JP2016076836A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】パンニング等のカメラ操作を簡易に行うことのできる撮像装置を提供する。
【解決手段】撮像装置１は、ズーム位置及びフォーカス位置を計測する撮像パラメータ計測手段２２と、レンズ駆動手段２３と、パン及びチルト操作でのズームレンズの向きのデータを含む姿勢データを検出する姿勢検出手段１０と、記録指示手段３３と、記録指示が入力される度に、計測された撮像パラメータと、検出されたカメラ姿勢の検出値とを対応付けた再現用データを記憶手段６０に記録することで再現用データをカメラワークに対応させて時系列に並べたシーケンスデータを作成するデータ作成手段４０と、再現指示手段３４と、再現指示に応じて、検出されたカメラ姿勢をキーに、シーケンスデータにおいて、検出されたカメラ姿勢と予め結び付けられた撮像パラメータを抽出してレンズ駆動手段２３に出力する撮像パラメータ抽出手段５０と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、撮像装置に係り、特に放送番組制作のためにカメラマンがパンニング等の操作をする撮像装置に関する。

従来、放送番組制作において、コンピュータを用いてカメラワークの学習（トレーニング）を行う装置が知られている（特許文献１）。

カメラマンがカメラを操作する上で例えばパンニングする場合、ズーム、フォーカスの同時調整が必要であることが多い（図１１参照）。図１１に示す例では、カメラマンがポータブルのビデオカメラ（以下、単にカメラＣという）を右肩に担いだ状態でカメラを回転させることでパンニング操作を行う様子を示している。このとき、カメラマンは、カメラＣのズームレンズに装着された環状のズームリング１１１を回転させるための遠隔操作ボタン（ズームボタン１１２）を右手で操作し、左手で環状の操作手段（フォーカスリング１１３）を回転させることでレンズのフォーカス位置を合わせる（ピントを合わせる）。

特開２００１−１２８０３２号公報

パンニングをしながら、ズーム、フォーカスを調整するためにはカメラマンの労力が大きく、個人のスキルに大きく依存する。場合によっては失敗することもあるため、収録前には入念なテストを行う必要があり、時間的にも負担が大きく煩雑な作業となっていた。

具体的には、カメラマンは、カメラワークにおいて、カメラで撮像する被写体にズーミングやフォーカシングをしつつ、カメラの向きや被写体を換えながら別のアングルに合わせてズーミングやフォーカシングをして、所望の映像を収録用（本番用）の映像としてレコーダーで収録する。収録前には、カメラマンは、本番用のカメラワークが失敗しないように数回テストをする。
従来のＨＤＴＶ（High Definition TeleVision）においても本カメラワークはこのようなテストを要する煩雑な作業であるが、ＳＨＶ（Super Hi-Vison）のような、より高解像度の画像になるとこの作業はより煩雑となる。高解像度な画像になるとカメラマン側の小さなファインダーではフォーカスが合っているかどうかの判別が困難となり、フォーカス調整は放送局の副調整室（副調）側の大画面で同じ映像を見ている係員との協調作業となるためである。結果として両者がインカムで連絡を取り合いフォーカスを微調整する必要が生じるため、本作業はより煩雑性を増すこととなる。

この点において、現在ではオートフォーカス機能も存在するが、パンニングに合わせて所望の複数ある被写体にフォーカスしていくことは演出上の問題もあり、難しいのが現状である。

例えば特許文献１に記載の装置を用いれば、トレーニングによりカメラワークの習熟を高めることが可能である。しかしながら、撮像装置自体としては、パンニング等のカメラ操作をする場合の操作を簡易に行うことのできるものはこれまで知られていなかった。

本発明は、以上のような問題点に鑑みてなされたものであり、パンニング等のカメラ操作を簡易に行うことのできる撮像装置を提供することを課題とする。

前記課題を解決するために、本発明に係る撮像装置は、ズームレンズと、前記ズームレンズを被写体に合わせてズームしたときのズーム位置及び前記被写体にピントを合わせたときのフォーカス位置を撮像パラメータとして計測する撮像パラメータ計測手段と、前記撮像パラメータに応じて前記ズームレンズを駆動するレンズ駆動手段と、を備えた撮像装置であって、姿勢検出手段と、記録指示手段と、記憶手段と、データ作成手段と、再現指示手段と、撮像パラメータ抽出手段と、を備えることとした。

