CN1244666A - 摄像机枢转装置、枢转的摄像机装置和监视系统 - Google Patents

Abstract

一枢转装置使摄像机以一枢转速度枢转。该摄像机包括一变焦机构和一产生变焦量信号的变焦量信号发生电路。一与一操作对应的枢转速度指令信号发生电路产生一枢转速度指令信号,而一速度控制电路按照变焦量信号和枢转速度指令信号控制枢转速度。一产生枢转速度指令信号的控制杆包括两螺旋弹簧,以产生反作用力,当它的移动角超过一基准时,反作用力变大。当移动角超过该基准时,枢转速度也加速。

Description

摄像机枢转装置、枢转的摄像机装置 和带有枢转的摄像机的监视系统

本发明涉及使摄像机枢转的摄像机枢转装置、枢转的摄像机装置和带有枢转的摄像机的监视系统。

包括一摄像机和一支承该摄像机的万能底座的枢转的摄像机装置是众所周知的，它的水平移动和俯仰移动是被控制的。

日本专利临时公开第54-145430号公布了一种供电视摄像机使用的转动底座，它包括一旋转底盘，一垂直转动电动机和一水平转动电动机，以及一检测变焦率的检测电路。水平和垂直转动速度只是按照操纵移动开关时检测到的变焦率进行控制。

日本专利申请临时公开第6-62285号公布了万能头部控制器，其中水平移动速度和俯仰移动速度只是按照变焦位置自动控制。

本发明的目的是提供一种使摄像机枢转的优良的摄像机枢转装置、一种优良的枢转的摄像机装置、以及一种优良的带有枢转的摄像机的监视系统。

按照本发明，提供一种摄像机枢转装置，它包括：以一枢转速度使一摄像机枢转的枢转装置，该摄像机包括一变焦机构和一产生变焦量信号的变焦量信号发生电路；一对应一操作产生一枢转速度指令信号的枢转速度指令信号发生电路；以及一速度控制电路，它按照变焦量信号和枢转速度指令信号控制枢转速度。在该摄像机枢转装置里，速度控制电路按照变焦量信号和枢转速度指令信号控制枢转速度，这样，枢转速度在变焦量信号指示远摄一侧时随枢转速度指令信号而相应减小，而在变焦量信号指示广角一侧时随枢转速度指令信号而相应增加。

在该摄像机枢转装置里，枢转速度指令信号发生电路包括一控制杆机构并产生枢转速度指令信号，这样，枢转速度指令信号的值在控制杆机构的移动角不大于基准移动角时按与该移动角对应的第一比值增加，而在移动角大于基准移动角时按与该移动角对应的第二比值增加。第二比值大于第一比值。在这里，控制杆机构包括产生反作用力的反作用力发生装置，这样，反作用力在控制杆机构的移动角不大于基准移动角时按与该移动角对应的第三比值增加，而在移动角大于基准移动角时按与该移动角对应的第四比值增加，第四比值大于第三比值，以便提醒操作者枢转速度指令信号的值在按第二比值增加。在这里，反作用力发生装置包括分别具有第一和第二弹簧常数的第一和第二弹簧。当移动角不大于基准移动角时，反作用力由第一弹簧产生，而当移动角大于基准移动角时，反作用力由第一和第二弹簧产生。在这里，第二弹簧常数可大于第一弹簧常数。

摄像机枢转装置还可包括：一顺序控制装置，以储存顺序程序和按照该顺序程序产生另一枢转速度指令信号；一检测电路，以检测枢转速度指令信号发生电路对应该操作产生枢转速度指令信号；一开关电路，以便在检测电路检测到枢转速度指令信号发生电路产生与该操作对应的枢转速度指令信号时给速度控制电路提供枢转速度指令信号，以及在检测电路未检测到枢转速度指令信号发生电路产生与该操作对应的枢转速度指令信号时给速度控制电路提供另一枢转速度指令信号。

按照本发明，提供一种枢转的摄像机装置，它包括：一具有变焦透镜机构的摄像机；一变焦量检测电路，它对应变焦透镜机构产生指示变焦透镜机构的变焦量的变焦量信号；一使摄像机以一枢转速度枢转的枢转装置；一枢转速度指令信号发生电路，以产生枢转速度指令信号；以及一速度控制电路，它按照变焦量信号和枢转速度指令信号控制枢转速度。这样，枢转速度在变焦量信号指示远摄一侧时随枢转速度指令信号而相应减小，而在变焦量信号指示广角一侧时随枢转速度指令信号而相应增加。

