JP2014236341A - 水上水中撮像装置、及び水上水中撮像方法 - Google Patents
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Abstract
Description
Sin(θzu/2)=n×Sin((θzs1)/2)
が成り立つ。
ズームレンズの焦点距離と、その画角との間には、レンズ固有の関係が存在する。水中カメラにおける水中での画角を、水上カメラの画角と同じにするためには、水上カメラの焦点距離をαとすると、水中カメラの焦点距離βは、以下のように設定すればよい。
β=α/n (1)
水上カメラの焦点距離αを式(1)に与えることによって、水中カメラの焦点距離βが決定され、さらに水中カメラの画角が決定される。式(1)は、第1の規則の一例である。
m380=n×m390
したがって、水中カメラの映像(オブジェクトOb352)の大きさは、水上カメラの映像(オブジェクトOb351)の大きさの約n倍となる。このため、既に図1で示したように、同じ焦点距離の水上カメラの映像と水中カメラの映像とを、水面を境に単純につなぎ合わせた場合には、オブジェクトの境が滑らかに接続されないのである。通常、空気の屈折率は約1.00であり、水の屈折率は、約1.33であるから、水中のオブジェクトの映像(オブジェクトOb352)は、水上のオブジェクトの映像(オブジェクトOb351)の約1.33倍の大きさの映像となる。
θzs2=θzu
この場合には、水中カメラの撮像領域As2からBs2が、水上カメラの撮像領域AuからBuまでと一致する。このようにすることによって、水中カメラによるオブジェクトOb350の映像の大きさが、水上カメラによるオブジェクトOb350の映像の大きさと略一致することになる。
R=m561/m560
図5(A)の場合、ワイプ比Rは、次のように表せる。
R=(θz1/2−θs1)/θz1
ここで、近似的に
θs1=θt1−tan−1(h/L1)
と表すことができるから、ワイプ比Rは、
R=(θz1/2−θt1+tan−1(h/L1))/θz1
=0.5−(θt1−tan−1(h/L1))/θz1 (2)
となる。式(2)を用いることによって、水上カメラのチルト角度から、ワイプ比Rを求めることができる。
θt1=(0.5−R)θz1+tan−1(h/L1) (3)
図5(B)は、水中カメラにおける状況を示している。
R=m581/m580=m561/m560
図5(B)の場合、ワイプ比Rは、次のように表せる。
R=(θz1/2−θs2)/θz1
ここで、近似的に
θs2=θt2+tan−1(h/L1)
と表すことができるから、ワイプ比Rは、
R=(θz1/2−θt2−tan−1(h/L1))/θz1
=0.5−(θt2+tan−1(h/L1))/θz1 (4)
となる。上式を用いることによって、水中カメラのチルト角度から、ワイプ比Rを求めることができる。
θt2=(0.5−R)θz1−tan−1(h/L1) (5)
以上のようにして、式(3)及び式(5)を用いることにより、ワイプ比Rを与えることにより、水上カメラのチルト角度θt1と、水中カメラのチルト角度θt2とが決定される。これらのチルト角度を用いて、水上カメラ、及び水中カメラをチルトさせれば、所望のワイプ比Rの映像が得られる。そして、ワイプ比Rから、画面上の水面位置が求まる。この水面位置を用いて、水上カメラの映像と水中カメラの映像を合成して、1つの映像にすることにより、オブジェクトOb551の映像が滑らかにつながった映像が得られる。式(3)及び式(5)は、第2の規則の一例である。
802 フォーカス指示
804 画角指示
806 画面割合指示
822 画角決定部
824 チルト角度決定部
826 距離情報取得・フォーカス制御部
828 カメラ高さ・水深記憶部
830 映像合成部
831 水上カメラ制御部
832 水中カメラ制御部
841 水上カメラ
842 水中カメラ
850 表示装置
906 チルト角度指示
912 画角・チルト角度決定部
Claims (6)
- 水上カメラが撮像した水上映像と、水中カメラが撮像した水中映像とを、水面を境にして合成することによって、1つの映像を提供する水上水中撮像装置であって、
画角の指示に応答して、第1の規則を適用して、前記水上カメラの画角及び前記水中カメラの画角を決定する画角決定部と、
前記1つの映像に対する前記水上映像の画面割合の指示に応答して、第2の規則に基づいて前記水上カメラのチルト角度、及び前記水中カメラのチルト角度を決定する、チルト角度決定部と、
前記画面割合に基づいて、前記1つの映像を生成するために、前記水上映像と、前記水中映像とを合成する、映像合成部と、
を有する水上水中撮像装置。 - 前記第1の規則は、前記水上カメラの画角と前記水中カメラの水中での画角とが同じとなるように、前記水中カメラの画角を算出する規則であり、
前記第2の規則は、前記水上カメラのチルト角度及び水中カメラのチルト角度を、前記画面割合及び前記水上カメラの画角を用いて算出する規則である、
請求項1記載の水上水中撮像装置。 - 前記第2の規則は、更に、前記水上カメラの水面からの高さと被写体までの距離とを用いて前記水上カメラのチルト角度を算出する規則であり、かつ前記水中カメラの水面からの深さと前記被写体までの距離とを用いて前記水中カメラのチルト角度を算出する規則である、
請求項2記載の水上水中撮像装置。 - 水上カメラが撮像した水上映像と、水中カメラが撮像した水中映像とを、水面を境にして合成することによって、1つの映像を提供する水上水中撮像装置であって、
前記水上カメラ及び前記水中カメラの一方の画角及びチルト角度から、第3の規則に基づいて、他方の画角及びチルト角度を決定する画角・チルト角度決定部と、
前記一方の画角及びチルト角度に対応する映像上の水面位置に基づいて、前記1つの映像を生成するために、前記水上映像と、前記水中映像とを合成する、映像合成部と、
を有する水上水中撮像装置。 - 水上カメラが撮像した水上映像と、水中カメラが撮像した水中映像とを、水面を境にして合成することによって、1つの映像を提供する水上水中撮像方法であって、
画角の指示に応答して、第1の規則を適用して、前記水上カメラの画角及び前記水中カメラの画角を決定する画角決定ステップと、
前記1つの映像に対する前記水上映像の画面割合の指示に応答して、第2の規則に基づいて前記水上カメラのチルト角度、及び前記水中カメラのチルト角度を決定する、チルト角度決定ステップと、
前記画面割合に基づいて、前記1つの映像を生成するために、前記水上映像と、前記水中映像とを合成する、映像合成ステップと、
を有する水上水中撮像方法。 - 水上カメラが撮像した水上映像と、水中カメラが撮像した水中映像とを、水面を境にして合成することによって、1つの映像を提供する水上水中撮像方法であって、
前記水上カメラ及び前記水中カメラの一方の画角及びチルト角度から、第3の規則に基づいて、他方の画角及びチルト角度を決定する画角・チルト角度決定ステップと、
前記一方の画角及びチルト角度に対応する映像上の水面位置に基づいて、前記1つの映像を生成するために、前記水上映像と、前記水中映像とを合成する、映像合成ステップと、
を有する水上水中撮像方法。
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