JP2011254345A - 回転台付きカメラ装置及び擬似エンドレス映像の提供方法 - Google Patents

Abstract

【課題】可動範囲がメカ端で制限され、可動範囲が３６０度に満たない場合にも擬似エンドレス映像を得ることのできる回転台付きカメラ装置を提供する。
【解決手段】機械的に制限された０〜３５０度の可動範囲内で回転可能な回転台とズームレンズを備え、回転台の回転とともに回転するカメラと、回転台が左のメカ端に到達したときに、ズーム倍率が広角になるようにズームレンズを制御するズームレンズ制御部と、回転台が左のメカ端に到達したときに、ズームレンズ制御部にてズーム倍率が制御されたカメラにて得られた映像に対して電子ズームを施すとともに、該電子ズームにおける切り出し位置をカメラにて得られた映像内で、左方向に移動させることで、擬似回転映像を生成する電子ズーム制御部と、回転台が左のメカ端に到達した後の所定のタイミングで、回転台を、右のメカ端に向けて、右回りに回転させる回転台制御部とを備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、メカ端を有する回転台にカメラが設置されて、回転台の回転により撮影方向を変更可能な回転台付きカメラ装置、及びその回転台付きカメラ装置がエンドレスに回転して撮影したような擬似的映像を提供する方法に関する。

従来、レンズや撮像部等の映像の取得に必要なモジュールを回転台に設置して、回転台を回転させることで、撮影方向を変更しながらカメラ周囲の映像を取得する回転台付きカメラ装置が知られている。このような回転台付きカメラ装置は、例えば監視カメラとして好適に用いられている。回転台付きカメラ装置において、回転台が一方向に無限に回転できる構成とすると、配線のねじれに対する対策をしなければならず、構成が複雑になってしまうので、回転台にメカ端を設けて回転台を所定の範囲内で左右両方向に回転可能とした構成が多く採用される。メカ端とは、機械的に制限される回転台の可動範囲の限界であり、例えばストッパー部材によって更なる回転が制限される限界をいう。

回転台付きカメラ装置の回転台がメカ端を有する場合にも、その可動範囲が０〜３６０度であれば、擬似的に回転台を一方向に無限に回転させて撮影したような映像を得ることができる。つまり、メカ端を有する回転台付きカメラ装置において、エンドレス（無端）の回転台付きカメラ装置が一方向に無限に回転して撮影したような映像を、擬似的に得ることができる（以下、このような映像を「擬似エンドレス映像」という）。

例えば、回転台を左回りに無限に回転させて撮影したような擬似エンドレス映像を得る場合には、回転台を左回りに回転させながらカメラで映像を撮影し、回転台が左のメカ端まで到達したときに、その位置での撮影画像を静止画で表示し、回転台を右のメカ端まで高速に右回りに回転させて、右のメカ端に達したら静止画表示を解除して、再び回転台を左回りに回転させながらカメラで映像を撮影する。これを繰り返すことで、メカ端において僅かな時間（回転台が左のメカ端から右のメカ端まで高速に移動している間）だけ静止画表示になるものの、カメラが無限に左回りをして撮影したかのような擬似エンドレス映像が得られる。

図９を用いて上記従来の擬似エンドレス映像の取得方法を説明する。図９は、回転台付きカメラ装置がメカ端を有するが、３６０度回転可能な場合の、カメラ周辺の被写体と回転台付きカメラ装置の方向及び画角との関係を示す図である。カメラが左回りに回転をすると、回転台の回転角が０度になったところ（左のメカ端）で、さらなる左方向の回転ができなくなる。このとき、カメラは撮影範囲（画角）４１で撮影をしている。さらに左方向への回転の操作がある場合には、回転台付きカメラ装置は、撮影範囲４１で静止画表示をし、その間に回転台を高速で右方向に回転させる。回転台が右のメカ端に達すると、回転台の回転角は３６０度になる。このときのカメラの撮影範囲は撮影範囲４１と同じである。この撮影範囲４１から撮影を再開して、左方向の回転を続けることにより、連続した擬似エンドレス映像が得られる。

