JP5554157B2

JP5554157B2 - 映像同期撮影システム、及び映像同期撮影方法

Info

Publication number: JP5554157B2
Application number: JP2010144157A
Authority: JP
Inventors: 幸裕半谷
Original assignee: トーツーエンジニアリング株式会社
Priority date: 2010-06-24
Filing date: 2010-06-24
Publication date: 2014-07-23
Anticipated expiration: 2030-06-24
Also published as: JP2012010099A

Description

本発明は、映像同期撮影システム、及び映像同期撮影方法に関するものであり、二つ以上若しくはそれ以上の複数のカメラを利用し、立体映像（３Ｄ映像）を構築する際に必要な複数の映像情報を取得する際に、それぞれのカメラの動作のタイミングを同期制御して撮影可能な映像同期撮影システム、及び映像同期撮影方法に関するものである。

近年において、所謂「３Ｄ映画」の劇場公開、３Ｄ映像によるスポーツ中継の開始及びそれに伴う３Ｄ映像を表示するための３Ｄ対応テレビ等、娯楽、放送、及び家電分野等を含む各種の産業技術分野において、立体映像の表示及び撮影に関する技術の開発が活発に進められ、業務及び家庭用の各用途において対応する製品も数多く生産されるようになっている。特に、近年に入り、パーソナルユースでの需要増大が大幅に見込まれ、３Ｄ対応テレビ等のハードウェア技術の発展及び進歩に伴って立体映像を含むコンテンツの製作も増加している。ここで、立体映像を表示させるためには、上記に示したように、３Ｄ対応の表示機器に加え、従来の撮影方式と異なる特殊な撮影方式で撮影された立体映像を構築する必要があり、係る撮影技術及び撮影システム等に関する技術も進んでいる。

立体情報を構築するための撮影方式は、従来より種々のものが開発されており、その中でも特に一般的な手法は、人間が物体を立体的に捉えて視認する原理を応用し、両眼の左右の眼に相当する位置に各々カメラを配置し、一組のカメラで同一の物体を同時に撮影し、それぞれのカメラによって取得した二つの映像情報を組合わせ、立体映像の構築を行っている。上述した二眼カメラ方式を採用する撮影システムでは、左右のカメラの位置が人間の両眼の間の平均的な距離（視差：約６５ｍｍ）に相当する分だけ水平方向にカメラのレンズ位置が離間するようにセットされている。そして、それぞれのカメラの撮影に係る動作のタイミングを同期させることにより、同一の撮影対象（物体等）に対して撮影位置の僅かに異なる二種類の映像情報を取得することができる。なお、左右にセットされたカメラのレンズの光軸は、撮影対象の物体上で交差するように一対のカメラを物体方向にそれぞれ傾け、上方から観察すると略ハの字形状にする方式や、或いは互いの光軸が平行となるように一対のカメラを物体方向に“＝”のように配置する方式等がそれぞれ適宜選択されている。

ここで、二眼カメラ方式の場合、一対のカメラの動作を精細に一致させ、それぞれ撮影した二種類の映像情報を取得する必要があり、一対（二台）のカメラの動作を同一のタイミングで制御させることは非常に高度な技術や特殊な装置を利用することがあった。そのため、立体映像を構築するための映像撮影装置、映像撮影システムのために多額のコストが必要となることがあり、立体映像を使用した作品等自体が高価になる等、立体映像にかする作品及び技術の普及が大幅に進歩しない可能性があった。さらに、高精度での同期を必要とするため、ジッター成分と呼ばれる時間軸方向の歪みや揺らぎが生じやすく、温度変化によって二台のカメラの時間的な精度が低下する可能性があった。

一方、通常のカメラ及び撮影システム等を利用して撮影された映像情報をフレームバッファ等を利用して各フレーム毎の同期を図り、立体映像として構築する方式も行われていた。この場合、高度な画像演算処理装置が必要となり、上記と同様に高コスト化が問題になる可能性があった。さらに、フレーム処理によって構築された立体映像は、ディスプレイ等に表示させることは可能であるものの、一般に約１／３０秒の誤差（ずれ）が各表示フレーム間で生じることがあり、立体映像を鑑賞した場合に不自然な印象を鑑賞者に対して与える可能性があった。

そのため、市販されている業務用撮影機器等を利用して比較的安価に立体映像用の撮影システムを構築可能であって、かつ互いの撮影機器等の動作を同期制御させることにより、安定した映像情報を取得することが求められていた。

そこで、本発明は上記実情に鑑み、二眼カメラ方式を採用する立体映像のための映像情報の取得において、比較的に安価で入手可能な業務用ビデオカメラを改造して構成することが可能であって、構築コスト等を抑え、安定した映像情報の取得を可能とする映像同期撮影システム、及び当該映像同期撮影システムを利用した映像同期撮影方法の提供を課題とするものである。

