(57)【要約】【課題】プリセット動作時の条件に応じて経路を選択し、被写体が存在しない方向を経由して動作する確率を下げることを可能にした雲台装置を提供すること。【解決手段】パンの回転範囲が180°以上で、チルトが鉛直を跨いで動作可能で、鉛直を過ぎるとカメラの画像が反転する雲台装置において、プリセット位置を記憶するメモリー部と、設置姿勢を判別する設置姿勢判別手段とを備え、プリセット位置を記憶するメモリー部には、登録された第１のプリセット位置とともに、パンが180°、チルトが鉛直を中心に反転した第２のプリセット位置をあわせて記憶し、任意の位置からプリセット位置に動作する場合に、条件によって第１のプリセット位置と第２のプリセット位置から動作先のプリセット位置を選択し、動作することを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
パンの回転範囲が180°以上で、チルトが鉛直を跨いで動作可能で、鉛直を過ぎるとカメラの画像が反転する雲台装置において、プリセット位置を記憶するメモリー部と、設置姿勢を判別する設置姿勢判別手段とを備え、プリセット位置を記憶するメモリー部には、登録された第１のプリセット位置とともに、パンが180°、チルトが鉛直を中心に反転した第２のプリセット位置をあわせて記憶し、任意の位置からプリセット位置に動作する場合に、条件によって第１のプリセット位置と第２のプリセット位置から動作先のプリセット位置を選択し、動作することを特徴とする雲台装置。
【請求項２】
設置姿勢判別手段によって判別された設置姿勢が据え置きである場合は、第１のプリセット位置と第２のプリセット位置からチルトが鉛直を跨がずに到達するプリセット位置を選択し、動作することを特徴とする請求項１に記載の雲台装置。
【請求項３】
設置姿勢判別手段によって判別された設置姿勢が吊り下げである場合、第１のプリセット位置と第２のプリセット位置からより短い時間で到達するプリセット位置を選択し、動作することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の雲台装置。
【請求項４】
設置姿勢判別手段によって判別された設置姿勢が吊り下げであり、動作後の撮影方向が任意に設定が可能な閾値より上側である場合は、第１のプリセット位置と第２のプリセット位置からチルトが鉛直を跨がずに到達するプリセット位置を選択し、動作することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の雲台装置。
【請求項５】
設置姿勢判別手段によって判別された設置姿勢が吊り下げであり、動作後の撮影方向が任意に設定が可能な閾値より下側である場合は、第１のプリセット位置と第２のプリセット位置からより短い時間で到達するプリセット位置に動作することを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか一項に記載の雲台装置。 
【請求項６】
パンの回転範囲が180°以上で、チルトが鉛直を跨いで動作可能で、鉛直を過ぎるとカメラの画像が反転する雲台装置において、プリセット位置を記憶するメモリー部と、動作方法選択手段を設け、プリセット位置を記憶するメモリー部には、登録された第１のプリセット位置とともに、パンが180°、チルトが鉛直を中心に反転した第２のプリセット位置をあわせて記憶し、任意の位置からプリセット位置に動作する場合に、 
動作方法選択手段によりチルトが鉛直を跨がない動作方法を選択した場合は、第１のプリセット位置と第２のプリセット位置からチルトが鉛直を跨がずに到達するプリセット位置を選択して動作し、 
動作方法選択手段により最短時間で動作する動作方法を選択した場合は、第１のプリセット位置と第２のプリセット位置からより短い時間で到達するプリセット位置を選択して動作することを特徴とする雲台装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置を搭載し、コントローラーからの指令を受けて、内蔵するモーターによってパン回転及びチルト回転をすることで撮影方向を変更する雲台装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の雲台装置では、コントローラーからのマニュアル動作と共に、あらかじめ記憶した撮影方向（プリセット位置）に向けて、撮影方向を自動で変更するプリセット動作が備えられる。
