(57)【要約】【課題】複数の撮像部を３次元空間内に配置して、場所を選ばずに対象物の複数の映像を撮影することができると共に、複数の撮像部の位置の調整を容易に行うことができる撮像装置を提供する。【解決手段】複数の撮像部６１Ａ〜６１Ｇと、これらを支持する支持部６２とを備え、さらに支持部６２は複数の撮像部６１Ａ〜６１Ｇの相対位置を連続的に変更することが可能な構成とされ、撮像部６１Ａ〜６１Ｇから被写体までの距離を測定する測距手段と、この測距手段による測定結果に基づいて自動的に複数の撮像部６１Ａ〜６１Ｇの相対位置を変更することが可能な駆動手段とを有する撮像装置６０を構成する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の撮像部と、
前記複数の撮像部を支持する支持部とを備えた撮像装置であって、
前記支持部は、前記複数の撮像部の相対位置を連続的に変更することが可能な構成とされ、
前記撮像部から被写体までの距離を測定する測距手段と、
前記測距手段による測定結果に基づいて自動的に前記複数の撮像部の相対位置を変更することが可能な駆動手段とを有する
ことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記複数の撮像部によりそれぞれ撮影された映像信号から、立体的な映像表示用の映像を作成する信号処理手段を有することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記複数の撮像部が３つ以上の撮像部を有し、各前記撮像部からの映像信号のうち２つの撮像部の映像信号を選択して、選択した映像信号をそれぞれ右目用画像と左目用画像として表示することにより、前記立体的な映像表示を行うことを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記支持部が可搬性を有し、撮像装置全体を持ち運びすることが可能であることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記測距手段により、基準とする１つの撮像部において、合焦時に固有のレンズ位置により、前記撮像部から被写体までの距離が求められることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記測距手段により、基準とする２つの撮像部の視差画像から、三角測量の原理により、前記撮像部から被写体までの距離が求められることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記測距手段は、撮像部から被写体までの距離を、複数種の測定方法で測定することが可能な構成とされていることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、対象物（被写体）を取り囲むように、複数の撮像部を配置し、各撮像部からの映像を選択して、あたかも視点を自由に変更したような映像を得ることができる撮像装置に係わる。
【０００２】
【従来の技術】
複数の撮像部（カメラ）を使用し、対象物を取り囲むように静止画や動画を撮影し、視点を自由に変更しながら楽しむような撮影システムが開発されつつあり、実用に供されるところである（例えば特許文献１及び特許文献２参照。）。
【０００３】
このような撮影システムにおいては、対象物をカメラがどう捕らえるかは、対象物により、また撮影者の意思により決定されるもので、カメラの設定にはフレキシビリティが要求される。
【０００４】
一方、それぞれカメラで撮影した画像は最終的には張り合わせられるので、カメラ間の各視点の位置はある曲線状に滑らかに配置される必要がある。また、カメラ間の距離も（これは主としてカメラの画角や、どこまでをオーバーラップさせるかにより決まる）フレキシブル、かつ安定に決める必要がある。
【０００５】
また、上述の撮影システムにおいては、複数のカメラが被写体に対して、視点が一致するように配置される必要がある。
【０００６】
ところで、このような撮影システムにおいて、複数のカメラの配置を調整し、対象物に向けて正確に固定する方法は、今までになく、例えば床面に配置する固定の治具のようなものに頼っていた。この固定の治具は、床面に対する平行面上でのカメラの配置形状を２次元的に固定的に決めるものであった。また、特定のスタジオに設置されるのが常であり、屋外や、スタジオから離れた場所での撮影には向いていなかった。
【０００７】
また、複数のカメラによる被写体への撮影範囲を略一致させるため、従来は、撮影現場に固定された複数のカメラの支持装置を使用しており、機動性が悪いばかりでなく、撮影者の撮影の自由度を阻害し、監督の撮影意図を表現するのが困難であった。
【０００８】
【特許文献１】
特開昭５１−１４２２１２号公報
【特許文献２】
米国特許第３８１５９７９号明細書
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上述した機動性を向上するためには、例えば複数のカメラの支持装置を、撮影現場に固定された構成ではなく、位置を動かすことが可能な構成として、複数のカメラの相対位置を変更できるように構成することが考えられる。
【００１０】
このように支持装置を構成した場合には、各カメラの相対位置を細かく調整する際に、各カメラでそれぞれ撮影した映像を確認することが必要になることから、カメラの台数分の表示装置も必要になる。
【００１１】
