(57)【要約】【課題】比較的高いフレームレートで、ノイズを低減したパノラマ動画を撮影することのできる撮影装置を提供する。【解決手段】撮影装置１０は、基準面の平面視において略回転対称な多角形の外形を有する筐体３０と、基準面に対して光軸が所定の仰角をなすように、多角形の複数の辺に外向きに設けられている複数のカメラ２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄを備える撮影装置であって、複数のカメラは、複数のカメラのうち隣接する２つのカメラの所定距離での撮影範囲が、途切れることなく重複し、複数のカメラ全ての所定距離での撮影範囲が、多角形の対称軸上で重複するように設けられている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基準面の平面視において略回転対称な多角形の外形を有する筐体と、
前記基準面に対して光軸が所定の仰角をなすように、前記多角形の複数の辺に外向きに設けられている複数のカメラを備える撮影装置であって、
前記複数のカメラは、
前記複数のカメラのうち隣接する２つのカメラの所定距離での撮影範囲が、途切れることなく重複し、
前記複数のカメラ全ての前記所定距離での撮影範囲が、前記多角形の対称軸上で重複するように設けられている、
撮影装置。
【請求項２】
前記複数のカメラは、前記複数のカメラ全ての前記所定距離での撮影範囲が、前記基準面を含むように設けられている、
請求項１に記載の撮影装置。
【請求項３】
前記複数のカメラは、前記基準面の平面視において、前記複数のカメラのうち隣接する２つのカメラの光軸の間の角度が、６０°以下となるように設けられている、
請求項１に記載の撮影装置。
【請求項４】
前記複数のカメラは、前記基準面の平面視において、前記複数のカメラの光軸が、前記多角形に外接する円の半径方向と交わるように設けられている、
請求項１から３のいずれか一項に記載の撮影装置。
【請求項５】
前記多角形は、星形多角形であり、
前記複数のカメラは、前記基準面の平面視において、前記星形多角形の複数の辺に外向きに設けられている、
請求項１から４のいずれか一項に記載の撮影装置。
【請求項６】
前記星形多角形は、正多角形と、前記正多角形の複数の辺に接続された複数の不等辺三角形とで構成される図形であり、
前記複数のカメラは、前記基準面の平面視において、前記複数の不等辺三角形の特定の辺に外向きに設けられている、
請求項５に記載の撮影装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮影装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ユーザの動きに追従するように映像を変化させ、目の前の映像があたかも現実のものであるかのように体験させるＶＲ（Virtual Reality）やＡＲ（Augmented Reality）と呼ばれる技術の研究が進んでいる。
【０００３】
ＶＲ等に用いられる映像は、ユーザがどのような方向を見ても映像が途切れないように、魚眼レンズ又は広角レンズを備えたカメラや、複数のカメラを備えた撮影装置によって撮影されることがある。
【０００４】
例えば、下記特許文献１には、フレームの外側を向き、それぞれ撮影範囲が異なるようにフレームにマウントされた複数のカメラと、フレームに接続された支持部材と、を備えたカメラシステムが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第９４１３９３０号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載のカメラシステムが備える複数のカメラでそれぞれ動画を撮影し、撮影された動画を合成して一つのパノラマ動画を生成することができる。しかしながら、従来の撮影装置では、隣接する２つのカメラの撮影範囲が重複しない死角が存在したり、撮影範囲の重複が僅かであったりするために、撮影対象が移動して、隣接する２つのカメラの一方の撮影範囲から他方の撮影範囲に動く場合、生成されるパノラマ動画に飛びや歪み等のノイズが生じることがある。
【０００７】
