JP2003255219A

JP2003255219A - 自動フレーミングカメラ

Info

Publication number: JP2003255219A
Application number: JP2002056728A
Authority: JP
Inventors: Yoshito Umeda; 義人梅田
Original assignee: Nisca Corp
Current assignee: Canon Finetech Nisca Inc
Priority date: 2002-03-04
Filing date: 2002-03-04
Publication date: 2003-09-10

Abstract

(57)【要約】【課題】静止状態の被写体を探し出し自動的にフレー
ミングして撮影する自動フレーミングカメラを提供す
る。【解決手段】パンモータ及びチルトモータで一方向の
測距が可能な測距ユニット（発光素子、受光素子）の測
距方向Ｄが変更され（Ｓ１０８〜１１６）、測距ユニッ
トからの信号変化で静止状態の人物Ｐが探し出される
（Ｓ１１８〜１２２）。そして、チルトモータにより探
し出された人物Ｐの顔の中心に撮像素子の撮影方向Ｄが
向けられて画角の中心に人物の顔の中心がフレーミング
されて（Ｓ１２４〜１３８）、撮像素子で人物の顔が撮
影される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は自動フレーミングカ
メラに係り、特に、静止状態の被写体を探し出して自動
的にフレーミングする自動フレーミングカメラに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、人の顔の画像情報を元に本人であ
るか否かを自動的に認証する認証システムの開発や物体
の特定部位を自動的に認識する認識システム等の開発が
進められている。これらのシステムでは、認証又は認識
に必要な画像情報の情報量が多ければ誤判断を防ぐこと
ができるので、被写体となる人物の顔や物体の特定部位
をフレーミングした画像が必要となる。このフレーミン
グを自動的に行うには、人物や物体にカメラの撮影方向
を向け、人物の顔や物体の特定部位を捉えて撮影する必
要がある。

【０００３】その方法として、例えば、特開平２００１
−４３３８１号公報には、人物を含む画像を連続的に入
力して時間的に連続する複数の画像間の差分画像を生成
し、人物の肩及び頭頂部の位置を基準に輪郭を設定し
て、顔等の人物領域を抽出する技術が開示されている。
この技術によれば、画像移動前と画像移動後の差分に対
して輪郭抽出を行って人物の顔等へカメラの撮影方向を
変更することができる。

【０００４】また、特開平９−２８９６０９号公報に
は、被写体が発する音声方向にカメラを向ける技術が開
示されている。この技術によれば、音声方向に自動的に
カメラを向けることができるので、音声を発出する人物
等を撮影することができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
２００１−４３３８１号公報の技術では、画像を取得し
ながら高速で人物領域を抽出する画像処理を行う必要が
あるので、高速な画像処理機能が必要となり低コストの
システムには不向きである。また、画像処理機能の性能
によっては人物領域の抽出までに時間を要してしまう。
更に、移動前後の差分を得ているので、静止状態の被写
体への適用は難しい。

【０００６】また、特開平９−２８９６０９号公報の技
術では、音声を発生しない物体に対しての使用や野外の
ような騒音のあるところでの使用は難しい。更に、音に
よる方向の検知は音の反射の問題や音の指向性の精度の
問題から、人物領域を正確にフレーミングして撮影する
手段として用いるには不向きである。

【０００７】本発明は、上記問題点を解決すると共に、
静止状態の被写体を探し出し自動的にフレーミングして
撮影する自動フレーミングカメラを提供することを課題
とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の第１の態様は、被写体を撮影するための撮
影手段と、一方向の距離を測距する測距手段と、前記撮
影手段の撮影方向と前記測距手段の測距方向とを一体に
変更する方向変更手段とを備え、前記方向変更手段によ
り前記測距方向を変更して前記測距手段による距離情報
の変化から静止状態の被写体を探し出し、この探し出し
た被写体に前記方向変更手段により前記撮影手段の撮影
方向を向けて撮影することを特徴とする。

【０００９】本態様の自動フレーミングカメラは、被写
体を撮影するための撮影手段と、一方向の距離を測距す
る測距手段と、撮影手段の撮影方向と測距手段の測距方
向とを一体として変更する方向変更手段とを備えてい
る。本態様では、一方向の測距が可能な測距手段の測距
方向が方向変更手段により変更され、測距手段による距
離情報の変化から静止状態の被写体が探し出される。そ
して、方向変更手段により探し出された被写体に撮影手
段の撮影方向が向けられ、撮影手段により被写体の撮影
が行われる。本態様によれば、方向変更手段で測距方向
が変更され測距手段による測距情報の変化から静止状態
の被写体が探し出され、方向変更手段で被写体に撮影手
段の撮影方向が向けられて被写体が撮影されるので、静
止状態の被写体の画像を得ることができると共に、得ら
れた画像には被写体がフレーミングされているので、フ
レーミングのための画像切り出し等の画像処理が不要な
ことから高速化、低コスト化を図ることができる。

