CN108476280A - 摄像系统、摄像装置及摄像装置的工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种不给观看者带来不适感而能够顺利地进行由多台摄像装置生成的多个影像用图像的切换的摄像系统、摄像装置及摄像装置的工作方法。第1摄像部(16)拍摄通过分色镜(26)来除去视角标记光(9)的被摄体光，并输出第1摄像信号。并且，第2摄像部(41)拍摄其他电视摄像机(11)的视角标记光(9)。运算部(52)根据其他电视摄像机(11)的视角标记光(9)，运算自身的摄像视角(8)中的表示其他电视摄像机(11)的摄像视角(8)的虚拟视角标记的位置。图像合成部(36)在基于第1摄像信号的影像用图像上图像合成与虚拟视角标记的位置相应的虚拟视角标记图像(56)及虚拟视场框图像(57)而生成合成图像(55)。合成图像(55)显示于监视器(19)。

Description

摄像系统、摄像装置及摄像装置的工作方法

技术领域

本发明涉及一种摄像系统、摄像装置及摄像装置的工作方法。

背景技术

在电视台的演播室中，使用由多台电视摄像机(摄像装置)同时拍摄被摄体的摄像系统而进行拍摄。如日本特开2000-106647号公报中记载那样，摄像系统具备选择由各电视摄像机生成的多个影像用图像的影像切换装置(也称为切换器)。所选择的影像用图像作为实况转播图像而被输出到广播装置，或作为记录图像而被输出到记录装置。

在日本特开2000-106647号公报中，多台电视摄像机的每一个中生成表示负责自动控制曝光和颜色再现的自动控制系统处于何种状态的评价值，并根据该评价值计算拍摄被摄体时最佳的控制值，利用最佳的控制值控制各电视摄像机的自动控制系统。由此，能够防止在多台电视摄像机之间被摄体的曝光和颜色再现产生偏差。

发明内容

发明要解决的技术课题

操作电视摄像机的摄像师根据其他电视摄像机的构图，以不给观看者带来不适感的方式确定自身的电视摄像机的构图。因此，为了使摄像师确认通常其他电视摄像机会拍摄怎样的影像用图像，而在电视摄像机上设置有显示其他电视摄像机的影像用图像的功能。但是，未设置同时确认其他电视摄像机的构图与自身的构图的功能。因此，在根据其他电视摄像机的构图来确定自身的电视摄像机的构图时会产生延迟，来不及切换基于影像切换装置的影像用图像，有时会输出给观看者带来不适感的影像用图像。

本发明的目的在于，提供一种不给观看者带来不适感而能够顺利地进行由多台摄像装置生成的多个影像用图像的切换的摄像系统、摄像装置及摄像装置的工作方法。

用于解决技术课题的手段

为了实现上述目的，本发明的摄像系统是由多台摄像装置同时拍摄被摄体的摄像系统，摄像装置具有摄影透镜、提取部、第1摄像部、第2摄像部、标记光检测部、运算部、图像合成部及监视器。在摄影透镜中，入射有包括从自身以外的其他摄像装置照射且表示其他摄像装置的摄像视角的视角标记光的被摄体光。提取部从被摄体光提取视角标记光。第1摄像部拍摄通过提取部除去视角标记光的被摄体光，并输出影像用的第1摄像信号。第2摄像部拍摄视角标记光，并输出视角标记光检测用的第2摄像信号。标记光检测部根据第2摄像信号来检测视角标记光。运算部根据视角标记光，运算自身的摄像视角中的表示其他摄像装置的摄像视角的虚拟视角标记的位置。图像合成部在基于第1摄像信号的影像用图像上图像合成与虚拟视角标记的位置相应的虚拟视角图像而生成合成图像。监视器显示合成图像。

优选摄像装置具有照射视角标记光的标记光源。该情况下，优选第2摄像部是将摄影透镜的焦点控制在对焦位置的焦点控制用的摄像部，标记光源设置于第2摄像部，视角标记光兼作焦点控制用的光，并经由摄影透镜而朝向被摄体照射。

优选图像合成部除了虚拟视角图像之外，还在影像用图像上图像合成表示当前的虚拟视角图像相对于比当前早一定时间之前的虚拟视角图像的变化的变化显示图像。

优选视角标记光中，发光模式按每个多台摄像装置而不同。优选发光模式为闪烁的间隔、发光强度、投影形状中的任一个。

在图像合成2台以上的其他摄像装置的虚拟视角图像的情况下，图像合成部使虚拟视角图像的显示形态按每个其他摄像装置而有所不同。

优选摄像装置具备从其他摄像装置中选择图像合成虚拟视角图像的摄像装置的操作部，图像合成部图像合成由操作部选择的摄像装置的虚拟视角图像。

优选具备从由多台摄像装置各自生成的多个影像用图像中选择1个影像用图像而输出到外部装置的影像切换装置，图像合成部在其他摄像装置中，仅图像合成由影像切换装置选择影像用图像的摄像装置的虚拟视角图像。

优选摄像视角设成矩形形状，视角标记光是构成摄像视角的角的沿着正交的2个直线的投影形状。

优选视角标记光是与可见光不同的波长范围的光。

本发明的摄像装置是用于由多台摄像装置同时拍摄被摄体的摄像系统中的摄像装置，具备摄影透镜、提取部、第1摄像部、第2摄像部、标记光检测部、运算部、图像合成部及监视器。在摄影透镜中，入射有包括从自身以外的其他摄像装置照射且表示其他摄像装置的摄像视角的视角标记光的被摄体光。提取部从被摄体光提取视角标记光。第1摄像部拍摄通过提取部除去视角标记光的被摄体光，并输出影像用的第1摄像信号。第2摄像部拍摄视角标记光，并输出视角标记光检测用的第2摄像信号。标记光检测部根据第2摄像信号来检测视角标记光。运算部根据视角标记光，运算自身的摄像视角中的表示其他摄像装置的摄像视角的虚拟视角标记的位置。图像合成部在基于第1摄像信号的影像用图像上图像合成与虚拟视角标记的位置相应的虚拟视角标记图像而生成合成图像。监视器显示合成图像。