按照本发明，提供一种监视系统，它包括：一摄像机装置，而该摄像机装置包括：一具有变焦透镜机构的摄像机；一变焦量检测电路，它对应变焦透镜机构产生指示变焦透镜机构的变焦量的变焦量信号；一使摄像机以一枢转速度枢转的枢转装置，该枢转速度由一速度指令信号控制；以及一监视场所，而该监视场所包括：一远离摄像机的、显示来自该摄像机的图象的监视器；一安装在摄像机附近的、产生枢转速度指令信号的枢转速度指令信号发生电路；以及一按照变焦量信号和枢转速度指令信号产生速度指令信号的速度指令信号发生电路，其中，速度指令信号发生电路产生速度指令信号，这样，枢转速度在变焦量信号指示远摄一侧时随枢转速度指令信号而相应减小，而在变焦量信号指示广角一侧时随枢转速度指令信号而相应增加。

从下面结合附图的详细说明中可更清楚地了解本发明的目的和特征，其中：

图1是带有本发明一实施例的枢转的摄像机的一监视系统的框图；

图2是该实施例的图表，显示了枢转的(水平或俯仰移动的)角速度和图1中的控制杆的移动角之间的关系；

图3是第一实施例中的控制杆的侧视图；

图4使该实施例的图表，显示了移动力和图1中的控制杆之间的关系；

图5是该实施例的图表，显示了枢转角速度和图1中的控制杆的移动角θ之间的关系；以及

图6是本发明的一种改进型式的框图。

在所有附图中，相同的或对应的零件用相同的标号表示。

下面将描述本发明的一个实施例。

图1是该实施例的带有枢转摄像机的监视系统的框图。图2是该实施例的图表，显示了枢转的(水平或俯仰移动的)角速度和图1中的控制杆的移动角度之间的关系。图3是第一实施例中的控制杆的侧视图。

本发明的监视系统包括一带变焦机构15的、用来接受图象和产生视频信号的摄像机1，一支承摄像机1和根据水平移动速度指令信号34a和俯仰移动控制信号36a使摄像机1水平移动和俯仰移动的枢转装置2，以及响应视频信号11a而(给操作者)提供监视图象的监视场所3，从而提供变焦指令信号32a给变焦机构15，以及提供一水平移动速度指令信号34a和一俯仰移动速度指令信号36a给枢转装置2。

摄像机1包括一成象电路11，一包括变焦透镜头10的变焦机构15，一驱动电路12和一变焦量检测电路14。成象电路11接受通过变焦透镜头10的图象并产生视频信号11a。变焦透镜头10接受图象，并在成象电路11的成象器(未画出)上形成图象。驱动电路12响应变焦指令信号32a产生变焦驱动信号12a。安装在变焦透镜头10里的变焦电动机13驱动变焦透镜头10中的变焦透镜组件(未画出)，以控制变焦量。变焦量检测电路14对应变焦透镜头10而产生变焦量信号14a，以表示变焦透镜头10的变焦量。

摄像机1和支承摄像机1的枢转装置2通过电缆或诸如电话线之类的网络与监视场所连接。

枢转装置2包括一带有使摄像机1水平移动的水平移动电动机24和使摄像机1俯仰移动的俯仰移动电动机27的枢转机构21，一产生水平移动速度信号22a的水平移动速度控制电路22，一按照水平移动速度信号22a驱动平动电动机24的驱动电路23，一产生俯仰移动速度信号25a的俯仰移动速度控制电路25，以及一按照俯仰移动速度信号25a驱动俯仰电动机27的驱动电路26。

监视场所3位于远离摄像机1和枢转装置2的地方，并包括一对应来自摄像机1的视频信号11a显示监视图象的监视器31，安装在监视器31附近并产生水平移动速度指令信号34a的水平移动速度指令信号发生电路37，以及安装在监视器附近并产生俯仰移动速度指令信号36a的俯仰移动速度指令信号发生电路38。