【００１０】また、上記課題を解決するために、本発明
の第２の態様は、被写体を撮影するための撮影手段と、
一方向の距離を測距する測距手段と、前記撮影手段の撮
影方向と前記測距手段の測距方向とを一体として変更す
る方向変更手段とを備え、前記方向変更手段により前記
測距方向を変更して距離情報を取得し、この距離情報に
よる最も近い被写体に合わせて前記方向変更手段により
前記撮影手段の撮影方向を向けて撮影することを特徴と
する。

【００１１】本態様では、一方向の測距が可能な測距手
段の測距方向が方向変更手段により変更され、測距手段
から距離情報が取得される。そして、この距離情報によ
る最も近い被写体に合わせて方向変更手段により撮影手
段の撮影方向が向けられ、撮影手段により被写体の撮影
が行われる。本態様によれば、複数の被写体が存在する
場合でも、最も自動フレーミングカメラに近い静止状態
の被写体が撮影手段で撮影されるので、被写体を特定す
る（探し出す）ことが可能となると共に、最も近い被写
体を撮影対象の被写体と特定するので、被写体の検出が
簡素化され自動フレーミングカメラの小型化及び低コス
ト化を図ることができる。このとき、取得した距離情報
の変化の量を比較して、最も変化の量の大きい距離情報
に対応する被写体を撮影対象の被写体とするようにして
もよい。

【００１２】上記第１乃至第２の態様において、測距手
段を、赤外線の光スポット発光素子と受光素子とを有し
て構成すれば、暗いところでも被写体を探し出すことが
できると共に、赤外線の光スポットの径を小さくするこ
とで、被写体の輪郭のぼけが防止され撮影手段による被
写体のフレーミングの誤差を小さくすることができる。
また、撮影手段を赤外線領域でも撮影可能にすれば、被
写体を暗いところでも撮影することが可能となる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明
を、人物の顔を自動的にフレーミングする自動フレーミ
ングカメラに適用した実施の形態について説明する。

【００１４】（構成）図１に示すように、図示しない壁
面には人が出入可能なドア３３が具設されている。ドア
３３の近傍（左側）には、ドア３３の前に立った人物Ｐ
の顔を撮影する自動フレーミングカメラ（以下、カメラ
と略称する。）１が配置されている。カメラ１の上側に
は、人物Ｐにカメラ１の方向に顔を向けるよう指示する
ステッカ３５が壁面に貼付されている。また、ドア３３
の前の床面には、カメラ１が人物Ｐの顔を撮影可能な認
証エリア３４が矩形状に画成されている。認証エリア３
４の床面には、認証エリア３４内にいる人物Ｐを検出可
能な圧力スイッチ（図４の符号３１参照）が埋設されて
いる。カメラ１で撮影された人物Ｐの顔の画像情報は、
図示しないインターフェースを介してパーソナルコンピ
ュータ等の図示しないホスト部へ送出される。ホスト部
では、人物Ｐの顔の特徴量等のデータを抽出するために
人物Ｐの顔の画像情報についての処理がなされ、ホスト
部のデータベースに蓄積された人物Ｐの特徴量と一致す
る場合にドア３３が開錠される。

【００１５】図２に示すように、カメラ１は、後述する
カメラ部本体を覆うヘルメット状のケーシング２ａと、
ケーシング２ａの前方開口部を覆う半球状のフード２ｂ
とを備えている。ケーシング２ａには、例えば、ＡＢＳ
（アクリロニトリルブタジエンスチレン）等の材質を用
いることができ、フード２ｂには、例えば、ＰＣ（ポリ
カーボネート）等の材質を用いることができる。

【００１６】図３に示すように、カメラ部本体は、カメ
ラ部本体を支持し雲台として機能する板金製の第１フレ
ーム７を有している。第１フレーム７は、中央部が矩形
板状とされており、（カメラ部本体の）正面側の中央部
に上方に折り曲げられた突起を有している。この突起の
正面側には、赤外線を発光（投光）する赤外ＬＥＤ１４
が固定されている。一方、第１フレーム７の突起とは反
対側（背面側）の中央部からは、上方に断面Ｌ字状の支
持部材が延出されている。