上記の従来技術は、例えば以下の文献に開示されている。

特開２０００−２２４４６３号公報 特許第４０４９６１４号公報

しかしながら、回転台にメカ端を設ける場合には、ストッパー部材を設けて機械的に回転台の回転を制限する必要があるため、このストッパー部材の幅に応じた大きさの死角が生じ、０度及び３６０度にメカ端を設定することが構成上困難な場合がある。このため、例えば、可動範囲を０〜３５０度の範囲とせざるを得ない場合がある。このように、回転台の可動範囲が３６０度に満たない場合に、上記と同様の方法で擬似エンドレス映像を得ようとすると、一方のメカ端で静止画表示をしてからカメラを反対方向に回転させて、他方のメカ端で映像の表示を再開すると、撮影方向が突然変更された連続性のない映像になってしまう。

この問題を、図１０を参照して説明する。図１０は、回転台付きカメラ装置がメカ端を有し、３５０度回転可能である場合の、カメラ周辺の被写体と回転台付きカメラ装置の方向及び画角との関係を示す図である。回転台付きカメラ装置が左方向の回転によって左のメカ端（０度位置）に達したときに、撮影範囲４１で静止画表示をして、回転台を右方向に高速で回転させるが、このときカメラは右のメカ端である３５０度の位置までしか回転できず、その位置では撮影範囲４２の映像しか得られない。従って、撮影範囲４２から映像を再開すると、映像が撮影範囲４１から撮影範囲４２に飛んで、不連続となってしまう。そうすると、操作者は、追跡物体を取り逃がしてしまうおそれがある。

ストッパー部材の幅をなるべく狭くすることで可動範囲をなるべく３６０度に近づけて、それによって上記のような擬似エンドレス映像における不連続性を最小限にすることが考えられる。しかしながら、ストッパー部材の幅を狭くすると、強度が弱くなってしまう。また、ストッパー部材をなくして、ソフトウェアによって回転の可動範囲を制限することも考えられるが、この場合には、例えば運用中に回転台又はカメラに外力が加わるとソフトウェアによる座標管理がずれて可動範囲がずれてしまい、予期しない範囲まで回転台が回転することにより回転台の回転機構やカメラ等を破壊してしまうおそれがある。また、サーボ制御を行うことでこのような不具合を回避しようとすると、コストが高くなってしまう。

本発明は、従来の問題を解決するためになされたもので、メカ端で制限された可動範囲が３６０度に満たない回転台付きカメラ装置において、連続性の良好な擬似エンドレス映像を得ることを目的とする。

本発明の回転台付きカメラ装置は、機械的に制限された３６０度に満たない所定の可動範囲内で回転可能な回転台と、ズームレンズを備え、前記回転台に取り付けられて前記回転台の回転とともに回転するカメラと、前記回転台が一の方向に回転することによって、前記可動範囲の一端に到達したときに、ズーム倍率が広角になるように前記ズームレンズを制御するズームレンズ制御部と、前記回転台が前記一の方向の回転することによって、前記可動範囲の一端に到達したときに、前記ズームレンズ制御部にてズーム倍率が制御された前記カメラにて得られた映像に対して電子ズームを施すとともに、該電子ズームにおける切り出し位置を前記カメラにて得られた映像内で、前記一の方向に移動させることで、擬似回転映像を生成する電子ズーム制御部と、前記回転台が前記一の方向に回転することによって、前記可動範囲の一端に到達した後の所定のタイミングで、前記回転台を、前記可動範囲の他端に向けて、前記一の方向とは逆の方向に回転させる回転台制御部とを備えた構成を有している。

この構成により、カメラが３６０度に満たない可動範囲内でしか回転できないとしても、その可動範囲を超えて擬似に回転をしたような擬似回転映像が得られる。

また、本発明の回転台付きカメラ装置において、前記電子ズーム制御部は、前記回転台制御部が前記回転台を前記可動範囲の他端まで回転させた後に、前記ズームレンズ制御部にてズーム倍率が広角になるように制御された前記カメラにて得られた映像に対して電子ズームを施すとともに、該電子ズームにおける切り出し位置を前記カメラにて得られた映像内で、前記一の方向に移動させる。

この構成により、左右の両メカ端において、広角のカメラ映像を利用して、カメラが可動範囲を超えて擬似に回転をしたような擬似回転映像が得られる。

また、本発明の回転台付きカメラ装置において、前記可動範囲の一端における前記ズームレンズの最も広角な画角と前記可動範囲の他端における前記ズームレンズの最も広角な画角とは重複部分を有している。

