(57)【要約】  【課題】  外力を受け、スリップによる位置ずれが発生した場合の位置座標管理を適切に行うカメラ装置を提供する。  【解決手段】  制御部８は、位置座標系に基づき駆動装置３を制御してカメラ２を移動させる。カメラ２と駆動装置３の間のスリ婦機構６でスリップが発生したとき、位置ずれ検出装置９が位置ずれ量を検出する。そして、制御部８は、位置ずれ検出装置９により検出される位置ずれ量に応じて、位置座標系を補正する。また、制御部８は、スリップが検出されたときに駆動装置３を制御してカメラ２の姿勢を補正する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
カメラを駆動する駆動手段と、
前記カメラの位置座標を規定する位置座標系に基づき、前記駆動手段を制御して前記カメラを移動させる制御手段と、
前記カメラと前記駆動手段の間に設けられたスリップ機構と、
前記スリップ機構でのスリップによる位置ずれ量を検出する位置ずれ検出手段と、
前記位置ずれ検出手段により検出される位置ずれ量に応じて、前記位置座標系を補正する補正手段と、
を備えることを特徴とするカメラ装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記補正手段により補正された前記位置座標系に基づいて前記駆動手段を制御して前記カメラの姿勢を補正することを特徴とする請求項１に記載のカメラ装置。
【請求項３】
前記スリップ機構は、スリップによる位置ずれ量が、所定の間隔の離散的な大きさになるように構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のカメラ装置。
【請求項４】
前記制御手段は、スリップによる位置ずれ量が所定の閾値を越えたか否かを判定する手段と、前記位置ずれ量が前記閾値を越えたときにリセット動作を行う手段とを備えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のカメラ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動系を有するカメラ装置に関し、特に、スリップによる位置ずれが発生した場合の位置座標管理を適切に行うカメラ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の位置ずれ補正装置としては、特開平０８―７７６６４号公報（特許文献１）に記載されたものが知られている。同文献では、テープ走行系のシステムにおいて位置ずれ補正装置が備えられており、補正装置は、位置補正部位に対する補正機器の位置関係のずれを検出し、そのずれに対応する補正量を算出し、算出された補正量を駆動機構に送って位置関係のずれを補正するように構成されており、このような構成によりテープ走行状態の位置ずれを補正できる。
【特許文献１】特開平０８―７７６６４号公報（第３−８ページ、図３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上述の従来の位置ずれ補正装置は、テープ走行系のシステム、つまり動作範囲が限定的でないシステムに備えられているので、位置座標の管理を行う必要がなく、位置ずれ分の補正動作だけを行えばよい。これに対して、カメラ装置の場合には、カメラ動作を位置座標管理にて行っている。そのため、位置ずれが発生すると、位置座標管理にずれが生じ、その結果、適切な動作範囲を越えてカメラが動作してしまい、カメラ装置に不具合が発生する可能性があり、また、指定されたプリセット動作位置にカメラを正しく指向できなくなる可能性がある。
【０００４】
図８は、従来のカメラ装置において位置ずれが発生したときのカメラの位置座標系上でのソフトウエア動作限界範囲と物理的なカメラ動作限界範囲を示す図である。物理的なカメラ動作限界範囲２４は、ソフトウエア動作限界範囲２３よりも余裕量ｇだけ両側に広い。しかし、位置ずれ量ｅが余裕量ｇよりも大きいと、動作範囲オーバー量ｆ（＝ｅ−ｇ）が発生する。その結果、カメラは実際にはソフトウエア動作限界範囲２３の端部に達するよりも動作範囲オーバー量ｆだけ手前でカメラ動作限界範囲２４の端部に達し、カメラがカメラ動作限界範囲２４を物理的に設定するメカストッパに勢いよく当たる可能性があり、カメラに不具合を引き起こす可能性があるという問題があった。