かかる構成によれば、撮像装置は、姿勢検出手段によって、操作者によるカメラワークに応じたパン及びチルト操作での前記ズームレンズの向きのデータを含む姿勢データをカメラ姿勢として時系列に検出する。ここで、カメラ姿勢はセンサによって検出してもよいし、撮像画像から検出してもよい。
そして、撮像装置は、記録指示手段によって、前記撮像パラメータを記録する指示である記録指示を操作者の操作の度に入力する。
そして、撮像装置は、データ作成手段によって、前記記録指示が入力される度に、前記撮像パラメータ計測手段で計測された撮像パラメータと、前記姿勢検出手段で検出されたカメラ姿勢の検出値とを対応付けた再現用データを記憶手段に記録することで、前記再現用データを前記カメラワークに対応させて時系列に並べたシーケンスデータを作成する。
そして、撮像装置は、再現指示手段によって、前記記憶手段から前記シーケンスデータを読み出す指示である再現指示を操作者の操作に応じて入力する。
そして、撮像装置は、撮像パラメータ抽出手段によって、前記再現指示に応じて、前記姿勢検出手段で検出されたカメラ姿勢をキーに、前記シーケンスデータにおいて、前記検出されたカメラ姿勢と予め結び付けられた前記撮像パラメータを抽出して前記レンズ駆動手段に出力する。

本発明によれば、パンニングなどをはじめとするカメラワークに際し、途中途中のズーム位置、フォーカス位置を同時に抽出されたカメラ姿勢と関連付けてポイント的に記憶し、次回に動かした際には、そのカメラ姿勢を抽出しながら該当するカメラ姿勢に対応したズーム位置、フォーカス位置を自動的に再現する。したがって、本発明によれば、パンニング等のカメラ操作を簡易に行うことができる。

本発明の実施形態に係るカメラの構成を模式的に示すブロック図である。 本発明の実施形態に係るカメラを用いた事前操作の流れを示すフローチャートである。 本発明の実施形態に係るカメラを用いたカメラワークの流れを示すフローチャートである。 カメラワークの演出の説明図であって、（ａ）は被写体の平面配置、（ｂ）は絵コンテを示している。 収録前のテスト時の説明図であって、（ａ）は第１のカメラ姿勢、（ｂ）は取得画像を示している。 収録前のテスト時の説明図であって、（ａ）は第２のカメラ姿勢、（ｂ）は取得画像を示している。 収録前のテスト時の説明図であって、（ａ）は第３のカメラ姿勢、（ｂ）は取得画像を示している。 収録前のテスト時の説明図であって、（ａ）は第４のカメラ姿勢、（ｂ）は取得画像を示している。 収録時のカメラワークの説明図であって、（ａ）はカメラ姿勢の遷移、（ｂ）は取得画像の遷移を示している。 本発明の変形例に係るカメラの構成を模式的に示す側面図であって、（ａ）は上向きのサブカメラを備えた例、（ｂ）は下向きのサブカメラを備えた例、（ｃ）は横向きのサブカメラを備えた例を示している。 カメラマンによるカメラワークの様子を示す模式図である。

以下、図面を参照して本発明の撮像装置を実施するための形態（以下「実施形態」という）について詳細に説明する。前提として、放送番組制作のためにカメラマンが、この撮像装置を用いてパンニング等のカメラワークをして、所望の映像を収録用（本番用）の映像としてカメラのレコーダーで収録する前に、同様のカメラワークをテストすることとする。一例として、被写体は複数の人物であって、収録中もテスト中も同様な位置で同様な動きをするものとする。なお、収録を行うカメラマンがテストも行う。

［撮像装置の構成］
図１に示すカメラ（撮像装置）１は、ズームレンズを備えた一般的なビデオカメラの機能を有すると共に、それに加えて、カメラ姿勢を検出する機能と、被写体に合わせた撮像パラメータを姿勢情報と共に時系列で記憶する機能と、時系列で記憶されたシーケンスデータとカメラ姿勢に基づいて撮像パラメータを再現する機能と、を備えている。

本実施形態では、カメラ１は、図１１に示すようにカメラマンが持つことのできるポータブルのものであるとする。ここで、カメラ姿勢とは、カメラマンが持ったカメラ１のカメラレンズの向きのことである。カメラマンがカメラの向きを変える方向に束縛はないが、カメラを動かす方向は、例えば、カメラを横方向（水平方向）に動かすパンや、カメラを上下方向（鉛直方向）に動かすチルトであるものとする。

このカメラ１は、図１に示すように、姿勢検出手段１０と、レンズ本体２０と、操作入力部３０と、データ作成手段４０と、撮像パラメータ抽出手段５０と、記憶手段６０と、信号切替手段７０とを備えている。なお、一般的なビデオカメラの機能については、本発明と直接的な関係がないため、ここでは説明を適宜省略する。

姿勢検出手段１０は、操作者によるカメラワークに応じたパン及びチルト操作でのズームレンズ２１の向きのデータを含む姿勢データをカメラ姿勢として時系列に検出するものである。なお、カメラワークは、撮影の開始から終了にいたるまでの一連の撮影作業を意味する。
この姿勢検出手段１０は、検出したデータをデータ作成手段４０に出力する。姿勢検出手段１０は、当該カメラ１の姿勢を検出可能であれば、従来公知の種々の姿勢検出手段を用いることができる。