この構成により、切れ目のない擬似エンドレスを提供できる。

また、本発明の回転台付きカメラ装置において、前記擬似回転映像の画角が前記重複部分より小さい。

この構成により、切れ目のない擬似エンドレスを提供できるとともに、通常時の撮影範囲と擬似回転映像の範囲とを一致させることができる。

また、本発明の回転台付きカメラ装置において、前記回転制御部は、前記擬似回転映像が前記重複部分の中央に到達したタイミングで、前記回転台を、前記可動範囲の他端に向けて、前記一の方向とは逆の方向に回転させる。

この構成により、回転台の死角によって撮影方向が急に変わってしまうという不都合を軽減し、又はなくすことができる。

また、本発明の回転台付きカメラ装置において、前記電子ズーム制御部は、前記回転制御部の制御によって前記回転台が前記一端から前記他端に回転しているときに、静止画表示を行う。

この構成により、回転台が高速に他端へ移動している間の不要なカメラ映像を提供することがなく、擬似エンドレス映像の連続性が良好になる。

また、本発明の回転台付きカメラ装置において、前記電子ズーム制御部は、前記回転制御部の制御によって前記回転台が前記一端から前記他端に回転しているときにも、前記電子ズームにおける切り出し位置の前記一の方向への移動を続ける。

この構成により、一端から他端へのカメラの回転時にも擬似回転映像を提供でき、連続性が更に良好な擬似エンドレス映像を提供できる。

また、本発明の回転台付きカメラ装置において、前記ズームレンズ制御部は、前記回転台が前記一の方向に回転することによって、前記可動範囲の一端に到達したときに、前記ズームレンズのズーム倍率を広角端に変更し、前記電子ズーム制御部は、前記ズームレンズ制御部によるズーム倍率の変更率の逆数のズーム倍率で電子ズームを行い、このズーム倍率を維持したまま切り出し位置を移動させる。

この構成により、簡単な制御で擬似回転映像を提供できる。

また、本発明の回転台付きカメラ装置において、前記ズームレンズ制御部は、前記回転台が前記一の方向に回転することによって、前記可動範囲の一端に到達した後に、前記ズームレンズのズーム倍率を徐々に広角側に変更し、前記電子ズーム制御部は、ズーム倍率が前記ズームレンズ制御部によるズーム倍率の変更率の逆数となるように徐々にズーム倍率を小さくしながら電子ズームを行う。

この構成により、擬似回転映像の回転が進むにつれて擬似回転映像の解像度が落ちていくので、違和感の少ない擬似回転映像を提供できる。

また、本発明の別の態様は、擬似エンドレス映像の提供方法であって、この方法は、ズームレンズを備えたカメラが取り付けられた回転台を一の方向に回転させながら、前記カメラにて撮影をするステップと、前記一の方向への回転によって前記回転台が機械的に制限された可動範囲の一端に到達したときに、ズーム倍率が広角になるように前記ズームレンズを制御するステップと、前記一の方向への回転によって前記回転台が機械的に制限された可動範囲の一端に到達したときに、前記ズームレンズのズーム倍率が制御された前記カメラにて得られた映像に対して、電子ズームを施すとともに、該電子ズームにおける切り出し位置を前記カメラにて得られた映像内で、前記一の方向に移動させるステップと、前記切り出し位置が所定の位置まで移動した後に、静止画を表示するとともに、回転台を前記可動範囲の他端に向けて、前記一の方向とは逆の方向に回転させるステップと、前記回転台が前記可動範囲の他端まで回転した後に、ズーム倍率が制御された前記カメラにて得られた映像に対して、前記電子ズームを施すとともに、該電子ズームにおける切り出し位置を前記カメラにて得られた映像内で、前記一の方向に向けて移動させるステップと、前記切り出し位置が所定の位置まで移動した後に、前記電子ズームを終了して、前記ズームレンズのズーム倍率を元に戻して、前記回転台の前記一の方向への回転を再開するステップとを含む。

