(57)【要約】【課題】  移動可能なカメラシステムの撮影範囲をより直感的に認識できるようにする。【解決手段】  ズーム、フォーカス、アイリス、パン、チルトの各位置情報と、前記レンズの位置情報とからなる撮影位置情報を取得する撮影位置情報取得手段と、前記撮影位置情報から撮影範囲を示す撮影範囲情報を演算する撮影範囲情報演算手段と、第1のカメラシステムと第2のカメラシステムとで撮影範囲情報を送受信する通信手段と、第2のカメラシステムの撮影範囲情報から、第1のカメラシステムの撮影映像内における第2のカメラシステムの撮影範囲表示位置を演算する撮影範囲表示位置演算手段と、前記撮影範囲表示位置演算手段により算出された撮影範囲表示位置から、第2のカメラシステムの撮影範囲を表す図形表示を第1のカメラシステムの表示手段に第1のカメラシステムの撮影映像に重ねて表示する画像合成手段とを有したことを特徴とするカメラシステム。【選択図】  図２３
2011130234.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ズーム部、フォーカス部、アイリス部を駆動可能なレンズ装置と、前記レンズ装置を通して、撮像素子上に結像した撮影映像を表示手段に表示するカメラ装置と、前記レンズ装置と前記カメラ装置とをパン、チルト動作と高さ可変とする三脚装置からなるカメラシステムであって、ズーム、フォーカス、アイリス、パン、チルトの各位置情報と、前記レンズ装置の位置情報とからなる撮影位置情報を取得する撮影位置情報取得手段と、前記撮影位置情報から撮影範囲を示す撮影範囲情報を演算する撮影範囲情報演算手段と、第1のカメラシステムと第2のカメラシステムとで撮影範囲情報を送受信する通信手段と、第2のカメラシステムの撮影範囲情報から、第1のカメラシステムの撮影映像内における第2のカメラシステムの撮影範囲表示位置を演算する撮影範囲表示位置演算手段と、前記撮影範囲表示位置演算手段により算出された撮影範囲表示位置から、第2のカメラシステムの撮影範囲を表す図形表示を第1のカメラシステムの表示手段に第1のカメラシステムの撮影映像に重ねて表示する画像合成手段とを有したことを特徴とするカメラシステム。
【請求項２】
ズーム部、フォーカス部、アイリス部を駆動可能なレンズ装置と、前記レンズ装置を通して、撮像素子上に結像した撮影映像を表示手段に表示するカメラ装置と、前記レンズ装置と前記カメラ装置とをパン、チルト動作と高さ可変とする三脚装置からなるカメラシステムであって、ズーム、フォーカス、アイリス、パン、チルトの各位置情報と、前記レンズ装置の位置情報とからなる撮影位置情報を取得する撮影位置情報取得手段と、前記撮影位置情報から撮影範囲を示す撮影範囲情報を演算する撮影範囲情報演算手段と、第1のカメラシステムと第2のカメラシステムとで撮影範囲情報を送受信する通信手段と、第2のカメラシステムの撮影範囲情報から、第1のカメラシステムの撮影映像内における第2のカメラシステムの撮影範囲表示位置を演算する撮影範囲表示位置演算手段と、前記通信手段により第1のカメラシステムの撮影映像と第1のカメラシステムの撮影映像内における第2のカメラシステムの撮影範囲表示位置を受信し、受信した前記撮影映像と前記撮影範囲表示位置から、第2のカメラシステムの撮影範囲を表す図形表示を第２のカメラシステムの表示手段に第1のカメラシステムの撮影映像に重ねて表示する画像合成手段とを有したことを特徴とするカメラシステム。
【請求項３】
表示する映像の種類を切替える映像切替手段を持ち、第2のカメラシステムの撮影範囲を表す図形表示を第1のカメラシステムの撮影映像に重ねて表示する時の拡大率を切替えることを特徴とする請求項1、または２に記載のカメラシステム。
【請求項４】
ズーム部、フォーカス部、アイリス部を駆動可能なレンズ装置と、前記レンズ装置を通して、撮像素子上に結像した撮影映像を表示手段に表示するカメラ装置と、前記レンズ装置と前記カメラ装置とをパン、チルト動作と高さ可変とする三脚装置からなるカメラシステムであって、ズーム、フォーカス、アイリス、パン、チルトの各位置情報と、前記レンズ装置の位置情報とからなる撮影位置情報を取得する撮影位置情報取得手段と、前記撮影位置情報から撮影範囲を示す撮影範囲情報を演算する撮影範囲情報演算手段と、第1のカメラシステムと第２のカメラシステムとで撮影範囲情報を送受信し、かつ固定されたカメラ装置が撮影した撮影映像を受信する通信手段と、第２のカメラシステムの撮影範囲情報から、前記固定されたカメラ装置の撮影映像内における第２のカメラシステムの撮影範囲表示位置を演算する撮影範囲表示位置演算手段と、前記撮影範囲表示位置手段により算出された撮影範囲表示位置から、第２のカメラシステムの撮影範囲を表す図形表示を第1のカメラシステムの表示手段に前記固定されたカメラ装置の撮影映像に重ねて表示する画像合成手段とを有したことを特徴とするカメラシステム。
【請求項５】
前記撮影位置情報からフォーカス位置情報を演算するフォーカス位置情報演算手段と、第1のカメラシステムと第2のカメラシステムとで撮影範囲情報とフォーカス位置情報を送受信する通信手段と、第2のカメラシステムの撮影範囲情報とフォーカス位置情報から、第1のカメラシステムの撮影映像内における第2のカメラシステムのフォーカス表示位置を演算するフォーカス表示位置演算手段と、前記フォーカス表示位置演算手段により算出されたフォーカス表示位置から、第2のカメラシステムのフォーカス位置を表す図形表示を表示することを特徴とする請求項1〜４に記載のカメラシステム。
【請求項６】
前記フォーカス位置情報とは、物体距離であることを特徴とする請求項５に記載の撮影システム。
【請求項７】
前記フォーカス位置情報とは、被写界深度であることを特徴とする請求項５に記載の撮影システム。
【請求項８】
