JP2007121575A - 雲台装置及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】画像入力装置の画像入力方向を正確に制御することを可能とした雲台装置を提供する。
【解決手段】回転雲台クレードルは、演算処理部60、雲台63、カメラ着脱検出部64、チルト回転軸68a、パン回転軸68b、チルトエンコーダ69a、パンエンコーダ69b、記録部71、チルトホームポジション検出部72a、パンホームポジション検出部72bを備える。演算処理部60は、デジタルカメラ65が雲台63から取り外される際に、デジタルカメラ65の取り外し前の状態におけるチルト回転軸68a、パン回転軸68bの最終停止位置を示す位置情報を記録部71に記録する。演算処理部60は、デジタルカメラ65が雲台63に装着された際に、チルト回転軸68a、パン回転軸68bの最終停止位置からのズレを検出した場合、パン回転、チルト回転の基点となるホームポジションの検出動作を含むイニシャル処理を行う。
【選択図】図９

Description

本発明は、デジタルカメラやデジタルカムコーダ等の画像入力装置を支持すると共に画像入力装置を所望の方向に向けて画像入力を行う場合に好適な雲台装置及びプログラムに関する。

近年、銀塩フイルムを使用するアナログカメラに代わり、その手軽さからデジタルカメラが非常な勢いで普及し各家庭にも浸透している。デジタルカメラは、技術の進展に伴い年々画素数が増加し高画質な写真を手軽に楽しむことができる。パーソナルコンピュータ（以下ＰＣ）の普及と相まって、デジタルカメラによる撮影画像をＰＣに取り込み保管したり、撮影画像をモニタ上に表示しプリンタから印刷出力して楽しむといったことが一般的に行われるようになってきている。

他方、社会生活における安全性の確保という面から、企業或いは家庭や個人レベルでセキュリティを向上させたいという要求も増大し、監視カメラをオフィス、店舗、駐車場、屋外のみならず、家庭内に設置するケースも増加している。家庭用の監視カメラとしては、人体センサを装備し、人体センサにより人を検知して携帯電話機等に通報する等の機能を有する、簡単に設置でき且つ手軽に使用できる簡易監視カメラが提案されている。この種の監視カメラは、不審者の侵入監視や来客のモニタリング等の他、ペット等の監視や別室の幼児・老人の見守り等に利用される。

上記のような社会的ニーズと技術的シーズが合致し、画像入力装置としてのデジタルカメラをパン・チルト回転を行う回転雲台装置に装着し、デジタルカメラを所望の方向へ向け画像を撮影し保存することで、簡易監視カメラとして使用するという提案がなされている。例えば、デジタルカメラを前後傾斜方向と水平回動方向に移動する受け台で支持し、デジタルカメラを監視用の撮影にも活用することを目的とした「撮像装置受け台装置」が提案されている（例えば、特許文献１参照）。また、撮像装置の着脱に伴い受け台を初期設定位置等のセットしやすい位置（方向）に移動させるために、撮像装置の着脱を検知する手段の検知結果に基づき受け台の移動を行う技術も提案されている。

また、通常の監視カメラシステムでは、ネットワークや無線ＬＡＮ等の専用回線を介してカメラを専用レコーダやＰＣ等へ接続して画像データを保管し、カメラとは離れた位置で適宜画像を再生し利用する形態が殆どである。従って、デジタルカメラを利用した上記簡易監視カメラでは、デジタルカメラ自体に装備されている表示器に撮影画像を表示することで、手元で撮影画像を即座に確認できるのも大きな特徴の一つである。
特開２００３−３３８９５０号公報

しかしながら、上述した画像入力装置としてのデジタルカメラ等をパン回転／チルト回転を行う回転雲台装置に手動操作で装着する場合、手動操作に伴う不用意な力が加わり雲台部のパン・チルト角度が停止位置からズレてしまうといった不具合が生じる。

回転雲台装置のパン駆動またはチルト駆動を行う機構としては、通常、ＤＣモータやステップモータ等の回転動力源を使い、モータ回転軸に取り付けた駆動歯車による駆動力を数段の歯車列により減速し、パン回転軸またはチルト回転軸へ伝達する構造を採用している。そのため、カメラが逆に雲台部側から不用意な力を受けると、パン回転軸またはチルト回転軸（または双方の回転軸）が回転を受け、歯車列により回転角が拡大され、大きな変位量となって上記モータの回転子を動かしてしまうこととなる。

上記モータの例では、無通電時の回転保持トルクはさほど強くは無いため、比較的小さな外力であっても回転子の回転を生じ、その結果、カメラレンズの向いている撮影方向にズレを生じてしまう。回転雲台装置のパン・チルト回転方向位置制御を行う演算処理部や位置制御部が参照する記録部のパン・チルト位置情報と、実際のカメラレンズが向いている撮影位置との間で誤差を生じ、下記のような不具合が生ずる。

第１の不具合としては、予め監視したい複数の位置を記憶させ、パン・チルト動作によってカメラレンズの向きを合わせる所謂プリセット動作を行う場合、上記ズレが生ずると、意図した監視方向の撮影が設定できない。第２の不具合は、パン・チルト回転の限界角度近傍で、上記ズレ分だけカメラレンズが向かない範囲ができてしまい撮影範囲が縮小する。第３の不具合は、同様にパン・チルト回転の限界角度近傍で、上記ズレが生じた方向にカメラを回転させた時、限界角度に至る前に機械的回転限界に当接してしまい、場合によっては制御ができなくなるといった不測事態を生ずる。

