(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体を撮影するための撮影手段と、一方向の距離を測距する単一の測距手段と、前記撮影手段の撮影方向と前記測距手段の測距方向とを一体として変更する方向変更手段とを備え、人物の顔をフレーミングして撮影する自動フレーミングカメラにおいて、前記方向変更手段によりチルト方向下端でパン動作を行い前記測距手段による距離情報の変化から前記人物の体軸を探し出し、前記方向変更手段により前記体軸のチルト方向の下端又は上端からチルト動作を行い前記測距手段による距離情報の変化から前記人物の頭の頂部を探し出し、前記方向変更手段により前記探し出した頭の頂部から予め設定された角度分前記撮影方向を下げることで、前記人物の顔の略中央が前記撮影手段にフレーミングされることを特徴とする自動フレーミングカメラ。
【請求項２】
被写体を撮影するための撮影手段と、一方向の距離を測距する単一の測距手段と、前記撮影手段の撮影方向と前記測距手段の測距方向とを一体として変更する方向変更手段とを備え、人物の顔をフレーミングして撮影する自動フレーミングカメラにおいて、前記方向変更手段によりチルト方向下端でパン動作を行い前記測距手段による距離情報の変化から前記人物の体軸を探し出し、前記方向変更手段により前記体軸のチルト方向の下端又は上端からチルト動作を行い前記測距手段による距離情報の変化から前記人物の頭の頂部を探し出し、前記撮影手段の撮影方向が前記測距手段の測距方向に対して所定角度分下げて設定されていることで、前記人物の頭の頂部を探し出したときに前記人物の顔の略中央が前記撮影手段にフレーミングされることを特徴とする自動フレーミングカメラ。
【請求項３】
前記測距手段の測距可能距離は予め定められており、前記所定角度は、前記測距可能距離内において前記撮影手段と前記撮影手段の被写体のうちの人物との距離をＬ１、前記人物の顔の略中央から前記人物の頭の頂部までの距離をＬ２としたときに、ｔａｎ−１（Ｌ２／Ｌ１）で与えられることを特徴とする請求項２に記載の自動フレーミングカメラ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は自動フレーミングカメラに係り、特に、人物の顔を探し出して自動的にフレーミングする自動フレーミングカメラに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、人の顔の画像情報を元に本人であるか否かを自動的に認証する認証システムの開発が進められている。このシステムは、例えば、特定の部屋に入室が許可された人物が入室する際に、鍵、暗証番号入力や指紋照合等に代わって考案されたものであり、これらの方法と比べて、出入りするドアの前に立つだけで本人を識別してドアを開錠するので、簡易であり、かつ、セキュリティの度合いも高い。
【０００３】
このような認証システムでは、認証に必要な画像情報の情報量が多ければ誤判断を防ぐことができるので、カメラの方向を人物の顔に向けて画角内に大きくフレーミングして撮影する必要があり、それを自動的に行うには、人物の顔を自動的にフレーミングすることが必要となる。このような認証用カメラとして、被写体を撮影するための撮影手段がパン方向又はチルト方向に撮影方向を変えて、人物の顔の位置（方向）を探し出して撮影する自動フレーミングカメラが考えられる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記認証システムに用いられるカメラは人物に対して顔を向けることを要求するので、人物の顔を探し出してフレーミングするまでの処理時間が迅速でなければ、上記認証システムでの入室が迅速とならない。
【０００５】
本発明は上記事案に鑑み、迅速に人物の顔をフレーミングすることができる自動フレーミングカメラを提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の第１の態様は、被写体を撮影するための撮影手段と、一方向の距離を測距する単一の測距手段と、前記撮影手段の撮影方向と前記測距手段の測距方向とを一体として変更する方向変更手段とを備え、人物の顔をフレーミングして撮影する自動フレーミングカメラにおいて、前記方向変更手段によりチルト方向下端でパン動作を行い前記測距手段による距離情報の変化から前記人物の体軸を探し出し、前記方向変更手段により前記体軸のチルト方向の下端又は上端からチルト動作を行い前記測距手段による距離情報の変化から前記人物の頭の頂部を探し出し、前記方向変更手段により前記探し出した頭の頂部から予め設定された角度分前記撮影方向を下げることで、前記人物の顔の略中央が前記撮影手段にフレーミングされることを特徴とする。
