JPH0349481A - 画像撮影装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ｃａ業上の利用分野〕 本発明は画像撮影装置に係わり、特に画像観察者の観察
状態に応じて表示画像を制御する画像表示装置に画像を
供給する画像撮影装置に関する。

（発明の概要〕 この発明は、画像観察者の目の空間位置に応じて表示画
像を制御する画像表示装置に、多くの位置から撮影され
た静止画像を供給する画像撮影装置において、 カメラを軌跡が円弧を描くように移動させ、円弧の中心
を通り、かつ円弧を含む平面に直交する直線と交わるよ
うにカメラの光軸を設定することによって、 カメラの厳密な位置・方向合わせなしで、多くの静止画
像をズレやゆがみなく撮影することを可能にしたもので
ある。

〔従来技術） 被写体を多くの方向から撮影する従来の方式は、カメラ
雲台を移動し、移動のたびにカメラの光軸の方向やズー
ムなどのカメラ撮影における条件（カメラパラメータ）
を設定する方法、または超小型のカメラをならべ、各カ
メラごとにカメラパラメータを設定する方法が取られて
いた．［発明が解決しようとする課題］ カメラ位置の移動のたび、または複数台のカメラについ
てカメラパラメータを設定する従来の方式は、その設定
に多くの労力が必要であった。仮に、このカメラパラメ
ータの設定が、相異なる位置のカメラにおいて妥当なも
のでなかったとすると、撮影された多視点静止画像を表
示したときに、被写体の位置や大きさが変化しているよ
うに見え、画質劣化となる。

この画質劣化の様子を第４図を見ながら具体的に説明す
る．第４図（ａ）は５台のカメラを半径ｒの円弧上に並
べて、円弧の中心点Ｏの位置に置かれた被写体Ａを５つ
の位置からｔｉ影するときの位置関係を示す図で、カメ
ラ２．４以外は光軸が一点Ｏで交わり、カメラ２と４は
カメラパラメータの設定不良のため光軸が点Ｏを通って
いないものとする。このとき、各カメラのとらえた画像
は第４図（ｂ）のようになる。

次に、画像観察者がディスプレイを中心とした半径ｒの
円弧上を移動する場合を考える。この半径ｒは、撮影時
にカメラを配置した円弧の半径に等しい．仮に画像観察
者がディスプレイでなく被写体Ａを直に見る場合には、
どの位置から見ても第４図（Ｃ）で点０′の位置に見え
るはずである。

ところが、第４図（Ｃ）で示すように画像観察者の位置
にしたがってディスプレイに表示する画像を切り替えた
とき、カメラ２の画像を見ているときは被写体ＡがＯ’
２の位置に、カメラ４の画像を見ているときは被写体Ａ
がＯ’４の位置に見え、直接被写体を見たときと違った
見えかたになる。これは画像の自然感を失わせる大きな
原因の一つになる。

そこで、本発明の目的は、以上のような問題を解消し、
カメラパラメータの設定が撮影開始時の１回だけで、そ
れ以降は不要になるようなカメラの移動のしかたを考察
し、多くの位置からの撮影を容易にするとともに、カメ
２ラバラメータの再設定が不要であることによる高精度
な多視点静止画像の撮影を可能にする画像撮影装置を提
供することにある． 【課題を解決するための手段］ 本発明は定点を通る直線を回転軸として回転可能な回転
軸と、定点に支持されたアームと、アーム上に光軸が前
記回転軸と交わるように支持したカメラとを具えたこと
を特徴とする． ［作　用］ 本発明によれば上記構成を具えることによって、カメラ
の厳密な位置・方向合わせなしで、多くの位置からの静
止画像をズレやゆがみなく撮影することを可能にする． 〔実施例〕 本発明の実施例を示す前に、本発明の理解を容易にする
ため、被写体を多くの位置から撮影し、画像観察者の位
置に応じて表示画像を切り替え出力する多視点静止画像
撮影表示システムについて、その概要を示す第３図を見
ながら説明する。

まず、多視点静止画像撮影装置３ｌは、被写体を多くの
位置から撮影し、その撮影画像を出力する。

このようにして多くの位置から撮影した画像群を多視点
静止画像と呼ぶ。撮影された多視点静止画像は、記録装
置３２に記録されるゆ一方、画像観察者の頭部や目の位
置を頭部位置検出装置３３が検出測定し、その位置デー
タを出力する。この位置データに基づいて、画像切替器
３４は多視点静止画像のうちの１枚を選択出力し、ディ
スプレイ３５がこれを表示する。第３図中の記録装置３
２は、カメラ（撮影装置〉と画像切替器３４の間に介在
し、カメラからの直接の画像だけでなく記録装置３２か
ら読み出した画像も多視点静止画像のうちに含むことを
意味する。

以上が多視点静止画像を撮影し表示するシステムの概要
である。すなわちこのシステムは、画像観察者の頭部ま
たは目の位置が移動するとき、ディスプレイにはその位
置に応じた画像を表示することで、自然視するときの見
えかたを再現し、より自然で現実感のある画像を表示す
るものである。

なお、本発明は、第３図で示した多視点静止画像撮影表
示システム中の多視点静止画像撮影装置部分の改善で、
従来はカメラの位置が変わるごとに必要不可決であった
カメラパラメータの設定を、撮影開始時の一回以降は不
要にし、各多視点画像間の位置ずれが原理的に生じない
ような撮影方式を提供するものである。

