JP2009267480A - 雲台システムとそれを用いた撮影システム - Google Patents

Abstract

【課題】手持ちの観察手段で雲台に固定された撮像装置を連動させることができる雲台システムおよび撮影システムを提供する。
【解決手段】撮像装置を支持するとともに前記撮像装置の撮影方向を変更する雲台部と、前記雲台部に対し前記撮影方向を指示する撮影方向指示部と、前記雲台部と前記撮影方向指示部との間で情報を伝達する情報伝達部と、を備え、前記撮影方向指示部は、観察手段を有し、前記観察手段の方向および仰角を前記雲台部に対し指示する構成。
【選択図】図１

Description

本発明は、撮像装置の撮影方向を制御する雲台システム、およびそれを用いた撮影システムに関する。

視野角の狭い超望遠レンズでの撮影は撮像装置の振動がブレとなって鮮明な画像を記録できない場合があった。最近では、ブレを抑制する技術として、撮影レンズを移動させる光学的補正技術や、撮像素子を機械的に移動させる撮像素子補正技術が用いられている。また雲台に撮像装置を固定することで超望遠レンズでの撮影ができる。

撮像装置を雲台に固定して撮影する撮影システムにおいて、外部制御信号に基づいて雲台を制御するシステムが知られている。また、外部制御信号に基づいて撮像装置自身を制御するシステムも知られている。撮像装置と雲台を外部制御信号により制御するシステムとして、例えば特許文献１に示すような技術が提案されている。
特開平８−８４２８３号公報

超望遠レンズは重量が重く、雲台で支持する必要がある。雲台で支持された重量の重いレンズと撮像装置に設けられたファインダーで、動きの速い対象物をすばやくファインダーの視野の中央に納めることは熟練を要する。なぜなら、雲台に固定された状態にあるファインダーでは、視線の移動とファインダーの方向の調整を同時に実行する必要があり、撮影対象物の視野への導入が困難であるからである。

視野の狭い超望遠撮影では、現在の視野内の背景と撮影対象物との位置関係がカメラのファインダーを見ている限りでは判断できない。そのため、対象物のカメラ視野内への導入に時間がかかってしまう。これは、カメラのファインダーが視野外の情報を表示しないためである。

一方、遠方の比較的小さい対象物を観察するために、双眼鏡は最適である。双眼鏡でも視野が制限されるので、最初に対象物を探すのは目視である。目視で発見した対象物を、対象物から視線をそらさないように目の前に双眼鏡を持ってくるようにすれば、双眼鏡視野内に対象物を比較的簡単に導入できる。

ここで、手で持った双眼鏡と同じ方向に超望遠レンズが連動して方向が移動してくれれば容易に超望遠レンズの視野内に対象物を導入できることに筆者は気がついた。

本発明は、係る点に鑑みてなされたものであり、手持ちの観察手段で雲台に固定された撮像装置を連動させることができる雲台システムおよび撮影システムを提供することを目的とする。

上記目的は以下の雲台システムにより達成できる。当該目的を達成するための雲台システムは、撮像装置を支持するとともに前記撮像装置の撮影方向を変更する雲台部と、前記雲台部に対し前記撮影方向を指示する撮影方向指示部と、前記雲台部と前記撮影方向指示部との間で情報を伝達する情報伝達部と、を備え、前記撮影方向指示部は、対象物を観察可能な観察手段と、前記観察手段の観察方位および仰角を検出して出力する第１の方向検出手段とを有し、前記撮影方向指示部は、前記第１の方向検出手段の出力に基づいて前記雲台部に対し前記撮影方向を指示する、雲台システムである。

また、上記目的は以下の撮影システムにより達成できる。当該目的を達成するための撮影システムは、撮像装置と、上記の雲台システムと、を備え、前記撮像装置は、視野角が前記観察手段の視野角よりも小さい、撮影システムである。

本発明による雲台システムによれば、観察手段で観察した対象物の方向に、観察手段と連動した雲台部が動く、雲台システムを提供できる。

また、本発明の撮影システムによれば、視野の広い観察手段で対象物を探すことで、視野の狭い撮像装置の視野に容易に対象物を導入できる、撮影システムを提供できる。

以下、雲台システムおよび撮影システムの実施の形態について図面を参照して説明する。なお、実施の形態において同様の動作を行う構成要素に同じ符号を付し、再度の説明を省略する場合がある。

