JP4426992B2

JP4426992B2 - 合成映像撮影装置

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Publication number: JP4426992B2
Application number: JP2005088783A
Authority: JP
Inventors: 秀樹三ツ峰; 結子山内
Original assignee: Japan Broadcasting Corp
Current assignee: Japan Broadcasting Corp
Priority date: 2005-03-25
Filing date: 2005-03-25
Publication date: 2010-03-03
Anticipated expiration: 2025-03-25
Also published as: JP2006270798A

Description

本発明は、合成映像撮影装置に係り、特に、被写体が鏡面反射性を有する装身具を装着している場合にも背景映像と違和感なく合成可能な被写体映像を撮影することができる合成映像撮影装置に関する。

別々に撮影した被写体と背景を合成する合成映像を撮影する合成映像撮影方法としては、被写体映像撮影時の被写体映像と背景映像の輝度差を使用して被写体映像を抜き出すルミナンスキー、あるいは、被写体映像と背景映像の色相差を使用して被写体映像を抜き出すクロマキー等の方法が公知である。

さらに、クロマキーとルミナンスキーとを組み合わせて、自然な合成映像を生成するクロマキャンセルキー発生回路も既に提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開平８−１９１４５８号公報（［００１７］、図１、図４）

しかしながら、従来の合成映像撮影方法には、被写体が皮ジャンパー、眼鏡、プラスチックプレート等の鏡面反射性を有する装身具（衣装を含む）を装着している場合には、装身具の映像と背景の映像を識別することが困難となり、映像合成後に装身具の中に背景が映り込んでしまうことがあるという課題があった。

本発明は、従来の課題を解決するためになされたものであって、被写体が鏡面反射性を有する装身具を装着している場合にも背面の映像と明確に識別できる被写体映像を撮影できる合成映像撮影装置を提供することを目的とする。

本発明の合成映像撮影装置は、被写体および背面の可視映像を撮影する可視映像撮影手段と、前記可視映像撮影手段の光軸上で前記被写体および前記背面の赤外映像を撮影する赤外映像撮影手段と、前記可視映像撮影手段の光軸上で前記被写体および前記背面を照明する赤外光を放射する赤外照明手段と、前記赤外照明光を第１の方向に直線偏光された直線偏光赤外照明光に変換するとともに、前記赤外映像撮影手段に向かう赤外撮影光のうち前記第１の方向に偏光された第１の直線偏光赤外撮影光を遮断し、前記第１の方向と直交する第２の方向に偏光された第２の直線偏光赤外撮影光を透過する撮影側偏光手段と、前記背面の前記可視映像撮影手段および前記赤外映像撮影手段に対向する面を覆う再帰性反射手段と、前記再帰性反射手段の前記可視映像撮影手段および前記赤外映像撮影手段に対向する面の前方に設置され、前記直線偏光赤外照明光を円偏光赤外照明光に変換し、前記再帰性反射手段で反射された前記円偏光赤外照明光である円偏光赤外反射光を前記第２の直線偏光赤外撮影光に変換する反射側偏光手段と、を含む構成を有している。

この構成により、被写体および鏡面反射性を有する装身具の赤外映像を零輝度で背面の赤外映像を高輝度で撮影できることとなる。

本発明の合成映像撮影装置は、前記撮影側偏光手段が、前記赤外照明手段の光軸上に配置され、前記赤外照明光を前記直線偏光赤外照明光に変換する赤外照明光偏光フィルタと、前記赤外映像撮影手段の光軸上に配置され前記赤外映像撮影手段に向かう赤外撮影光のうち前記第１の直線偏光赤外撮影光を遮断し前記第２の直線偏光赤外撮影光を透過する赤外撮影光偏光フィルタと、前記可視映像撮影手段の光軸と前記赤外照明手段の光軸との交点に配置され前記直線偏光赤外照明光を前記被写体および前記背面の方向に反射し前記第１の直線偏光赤外撮影光および前記第２の直線偏光赤外撮影光を前記赤外映像撮影手段の方向に反射し前記可視映像撮影手段に入射する可視映像光を透過する第１のハーフミラーと、前記赤外映像撮影手段の光軸と前記赤外照明手段の光軸との交点に配置され前記直線偏光赤外照明光を前記第１のハーフミラー方向に透過し前記第１の直線偏光赤外撮影光および前記第２の直線偏光赤外撮影光を前記赤外撮影光偏光フィルタ方向に反射する第２のハーフミラーとを含む構成を有している。