【０００３】
特許文献１には、撮像装置からの出力映像に方角や目標物の名称を表示し、指定した方角や目標物を撮影する方向への最短経路を求めてパンとチルトが動作する技術が開示されている。
【０００４】
特に、パンとチルトの回転範囲が広く、パンの回転範囲が１８０度以上でチルトの回転範囲が鉛直を跨いで動作可能であるような雲台装置の場合、チルトが鉛直を過ぎた時に撮像装置から出力する映像を反転する技術が開示されている。映像が反転することによって、２通りのパンとチルトの角度位置の組合せで同じ方向を向けて、同じ映像を撮影することができるため、２通りの組合せの内、最短経路で到達するパンとチルトの角度位置に動作させる技術が開示されている。
【０００５】
特許文献２には、複数のプリセット位置を巡回する雲台装置で、プリセット位置の分布を元に演算を行い、チルト軸周りの分布が多い場合は往復動作、パン軸周りの分布が多い場合はループ動作を行う制御技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−６９４９５号公報
【特許文献２】特許第３９９２０２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述の特許文献１に開示された従来技術では、設置状況やユーザーの意図に関わらず、最短経路を選択するため、被写体が存在しない方向を経由して動作する場合がある。
【０００８】
特許文献２では、被写体が存在する方向を連続的に巡回する動作を行うが、複数のプリセットポジションを登録する必要があり、ユーザーの負荷が増えてしまう。また、任意の位置からプリセット位置に向けて動作する場合には、最短経路を選択するため、被写体が存在しない方向を経由して動作する場合がある。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、プリセット動作時の条件に応じて経路を選択し、被写体が存在しない方向を経由して動作する確率を下げることを可能にした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】
【００１０】
上記の目的を達成するために、本発明に係る雲台装置は、
パンの回転範囲が１８０度以上でチルトが鉛直を跨いで動作可能であり、鉛直を過ぎるとカメラの画像が反転する雲台装置において、プリセット位置を記憶する記憶部と、設置姿勢を判別する設置姿勢判別手段とを備え、プリセット位置を記憶する記憶部には、登録された第１のプリセット位置とともに、パンが１８０度、チルトが鉛直を中心に反転した第２のプリセット位置をあわせて記憶し、任意の位置からプリセット位置に動作する場合に、第１のプリセット位置と第２のプリセット位置から動作先のプリセット位置を条件に応じて選択し、選択したプリセット位置に動作することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、プリセット動作時の条件に応じて経路を選択し、被写体が存在しない方向を経由して動作する確率を下げることを可能にした雲台装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の雲台装置の代表的な構成
【図２】同じ方向を撮影する２つの姿勢を例示する図
【図３】本発明の雲台装置を据え置き設置した場合の、動作前の状態を示す図
【図４】図３の状態から、最短経路で動作した後の状態を示す図
【図５】図３から図４の位置に動作する時に撮影された映像の一部を示す図
【図６】本発明の第１の実施例に記載の雲台装置のプリセット動作のフロー
【図７】図３の状態から、本発明の第１の実施例のフローに従って動作した後の状態を示す図
【図８】図３から図７の位置に動作する時に撮影された映像の一部を示す図
【図９】本発明の雲台装置を吊り下げ設置した場合の、動作前の状態を示す図
【図１０】図９の状態から、本発明の第１の実施例のフローに従って動作した後の状態を示す図
【図１１】本発明の第１の実施例のその他の形態を示すフロー
【図１２】本発明の雲台装置を吊り下げ設置した場合の、動作前の状態を示す図