本发明的摄像装置的工作方法是用于由多台摄像装置同时拍摄被摄体的摄像系统中的摄像装置的工作方法，具备提取步骤、第1拍摄步骤、第2拍摄步骤、标记光检测步骤、运算步骤、图像合成步骤及显示步骤。提取步骤中，通过提取部而从包括从自身以外的其他摄像装置照射且表示其他摄像装置的摄像视角的视角标记光的被摄体光提取视角标记光。第1拍摄步骤中，通过第1摄像部，拍摄通过提取步骤除去视角标记光的被摄体光，并输出影像用的第1摄像信号。第2拍摄步骤中，通过第2摄像部，拍摄视角标记光，并输出视角标记光检测用的第2摄像信号。标记光检测步骤中，通过标记光检测部，根据第2摄像信号来检测视角标记光。运算步骤中，通过运算部，根据视角标记光，运算自身的摄像视角中的表示其他摄像装置的摄像视角的虚拟视角标记的位置。图像合成步骤中，通过图像合成部，在基于第1摄像信号的影像用图像上图像合成与虚拟视角标记的位置相应的虚拟视角图像而生成合成图像。显示步骤中，将合成图像显示在监视器上。

发明效果

根据本发明，显示将与自身的摄像视角中的表示其他摄像装置的摄像视角的虚拟视角标记的位置相应的虚拟视角图像在影像用图像上图像合成而生成的合成图像，因此能够提供一种不给观看者带来不适感而能够顺利地进行由多台摄像装置生成的多个影像用图像的切换的摄像系统、摄像装置及摄像装置的工作方法。

附图说明

图1是表示在演播室中由2台电视摄像机同时拍摄被摄体的情况的图。

图2是表示摄像系统及电视摄像机的内部结构的图。

图3是表示光瞳分割透镜与标记光源的主视图。

图4是表示合成图像的图。

图5是表示基于电视摄像机的被摄体拍摄的步骤的流程图。

图6是表示使虚拟视角图像的显示形态按每个电视摄像机而有所不同的方式的图。

图7是表示仅图像合成由切换开关选择的电视摄像机的虚拟视角图像的方式的图。

图8是表示仅图像合成由影像切换装置选择影像用图像的电视摄像机的虚拟视角图像的方式的图。

图9是表示具有L字状的投影形状的视角标记光的图。

图10是表示各种投影形状的视角标记光的图。

图11是表示具有格子状的投影形状的视角标记光的图。

图12是表示对示出基于缩放(zooming)操作的摄像视角的变化的变化显示图像进行了图像合成的第2实施方式的合成图像的图。

图13是表示对示出基于摇摄操作的摄像视角的变化的变化显示图像进行了图像合成的第2实施方式的合成图像的图。

图14是表示在电视摄像机的外侧设置标记光源的第3实施方式的立体图。

具体实施方式

[第1实施方式]

图1表示在演播室7中，由作为摄像装置的第1电视摄像机11A及第2电视摄像机11B同时拍摄被摄体的情况。以下的说明中，将与第1电视摄像机11A相关的部分的数字之后附上“A”，将与第2电视摄像机11B相关的部分的数字之后附上“B”来进行区分。在无需特别进行区分的情况下，不附上“A”、“B”来进行说明。

第1电视摄像机11A及第2电视摄像机11B分别具有摄像视角8A及摄像视角8B。摄像视角8A及摄像视角8B是矩形形状。在摄像视角8A的4个角照射有表示摄像视角8A的视角标记光9A。同样地，在摄像视角8B的4个角照射有表示摄像视角8B的视角标记光9B。各视角标记光9A、9B的投影形状是圆形形状。图1中，例示有摄像视角8A、8B的中心大致一致，且在该位置有人物H，摄像视角8B比摄像视角8A宽的情况。

视角标记光9是与可见光不同的波长范围的光，例如为红外光。可见光是大致400nm至750nm左右的波长范围的光。并且，红外光包括750nm至2.5μm的近红外光、2.5μm至50μm的中红外光及50μm以上的远红外光。因此，作为视角标记光9，例如使用750nm至1500nm的波长范围的红外光。另外，也可以将650nm至750nm的红外区域附近的波长范围的可见光用作视角标记光9。

在图2中，第1电视摄像机11A及第2电视摄像机11B与影像切换装置37等一起构成摄像系统2。第1电视摄像机11A及第2电视摄像机11B的内部结构完全相同。因此，图2中，仅图示第1电视摄像机11A的内部结构，并省略第2电视摄像机11B的内部结构。

第1电视摄像机11A具备透镜装置12和相机主体13。透镜装置12能够装卸地安装于相机主体13，并能够进行与其他透镜装置12的更换。

透镜装置12具有摄影透镜14及控制部15。被摄体光入射于摄影透镜14中。被摄体光包括摄像视角8内的人物H和演播室7的地面及墙面，还包括视角标记光9。摄影透镜14例如从被摄体侧具有固定聚焦透镜21、移动聚焦透镜22、变焦透镜23、可变光圈(光圈)24、前侧中继透镜25、分色镜26及后侧中继透镜27。这些光轴O1一致。移动聚焦透镜22能够沿着光轴O1移动。变焦透镜23具有变倍系统及校正系统的透镜28、29。另外，简化图中的各透镜的结构，由1个透镜示出由多个透镜构成的透镜组。

