JP2008236368A - 電動雲台クレードル - Google Patents

Abstract

【課題】複雑な制御部（回路）を必要とせず、簡単な構成で人物検出から自動追尾までを可能とする電動雲台クレードルを提供する。
【解決手段】電動雲台クレードルは、撮影装置１を装着する上筐体３に設けられるセンサ１３、１４と、センサ１３、１４の前面に配置される無指向性レンズ１５、１６及び指向性レンズ１７、１８とを備える。また、無指向性レンズ１５、１６及び指向性レンズ１７、１８を切り替えるレンズ切り替え手段２１を備える。
【選択図】図２Ｂ

Description

本発明は、デジタルカメラを着脱可能とする電動雲台クレードル（電動雲台機能付きクレードル）に関する。

近年、デジタルカメラを置き台に置いて利用するクレードルが提案され、デジタルカメラを置いた状態で外部のパソコン等の接続機器へ通信等を行える構成のものが多くなってきている。

また、近年、室内の様子を外部から見るために専用の簡易監視カメラが多く発売されており、留守中の室内を外出先の携帯電話等から見ることができるような監視カメラも増えつつあり、また、ニーズもある。

デジタルカメラをクレードルに置き、クレードルにデジタルカメラを回転させる機構を設けることにより、監視専用のカメラを購入することなく、既存のデジタルカメラを監視用に使用することが近年望まれている。更に、人物や動物の自動追尾機能も望まれている 。上記のような、簡易型監視カメラは特許文献１、電動雲台クレードルは特許文献２に開示されている。
特開２００５−１７６３０１号公報 特開２００３−０６０９３７号 公報

しかしながら、従来のように、デジタルカメラを電動雲台クレードルに設置し、簡易監視カメラとして使用する場合、デジタルカメラの画像を認識し複雑な回路やＣＰＵによる高度なソフトを使用して人物の検出や自動追尾を行う必要がある。また、デジタルカメラ個々の専用の電動雲台クレードルが必要であった。

一方、デジタルカメラの価格も年々低下してきており、装着する電動雲台クレードルも安価な物が望まれており、上記のように、ＣＰＵや高度なソフトや複雑な電気回路を使用することにより電動雲台クレードルも高価な製品となってしまうという欠点があった。

本発明の目的は、複雑な制御部（回路）を必要とせず、簡単な構成で人物検出から自動追尾までを可能とする電動雲台クレードルを提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１記載の電動雲台クレードルは、撮影装置を着脱可能にし、前記撮影装置を回転駆動する電動雲台クレードルにおいて、前記撮影装置を装着する上筐体に設けられるセンサと、前記センサの前面に配置される無指向性レンズ及び指向性レンズと、前記無指向性レンズ及び指向性レンズを切り替えるレンズ切り替え手段とを備えることを特徴とする。

本発明の電動雲台クレードルは、撮影装置を装着する上筐体に設けられるセンサと、センサの前面に配置される無指向性レンズ及び指向性レンズと、無指向性レンズ及び指向性レンズを切り替えるレンズ切り替え手段とを備える。

この構成により、複雑な制御部（回路）を必要とせず、簡単な構成で人物検出から自動追尾までが可能となる。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は、本発明の実施の形態の電動雲台クレードルにデジタルカメラを装着した状態の外観斜視図である。より具体的には、電動雲台クレードルの正面よりやや右側面上方から見た斜視図である。

図１において、電動雲台クレードルは、撮影装置としてのデジタルカメラ１が着脱可能であり、デジタルカメラ１を回転駆動する。

電動雲台クレードルは、デジタルカメラ１を装着するためのカメラ固定台２、電動雲台クレードルの回転部である上筐体３、電動雲台クレードルの固定部である下筐体４を備える。