この構成により、偏光方向により零輝度で撮影すべき赤外映像と高輝度で撮影すべき赤外映像とが識別されることとなる。

本発明の合成映像撮影装置は、前記撮影側偏光手段が、前記可視映像撮影手段の光軸と前記赤外照明手段の光軸との交点に配置され前記直線偏光赤外照明光を前記被写体および前記背面の方向に反射し前記第１の直線偏光赤外撮影光および前記第２の直線偏光赤外撮影光を前記赤外映像撮影手段の方向に反射し前記可視映像撮影手段に入射する可視撮影光を透過するハーフミラーと、前記赤外映像撮影手段の光軸と前記赤外照明手段の光軸との交点に配置され前記赤外照明光を前記直線偏光赤外照明光に変換するとともに前記赤外映像撮影手段に向かう赤外撮影光のうち前記第１の直線偏光赤外撮影光を遮断し前記第２の直線偏光赤外撮影光を透過する偏光ビームスプリッタである構成を有していてもよい。

本発明は、撮影側偏光手段、再帰性反射手段、および反射側偏光手段を設けることにより、被写体が鏡面反射性を有する装身具を装着している場合にも、背面の映像と明確に識別可能な被写体映像を撮影できるという効果を有する合成映像撮影装置を提供することができるものである。

以下、本発明の実施の形態の合成映像撮影装置について、図面を用いて説明する。
（第１の実施の形態）
本発明の第１の実施の形態の合成映像撮影装置のブロック図を図１に示す。

即ち、本発明の第１の実施の形態の合成映像撮影装置１は、被写体ＯＪおよび背面ＢＧの可視映像を撮影する可視映像撮影手段１１と、可視映像撮影手段１１の光軸上で被写体ＯＪおよび背面ＢＧを照明する可視照明手段１２とを含む。

第１の実施の形態においては、可視映像撮影手段１１は、被写体ＯＪと背面ＢＧの可視光映像を撮影するテレビジョンカメラ２１である。また、可視照明手段１２は可視照明光を放射する照明灯２２であり、テレビジョンカメラ２１の光軸Ｘと垂直に交わる光軸Ｚ上に設置される。なお、照明灯２２は、白色光を放射するものであっても、緑色、青色等の単色光を放射するものであってもよい。

また、本発明の第１の実施の形態の合成映像撮影装置１は、可視照明手段１２から放射される可視照明光を第１の方向に直線偏光された直線偏光照明光に変換するとともに、テレビジョンカメラ２１に入射する可視撮影光の中の第１の方向に偏光された第１の可視撮影光を遮断し、第１の方向と直交する第２の方向に偏光された第２の直線偏光可視撮影光を透過する撮影側偏光手段１３を含む。

第１の実施の形態においては、撮影側偏光手段１３は、テレビジョンカメラ２１と光軸Ｘと光軸Ｚとの交点との間に配置される可視撮影光偏光フィルタ２３１と、照明灯２２と光軸Ｘと光軸Ｚとの交点との間に配置される可視照明光偏光フィルタ２３２と、光軸Ｘと光軸Ｚとの交点に仰角４５度を成して配置され、照明灯２２が放射する可視照明光を反射し、テレビジョンカメラ２１に入射する可視映像光を透過するハーフミラー２３３とで構成される。

図２は、第１の実施の形態のテレビジョンカメラ２１、照明灯２２、可視撮影光偏光フィルタ２３１、可視照明光偏光フィルタ２３２、およびハーフミラー２３３の配置関係を示す斜視図であって、テレビジョンカメラ２１は水平な光軸Ｘ上に設置されており、照明灯２２は光軸Ｘと直交する鉛直な光軸Ｚ上に設置されている。さらに、光軸Ｘと光軸Ｚの交点にはハーフミラー２３３は、テレビジョンカメラ２１の光軸Ｘに対し４５度の角度を成して設置されている。

可視撮影光偏光フィルタ２３１はテレビジョンカメラ２１とハーフミラー２３３との間の光軸Ｘの垂直面内に配置され、可視照明光偏光フィルタ２３２は照明灯２２とハーフミラー２３３との間の光軸Ｚの垂直面内に配置される。なお、可視撮影光偏光フィルタ２３１は可視撮影光偏光フィルタ駆動装置２３４により光軸Ｘの垂直面内で回転可能な構成を有し、可視照明光偏光フィルタ２３２は可視照明光偏光フィルタ駆動装置２３５により光軸Ｚの垂直面内で回転可能な構成を有する。