【０００７】
本態様の自動フレーミングカメラは、被写体を撮影するための撮影手段と、一方向の距離を測距する単一の測距手段と、撮影手段の撮影方向と測距手段の測距方向とを一体として変更する方向変更手段とを備えている。本態様では、方向変更手段によりチルト方向下端でパン動作が行われ測距手段による距離情報の変化から人物の体軸が探し出され、方向変更手段により体軸のチルト方向の下端又は上端からチルト動作が行われ測距手段による距離情報の変化から人物の頭の頂部が探し出され、方向変更手段により探し出した頭の頂部から予め設定された角度分撮影方向を下げることで、人物の顔の略中央が撮影手段にフレーミングされて撮影手段で人物の顔が撮影される。本態様によれば、測距手段による距離情報の変化から人物の体軸に次いで人物の頭の頂部が探し出され、頭の頂部から所定角度分撮影方向を下げることで、人物の顔の略中央がフレーミングされるので、迅速に人物の顔の画像を得ることができる。
【０００８】
また、上記課題を解決するために、本発明の第２の態様は、被写体を撮影するための撮影手段と、一方向の距離を測距する単一の測距手段と、前記撮影手段の撮影方向と前記測距手段の測距方向とを一体として変更する方向変更手段とを備え、人物の顔をフレーミングして撮影する自動フレーミングカメラにおいて、前記方向変更手段によりチルト方向下端でパン動作を行い前記測距手段による距離情報の変化から前記人物の体軸を探し出し、前記方向変更手段により前記体軸のチルト方向の下端又は上端からチルト動作を行い前記測距手段による距離情報の変化から前記人物の頭の頂部を探し出し、前記撮影手段の撮影方向が前記測距手段の測距方向に対して所定角度分下げて設定されていることで、前記人物の頭の頂部を探し出したときに前記人物の顔の略中央が前記撮影手段にフレーミングされることを特徴とする。
【０００９】
本態様では、方向変更手段によりチルト方向下端でパン動作が行われ測距手段による距離情報の変化から人物の体軸が探し出され、方向変更手段により体軸のチルト方向の下端又は上端からチルト動作が行われ測距手段による距離情報の変化から人物の頭の頂部が探し出される。撮影手段の撮影方向は測距手段の測距方向に対して所定角度分下げて設定されているので、人物の頭の頂部が探し出されると人物の顔の略中央が撮影手段にフレーミングされる。本態様によれば、撮影手段の撮影方向は測距手段の測距方向に対して所定角度分下げて設定されているので、第１の態様のように、方向変更手段により探し出した頭の頂部から所定角度分撮影方向を下げて人物の顔の略中央部を撮影手段にフレーミングする必要がなく、第１の態様に比べより迅速に人物の顔の画像を得ることができる。このような所定角度は、例えば、測距手段の測距可能距離が予め定められている場合に、この測距可能距離内において撮影手段と撮影手段の被写体のうちの人物との距離をＬ１、人物の顔の略中央から人物の頭の頂部までの距離をＬ２としたときに、ｔａｎ−１（Ｌ２／Ｌ１）で与えられる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
以下、図面を参照して、本発明を、人物の顔を自動的にフレーミングする自動フレーミングカメラに適用した第１の実施の形態について説明する。
【００１２】
（構成）
図１に示すように、図示しない壁面には人が出入可能なドア３３が具設されている。ドア３３の近傍（左側）には、ドア３３の前に立った人物Ｐの顔を撮影する自動フレーミングカメラ（以下、カメラと略称する。）１が配置されている。カメラ１の上側には、人物Ｐにカメラ１の方向に顔を向けるよう指示するステッカ３５が壁面に貼付されている。また、ドア３３の前の床面には、カメラ１が人物Ｐの顔を撮影可能な認証エリア３４が矩形状に画成されている。認証エリア３４の床面には、認証エリア３４内にいる人物Ｐを検出可能な圧力スイッチ（図４の符号３１参照）が埋設されている。カメラ１で撮影された人物Ｐの顔の画像情報は、図示しないインターフェースを介してパーソナルコンピュータ等の図示しないホスト部へ送出される。ホスト部では、人物Ｐの顔の特徴量等のデータを抽出するために人物Ｐの顔の画像情報についての処理がなされ、ホスト部のデータベースに蓄積された人物Ｐの特徴量と一致する場合にドア３３が開錠される。