このようなノイズは、例えば１２０ｆｐｓ（frames per seconds）程度の高フレームレートの動画で顕著となる。そのため、従来の撮影装置では、ノイズの少ないスローモーションのパノラマ動画を撮影することが困難だった。
【０００８】
そこで、本発明は、比較的高いフレームレートで、ノイズを低減したパノラマ動画を撮影することのできる撮影装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一態様に係る撮影装置は、基準面の平面視において略回転対称な多角形の外形を有する筐体と、基準面に対して光軸が所定の仰角をなすように、多角形の複数の辺に外向きに設けられている複数のカメラを備える撮影装置であって、複数のカメラは、複数のカメラのうち隣接する２つのカメラの所定距離での撮影範囲が、途切れることなく重複し、複数のカメラ全ての所定距離での撮影範囲が、多角形の対称軸上で重複するように設けられている。
【００１０】
この態様によれば、複数のカメラによって、半球状の領域を死角無く、重複して撮影することができ、隣接する２つのカメラの一方の撮影範囲から他方の撮影範囲に撮影対象が動く場合であっても、隣接する２つのカメラ両方により撮影対象が撮影される期間が十分に長く確保される。そのため、比較的高いフレームレートで、ノイズを低減したパノラマ動画を撮影することができる。
【００１１】
また、上記態様において、複数のカメラは、複数のカメラ全ての所定距離での撮影範囲が、基準面を含むように設けられていてよい。
【００１２】
この態様によれば、複数のカメラによって、立体角にして２πステラジアン以上の領域を死角無く、重複して撮影することができ、地上から撮影対象を見上げるアングルで、ノイズを低減したパノラマ動画を撮影することができる。
【００１３】
また、上記態様において、複数のカメラは、基準面の平面視において、複数のカメラのうち隣接する２つのカメラの光軸の間の角度が、６０°以下となるように設けられていてよい。
【００１４】
この態様によれば、隣接する２つのカメラの撮影範囲が十分に大きく重複することとなり、隣接する２つのカメラ両方により撮影対象が撮影される期間が十分に長く確保される。そのため、比較的高いフレームレートで、ノイズを低減したパノラマ動画を撮影することができる。
【００１５】
また、上記態様において、複数のカメラは、基準面の平面視において、複数のカメラの光軸が、多角形に外接する円の半径方向と交わるように設けられていてよい。
【００１６】
この態様によれば、複数のカメラをより密集させて配置することができ、撮影対象が撮影装置に近接した場合であっても、比較的高いフレームレートで、ノイズを低減したパノラマ動画を撮影することができる。
【００１７】
また、上記態様において、多角形は、星形多角形であり、複数のカメラは、基準面の平面視において、星形多角形の複数の辺に外向きに設けられていてよい。
【００１８】
この態様によれば、複数のカメラをより密集させて配置することができ、撮影対象が撮影装置に近接した場合であっても、比較的高いフレームレートで、ノイズを低減したパノラマ動画を撮影することができる。
【００１９】
また、上記態様において、星形多角形は、正多角形と、正多角形の複数の辺に接続された複数の不等辺三角形とで構成される図形であり、複数のカメラは、基準面の平面視において、複数の不等辺三角形の特定の辺に外向きに設けられていてよい。
【００２０】
この態様によれば、複数のカメラをより密集させて配置しつつ、筐体が写り込まないようにすることができ、撮影対象が撮影装置に近接した場合であっても、比較的高いフレームレートで、ノイズを低減したパノラマ動画を撮影することができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、比較的高いフレームレートで、ノイズを低減したパノラマ動画を撮影することのできる撮影装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施形態に係る撮影装置の斜視図である。
【図２】本実施形態に係る撮影装置の平面図である。
【図３】本実施形態に係る撮影装置の撮影範囲を示す側面図である。
