JP4226339B2 - 多数のカメラ画像をほぼ同時に取り込むシステム - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般に、カメラおよび写真撮影システムに関し、特に、多数のカメラを同時に用いてイベントを撮影するためのシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
複数のカメラを同時に用いて多数の角度から単一のイベントを撮影することは困難である。従来、イベントは、それぞれが別個のフラッシュユニットに接続された多数のスレーブフラッシュトリガを用いて単一のカメラによって撮影することができた。しかしこれまで、複数のカメラを同期させ、多数の遠近感、角度またはロケーションから単一のイベントを実質的に同時に撮影する簡単な方法は全くなかった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本システムは、上記の問題を解決し、マスターカメラ（主カメラ）による標的被写体画像の取り込みと、それぞれが撮影される被写体に対して異なる位置に設けられた１つまたはそれ以上のスレーブカメラ（従属カメラ）による被写体画像の取り込みとを同期させることによって、当該技術分野における進歩を成し遂げている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
まず、カメラのシャッタボタンが押されると、光パルスは「マスター」カメラによって送られる。スレーブカメラの画像取り込み（露光）同期は、各スレーブカメラ上の光感知システムによって成し遂げられる。光感知システムは、検出された光パルスが特定のパラメータ内にある場合、スレーブカメラの電子「シャッタ」に、カメラのＣＣＤ（画像を検出する「電荷結合デバイス」）に存在する画像をトリガおよび記録させるマスターカメラから送られる光パルス（例えば、フラッシュまたはストロボ）を検出する。これらのパラメータは、各カメラに対して手動で選択され、特定の状況に対して適切な画像取り込みモードを確定する。このように、画像は、撮影されている被写体に対して、カメラが配置されている異なる角度のそれぞれから取り込まれ得る。
【０００５】
いくつかの画像取り込みモードの任意の１つは、本システムのユーザによって選択され得る。これらのモードは、赤外線、紫外線および可視スペクトルにおける光パルスの検出、ならびに所定のストローブパルスシーケンスまたは他の特性を有する光パルスの検出を含む。スレーブカメラはまた、（従来のフィルムカメラなどの）他のカメラまたは任意の基本タイプのフラッシュもしくはストロボを発するフラッシュユニットから発せられる光パルスによってトリガされ得る。
【０００６】
本明細書で開示されるスレーブモードカメラシステムは、誕生パーティ、結婚式等の社交的なイベントだけでなく、スポーツイベントを取り込むのに有用である。本システムはまた、イベントを多数のカメラ角度から取り込むのに有利である場合に、潜在的に関心のある任意のイベントのセキュリティモニタリングおよび写真撮影記録にも用いられ得る。さらに、多数のカメラ角度を用いることによって、構造の不良解析などの応用、および他のタイプのテスト環境に有用な情報が提供され得る。
【０００７】
本システムはまた、本明細書に記載される方法に従って機能するソフトウェアまたはファームウェアを加えるだけでよい、多くの現存するディジタルカメラにおいて利用可能な技術を利用する。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１Ａは、本システムに従ってプログラムされたディジタルカメラ１０１において関連する構成要素を例示する。図１Ａに示されるように、カメラ１０１は、光センサ１０５、赤外線シリアルポートトランシーバ１０６、および撮影される画像を検出する電荷結合デバイスであるＣＣＤ１０７を含む１つまたはそれ以上の受光デバイスを備える。カメラ１０１はさらに、光エミッタおよび赤外線シリアルポートトランシーバ１０６を含む１つまたはそれ以上の光送信デバイスを有する。