【００１３】
図２に示すように、カメラ１は、後述するカメラ部本体を覆うヘルメット状のケーシング２ａと、ケーシング２ａの前方開口部を覆う半球状のフード２ｂとを備えている。ケーシング２ａには、例えば、ＡＢＳ（アクリロニトリルブタジエンスチレン）等の材質を用いることができ、フード２ｂには、例えば、ＰＣ（ポリカーボネート）等の材質を用いることができる。
【００１４】
図３に示すように、カメラ部本体は、カメラ部本体を支持し雲台として機能する板金製の第１フレーム７を有している。第１フレーム７は、中央部が矩形板状とされており、（カメラ部本体の）正面側の中央部に上方に折り曲げられた突起を有している。この突起の正面側には、赤外線を発光（投光）する赤外ＬＥＤ１４が固定されている。一方、第１フレーム７の突起とは反対側（背面側）の中央部からは、上方に断面Ｌ字状の支持部材が延出されている。
【００１５】
第１フレーム７の中央部で突起の近傍、及び、支持部材の正面側には、樹脂製の第２フレーム８をパン方向（水平方向）に回動可能に支持するパン方向支持軸１０がそれぞれ上下方向に突設されており、パン方向支持軸１０は、第１フレームの中央部及び支持部材で軸支されている。第２フレーム８は、正面側から見たときに、正面側中央を原点とした第１象限部が切り欠かれた概ね四角形の形状を有している。
【００１６】
第２フレーム８の内側には、樹脂製で板状の第３フレーム９が配置されている。第３フレーム９の正面側中央部には、人物Ｐの顔を撮影するための撮影レンズ３の焦点位置に配置され、画像をフレーム転送又はインターライン転送によりビデオ出力するＣＣＤ等の撮像素子４が固定されている。撮影レンズ３には、通常、光学系内に挿入されるＩＲ（赤外線）カットフィルタを欠いた固定焦点レンズが用いられている。
【００１７】
また、第３フレーム９の正面側には、撮影レンズ３の両側に、３ｍｍ程度の赤外スポット光を発光する円柱状の発光素子５と、発光素子５からの反射赤外光を受光する円柱状の受光素子６とが固定されている。発光素子５、撮影レンズ３（撮像素子４を含む。以下、同じ。）及び受光素子６は、略水平方向に直線状に、かつ、同一方向に配設されている。発光素子５と受光素子６とは、アクティブ方式の測距ユニットを構成しており、測距ユニットの測距可能距離は約５ｍ以内とされている。
【００１８】
発光素子５及び受光素子６の筒胴外周側面からは、それぞれ撮像素子４の反対側に略水平方向に、第３フレームを第２フレームに対してチルト方向（垂直方向）に回動可能に支持するチルト方向支持軸１１が突設されている。これらのチルト方向支持軸１１は、同軸線上にあり、第２フレームに軸支されている。発光素子５及び受光素子６のチルト方向支持軸１１の突設位置は、垂直方向で第２フレームに最も近い位置で、第３フレームに固定された全ての部材に対して垂直方向での重心位置（正面側から見たときに発光素子５及び受光素子６を上下に均等に２分する直径位置）にあたると共に、第３フレームに固定された全ての部材に対して奥行き方向での重心位置にあたる位置とされている。
【００１９】
第３フレーム９の裏面側で中央からやや発光素子５寄りの位置からは、第３フレーム９とほぼ同じ厚さの板材がカメラ部本体の背面方向に突設されている。この板材の中央部には長穴が形成されている。また、第３フレーム９の裏面側には、撮像素子４の作動を制御するＣＣＤ作動制御回路及び後述するようにカメラ部本体を制御する制御回路（図４の符号２０参照）の制御基板がマウントされている。なお、制御基板からはリード線が導出されており、上述したホスト部との接続を確保するためにケーシング２ａの背面側に配置された図示しないコネクタ部に接続されている。
【００２０】
第２フレーム８の一側（発光素子５側）からは、断面略く字状のモータ固定板が背面方向へ延出されている。モータ固定板の先端部には、第３フレーム９を略垂直方向にチルト駆動させるためのステッピングモータ（以下、チルトモータという。）１２が、チルトモータ１２から延出された円柱状の２本の固定アーム１２ｂを介してねじ止め固定されている。チルトモータ１２のモータ軸には、略Ｌ字状の駆動レバー１２ａが嵌着されている。駆動レバー１２ａの先端部は、上述した第３フレーム９の板材の長穴に挿入されている。