撮影範囲表示設定手段を有し、撮影状態表示設定手段によって、カメラシステムごとに撮影範囲を示す図形表示の表示色または表示形状を設定できることを特徴とする請求項１〜７に記載のカメラシステム。
【請求項９】
複数のカメラシステムの撮影映像から放送用映像として1つの撮影映像を選択する放送撮影映像選択装置から、前記放送用映像を撮影しているカメラシステムの情報を取得し、放送用映像を撮影しているカメラシステムの撮影範囲を示す図形表示を、特定の表示色または表示形状で表示することを特徴とする請求項１〜８に記載のカメラシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のカメラシステムを使って撮影を行うカメラシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、放送用の撮影では、より臨場感あふれる映像を作り出すために、複数のカメラシステムを使って、多種多様な視点から撮影されることが多くなってきている。このような撮影を行う場合、カメラシステムを操作するカメラマンには、他のカメラシステムと協調したカメラワークが求められる。他のカメラシステムと協調したカメラワークを行うための一つの方法として、他のカメラシステムが撮影している映像を見ながら、撮影範囲を認識し、自分のカメラシステムがどういった映像を撮影すればよいのかを決める、といった撮影方法がある。しかし、非常にズームアップしているカメラシステムなど、撮影している映像から撮影範囲がすぐに認識できない場合があるため、より直感的に他のカメラシステムの撮影範囲を認識できるようなカメラシステムが求められている。
【０００３】
より直感的に他のカメラシステムの撮影範囲を認識できるようなカメラシステムとして、
副カメラ装置からの映像信号を合成した画像に主カメラ装置の撮像視野範囲を表示する、といったカメラシステム（特許文献１）が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２０３９２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１に示した方法は、複数のカメラシステムはいずれも位置が固定されていることが前提条件にあり、移動するカメラシステムの撮影範囲を表示することができない。
【０００６】
そこで、移動可能なカメラシステムの撮影範囲をより直感的に認識できるようなカメラシステムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明のカメラシステムは、ズーム部、フォーカス部、アイリス部を駆動可能なレンズ装置と、前記レンズ装置を通して、撮像素子上に結像した撮影映像を表示手段に表示するカメラ装置と、前記レンズ装置と前記カメラ装置とをパン、チルト動作と高さ可変とする三脚装置からなるカメラシステムであって、ズーム、フォーカス、アイリス、パン、チルトの各位置情報と、前記レンズの位置情報とからなる撮影位置情報を取得する撮影位置情報取得手段と、前記撮影位置情報から撮影範囲を示す撮影範囲情報を演算する撮影範囲情報演算手段と、第1のカメラシステムと第2のカメラシステムとで撮影範囲情報を送受信する通信手段と、第2のカメラシステムの撮影範囲情報から、第1のカメラシステムの撮影映像内における第2のカメラシステムの撮影範囲表示位置を演算する撮影範囲表示位置演算手段と、前記撮影範囲表示位置演算手段により算出された撮影範囲表示位置から、第2のカメラシステムの撮影範囲を表す図形表示を第1のカメラシステムの表示手段に第1のカメラシステムの撮影映像に重ねて表示する画像合成手段とを有したことを特徴とする。
【０００８】
本発明の更なる目的又はその他の特徴は、以下、添付の図面を参照して説明される好ましい実施例等によって明らかにされるであろう。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、移動可能なカメラシステムの撮影範囲をより直感的に認識することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施例１の撮影システムの構成を示す図。
【図２】カメラシステム１〜３の構成を示す図。
【図３】撮影範囲表示設定部２６を示す図。
【図４】超音波位置検出送信器５〜７の配置を示した図。
【図５】レンズ制御部２３の構成を示すブロック図。
【図６】カメラ制御部２５の構成を示すブロック図。
【図７】ＣＰＵ５８のレンズメイン処理を示すフローチャート。
【図８】超音波位置検出受信器１７の位置座標Ｐとズームレンズ装置１０の主点座標Ｒの配置を示す図。
【図９】ｚ軸を上向きとし、ズームレンズ装置１０を真横から見たときの超音波位置検出受信器位置座標Ｐ、点Ｑの位置を示す図。
【図１０】真上から見た時の超音波位置検出受信器位置座標Ｐ、点Ｑの位置を示す図。
【図１１】ｚ軸を上向きとし、ズームレンズ装置１０を真横から見たときの点Ｑ、主点座標Ｒの位置を示す図。
【図１２】真上から見た時の点Ｑ、主点座標Ｒの位置を示す図。
【図１３】撮影範囲枠Ｃ座標ＳC0〜ＳC4、撮影範囲枠Ｎ座標ＳN0〜ＳN4、撮影範囲枠Ｆ座標ＳF0〜ＳF4の位置を示す図。
【図１４】撮影範囲枠Ｃの中心座標ＳC0を示す図。
【図１５】z軸を上向きとし、撮影範囲枠Ｃが１直線になるように見た時の撮影範囲枠Ｃ座標ＳC0〜ＳC4の位置を示す図。
【図１６】真上から見た時の撮影範囲枠Ｃ座標ＳC0〜ＳC4の位置を示す図。
【図１７】水平、垂直表示画角θHA、θVAを示す図。
【図１８】主点座標Ｒ、表示点座標Ａをxy平面に投影した図。
【図１９】主点座標Ｒ、表示点座標Ａを、光軸を通りｚ軸に平行な面に投影した図。
【図２０】実施例１のＣＰＵ６３のカメラメイン処理を示すフローチャート。
