(57)【要約】【課題】一定の限られた範囲内でのパン・チルト駆動で撮影を行う場合に、駆動機構の耐久性をより向上する機能を持つカメラ雲台装置を提供すること。【解決手段】遠隔制御が可能なカメラ雲台装置において、パン方向に回転する手段と、チルト方向に回転する手段と、映像信号を左右上下反転する手段と、パン・チルトの累積動作量を記録する手段とを備え、前記パン・チルトの累積動作量が予め設定された閾値以上となった場合、映像信号を左右上下反転させ、パン・チルトを行う手段を具備することを特徴とする。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
遠隔制御が可能な雲台カメラ装置において、パン方向に回転する手段と、チルト方向に回転する手段と、映像信号を左右上下反転する手段と、パン・チルトの累積動作量を記録する手段とを備え、前記パン・チルトの累積動作量が予め設定された閾値以上となった場合、映像信号を左右上下反転させ、パン・チルトを行うことを特徴とする雲台カメラ装置。
【請求項２】
前記パン・チルトの総動作量は、ステッピングモーターの駆動パルスの累積数であることを特徴とする請求項１に記載の雲台カメラ装置。
【請求項３】
遠隔制御が可能な雲台カメラ装置において、パン方向に回転する手段と、チルト方向に回転する手段と、映像信号を左右上下反転する手段と、パン・チルト用モーターの電流量を記録する手段とを備え、前記パン・チルトモーターの電流量が予め設定された閾値以上となった場合、映像信号を左右上下反転させ、パン・チルトを行うことを特徴とする雲台カメラ装置。
【請求項４】
撮影待機方向は予め登録しておき、追尾対象の被写体が存在しない場合は登録してある撮影待機方向へ撮影装置を向けることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載の追尾機能付き雲台カメラ装置。
【請求項５】
パン方向において有限な回転機構を持ち、被写体を自動追尾する機能を備える雲台カメラ装置において、パンの動作範囲の中心が、被写体の移動方向に平行になるように設置する、請求項１乃至請求項４の何れか一項に記載の追尾機能付き雲台カメラ装置の設置方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、搭載したカメラのパン回転およびチルト回転が遠隔操作により駆動可能なカメラ雲台装置に関し、特に駆動機構の耐久性を高める機能を備えた雲台装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
パン・チルト角度を変え、自在に撮影方向を変えることができるカメラ雲台装置を監視用途や自動車、飛行機などの追尾撮影用途で使用する場合においては、一定の限られた範囲内でパン・チルト角度を変えることで撮影できることが多い。このような使用方法の場合、駆動機構の可動範囲の一部しか使用しないことになる。
【０００３】
特許文献１では、飛行機を追尾撮影する場合にレーダー信号を用い、撮影装置の撮影可能範囲や遮蔽物の存在から飛行機の撮影時刻における位置を予測して撮影装置を制御することで、撮影装置の駆動を最小限に抑え、節電、機器の消耗の抑止などの効果が得られるという技術の開示が行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２７０４０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
追尾撮影では、パン・チルトの特定の範囲を繰り返し使用するため、その領域での油切れ、ギヤの摩耗等に対する駆動部耐久性向上が求められている。
【０００６】