また、この表示装置は、撮影者がカメラの配置を調整する際に見るためのものであるので、カメラの支持装置上やカメラの近くに設置される必要がある。
このように配置調節用の表示装置が必要になることにより、撮像装置の構成が大掛かりになって機動性が低下してしまう。
【００１２】
さらに、カメラの相対位置の調整を手動で行うため、調整に比較的長い時間を要することになる。
【００１３】
上述した問題の解決のために、本発明においては、複数の撮像部を３次元空間内に配置して、場所を選ばずに対象物の複数の映像を撮影することができると共に、複数の撮像部の位置の調整を容易に行うことができる撮像装置を提供するものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明の撮像装置は、複数の撮像部と、これら複数の撮像部を支持する支持部とを備え、さらに支持部は複数の撮像部の相対位置を連続的に変更することが可能な構成とされ、撮像部から被写体までの距離を測定する測距手段と、この測距手段による測定結果に基づいて自動的に複数の撮像部の相対位置を変更することが可能な駆動手段とを有するものである。
【００１５】
上述の本発明の撮像装置の構成によれば、複数の撮像部を支持する支持部が複数の撮像部の相対位置を連続的に変更することが可能な構成とされていることにより、複数の撮像部の相対位置を変更して、被写体の見え方が変更前とは異なる映像を得ることが可能になる。
そして、撮像部から被写体までの距離を測定する測距手段と、この測距手段による測定結果に基づいて自動的に複数の撮像部の相対位置を変更することが可能な駆動手段とを有することにより、複数の撮像部の相対位置を変更して、各撮像部から被写体までの距離をほぼ同一になるように自動的に再配置することが可能になる。また、撮影者が複数の撮像部の調整を手動で行うことなく、自動的に調整を行うことが可能になる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明は、複数の撮像部と、これら複数の撮像部を支持する支持部とを備えた撮像装置であって、支持部は複数の撮像部の相対位置を連続的に変更することが可能な構成とされ、撮像部から被写体までの距離を測定する測距手段と、この測距手段による測定結果に基づいて自動的に複数の撮像部の相対位置を変更することが可能な駆動手段とを有する撮像装置である。
【００１７】
また本発明は、上記撮像装置において、複数の撮像部によりそれぞれ撮影された映像信号から、立体的な映像表示用の映像を作成する信号処理手段を有する構成とする。
【００１８】
また本発明は、上記撮像装置において、さらに複数の撮像部が３つ以上の撮像部を有し、各撮像部からの映像信号のうち２つの撮像部の映像信号を選択して、選択した映像信号をそれぞれ右目用画像と左目用画像として表示することにより、前記立体的な映像表示を行う構成とする。
【００１９】
また本発明は、上記撮像装置において、支持部が可搬性を有し、撮像装置全体を持ち運びすることが可能である構成とする。
【００２０】
また本発明は、上記撮像装置において、測距手段により、基準とする１つの撮像部において、合焦時に固有のレンズ位置により、撮像部から被写体までの距離が求められる構成とする。
【００２１】
また本発明は、上記撮像装置において、測距手段により、基準とする２つの撮像部の視差画像から、三角測量の原理により、前記撮像部から被写体までの距離が求められる構成とする。
【００２２】
また本発明は、上記撮像装置において、測距手段が、撮像部から被写体までの距離を複数種の測定方法で測定することが可能である構成とする。
【００２３】
図１は、本発明の一実施の形態として、撮像装置の概略構成図を示す。
本実施の形態の撮像装置は、複数のカメラを使用し、被写体を取り囲むように静止画、動画を撮影し、視点を自由に変更したような映像を得ることができるものである。ただし、複数のカメラは、基本的には真円状の円周の一部、又は全部に沿うように配置されることになる。
【００２４】
この撮像装置６０は、図１に示すように、それぞれ撮像部となる７台のカメラ６１（６１Ａ，６１Ｂ，６１Ｃ，６１Ｄ，６１Ｅ，６１Ｆ，６１Ｇ）と、これら７台のカメラ６１（６１Ａ，６１Ｂ，６１Ｃ，６１Ｄ，６１Ｅ，６１Ｆ，６１Ｇ）の視点を常に一致させ、かつ各視点を連続的に変更できる支持装置とを備える。
支持装置は、７台のカメラ６１（６１Ａ，６１Ｂ，６１Ｃ，６１Ｄ，６１Ｅ，６１Ｆ，６１Ｇ）をそれぞれ中央部に搭載して支持する相互に回動可能な７本の支持アーム部材６２（６２Ａ，６２Ｂ，６２Ｃ，６２Ｄ，６２Ｅ，６２Ｆ，６２Ｇ）と、これら支持アーム部材６２（６２Ａ，６２Ｂ，６２Ｃ，６２Ｄ，６２Ｅ，６２Ｆ，６２Ｇ）同士の間の角度を一定に保つ連結機構とを備える。この連結機構により、隣接する支持アーム部材６２同士の結合部（関節点）において折り曲げることが可能であり、かつこれら隣接する支持アーム部材６２同士のなす角度を変えることができるように構成されている。支持アーム部材６２は、アルミニウムのような軽金属を材料としている。
【００２５】
各連結機構は、支持アーム部材６２間を回動可能とするヒンジ部或いはピンと、各支持アーム部材６２をヒンジ部或いはピンに対して回動させるための補助アーム６３（６３ａ，６３ｂ，６３ｃ，６３ｄ，６３ｅ，６３ｆ，６３ｇ，６３ｈ，６３ｉ，６３ｊ）と、これら補助アーム６３の間を接続する接続ロッド６４（６４１，６４２，６４３，６４４，６４５）を有してなる。
