(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＩＥＥＥ１３９４規格の通信手段を有するデジタルカメラを搭載するカメラ設置台と、前記デジタルカメラを上下方向に移動させる垂直方向回転軸と、前記デジタルカメラを左右方向に移動させる水平方向回転軸から構成する電動雲台と、および前記垂直方向回転軸および前記水平方向回転軸の駆動制御を行うカメラ雲台コントローラと、および前記雲台コントローラに設けられて制御システムと前記カメラ雲台コントローラに制御信号を受送信するためのケーブルを接続するＩＥＥＥ１３９４規格のケーブルコネクタとから構成されるカメラ雲台であって、前記デジタルカメラの映像信号と電動雲台を駆動する制御信号とを１本のＩＥＥＥ１３９４規格のケーブルを介して通信し、駆動制御はＩＥＥＥ１３９４通信バスのレジスタアドレスの先頭の２０４８バイト以降の未使用の空きレジスタであって、Ｕｎｉｔ  Ｄｅｐｅｎｄｅｎｔ  ＤｉｒｅｃｔｏｒｙにおけるＣｏｍｍａｎｄ＿ｒｅｇｓ＿ｂａｓｅ
ｏｆｆｓｅｔにより指定されたレジスタ空間の空きレジスタを読み書き、直接バス操作を行うことを特徴とするカメラ雲台。
【請求項２】
デジタルカメラを搭載するカメラ雲台は、ＩＥＥＥ１３９４規格の通信手段を有するコントローラを有しており、前記カメラ雲台をＩＥＥＥ１３９４規格の通信手段を介してコントローラでの受送信により垂直方向および水平方向に駆動させるカメラ雲台の駆動制御方法であって、前記カメラ雲台を駆動する制御信号と前記デジタルカメラの映像信号とを受送信し、制御信号の受送信は、ＩＥＥＥ１３９４通信バスのレジスタアドレスの先頭の２０４８バイト以降の未使用の空きレジスタであって、Ｕｎｉｔ  Ｄｅｐｅｎｄｅｎｔ  ＤｉｒｅｃｔｏｒｙにおけるＣｏｍｍａｎｄ＿ｒｅｇｓ＿ｂａｓｅ
ｏｆｆｓｅｔにより指定されたレジスタ空間の空きレジスタを読み書き、直接バス操作を行うことを特徴とするカメラ雲台の駆動制御方法。
【請求項３】
デジタルカメラを搭載する複数のカメラ雲台は、ＩＥＥＥ１３９４規格の通信手段を介して接続してシステムを構成し、各カメラ雲台は前記ＩＥＥＥ１３９４規格の通信手段を介してデジタルカメラを駆動するとともに、コントローラの受送信によって電動雲台を垂直方向および水平方向に駆動させるカメラ雲台の駆動制御方法であって、前記各カメラ雲台には異なるＩＤ番号が付与されており、ＩＤ番号を指定したカメラ雲台は前記ＩＤ情報とともに前記雲台駆動制御信号と前記デジタルカメラの映像信号とを受送信し、制御信号はＩＥＥＥ１３９４通信バスの先頭のレジスタアドレスの２０４８バイト以降の未使用の空きレジスタであって、Ｕｎｉｔ  Ｄｅｐｅｎｄｅｎｔ  ＤｉｒｅｃｔｏｒｙにおけるＣｏｍｍａｎｄ＿ｒｅｇｓ＿ｂａｓｅ
ｏｆｆｓｅｔにより指定されたレジスタ空間の空きレジスタを読み書き、直接バス操作を行うことを特徴とするカメラ雲台の駆動制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、カメラ雲台及びカメラ雲台の駆動制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、カメラを用いて広い視野範囲で撮影するために、広角度レンズを用いる方法やカメラ雲台を用いてこれを左右、上下に動かす方法が採用されていた。カメラ雲台とは、三脚に取り付けてカメラを搭載するための台であり、これを手動または電動により動かして広い視野範囲を撮影するためのものである。広角度レンズを用いた場合には、そのレンズの撮影範囲に限度があり、しかもレンズの収差により撮影された広角度画像の誤差が多くなるという欠点を有していた。