例えば、姿勢検出手段１０は、ジャイロセンサ、ＧＰＳ（Global Positioning System）、磁気センサ及び傾きセンサの何れか１以上によってカメラ姿勢を検出することができる。本実施形態では、一例として、姿勢検出手段１０は、パンの角度の情報を検出するパンデータ検出手段１１と、チルトの角度の情報を検出するチルトデータ検出手段１２とを備えることとした。パンデータ検出手段１１及びチルトデータ検出手段１２は、同じセンサでもよいし、異なるセンサでもよい。

姿勢検出手段１０は、カメラ姿勢を常時センシングしているものとする。
姿勢検出手段１０が検出したデータは、操作入力部３０の記録指示手段３３のボタンが押下される度に、そのタイミングでデータ作成手段４０に出力される。
姿勢検出手段１０が検出したデータは、操作入力部３０の再現指示手段３４のボタンが押下されると、撮像パラメータ抽出手段５０に出力される。撮像パラメータ抽出手段５０は、その動作中には、姿勢検出手段１０でセンシングされているデータが常時利用可能になっている。

レンズ本体２０は、ズームレンズ２１を備えた一般的なものであり、図示しない撮像素子に結像するものである。なお、撮像素子に結像された映像情報は、内部の画像メモリやビューファインダー（いずれも図示せず）に出力される。ここでは、レンズ本体２０は、ズームレンズ２１と、撮像パラメータ計測手段２２と、レンズ駆動手段２３と、を備えている。

撮像パラメータ計測手段２２は、ズームレンズ２１のズーム位置及びフォーカス位置を撮像パラメータとして計測するものである。この撮像パラメータ計測手段２２は、ズーム位置計測手段２２ｚと、フォーカス位置計測手段２２ｆと、を備えている。

ズーム位置計測手段２２ｚは、ズームレンズ２１に装着されたズームリングに、例えば歯車などの運動伝達手段を介して結合されたロータリエンコーダやポテンショメータ（いずれも図示せず）を用いてリングの回転角などをズーム位置として電気的に計測するものである。ズーム位置計測手段２２ｚは、検出したデータをデータ作成手段４０に出力する。

フォーカス位置計測手段２２ｆは、ズームレンズ２１に装着されたフォーカスリングに、例えば歯車などの運動伝達手段を介して結合されたロータリエンコーダやポテンショメータ（いずれも図示せず）を用いてリングの回転角などをフォーカス位置として電気的に計測するものである。フォーカス位置計測手段２２ｆは、検出したデータをデータ作成手段４０に出力する。

レンズ駆動手段２３には、信号切替手段７０を介して、操作入力部３０又は撮像パラメータ抽出手段５０からモータ駆動信号が入力される。
ここで、信号切替手段７０は、２つのいずれかに事前に設定された動作モードに応じて、操作入力部３０からの指示に対応したモータ駆動信号を出力する第１モードと、撮像パラメータ抽出手段５０からの指示に対応したモータ駆動信号を出力する第２モードとのいずれかを切り替えて実行するものである。この信号切替手段７０による切り替えはソフトウェア処理で行ってもよいしハードウェアの動作で行ってもよい。動作モードは、収録前のテスト時か収録時かに応じて、操作者（カメラマン）が図示しないボタンで事前にいずれかに切替設定する。

信号切替手段７０は、第１モード時（収録前のテスト時）には、操作入力部３０のズームボタン３１やフォーカスリング３２の操作に応じたモータ駆動信号をレンズ駆動手段２３に出力する。
また、信号切替手段７０は、第２モード時（収録時）には、操作入力部３０の再現指示手段３４の操作に応じて、撮像パラメータ抽出手段５０で抽出された撮像パラメータに応じたモータ駆動信号をレンズ駆動手段２３に出力する。

レンズ駆動手段２３は、撮像パラメータに応じてズームレンズ２１を駆動するものである。レンズ駆動手段２３は、撮像パラメータの計測値が、モータ駆動信号に対応した所定の指令値と一致するようにフィードバック制御してズームレンズ２１を駆動する。このレンズ駆動手段２３は、ズーム駆動手段２３ｚと、フォーカス駆動手段２３ｆと、を備えている。

ズーム駆動手段２３ｚは、例えば、モータ駆動信号を受けてモータに出力する指令信号（指令値）を生成する指令信号発生回路や、その指令信号に応じて動作するサーボモータ等（いずれも図示せず）を備えている。
フォーカス駆動手段２３ｆは、例えば、モータ駆動信号を受けてモータに出力する指令信号（指令値）を生成する指令信号発生回路や、その指令信号に応じて動作するサーボモータ等（いずれも図示せず）を備えている。

操作入力部３０は、例えば、ズームボタン３１と、フォーカスリング３２と、記録指示手段３３と、再現指示手段３４と、を備えている。なお、カメラ１は、図示しないＲＥＣボタン（録画ボタン）等のカメラの一般的な機能のための操作ボタン等を備えているが、それらについては説明を省略する。