（実施の形態１）
＜１−１．構成＞
本発明の実施の形態１に係る雲台システムおよび撮影システムの全体構成について説明する。図１は実施の形態１に係る撮影システム１の構成図である。図２は、実施の形態１に係る雲台システム１０の構成図である。

撮影システム１は、望遠フィルムカメラ２０と、望遠フィルムカメラ２０を支持するとともに撮影方向を指示する雲台システム１０とを備えている。

望遠フィルムカメラ２０は、カメラ本体４００と撮影レンズ４１０とを備えている。望遠フィルムカメラ２０は、高倍率の望遠機能を有し、遠くの撮影対象物を拡大して撮影可能である。

次に、雲台システム１０について、その構成を詳しく説明する。

雲台システム１０は、撮影方向指示部１００と雲台部２００と通信ケーブル３００とで構成される。雲台システム１０においては、撮影方向指示部１００から指示される撮影方向が通信ケーブル３００を介して雲台部２００へ伝えられる。雲台部２００はその指示に基づいて架台２１０の方向を変更する。

撮影方向指示部１００は、照準器１１０と方位・仰角センサー１２０とを備えている。

照準器１１０は、観察対象物側に位置する対物側指標１１１と観察者側に位置する目側指標１１２とからなる。観察者は、観察対象物と対物側指標１１１の中心と目側指標１１２とが一直線になる様に調整することで、観察対象物への方位と仰角を照準器１１０の光軸（対物側指標１１１の中心と目側指標１１２とを結んだ軸）と一致させることができる。照準器１１０は、特に観察対象物を光学的に拡大することなく、観察対象物の方向を定めるものである。よって、望遠フィルムカメラ２０の視野角よりも広い視野角を有している。

方位・仰角センサー１２０は、照準器１１０の下部に設けられている。そして、方位・仰角センサー１２０は、照準器１１０の光軸の方位および仰角を検出する。また、方位・仰角センサー１２０は、通信ケーブル３００を介して、検出した照準器１１０の方位および仰角のデータを雲台部２００へ伝達する。

雲台部２００は、架台２１０と基台２２０と方位・仰角センサー２３０を有している。

架台２１０は、基台２２０上に設けられている。架台２１０は、方位方向回転軸２１１を中心に方位を変更可能である。また、架台２１０は、仰角方向回転軸２１２を中心に仰角を変更可能である。架台２１０は、通信ケーブル３００を介して伝達された照準器１１０の光軸の方位および仰角のデータに基づいて、方位および仰角を変更する。また、架台２１０は、上部に撮像装置を搭載可能である。

方位・仰角センサー２３０は、架台２１０の方位および仰角を検出する。つまり、方位・仰角センサー２３０は、上部に搭載される撮像装置の撮影方位および仰角を検出する。また、方位・仰角センサー２３０は、検出した架台２１０の方位および仰角と、通信ケーブル３００を介して伝達された照準器１１０の光軸の方位および仰角とを比較する。そして、これらが一致するように架台２１０の方位および仰角を補正することでより精度よく架台２１０の方位および仰角と、照準器１１０の光軸の方位および仰角と一致させることが出来る。

このような構成により、雲台システム１０は、撮影方向指示部１００の観察方向を雲台部２００へ伝えることができる。また、雲台システム１０は、望遠フィルムカメラ２０の撮影方向を変更することが出来る。

＜１−２．撮影システムの動作＞
次に、上記の撮影システム１の動作について説明する。

撮影システム１において、方位・仰角センサー１２０は、照準器１１０の光軸の方位および仰角を検出し、通信ケーブル３００を介して常に雲台部２００へデータを伝達している。雲台部２００は伝えられたデータに基づいて、架台２１０の方位および仰角を照準器１１０の光軸の方位および仰角に変更している。架台２１０には望遠フィルムカメラ２０が搭載されているので、結果として、望遠フィルムカメラ２０の撮影方位および仰角を照準器１１０の光軸の方位および仰角に変更することができる。

