JP2003298926A - スローモーションの撮影方法、撮影装置、撮影・再生方法、及び撮影・再生装置 - Google Patents

スローモーションの撮影方法、撮影装置、撮影・再生方法、及び撮影・再生装置

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JP2003298926A JP2002102496A JP2002102496A JP2003298926A JP 2003298926 A JP2003298926 A JP 2003298926A JP 2002102496 A JP2002102496 A JP 2002102496A JP 2002102496 A JP2002102496 A JP 2002102496A JP 2003298926 A JP2003298926 A JP 2003298926A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 高速動作する撮像素子や録画装置を必要とし
ない、スローモーションの撮影・再生方法及び撮影・再
生装置を提供する。 【解決手段】 それぞれが略同じ視野を撮影するように
設置されるシャッター11を備えた複数のカメラ10
と、各カメラ10が順次時間的にずれた映像を撮影する
ように各カメラ10のシャッター11の開口タイミング
を設定する開口タイミング設定手段15と、各カメラ1
0が撮影した映像を記録する録画装置20と、録画装置
20に記録された映像を、撮影時の毎秒コマ数より少な
い毎秒コマ数で、かつ撮影時の順序で順次映し出すよう
録画装置20とモニタ40との接続を切り換える切換機
30とを備えるように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、スローモーション
の撮影方法、撮影装置、撮影・再生方法、及び撮影・再
生装置に関し、詳しくは、高速で生じる現象を高倍率の
スローモーションで撮影・再生するスローモーションの
撮影方法、撮影装置、撮影・再生方法、及び撮影・再生
装置に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、スローモーションを滑らかに撮
影・再生する場合には、通常の毎秒フィールド数より多
い毎秒フィールド数で撮影して録画し、この録画したデ
ータを通常の毎秒フィールド数で再生している。例え
ば、毎秒60フィールドで記録する通常のNTSC(Nat
ional Television System Committee)のテレビ映像を2
倍のスローモーションの映像にする場合には、撮影時に
毎秒120フィールドで撮影して録画し、この録画した
データを毎秒60フィールドで再生すればよい。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、スポーツ選手
の動作や、水の流れなどの自然現象、又は爆発・破壊現
象の解析をするために、高倍率のスローモーションを撮
影・再生しようとすると、従来の撮影・再生方法では困
難が生じる。すなわち、従来の方法で高倍率のスローモ
ーションを撮影するときには、一般にその倍率の速さで
動作する撮像素子を備えたカメラや、録画装置が必要と
なるため、これまでの規格と異なる専用の装置が必要に
なるのみならず、ある倍率以上になると技術的に困難に
なる。そこで、本発明では、特に高速動作するカメラを
必要としない、スローモーションの撮影方法、撮影装
置、撮影・再生方法及び撮影・再生装置を提供すること
を目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】前記した課題を解決する
ため、本発明の請求項1は、シャッターを備えた複数の
カメラを用いてスローモーションを撮影する方法であっ
て、前記各カメラをそれぞれが同等の視野を撮影するよ
うに設置し、これらの各カメラが時間的にずれた映像を
撮影するように、前記各カメラのシャッターの開口タイ
ミングをずらすとともに、前記各カメラのシャッターの
開口時間を前記各カメラの1フィールド時間に対して短
い時間とすることを特徴とする。
【0005】このようなスローモーションの撮影方法に
よれば、各カメラのシャッターの開口タイミングをずら
し、かつそのカメラの1フィールド時間より短い時間の
開口時間とすることにより、順次時間的にずれた映像で
あるとともに、そのカメラの1フィールド時間より短い
時間の映像が各カメラで撮影され、録画される。すなわ
ち、短時間のフィールドを高速動作する撮像素子を用い