また、本発明の別の擬似エンドレス映像の提供方法は、ズームレンズを備えたカメラが取り付けられた回転台を一の方向に回転させながら、前記カメラにて撮影をするステップと、前記一の方向への回転によって前記回転台が機械的に制限された可動範囲の一端に到達した後に、ズーム倍率が徐々に広角になるように前記ズームレンズを制御するとともに、徐々にズーム倍率を大きくしながら電子ズームを行うステップと、前記ズームレンズ及び前記電子ズームのズーム倍率が所定の倍率に到達した後に、静止画を表示するとともに、回転台を前記可動範囲の他端に向けて、前記一の方向とは逆の方向に回転させるステップと、前記回転台が前記可動範囲の他端まで回転した後に、ズーム倍率が徐々に大きくなるように前記ズームレンズを制御するとともに、ズーム倍率が制御された前記カメラにて得られた映像に対して、徐々にズーム倍率を小さくしながら電子ズームを行うステップと、前記ズームレンズ及び前記電子ズームのズーム倍率が所定の倍率に到達した後に、前記電子ズームを終了して、前記回転台の前記一の方向への回転を再開するステップとを含む。

本発明は、可動範囲がメカ端で制限され、かつその可動範囲が３６０度に満たない場合にも、連続性の良好な擬似エンドレス映像を得ることのできる回転台付きカメラ装置を提供することができるものである。

本発明の実施の形態における回転台付きカメラ装置のブロック図 本発明の実施の形態における回転台の可動範囲及びカメラの画角を説明する図 （ａ）本発明の実施の形態における通常時から擬似回転映像の開始時までのカメラ周辺の被写体と撮影範囲及び回転角との関係を示す図 （ｂ）本発明の実施の形態における左端側の擬似回転映像の終了時のカメラ周辺の被写体と撮影範囲及び回転角との関係を示す図 （ｃ）本発明の実施の形態における右端側の擬似回転映像の開始時のカメラ周辺の被写体と撮影範囲及び回転角との関係を示す図 （ｄ）本発明の実施の形態における擬似回転映像の終了時のカメラ周辺の被写体と撮影範囲及び回転角との関係を示す図 本発明の実施の形態における回転台付きカメラ装置の動作のタイムチャート 本発明の実施の形態における死角、ワイド端画角、及び通常時の画角の関係を説明する図 本発明の実施の形態における擬似エンドレス映像提供方法のフロー図 本発明の実施の形態の第１の変形例における回転台付きカメラ装置の動作のタイムチャート 本発明の実施の形態の第２の変形例における回転台付きカメラ装置の動作のタイムチャート 従来のカメラ周辺の被写体と撮影範囲及び回転角との関係を示す図 従来のカメラ周辺の被写体と撮影範囲及び回転角との関係を示す図

以下、本発明の実施の形態の画像処理装置について、図面を用いて説明する。

本発明の第１の実施の形態の回転台付きカメラ装置を図１に示す。図１において、本発明の実施の形態の回転台付きカメラ装置１０は、カメラ１１と、回転台１２と、制御部１３と、映像出力部１４とを備えている。カメラ１１は、回転台１２に固定されて、回転台１２が回転することで、パン（ＰＡＮ）方向に回転可能である。カメラ１１は、さらにチルト（ＴＩＬＴ）方向に回転可能であってよい。カメラ１１は、ズームレンズ部１１１と、撮像部１１２を有している。ズームレンズ部１１１は、複数枚のレンズを備え、レンズ位置を変更することでズーム倍率（画角）を変更可能に構成されている。撮像部１１２は、撮像素子等を含み、被写体の光学像を光電変換して、被写体の映像信号を取得する。

制御部１３は、映像処理部１３１と、ズームレンズ制御部１３２と、回転制御部１３３とを備えている。映像処理部１３１は、撮像部１１２から入力した映像信号を処理して映像出力部１４に出力する。映像処理部１３１は特に、撮像部１１２から入力した映像信号を用いて、擬似エンドレス映像を生成する。

ズームレンズ制御部１３２は、映像処理部１３１からの指示に従ってズームレンズ１１１のズーミングを制御し、又はズームレンズ１１１のズーム倍率の情報を映像処理部１３１に提供する。回転制御部１３３も、映像処理部１３１からの指示に従って回転台１２の回転を制御し、又は回転台１２の回転角の情報を映像処理部１３に提供する。

映像処理部１３１は、メモリ１３１１と電子ズーム制御部１３１２を有する。メモリ１３１１は、カメラ１１で得られた映像信号（以下、単に「カメラ映像」という。）を記憶する。電子ズーム制御部１３１２は、カメラ映像に電子ズームを施した上で、電子ズームによる切り出し位置を移動させた映像（以下、「擬似回転映像」という）を生成する。ここで、電子ズーム処理とは、カメラ映像の一部分を切り出して拡大することで、電子的にズーミングを行う処理をいう。例えば、電子ズーム倍率が２倍であるということは、カメラ映像から縦横それぞれ１／２の矩形範囲を切り出して拡大表示することを意味する。制御部１３は、例えば、入出力ポートを備えたコンピュータで構成される。