水平移动速度指令信号发生电路37包括一控制杆33和一角度检测电路34，以便检测控制杆33的移动角度并产生水平移动速度指令信号34a。

俯仰移动速度指令信号发生电路38包括一控制杆35和一角度检测电路36，以便检测控制杆35的移动角度并产生俯仰移动速度指令信号36a。

监视系统安装在远处的建筑物里或远离被监视的预定远处的建筑物里。摄像机1和枢转装置2安装在适合于监视的位置上。例如，枢转装置2固定在建筑物的墙上。摄像机1接受该地方一部分的图象并产生视频信号，该信号通过电缆等传送给监视场所3。摄像机1包括变焦机构15，以提供广角图象，标准角图象或远摄图象。枢转装置2支承摄像机1，并使摄像机1按照水平移动速度指令信号34a(在水平方向上)水平移动，以及使摄像机1按照俯仰移动速度指令信号36a(在垂直方向上)俯仰移动。

监视场所3对应视频信号11a将摄像机1接受的监视图象提供给操作者。操作者操纵变焦转换开关32来控制变焦机构15，即提供变焦指令信号32a给变焦机构15，使朝向远摄一侧以更清楚地观看监视图象或朝向广角一侧以更宽广地观看监视图象。

在正常情况下，操作者在广角情况下观看监视图象。当操作者发现监视图象里有问题时，操作者操纵控制杆33和35及变焦转换开关32，以使摄像机1对准发生问题的地方。

然后，摄像机1对应变焦指令信号32a控制变焦量。另一方面，枢转装置2对应水平移动速度指令信号34a和俯仰移动速度指令信号36a使摄像机1水平移动和俯仰移动，以便使摄像机对准发生问题的地方。

当控制杆33未被操纵和随操作者的动作而倾斜时处于直立状态(静止位置RP)。角度检测电路34利用电位器43检测移动角(倾斜角)θ，而其转轴42与控制杆33的一端连接。角度检测电路34按照控制杆33的移动角度产生水平移动速度指令信号34a。水平移动速度控制电路22按照变焦量信号14a和水平移动速度指令信号34a产生水平移动速度信号22a，这样，当变焦量信号14a指示远摄一侧时，水平移动速度随水平移动速度指令信号34a相应减小，当变焦量信号14a指示广角时，水平移动速度随水平移动速度指令信号34a相应增加。

如图2所示，水平移动速度控制电路22按照变焦量信号14a和水平移动速度指令信号34a产生水平移动速度信号。当变焦量处于标准角51时，枢转(水平移动)角度速度信号基本上不予补偿，即当水平移动速度信号22a与原来一样时输出水平移动速度指令信号34a。另一方面，当变焦量处于远摄角一侧53时，水平移动速度指令信号34a的γ1相对减少，以提供水平移动速度信号22a。此外，当变焦量处于广角侧52时，水平移动速度指令信号34a的γ1相对增加，以提供水平速度信号22a。

驱动电路23按照水平移动速度信号22a使水平移动电动机24转动，而水平移动电动机24使摄像机1水平移动。

当控制杆35未被操纵和随操作者的动作而倾斜时处于直立状态。角度检测电路36利用电位器43检测移动角(倾斜角)，而其转轴42与控制杆35的一端连接。角度检测电路36按照控制杆35的移动角产生俯仰移动速度指令信号36a。俯仰移动速度控制电路25按照变焦量信号14a和俯仰移动速度指令信号36a产生俯仰移动速度信号25a，这样，当变焦量信号14a指示远摄一侧53时，俯仰移动速度随俯仰移动速度指令信号36a相应减小，当变焦量信号14a指示广角一侧52时，俯仰移动速度随俯仰移动速度指令信号36a相应增加。

如图2所示，俯仰移动速度控制电路25按照变焦量信号14a和俯仰移动速度指令信号36a产生俯仰移动速度信号25a。当变焦量处于标准角51时，俯仰移动角度速度信号不予补偿，即当俯仰移动速度信号25a与原来一样时输出俯仰移动速度指令信号36a。另一方面，当变焦量处于远摄角一侧53时，俯仰移动速度指令信号36a的γ1相对减少(补偿)，以提供俯仰移动速度信号25a。此外，当变焦量处于广角侧52时，俯仰移动速度指令信号36a的γ1相对增加(补偿)，以提供俯仰移动速度信号25a。