受光デバイス１０５／１０６／１０７および光送信デバイス１０４／１０６のそれぞれは、プロセッサ１１０に接続されている。プロセッサ１１０はまた、シャッタボタン１０３および画像取り込みモードスイッチ１０２に接続されている。これらの機能については以下に詳細に説明する。３つの受光デバイス１０５／１０６／１０７および２つの光送信デバイス１０４／１０６が図１Ａに示されているが、本システムは、本明細書で示される受光デバイスの任意の１つおよび光送信デバイスの任意の１つを用いて動作可能である。本明細書では、用語「露光」は、ディジタルカメラが写真撮影フィルムを用いていないにもかかわらず、ディジタルカメラによる画像取り込みのプロセス指す。
【０００９】
図１Ｂは、例示的なプロセッサ１１０の特定の態様をさらに詳細に例示している。図１Ｂに示されるように、プロセッサ１１０は、モード制御機能１１１（１）およびタイマー１１４を提供する。図１ＢにおけるＩ／Ｏインターフェースブロック１２０は、光入力フィルタ／デコーダ１１２および光出力デバイスドライバ１１３を有する。ブロック１２０は破線で示される。なぜなら、Ｉ／Ｏインターフェースは、プロセッサ１１０と物理的に一体化され得るか、またはインターフェースによって提供される機能は、別個のハードウェアデバイスの代わりにプロセッサによって実施され得るからである。モード制御ユニット１１１（１）、フィルタ／デコーダ１１２、ドライバ１１３およびタイマー（以下に説明する）によって提供される機能は、ソフトウェア、ファームウェアまたはハードウェアによって選択的に実施され得る。任意のイベントにおいて、ブロック１１０および１２０によって行われる機能は、プロセッサ１１０からのコマンドに応答して開始される。受光デバイス１０５／１０６／１０７は、光入力（すなわち、光学入力）デバイス１０８によって総称的に示される。なぜなら、デバイス１０５／１０６／１０７のうちの１つのみが本システムの動作に要求されるからである。同様に、光送信デバイス１０４および１０６は、総称的に、光出力デバイス１０９によって示される。なぜなら、デバイス１０４／１０６の１つのみがシステム動作に必要とされるからである。
【００１０】
本システムの例示的な実施形態において、光出力デバイス１０９は、一般的なカメラストロボ光であり、光入力デバイス１０８は、カメラのＣＣＤ１０７である。なぜなら、このデバイスは、一般的なカメラストロボによって発せられる波長の光を検出するからである。他の実施形態では、光入力デバイス１０８は、ＩＲトランジスタ、ＩＲダイオード、ＩＲＤＡモジュール等の赤外光出力デバイス１０４によって発せられる赤外光に応答する赤外光センサ１０５であり得る。
【００１１】
本システムは、一般に、光エミッタ１０４として機能する通常のカメラフラッシュユニット（ストロボ光）を用いて動作する。通常のフラッシュユニットによって発せられるストロボ（光パルス）のタイプは、通常、約２５０マイクロ秒〜４ミリ秒のパルス持続時間を有し、約４５０ナノメートル〜７００ナノメートルの可視スペクトルにおける光を含む。他の実施形態では、ストロボは、赤外線または紫外線スペクトル領域における光を発し得る。本システムは、赤目の低減および露光テストに用いられるプレフラッシュなどの潜在的な擬似トリガパルスを無視するようにプログラムされるだけでなく、多くの可能なストロボタイプとともに動作する画像取り込みモードスイッチ（または他の入力デバイス）１０２によってプログラムされ得る。さらに、スレーブカメラ１０１は、所定のストローブパルスシーケンスなどの特定のストロボ特性および／または特定の波長を有する他のカメラからの光パルスの受信にのみ応答して、画像の取り込み（すなわち、露光）をトリガするモードに設定され得る。他のタイプのストロボ１０４は、特別な写真撮影用の赤外線（ＩＲ）および紫外線（ＵＶ）を含み得る。
【００１２】
図２は、本システムに従った、マスターカメラおよび２つのスレーブカメラの例示的な配置を示す図である。図２において示されるように、マスターカメラ１０１（１）ならびに１つまたはそれ以上のスレーブカメラ１０１（２）および１０１（３）は、すべてのカメラが標的被写体２０１に向けられるように配置されている。各カメラは、異なるロケーションで配置され、標的被写体２０１に対応する異なる視野角を提供する。
