(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水平多方向から被写体を単眼式カメラで撮影して視差のある複数の２次元画像を得る立体画像撮影方法であって、
前記単眼式カメラを前記被写体に対して水平方向に連続移動させる撮影開始位置から撮影終了位置までの撮影区間内で、少なくとも前記単眼式カメラと前記被写体との被写体距離、前記単眼式カメラと至近体との前景距離及び前記単眼式カメラと最遠体との背景距離に基づいて予め設定された撮影位置数の撮影を、前記被写体の速度に応じて設定した移動速度で前記単眼式カメラを連続移動させながら前記被写体の速度に応じて設定した撮影速度で行わせることを特徴とする立体画像撮影方法。
【請求項２】
水平多方向から被写体を撮影して視差のある複数の２次元画像を得る立体画像撮影装置であって、
前記被写体に対して水平方向に敷設される軌道と、
所要の撮影速度が設定され、前記軌道上を撮影開始位置から撮影終了位置までの撮影区間内を連続移動しながら撮影する高速度撮影可能な単眼式カメラと、
前記単眼式カメラを所要移動速度で連続移動させる駆動部と、
少なくとも前記単眼式カメラと前記被写体との被写体距離、前記単眼式カメラと至近体との前景距離及び前記単眼式カメラと最遠体との背景距離と撮影位置数との最適関係を記憶する記憶部と、
前記撮影区間内で前記撮影位置数の撮影を実行させるために前記単眼式カメラを所要移動速度で連続移動させるための駆動信号を前記駆動部へ供給し、前記単眼式カメラに設定された撮影速度で撮影させるための制御信号を前記単眼式カメラへ供給する制御部とを具備したことを特徴とする立体画像撮影装置。
【請求項３】
前記単眼式カメラの撮影速度及び移動速度が前記被写体の動き速度に基づいて設定されることを特徴とする請求項２に記載の立体画像撮影装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、水平多方向から被写体を撮影して視差のある複数の２次元画像を得る立体画像撮影方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
周知のように、２次元画像を立体画像として認識する場合、被写体を水平多方向から撮影して視差のある複数の画像を得ることを要する。このような画像を得る手段としては、通常の単眼式カメラを用いて被写体に対して水平多方向から複数回撮影し、若しくは被写体に対して線形配列された複数のレンズを備えた多眼式カメラを用いて水平多方向から同時撮影することが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
単眼式カメラを用いた複数回の撮影により視差のある複数の画像を得ようとする場合、立体画像を観察する距離、画像の大きさ、立体画像を認識しようとする画像数及び立体画像を認識可能な視差量に基づいて単眼式カメラを水平移動させる距離を算出し、この算出結果に従って単眼式カメラを順次水平方向に移動させなけらばならず、撮影作業が煩わしいという問題がある。
【０００４】
さらに、単眼式カメラを順次移動させて複数回撮影するために、撮影された画像には時間的にズレが生じる。このため、動きのある被写体を撮影した場合は、各画像毎に時間的に異なる画像となる。従って、動きのある被写体を撮影しようとする場合は、この時間的ズレをできるだけ少なくしなければならない。
また、動きのない被写体を撮影しようとする場合でも、撮影速度等の撮影条件を各撮影毎に同一にしなければならないという問題もある。
【０００５】
一方、多眼式カメラを用いる場合は同時撮影であるため、単眼式カメラに見られる移動距離の算出及び時間的ズレ等という問題はない。しかし、多眼式カメラは複数のレンズを備えているため高価なものとなってしまう。また、撮影されら各画像の特性を一致させなばならない。画像の特性は、撮影速度等の撮影条件とともに、レンズの焦点距離等の光学条件に依存する。
【０００６】
ところが、撮影速度等の撮影条件はある程度にすることができるが、レンズの焦点距離等の光学条件をそれぞれ一致させることは非常に困難を伴う。
すなわち、同一の焦点距離のレンズを用意しようとしても、実際には各レンズの焦点距離はそれぞれ微妙に異なったものとなるため、複数のレンズの焦点距離を完全に一致させることは難しい。よって、多眼式カメラにより撮影された画像に基づいて、高画質の立体画像を認識することは困難を伴う。
【０００７】