ず、シャッターにより時間を区切ることでブレの少ない
映像を撮影することができる。
【0006】また、本発明の請求項2は、それぞれが同
等の視野を撮影するように設置されるシャッターを備え
た複数のカメラと、前記各カメラが順次時間的にずれた
映像を撮影するとともに、各カメラで撮影する映像がそ
のカメラの1フィールド時間に対して短い時間となるよ
うに各カメラのシャッターの開口タイミングを設定する
開口タイミング設定手段と、各カメラが撮影した映像を
記録する録画装置とを備えることを特徴とする。
【0007】このようなスローモーションの撮影装置に
よれば、開口タイミング設定手段により複数のカメラの
開口タイミングが順次時間的にずれ、かつ各カメラで撮
影する時間がそのカメラの1フィールド時間に対して短
い時間となるように、各シャッターが開口される。その
結果、各カメラが撮像する映像はシャッターで短時間に
区切られ、また、時間的に順次ずれる。そして、録画装
置によりこの撮影された各カメラの映像が記録される。
【0008】さらに、本発明の請求項3は、請求項2記
載のスローモーションの撮影装置において、前記複数の
カメラを撮影対象物に対し輻輳して配置したことを特徴
とする。
【0009】本発明において複数のカメラを対象物に対
し輻輳して配置するとは、複数のカメラが同じ向きでは
なく、対象物側に寄り集まる方向を向いて配置する場合
をいう。例えば、対象物の方を向くように配置する場合
が、輻輳した配置であるが、カメラが球面上に配置され
なくても良いし、カメラが完全に対象物の方を向いてい
なくてもよい。このように各カメラを配置することで、
各カメラで撮影した映像内での対象物の位置は、変わり
にくくなるので、スローモーション再生時に対象物のブ
レやちらつきを少なくすることができる。
【0010】また、本発明の請求項4は、請求項3記載
のスローモーションの撮影装置において、前記複数のカ
メラを互いに平行かつ同一平面上に配置したことを特徴
とする。
【0011】このようなスローモーションの撮影・再生
装置によれば、複数のカメラの配置が容易で、また、対
象物のほぼ同じ面を撮影することができる。なお、カメ
ラを平行に配置するとは、カメラのレンズ(撮影方向)
を同じ向きにして配置することを意味する。
【0012】また、本発明の請求項5は、請求項4記載
のスローモーションの撮影装置において、各カメラで撮
影した映像が、一のカメラ位置から撮影したのと等価に
なるように、各カメラで撮影した映像を、カメラ位置に
応じて平行移動する座標変換処理を行う平行位置補正手
段を備えることを特徴とする。
【0013】対象物とカメラの距離が、比較的遠い場合
には、各カメラで撮影した映像内での対象物の位置の差
は小さいのでほとんど問題とならないが、対象物とカメ
ラの距離が比較的近い場合には、各カメラで撮影した映
像内での対象物の位置のズレが再生映像に影響を与える
場合がある。このような場合に、本発明の装置では、平
行位置補正手段によりカメラを配置した時のカメラ位置
に応じて座標変換処理して、一のカメラ位置から撮影し
たのと等価にするので、再生映像のブレやちらつきを少
なくすることができる。
【0014】また、本発明の請求項6は、請求項5記載
のスローモーションの撮影装置において、前記平行位置
補正手段は、少なくとも2つのカメラがそれぞれ撮影し
た映像のずれ、及び映像を比較するカメラ間の距離Wc
に基づき各カメラから対象物までの距離Lsを算出し、
この距離Lsを用いて座標変換を行うことを特徴とす
る。
【0015】この発明は、平行位置補正手段での補正方
法をより具体的にしたものである。複数のカメラの内、
少なくとも2つのカメラが撮影した映像を比較して、そ
れらの映像のずれを求め、また、映像を比較するカメラ
間の距離Wcに基づき、各カメラから対象物までの距離
Lsを算出することができる。そして、この距離Lsに
基づき、各カメラが撮影した映像の、画面内での移動割
合を算出することができるので、各座標変換をすること
が可能である。
【0016】さらに、本発明の請求項7は、請求項4記
載のスローモーションの撮影装置において、前記複数の
カメラの前に、対象物から放射状に広がる光を平行光に
する平行光学系を配置したことを特徴とする。
【0017】このようなスローモーションの撮影装置に
よれば、カメラを平行に配置した場合であっても、カメ
ラを輻輳して配置したのと同じ効果を得ることができ
る。しかも、平行に配置することは容易なだけでなく、
対象物とカメラとの距離が変わった場合でも、平行光学
系の位置を変えるだけで、同じ光学系を維持して映像を