【００１３】
図５は、多数のカメラシナリオにおけるストロボと画像取り込みとのタイミング関係を示す図である。本システムの動作は、図２および図５を互いに関連させて見ることによって最良に理解される。
【００１４】
動作中、マスターカメラ１０１（１）のシャッタボタン１０３が押されると（図５における参照番号／マーク５００）、カメラ１０１（１）は、標的被写体２０１の露光（画像取り込み）Ｅｘｐ．１を開始し、カメラの光出力デバイス１０９は、各スレーブカメラ１０２（２）および１０１（３）の光入力デバイス１０８によって検出される（マーク５０１）光パルス２０５（図２）を発する。次に、スレーブカメラ１０１（２）は、マスターカメラからの光パルス（ストロボ）２０５を見ないようにするのに十分な遅延ｔ１（遅延１）、例えば、１０ミリ秒でタイマー１１４を開始する。スレーブカメラ１０１（２）は、ストロボ２０６をトリガするまでに遅延時間ｔ１を待つことになる。遅延ｔ１は、一般的な光パルス２０５が、スレーブカメラの露光に悪影響を与えないゼロまたはほぼゼロの光度まで遅延するのにかかる時間の長さと少なくとも等しいか、または好ましくは約１５〜２５％わずかに長い。タイマーが終了すると（マーク５０２）、スレーブカメラ１０１（２）は、そのストロボ２０６をトリガし、標的被写体２０１の露光Ｅｘｐ．２を開始する。光パルス２０５がスレーブカメラ１０１（３）によって検出されると（マーク５０１）、ｔ１＋ｔ１（２×ｔ１）と等しい遅延でタイマー１１４を開始する。なぜなら、このカメラ１０１（３）は、スレーブカメラ１０１（２）のストロボからの光パルス２０６が減衰するまで待たなければならないからである。スレーブカメラ１０１（３）は、ストロボ２０７をトリガするまでに遅延時間２×ｔ１を待つことになる。通常の場合では、所与のシステムにおけるｎ番目のスレーブカメラは、ｎ×ｔの時間遅延を有する。ここで、ｔは、光パルスが用いられている持続時間よりもわずかに大きな値である。
【００１５】
スレーブカメラ１０１（３）は、カメラ１０１（２）からのストロボ２０６を無視し、マーク５０３において、スレーブカメラ１０１（３）のタイマーは終了し、次に、カメラ１０１（３）は、そのストロボ２０７をトリガし、標的被写体２０１の露光（Ｅｘｐ．３）を開始する。このように、標的被写体２０１の画像は、カメラ１０１（１）〜１０１（３）が配置されている、被写体に対する異なる角度のぞれぞれからほぼ同時に取り込まれる。
【００１６】
図３は、本システムに従って方法を実施する際にスレーブカメラによって行われるステップの例示的なセットを例示するフローチャートである。図３に示されるように、ステップ３０５において、ユーザは、モードスイッチ１０２を用いてマスターカメラ１０１（１）に対して画像取り込みモードを設定する。ステップ３０５において、画像取り込みモード設定は、モード制御ソフトウェアまたはファームウェアに入力され、特定の状況について所与のカメラに対して手動で選択された多数のパラメータを決定する。受信された光パルスが選択された画像取り込みモードに関連するパラメータのそれぞれに対応する特性を有する場合にのみ、カメラ１０１に露光を開始させるように、これらのパラメータの任意の１つまたは組み合わせが選択され得る。これらのパラメータは、以下を含む。
【００１７】
（ａ）カメラのマスターまたはスレーブ状態；
（ｂ）スレーブカメラに対しては、スレーブ「発光」順序、すなわち、この特定のスレーブが、ストロボ／露光をトリガするための第２、第３等のカメラとなるかどうか；
（ｃ）トリガされる光出力デバイス１０８；
（ｄ）光入力デバイス１０９（カメラがスレーブである場合、またはカメラが遠隔にトリガされるマスターカメラである場合）；
（ｅ）ストローブパルス符号化シーケンス（strobe pulse coding sequence）（所定のストローブパルスシーケンスは、特定のモードに対するパラメータの１つである場合）；