図２Ａは、図１の電動雲台クレードルの外観上面図である。より具体的には、デジタルカメラ１が正面を向いている状態を示した図である。

図２Ｂは、図１の電動雲台クレードルの一部切り欠き透視上面図である。より具体的には、図２Ａの状態から内部のギヤ等が解るようにした図であり、センサ部を一部切り欠いた断面図である。

図２Ｂにおいて、パン回転ギヤ５は、上筐体３と一体となっている。パンモータギヤ６は、パンモータ７の軸と一体である。パンモータ７は、下筐体４に取り付けられる。チルト支点８は、カメラ固定台２をチルト回転駆動させる。

チルトモータ９は、カメラ固定台２を図中上下にチルト回転駆動させる。チルトモータギヤ１０は、チルトモータ９の軸に一体となっている。チルト中間ギヤ１１は、チルトモータギヤ１０と噛み合っている。

チルトベースギヤ１２は、カメラ固定台２チルト支点８に固定されている。

赤外光（またはレーザー光）の第１受光センサ１３、第２受光センサ１４がある。また、第１無指向性レンズ１５は、第１受光センサ１３に切り替えで取り付き、内部に多数の凸レンズを有する。第２無指向性レンズ１６は、第２受光センサ１４に切り替えで取り付く。

第１指向性レンズ１７は、第１受光センサ１３に切り替えで取り付く凸レンズである。第２指向性レンズ１８は、第２受光センサ１４に切り替えで取り付く凸レンズである。

レンズベースギヤ１９は、レンズベース２０の片側に内歯車が切られている。レンズベース２０は、第１、第２無指向性レンズ１５、１６、第１、第２指向性レンズ１７、１８が一体となっている。

レンズ切り替えモータ（レンズ切り替え手段）２１は、レンズベース２０を左右に動かしてレンズを切り替える。レンズ切り替えモータギヤ２２は、レンズ切り替えモータ２１の軸に一体となっている。

図３Ａは、図２ＢにおいてＬ方向から見た電動雲台クレードル側面断面図である。Ｋ、Ｋ‘方向にデジタルカメラ１をチルト回転するためのギヤ等を示している。

図３Ｂは、図３Ａの状態からデジタルカメラを下方向であるＫ‘方向に向けた状態を示す図である。

図３Ｃは、図３Ａの状態からデジタルカメラ１をＫ方向にチルト回転させた状態を示す図である。

図４Ａは、図２Ｂのセンサ部の拡大図である（その１）。第１、第２指向性レンズ１７、１８がセンサに取り付いている状態を表している。

図４Ｂは、図２Ｂのセンサ部の拡大図である（その２）。第１、第２無指向性レンズ１５、１６センサに取り付いている状態を表している。

図５Ａは、図２Ａの状態からセンサ部を一部切り欠いた状態を示す図である（その１）。第１受光センサ１３に第１無指向性レンズ１５が、第２受光センサ１４に第２無指向性レンズ１６がセットされた状態を表しており、Ｄ、Ｄ‘はそれぞれ、赤外光の入射方向を表している。

図５Ｂは、図２Ａの状態からセンサ部を一部切り欠いた状態を示す図である（その２）。第１受光センサ１３に第１指向性レンズ１７が、第２受光センサ１４に第２指向性レンズ１８がセットされた状態を表しており、Ｅ、Ｅ‘はそれぞれの赤外光の入射方向を表している。

図６Ａは、図２Ａの状態からデジタルカメラを時計方向にパン回転駆動させた状態を示す図である。時計方向へのパン回転限界であるＡまで回転させた状態を表している。

図６Ｂは、図６Ａの状態でギヤ等が見えるようにした断面図である。

図７Ａは、図２Ａからデジタルカメラを反時計方向である図中矢印Ｉ‘方向にパン回転駆動させた状態を示す図である。Ｉ’方向へのパン回転限界であるＡ‘まで回転させた状態を表している。