【図２１】撮影範囲表示設定画面を示す図。
【図２２】水平、垂直表示画角θHA、θVAと水平、垂直画素番号ｈ、ｖの関係を示す図。
【図２３】他のカメラシステムの撮影範囲を示した図形を重畳表示した図。
【図２４】他のカメラシステムの撮影範囲を示した図形を拡大して、重畳表示した図。
【図２５】他のカメラシステムの映像に各カメラシステムの撮影範囲を示した図形を重畳表示する時の、実施例１のＣＰＵ６３のカメラメイン処理を示すフローチャート。
【図２６】実施例２の撮影システムの構成を示す。
【図２７】カメラ装置８の配置を示す図。
【図２８】カメラ装置８の構成を示す図。
【図２９】カメラ制御部７４の構成を示す図。
【図３０】撮影範囲枠Ｃ座標ＳC0〜ＳC6、撮影範囲枠Ｎ座標ＳN0〜ＳN6、撮影範囲枠Ｆ座標ＳF0〜ＳF6の位置を示す図。
【図３１】実施例２のＣＰＵ６３のカメラメイン処理を示すフローチャート。
【図３２】点座標から水平、垂直画素番号ｈ、ｖを算出する方法を示す図。
【図３３】カメラ装置８の映像に重畳して、各カメラシステムの撮影範囲を示した図形を重畳表示した図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、本発明の実施の形態を添付の図面に基づいて詳細に説明する。
【実施例１】
【００１２】
図１は、本発明を適用できる実施例１の放送用撮影システムの構成を示したものである。
【００１３】
１〜３はそれぞれカメラシステムであり、ズームレンズ装置、カメラ装置、三脚装置を搭載している。４は、放送制御装置であり、カメラシステム１〜３において撮影された映像を取得し、その中から１つ映像を選択し、不図示の映像記憶装置や放送発信装置に送信する。５〜７は、天井に取付けられた超音波位置検出送信器であり、互いに異なる周波数の音波を一定のタイミングで放射状に発生させる。
【００１４】
図２は、カメラシステム１〜３のそれぞれの構成を示したものである。１０はズームレンズ装置であり、２０はズームレンズ装置１０の結像位置を可変とするフォーカスレンズ群である。２１はズームレンズ装置１０の焦点距離を連続的に可変させることができるズームレンズ群であり、２２はズームレンズ装置１０を通る光の有効径を調節する絞りである。２３はレンズ制御部であり、主にフォーカスレンズ群２０、ズームレンズ群２１、絞り２２の駆動、及び位置検出を行う。レンズ制御部の詳細説明は後述する。
【００１５】
１１はカメラ装置であり、２４はズームレンズ装置１０を通って結像された光を電気信号に変換するＣＣＤである。２５は、ＣＣＤ２４によって変換された電気信号を映像データに変換するためのカメラ制御部であり、レンズ制御部２３との通信や、他のカメラシステムや放送制御装置４の無線通信も行う。カメラ制御部の詳細説明は後述する。２６は撮影範囲表示設定を操作するための撮影範囲表示設定操作部であり、図３のように、MENUボタン３０、SELECT十字キー３１、SETボタン３２によって構成される。
【００１６】
１２は三脚装置であり、２７は三脚のパンチルト角を検出する三脚向き検出部である。本実施例での三脚向き検出部２７は、角度センサを搭載し、電源投入時または角度リセットボタン２８押下時のパンチルト角を基準とし、地面に対して何度回転しているかを検出する。本実施例では、カメラシステム１〜３の全ての三脚装置において、パン角の基準方向を北向き、チルト角の基準方向を水平面とする。
【００１７】
１３はフォーカスデマンドであり、回転操作の操作量に応じて、フォーカス制御データを生成し、レンズに送信する装置である。１４はズームデマンドであり、操作量に応じて、ズーム制御データを生成し、レンズに送信する装置である。ズームデマンド１４には、表示切替スイッチ２９が構成されており、ズーム制御データと同様に表示切替スイッチの押下状態をレンズに送信する。
【００１８】
１５はビューファインダーであり、カメラ制御部２５によって生成された映像表示信号をもとに、映像を表示する。１６は、他のカメラシステムや放送制御装置との無線通信を行うためのアンテナである。１７は、他のカメラシステムとの共通座標系でのズームレンズ装置１０の位置を検出する超音波位置検出受信器であり、超音波位置検出送信器５〜７のそれぞれの音波を別々に受信する。
【００１９】
ここで、超音波位置検出送信器、及び超音波位置検出受信器を用いた位置座標検出原理について説明する。ここでは、位置検出演算を簡略化するため、3つの送信器５，６，７を図４のように配置し、送信器５の位置を位置検出座標系の原点（０，０，０）とし、送信器６の位置を座標（５，０，０）、送信器７の位置を座標（０，５，０）とする。送信器５，６，７はそれぞれ異なる周波数の音波を放射状に発生させ、発生した音波は、受信器でそれぞれ周波数ごとに別々の電気信号に変換される。そして、受信時間測定回路によって、この３つの電気信号から、音波を受信した時刻をそれぞれ別々に取得し、音波を送信した時刻を用いて、送信器５，６，７から受信器までに音波が到達する時間ｔ5、ｔ6、ｔ7をそれぞれ算出する。このとき、受信器が、音波を送信した時刻を把握しているのは、３つの送信器と受信器は共通の時計を持っていて、どのタイミングで音波を送信するのかをあらかじめ調整しているためである。
【００２０】
そして、時間ｔ5、ｔ6、ｔ7と固定値として記憶されている音速データＶを乗算することで、送信器５，６，７から受信器までの距離Ｌ5、Ｌ6、Ｌ7[m]を算出する。ここで、受信器の位置座標をＰ（ｘp，ｙp，ｚp）とすると、以下の式が成り立つ。
【００２１】
【数１】
2011130234.tif 000003
【００２２】
これらの式から、以下の式のような演算を行い、受信器の位置座標をＰ（ｘp，ｙp，ｚp）を求めることができる。ただし、３つ送信器は受信器よりも常に高い位置にあるとし、ｚは負の値であるとしている。