【図１３】本発明の第２の実施例に記載の雲台装置のプリセット動作のフロー
【図１４】図１２の状態から、本発明の第２の実施例に記載のフローに従って閾値より下側の被写体に向けてプリセット動作した後の状態を示す図
【図１５】図１２の状態から、本発明の第２の実施例に記載のフローに従って閾値より上側の被写体に向けてプリセット動作した後の状態を示す図
【図１６】本発明の第２の実施例のその他の形態を示すフロー
【発明を実施するための形態】
【００１３】
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雲台装置の代表的な構成を示す図である。
【００１４】
［実施例１］
以下、図１から１０を参照して、本発明の第1の実施例による雲台装置について説明する。
【００１５】
図１は本発明の雲台装置の代表的な構成を示す。雲台装置１は、カメラハウジング１ａ内部に不図示のカメラ２を搭載する。雲台装置１は、パン軸３の周りの矢印Ｐ１及び矢印Ｐ２方向に不図示のパンモーター３ａによって動作し、チルト軸４の周りの矢印Ｔ１及びＴ２方向に不図示のチルトモーター４ａによって動作することにより、カメラ２の撮影方向を変更する。
【００１６】
本発明の雲台装置は、パン軸３の周りに３６０°、チルト軸４の周りに鉛直を中心に９０°以上動作可能に構成され、カメラ２の撮影方向が鉛直を通過すると、カメラ２からの映像が上下・左右それぞれが反転するように構成されている。雲台装置１には、ケーブル１ｂが接続され、ネットワーク５を介して、コントローラー６との間で、制御信号や映像信号のやり取りを行う。さらに雲台装置１には、不図示の設置姿勢判別手段１ｃが設けられ、設置姿勢判別手段１ｃは重力方向を検知するセンサーまたは、ユーザーが操作する切り替えスイッチにより構成される。
【００１７】
コントローラー６には不図示の分配機６ａが一体的または別体として設けられ、雲台装置１から送出された映像信号はモニター７に表示される。また、コントローラー６にはマニュアル操作部８が設けられ、パン、チルト、ズーム、フォーカスのような、雲台装置１とカメラ２のマニュアル操作を行う。さらに、コントローラー６には、プリセット操作部９が設けられる。プリセット操作部９は、記憶ボタン９ａとプリセットボタン９ｂとからなり、プリセットボタン９ｂは、必要なプリセット位置の数に応じて複数設けられる。
【００１８】
プリセット位置の情報は、コントローラー６に設けられる記憶部１０に記憶され、プリセットボタン９ｂの押下によって雲台装置１に指令が送られ、雲台装置１は指令に応じて記憶した撮影状態になるようにプリセット動作を行う。なお、本実施例では記憶部１０はコントローラー６に設けられているが、雲台装置１に設けられていても働きは同じである。
【００１９】
雲台装置１をマニュアル操作によって所望の撮影状態にした後に、記憶ボタン９ａを押下すると、記憶部１０は、その時のパン軸及びチルト軸の回転位置とカメラ情報と共に、パンが１８０度、チルトが鉛直を中心に反転した回転位置を記憶する。記憶ボタン９ａ押下時の位置を第１のプリセット位置、反転した位置を第２のプリセット位置とすると、第１のプリセット位置と第２のプリセット位置の関係は、例えば図２に示すような関係になる。
【００２０】
図２(ａ)を第１のプリセット位置、図２(ｂ)を第２のプリセット位置とすると、第１のプリセット位置と第２のプリセット位置とでは、パンが１８０°、チルトが鉛直を挟んで反転した位置になる。第１のプリセット位置と第２のプリセット位置とでは、カメラ２の天地が逆であるが、チルトが鉛直を通過する時にカメラ２からの映像が反転するため、第１のプリセット位置と第２のプリセット位置とは同じ映像を撮影することが出来る。
【００２１】
図３は本発明の雲台装置１を据え置き設置した場合の状態を示す。雲台装置１は屋外に設置されており、雲台装置１の周囲には開始被写体１１、目標被写体１２及びその他の被写体１３が存在する。設置姿勢判別手段１ｃは雲台装置１の状態を据え置き設置であることを示しており、カメラ２は開始被写体１１を撮影している。
【００２２】