撮影することができる。
【0018】また、本発明の請求項8は、シャッターを
備えた複数のカメラを用いてスローモーションを撮影・
再生する方法であって、前記各カメラをそれぞれが同等
の視野を撮影するように設置し、これらの各カメラが時
間的にずれた映像を撮影するように、前記各カメラのシ
ャッターの開口タイミングをずらすとともに、前記各カ
メラのシャッターの開口時間を前記各カメラの1フィー
ルド時間に対して短い時間とし、録画した各映像を、撮
影時の毎秒フィールド数より少ない毎秒フィールド数で
ある前記1フィールド時間で、かつ撮影時の順序で順次
映し出すことによりスローモーションを再生することを
特徴とする。
【0019】このようなスローモーションの撮影・再生
方法によれば、各カメラのシャッターの開口タイミング
をずらし、かつそのカメラの1フィールド時間より短い
時間の開口時間とすることにより、順次時間的にずれた
映像であるとともに、そのカメラの1フィールド時間よ
り短い時間の映像が各カメラで撮影され、録画される。
すなわち、短時間のフィールドを高速動作する撮像素子
を用いず、シャッターにより時間を区切ることで撮影
し、録画する。そして、録画した各映像を撮影時の毎秒
フィールド数より少ない毎秒フィールド数で撮影した順
に映し出すことでスローモーションが再生される。
【0020】さらに、本発明の請求項9は、それぞれが
同等の視野を撮影するように設置されるシャッターを備
えた複数のカメラと、前記各カメラが順次時間的にずれ
た映像を撮影するとともに、各カメラで撮影する映像が
そのカメラの1フィールド時間に対して短い時間となる
ように各カメラのシャッターの開口タイミングを設定す
る開口タイミング設定手段と、各カメラが撮影した映像
を記録する録画装置と、前記録画装置に記録された映像
を、撮影時の毎秒フィールド数より少ない毎秒フィール
ド数である前記1フィールド時間で、かつ撮影時の順序
で順次映し出すよう再生するスロー再生手段とを備える
ことを特徴とする。
【0021】このようなスローモーションの撮影・再生
装置によれば、開口タイミング設定手段により複数のカ
メラのシャッターが順次時間的にずれ、かつ各カメラで
撮影する時間がそのカメラの1フィールド時間に対して
短い時間となるように各シャッターが開口される。その
結果、各カメラが撮像する映像はシャッターで短時間に
区切られ、また、時間的に順次ずれる。そして、録画装
置によりこの撮影された映像が記録される。さらに、録
画装置に記録された映像が、スロー再生手段により、撮
影時の毎秒フィールド数より少ない毎秒フィールド数
で、かつ撮影した順序で映し出されることで、スローモ
ーションが再生される。
【0022】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て適宜図面を参照しながら説明する。図1は、一実施形
態に係るスローモーションの撮影・再生装置の構成図で
ある。図1に示すように、一実施形態に係るスローモー
ションの撮影・再生装置1(以下、単に「撮影・再生装
置1」という。)は、第1〜第7カメラ10a〜10g
からなるカメラ群10(以下、カメラを特定しない場
合、単に「カメラ10」という。)と、第1〜第7カメ
ラ10a〜10gに接続された第1〜第7録画装置20
a〜20gからなる録画装置群20(以下、録画装置を
特定しない場合、単に「録画装置20」という)と、各
録画装置20とモニタ40への接続を切り替える切換機
30とを備えている。なお、録画装置20の再生機能と
切換機30とを合わせたものが特許請求の範囲にいうス
ロー再生手段に相当する。
【0023】第1〜第7カメラ10a〜10gは、公知
のカメラに、撮影する映像を短時間に区切る第1〜第7
シャッター11a〜11g(以下、シャッターを特定し
ない場合、単に「シャッター11」という)をそれぞれ
設けたものである。シャッター11は、カメラ10のレ
ンズの前、途中などに機械的に光を遮断する幕、例えば
一部に開口部を有する回転する円板を設けて構成するこ
とができる。また、このような機械的な幕に限らず、カ
メラ内の受光手段であるCCDからの信号を電気的にO
N、OFFして、映像を短時間に区切るように構成する
こともできる。
【0024】各シャッター11は、開口タイミング設定
手段15により、開、閉の状態が制御される。なお、図
2及び後記する図7において、グラフが高い位置にある
ときが、映像が撮影・再生される状態(ON)で、低い
位置にあるときが、映像の切れ目にある状態(OFF)
を示す。開口タイミング設定手段15は、図2(a)に