【０００５】
また、カメラが予め指定された複数の目標物の撮像を行うプリセット動作を行う場合には、正規の位置座標系が、位置ずれ量ｅだけずれているため、すべての目標物に対して位置ずれを伴ったまま撮像してしまうという問題もあった。
【０００６】
本発明は、上記の従来の問題を解決するためになされたもので、その目的は、カメラ装置にスリップによる位置ずれが発生しても、カメラの位置座標を適切に管理することのできるカメラ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のカメラ装置は、カメラを駆動する駆動手段と、前記カメラの位置座標を規定する位置座標系に基づき、前記駆動手段を制御して前記カメラを移動させる制御手段と、前記カメラと前記駆動手段の間に設けられたスリップ機構と、前記スリップ機構でのスリップによる位置ずれ量を検出する位置ずれ検出手段と、前記位置ずれ検出手段により検出される位置ずれ量に応じて、前記位置座標系を補正する補正手段とを備える。
【０００８】
この構成により、所定量以上の外力を受けたときにスリップが発生し、位置ずれが発生した場合でもその位置ずれ量に応じて適切に位置座標系を補正し、位置座標管理を常に正しく行うことができ、これにより、動作限界範囲を越えた場合の不具合を防止することが可能となる。また、カメラがあらかじめ決められたプリセット位置を向く動作を行う場合に、正しいプリセット位置にカメラを指向させることが可能となる。
【０００９】
また、本発明のカメラ装置において、前記制御手段は、前記補正手段により補正された前記位置座標系に基づいて前記駆動手段を制御して前記カメラの姿勢を補正する。
【００１０】
この構成により、カメラの姿勢を適切に制御できる。上述のように、正しいプリセット位置にカメラを指向させることが可能となる。
【００１１】
また、本発明のカメラ装置において、前記スリップ機構は、スリップによる位置ずれ量が、所定の間隔の離散的な大きさになるように構成されている。
【００１２】
この構成により、スリップによる位置ずれ量が所定量間隔に制限されているので、位置ずれ検出手段として、所定量間隔に応じた低分解能のものを使用することが可能となる。
【００１３】
また、本発明のカメラ装置において、前記制御手段は、スリップによる位置ずれ量が所定の閾値を越えたか否かを判定する手段と、前記位置ずれ量が前記閾値を越えたときにリセット動作を行う手段とを備える。閾値は、位置補正を正しく行える位置ずれ量の限界に応じて、限界以下の値に設定される。
【００１４】
この構成により、位置ずれ量が大きい場合でも、リセット動作を行うことにより、確実に位置座標系が再設定されるため、位置ずれが発生した状態から復帰することが可能となる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明は、スリップによる位置ずれ量を検出する位置ずれ検出手段と、カメラの移動制御に用いる位置座標系を位置ずれ量に応じて補正する補正手段とを設けたことにより、カメラ装置にスリップによる位置ずれが発生しても、カメラの位置座標を適切に管理することができるという効果を有するカメラ装置を提供することができるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態のカメラ装置について、図面を用いて説明する。
【００１７】
図１は、本発明の実施の形態のカメラ装置の全体概略図を示している。カメラ装置１は、画像を撮像するためのカメラ２と、カメラ２を駆動するための駆動装置３と、駆動装置３を減速するための減速機４と、カメラ２に外力５が加わったときに駆動装置３および減速機４に過度な力が加わることを回避するためのスリップ機構６と、駆動装置３の回転量を検出する回転量検出装置７と、駆動装置３を制御する制御部８と、スリップ機構６でのスリップによる位置ずれ量を検出するための位置ずれ検出装置９とを有する構成である。
【００１８】
制御部８は、駆動装置と位置座標系を制御するためのコンピュータであり、回転量検出装置７により検出される回転量に基づいて、モータで構成される駆動装置３を制御して、カメラ２を移動させる。また、制御部８は、カメラの位置座標を管理するための位置座標系ＣＳの情報を記憶保持しており、この位置座標系ＣＳに基づいて駆動装置３を制御する。さらに、制御部８には、位置ずれ検出装置９の検出信号も入力される。制御部８は、後述するように、本発明の補正手段として機能し、位置ずれ量に応じて位置座標系ＣＳを補正する処理を行う。