しかしながら、上述の特許文献に開示された従来技術では、一定の限られた範囲内でのパン・チルト駆動における駆動機構の耐久性の向上に関する手段については記載がない。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、一定の限られた範囲内でのパン・チルト駆動で撮影を行う場合に、駆動機構の耐久性をより向上する機能を持つカメラ雲台装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明は、遠隔制御が可能なカメラ雲台装置において、パン方向に回転する手段と、チルト方向に回転する手段と、映像信号を左右上下反転する手段と、パン・チルトの累積動作量を記録する手段とを備え、前記パン・チルトの累積動作量が予め設定された閾値以上となった場合、映像信号を左右上下反転させ、パン・チルトを行う手段を具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、一定の限られた範囲内でのパン・チルト駆動で撮影を行う場合に、駆動機構の耐久性をより向上する機能を持つカメラ雲台装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施例１、実施例２の概略図である。
【図２】実施例１、実施例２のブロック図である。
【図３】実施例１におけるフローチャートである。
【図４】実施例２におけるフローチャートである。
【図５】実施例３におけるフローチャートである。
【図６】実施例３におけるパン範囲Ａでの追尾動作の説明図である。
【図７】実施例３におけるパン範囲Ａからパン範囲Ｂでの追尾動作に移る時の説明図である。
【図８】実施例３におけるパン範囲Ａでの追尾動作の説明図である。
【図９】実施例３におけるパン範囲Ｂからパン範囲Ａでの追尾動作に移る時の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明の実施形態にかかわるカメラ雲台装置の概略図、図２はそのブロック図である。
【実施例１】
【００１２】
図１、図２及び図３を参照して、本発明の第１の実施例における構成及び動作について説明する。本実施例の雲台装置は、カメラハウジング部１、カメラ２、撮影窓３、チルト支持部４、本体部５、パン支持部６、台座部７、遠隔操作器８、映像モニター９構成される。
【００１３】
カメラハウジング部１は、カメラ２、カメラ制御部１０から構成される。本体部５は、ＣＰＵ１１、メモリ１２、チルト制御部１３、チルトモーター１４、チルトポジションセンサー１５、パン制御部１６、パンモーター１７、パンポジションセンサー１８から構成される。チルトモーター１４とパンモーター１７は、本体部５に固定されており、各モーターのシャフト（図示せず）はギヤ（図示せず）を介し、チルト支持部４およびパン支持部６に接続されている。そのため、各モーターが回転すると、本体部５を基準にして、台座部７とカメラハウジング部１が回転する。その結果、カメラの撮影方向が変更されることになる。台座部７は、映像出力部１９、通信部２０から構成される。
【００１４】
雲台装置は、まず通信部２０で遠隔操作器８からの操作信号を受信する。受信した操作信号をＣＰＵ１１が解釈し、操作信号に適した動作を行う。操作信号がパンニング・チルティングの駆動命令であった場合には、パン制御部１６、チルト制御部１３を制御することによって、パンモーター１７、チルトモーター１４を駆動させる。ズーム・フォーカス・アイリスなどの各種カメラの制御命令であった場合には、カメラ制御部１０を制御し、カメラ２を制御する。
【００１５】
カメラ２はカメラ制御部を通したＣＰＵ２からの命令により、撮影した映像信号を上下左右反転処理し出力する機能を持つ。ＣＰＵ１１はチルトポジションセンサー１５の値を取り込み、カメラのチルト方向の撮影角度が事前に設定した角度を通過した場合、カメラ２に対して映像信号出力データを反転処理を行うか行わないかの命令を出す。
【００１６】
ここで、本実施例では地表から鉛直方向を０°として、この０°を反転処理を行うか行わないかの設定角度としている。このように動作することで、カメラハウジング部がチルト方向に１８０度回転した後でも、映像信号は正立像が出力される。
【００１７】
本実施例での雲台装置の全体のチルト方向の可動範囲は−１２０°から１２０°であり、カメラの出力が反転機能を使わずに正立像が出力される範囲を０°から１２０°、反転機能を使い正立像が出力される範囲を０°から−１２０°とする。説明の都合上、チルト範囲０°から１２０°を範囲Ａ、０°から−１２０°を範囲Ｂとする。また、パン方向の可動範囲は−１８０°から１８０°とする。
【００１８】
本実施例では、パンモーター１７とチルトモーター１４はステッピングモーターである。ＣＰＵ１１はパン制御部１６、チルト制御部１３に対してモーター駆動命令を出すことによって、それぞれのモーターを駆動させることが出来、合わせてモーター駆動のための駆動パルス数をパン制御部１６、チルト制御部１３から得る。本実施例ではこの駆動パルス数を積算し、累積動作量とする。