一般に雲台装置１を据え置き設置した場合、図３のように被写体は雲台装置１に対して水平に近い方向に存在することが多い。記憶部１０には、目標被写体１２を撮影するための第１のプリセット位置及び第２のプリセット位置が合わせて記憶されているとする。雲台装置が図３の位置から第１のプリセット位置に動作するために、パン軸３は動作せず、チルト軸４のみ１３５°動作する必要があるとした場合、第２のプリセット位置に動作するためには、パン軸３が１８０°、チルト軸４が４５°動作する必要がある。
【００２３】
パン軸３の周りの回転速度とチルト軸４の周りの回転速度とが同じである場合、第１のプリセット位置に向けて動作した方が、目標被写体１２をより早く撮影できるようになるため、従来の雲台装置は第１のプリセット位置に向けての経路を選択する。
【００２４】
図４は第１のプリセット位置に向けて動作する時の雲台装置の様子を示した図であり、図５は第１のプリセット位置への動作中にカメラから出力された映像の一部を示す。図５(ａ)は動作をする前の映像である。雲台装置１が動作を開始すると、映像も上側に動作を始め、図５(ｂ)から図５(ｃ)のように動作していく。図５(ｃ)でカメラ２の撮影方向が鉛直を通過すると、カメラ２からの映像信号が反転し、図５(ｄ)の映像に切り替わる。雲台装置１のチルト軸４は一定の方向に動作を続けるが、映像は反転しているため、下に向けて動作をしていく。
【００２５】
図５(ｅ)を経て図５(ｆ)で第１のプリセット位置に到達し、雲台装置１はプリセット動作を終了する。この時、雲台装置１は開始被写体１１と目標被写体１２以外にもその他の被写体１３が周囲に存在しているにもかかわらず、最短経路を選択したために、動作中の映像の大半は被写体が存在しない空間を撮影している。さらに、カメラ２の撮影方向が鉛直を通過しているため、カメラからの出力映像が反転し、反転時の切り替えの映像が出力されてしまう。
【００２６】
次に、図６に示す本発明の第１の実施例のフローに従ってプリセット位置までの動作を行う場合を説明する。（Ｓ１０１）プリセットボタン９ｂの押下により、プリセット指令が雲台装置１に入力すると、（Ｓ１０２）設置姿勢判別手段１ｃの出力から雲台装置１の設置姿勢を読み取り、据え置きであることを判別する。（Ｓ１０３）現在位置と第１のプリセット位置との差を算出し、（Ｓ１０４）チルト軸４が鉛直を通過して動作することを判断する。（Ｓ１０５）現在位置と第２のプリセット位置との差を算出し、（Ｓ１０６）第２のプリセット位置に向けて動作を開始する。（Ｓ１１２）プリセット位置に到着すると、雲台装置１はプリセット動作を終了する。
【００２７】
この時の雲台装置１の動作の様子を図７に示す。第２のプリセット位置にカメラ２を向けるためには、第１のプリセット位置への動作に比べて動作量が大きくなる。しかし、カメラ２からの出力映像には、図８(ａ)から図８(ｆ)に至るまでの間に、開始被写体１１と目標被写体１２以外のその他の被写体１３が撮影されており、プリセット動作中であってもとらえる被写体が多くなる。また、チルト軸４が鉛直を通過しないため、カメラ２の映像が反転せず、動作中に反転時の切り替えの映像が出力されることは無い。
【００２８】
次に、本発明の雲台装置１を図９に示すように天井に吊り下げて設置した場合について説明する。雲台装置１の周囲には開始被写体１４、目標被写体１５及びその他の被写体１６が存在する。設置姿勢判別手段１ｃは雲台装置１の状態を吊り下げ設置であることを示しており、カメラ２は開始被写体１４を撮影している。一般に雲台装置１を天井の高い空間に吊り下げで設置した場合には、図９のように被写体は雲台装置１より下側に存在することが多い。
【００２９】
記憶部１０には、目標被写体１５を撮影するための第１のプリセット位置及び第２のプリセット位置が合わせて記憶されているとする。雲台装置１が図９の位置から第１のプリセット位置に動作するために、パン軸３は１５°、チルト軸４は１２０°動作する必要があるとした場合、第２のプリセット位置に動作するためには、パン軸が１６５°、チルト軸が６０°動作する必要がある。パン軸３の周りの回転速度とチルト軸４の周りの回転速度とが同じである場合、第１のプリセット位置に向けて動作した方が、目標被写体１５をより早く撮影できる。
【００３０】