【００１７】第１フレーム７の中央部で突起の近傍、及
び、支持部材の正面側には、樹脂製の第２フレーム８を
パン方向（水平方向）に回動可能に支持するパン方向支
持軸１０がそれぞれ上下方向に突設されており、パン方
向支持軸１０は、第１フレームの中央部及び支持部材で
軸支されている。第２フレーム８は、正面側から見たと
きに、正面側中央を原点とした第１象限部が切り欠かれ
た概ね四角形の形状を有している。

【００１８】第２フレーム８の内側には、樹脂製で板状
の第３フレーム９が配置されている。第３フレーム９の
正面側中央部には、人物Ｐの顔を撮影するための撮影レ
ンズ３の焦点位置に配置され、画像をフレーム転送又は
インターライン転送によりビデオ出力するＣＣＤ等の撮
像素子４が固定されている。撮影レンズ３には、通常、
光学系内に挿入されるＩＲ（赤外線）カットフィルタを
欠いた固定焦点レンズが用いられている。

【００１９】また、第３フレーム９の正面側には、撮影
レンズ３の両側に、３ｍｍ程度の赤外スポット光を発光
する円柱状の発光素子５と、発光素子５からの反射赤外
光を受光する円柱状の受光素子６とが固定されている。
発光素子５、撮影レンズ３（撮像素子４を含む。以下、
同じ。）及び受光素子６は、略水平方向に直線状に、か
つ、同一方向に配設されている。発光素子５と受光素子
６とは、アクティブ方式の測距ユニットを構成してお
り、測距ユニットの測距可能距離は約５ｍ以内とされて
いる。

【００２０】発光素子５及び受光素子６の筒胴外周側面
からは、それぞれ撮像素子４の反対側に略水平方向に、
第３フレームを第２フレームに対してチルト方向（垂直
方向）に回動可能に支持するチルト方向支持軸１１が突
設されている。これらのチルト方向支持軸１１は、同軸
線上にあり、第２フレームに軸支されている。発光素子
５及び受光素子６のチルト方向支持軸１１の突設位置
は、垂直方向で第２フレームに最も近い位置で、第３フ
レームに固定された全ての部材に対して垂直方向での重
心位置（正面側から見たときに発光素子５及び受光素子
６を上下に均等に２分する直径位置）にあたると共に、
第３フレームに固定された全ての部材に対して奥行き方
向での重心位置にあたる位置とされている。

【００２１】第３フレーム９の裏面側で中央からやや発
光素子５寄りの位置からは、第３フレーム９とほぼ同じ
厚さの板材がカメラ部本体の背面方向に突設されてい
る。この板材の中央部には長穴が形成されている。ま
た、第３フレーム９の裏面側には、撮像素子４の作動を
制御するＣＣＤ作動制御回路及び後述するようにカメラ
部本体を制御する制御回路（図４の符号２０参照）の制
御基板がマウントされている。なお、制御基板からはリ
ード線が導出されており、上述したホスト部との接続を
確保するためにケーシング２ａの背面側に配置された図
示しないコネクタ部に接続されている。

【００２２】第２フレーム８の一側（発光素子５側）か
らは、断面略く字状のモータ固定板が背面方向へ延出さ
れている。モータ固定板の先端部には、第３フレーム９
を略垂直方向にチルト駆動させるためのステッピングモ
ータ（以下、チルトモータという。）１２が、チルトモ
ータ１２から延出された円柱状の２本の固定アーム１２
ｂを介してねじ止め固定されている。チルトモータ１２
のモータ軸には、略Ｌ字状の駆動レバー１２ａが嵌着さ
れている。駆動レバー１２ａの先端部は、上述した第３
フレーム９の板材の長穴に挿入されている。

【００２３】一方、第１フレーム７の中央部の裏面側
（底面側）には、第２フレーム９を略水平方向にパン駆
動させるためのステッピングモータ（以下、パンモータ
という。）１３が、パンモータ１３から延出された図示
しない円柱状の２本の固定アームを介してねじ止め固定
されている。パンモータ１３のモータ軸には、略Ｌ字状
の駆動レバー１３ａが嵌着されている。駆動レバー１３
ａの先端部は、撮影レンズ３と受光素子６とのほぼ中間
点位置に対応する第２フレーム９の位置に形成されたＵ
字状切り欠きに挿入されている。