ズームボタン３１は、ズームレンズ２１に装着されたズームリングの回転を遠隔操作するボタンである。ズームボタン３１は、押しボタンによってテレ側（望遠側）とワイド側（広角側）とを選択できるようになっている。例えばテレ側に押すと、ズーム位置（焦点距離）がより長焦点になり、ズームされる。

フォーカスリング３２は、ピントを合わせる操作をするためにズームレンズ２１に装着された環状の操作手段である。フォーカスリング３２は、回転させることによってフォーカス位置を例えば長距離、中距離、又は短距離に設定できるようになっている。

記録指示手段３３は、撮像パラメータを記録する指示である記録指示を操作者の操作の度に入力するものであり、例えば押しボタンである。収録前のテスト時に、操作者（カメラマン）が記録指示手段３３を操作すると、データ作成手段４０に記録指示の動作命令が入力される。この記録指示は、撮像パラメータと共にカメラ姿勢を記録させる指示である。

ここで、記録指示は、撮像パラメータ（ズーム位置、フォーカス位置）の計測値と、カメラ姿勢（パン・チルトデータ）の検出値とを対応付けたデータ（再現用データ）を記憶手段６０に記録する指示である。操作者（カメラマン）が、カメラワークにおいて、ポイント的に、記録指示手段３３（例えば押しボタン）を操作したタイミングで、記録指示の動作命令がデータ作成手段４０に入力される。カメラワークに対応させて時系列に並べた再現用データのことをシーケンスデータと呼ぶ。

再現指示手段３４は、記憶手段６０からシーケンスデータを読み出す指示である再現指示を操作者の操作に応じて入力するものであり、例えば押しボタンである。収録時に、操作者（カメラマン）が再現指示手段３４を操作すると、撮像パラメータ抽出手段５０に再現指示の動作命令が入力される。

ここで、再現指示は、カメラ姿勢（パン・チルトデータ）の検出値をキーに、シーケンスデータから撮像パラメータ（ズーム位置、フォーカス位置）を抽出する指示である。操作者（カメラマン）は、カメラワークのテストが済んだ後で、テスト済みのカメラワークを収録する際に、該当のシーケンスデータを呼び出すために、再現指示手段３４（例えば押しボタン）を操作する。

データ作成手段４０は、記録指示手段３３から記録指示が入力される度に、撮像パラメータ計測手段２２で計測された撮像パラメータと、姿勢検出手段１０で検出されたカメラ姿勢の検出値とを対応付けた再現用データを記憶手段６０に記録することで、再現用データをカメラワークに対応させて時系列に並べたシーケンスデータを作成するものである。このデータ作成手段４０は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やメモリ等から構成される。

撮像パラメータ抽出手段５０は、再現指示手段３４からの再現指示に応じて、姿勢検出手段１０で検出されたカメラ姿勢をキーに、シーケンスデータにおいて、検出されたカメラ姿勢と予め結び付けられた撮像パラメータを抽出してレンズ駆動手段２３に出力するものである。この撮像パラメータ抽出手段５０は、例えば、ＣＰＵやメモリ等から構成される。

なお、本実施形態では、撮像パラメータ抽出手段５０は、補間データ作成手段５１を備えることとした。補間データ作成手段５１は、シーケンスデータにおいて、再現用データ間を補完する補間データを作成するものである。

補間データ作成手段５１は、例えば、カメラワークの第１のポイントで対応付けられた第１の再現用データ（パンα₁、チルトθ₁、ズーム位置ｚ₁、フォーカス位置ｆ₁）と、カメラワークの第２のポイントで対応付けられた第２の再現用データ（パンα₂、チルトθ₂、ズーム位置ｚ₂、フォーカス位置ｆ₂）との間に、補間により、少なくとも１つのポイントを設定する。

例えば、前記第１及び第２の再現用データの間に１つの補間ポイントを設定して、この補間ポイントで対応付けられた再現用データにおいて、パン・チルト・ズーム位置・フォーカス位置の各値を、例えば、第１及び第２の再現用データの平均値としてもよい。
補間データを収録中に作成する場合、補間データ作成手段５１は、例えば第１のカメラ姿勢（パンα₁、チルトθ₁）が検出された後で第２のカメラ姿勢（パンα₂、チルトθ₂）が検出される前に、カメラ姿勢の平均値を算出すると共に、シーケンスデータにおいて、第１の撮像パラメータ（ズーム位置ｚ₁、フォーカス位置ｆ₁）と、第２の撮像パラメータ（ズーム位置ｚ₂、フォーカス位置ｆ₂）との平均値（補間データ）を算出する。そして、撮像パラメータ抽出手段５０は、検出されたカメラ姿勢が、算出されたカメラ姿勢の平均値と同じ値になったと判定した場合に、撮像パラメータの平均値（補間データ）を抽出してレンズ駆動手段２３に出力する。

補間データ作成手段５１は、補間データを収録中に作成してもよいし、収録前に作成しておいてもよい。また、補間の方法は、平均値補間に限らず、例えば、スプライン曲線やベジェ曲線を用いて滑らかな曲線を描くように補間することができる。