上記の課題を解決するため、本発明の映像同期撮影システムは、「第一クロック信号を発生させる第一クロック発生器と、前記第一クロック信号と周波数の相違する第二クロック信号を発生させる第二クロック発生器と、前記第一クロック発生器及び前記第二クロック発生器とそれぞれ接続し、前記第一クロック信号及び前記第二クロック信号の入力を受付け、前記第一クロック信号または前記第二クロック信号のいずれか一方に切換えて出力先に出力する切換出力部と、前記第一クロック発生器と接続し、前記第一クロック信号の入力を受付ける第一信号受付部及び受付けた前記第一クロック信号に基づいて撮影対象物を撮影する第一撮影部を有する第一撮影ユニットと、前記第一撮影ユニットから離間して配置され、前記切換出力部から出力される前記第一クロック信号または前記第二クロック信号の入力を受付ける第二信号受付部及び受付けた前記第一クロック信号または前記第二クロック信号に基づいて前記撮影対象物を撮影する第二撮影部を有し、前記第一撮影ユニットと同一の内部回路で形成される第二撮影ユニットと、前記第一撮影ユニットから出力される第一映像情報及び前記第二撮影ユニットから出力される第二映像情報の入力をそれぞれ受付ける映像情報受付部及び受付けた前記第一映像情報の位相と前記第二映像情報の位相とを比較し、前記位相の一致を判定する位相判定部を有する位相比較ユニットと、前記切換出力部によって前記第二撮影ユニットに前記第二クロック信号が出力される初期条件で、前記第一映像情報及び前記第二映像情報の位相の一致を前記位相比較ユニットで検出すると、前記切換制御部を制御して前記第二撮影ユニットに対し前記第一クロック信号を出力し、前記第一撮影ユニット及び前記第二撮影ユニットの動作を前記第一クロック信号で同期制御する同期制御部と」を具備するものから主に構成されている。

ここで、第一撮影ユニット及び第二撮影ユニットは、比較的安価に入手可能な業務用等の撮影機器（ビデオカメラ）等を主に利用することができ、当該撮影機器から動作制御に係るクロック発生回路（発振器）を独立させたものとして主に構成されている。そして、第一撮影ユニットと独立したクロック発生器から供給される信号受付部に係る構成を新たに備え、信号受付部を介して撮影機器の撮影機構（撮影部）を制御することで、二次元の従来と同じ映像情報を取得するものである。一方、第一クロック発生器及び第二クロック発生器は、各撮影ユニットに出力され、映像情報の取得等の各動作制御を行うためのクロック信号を発生させるものであり、第一クロック発生器による第一クロック信号と、第二クロック発生器による第二クロック信号は、互いに周波数が相違するように設定されている。ここで、各クロック信号の周波数の相違は、あまり大きなものではなく、例えば、±１００ｐｐｍ程度の範囲で設定される。

さらに、切換出力部は、第一クロック発生器及び第二クロック発生器とそれぞれ接続し、第二撮影ユニットに出力するクロック信号を切換えて決定するものである。なお、本発明の映像同期撮影システムでは、初期条件として第二撮影ユニットに第二クロック信号が出力されるように設定されている。また、位相比較ユニットは、各クロック信号に基づいて同一の撮影対象物を撮影し、各撮影ユニットから出力された二つの映像情報の位相が一致しているか否かを判定し、比較するものである。ここで、クロック周波数が互いに相違する場合であっても、それぞれの映像情報の位相が一致するタイミングが撮影開始から定期的若しくは不定期的に現れることが知られ、その位相が一致したタイミングを位相比較ユニットによって検出することができる。位相の一致を検出したタイミングで同期制御部によって切換出力部が制御され、第二撮影ユニットに出力されるクロック信号を第一クロック信号にすることができる。これにより、第一撮影ユニット及び第二撮影ユニットが同一のクロック信号（第一クロック信号）によって動作制御され、第一撮影ユニット及び第二撮影ユニットで得られる映像情報の位相が一致した、撮影位置のみが僅かに異なる二つの映像情報の取得が可能となる。これにより、得られた双方の映像情報を利用して立体映像を構築することが可能となる。

したがって、本発明の映像同期撮影システムによれば、初期条件として設定されたことにより、撮影開始直後から暫くの間は、第一撮影ユニットに対して第一クロック信号、第二撮影ユニットに対して第二クロック信号がそれぞれ与えられることになる。そして、位相判定ユニットでそれぞれの撮影ユニットから出力される映像情報の位相の一致を検出し、一致したタイミングに合わせて第二撮影ユニットにも第一クロック信号を与えるように出力の切換を制御する。これにより、一つのクロック信号により、二つの撮影ユニットを同期させた状態で制御させることが可能となる。