【００２３】
【数２】
2011130234.tif 000004
【００２４】
本実施例では、ズームレンズ装置１０の位置を検出するために、超音波位置検出送信器、受信器を使用したが、ＧＰＳを利用した位置検出装置や、相対位置移動量検出装置などその他手法を用いてもよい。
【００２５】
次に、レンズ制御部２３について説明する。図５はレンズ制御部の構成を示した図である。５０、５１，５２はそれぞれフォーカスレンズ群２０、ズームレンズ群２１、絞り２２を駆動するための駆動回路である。５０〜５２の駆動回路に入力される駆動信号は、ＣＰＵ５８によって生成された制御データをＤＡ変換器５６によって変換して生成される。５３、５４、５５はそれぞれフォーカスレンズ群２０、ズームレンズ群２１、絞り２２の位置を検出する位置検出器であり、それぞれの検出信号はＡＤ変換器５７によりデジタルデータに変換され、ＣＰＵ５８に入力される。５８はＣＰＵであり、ソフトウェア処理については後述する。
【００２６】
続いて、カメラ制御部２５について説明する。図６はカメラ制御部の構成を示した図である。６０はＣＣＤ２４によって変換された電気信号を映像データに変換する映像信号処理回路であり、６１はこの映像データを無線通信するための映像通信データに変換するための映像通信データ変換回路である。映像通信データ変換回路６１は、逆に映像通信データから映像データを生成することもできる。６２は入力された映像信号とＣＰＵ６３より入力された映像変更指令をもとに、映像データを変更する映像変更処理回路であり、点や線といった図形や他のカメラシステムの映像を重畳させた映像データを生成する。６３はＣＰＵであり、ソフトウェア処理については後述する。６４は撮影範囲表示設定内容を保持するためのＥＥＰＲＯＭである。６５は他のカメラシステムや放送制御装置４と無線通信を行うための無線通信回路である。６６は図形重畳回路６２から入力された映像データをビューファインダー１５に表示するための信号に変換する映像表示回路である。
【００２７】
次に、レンズ制御部のＣＰＵ５８のレンズメイン処理について説明する。図７は、レンズメイン処理をフローチャートに示したものである。
【００２８】
Ｓ１０１では、フォーカスデマンド１３やズームデマンド１４から送信された通信コマンドを処理し、フォーカス制御データ、ズーム制御データ、表示切替スイッチの押下状態を取得する。次に、Ｓ１０２では、Ｓ１０１で取得したズーム制御データ、及びフォーカス制御データを用いて、ズーム駆動データ、フォーカス駆動データを算出し、ＤA変換器５６に出力し、ズーム、フォーカスを駆動する。
【００２９】
続いて、Ｓ１０３にて、ズーム位置Ｚ、フォーカス位置Ｆ、アイリス位置Ｉを取得する。Ｓ１０４では、Ｓ１０３で取得したフォーカス位置Ｆを用いて、物体距離ＬCを算出する。物体距離ＬCは、ＣＰＵ５８内にあらかじめ記憶されている物体距離算出用ルックアップテーブルを用いて算出する。また、Ｓ１０４では、Ｓ１０３で取得したズーム位置Ｚ、フォーカス位置Ｆ、アイリス位置Ｉを用いて、被写界深度範囲の最近距離である被写界深度近端距離ＬNと、被写界深度範囲の最遠距離である被写界深度遠端距離ＬFも算出する。ここでは、ＣＰＵ５８内にあらかじめ記憶されている被写界深度算出用ルックアップテーブルを用いて算出する。
【００３０】
次に、Ｓ１０５にて、Ｓ１０３で取得したズーム位置Ｚ、フォーカス位置Ｆと、画角算出用のルックアップテーブルを用いて、水平、垂直方向の画角θH、θｖを算出する。Ｓ１０６では、三脚向き検出部２７より、三脚のパン、チルト角θＰ、θＴ、を取得する。Ｓ１０７では、上述した超音波位置検出器による位置座標検出演算式(4)〜(6)に基づいて、受信器位置座標Ｐ（ｘp，ｙp，ｚp）を算出する。
【００３１】
Ｓ１０８では、主点（画角を示す線が１点に集まる点）座標Ｒ（ｘR，ｙR，ｚR）を算出する。ここで、主点座標算出処理について説明する。図８のように、受信器位置座標Ｐ（ｘp，ｙp，ｚp）は、光軸の真上に配置されているとし、光軸に垂直に下ろした線との交点をＱ（ｘQ，ｙQ，ｚQ）、ＰとＱの距離をｄ1、ＱとＲの距離をｄ2とする。この時、ｄ1は超音波位置検出受信器と光軸との距離であるため、距離データとしてＣＰＵ５８内にあらかじめ記憶しておく。一方、ｄ2は、ズーム、フォーカス位置Ｚ、Ｆに応じて変化する値であるため、あらかじめ主点位置算出用ルックアップテーブルを用意しておき、ＣＰＵ５８内にあらかじめに記憶しておく。このように、ｄ1、ｄ2を設定しておくことで、三脚がパン方向にθP、チルト方向にθT回転した時の受信器位置座標Ｐ、Ｑ、主点座標Ｒは、図９〜図１２のように表すことができる。図９はz軸方向を上とし、レンズを真横から見た時のＰ、Ｑの関係を示した図であり、図１０は真上から見た時のＰ、Ｑの関係を示した図である。これらの図より、受信器位置座標Ｐ（ｘp，ｙp，ｚp）と点Ｑ（ｘQ，ｙQ，ｚQ）の関係は以下の式で表される。
【００３２】
【数３】
2011130234.tif 000005
【００３３】
また、図１１はz方向を上とし、レンズを真横から見た時のＱ、Ｒの関係を示した図であり、図１２は真上から見た時のＱ、Ｒの関係を示した図である。点Ｑ（ｘQ，ｙQ，ｚQ）と主点座標Ｒ（ｘR，ｙR，ｚR）の関係は以下の式で表される。
【００３４】
【数４】
2011130234.tif 000006
【００３５】
図７のフローチャートに戻り、Ｓ１０８の処理が終わると、Ｓ１０９に進む。Ｓ１０９では、図１３に示したような撮影範囲枠Ｃ座標ＳC1〜ＳC4、撮影範囲枠Ｎ座標ＳN1〜ＳN4、撮影範囲枠Ｆ座標ＳF1〜ＳF4を求める。本実施例では、レンズの物体距離情報を示す撮影範囲枠を撮影範囲枠Ｃ、被写界深度の最近距離を示す撮影範囲枠を撮影範囲枠Ｎ、被写界深度の最遠距離を示す撮影範囲枠を撮影範囲枠Ｆ、と呼ぶこととする。