映像出力部１４は、映像処理部１３１にて得られた映像を出力する。映像出力部１４は、例えば液晶モニタで構成される。

図２は、カメラ１１と回転台１２とを上から見た図である。図２に示すように、回転台１２は、左右のメカ端を有し、そのメカ端間で３５０度回転可能である。本明細書では、説明の便宜上、左方向の回転に対するメカ端を回転角０度とし、右方向の回転に対するメカ端を回転角３５０度とする。ズームレンズ部１１１は、ズーム倍率を１倍から２倍まで連続的に変更できる。本実施の形態では、ズームレンズ１１１のズーム倍率が１倍であるときの画角は約２０度であり、ズームレンズ１１１のズーム倍率が２倍であるときの画角は約１０度である。

以下、回転台付きカメラ装置１０において擬似エンドレス映像を生成する動作を説明する。以下では、回転台１２が左方向に無限に回転したような擬似エンドレス映像を得る場合について説明する。回転台１２が右方向に無限に回転したような擬似エンドレス映像を得る場合は、左方向の場合と逆の動作を行う。

図３（ａ）〜（ｄ）は、本実施の形態の回転台付きカメラ装置１０における、カメラ周辺の被写体と撮影範囲（画角）及び回転角との関係を示す図である。回転台付きカメラ装置１０は、通常時にはズームレンズ１１１のズーム倍率を２倍にして撮影を行う。このときの撮影範囲（画角）３１は、図３（ａ）に示すように、約１０度である。

ズームレンズ制御部１３２は、回転台１２が左回りに回転することで左のメカ端まで到達したときにズームレンズの倍率を１倍まで落とし、画角をワイド端まで広げる。このときのカメラ映像の撮影範囲（画角）３２は、図３（ａ）に示すように、約２０度である。これと同時に、電子ズーム制御部１３１２にて、カメラ映像に対して、ズーム倍率２倍の電子ズーム処理を施す。このときの切り出し範囲（電子ズームの画角）３３は、図３（ａ）に示すように、約１０度である。これにより、ズーム倍率２倍の電子ズーム処理にて切り出された映像の範囲は、通常時に２倍の光学ズーム倍率で撮影された映像の範囲と一致することになる（但し、解像度は半分になる）。なお、この時点では、切り出し範囲３３の位置（以下、「切り出し位置」という）は、カメラ映像の中央に設定される。

そして、回転台付きカメラ装置１０は、カメラ映像において、電子ズーム処理における切り出し位置をカメラ映像の中央から回転台の回転方向、即ち左方向に移動させる。図３（ｂ）は、切り出し位置がカメラ映像の左端まで到達した状態を示している。切り出し位置がカメラ映像の左端まで到達すると、そこで切り出し範囲３３の映像を静止画表示して、回転制御部１３３が回転台１２を右のメカ端まで高速に回転させる。

図３（ｃ）は、左のメカ端から回転台１２を高速で右のメカ端まで回転させた後の状態を示している。右のメカ端において、光学ズームはそのまま１倍として、ズーム倍率２倍の電子ズームを施し、しかも、その切り出し範囲をカメラ映像内で右端から中央まで移動させる。このときのカメラ映像の撮影範囲（画角）３４は、約２０度であり、このカメラ映像からの切り出し範囲３５は１０度である。この切り出し範囲３５は、左のメカ端において切り出し範囲をカメラ映像の左端まで移動させたときの切り出し範囲３３（図３（ｂ）参照）と重なる。

図３（ｃ）の状態から切り出し範囲３５の切り出し位置をカメラ映像の中央まで左方向に徐々に移動させる。図３（ｄ）は、切り出し位置がカメラ映像の中央まで到達した状態を示す図である。切り出し位置がカメラ映像の中央まで到達すると、この撮影範囲は光学ズームのみで撮影できるので、ここで、電子ズームを終了して、ズームレンズ１１１のズーム倍率を２倍に戻す。そして、回転台１２の左方向への回転を開始する。