控制部15控制移动聚焦透镜22的位置、变焦透镜23的位置及可变光圈24的光圈值。在控制部15上连接有透镜监视器30及操作部31。透镜监视器30由液晶面板构成。在透镜监视器30上显示有表示透镜装置12的各种设定状态的图形画面等。操作部31具有省略图示的操作键及操作钮。通过操作这些操作键及操作钮，能够一边观察透镜监视器30一边进行透镜装置12的各种设定。

相机主体13具有第1摄像部16及图像处理部17。第1摄像部16拍摄从透镜装置12入射的被摄体光，并输出影像用的第1摄像信号。第1摄像部16具有色分解光学系统32及3个影像用摄像元件33、34、35。色分解光学系统32将被摄体光分解成红色光、绿色光、蓝色光这3个颜色。影像用摄像元件33～35例如由CCD(电荷耦合器件，Charged-coupled devices)或CMOS(互补金属氧化物半导体，Complementary metal-oxide-semiconductor)等固体摄像元件构成，将由色分解光学系统32分解的3色光转换成第1摄像信号。

图像处理部17对从影像用摄像元件33～35输出的第1摄像信号实施指定的处理，而生成影像用图像。图像处理部17具有图像合成部36。图像合成部36在影像用图像上图像合成后述的虚拟视角图像而生成合成图像。图像处理部17向安装在相机主体13的监视器19发送图像合成部36生成的合成图像。监视器19将合成图像显示为实时取景图像(即时预览：live view)。操作电视摄像机11的摄像师一边观察显示于该监视器19的合成图像一边考虑构图等进行拍摄。

图像处理部17向影像切换装置37发送影像用图像。在影像切换装置37上连接有2台切换器监视器38A、38B。切换器监视器38A显示来自第1电视摄像机11A的影像用图像。切换器监视器38B显示来自第2电视摄像机11B的影像用图像。操作影像切换装置37的工作人员观察显示于各切换器监视器38A、38B的各影像用图像，操作影像切换装置37，并选择映出自己想要的构图的影像用图像。由此，来自第1电视摄像机11A及第2电视摄像机11B的各影像用图像在适当时机被切换，作为实况转播图像或记录图像，输出到广播装置或记录装置这样的外部装置39。

影像切换装置37向各电视摄像机11A、11B发送选择影像用图像的电视摄像机11的信息。选择影像用图像的电视摄像机11例如点亮配置在相机主体13的实况转播灯等，并向人物H通知选择影像用图像的意图。

分色镜26在构成中继光学系统的前侧中继透镜25与后侧中继透镜27之间，相对于光轴O1以大致45度的角度倾斜配置。分色镜26反射被摄体光中的视角标记光9，并透射视角标记光9以外的光。本实施方式中，视角标记光9是750nm至1500nm的波长范围的红外光，因此分色镜26反射750nm至1500nm的波长范围的红外光，并透射除此以外的光，例如400nm至750nm左右的波长范围的可见光。即，分色镜26可发挥从被摄体光提取视角标记光9的提取部的功能。通过分色镜26来除去视角标记光9的被摄体光沿着光轴O1被引导至相机主体13的第1摄像部16。另一方面，视角标记光9通过分色镜26以90度的角度反射，并沿着与光轴O1正交的光轴O2被引导至基于光瞳分割的相位差方式的自动对焦位置40。

自动对焦位置40具有第2摄像部41及焦点控制部42。第2摄像部41具有标记光源43、光瞳分割透镜44、遮光板45及聚焦传感器46。光瞳分割透镜44配置于与摄影透镜14的射出光瞳的多个光瞳区域对应的遮光板45的位置。聚焦传感器46由与视角标记光9感应并将其转换成电信号的成像元件构成。第2摄像部41利用聚焦传感器46拍摄通过了光瞳分割透镜44的视角标记光9，并输出第2摄像信号。第2摄像部41向焦点控制部42及标记光检测部47输出第2摄像信号。

焦点控制部42具有焦点位置计算部48。焦点位置计算部48根据来自聚焦传感器46的第2摄像信号，检测摄影透镜14的焦点的偏差(散焦量)。焦点控制部42以将散焦量设为“0”的方式使移动聚焦透镜22沿着光轴O1移动。由此，进行自动焦点控制，以成为对焦位置。如此，第2摄像部41是将摄影透镜14的焦点控制在对焦位置的焦点控制用的摄像部，第2摄像信号用于检测视角标记光，也用于控制焦点。并且，视角标记光9兼作焦点控制用的光。另外，基于光瞳分割的相位差方式的散焦量的计算及基于此的焦点控制众所周知，从而省略详细的说明。

如图3所示，遮光板45分别具有4个标记光源43和光瞳分割透镜44。光瞳分割透镜44等间隔地设置于遮光板45的上下左右，标记光源43设置于相邻的光瞳分割透镜44之间。标记光源43由LED(发光二极管，light emitting diode)或激光器构成。

在图2中，在标记光源43上连接有光源驱动器49。标记光源43在光源驱动器49的控制下，以指定的发光模式来使视角标记光9发光。从标记光源43发出的视角标记光9沿着光轴O2被引导至分色镜26，并利用分色镜26以90度的角度被反射，沿着光轴O1穿过摄影透镜14内部，如图1所示朝向演播室7的被摄体照射。若视角标记光9与被摄体接触，则该反射光经由摄影透镜14、分色镜26、光瞳分割透镜44而被引导至聚焦传感器46。