一方、本発明の映像同期撮影システムは、「第一クロック信号を発生させる第一クロック発生器と、前記第一クロック信号と周波数の相違する第二クロック信号を発生させる第二クロック発生器と、前記第一クロック発生器及び前記第二クロック発生器とそれぞれ接続し、前記第一クロック信号及び前記第二クロック信号の入力を受付け、前記第一クロック信号または前記第二クロック信号をそれぞれの出力先毎に独立して若しくは共通して出力する切換出力部と、前記切換出力部と接続し、前記第一クロック信号または前記第二クロック信号の入力を受付ける第一信号受付部及び受付けた前記第一クロック信号または前記第二クロック信号に基づいて撮影対象物を撮影する第一撮影部を有する第一撮影ユニットと、前記第一撮影ユニットから離間して配置され、前記切換出力部と接続し、前記第一クロック信号または前記第二クロック信号の入力を受付ける第二信号受付部及び受付けた前記第一クロック信号または前記第二クロック信号に基づいて前記撮影対象物を撮影する第二撮影部を有し、前記第一撮影ユニットと同一の内部回路で形成された第二撮影ユニットと、前記第一撮影ユニットから出力される第一映像情報及び前記第二撮影ユニットから出力される第二映像情報の入力をそれぞれ受付ける映像情報受付部及び受付けた前記第一映像情報の位相と前記第二映像情報の位相とを比較し、前記位相の一致を判定する位相判定部を有する位相比較ユニットと、前記切換出力部によって前記第一撮影ユニットに前記第一クロック信号が出力され、前記第二撮影ユニットに前記第二クロック信号が出力される初期条件で、前記第一映像情報及び前記第二映像情報の位相の一致を前記位相比較ユニットで検出すると、前記切換制御部を制御して前記第一撮影ユニット及び前記第二撮影ユニットに対し前記第一クロック信号または前記第二クロック信号を共通して出力し、前記第一撮影ユニット及び前記第二撮影ユニットの動作を共通の前記第一クロック信号または前記第二クロック信号で同期制御する同期制御部と」を具備して主に構成されている。

ここで、第一クロック発生器、第一撮影ユニット等、基本的な構成は既に説明したものと同一であるため詳細な説明は省略する。すなわち、上記との違いは、第一撮影ユニットが第一クロック発生器と直接接続したものではなく、切換出力部と接続している点、及び切換出力部が各撮影ユニット毎に独立してクロック信号を出力或いは各撮影ユニットに共通して一のクロック信号を出力可能な点で相違している。

したがって、本発明の映像同期撮影システムによれば、第一クロック発生器及び第二クロック発生器と接続した切換出力部から、第一撮影ユニット及び第二撮影ユニットに対し、それぞれ各クロック信号が選択的に出力される。そして、初期条件として切換出力部から第一撮影ユニットに対して第一クロック信号が出力され、一方、第二撮影ユニットに対して第二クロック信号が出力された後、各撮影ユニットから得られた映像情報を位相比較ユニットで比較し、位相の一致が検出されると、各撮影ユニットに対して出力するクロック信号を第一クロック信号または第二クロック信号のいずれか一方に共通して出力することが可能となる。これにより、既に説明した映像同期撮影システムと同一の作用効果を奏させることができる。また、共通して出力するクロック信号が第一クロック信号に限定されることがなく、第二クロック信号の出力であっても構わない点が相違する。

さらに、本発明の映像同期撮影システムは、上記構成に加え、「前記第二撮影ユニット、前記切換出力部、前記位相比較ユニット、及び前記同期制御部は、一つの前記第二ユニットに対して複数設けられる」ものであっても構わない。

したがって、本発明の映像同期撮影システムによれば、一つの第一撮影ユニットに対して二つ以上の複数の第二撮影ユニット及びこれに対応する各構成が設けられている。その結果、一つの第一撮影ユニットを基準として、複数の第二撮影ユニットの動作を同期制御することが可能となり、複数の異なる撮影位置から撮影した複数の映像情報を利用して立体映像を構成することができる。その結果、様々なバリエーションの立体映像の構築が可能となる。

さらに、本発明の映像同期撮影システムは、上記構成に加え、「前記第一クロック発生器及び前記第二クロック発生器の少なくとも一方は、前記第一撮影ユニットまたは前記第二撮影ユニットの少なくとも一方と一体的に構成されている」ものであっても構わない。

したがって、本発明の映像同期撮影システムによれば、第一クロック発生器及び第二クロック発生器の少なくとも一方を、第一撮影ユニット及び第二撮影ユニットの少なくとも一体的に構成させることが可能となる。ここで、各クロック発生器は、ビデオカメラ等の撮影機器の一構成として予め備えられるものであり、機能的及び外観上一体的に構成することは容易であり、位相比較及びクロック信号の切換出力等を制御する構成と接続することにより同一の作用効果を奏することが可能となる。これにより、映像同期撮影システム全体の構成をコンパクトなものとすることが可能となる。

