(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
カメラが搭載され、該カメラをパン及び／またはチルト動作させる駆動部を具備した雲台装置において、
前記カメラから得られる映像信号を処理することにより映像の変化を認識する画像処理部と、
操作ユニットから与えられる指示信号、及び該指示信号に呼応して前記画像処理部で認識される映像変化に基づいて、当該指示信号に対する応答動作が正常であるか否かを判定する診断手段と、
前記診断手段による判定結果を通信回線を利用して送出する通信手段と、
を備えたことを特徴とする雲台装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は雲台装置に係り、特に、テレビカメラ等を搭載して屋外に設置されるリモコン雲台の動作異常等を診断するための自己診断機能の技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
テレビカメラ等を搭載する雲台装置は高所や遠隔地などに設置され、リモコン操作によりカメラのパン・チルト動作やフォーカシング、ズーミング等を行うものである。この種のリモコン雲台は、海岸、山、島など交通の便の悪い所に設置されることが多く、装置にトラブルが発生した場合に、予めその現象を正確に把握できないと効率的な修理が困難である。
【０００３】
このような課題に対して、従来から雲台装置の自己診断機能という概念が提唱されており、例えば、特開平６−３０３４８４号公報では、テレビカメラ用レンズの状態監視装置を雲台制御装置に搭載したシステムが開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来提案されている自己診断機能は、雲台装置のパン、チルト、ズーム、フォーカスの各位置情報や、モータ等の駆動部の電流の変化などを示す電気的な情報をチェックするに留まり、雲台装置の現状を把握するには必ずしも十分ではなかった。
【０００５】
例えば、従来のシステムでは、パン駆動部が正常に作動しているか否かはポテンショメータのフォロー信号によって判断するため、実際はパン動作しないにもかかわらず、ポテンショメータのみが変化するという現象について正しい診断が出来ない。また、逆に、実際はパン駆動部が正常に動作しても、ポテンショメータが故障している場合があり、このような現象について正しい診断が出来ない。
【０００６】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、カメラの映像信号を活用して雲台並びにカメラが正常に作動しているか否かを正確に診断することができる雲台装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記目的を達成するために、カメラが搭載され、該カメラをパン及び／またはチルト動作させる駆動部を具備した雲台装置において、前記カメラから得られる映像信号を処理することにより映像の変化を認識する画像処理部と、操作ユニットから与えられる指示信号、及び該指示信号に呼応して前記画像処理部で認識される映像変化に基づいて、当該指示信号に対する応答動作が正常であるか否かを判定する診断手段と、前記診断手段による判定結果を通信回線を利用して送出する通信手段と、を備えたことを特徴としている。
【０００８】
本発明によれば、操作ユニットから雲台装置に対して所定の動作を指示する指示信号を与えると、当該指示信号に呼応して雲台又はカメラが作動する。この応答動作に伴なってカメラから出力される映像信号を画像処理部において画像処理し、前記指示信号に対する映像の変化を検出する。そして、かかる映像変化に基づいて、判断手段は当該指示信号に対する雲台又はカメラの応答動作が正常であるか否かを判定する。この判定結果は通信手段によって送出され、通信回線を介して遠く離れた場所において雲台装置の動作異常等を正確に把握することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下添付図面に従って本発明に係る雲台装置の好ましい実施の形態について詳説する。
図１には本発明が適用される雲台装置が示されている。同図に示す雲台装置１０はテレビカメラ等を搭載して操作ユニット（図１中不図示）からの遠隔操作によりカメラのパン・チルト動作やフォーカス、ズーム調整等を行うリモコン雲台であり、パン軸１２及びチルト軸１４を備え、これらの軸１２、１４を駆動する駆動部が雲台装置１０のケーシング１６に内蔵されている。
【００１０】
前記雲台装置１０のチルト軸１４には、Ｌ字状に形成された支持台１８が取り付けられている。この支持台１８上にカメラ用ハウジング２０が、図示しない取付用アダプタを介して取り付けられている。
前記カメラ用ハウジング２０は、カメラを収納する金属製のハウジング本体２２を有し、このハウジング本体２２の前面に、保護ガラス（前面ガラス）２４、ワイパ装置２６、及びウォッシャーノズル２８、３０が設けられている。なお、符号３２はワイパブレード、符号３３は前記ワイパブレード３２を駆動するためのモータの収納部である。