在光源驱动器49上连接有控制部15的发光模式变更部50。从存储器51例如向发光模式变更部50赋予10种发光模式。各发光模式中，闪烁的间隔(发光的ON-OFF时间)和/或发光强度不同。发光模式变更部50在10种发光模式中，经由操作部31设定通过摄像师等选择的1个发光模式。光源驱动器49控制标记光源43，以使在由发光模式变更部50设定的发光模式下发出视角标记光9。

对视角标记光9A、9B设定有不同的发光模式。通过识别视角标记光9A、9B的发光模式，能够确定视角标记光9的照射源是否为各电视摄像机11A、11B中的任一标记光源43。因此，通过确定视角标记光9的照射源，能够推测各电视摄像机11A、11B的摄像视角8A、8B。

如图3所示，在本实施方式中，在光瞳分割透镜44之间配置有标记光源43。如此，独立设置有发出视角标记光9的标记光源43及接收视角标记光9的光瞳分割透镜44，因此如图1所示，不阻碍光瞳分割透镜44的视角标记光9的受光，而能够向摄像视角8的4个角照射视角标记光9。而且，从标记光源43发出的视角标记光9经由包括变焦透镜23的摄影透镜14朝向被摄体照射。由此，能够与摄影透镜14的变焦倍率无关地始终向摄像视角8的4个角附近的一定位置照射视角标记光9。并且，不仅是变焦倍率，也能够与被摄体的距离无关地始终向摄像视角8的4个角附近的一定位置照射视角标记光9。

在图1所示的状态下，在第1电视摄像机11A的摄影透镜14A中，入射有仅包括自身的视角标记光9A的被摄体光。另一方面，在第2电视摄像机11B的摄影透镜14B中，入射有除了自身的视角标记光9B之外，还包括来自第1电视摄像机11A的视角标记光9A的被摄体光。视角标记光9A、9B是与可见光不同的波长范围的红外光，并且由分色镜26反射而被引导至第1摄像部16，因此不会对从第1摄像部16输出的第1摄像信号带来影响。

标记光检测部47根据来自第2摄像部41的第2摄像信号，检测视角标记光9。具体而言，在基于第2摄像信号的图像中，作为视角标记光9而检测在一定的发光模式下发光的区域。而且，根据发光模式，确定已检测的视角标记光9是否为从自身的标记光源43发出的视角标记光，或是否为从其他电视摄像机11的标记光源43发出的视角标记光。视角标记光9的各发光模式及设定有各发光模式的各电视摄像机11的对应关系存储于存储器51中。标记光检测部47参考该对应关系来确定视角标记光9的照射源。标记光检测部47向运算部52输出视角标记光9的检测结果与视角标记光9的照射源的特定结果。

运算部52根据标记光检测部47的视角标记光9的检测结果，运算自身的摄像视角8中的表示其他电视摄像机11的摄像视角8的虚拟视角标记的位置。基于第2摄像信号的图像与自身的摄像视角8的位置关系预先存储于存储器51。运算部52参考该对应关系来进行上述运算。虚拟视角标记的位置是指，存在于自身的摄像视角8内的、其他电视摄像机11的视角标记光9的投影位置。例如，在图1所示的状态下，第2电视摄像机11B的运算部52B根据视角标记光9A的检测结果，运算自身的摄像视角8B中的表示第1电视摄像机11A的摄像视角8A的虚拟视角标记的位置(视角标记光9A的投影位置)。运算部52向图像合成部36发送已运算的虚拟视角标记的位置。

运算部52根据虚拟视角标记的位置，求出表示其他电视摄像机11的摄像视角8的框的虚拟视场框。具体而言，根据由连结虚拟视角标记的线段构成的矩形框确定虚拟视场框。运算部52向图像合成部36输出虚拟视场框的特定结果。

运算部52仅运算基于来自其他电视摄像机11的视角标记光9的虚拟视角标记的位置，关于自身的视角标记光9，不运算虚拟视角标记的位置。例如，在图1所示的状态下，第2电视摄像机11B的运算部52B中，自身的视角标记光9B存在于自身的摄像视角8B内，但不运算视角标记光9B的虚拟视角标记的位置。关于虚拟视场框，运算部52也同样地不确定自身的虚拟视场框。由来自标记光检测部47的视角标记光9的照射源的特定结果可知，视角标记光9是否为自身的视角标记光。

图像合成部36生成与来自运算部52的虚拟视角标记的位置及虚拟视场框相应的虚拟视角图像。而且，图像合成虚拟视角图像及基于来自第1摄像部16的第1摄像信号的影像用图像而生成合成图像。

在图1所示的状态下，图4示出显示于第2电视摄像机11B的监视器19B的合成图像55B。该合成图像55B在通过第2电视摄像机11B拍摄的、映出人物H和演播室7的地面及墙面的影像用图像上，图像合成表示来自第1电视摄像机11A的视角标记光9A的虚拟视角标记图像56A及表示第1电视摄像机11A的摄像视角8A的框的虚拟视场框图像57A作为虚拟视角图像。虚拟视角标记图像56A是与视角标记光9的投影形状相同的圆形形状。

第2电视摄像机11B的摄像师通过自己的监视器19B观察合成图像55B，由此除了自身当前拍摄的构图之外，还能够容易地掌握由第1电视摄像机11A当前拍摄的构图。由此，第2电视摄像机11B的摄像师根据第1电视摄像机11A的构图，能够立刻确定自身的构图，并能够通过第2电视摄像机11B对第1电视摄像机11A的影像用图像拍摄不给观看者带来不适感的影像用图像。

另外，省略图示，但在图1所示的状态下，在第1电视摄像机11A的摄像视角8A内未照射有来自第2电视摄像机11B的视角标记光9B，因此在显示于第1电视摄像机11A的监视器19A的合成图像55A中未图像合成有表示视角标记光9B的虚拟视角标记图像56B及表示摄像视角8B的框的虚拟视场框图像57B。即，合成图像55A是基于来自第1电视摄像机11A的第1摄像部16A的第1摄像信号的影像用图像其本身。

