JPH0553255B2

JPH0553255B2 -

Info

Publication number: JPH0553255B2
Application number: JP2137895A
Authority: JP
Inventors: Minobu Jumonji
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1990-05-28
Filing date: 1990-05-28
Publication date: 1993-08-09
Also published as: JPH0431850A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、例えば仏像等の少なくとも撮影中に
外形が変化しない固定外形を有する被写体の立体
動画を映画カメラ、テレビカメラで撮影する方法
に関し、特に、立体感を任意に調整できる方法に
関する。

〔従来に技術〕

従来、両眼視差を有する立体画像を動画で撮影
するには、第７図の平面図に示すように、左側の
カメラ１と右側のカメラ２とを一定の距離ｄだけ
離して並列して配置し、両カメラ１，２を被写体
Ｓに近づけたり（トラツクアツプ）、逆に被写体
Ｓから遠ざけ（トラツクバツク）ながら、被写体
Ｓの左目で見た動画と右目で見た動画とを同時に
撮り、立体動画を撮影していた。両カメラ１，２
間を結ぶ直線の距離ｄ（厳密には、カメラ１，２
の対物レンズＬ１，Ｌ２の物体側主点を結ぶ距離
であるが、必ずしも主点の位置間の距離である必
要はない。）を基線長ｄと呼び、この直線を基線
ｌと呼ぶことにするが、従来は人間の両眼の距離
が一定であるので、基線長ｄを一定に保持して基
線ｌの垂直二等分線上に被写体Ｓを位置させ、両
カメラ１，２を被写体Ｓに近づけたり、それから
遠ざけながら撮影していた。その際の各カメラの
視角の調節は、カメラ１，２自体を被写体Ｓに向
けるように回転角を変えるか、又は、カメラの対
物レンズの前にミラーやプリズムを取り付け、そ
の角度を変化させることによつて行つていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、このような従来の立体動画撮影
方法には次のような問題点があり、そのため、自
然の立体感の見やすい立体動画を得ることは困難
であつた。

すなわち、第１に、両カメラ１，２を被写体Ｓ
に近づけて行くと、カメラ１の対物レンズＬ１，
Ｌ２が相互に物理的に接触してしまい、カメラ
１，２の輻輳角αをある程度以上にはとれなくな
るため、撮影した両眼視差のあるフイルムを立体
画像として投影したとき、被写体Ｓの画像がスク
リーンより手前に浮き出て見えるため、立体動画
が非常に観察し難くなり、極端な場合は認識困難
になる。この点をもう少し説明すると、第８図ａ
に示すように、撮影の時の両カメラ１，２の視線
（通常は光軸であるが、注目点が画面の中心から
ズレる場合は、その注目点と対物レンズの主点を
結ぶ直線方向）が交差する点（以下、クロスポイ
ントＰと言う。）が被写体Ｓの後に位置する場合
(A)、被写体Ｓ中又はその表面に位置する場合(B)、
被写体Ｓの前に位置する場合(C)がある。各場合に
対応して、撮影されたフイルムを立体観察のため
に、図のｂに示すように、スクリーン３上に投影
して観察者Ｍに観察させると、被写体Ｓの像
S′は、上記Ａの場合はクリーン３の手前側に、上
記Ｂの場合はスクリーン３上に、上記Ｃの場合は
スクリーン３の向こう側に、それぞれ位置するか
の如く見える。観察に当たつては、像S′はスクリ
ーン３上又はその近傍に位置するのが見やすい。
ところで、上記したように、２台のカメラ１，２
を被写体Ｓに近づけて行くと、カメラ１，２の対
物レンズＬ１，Ｌ２がぶつかつてカメラ１，２の
輻輳角αをある程度以上にはとれなくなるので、
それ以上近づけると、上記Ａの状態で立体像を撮
影しなければならないため、撮影されたフイルム
を投影すると、第８図ｂのＡの状態、すなわち、
被写体Ｓの画像S′がスクリーンより手前に浮き出
て見えるため、立体動画が非常に観察し難く、極
端な場合は認識困難になる。特に、小さい被写体
は近接して撮影しなければならないが、その観察
可能な立体画像を得ることは、レンズがぶつかる
ため、不可能であつた。