【００１１】
図２には本発明の実施の形態に係る雲台装置を用いたリモコン雲台システムの構成を示すブロック図が示されている。このシステムはカメラ３６を搭載した雲台装置１０と、これを操作するための操作ユニット４０とが遠く隔てた地にそれぞれ配置されることが意図されたもので、両者は公衆電話回線などの通信回線４２を利用して通信可能に接続される。このため、雲台装置１０は通信手段に相当する通信回路４４、４５を備えている。
【００１２】
雲台装置１０はカメラ３６を左右方向に旋回駆動するパン駆動部４７と、カメラ３６を上下方向に傾動駆動するチルト駆動部４８と、を有し、これら駆動部４７、４８は操作ユニット４０からの指示信号に従ってパン・チルト制御回路５０によって制御される。
一方、雲台装置１０に搭載されるカメラ３６のレンズユニットは、図示せぬズームレンズ群を駆動してズーミング動作を行うためのズーム駆動部５２、図示せぬフォーカスレンズ群を駆動してフォーカシング動作を行うためのフォーカス駆動部５３、図示せぬアイリス機構を駆動して絞り調整を行うためのアイリス駆動部５４を備え、各駆動部５２〜５４は操作ユニット４０からの指示信号に従ってレンズ制御回路５６によって制御される。
【００１３】
また、カメラ３６はＣＣＤ等の周知の撮像手段を含み、前記レンズユニットを通して撮影した被写体を示す画像情報を映像信号に変換して出力する。カメラ３６も操作ユニット４０からの指示信号に従ってカメラ制御回路５８を介して制御される。
特に、本システムではカメラ３６から出力される映像信号を画像処理する機能を有する自己診断回路（画像処理部及び診断手段に相当）６０が設けられている。自己診断回路６０は雲台装置１０のケーシング１６内に設けてもよいし、カメラ用ハウジング２０の中に設けてもよい。
【００１４】
自己診断回路６０は、カメラ３６の映像信号を画像処理し、映像信号の変化を認識できる電気回路、及びそのソフトウエアで構成される。そして、操作ユニット４０の動作指令に対応した映像の変化に基づいて、パン、チルト、ズーム、フォーカス等が正常に作動しているか、或いはカメラ３６の機能（例えば、ゲイン、シャッター、アイリス等）が正常動作しているかを判断して、その判断信号を操作ユニット４０側に提供するようになっている。
【００１５】
図３には自己診断回路６０の構成例が示される。同図に示すように自己診断回路６０は、ハード的にはＹ／Ｃ分離回路６２、ＲＧＢデコーダ６４、同期分離回路６６、Ａ／Ｄコンバータ６８、位相同期ループ（ＰＬＬ：Phase Locked Loop ）回路７０、ＲＡＭコントローラ７２、メモリ（ＲＡＭ）７４、及び中央演算処理装置（ＣＰＵ）７６等から構成される。
【００１６】
カメラ３６から出力された映像信号（ビデオ信号）は、Ｙ／Ｃ分離回路６２において輝度信号（Ｙ信号）及び色差信号（Ｃ信号）とに分けられ、これら分離された信号はそれぞれＲＧＢデコーダ６４、及び同期分離回路６６に加えられる。ＲＧＢデコーダ６４で処理された信号はＡ／Ｄコンバータ６８においてデジタル信号に変換され、ＲＡＭコントローラ７２を介してメモリ７４に格納される。他方、同期分離回路６６から出力された信号はＰＬＬ回路７０において所定の処理が施された後、必要なデータがＲＡＭコントローラ７２を介してメモリ７４に格納される。ＣＰＵ７６はＲＡＭコントローラ７２と接続され、詳しくは後述するが所定のプログラムに従って各種演算並びに判断処理等を行う。
【００１７】
次に、上記の如く構成された雲台装置における自己診断機能について説明する。
ここではパン作動の診断方法を例にその手順を述べることにする。操作ユニット４０からパンを作動させる信号（指示信号）を与え、その信号に対応する作動が正常に実行されたか否かを診断する方法は次の通りである。
【００１８】
先ず、図４に示すようにカメラ３６が捉える画面８０上の中心付近にあるエリアＡを設定し、エリアＡの輝度信号をＡ／Ｄコンバータ６８を介して取り込み、当該データ（以下、エリアＡのデータという）をメモリ７４上に格納する。
次に、操作ユニット４０から雲台装置１０に対してパン動作の指示信号を与え、雲台装置１０をパン方向に移動させる。図４には雲台装置１０を右旋回させた時の例が示され、この場合カメラ３６は右方向に移動するため映像は左方向に移動することになる。
【００１９】
指示信号に対応したパン動作が正常に行われた場合には、そのパン動作によって前記エリアＡに相当する映像がエリアＢに移動することが予測される。このエリアＢ付近の第１のエリア（例えばエリアＢ1 ）の映像の輝度信号をＡ／Ｄコンバータ６８で入力し、そのデータ（エリアＢ1 のデータ）から、前記エリアＡのデータを引き算する。この減算結果は正常なパン動作に対する実際のパン動作のズレ（誤差）を表しており、この減算値をメモリ７４に一時記憶する。
【００２０】