この撮影装置６０において、カメラ６１（６１Ａ，６１Ｂ，６１Ｃ，６１Ｄ，６１Ｅ，６１Ｆ，６１Ｇ）の視点と、支持アーム部材６２（６２Ａ，６２Ｂ，６２Ｃ，６２Ｄ，６２Ｅ，６２Ｆ，６２Ｇ）のなす角度は９０度が標準である。各支持アーム部材６２（６２Ａ，６２Ｂ，６２Ｃ，６２Ｄ，６２Ｅ，６２Ｆ，６２Ｇ）は、前述したようにヒンジ部或いはピンにより回動可能なように固定されていて、各カメラ６１の視点方向を単一平面内において連続的に変化させることができる。
【００２６】
各支持アーム部材６２（６２Ａ，６２Ｂ，６２Ｃ，６２Ｄ，６２Ｅ，６２Ｆ，６２Ｇ）は、補助アーム６３（６３ａ〜６３ｊ）の少なくとも１つを一体化している。
支持アーム部材６２Ａは補助アーム６３ａを一体化し、支持アーム部材６２Ｂは補助アーム６３ｃを一体化し、支持アーム部材６２Ｃは補助アーム６３ｂ及び補助アーム６３ｅを一体化し、支持アーム部材６２Ｄは補助アーム６３ｄ及び補助アーム６３ｇを一体化し、支持アーム部材６２Ｅは補助アーム６３ｆ及び補助アーム６３ｉを一体化し、支持アーム部材６２Ｆは補助アーム６３ｈを一体化し、支持アーム部材６２Ｇは補助アーム６３ｊを一体化している。
また、補助アーム６３ａと補助アーム６３ｂが接続ロッド６４１で結合され、補助アーム６３ｃと補助アーム６３ｄが接続ロッド６４２で結合され、補助アーム６３ｅと補助アーム６３ｆが接続ロッド６４３で結合され、補助アーム６３ｇと補助アーム６３ｈが接続ロッド６４４で結合され、補助アーム６３ｉと補助アーム６３ｊが接続ロッド６４５で結合されている。
【００２７】
この撮像装置６０にあっては、支持アーム部材６２の数が７であり奇数であるので、中心部となる支持アーム部材６２Ｄの位置に、固定部材６８への接続を行うための接続用ベース部材６５を取り付けている。固定部材６８は、接地面にベース６９を接地させて撮像装置６０を固定するためのものである。
もちろん、固定部材６８を移動可能として、撮像装置６０を固定したまま持ち運ぶことができる。この固定部材６８は、三脚でもよい。
【００２８】
接続用ベース部材６５には、固定部材６８や、後述するスタビライザー等を取り付けるための取り付けネジが用意されている。取り付けネジは固定点７４（図２Ｂ参照）となる穴を通して、固定部材６８や、スタビライザー等に形成されたネジ穴に取り付けられ、接続ベース部材６５と固定部材６８や、スタビライザー等を固定接続する。また、接続用ベース部材６５には、支持アーム部材６２を基準とし、隣接支持アーム部材６２とのなす角度を変化させるための回転手段であるプーリが取り付けられている。
【００２９】
接続用ベース部材６５が取り付けられている支持アーム部材６２Ｄについて、その正面図を図２Ａに示し、平面図を図２Ｂに示す。この接続用ベース部材６５Ｄの下部には、支持アーム部材６２Ｅが支持アーム部材６２Ｄに対して回動することにより、回転力が伝えられるアーム駆動プーリ７２が支持アーム部材６２Ｅに連動するように設けられている。また、接続用ベース部材６５の下部には、アーム駆動プーリ７２へ回転力を例えばタイミングベルト７１により伝える調整プーリ７３が設けられている。アーム駆動プーリ７２と調整プーリ７３は、タイミングベルト７１により連結されているのでスリップしない。また、アーム駆動プーリ７２は、調整プーリ７３に対して減速されている方が調整の力も少なく、微調整もしやすい。
【００３０】
調整プーリ７３が回転すると、調整プーリ７３の回転力がタイミングベルト７１を介してアーム駆動プーリ７２に伝えられ、これにより支持アーム部材６２Ｅを回動する。
支持アーム部材６２Ｅが回動すると、支持アーム部材６２Ｅに一体化されている補助アーム６３ｆ及び補助アーム６３ｉも連動して動く。
補助アーム６３ｆは接続ロッド６４３により補助アーム６３ｅに結合されている。補助アーム６３ｅは、支持アーム部材６２Ｃに一体化されている。従って、支持アーム部材６２Ｃも回動する。
また、補助アーム６３ｉは、接続ロッド６４５により補助アーム６３ｊに結合されている。補助アーム６３ｊは、支持アーム部材６２Ｇに一体化されている。従って、支持アーム部材６２Ｇも回動する。
【００３１】
さらに、支持アーム部材６２Ｅが回動すると、補助アーム６３ｈを介して支持アーム部材６２Ｆも回動する。以下、隣接の支持アーム部材６２とそれらの一体化された補助アーム６３が動くことにより、全ての支持アーム部材６２が回動する。
【００３２】
なお、この撮像装置６０においては、アーム駆動プーリ７２等にロック機構を設け、一旦回動した後にロック可能とするようにしている。
以上に説明した構成により、図３に示すように、例えば図中中央の支持アーム部材６２Ｄを基準にして考えると、図中左の支持アーム部材６２Ｃが基準の支持アーム部材６２Ｄとなす角度αと、図中右の支持アーム部材６２Ｅが基準の支持アーム部材６２Ｄとなす角度βとの間に常にα＝βの関係が成り立つ。
即ち、中央の支持アーム部材６２Ｄを基準として、左の支持アーム部材６２Ｃ又は右の支持アーム部材６２Ｅのいずれか一方を回動させると、他方も同じ角度だけ回動する。
この結果、図４に示すように、各支持アーム部材６２Ａ，６２Ｂ，６２Ｃ，６２Ｄ，６２Ｅ，６２Ｆ，６２Ｇに搭載されたカメラ６１の視点が常に一点で交わるようになり、かつ各カメラ６１からこの一点までの距離が距離Ｌで等しくなる。
【００３３】
ここで、回動の角度を変えると、各カメラ６１とカメラ６１の視点の交点との距離Ｌが変化することになる。
例えば、図５に模式的に示すように、支持アーム部材６２Ｄを基準にして支持アーム部材６２Ｃ又は支持アーム部材６２Ｅのいずれか一方を角度α１で回動させた場合と、支持アーム部材６２Ｄを基準にして支持アーム部材６２Ｃ又は支持アーム部材６２Ｅのいずれか一方をα１よりも大きい角度α２（α１＜α２）で回動させた場合とを比較する。