上述したような、デジタルカメラを手動操作で回転雲台装置に装着した際にパン・チルト角度が停止位置からズレる現象は、回転雲台装置に装着されたデジタルカメラを回転雲台装置から取り外す場合にも同様に生ずる。

また、通常の監視カメラでは、カメラと離れた遠隔に設置したモニタに撮影画像を表示することとなるが、デジタルカメラを利用した簡易監視カメラでは、デジタルカメラ自体に装備した表示器に撮影画像を表示し、その場で簡単に撮影画像を見ることができる。その場合、監視を行う撮影モードに設定する他に、記録媒体に記録された撮影画像を再生する再生モードに設定し、予めデジタルカメラの表示器の表示面を見易い方向へ向ける再生プリセット位置を設定することができる。

この場合も、デジタルカメラを回転雲台装置に手動操作で着脱する時のズレにより、デジタルカメラの表示器の表示面の向きが上記予め設定した再生プリセット位置からズレてしまうという不具合が生ずる。そのため、デジタルカメラが例えば液晶表示器など最良のコントラストで表示する視野範囲が狭い表示器を装備している場合は、上記位置ズレにより表示面が見辛いものとなる。

本発明の目的は、画像入力装置の画像入力方向を正確に制御することを可能とした雲台装置及びプログラムを提供することにある。

上述の目的を達成するために、本発明は、画像入力装置が着脱自在に装着されると共にパン回転を行うパン機構とチルト回転を行うチルト機構の少なくとも一方を備える雲台装置であって、前記画像入力装置が前記雲台装置に装着された場合、前記パン回転又は前記チルト回転の基点となるホームポジションの検出動作を含むイニシャル処理を行う制御手段を備えることを特徴とする。

上述の目的を達成するために、本発明は、画像入力装置が着脱自在に装着されると共にパン回転を行うパン機構とチルト回転を行うチルト機構の少なくとも一方を備える雲台装置であって、前記画像入力装置が前記雲台装置から取り外される際に、前記画像入力装置の取り外し前の状態における前記パン回転機構又は前記チルト回転機構の最終停止位置を記録する記録手段と、前記パン回転機構又は前記チルト回転機構の回転角度を検出する回転検出手段と、前記雲台装置に対する前記画像入力装置の着脱操作に伴う、前記パン回転機構又は前記チルト回転機構の前記最終停止位置からのズレを、前記回転検出手段の検出結果に基づき検出するズレ検出手段と、前記画像入力装置が前記雲台装置に装着された際に、前記パン回転機構又は前記チルト回転機構の前記最終停止位置からのズレが前記ズレ検出手段により検出された場合、前記パン回転又は前記チルト回転の基点となるホームポジションの検出動作を含むイニシャル処理を行う制御手段と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、画像入力装置が雲台装置に装着された場合、パン回転又はチルト回転の基点となるホームポジションの検出動作を含むイニシャル処理を行うため、画像入力装置の画像入力方向（カメラの撮影方向）を正確に制御することが可能となる。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。

［第１の実施の形態］
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る雲台装置としての回転雲台クレードル１の構成を示す正面図である。図２は、図１の回転雲台クレードル１を右側面側から見た状態を示す側面図である。

図１及び図２において、回転雲台クレードル１は、基台１１、パンユニット１２、チルト回転軸１３、雲台１４を備えている。回転雲台クレードル１は、画像入力装置としてのデジタルカメラ２が着脱自在に装着されるものであり、パン回転機構及びチルト回転機構によりデジタルカメラ２を所望の方向に向けて撮影を行うことを可能とするものである。

回転雲台クレードル１のベースとなる基台１１は、基部（例えば机、棚、壁面、天井等）に固定される。基台１１の上部には、パンユニット１２が装着されている。パンユニット１２は、回転中心軸（以下パン軸と表記）３２を中心に回転矢印Ａで示す水平方向に回転（パン回転）自在に構成されている。パンユニット１２の本体部の上面には、チルト回転軸１３の軸方向両端部を回転自在に支持する一対のチルト軸支持部１２ａが垂設されている。

チルト回転軸１３は、チルト軸支持部１２ａに支持された状態で回転矢印Ｂで示す方向に回転（チルト回転）自在に構成されている。チルト回転軸１３の軸方向中央部には、雲台１４が固定されている。図示のパンユニット１２及び雲台１４の位置は、パン回転／チルト回転の回転範囲内の中央位置を示している。雲台１４上の２点鎖線で示す装着位置には、デジタルカメラ２が着脱自在に装着され載置される。チルト回転軸１３は、回転矢印Ｂで示す如く往復回転される。これに伴い、雲台１４に装着されたデジタルカメラ２は、チルト回転軸１３のチルト回転と共に上下方向へ回転される。

雲台１４へのデジタルカメラ２の装着時には、操作者がデジタルカメラ２を保持して雲台１４の真上の位置から矢印Ｃで示す鉛直方向下方に下降させて上記装着位置に載置し、三脚ねじ（不図示）等で固定する。デジタルカメラ２は、レンズ２１、インターフェースコネクタ２２を備えている。上記装着位置では、デジタルカメラ２のレンズ２１は正面方向を向く状態に設定される。インターフェースコネクタ２２は、デジタルカメラ２の底面に配設されており、デジタルカメラ２で撮影された映像データ、撮影情報、シャッタ信号、電池情報等を外部機器との間で送受信する際に用いる。

図３は、上記図２の状態から回転雲台クレードル１のパンユニット１２をパン回転させた時のデジタルカメラ２の状態を示す図である。図４は、上記図１の状態から回転雲台クレードル１のチルト回転軸１３をチルト回転させた時のデジタルカメラ２の状態を示す図である。