さらに、本発明の第１の実施の形態の合成映像撮影装置１は、背面ＢＧの可視映像撮影手段１１に対向する面を覆う再帰性反射手段１４と、再帰性反射手段１４の可視映像撮影手段１１に対向する面の前方に設置され直線偏光可視照明光を円偏光可視照明光に変換し、再帰性反射手段１４で反射された円偏光可視照明光であり円偏光可視照明光と逆方向に回転する円偏光可視反射光を第２の直線偏光可視撮影光に変換する反射側偏光手段１５とを含む。

再帰性反射手段１４は、図３に示すように、背面ＢＧのテレビジョンカメラ２１に対向する面を覆う再帰性反射材２４であるが、再帰性反射材２４は、背面ＢＧのテレビジョンカメラ２１に対向する面に貼付される反射層２４１と、反射層２４１に半分が埋め込まれる球形のガラスビーズ２４２で構成される。

反射側偏光手段１５は１／４波長板２５であり、再帰性反射材２４のテレビジョンカメラ２１側に配置される。

次に、本発明の第１の実施の形態の合成映像撮影装置の動作を、図４を参照しつつ説明する。

照明灯２２から放射された可視照明光は可視照明光偏光フィルタ２３２を通過して、第１の方向に直線偏光された直線偏光可視照明光Ａに変換される。そして、直線偏光可視照明光Ａは、ハーフミラー２３３で反射され、被写体ＯＪを照射する直線偏光可視照明光Ｂ、被写体ＯＪが装着しているプラスチックパネルＰを照射する直線偏光可視照明光Ｄ、背面ＢＧを照射する直線偏光可視照明光Ｅに分岐する。なお、直線偏光可視照明光Ａ〜Ｅを示す一点鎖線に直交する矢印は、各直線偏光可視照明光の偏光方向を示す。

直線偏光可視照明光Ｂは、被写体ＯＪで乱反射されて直線偏光可視反射光となるが、直線偏光可視反射光のごく一部が直線偏光可視撮影光ｂとしてハーフミラー２３３を透過する。直線偏光可視撮影光ｂは、直線偏光可視照明光Ｂの偏光方向と同一方向に偏光面を有する第１の直線偏光可視撮影光であるので、可視撮影光偏光フィルタ２３１で阻止されてテレビジョンカメラ２１には入射しない。この結果、テレビジョンカメラ２１により撮影される被写体ＯＪの映像は、輝度零の黒い映像となる。

直線偏光可視照明光Ｄは被写体ＯＪが装着するプラスチックパネルＰを照射するが、プラスチックパネルＰがテレビジョンカメラ２１と正対している場合には、直線偏光可視照明光ＤはプラスチックパネルＰで全反射されてテレビジョンカメラ２１に向かう直線偏光可視撮影光ｄとなる。

直線偏光可視撮影光ｄは、ハーフミラー２３３を透過するが、直線偏光照明光Ｄと同一方向の偏光面を有する第１の直線偏光可視撮影光であるので、可視撮影光偏光フィルタ２３１で阻止され、テレビジョンカメラ２１には入射しない。この結果、テレビジョンカメラ２１により撮影されるプラスチックパネルＰの映像は、低輝度の黒い映像となる。

直線偏光可視照明光Ｅは、背面ＢＧを照射するが、１／４波長板２５を通過することにより、反時計方向に回転する円偏光可視照明光Ｅ’に変換される。

円偏光可視照明光Ｅ’は、背面ＢＧの前面を覆う再帰性反射材２４により円偏光可視照明光Ｅ’の入射方向に反射されて、時計方向に回転する円偏光可視反射光ｅ’に変換される。

円偏光可視反射光ｅ’は、再度１／４波長板２５を通過することにより、直線偏光可視撮影光ｅに変換されるが、直線偏光可視撮影光ｅは直線偏光可視照明光Ｅの偏光方向と直交する方向、即ち、図４で紙面に垂直な方向に偏光面を有する第２の直線偏光可視撮影光である。直線偏光可視撮影光ｅ上の○は、偏光方向が紙面と垂直であることを示している。