【０００３】
また、カメラ雲台を電動方式の遠隔操作でシリアル信号により雲台に内蔵するモータを駆動させる方法がある。このカメラ雲台は、カメラを設置するための設置台、各々カメラを垂直方向および水平方向に回転させる垂直方向回転軸および水平方向回転軸、カメラ雲台ベースおよびカメラ雲台を垂直方向および水平方向に駆動するためのコントローラとから主として構成され、このコントローラは、コンピュータシステム等の制御手段からの制御信号に基づいてカメラ雲台を垂直方向および水平方向に駆動する仕組みとなっている。
【０００４】
このカメラ雲台には、カメラ雲台とカメラ雲台を制御する制御システムとの間にカメラ雲台を制御するための制御信号を通すケーブルが必要となり、カメラ用のケーブル、雲台電源ケーブルおよびカメラ映像信号ケーブルとあわせて少なくとも４種類のケーブルが必要である。特に、多数のカメラを用いる場合にはケーブルの本数は多数倍となり、膨大なケーブルを束ねたケーブル束がコントローラとカメラ雲台との間に接続されることになる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従って、このような多方向の多重カメラ映像を制御するシステムの開発が望まれている。
この発明は、このような従来技術の課題を解決し、多方向の多重カメラ映像を制御するシステムにおけるカメラ雲台およびカメラ雲台の駆動制御方法を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するこの発明は、ＩＥＥＥ１ＩＥＥＥ１３９４規格の通信手段を有するデジタルカメラを搭載するカメラ設置台と、前記デジタルカメラを上下方向に移動させる垂直方向回転軸と、前記デジタルカメラを左右方向に移動させる水平方向回転軸から構成する電動雲台と、および前記垂直方向回転軸および前記水平方向回転軸の駆動制御を行うカメラ雲台コントローラと、および前記雲台コントローラに設けられて制御システムと前記カメラ雲台コントローラに制御信号を受送信するためのケーブルを接続するＩＥＥＥ１３９４規格のケーブルコネクタとから構成されるカメラ雲台であって、前記デジタルカメラの映像信号と電動雲台を駆動する制御信号とを１本のＩＥＥＥ１３９４規格のケーブルを介して通信し、駆動制御はＩＥＥＥ１３９４通信バスのレジスタアドレスの先頭の２０４８バイト以降の未使用の空きレジスタであって、Ｕｎｉｔ  Ｄｅｐｅｎｄｅｎｔ  ＤｉｒｅｃｔｏｒｙにおけるＣｏｍｍａｎｄ＿ｒｅｇｓ＿ｂａｓｅ
ｏｆｆｓｅｔにより指定されたレジスタ空間の空きレジスタを読み書き、直接バス操作を行うことを特徴とする（請求項１）。
【０００７】
このように構成することによって、１台のカメラの駆動制御信号を受送信する制御システムとカメラ雲台におけるコントローラとの間を１本のケーブルで接続することが可能となり、カメラ雲台を簡単な構成とすることが可能となるとともに、従来多数のケーブルを必要とした欠点が解消される。
また、ＩＥＥＥ１３９４通信バスのＵｎｉｔ  Ｄｅｐｅｎｄｅｎｔ  ＤｉｒｅｃｔｏｒｙにおけるＣｏｍｍａｎｄ＿ｒｅｇｓ＿ｂａｓｅ  ｏｆｆｓｅｔにより指定されたレジスタ空間の未使用の空きレジスタは、この発明の制御信号の読み書きを行うのに有効な領域である。
【０００８】