記憶手段６０は、データ作成手段４０によって作成されたシーケンスデータをカメラワーク毎に記憶するものであり、撮像パラメータ抽出手段５０によって参照される。この記憶手段６０は、例えば一般的なメモリで構成され、図示しない画像メモリとは別に設けられている。

［カメラワークの流れ］
本発明の実施形態に係るカメラ１を用いたカメラワークの流れについて図２及び図３を参照（適宜図１参照）して説明する。
（収録前のテスト時の流れ）
図２に示すように、収録前のテスト時に、カメラマンは、カメラワークに合わせてカメラ１を最初の被写体に向ける（ステップＳ１１）。なお、カメラ１の姿勢検出手段１０は、カメラ姿勢を常時センシングしているものとする。そして、カメラマンは、被写体を所定のアングル（画角）に合わせるためにズームボタン３１を操作してズームを合わせる（ステップＳ１２）。そして、ピント調整が必要ならばフォーカスリング３２を操作してフォーカスを合わせる（ステップＳ１３）。

そして、カメラマンは、自分で良いと思ったら、又は、副調側からの指示に応じて、記録指示手段３３のボタンを押下することにより、この時点で測定された撮像パラメータ（ズーム位置、フォーカス位置）と共に、この時点で検出されたカメラ姿勢（パン・チルトデータ）の記憶操作を行う（ステップＳ１４）。記録指示手段３３のボタンが押下されたタイミングで、カメラ１の姿勢検出手段１０は、検出したカメラ姿勢をデータ作成手段４０に出力する。カメラ１は、データ作成手段４０によって、再現データを記憶手段６０に記録する。

カメラワークにおいて、次の撮像パラメータ及びカメラ姿勢をさらに記憶させる場合、カメラマンは、上記ステップを繰り返す。これにより、カメラ１は、記憶手段６０に、カメラワークに対応したシーケンスデータを記憶する（ステップＳ１５）。

（収録時の流れ）
図３に示すように、収録時に、カメラマンは、カメラワークに合わせてカメラ１を被写体に向ける（ステップＳ２０）。なお、カメラ１の姿勢検出手段１０は、カメラ姿勢を常時センシングしているものとする。ここで、最初の被写体に向けたときに、カメラマンは、再現指示手段３４のボタンを押下することで、シーケンスデータを呼び出す操作を行う（ステップＳ２１）。これにより、カメラ１の姿勢検出手段１０が検出したデータは、撮像パラメータ抽出手段５０に出力される。以降、カメラ１は下記の処理を実行する。

カメラ１の撮像パラメータ抽出手段５０は、再現指示の動作命令により動作している最中には、姿勢検出手段１０でセンシングされているカメラ姿勢（パン・チルトデータ）が常時利用可能になっており、常時、カメラ姿勢を検出している（ステップＳ２２）。
そして、撮像パラメータ抽出手段５０は、記憶手段６０に保存されたシーケンスデータにおいて、カメラ姿勢に対応する撮像パラメータ（ズーム位置、フォーカス位置）を抽出する（ステップＳ２３）。

このステップＳ２３では、例えば、撮像パラメータ抽出手段５０は、姿勢検出手段１０でセンシングされているカメラ姿勢をキーに、記憶手段６０に記憶されたシーケンスデータにおいて、再現データとして記録されているカメラ姿勢を時系列に探索し、両者が同じカメラ姿勢であると判定したときに、その再現データとして対応付けて記録されている撮像パラメータを抽出する。なお、撮像パラメータ抽出手段５０は、補間データ作成手段５１によってカメラワークの補間ポイントを設定している場合、補間データ作成手段５１によって算出された撮像パラメータの補間データを抽出する。

そして、カメラ１は、カメラ姿勢に適合したズーム及びフォーカスを再現し（ステップＳ２４）、所望の映像を収録することができる。カメラワークに合わせてカメラマンがカメラ１の向きを変えると、カメラ１は上記ステップを繰り返す。

［カメラワークの具体例］
＜前提＞
例えば、図４（ａ）に示すような被写体１０１Ａ、１０１Ｂ、１０１Ｃとカメラ１があるものとする。最も遠い被写体１０１Ａから、所望の画角に合わせて撮影をし、次に被写体１０１Ｂ、最後に被写体１０１Ｃを撮影するものとする。例として被写体１０１Ａ、１０１Ｂ、１０１Ｃは同様の大きさを持つものとし、図４（ｂ）の絵コンテのように同様のサイズで撮影することが要求されていたものとする。