次に、実施例を示す。

はじめに、円弧軌跡式多視点静止画像撮影装置の構成図
を示す第２図を見ながら、本装置の構成を説明する。適
当なカメラ雲台２１の上に回転軸２２が鉛直になるよう
に回転機構部２３を取り付け、その回転軸２２に鉛直面
内においてシーソーのように傾きの変わるアーム２４を
支持する．これにより、アーム２４は、鉛直方向を回転
軸とした回転ができる。このアーム２４に被写体撮影用
のカメラ２５を取り付け、その先軸が回転軸２２の延長
線と交わるようにする。この状態で回転機構部２３を制
御しアーム２４を回転させると、カメラ２５は円弧上を
移動する． 次に、この円弧軌跡式多視点静止画像撮影装置の回転機
構部２３を制御しカメラ２５を移動させるときのカメラ
２５の位置と光軸の方向について、第ｌ図を見ながら幾
何学的に説明する。

第１図において、点０はアーム２４と回転軸２２の交点
、点Ａはアーム２４上に固定されたカメラ２５の位置、
点Ｂはカメラ２５の光軸と回転軸２２の交点、点Ｃは点
Ａを通る水平面と回転軸２２の交点である。

そこで、アーム２４を回転軸２２の回りに回転させる．
このとき、カメラ２５の位置を示す点Ａは、点Ｃを中心
とする半径ｒの円弧上を移動する。ここで、ｒは点Ａと
Ｃの距離である。また、カメラ２５の光軸は回転軸２２
と交わるように設定されているので、光軸が回転軸２２
と交わる点Ｂは回転に対して不変である。すなわち、カ
メラ２５は円弧上を移動し、しかもその光軸はカメラ２
５の位置にかかわらず同じ点Ｂで回転軸２２と交わる。

従って、この点Ｂの位置にある被写体は、多視点静止画
像の中のどの画像においても、画像中の同じ位置に撮影
される。

次に、円弧軌跡式多視点静止画像撮影装置で撮影された
多視点画像をディスプレイで表示したときに、ディスプ
レイ上に表示された画像の見えかたと被写体を直に見た
ときの見えかたを比較することで、カメラの移動の軌跡
が円弧で、カメラの光軸が円弧の中心軸を向くという本
発明の方式の妥当性を説明する。

その前提として、撮影は円弧軌跡式多視点静止画像撮影
方式の一例である第５図（ａ）のような位置関係で、ま
た表示画像の観察は第５図（ｂ）のような位置関係で行
うものとする。

まず第５図（ｂ）において、画像観察者がディスプレイ
の正面である点Ｑ２の位置でディスプレイを観察すると
き、第３図の画像切替器３４によって、被写体の正面で
ある点Ｐ２から撮影した画像を選ぶことで、画像観察者
は被写体を正面から見た像をディスプレイ上に見ること
ができる． 次に、画像観察者が点ｑ，の位置に移動したとする．こ
のとき点ｑ，からディスプレイを見ようとするときは第
５図（ｂ）で矢印５＾で示した方向を向く必要があり、
この矢印５＾はディスプレイをさしている。このことよ
り、ディスプレイを中心とする円弧上に画像観察者がい
るとして、画像観察者は常にディスプレイすなわち円弧
の中心を見ているとすることができる。従って、画像観
察者が点ｑ３に移動したときには、円弧上をカメラが移
動しその先軸が円弧の回転軸を向いている本発明の方式
によってＰ，の位置で撮影された画像を画像切替器３４
で選択すればよく、画像観察者が他の位置に移動した時
も同様に制御することＣより、被写体を直に見ているよ
うな方向からの像がディスプレイ上に見える。

このようにカメラの移動の軌跡が画像観察時と同じ円弧
形であるため、頭部位置検出装置によって測定された頭
部位置データによって画像切替器を制御するさいに、特
別の演算なしで単に測定された頭部位置と同じ位置から
撮影した画像を選択するようにすればよいため、装置が
簡略化できる。

なお、この実施例では回転軸２２を鉛直方向としたが、
その他の方向にも適用できる。また撮影時のカメラのズ
ームは、これを表示したときに画像観察者が見るディス
プレイの画角にあわせて設定するが、演出上の目的でそ
れ以外の設定でもよい。このカメラの光軸とズームの設
定は、撮影開始時に一回だけ行えばよく、従来のように
カメラ位置の移動のたびに設定し直す必要はない．［発
明の効果］ 本発明により、多視点静止画像の撮影Ｃ必要であったカ
メラパラメータの設定の回数が撮影開始時の一回だけで
よくなり、撮影の手間を大幅に省くことが可能になるだ
けでなく、再設定をしないので各多視点静止画像の間の
位置ずれが原理的に生じないため、撮影の精度を飛躍的
に向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明である、円弧軌跡式多視点静止画像撮
影方式を幾何学的に説明する図、第２図は本発明実施例
である円弧軌跡式多視点静止画像撮影装置の構成図、 第３図は多視点静止画像撮影表示システムのブロック図
、 第４図は、従来方式の画質劣化の様子を説明する図、 第５図は、本発明の方式の妥当性を説明するためのカメ
ラ位置とディスプレイとの関係を示す図である。 ２２・・・回転軸、 ２４・・・アーム、 ２　５−・・カメラ．

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　定点を通る直線を回転軸として回転可能な回転軸と、
   前記定点に支持されたアームと、該アーム上に光軸が前
   記回転軸と交わるように支持したカメラとを具えたこと
   を特徴とする画像撮影装置。