また、前記課題を解決するこの発明のカメラ雲台の駆動制御方法は、デジタルカメラを搭載するカメラ雲台が、ＩＥＥＥ１３９４規格の通信手段を有するコントローラを有しており、前記カメラ雲台をＩＥＥＥ１３９４規格の通信手段を介してコントローラでの受送信により垂直方向および水平方向に駆動させるカメラ雲台の駆動制御方法であって、前記カメラ雲台を駆動する制御信号と前記デジタルカメラの映像信号とを受送信し、制御信号の受送信は、ＩＥＥＥ１３９４通信バスの先頭のレジスタアドレスの２０４８バイト以降の未使用の空きレジスタであって、Ｕｎｉｔ  Ｄｅｐｅｎｄｅｎｔ  ＤｉｒｅｃｔｏｒｙにおけるＣｏｍｍａｎｄ＿ｒｅｇｓ＿ｂａｓｅ
ｏｆｆｓｅｔにより指定されたレジスタ空間の空きレジスタを読み書き、直接バス操作を行うことを特徴とする（請求項２）。
【０００９】
このように構成することによって、雲台に搭載されたデジタルカメラをコマンド／レスポンス方法ではなく極めて簡単な構成で制御することが可能となる。
【００１０】
さらに、この発明のカメラ雲台の駆動制御方法は、デジタルカメラを搭載する複数のカメラ雲台は、ＩＥＥＥ１３９４規格の通信手段を介して接続してシステムを構成し、各カメラ雲台はＩＥＥＥ１３９４規格の通信手段を介してデジタルカメラを駆動するとともに、コントローラの受送信によって電動雲台を垂直方向および水平方向に駆動させるカメラ雲台の駆動制御方法であって、前記各カメラ雲台には異なるＩＤ番号が付与されており、ＩＤ番号を指定したカメラ雲台は前記ＩＤ情報とともに前記雲台駆動制御信号と前記デジタルカメラの映像信号とを受送信し、制御信号はＩＥＥＥ１３９４通信バスのレジスタアドレスの先頭の２０４８バイト以降の未使用の空きレジスタであって、Ｕｎｉｔ  Ｄｅｐｅｎｄｅｎｔ  ＤｉｒｅｃｔｏｒｙにおけるＣｏｍｍａｎｄ＿ｒｅｇｓ＿ｂａｓｅ
ｏｆｆｓｅｔにより指定されたレジスタ空間の空きレジスタを読み書き、直接バス操作を行うことを特徴とする（請求項３）。
【００１１】
このように構成することによって、各々雲台に搭載された複数のデジタルカメラをコマンド／レスポンス方法ではなく極めて簡単な構成で独立して制御することが可能となる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態は図面を用いて詳細に説明する。
図１は、この発明のカメラ雲台を示す構成図であり、図２は、この発明のカメラ雲台を複数接続した駆動制御システムを示す構成図であり、図３は、カメラの駆動方向を示す模式図であり、図４は、図３に示すカメラの駆動方向に駆動させるための制御コマンドの一例を示すコマンドであり、図５は、ＩＥＥＥ１３９４通信バスの空間アドレスマップを示し、図６は、この発明における制御回路の一例を示すブロック図であり、そして図７は、図６における入出力インタフェース回路を示す回路図であり、図７（ａ）は出力インタフェース回路、図７（ｂ）は入力インタフェース回路を表す。
【００１３】
図１に示す通り、この発明のカメラ雲台Ｓは、ＩＥＥＥ１３９４規格の通信手段を有するデジタルカメラ１（以下、カメラ１と略称する）を搭載するカメラ設置台２、前記カメラ１を上下方向に移動させる垂直方向回転軸３、前記カメラ１を左右方向に移動させる水平方向回転軸４、およびカメラ雲台ベース５からなる電動雲台、および前記垂直方向回転軸３、前記水平方向回転軸４の駆動制御を行うカメラ雲台コントローラ６、および前記カメラ雲台コントローラ６に設けられた図示しない制御システムと前記カメラ雲台コントローラ６に制御信号を受送信するためのケーブルを接続するＩＥＥＥ１３９４規格のケーブルコネクタ７から概ね構成される。また、カメラ雲台コントローラ６には、制御信号を受信して雲台の制御を行うための後述する雲台コントロールボードが搭載されている。なおケーブルコネクタ７が複数用意されているのは、複数台のこの発明のカメラ雲台を接続して一括制御する際等に使用するためである。