驱动电路26按照俯仰移动速度信号25a驱动俯仰移动电动机27，而俯仰移动电动机27使摄像机1俯仰移动。

如图3所示，控制杆33包括手柄41，以及其转轴42与手柄41连接的电位器43，从而利用电位器43检测移动角θ。手柄41的另一端46与弹簧44的一端连接，而弹簧44的另一端与控制杆33的壳体27连接，以便当操作者使手柄41向方向A倾斜时给操作者提供一反作用力，而当操纵力消除时使手柄41回复到静止位置RP。当移动角θ超过基准角θ_m时，弹簧45与手柄41的端部46接触，从而提供一个比仅由弹簧44提供的反作用力大的、附加的第二反作用力。这将在移动角超过基准角θ_m时使反作用力更大。即，弹簧45的弹簧常数{k＝W/δ(Kg/mm)}大于弹簧44的弹簧常数。

也可使手柄41向另一方向B倾斜，而弹簧44’和45’也产生反作用力，类似于使摄像机向另一方向枢转。

图4是该实施例的一图表，显示操纵力与控制杆33和35之间的关系。控制杆33或35根据操作者施加的操纵力F倾斜一个移动角θ。即，弹簧44、45、44’和45’在控制杆33或35上产生反作用力，这样，当移动角不大于基准移动角θ_m时反作用力相对控制杆机构的移动角按比值RT1上增加，当移动角大于基准移动角θ_m时反作用力相对控制杆机构的移动角按比值RT2上增加。比值RT2大于比值RT1。

角度检测电路34和36包括ROM(只读储存器)表，以便分别按照对控制杆33和35的移动角的检测产生水平移动速度指令信号32a和俯仰移动速度指令信号36a。

图5是该实施例的一图表，显示了枢转(水平移动和俯仰移动)角度速度和控制杆33和35的移动角θ之间的关系。

当控制杆33和35的移动角θ分别不大于基准角θ_m时，水平移动速度指令信号34a和俯仰移动速度指令信号36a按比值RT3增加。而当控制杆33和35的移动角θ分别大于基准角θ_m时，水平移动速度指令信号34a和俯仰移动速度指令信号36a按比值RT4增加。比值RT4大于比值RT3。因此，当控制杆33和35的移动角大于基准角θ_m时，水平移动电动机24和俯仰移动电动机27以非常高的速度运转。相应地，水平移动电动机24和俯仰移动电动机27很快达到最高速度，从而使监视器屏幕对准目标的时间缩短。

如图4所示，当移动角θ在拐点INF1处超过基准角θ_m时，作用在手柄41上的反作用力显著增加，以及如图5所示，当移动角θ在拐点INF2处超过基准角θ_m时，枢转(水平移动和俯仰移动)速度显著增加。图4中的拐点INF1与图5中的拐点INF2对应。因此，在拐点INF1之上的反作用力的显著增加将提醒操作者枢转速度也在显著增加。

在本发明的实施例里，摄像机1和枢转装置2是互相分离的。然而，摄像机1和枢转装置2也可合并在一起。

图6是该实施例的一个改进型式的框图。该改进型式的结构基本上与图1中的实施例相同。差别在于还提供一顺序控制电路40、一比较和逻辑电路71、开关73和74，以及还提供一开关72。

顺序控制电路40储存顺序程序，以便顺序地产生另一变焦指令信号、另一水平移动速度指令信号、以及另一俯仰移动速度指令信号，以自动监视方式将监视图象提供给在监视场所的操作者。

当操作者操纵控制杆33或35时，来自角度检测电路34或36的电压偏离与静止位置RP对应的电压，例如偏离零伏。

比较和逻辑电路71检测来自角度检测电路34或36的电压是否从零伏偏离超过了预定的电压。如果比较和逻辑电路71检测到来自角度检测电路34或36的电压从零伏偏离超过了预定的电压，开关72至74提供变焦指令信号32a、水平移动速度指令信号34a和俯仰移动速度指令信号36a，代替另一变焦指令信号40a、另一水平移动速度指令信号40b和另一俯仰移动速度指令信号40c。即控制杆33或35的移动越过了顺序控制电路40。

Claims (9)