【００３６】
まずはじめに、撮影範囲枠Ｃの座標ＳC1〜ＳC4を求める。図１４に示すように、撮影範囲枠Ｃの中心座標
【００３７】
【数５】
2011130234.tif 000007
【００３８】
は、主点座標Ｒ（ｘR，ｙR，ｚR）から、パン、チルト角をそれぞれ、θP、θTとした時の方向に、距離ＬC離れた座標であるため、以下の式で表せられる。
【００３９】
【数６】
2011130234.tif 000008
【００４０】
次に、撮影範囲枠Ｃの枠座標
【００４１】
【数７】
2011130234.tif 000009
【００４２】
を求める。図１５、１６は、いずれもパン、チルト角をそれぞれθP、θTとし、水平、垂直画角をθH、θｖとした時の図であり、図１５はz軸を上向きとし、撮影範囲枠Ｃが1直線になるような方向から見た図であり、図１６は撮影範囲枠Ｃを真上から見た図である。これらの図より、撮影範囲枠Ｃの中心座標ＳC０と各枠座標ＳC1、ＳC2、ＳC3、ＳC4との座標差ΔｘC1、ΔｘC2、ΔｙC1、ΔｙC2、ΔｚCはそれぞれ以下の式で表される。
【００４３】
【数８】
2011130234.tif 000010
【００４４】
これらの座標差を使って、各座標は以下のように表される。
【００４５】
【数９】
2011130234.tif 000011
【００４６】
撮影範囲枠Ｃの座標ＳC1、ＳC2、ＳC3、ＳC4は、主点座標Ｒ、距離ＬC、パン、チルト角θP、θT、水平、垂直画角θH、θｖ、によって決まる。これらの変数の内、撮影範囲枠Ｎ、撮影範囲枠Ｆが、撮影範囲枠Ｃと異なる変数は、距離ＬCのみである。従って、撮影範囲枠Ｎの座標は、距離ＬCをＬNに置き換えて、同様の処理を行うことで求められ、撮影範囲枠Ｆの座標は、距離ＬCをＬFに置き換えて、同様の処理を行うことで求められる。
【００４７】
図７のフローチャートに戻り、Ｓ１０９が完了すると、Ｓ１１０に進む。Ｓ１１０では、カメラから他のカメラシステムの撮影範囲表示座標データを取得する。撮影範囲表示座標データは、主点座標Ｒ、撮影範囲枠Ｃの４座標ＳC1〜ＳC4、撮影範囲枠Ｎの４座標ＳN1〜ＳN4、及び撮影範囲枠Ｆの４座標ＳF1〜ＳF4である。
【００４８】
Ｓ１１１では、無線通信回路を通して取得した他のカメラシステムの撮影範囲枠座標を表示する。表示する撮影範囲枠の点座標が画面上のどの位置に表示するかについて説明する。表示すべき点座標をＡ（ｘA，ｙA，ｚA）とした時、画面上の表示位置を特定するためには、図１７に示したように、表示画面中心に対しての水平、垂直表示画角θHA、θVAを求める必要がある。主点座標Ｒと表示点座標Ａの距離ＬAは、それぞれの座標から以下の式で算出することができる。
【００４９】
【数１０】
2011130234.tif 000012
【００５０】
従って、図１７上の距離Ｄ1、Ｄ2を算出することで、水平、垂直表示画角θHA、θVAを求めることができる。
【００５１】
図１８はxy平面に投影した図である。この時、表示点座標Ａと点Ａ′を結ぶ直線は、xy平面に平行であるので、xy平面に投影しても直線の距離は変わらない。従って、図１９より、距離Ｄ1は以下の式で算出することができる。
【００５２】
【数１１】
2011130234.tif 000013
【００５３】
図１９は、図１８で示した光軸を通りz軸に平行な面に投影した図である。表示点座標ＡとＡ″点を結ぶ直線は、z軸に平行であるので、図１９のように投影しても直線の距離は変わらない。従って、図１９より、距離Ｄ2は以下の式で算出することができる。
【００５４】
【数１２】
2011130234.tif 000014
【００５５】
ここで、図１９の距離Ｄ5は、主点座標Ｒと表示点座標Ａを結ぶ直線を、光軸を通りz軸に平行な面に投影し、かつxy平面に投影した直線の長さに相当するので、図１８の距離Ｄ5と一致する。従って、距離Ｄ5は以下のように算出することができる。
【００５６】
【数１３】
2011130234.tif 000015
【００５７】
以上のようにして、距離Ｄ1、Ｄ2を算出することができる。これらの値を用いて、水平、垂直表示画角θHA、θVAを求めると、以下の式で表すことができる。
【００５８】
【数１４】
2011130234.tif 000016
【００５９】
ここで、-180°＜θHA≦+180°、-90°＜θVA＜+90°であるため、上記の式では、水平表示画角θHAのみ２つ解がでてくることになる。そこで、表示点座標Ａがカメラの撮影方向の前にある（-90°＜θHA＜+90°）か、後ろにある（-180°＜θHA≦-90°または+90°≦θHA≦+180°）かを区別する必要がある。表示点座標Ａがカメラの撮影方向の前にある場合、図１７の点Ａ″′は、主点座標Ｒに対して光軸上の正方向に位置することになる。点Ａ″′は、表示点座標Ａを、光軸を通りz軸に平行な面に投影し、かつ光軸上に垂直に下ろした線の交点である。したがって、主点座標Ｒから点Ａ″′の距離は、図１９のＤ10に相当し、距離Ｄ10は以下の式で表すことできる。
【００６０】
【数１５】
2011130234.tif 000017
【００６１】
Ｄ10＞０である場合、表示点座標がカメラの撮影方向の前にあるので、-90°＜θHA＜+90°とする。一方、Ｄ10≦０である場合、表示点座標Ａがカメラの撮影方向の後ろとなるため、表示することができない。従って、水平、垂直表示画角θHA、θVAを求める必要が無いため、上記の水平、垂直表示画角θHA、θVAの演算処理は行わず、無効な値を設定しておく。
【００６２】
Ｓ１１１が完了すると、再びＳ１０１に戻り、同様の処理を繰り返す。
【００６３】
次に、カメラ制御部のＣＰＵ６３のカメラメイン処理について説明する。図２０は、カメラメイン処理をフローチャートに示したものである。
