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複数カメラを用いた撮影装置 - 三菱重工業株式会社
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発明の名称 複数カメラを用いた撮影装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2003−101820(P2003−101820A)
公開日 平成15年4月4日(2003.4.4)
出願番号 特願2001−290225(P2001−290225)
出願日 平成13年9月21日(2001.9.21)
代理人 【識別番号】100058479
【弁理士】
【氏名又は名称】鈴江 武彦 (外5名)
【テーマコード(参考)】
5C022
5C054
【Fターム(参考)】
5C022 AA01 AB61 AC01 
5C054 AA01 CH01 CH08 EA07 FC12 FE02 FE25 FF03 GB01 GD01 HA16
発明者 宅原 雅人 / 見持 圭一
要約 課題
簡素な構成のカメラを用いてコストダウンを図りつつ、異なる位置から撮影された撮影対象の同じ大きさの映像を取得すること。

解決手段
本発明による複数カメラを用いた撮影装置は、1つのメインカメラ1と複数のサブカメラ2と映像領域指定部4と映像領域演算部5と映像データ記憶部6と映像データ切替制御部7とを備えている。各カメラ1,2は、異なる場所にそれぞれ設置される。映像領域指定部4は、メインカメラ1によって撮影された映像データに基づいて撮影対象が撮影されている映像領域を指定し、映像領域演算部5は、メインカメラ1の映像領域に対応する各サブカメラ2の映像領域を演算する。映像データ記憶部6は、各カメラ1,2の映像領域に撮影されている映像データを記憶し、映像データ切替制御部7は、映像データ記憶部6に記憶された各映像データを、撮影したカメラの設置場所に基づく順番に従って切替表示する。
特許請求の範囲
【請求項1】 撮影対象が動く範囲に亘って前記撮影対象を撮影することができるように、予め指定された異なる場所にそれぞれ設置された1つのメインカメラおよび複数のサブカメラと、前記メインカメラによって撮影された映像データに基づいて、前記撮影対象が撮影されている映像領域を指定する映像領域指定手段と、前記映像領域指定手段によって指定された前記メインカメラの映像領域に対応する前記各サブカメラそれぞれの映像領域を、前記メインカメラおよび前記各サブカメラが設置された場所に基づいて演算する映像領域演算手段と、前記メインカメラおよび前記各サブカメラの映像領域に撮影されている前記映像データを、前記メインカメラおよび前記各サブカメラの設置場所に対応させて記憶する映像データ記憶手段と、前記映像データ記憶手段に記憶された各映像データを、撮影したカメラの設置場所に基づく順番にしたがって切り替え表示する映像データ表示手段とを備えたことを特徴とする複数カメラを用いた撮影装置。
【請求項2】 第1および第2の撮影対象が動く範囲に亘って前記各撮影対象を撮影することができるように、予め指定された異なる場所にそれぞれ設置された第1および第2のメインカメラ、および複数のサブカメラと、前記第1のメインカメラによって撮影された映像データに基づいて、前記第1の撮影対象が撮影されている第1の映像領域を指定する第1の映像領域指定手段と、前記第2のメインカメラによって撮影された映像データに基づいて、前記第2の撮影対象が撮影されている第2の映像領域を指定する第2の映像領域指定手段と、前記第1の映像領域指定手段によって指定された前記第1のメインカメラの第1の映像領域に対応する前記第2のメインカメラおよび前記各サブカメラそれぞれの第1の映像領域を、前記第1および第2のメインカメラ、および前記各サブカメラが設置された場所に基づいて演算する第1の映像領域演算手段と、前記第2の映像領域指定手段によって指定された前記第2のメインカメラの第2の映像領域に対応する前記第1のメインカメラおよび前記各サブカメラそれぞれの第2の映像領域を、前記第1および第2のメインカメラ、および前記各サブカメラが設置された場所に基づいて演算する第2の映像領域演算手段と、前記第1および第2のメインカメラ、および前記各サブカメラの第1の映像領域に撮影されている前記映像データを、前記第1および第2のメインカメラ、および前記各サブカメラの設置場所に対応させて記憶する第1の映像データ記憶手段と、前記第1および第2のメインカメラ、および前記各サブカメラの第2の映像領域に撮影されている前記映像データを、前記第1および第2のメインカメラ、および前記各サブカメラの設置場所に対応させて記憶する第2の映像データ記憶手段と、前記第1または第2の映像データ記憶手段に記憶された各映像データを、撮影したカメラの設置場所に基づく順番にしたがって切り替え表示する映像データ表示手段とを備えたことを特徴とする複数カメラを用いた撮影装置。