図３及び図４において、回転雲台クレードル１の雲台１４に装着されたデジタルカメラ２をパンユニット１２を介してパン回転させると、デジタルカメラ２は図２のパン回転中心より水平方向へ回転し、図２の状態から図３の状態へ回転変位する。これに伴い、デジタルカメラ２のレンズ２１は回転角分だけ異なる方向を向く。図３の例に示すデジタルカメラ２の回転は、雲台１４を上方から見下ろした場合の反時計方向の回転、即ち、回転矢印Ｄで示す回転である。

同様に、回転雲台クレードル１の雲台１４に装着されたデジタルカメラ２をチルト回転軸１３を介してチルト回転させると、デジタルカメラ２は図１のチルト回転中心より上下方向に回転し、図１の状態から図４の状態へ回転変位する。これに伴い、デジタルカメラ２のレンズ２１は回転角分だけ異なる方向を向く。図４の例に示すデジタルカメラ２の回転は、雲台１４を右側面側から見た場合の時計方向の回転、即ち、回転矢印Ｅで示す回転である。

回転雲台クレードル１の雲台１４にデジタルカメラ２を装着した状態において、上述したパン回転とチルト回転を組み合わせれば、回転範囲内で任意の方向にデジタルカメラ２のレンズ２１を向けることができる。

次に、回転雲台クレードル１の詳細構造、回転雲台クレードル１とデジタルカメラ２との接続、回転雲台クレードル１の制御系について図５乃至図８を参照しながら説明する。

図５は、回転雲台クレードル１の内部構造を示す断面図である。図６は、回転雲台クレードル１の雲台１４にデジタルカメラ２を装着した場合の断面図である。図７は、エンコーダ板の構成例を示す上面図である。

図５乃至図７において、回転雲台クレードル１は、図１に示した筐体の略中央を切断し内部構造を分り易く示したものである。回転雲台クレードル１は、パンモータ３１、傘歯車３３、エンコーダ板３５、フォトインタラプタ３６、チルトモータ４１、チルト歯車４２、エンコーダ板４３、フォトインタラプタ４４、雲台コネクタ４５、カメラ着脱検出部(カメラ着脱検出スイッチ)４６を備えている。

パンモータ３１は、パンユニット１２をパン回転動作ための動力源であり、基台１１に固定されている。チルトモータ４１は、チルト回転軸１３をチルト回転動作させるための動力源であり、パンユニット１２に固定されている。パンモータ３１の回転軸には、該回転軸と一体に回転する傘歯車が固定されている。

パン回転軸３２には、パンモータ３１側の傘歯車と噛み合う傘歯車３３が固定されている。傘歯車３３は、パンモータ３１側の傘歯車を介して動力を受け、パンモータ３１の回転方向を直角方向に変える。傘歯車３３は、パンモータ３１側の傘歯車より歯数が多く構成されており、減速回転する。パン回転軸３２は、基台１１に取り付けられた軸受３４によって、回転運動のみ行うよう規制されている。

パン回転軸３２の外周部には、エンコーダ板３５（図７参照）が固定されており、パン回転軸３２と一体に回転する。エンコーダ板３５には、複数のスリット３５１が円板中心から放射状に且つ周方向に等間隔で穿設されている。即ち、エンコーダ板３５は、複数の放射状の光透過部及び遮光部から構成されている。複数のスリット３５１のうち回転方向で最も外側のスリット３５２は、回転方向の幅が広く設定されている。最も外側のスリット（以下幅広スリット）３５２は、パン回転軸３２の回転において例えば時計方向廻りの終端位置と対応しており、雲台１４へのデジタルカメラ装着時にズレが生じた場合のイニシャル処理（後述）に利用される。

フォトインタラプタ３６は、基台１１に固定されており、発光素子（例えばＬＥＤ）と受光素子（例えばフォトトランジスタ）を内蔵している。発光素子と受光素子は、エンコーダ板３５の端部の板面を挟んで対向する状態に配設されている。フォトインタラプタ３６は、発光素子の発光を受光素子で受光することにより、エンコーダ板３５のスリットの通過を検出しカウントすることで、パンモータ３１により駆動されるパンユニット１２の回転角度を検出する。この場合、受光素子は、エンコーダ板３５の回転方向に対して位相差をもって複数配設されている。複数の受光素子への入力光が位相差をもって検出されることにより、エンコーダ板３５の回転方向を検出することができる。

チルトモータ４１の回転軸には、平歯車であるモータ歯車が固定されている。また、チルト回転軸１３には、モータ歯車との噛み合い位置でチルト歯車４２が固定されている。チルト歯車４２は、モータ歯車より歯数が多く構成されている。モータ歯車とチルト歯車４２の歯数比の関係で、チルトモータ４１の回転軸の回転は減速されチルト回転軸１３へ伝達される。これにより、チルトモータ４１の回転トルクはチルト回転軸１３上で増幅されるため、回転トルクは増強している。

チルト回転軸１３の外周部には、上記パン回転軸３２と同様に、エンコーダ板４３が固定されており、チルト回転軸１３と一体に回転する。エンコーダ板４３には、上記エンコーダ板３５と同様に、複数のスリットが円板中心から放射状に且つ周方向に等間隔で穿設されている。

フォトインタラプタ４４は、パンユニット１２に固定されており、エンコーダ板４３のスリットの通過を検出しカウントすることで、チルト回転軸１３及び雲台１４からなるチルトユニットの回転角度とエンコーダ板４３の回転方向を検出する。エンコーダ板４３の複数のスリットのうち最も外側の幅広スリットは、回転方向の幅が広く設定されており、雲台１４へのデジタルカメラ装着時にズレが生じた場合のイニシャル処理（後述）に利用される。