以下，参考图5的流程图，与本实施方式的摄像系统2的作用一起对使用摄像系统2的演播室7中的拍摄方法进行说明。首先，启动电视摄像机11，开始基于电视摄像机11的被摄体的拍摄。被摄体光入射于摄影透镜14。并且，视角标记光9从标记光源43朝向被摄体照射(步骤ST10)。

入射于摄影透镜14的被摄体光中，除去视角标记光9的光透射分色镜26而被引导至第1摄像部16，视角标记光9由分色镜26反射而被引导至第2摄像部41(步骤ST11，提取步骤)。第1摄像部16中，拍摄除去视角标记光9的被摄体光，并输出有第1摄像信号(步骤ST12，第1拍摄步骤)。第1摄像信号在图像处理部17中转换成影像用图像。另一方面，第2摄像部41中，拍摄视角标记光9，并输出有第2摄像信号(步骤ST13，第2拍摄步骤)。第2摄像信号在焦点控制部42中用于焦点控制，并且输出到标记光检测部47。

标记光检测部47中，根据第2摄像信号来检测视角标记光9(步骤ST14，标记光检测步骤)。并且，根据视角标记光9的发光模式来确定视角标记光9的照射源(步骤ST15)。这些视角标记光9的检测结果及视角标记光9的照射源的特定结果输出到运算部52。

运算部52中，根据视角标记光9的检测结果，运算虚拟视角标记的位置，并且确定虚拟视场框(步骤ST16，运算步骤)。此时，仅运算并确定基于来自其他电视摄像机11的视角标记光9的虚拟视角标记的位置及虚拟视场框。虚拟视角标记的位置的运算结果及虚拟视场框的特定结果被发送至图像合成部36。

图像合成部36中，作为虚拟视角图像而生成虚拟视角标记图像56及虚拟视场框图像57，这些图像合成为图像处理部17中图像处理的影像用图像(步骤ST17，图像合成步骤)。在进行该图像合成时，根据来自运算部52的虚拟视角标记的位置的运算结果，在其他电视摄像机11的视角标记光9的投影位置上图像合成虚拟视角标记图像56。并且，根据虚拟视场框的特定结果，在与视角标记光9的投影位置对应的、其他电视摄像机11的摄像视角8的框中图像合成虚拟视场框图像57。而且，如图4所示，在监视器19上显示合成图像55(步骤ST18，显示步骤)。另外，如本实施方式的第1电视摄像机11A那样，在步骤ST14、15中，在未检测出其他电视摄像机11的视角标记光9的情况下，省略步骤ST16、17，在监视器19上显示影像用图像。

如此，将与自身的摄像视角8中的表示其他摄像装置的摄像视角8的虚拟视角标记的位置相应的虚拟视角图像(虚拟视角标记图像56及虚拟视场框图像57)在影像用图像上图像合成并将生成的合成图像55显示在监视器19上，因此摄像师通过观察显示于监视器19的合成图像55，与自身的构图同时判断在其他电视摄像机11中是以什么样的构图来拍摄的。因此，也不会在摄像师确定构图时产生延迟，来不及切换基于影像切换装置37的影像用图像，从而输出给观看者带来不适感的影像用图像。因此，不给观看者带来不适感，而能够顺利地进行影像用图像的切换。

将设置于焦点控制用的摄像部即第2摄像部41的焦点控制用的光源用作标记光源43，并将焦点控制用的光用作视角标记光9，因此能够有效利用大体的电视摄像机11所具备的原有的焦点控制用的光源。无需另行设置视角标记光9专用的光源，因此能够抑制组件成本，并且能够有助于电视摄像机11的紧凑化。

将视角标记光9设成与可见光不同的波长范围的光，因此视角标记光9闪烁而不会妨碍拍摄。

另外，第1实施方式中，在监视器19上显示了由虚拟视角标记图像56及虚拟视场框图像57构成的虚拟视角图像，但虚拟视角图像也可以仅为虚拟视角标记图像56或虚拟视场框图像57中的一个。并且，虚拟视角标记图像56的形状可以是与视角标记光9的投影形状相同的形状(本实施方式中为圆形形状)，也可以是与视角标记光9的投影形状不同的形状(本实施方式中，为三角形、四边形、其他多边形或L字形等)。

上述实施方式中，例示了具备2台电视摄像机11A、11B的摄像系统2，但也可以是具备3台以上的电视摄像机11的摄像系统。该情况下，自身以外的其他电视摄像机11的台数成为2台以上。图像合成部36可以图像合成2台以上的所有其他电视摄像机11的虚拟视角图像，该情况下，优选如图6所示，使虚拟视角图像的显示形态按每个其他电视摄像机11而有所不同。

图6是在具备3台电视摄像机11A、11B、11C的摄像系统中，显示于第3电视摄像机11C(未图示)的监视器19C的合成图像55C的例子。在合成图像55C中，显示有：表示来自第1电视摄像机11A的视角标记光9A的虚拟视角标记图像56A、表示第1电视摄像机11A的摄像视角8A的框的虚拟视场框图像57A以及表示来自第2电视摄像机11B的视角标记光9B的虚拟视角标记图像56B及表示第2电视摄像机11B的摄像视角8B的框的虚拟视场框图像57B。虚拟视角标记图像56A及虚拟视场框图像57A与虚拟视角标记图像56B及虚拟视场框图像57B如图示，附上电视摄像机11的名称，或者颜色、线型、线的粗细不同，或者其中一个闪烁等显示形态不同。如此，在图像合成2台以上的其他电视摄像机11的虚拟视角图像的情况下，使虚拟视角图像的显示形态按每个其他电视摄像机11而有所不同，从而摄像师能够一眼区分虚拟视角图像。