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、複数カメラを用いた撮影装置に係り、更に詳しくは、異なる位置に設置された複数のカメラを用いて、同一の対象物を撮影する撮影装置に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、スポーツの試合等のテレビ中継において、選手を様々な方向から撮影した映像を視聴者に提供することが行われている。
【0003】このように、スポーツ選手等の対象物を、様々な方向から撮影するためには、複数のカメラを用い、各カメラがそれぞれ異なる位置から同一の対象物を同時に撮影する必要がある。スポーツ中継の場合、当然のことながら、対象物である選手はそのプレーに合わせた動作が伴う。したがって、各カメラの方向もまた、選手の動作に合わせて移動させる必要がある。
【0004】そこで、この種の複数カメラを用いた撮影装置では、図7に示すように、撮影対象10の周囲に配置された例えば3台のカメラ1(#1〜#3)それぞれに、パン機構12(#1〜#3)とチルト機構13(#1〜#3)とを備えることが必須となる。これによって、例えばスポーツ選手などの撮影対象10が移動した場合には、その移動に合わせて、パン機構12とチルト機構13とを用いることによって各カメラ1の方向を調整し、各カメラ1のカメラ中心において撮影対象10を撮影し、画像を得るようにしている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このような従来の複数カメラを用いた撮影装置では、以下のような問題がある。
【0006】すなわち、上述したように従来の複数カメラを用いた撮影装置では、各カメラ1に、それぞれパン機構12とチルト機構13とを備えなくてはならない。また、移動している撮影対象10に対して素早く追随することができるように、パン機構12、チルト機構13ともに高速で、かつ高精度で動作させることが可能な高い性能が要求される。更に、同一の撮影対象10を異なる方向から撮影した映像を連続的にTV画面から放映する場合には、各カメラ1(#1〜#3)によって撮影された映像上において、撮影対象10の大きさを一致させる必要がある。このため、各カメラ1(#1〜#3)には、高速ズーム機能も要求される。
【0007】このように、従来の複数カメラを用いた撮影装置では、様々な高機能が要求されるために、コスト高をもたらしているという問題がある。
【0008】また、例えば野球では、連係プレーなど、複数の選手が関連することによってなされるシーンもあるために、複数の選手の動きを様々な角度から見たいという要求がなされることも予想される。しかしながら、そもそも従来の複数カメラを用いた撮影装置では、複数のカメラ1(#1〜#3)によって単一の撮影対象10を撮影することしか想定しておらず、複数の撮影対象10を同時に撮影することはできない。
【0009】そのため、従来の複数カメラを用いた撮影装置によって複数の撮影対象10を同時に撮影するためには、更に多くのカメラ1を用い、それぞれのカメラ1を所定数毎に特定の選手に割り振り、撮影する方法が考えられる。しかしながら、サッカー、アメフト、ラグビー、あるいは野球などのように、フィールド内に出場している選手が多いスポーツにこの方法を適用すると、極めて多くのカメラ1を必要とし、膨大なコストを要するために、現実的ではないという問題がある。
【0010】本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、異なる位置に備えられた複数の固定式カメラを用いて撮影対象を含むフィールド全体を撮影し、その撮影データに基づいて異なる位置から撮影された撮影対象の映像を取得することによって、簡素な構成のカメラを用いてコストダウンを図りつつ、異なる位置から撮影された撮影対象の同じ大きさの映像を取得することが可能な複数カメラを用いた撮影装置を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するために、本発明では、以下のような手段を講じる。
【0012】すなわち、請求項1の発明による複数カメラを用いた撮影装置は、1つのメインカメラと、複数のサブカメラと、映像領域指定手段と、映像領域演算手段と、映像データ記憶手段と、映像データ表示手段とを備えている。