図４は、上記の例における、回転台の回転角、光学ズーム及び電子ズームのズーム倍率、切り出し位置の時間変化を示す図である。図４に示すように、回転台１２は、一定速度で左回転をする。このとき、光学ズームのズーム倍率は２倍になっており、電子ズームは行われていない（電子ズームが行われていない場合を図４では便宜上電子ズームのズーム倍率１倍として表現する）。時刻ｔ１で、回転台１２が左のメカ端に到達すると、回転台１２は停止し、光学ズームのズーム倍率を１倍（広角端）にすると同時に、ズーム倍率２倍の電子ズームを開始する。この状態で、電子ズームにおける切り出し位置を中央から左端に向けて移動させる。このときの切り出し位置の移動速度を回転台１２の回転速度と一致させると、あたかもカメラ１１が連続して回転しているような擬似回転映像を提供でき、望ましい。

時刻ｔ２にて、電子ズームにおける切り出し位置が、光学ズーム倍率１倍のカメラ映像の左端まで到達すると（図３（ｂ）の状態）、回転台１２は、高速で右回りに回転し、時刻ｔ３で右のメカ端に到達する。この時刻ｔ２からｔ３の間は、時刻ｔ２において電子ズームで切り出された映像を静止画表示する。時刻ｔ３にて、回転台１２が右のメカ端に到達すると、回転台１２はその位置で停止する。光学ズーム及び電子ズームのズーム倍率はそれぞれ１倍及び２倍としたままで、電子ズームの切り出し位置をカメラ映像の右端からスタートさせて徐々にカメラ画像の中央に向けて移動させる。このときの移動速度も回転台１２の回転速度と一致させることが望ましい。

時刻ｔ４にて、切り出し位置が、光学ズーム倍率１倍のカメラ映像の中央に到達すると（図３（ｃ）の状態）、光電子ズームを終了し、かつ学ズームのズーム倍率を２倍に戻し、回転台１２は、左回りの回転を始める。

上記の例では、左のメカ端で切り出し位置を左端まで移動させたときの切り出し範囲（図３（ｂ）の切り出し範囲３３）と、右のメカ端で切り出し範囲を右端としたときの切り出し範囲（図３（ｃ）の切り出し範囲３５）とが一致していた。これによって、カメラ１１が左のメカ端から右のメカ端に移動する前後において映像の範囲が完全に連続することになる。また、上記の例では、通常時の映像の大きさと擬似回転映像の大きさが一致していた。

ここで、一般的に、上記のような効果を得られるための条件を説明する。図５は、左のメカ端と右のメカ端との間の角度である死角θｄと、ズームレンズ１１１の広角端の画角θｗと、通常時のズームレンズ１１１の画角θｚとの関係を示す図である。上記の原理によって左のメカ端から右のメカ端に移動する前後において映像の範囲を完全に連続する擬似回転映像を提供するためには、まず、左のメカ端と右のメカ端との間の死角θｄと、ズームレンズ１１１の広角端の画角θｗとは、下式（１）を満たす必要がある。
θｗ＞０．５θｄ ……（１）
この条件を満たすことで、左のメカ端における広角端での撮影範囲５１と右のメカ端における広角端での撮影範囲５２とに重なり部分ができる。

さらに、映像の範囲の大きさが通常時と変わらない擬似回転映像を提供するためには、通常時のズームレンズ１１１の画角θｚは、下式（２）を満たす必要がある。
θｚ≦θｗ−θｄ ……（２）
式（２）の右辺は、左のメカ端における広角端での画角と右のメカ端における広角端での画角との重なり部分の大きさである。

電子ズームを行わない通常時のズームレンズ１１１の撮影範囲（画角）を、上記式２を満たすθｚで固定し、電子ズームによる切り出し範囲をこの撮影範囲の大きさと同じになるようにすれば、通常時も擬似回転映像の提供時も常に一定の画角で撮影したような擬似エンドレス映像を提供できる。また、少なくとも擬似回転映像の提供を開始する際にズームレンズ１１１の画角θｚが上記式２を満たしていれば、映像の範囲の大きさが一定である擬似回転映像を提供できる。

なお、上記の図３の例では、θｚ＝θｗ−θｄであったため、切り出し範囲を広角のカメラ映像の左端まで移動させ、カメラを右のメカ端まで回転させた後には、切り出し範囲を広角のカメラ映像の右端から移動させたが、一般的には、切り出し範囲が左のメカ端における項各のカメラ映像と右のメカ端における広角のカメラ映像との重なり部分の中央（即ち死角の中央）に到達したときにカメラを右のメカ端まで回転させて、右のメカ端からの再開時も、左のメカ端における広角のカメラ映像と右のメカ端における広角のカメラ映像との重なり部分の中央（即ち死角の中央）から切り出し範囲の移動を開始すればよい。