示す、カメラ10の通常の1フィールドの撮影時間(以
下、この時間を本明細書中で「標準開口時間」とい
う。)よりも、カメラ10の台数分の1の短い時間だけ
シャッター11を開くように制御する。なお、標準開口
時間は、特許請求の範囲にいう1フィールド時間に相当
する。また、シャッター11の開口タイミングは、例え
ば図2(b)に示すように、各カメラが順次開いていく
ように制御される。図2(b)の例で説明すれば、図1
の第1カメラ10aの第1シャッター11aが開き、閉
じた直後に隣の第2カメラ10bの第2シャッター11
bが開き、閉じ、これを順に繰り返して端の第7カメラ
10gの第7シャッター11gが開き、閉じた直後に再
び、第1シャッター11aが開く、ということを繰り返
す。この開口タイミングの順序は、各カメラ10の配置
とは関係なく、任意の順序で開閉させても構わない。
【0025】また、各シャッター11の開口時間は、標
準開口時間の台数分の1(図2の場合、1/7)に限ら
れるものではない。これより、長くても、短くても構わ
ない。開口時間が短いほど、各フィールド内での映像の
ブレが少なくなるので望ましい。ただし、開口時間が短
いと、光量が少なくなるので、レンズの明るさやCCD
の感度に応じて見やすい範囲で開口時間を調節すると良
い。一方、光量が必要な場合には、開口時間を長くすれ
ば良いが、映像にブレが生じるので、撮影の対象物の速
度に応じて見やすい範囲で調節するようにする。開口時
間を短くする場合でも、長くする場合でも、あるシャッ
ター11の開口から、次のシャッター11の開口までの
時間間隔は、標準開口時間の台数分の1(図2では1/
7)にするのが望ましい。
【0026】同様に、あるシャッター11の開口から次
のシャッター11の開口までの時間は、標準開口時間の
台数分の1に限られるものではない。例えば、6台のカ
メラを設置するとして、シャッター11の開口時間を標
準開口時間の1/12とし、標準開口時間中に、6台の
カメラのそれぞれが2フィールドずつ撮影するようにす
ることもできる。また、同じく6台のカメラを設置する
場合でも、シャッター11の開口時間を標準開口時間の
1/3とし、一の標準開口時間中に、3台のカメラで1
フィールドずつ撮影し、次の標準開口時間中に、残りの
カメラ3台で1フィールドずつ撮影するようにし、これ
を繰り返すようにすることもできる。
【0027】録画装置20は、公知の録画装置であり、
録画した映像を1フィールドごとに間歇読み出しができ
る機能を有する。半導体メモリー、ビデオテープ、DV
D−RAM、ハードディスクドライブなど、その種類は
問われない。なお、録画装置20は、必ずしも複数台必
要ではなく、各カメラ10で撮影したデジタル画像とし
ての各フィールドを、一台のコンピュータに取り込み、
ハードディスクドライブに逐次書き込むようにしても良
い。
【0028】モニタ40は、公知のモニタである。カラ
ーかモノクロか、又はブラウン管か、液晶かなど、その
種類は問われない。
【0029】切換機30は、各録画装置20からの信号
のうち、一つの録画装置20からの信号のみを通すよう
に切り換える装置である。その切換えのタイミングは、
ある録画装置20からの信号を、標準開口時間だけモニ
タ40へ接続した後、すぐに次の録画装置20へ接続を
切り換えて、標準開口時間だけモニタ40へ接続する。
より正確には、ある録画装置20と接続し始めてから、
次の録画装置20で接続し始めるまでの時間が標準開口
時間になるように設定される。そして、接続の順序は、
各録画装置20で録画したフィールドの順番に応じ、同
じ順番で映し出される映像が接続されるよう設定され
る。より詳細には後記するが、例えば、図2(c)に示
すように、録画時に前記したように第1カメラ10aか
ら順に第2カメラ10b,・・・第7カメラ10g、第
1カメラ10aの順で録画したならば、再生時には、同
じ順序で映像が再生されている間に録画装置20とモニ
タ40を接続する。
【0030】次に、各カメラ10の配置について説明す
る。図3は、各カメラの配置を示した平面図である。各
カメラ10は、図3に示すように、それぞれが対象物J
を向くように輻輳して配置されている。より具体的に
は、対象物Jを中心とした円上に各カメラのレンズ(撮
影方向)が対象物Jを向くように配置されている。この
ため、各カメラで撮影された対象物Jの位置は、画面上
の同じ位置、例えば中心に位置するようになり、再生時
に対象物Jのブレやちらつきが少なくなる。カメラの台
数が多い場合など、輻輳角θiが大きい場合には、各カ
メラ10で撮影される対象物の向きが異なるが、対象物