図７Ｂは、図７Ａの状態でギヤ等が見えるようにした断面図である。

図８Ａは、図２Ｂの状態で人２３を検知した状態を示す図である。

図８Ｂは、図８Ａの状態からデジタルカメラを時計方向である図中矢印Ｉ方向にパン回転させ、第１受光センサの出力が最大となっている状態を示す図である。

図８Ｃは、図８Ａの状態からデジタルカメラを時計方向である図中矢印Ｉ方向にパン回転させ、第２受光１４センサの出力が最大となっている状態を示す図である。

図８Ｄは、図８Ａの状態からデジタルカメラを時計方向である図中矢印Ｉ方向にパン回転させ、第１受光センサと第２受光センサの出力が釣り合った状態を示す図である。

図８Ｅは、図８Ｄの状態より人２３が図中矢印Ｊ方向に移動しデジタルカメラも図中Ｉ‘方向にパン回転し人２３を追尾している状態を示す図である。

図８Ｆは、図８Ｅの状態より更に人２３が図中矢印Ｊ方向に移動しデジタルカメラは更にＩ‘方向にパン回転し人２３を追尾している状態を示す図である。このとき第１受光センサ１３と第２受光センサ１４は互い同じ出力を出して釣り合っている状態である。

図２Ａ、図２Ｂ、図６Ａ、図６Ｂ、図７Ａ、図７Ｂにおいて、デジタルカメラ１を装着した電動雲台クレードルが、パン方向つまり図中矢印のＩ、Ｉ‘方向にパン回転する動作について説明する。

図２Ａ、図６Ａ、図６Ｂ、図７Ａ、図７Ｂにおいて、デジタルカメラ１はカメラ固定台２に固定されている。よってデジタルカメラ１は、カメラ固定台２及び上筐体３と同じように図中矢印Ｉ、Ｉ‘方向に回転する。

図２Ｂにおいて、パンモータ７によりパンモータギヤ６が反時計方向に回転すると、パンモータギヤ６と噛み合っているパン回転ギヤ５は上筐体３と一体となっているため、パン回転ギヤ５は時計方向に回転する。それに伴い、上筐体３が図中矢印Ｉ方向へパン回転する。パン回転の図中矢印Ｉ方向の限界Ａ位置を表したのが図６Ａ、図６Ｂである。

また、図２Ａ、図２Ｂの状態から７のパンモータ７が時計方向に回転すると、パンモータ７の軸に一体となって固定されているパンモータギヤ６は時計方向に回転する。パンモータギヤ６と噛み合っているパン回転ギヤ５は反時計方向に回転し、パン回転ギヤ５と一体となっている上筐体３は反時計方向つまり、図中Ｉ‘方向に回転する。

Ｉ‘方向へのパン回転限界Ａ’を表したのが図７Ａ、図７Ｂである。つまりパン回転に際し、Ａ位置からＡ‘位置までＩ方向、Ｉ’方向に回転することができる。

図３Ａ、図３Ｂ、図３Ｃにおいて、チルト方向の回転動作を説明する。

チルト動作とは、電動雲台クレードルを床に水平に置いたとすると、デジタルカメラ１を上下方向に回転移動させる動作である。

図３Ａにおいて、チルトモータ９が図中で時計方向に回転することにより、チルトモータギヤ１０はチルトモータ９の軸に一体となって取り付けられているため、チルトモータギヤ１０も図中で時計方向に回転する。チルト中間ギヤ１１はチルトモータギヤ１０と噛み合っているため、図中で反時計方向に回転する。

次に、チルトベースギヤ１２はチルト中間ギヤ１１と噛み合っているため、図中で時計方向に回転する。デジタルカメラ１を固定しているカメラ固定台２の回転中心にチルトベースギヤ１２が固定されているため、カメラ固定台２はチルト支点８を中心に時計方向に回転し、図中矢印Ｋ方向に回転する。Ｋ方向の回転終点を表したのが図３Ｃである。