直線偏光可視撮影光ｅは、ハーフミラー２３３を透過し、可視撮影光偏光フィルタ２３１に到達する。直線偏光可視撮影光ｅは、第１の直線偏光可視撮影光ｂおよび第１の直線偏光可視撮影光ｄの偏光面と直交する偏光面を有するので、可視撮影光偏光フィルタ２３１を通過し、テレビジョンカメラ２１に入射する。この結果、背面ＢＧの映像は、可視照明光が白色光の場合には高輝度の映像となり、可視照明光が青色光の場合には青色映像となる。

以上の説明から理解できるように、本発明の第１の実施の形態の合成映像撮影装置にあっては、可視撮影光偏光フィルタ２３１の偏光方向を可視照明光偏光フィルタ２３２の偏光方向と直交するように維持することが必要となる。

そこで、本発明の第１の実施の形態の合成映像撮影装置においては、可視撮影光偏光フィルタ２３１を光軸Ｘに垂直な面内で回転させるための可視撮影光偏光フィルタ駆動装置２３４、可視照明光偏光フィルタ２３２を光軸Ｚに垂直な面内で回転させるための可視照明光偏光フィルタ駆動装置２３５、およびテレビジョンカメラ２１の姿勢を検出する姿勢センサを設け、姿勢センサで検出されるテレビジョンカメラ２１の姿勢に応じて可視撮影光偏光フィルタ２３１および可視照明光偏光フィルタ２３２の偏光方向が相互に直交するように制御している。

なお、テレビジョンカメラ２１、照明灯２２、およびハーフミラー２３３が一体化されて相対位置関係が不変である場合には、可視撮影光偏光フィルタ２３１および可視照明光フィルタ２３２をハーフミラー２３３の前方に配置される１つの可視光偏光フィルタに集約することも可能である。

この構成により、可視光偏光フィルタおよびの可視光偏光フィルタの偏光方向を制御する駆動装置の構成を簡略化することができることとなる。

また、図１では、可視撮影光偏光フィルタ２３１、可視照明光偏光フィルタ２３２、およびハーフミラー２３３は、テレビジョンカメラ２１のレンズ系の被写体ＯＪ側に配置されているが、可視撮影光偏光フィルタ２３１、可視照明光偏光フィルタ２３２およびハーフミラー２３３をテレビジョンカメラ２１のレンズ系の撮像素子側に配置してもよい。

これにより、可視撮影光偏光フィルタ２３１、可視照明光偏光フィルタ２３２およびハーフミラー２３３、さらに照明灯２２を小型化することができることとなる。

以上説明したように、本発明の第１の実施の形態の合成映像撮影装置によれば、可視照明光が白色光であればルミナンスキー法により、可視照明光が青色光、緑色光のような単色光であればクロマキー法により、プラスチックパネルＰを装着した被写体ＯＪの映像を背面ＢＧの映像から切り出すことが可能となる。
（第２の実施の形態）
本発明の第２の実施の形態の合成映像撮影装置のブロック図を、図５および図６に示す。

即ち、第２の実施の形態においては、可視撮影光偏光フィルタ２３１、可視照明光偏光フィルタ２３２、およびハーフミラー２３３の代わりに、可視撮影光偏光フィルタ２３１、可視照明光偏光フィルタ２３２、およびハーフミラー２３３の機能を果たす偏光ビームスプリッタ２３６が使用される。

本発明の第２の実施の形態の合成映像撮影装置の動作は、第１の実施の形態と同一であるので説明を省略する。

なお、第２の実施の形態においては、偏光ビームスプリッタ２３６および照明灯２２は、円環状の歯車２３７内に設置され、歯車２３７と嵌合する駆動装置２３８により回転可能な構成となっている。

これにより、テレビジョンカメラ２１の姿勢が変更された場合にも、可視照明光と可視撮影光の偏光方向を相互に直交する関係に維持することが可能となる。

なお、偏光ビームスプリッタ２２３をテレビジョンカメラ２１のレンズ系の外側に配置しても、撮像素子側に配置してもよいことは第１の実施の形態と同様である。

以上説明したように、本発明の第２の実施の形態の合成映像撮影装置によれば、合成映像撮影装置の構成を簡略化することが可能となる。
（第３の実施の形態）
第１および第２の実施の形態は可視光を使用して合成映像を撮影合成するものであるが、赤外光映像をキー映像として合成映像を撮影する場合にも本発明を適用することが可能である。