并且，通过将从其他电视摄像机11中选择图像合成虚拟视角图像的电视摄像机11的切换开关设置在操作部31，图像合成部36图像合成由切换开关选择的电视摄像机11的虚拟视角图像，由此可以任意地切换并显示虚拟视角图像。能够由切换开关选择的电视摄像机11的台数可以是1台也可以是多台。如此，摄像师能够知晓自身所希望的其他电视摄像机11的构图。

图7与图6的情况同样地，在具备3台电视摄像机11A、11B、11C的摄像系统中，示出显示于第3电视摄像机11C的监视器19C的合成图像55C的例子。在此，设成由操作部31的切换开关选择第2电视摄像机11B。该情况下，图像合成部36中，未图像合成未由切换开关选择的第1电视摄像机11A的虚拟视角标记图像56A及虚拟视场框图像57A，而仅图像合成由切换开关选择的第2电视摄像机11B的虚拟视角标记图像56B及虚拟视场框图像57B。因此，不同于图6的情况，在合成图像55C上仅显示有虚拟视角标记图像56B及虚拟视场框图像57B。

而且，如图8所例示那样，也可以仅图像合成由影像切换装置37选择影像用图像的电视摄像机11的虚拟视角图像。

图8与图6、图7的情况同样地，在具备3台电视摄像机11A、11B、11C的摄像系统中，示出显示于第3电视摄像机11C的监视器19C的合成图像55C的例子。在此，设成由影像切换装置37选择第2电视摄像机11B的影像用图像。该情况下，图像合成部36中，未图像合成未由影像切换装置37选择的第1电视摄像机11A的虚拟视角标记图像56A及虚拟视场框图像57A，仅图像合成由影像切换装置37选择的第2电视摄像机11B的虚拟视角标记图像56B及虚拟视场框图像57B。因此，不同于图6的情况，在合成图像55C上仅显示有虚拟视角标记图像56B及虚拟视场框图像57B。

摄像师最想确认构图的电视摄像机11是由当前影像切换装置37选择影像用图像的电视摄像机11。因此，若仅图像合成由影像切换装置37选择影像用图像的电视摄像机11的虚拟视角图像，则能够实现最低限的目的。并且，如图6那样，相比显示所有其他电视摄像机11的虚拟视角图像的情况，合成图像55的显示清晰而容易观察。

[变形例1]

另外，如第1实施方式那样，若视角标记光9仅仅是如圆形形状那样的没有指向性的形状，则在向没有反射视角标记光9的墙壁等的屋外的空间照射视角标记光9的情况或标记光源43产生故障的情况等，在未检测出位于4个中的摄像视角8的相同的边侧的2个视角标记光9的情况下，变得无法从视角标记光9正确地检测摄像视角8。因此，如图9所示，变形例1中，向摄像视角8的4个角附近照射构成摄像视角8的角的成为沿着正交的2个直线的投影形状的L字状的视角标记光61、62、63、64。另外，视角标记光61～64只要是代替L字状，将构成摄像视角8的角的沿着正交的2个直线的直线设成2个边的直角三角形(参考图10(A))等，由1个视角标记光判断摄像视角8的方向的形状即可。

在L字状的视角标记光61～64中，如摄像视角8的横边59及纵边60的长度的例如1/10的长度那样，以一定比率形成各边的长度L1、L2。并且，使各视角标记光61～64的投影位置位于从摄像视角8的4个角向内侧分开L1、L2的位置。通过如此构成，L字状的视角标记光61～64中，由沿着横边59的长度L1及沿着纵边60的长度L2可知摄像视角8的横边59及纵边60的长度，并且沿着横边59的长度L1及沿着纵边60的长度L2不同，因此通过长度L1的部分与长度L2的部分的位置关系，可知该视角标记光是否属于摄像视角8的4个角中的任一个。因此，只要检测出L字状的视角标记光61～64中的一个，就能够正确地检测摄像视角8，并能够使虚拟视场框图像57在合成图像55中正确地再现。

另外，L字状的视角标记光61～64的各边的长度L1、L2可以与摄像视角8的横边59及纵边60无关地进行规定。该情况下，判断摄像视角8的横边59与纵边60的比(画面纵横比)，因此只要检测出2个视角标记光，就能够正确地检测摄像视角8。例如，若通过确定纵边60来判断该长度，则能够根据画面纵横比确定横边59，并能够使虚拟视场框图像57在合成图像55中正确地再现。例如，若检测出摄像视角8的上侧的横边59附近的2个视角标记光61、63或位于摄像视角8的对角的2个视角标记光62、63，则能够正确地检测摄像视角8，并能够使虚拟视场框图像57在合成图像55中正确地再现。

[变形例2]

第1实施方式中，作为按每个电视摄像机11变更的视角标记光9的发光模式，例示了闪烁的间隔、发光强度，但代替于此或者除此之外，变形例2中，按每个电视摄像机11变更视角标记光9的投影形状。例如，除了如图1所示的圆形形状的视角标记之外，如图10(A)、图10(B)、图10(C)所示，利用三角形、四边形、其他多边形(图10中为星形)的各种投影形状的视角标记光65、66、67等来识别来自各电视摄像机11的各视角标记光。在该情况下，通过从基于第2摄像信号的图像提取具有指定的形状的区域，能够根据各视角标记光的投影形状来确定其照射源。

[变形例3]