同じように、図３Ａにおいて、チルトモータギヤ１０は、チルトモータ９の軸に一体となって取り付けられているため、チルトモータ９が図中で反時計方向に回転することにより、チルトモータギヤ１０も図中で反時計方向に回転する。

チルト中間ギヤ１１は、チルトモータギヤ１０と噛み合っているため、図中で時計方向に回転する。次に１２のチルトベースギヤは１１のチルト中間ギヤと噛み合っているため図中で反時計方向に回転する。

デジタルカメラ１を固定しているカメラ固定台２の回転中心にチルトベースギヤ１２が固定されているため、カメラ固定台２はチルト支点８を中心に反時計方向、つまり図中矢印Ｋ‘方向に回転する。Ｋ’方向の回転終点を表したのが図３Ｂである。

上記一連の動作により、デジタルカメラ１は左右、上下に自由に回転移動して撮影をすることができる。

電動雲台クレードルにデジタルカメラ１を固定し、監視カメラとして使用する場合について、図４Ａ、図４Ｂ、図５Ａ、図５Ｂ、図８Ａ、図８Ｂ、図８Ｃ、図８Ｄ、図８Ｅ、図８Ｆを用いて説明する。

図４Ａ、図４Ｂはセンサとレンズ切り替え部の拡大図である。

通常時は第１受光センサ１３、第２受光センサ１４の前部には、図４Ｂのように、第１無指向性レンズ１５と第２無指向性レンズ１６がセットされている。侵入者や人物等を検知した場合、レンズを切り替えて自動追尾を行う。

図４Ｂの状態から図４Ａの状態へ変化させるには、レンズの切り替え機構が必要であり、その機構に関して説明する。

レンズ切り替えモータ２１が反時計方向に回転することによりレンズ切り替えモータギヤ２２が反時計方向に回転し、レンズ切り替えモータギヤ２２が噛み合っているレンズベースギヤ１９が図中矢印Ｉ‘方向へ移動する。

レンズベースギヤ１９とレンズベース２０と、第１、第２の無指向性レンズ１５、１６、第１、第２の指向性レンズ１７、１８は一体となっている。そのため、レンズベース２０が図中矢印Ｉ’方向に移動すると、第１受光センサ１３の前部には第１指向性レンズ１７が、また、同じように第２受光センサの前部には第２指向性レンズ１８が装着される。この状態を表したのが図４Ａである。

また、レンズ切り替えモータ２１が時計方向に回転することにより、レンズ切り替えモータギヤ２２が時計方向に回転し、レンズ切り替えモータギヤ２２が噛み合っているレンズベースギヤ１９が図中矢印Ｉ方向へ移動する。

レンズベースギヤ１９、レンズベース２０、第１、第２無指向性レンズ１５、１６、第１、第２指向性レンズ１７、１８は一体となっている。そのため、レンズベース２０が図中矢印Ｉ方向に移動すると、第１受光センサ１３の前部には第１無指向性レンズ１５が、また、同じように第２受光センサ１４の前部には第２無指向性レンズ１６が装着される。この状態を表しているのが図４Ｂである。

図５Ａ、図５Ｂについて、図５Ａは上記説明の図４Ｂの状態を表し、第１受光センサ１３の前部には第１無指向性レンズ１５が装着され、第２受光センサ１４の前部には第２無指向性レンズ１６が装着された状態を表している。

図中の矢印Ｄ、Ｄ‘は、それぞれの無指向性レンズに入る赤外光の入射を表しており、第１無指向性レンズ１５、第２無指向性レンズ１６には各方向から赤外光が入る状態を表している。

図４Ｂからも解るように、第１無指向性レンズ１５と第２無指向性レンズ１６の外観は半球状になっており、複数の凸レンズを内蔵している。このために各方向からの赤外光の入射が可能となっている。