一方、本発明の映像同期撮影方法は、「第一クロック信号を発生させる第一クロック発生工程と、前記第一クロック信号と周波数の相違する第二クロック信号を発生させる第二クロック発生工程と、発生した前記第一クロック信号を第一撮影ユニットに出力し、前記第一クロック信号に基づいて撮影対象物を撮影する第一撮影工程と、発生した前記第二クロック信号を前記第一撮影ユニットから離間して配置された第二撮影ユニットに出力し、前記第二クロック信号に基づいて前記撮影対象物を動作制御して撮影する第二撮影工程と、前記第一撮影ユニットから出力される第一映像情報及び前記第二撮影ユニットから出力される第二映像情報の入力をそれぞれ受付け、前記第一映像情報の位相と前記第二映像情報の位相とを比較し、前記位相の一致を判定する位相比較工程と、前記位相比較工程によって前記第一映像情報及び前記第二映像情報の位相が一致すると判定されると、前記第二撮影ユニットへの出力を前記第二クロック信号から前記第一クロック信号に切換え、前記第一撮影ユニット及び前記第二撮影ユニットの動作を同期制御する同期制御工程と」を具備するものから主に構成されている。

一方、本発明の映像同期撮影方法は、「第一クロック信号を発生させる第一クロック発生工程と、前記第一クロック信号と周波数の相違する第二クロック信号を発生させる第二クロック発生工程と、発生した前記第一クロック信号及び前記第二クロック信号の一方を第一撮影ユニットに出力し、撮影対象物を撮影する第一撮影工程と、発生した第一クロック信号及び前記第二クロック信号の他方を前記第一撮影ユニットから離間して配置された第二撮影ユニットに出力し、前記撮影対象物を動作制御して撮影する第二撮影工程と、前記第一撮影ユニットから出力される第一映像情報及び前記第二撮影ユニットから出力される第二映像情報の入力をそれぞれ受付け、前記第一映像情報の位相と前記第二映像情報の位相とを比較し、前記位相の一致を判定する位相比較工程と、前記位相比較工程によって前記第一映像情報及び前記第二映像情報の位相が一致すると判定されると、前記第一撮影ユニット及び前記第二撮影ユニットに前記第一クロック信号または前記第二クロック信号に共通して出力し、前記第一撮影ユニット及び前記第二撮影ユニットの動作を同期制御する同期制御工程と」を具備するものから主に構成されている。

したがって、本発明の映像同期撮影方法によれば、第一クロック信号及び第二クロック信号の出力を切換えて各撮影ユニットの動作を制御することにより、上述の映像同期撮影システムによる作用効果を奏することが可能となる。

本発明の効果として、互いに周波数の相違する二種類のクロック信号をそれぞれ個別に発生させ、係るクロック信号を撮影開始直後に各撮影ユニットにそれぞれ独立して出力し、撮影によって取得されたクロック信号の位相の一致を検出することにより、各撮影ユニットに共通のクロック信号を出力させることが可能となる。これにより、立体映像を構築するための各映像信号が動作タイミング等を同期させ、ジッター成分がなく温度変化による影響を受けることのない状態で取得可能となる。

本実施形態の映像同期撮影システムの機能的構成を示すブロック図である。映像同期撮影システムの初期条件の設定、及びクロック信号、映像情報の流れを示す説明図である。映像同期撮影システムの同期状態の設定、及びクロック信号、映像情報の流れを示す説明図である。映像同期撮影方法の各工程の流れを示すフローチャートである。本発明の撮影システムの別例構成を示す（ａ）初期条件、（ｂ）切換出力後のクロック信号の流れを示す説明図である。第一撮影ユニットに対して複数の第二撮影ユニットを設けた映像同期撮影システムの別例構成を示す説明図である。

以下、本発明の一実施形態である映像同期撮影システム１（以下、単に「撮影システム１」と称す）について、図１乃至図４に基づいて主に説明する。ここで、図１は本実施形態の撮影システム１の機能的構成を示すブロック図であり、図２は撮影システム１の初期条件の設定、及びクロック信号２ａ，２ｂ、映像情報３ａ，３ｂの流れを示す説明図であり、図３は撮影システム１の同期状態の設定、及びクロック信号２ａ、映像情報３ａ，３ｂの流れを示す説明図であり、映像同期撮影方法４の各工程の流れを示すフローチャートである。本実施形態の撮影システム１は、市販の業務用撮影機器を改造した二つの撮影ユニット５ａ，５ｂを利用し、所謂「二眼カメラ方式」で立体映像を構築するための撮影位置のみが異なる二つの映像情報３ａ，３ｂを取得するものであり、当該映像情報３ａ，３ｂの取得後の処理については説明を省略するものとする。

本実施形態の撮影システム１は、図１乃至図４に示すように、第一クロック信号２ａを発生させる第一クロック発生器６ａと、第二クロック信号２ｂを発生させる第二クロック発生器６ｂと、市販のビデオカメラを改造して構成された第一撮影ユニット５ａと、第一撮影ユニット５ａと同一の内部回路を有する第二撮影ユニット５ｂと、第二撮影ユニット５ｂに対して出力するクロック信号２ａ，２ｂの切換を行う切換出力部７と、各撮影ユニット５ａ，５ｂから出力された映像情報３ａ，３ｂを受付け、両映像情報３ａ，３ｂの位相を比較する位相比較ユニット８と、位相の比較結果に基づいて切換出力部７を制御し、撮影ユニット５ａ，５ｂに対して第一クロック信号２ａを共通して供給し、撮影ユニット５ａ，５ｂの動作を同期制御する同期制御部９とを具備して主に構成されている。