図５より、回動の角度をα２とした場合における各カメラからカメラの視点の交点ＰＶ２までの距離Ｌ２は、回動の角度をα１とした場合の各カメラからカメラの視点の交点ＰＶ１まで距離Ｌ１よりも長くなる（Ｌ２＞Ｌ１）。即ち、Ｌ２−Ｌ１だけ距離に差が生じることになる。
【００３４】
以上のことから、本実施の形態の撮像装置６０において、支持アーム部材６２の回動角度をα１からα２に変更しながら、被写体に対してカメラをＬ２−Ｌ１だけ移動させると、或いはその逆に移動させると、被写体に対する視点を常に一致させながらカメラの視点の位置を連続的に変更可能とすることができる。
【００３５】
そして、本実施の形態の撮像装置６０を用いて、多視点からの被写体の映像を撮影することができる撮影システムを構成することができる。
本実施の形態の撮像装置６０を用いて構成した撮影システムの一形態の概略構成のブロック図を図６に示す。
７台のカメラ６１Ａ，６１Ｂ，６１Ｃ，６１Ｄ，６１Ｅ，６１Ｆ，６１Ｇが記録装置１００に視点を変更したような被写体Ｈの各動画像信号を送り、記録装置１００内にて記録媒体、例えばテープ状記録媒体やディスク状記録媒体に、同期をとりながら記録する。
そして、記録媒体に記録された７つの動画像信号を編集装置２００にて編集し、表示装置（モニタ等）２１０に編集した動画像を映し出すことができる。
【００３６】
また、本実施の形態の撮像装置６０においては、特に中央のカメラ６１Ｄに、図示しないが、カメラ６１Ｄから被写体までの距離を測定する測距手段を設けて構成する。
例えば後述するレンズ焦点法により被写体までの距離を測定することが可能な構成、具体的には、例えばカメラ６１Ｄのレンズと撮像素子とその間の距離を検知することが可能な構成とする。例えばカメラ６１Ａ〜６１Ｇをオートフォーカスカメラにより構成し、オートフォーカスカメラが合焦時においてレンズと撮像素子との間の距離を検知することができるようにすればよい。
【００３７】
さらに、本実施の形態の撮像装置６０においては、上述の測距手段により測定された距離に基づいて、カメラ６１Ａ，６１Ｂ，６１Ｃ，６１Ｄ，６１Ｅ，６１Ｆ，６１Ｇが設置された支持アーム部材６２（６２Ａ，６２Ｂ，６２Ｃ，６２Ｄ，６２Ｅ，６２Ｆ，６２Ｇ）を開閉するように自動的に駆動制御する手段が設けられる。
具体的には、例えば図２Ａに示した調整プーリ７３を、直接又はギア等を介して、例えばステッピングモーター等の駆動制御手段に接続された構成として、測距手段により測定された距離に対応して、所定の基準位置からの回動角度を変化させるようにすればよい。
【００３８】
次に、中央のカメラ６１Ｄから被写体までの距離の測定と、測定した距離に基いて支持アーム部材６２（６２Ａ，６２Ｂ，６２Ｃ，６２Ｄ，６２Ｅ，６２Ｆ，６２Ｇ）を開閉する駆動制御の手順を説明する。
【００３９】
支持アーム部材６２の開閉動作を示す模式図を図７に示す。
まず、カメラ６１から被写体までの距離が比較的近い場合には、第１の状態ＳＴ１となる。
この第１の状態ＳＴ１では、支持アーム部材６２（６２Ａ，６２Ｂ，６２Ｃ，６２Ｄ，６２Ｅ，６２Ｆ，６２Ｇ）がやや閉じた状態となっている。
ｒ１は中央のカメラ（以下基準カメラとする）６１Ｄから被写体ＰＶ１までの距離、Ｘは各支持アーム部材６２Ａ，６２Ｂ，６２Ｃ，６２Ｄ，６２Ｅ，６２Ｆ，６２Ｇの長さ、ｂ１は支持アーム部材６２を連結する関節点での隣接する２つの支持アーム部材６２のなす角度、ａ１は隣り合う関節点と被写体ＰＶ１を結ぶ２つの直線のなす角度である。
この第１の状態ＳＴ１では、基準カメラ以外のカメラと被写体ＰＶ１との距離も全てｒ１になっており、かつ同一の被写体ＰＶ１にカメラ６１Ａ〜６１Ｇが向いているため、違和感のない多視点映像を撮影することができる。
【００４０】
一方、人物等の被写体が、撮像装置から離れる方向に移動して、ＰＶ１からＰＶ２に移動したときには、これに対応して、撮像装置６０側では、支持アーム部材６２を開いて、第２の状態ＳＴ２に移行する。
そして、このように第１の状態ＳＴ１から第２の状態ＳＴ２へ移行する際には、被写体の移動に対応して、駆動手段によって隣同士の支持アーム部材６２のなす角度ｂを自動的にｂ１からｂ２に変化させる。
これにより、被写体ＰＶの動きに追随した多視点映像を提供することができる。
【００４１】
続いて、カメラから被写体までの距離の測定と、測定結果に基づいて支持アーム部材６２を移動させる際の演算処理について、詳しく説明する。
まず、基準カメラ６１Ｄから被写体ＰＶまでの距離は、オートフォーカス合焦時に基準カメラ６１Ｄの撮像素子に対するレンズ位置が、被写体ＰＶまでの距離に対して固有の値をとることから、被写体までの距離ｒを知ることができる。これは、一般的にレンズ焦点法と呼ばれる距離測定法である。
そして、被写体までの距離ｒ、被写体と各支持アーム部材６２Ａ〜６２Ｇの両端とを結ぶ２つの線のなす角度ａ、関節点の両側の支持アーム部材６２のなす角度ｂ、各支持アーム部材６２Ａ〜６２Ｇの長さＸについて、下記の式（１）及び（２）が成り立つ。
ｔａｎ（ａ／２）＝（Ｘ／２）／ｒ  （１）
ｂ／２＝π−（π／２）−（ａ／２）よりｂ＝π−ａ  （２）
ここで、距離ｒの値はレンズ焦点法により既知であり、支持アーム部材６２Ａ，６２Ｂ，６２Ｃ，６２Ｄ，６２Ｅ，６２Ｆ，６２Ｇの長さＸは既知であることから、式（１）によって角度ａの値を算出することができる。
この角度ａの値を式（２）に代入することにより、隣り合う支持アーム部材６２のなす角度ｂを算出することができる。