【0013】1つのメインカメラおよび複数のサブカメラは、撮影対象が動く範囲に亘って撮影対象を撮影することができるように、予め指定された異なる場所にそれぞれ設置される。また、映像領域指定手段は、メインカメラによって撮影された映像データに基づいて、撮影対象が撮影されている映像領域を指定し、映像領域演算手段は、映像領域指定手段によって指定されたメインカメラの映像領域に対応する各サブカメラそれぞれの映像領域を、メインカメラおよび各サブカメラが設置された場所に基づいて演算する。そして、映像データ記憶手段は、メインカメラおよび各サブカメラの映像領域に撮影されている映像データを、メインカメラおよび各サブカメラの設置場所に対応させて記憶し、映像データ表示手段は、映像データ記憶手段に記憶された各映像データを、撮影したカメラの設置場所に基づく順番にしたがって切り替え表示する。
【0014】これによって、パンチルト機能やズーム機能を備えていないカメラであっても、撮影対象を、様々な方向から撮影した映像を得ることができる。
【0015】また、請求項2の発明による複数カメラを用いた撮影装置は、2つの撮影対象を同時に取り扱うことができるものであって、第1および第2のメインカメラと、複数のサブカメラと、第1および第2の映像領域指定手段と、第1および第2の映像領域演算手段と、第1および第2の映像データ記憶手段と、映像データ表示手段とを備えている。
【0016】第1および第2のメインカメラ、および複数のサブカメラは、第1および第2の撮影対象が動く範囲に亘って各撮影対象を撮影することができるように、予め指定された異なる場所にそれぞれ設置される。
【0017】そして、第1の映像領域指定手段は、第1のメインカメラによって撮影された映像データに基づいて、第1の撮影対象が撮影されている第1の映像領域を指定する一方、第2の映像領域指定手段は、第2のメインカメラによって撮影された映像データに基づいて、第2の撮影対象が撮影されている第2の映像領域を指定する。また、第1の映像領域演算手段は、第1の映像領域指定手段によって指定された第1のメインカメラの第1の映像領域に対応する第2のメインカメラおよび各サブカメラそれぞれの第1の映像領域を、第1および第2のメインカメラ、および各サブカメラが設置された場所に基づいて演算し、第2の映像領域演算手段は、第2の映像領域指定手段によって指定された第2のメインカメラの第2の映像領域に対応する第1のメインカメラおよび各サブカメラそれぞれの第2の映像領域を、第1および第2のメインカメラ、および各サブカメラが設置された場所に基づいて演算する。
【0018】また、第1の映像データ記憶手段は、第1および第2のメインカメラ、および各サブカメラの第1の映像領域に撮影されている映像データを、第1および第2のメインカメラ、および各サブカメラの設置場所に対応させて記憶し、第2の映像データ記憶手段は、第1および第2のメインカメラ、および各サブカメラの第2の映像領域に撮影されている映像データを、第1および第2のメインカメラ、および各サブカメラの設置場所に対応させて記憶する。そして、映像データ表示手段は、第1または第2の映像データ記憶手段に記憶された各映像データを、撮影したカメラの設置場所に基づく順番にしたがって切り替え表示する。
【0019】これによって、パンチルト機能やズーム機能を備えていないカメラであっても、2つの撮影対象を、様々な方向から撮影した映像を同時に得ることができる。なお、メインカメラ、映像領域指定手段、映像領域演算手段、映像データ記憶手段をそれぞれ撮影対象の数だけ備えることによって、更に多くの撮影対象についても同様に、様々な方向から撮影した映像を同時に得ることができる。
【0020】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の各実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【0021】なお、以下の各実施の形態の説明に用いる図中の符号は、図7と同一部分については同一符号を付して示すことにする。
【0022】(第1の実施の形態)本発明の第1の実施の形態を図1から図4を用いて説明する。
【0023】図1は、第1の実施の形態に係る複数カメラを用いた撮影装置の全体構成の一例を示す構成図である。
【0024】すなわち、本実施の形態に係る複数カメラを用いた撮影装置は、1つのメインカメラ1と、複数のサブカメラ2およびカメラ画面表示部3と、映像領域指定部4と、映像領域演算部5と、映像データ記憶部6と、映像データ切替制御部7と、表示画面8とを備えている。