即ち、本発明の第３の実施の形態の合成映像撮影装置３は、図７のブロック図に示すように、被写体ＯＪおよび背面ＢＧの可視映像を撮影する可視映像撮影手段３１と、可視映像撮影手段３１の光軸上で被写体ＯＪおよび背面ＢＧの赤外映像を撮影する赤外映像撮影手段３２と、可視映像撮影手段３１の光軸上で被写体ＯＪおよび背面ＢＧを赤外光で照明する赤外照明手段３３とを含む。

第３の実施の形態において、可視映像撮影手段３１は可視映像を撮影するテレビジョンカメラ４１である。また、赤外映像撮影手段３２は、赤外映像を撮影する赤外テレビジョンカメラ４２であり、テレビジョンカメラ４１の光軸Ｘと平行な光軸Ｘ’上に配置される。

赤外照明手段３３は、赤外照明光を放射する赤外照明灯４３であり、テレビジョンカメラ４１の光軸Ｘおよび赤外テレビジョンカメラ４２の光軸Ｘ’と直交する光軸Ｚ上に配置される。

本発明の第３の実施の形態の合成映像撮影装置３は、図７のブロック図に示すように、赤外照明光を第１の方向に直線偏光された直線偏光赤外照明光に変換するとともに、赤外映像撮影手段３２に入射する赤外撮影光の中の第１の方向に偏光された第１の赤外撮影光を遮断し、第１の方向と直交する第２の方向に偏光された第２の赤外撮影光を透過する撮影側偏光手段３４を含む。

第３の実施の形態においては、撮影側偏光手段３４は、赤外テレビジョンカメラ４２と光軸Ｘ’と光軸Ｚとの交点との間に配置される赤外撮影光偏光フィルタ４４１と、赤外照明灯４３と光軸Ｘ’と光軸Ｚとの交点との間に配置される赤外照明光偏光フィルタ４４２と、光軸Ｘと光軸Ｚとの交点に仰角４５度で配置される第１のハーフミラー４４３と、光軸Ｘ’と光軸Ｚとの交点に仰角４５度で配置される第２のハーフミラー４４４とで構成される。

図８は、第３の実施の形態のテレビジョンカメラ４１、赤外テレビジョンカメラ４２、赤外撮影光偏光フィルタ４４１、赤外照明光偏光フィルタ４４２、第１のハーフミラー４４３、第２のハーフミラー４４４の配置関係を示す斜視図である。

テレビジョンカメラ４１は水平な光軸Ｘ上に、赤外テレビジョンカメラ４２は光軸Ｘと平行な光軸Ｘ’上に配置されている。

光軸Ｘと光軸Ｚの交点には第１のハーフミラー４４３が仰角４５度で、光軸Ｘ’と光軸Ｚの交点には第２のハーフミラー４４４が仰角４５度で設置されている。

赤外撮影光偏光フィルタ４４１は赤外テレビジョンカメラ４２１と第２のハーフミラー４４４との間の光軸Ｘ’に対する垂直面内に配置され、赤外照明光偏光フィルタ４４２は赤外照明灯４３と第２のハーフミラー４４４との間の光軸Ｚに対する垂直面内に配置される。

なお、赤外撮影光偏光フィルタ４４１は赤外撮影光偏光フィルタ駆動装置４４５により光軸Ｘ’の垂直面内で回転可能な構成を有し、赤外照明光偏光フィルタ４４２は赤外照明光偏光フィルタ駆動装置４４６により光軸Ｚの垂直面内で回転可能な構成を有する。

さらに、本発明の第３の実施の形態の合成映像撮影装置は、背面ＢＧの可視光映像撮影手段３１に対向する面を覆う再帰性反射手段３５と、再帰性反射手段３５の可視光映像撮影手段３１に対向する面の前方に設置され直線偏光赤外照明光を円偏光赤外照明光に変換し再帰性反射手段３５で反射された円偏光照明光である円偏光反射光を第２の入射赤外光に変換する反射側赤外偏光手段３６とを含む。

再帰性反射手段３５は、第１の実施の形態と同じく、背面ＢＧのテレビジョンカメラ２１に対向する面を覆う再帰性反射材４５である。反射側赤外光偏光手段３６は、第１の実施の形態と同じく、１／４波長板４６であり、再帰性反射材４５のテレビジョンカメラ４１側に配置される。