また、図５Ｂは上記説明の図４Ａの状態を表し、第１受光センサ１３の前部には第１指向性レンズ１７が装着され、第２受光センサ１４の前部には第２指向性レンズ１８が装着された状態を表している。

図中の矢印Ｅ、Ｅ‘は、各センサの赤外光の入射を表しており、第１受光センサ１３は図中矢印Ｅからの入射が一番強くなる。また、第２受光センサ１４においては図中矢印Ｅ’方向からの入射の時が出力は最も強くなる。

図８Ａは、デジタルカメラ１をカメラ固定台２に固定し、電動雲台クレードルを監視カメラとして使用している状態を表している。図中矢印Ｇは、この状態で侵入者つまり人２３から発せられる赤外光の第１受光センサへの入射を表し、図中矢印Ｇ‘は、人２３からの赤外光の第２受光センサ１４への入射を表している。

図８Ａの状態で、各センサに人２３からの赤外光が入るため、人２３が部屋に侵入してきたことが検知することができる。

次に、電動雲台クレードルは、人２３が進入したことを検知し、図示しない制御部から指令を受けて、レンズ切り替えモータ２１に通電する。そして、第１受光センサ１３の前部に第１指向性レンズ１７を、また、第２受光センサ１４の前部に第２指向性レンズ１８を切り替えて装着する。

この状態では人２３がどの方向から進入してきたか不明なため、電動雲台クレードルは図２Ｂにおいて、パンモータ７に通電し、上筐体３をＩ，Ｉ‘方向に一通りパン回転させる。

図８Ｂは、Ｉ方向にパン回転している状態を表し、この時点で人２３から発せられた赤外光はＨの入射により、第１受光センサ１３が最大出力となる。更に、上筐体３は、パン回転すると、今度は図８Ｃの状態となり、Ｈ‘の入射により第２受光センサ１４が最大出力となる。図８Ｄは、第１受光センサ１３と第２受光センサ１４の出力信号が同じになっている状態を表しており、この状態で人２３がデジタルカメラ１の撮影中心に来る。

人２３が図中矢印Ｊ方向へ移動した場合、図８Ｄにおいて、矢印Ｈからの入射で第受光センサ１３の出力と、Ｈ‘からの入射で第２受光センサ１４の出力を同じにする。

センサ出力を同じにすることにより、図示しない制御部によりパンモータ７に通電され上筐体３はＩ’方向に回転移動する。

次に、図８Ｅ、図８Ｆに示すように、図示しない制御部により絶えず第１受光センサ１３の出力と、第２受光センサ１４の出力が均等になるようにパン回転制御を行う。すると、人２３は第１受光センサ１３と第２受光センサ１４または、図中矢印ＨとＨ‘の中間に位置し、人２３が移動しても絶えずデジタルカメラ１で画像をとらえることができる。つまり、複数のセンサの出力を対比することにより自動追尾を行うことができる。

本実施の形態では、デジタルカメラ１を電動雲台クレードルに装着し、電動雲台クレードルの上筐体３に受光センサ（赤外光またハレーザー光センサ）を複数設け、赤外センサの前面に配置してあるレンズを指向性か無指向性に切り替える。

また、本実施の形態の電動雲台クレードルは、デジタルカメラ１の回転方向が互いに直角となる２つの回転軸を有する。

また、本実施の形態の電動雲台クレードルは、センサを複数使用し、各センサの出力を対比することにより自動追尾を行う。

以上のような簡単な構成で自動追尾が可能となる。

また、電動雲台クレードルにデジタルカメラ１を装着させるが、デジタルカメラ１からの信号を利用しないので、各種のデジタルカメラや、デジタルＶＴＲも同じ電動雲台クレードルに装着して簡単に自動追尾を行うことができる。