次に図６に示す本発明の第１の実施例のフローに従ってプリセット位置までの動作を行う場合について説明する。（Ｓ１０１）プリセットボタン９ｂの押下により、プリセット指令が雲台装置１に入力すると、（Ｓ１０２）設置姿勢判別手段１ｃの出力から雲台装置１の設置姿勢を読み取り、吊り下げであることを判別する。（Ｓ１０８）現在位置と第１及び第２のプリセット位置との差を算出し、（Ｓ１０９）第１のプリセット位置への到達が早いことを判断する。（Ｓ１１０）第１のプリセット位置に向けて動作を開始する。（Ｓ１１２）プリセット位置に到着すると、雲台装置１はプリセット動作を終了する。
【００３１】
この時の雲台装置１の動作の様子を図１０に示す。雲台装置１が図９の状態から図１０のように、目標被写体１５を撮影するための最短時間で到達する経路を選択して動作するため、プリセット動作の時間を短くすることができる。パンとチルトの動作速度が異なる雲台装置であっても、最短経路より短い時間で動作完了する可能性を高め、ユーザーの利便性を向上することができる。
【００３２】
以上のように本実施例によれば、雲台装置が設置された条件によってプリセット動作の経路を選択することで、ユーザーの希望にかなう可能性の高い撮影をすることが可能になる。この時、経路選択を行うか否かをユーザーが設定できるようにしていても良い。
【００３３】
また、動作時間を指定したプリセット動作の場合には、図１１のように、据え置き設置であっても指定された時間により近い動作時間で動作が完了する動作経路を選択しても良い。
【００３４】
［実施例２］
以下、図１２から図１５を参照して、本発明の第２の実施例による雲台装置について説明する。雲台装置の構成は第１の実施例と同様であるため省略する。ただし、本実施例の雲台装置１はチルト軸４の角度に任意の閾値を設定し、記憶部１０に記憶する構成のみ第１の実施例の雲台装置と異なる。
【００３５】
本実施例においては、本発明の雲台装置１を図１２に示すように天井に吊り下げて設置し、閾値を鉛直から４５°に設定したとして説明する。雲台装置１の周囲には開始被写体１７、第１の目標被写体１８及び第２の目標被写体１９及びその他の被写体２０が存在する。設置姿勢判別手段１ｃは雲台装置１の状態を吊り下げ設置であることを示しており、カメラ２は開始被写体１７を撮影している。
【００３６】
一般に雲台装置１を天井の低い空間や、駐車場や公園のような広い空間に吊り下げで設置した場合には、図１２のように被写体は雲台装置１より水平方向に近い下側に存在することが多い。ここで、記憶部１０に第１の目標被写体１８を撮影するための第１のプリセット位置及び第２のプリセット位置が合わせて記憶されており、第１の目標被写体１８に向けてプリセット動作をする場合について説明する。
【００３７】
図１２における雲台装置１のチルト軸４は水平方向にあるとする。この位置から第１のプリセット位置に動作するために、パン軸３は１５°、チルト軸４は１２０°動作する必要があるとした場合、第２のプリセット位置に動作するためには、パン軸が１６５°、チルト軸が６０°動作する必要がある。パン軸３の周りの回転速度とチルト軸４の周りの回転速度とが同じである場合、第１のプリセット位置に向けて動作した方が、第１の目標被写体１８をより早く撮影できる。
【００３８】
次に図１３に示す本発明の第２の実施例のフローに従ってプリセット位置までの動作を行う場合について説明する。（Ｓ２０１）プリセットボタン９ｂの押下により、プリセット指令が雲台装置１に入力すると、（Ｓ２０２）設置姿勢判別手段１ｃの出力から雲台装置１の設置姿勢を読み取り、吊り下げであることを判別する。（Ｓ２０８）目標のチルト軸４の角度が閾値４５°より下側であることを判断する。（Ｓ２０９）現在位置と第１及び第２のプリセット位置との差を算出し、（Ｓ２１０）第１のプリセット位置への到達が早いことを判断する。（Ｓ２１１）第１のプリセット位置に向けて動作を開始する。（Ｓ２１３）プリセット位置に到着すると、雲台装置１はプリセット動作を終了する。
【００３９】
この時の雲台装置１の動作の様子を図１５に示す。雲台装置１が図１２の状態から図１４のように第１の目標被写体１８を撮影するための最短時間で到達する経路を選択して動作するため、プリセット動作の時間を短くすることができる。パンとチルトの動作速度が異なる雲台装置であっても、最短経路より短い時間で動作完了する可能性を高め、ユーザーの利便性を向上することができる。
【００４０】