Jが遠い場合には、その差は僅かであるので問題となら
ない。差が気になる場合には、各カメラ10での見え方
の差が小さくなるように映像を変換するとよい。なお、
各カメラは、互いになるべく近い方が、各カメラで撮影
する映像の差が小さくなるので好ましいが、特に限定さ
れるものではない。
【0031】以上のような構成の撮影・再生装置1は、
次のように動作する。まず、高速で動く対象物Jを撮影
する際には、標準開口時間の台数分の1の開口時間で第
1カメラ10a、第2カメラ10b、・・・第7カメラ
10gの順でローテーションしながら撮影するように、
各シャッター11a〜11gが開口タイミング設定手段
15により順次開口される。例えば、NTSCのテレビ
映像であれば、標準開口時間が1/60秒であるので、
NTSCのテレビ撮影用のカメラを7台使用する場合に
は、この1/7である1/420秒の開口時間でシャッ
ター11を開口し、順次カメラ10a〜カメラ10gへ
と撮影していく。撮影した各カメラの画像は、例えばN
TSCのテレビ映像用の各録画装置20で各カメラの標
準開口時間かかって並列に録画される。
【0032】録画された映像を再生するときには、各録
画装置20を用いて、録画時と同じ順序で各フィールド
の映像を標準再生時間ずつ、すなわち1/60秒ずつモ
ニタ40へ流すよう切換機30が作動し、映像がモニタ
40上で表示される。この録画装置20の再生をより詳
細に説明すると、例えば半導体メモリーに録画をする場
合において、カメラ10aで撮影した映像が、図2
(a)で示した開口タイミングで撮影した映像を、標準
の毎秒フィールド数で記録し、すべての録画装置20
を、モニタ40における7フィールドに1回のタイミン
グで間歇的に再生し続け、各録画装置20で映像の信号
が送られている間だけ、その録画装置とモニタ40とを
切換機30で接続すればよい。
【0033】以上のような動作によれば、モニタ40上
に表示される映像は、図2(c)に示すように、第1カ
メラ10aのフィールド、第2カメラ10bのフィール
ド、第3カメラ10cのフィールド、・・・のように撮
影されたフィールドの順に、かつ1フィールドが標準開
口時間分だけ映し出されて再生される。この結果、再生
された映像は、撮影時に比べ7倍遅いスローモーション
として再生される。このようにして、本実施形態の撮影
・再生装置1によれば、通常のカメラ、録画装置に、シ
ャッター11、開口タイミング設定手段15、切換機3
0を設けるだけという簡易な構成で、高倍率のスローモ
ーションを撮影・再生することが可能となる。しかも、
カメラ10の感度が許される限り、カメラ10と録画装
置20の台数を増やして同様に動作させるだけで、その
分高倍率のスローモーションを撮影することができる。
なお、再生時の速度は、1フィールドを通常の1フィー
ルド時間で再生するのに限らず、通常の1フィールド時
間より長く、若しくは短くして、スロー再生の倍率を変
更しても構わない。また、1フィールドを複数回繰り返
して再生し、再生スピードの倍率を変更することも可能
である。
【0034】次に、カメラ10の配置の他の例について
説明する。図4は、カメラ10の配置の他の例を示す平
面図である。図4に示す第1〜第7カメラ10a〜10
gは、互いに平行かつ同一平面上に順に並んで配置され
ている。このように配置した場合には、各カメラ10が
撮影する映像は、対峙する撮影の対象物Jのほぼ同じ面
を撮影することが可能である。従って、対象物Jのブレ
やちらつきが少ないスローモーションを撮影・再生する
ことができる。カメラの台数が多い場合等、カメラ10
によりその位置に差が出る場合には、撮影した対象物J
の画面内の位置が撮影したカメラ10に応じてずれる
が、カメラ10から対象物までの距離Lsが大きい場合
には影響が少ないので問題とならない。距離Lsが十分
に大きくない場合など、対象物Jの画面上の位置の差が
大きい場合には、対象物Jの画面上の位置が一致するよ
うに座標変換するように撮影・再生装置1に座標変換手
段を設けると良い。
【0035】例えば、図4において、基準カメラを第4
カメラ10dとし、各カメラで撮影した映像中の対象物
Jの位置が一致するように座標変換する場合を説明す
る。撮影する各カメラ10の画角をφ、カメラ10から
距離Lsでの撮影範囲Ws、第iカメラと基準カメラ
(第4カメラ10d)の距離をLiとすると、画面内で
の対象物Jの画面内での位置を一致させるためには、画
面内で映像を平行移動する割合Li/Wsは、幾何学的