また、第２の問題点として、２台のカメラ１，
２の基線長ｄを一定にして被写体Ｓをクローズア
ツプで撮影した立体画像は、立体感が不自然に強
調されすぎて見えてしまう。例えば、球体に極め
て接近して撮影した画像を見ると、長軸が前後に
伸びる楕円体に見える。これを防止するために
は、２台のカメラ１，２の距離である基線長ｄを
可変にし、クローズアツプ撮影の時に基線長ｄを
短縮するように構成すればよいが、２台のカメラ
１，２の対物レンズＬ１，Ｌ２が接触する距離以
下には設定できない。

本発明はこのような状況に鑑みてなされたもの
であり、その目的は、例えば仏像等の少なくとも
撮影中に外形が変化しない固定外形を有する被写
体の立体動画を、映画カメラ、テレビカメラで撮
影する方法であつて、被写体に近づいたり離れた
りしてその立体動画を撮影する際、立体感を任意
に調整できかつ観察しやすい立体動画を撮影でき
る方法を提供することである。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成する本発明の固定外形を有する
被写体の立体動画撮影方法は、少なくとも撮影中
に外形が変化しない被写体の立体動画を撮影する
方法において、単一の映画カメラ又はテレビカメ
ラを用い、被写体の特定点の画像が撮影画面の一
定の位置に位置すべく、映画カメラ又はテレビカ
メラのフアインダーないしモニター画面上に被写
体の画像を表示して被写体の特定点の選択を行
い、その点の位置が撮影中判別可能になるように
表示を行い、その位置のカメラと被写体の特定点
を結ぶ直線を中心線として、その中心線に対して
垂直な一方の方向にカメラを撮影位置毎に定まる
距離だけ移動させ、被写体の特定点の画像が前記
表示した位置に一致するようにカメラの視線を調
節して被写体の左右の一方のコマの撮影を行い、
また、中心線から反対方向に同じ距離だけ移動さ
せ、被写体の特定点の画像が表示した位置に一致
するようにカメラの視線を調節して左右の他方の
コマの撮影を行い、前記の両撮影を被写体に対す
るカメラの距離が僅かずつ異なる位置において行
うことにより立体動画用コマ群を撮影することを
特徴とする方法である。

この場合、前記のカメラの撮影位置毎に定まる
距離として、被写体からの距離が少なくなるにつ
れて直線的に少なくなる距離にすると、被写体か
らの距離が減少して行つても変化がない立体感の
立体動画が得られる。これに対して、被写体から
の距離が少なくなるにつれて減少率が順に大きく
なるような曲線に沿つて少なくなる距離とする
と、自然な立体感の立体動画が得られる。

また、被写体の特定点の画像が前記表示した位
置に一致するようにするカメラの視線の調節を、
被写体の特定点とカメラの間の距離を測定し、そ
の測定値と中心線に対するカメラの移動距離とか
ら視線の方向を演算し、その演算に基づいて行う
こともできるし、カメラのフアインダーないしモ
ニター画面上で被写体の像を観察しながら行うこ
ともできる。

〔作用〕

本発明の固定外形を有する被写体の立体動画撮
影方法においては、単一の映画カメラ又はテレビ
カメラを用い、被写体の特定点の画像が撮影画面
の一定の位置に位置すべく、映画カメラ又はテレ
ビカメラのフアインダーないしモニター画面上に
被写体の画像を表示して被写体の特定点の選択を
行い、その点の位置が撮影中判別可能になるよう
に表示を行い、その位置のカメラと被写体の特定
点を結ぶ直線を中心線として、その中心線に対し
て垂直な方向にカメラを撮影位置毎に定まる距離
だけ左右に等距離移動させ、被写体の特定点の画
像が前記表示した位置に一致するようにカメラの
視線を調節して被写体の左右のコマの撮影を行つ
ているので、視線は常に被写体の特定の１点で交
差しており、投影された立体像は常にスクリーン
近傍に位置することになり、見やすい立体動画が
得られる。また、立体動画を撮影する基線長は撮
影位置毎に定めることができるので、得られる立
体感は任意に選択でき、自然な立体感はもちろ
ん、超自然な立体感等を得ることができる。ま
た、単一の映画カメラ又はテレビカメラしか用い
ないので、被写体に極く近付けて自然な立体感の
立体動画を撮影できる。さらに、微小物体の立体
動画も撮影可能である。