【００６４】
Ｓ２０１では、レンズ制御部２３から、自身のカメラシステムの主点座標、撮影範囲枠Ｃの４座標、撮影範囲枠Ｎの４座標、撮影範囲枠Ｆの４座標を取得する。そして無線通信回路を通して、これらの座標データを他のカメラシステムに送信する。次に、Ｓ２０２では、撮影範囲表示設定変更中であるかどうかをチェックする。撮影範囲表示設定は、電源投入後は「変更停止」であり、撮影範囲表示設定操作部２６のMENUボタン３０を押下すると「変更中」になり、再びMENUボタン３０を押下すると「変更停止」となる。
【００６５】
Ｓ２０３にて、撮影範囲表示設定が「変更中」であった場合、Ｓ２０３に進み、撮影範囲設定表示処理が行われる。撮影範囲設定変更処理では、ビューファインダー１５に図２１のような撮影範囲設定画面を表示をし、撮影範囲表示設定操作部２６のSELECT十字キー３１、SETボタン３２の操作に応じて、表示を変化させる。撮影範囲設定画面の最上部には、実際に放送されている映像を撮影しているカメラシステムの撮影範囲を表示するための設定を行えるようにする。また、最上部以外の「カメラＩＤ」は、無線通信が確立しているカメラシステムのカメラＩＤを自動的に表示するようにする。続いて、Ｓ２０４に進み、撮影範囲表示設定が変更の受付処理を行い、SETボタン３２によって設定変更がなされた場合、変更内容をEEPROM６４に書込む。Ｓ２０５が完了すると、再びＳ２０１にもどり、同様の処理を繰り返す。
【００６６】
一方、Ｓ２０３にて、撮影範囲表示設定が「変更中」でない場合、Ｓ２０５に進む。Ｓ２０５では、撮影範囲表示設定において、有効となっている撮影範囲表示に必要な座標データを、他カメラシステムから無線通信回路６５を通して取得する。そして、Ｓ２０６にて、取得した座標データをレンズ制御部２３に送信する。Ｓ２０７では、レンズ制御部２３より、撮影範囲を示す座標データから変換された水平、垂直表示画角θHA、θVAを取得する。
【００６７】
次にＳ２０８に進み、無線通信回路６５を通して、放送制御装置４より、実際に放送に使用しているカメラのＩＤを取得する。続いて、Ｓ２０９に進み、レンズ制御部２３より表示切替スイッチの押下状態を取得する。そしてＳ２１０にて、表示切替スイッチが押下状態であるかどうかをチェックし、押下状態でない場合は、Ｓ２１１に進む。
【００６８】
Ｓ２１１では、Ｓ２０７で取得した水平、垂直表示画角θHA、θVAを用いて、画面上のどの位置に表示するかを示す水平、垂直画素番号ｈ、ｖを算出する。ここで、表示する画面の大きさを示す水平、垂直表示画素数をｈmax、ｖmaxとする。これらの値は、あらかじめ設定されているものとし、ＣＰＵ６３に記憶されているものとする。このとき、図２２のように、水平、垂直画角θH、θVに相当する画素番号の変化量はそれぞれ−ｈmax、ｖmax、となるので、水平、垂直表示画角θHA、θVAに相当する水平、垂直画素番号ｈ、ｖは、以下の式で表すことができる。ただし、画面中心をｈ＝０、ｖ＝０とする。
【００６９】
【数１６】
2011130234.tif 000018
【００７０】
ただし、-90°＜θHA＜+90°でない場合は、座標を画面に表示することができないため、演算処理は行わずに、水平、垂直画素番号、を無効な値に設定しておく。なお、表示切替スイッチを押下していない時に処理されるＳ２１２では、水平、垂直表示画素数ｈmax、ｖmaxはビューファインダー１５の表示画素数に設定する。Ｓ２１２では、映像変更処理回路６２に自身のカメラシステムの撮影映像をビューファインダー１５に表示するよう指示する。さらに、Ｓ２１１で求めた複数の水平、垂直画素番号ｈ、ｖをもとに、撮影範囲表示設定において表示有効となったカメラシステムの撮影範囲を示した図形を重畳表示するように指示する。このとき、座標データを取得したカメラを示すカメラＩＤと、撮影範囲表示設定により設定された内容に基づいて、撮影範囲枠を表示する色を選択する。また、撮影範囲枠を表示するカメラの中に、映像が放送されているカメラがある場合には、図２２で示した撮影範囲表示設定画面の最上部で設定された表示色で撮影範囲を表示する。図２３は、カメラシステム１のＳ２１２の撮影範囲表示処理によるビューファインダー表示の一例であり、カメラシステム２の画角線、撮影範囲枠Ｎ、撮影範囲枠Ｆと、カメラシステム３の画角線、撮影範囲枠Ｃを表示している。
【００７１】
一方、Ｓ２１０にて、表示切替スイッチが押下状態である場合、Ｓ２１３に進む。Ｓ２１３では、Ｓ２１１と同様に、Ｓ２０８で取得した水平、垂直表示画角θHA、θVAを用いて、画面上のどの位置に表示するかを示す水平、垂直画素番号ｈ、ｖを算出する。なお、表示切替スイッチが押下状態である時に処理されるＳ２１３では、水平、垂直表示画素数ｈmax、ｖmaxはビューファインダー１５の表示画素数の1/5に設定する。Ｓ２１４では、映像変更処理回路６２に、自身のカメラシステムの撮影映像を1/5に縮小し、ビューファインダー１５の中央に表示するよう指示する。さらに、Ｓ２１３で求めた複数の水平、垂直画素番号ｈ、ｖをもとに、撮影範囲表示設定において表示有効となったカメラシステムの撮影範囲を示した図形を表示するように指示する。このとき、Ｓ２１２と同様に、撮影範囲表示設定によって設定された表示色で撮影範囲を表示する。図２４は、カメラシステム２のＳ２１４の撮影範囲表示処理によるビューファインダー表示の一例であり、カメラシステム１の画角線、撮影範囲枠Ｃと、カメラシステム３の画角線、撮影範囲枠Ｃを表示している。本実施例では、カメラシステムごとに表示色を設定できるようにしてあるが、画角線の太さや点線表示等の表示形状を設定できるようにしても良い。
【００７２】
それぞれＳ２１２、Ｓ２１４の処理を完了すると、再びＳ２０１に戻り、同様の処理を繰り返す。