に Li/Ws=Li/(2Lstan(φ/2)) となる。例えば、図4における第1カメラ10aは、対
象物Jの位置が右に Li/(2Lstan(φ/2)) の割合だけずれているので、この割合だけ画像を左に平
行移動させれば、画面内の対象物Jの位置が基準カメラ
(第4カメラ10d)で撮影した映像における対象物J
の位置と一致する。
【0036】ここで、前記した座標変換のためには、各
カメラ10から対象物Jまでの距離Lsがわからなけれ
ばならないが、距離Lsは、複数のカメラ10で撮影し
た映像中の対象物Jのずれから求めることができる。図
5は、平行に配置した2つのカメラから撮影した対象物
Jまでの距離Lsを求める方法を説明する平面図であ
る。図5に示すように、例えば第1カメラ10aから第
7カメラ10gまでの距離をWcとする。また、第1カ
メラ10aで撮影した対象物Jの画面内の位置が画面の
中央から右に角度βaだけずれ、第7カメラ10gで撮
影した対象物Jの画面内の位置が画面の中央から左に角
度βgだけずれたとする。角度βa及び角度βgは、そ
れぞれ画面内の映像から対象物Jを検出し、対象物Jの
画素が中央からどれだけずれているかで求めることがで
きる。このとき、距離Lsは、幾何学的に、 Ls=Wc/(tanβa+tanβg) となる。この距離Lsを用いて前記した平行移動の座標
変換を行えば、撮影位置から対象物Jまでの距離を知ら
ない場合においても、撮影・再生装置1に距離Lsを計
算させ、自動的に座標変換させることで、ブレやちらつ
きの少ないスローモーションを撮影・再生することがで
きる。
【0037】次に、複数のカメラの配置の他の例につい
て説明する。図6は、撮影・再生装置における他の例に
係る複数のカメラの配置を後から見た図である。図6に
示すカメラ10(10a,10b,・・・10y)は、
5行5列に計25個、平行にかつ同一平面上に配置され
ている。すなわち、より多くのカメラ10を使用して高
倍率のスローモーションを撮影・再生しようとする場合
には、このように2次元的に配列させても良い。ここ
で、図6の各四角中に記した数字n(この例では1〜2
5)を使って第nカメラと呼ぶことにする。通常のカメ
ラの標準開口時間が図7(a)に示す長さであったとす
るならば、図6のように25個のカメラ10を使用した
撮影・再生装置1は、各カメラのシャッター11の開口
時間を図7(b)に示すように標準開口時間の1/25
に短くして、第1カメラ10a、第2カメラ10b、・
・・第25カメラ10yで撮影するようにシャッター1
1を順次開口していく。そして、図7(c)に示すよう
に、撮影された映像を25倍遅く、すなわち1フィール
ドを標準開口時間ずつ再生しつつ、切換機30により、
録画装置20とモニタ40の接続を撮影した順序と同じ
順序で接続して映し出す。このようにして、カメラ10
の数を増やすことにより、同様の手段で高倍率のスロー
モーションが撮影・再生される。
【0038】なお、第1〜25カメラの配置は、第1カ
メラ10aから第5カメラ10eまでが一行に順に左か
ら並び、第6カメラ10fは、第5カメラ10eの真下
に配置され、第7カメラ10gから第10カメラ10k
までは、第6カメラ10fの左へ順に一行に並び、以後
同様に、下、右、下、左、下・・・の順に配置されてい
る。これは、撮影順序に従い、隣り合うフィールドを撮
影する2つのカメラがなるべく近くなるように配置した
ものである。このようにすることにより、隣り合うフィ
ールドの視野の差が小さくなり、スローモーションを再
生したときのブレやちらつきが小さくなる。ただし、第
1〜25カメラの配置はこれに限られず、例えば、第6
カメラ10fを第1カメラ10aの下に配置し、第7カ
メラ10gから第10カメラ10kを第6カメラ10f
の右に、順に並べるように配置しても構わない。
【0039】また、このように2次元的にカメラ10を
配置した場合においても、前記した座標変換を同様に行
うことができる。すなわち、横方向だけでなく、縦方向
にも同じ考え方で平行移動させることで、対象物のブレ
やちらつきを小さくすることができる。
【0040】また、カメラの配置は、他にも図8(a)
に示すように2行5列に配置したり、図8(b)に示す
ように円周上に等間隔に配置したりすることもできる。
さらに、前記した図6及び図8(a),(b)のいずれ
の配置においても、各カメラ10を互いに平行に配置す
るのではなく、対象物側に傾けて輻輳して配置すること
も可能である。なお、図8において、丸で示したカメラ
の中の数字は、シャッター11が開口する順序を示して
いる。すなわち、各カメラの撮影順序は、隣りのカメラ