【００４２】
隣り合う支持アーム部材６２のなす角度ｂは、モーター（図示せず）により制御され、随時変化させることが可能であり、かつ距離ｒの値は随時測定することが可能なため、基準カメラ６１Ｄで目標とする被写体を捉えてさえいれば、カメラから被写体までの距離によらず、常に７台のカメラ６１Ａ〜６１Ｇが注目する被写体の多視点映像を撮影し続ける。
【００４３】
そのため、カメラマン（撮影者）は、第１の状態ＳＴ１から第２の状態ＳＴ２に変更した場合のように、支持アーム部材６２の開き具合を変えて被写体までの距離を変更する際に、支持アーム部材６２の調整に煩わされることなく、基準カメラ６１Ｄにおいて被写体を捉えることにのみ集中することができる。
【００４４】
さらに、この撮像装置６０を構成する７台のカメラ６１Ａ〜６１Ｇを配置調整する方法について、図８のフローチャートを用いて詳細に説明する。
まず、ステップＳ１において、注目する被写体ＰＶが動く。
次に、ステップＳ２において、カメラマン（撮影者）が基準カメラ６１Ｄで被写体ＰＶを捉える。
次に、ステップＳ３において、基準カメラ６１Ｄから被写体ＰＶまでの距離ｒを検出する。
次に、ステップＳ４において、式（１）及び（２）により（隣り合う）支持アーム部材６２のなす角度ｂを計算する。
次に、ステップＳ５において、支持アーム部材６２のなす角度ｂと１対１に対応するモーター回転角ｃのマップ（データテーブル）を基に回転角ｃを算出する。
次に、ステップＳ６において、調整プーリ７３を回転駆動させる手段であるステッピングモーターを回転角ｃの位置に制御する。
次に、ステップＳ７において、リンク機構によりすべてのカメラ６１Ａ〜６１Ｇが同一の被写体ＰＶを撮影する。
このようにして、計測結果に基き自動的にカメラ６１Ａ〜６１Ｇの位置調整が行われる。
従って、計測により距離ｒの値がわかれば、支持アーム部材６２のなす角度ｂの値を制御して、距離ｒが変化しても全てのカメラ６１Ａ〜６１Ｇが同じ被写体ＰＶを捉え続けることができる。
【００４５】
上述の本実施の形態の撮像装置６０の構成によれば、７台のカメラ６１Ａ〜６１Ｇが、それぞれ支持アーム部材６２（６２Ａ〜６２Ｇ）に１対１で取り付けられ、支持アーム部材６２を開閉することにより、７台のカメラ６１Ａ〜６１Ｇの相対位置を連続して変更すること（アナログ的に変化させること）が可能な構成とされているため、支持アーム部材６２を開閉してカメラ６１Ａ〜６１Ｇから被写体までの距離を連続的に変えることが可能になる。
これにより、所定の場所を選ばずに、被写体の多視点映像を撮影することが可能になる。
【００４６】
また、基準カメラ６１Ｄを被写体までの距離を測定可能な構成として、距離の測定結果に基づいて自動的に調整プーリ７３の回動を駆動制御する手段（例えばステッピングモーター）を備えたことにより、測定結果に基づき調整プーリ７３の回動の駆動を自動的に制御して支持アーム部材６２を開閉させ、７台全てのカメラ６１Ａ〜６１Ｇが被写体に向かうように位置を調整することができる。
これにより、撮影者は、支持アーム部材６２の開閉に煩わされることなく、基準カメラ６１Ｄを被写体に合わせることに専念すればよくなる。
【００４７】
上述の実施の形態では、基準とする一つのカメラの被写体までの距離を測定する（レンズ焦点法）ことにより、支持アーム部材６２の開き具合を制御したが、基準とする２つのカメラの視差画像から三角測量の原理を用いて、カメラから被写体までの距離を求める方法（ステレオ画像法）を用いてもよい。
【００４８】
また、より精度良く支持アーム部材６２の形状を制御するために、１つの距離データだけではなく、７個のカメラ６１Ａ〜６１Ｇから被写体までの距離の平均値を用いたり、両端のカメラ６１Ａ，６１Ｇの距離データに対して、カメラ６１Ｂ，６１Ｆのデータを２倍、カメラ６１Ｃ，６１Ｅのデータを３倍、カメラ６１Ｄの距離データを４倍にそれぞれ重み付けして演算した結果をもとにした方法等を用いたりしてもよい。
【００４９】
また、支持アーム部材等のカメラの支持装置に、カメラ以外の測距手段を設けて撮像装置を構成してもよい。
例えばカメラの数が偶数の場合に、中央にカメラ以外の測距手段を設けることが考えられる。
【００５０】
また、上述の実施の形態の撮像装置６０において、複数の撮像部（カメラ）６１Ａ〜６１Ｇを用いて立体的な映像の表示、即ち多視点の３Ｄ映像表示を行うことも可能である。
その場合には、２つの撮像部、例えば隣接する２つの撮像部からの映像信号を選択して、これを立体的な映像表示用の右目用映像と左目用映像として表示すればよい。
【００５１】
この場合、前述した実施の形態の撮像装置６０を用いて、例えば図９に概略構成のブロック図を示すように撮影システムを構成する。
７台のカメラ６１Ａ〜６１Ｇで撮影された映像は、ＶＴＲ等の記録装置１００に送られて、記録装置１００内にて、記録媒体例えばテープ状記録媒体又はディスク状記録媒体（ハードディスクを含む）に記録される。
特に、カメラ６１Ａ〜６１Ｇにより動画を撮影する場合には、各カメラ６１Ａ，６１Ｂ，６１Ｃ，６１Ｄ，６１Ｅ，６１Ｆ，６１Ｇが被写体ＰＶの各動画像信号を送り、記録装置１００内にて同期をとりながら記録する。
記録装置１００に記録された映像信号は、再生装置（図中省略）により再生される。
その後、映像信号選択処理装置３００により、７台のカメラ６１Ａ，６１Ｂ，６１Ｃ，６１Ｄ，６１Ｅ，６１Ｆ，６１Ｇからの映像信号のうち、右目用映像と左目用映像として隣り合う２台のカメラからの映像信号が選択されて処理された後、３Ｄ表示装置３１０により視聴者に提示される。