1.一种摄像机枢转装置，它包括：

以一枢转速度使一摄像机枢转的枢转装置，所述摄像机包括一变焦机构和一产生变焦量信号的变焦量信号发生装置；

一对应一操作产生一枢转速度指令信号的枢转速度指令信号发生装置；以及

一速度控制装置，它按照所述变焦量信号和所述枢转速度指令信号控制所述枢转速度。

2.如权利要求1所述的摄像机枢转装置，其特征在于，所述速度控制装置按照所述变焦量信号和所述枢转速度指令信号控制所述枢转速度，这样，所述枢转速度在所述变焦量信号指示远摄一侧时随所述枢转速度指令信号而相应减小，而在所述变焦量信号指示广角一侧时随所述枢转速度指令信号而相应增加。

3.如权利要求1所述的摄像机枢转装置，其特征在于，所述枢转速度指令信号发生装置包括一控制杆机构并产生所述枢转速度指令信号，这样，所述枢转速度指令信号的值在所述控制杆机构的移动角不大于基准移动角时按与所述移动角对应的第一比值增加，而在所述移动角大于所述基准移动角时按与所述移动角对应的第二比值增加，所述第二比值大于所述第一比值。

4.如权利要求3所述的摄像机枢转装置，其特征在于，所述控制杆机构包括产生反作用力的反作用力发生装置，这样，所述反作用力在所述控制杆机构的所述移动角不大于基准移动角时按与所述移动角对应的第三比值增加，而在所述移动角大于所述基准移动角时按与所述移动角对应的第四比值增加，所述第四比值大于所述第三比值，以便提醒操作者所述枢转速度指令信号的所述值在按所述第二比值增加。

5.如权利要求4所述的摄像机枢转装置，其特征在于，所述反作用力发生装置包括分别具有第一和第二弹簧常数的第一和第二弹簧，当所述移动角不大于所述基准移动角时，所述反作用力由所述第一弹簧产生，而当所述移动角大于所述基准移动角时，所述反作用力由所述第一和第二弹簧产生。

6.如权利要求5所述的摄像机枢转装置，其特征在于，所述第二弹簧常数大于第一弹簧常数。

7.一种枢转的摄像机装置，它包括：

一具有变焦透镜机构的摄像机；

一变焦量检测装置，它对应所述变焦透镜机构产生指示所述变焦透镜机构的变焦量的变焦量信号；

一使所述摄像机以一枢转速度枢转的枢转装置；

一枢转速度指令信号发生装置，以产生枢转速度指令信号；以及

一速度控制装置，它按照所述变焦量信号和所述枢转速度指令信号控制所述枢转速度，这样，所述枢转速度在所述变焦量信号指示远摄一侧时随所述枢转速度指令信号而相应减小，而在所述变焦量信号指示广角一侧时随所述枢转速度指令信号而相应增加。

8.一种监视系统，它包括：

一摄像机装置，而该摄像机装置包括：

一具有变焦透镜机构的摄像机；

一变焦量检测装置，它对应所述变焦透镜机构产生指示所述变焦透镜机构的变焦量的变焦量信号；

一使所述摄像机装置以一枢转速度枢转的枢转装置，该枢转速度由一速度指令信号控制；

一监视场所，而该监视场所包括：

一远离所述摄像机的、显示来自所述摄像机的图象的监视器；

一安装在所述摄像机附近的、产生枢转速度指令信号的枢转速度指令信号发生装置；以及

一按照所述变焦量信号和所述枢转速度指令信号产生所述速度指令信号的速度指令信号发生装置，其中，所述速度指令信号发生装置产生所述速度指令信号，这样，所述枢转速度在所述变焦量信号指示远摄一侧时随所述枢转速度指令信号而相应减小，而在所述变焦量信号指示广角一侧时随所述枢转速度指令信号而相应增加。

9.如权利要求1所述的摄像机枢转装置，其特征在于，它还包括：

一顺序控制装置，以储存顺序程序和按照所述顺序程序产生另一枢转速度指令信号；

一检测装置，以检测所述枢转速度指令信号发生装置对应所述操作产生所述枢转速度指令信号；以及

一开关装置，以便在所述检测装置检测到所述枢转速度指令信号发生装置产生与所述操作对应的所述枢转速度指令信号时给所述速度控制装置提供所述枢转速度指令信号，以及在所述检测装置未检测到所述枢转速度指令信号发生装置产生与所述操作对应的所述枢转速度指令信号时给所述速度控制装置提供所述另一枢转速度指令信号。

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