次に、記憶部１０に第２の目標被写体１９を撮影するための第１のプリセット位置及び第２のプリセット位置が合わせて記憶されており、第２の目標被写体１９に向けてプリセット動作をする場合について説明する。図１２における雲台装置１のチルト軸４は水平方向にあるとする。この位置から第１のプリセット位置に動作するために、パン軸３は動作せず、チルト軸４のみ１２０°動作する必要があるとした場合、第２のプリセット位置に動作するためには、パン軸３が１８０°、チルト軸４が３０°動作する必要がある。パン軸３の周りの回転速度とチルト軸４の周りの回転速度とが同じである場合、第１のプリセット位置に向けて動作した方が、目標被写体１９をより早く撮影できる。
【００４１】
次に図１３に示す本発明の第２の実施例のフローに従ってプリセット位置までの動作を行う場合について説明する。（Ｓ２０１）プリセットボタン９ｂの押下により、プリセット指令が雲台装置１に入力すると、（Ｓ２０２）設置姿勢判別手段１ｃの出力から雲台装置１の設置姿勢を読み取り、吊り下げであることを判別する。（Ｓ２０８）目標のチルト軸４の角度が閾値４５°より上側であることを判断する。（Ｓ２０３）現在位置と第１のプリセット位置との差を算出し、（Ｓ２０４）チルト軸４が鉛直を通過して動作することを判断する。（Ｓ２０５）現在位置と第２のプリセット位置との差を算出し、（Ｓ２０６）第２のプリセット位置に向けて動作を開始する。（Ｓ２１３）プリセット位置に到着すると、雲台装置１はプリセット動作を終了する。
【００４２】
この時の雲台装置１の動作の様子を図１５に示す。第２のプリセット位置にカメラ２を向けるためには、第１のプリセット位置への動作に比べて動作量が大きくなる。しかし、雲台装置１が吊り下げ設置である場合においても、プリセット位置のチルト軸４の角度が水平に近い場合においては、雲台装置１に対して水平に近い方向に被写体が存在する可能性が高い。そのため、カメラ２からの出力映像には、開始被写体１７と目標被写体１８以外のその他の被写体１３が撮影されており、プリセット動作中であってもとらえる被写体が多くなる。
【００４３】
以上のように本実施例によれば、雲台装置がプリセット動作開始時の条件によってプリセット動作の経路を選択することで、ユーザーの希望にかなう可能性の高い撮影をすることが可能になる。この時、経路選択を行うか否かをユーザーが設定できるようにしていても良い。また、動作時間を指定したプリセット動作の場合には、図１６のように、据え置き設置や閾値より上側に向けての動作であっても指定された時間により近い動作時間で動作が完了する動作経路を選択しても良い。
【００４４】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【００４５】
また、プリセット位置までの移動角度についても、一例を示したものであり、本実施例に記載の角度に限定されるものではない。
【００４６】
本発明は雲台装置に関し、特にプリセット機能を備えた雲台装置に好適なものである。
【符号の説明】
【００４７】
１  雲台装置、１ａ  カメラハウジング、２  カメラ、３  パン軸
【図６】
2017037200.tif 000003
【図１１】
2017037200.tif 000004
【図１３】
2017037200.tif 000005
【図１６】
2017037200.tif 000006
【図１】
2017037200.tif 000007
【図２】
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【図３】
2017037200.tif 000009
【図４】
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【図５】
2017037200.tif 000011
【図７】
2017037200.tif 000012
【図８】
2017037200.tif 000013
【図９】
2017037200.tif 000014
【図１０】
2017037200.tif 000015
【図１２】
2017037200.tif 000016
【図１４】
2017037200.tif 000017
【図１５】
2017037200.tif 000018