【００７３】
以上のように、個々のカメラシステムが上述した処理を行うことによって、図２３、２４に示すように、直感的に他のカメラシステムの撮影範囲、及びフォーカス位置を認識することができるようになる。
【００７４】
本実施例では、自身のカメラシステムに、撮影した映像と、その映像に関連した位置に他のカメラシステムの画角線と撮影範囲枠を表示している。しかし、他のカメラシステムが撮影した映像と、その映像に関連した位置に各カメラシステムの画角線と撮影範囲枠を表示してもよい。この場合の、カメラ制御部２５のカメラメイン処理のフローチャートは図２５のようになる。ここでは、表示切替スイッチが押下状態である場合、他のカメラシステムの映像と、その映像に関連した位置に各カメラシステムの画角線と撮影範囲枠を表示することとする。
【００７５】
Ｓ２０１〜Ｓ２１２は図７のフローチャートと同様であるため、説明は省略する。Ｓ２１０で表示切替スイッチが押下状態であった場合、Ｓ２１７に進む。Ｓ２１７では、無線通信回路６５を通して、映像を表示するカメラシステムによって算出された各カメラシステムの撮影範囲座標に対応する水平、垂直表示画角θHA、θVAを取得する。このとき、水平、垂直表示画角θHA、θVAと同時に、対応するカメラＩＤも取得しておく。Ｓ２１８では、自身のカメラシステムのビューファインダー１５の水平、垂直表示画素数ｈmax、ｖmaxとＳ２１７で取得した複数の水平、垂直表示画角θHA、θVAから、それぞれの水平、垂直画素番号ｈ、ｖを算出する。Ｓ２１９では、映像変更処理回路６２に、Ｓ２１７で指定したカメラシステムの撮影映像をビューファインダー１５に表示するよう指示する。さらに、Ｓ２１８で取得した水平、垂直画素番号ｈ、ｖを用いて、撮影範囲表示設定において表示有効となったカメラシステムの画角線と撮影範囲枠を表示する。ただし、Ｓ２１７で指定したカメラシステムの画角線や撮影範囲枠は表示できないため、Ｓ２１８の処理での表示は行わない。
【００７６】
図２５のフローチャートのように処理することにより、カメラシステム２においても、図２３のように、カメラシステム１の映像と、カメラシステム２，３の画角線、撮影範囲枠を表示することができる。このような表示を行えるようにすることにより、自身のカメラシステムを含む各カメラシステムの撮影範囲、フォーカス位置を客観的に把握することができる。
【００７７】
本実施例では、無線通信回路６５とアンテナ１６と撮影範囲表示設定操作部２６とは、カメラ制御部２５に接続されていたが、レンズ制御部２３やフォーカスデマンド１３やズームデマンド１４に接続しても、同様の効果が得られる。
【実施例２】
【００７８】
図２６は、本発明を適用できる実施例２の放送用撮影システムの構成を示したものである。１〜７は実施例１と同様である。８はカメラ装置であり、図２７のように、被写体、及びカメラシステム１〜３を上部から撮影するカメラ装置である。カメラ装置８が撮影する映像の左から右方向は北方向（x軸方向）とし、下から上方向は西方向（y軸方向）となるようにカメラ装置８を設置するものとする。さらに、カメラ装置８の撮影映像の中心に撮影されている床面上の点の座標をＴ（ｘT，ｙT，ｚT）とし、座標Ｔからカメラ装置８の撮影範囲端までのx、y座標上での距離をそれぞれｘmax、ｙmaxとする。座標Ｔや距離ｘmax、ｙmaxは、カメラ装置８を設置完了した時点に、操作者によって不図示の設定手段を通して手動で、各カメラシステムのカメラ制御部２５のＥＥＰＲＯＭ６４に記憶されるものとする。
【００７９】
カメラ装置８の構成を図２８に示す。７０はカメラ装置８の結像位置を可変とするフォーカスレンズ群である。７１はカメラ装置８の焦点距離を連続的に可変させることができるズームレンズ群であり、７２はカメラ装置８を通る光の有効径を調節する絞りである。７３は結像した像を電気信号に変換するＣＣＤである。７４は、フォーカスレンズ群７０、ズームレンズ群７１、絞り７２を駆動したり、ＣＣＤ７３によって変換された電気信号を映像通信データに変換するカメラ制御部である。７５は無線通信を行うためのアンテナである。
【００８０】
カメラ制御部７４の構成を図２８に示す。７６は、ＣＣＤ７３によって変換された電気信号を映像データに変換する映像信号処理回路であり、７７は映像データを無線通信するための映像通信データに変換する映像通信データ変換回路である。７８は無線通信回路であり、映像通信データをカメラシステム１〜３に送信したり、フォーカスレンズ群７０、ズームレンズ群７１、絞り７２の駆動指令を受信したりする。７９、８０、８１はそれぞれフォーカスレンズ群７０、ズームレンズ群７１、絞り７２を駆動する回路であり、ＣＰＵ８３からＤＡ変換器８２を通って入力された駆動信号に応じて動作する。ＣＰＵ８３は、無線通信回路７８を通って受信した制御データに基づいて、フォーカスレンズ群７０、ズームレンズ群７１、絞り７２の駆動データを生成する。
【００８１】
カメラシステム１〜３の構成、レンズ制御部２３構成、カメラ制御部２５構成は実施例１と同様であり、ここでは説明を省略する。
【００８２】
レンズ制御部２３のソフトウェア処理を示すフローチャートも実施例１と同様に、図７で表せられる。しかし、本実施例では、Ｓ１０９にて、図３０に示したように、枠中心と同じ高さとなる撮影範囲枠Ｃ座標ＳC5〜ＳC6、撮影範囲枠Ｎ座標ＳN5〜ＳN6、撮影範囲枠Ｆ座標ＳF5〜ＳF6も追加して算出する。撮影範囲枠Ｃ座標ＳC5〜ＳC6は、ＳC1〜ＳC4を示した時のパラメータを用いて、以下のように表すことができる。
【００８３】
【数１７】
2011130234.tif 000019
【００８４】
撮影範囲枠Ｎ座標ＳN5〜ＳN6、撮影範囲枠Ｆ座標ＳF5〜ＳF6は、上記の式に含まれる距離ＬCをＬN、またはＬFに置き換えて求めればよい。