へ次々と撮影していくような順序になっている。
【0041】次に、カメラ10を平行に配置した場合の
応用例について説明する。図9は、この応用例のカメ
ラ、平行光学系、対象物の配置を示した平面図である。
図9に示すカメラ10は、図4の場合と同じように、7
つの第1〜第7カメラ10a〜10gが平行にかつ同一
平面上に配置されている。そして、カメラ10と対象物
Jの間には対象物Jから放射状に広がる光をカメラ10
に向かう平行光にする平行光学系50が配置されてい
る。この平行光学系50により、対象物Jからの光は、
球面状に広がった後、平行光になって、各カメラ10に
入っていく。すなわち、各カメラ10で撮影される映像
は、対象物Jに対し、球面上に、かつ対象物Jに向けて
輻輳して配置した場合と同じ映像となる。従って、図3
のように各カメラ10を輻輳して配置した場合と同様
に、各カメラ10で撮影した映像中の対象物Jの位置が
ほぼ同じとなり、再生したスローモーションのブレやち
らつきが小さくなる。なお、この図9のカメラ配置で
は、対象物Jからの光を平行光学系50で平行光にする
には、平行光学系50を構成する2つのレンズ間の距離
を変えるなどで実現でき、対象物Jから平行光学系50
までの距離Lmが変化しても、2つのレンズ間距離を調
節すればよい。なお、通常のカメラレンズの絞りの位置
が平行光になっているため、平行光学系50はこれと等
価なものでよく、図示したものに限らず、ミラーを利用
するなど、他の構成であってもよい。
【0042】
【発明の効果】以上、詳述したとおり、本発明によれ
ば、以下のような顕著な効果を奏する。請求項1及び請
求項2記載の発明によれば、特別なカメラを使うことな
く、高倍率でブレの少ないスローモーションを撮影する
ことができる。
【0043】請求項3記載の発明によれば、撮影した対
象物のブレやちらつきを少なくすることができる。
【0044】請求項4記載の発明によれば、複数のカメ
ラの配置が容易で、対象物のほぼ同じ面を撮影すること
ができる。
【0045】請求項5記載及び請求項6記載の発明によ
れば、各カメラで撮影した対象物の画面中での位置ずれ
を小さくして、再生映像のブレやちらつきを少なくする
ことができる。
【0046】請求項7記載の発明によれば、カメラの配
置が容易でありながら、カメラを輻輳して配置したのと
同様の効果を得ることができ、しかも対象物とカメラの
距離が変わった場合でも、平行光学系を対象物に合わせ
て移動させるだけで同じ光学系を維持することができ
る。
【0047】請求項8及び請求項9記載の発明によれ
ば、特別な撮像素子や、録画装置を使うことなく、高倍
率でブレの少ないスローモーションを撮影・再生するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】一実施形態に係るスローモーションの撮影・再
生装置の構成図である。
【図2】(a)は通常のカメラのフィールドの時間を示
すグラフ、(b)は本実施形態の各カメラにおけるシャ
ッターの開口タイミングを示すグラフ、(c)は、本実
施形態の撮影・再生装置で再生するときの各カメラの読
み出しタイミングを示すグラフである。
【図3】一実施形態に係るスローモーションの撮影・再
生装置における各カメラの配置を示した平面図である。
【図4】カメラの配置の他の例を示す平面図である。
【図5】平行に配置した2つのカメラから撮影した対象
物までの距離Lsを求める方法を説明する平面図であ
る。
【図6】撮影・再生装置における他の例に係る複数のカ
メラの配置を後から見た図である。
【図7】(a)は通常のカメラのフィールドの時間を示
すグラフ、(b)は図6の各カメラにおけるシャッター
の開口タイミングを示すグラフ、(c)は、図6の各カ
メラで撮影した映像を再生するときの各カメラの読み出
しタイミングを示すグラフである。
【図8】(a),(b)ともに、カメラの配置のさらに
他の例を示す平面図である。
【図9】応用例のカメラ、平行光学系、対象物の配置を
示した平面図である。
【符号の説明】 10 カメラ 15 開口タイミング設定手段 20 録画装置 30 切換機 40 モニタ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G03B 15/16 G03B 15/16 H04N 5/225 H04N 5/225 F // H04N 101:00 101:00 (72)発明者 三谷 公二 東京都世田谷区砧1丁目10番11号 日本放 送協会 放送技術研究所内 (72)発明者 山下 誉行 東京都世田谷区砧1丁目10番11号 日本放 送協会 放送技術研究所内 Fターム(参考) 2H081 DD00 5C022 AA14 AB61 AB62 AB64 AC01 AC69 CA00