次に、本発明の第３の実施の形態の合成映像撮影装置の動作を、図９を参照しつつ説明する。

赤外照明灯４３から放射された赤外照明光は赤外照明光偏光フィルタ４４２を通過して、直線偏光赤外照明光Ｆとなる。そして、直線偏光赤外照明光Ｆは、第２のハーフミラー４４４を透過して第１のハーフミラー４４３で反射され、被写体ＯＪを照射する直線偏光赤外照明光Ｇ、被写体ＯＪが装着しているプラスチックパネルＰを照射する直線偏光赤外照明光Ｈ、背面ＢＧを照射する直線偏光赤外照明光Ｉに分岐する。なお、直線偏光赤外照明光Ｆ〜Ｉを示す一点鎖線と垂直に交わる矢印は、直線偏光赤外照明光の偏光方向を示す。

直線偏光赤外照明光Ｇは、被写体ＯＪで乱反射されて直線偏光赤外反射光となるが、直線偏光赤外反射光の一部だけが直線偏光赤外撮影光ｇとして第１のハーフミラー４４３および第２のハーフミラー４４４で反射され、赤外撮影光偏光フィルタ４４１に到達する。

直線偏光赤外撮影光ｇは、直線偏光赤外照明光Ｇと同一方向の偏光面を有する第１の直線偏光赤外撮影光であるので、赤外撮影光偏光フィルタ４４１で阻止されて赤外テレビジョンカメラ４２には入射しない。

この結果、赤外テレビジョンカメラ４２により撮影される被写体ＯＪの赤外映像は、低輝度の黒い赤外映像となる。

直線偏光赤外照明光ＨはプラスチックパネルＰを照射するが、プラスチックパネルＰがテレビジョンカメラ４１および赤外テレビジョンカメラ４２と正対している場合には、直線偏光赤外照明光ＨはプラスチックパネルＰで全反射されてテレビジョンカメラ４１および赤外テレビジョンカメラ４２に向かう直線偏光赤外撮影光ｈとなる。

直線偏光赤外撮影光ｈは、第１のハーフミラー４４３および第２のハーフミラー４４４で反射され、赤外撮影光偏光フィルタ４４１に到達する。

直線偏光赤外撮影光ｈは、直線偏光赤外照明光Ｈと同方向の偏光面を有する第１の直線偏光赤外撮影光であるので、赤外撮影光偏光フィルタ４４１で阻止され、赤外テレビジョンカメラ４２には入射しない。

この結果、赤外テレビジョンカメラ４２により撮影されるプラスチックパネルＰの赤外映像は低輝度の黒い赤外映像となる。

直線偏光赤外照明光Ｉは、背面ＢＧを照射するが、１／４波長板４６を透過することにより、反時計方向に回転する円偏光赤外照明光Ｉ’に変換される。

円偏光赤外照明光Ｉ’は、背面ＢＧの前面に設置された再帰性反射材４５により円偏光赤外照明光Ｉ’の入射方向に反射されて、時計方向に回転する円偏光赤外反射光ｉ’となる。

円偏光赤外反射光ｉ’は、再度１／４波長板４６を通過することにより、直線偏光赤外撮影光ｉに変換されるが、直線偏光赤外撮影光ｉは直線偏光赤外照明光Ｆの偏光方向と直交する方向、即ち、図９で紙面に垂直な方向に偏光する第２の直線偏光赤外撮影光とである。第２の直線偏光赤外撮影光ｉの矢印上に記載されている○は偏光方向が紙面と垂直であることを示している。

直線偏光赤外撮影光ｉは、第１のハーフミラー４４３および第２のハーフミラー４４４で反射され、赤外撮影光偏光フィルタ４４１に到達するが、直線偏光赤外撮影光ｉは第２の直線偏光赤外撮影光であるので、赤外撮影光偏光フィルタ４４１を通過し、赤外テレビジョンカメラ４２に入射する。

この結果、背面ＢＧの赤外映像の輝度は高輝度の明るい赤外映像となり、被写体ＯＪおよびプラスチックパネルＰの赤外映像と明確に識別することが可能となる。

なお、本発明に係る第３の合成映像撮影装置３にあっては、赤外撮影光偏光フィルタ４４１の偏光方向を、赤外照明光偏光フィルタ４４２の偏光方向と直交する関係に維持することが必要となる。