本実施の形態では、エンコーダ板３５、エンコーダ板４３のそれぞれの最も外側の幅広スリットを検出することで、パン回転、チルト回転のそれぞれの終端位置を検出するが、これに限定されるものではない。代わりに、エンコーダ板３５、エンコーダ板４３のそれぞれの回転方向の終端近傍に、パン回転、チルト回転に対応してそれぞれ作動するスイッチを設け、該スイッチの作動に基づきパン回転、チルト回転のそれぞれの終端位置を検出してもよい。

雲台１４には、デジタルカメラ２を矢印Ｃで示す方向から２点鎖線で示す装着位置へ装着した時に、デジタルカメラ側のコネクタ２２と接続され、電気的導通を保持し信号の交換を行うための雲台コネクタ４５が設けられている。また、雲台１４には、デジタルカメラ２が上記装着位置へ装着されたことを検出するカメラ着脱検出部（カメラ着脱検出スイッチ）４６が設けられている。

図６に示すように、デジタルカメラ２が雲台１４に装着された状態では、デジタルカメラ側のコネクタ２２と雲台コネクタ４５とが接続されると共に、デジタルカメラ２の底面部によりカメラ着脱検出部４６が押し込まれる。これにより、デジタルカメラ２が雲台１４に装着されたことが検出される。

雲台１４に設けられた雲台コネクタ４５及びカメラ着脱検出部４６からそれぞれ出力される電気信号は、チルト回転軸１３の内部を経由し、パンユニット１２の内部を通り、パン回転軸３２の内部を経由して回路基板上の演算処理部４７へ導出される。演算処理部４７には、パン回転軸３２、チルト回転軸１３のそれぞれの位置情報を保持する記録部４８が設けられている。記録部４８に保持された位置情報は、デジタルカメラ２の撮影方向への移動時の移動量計算、ズレ量の補正に用いられる。

図８は、回転雲台クレードル１の制御系の構成を示すブロック図である。

図８において、回転雲台クレードル１は、演算処理部６０(図５の４７)、パン・チルト位置制御部６１、パン・チルト駆動制御部６２、カメラ着脱検出部６４(図５の４６)、チルトモータ６６a(図５の４１)、パンモータ６６b(図５の３１)、減速機構６７a、減速機構６７bを備えている。更に、回転雲台クレードル１は、チルト回転軸６８a(図５の１３)、パン回転軸６８b(図５の３２)、チルトエンコーダ６９a、パンエンコーダ６９b、カウンタ７０、記録部７１(図５の４８)、チルトホームポジション検出部７２a、パンホームポジション検出部７２bを備えている。図８では、主にパン方向とチルト方向の駆動に関わる制御系統に絞って図示してある。

演算処理部６０は、回転雲台クレードル１の全体を統合的に管理すると共に後述の各種制御を司るものであり、必要に応じて外部機器からのコマンドを受け取り、演算処理、データ処理、信号伝送処理を行う。また、演算処理部６０は、プログラムに基づき図９のフローチャート（第１の実施の形態）、図１０及び図１１のフローチャート（第２の実施の形態）に示す各処理を実行する。

演算処理部６０は、デジタルカメラ６５（図５の２）が雲台６３（図５の１４）から取り外される際に、デジタルカメラ６５の取り外し前の状態におけるチルト回転軸６８ａ、パン回転軸６８ｂの最終停止位置を示す位置情報を記録部７１に記録する。更に、演算処理部６０は、デジタルカメラ６５が雲台６３に装着された際に、チルト回転軸６８ａ、パン回転軸６８ｂの最終停止位置からのズレを検出した場合、パン回転、チルト回転の基点となるホームポジションの検出動作を含むイニシャル処理を行う。尚、最終停止位置は、デジタルカメラ６５が雲台６３から取り外されたことをカメラ着脱検出部６４により検出した直近（最も新しい）の停止位置である。

演算処理部６０は、デジタルカメラ６５のレンズを指定された方向へ向かせる場合、まず、デジタルカメラ６５が雲台６３に装着されているかをカメラ着脱検出部６４により検出し、カメラ着脱検出部６４から検出結果を受け取る。デジタルカメラ６５が雲台６３に装着されている場合、演算処理部６０は、パン・チルト位置制御部６１へ動作指示を出す。

パン・チルト位置制御部６１は、上記動作指示に基づき、チルト回転軸６８ａ、パン回転軸６８ｂの現在位置と、レンズを上記指定方向へ向ける場合のチルト回転軸６８ａ、パン回転軸６８ｂの指定位置との差を演算し、パン・チルト駆動制御部６２へコマンドを出力する。更に、パン・チルト位置制御部６１は、チルトエンコーダ６９ａ、パンエンコーダ６９ｂからの信号をカウントするカウンタ７０から逐次送出される角度位置の増減情報から、チルト回転軸６８ａ、パン回転軸６８ｂの現在位置を演算する。パン・チルト駆動制御部６２は、チルトモータ６６ａ、パンモータ６６ｂに対しモータ駆動信号を送出し回転駆動する。

チルトモータ６６ａ、パンモータ６６ｂの回転軸には、歯車による減速機構６７ａ、６７ｂがそれぞれ設けられており、チルト駆動、パン駆動のための適切な回転速度と駆動トルクをチルト回転軸６８ａ、パン回転軸６８ｂにそれぞれ伝達する。チルト回転軸６８ａ、パン回転軸６８ｂには、回転角度(及び回転方向を含む)を検出するためのチルトエンコーダ６９ａ(図５のエンコーダ板４３、フォトインタラプタ４４)、パンエンコーダ６９ｂ(図５のエンコーダ板３５、フォトインタラプタ３６)が夫々付設されている。