〔実施例〕

まず、人間の肉眼が３次元対象物を見る場合を
考えてみる。第６図に示すように、無限遠に位置
する対象物を見る場合は、両眼の視線は略平行に
なり、視線が交差するクロスポイントは無限遠に
位置し、焦点も無限遠に合わせている（図ａ）。
通常の距離の対象物を見る場合は、クロスポイン
トが対象物の何れかの点にくるように視線を合わ
せ、それに従つて焦点もクロスポイントに合わせ
ている（図ｂ）。さらに、極く近い物を見る場合
は、視線をさらに寄り眼にし、クロスポイントが
対象物の何れかの点にくるようにし、焦点もクロ
スポイントに合うようにしている（図ｃ）。

したがつて、映画カメラ、テレビカメラ等で立
体動画を撮影する場合も、自然な立体感の画像を
撮影するには、カメラの視線が被写体の何れかの
点で交差するようにするのが望ましく、かつ、第
８図との関係で説明したように、投影された立体
画像がスクリーンから浮き上がつて見難くなるの
を防ぐためにも、クロスポイントを被写体の何れ
かの点に設定する必要がある。

ところで、上記したように、２台のカメラで立
体動画を撮影しようとすると、クロスポイントを
被写体上に位置させ難くなる状況が生じ、また、
立体感が強調され過ぎる場合が発生する。しかし
ながら、被写体の外形が人間のように撮影中の変
化する場合は、２台のカメラで同時に視差のある
画像を撮影せざるを得ないが、外形が固定してい
る例えば仏像等の美術品の場合は、２台のカメラ
で同時に撮影する必要性は必ずしもないと言え
る。したがつて、本発明においては、１台のカメ
ラで左右の視差のある画像を順に撮影することに
する。この点が本発明の第１の特徴である。そし
て、左からの画像を撮る時も、右からの画像を撮
る時も、クロスポイントが被写体の予め決めた点
になるようにすると共に、基線長を被写体距離に
応じて変更可能にするものである。

この点を第１図に参照にして、さらに説明す
る。図ａに示すように、１台のカメラ１０の被写
体Ｓに対するアングルを決め、被写体Ｓとカメラ
１０を結ぶ線を中心線ｔとし、カメラ１０のフア
インダー又はモニター画面Ｆ上で基準とすべき被
写体Ｓ上のクロスポイントＰを決定し、画面Ｆ中
に決めたクロスポイントＰの位置を指示ないし記
憶する。そして、被写体Ｓとカメラ１０の間の距
離ｚを測定する。この測定には、カメラのフオー
カス信号を利用することができるが、必ずしもそ
れに限定されず、他の手段を用いてもよい。次い
で、図ｂに示すように、カメラ１０のその位置に
適したの基線長ｄの２分の１だけカメラ１０を中
心線ｔに垂直に左側ないし右側に移動し（図の場
合は左）、かつ、ｚとｄ／２の長さの２辺を有す
る直角三角形の関係から定まる角度β＝arctan
（ｄ／2z）だけカメラ１０の視線をクロスポイン
トＰ側に回転させる。このように回転すると、フ
アインダー又はモニター画面Ｆ上のクロスポイン
トＰの指示ないし記憶したクロスポイント像とこ
の視覚で見たクロスポイントの像とが一致するこ
とになる。なお、カメラ１０の視線のこのような
回転を上記の数式β＝arctan（ｄ／2z）に従つて
自動的に行つても良いし、フアインダー又はモニ
ター画面Ｆを見ながら、画面Ｆ上の最初に指示な
いし記憶したクロスポイントＰの位置に現実に見
ているクロスポイントの像とが一致するように、
その角度を調整するようにしても良い。そして、
その位置における被写体Ｓの像を撮る。次いで、
今度は第１図ｃに示すように、中心線ｔに対して
反対側にカメラ１０を基線長ｄの２分の１だけ移
動させ、同様に視線の角度を中心線ｔに対してβ
だけ内側に調整して像を撮る。上記の第１図ｂと
ｃにおいて撮影した２枚の画像がペアになつて両
眼視差のある立体画像再生用フイルムになり、こ
のペアをスクリーン上に投影して、例えば偏光眼
鏡を使用して見ると、第８図ｂ，Ｂのように、ス
クリーンＳ上又はその近傍に被写体Ｓの見やすい
像S′が再生される。