また、センサに赤外線を使用すると暗闇でも人物の自動追尾が可能である。

また、デジタルカメラ１からの映像信号を利用し、複雑な制御部を必要としないため、低コストで自動追尾可能な電動雲台クレードルを提供することができる。

本発明の実施の形態の電動雲台クレードルにデジタルカメラを装着した状態の外観斜視図である。 図１の電動雲台クレードルの外観上面図である。 図１の電動雲台クレードルの一部切り欠き透視上面図である。 図２ＢにおいてＬ方向から見た電動雲台クレードル側面断面図である。 図３Ａの状態からデジタルカメラを下方向であるＫ‘方向に向けた状態を示す図である。 図３Ａの状態からデジタルカメラ１をＫ方向にチルト回転させた状態を示す図である。 図２Ｂのセンサ部の拡大図である（その１）。 図２Ｂのセンサ部の拡大図である（その２）。 図２Ａの状態からセンサ部を一部切り欠いた状態を示す図である（その１）。 図２Ａの状態からセンサ部を一部切り欠いた状態を示す図である（その２）。 図２Ａの状態からデジタルカメラを時計方向にパン回転させた状態を示す図である。 図６Ａの状態でギヤ等が見えるようにした断面図である。 図２Ａからデジタルカメラを反時計方向である図中矢印Ｉ‘方向にパン回転させた状態を示す図である。 図７Ａの状態でギヤ等が見えるようにした断面図である。 図２Ｂの状態で人を検知した状態を示す図である。 図８Ａの状態からデジタルカメラを時計方向である図中矢印Ｉ方向にパン回転させ、第１受光センサの出力が最大となっている状態を示す図である。 図８Ａの状態からデジタルカメラを時計方向である図中矢印Ｉ方向にパン回転させ、第２受光１４センサの出力が最大となっている状態を示す図である。 図８Ａの状態からデジタルカメラを時計方向である図中矢印Ｉ方向にパン回転させ、第１受光センサと第２受光センサの出力が釣り合った状態を示す図である。 図８Ｄの状態より人が図中矢印Ｊ方向に移動しデジタルカメラも図中Ｉ‘方向にパン回転し人を追尾している状態を示す図である。 図８Ｅの状態より更に人２３が図中矢印Ｊ方向に移動しデジタルカメラは更にＩ‘方向にパン回転し人を追尾している状態を示す図である。

符号の説明

１ デジタルカメラ（撮影装置）
２ カメラ固定台
３ 上筐体
４ 下筐体
５ パン回転ギヤ
６ パンモータギヤ
７ パンモータ
８ チルト支点
９ チルトモータ
１０ チルトモータギヤ
１１ チルト中間ギヤ
１２ チルトベースギヤ
１３ 第１受光センサ
１４ 第２受光センサ
１５ 第１無指向性レンズ
１６ 第２無指向性レンズ
１７ 第１指向性レンズ
１８ 第２指向性レンズ
１９ レンズベースギヤ
２０ レンズベース
２１ レンズ切り替えモータ（レンズ切り替え手段）
２２ レンズ切り替えモータギヤ
２３ 人

Claims (5)

1. 撮影装置を着脱可能にし、前記撮影装置を回転駆動する電動雲台クレードルにおいて、
   前記撮影装置を装着する上筐体に設けられるセンサと、
   前記センサの前面に配置される無指向性レンズ及び指向性レンズと、
   前記無指向性レンズ及び指向性レンズを切り替えるレンズ切り替え手段と、
   を備えることを特徴とする電動雲台クレードル。
2. 前記無指向性レンズを使用して人物を検知し、前記指向性レンズを使用して人物を自動追尾することを特徴とする請求項１記載の電動雲台クレードル。
3. 前記センサは赤外光またはレーザー光を使用することを特徴とする請求項１記載の電動雲台クレードル。
4. 前記センサを複数設け、各センサの出力を対比することにより自動追尾を行うことを特徴とする請求項２記載の電動雲台クレードル。
5. 前記撮影装置の回転方向が互いに直角となる２つの回転軸を有することを特徴とする請求項１記載の電動雲台クレードル。

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