この３Ｄ表示装置３１０には、例えば、右目用映像と、左目用映像とをそれぞれ別の表示装置に提示する眼鏡型ディスプレイを用いることができる。
【００５２】
そして、映像信号選択処理装置３００を操作して、７台のカメラ６１Ａ，６１Ｂ，６１Ｃ，６１Ｄ，６１Ｅ，６１Ｆから出力された７つの映像信号のうち、右目用と左目用の隣り合うカメラからの２つの映像信号を、６１Ａ−６１Ｂから、６１Ｂ−６１Ｃ、６１Ｃ−６１Ｄ、６１Ｄ−６１Ｅ、６１Ｅ−６１Ｆ、６１Ｆ−６１Ｇへと順次切り替えることによって、被写体ＰＶの視点の異なった３Ｄ映像を見ることができる。
【００５３】
先の実施の形態の撮像装置６０では、調整プーリ７３の回動角度を制御することにより、駆動制御を行っていたが、駆動制御の方法はその他の方法も可能である。その場合を次に示す。
本発明の撮像装置の他の実施の形態として、撮像装置の概略構成図を図１０に示す。
この撮像装置２０は、図１０に示すように、それぞれ撮像部となる９台のカメラ２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄ，２１Ｅ，２１Ｆ，２１Ｇ，２１Ｈ，２１Ｉと、これら９台のカメラ２１Ａ〜２１Ｉの視点を常に一致させ、かつ各視点を連続的に変更できる支持装置とを備える。
支持装置は、９台のカメラ２１Ａ〜２１Ｉをそれぞれ中央部に搭載して支持する相互に回動可能な９本の支持アーム部材２２（２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃ，２２Ｄ，２２Ｅ，２２Ｆ，２２Ｇ，２２Ｈ，２２Ｉ）と、これら支持アーム部材２２（２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃ，２２Ｄ，２２Ｅ，２２Ｆ，２２Ｇ，２２Ｈ，２２Ｉ）同士の間の角度を一定に保つ連結機構とを備える。この連結機構により、隣接する支持アーム部材２２同士の結合部（関節点）において折り曲げることが可能であり、かつこれら隣接する支持アーム部材２２同士のなす角度を変えることができるように構成されている。支持アーム部材２２は、アルミニウムのような軽金属を材料としている。
【００５４】
各連結機構は、支持アーム部材２２間を回動可能に保持固定する結合部材２３ＡＢ，２３ＢＣ，２３ＣＤ，２３ＤＥ，２３ＥＦ，２３ＦＧ，２３ＧＨ，２３ＨＩと、各支持アーム部材２２を結合部材２３ＡＢ，２３ＢＣ，２３ＣＤ，２３ＤＥ，２３ＥＦ，２３ＦＧ，２３ＧＨ，２３ＨＩに対して回動させるための補助アーム２４（２４ＡＢ１，２４ＡＢ２，２４ＢＣ１，２４ＢＣ２，２４ＣＤ１，２４ＣＤ２，２４ＤＥ１，２４ＤＥ２，２４ＥＦ１，２４ＥＦ２，２４ＦＧ１，２４ＦＧ２，２４ＧＨ１，２４ＧＨ２，２４ＨＩ１，２４ＨＩ２）と、これら補助アーム２４の間を接続する接続ロッド２５（２５１，２５２，２５３，２５４，２５５，２５６，２５７）を有してなる。
この撮影装置２０において、カメラ２１（２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄ，２１Ｅ，２１Ｆ，２１Ｇ，２１Ｈ，２１Ｉ）の視点と、支持アーム部材２２（２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃ，２２Ｄ，２２Ｅ，２２Ｆ，２２Ｇ，２２Ｈ，２２Ｉ）のなす角度は９０度が標準である。各支持アーム部材２２（２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃ，２２Ｄ，２２Ｅ，２２Ｆ，２２Ｇ，２２Ｈ，２２Ｉ）は、前述したように結合部材２３により回動可能なように固定されていて、各カメラ２１の視点方向を単一平面内において連続的に変化させることができる。
【００５５】
図１の撮像装置６０では、補助アーム６３が支持アーム部材６２に一体化されていたのに対して、本実施の形態の撮像装置２０では、補助アーム２４が結合部材２３に一体化されている。
結合部材２３ＡＢは補助アーム２４ＡＢ１及び補助アーム２４ＡＢ２を一体化し、結合部材２３ＢＣは、補助アーム２４ＢＣ１及び補助アーム２４ＢＣ２を一体化し、結合部材２３ＣＤは補助アーム２４ＣＤ１及び補助アーム２４ＣＤ２を一体化し、結合部材２３ＤＥは補助アーム２４ＤＥ１及び補助アーム２４ＤＥ２を一体化し、結合部材２３ＥＦは補助アーム２４ＥＦ１及び補助アーム２４ＥＦ２を一体化し、結合部材２３ＦＧは補助アーム２４ＦＧ１及び補助アーム２４ＦＧ２を一体化し、結合部材２３ＧＨは補助アーム２４ＧＨ１及び補助アーム２４ＧＨ２を一体化し、結合部材２３ＨＩは補助アーム２４ＨＩ１及び補助アーム２４ＨＩ２を一体化している。
また、補助アーム２４ＡＢ２と補助アーム２４ＢＣ１が接続ロッド２５１で結合され、補助アーム２４ＢＣ２と補助アーム２４ＣＤ１が接続ロッド２５２で結合され、補助アーム２４ＣＤ２と補助アーム２４ＤＥ１が接続ロッド２５３で結合され、補助アーム２４ＤＥ２と補助アーム２４ＥＦ１が接続ロッド２５４で結合され、補助アーム２４ＥＦ２と補助アーム２４ＦＧ１が接続ロッド２５５で結合され、補助アーム２４ＦＧ２と補助アーム２４ＧＨ１が接続ロッド２５６で結合され、補助アーム２４ＧＨ２と補助アーム２４ＨＩ１が接続ロッド２５７で結合されている。
【００５６】
この撮像装置２０にあっては、中央部となる支持アーム部材２２Ｅの位置に、ベース部材２６を取り付けている。このベース部材２６は、図１に示した固定部材６８と同様の固定部材や後述するスタビライザー等に撮像装置２０を固定するためのものである。