次いで、例えばカメラ１０が被写体Ｓに近づい
て行く動画を撮影する時には、カメラ１０を被写
体Ｓに近づけ、その近づいた距離Δzを例えばカ
メラ１０が載置された移動台の移動距離を計測す
ることにより計測し、その距離Δzをその前段階
の距離ｚから引くことにより被写体Ｓとカメラ１
０間の距離を求め、第１図のｂとｃと同様にして
左右ペア像を撮影する。この際も、フアインダー
又はモニター画面Ｆ上の最初に指示ないし記憶し
たクロスポイントＰの位置は動かさずに、その位
置と現実に見ているクロスポイントの像が一致す
るように、その角度を式に従つて又はマニアルで
調整する。

このようにして、順次近接して行くカメラ１０
により立体動画のためのペア像を撮影するが、被
写体Ｓに近づいて行く時の基線長ｄを固定する
か、可変とするかは、得られる立体動画の立体感
をどのように選択するかに依存する。上記したよ
うに、基線長ｄを一定にして被写体Ｓをクローズ
アツプで撮影した立体画像は、立体感が不自然に
強調されすぎて見えてしまう。この点を問題にし
ない場合は、第２図に示したように、基線長ｄだ
け離れた平行の軌跡上で、カメラ１０を間〓Δz
（一定である必要はなく、クローズアツプに仕方
に依存して変化する）ずつ被写体Ｓに近づけなが
ら、かつ、視線を前記したように当初に決めた画
面Ｆ上の点Ｐに一致させながら、左右のペア像を
撮影して行く。撮影順序は、必ずしも、→→
→→→である必要はなく、→→→
→→、→→→→→等、何れの
順序でも良く、編集の段階でカメラ１０が近づく
方向の映写をするか離れる方向の映写をするかに
従つて映写するコマの順序が選択されるし、ま
た、撮影の容易さから上記の撮影順序が選択され
る。第２図の場合は、上記したように、極端にク
ローズアツプした時に被写体Ｓの画像が前後に延
びたように立体感が誇張されて表現されるが、第
３図に示した軌跡のように、カメラ１０をクロス
ポイントＰを頂点とし、底辺をｄ、高さをｚとす
る二等辺三角形の斜辺に沿つて被写体Ｓに近づけ
る場合は、各斜辺上ではカメラ１０の視線は変化
せず、立体感はクローズアツプしても変化しない
で最初のままである。このような立体感は、通常
の両眼のクローズアツプによる自然の立体感とは
同じではない。したがつて、自然な立体感の表現
は、第４図にｋで示すように、上記第２図と第３
図の間の軌跡にあると考えられるが、立体感は個
人差があること、被写体によつて立体感が異なる
こと、カメラ１０の対物レンズの焦点距離によつ
て立体感が異なること等のため、一意的には決ま
らない。そこで、撮影者は、実際にカメラ１０と
被写体Ｓの間の距離に応じて、左右のカメラ位置
の間の基線長を変えながら、最も自然な立体感を
出す軌跡ｋを選択することになる。また、それ以
外の軌跡、例えば第３図の二等辺三角形の内側に
位置する軌跡に従つてカメラ１０を移動させるこ
とにより、自然にはないような立体像の表現も可
能である。なお、この場合、クローズアツプして
行くとき、より自然な立体感を出すためには、標
準レンズを用いて撮影する場合に比較して、広角
レンズを用いる場合は、基線長の減少割合はより
急激に、逆に、望遠レンズを用いる場合は、その
減少割合はよりゆつくり行う必要がある。