さらに、具体的に説明すると、第一クロック発生器６ａは、第一撮影ユニット５ａ及び同期完了後の第二撮影ユニット５ｂの動作制御を行うために供給される第一クロック信号２ａを発生させるための回路（発振器：クロックジェネレータ）に相当するものである。さらに具体的に説明すると、第一クロック発生器６ａは、共振回路と増幅器とを備えている。そのため、発生した第一クロック信号２ａに応じて第一撮影ユニット５ａの動作制御を行うことができる。ここで、第一クロック発生器６ａは、予め規定された基本周波数の第一クロック信号２ａを発生可能に設定されている。一方、第二クロック発生器６ｂは、第一クロック発生器６ａと同一の構成を有して形成されている。但し、第二クロック発生器６ｂは、発生させる第二クロック信号２ｂの周波数が、第一クロック信号２ａと相違するように形成されている。ここで、本実施形態の撮影システム１では、基本周波数の第一クロック信号２ａに対し、±１００ｐｐｍ程度の範囲の周波数に設定された第二クロック信号２ｂが使用される。

一方、第一撮影ユニット５ａは、市販されているビデオカメラ等の撮影装置を改造して構成されるものであり、予め内蔵している動作制御用のクロックジェネレータに相当する機能を取除き、上述した第一クロック発生器６ａと接続し、第一クロック信号２ａの入力を受付ける第一信号受付部１０ａと、受付けた第一クロック信号２ａに基づいて撮影対象物を動画として撮影し、第一映像情報３ａを取得可能な第一撮影部１１ａとを具備して主に構成されている。なお、第一撮影部１１ａは、上記撮影装置の基本的な構成であるレンズ等の光学系機構や取得した第一映像情報３ａを記憶する記憶部等のビデオカメラに一般的な構成を含むものであり、撮影装置の基本的構成をそのまま流用するものである。そのため、詳細な説明は省略するものとする。一方、第二撮影ユニット５ｂは、第一撮影ユニット５ａと同一の内部回路を有して構成され、切換出力部７と接続し、第一クロック信号２ａまたは第二クロック信号２ｂの入力を受付ける第二信号受付部１０ｂと、受付けた第二クロック信号２ｂに基づいて同一の撮影対象物を動画として撮影し、第二映像情報３ｂを取得可能な第二撮影部１１ｂとを具備して主に構成されている。ここで、第一撮影ユニット５ａの第一撮影部１１ａの撮影レンズと第二撮影ユニット５ｂの第二撮影部１１ｂの撮影レンズとの間隔及び光軸角度は任意に設定することが可能となっている。

切換出力部７は、各々独立して設けられた第一クロック発生器６ａ及び第二クロック発生器６ｂと接続し、それぞれ発生させた第一クロック信号２ａ及び第二クロック信号２ｂの入力を受付け、いずれか一方の信号に電気的に切換えて第二撮影ユニット５ｂに出力する機能を有している。ここで、本実施形態の撮影システム１は、初期条件、すなわち撮影開始直後には、第二撮影ユニット５ｂに第二クロック信号２ｂを供給し、後述する位相の一致が確認された後に第一クロック信号２ａの供給に切換えるように設定されている。

位相比較ユニット８は、第一撮影ユニット５ａ及び第二撮影ユニット５ｂとそれぞれ接続され、各撮影ユニット５ａ，５ｂによって同一の撮影対象物を撮影し、取得された各映像情報３ａ，３ｂの入力を受付ける映像情報受付部１３と、受付けた二つの映像情報３ａ，３ｂのそれぞれの位相を比較し、両者のずれ（位相差）を判定する位相判定部１４とを具備して主に構成されている。なお、各撮影ユニット５ａ，５ｂによって取得された映像情報３ａ，３ｂは、立体映像を生成するために利用される。すなわち、位相比較ユニット８には、記憶・保存用と分岐して位相の比較のために用いられるものが利用される。特に、映像情報３ａ，３ｂに含まれる矩形波の映像同期信号を取出し、これを位相比較している。

一方、同期制御部９は、位相比較ユニット８の位相判定部１４によって位相の一致が検出されると、切換出力部７を制御し、初期条件である第二クロック信号２ｂの第二撮影ユニット５ｂへの出力を、第一クロック信号２ａに切換える制御を行うものである。これにより、第一撮影ユニット５ａ及び第二撮影ユニット５ｂの双方が第一クロック信号２ａに基づいて動作制御されることになり、両者における動作タイミングを全く同一のものとすることができる。