【００１９】
次に本実施例の動作を図３のフローチャートを用いて説明する。ステップＳ１００において、雲台装置の初期設定として予め動作範囲としてチルト範囲を設定し（ここでは範囲Ａ）、チルト位置の初期位置（ここでは９０°）、パン位置の初期位置（ここでは０°）に移動する。
【００２０】
続いてステップＳ１０１では、メモリ６に保存される駆動パルスの積算カウントを初期化する。
【００２１】
続いてステップＳ１０２では、遠隔操作機８からの操作信号により、範囲Ａにてパン・チルト動作、カメラ制御動作を行う。
【００２２】
続いてステップＳ１０３では、パン・チルト動作した場合、ＣＰＵ１１は積算の駆動パルス数をメモリ６に保存する。
【００２３】
続いてステップＳ１０４では、積算の駆動パルス数をメモリ６に予め設定されている閾値と比較する。閾値以上であれば、ステップＳ１０５に進み、閾値未満ではステップＳ１０２へ進む。閾値と比較する値は、パンモーターの積算駆動パルス数または、チルトモーターの積算駆動パルス数、またはその両方を合わせた数でも良い。この閾値は、パン、チルトモーターのシャフト（図示せず）に接続しているギヤ（図示せず）の耐久性と、ギヤに塗布されている潤滑油の特性から決定する。これは、一定の範囲内でしかギヤが動作しない場合、潤滑油の偏り及び油切れが発生し、その部分のギヤの伝達特性が低下する場合があるためである。
【００２４】
続いてステップＳ１０５では、遠隔操作器８からの操作信号があるかどうかを判断する。ある場合はステップＳ１０２に進み、無い場合はステップＳ１０６に進む。
【００２５】
ステップＳ１０６では、範囲Ａから範囲Ｂでの動作に切り替えるため、まず現在のパン、チルトの位置をチルトポジションセンサー１５、パンポジションセンサー１８から得る。次にチルト位置を現在の位置から０°を中心として対称の位置に移動する。例えば６０°の位置にいたとすると−６０°に移動する。範囲Ａから範囲Ｂにチルト位置が移動するので、ＣＰＵ２はカメラ２に対して映像反転処理命令を出す。次にパン位置を現在の位置から１８０°対角方向へ移動する。
【００２６】
このように動作することで、範囲Ａから範囲Ｂでの動作に移ることが出来、ステップＳ１０１へ進む。
【００２７】
ステップＳ１０１から始まる範囲Ｂでのパン・チルト動作開始後も上記と同様の処理を行う。ステップＳ１０６では、ＣＰＵ１１は積算の駆動パルス数が閾値以上の場合、範囲Ｂから範囲Ａでの動作に切り替えるため、まず現在のパン、チルトの位置をチルトポジションセンサー１５、パンポジションセンサー１８から得る。次にチルト位置を現在の位置から０°を中心として対称の位置に移動する。例えば−２０°の位置にいたとすると２０°に移動する。範囲Ｂから範囲Ａにチルト位置が移動するので、ＣＰＵ２はカメラ２に対して映像反転処理をしない命令を出す。次にパン位置を現在の位置から１８０°対角方向へ移動する。このように動作することで、範囲Ｂから範囲Ａでの動作に移ることが出来る。
【００２８】
以上の構成及び動作により、一定の範囲内でしかパン・チルト動作を行わない場合でも、ギヤの潤滑油の偏り及び油切れを防ぎ、駆動機構の耐久性がより向上するという効果が得られる。
【実施例２】
【００２９】
実施例２の構成は、実施例１の概略図である図１、及びブロック図である図２と同じである。図４を用いて動作を説明する。実施例１と同様の部分の説明は省略する。
【００３０】
本実施例では、パンモーター１７とチルトモーター１４は直流モーターである。ＣＰＵ１１はパン制御部１６、チルト制御部１３に対してモーター駆動命令を出すことによって、それぞれのモーターを駆動させることが出来、合わせてモーター駆動のための電流値をパン制御部１６、チルト制御部１３から得る。パン・チルト動作の開始時の電流値の初期値よりも、パン・チルト動作を繰り返し行った後の電流値は、ギヤの潤滑油の偏り及び油切れによりトルクが必要となり、徐々に増加していく。本実施例ではこの増加した電流値を、累積動作量とする。
【００３１】