【0025】1つのメインカメラ1と複数のサブカメラ2は、図2に示すように、撮影対象10が動く範囲に亘って撮影対象10を撮影することができるように、予め指定された異なる場所にそれぞれ設置する。
【0026】カメラ画面表示部3は、各々のカメラ1,2に備えられ、カメラ1,2によって撮影された映像データを表示する。
【0027】映像領域指定部4は、メインカメラ1に備えられている。そして、カメラ画面表示部3から表示される、メインカメラ1によって撮影された映像データに基づいて、撮影対象10が撮影されている映像領域Aを、図示しないポインタ等を用いて画面上で指定する。
【0028】映像領域演算部5は、映像領域指定部4によって指定された映像領域Aに対応するサブカメラ2それぞれの映像領域Bを、メインカメラ1および各サブカメラ2が設置された場所に基づいて演算する。すなわち、メインカメラ1、サブカメラ2ともにその設置場所は既知であるので、メインカメラ1が撮影した映像領域Aに対応する各サブカメラ2の映像領域Bを演算することが可能である。
【0029】映像データ記憶部6は、メインカメラ1の映像領域A、および各サブカメラ2の映像領域Bに撮影されている映像データ(切り出し画像)Cを、メインカメラ1および各サブカメラ2の設置場所に対応させて記憶する。なお、メインカメラ1と各サブカメラ2とに予め設置場所に対応したID番号を付しておき、このID番号に対応させて記憶するようにしても良い。
【0030】映像データ切替制御部7は、映像データ記憶部6に記憶された各映像データCを、撮影したカメラ1,2の設置場所に基づく順番にしたがって切り替え、表示画面8から表示させる。なお、映像データ記憶部6に各映像データCがID番号に対応して記憶されている場合には、このID番号にしたがって各映像データCを切り替え、表示画面8から順次表示される。
【0031】次に、以上のように構成した本実施の形態に係る複数カメラを用いた撮影装置の動作について図3に示すフローチャートを用いて説明する。
【0032】まず、本実施の形態に係る複数カメラを用いた撮影装置によって撮影対象10を異なる位置から撮影するためには、例えば、図2および図4に示すように、撮影対象10の周囲に、撮影対象10が動く範囲に亘って撮影対象10を撮影することができるように、1つのメインカメラ1と複数のサブカメラ2とを設置する(S1)。
【0033】これら全てのカメラ1,2を用いて撮影対象10を撮影することによって、各カメラ1,2から映像データがカメラ画面表示部3に出力され、そこで表示される(S2)。その内、メインカメラ1によって撮影された映像データが、オペレータによって参照され、映像領域指定部4において、撮影対象10が撮影されている映像領域Aが、図示しないポインタ等を用いて画面上で指定される(S3)。
【0034】すると、映像領域演算部5によって、映像領域指定部4によって指定された映像領域Aに対応するサブカメラ2それぞれの映像領域Bが演算される(S4)。メインカメラ1、サブカメラ2ともにその設置場所は既知であるので、映像領域演算部5では、この設置場所情報に基づいて、メインカメラ1が撮影した映像領域Aに対応する各サブカメラ2の映像領域Bが演算される。
【0035】そして、映像データ記憶部6には、メインカメラ1の映像領域A、および各サブカメラ2の映像領域Bに撮影されている映像データ(切り出し画像)Cが、メインカメラ1および各サブカメラ2の設置場所に対応させて記憶される(S5)。なお、メインカメラ1と各サブカメラ2とに予め設置場所に対応したID番号を付しておき、このID番号に対応させて記憶するようにしても良い。
【0036】更に、映像データ切替制御部7では、映像データ記憶部6に記憶された各映像データCが、撮影したカメラ1,2の設置場所に基づく順番にしたがって切り替えられ、表示画面8から表示される(S6)。なお、映像データ記憶部6に各映像データCがID番号に対応して記憶されている場合には、このID番号にしたがって各映像データCが切り替えられ、表示画面8から表示される。
【0037】上述したように、本実施の形態に係る複数カメラを用いた撮影装置においては、上記のような作用により、パン機能、チルト機能、高速ズーム機能などの高度な機能を備えていない固定型のカメラ1,2を用いて撮影対象10の周囲を同じ大きさで撮影した映像を取得することができる。この固定型のカメラ1,2は、予め撮影対象10の動く範囲も撮影できるように設定しているので、動きの速い撮影対象10に対しても適用することが可能である。すなわち、撮影対象10の動きに合わせてカメラ1,2で追う必要が無くなるので、信頼性を高め、かつコストダウンを図ることが可能となる。
【0038】(第2の実施の形態)本発明の第2の実施の形態を図5から図6を用いて説明する。