ところで、近年、高速度撮影可能な単眼式カメラが安価な値段で市場に出回っている。このカメラは、動きの速い動作を高速度で撮影するとともに、短時間内に多くの写真を撮影することができるものである。
【０００８】
そこで、この発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、多眼式カメラによる同時撮影及び単眼式カメラによる複数撮影の各利点を享受しつつ、立体撮影作業を簡易にし、かつ被写体の動きに拘らず高画質の画像を得ることができる立体画像撮影方法及び装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明に係わる立体画像撮影方法は、水平多方向から被写体を撮影して視差のある複数の２次元画像を得る立体画像撮影方法であって、少なくとも高速度撮影可能な単眼式カメラと前記被写体との被写体距離、前記単眼式カメラと至近体との前景距離、前記単眼式カメラと最遠体との背景距離及び所要撮影位置数からなる立体撮影条件を設定し、前記単眼式カメラを前記被写体に対して水平方向に連続移動させる撮影開始位置から撮影終了位置までの撮影区間を設定し、前記撮影区間内で前記撮影位置数の撮影を実行させるとともに、前記被写体の速度に応じて前記単眼式カメラの移動速度及び撮影速度を設定し、該移動速度及び撮影速度で前記単眼式カメラを駆動させるものである。
【００１０】
この発明に係わる立体画像撮影装置は、水平多方向から被写体を撮影して視差のある複数の２次元画像を得る立体画像撮影装置であって、前記被写体に対して水平方向に敷設される軌道と、所要の撮影速度が設定され、前記軌道上を撮影開始位置から撮影終了位置までの撮影区間内を連続移動しながら撮影する高速度撮影可能な単眼式カメラと、前記単眼式カメラを所要移動速度で連続移動させる駆動部と、少なくとも前記単眼式カメラと前記被写体との被写体距離、前記単眼式カメラと至近体との前景距離、前記単眼式カメラと最遠体との背景距離及び所要撮影位置数からなる立体撮影条件の最適関係を記憶する記憶部と、前記記憶部に記憶された立体撮影条件に基づいて所要撮影位置数を得、外部入力される前記撮影区間内で前記撮影位置数の撮影を実行させるために前記単眼式カメラを所要移動速度で移動させるための駆動信号を前記駆動部へ供給し、前記単眼式カメラに設定された撮影速度で撮影するための制御信号を前記単眼式カメラへ供給する制御部とを具備したものである。
【００１１】
さらに、前記単眼式カメラの撮影速度及び移動速度は前記被写体の動き速度に基づいて設定される。
【００１２】
以上説明した手段は、高速度撮影可能な単眼式カメラを被写体に対して水平方向に連続移動させながら、一定間隔毎に撮影を繰り返して高速度撮影を実行するものである。これにより、従来の多眼式カメラによる同時撮影により得られる画像に極めて近い画像が、容易かつ正確に得られる。また、カメラの移動速度が速いほど複数の画像間での時間的ズレが小さくなるから、人物撮影等、動きの遅い被写体の立体撮影を可能にする。
【００１３】
また、立体撮影に要求される立体撮影条件としては、カメラと被写体との被写体距離、カメラと至近体との前景距離、カメラと最遠体との背景距離及び所要撮影位置数からなる。さらに、焦点距離やレンズからフィルムまでの距離等を考慮することにより、より高精度の立体撮影を可能にする。立体撮影条件は、実験及び経験等により予め設定されており、撮影時に最適な立体撮影条件が設定されるから、立体撮影作業の煩わしさが解消される。
【００１４】
この発明は、立体撮影時に、カメラが移動する撮影区間を設定し、この撮影区間内で立体撮影条件に基づいて得られた撮影位置数の撮影を実行するものであり、このような撮影を可能にするためにカメラを所要速度で連続移動させるものである。カメラの移動速度は、設定される撮影区間毎にそれぞれ異なる速度となる。すなわち、設定される撮影区間に係わらず、カメラは常に一定の時間で撮影区間を連続する。従って、撮影区間が短ければカメラの移動速度は遅くなり、撮影区間が長ければカメラの移動速度は速くなる。
【００１５】
この発明において高速度撮影とは、動きの速い動作を高速度で撮影するとともに、短時間内に多くのコマを連続して撮影することをいい、現在一般に市販されている単眼式カメラでは、機械式シャッタ及び間欠かき落とし式フィルム送り機構で上記高速度撮影を実現している。高速度撮影するときは、まず被写体のおよその速度に基づいて単位時間当たりの撮影コマ数（撮影速度（ｆ／ｓ））または露出時間（ｓ／ｆ）を設定する必要がある。
【００１６】