【００１４】
そして、図２に示すような制御システムＳＳ、例えばＩＥＥＥ１３９４規格の通信手段を搭載するコンピュータシステムのＩＥＥＥ１３９４規格のコネクタ７ａとこの発明のケーブルコネクタ７とを１本のＩＥＥＥ１３９４規格のケーブル８で接続される。コンピュータシステムからの制御コマンドにより垂直方向回転軸３および水平方向回転軸４の駆動制御を行い、例えば図３に示すように右（ｒ）、左（ｌ）、上（ｕ）、下（ｄ）の方向にカメラ１を回転する構成となっている。
【００１５】
より詳細には、コンピュータシステム等の制御システムＳＳから、例えば図４（ａ）に示すようなコマンドを図４（ｂ）に示すリミットステータスとともに受送信されると、コントローラ６は、前記制御信号に応じて垂直方向回転軸３および水平方向回転軸４の駆動制御を行う。ここでリミットステータスとは、上下（垂直）左右（水平）方向の制御がオン／オフしか行えない首振り機構をサポートし、各回転にリミット（限界点）のステータスに返す仕組みを設けて、機構部分との調和を図るものであり、ロボット制御等の分野に周知の技術である。
即ち、図４（ａ）において回転４（右）のレジスタに右回転のコマンド（例えば１）を送信するとカメラは右方向に回転し、所定の範囲を回転して限界に達すると図４（ｂ）の回転リミット４（右）のステータス信号により右回転を停止させる。他の回転１（上）、回転２（下）、回転３（左）及び回転リミット１（上）、回転リミット２（下）、回転リミット３（左）においても同様に駆動制御される。
【００１６】
この際に、この発明においては、制御システムＳＳとコントローラ６との間の通信を、ＩＥＥＥ１３９４規格の通信バス空間の空きレジスタを活用し、直接バス操作を行うことを最大の特徴とする。ＩＥＥＥ１３９４規格とは、次世代の高速なシリアル通信規格であり、最大で６３台の機器をデイジーチェーン接続またはツリー接続することができ、転送速度は１００Ｍｂｐｓ、２００Ｍｂｐｓ及び４００Ｍｂｐｓが規格化されている。また、機器を動作中に抜き差しすることができ、接続ケーブルによる電源の供給もできるようになっている。さらにコンピュータと周辺機器を接続する規格として期待されているものである。すでに、デジタル（ビデオ）カメラの外部出力端子業界においてはｉｌｎｋ（ＩＥＥＥ１３９４端子）と呼称されている。
【００１７】
この発明においては、ＩＥＥＥ１３９４規格の通信手段において、未使用のバス空間の空きレジスタを利用し、この受送信する制御コマンドを映像信号とを重畳させて行うことを特徴としている。すなわちＩＥＥＥ１３９４規格（ＩＥＥＥ−Ｂａｓｅｄ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｃａｍｅｒａ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ）では、カメラ雲台（パン・チルト）等の制御コマンドはカメラと雲台とが一体となっていることを前提として規格化されているが、未使用のバス空間の一部を利用し、制御コマンドと映像信号とを重畳させて行うことにより、カメラと雲台とが分離している場合にも制御可能である。
【００１８】