【００２１】
一方、第１フレーム７の中央部の裏面側（底面側）には、第２フレーム９を略水平方向にパン駆動させるためのステッピングモータ（以下、パンモータという。）１３が、パンモータ１３から延出された図示しない円柱状の２本の固定アームを介してねじ止め固定されている。パンモータ１３のモータ軸には、略Ｌ字状の駆動レバー１３ａが嵌着されている。駆動レバー１３ａの先端部は、撮影レンズ３と受光素子６とのほぼ中間点位置に対応する第２フレーム９の位置に形成されたＵ字状切り欠きに挿入されている。
【００２２】
従って、第３フレーム９はチルト方向支持軸１１で第２フレーム８に対してチルト方向に回動可能に軸支され、第２フレーム８はパン方向支持軸１０で第１フレーム７に対して回動可能に軸支されているので、第３フレーム９に固定された発光素子５、撮影レンズ３及び受光素子６は、パンモータ１３及びチルトモータ１２の駆動により、水平及び垂直方向に一体に方向（向き）を変更可能な構造とされている。なお、チルトモータ１２及びパンモータ１３には、本例でのステッピングモータの代わりに駆動レバー１２ａ、１３ａを半周（１８０°）未満回動させる回動位置センサー付きのメータを用いても良い。
【００２３】
図４に示すように、カメラ部本体は、チルトモータ１２及びパンモータ１３の駆動、並びに、発光素子５、受光素子６及び発光ＬＥＤ１４の赤外線の発光・受光を制御する制御回路２０を有している。制御回路２０は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ及びインターフェースを内蔵したマイクロコンピュータ（以下、マイコンという。）２１、マイコン２１からのＨ（ハイ）レベル信号により発光素子５を発光させるドライバ２５、演算回路を有し受光素子６で受光した赤外反射光を光電変換して被写体までの距離を測距する測距デバイス２２、マイコン２１からのＨ（ハイ）レベル信号により赤外ＬＥＤ１４を発光させるドライバ２６、及び、チルトモータ１２、パンモータ１３を正逆転の双方向に駆動するドライバ２８、２９を含んで構成されている。マイコン２１は測距デバイス２２に接続されており、測距デバイス２２は受光素子６に接続されている。また、マイコン２１はドライバ２５、２６に接続されており、ドライバ２５、２６はそれぞれ発光素子５、発光ＬＥＤ１４に接続されている。更に、マイコン２１は、ドライバ２８、２９に接続されており、ドライバ２８はパンモータ１３に、ドライバ２９はチルトモータ１２にそれぞれ接続されている。なお、マイコン２１は上述した圧力スイッチ３１にも接続されている。
【００２４】
（動作）
次に、フローチャートを参照して、本実施形態のカメラ１の動作について説明する。なお、マイコン２１は既にＲＯＭに記憶されたプログラムや後述する設定値等のデータのＲＡＭへの展開を行う初期処理を終了しており、カメラ部本体の撮像素子４を人物Ｐの顔に向かせてフレーミングし撮像するためのフレーミングルーチンが実行可能な状態にあるものとする。
【００２５】
図５に示すように、このフレーミングルーチンでは、まずステップ１０２において、圧力スイッチ３１がオン状態となるまで待機する。圧力スイッチ３１がオン状態となると、次のステップ１０４において、ドライバ２８、２９にパンモータ１３及びチルトモータ１２を駆動させ、カメラ部本体（測距ユニット）が測距方向の初期位置の方向を向くように移動させ、パンモータ１３及びチルトモータ１２の駆動を停止させる。
【００２６】
図６に示すように、測距ユニットの測距方向Ｄは、パン方向（水平方向）及びチルト方向（垂直方向）で測距許容範囲Ｓ内に規制されている。測距許容範囲Ｓは、パンモータ１３及びチルトモータ１２の可動範囲に依存している。なお、図６に示す測距許容範囲Ｓは、人物Ｐの位置における測距ユニットの測距範囲を模式的に示したものである。初期位置（初期方向）ＳＯは、この測距許容範囲Ｓのチルト方向下端かつパン方向一端部の位置とされている。測距許容範囲Ｓのチルト方向下端は、測距ユニットの測距可能距離の限界において床面より上方の位置、換言すれば、測距可能距離が床面までの距離より短くなるように設定されている。初期位置ＳＯは、測距許容範囲Ｓ内において、水平方向では、人物Ｐ（又は人物Ｐ’）が存在しない位置に設定されており、垂直方向では、人物Ｐ（又は人物Ｐ’）が存在する位置に設定されている（図１も参照）。