チルトエンコーダ６９ａ、パンエンコーダ６９ｂのそれぞれの出力は、カウンタ７０によってデジタル値としてカウントされ、チルト回転軸６８ａ、パン回転軸６８ｂのそれぞれの現在位置の演算のためにパン・チルト位置制御部６１へ供給される。

チルトホームポジション検出部(スイッチ）７２a、パンホームポジション検出部(スイッチ）７２bは、夫々、チルト回転軸６８a、パン回転軸６８bが各回転範囲の特定の片側終端位置(チルトホームポジション、パンホームポジション）迄回転した時に、その回転(移動）を検出する。検出結果はイニシャル処理（後述）に利用される。チルトホームポジションは、チルト回転の基点となる位置であり、パンホームポジションは、パン回転の基点となる位置である。

ここで、回転雲台クレードルに対するデジタルカメラ６５の装着／取り外しを行う際の手動操作に伴い、チルト回転軸６８ａ、パン回転軸６８ｂの角度を動かしてしまうことがある。手動操作に伴うチルト回転軸６８ａ、パン回転軸６８ｂの角度の動きに基づく信号（図８の点線矢印）は、チルトエンコーダ６９ａ、パンエンコーダ６９ｂによりそれぞれ検出することができる。

次に、デジタルカメラを回転雲台クレードルに装着した時の制御シーケンスについて図９のフローチャートを参照しながら説明する。尚、以下ではチルト方向の制御について説明するが、パン方向の制御についても全く同様の制御シーケンスにより実施可能であるため、パン方向の制御については説明を省略する。

図９は、デジタルカメラを回転雲台クレードルに装着した時のズレ補正を行う制御シーケンスを示すフローチャートである。

図９において、演算処理部６０は、ステップＳ１で本処理を開始すると、ステップＳ２で、回転雲台クレードルにデジタルカメラが装着されたか否かをカメラ着脱検出部６４の出力信号に基づき判定する。デジタルカメラの装着が検出されない場合、装着検出ルーチンを繰り返す。デジタルカメラの装着が検出された場合、デジタルカメラの装着を検出してから装着が安定するまでの間、多少の時間の経過を待機する。

そのため、演算処理部６０は、ステップＳ３で所定時間ＴＴをカウントするタイマ（不図示）のカウント値を設定し、ステップＳ４で時間の経過に伴いタイマのカウント値を減算する。その後、ステップＳ５でタイマのカウント値が０となった場合、タイマルーチンから抜け出す。

次に、演算処理部６０は、ステップＳ６〜ステップＳ１１の処理、即ち、デジタルカメラのレンズの位置と、演算処理部６０で記録部７１に記録しているイニシャル位置とを合わせるイニシャル処理に入る。演算処理部６０は、イニシャル処理のルーチンでは、パン・チルト駆動制御部６２によりチルトモータ６６ａを特定の一方向に連続回転駆動し、チルト回転軸６８ａのチルト動作の終端位置が到来するまで回転駆動を続ける。

チルト動作の終端位置が到来したか否かの判断を上述したエンコーダ板の幅広スリットの検出に基づき行う場合は以下のようになる。演算処理部６０は、ステップＳ６で、チルトホームポジション検出部（スイッチ）７２ａによりエンコーダ板の幅広スリットを他のスリットと区別して検出することで、チルトホームポジションを検出する。

演算処理部６０は、エンコーダ板の幅広スリットが検出されるまで、ステップＳ７でパン・チルト駆動制御部６２によりチルトモータ６６ａを駆動する。演算処理部６０は、チルトホームポジションが検出された時、この位置がチルト動作の基点となるので、ステップＳ８でカウンタ７０によるチルトエンコーダ６９ａの出力信号のカウント値をリセットし、新たなカウントを開始する。

次に、演算処理部６０は、デジタルカメラのレンズの撮影位置を主体に決定した所定の初期スタート位置であるイニシャル位置へレンズを向けるための処理を行う。演算処理部６０は、ステップＳ９で、カウンタ７０によるチルトエンコーダ６９ａの出力信号のカウント値と、記録部７１に保持されているイニシャル位置データとに基づき、デジタルカメラのレンズの現在位置と予め設定されたイニシャル位置とを比較する。

演算処理部６０は、現在位置とイニシャル位置とが相違している場合、ステップＳ１０でパン・チルト駆動制御部６２によりチルトモータ６６ａを駆動し、ステップＳ１１でチルトエンコーダ６９ａの出力信号をカウンタ７０によりカウントするルーチンへ入る。デジタルカメラのレンズが（換言すればチルト回転軸６８ａが）イニシャル位置に到達した場合、演算処理部６０は、ステップＳ１２で本処理を終了する。

以上説明したように、本実施の形態によれば、回転雲台クレードルに対するデジタルカメラの着脱時に、着脱操作で生ずる雲台のズレを検出し、イニシャル動作によりチルト回転軸６８ａ及びパン回転軸６８ｂをイニシャル位置へ戻す。即ち、デジタルカメラのレンズの撮影位置を主体に決定した所定の初期スタート位置であるイニシャル位置へレンズを向けるイニシャル処理を行う。これにより、デジタルカメラのレンズの撮影方向を正確に制御することが可能となる。

［第２の実施の形態］
本発明の第２の実施の形態は、上述した第１の実施の形態に対して、下記の点において相違する。本実施の形態のその他の要素は、上述した第１の実施の形態（図１乃至図８）の対応するものと同一なので、説明を省略する。

