecting means in common, and is connected to a support base of the projecting means,
A turntable that supports and rotates the flange-shaped support portion,
The optical axis of the projection optical system of the projection unit and the rotation axis of the turntable are made to be a common axis, and the tilt fulcrum axis of the movable reflector and the upper and lower surfaces of the liquid crystal panel built in the liquid crystal projector are parallelized, The moving projector system according to claim 1, wherein the movable reflecting mirror and the projection unit are integrally rotated.
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