【００８５】
次に、カメラ制御部のＣＰＵ６３のカメラメイン処理について説明する。図３１は、カメラメイン処理をフローチャートに示したものである。
【００８６】
Ｓ３０１〜Ｓ３１３は、実施例１で示した図２１のフローチャートのＳ２０１〜Ｓ２１３と同じであるため、説明は省略する。
【００８７】
Ｓ３１４では、Ｓ３０１で取得した自身のカメラシステムの撮影範囲座標データと、Ｓ３０５で取得した他のカメラシステムの撮影範囲座標データのそれぞれに対し、水平、垂直画素番号ｈ、ｖを算出する。ここで、表示画面の中心をしめす水平、垂直画素番号ｈ0、ｖ0とし、表示する画面の大きさを示す水平、垂直表示画素数をｈmax、ｖmaxとする。このとき、水平、垂直表示画素数ｈmax、ｖmaxはビューファインダー１５の表示画素数に設定する。
【００８８】
ここで、任意の点座標（ｘ，ｙ，ｚ）の水平、垂直画素番号ｈ、ｖを算出方法について説明する。図３２のように、座標Ｔは、水平、垂直画素番号ｈ＝０、ｖ＝０に対応し、撮影範囲端までのx、y軸上の距離ｘmax、ｙmaxはそれぞれ水平、垂直表示画素数をｈmax、ｖmaxに対応している。したがって、水平、垂直画素番号ｈ、ｖは以下の式で表すことができる。
【００８９】
【数１８】
2011130234.tif 000020
【００９０】
これらの式を用いて、自身のカメラシステムの撮影範囲座標データと他のカメラシステムの撮影範囲座標データの水平、垂直画素番号ｈ、ｖを求めることができる。Ｓ３１４では、各カメラシステムの主点Ｒ、撮影範囲枠Ｃ座標ＳC5〜ＳC6、撮影範囲枠Ｎ座標ＳN5〜ＳN6、撮影範囲枠Ｆ座標ＳF5〜ＳF6について、水平、垂直画素番号ｈ、ｖを求める。
【００９１】
Ｓ３１４では、映像変更処理回路６２に対し、無線通信回路を通して取得したカメラ装置８の撮影映像を表示するよう指示する。そして、Ｓ３１３で求めた複数の水平、垂直画素番号ｈ、ｖをもとに、図３３のように、各カメラシステムの撮影範囲を示した図形を表示するように指示する。図３３はカメラシステム１の撮影範囲表示処理の一例であり、ビューファインダー１５全体にカメラ装置８の撮影映像を表示する。そして、これに重畳してカメラシステム１〜３の画角線、撮影範囲枠Ｎ、撮影範囲枠Ｆを二次元的に表示している。
【００９２】
以上のように、個々のカメラシステムが上述した処理を行うことによって、図３３に示すように、直感的に自身のカメラシステムや他のカメラシステムの撮影範囲、及びフォーカス位置を認識することができるようになる。
【００９３】
以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されないことはいうまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【符号の説明】
【００９４】
１〜３  カメラシステム
４  放送制御装置
５〜７  超音波位置検出送信器
８  カメラ装置
１０  ズームレンズ装置
１１  カメラ装置
１２  三脚装置
１５  ビューファインダー
１６  アンテナ
１７  超音波位置検出受信器
２０  ズームレンズ群
２１  フォーカスレンズ群
２２  絞り
２３  レンズ制御部
２４  ＣＣＤ
２５  カメラ制御部
２６  撮影範囲表示設定操作部
２７  三脚向き検出部
２９  表示切替スイッチ
５３  フォーカス位置検出器
５４  ズーム位置検出器
５５  アイリス位置検出器
５８  ＣＰＵ
６２  映像変更処理回路
６３  ＣＰＵ
６４  ＥＥＰＲＯＭ
６５  無線通信回路
【図１】
2011130234.tif 000021
【図２】
2011130234.tif 000022
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2011130234.tif 000027
【図８】
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【図９】
2011130234.tif 000029
【図１０】
2011130234.tif 000030
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
2011130234.tif 000033
【図１４】
2011130234.tif 000034
【図１５】
2011130234.tif 000035
【図１６】
2011130234.tif 000036
【図１７】
2011130234.tif 000037
【図１８】
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【図１９】
2011130234.tif 000039
【図２０】
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【図２１】
2011130234.tif 000041
【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
2011130234.tif 000045
【図２６】
2011130234.tif 000046
【図２７】
2011130234.tif 000047
【図２８】
2011130234.tif 000048
【図２９】
2011130234.tif 000049
【図３０】
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【図３１】
2011130234.tif 000051
【図３２】
2011130234.tif 000052
【図３３】
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