【００２４】従って、第３フレーム９はチルト方向支持
軸１１で第２フレーム８に対してチルト方向に回動可能
に軸支され、第２フレーム８はパン方向支持軸１０で第
１フレーム７に対して回動可能に軸支されているので、
第３フレーム９に固定された発光素子５、撮影レンズ３
及び受光素子６は、パンモータ１３及びチルトモータ１
２の駆動により、水平及び垂直方向に一体に方向（向
き）を変更可能な構造とされている。なお、チルトモー
タ１２及びパンモータ１３には、本例でのステッピング
モータの代わりに駆動レバー１２ａ、１３ａを半周（１
８０°）未満回動させる回動位置センサー付きのメータ
を用いても良い。

【００２５】図４に示すように、カメラ部本体は、チル
トモータ１２及びパンモータ１３の駆動、並びに、発光
素子５、受光素子６及び発光ＬＥＤ１４の赤外線の発光
・受光を制御する制御回路２０を有している。制御回路
２０は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ及びインターフェース
を内蔵したマイクロコンピュータ（以下、マイコンとい
う。）２１、マイコン２１からのＨ（ハイ）レベル信号
により発光素子５を発光させるドライバ２５、演算回路
を有し受光素子６で受光した赤外反射光を光電変換して
被写体までの距離を測距する測距デバイス２２、マイコ
ン２１からのＨ（ハイ）レベル信号により赤外ＬＥＤ１
４を発光させるドライバ２６、及び、チルトモータ１
２、パンモータ１３を正逆転の双方向に駆動するドライ
バ２８、２９を含んで構成されている。マイコン２１は
測距デバイス２２に接続されており、測距デバイス２２
は受光素子６に接続されている。また、マイコン２１は
ドライバ２５、２６に接続されており、ドライバ２５、
２６はそれぞれ発光素子５、発光ＬＥＤ１４に接続され
ている。更に、マイコン２１は、ドライバ２８、２９に
接続されており、ドライバ２８はパンモータ１３に、ド
ライバ２９はチルトモータ１２にそれぞれ接続されてい
る。なお、マイコン２１は上述した圧力スイッチ３１に
も接続されている。

【００２６】（動作）次に、フローチャートを参照し
て、本実施形態のカメラ１の動作について説明する。な
お、マイコン２１は既にＲＯＭに記憶されたプログラム
や後述する設定値等のデータのＲＡＭへの展開を行う初
期処理を終了しており、カメラ部本体の撮像素子４を人
物Ｐの顔に向かせてフレーミングし撮像するためのフレ
ーミングルーチンが実行可能な状態にあるものとする。

【００２７】図５に示すように、このフレーミングルー
チンでは、まずステップ１０２において、圧力スイッチ
３１がオン状態となるまで待機する。圧力スイッチ３１
がオン状態となると、次のステップ１０４において、ド
ライバ２８、２９にパンモータ１３及びチルトモータ１
２を駆動させ、カメラ部本体（測距ユニット）が測距方
向の初期位置の方向を向くように移動させ、パンモータ
１３及びチルトモータ１２の駆動を停止させる。

【００２８】図６に示すように、測距ユニットの測距方
向Ｄは、パン方向（水平方向）及びチルト方向（垂直方
向）で測距許容範囲Ｓ内に規制されている。測距許容範
囲Ｓは、パンモータ１３及びチルトモータ１２の可動範
囲に依存している。なお、図６に示す測距許容範囲Ｓ
は、人物Ｐの位置における測距ユニットの測距範囲を模
式的に示したものである。初期位置（初期方向）Ｓ
_Ｏは、この測距許容範囲Ｓのチルト方向下端かつパン方
向一端部の位置とされている。測距許容範囲Ｓのチルト
方向下端は、測距ユニットの測距可能距離の限界におい
て床面より上方の位置、換言すれば、測距可能距離が床
面までの距離より短くなるように設定されている。初期
位置Ｓ_Ｏは、測距許容範囲Ｓ内において、水平方向で
は、人物Ｐ（又は人物Ｐ’）が存在しない位置に設定さ
れており、垂直方向では、人物Ｐ（又は人物Ｐ’）が存
在する位置に設定されている（図１も参照）。

【００２９】次のステップ１０６では、ドライバ２５に
Ｈレベル信号を出力して発光素子５を点灯させる。これ
により、受光素子６は人物Ｐ（又は人物Ｐ’）で反射し
た赤外反射光を受光可能な状態となる。

【００３０】次のステップ１０８では、ドライバ２８に
パンモータ１３を駆動させて、測距方向Ｄをパン方向
（図６の矢印Ａ方向）に移動させる。これにより、測距
方向Ｄは、チルト方向を初期位置のままとして、初期位
置Ｓ_Ｏからパン方向にパン方向終端位置Ｓ_Ｅまで移動す
ることになる。パン方向終端位置Ｓ_Ｅは、認証エリア３
４を挟んだ初期位置Ｓ_Ｏの反対側で人物Ｐが存在しない
位置に設定されている。