【００１９】
図２は、スリップ機構６をより詳細に示している。カメラ２を回転するための回転軸１１には、回転軸固定座１２が固定されている。そして、回転軸固定座１２と歯車４ａは、両者の間の接触面１３にて摩擦力で保持されている。歯車４ａは、予圧ばね１４で回転軸固定座１２へ向けて軸方向に付勢されており、これにより歯車４ａと回転軸固定座１２が互いに押圧され、上記のように歯車１４が回転軸固定座１２に摩擦保持されている。位置ずれ検出装置９は、回転軸固定座１２と歯車４ａの相対的なずれを検出するように構成されている。歯車４ａは、歯車４ｂとかみ合っており、これらによって減速機４が構成されている。歯車４ｂは、モータである駆動装置３へと連結されている。
【００２０】
通常の動作状態においては、接触面１３の摩擦力保持により、カメラ２は減速機４と一体的に動作している。しかし、カメラ２に外力５が加わった場合においては、外力５が接触面１３の摩擦保持力を越えたときに、接触面１３にてスリップが起こる。これにより減速機４、駆動装置３に過度な力がかからない構成となっている。
【００２１】
図３は、スリップ機構６における回転軸固定座１２と歯車４ａの接触面１３を示している。接触面１３では、回転軸固定座１２および歯車４ａが、所定量の間隔ｄを開けて、等間隔に突部および溝部を有している。そして、回転軸固定座１２の突部および溝部が、それぞれ、歯車４ａの溝部および突部と係合する。このような構成により、スリップが発生した場合、位置ずれ量は、突部（溝部）の間隔ｄの整数倍であり、離散的な大きさになる。図の例では、位置ずれ量が間隔ｄの２倍である。したがって、間隔ｄの分解能があれば、位置ずれ量を検出できる。そこで、位置ずれ検出装置９は、間隔ｄより小さい分解能を有するように構成される。このような位置ずれ検出装置９は、光学式エンコーダの位相差検出等の手段により実現することが可能である。位置ずれ検出の分解能が低くてよいので、コストを低減し、また、構成を簡素化することが可能となる。
【００２２】
次に、図４は、カメラ２の位置座標系ＣＳを示している。前述のように、位置座標系ＣＳは、カメラ２の位置座標を管理するために制御部８で処理される。本実施の形態では、図示のように、位置座標系ＣＳは回転座標系であり、したがって、カメラ位置が方向（角度）で表される。カメラの位置座標は、図１、図２に示された回転量検出装置７により設定される。回転量検出装置７の検出信号が制御部８に入力され、制御部８で位置座標系ＣＳ上での位置座標が得られる。
【００２３】
また、図４において、カメラ位置座標２２ａ〜２２ｃは、カメラ２の現在位置の例であり、カメラ２が撮像する目標物２１ａ〜２１ｃを指向するときの現在位置を示している。ここでは目標物を３点としたが、その個数は必要に応じて決定される。
【００２４】
また、図５を参照すると、ソフトウエア動作限界範囲２３は、位置座標系ＣＳ上で、カメラ装置を制御するソフトウエア上で規定される位置座標系上でのカメラの移動可能範囲である。また、カメラ動作限界範囲２４は、安全上、物理的に規定されるカメラ２の動作限界範囲である。
【００２５】
次に、本実施の形態のカメラ装置１の動作を説明する。
【００２６】
カメラ２のカメラ位置座標２２ａ〜２２ｃは、回転量検出装置７により設定される位置座標系ＣＳにより決定されている。通常、制御部８は、位置座標系ＣＳに基づいて、駆動装置３を制御し、駆動することにより、カメラ位置座標２２ａ〜２２ｃの管理を行い、カメラを指定の方向に向けることができる。
【００２７】
しかし、本実施の形態では、カメラ２と駆動装置３の間にスリップ機構６が介在するために、位置座標系ＣＳは、絶対空間位置から見た場合、相対座標系になる。図６に示すように、外力５を受け、スリップ機構６が機能し、カメラ２にスリップが発生した場合、スリップによりカメラ２の指向方向に位置ずれが発生するとともに、相対座標系である位置座標系ＣＳにも位置ずれが発生する。つまり位置座標系ＣＳは絶対空間から見れば、位置ずれ量ｅだけずれた位置座標系の状態になっている。その結果、ソフトウェア動作限界範囲２３も、位置ずれが発生した状態になっている。