具体的には、使用者は、撮影方向指示部１００を保持して、照準器１１０を覗き、照準器１１０光軸と撮影対象物への方向とを一致させるように撮影方向指示部１００を移動させる。方位・仰角センサー１２０は、照準器１１０の光軸の方位および仰角、つまり、撮影対象物への方位および仰角を検出し、通信ケーブル３００を介して雲台部２００へデータを伝達する。雲台部２００は伝えられたデータに基づいて、架台２１０の方位および仰角を撮影対象物への方位および仰角へ変更する。結果として、望遠フィルムカメラ２０の撮影方位および仰角を撮影対象物への方位および仰角に変更することができる。

また、方位・仰角センサー２３０は、架台２１０の方位および仰角を常に検出している。よって、方位・仰角センサー２３０は、架台２１０の方位および仰角と照準器１１０の光軸の方位および仰角とがずれている場合には、これらが一致するように架台２１０の方位および仰角を補正する。このことにより、精度よく架台２１０の方位および仰角と、照準器１１０の光軸の方位および仰角と一致させることが出来る。

（実施の形態２）
＜２−１．構成＞
本発明の実施の形態２に係る撮影システムの全体構成について説明する。図３は実施の形態２に係る撮影システム２の構成図である。

実施の形態２に係る撮影システムは、撮像装置にデジタルスチルカメラを用いており、各種の情報を撮影方向指示装置との間でやり取りしている点で実施の形態１とは異なる。なお、実施の形態１と同様の動作を行う構成要素には同じ符号を付し、再度の説明を省略する場合がある。

撮影システム２は、デジタルスチルカメラ６０と、デジタルスチルカメラ６０を支持するとともに撮影方向を指示する雲台システム５０とを備えている。

デジタルスチルカメラ６０は、カメラ本体８００と撮影レンズ８１０とを備えている。デジタルスチルカメラ６０は、高倍率の望遠機能を有し、遠くの撮影対象物を拡大して撮影可能である。

カメラ本体８００は、レリーズ釦８２０とフォーカス操作子８３０とズーム操作子８４０を備えている。レリーズ釦８２０は、レリーズ動作を行うための釦である。フォーカス操作子８３０は、フォーカス動作を行うための操作子である。ズーム操作子８４０は、ズーム倍率の変更動作を行う操作子である。

カメラ本体８００はさらに、内部に情報発信手段（図示せず）を備えている。情報発信手段はデジタルスチルカメラ６０の撮影視野画像情報および撮影枠情報を雲台部２００を介して情報通信手段である通信ケーブル７００に送信可能である。

カメラ本体８００はさらに、外部入力手段（図示せず）を備えている。外部入力手段は、通信ケーブル７００から伝達される各種の制御信号（レリーズ動作、フォーカス動作、ズーム動作制御信号）を受信し、レリーズ動作、フォーカス動作、ズーム動作を外部から制御可能である。

次に、雲台システム５０について、その構成を詳しく説明する。

雲台システム５０は、撮影方向指示部５００と雲台部２００と通信ケーブル７００とで構成される。雲台システム５０においては、撮影方向指示部５００から指示される撮影方向が通信ケーブル７００を介して雲台部２００へ伝えられる。雲台部２００はその指示に基づいて架台２１０の方向を変更する。

撮影方向指示部５００は、双眼鏡５１０と方位・仰角センサー５２０とを備えている。

双眼鏡５１０は、デジタルスチルカメラ６０よりも広い視野角を有し、観察対象物を光学的に拡大して観察することができる。

方位・仰角センサー５２０は、双眼鏡５１０の上部に設けられている。そして、方位・仰角センサー５２０は、双眼鏡５１０の光軸の方位および仰角を検出する。また、方位・仰角センサー５２０は、通信ケーブル７００を介して、検出した方位および仰角のデータを雲台部２００へ伝達する。

撮影方向指示部５００はさらに、レリーズ動作遠隔操作釦５３０、フォーカス動作遠隔操作子５４０、ズーム動作遠隔操作子５５０を有している。撮影方向指示部５００は、これらの動作に基づいて、デジタルスチルカメラ６０に対するレリーズ動作制御信号、フォーカス動作制御信号、ズーム動作制御信号を発信可能である。