【００３１】次にステップ１１０において、受光素子６
で受光した信号に変化があるか、換言すれば、人物Ｐの
一側Ｐ_Ａや他端Ｐ_Ｂを捉えたか否かを判断する。測距デ
バイス２２は、受光素子からの電圧により被写体までの
距離を測距しており、図６に示すように、人物Ｐの一側
Ｐ_Ａ、人物Ｐの他端Ｐ_Ｂ、人物Ｐよりも遠方に位置して
いる人物Ｐ’の端部（図示せず）を含むパン動作中の各
測距方向Ｄでその測距情報（距離情報）をマイコン２１
に出力している。このため、マイコン２１は被写体を捉
えた位置、すなわち、人物Ｐの一側Ｐ_Ａや他端Ｐ_Ｂを判
断することができる。

【００３２】ステップ１１０での判断が否定のときは、
ステップ１１４へ進み、肯定のときは、次のステップ１
１２において、初期位置Ｓ_Ｏから信号変化のあったとこ
ろ（人物Ｐの一端Ｐ_Ａや他端Ｐ_Ｂ）までドライバ２８が
パンモータ１３に出力したパルス数の値及びそこでの測
距デバイス２２からの測距情報をＲＡＭに記憶する。

【００３３】次にステップ１１４では、測距方向Ｄがパ
ン方向終端位置Ｓ_Ｅに到達したか否かを、ドライバ２８
がパンモータ１３に出力するパルス数が予め定められた
パルス数となったか否かにより判断する。否定判定のと
きは、ステップ１０８に戻りパンモータ１３のパン駆動
を続行させ、肯定判定のときは、次のステップ１１６に
おいてパンモータ１３の駆動を停止させる。次いで、ス
テップ１１８では、ステップ１１２で記憶した距離情報
を読み出し、カメラ１に最も近い被写体（人物Ｐ）を選
択する。

【００３４】次のステップ１２０では、ステップ１１２
で記憶した人物Ｐの一側Ｐ_Ａ及び他側Ｐ_Ｂまでのパルス
数の値を読み出し、その中間のパルス数の値｛（Ｐ_Ａま
でのパルス数＋Ｐ_Ｂまでのパルス数）／２｝を演算し
て、演算されたパルス数の位置（方向）を人物Ｐの体軸
位置（体軸方向）Ｐ_Ｃとする。初期位置Ｓ_Ｏからパン方
向終端位置Ｓ_Ｅまでドライバ２８がパンモータ１３へ出
力するパルス数は一定であり、初期位置Ｓ_Ｏから体軸位
置Ｐ_Ｃまでのパルス数は演算されているので、前者から
後者を減算することで、測距ユニットの測距方向Ｄをパ
ン方向終端位置Ｓ _Ｅから体軸位置Ｐ_Ｃに向かせるための
パルス数を演算することができる。ステップ１２２で
は、このように演算されたパルス数分、パンモータ１３
を逆転駆動させて測距方向Ｄを体軸位置Ｐ_Ｃに向かせ、
パンモータ１３の駆動を停止させる。

【００３５】従って、測距ユニットは、測距許容範囲Ｓ
の下端を水平方向に、パンモータ１３の正転駆動によ
り、初期位置Ｓ_Ｏから人物Ｐ、Ｐ’を通過してパン方向
終端位置Ｓ_Ｅまで向き、パン方向終端位置Ｓ_Ｅで一旦停
止した後、パンモータ１３の逆転駆動により、体軸位置
Ｐ_Ｃを向くこととなる。

【００３６】ステップ１２４では、測距ユニットが体軸
位置Ｐ_Ｃから上方（図６の矢印Ｂ方向）を向くようにド
ライバ２９にチルトモータ１２を駆動させ、次のステッ
プ１２６において、信号変化があるか否かを判断する。
すなわち、図６に示すように、測距ユニットを体軸位置
Ｐ_Ｃから上方に向かせると、人物Ｐの頭部端（頭の頂
部）Ｐ_Ｄで信号変化が得られるが、ステップ１２６で
は、この信号変化で測距方向Ｄが頭部端Ｐ_Ｄ越えたか否
かを判断する。