次に本実施形態の撮影システム１を使用した立体映像のための映像情報３ａ，３ｂの取得の一例（映像同期撮影方法４に相当）について説明する。ここで、図４は本実施形態の映像同期撮影方法４の各工程の流れを示すフローチャートである。始めに、本実施形態の撮影システム１を構成する各ユニット等を起動し、初期状態とする（起動工程Ｓ１）。このとき、切換出力部７は第二クロック信号２ｂを第二撮影ユニット５ｂに出力可能な状態に初期条件としてセットされる。その後、第一クロック発生器６ａによって第一クロック信号２ａを発生させ（第一クロック発生工程Ｓ２）、さらに第二クロック発生器６ｂによって第二クロック信号２ｂを発生させる（第二クロック発生工程Ｓ３）。これにより、第一撮影ユニット５ａに対して第一クロック信号２ａが出力され、一方、第二撮影ユニット５ｂに対して第二クロック信号２ｂが出力されることになる（図２参照）。ここで、第一クロック発生器６ａで発生し、切換出力部７に出力される一部の第一クロック信号２ａは、切換出力部７への入力は行われるものの、当該切換出力部７でその先への出力がストップした状態にある。

一方、クロック信号２ａ等の出力先である各撮影ユニット５ａ等は、それぞれのクロック信号２ａ，２ｂの入力を各信号受付部１０ａ，１０ｂで受付けるとともに、第一クロック信号２ａに基づいて第一撮影ユニット５ａの第一撮影部１１ａの動作を制御し（第一撮影工程Ｓ４）、一方、第二クロック信号２ｂに基づいて第一撮影ユニット５ｂの第二撮影部１１ｂの動作を制御する（第二撮影工程Ｓ５）。これにより、各撮影ユニット５ａ，５ｂによる撮影が開始される。既に述べたように、第一撮影ユニット５ａ及び第二撮影ユニット５ｂは、同一の撮影対象物を人間の視差に相当する間隔だけ離間して配置されており、それぞれ得られる映像情報３ａ，３ｂは視差分だけ異なる位置から撮影されたものとなる。これにより、立体映像を構成するための二つの映像情報３ａ，３ｂが得られる。その後、各撮影ユニット５ａ，５ｂから位相比較ユニット８に対して映像情報３ａ，３ｂが送出される（映像情報送出工程Ｓ６）。

位相比較ユニット８は、各撮影ユニット５ａ，５ｂから送出された映像情報３ａ，３ｂの入力を映像情報受付部１３を介して受付け（映像情報受付工程Ｓ７）、双方の映像情報３ａ，３ｂの位相を比較する（位相比較工程Ｓ８）。ここで、双方の映像情報３ａ等の位相が一致していると判定される場合、同期制御部９によって切換出力部７を制御し、第二撮影ユニット５ｂに出力するクロック信号を第二クロック信号２ｂから第一クロック信号２ａに切換える（同期制御工程Ｓ９）。一方、双方の映像情報３ａ等の位相が一致していない場合、位相比較工程Ｓ８の処理を継続する。これにより、初期条件で第二クロック信号２ｂが送られていた第二撮影ユニット５ｂに対し、第一クロック信号２ａが出力されることになる。その結果、第一撮影ユニット５ａ及び第二撮影ユニット５ｂの双方が第一クロック信号２ａに基づいて動作制御されることになる。すなわち、撮影開始直後の条件として、互いに周波数の相違する第一クロック信号２ａ及び第二クロック信号２ｂをそれぞれの撮影ユニット５ａ，５ｂに対して独立して出力させるとともに、位相比較ユニット８による位相比較工程Ｓ９で映像情報３ａ，３ｂの位相の一致を確認すると、基本周波数の第一クロック信号２ａをそれぞれの撮影ユニット５ａ，５ｂに対して出力し、双方の撮影に係る動作を同期させることができる。これにより、立体映像を生成する際に、違和感を覚えることのない高精度の立体映像を創り出すことが可能となる。その結果、従来に増して迫力のある立体映像を構築することができる。

ここで、同期制御部９によって第二撮影ユニット５ｂに対しての出力が第一クロック信号２ａに切換えられた後は、位相比較等の処理を行う必要がない。そのため、位相比較ユニット８における位相比較の停止等の以後の撮影に不要な処理の停止を行う（不要処理停止工程Ｓ１０）。当該停止処理を行っても、第一クロック信号２ａに基づいて第一撮影ユニット５ａ及び第二撮影ユニット５ｂによる動作を同期制御した撮影処理は継続される。その後、撮影対象物に対する撮影を完了した後、本実施形態の撮影システム１による撮影処理を終了する（撮影終了工程Ｓ１１）。これにより、本実施形態の撮影システム１及び映像同期撮影方法４によって、比較的安価な市販の撮影機器等を応用し、二眼式カメラによる立体映像に係る映像情報３ａ等を取得することが可能となる。

以上、本発明について好適な実施形態を挙げて説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではなく、以下に示すように、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の改良及び設計の変更が可能である。