図４は双眼鏡５１０の視野５１１を示した説明図である。双眼鏡５１０の視野５１１内には、通信ケーブル７００を介して伝達されたデジタルスチルカメラ６０の撮影視野画像５１２が右上に表示される。また、撮影視野画像５１２に対応する撮影視野枠５１３も双眼鏡５１０の視野５１１内に表示される。

雲台部２００の構成は、実施の形態１と同様なので説明を省略する。

このような構成により、雲台システム５０は、撮影方向指示部５００の観察方向を雲台部２００へ伝えることができる。また、雲台システム５０は、デジタルスチルカメラ６０の撮影方向を変更することが出来る。

＜２−２．撮影システムの動作＞
次に、上記の撮影システム２の動作について説明する。

撮影システム２において、方位・仰角センサー５２０は、双眼鏡５１０の光軸の方位および仰角を検出し、通信ケーブル７００を介して常に雲台部２００へデータを伝達している。雲台部２００は伝えられたデータに基づいて、架台２１０の方位および仰角を双眼鏡５１０の光軸の方位および仰角に変更している。架台２１０にはデジタルスチルカメラ６０が搭載されているので、結果として、デジタルスチルカメラ６０の撮影方位および仰角を双眼鏡５１０の光軸の方位および仰角に変更することができる。

具体的には、使用者は、双眼鏡５１０を保持して覗き、双眼鏡５１０光軸と撮影対象物への方向とを一致させるように撮影方向指示部５００を移動させる。方位・仰角センサー５２０は、双眼鏡５１０の光軸の方位および仰角、つまり、撮影対象物への方位および仰角を検出し、通信ケーブル７００を介して雲台部２００へデータを伝達する。雲台部２００は伝えられたデータに基づいて、架台２１０の方位および仰角を撮影対象物への方位および仰角へ変更する。結果として、デジタルスチルカメラ６０の撮影方位および仰角を撮影対象物への方位および仰角に変更することができる。

また、方位・仰角センサー２３０は、架台２１０の方位および仰角を常に検出している。よって、方位・仰角センサー２３０は、架台２１０の方位および仰角と双眼鏡５１０の光軸の方位および仰角とがずれている場合には、これらが一致するように架台２１０の方位および仰角を補正する。このことにより、精度よく架台２１０の方位および仰角と、双眼鏡５１０の光軸の方位および仰角と一致させることが出来る。

撮影システム２においては、撮影方向指示部５００にレリーズ動作遠隔操作釦５３０、フォーカス動作遠隔操作子５４０、ズーム動作遠隔操作子５５０が設けられている。よって、使用者がこれらを操作すると、各動作に対応する制御信号が通信ケーブル７００を通じてデジタルスチルカメラ６０に伝えられ、各動作が実行される。つまり使用者は、双眼鏡５１０で対象物を観察しながらデジタルスチルカメラ６０の遠隔操作を行うことが出来る。

デジタルスチルカメラ６０は、デジタルスチルカメラ６０の撮影視野画像情報および撮影枠情報を情報発信手段より発信し、通信ケーブル７００を通じて双眼鏡５１０に伝える。双眼鏡５１０は、視野５１１内に撮影視野画像５１２および撮影視野枠５１３を表示する。使用者は、双眼鏡５１０の視野５１１内に表示される撮影視野画像５１２または撮影視野枠５１３を参照することで、デジタルスチルカメラ６０の撮影画像の様子を知ることができる。

また、ズーム制御手段の動作と撮影視野画像５１２および撮影視野枠５１３は連動している。ズーム倍率を上げれば撮影視野画像５１２にはそれに応じた拡大画像が表示される。またズーム倍率を上げれば撮影視野枠５１３はそれに応じて小さくなる。

なお、上述してきた実施の形態１および２において、望遠フィルムカメラ２０およびデジタルスチルカメラ６０は、撮像装置の一例である。すなわち、撮像機能を有するものであればこれに限られない、例えばデジタルビデオカメラや撮像機能の付いた携帯電話などであってもよい。