このような前提の場合、通常、次のようなカメラワークを行う必要がある。
カメラマンは、カメラ１をまず被写体１０１Ａに向け、図示しないビューファインダーを覗いて被写体１０１Ａの画角を合わせるズームをテレ側（望遠側）に設定し、遠距離にフォーカスを合わせる。
次に、カメラマンは、カメラ１を左方向にパンをしながら、被写体１０１Ｂにカメラ１を向け、画角を合わせるためにワイド側（広角側）にズームバックをしつつ、中距離にフォーカスを合わせる。
次に、カメラマンは、カメラ１をさらに左方向にパンをしながら、被写体１０１Ｃにカメラ１を向け、画角を合わせるためにズームバックをしつつ、近距離にフォーカスを合わせる。
最後に、カメラマンは、カメラ１を右方向にパンをしながら、被写体１０１Ａ，１０１Ｂ，１０１Ｃすべてを収めるようにカメラ１を向けて、画角を合わせるためにズームバックをしつつ、フォーカスについては被写体１０１Ｃに保つ。

従来であれば、上記した被写体にカメラ１を向ける操作と、被写体にズームを合わせる操作と、被写体にフォーカスを合わせる操作と、の合計３要素の操作を全てカメラマンが行う必要があった。
一方、本発明の実施形態に係るカメラ１を用いる際には、カメラマンが、前もって、テストにて時系列に沿ってフォーカス位置とズーム位置を、そのときのカメラ姿勢と共にカメラ１に記憶させておくことを前提としている。これにより、テスト後の収録の際には、事前のテストと同様な順番でカメラ姿勢をとると、カメラ１が、カメラ姿勢に応じたフォーカス位置とズーム位置を自動的に再現することができる。

＜収録前のテスト時＞
収録前のテスト時に、本実施形態に係るカメラ１を用いる際には、具体的には、図５（ａ）に示すように、カメラマンは、カメラ１をまず被写体１０１Ａに向ける。このパン操作をしたときの水平面内の所定の基準方向からの回転角をα_Aとする。また、カメラマンは、図示しないビューファインダーを覗きながら、被写体１０１Ａの画角を合わせるズームを設定し、フォーカスを合わせ、その時点の姿勢である第１のカメラ姿勢（パンα_A、チルトθ_A）とともに、ズーム位置ｚ_A、フォーカス位置ｆ_Aを記憶させる操作を行う。図５（ｂ）では、ビューファインダーから見えるものを太線で模式的に示した。なお、図５〜図８ではチルトθ_A等については図示を省略している。

ここで、カメラ姿勢（例えばパンα_A、チルトθ_A）や、フォーカス位置ｆ_A、ズーム位置ｚ_A等については高い精度を求めるものではなく、人（カメラマン）がパンニングすることを前提とした所定の誤差範囲を許容している。
図５（ａ）に示す基準方向（０°）は、一例であって、これに限定されるものではない。例えば、最初にカメラを向けた被写体の方向を基準方向としてもよい。方位磁石で基準方向を決めてもよい。また、パン操作を回転角で表す代わりに方位で表してもよい。

次に、図６（ａ）に示すように、カメラマンは、カメラ１を左方向にパンして被写体１０１Ｂに向ける。このパン操作をしたときの水平面内の所定の基準方向からの回転角（累計値）をα_Bとする。また、カメラマンは、図示しないビューファインダーを覗きながら（図６（ｂ））、被写体１０１Ｂの画角を合わせるズームを設定し、フォーカスを合わせ、その時点の姿勢である第２のカメラ姿勢（パンα_B、チルトθ_B）とともに、ズーム位置ｚ_B、フォーカス位置ｆ_Bを記憶させる操作を行う。なお、図６（ｂ）では、ビューファインダーから見えるものを太線で模式的に示した。

次に、図７（ａ）に示すように、カメラマンは、カメラ１をさらに左方向にパンして被写体１０１Ｃに向ける。このパン操作をしたときの水平面内の所定の基準方向からの回転角（累計値）をα_Cとする。また、カメラマンは、図示しないビューファインダーを覗きながら（図７（ｂ））、被写体１０１Ｃの画角を合わせるズームを設定し、フォーカスを合わせ、その時点の姿勢である第３のカメラ姿勢（パンα_C、チルトθ_C）とともに、ズーム位置ｚ_C、フォーカス位置ｆ_Cを記憶させる操作を行う。なお、図７（ｂ）では、ビューファインダーから見えるものを太線で模式的に示した。

最後に、図８（ａ）に示すように、カメラマンは、カメラ１の向きを戻して右方向に回転するようにパンして（角度−δ）、被写体１０１Ａ，１０１Ｂ，１０１Ｃ全体にカメラ１を向ける。このパン操作をしたときの水平面内の所定の基準方向からの回転角をα_Dとする。また、カメラマンは、図示しないビューファインダーを覗きながら（図８（ｂ））、被写体１０１Ａ，１０１Ｂ，１０１Ｃすべてを収めるようにカメラ１を向けて、このときの画角を合わせるズームを設定し、フォーカスを合わせ、その時点の姿勢である第４のカメラ姿勢（パンα_D、チルトθ_D）とともに、ズーム位置ｚ_D、フォーカス位置ｆ_Dを記憶させる操作を行う。なお、図８（ｂ）では、ビューファインダーから見えるものを太線で模式的に示した。