より詳しく述べると図５に示すようにＩＥＥＥ１３９４アドレッシングは、ＩＥＥＥ１２１２により規定されている６４ビット固定アドレッシングのＣＳＲ（Ｃｏｎｔｒｏｌ  ａｎｄ  Ｓｔａｔｕｓ  Ｒｅｇｉｓｔｅｒ  Ａｒｃｈｉｔｅｔｕｒｅ）に従うものであり、この発明における制御信号は、初期ユニット空間すなわち雲台コントローラにて使用している空間（すなわちＩＥＥＥ１３９４のＵｎｉｔ  Ｄｅｐｅｎｄｅｎｔ  ＤｉｒｅｃｔｏｒｙにおけるＣｏｍｍａｎｄ＿ｒｅｇｓ＿ｂａｓｅ  ｏｆｆｓｅｔにより指定された空間）の未使用部分の一部を活用することを特徴とするものである。例えば、Ｃｏｍｍａｎｄ＿ｒｅｇｓ＿ｂａｓｅ  ｏｆｆｓｅｔにより指定された空間のうち未使用部分であるＦＦＦＦ  Ｆ０Ｆ０  ００００レジスタを使用し読み書きを行うものである。
【００１９】
すなわち、図５に示す通り、アドレス空間の上位１６ビットはｎｏｄｅ＿ＩＤであり、そのうちの上位１０ビットがｂｕｓ＿ＩＤとして、下位６ビットがカメラ等のノードを識別するためのｐｈｙｓｉｃａｌ＿ＩＤとして規定されている。アドレス空間の残りの空間（ビット）は、レジスタ空間およびレジスタアドレス空間に分配される。カメラ等の各ノードは、初期レジスタ空間の先頭の２０４８バイトのみ、標準ＣＳＲとＲＯＭを用いている。
【００２０】
従って、図５に示す通りこの発明においては、ＩＥＥＥ１３９４シリアルバスのレジスタ空間の先頭の２０４８バイト以降の未使用である空きレジスタを用いることができることに着目し、ここに最大３２ビットレジスタ専用レジスタを指定し、この指定された最大３２ビットレジスタをコンピュータシステム等の制御システムによりアクセスして、レジスタ状態を読み書きすることによって雲台の駆動制御を行う。
【００２１】
次いで、図６〜図７に基づいて雲台コントローラ６に搭載されているコントロールボードの説明を行う。雲台コントローラ６に搭載されたコントロールボードは、ＩＥＥＥ１３９４インタフェースバスを介してカメラの映像信号およびカメラ自身が有するズーム機能、フォーカス機能、フィルタ機能等の光学調整機能の制御を行う。
【００２２】
そして、図６に示すように、これらの機能に加えてこの発明における雲台の動作制御汎用入出力ポート１１が設けてある。このコントロールボードは、雲台制御用Ｉ／Ｏポート（Ｉ／Ｏ）、書き換え可能なゲートアレイデバイス制御回路（ＦＰＧＡ）１２、ＩＥＥＥ１３９４インタフェース（Ｉｎｔ）１３、電源制御部（Ｐｗ）１４から主として構成されている。まず、Ｉ／Ｏポート（Ｉ／Ｏ）は、図７（ａ）に示す出力インタフェース回路２２および図７（ｂ）に示す入力インタフェース回路２１を通して、制御回路ＦＰＧＡ１２と接続する。
【００２３】
次いで、コントロールボードは、ＩＥＥＥ１３９４インタフェースバス（Ｉｎｔ）１３を介して制御システムＳＳと接続する。Ｉ／Ｏポート（Ｉ／Ｏ）の制御には、ＩＥＥＥ１３９４インタフェースバス（Ｉｎｔ）１３のアドレス空間に指定された専用レジスタに書き込みを行うことによって行う。例えば、図４において、指定された右から３番目のレジスタのビットに（ｌ）をセットすると、出力ポートに接続された雲台が左に回転動作する。また、雲台のステータス信号（リミットスイッチ状態信号図４（ｂ）参照）等は、入力ポートを経て指定された専用レジスタを読み込むことによって定められたレジスタのビットが（ｌ）になることにより、リミットスイッチ状態がＯＮになった情報を制御システムであるコンピュータシステムに取り込んで回転停止制御を行う構成となっている。
【００２４】