すなわち、図５（ａ），（ｂ）に模式的に示す構成の撮影システム２０を構築するものであっても構わない。ここで既に説明した実施形態の撮影システム１との違いは、第一クロック発生器６が切換出力部２１と接続し、第一撮影ユニット５ａと直に接していない点、及び切換出力部２１からそれぞれの撮影ユニット５ａ，５ｂに対し、入力された周波数の相違する二種類のクロック信号２ａ，２ｂを独立して出力可能、若しくは、共通のクロック信号２ａを出力可能とする点で相違している。これにより、初期条件として各撮影ユニット５ａ，５ｂに周波数の相違するクロック信号２ａ，２ｂを出力し（図５（ａ）参照）、映像情報３ａ等の位相の一致を検出したタイミングで、切換出力部２１により、いずれか一方のクロック信号２ａ等を共通して出力可能とすることができる（図５（ｂ）参照）。なお、映像同期撮影に係る処理は既に説明したものと基本的に同一であり、詳細な説明を省略するものとする。さらに、図５において説明を簡略化するため、本実施形態の撮影システム１と構成及び機能を同一とするものについては、同一番号を付し、図示を省略している。

さらに、本実施形態の撮影システム１において、一つの第一撮影ユニット５ａに対し、一つの第二撮影ユニット５ｂを設け、第一クロック信号２ａによる同期制御を行うものを示したが、これに限定されるものではなく、例えば、図６に示すように、一つの第一撮影ユニット５ａに対し、三つ以上の複数の第二撮影ユニット５ｂ，５ｃ等を設ける撮影システム３０であっても構わない。この場合、第二撮影ユニット５ｂ，５ｃの設置数に応じて、それぞれ位相比較ユニット８、切換出力部７等を設ける必要がある。このとき、第二クロック発生器６ｂは、３台目以降の設置は必要ではなく、図６に示すように一つ設置すれば足りる。なお、周波数の相違する第二クロック信号２ｂを利用した同期の方法は、上述したフローチャートによる映像同期制御方法２を各第二撮影ユニット５ｂ毎に繰返すものであればよく、ここでは説明を省略する。これにより、視差の大小或いは第一撮影ユニット５ａに対する第二撮影ユニット５ｂの設置位置の異なる複数の第二映像情報３ｂ，３ｃを取得することが可能となり、これらに基づく立体映像のバリエーションを容易に増やすことができる。

さらに、本実施形態の撮影システム１において、説明を簡略化するため、各撮影ユニット５ａ等とクロック発生器６ａ等を別体構成とするものを示したが、これに限定されるものではなく、撮影ユニット５ａ等に内蔵して形成するものであっても構わない。これにより、撮影システム１自体をコンパクトに形成することができる。

１，２０撮影システム（映像同期制御システム）
２ａ第一クロック信号
２ｂ第二クロック信号
３ａ第一映像情報
３ｂ第二映像情報
４映像同期撮影方法
５ａ第一撮影ユニット
５ｂ第二撮影ユニット
６ａ第一クロック発生器
６ｂ第二クロック発生器
７，２１切換出力部
８位相比較ユニット
９同期制御部
１０ａ第一信号受付部
１０ｂ第二信号受付部
１１ａ第一撮影部
１１ｂ第二撮影部
Ｓ２第一クロック発生工程
Ｓ３第二クロック発生工程
Ｓ４第一撮影工程
Ｓ５第二撮影工程
Ｓ８位相比較工程
Ｓ９同期制御工