【００３７】ステップ１２６で否定判断のときは、ステ
ップ１２８において、体軸位置Ｐ_Ｃでの測距許容範囲Ｓ
内の終端（上端位置）となる体軸チルト方向終端位置Ｓ
_Ｃまで駆動させたか否かを判断し、ステップ１２８での
判断が否定のときは、測距方向Ｄを更に上方に向かせる
ためにステップ１２４へ戻る。なお、測距許容範囲Ｓの
上端位置は、身長がおよそ２．５ｍを超える人は存在し
ないことやカメラ１の垂直（高さ）方向の設置位置を考
慮して設定することができる。ステップ１２８での判断
が肯定のときは、人物Ｐが移動したと考えられるので、
次のステップ１３０において、圧力スイッチ３１がオン
状態か否かを判断する。ステップ１３０で肯定判断のと
きは、人物Ｐが認証エリア３４内に存在するものの、人
物Ｐが移動したためにこのままフレーミングルーチンを
続行しても人物Ｐの顔のフレーミングを正確には得られ
ないものとして、再度ステップ１０４へ戻り、ステップ
１３０で否定判断のときは、人物Ｐが認証エリア３４内
に存在しないので、フレーミングルーチンを終了する。

【００３８】一方、ステップ１２６での判断が肯定のと
きは、測距方向Ｄが人物Ｐの頭部端Ｐ_Ｄ越えたので、ス
テップ１３２において、チルトモータ１２のチルト駆動
を停止させると共に、発光素子５を消灯させる。次いで
ステップ１３４でチルトモータ１２を逆転駆動させ、次
のステップ１３６において、ドライバ２９が予め設定さ
れた所定パルス数をチルトモータ１２に出力したか否か
を判断する。本実施形態のカメラ１ように人の顔のフレ
ーミングを行う場合に、体軸位置Ｐ_Ｃの上方の頭部端Ｐ
_Ｄが既知のときには、人の顔のサイズは大凡決められて
いるので、頭部端Ｐ_Ｄから例えば１５ｃｍ程度の下方の
位置を人物Ｐの顔の中心Ｐ_Ｅと考えることができる。ス
テップ１３６では、測距方向Ｄが人物Ｐの顔の中心Ｐ_Ｅ
に向いたか否かを判断するために、チルトモータ１２に
この１５ｃｍ程度に相当する所定パルス数が出力された
か否かを判定する。

【００３９】ステップ１３６で否定判定のときは、チル
トモータ１２の逆転駆動を続行するためにステップ１３
４へ戻り、肯定判断のときは、ステップ１３８におい
て、チルトモータ１２の逆転駆動を停止させる。

【００４０】従って、測距ユニットは、測距許容範囲Ｓ
の下端の体軸位置Ｐ_Ｃから垂直方向に、チルトモータ１
２の正転駆動により、人物Ｐの頭部端Ｐ_Ｄを通過して一
旦停止した後、チルトモータ１２の逆転駆動により、人
物Ｐの顔の中心Ｐ_Ｅを向くこととなる。撮像素子４は、
第３フレーム９上に測距ユニットに挟まれて略水平方向
に直線状に、かつ、同一方向に配置されているので、測
距ユニットが人物Ｐの顔の中心Ｐ_Ｅを向くことで、図６
に示すように、人物Ｐの顔の中心Ｐ_Ｅを中心とした画角
Ｖ_Ａで人物Ｐの顔をフレーミングしている。

【００４１】次にステップ１４０では、発光ＬＥＤ１４
を点灯させ、次のステップ１４２でフレーミングの完了
をホスト部へ報知するフレーミング完了信号を出力し
て、フレーミングルーチンを終了する。これにより、ホ
スト部は、撮像素子４からの画像を取り込み、上述した
ように、人物Ｐの顔の特徴量等のデータを抽出する画像
処理を行い、ホスト部のデータベースに蓄積された人物
Ｐの特徴量と一致する場合にドア３３を開錠する。