＜収録時＞
収録時に、本実施形態に係るカメラ１を用いる際には、具体的には、カメラマンは、第１のカメラ姿勢をとりつつ、シーケンスを呼び出すボタンを押して、第１〜第４のカメラ姿勢を取る作業を順次行う（図９（ａ））。カメラ１は、時系列でカメラ姿勢に結び付けられたズーム位置とフォーカス位置を順次決定する。これにより、カメラマンのズーム設定、フォーカス合わせの操作なしに図４（ｂ）の絵コンテにしたがった映像を順次収録することができる（図９（ｂ））。

図４（ａ）に示した例では、第２のカメラ姿勢の回転角α_Bと、第４のカメラ姿勢の回転角α_Dとは同じ、つまり、パン操作の姿勢が同じである。ただし、本実施形態では、シーケンスデータにおいて再現データの順序が決まっているので、収録中に、カメラマンが第４のカメラ姿勢をとったときには、既に第２のカメラ姿勢を検索キーとしたズーム位置ｚ_B、フォーカス位置ｆ_Bが抽出された後なので、パン操作の姿勢が同じであっても、以前に別の被写体に合わせたピント等のパラメータが誤抽出されることはない。

また、本実施形態では、再現データの順序が決まっており、カメラ１は、補間データ作成手段５１を備えている。そのため、収録の際に、補間データ作成手段５１は、例えば、第１のカメラ姿勢（パンα_A、チルトθ_A）と第２のカメラ姿勢（パンα_B、チルトθ_B）との間に、少なくとも１つのカメラ姿勢の補間値を設定することができる。さらに、補間データ作成手段５１は、カメラ姿勢の補間値に対応して、「ズーム位置ｚ_A、フォーカス位置ｆ_A」と「ズーム位置ｚ_B、フォーカス位置ｆ_B」との間に、同様に撮像パラメータの補間値を生成してズーム及びフォーカスにリアルタイムに反映することができる。
これにより、シーケンスデータ中で離散的に保存された再現データを再現する際に、カメラ１は、再現データ間の補間データを活用することで、滑らかにズーム、フォーカスを変化させることができる。

以上説明したように、本発明によれば、カメラワークの事前のテストの際にカメラ姿勢等を記憶させる操作を行っておけば、収録の際にはカメラマンはカメラ姿勢を変える作業をするだけでよい。したがって、カメラマンへの負担が従来の方法に比較して格段に減る効果がある。

また、本発明によれば、収録に必要な時間を低減することができる。具体的には、失敗すると収録をやり直さなければならず、従来であれば、収録前のテストの際に、カメラマンは入念に何度も繰り返し練習しなくてはならない。一方、本発明の実施形態に係るカメラ１を用いる際には、収録前のテストの際に、カメラマンは１回練習するときにカメラ姿勢等を記憶させる操作を併せて行うだけで済む。そのため、本発明によれば、事前の準備時間が短縮し、失敗などによるタイムロスが軽減される。

以上、実施形態に基づいて本発明に係るカメラについて説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。例えば、前記実施形態では、姿勢検出手段１０はセンサであるものとして説明したが、従来公知のように、カメラで撮像した映像から抽出された特徴点を基にして姿勢推定を行い、カメラ姿勢を検出するようにてもよい。その際に、上記センサを併用してもよいし、使わなくてもよい。

さらに、カメラで撮像した映像から抽出された特徴点を基にして姿勢推定を行う際に、カメラ向きが異なるサブカメラ（他の撮像手段）で撮像した映像を用いても構わない。サブカメラを備えたカメラの例を図１０に示す。図１０（ａ）に示すカメラ（撮像装置）１Ａは、上向きのサブカメラ（他の撮像手段）８０Ａを備えている。図１０（ｂ）に示すカメラ（撮像装置）１Ｂは、下向きのサブカメラ（他の撮像手段）８０Ｂを備えている。図１０（ｃ）に示すカメラ（撮像装置）１Ｃは、横向きのサブカメラ（他の撮像手段）８０Ｃを備えている。

ここで、サブカメラ８０Ａ，８０Ｂ，８０Ｃは、従来公知の一般的なカメラであり、これらのサブカメラとメインカメラとは有線接続又は無線接続されて使用される。サブカメラは、周囲の風景を写すものであり、カメラ本体の姿勢を抽出するためのカメラである。これらのカメラ１Ａ，１Ｂ，１Ｃの場合、その姿勢検出手段１０は、サブカメラが撮像した映像を取得し、当該映像から抽出された特徴点を基にして姿勢推定を行い、カメラ姿勢を検出する。このようにサブカメラを用いることは、メインカメラの向きによっては撮像した映像から特徴点を抽出しにくいような場合に有効である。

（その他の変形例）
カメラの姿勢データとして、例えば鉛直軸（Ｚ軸）周りの回転操作に対応したパンのデータと、例えば１つの水平軸（Ｘ軸）周りの回転操作に対応したチルトのデータとを例示したが、他に、もう１つの水平軸（Ｙ軸）周りの回転操作に対応したロール回転のデータを加えてもよい。