第1实施方式中，向摄像视角8的4个角附近的一定位置照射视角标记光9。代替于此或者除此之外，图11所示的变形例3中，照射格子状的视角标记光70。视角标记光70具有与摄像视角8的横边及纵边平行的多根格子线71。视角标记光70的最外框比摄像视角8的框小一圈或与摄像视角8的框一致。在该情况下，即使未反射视角标记光70的一部分的格子线71的情况下，也使用反射的其他格子线71来补充未反射的格子线71，从而能够知晓其他电视摄像机11的摄像视角8。并且，虽然省略了图示，但不仅向摄像视角8的4个角，也可以向摄像视角8的中心照射视角标记光，在该情况下，变得进一步容易确定摄像视角8。

[第2实施方式]

第1实施方式中，将在影像用图像上图像合成虚拟视角标记图像56及虚拟视场框图像57的合成图像55显示在监视器19上。对此，图12及图13所示的第2实施方式的合成图像55中，除了虚拟视角标记图像56及虚拟视场框图像57之外，还在影像用图像上作为变化显示图像而图像合成箭头75、76。箭头75、76表示现虚拟视角图像相对于旧虚拟视角图像而发生变化的方向。旧虚拟视角图像是指比当前早一定时间之前(例如1～3秒左右之前)的虚拟视角图像，现虚拟视角图像是指当前的虚拟视角图像。

该情况下，控制部15预先将由运算部52运算出的一定时间之前的虚拟视角标记的位置(在图12及图13中为以虚线表示的虚拟视角标记图像56-0的位置，以下称为旧虚拟视角标记位置)存储于存储器51。图像合成部36对存储于存储器51的旧虚拟视角标记位置及当前的虚拟视角标记的位置(在图12及图13中为以实线表示的虚拟视角标记图像56-1的位置，以下，称为现虚拟视角标记位置)进行比较。在旧虚拟视角标记位置与现虚拟视角标记位置相同的情况下，图像合成部36理所当然地未图像合成作为变化显示图像的箭头75、76。在旧虚拟视角标记位置与现虚拟视角标记位置不同的情况下，图像合成部36求出从旧虚拟视角标记位置朝向现虚拟视角标记位置的箭头75，并将其在影像用图像上图像合成。并且，与箭头75一起图像合成箭头76，该箭头76表示由现虚拟视角标记位置可知的当前的摄像视角8的位置(图12及图13中为以实线表示的虚拟视场框图像57-1的位置)相对于表示由旧虚拟视角标记位置可知的一定时间之前的摄像视角8的位置(在图12及图13中以虚线表示的虚拟视场框图像57-0的位置)的变化方向。

图12表示在由其他电视摄像机11进行缩放操作的情况，图13表示由其他电视摄像机11进行摇摄操作的情况。如此，将作为变化显示图像的箭头75、76在影像用图像上图像合成而显示，从而能够容易地掌握其他电视摄像机11的摄像师最近进行了什么样的操作。另外，图12及图13中，以虚线表示缩放操作前或者摇摄操作前的人物H，但实际上未显示有操作前的人物H。并且，图12及图13中，省略演播室7的地面及墙面的图示。另外，也可以仅显示箭头75、76中的任一个。并且，虚拟视角标记图像56-0及虚拟视场框图像57-0也可以省略显示。

上述实施方式中，在遮光板45设置标记光源43，但只要配置于基于光瞳分割的遮光区域内(光瞳分割的透射光区域外)即可，也可以设置于遮光板45以外的位置。并且，上述实施方式中，在1片遮光板45上设置多个光瞳分割透镜44，但遮光板45可以按每个光瞳分割透镜44或者按每个集合若干的光瞳分割透镜44的光瞳分割组分割设置。并且，聚焦传感器46也可以根据光瞳分割透镜44的分割数或配置状态，按每个光瞳分割透镜或光瞳分割组设置。

[第3实施方式]

上述实施方式中，在基于光瞳分割的遮光区域内设置标记光源。代替于此，图14所示的第3实施方式中，在电视摄像机80的透镜装置81的外侧设置标记光源82，并朝向被摄体照射视角标记光83。在该情况下，调整通过摄影透镜14的光轴O1与视角标记光83的光轴不一致而产生的、实际的摄像视角8及用于表示该摄像视角8的视角标记光83之间的偏差。根据该第3实施方式，也能够以与第1实施方式相同的方式知晓其他电视摄像机11的摄像视角8。

本发明并不限于上述实施方式或变形例，只要不脱离本发明的主旨，当然能够采用各种结构。例如，也能够适当组合上述实施方式及变形例。

另外，除了电视摄像机以外，本发明还能够应用于数码相机、移动电话、智能手机等摄像装置。

符号说明

7-演播室，8、8A、8B-摄像视角，9、9A、9B、61、62、63、64、65、66、67、70、83-视角标记光，11、80-电视摄像机，11A-第1电视摄像机，11B-第2电视摄像机，11C-第3电视摄像机，12、81-透镜装置，13-相机主体，14、14A、14B-摄影透镜，15-控制部，16-第1摄像部，17-图像处理部，19、19A、19B、19C-监视器，21-固定聚焦透镜，22-移动聚焦透镜，23-变焦透镜，24-可变光圈，25-前侧中继透镜，26-分色镜(提取部)，27-后侧中继透镜，28、29-透镜，30-透镜监视器，31-操作部，32-色分解光学系统，33、34、35-影像用摄像元件，36-图像合成部，37-影像切换装置，38A、38B-切换器监视器，39-外部装置，40-自动对焦位置，41-第2摄像部，42-焦点控制部，43、82-标记光源，44-光瞳分割透镜，45-遮光板，46-聚焦传感器，47-标记光检测部，48-焦点位置计算部，49-光源驱动器，50-发光模式变更部，51-存储器，52、52B-运算部，55、55A、55B、55C-合成图像，56、56A、56B、56-0、56-1-虚拟视角标记图像(虚拟视角图像)，57、57A、57B、57-0、57-1-虚拟视场框图像(虚拟视角图像)，59-横边，60-纵边，71-格子线，75、76-箭头(变化显示图像)，H-人物，O1、O2-光轴，ST10～ST18-步骤，L1、L2-视角标记光的各边的长度。