また、照準器１１０、双眼鏡５１０は、観察手段の一例である。要するに、光軸を対象物方向へ向けることで対象物を観察可能なものであればこれに限られない。例えば、単眼鏡であってもよい。双眼鏡や単眼鏡であれば、使用者が保持して観察するのに適している。また、適度に対象物を拡大して観察することが出来る。

また、通信ケーブル３００、７００は、情報伝達手段の一例である。要するに、情報伝達可能な手段であればよい。例えば、撮影方向指示部および雲台部にアンテナと送受信機を備えて無線通信を行ってもよい。無線通信であれば、撮影方向指示部の移動自由度がより高まる。

また、方位・仰角センサー１２０、５２０は、第１の方向検出手段の一例である。例えば、方位センサーと仰角センサーをそれぞれ別個に備えたものであってもよい。

また、方位・仰角センサー２３０は、第２の方向検出手段の一例である。例えば、方位センサーと仰角センサーをそれぞれ別個に備えたものであってもよい。

また、撮影視野画像５１２および撮影視野枠５１３は、いずれか一方を表示するものであってもよい。

（実施の形態のまとめ）
一般的に雲台を使って望遠カメラを使った場合には、視野角の狭い望遠レンズを介して撮影対象物を追うため、視野内への撮影対象物の導入が困難である。また、雲台に固定された望遠カメラを直接動かす必要があるため、視野内への撮影対象物の導入が困難である。これに対して、本発明によれば、視野の広い撮影方向指示部で撮影対象物を追うため、視野内への撮影対象物の導入は容易であり、これと連動するので望遠カメラの視野に容易に撮影対象物を導入することが可能となる。また、撮影方向指示部を保持して視野内への撮影対象物の導入を行うので、雲台に固定された望遠カメラを直接動かす場合に比べて容易に望遠カメラの視野に撮影対象物を導入することが可能となる点でも有効である。さらには、望遠レンズを備えたカメラに比べて軽量な撮影方向指示部が構成できる。

以下に、上述した実施の形態において特徴的な部分を列記する。

実施の形態１に係る雲台システムは、
撮像装置を支持するとともに前記撮像装置の撮影方向を変更する雲台部と、
前記雲台部に対し前記撮影方向を指示する撮影方向指示部と、
前記雲台部と前記撮影方向指示部との間で情報を伝達する情報伝達部と、を備え、
前記撮影方向指示部は、
対象物を観察可能な観察手段と、
前記観察手段の観察方位および仰角を検出して出力する第１の方向検出手段と、を有し、
前記撮影方向指示部は、
前記第１の方向検出手段の出力に基づいて前記雲台部に対し前記撮影方向を指示する。

これにより、観察手段で観察した対象物の方向に、観察手段と連動した雲台部が動く、雲台システムが得られる。

また、実施の形態１に係る雲台システムは、
前記雲台部は、
前記撮影方向の方位および仰角を検出して出力する第２の方向検出手段を有し、
前記第１の方向検出手段の出力と前記第２の方向検出手段の出力とが一致するように前記撮影方向を補正する。

これにより、雲台部は精度よく撮影方向指示部と同じ方位と仰角に制御できる。

また、実施の形態１に係る撮影システムは、
撮像装置と雲台システムと、を備え、
前記撮像装置は、視野角が前記観察手段の視野角よりも小さい。

これにより、視野の広い観察手段で対象物を探すことで、視野の狭い撮像装置の視野に対象物を導入できる。

また、実施の形態２に係る撮影システムは、
前記情報伝達部は更に、
前記撮像装置と前記撮影方向指示部との間で情報を伝達可能であり、
前記撮像装置の撮影視野画像情報を、前記撮影方向指示部へ伝達する。

これにより、撮像装置の撮影視野画像を撮影方向指示部で確認可能となる。

また、実施の形態２に係る撮影システムは、
前記撮影方向指示部は、
前記撮影視野画像情報を前記観察手段の視野内に重畳して表示する。

これにより、観察手段で対象物を観察しながら、撮像装置の視野が的確に対象物を捕らえられているか確認でき、観察を中断することなく撮像装置で撮影ができる。

また、実施の形態２に係る撮影システムは、
前記撮影方向指示部は、
前記撮像装置のレリーズ動作、フォーカス動作、ズーム動作の内少なくとも１つ以上を制御する制御信号を出力する。