（ｆ）特定の波長範囲（特定のタイプのスペクトル特性を有する光パルスが無視される場合）；および
（ｇ）マスターカメラモードにおけるカメラによる画像取り込みがシャッタボタン１０３または外部ストロボによってトリガされるかどうか。
【００１８】
上記のパラメータは、カメラ１０１を用いる前に、ソフトウェア、ファームウェアまたはハードウェアを介してモード制御ユニット１１１（１）において予め確定される。本システムにおける各カメラにおいて所与の時間に選択される画像取り込みモード設定は、互いに対応していなければならない。すなわち、対応するスレーブカメラは、（もし存在するなら）マスターカメラによって発せられるストロボの波長および符号化シーケンス（coding sequence）を検出することが可能な光入力デバイス１０８を有さなければならない。
【００１９】
所定の画像取り込みモードでは、光出力ドライバ１１３は、マスターまたはスレーブカメラに対して所定のストローブパルス符号化シーケンスを実施し、適切な光出力デバイスを選択するために用いられ得る。フィルタ／デコーダ１１２は、対応して、スレーブカメラに対する所定のストローブパルス符号化シーケンスを検出するように用いられ得る。ＩＲＤＡシリアルポートトランシーバ１０６は、光パルス符号化およびマスターカメラと１つまたはそれ以上のスレーブカメラとの通信を容易にするために用いられ得る。フィルタ／デコーダ１１２はまた、特定の画像取り込みモードに従って所定の範囲の波長をフィルタリングで除去、外部源からのストロボまたは光パルスの受信によるカメラの不要なトリガリングを避けることによって、適切なストロボが検出されたことをプロセッサ１１０に信号で合図するようにも用いられ得る。
【００２０】
上記のモード（ｆ）が実施され、それによって、スレーブカメラは、他の基本的なタイプのストロボが検出されると発光する。したがって、一般的なフラッシュユニットを有する従来のフィルムカメラは、本システムでは、マスターカメラとして用いられ得る。
【００２１】
ステップ３１０において、ユーザは、モードスイッチ１０２を用いて、スレーブカメラ（例えば、１０１（２））に対して画像取り込みモードを設定する。次に、画像取り込みモード設定は、モード制御ソフトウェアまたはファームウェア１１１（１）に入力され、タイマー１１４、フィルタ／デコーダ１１２および光出力ドライバ１１３に対する選択されたモードに適切なパラメータを確定する。ステップ３１５において、マスターカメラ１０１（１）は、露光を開始し、選択されたモードに従って光パルスをトリガする。
【００２２】
図３における残りのステップはすべて、スレーブカメラのそれぞれによって行われる。ステップ３２０において、スレーブカメラファームウェア１１１は、（フィルタリングおよび／または復号化が、選択されたモードパラメータに従って必要である場合）フィルタ／デコーダ１１２によってフィルタおよび復号化される光入力デバイス１０８からの入力をモニタする。ステップ３２５では、光パルスはカメラに到達し、ステップ３３０では、フィルタ／デコーダ１１２が光パルスのタイプを示す信号をプロセッサ１１０におけるファームウェアに送信したと仮定して、ファームウェア１１１は、受信パルスが選択されたモードに対して確定されたパラメータ内にあるかどうかを判定する。このような信号がフィルタ／デコーダ１１２によって生成されない場合、またはファームウェア１１１が、フィルタ１１２から受信した信号が、現在の画像取り込みモードパラメータ内に入らないと判定する場合には、受信した光パルスは、ステップ３３５で無視され、モニタリングは、ステップ３２０で続行する。
【００２３】
ステップ３４０において、遅延タイマー１１４は、図５に関して上述したように開始される。最後に、ステップ３５０において、タイマー１１４の時間が切れると、露光およびストロボは、スレーブカメラによって開始される。
【００２４】