次に、以上のように構成された回転台付きカメラ装置１０による擬似エンドレス映像の提供方法を説明する。図６は、擬似エンドレス映像の提供方法のフロー図である。以下の説明では、回転台１２の回転方向を左方向に限らずに、右方向や回転がない場合も含めて、一般的に説明をする。

まず、回転台付きカメラ装置１０は、回転制御部１３３にてパン操作があったか否かを判定する（ステップＳ６１）。パン操作は、自動である場合は回転制御部１３３が回転台１２に指示し、手動である場合は操作者が図１に図示しない操作部を操作して回転台１２に指示する。パン操作があった場合には（ステップＳ６１にてＹＥＳ）、それが左方向であるか否かを判定する（ステップＳ６２）。左方向である場合は（ステップＳ６２にてＹＥＳ）、回転台１２の回転角が左のメカ端（０度位置）まで到達しているか否かを判定する（ステップＳ６３）。回転台１２の回転角が左のメカ端まで到達していない場合は（ステップＳ６３でＮＯ）、通常の制御を行う。回転台１２の回転角が左のメカ端まで到達したときは（ステップＳ６３でＹＥＳ）、ズームレンズ制御部１３２は、ズームレンズ１１１を広角側に制御するとともに、電子ズームで拡大を行う（ステップＳ６４）。

続いて、電子ズームの切り出し位置を画面中央から徐々に左に移動させる（ステップＳ６５）。次に、切り出し位置が左右のメカ端の間の死角の中央になった後に、映像を静止画にして（ステップＳ６６）、回転台１２を高速で右回りに回転させる（ステップＳ６７）。回転台１２の回転角が右のメカ端に到達すると、ズームレンズ１１１の画角及び電子ズームのズーム倍率をそのままにして、電子ズームの切り出し位置を左右のメカ端の間の死角の中央から徐々に左に移動させる（ステップＳ６８）。そして、切り出し位置がカメラ映像の中央になった時点で、ズームレンズ制御部１３２は、ズームレンズを元の通常時の倍率に戻して、電子ズームを解除し、回転制御部１３３は、回転台１２の左回りの回転を始める（ステップＳ６９）。

ステップＳ６２にて、パン操作が右方向であった場合には、上記のステップＳ６３からステップＳ６９とは左右反対の動作を行う。即ち、回転台付きカメラ装置１０は、回転台１２の回転角が右のメカ端まで到達しているか否かを判定する（ステップＳ７０）。回転台１２の回転角が右のメカ端まで到達していない場合は（ステップＳ７０でＮＯ）、通常の制御を行う。回転台１２の回転角が右のメカ端まで到達したときは（ステップＳ７０でＹＥＳ）、ズームレンズ制御部１３２は、ズームレンズ１１１を広角に制御するとともに、電子ズームで拡大を行う（ステップＳ７１）。

続いて、電子ズームの切り出し位置を画面中央から徐々に右に移動させる（ステップＳ７２）。次に、切り出し位置が左右のメカ端の間の死角の中央になった後に、映像を静止画にして（ステップＳ７３）、回転台１２を高速で左回りに回転させる（ステップＳ７４）。回転台１２の回転角が左のメカ端（０度位置）に到達すると、ズームレンズ１１１の画角及び電子ズームのズーム倍率をそのままにして、電子ズームの切り出し位置を左右のメカ端の間の死角の中央から徐々に右に移動させる（ステップＳ７５）。そして、切り出し位置がカメラ映像の中央になった時点で、ズームレンズ制御部１３２は、ズームレンズ１１１を元の通常時の倍率に戻して、電子ズームを解除し、回転制御部１３３は、回転台１２の右回りの回転を始める（ステップＳ７６）。

以上のように、本実施の形態の回転台付きカメラ装置１０によれば、メカ端間が３６０度未満である場合も連続した擬似エンドレス映像を提供できる。なお、上記の実施の形態では、左右メカ端の死角θｄ、ズームレンズ１１１のワイド端の画角θｗが式（１）を満たすことで、完全に連続した擬似エンドレス映像を提供できたが、本発明はこれに限られない。左のメカ端におけるワイド端の画角と右のメカ端におけるワイド端の画角とに重複部分がないとしても、メカ端において通常時よりもズームレンズを広角にして電子ズームによる切り出し位置を移動させることで、死角による映像の不連続性を緩和できる。