このベース部材２６の後ろの部分には、２本のレール２８とその間のシャフト２９に沿って移動可能なスライダー２７が設けられている。そして、例えばシャフト２９のスライダー２７に貫通した部分に歯車を設けることにより、シャフト２９の回転に応じてスライダー２７がレール２８に沿って移動するように構成される。
また、シャフト２９を回転させる構成として、シャフト２９を手動で回転させるハンドル３０と、図示しないがシャフト２９を自動的に回転させる駆動機構とが設けられる。このシャフト２９を自動的に回転させる駆動機構としては、モーターを歯車を介してシャフト２９に接続させる構成が考えられる。
さらに、スライダー２７と、ベース部材２６の左右両側にある支持アーム部材２２Ｃ及び支持アーム部材２２Ｇとが、細い連結部材３１によって連結されている。
【００５７】
この撮像装置２０の動作は、例えば次のように行われる。
図１０の状態では、スライダー２７がベース部材２６の前方側（被写体側）にあり、連結部材３１によって支持アーム部材２２Ｃ及び支持アーム部材２２Ｇとが前に押し出されている。これにより、支持アーム部材２２が閉じた状態にあって、撮像装置２０から近い被写体にカメラ２１が向くようになっている。
ここで、被写体が撮像装置２０から離れると、中央のカメラ２１Ｅにおいて距離の測定が行われることによって、測定結果に対応して駆動手段によりシャフト２９が回転して、スライダー２７がベース部材２６の後方側に移動する。これにより、連結部材３１によって支持アーム部材２２Ｃ及び支持アーム部材２２Ｇとが後ろに引っ張られて、図１１に示すように、支持アーム部材２２が広がった状態になる。
一方、被写体が撮像装置２０に近づいた場合には、スライダー２７がベース部材２６の前方側に自動的に移動する。
【００５８】
上述の本実施の形態の撮像装置２０の構成によれば、先の実施の形態の撮像装置６０と同様に、支持アーム部材２２を開閉してカメラ２１Ａ〜２１Ｉから被写体までの距離を連続的に変えることが可能になるため、所定の場所を選ばずに、被写体の多視点映像を撮影することが可能になる。
また、測定結果に基づきスライダー２７の移動の駆動を自動的に制御して支持アーム部材２２を開閉させ、９台全てのカメラ２１Ａ〜２１Ｉが被写体に向かうように位置を調整することができるため、撮影者が支持アーム部材２２の開閉に煩わされることなく、基準カメラ２１Ｅを被写体に合わせることに専念すればよくなる。
【００５９】
なお、図１０の撮像装置２０では、シャフト２９をハンドル３０によって手動でも回転できるように構成したが、自動的にスライダー２７を移動させるのみで手動でスライダー２７を移動させる必要がない場合には、例えばスライダー２７をシャフトに固定して、シャフトを（被写体までの距離に応じて）自動的に制御されるシリンダー等に接続する構成が可能である。
【００６０】
また、上述の各実施の形態の撮像装置６０，２０において、さらに例えば支持アーム部材６２，２２の結合部に設けられたスプリングにより、接続ロッド６４，２５と支持アーム部材６２，２２にプリロードがかけられている構成とすれば、たとえ支持アーム部材６２，２２同士の間や支持アーム部材６２，２２と接続ロッド６４，２５との間に若干の遊びがあった場合でも、これが実質的に吸収され、ガタがなくなる。
このように構成すれば、さらに一部の接続ロッド６４，２５を取り外せるようにすることが可能になる。
このように、一部の接続ロッド６４，２５を取り外し可能とすることにより、撮像装置６０，２０の支持アーム部材６２，２５を折り畳んで、使用しないときにはコンパクトに収納や運搬を行うことが可能となる。
また、支持アーム部材６２，２２同士の間の結合部を取り外す構造とすることも可能である。
【００６１】
次に、図１に示した実施の形態の撮像装置６０を、撮影者１３１の胴体に移動可能なように取り付けた構成を、図１２に示す。
撮影者１３１の導体部には、ベルト・スプリング・取り付けアーム等からなるスタビライザー１３０が取り付けられている。
撮影システム６０の接続用ベース部材６５は、スタビライザー１３０に形成されたネジ穴に、固定点７４となる穴を合わせた状態で、取り付けネジが締め付けられることにより撮影者１３１のスタビライザー１３０に取り付けられる。
即ち、撮影者１３１とスタビライザー１３０により、図１の固定部材６８とベース６９と同じ機能を実現している。
このとき、スタビライザー１３０への固定点７４には、撮影装置６０の全体の重心が概略一致するようにされている。
スタビライザー１３０への固定点７４は、全体の機構やカメラの上方で、自動的にバランスが取れるようにされている。
【００６２】
このように撮影者１３１のスタビライザー１３０に取り付けられた撮像装置６０は、図５に示したように、複数のカメラの視点を常に一致させながらカメラの視点を連続的に変更可能として移動撮影可能とされるという、有効な使用を著しく可能とする。
もちろん、機動性を高め、撮影者の自由度を阻害することなく、かつ撮影監督の撮影意図を的確に表現することができる。
【００６３】
従って、ポータブルな撮像装置を構成し、撮影者（カメラマン）が自由に動き回る被写体に随行して撮影し、被写体の多視点から見た映像を撮影することができる。
【００６４】
ところで、前述した各実施の形態の撮像装置６０，２０は、複数のカメラを水平面に平行に配置する構成であったが、対象物（被写体）を取り囲みながら撮影するときに、対象物をできるだけ広範囲から取り囲みたいという要求が撮影現場にある。
従来の撮像装置の構成でこの要求に応えようとすると、対象物（被写体）の背景に撮像装置が入ってしまうため、これを回避すると共に自由に持ち運びができるという条件を満たすシステムが望まれる。