【００４２】（作用等）次に、本実施形態のカメラ１の
作用等について説明する。

【００４３】本実施形態のカメラ１では、パンモータ１
３及びチルトモータ１２により一方向の測距が可能な測
距ユニット（発光素子５、受光素子６）の測距方向Ｄが
変更され（ステップ１０８〜１１６）、制御回路２０に
より測距ユニットからの信号変化で静止状態の人物Ｐが
探し出される（ステップ１１８〜１２２）。そして、チ
ルトモータ１２により、探し出された人物Ｐの顔の中心
Ｐ_Ｅに撮影レンズ３の撮影方向Ｄが向けられて画角Ｖ_Ａ
の中心に人物Ｐの顔の中心Ｐ_Ｅがフレーミングされて
（ステップ１２４〜１３８）、撮像素子４で人物Ｐの顔
が撮影される。従って、本実施形態のカメラ１によれ
ば、静止状態の人物Ｐの顔の画像を得ることができるの
で、ホスト部では、従来技術のように人物Ｐの顔の部分
を背景等から切り出すトリミング処理が不要なため画像
処理の時間を短縮することができると共に、トリミング
処理に伴って発生する撮像素子４の高解像度化が不要な
ため画素数が少ない低コストのカメラを使用することが
できる。換言すれば、本実施形態のカメラ１を使用する
ことにより、画像を取り込んだ後人物Ｐの顔を中心とす
るトリミング処理が必要なく画像を取り込む時点でトリ
ミング処理後の画像を得ることができるので、ホスト部
での処理時間の短縮化やカメラの低コスト化を図ること
ができる。

【００４４】また、殆どの場合に撮影対象となる被写体
（人物Ｐ）は、カメラ１に最も近い位置に存在するの
で、本実施形態では、人物Ｐ、Ｐ’を含む複数の被写体
が存在する場合でも、カメラ１に最も近い被写体である
人物Ｐの顔を撮像素子４で撮影することで、被写体の特
定を簡素化した。従って、本実施形態では、マイコン２
１をソフトウエア（プログラム）で作動させる例を示し
たが、マイコン２１やソフトウエアによらずコンパレー
タ（比較器）等を含んたハードウエアで制御回路を構成
することも可能なため、より低コスト化、ダウンサイジ
ング化を図ることができる。

【００４５】更に、本実施形態のカメラ１では、アクテ
ィブ方式の三角測距を採用している。このため、発光素
子５を赤外域で発光させることで、暗いところでも人物
Ｐ等の被写体を探し出すことができる。また、本実施形
態のカメラ１は、一旦人物Ｐの顔の中心を探し出した
後、赤外ＬＥＤ１４を発光させて（ステップ１４０）、
撮像素子４で人物Ｐの顔を撮影するので、被写体の人物
Ｐを驚かせたり、人物Ｐの視力を損傷することもない。
また更に、本実施形態のカメラ１では、撮影レンズ３に
ＩＲカットフィルタを欠く構成としたので、撮像素子４
は赤外域でも撮影が可能である。すなわち、一般に本実
施形態のような認証用のカメラ１は廊下や玄関等の比較
的暗いところに配置されるので、赤外域のアクティブ方
式を採用し、赤外ＬＥＤ１４で被写体に投光し、更に、
ＩＲカットフィルタを取り外した撮影レンズ３を用いる
ことで、暗い場所でも撮影可能な認証用カメラ本来の機
能を発揮させることができる。

【００４６】更にまた、本実施形態のカメラ１では、光
スポット径を３ｍｍ程度とした発光素子５を用いた。光
スポット径が大き過ぎると、受光素子６からの出力での
判別が難しく人物Ｐの輪郭等がぼけてしまう場合があ
る。本実施形態のカメラ１では、発光素子５の光スポッ
トをぼけが生じない小径としたので、信号変化を精度よ
く把握することができ、誤差なく人物Ｐの顔をフレーミ
ングして撮影することができる。

【００４７】なお、本実施形態では、人物の顔をフレー
ミングして撮影する例を示したが、本発明はこれに限定
されることなく、物の特定の部位をフレーミングして撮
影するカメラにも適用できることは論を待たない。この
ような場合には、撮影対象となる物の形状に応じて一側
や他側及び頭部端に相当する個所を定めるようにすれば
よい。

【００４８】また、本実施形態では、連続投光型の発光
ＬＥＤ１４を例示したが、フラッシュ型の発光ＬＥＤを
用いるようにしてもよい。このようにすれば、真っ暗な
場所にカメラ１が配置されても鮮明な人物Ｐの顔の画像
を得ることができる。

【００４９】更に、本実施形態では、撮影レンズ３から
ＩＲカットフィルタを除き暗い場所での適用例を示した
が、カメラ１が常時明るい場所に配置されるときには、
撮影レンズ３にＩＲカットフィルタを挿入することで、
撮像素子４に入る光線のうち不要となる赤外域の光線を
排除して人の目に馴染みのある画像を得るようにしても
よい。

【００５０】また、本実施形態では、カメラ１側に制御
回路２０を設けた例を示したが、このような制御回路２
０は、カメラ１の外部や上述した図示しないホスト部側
でもソフトウエアにより同様の機能を果たさせることが
できる。このような態様では、ホスト部側とカメラ側を
接続する制御用のインターフェースを確保したり、BLUE
TOOTHに代表される無線リンクを確保するようにすれば
よい。