【0039】図5は、第2の実施の形態に係る複数カメラを用いた撮影装置の全体構成の一例を示す構成図であり、図1と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
【0040】すなわち、図1に示す第1の実施の形態に係る複数カメラを用いた撮影装置は、メインカメラ1、カメラ画面表示部3、映像領域指定部4を1系統備えているのに対して、本実施の形態に係る複数カメラを用いた撮影装置は、図5に示すように、メインカメラ1、カメラ画面表示部3、映像領域指定部4を2系統備えていることが異なる。そして、このように2系統備えたことによって、図6に示すように、2つの撮影対象10(#1)および撮影対象10(#2)を同時に取り扱うことを可能としている。
【0041】メインカメラ1(#1)、カメラ画面表示部3(#1)、映像領域指定部4(#1)からなる系統は、撮影対象10(#1)の切り出し画像を得るための系統であり、メインカメラ1(#2)、カメラ画面表示部3(#2)、映像領域指定部4(#2)からなる系統は、撮影対象10(#2)の切り出し画像を得るための系統である。
【0042】すなわち、映像領域指定部4(#1)は、カメラ画面表示部3(#1)から表示される、メインカメラ1(#1)によって撮影された映像データに基づいて、撮影対象10(#1)が撮影されている映像領域A(#1)を、図示しないポインタ等を用いて画面上で指定する。また、映像領域指定部4(#2)は、カメラ画面表示部3(#2)から表示される、メインカメラ1(#2)によって撮影された映像データに基づいて、撮影対象10(#2)が撮影されている映像領域A(#2)を、図示しないポインタ等を用いて画面上で指定する。
【0043】映像領域演算部5は、映像領域指定部4(#1)によって指定された映像領域A(#1)に対応するサブカメラ2それぞれの映像領域B(#1)を、メインカメラ1および各サブカメラ2が設置された場所に基づいて演算する。また、映像領域指定部4(#2)によって指定された映像領域A(#2)に対応するサブカメラ2それぞれの映像領域B(#2)を、メインカメラ1および各サブカメラ2が設置された場所に基づいて演算する。
【0044】映像データ記憶部6は、メインカメラ1(#1)の映像領域A(#1)、および各サブカメラ2の映像領域B(#1)に撮影されている映像データ(切り出し画像)C(#1)を、メインカメラ1(#1)および各サブカメラ2の設置場所に対応させて記憶する。また、メインカメラ1(#2)の映像領域A(#2)、および各サブカメラ2の映像領域B(#2)に撮影されている映像データ(切り出し画像)C(#2)を、メインカメラ1(#2)および各サブカメラ2の設置場所に対応させて記憶する。なお、メインカメラ1と各サブカメラ2とに予め設置場所に対応したID番号を付しておき、このID番号に対応させて記憶するようにしても良い。
【0045】映像データ切替制御部7は、撮影対象10(#1)または撮影対象10(#2)について、映像データ記憶部6に記憶された各映像データCを、撮影したカメラ1,2の設置場所に基づく順番にしたがって切り替え、表示画面8から表示させる。なお、映像データ記憶部6に各映像データCがID番号に対応して記憶されている場合には、このID番号にしたがって各映像データCを切り替え、表示画面8から順次表示される。
【0046】このようにメインカメラ1、カメラ画面表示部3、映像領域指定部4からなる系統を2系統備えることによって、2つの撮影対象10を同時に取り扱うことができる。更に、同系統を3系統備えることによって、3つの撮影対象10を同時に取り扱うことができるようになることは勿論である。
【0047】以上、本発明の好適な実施の形態について、添付図面を参照しながら説明したが、本発明はかかる構成に限定されない。特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【0048】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、異なる位置に備えられた複数の固定式カメラを用いて撮影対象を含むフィールド全体を撮影し、その撮影データに基づいて、異なる位置から撮影された撮影対象の映像を取得することができる。
【0049】以上により、簡素な構成のカメラを用いてコストダウンを図りつつ、異なる位置から撮影された撮影対象の同じ大きさの映像を取得することが可能な複数カメラを用いた撮影装置を実現することができる。




 

 


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