コントロールボードのＩ／Ｏポート（Ｉ／Ｏ）には、各８ビットの雲台動作コマンドと８ビットリミットステータスを設けて（図４（ａ）および図４（ｂ）参照）、雲台の動作制御を行っている。
【００２５】
このようにして構成されたこの発明によるカメラ雲台Ｓは、図２に示す通りに複数のカメラ雲台Ｓ，Ｓ１、Ｓ２、・・・（最大８台まで）を接続して、制御システムＳＳと接続することができる。この際に、各カメラ雲台Ｓ，Ｓ１、Ｓ２、・・・において、各カメラ雲台は独自のＩＤ番号を有していないため、ＩＥＥＥ１３９４インターフェースを持つ雲台コントローラを介して制御されるカメラ雲台は各自のコントローラのＩＤ番号によって指定される。従って、制御システムＳＳは、複数台のカメラ雲台Ｓ，Ｓ１、Ｓ２、・・・とカメラ雲台に搭載された各自のＩＥＥＥ１３９４カメラとを同時に回転、制御することが可能である。
【００２６】
従って、この発明はこのように複数台のカメラ雲台を同時に制御する制御システムおよび制御方法も包含する。また、図２では複数のカメラ雲台をディジーチェーン方式で接続したが、ハブ等を介してノード分岐方式での接続することも可能である。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明した通り、請求項１の発明によると、１台のカメラの駆動制御信号を送信する制御システムとカメラ雲台におけるコントローラとの間を１本のケーブルで接続することが可能となり、カメラ雲台を簡単な構成とすることが可能となるとともに、従来多数のケーブルを必要とした欠点が解消される。
また、ＩＥＥＥ１３９４通信バスのＵｎｉｔ  Ｄｅｐｅｎｄｅｎｔ  ＤｉｒｅｃｔｏｒｙにおけるＣｏｍｍａｎｄ＿ｒｅｇｓ＿ｂａｓｅ  ｏｆｆｓｅｔにより指定されたレジスタ空間の未使用の空きレジスタは、この発明の制御信号の読み書きを行うのに有効な領域とすることができる。
【００２８】
請求項２の発明によると、雲台に搭載されたデジタルカメラを極めて簡単な構成で制御することが可能となる。
請求項３の発明によると、各々雲台に搭載された複数のデジタルカメラを極めて簡単な構成で独立して制御することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明のカメラ雲台を示す構成図である。
【図２】この発明のカメラ雲台を複数接続した雲台システム駆動システムを示す構成図である。
【図３】カメラの駆動方向を示す模式図である。
【図４】図３に示すカメラの駆動方向に駆動させるための制御コマンドの一例を示すコマンドである。
【図５】ＩＥＥＥ１３９４の空間アドレスマップを示す。
【図６】この発明における制御回路の一例を示すブロック図である。
【図７】図６における入出力インタフェース回路を示すブロック図であり、図７（ａ）は出力インタフェース回路、図７（ｂ）は入力インタフェース回路を表す。
【符号の説明】
ＳＳ：制御システム
Ｓ、Ｓ１、Ｓ２：カメラ雲台
１：デジタルカメラ
２：カメラ設置台
３：垂直方向回転軸
４：水平方向回転軸
５：カメラ雲台ベース
６：カメラ雲台コントローラ
７：ケーブルコネクタ（ＩＥＥＥ１３９４規格）
８：ケーブル（ＩＥＥＥ１３９４規格）
１１：雲台の動作制御汎用入出力ポート
１２：ゲートアレイデバイス制御回路（ＦＰＧＡ）
１３：ＩＥＥＥ１３９４インタフェース（Ｉｎｔ）
１４：電源制御部（Ｐｗ）
【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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