カメラの移動速度、撮影速度は、被写体の動き速度に依存する。すなわち、撮影開始位置で撮影された画像と、撮影終了位置で撮影された画像との間で動き量は少なければ少ないほど良好な立体撮影といえる。従って、人物撮影等の場合は、カメラの移動速度及び撮影速度を遅くすることができるし、動きの速い被写体の撮影等の場合は、カメラの移動速度及び撮影速度を速くしなければならない。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１はこの発明の実施の形態を示している。すなわち、単眼式カメラ１０１は、被写体Ｏに対して水平方向（図中矢印方向）に連続移動するとともに、被写体Ｏに対して所定角度θ毎に存在する撮影位置ａ、ｂ、ｃでシャッタを切って被写体Ｏを撮影する。
【００１８】
撮影位置の数は立体撮影条件として以下に示す条件に基づいて最適値が存在する。撮影位置数の最適値はは実験及び経験等から得られる。
１．カメラから被写体までの被写体距離Ｌ
２．カメラから至近位置までの前景距離
３．カメラから最遠位置までの背景距離
【００１９】
なお、上記立体撮影条件の他にも、焦点距離、フィルムからレンズまでの距離等を考慮することによりより高精度の立体撮影を可能にする。
【００２０】
複数の視差のある画像を、それぞれ時間的ズレを最小にして撮影するべく、カメラ１０１の移動速度は速いほど好ましい。また、カメラ１０１を移動させながら被写体Ｏを撮影するから、カメラ１０１の移動速度に比例して撮影速度も速くしなければならない。
【００２１】
立体撮影する場合、被写体距離等から最適な撮影位置数を設定する。さらに、カメラ１０１の移動区間（撮影開始位置から撮影終了位置までの距離）を設定する。この発明では、設定された移動区間内で所要撮影位置数の撮影を達成しなければならないから、カメラ１０１を所要移動速度で連続移動させる。
【００２２】
図２は上記撮影方法の撮影装置を示している。図２に示されるように、カメラ１０１は被写体に対して水平方向に敷設された軌道２０１に設置され、図中矢印方向に連続で移動する。カメラ１０１を制御する制御系は、カメラを所要移動速度で移動させる駆動部２０３と、先の立体撮影条件の最適関係が記憶されるＬＵＴ２０７と、ＬＵＴ２０７に従ってカメラ１０１を駆動するための駆動信号を得るとともに、所要撮影速度の撮影をカメラ１０１に実行させるための制御信号を得る制御部２０５とからなる。
【００２３】
ここで、制御信号とはカメラ１０１の撮影動作を指示するための信号である。すなわち、カメラ側では単位時間に撮影するべき撮影速度（コマ数／秒）が設定されるから、カメラに制御信号を供給することにより設定された撮影速度で撮影が続行される。たとえば、撮影速度を１０ｆ／ｓとすると、制御信号を１秒間供給すると、１０コマの撮影が実行され、制御信号を５秒間供給すると、５０コマの撮影が実行される。
【００２４】
また、駆動信号とは、設定された撮影区間内で立体撮影条件に基づいて得られた撮影位置数の撮影を実行するために、所要移動速度でカメラ１０１を移動させるための信号である。たとえば、撮影区間を３０ｃｍとし、撮影位置数が２５０回であるとすると、カメラを３０ｃｍの区間で２５０回の撮影を実行するように移動しなければならない。また、撮影区間が４０ｃｍとした場合は、この区間内で２５０回の撮影を実行しなければならないから、カメラの移動速度をさらに速くしなければならい。
【００２５】
なお、以上説明した例では、フィルム式カメラを使用する場合について説明しているが、高速撮影可能であればデジタル式カメラを用いることもできる。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したようにこの発明に係わる立体画像撮影方法及び装置によれば、撮影区間内を高速で所要速度で連続移動しながら、一定時間間隔毎に撮影を繰り返して複数回撮影している。従って、各画像間での時間的ズレを小さくして多眼式カメラによる同時撮影に略近い撮影を可能にするとともに、単一光学系による撮影であるから、単眼式カメラによる撮影と同等の画質で撮影することができる。さらに、立体撮影に要求される各種撮影条件は、予め設定された最適条件に設定されるから、撮影作業を容易にしかつ高画質の画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の撮影原理を示す図。
【図２】図１に示した撮影原理に基づいた撮影装置を示す図。
【符号の説明】
１０１  カメラ
２０１  軌道
２０３  駆動部
２０５  制御部
２０７  ＬＵＴ
【図１】
0003650221.tif 000002
【図２】
0003650221.tif 000003