次に本実施例の動作を図３のフローチャートを用いて説明する。ステップＳ１００において、雲台装置の初期設定として予め動作範囲としてチルト範囲を設定し（ここでは範囲Ａ）、チルト位置の初期位置（ここでは９０°）、パン位置の初期位置（ここでは０°）に移動する。
【００３２】
続いてステップＳ２０１では、遠隔操作機８からの操作信号により、範囲Ａにてパン・チルト動作、カメラ制御動作を行う。
【００３３】
続いてステップＳ２０２では、パン・チルト動作した場合、ＣＰＵ１１は予め定められた速度の時の電流値をメモリ６に保存する。
【００３４】
続いてステップＳ２０３では、電流値をメモリ６に予め設定されている閾値と比較する。閾値以上であれば、ステップＳ２０４へ進み、閾値未満ではステップＳ２０１へ進む。閾値と比較する値は、パンモーターの電流値または、チルトモーターの電流値、またはその両方を合わせた数でも良い。この閾値は、パン、チルトモーターのシャフトに接続しているギヤの耐久性と、ギヤに塗布されている潤滑油の特性から決定する。これは、一定の範囲内でしかギヤが動作しない場合、潤滑油の偏り及び油切れが発生し、その部分のギヤの伝達特性が低下する場合があるためである。
【００３５】
ステップＳ２０４では、遠隔操作器８からの操作信号があるかどうかを判断する。ある場合はステップＳ２０１に進み、無い場合はステップＳ２０５に進む。
【００３６】
ステップＳ２０５では、範囲Ａから範囲Ｂでの動作に切り替えるため、まず現在のパン、チルトの位置をチルトポジションセンサー１５、パンポジションセンサー１８から得る。次にチルト位置を現在の位置から０°を中心として対称の位置に移動する。例えば６０°の位置にいたとすると−６０°に移動する。範囲Ａから範囲Ｂにチルト位置が移動するので、ＣＰＵ２はカメラ２に対して映像反転処理命令を出す。次にパン位置を現在の位置から１８０°対角方向へ移動する。
【００３７】
このように動作することで、範囲Ａから範囲Ｂでの動作に移ることが出来、ステップＳ２０１へ進む。
【００３８】
ステップＳ２０１から始まる範囲Ｂでのパン・チルト動作開始後も上記と同様の処理を行う。ステップＳ２０５では、ＣＰＵ１１は電流値が閾値以上の場合、範囲Ｂから範囲Ａでの動作に切り替えるため、まず現在のパン、チルトの位置をチルトポジションセンサー１５、パンポジションセンサー１８から得る。次にチルト位置を現在の位置から０°を中心として対称の位置に移動する。例えば−２０°の位置にいたとすると２０°に移動する。範囲Ｂから範囲Ａにチルト位置が移動するので、ＣＰＵ２はカメラ２に対して映像反転処理をしない命令を出す。次にパン位置を現在の位置から１８０°対角方向へ移動する。このように動作することで、範囲Ｂから範囲Ａでの動作に移ることが出来る。
【００３９】
以上の構成及び動作により、一定の範囲内でしかパン・チルト動作を行わない場合でも、ギヤの潤滑油の偏り及び油切れを防ぎ、駆動機構の耐久性がより向上するという効果が得られる。
【実施例３】
【００４０】
図６に示す雲台３００は、本発明を適応した、画像認識技術を搭載して映像内に映る被写体の認識を行い、被写体の動きに合わせて自動でパン・チルトを動作させ追尾する自動追尾機能付きのカメラ雲台装置である。これにより、操作者が雲台カメラの向きを変更しなくても、動きのある被写体を自動で撮影することが可能である。図６は被写体を飛行機として、飛行機の着陸の撮影を繰り返し行う例を示している。
【００４１】
雲台３００の構成は、実施例１、実施例２の概略図である図１、及びブロック図である図２と同じである。ここで、画像認識技術を用いた自動追尾機能は、ＣＰＵ１１で行っても良いが、遠隔操作器８で行うことも可能である。
【００４２】
図６において、雲台３００は、滑走路３０２の中心３０３と、雲台３００のパン範囲全体３０４の中心３０５が並行になるように設置されている。パン範囲Ａ３０６は、実施例１で説明した、チルト角度が反転機能を使わずに正立像が出力される範囲である場合のパン範囲とする。パン範囲Ｂ３０７は、チルト角度が反転機能を使って正立像が出力される範囲である場合のパン範囲とする。ここで、パン範囲Ｂ３０７は雲台３００にとって滑走路３０２とは逆の撮影方向となるので、飛行機の着陸の撮影を繰り返し行う場合、使用する機会は無い。当然ながらパン範囲Ａ３０６のみを使用することになる。
【００４３】