次いで、エリアＢ付近の映像に対して演算すべきエリアを少しづつ移動させ、上述と同様に第２のエリアＢ2 、第３のエリアＢ3 …について映像の輝度信号をデータ化し、各エリアＢi （i ＝1,2,3,…) のデータから前記エリアＡのデータを引き算する。このようにして求めた減算値が最小となる位置がエリアＡに対して実際に雲台装置１０が移動した位置を示すことになり、操作ユニット４０からの指示信号に対して実際に雲台装置１０がどれだけ移動したかを正確に把握することができる。
【００２１】
ＣＰＵ７６は上述のようにして検出した雲台の移動量に基づいてパン動作が正常であるか否かを診断することができ、その診断結果は通信回路４４を介して操作ユニット４０側に送信される。オペレータは雲台装置１０から送られてくる診断結果を見てパン動作の正常／異常を確認することができる。
なお、輝度信号の処理を一層簡略化するために、輝度信号をある基準値を境に白レベルの「０」と黒レベルの「１」とに２値化してもよい。
【００２２】
チルト作動の診断方法については、パン作動と方向が異なるだけであり、上述のパン作動と同様の手法によって診断が可能である。
次に、ズーム作動の診断方法を述べる。
ズーム作動の診断方法も基本的には上述のパン作動の診断方法と同様であるが、ズームの場合はズームを作動させる量を２倍、３倍、４倍…、又は１／２倍、１／３倍、１／４倍…という具合に整数倍、又は整数倍の逆数にする。
【００２３】
図５（Ａ）はズーム作動する前の映像（初期映像）を示し、図５（Ｂ）は倍率２倍の指令信号を加えてズームを作動させた時の映像を例示する。先ず、ズーム作動前の映像における画面中心付近の所定エリアＣの輝度信号をＡ／Ｄコンバータ６８を介して入力し、そのデータ（以下、エリアＣのデータという）をメモリ７４に格納する。
【００２４】
次に、倍率２倍を指示した時の映像の輝度信号をＡ／Ｄコンバータ６８で取り込むが、このとき、ｘ方向（水平画素方向）及びｙ方向（垂直画素方向）のアドレスを２倍にして取り込む。こうして得られたデータ（以下、エリアＤのデータという）から前記エリアＣのデータを引き算し、その減算結果が略ゼロになれば、ズームが正常に作動したものと判断できる。
【００２５】
ズーム作動量を３倍、４倍…と順次変更して、上述の処理を繰り返し、作動が正常か否かを診断する。
次に、アイリス作動の診断方法を述べる。
画面全体または、画面中の一部のエリアの映像の輝度信号をＡ／Ｄコンバータ６８で入力し、その値を全て加算する。次に、アイリスを変化させた後、同様に輝度信号をＡ／Ｄコンバータ６８で入力し、その値を全て加算する。こうして得られた加算値は画面の明るさを意味しており、この値がアイリス変化に対応した値であるか否かを診断する。また、フォーカス動作については映像信号のピークを利用して診断すればよい。
【００２６】
上述のような映像信号に基づく診断方法を使用して雲台装置１０のパン・チルト動作及びカメラ３６の動作が正常であるか否かを様々な項目について診断し、その診断結果を操作ユニット４０側に送信する。公衆電話回線を利用する場合にはシリアル信号によってデータの送受信が行われるが、通信方式はこれに限定するものではない。
【００２７】
本実施の形態によれば、映像信号を画像処理し、映像の変化によって雲台装置１０の駆動部４７、４８及びカメラ３６の応答動作を診断するようにしたので、カメラ３６を含む雲台装置１０の現状をより正確に把握することが可能になる。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係る雲台装置によれば、カメラの映像信号を画像処理して映像の変化を認識し得る手段を具備し、操作ユニットからの指示信号に呼応した映像変化に基づいて雲台やカメラが正常に否かを診断し、その診断結果を通信回線を介して送出するようにしたので、遠隔地に設置した雲台装置の状態を、現地に赴かなくても正確に把握することができる。
【００２９】
これにより、雲台装置の保守・点検が容易になり、故障時にも適切かつ迅速に対応することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用される雲台装置の正面図
【図２】本発明の実施の形態に係る雲台装置を用いたリモコン雲台システムの全体構成を示すブロック図
【図３】自己診断回路に用いられる画像処理回路の構成例を示すブロック図
【図４】本例の雲台装置におけるパン作動の診断方法を説明するために用いた説明図
【図５】本例の雲台装置におけるズーム作動の診断方法を説明するために用いた説明図
【符号の説明】
１０…雲台装置
１２…パン軸
１４…チルト軸
２０…カメラ用ハウジング
２４…保護ガラス
３６…カメラ
４０…操作ユニット
４２…通信回線
４４、４５…通信回路
４７…パン駆動部
４８…チルト駆動部
５２…ズーム駆動部
５３…フォーカス駆動部
５４…アイリス駆動部
６０…自己診断回路
【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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