【００２７】
次のステップ１０６では、ドライバ２５にＨレベル信号を出力して発光素子５を点灯させる。これにより、受光素子６は人物Ｐ（又は人物Ｐ’）で反射した赤外反射光を受光可能な状態となる。
【００２８】
次のステップ１０８では、ドライバ２８にパンモータ１３を駆動させて、測距方向Ｄをパン方向（図６の矢印Ａ方向）に移動させる。これにより、測距方向Ｄは、チルト方向を初期位置のままとして、初期位置ＳＯからパン方向にパン方向終端位置ＳＥまで移動することになる。パン方向終端位置ＳＥは、認証エリア３４を挟んだ初期位置ＳＯの反対側で人物Ｐが存在しない位置に設定されている。
【００２９】
次にステップ１１０において、受光素子６で受光した信号に変化があるか、換言すれば、人物Ｐの一側ＰＡや他端ＰＢを捉えたか否かを判断する。測距デバイス２２は、受光素子からの電圧により被写体までの距離を測距しており、図６に示すように、人物Ｐの一側ＰＡ、人物Ｐの他端ＰＢ、人物Ｐよりも遠方に位置している人物Ｐ’の端部（図示せず）を含むパン動作中の各測距方向Ｄでその測距情報（距離情報）をマイコン２１に出力している。このため、マイコン２１は被写体を捉えた位置、すなわち、人物Ｐの一側ＰＡや他端ＰＢを判断することができる。
【００３０】
ステップ１１０での判断が否定のときは、ステップ１１４へ進み、肯定のときは、次のステップ１１２において、初期位置ＳＯから信号変化のあったところ（人物Ｐの一端ＰＡや他端ＰＢ）までドライバ２８がパンモータ１３に出力したパルス数の値及びそこでの測距デバイス２２からの測距情報をＲＡＭに記憶する。
【００３１】
次にステップ１１４では、測距方向Ｄがパン方向終端位置ＳＥに到達したか否かを、ドライバ２８がパンモータ１３に出力するパルス数が予め定められたパルス数となったか否かにより判断する。否定判定のときは、ステップ１０８に戻りパンモータ１３のパン駆動を続行させ、肯定判定のときは、次のステップ１１６においてパンモータ１３の駆動を停止させる。次いで、ステップ１１８では、ステップ１１２で記憶した距離情報を読み出し、カメラ１に最も近い被写体（人物Ｐ）を選択する。
【００３２】
次のステップ１２０では、ステップ１１２で記憶した人物Ｐの一側ＰＡ及び他側ＰＢまでのパルス数の値を読み出し、その中間のパルス数の値｛（ＰＡまでのパルス数＋ＰＢまでのパルス数）／２｝を演算して、演算されたパルス数の位置（方向）を人物Ｐの体軸位置（体軸方向）ＰＣとする。初期位置ＳＯからパン方向終端位置ＳＥまでドライバ２８がパンモータ１３へ出力するパルス数は一定であり、初期位置ＳＯから体軸位置ＰＣまでのパルス数は演算されているので、前者から後者を減算することで、測距ユニットの測距方向Ｄをパン方向終端位置ＳＥから体軸位置ＰＣに向かせるためのパルス数を演算することができる。ステップ１２２では、このように演算されたパルス数分、パンモータ１３を逆転駆動させて測距方向Ｄを体軸位置ＰＣに向かせ、パンモータ１３の駆動を停止させる。
【００３３】
従って、測距ユニットは、測距許容範囲Ｓの下端を水平方向に、パンモータ１３の正転駆動により、初期位置ＳＯから人物Ｐ、Ｐ’を通過してパン方向終端位置ＳＥまで向き、パン方向終端位置ＳＥで一旦停止した後、パンモータ１３の逆転駆動により、体軸位置ＰＣを向くこととなる。
【００３４】
ステップ１２４では、測距ユニットが体軸位置ＰＣから上方（図６の矢印Ｂ方向）を向くようにドライバ２９にチルトモータ１２を駆動させ、次のステップ１２６において、信号変化があるか否かを判断する。すなわち、図６に示すように、測距ユニットを体軸位置ＰＣから上方に向かせると、人物Ｐの頭部端（頭の頂部）ＰＤで信号変化が得られるが、ステップ１２６では、この信号変化で測距方向Ｄが頭部端ＰＤ越えたか否かを判断する。
【００３５】