さて、以上のような１台のカメラ１０を用いた
立体動画の撮影方法を実現するには、例えば第５
図に示したような機材が必要である。図のａにお
いて、カメラ１０の対物レンズＬは焦点調節（ピ
ント調節）機構１１を備えたものである必要があ
る。そして、前記したように、焦点調節信号から
クロスポイントまでの距離信号が得られるもので
あることが望ましい。さらに、カメラの水平方向
の回転角を設定できる水平角調節機構１２を有し
ている必要がある。また、中心軸ｔに対して左右
に同じ距離移動させるための水平移動機構１４を
備えている必要がある。また、望ましくは、カメ
ラ１０の視線の上下方向の角度を調節する上下角
調節機構１３を備えている。上記のような焦点調
節機構１１、水平角調節機構１２、水平移動機構
１４、上下角調節機構１３を備えたカメラ１０
は、図のｂの高さ調節位置１５の載置台１７上に
設置される。載置台１７の高さは、垂直方向のレ
ール１６に沿つて移動することにより調節され
る。図ｂの高さ調節装置１５は、図ｃに示したカ
メラ移動機構１８の移動台２０上に配置される
が、高さ調節装置１５を省いて、移動台２０上に
直接図のａのカメラ１０を載置しても良い。移動
台２０はレール１９に沿つて前後に移動するが、
レール１９は中心線ｔ（第１図）に平行に配置さ
れる。移動台２０の移動距離は、その車輪２１の
回転数から算出されるようになつている。被写体
Ｓ（第１図）は図のｄの被写体載置装置２２の載
置台２３上に載せられるが、被写体Ｓを撮影中に
垂直軸の周りで回転させるために、被写体載置装
置２２には回転調節装置２４が設けられている。
なお、被写体Ｓを撮影中に回転させてその背後に
回り込むような立体像を撮影する場合は、その回
転軸がクロスポイントＰを通るように調整する必
要がある。以上の焦点調節機構１１はオートフオ
ーカス機構であることが望ましく、また、水平角
調節機構１２、上下角調節機構１３、水平移動機
構１４、高さ調節装置１５、カメラ移動機構１
８、回転調節装置２４は、何れもCPUからの信
号に基づいて自動的に対象パラメータを調節でき
るものであることが望ましく、また、マニアルで
調節できるものであることが望ましい。さらに、
図面には示してないが、カメラ１０が映画カメラ
の場合、フアインダー視野内の任意の点に指標を
移動可能に指示できるものであることが望まし
く、また、テレビカメラの場合、同様にフアイン
ダー視野内の任意の点に指標を移動可能に指示で
きるか、又は、フアインダー視野内ないしモニタ
ー画面に、クロスポイントを決定する最初の画面
の一部又は全部を引き続く撮影中に重ねて表示で
きるものであることが望ましい。

このような、機材を用いて固定外形を有する被
写体の立体動画を撮影するには、上記したように
調整して被写体Ｓを載置台２３上にセツトする。
次いで、移動台２０上に高さ調整装置１５を載
せ、その載置台１７にカメラ１０をセツトする。
そして、水平角調整機構１２、上下角調節機構１
３、水平移動機構１４、高さ調節装置１５、カメ
ラ移動機構１８、回転調節装置２４を調節して、
第１図ａのようにして、中心線ｔを定め、距離ｚ
を測定し、かつ、フアインダー視野内ないしモニ
ター画面上でクロスポイントＰの位置を決める。
次いで、中心線ｔの左右にその位置で決めた基線
長の半分の距離だけ水平移動機構１４によりカメ
ラ１０を移動させ、視線がクロスポイントＰを通
るように、フアインダーないしモニター上で実際
の画面を最初に決めたクロスポイントＰの位置と
対比させながら、水平角調節機構１２をマニアル
で調節するか、β＝arctan（ｄ／2z）に従つて水
平角調節機構１２を自動的に調節するようにす
る。このようにして特定距離における左右のステ
レオペア像を撮影し、次いで、カメラ移動機構１
８を調節して被写体Ｓに対して前方又は後方へカ
メラを移動させ、同様にして左右ステレオペア像
を撮影するが、この際の中心線ｔの左右に移動す
る距離（基線長の半分）は、第２図から第３図に
示したような何れかの軌跡に沿つた距離である
が、この軌跡は予めCPUにセツトしておくか、
撮影しながら感覚で順次設定して行く。なお、撮
影順序は、第２図との関連で説明したように、
種々の変形が可能であり、左右の撮影を続けて行
う必要は必ずしもない。