【図４】本実施形態に係る撮影装置の撮影範囲を示す斜視図である。
【図５】従来技術に係る撮影装置の撮影範囲を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。なお、各図において、同一の符号を付したものは、同一又は同様の構成を有する。
【００２４】
はじめに、従来技術に係る撮影装置４０の課題について説明する。図５は、従来技術に係る撮影装置４０の撮影範囲を示す斜視図である。本例で示す従来技術に係る撮影装置４０は、正五角形の辺と、正五角形の中央に計６つのカメラを設けた撮影装置である。同図では、そのうち３つのカメラの距離Ｒでの撮影範囲を、第１撮影範囲４０ａ、第２撮影範囲４０ｂ及び第３撮影範囲４０ｃとして示している。
【００２５】
第１撮影範囲４０ａ、第２撮影範囲４０ｂ及び第３撮影範囲４０ｃは、四隅で隣接するカメラの撮影範囲と重複するものの、第１撮影範囲４０ａと第２撮影範囲４０ｂの間には第１死角４２が存在し、第２撮影範囲４０ｂと第３撮影範囲４０ｃの間には第２死角４４が存在する。また、図５では図示していないが、正五角形の中央に設けられたカメラによって上方を撮影しているが、その撮影範囲と、正五角形の辺に設けられた５つのカメラの撮影範囲との間にも死角が存在する。
【００２６】
このように、隣接する２つのカメラの所定距離での撮影範囲が必ずしも重複せず、死角が存在するため、従来技術に係る撮影装置４０では、撮影対象が移動して、隣接する２つのカメラの一方の撮影範囲から他方の撮影範囲に動く場合、生成されるパノラマ動画に飛びや歪み等のノイズが生じることがある。このようなノイズは、撮影対象が撮影装置４０に近接した場合や、１２０ｆｐｓ程度の高フレームレートの動画の場合で顕著となる。
【００２７】
図１は、本発明の実施形態に係る撮影装置１０の斜視図である。また、図２は、本実施形態に係る撮影装置１０の平面図である。図２は、基準面の平面視における撮影装置１０を示す図である。ここで、基準面は、撮影装置１０の筐体３０が載置される平面であってよい。
【００２８】
撮影装置１０は、基準面の平面視において略回転対称な多角形の外形を有する筐体３０と、基準面に対して光軸が所定の仰角をなすように、多角形の複数の辺に外向きに設けられている７つのカメラを備える。本実施形態の筐体３０は、対称軸Ｃを中心として７回対称な多角形の外形を有する。もっとも、筐体３０は、８回対称等の任意の回転対称性の外形を有してよい。
【００２９】
筐体３０の外形をなす多角形は、星形多角形であり、複数のカメラは、基準面の平面視において、星形多角形の複数の辺に外向きに設けられていてよい。このような配置によって、複数のカメラをより密集させることができ、撮影対象が撮影装置１０に近接した場合であっても、比較的高いフレームレートで、ノイズを低減したパノラマ動画を撮影することができる。例えば、基準面の平面視において、円周に沿って外向きに複数のカメラを配置する場合、隣接する２つのカメラの間の距離は、カメラの幅よりも小さくすることができない。一方、本実施形態に係る撮影装置１０では、星形多角形の複数の辺に外向きに複数のカメラを配置することで、隣接する２つのカメラの間の距離をより小さくすることができ、複数のカメラをより密集させることができる。
【００３０】
筐体３０の外形をなす星形多角形は、正多角形３２と、正多角形３２の複数の辺に接続された複数の不等辺三角形３４とで構成される図形であってよい。本実施形態では、正多角形３２は、正七角形である。また、不等辺三角形３４は、第１辺３４ａ、第２辺３４ｂ及び第３辺３４ｃを有し、第１辺３４ａ、第２辺３４ｂ及び第３辺３４ｃの長さは、それぞれ異なっている。より具体的には、第１辺３４ａは、第３辺３４ｃよりも長く、第２辺３４ｂは、第１辺３４ａよりも長い。また、第２辺３４ｂは、正多角形３２の辺に一致している。
【００３１】