Claims

第一クロック信号を発生させる第一クロック発生器と、
前記第一クロック信号と周波数の相違する第二クロック信号を発生させる第二クロック発生器と、
前記第一クロック発生器及び前記第二クロック発生器とそれぞれ接続し、前記第一クロック信号及び前記第二クロック信号の入力を受付け、前記第一クロック信号または前記第二クロック信号のいずれか一方に切換えて出力先に出力する切換出力部と、
前記第一クロック発生器と接続し、前記第一クロック信号の入力を受付ける第一信号受付部及び受付けた前記第一クロック信号に基づいて撮影対象物を撮影する第一撮影部を有する第一撮影ユニットと、
前記第一撮影ユニットから離間して配置され、前記切換出力部から出力される前記第一クロック信号または前記第二クロック信号の入力を受付ける第二信号受付部及び受付けた前記第一クロック信号または前記第二クロック信号に基づいて前記撮影対象物を撮影する第二撮影部を有し、前記第一撮影ユニットと同一の内部回路で形成される第二撮影ユニットと、
前記第一撮影ユニットから出力される第一映像情報及び前記第二撮影ユニットから出力される第二映像情報の入力をそれぞれ受付ける映像情報受付部及び受付けた前記第一映像情報の位相と前記第二映像情報の位相とを比較し、前記位相の一致を判定する位相判定部を有する位相比較ユニットと、
前記切換出力部によって前記第二撮影ユニットに前記第二クロック信号が出力される初期条件で、前記第一映像情報及び前記第二映像情報の位相の一致を前記位相比較ユニットで検出すると、前記切換出力部を制御して前記第二撮影ユニットに対し前記第一クロック信号を出力し、前記第一撮影ユニット及び前記第二撮影ユニットの動作を前記第一クロック信号で同期制御する同期制御部と
を具備することを特徴とする映像同期撮影システム。
第一クロック信号を発生させる第一クロック発生器と、
前記第一クロック信号と周波数の相違する第二クロック信号を発生させる第二クロック発生器と、
前記第一クロック発生器及び前記第二クロック発生器とそれぞれ接続し、前記第一クロック信号及び前記第二クロック信号の入力を受付け、前記第一クロック信号または前記第二クロック信号をそれぞれの出力先毎に独立して若しくは共通して出力する切換出力部と、
前記切換出力部と接続し、前記第一クロック信号または前記第二クロック信号の入力を受付ける第一信号受付部及び受付けた前記第一クロック信号または前記第二クロック信号に基づいて撮影対象物を撮影する第一撮影部を有する第一撮影ユニットと、
前記第一撮影ユニットから離間して配置され、前記切換出力部と接続し、前記第一クロック信号または前記第二クロック信号の入力を受付ける第二信号受付部及び受付けた前記第一クロック信号または前記第二クロック信号に基づいて前記撮影対象物を撮影する第二撮影部を有し、前記第一撮影ユニットと同一の内部回路で形成された第二撮影ユニットと、
前記第一撮影ユニットから出力される第一映像情報及び前記第二撮影ユニットから出力される第二映像情報の入力をそれぞれ受付ける映像情報受付部及び受付けた前記第一映像情報の位相と前記第二映像情報の位相とを比較し、前記位相の一致を判定する位相判定部を有する位相比較ユニットと、
前記切換出力部によって前記第一撮影ユニットに前記第一クロック信号が出力され、前記第二撮影ユニットに前記第二クロック信号が出力される初期条件で、前記第一映像情報及び前記第二映像情報の位相の一致を前記位相比較ユニットで検出すると、前記切換出力部を制御して前記第一撮影ユニット及び前記第二撮影ユニットに対し前記第一クロック信号または前記第二クロック信号を共通して出力し、前記第一撮影ユニット及び前記第二撮影ユニットの動作を共通の前記第一クロック信号または前記第二クロック信号で同期制御する同期制御部と
を具備することを特徴とする映像同期撮影システム。
前記第二撮影ユニット、前記切換出力部、前記位相比較ユニット、及び前記同期制御部は、
一つの前記第一撮影ユニットに対して複数設けられることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の映像同期撮影システム。
前記第一クロック発生器及び前記第二クロック発生器の少なくとも一方は、
前記第一撮影ユニットまたは前記第二撮影ユニットの少なくとも一方と一体的に構成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一つに記載の映像同期撮影システム。
第一クロック信号を発生させる第一クロック発生工程と、
前記第一クロック信号と周波数の相違する第二クロック信号を発生させる第二クロック発生工程と、
発生した前記第一クロック信号を第一撮影ユニットに出力し、前記第一クロック信号に基づいて撮影対象物を撮影する第一撮影工程と、
発生した前記第二クロック信号を前記第一撮影ユニットから離間して配置された第二撮影ユニットに出力し、前記第二クロック信号に基づいて前記撮影対象物を動作制御して撮影する第二撮影工程と、
前記第一撮影ユニットから出力される第一映像情報及び前記第二撮影ユニットから出力される第二映像情報の入力をそれぞれ受付け、前記第一映像情報の位相と前記第二映像情報の位相とを比較し、前記位相の一致を判定する位相比較工程と、
前記位相比較工程によって前記第一映像情報及び前記第二映像情報の位相が一致すると判定されると、前記第二撮影ユニットへの出力を前記第二クロック信号から前記第一クロック信号に切換え、前記第一撮影ユニット及び前記第二撮影ユニットの動作を同期制御する同期制御工程と
を具備することを特徴とする映像同期撮影方法。
第一クロック信号を発生させる第一クロック発生工程と、
前記第一クロック信号と周波数の相違する第二クロック信号を発生させる第二クロック発生工程と、
発生した前記第一クロック信号及び前記第二クロック信号の一方を第一撮影ユニットに出力し、撮影対象物を撮影する第一撮影工程と、
発生した第一クロック信号及び前記第二クロック信号の他方を前記第一撮影ユニットから離間して配置された第二撮影ユニットに出力し、前記撮影対象物を動作制御して撮影する第二撮影工程と、
前記第一撮影ユニットから出力される第一映像情報及び前記第二撮影ユニットから出力される第二映像情報の入力をそれぞれ受付け、前記第一映像情報の位相と前記第二映像情報の位相とを比較し、前記位相の一致を判定する位相比較工程と、
前記位相比較工程によって前記第一映像情報及び前記第二映像情報の位相が一致すると判定されると、前記第一撮影ユニット及び前記第二撮影ユニットに前記第一クロック信号または前記第二クロック信号に共通して出力し、前記第一撮影ユニット及び前記第二撮影ユニットの動作を同期制御する同期制御工程と
を具備することを特徴とする映像同期制御方法。