以上の説明においては、本発明の固定外形を有
する被写体の立体動画の撮影方法は、通常の大き
さの被写体を前提にして説明してきたが、これに
限定されず、従来は立体動画が撮影困難であつた
微小物体の立体動画を、単一の顕微鏡とカメラを
組み合わせることにより可能になる。

〔発明の効果〕

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による立体動画撮影方法を説明
するための図、第２図は基線長を一定にして被写
体をクローズアツプで撮影するときのカメラの動
きを説明するための図、第３図、第４図はカメラ
の移動軌跡の例を説明するための図、第５図は本
発明の立体動画撮影方法を実現するための機材の
実施例の斜視図、第６図は肉眼による立体視を説
明するための図、第７図は従来の２台のカメラを
用いて両眼視差を有する立体動画を撮影する装置
の構成と作用を説明するための図、第８図は撮影
の際のクロスポイントの位置と投影した時の立体
像の位置の関係を説明するための図である。Ｓ……被写体、ｔ……中心線、ｌ……基線、Ｐ
……クロスポイント、Ｆ……フアインダー画面、
ｋ……軌跡、Ｌ……対物レンズ、１０……カメ
ラ、１１……焦点調節（ピント調節）機構、１２
……水平角調節機構、１３……上下角調節機構、
１４……水平移動機構、１５……高さ調節装置、
１６……レール、１７……載置台、１８……カメ
ラ移動機構、１９……レール、２０……移動台、
２１……車輪、２２……被写体載置装置、２３…
…載置台、２４……回転調節装置。

Claims

【特許請求の範囲】１少なくとも撮影中に外形が変化しない被写体
の立体動画を撮影する方法において、単一の映画
カメラ又はテレビカメラを用い、被写体の特定点
の画像が撮影画面の一定の位置に位置すべく、映
画カメラ又はテレビカメラのフアインダーないし
モニター画面上に被写体の画像を表示して被写体
の特定点の選択を行い、その点の位置が撮影中判
別可能になるように表示を行い、その位置のカメ
ラと被写体の特定点を結ぶ直線を中心線として、
その中心線に対して垂直な一方の方向にカメラを
撮影位置毎に定まる距離だけ移動させ、被写体の
特定点の画像が前記表示した位置に一致するよう
にカメラの視線を調節して被写体の左右の一方の
コマの撮影を行い、また、中心線から反対方向に
同じ距離だけ移動させ、被写体の特定点の画像が
表示した位置に一致するようにカメラの視線を調
節して左右の他方のコマの撮影を行い、前記の両
撮影を被写体に対するカメラの距離が僅かずつ異
なる位置において行うことにより立体動画用コマ
群を撮影することを特徴とする固定外形を有する
被写体の立体動画撮影方法。２前記のカメラの撮影位置毎に定める距離が被
写体からの距離が少なくなるにつれて直線的に少
なくなる距離であることを特徴とする請求項１記
載の固定外形を有する被写体の立体動画撮影方
法。３前記のカメラの撮影位置毎に定まる距離が被
写体からの距離が少なくなるにつれて減少率が順
に大きくなるような曲線に沿つて少なくなる距離
であることを特徴とする請求項１記載の固定外形
を有する被写体の立体動画撮影方法。４被写体の特定点の画像が前記表示した位置に
一致するようにするカメラの視線の調節を、被写
体の特定点とカメラの間の距離を測定し、その測
定値と中心線に対するカメラの移動距離とから視
線の方向を演算し、その演算に基づいて行うこと
を特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載
の固定外形を有する被写体の立体動画撮影方法。５被写体の特定点の画像が前記表示した位置に
一致するようにするカメラの視線の調節を、カメ
ラのフアインダーないしモニター画面上で被写体
の像を観察しながら行うことを特徴とする請求項
１から３の何れか１項に記載の固定外形を有する
被写体の立体動画撮影方法。