上述した第１の実施の形態では、回転雲台クレードルに新たにデジタルカメラを装着した場合に、雲台のズレの有無に関わらずイニシャル処理を行うことでズレの補正を行った。

これに対し、本実施の形態は、回転雲台クレードルの雲台のズレを監視し、雲台のズレを検出した場合のみイニシャル処理を行うことで雲台のズレを補正するものである。

図１０は、本実施の形態に係るチルト方向の回転移動命令（チルト移動命令）が出されてからデジタルカメラが回転雲台クレードルから取り外されるまでの制御シーケンスを示すフローチャートである。尚、以下ではチルト方向の制御について説明するが、パン方向の制御についても全く同様の制御シーケンスにより実施可能であるため、パン方向の制御については説明を省略する。

図１０において、本処理には、回転雲台クレードルからデジタルカメラが取り外される直前からチルトエンコーダ６８ａの出力の変化を監視し、雲台のズレの計測を開始する処理が含まれる。演算処理部６０は、ステップＳ１４で本処理を開始すると、ステップＳ１５でチルト移動命令があるか否かを判断する。チルト移動命令がなかった場合、演算処理部６０は、ステップＳ２２のチルトエンコーダ出力変化監視処理を開始するルーチンへ移行する。

チルト移動命令があった場合、演算処理部６０は、ステップＳ１６でチルト回転軸６８ａを回転移動する目標位置を新たに更新する。次に、演算処理部６０は、ステップＳ１７でパン・チルト駆動制御部６２によりチルトモータ６６ａを駆動し、ステップＳ１８でチルトモータ６６ａの駆動によって発生するチルトエンコーダ６９ａの出力信号をカウンタ７０によりカウントする。

次に、演算処理部６０は、ステップＳ１９で、カウンタ７０によるチルトエンコーダ６９ａの出力信号のカウント値（移動データ）に基づくチルト回転軸６８ａの現在位置と、チルト回転軸６８ａの上記更新された目標位置とを比較する。演算処理部６０は、チルト回転軸６８ａの現在位置が目標位置に到達していない場合は、パン・チルト駆動制御部６２によりチルトモータ６６ａの駆動を継続する。チルト回転軸６８ａの現在位置が目標位置に到達した場合は、ステップ２０でパン・チルト駆動制御部６２によりチルトモータ６６ａの駆動を停止し、チルト回転軸６８ａの回転を停止する。

次に、演算処理部６０は、ステップＳ２１で、チルト移動指令によって移動され停止したチルト回転軸６８ａの停止位置を記録部７１に記録する。その後、回転雲台クレードルに対する手動操作によるデジタルカメラの取り外し（または装着）により、チルト回転軸６８ａ、パン回転軸６８ｂが動かされる可能性がある。演算処理部６０は、それらの動きを見るため、次のステップＳ２２でチルトエンコーダ６９ａの出力変化を監視する処理を開始する。これにより、以下、回転雲台クレードルに対しデジタルカメラの装着終了までの間、不用意にチルト回転軸６８ａを動かされた場合に対応するためチルトエンコーダ６９ａの変化が積算される。

次に、演算処理部６０は、ステップＳ２３で、回転雲台クレードルからデジタルカメラが取り外されたか否かをカメラ着脱検出部６４の出力信号に基づき判定する。回転雲台クレードルからデジタルカメラが取り外されていない場合、ステップＳ１５のチルト移動命令を待機するルーチンへ戻る。回転雲台クレードルからデジタルカメラが取り外された場合、ステップＳ２４で、上記ステップＳ２２のチルトエンコーダ出力変化監視処理を継続した状態で本処理を終了する。

図１１は、デジタルカメラを回転雲台クレードルに装着した時のズレ補正を行う制御シーケンスを示すフローチャートである。尚、以下ではチルト方向の制御について説明するが、パン方向の制御についても全く同様の制御シーケンスにより実施可能であるため、パン方向の制御については説明を省略する。

図１１において、演算処理部６０は、ステップＳ２５で本処理を開始すると、ステップＳ２６で回転雲台クレードルにデジタルカメラが装着されたか否かをカメラ着脱検出部６４の出力信号に基づき判定する。デジタルカメラの装着が検出されない場合、装着検出ルーチンを繰り返す。デジタルカメラの装着が検出された場合、デジタルカメラが装着されてから更に動かされる事を想定し、一定期間、チルトエンコーダ６９ａの出力変化を監視しながら待機し、その間にデジタルカメラが動かされた場合にチルトエンコーダ６９ａの出力変化として積算する。

そのため、演算処理部６０は、ステップＳ２７で所定時間ＴＴをカウントするタイマのカウント値を設定し、ステップＳ２８で時間の経過に伴いタイマのカウント値を減算する。その後、ステップＳ２９でタイマのカウント値が０となった場合、演算処理部６０は、ステップＳ３０でチルトエンコーダ６９ａの出力変化監視処理を終了する。更に、演算処理部６０は、ステップＳ３１で、上記チルトエンコーダ出力変化監視処理で得た監視情報を基に、ズレ量を含んだチルト回転軸６８ａの現在位置を算出する。

次に、演算処理部６０は、ステップＳ３２で、チルト回転軸６８ａの現在位置と、図１０のステップＳ２１で記録部７０に記録したチルト回転軸６８ａの停止位置とを比較する。現在位置と停止位置とが相違する場合、演算処理部６０は、ステップＳ３３でイニシャル処理を実行する。このイニシャル処理は、図９のステップＳ６〜ステップＳ１１で示したイニシャル処理と同一の処理である。現在位置と停止位置とが同じ場合、即ちズレがない場合は、そのまま本処理を終了する。