ステップ１２６で否定判断のときは、ステップ１２８において、体軸位置ＰＣでの測距許容範囲Ｓ内の終端（上端位置）となる体軸チルト方向終端位置ＳＣまで駆動させたか否かを判断し、ステップ１２８での判断が否定のときは、測距方向Ｄを更に上方に向かせるためにステップ１２４へ戻る。なお、測距許容範囲Ｓの上端位置は、身長がおよそ２．５ｍを超える人は存在しないことやカメラ１の垂直（高さ）方向の設置位置を考慮して設定することができる。ステップ１２８での判断が肯定のときは、人物Ｐが移動したと考えられるので、次のステップ１３０において、圧力スイッチ３１がオン状態か否かを判断する。ステップ１３０で肯定判断のときは、人物Ｐが認証エリア３４内に存在するものの、人物Ｐが移動したためにこのままフレーミングルーチンを続行しても人物Ｐの顔のフレーミングを正確には得られないものとして、再度ステップ１０４へ戻り、ステップ１３０で否定判断のときは、人物Ｐが認証エリア３４内に存在しないので、フレーミングルーチンを終了する。
【００３６】
一方、ステップ１２６での判断が肯定のときは、測距方向Ｄが人物Ｐの頭部端ＰＤ越えたので、ステップ１３２において、チルトモータ１２のチルト駆動を停止させると共に、発光素子５を消灯させる。次いでステップ１３４でチルトモータ１２を逆転駆動させ、次のステップ１３６において、ドライバ２９が予め設定された所定パルス数をチルトモータ１２に出力したか否かを判断する。本実施形態のカメラ１ように人の顔のフレーミングを行う場合に、体軸位置ＰＣの上方の頭部端ＰＤが既知のときには、人の顔のサイズは大凡決められているので、頭部端ＰＤから例えば１５ｃｍ程度の下方の位置を人物Ｐの顔の中心ＰＥと考えることができる。ステップ１３６では、測距方向Ｄが人物Ｐの顔の中心ＰＥに向いたか否かを判断するために、チルトモータ１２にこの１５ｃｍ程度に相当する所定パルス数が出力されたか否かを判定する。
【００３７】
ステップ１３６で否定判定のときは、チルトモータ１２の逆転駆動を続行するためにステップ１３４へ戻り、肯定判断のときは、ステップ１３８において、チルトモータ１２の逆転駆動を停止させる。
【００３８】
従って、測距ユニットは、測距許容範囲Ｓの下端の体軸位置ＰＣから垂直方向に、チルトモータ１２の正転駆動により、人物Ｐの頭部端ＰＤを通過して一旦停止した後、チルトモータ１２の逆転駆動により、人物Ｐの顔の中心ＰＥを向くこととなる。撮像素子４は、第３フレーム９上に測距ユニットに挟まれて略水平方向に直線状に、かつ、同一方向に配置されているので、測距ユニットが人物Ｐの顔の中心ＰＥを向くことで、図６に示すように、人物Ｐの顔の中心ＰＥを中心とした画角ＶＡで人物Ｐの顔をフレーミングしている。
【００３９】
次にステップ１４０では、発光ＬＥＤ１４を点灯させ、次のステップ１４２でフレーミングの完了をホスト部へ報知するフレーミング完了信号を出力して、フレーミングルーチンを終了する。これにより、ホスト部は、撮像素子４からの画像を取り込み、上述したように、人物Ｐの顔の特徴量等のデータを抽出する画像処理を行い、ホスト部のデータベースに蓄積された人物Ｐの特徴量と一致する場合にドア３３を開錠する。
【００４０】
（作用等）
次に、本実施形態のカメラ１の作用等について説明する。
【００４１】
本実施形態のカメラ１では、パンモータ１３によりチルト方向下端でパン動作が行われ（ステップ１０４〜１１６）、一方向の測距が可能な測距ユニット（発光素子５、受光素子６）による信号変化から人物Ｐの体軸位置ＰＣが探し出される（ステップ１１８、１２０）。次いで、チルトモータ１２により体軸位置ＰＣ（チルト方向の下端）から上方に向けてチルト動作が行われ測距ユニットによる信号変化から人物Ｐの頭部端ＰＤが探し出される（ステップ１２４〜１３２）。そして、チルトモータ１２により、探し出された人物Ｐの顔の中心ＰＥに撮影レンズ３の撮影方向Ｄが向けられて人物Ｐの顔の中心ＰＥが画角ＶＡにフレーミングされて（ステップ１３４〜１３８）、撮像素子４で人物Ｐの顔が撮影される。従って、本実施形態のカメラ１は、（１）初期位置ＳＯからパン方向終端位置ＳＥまでの正転パン動作、（２）パン方向終端位置ＳＥから体軸位置ＰＢまでの逆転パン動作、（３）体軸位置ＰＢから頭部端ＰＤまでの正転チルト動作、及び、（４）頭部端ＰＤから人物Ｐの顔の中心ＰＥまでの逆転チルト動作、の４動作で人物Ｐの顔をフレーミングすることができるので、迅速に人物Ｐの顔の画像を得ることができる。従って、本実施形態のカメラ１によれば、静止状態の人物Ｐの顔の画像を迅速に得ることができるので、ホスト部では、従来技術のように人物Ｐの顔の部分を背景等から切り出すトリミング処理が不要なため画像処理の時間を短縮することができると共に、トリミング処理に伴って発生する撮像素子４の高解像度化が不要なため画素数が少ない低コストのカメラを使用することができる。換言すれば、本実施形態のカメラ１を使用することにより、画像を取り込んだ後人物Ｐの顔を中心とするトリミング処理が必要なく画像を取り込む時点でトリミング処理後の画像を得ることができるので、ホスト部での処理時間の短縮化やカメラの低コスト化を図ることができる。