Claims (13)

1.一种摄像系统，由多台摄像装置同时拍摄被摄体，其中，

所述摄像装置具有：

摄影透镜，入射有包括从自身以外的其他摄像装置照射且表示所述其他摄像装置的摄像视角的视角标记光的被摄体光；

提取部，从所述被摄体光提取所述视角标记光；

第1摄像部，拍摄通过所述提取部除去所述视角标记光的所述被摄体光，并输出影像用的第1摄像信号；

第2摄像部，拍摄所述视角标记光，并输出所述视角标记光检测用的第2摄像信号；

标记光检测部，根据所述第2摄像信号来检测所述视角标记光；

运算部，根据所述视角标记光，运算自身的摄像视角中的表示所述其他摄像装置的摄像视角的虚拟视角标记的位置；

图像合成部，在基于所述第1摄像信号的影像用图像上图像合成与所述虚拟视角标记的位置相应的虚拟视角图像而生成合成图像；及

监视器，显示所述合成图像。

2.根据权利要求1所述的摄像系统，其中，

所述摄像装置具有照射所述视角标记光的标记光源。

3.根据权利要求2所述的摄像系统，其中，

所述第2摄像部是将所述摄影透镜的焦点控制在对焦位置的焦点控制用的摄像部，

所述标记光源设置于所述第2摄像部，

所述视角标记光兼作所述焦点控制用的光，并经由所述摄影透镜而朝向所述被摄体照射。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的摄像系统，其中，

所述图像合成部除了所述虚拟视角图像之外，还在所述影像用图像上图像合成表示当前的所述虚拟视角图像相对于比当前早一定时间之前的所述虚拟视角图像的变化的变化显示图像。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的摄像系统，其中，

所述视角标记光中，发光模式按每个所述多台摄像装置而不同。

6.根据权利要求5所述的摄像系统，其中，

所述发光模式为闪烁的间隔、发光强度、投影形状中的任一个。

7.根据权利要求5或6所述的摄像系统，其中，

在图像合成2台以上的所述其他摄像装置的所述虚拟视角图像的情况下，所述图像合成部使所述虚拟视角图像的显示形态按每个所述其他摄像装置而有所不同。

8.根据权利要求5至7中任一项所述的摄像系统，其中，

所述摄像装置具备从所述其他摄像装置中选择图像合成所述虚拟视角图像的摄像装置的操作部，

所述图像合成部图像合成由所述操作部选择的摄像装置的所述虚拟视角图像。

9.根据权利要求5至8中任一项所述的摄像系统，其具备：

影像切换装置，从由所述多台摄像装置各自生成的多个所述影像用图像中选择1个所述影像用图像而输出到外部装置，

所述图像合成部在所述其他摄像装置中，仅图像合成由所述影像切换装置选择所述影像用图像的所述摄像装置的所述虚拟视角图像。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的摄像系统，其中，

所述摄像视角设成矩形形状，

所述视角标记光是构成所述摄像视角的角的沿着正交的2个直线的投影形状。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的摄像系统，其中，

所述视角标记光是与可见光不同的波长范围的光。

12.一种摄像装置，其用于由多台摄像装置同时拍摄被摄体的摄像系统中，该摄像装置具有：

摄影透镜，入射有包括从自身以外的其他摄像装置照射且表示所述其他摄像装置的摄像视角的视角标记光的被摄体光；

提取部，从所述被摄体光提取所述视角标记光；

第1摄像部，拍摄通过所述提取部除去所述视角标记光的所述被摄体光，并输出影像用的第1摄像信号；

第2摄像部，拍摄所述视角标记光，并输出所述视角标记光检测用的第2摄像信号；

标记光检测部，根据所述第2摄像信号来检测所述视角标记光；

运算部，根据所述视角标记光，运算自身的摄像视角中的表示所述其他摄像装置的摄像视角的虚拟视角标记的位置；

图像合成部，在基于所述第1摄像信号的影像用图像上图像合成与所述虚拟视角标记的位置相应的虚拟视角图像而生成合成图像；及

监视器，显示所述合成图像。

13.一种摄像装置的工作方法，该摄像装置用于由多台摄像装置同时拍摄被摄体的摄像系统中，

该摄像装置的工作方法具备如下步骤：

提取步骤，通过提取部而从包括从自身以外的其他摄像装置照射且表示所述其他摄像装置的摄像视角的视角标记光的被摄体光提取所述视角标记光；

第1拍摄步骤，通过第1摄像部，拍摄通过所述提取步骤除去所述视角标记光的所述被摄体光，并输出影像用的第1摄像信号；

第2拍摄步骤，通过第2摄像部，拍摄所述视角标记光，并输出所述视角标记光检测用的第2摄像信号；

标记光检测步骤，通过标记光检测部，根据所述第2摄像信号来检测所述视角标记光；

运算步骤，通过运算部，根据所述视角标记光，运算自身的摄像视角中的表示所述其他摄像装置的摄像视角的虚拟视角标记的位置；

图像合成步骤，通过图像合成部，在基于所述第1摄像信号的影像用图像上图像合成与所述虚拟视角标记的位置相应的虚拟视角图像而生成合成图像；及

显示步骤，将所述合成图像显示在监视器上。