カメラの姿勢データとして、軸周りの回転操作に対応したデータ、つまり、カメラの向きのデータを例示したが、他に、カメラの位置データを加えてもよい。ここで、カメラの位置データとは、３次元位置座標のデータである。この場合、姿勢検出手段１０は、位置データを検出するセンサをさらに備えるか、カメラで撮像した映像から抽出された特徴点を基にしてカメラの位置をさらに検出すればよい。なお、カメラで撮像した映像を用いて位置情報を得るためには、従来公知のように、準備として予め校正作業（キャリブレーション作業）を行う。この校正作業では、例えばスタジオ内の基準の位置に置かれた、既知の位置情報をもった２次元または３次元のパターン（キャリブレーションパターン）を撮影する。

カメラは、図１１に示すようにカメラマンが肩に担ぐことのできるポータブルのものとしたが、より小型のハンディタイプであってもよいし、カメラマウントに搭載されて三脚等のカメラスタンドに取り付けられて用いられるタイプであってもよい。また、例えば、床に固定された三脚やカメラマウントに連結されたカメラ用ブームの先端にカメラが固定され、このカメラ用ブームの基端側を人の手で動かすことで、パンニング等の操作をしてもよい。さらに、ペデスタルや雲台に搭載されるスタジオカメラであっても構わない。

カメラが使用される場所はスタジオに限らず、戸外や野外であってもよく、カメラ１で収録する映像は、パンニング等の操作が必要な風景や建物等の撮りきりショットでもよいし、取材される人物等でもよい。
カメラ１で収録する映像を用いる番組は、ドラマのように、編集して出来上がった素材であって、それを放送の時には再生するという番組（いわゆる完プロ番組）であってもよいし、生放送番組（いわゆるライブ）であってもよい。

１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ カメラ（撮像装置）
１０ 姿勢検出手段
１１ パンデータ検出手段
１２ チルトデータ検出手段
２０ レンズ本体
２１ ズームレンズ
２２ 撮像パラメータ計測手段
２２ｚ ズーム位置計測手段
２２ｆ フォーカス位置計測手段
２３ レンズ駆動手段
２３ｚ ズーム駆動手段
２３ｆ フォーカス駆動手段
３０ 操作入力部
３１ ズームボタン
３２ フォーカスリング
３３ 記録指示手段
３４ 再現指示手段
４０ データ作成手段
５０ 撮像パラメータ抽出手段
５１ 補間データ作成手段
６０ 記憶手段
７０ 信号切替手段
８０Ａ，８０Ｂ，８０Ｃ サブカメラ（他の撮像手段）

Claims (5)

1. ズームレンズと、前記ズームレンズを被写体に合わせてズームしたときのズーム位置及び前記被写体にピントを合わせたときのフォーカス位置を撮像パラメータとして計測する撮像パラメータ計測手段と、前記撮像パラメータに応じて前記ズームレンズを駆動するレンズ駆動手段と、を備えた撮像装置であって、
   操作者によるカメラワークに応じたパン及びチルト操作での前記ズームレンズの向きのデータを含む姿勢データをカメラ姿勢として時系列に検出する姿勢検出手段と、
   前記撮像パラメータを記録する指示である記録指示を操作者の操作の度に入力する記録指示手段と、
   前記記録指示が入力される度に、前記撮像パラメータ計測手段で計測された撮像パラメータと、前記姿勢検出手段で検出されたカメラ姿勢の検出値とを対応付けた再現用データを記憶手段に記録することで、前記再現用データを前記カメラワークに対応させて時系列に並べたシーケンスデータを作成するデータ作成手段と、
   前記記憶手段から前記シーケンスデータを読み出す指示である再現指示を操作者の操作に応じて入力する再現指示手段と、
   前記再現指示に応じて、前記姿勢検出手段で検出されたカメラ姿勢をキーに、前記シーケンスデータにおいて、前記検出されたカメラ姿勢と予め結び付けられた前記撮像パラメータを抽出して前記レンズ駆動手段に出力する撮像パラメータ抽出手段と、
   を備えることを特徴とする撮像装置。
2. 前記撮像パラメータ抽出手段は、
   前記シーケンスデータにおいて、前記再現用データ間を補完する補間データを作成する補間データ作成手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記姿勢検出手段は、ジャイロセンサ、ＧＰＳ、磁気センサ、及び傾きセンサの何れか１以上によって前記カメラ姿勢を検出することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の撮像装置。
4. 前記姿勢検出手段は、撮像した映像から抽出された特徴点を基にして姿勢推定を行い、前記カメラ姿勢を検出することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の撮像装置。
5. カメラ向きが異なる他の撮像手段をさらに備え、
   前記姿勢検出手段は、前記他の撮像手段が撮像した映像を取得し、当該映像から抽出された特徴点を基にして姿勢推定を行い、前記カメラ姿勢を検出することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の撮像装置。

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