図４は、マスターカメラ１１０（１）によって実行されるステップの例示的なセットを例示するフローチャートである。図４に示されるように、ステップ４０５において、画像取り込みモードはユーザによって選択される。ステップ４１０において、モード設定は次に、モード制御ソフトウェアまたはファームウェア１１１（１）に入力され、フィルタ／デコーダ１１２および光出力ドライバ１１３に対する選択されたモードに適切なパラメータを確定する。ステップ４１５において、選択されたモードが露光がシャッタボタン１０３ではなく、外部ストロボによってトリガされることを示す場合には、ファームウェア１１１は、ストロボがステップ４２０において受信されるか、またはシャッタボタンがステップ４２５において押されるのを待つ。ステップ４３０において、シャッタボタンが押されるか、または外部ストロボが（選択されたモードに従って）受け取られるのを検出すると、露光が開始され、選択されたタイプのストロボは、光出力デバイスドライバ１１３および適切な光出力デバイス１０９によってトリガされる。
【００２５】
本システムは、任意の数のスレーブカメラとともに動作し、さらに、マスターカメラとして用いられるカメラと、スレーブカメラとして用いられるカメラとの間には、所与のカメラが特定の時間に動作し得る画像取り込みモード以外は、必ずしも機能的な差はないことに留意されたい。
【００２６】
本発明の例示的な実施形態を図面に示し上述したが、本発明の様々な実施形態が可能であることは当業者に明白であろう。例えば、図１Ａおよび図１Ｂにおいて示される構成要素の特定の構成だけでなく、図３および図４における上述したステップの特定のシーケンスは、本明細書に記載される特定の実施形態に限定されるものとして解釈してはならない。本発明のこれらおよび他の特定の要素に対して、併記の特許請求の範囲に示される趣旨および範囲から逸脱せずに改変が行われ得る。
【００２７】
本発明は、以下の実施態様を含んでいる。
【００２８】
＜１＞ ディジタルカメラ（１０１）であって、
第１の光パルス（２０５）を検出するための光入力デバイス（１０８）と、
前記光入力デバイス（１０８）に接続されたプロセッサ（１１０）と、
前記プロセッサ（１１０）からの前記第１の光パルス（２０５）を示す信号の受信に応答して、前記プロセッサ（１１０）によって開始されるタイマー（１１４）とを備え、前記プロセッサ（１１０）は、前記第１の光パルスの持続時間よりも長い期間が経過したことを示す前記タイマー（１１４）からの指示に応答して、画像の取り込みを開始するようにプログラムされ、
さらに、前記プロセッサ（１１０）から発せられた信号に応答して、前記画像の取り込みの開始と同時に、第２の光パルス（２０６）を送る光出力デバイス（１０）とを備えることを特徴とするディジタルカメラ。
【００２９】
＜２＞ カメラ（１０１）であって、前記期間は、前記第１の光パルス（２０５）が光度ゼロのレベルまで減衰するのにかかる期間よりもわずかに長いことを特徴とする上記＜１＞に記載のカメラ。
【００３０】
＜３＞ カメラ（１０１）であって、ｔは、前記第１の光パルス（２０５）が光度ゼロのレベルまで減衰するのにかかる期間よりもわずかに長い値であり、前記期間は、ｎ×ｔと等しく、ｎは、前記カメラが、複数カメラシステムにおけるｎ番目の前記カメラ（１０１）であることを示す整数であることを特徴とする上記＜１＞に記載のカメラ。
【００３１】
＜４＞ カメラ（１０１）であって、それぞれが、前記画像の取り込みを開始するかどうかを判定するために前記プロセッサによって用いられる関連のパラメータを有する、複数の画像取り込みモードの１つを手動で選択する画像取り込みモード入力デバイス（１０２）をさらに具備することを特徴とする上記＜１＞に記載のカメラ。
【００３２】
＜５＞ カメラ（１０１）であって、前記画像の取り込みは、検出された前記光パルス（２０５）が前記画像取り込みモードの選択された１つに関連する前記パラメータに対応する特性を有する場合に開始されることを特徴とする上記＜４＞に記載のカメラ。
【００３３】
＜６＞ カメラ（１０１）であって、電荷結合デバイス（１０７）および赤外線光センサ（１０５）を具備する前記第１の光パルス（２０５）を検出するための複数の光入力デバイス（１０８）をさらに備え、前記パラメータの１つは、前記光入力デバイス（１０８）のどの１つが前記光入力デバイス（１０８）として用いられるかを示すことを特徴とする上記＜５＞に記載のカメラ。