以上説明したように、本実施の形態によれば、回転雲台クレードルの雲台のズレを監視し、雲台のズレを検出した場合のみイニシャル処理を行い、雲台のズレを検出しなかった場合はイニシャル処理を行わないため、不要な待ち時間を省くことができる。

［第３の実施の形態］
本発明の第３の実施の形態は、上述した第１の実施の形態に対して、下記の点において相違する。本実施の形態のその他の要素は、上述した第１の実施の形態（図１乃至図８）の対応するものと同一なので、説明を省略する。

上述した第１及び第２の実施の形態では、デジタルカメラのレンズの撮影位置を主体に決定した所定の初期スタート位置であるイニシャル位置にレンズを向ける制御を行った。

これに対し、本実施の形態では、回転雲台クレードルの雲台に装着されたデジタルカメラが雲台から取り外された後、所定時間が経過してから以下の制御を行うものである。例えば、デジタルカメラに装備されている表示装置が最もコントラスが鮮明となり見易い正面位置を操作者の方向へ向けるために、チルト回転軸６８ａまたはパン回転軸６８ｂを予め設定したイニシャル位置に回転移動する。即ち、イニシャル位置はデジタルカメラの表示装置を主体に設定する。

図１２は、本実施の形態に係るパン回転及びチルト回転によりデジタルカメラのレンズが初期位置から変位している状態を示す図である。図１３は、デジタルカメラの表示装置を見易い位置に設定する特定位置制御を行った時の状態を示す図である。

図１２に示すように、回転雲台クレードルの雲台１４に装着されたデジタルカメラ２の状態は、回転雲台クレードルのパン回転及びチルト回転により次のようなケースとなることが殆どである。即ち、矢印Ｇで示す方向のパンユニット１２の回転、矢印Ｈで示す方向のチルト回転軸１３の回転に伴い、デジタルカメラ２のレンズ２１の光軸が基台１１の底面(基台１１が固定される机上面等）と平行にならず、例えば矢印Ｆで示す様に斜め上方を向く等のケースである。

回転雲台クレードルにおいて、パンユニット１２及びチルトユニットを予め設定したパン方向及びチルト方向に回転させたイニシャル位置は、例えば図１３に示すように、デジタルカメラ２の表示装置４９が見易い（最良のコントラストで見える）視野位置となる。この場合、回転雲台クレードルでイニシャル処理が行われたことをデジタルカメラ２の表示装置４９を利用して表示し、デジタルカメラ２の前回の位置とは継続性がないことを示してもよい。

以上説明したように、本実施の形態によれば、回転雲台クレードルの雲台のイニシャル位置をデジタルカメラの表示装置４９を主体に設定する。即ち、デジタルカメラの撮影画像を表示装置４９に表示した際に、表示装置４９が最良のコントラストで見える視野位置に設定する。これにより、回転雲台クレードルの使い勝手を向上させることが可能となる。

［他の実施の形態］
上記第１乃至第３の実施の形態では、回転雲台クレードルに着脱する画像入力装置としてデジタルカメラを例に挙げたが、本発明は、これに限定されるものではなく、デジタルカムコーダ等の他の画像入力装置にも適用可能である。

また、本発明の目的は、前述した各実施の形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記憶した記憶媒体を、システム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出し実行することによっても達成される。

この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した各実施の形態の機能を実現することになり、そのプログラムコード及び該プログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。

また、プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋ＲＷ等の光ディスク、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭ等を用いることができる。または、プログラムコードをネットワークを介してダウンロードしてもよい。

また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、前述した各実施の形態の機能が実現されるだけではなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているＯＳ（オペレーティングシステム）等が実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した各実施の形態の機能が実現される場合も含まれる。

さらに、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれた後、次のプログラムコードの指示に基づき、その拡張機能を拡張ボードや拡張ユニットに備わるＣＰＵ等が実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した各実施の形態の機能が実現される場合も含まれる。

本発明の第１の実施の形態に係る雲台装置としての回転雲台クレードルの構成を示す正面図である。 図１の回転雲台クレードルを右側面側から見た状態を示す側面図である。 図２の状態から回転雲台クレードルのパンユニットをパン回転させた時のデジタルカメラの状態を示す図である。 図１の状態から回転雲台クレードルのチルト軸をチルト回転させた時のデジタルカメラの状態を示す図である。 図１の回転雲台クレードルの内部構造を示す断面図である。 回転雲台クレードルの雲台にデジタルカメラを装着した場合の断面図である。 エンコーダ板の構成例を示す上面図である。 回転雲台クレードルの制御系の構成を示すブロック図である。 デジタルカメラを回転雲台クレードルに装着した時のズレ補正を行う制御シーケンスを示すフローチャートである。 本発明の第２の実施の形態に係るチルト方向の回転移動命令が出されてからデジタルカメラが回転雲台クレードルから取り外されるまでの制御シーケンスを示すフローチャートである。 デジタルカメラを回転雲台クレードルに装着した時のズレ補正を行う制御シーケンスを示すフローチャートである。 本発明の第３の実施の形態に係るパン回転及びチルト回転によりデジタルカメラのレンズが初期位置から変位している状態を示す図である。 デジタルカメラの表示装置を見易い位置に設定する特定位置制御を行った時の状態を示す図である。