【００６５】
これらの条件を満たす撮像装置の一形態を図１３に示す。
この撮像装置１４０は、前述したような撮像装置６０等と同様の構成を有する第１の撮像装置１４１及び第２の撮像装置１４２を、中心１４４にて直交するように組み立てたものであり、カメラ１４３を合計１６台と、これらのカメラ１４３を支持する支持装置からなる。中心１４４付近には、接続用ベース部材１４５が設けられている。この接続用ベース部材１４５には、前述した固定部材６８や、三脚等を取り付けることができる。
【００６６】
このように撮像装置１４０を構成し、これを撮影者やオペレータ等が手で保持することによって、対象物（被写体）をカメラ１４３で取り囲みながら、かつ撮像装置１４０が映り込まない撮影が可能となる。撮影された画像は、コンピュータ処理により張り合わされる。
そして、第１の撮像装置１４１及び第２の撮像装置１４２を、それぞれ前述した多視点３Ｄ撮影が可能な構成とすれば、曲面上に配置した１６台のカメラ１４３から、被写体を広範囲に取り囲み、かつ多視点３Ｄ撮影を行うことが可能になると共に、撮像装置１４０を自由に持ち運ぶ可搬性を実現することができる。
【００６７】
なお、図１３に示す撮像装置１４０においては、２つの撮像装置１４１及び１４２を直交するように配置したが、例えばさらに１つの撮像装置を加え３つの撮像装置を相互に６０度の角度となるように配置して全体の撮像装置を構成することも可能である。
【００６８】
なお、図１３に示したように撮像装置を構成すると、カメラの数は非常に増加するが、現在ＣＭＯＳ技術などにより小型・軽量・低消費電力のカメラが、例えば携帯電話に搭載されるようになってきている。そこで、そのようなカメラを用いることにより、カメラの数が増加しても、全体の撮像装置の大きさ・重量・消費電力に影響を与えることがなくなる。
【００６９】
また、前述した各形態の撮像装置による取り囲み撮影においては、ライティング（照明）が通常の撮像装置に比べ困難になる。
従って、例えば支持アーム部材上に、各カメラとほぼ同じ位置に照明用ライトを取り付けると、この困難さが大きく軽減される。各照明用ライトがカメラの向きに連動して角度が変わるようにされることにより、撮影時のカメラの向きに最適な方向にライティングを行うことができる。
【００７０】
本発明は、上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲でその他様々な構成が取り得る。
【００７１】
【発明の効果】
上述の本発明によれば、撮像装置に対する被写体の位置が変化した場合でも、自動的に全ての撮像部が目標とする被写体に対して向くように駆動するため、撮影者は、被写体が全ての撮像部で撮影されているかどうかいちいち確認する必要がなくなり、気軽に多視点映像を撮影することができる。
即ち、複数の撮像部の機動性を高め、所定の場所を選ばずに、被写体の多視点映像を撮影することができる。
【００７２】
また、複数の撮像部を支持する支持部が可搬性を有し、撮像装置全体を持ち運びすることが可能な構成としたときには、機動性をさらに高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の撮像装置の一実施の形態の概略構成図である。
【図２】図１の撮像装置の支持アーム部材を示す図である。Ａ  正面図である。Ｂ  平面図である。
【図３】回動角度の一致を説明するための図である。
【図４】視点の一致を説明するための図である。
【図５】回動の角度を変えたときの、視点の交点とカメラからの距離の関係を説明するための図である。
【図６】図１の撮像装置を用いた撮影システムの構成を示すブロック図である。
【図７】支持アーム部材の開閉動作を示す模式図である。
【図８】カメラから被写体までの距離を測定して、自動的に複数のカメラを配置調整する方法を示すフローチャートである。
【図９】図１の撮像装置を用いて立体的な映像表示を行う撮影システムの構成を示すブロック図である。
【図１０】本発明の撮像装置の他の実施の形態を示す図である。
【図１１】図１０の撮像装置において、カメラの相対位置を図１０の状態から変更した状態を示す図である。
【図１２】図１の撮像装置を撮影者の胴体に移動可能なように取り付けた様子を示す図である。
【図１３】２つの撮像装置を直交させて成る撮影装置を示す図である。
【符号の説明】
２０，６０，１４０  撮像装置、２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄ，２１Ｅ，２１Ｆ，２１Ｇ，２１Ｈ，２１Ｉ，６１Ａ，６１Ｂ，６１Ｃ，６１Ｄ，６１Ｅ，６１Ｆ，６１Ｇ  カメラ、ＰＶ１，ＰＶ２  被写体
【図１】
2004266511.tif 000003
【図２】
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【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】
2004266511.tif 000009
【図８】
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【図９】
2004266511.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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