そこで、本発明の第３の実施の形態の合成映像撮影装置においては、赤外テレビジョンカメラ４２に搭載される姿勢センサ、赤外撮影光偏光フィルタ４４１を光軸Ｘ’に垂直な面内で回転させるための赤外撮影光偏光フィルタ駆動装置４４５、および赤外照明光偏光フィルタ４４２を光軸Ｚに垂直な面内で回転させるための赤外照明光偏光フィルタ駆動装置４４６を設け、赤外テレビジョンカメラ４２に搭載された姿勢センサで検出される赤外テレビジョンカメラ４２の姿勢に応じて赤外撮影光偏光フィルタ４４１および赤外照明光偏光フィルタ４４２の偏光方向を相互に直交するように制御している。

なお、テレビジョンカメラ４１、赤外テレビジョンカメラ４２、赤外照明灯４３、ならびに第１のハーフミラー４４３および第２のハーフミラー４４４が一体化されて相対位置関係が不変である場合には、赤外撮影光偏光フィルタ４４１および赤外照明光フィルタ４４２を第１のハーフミラー４４３または第２のハーフミラー４４４の前方に配置される１つの偏光フィルタに集約することも可能である。

この構成により、偏光フィルタおよびの偏光フィルタの偏光方向を制御する駆動装置の構成を簡略化することができることとなる。

また、図７では、赤外撮影光偏光フィルタ４４１、赤外照明光フィルタ４４２、第１のハーフミラー４４３および第２のハーフミラー４４４は、テレビジョンカメラ４１および赤外テレビジョンカメラ４２のレンズ系の被写体ＯＪ側に配置されているが、テレビジョンカメラ４１および赤外テレビジョンカメラ４２のレンズ系を共通として、赤外撮影光偏光フィルタ４４、赤外照明光フィルタ４４２、第１のハーフミラー４４３および第２のハーフミラー４４４をレンズ系の撮像素子側に配置してもよい。

これにより、赤外撮影光偏光フィルタ４４１、赤外照明光フィルタ４４２、第１のハーフミラー４４３および第２のハーフミラー４４４、さらに赤外照明灯４３を小型化することができることとなる。

以上説明したように、本発明の第３の実施の形態の合成映像撮影装置によれば、赤外映像に対してルミナンスキー法を適用して合成画像を切り出すことにより、プラスチックパネルＰを装着した被写体ＯＪの映像を背面ＢＧから切り出すことが可能となる。
（第４の実施の形態）
本発明の第４の実施の形態の合成映像撮影装置のブロック図を図１０に示す。

即ち、第４の実施の形態においては、赤外撮影光偏光フィルタ４４１、赤外照明光フィルタ４４２および第２のハーフミラー４４４の代わりに赤外偏光ビームスプリッタ４４７が用いられる。そして、赤外偏光ビームスプリッタ４４７は、第２のハーフミラー４４４の機能と、赤外撮影光偏光フィルタ４４１および赤外照明光フィルタ４４２の機能とを果たす。

即ち、第４の実施の形態においては、撮影側偏光手段３４は、第１のハーフミラー４４３と赤外偏光ビームスプリッタ４４７とで構成される。

赤外テレビジョンカメラ４２で撮影されるプラスチックパネルＰを装着する被写体ＯＪの赤外映像の輝度が零となり、背面ＢＧの赤外映像が高輝度となる理由は、第３の実施の形態と同一であるので説明を省略する。

なお、第４の実施の形態においては、第１のハーフミラー４４３、赤外テレビジョンカメラ４２、赤外偏光ビームスプリッタ４４７および赤外照明灯４３は、円環状の歯車４４８内に設置され、歯車４４８と嵌合する駆動装置４４９によりテレビジョンカメラ４１の光軸Ｘを中心として回転可能な構成となっている。

これにより、赤外テレビジョンカメラ４２の姿勢が変更された場合にも、赤外照明光と赤外撮影光の偏光方向を相互に直交するように制御することが可能となる。

以上説明したように、本発明の第４の実施の形態の合成映像撮影装置によれば、合成映像撮影装置の構成を簡略化することが可能となる。

以上のように、本発明に係る合成映像撮影装置は、被写体が鏡面反射性を有する装身具を装着している場合にも、背面の映像から明確に識別可能な被写体映像を撮影できるという効果を有し、合成映像撮影システム等として有効である。