符号の説明

１ 回転雲台クレードル（雲台装置）
２ デジタルカメラ（画像入力装置）
１１ 基台
１２ パンユニット（パン回転機構）
１４ 雲台
３５、４３ エンコーダ板
３６、４４ フォトインタラプタ
４９ 表示装置（表示部）
６０ 演算処理部（ズレ検出手段、制御手段）
６４ カメラ着脱検出部（着脱検出手段）
６６ａ チルトモータ（チルト回転機構）
６６ｂ パンモータ（パン回転機構）
６８ａ チルト回転軸（チルト回転機構）
６８ｂ パン回転軸（パン回転機構）
６９ａ チルトエンコーダ（回転検出手段）
６９ｂ パンエンコーダ（回転検出手段）
７１ 記録部（記録手段）

Claims (11)

1. 画像入力装置が着脱自在に装着されると共にパン回転を行うパン機構とチルト回転を行うチルト機構の少なくとも一方を備える雲台装置であって、
   前記画像入力装置が前記雲台装置に装着された場合、前記パン回転又は前記チルト回転の基点となるホームポジションの検出動作を含むイニシャル処理を行う制御手段を備えることを特徴とする雲台装置。
2. 画像入力装置が着脱自在に装着されると共にパン回転を行うパン機構とチルト回転を行うチルト機構の少なくとも一方を備える雲台装置であって、
   前記画像入力装置が前記雲台装置から取り外される際に、前記画像入力装置の取り外し前の状態における前記パン回転機構又は前記チルト回転機構の最終停止位置を記録する記録手段と、
   前記パン回転機構又は前記チルト回転機構の回転角度を検出する回転検出手段と、
   前記雲台装置に対する前記画像入力装置の着脱操作に伴う、前記パン回転機構又は前記チルト回転機構の前記最終停止位置からのズレを、前記回転検出手段の検出結果に基づき検出するズレ検出手段と、
   前記画像入力装置が前記雲台装置に装着された際に、前記パン回転機構又は前記チルト回転機構の前記最終停止位置からのズレが前記ズレ検出手段により検出された場合、前記パン回転又は前記チルト回転の基点となるホームポジションの検出動作を含むイニシャル処理を行う制御手段と、
   を備えることを特徴とする雲台装置。
3. 前記ホームポジションの検出動作は、前記パン回転機構を構成するパン回転軸又は前記チルト回転機構を構成するチルト回転軸の回転方向終端を示すパターンを光学的に検出する動作であることを特徴とする請求項１又は２記載の雲台装置。
4. 前記ホームポジションの検出動作は、前記パン回転機構を構成するパン回転軸又は前記チルト回転機構を構成するチルト回転軸が回転方向終端に到達した時に作動するスイッチを作動させる動作であることを特徴とする請求項１又は２記載の雲台装置。
5. 前記回転検出手段は、前記パン回転軸又は前記チルト回転軸に設けられ複数の放射状の光透過部及び遮光部が形成されたエンコーダ板と、発光部と複数の受光部を有するフォトインタラプタとを備え、
   前記ホームポジションの検出動作に用いる前記回転方向終端を示すパターンは、前記エンコーダ板の特定の前記光透過部であることを特徴とする請求項２又は３記載の雲台装置。
6. 前記雲台装置に対する前記画像入力装置の着脱の有無を検出する着脱検出手段を備え、
   前記最終停止位置は、前記画像入力装置が前記雲台装置から取り外されたことを前記着脱検出手段により検出した直近の停止位置であることを特徴とする請求項２記載の雲台装置。
7. 前記ズレ検出手段は、前記画像入力装置が前記雲台装置に再度装着されたことを前記着脱検出手段により検出した場合、所定時間の経過後に、前記パン回転機構又は前記チルト回転機構の前記最終停止位置からのズレを検出することを特徴とする請求項２又は６記載の雲台装置。
8. 前記イニシャル処理により前記ホームポジションとして設定される前記パン回転機構又は前記チルト回転機構の位置は、前記画像入力装置に表示部が装備されている場合に前記表示部を主体に設定される位置であることを特徴とする請求項１又は２記載の雲台装置。
9. 前記画像入力装置は、カメラ、カムコーダを含む群から選択されることを特徴とする請求項記載の雲台装置。
10. 画像入力装置が着脱自在に装着されると共にパン回転を行うパン機構とチルト回転を行うチルト機構の少なくとも一方を備える雲台装置の制御方法をコンピュータに実行させるプログラムであって、
    前記画像入力装置が前記雲台装置に装着された場合、前記パン回転又は前記チルト回転の基点となるホームポジションの検出動作を含むイニシャル処理を行う制御モジュールを備えることを特徴とするプログラム。
11. 画像入力装置が着脱自在に装着されると共にパン回転を行うパン機構とチルト回転を行うチルト機構の少なくとも一方を備える雲台装置の制御方法をコンピュータに実行させるプログラムであって、
    前記画像入力装置が前記雲台装置から取り外される際に、前記画像入力装置の取り外し前の状態における前記パン回転機構又は前記チルト回転機構の最終停止位置を記録する記録モジュールと、
    前記パン回転機構又は前記チルト回転機構の回転角度を検出する回転検出モジュールと、
    前記雲台装置に対する前記画像入力装置の着脱操作に伴う、前記パン回転機構又は前記チルト回転機構の前記最終停止位置からのズレを、前記回転検出モジュールの検出結果に基づき検出するズレ検出モジュールと、
    前記画像入力装置が前記雲台装置に装着された際に、前記パン回転機構又は前記チルト回転機構の前記最終停止位置からのズレが前記ズレ検出モジュールにより検出された場合、前記パン回転又は前記チルト回転の基点となるホームポジションの検出動作を含むイニシャル処理を行う制御モジュールと、
    を備えることを特徴とするプログラム。

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