複数のカメラは、基準面の平面視において、複数の不等辺三角形３４の特定の辺に外向きに設けられている。具体的には、複数のカメラは、第１辺３４ａにそれぞれ設けられている。本実施形態では、七角形の各辺に計７つの不等辺三角形３４が存在し、７つの第１辺３４ａに、第１カメラ２０ａ、第２カメラ２０ｂ、第３カメラ２０ｃ、第４カメラ２０ｄ、第５カメラ２０ｅ、第６カメラ２０ｆ及び第７カメラ２０ｇが設けられている。第１カメラ２０ａ、第２カメラ２０ｂ、第３カメラ２０ｃ、第４カメラ２０ｄ、第５カメラ２０ｅ、第６カメラ２０ｆ及び第７カメラ２０ｇは、同一の構成のカメラであってよく、例えば１２０ｆｐｓ程度のフレームレートで、１６：９のアスペクト比の動画を撮影するカメラであってよい。７つの第１辺３４ａにそれぞれカメラを配置することで、複数のカメラをより密集させて配置しつつ、筐体３０が写り込まないようにすることができ、撮影対象が撮影装置に近接した場合であっても、比較的高いフレームレートで、ノイズを低減したパノラマ動画を撮影することができる。
【００３２】
本実施形態では、複数のカメラは、基準面の平面視において、複数のカメラのうち隣接する２つのカメラの光軸の間の角度が、６０°以下となるように設けられている。例えば、隣接する第２カメラ２０ｂと第３カメラ２０ｃについて、第２カメラの光軸２２ｂと第３カメラの光軸２２ｃとの間の角度αは、約５１．４°である。ここで、角度αは、１８０°から正七角形の内角を引いた値である。本実施形態では、任意の隣接する２つのカメラの光軸の間の角度は、同様に約５１．４°となっている。これにより、隣接する２つのカメラの撮影範囲が十分に大きく重複することとなり、隣接する２つのカメラ両方により撮影対象が撮影される期間が十分に長く確保される。そのため、比較的高いフレームレートで、ノイズを低減したパノラマ動画を撮影することができ、ノイズの少ないスローモーションのパノラマ動画を撮影することができる。なお、複数のカメラのうち隣接する２つのカメラの光軸の間の角度が６０°の場合、筐体３０の外形をなす多角形は、正六角形又は正六角形の各辺に不等辺三角形を接続した星形多角形であってよい。また、複数のカメラのうち隣接する２つのカメラの光軸の間の角度が４５°の場合、筐体３０の外形をなす多角形は、正八角形又は正八角形の各辺に不等辺三角形を接続した星形多角形であってよい。
【００３３】
また、複数のカメラは、基準面の平面視において、複数のカメラの光軸が、筐体３０の外形をなす多角形に外接する円の半径方向３８と交わるように設けられていてよい。本実施形態の場合、筐体３０の外形は星形多角形をなしており、外接円３６は、星形多角形に外接する円である。また、外接円３６の中心は、星形多角形の対称軸Ｃと一致している。半径方向３８は、外接円３６の中心を通り、外接円３６に直交する方向である。本実施形態では、例えば第２カメラ２０ｂは、第２カメラの光軸２２ｂが、半径方向３８と角度βをなすように設けられている。角度βは、例えば１０°〜３０°であってよいが、その値は任意である。本実施形態では、複数のカメラ全てについて、光軸と外接円３６との間の角度がβとなっている。このように、カメラの光軸を外接円３６に対して傾けて複数のカメラを配置することで、複数のカメラをより密集させて配置することができ、撮影対象が撮影装置に近接した場合であっても、比較的高いフレームレートで、ノイズを低減したパノラマ動画を撮影することができる。
【００３４】
図３は、本実施形態に係る撮影装置１０の撮影範囲を示す側面図である。同図では、第４カメラの光軸２２ｄを示して、第４カメラ２０ｄのレンズから距離Ｒでの撮影範囲を、第４カメラの撮影範囲２４ｄとして示している。ここで、距離Ｒは、本発明の所定距離に相当し、例えば５０ｃｍであってよい。なお、図３で示す距離Ｒは、図５で示す距離Ｒと同じ距離である。
【００３５】
第４カメラ２０ｄは、基準面Ｓに対して、第４カメラの光軸２２ｄが所定の仰角γをなすように設けられている。ここで、仰角γは、４５°〜６５°程度であってよく、本実施形態では約５０°である。また、第４カメラの撮影範囲２４ｄは、仰角方向について角度θの拡がりを有する。ここで、角度θは、例えば１２０°であってよい。複数のカメラの仰角γは、仰角方向についての撮影可能な角度θに対して、（γ−θ／２）≧０となるように選択されてよい。本実施形態では、複数のカメラ全ての仰角がγであり、複数のカメラ全ての撮影範囲は、仰角方向について角度θの拡がりを有する。
【００３６】