【００４３】
また、殆どの場合に撮影対象となる被写体（人物Ｐ）は、カメラ１に最も近い位置に存在するので、本実施形態では、人物Ｐ、Ｐ’を含む複数の被写体が存在する場合でも、カメラ１に最も近い被写体である人物Ｐの顔を撮像素子４で撮影することで、被写体の特定を簡素化した。従って、本実施形態では、マイコン２１をソフトウエア（プログラム）で作動させる例を示したが、マイコン２１やソフトウエアによらずコンパレータ（比較器）等を含んたハードウエアで制御回路を構成することも可能なため、より低コスト化、ダウンサイジング化を図ることができる。
【００４４】
更に、本実施形態のカメラ１では、アクティブ方式の三角測距を採用している。このため、発光素子５を赤外域で発光させることで、暗いところでも人物Ｐ等の被写体を探し出すことができる。また、本実施形態のカメラ１は、一旦人物Ｐの顔の中心を探し出した後、赤外ＬＥＤ１４を発光させて（ステップ１４０）、撮像素子４で人物Ｐの顔を撮影するので、被写体の人物Ｐを驚かせたり、人物Ｐの視力を損傷することもない。また更に、本実施形態のカメラ１では、撮影レンズ３にＩＲカットフィルタを欠く構成としたので、撮像素子４は赤外域でも撮影が可能である。すなわち、一般に本実施形態のような認証用のカメラ１は廊下や玄関等の比較的暗いところに配置されるので、赤外域のアクティブ方式を採用し、赤外ＬＥＤ１４で被写体に投光し、更に、ＩＲカットフィルタを取り外した撮影レンズ３を用いることで、暗い場所でも撮影可能な認証用カメラ本来の機能を発揮させることができる。
【００４５】
更にまた、本実施形態のカメラ１では、光スポット径を３ｍｍ程度とした発光素子５を用いた。光スポット径が大き過ぎると、受光素子６からの出力での判別が難しく人物Ｐの輪郭等がぼけてしまう場合がある。本実施形態のカメラ１では、発光素子５の光スポットをぼけが生じない小径としたので、信号変化を精度よく把握することができ、誤差なく人物Ｐの顔をフレーミングして撮影することができる。
【００４６】
なお、本実施形態では、人物の顔をフレーミングして撮影する例を示したが、本発明はこれに限定されることなく、物の特定の部位をフレーミングして撮影するカメラにも適用できることは論を待たない。このような場合には、撮影対象となる物の形状に応じて一側や他側及び頭部端に相当する個所を定めるようにすればよい。
【００４７】
また、本実施形態では、連続投光型の発光ＬＥＤ１４を例示したが、フラッシュ型の発光ＬＥＤを用いるようにしてもよい。このようにすれば、真っ暗な場所にカメラ１が配置されても鮮明な人物Ｐの顔の画像を得ることができる。
【００４８】
更に、本実施形態では、撮影レンズ３からＩＲカットフィルタを除き暗い場所での適用例を示したが、カメラ１が常時明るい場所に配置されるときには、撮影レンズ３にＩＲカットフィルタを挿入することで、撮像素子４に入る光線のうち不要となる赤外域の光線を排除して人の目に馴染みのある画像を得るようにしてもよい。
【００４９】
また、本実施形態では、カメラ１側に制御回路２０を設けた例を示したが、このような制御回路２０は、カメラ１の外部や上述した図示しないホスト部側でもソフトウエアにより同様の機能を果たさせることができる。このような態様では、ホスト部側とカメラ側を接続する制御用のインターフェースを確保したり、BLUETOOTHに代表される無線リンクを確保するようにすればよい。
【００５０】
そして、本実施形態では、人物Ｐの顔にカメラ１の画角ＶＡを向けるために、体軸位置ＰＣから図６の矢印Ｂ方向に（上方に）チルトモータ１２をチルト駆動させる例を示したが、測距許容範囲Ｓの体軸位置ＰＣの上端となる体軸チルト方向終端位置ＳＣから矢印Ｂ方向とは反対側に（下方に）チルトモータ１２をチルト駆動させて頭部端ＰＤの信号変化を捉えるようにしてもよい。
【００５１】
（第２実施形態）
次に、本発明を、人物の顔を自動的にフレーミングする自動フレーミングカメラに適用した第２の実施形態について説明する。なお、本実施形態において、第１実施形態と同一の部材及び同一のステップには同一の符号を付してその説明を省略し、異なる個所のみ説明する。