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 シャッターを備えた複数のカメラを用い
    てスローモーションを撮影する方法であって、 前記各カメラをそれぞれが同等の視野を撮影するように
    設置し、これらの各カメラが時間的にずれた映像を撮影
    するように、前記各カメラのシャッターの開口タイミン
    グをずらすとともに、前記各カメラのシャッターの開口
    時間を前記各カメラの1フィールド時間に対して短い時
    間とすることを特徴とするスローモーションの撮影方
    法。
  2. 【請求項2】 それぞれが同等の視野を撮影するように
    設置されるシャッターを備えた複数のカメラと、前記各
    カメラが順次時間的にずれた映像を撮影するとともに、
    各カメラで撮影する映像がそのカメラの1フィールド時
    間に対して短い時間となるように各カメラのシャッター
    の開口タイミングを設定する開口タイミング設定手段
    と、各カメラが撮影した映像を記録する録画装置とを備
    えることを特徴とするスローモーションの撮影装置。
  3. 【請求項3】 請求項2記載のスローモーションの撮影
    装置において、前記複数のカメラを撮影対象物に対し輻
    輳して配置したことを特徴とするスローモーションの撮
    影装置。
  4. 【請求項4】 請求項2記載のスローモーションの撮影
    装置において、前記複数のカメラを互いに平行かつ同一
    平面上に配置したことを特徴とするスローモーションの
    撮影装置。
  5. 【請求項5】 請求項4記載のスローモーションの撮影
    装置において、前記各カメラで撮影した映像が、一のカ
    メラ位置から撮影したのと等価になるように、各カメラ
    で撮影した映像を、カメラ位置に応じて平行移動する座
    標変換処理を行う平行位置補正手段を備えることを特徴
    とするスローモーションの撮影装置。
  6. 【請求項6】 請求項5記載のスローモーションの撮影
    装置において、前記平行位置補正手段は、少なくとも2
    つのカメラがそれぞれ撮影した映像のずれ、及び映像を
    比較するカメラ間の距離Wcに基づき各カメラから対象
    物までの距離Lsを算出し、この距離Lsを用いて座標
    変換を行うことを特徴とするスローモーションの撮影装
    置。
  7. 【請求項7】 請求項4記載のスローモーションの撮影
    装置において、前記複数のカメラの前に、対象物から放
    射状に広がる光を平行光にする平行光学系を配置したこ
    とを特徴とするスローモーションの撮影装置。
  8. 【請求項8】 シャッターを備えた複数のカメラを用い
    てスローモーションを撮影・再生する方法であって、 前記各カメラをそれぞれが同等の視野を撮影するように
    設置し、これらの各カメラが時間的にずれた映像を撮影
    するように、前記各カメラのシャッターの開口タイミン
    グをずらすとともに、前記各カメラのシャッターの開口
    時間を前記各カメラの1フィールド時間に対して短い時
    間とし、録画した各映像を、撮影時の複数のカメラ全体
    での毎秒フィールド数より少ない毎秒フィールド数で、
    かつ撮影時の順序で順次映し出すことによりスローモー
    ションを再生することを特徴とするスローモーションの
    撮影・再生方法。
  9. 【請求項9】 それぞれが同等の視野を撮影するように
    設置されるシャッターを備えた複数のカメラと、前記各
    カメラが順次時間的にずれた映像を撮影するとともに、
    各カメラで撮影する映像がそのカメラの1フィールド時
    間に対して短い時間となるように各カメラのシャッター
    の開口タイミングを設定する開口タイミング設定手段
    と、各カメラが撮影した映像を記録する録画装置と、前
    記録画装置に記録された映像を、撮影時の複数のカメラ
    全体での毎秒フィールド数より少ない毎秒フィールド数
    で、かつ撮影時の順序で順次映し出すよう再生するスロ
    ー再生手段とを備えることを特徴とするスローモーショ
    ンの撮影・再生装置。
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