距離Ｒでの第４カメラの撮影範囲２４ｄは、筐体３０の対称軸Ｃと交わる第１重複領域Ｄ１を含む。第１重複領域Ｄ１では、複数のカメラ全ての所定距離での撮影範囲が重複する。本実施形態では、複数のカメラ全ての所定距離での撮影範囲が、対称軸Ｃと交わる第１重複領域Ｄ１を含む。すなわち、複数のカメラ全てが、所定距離で対称軸Ｃを撮影範囲に含むように設けられている。
【００３７】
また、距離Ｒでの第４カメラの撮影範囲２４ｄは、基準面Ｓを含むように設けられている。本実施形態では、複数のカメラ全ての所定距離での撮影範囲が、基準面Ｓを含むように設けられている。これにより、複数のカメラによって、立体角にして２πステラジアン以上の領域を死角無く、重複して撮影することができ、地上から撮影対象を見上げるアングルで、ノイズを低減したパノラマ動画を撮影することができる。そのため、特撮映像等のミニチュア撮影を行う場合に、特に効果的なパノラマ動画を撮影することができる。ミニチュア撮影を行う場合には、ミニチュアの建物が崩落する様子等をリアルに描写するために、スローモーションの動画とする場合があるが、本実施形態に係る撮影装置１０によれば、そのような場合に特に効果的なパノラマ動画を撮影することができる。
【００３８】
図４は、本実施形態に係る撮影装置１０の撮影範囲を示す斜視図である。同図では、距離Ｒでの第３カメラの撮影範囲２４ｃと、距離Ｒでの第４カメラの撮影範囲２４ｄとを示している。また、第３カメラの撮影範囲２４ｃと、第４カメラの撮影範囲２４ｄとの重複領域を、第２重複領域Ｄ２として示している。なお、図４で示す第３カメラの撮影範囲２４ｃ及び第４カメラの撮影範囲２４ｄは、図５で示す距離Ｒと同じ距離における撮影範囲である。
【００３９】
第３カメラの撮影範囲２４ｃと、第４カメラの撮影範囲２４ｄとは、距離Ｒで途切れることなく重複している。すなわち、距離Ｒでの撮影範囲の重なりを示す第２重複領域Ｄ２は、穴の無い連続した領域である。本実施形態では、複数のカメラのうち任意の隣接する２つのカメラの距離Ｒでの撮影範囲が、途切れることなく重複している。これにより、複数のカメラによって、半球状の領域を死角無く、重複して撮影することができ、隣接する２つのカメラの一方の撮影範囲から他方の撮影範囲に撮影対象が動く場合であっても、隣接する２つのカメラ両方により撮影対象が撮影される期間が十分に長く確保される。そのため、比較的高いフレームレートで、ノイズを低減したパノラマ動画を撮影することができる。
【００４０】
図４では、距離Ｒでの第３カメラの撮影範囲２４ｃと、距離Ｒでの第４カメラの撮影範囲２４ｄとが、第１重複領域Ｄ１において対称軸Ｃと交わることが示されている。このように、距離Ｒでの複数のカメラ全ての撮影範囲が、頂点を含むことで、撮影対象が撮影装置１０を覆うようなアングルであっても、比較的高いフレームレートで、ノイズを低減したパノラマ動画を撮影することができる。
【００４１】
以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。実施形態が備える各要素並びにその配置、材料、条件、形状及びサイズ等は、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。また、実施形態で示した構成同士を部分的に置換し又は組み合わせることが可能である。
【符号の説明】
【００４２】
１０…撮影装置、２０ａ…第１カメラ、２０ｂ…第２カメラ、２０ｃ…第３カメラ、２０ｄ…第４カメラ、２０ｅ…第５カメラ、２０ｆ…第６カメラ、２０ｇ…第７カメラ、２２ｂ…第２カメラの光軸、２２ｃ…第３カメラの光軸、２２ｄ…第４カメラの光軸、２４ｃ…第３カメラの撮影範囲、２４ｄ…第４カメラの撮影範囲、３０…筐体、３２…正多角形、３４…不等辺三角形、３４ａ…第１辺、３４ｂ…第２辺、３４ｃ…第３辺、３６…外接円、３８…半径方向、４０…従来技術に係る撮影装置、４０ａ…第１撮影範囲、４０ｂ…第２撮影範囲、４０ｃ…第３撮影範囲、４２…第１死角、４４…第２死角、Ｃ…対称軸、Ｄ１…第１重複領域、Ｄ２…第２重複領域、Ｓ…基準面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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