雲台３００の初期パン・チルト位置は、飛行機３０１の進入路の入り口を撮影するように、撮影待機方向３０８となる。パン範囲中心３０５と撮影待機方向３０８のパン方向の角度はα°となる。追尾動作終了となるパン位置は、滑走路３０２の端である終了方向３０９に設定される。パン範囲中心３０５と終了方向３００のパン方向の角度はβ°となる。追尾動作範囲３１０は撮影待機方向３０８から終了方向３０９の間となる。
【００４４】
次に本実施例の動作を図５のフローチャートを用いて説明する。ステップＳ３００において、初期チルト範囲、パン範囲、撮影待機方向、追尾範囲を設定する。
【００４５】
続いて、ステップＳ３０１では累積動作量を初期化する。続いて、ステップＳ３０２ではパン・チルト位置を撮影待機方向３０８へ向ける。続いて、ステップＳ３０３では、追尾対象を認識したかどうかを判断する。認識していなければステップＳ３０３に戻る。認識していればステップＳ３０４に進む。
【００４６】
ステップＳ３０４では追尾撮影のためパン・チルト動作を開始する。続いてステップＳ３０５では、モーターの動作量をカウントする。続いてステップＳ３０６では、雲台３００が終了方向３０９までパン動作した後、追尾動作を終了する。
【００４７】
続いて、ステップＳ３０７では、累積動作量をメモリ６に予め設定されている閾値と比較する。閾値以上であれば、ステップＳ３０８に進み、閾値未満ではステップＳ３０２へ進む。
【００４８】
ステップＳ３０８では、パン範囲とチルト範囲を変更し、映像走査を上下左右反転する。続いてステップＳ３０１へ進む。
【００４９】
次に図６と図７を用いて、パン範囲Ａからパン範囲Ｂへの動作移行について説明する。図６に示すように、パン範囲Ａにて追尾動作を行い、ステップＳ３０６において終了方向３０９までパン動作した後、追尾動作を終了したとする。ステップＳ３０７にて、ステップ３０８に進んだとする。ステップＳ３０８では、チルト位置を現在の位置から０°を中心として対称の位置に移動する。範囲Ａから範囲Ｂにチルト位置が移動するので、ＣＰＵ２はカメラ２に対して映像反転処理命令を出す。
【００５０】
図７における撮影方向３１０は、終了方向３０９からパン方向が１８０°対称の撮影方向を示す。ステップＳ３０１に進み、次にステップＳ３０２としてパン位置を撮影方向１１０の位置から移動方向３１１向きで撮影待機方向３０８へ移動する。移動するパン角度は３６０°−α°−β°となり、追尾範囲３１０のみで動作していた駆動範囲よりも２倍以上の範囲で動作することとなる。このように動作することで、範囲Ａから範囲Ｂでの動作に移ることが出来る。
【００５１】
次に図８と図９を用いて、パン範囲Ｂからパン範囲Ａへの動作移行について説明する。図８に示すように、パン範囲Ｂにて追尾動作を行い、ステップＳ３０６において終了方向３０９までパン動作した後、追尾動作を終了したとする。ステップＳ３０７にて、ステップ３０８に進んだとする。ステップＳ３０８では、チルト位置を現在の位置から０°を中心として対称の位置に移動する。範囲Ｂから範囲Ａにチルト位置が移動するので、ＣＰＵ２はカメラ２に対して映像反転処理命令を出す。
【００５２】
図９における撮影方向３１０は、終了方向３０９からパン方向が１８０°対称の撮影方向を示す。ステップＳ３０１に進み、次にステップＳ３０２としてパン位置を撮影方向１１０の位置から移動方向３１２向きで撮影待機方向３０８へ移動する。移動するパン角度はα°＋β°となる。このように動作することで、範囲Ｂから範囲Ａでの動作に移ることが出来る。
【００５３】
以上、本発明の好ましい実施形態について、平易に説明するため実施例３では飛行機着陸における自動追尾撮影の動作を示して説明したが、本発明はこれらの値や実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形及び変更をすることができる。
【符号の説明】
【００５４】
２  カメラ、８  遠隔操作器、１０  カメラ制御部、１１  ＣＰＵ、１２  メモリ、
１３  チルト制御部、１４  チルトモーター、１６  パン制御部、１７  パンモーター
【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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