【００５２】
図７に示すように、本実施形態では、発光素子５、撮影レンズ３及び受光素子６は、略水平方向に直線状に配設されているが、撮影レンズ３の撮影方向ＣＤは、測距ユニットの測距方向Ｄから所定角度θだけ下げて設定されている。この角度θは、撮像素子４のＣＣＤ面から人物Ｐまでの距離をＬ１とし、人物Ｐの顔の中心ＰＥから人物Ｐの頭部端ＰＤまでの距離をＬ２（例えば、１５ｃｍ）としたときに、ｔａｎθ＝Ｌ２／Ｌ１で与えられる。なお、図１に示すように、認証エリア３４（特に、カメラ１に向かう方向の辺）を小さくすることで、この角度θの精度は高まり、人物Ｐの顔のフレーミング精度を高めることができる。
【００５３】
図８に示すように、本実施形態のカメラ１のフレーミングルーチンでは、図５に示したステップ１３２〜ステップ１３６を欠いている。すなわち、本実施形態では、図７及び図９に示すように、撮影レンズ３の撮影方向ＣＤが測距ユニットの測距方向Ｄから、人物Ｐの顔の中心ＰＥから人物Ｐの頭部端ＰＤまでの距離Ｌ２に相当する角度θだけ下げて設定されているので、人物Ｐの頭部端ＰＤで信号変化が得られたときに、チルトモータ１２の駆動を停止すれば、その位置（方向）で撮像素子４は人物Ｐの顔の中心ＰＥを画角ＶＡの中心に捉えることができる。
【００５４】
本実施形態のカメラによれば、人物Ｐの顔を捉えるために、ステップ１３２〜ステップ１３６の工程が不要となるので、すなわち、第１実施形態に則して説明すれば、上述した（４）頭部端ＰＤから人物Ｐの顔の中心ＰＥまでの逆転チルト動作がないので、第１実施形態のカメラ１より更に迅速に人物の顔をフレーミングすることができる。
【００５５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の第１の態様によれば、測距手段による距離情報の変化から人物の体軸に次いで人物の頭の頂部が探し出され、頭の頂部から所定角度分撮影方向を下げることで、人物の顔の略中央がフレーミングされるので、迅速に人物の顔をフレーミングすることができ、本発明の第２の態様によれば、撮影手段の撮影方向は測距手段の測距方向に対して所定角度分下げて設定されているので、第１の態様のように、方向変更手段により探し出した頭の頂部から所定角度分撮影方向を下げて人物の顔の略中央部を撮影手段にフレーミングする必要がなく、第１の態様に比べより迅速に人物の顔をフレーミングすることができる、という効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用可能な第１実施形態の自動フレーミングカメラの配置位置を模式的に示す外観斜視図である。
【図２】第１実施形態の自動フレーミングカメラの外観斜視図である。
【図３】第１実施形態の自動フレーミングカメラのカメラ部本体の概略構成を示す外観斜視図である。
【図４】第１実施形態の自動フレーミングカメラの制御回路の概略構成を示すブロック図である。
【図５】第１実施形態の自動フレーミングカメラの制御回路のマイコンが実行するフレーミングルーチンのフローチャートである。
【図６】第１実施形態の自動フレーミングカメラの測距方向及び測距許容範囲を模式的に示す説明図である。
【図７】本発明が適用可能な第２実施形態の自動フレーミングカメラの撮影レンズと測距ユニットとの角度関係を模式的に示す説明図である。
【図８】第２実施形態の自動フレーミングカメラの制御回路のマイコンが実行するフレーミングルーチンのフローチャートである。
【図９】第２実施形態の自動フレーミングカメラの測距方向、撮影方向及び測距許容範囲を模式的に示す説明図である。
【符号の説明】
１  自動フレーミングカメラ
３  撮影レンズ（撮影手段の一部）
４  撮像素子（撮影手段の一部）
５  発光素子（測距手段の一部）
６  受光素子（測距手段の一部）
１２  チルトモータ（方向変更手段の一部）
１３  パンモータ（方向変更手段の一部）
２０  制御回路（測距手段の一部、方向変更手段の一部）
２２  測距デバイス（測距手段の一部）
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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