本発明の第１の実施の形態における合成映像撮影装置のブロック図本発明の第１の実施の形態における合成映像撮影装置の斜視図本発明の第１の実施の形態における再帰性反射材の構成を示す断面図本発明の第１の実施の形態における合成映像撮影装置の動作を説明するブロック図本発明の第２の実施の形態における合成映像撮影装置のブロック図本発明の第２の実施の形態における合成映像撮影装置の斜視図本発明の第３の実施の形態における合成映像撮影装置のブロック図本発明の第３の実施の形態における合成映像撮影装置の斜視図本発明の第３の実施の形態における合成映像撮影装置の動作を説明するブロック図本発明の第４の実施の形態における合成映像撮影装置のブロック図

符号の説明

１合成映像撮影装置
１１可視映像撮影手段
１２可視照明手段
１３撮影側偏光手段
１４再帰性反射手段
１５反射側偏光手段
２１テレビジョンカメラ
２２照明灯
２３１可視撮影光偏光フィルタ
２３２可視照明光偏光フィルタ
２３３ハーフミラー
２３４可視撮影光偏光フィルタ駆動装置
２３５可視照明光偏光フィルタ駆動装置
ＯＪ被写体
ＢＧ背面

Claims

被写体および背面の可視映像を撮影する可視映像撮影手段と、
前記可視映像撮影手段の光軸上で前記被写体および前記背面の赤外映像を撮影する赤外映像撮影手段と、
前記可視映像撮影手段の光軸上で前記被写体および前記背面を照明する赤外光を放射する赤外照明手段と、
前記赤外照明光を第１の方向に直線偏光された直線偏光赤外照明光に変換するとともに、前記赤外映像撮影手段に向かう赤外撮影光のうち前記第１の方向に偏光された第１の直線偏光赤外撮影光を遮断し、前記第１の方向と直交する第２の方向に偏光された第２の直線偏光赤外撮影光を透過する撮影側偏光手段と、
前記背面の前記可視映像撮影手段および前記赤外映像撮影手段に対向する面を覆う再帰性反射手段と、
前記再帰性反射手段の前記可視映像撮影手段および前記赤外映像撮影手段に対向する面の前方に設置され、前記直線偏光赤外照明光を円偏光赤外照明光に変換し、前記再帰性反射手段で反射された前記円偏光赤外照明光である円偏光赤外反射光を前記第２の直線偏光赤外撮影光に変換する反射側偏光手段と、を含む合成映像撮影装置。
前記撮影側偏光手段が、
前記赤外照明手段の光軸上に配置され、前記赤外照明光を前記直線偏光赤外照明光に変換する赤外照明光偏光フィルタと、
前記赤外映像撮影手段の光軸上に配置され、前記赤外映像撮影手段に向かう赤外撮影光のうち前記第１の直線偏光赤外撮影光を遮断し、前記第２の直線偏光赤外撮影光を透過する赤外撮影光偏光フィルタと、
前記可視映像撮影手段の光軸と前記赤外照明手段の光軸との交点に配置され、前記直線偏光赤外照明光を前記被写体および前記背面の方向に反射し、前記第１の直線偏光赤外撮影光および前記第２の直線偏光赤外撮影光を前記赤外映像撮影手段の方向に反射し、前記可視映像撮影手段に入射する可視映像光を透過する第１のハーフミラーと、
前記赤外映像撮影手段の光軸と前記赤外照明手段の光軸との交点に配置され、前記直線偏光赤外照明光を前記第１のハーフミラー方向に透過し、前記第１の直線偏光赤外撮影光および前記第２の直線偏光赤外撮影光を前記赤外撮影光偏光フィルタ方向に反射する第２のハーフミラーとを含む請求項１に記載の合成映像撮影装置。
前記撮影側偏光手段が、
前記可視映像撮影手段の光軸と前記赤外照明手段の光軸との交点に配置され、前記直線偏光赤外照明光を前記被写体および前記背面の方向に反射し、前記第１の直線偏光赤外撮影光および前記第２の直線偏光赤外撮影光を前記赤外映像撮影手段の方向に反射し、前記可視映像撮影手段に入射する可視撮影光を透過するハーフミラーと、
前記赤外映像撮影手段の光軸と前記赤外照明手段の光軸との交点に配置され、前記赤外照明光を前記直線偏光赤外照明光に変換するとともに、前記赤外映像撮影手段に向かう赤外撮影光のうち前記第１の直線偏光赤外撮影光を遮断し、前記第２の直線偏光赤外撮影光を透過する偏光ビームスプリッタである請求項１に記載の合成映像撮影装置。