これにより、観察手段から撮像装置の機能を操作でき、観察を中断することなく撮像装置で撮影ができる。

また、実施の形態２に係る撮影システムは、
前記観察手段は、
視野上に前記撮像装置の前記撮影視野画像に対応する撮影視野枠を表示する。

また、実施の形態２に係る撮影システムは、
前記撮影視野枠は、
前記ズーム動作に対応して大きさが変化する。

これにより、観察手段で対象物を観察しながら、ズーム動作に対応した撮像装置の視野が確認できる。

また、実施の形態２に係る撮影システムは、
前記観察手段は、双眼鏡または単眼鏡である。

これにより、使用者が保持して観察するのに好適化できる。また、適度に対象物を拡大して観察することが出来る。

本発明は、雲台システムおよび雲台を用いた撮影システムに適用できる。

本発明の実施の形態１に係る撮影システム１の構成図 本発明の実施の形態１に係る雲台システム１０の構成図 本発明の実施の形態２に係る撮影システム２の構成図 本発明の実施の形態２に係る撮影システム２において双眼鏡５１０の視野を示す説明図

符号の説明

１、２ 撮影システム
１０、５０ 雲台システム
２０ 望遠フィルムカメラ
６０ デジタルスチルカメラ
１００、５００ 撮影方向指示部
１１０ 照準器
１１１ 対物側指標
１１２ 目側指標
１２０、２３０、５２０ 方位・仰角センサー
２００ 雲台部
２１０ 架台
２１１ 方位方向回転軸
２１２ 仰角方向回転軸
２２０ 基台
３００、７００ 通信ケーブル
４００、８００ カメラ本体
４１０、８１０ 撮影レンズ
５１０ 双眼鏡
５１１ 双眼鏡の視野
５１２ 撮影視野画像
５１３ 撮影視野枠
５３０ レリーズ動作遠隔操作釦
５４０ フォーカス動作遠隔操作子
５５０ ズーム動作遠隔操作子
８２０ レリーズ釦
８３０ フォーカス操作子
８４０ ズーム操作子

Claims (9)

1. 撮像装置を支持するとともに前記撮像装置の撮影方向を変更する雲台部と、
   前記雲台部に対し前記撮影方向を指示する撮影方向指示部と、
   前記雲台部と前記撮影方向指示部との間で情報を伝達する情報伝達部と、を備え、
   前記撮影方向指示部は、
   対象物を観察可能な観察手段と、
   前記観察手段の観察方位および仰角を検出して出力する第１の方向検出手段と、を有し、
   前記撮影方向指示部は、
   前記第１の方向検出手段の出力に基づいて前記雲台部に対し前記撮影方向を指示する、
   雲台システム。
2. 前記雲台部は、
   前記撮影方向の方位および仰角を検出して出力する第２の方向検出手段を有し、
   前記第１の方向検出手段の出力と前記第２の方向検出手段の出力とが一致するように前記撮影方向を補正する、
   請求項１記載の雲台システム。
3. 撮像装置と、
   請求項１記載の雲台システムと、を備え、
   前記撮像装置は、
   視野角が前記観察手段の視野角よりも小さい、
   撮影システム。
4. 前記情報伝達部は更に、
   前記撮影装置と前記撮影方向指示部との間で情報を伝達可能であり、
   前記撮像装置の撮影視野画像情報を、前記撮影方向指示部へ伝達する、
   請求項３記載の撮影システム。
5. 前記撮影方向指示部は、
   前記撮影視野画像情報を前記観察手段の視野内に重畳して表示する、
   請求項４記載の撮影システム。
6. 前記撮影方向指示部は、
   前記撮像装置のレリーズ動作、フォーカス動作、ズーム動作の内少なくとも１つ以上を制御する制御信号を出力する、
   請求項５記載の撮影システム。
7. 前記観察手段は、
   視野上に前記撮像装置の前記撮影視野画像に対応する撮影視野枠を表示する、請求項６記載の撮影システム。
8. 前記撮影視野枠は、
   前記ズーム動作に対応して大きさが変化する、
   請求項７記載の撮影システム。
9. 前記観察手段は、双眼鏡または単眼鏡である、請求項１記載の雲台システム。