【００３４】
＜７＞ カメラ（１０１）であって、前記複数の光入力デバイス（１０８）の１つは、所定の光パルス符号化シーケンスを検出し、前記符号化シーケンスが、前記画像取り込みモードの選択された１つに関連するパラメータの１つに対応するかどうかを前記プロセッサ（１１０）に示すシリアルポートトランシーバ（１０６）であることを特徴とする上記＜５＞に記載のカメラ。
【００３５】
＜８＞ カメラ（１０１）であって、所与の前記画像取り込みモードに関連する前記パラメータの１つは、前記検出された光パルスの特定の波長範囲を含むことを特徴とする上記＜５＞に記載のカメラ。
【００３６】
＜９＞ カメラ（１０１）であって、所与の前記画像取り込みモードに関連するパラメータの１つは、前記画像の取り込みが、前記第１の光パルス（２０５）ではなく、シャッタボタン（１０３）によってトリガされることを示すことを特徴とする上記＜５＞に記載のカメラ。
【００３７】
＜１０＞ カメラ（１０１）であって、前記光入力デバイス（１０８）によって検出される光パルスが、スペクトル特性を予め確定したことを前記プロセッサ（１１０）に信号で合図するための、前記光入力デバイス（１０８）と前記プロセッサ（１１０）との間に接続されたフィルタ（１１２）をさらに具備することを特徴とする上記＜１＞に記載のカメラ。
【図面の簡単な説明】
【図１Ａ】本システムに従って撮影されたディジタルカメラにおいて関連する構成要素を例示する図である。
【図１Ｂ】プロセッサ１１０の特定の態様をさらに詳細に例示する図である。
【図２】マスターカメラおよび２つのスレーブカメラの例示的な配置を示す図である。
【図３】本システムを実行する際にスレーブカメラによって実行されるステップの例示的なセットを例示するフローチャートである。
【図４】マスターカメラによって実施されるステップの例示的なセットを例示するフローチャートである。
【図５】多数のカメラシナリオにおけるストロボと画像取り込みとのタイミング関係を示す図である。

Claims (4)

1. ディジタルカメラであって、
   第１の光パルスを検出するための光入力デバイスと、
   前記光入力デバイスに接続されたプロセッサと、
   前記プロセッサの前記第１の光パルスを示す信号の受信に応答して、前記プロセッサによって開始されるタイマーとを備え、
   前記プロセッサは、前記第１の光パルスの持続時間よりも長い期間が経過したことを示す前記タイマーからの指示に応答して、画像の取り込みを開始するようにプログラムされ、
   さらに、前記プロセッサから発せられた信号に応答して、前記画像の取り込みの開始と同時に、第２の光パルスを送る光出力デバイスと、
   前記光入力デバイスと前記プロセッサとの間に接続されたフィルタであって、前記光入力デバイスによって検出される光パルスが予め確定したスペクトル特性を有することを、前記プロセッサに信号で合図するためのフィルタとを具備することを特徴とすることを特徴とするディジタルカメラ。
2. カメラであって、前記期間は、前記第１の光パルスが光度ゼロのレベルまで減衰するのにかかる期間よりもわずかに長いことを特徴とする請求項１に記載のカメラ。
3. カメラであって、前記期間は、ｎ×ｔと等しく、ここで、ｔは、前記第１の光パルスが光度ゼロのレベルまで減衰するのにかかる期間よりもわずかに長い値であり、ｎは、前記カメラが、複数カメラシステムにおけるｎ番目の前記カメラであることを示す整数であることを特徴とする請求項１に記載のカメラ。
4. カメラであって、それぞれが、前記画像の取り込みを開始するかどうかを判定するために前記プロセッサによって用いられるパラメータを有する複数の画像取り込みモードの１つを、手動で選択する画像取り込みモード入力デバイスをさらに具備することを特徴とする請求項１に記載のカメラ。

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