【００２８】
図７は、このような位置ずれを補正するための制御部８の処理を示すフローチャートである。外力５が加わり、スリップ機構にてスリップが発生した場合、位置ずれ検出装置９からの入力信号を用いて、スリップによる位置ずれ量ｅが算出される。次に、制御部８は、位置ずれ量ｅが所定の閾値ｅ０以下かどうかを判定する（Ｓ２）。閾値ｅ０以下であった場合、制御部８は、検出された位置ずれ量ｅに基づき、位置座標系ＣＳの補正を行う（Ｓ３）。ここでは、位置ずれ量ｅだけ、位置座標系ＣＳが、位置ずれと反対方向に回転される。この補正により、位置座標系ＣＳは、絶対空間から見て正しい元の位置座標系に復帰でき、ソフトウェア動作限界範囲２３も復帰できる。次に、制御部８は、検出された位置ずれ量に基づき、駆動装置３を制御し、カメラ位置座標の補正動作を行う（Ｓ４）。位置座標系ＣＳが位置ずれ量ｅだけ補正されたために、補正後の位置座標系ＣＳ上ではカメラ位置座標が位置ずれ量ｅだけずれていることになる。ここでは、カメラ位置座標が、位置ずれ量ｅだけ、位置ずれと反対方向に回転される。これにより、カメラ装置１はスリップ発生前の状態に復帰することができる。
【００２９】
一方、上述のステップＳ２にて、位置ずれ量ｅが閾値ｅ０より大きい場合、制御部８は、リセット動作を行う（Ｓ５）。リセット動作では、例えば、カメラ２が、適当な低い速度で、カメラ動作限界範囲２４の端部まで移動され、端部のメカストッパすなわち機械的突当て部に突き当てられる。制御部８は、この端部におけるカメラ２の絶対的な位置座標を記憶している。この記憶されている位置座標を用いて、制御部８は、カメラ２の位置座標系ＣＳを再設定することができる。ここで、位置ずれ量の閾値ｅ０は、位置補正を正しく行える位置ずれ量の限界に応じて、限界以下の値に設定される。閾値ｅ０を設けたことにより、位置ずれ量が大きい場合でも、リセット動作を行って、確実に位置座標系ＣＳが再設定されるため、位置ずれが発生した状態から復帰することが可能となる。
【００３０】
以上、本発明の好適な実施の形態を説明した。上述のように、本発明の実施の形態のカメラ装置によれば、スリップによる位置ずれ量を検出し、位置座標系ＣＳの位置ずれ補正を行うことにより、位置座標管理が適切になるため、カメラ２がメカストッパに勢いよく当たり、カメラ装置１に何らかの不具合を引き起こしてしまう可能性を回避することができる。またその後にカメラ位置補正動作を行うことにより、目標物に対して位置ずれをともなったまま撮像してしまう可能性を回避することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
以上のように、本発明にかかるカメラ装置は、スリップによる位置ずれが発生した場合でも、その位置座標管理を適切に行うことができるという効果を有し、位置ずれ補正機能を備えるカメラ装置として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の実施の形態におけるカメラ装置の全体簡略図
【図２】カメラ装置のスリップ機構の詳細を示す図
【図３】スリップ機構のスリップ面の拡大図
【図４】カメラの位置座標系を示す図
【図５】カメラの位置座標系上でのソフトウエア動作限界範囲と物理的なカメラ動作限界範囲を示す図
【図６】位置ずれが発生したときの位置座標系を示す図
【図７】位置ずれの補正処理を示すフローチャート
【図８】従来のカメラ装置において位置ずれが発生したときのカメラの位置座標系上でのソフトウエア動作限界範囲と物理的なカメラ動作限界範囲を示す図
【符号の説明】
【００３３】
１  カメラ装置
２  カメラ
３  駆動装置
４  減速機
６  スリップ機構
７  回転量検出装置
８  制御部
９  位置ずれ検出装置
ＣＳ  位置座標系
ｄ  所定量間隔
ｅ  位置ずれ量
ｆ  動作範囲オーバー量
【図１】
2005128157.tif 000003
【図２】
2005128157.tif 000004
【図３】
2005128157.tif 000005
【図４】
2005128157.tif 000006
【図５】
2005128157.tif 000007
【図６】
2005128157.tif 000008
【図７】
2005128157.tif 000009
【図８】
2005128157.tif 000010