【００５１】そして、本実施形態では、人物Ｐの顔にカ
メラ１の画角Ｖ_Ａを向けるために、体軸位置Ｐ_Ｃから図
６の矢印Ｂ方向に（上方に）チルトモータ１２をチルト
駆動させる例を示したが、測距許容範囲Ｓの体軸位置Ｐ
_Ｃの上端となる体軸チルト方向終端位置Ｓ_Ｃから矢印Ｂ
方向とは反対側に（下方に）チルトモータ１２をチルト
駆動させて頭部端Ｐ_Ｄの信号変化を捉えるようにしても
よい。

【００５２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の第１の態
様によれば、方向変更手段で測距方向が変更され測距手
段による測距情報の変化から静止状態の被写体が探し出
され、方向変更手段で被写体に撮影手段の撮影方向が向
けられて被写体が撮影されるので、静止状態の被写体の
画像を得ることができると共に、得られた画像には被写
体がフレーミングされているので、フレーミングのため
の画像切り出し等の画像処理が不要なことから高速化、
低コスト化を図ることができ、本発明の第２の態様によ
れば、複数の被写体が存在する場合でも、最も自動フレ
ーミングカメラに近い静止状態の被写体が撮影手段で撮
影されるので、被写体を特定することが可能となると共
に、最も近い被写体を撮影対象の被写体と特定するの
で、被写体の検出が簡素化され自動フレーミングカメラ
の小型化及び低コスト化を図ることができる、という効
果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用可能な実施形態の自動フレーミン
グカメラの配置位置を模式的に示す外観斜視図である。

【図２】実施形態の自動フレーミングカメラの外観斜視
図である。

【図３】実施形態の自動フレーミングカメラのカメラ部
本体の概略構成を示す外観斜視図である。

【図４】実施形態の自動フレーミングカメラの制御回路
の概略構成を示すブロック図である。

【図５】実施形態の自動フレーミングカメラの制御回路
のマイコンが実行するフレーミングルーチンのフローチ
ャートである。

【図６】実施形態の自動フレーミングカメラの測距方向
及び測距許容範囲を模式的に示す説明図である。

【符号の説明】

１自動フレーミングカメラ３撮影レンズ（撮影手段の一部）４撮像素子（撮影手段の一部）５発光素子（測距手段の一部）６受光素子（測距手段の一部）１２チルトモータ（方向変更手段の一部）１３パンモータ（方向変更手段の一部）２０制御回路（測距手段の一部、方向変更手段の一
部）２２測距デバイス（測距手段の一部）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０４Ｎ 5/225 Ｇ０２Ｂ 7/11 Ｚ 5/232 Ｇ０３Ｂ 3/00 ＡＦターム(参考） 2F112 AD03 BA05 BA06 CA02 DA15 FA03 FA07 FA21 FA45 2H011 AA01 BA11 DA00 2H051 AA01 BB11 CC03 DA17 EB20 GB15 5C022 AA15 AB62

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被写体を撮影するための撮影手段と、一
方向の距離を測距する測距手段と、前記撮影手段の撮影
方向と前記測距手段の測距方向とを一体に変更する方向
変更手段とを備え、前記方向変更手段により前記測距方
向を変更して前記測距手段による距離情報の変化から静
止状態の被写体を探し出し、この探し出した被写体に前
記方向変更手段により前記撮影手段の撮影方向を向けて
撮影することを特徴とする自動フレーミングカメラ。
【請求項２】被写体を撮影するための撮影手段と、一
方向の距離を測距する測距手段と、前記撮影手段の撮影
方向と前記測距手段の測距方向とを一体として変更する
方向変更手段とを備え、前記方向変更手段により前記測
距方向を変更して距離情報を取得し、この距離情報によ
る最も近い被写体に合わせて前記方向変更手段により前
記撮影手段の撮影方向を向けて撮影することを特徴とす
る自動フレーミングカメラ。
【請求項３】前記取得した距離情報の変化の量を比較
して、最も変化の量の大きい距離情報に対応する被写体
を撮影対象の被写体とすることを特徴とする請求項２に
記載の自動フレーミングカメラ。
【請求項４】前記測距手段は、赤外線の光スポット発
光素子と受光素子とを有することを特徴とする請求項１
乃至請求項３のいずれか１項に記載の自動フレーミング
カメラ。
【請求項５】前記撮影手段は、赤外線領域でも撮影可
能なことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか
１項に記載の自動フレーミングカメラ。