また、上記の実施の形態では、通常時のズームレンズ１１１の撮影範囲（画角）を、式（２）を満たすθｚとし、かつ電子ズームにおける切り出し範囲もこの撮影範囲と同じ大きさとすることで、完全に連続する擬似エンドレス映像を提供したが、本発明はこれに限られない。例えば、通常時のズームレンズ１１１の撮影範囲（画角）及び電子ズームにおける切り出し範囲が、左のメカ端におけるワイド端の画角と右のメカ端におけるワイド端の画角との重複部分よりも大きくてもよい。この場合には、一方のメカ端で静止が表示される映像の範囲と他方のメカ端で擬似回転映像を開始する際の映像の範囲とは完全には一致しないが、式（１）を満たしている限り、少なくとも重複部分は存在することになる。このような態様も本発明に含まれる。

さらに、上記の実施の形態では、左のメカ端と右のメカ端とで同じ時間だけかけて擬似回転映像を提供したが、本発明は左のメカ端での擬似回転映像の時間と右のメカ端での擬似回転映像のとの時間が異なっていてもよい。例えば、左のメカ端でズームレンズ１１１を広角にしたときに、その画角内に、右のメカ端における通常時の画角が包含されているならば、左のメカ端で、右のメカ端における通常時の撮影範囲と一致する切り出し範囲で電子ズームを行うことができるので、回転台１２が左のメカ端から右のメカ端に移動した後には、すでに電子ズームを行う必要はなく、右のメカ端から光学ズームを通常の倍率に戻したうえで回転台１２を回転させながら通常の撮影を行うことができる。

また、ズームレンズ、回転台、及び電子ズームの制御方法は、上記で図４を参照して説明した方法に限られない。図７は、第１の変形例における回転台の回転角、光学ズーム及び電子ズームのズーム倍率、切り出し位置の時間変化を示すタイムチャートである。以下でも、回転台１２が左方向に無限に回転したような擬似エンドレス映像を得る場合について説明する。

図７に示すように、回転台１２は、一定速度で左回転をする。このとき、光学ズームのズーム倍率は２倍になっており、電子ズームは行われていない。時刻ｔ１で、回転台１２が左のメカ端に到達すると、回転台１２は停止し、ズームレンズ制御部１３２は、光学ズームのズーム倍率を徐々に下げていくとともに、電子ズーム制御部１３１２は電子ズーム開始して、そのズーム倍率を徐々に上げていく。このときの切り出し範囲は常にカメラ映像の左端になるようにする。また、光学ズームのズーム倍率の変化率と電子ズームのズーム倍率の変化率の逆数とすることで、映像の範囲の大きさが変化しない擬似回転映像を提供する。

時刻ｔ２にて、光学ズームのズーム倍率が１倍となったときに電子ズームは２倍となる。この時点で映像を静止画表示し、回転台１２は、高速で右回りに回転する。時刻ｔ３で回転台が右のメカ端に到達する。この時刻ｔ２からｔ３の間は、時刻ｔ２において電子ズームで切り出された映像を静止画表示する。時刻ｔ３にて、回転台１２が右のメカ端に到達すると、回転台１２はその位置で停止する。この時点で、光学ズーム及び電子ズームのズーム倍率はそれぞれ１倍及び２倍である。ここから、光学ズームのズーム倍率を徐々に上げて行くとともに、電子ズームのズーム倍率を徐々に下げていく。このとき、電子ズームに置ける切り出し範囲は常にカメラ映像の右端になるようにする。

時刻ｔ４にて、光学ズームのズーム倍率は２倍となり、電子ズームの倍率は１倍即ち、切り出し範囲がカメラ映像全体になり、電子ズームが終了する。時刻ｔ４からは再び回転台１２が左回りに回転を始める。

以上のように、第１の変形例によれば、擬似回転映像の回転が進むにつれて擬似回転映像の解像度が落ちいき、擬似回転映像の回転が浅い段階ではより高画質の映像を得られるので、擬似回転映像が始まった時点で突然に解像度が落ちることがなく、違和感のない擬似エンドレス映像が提供できる。

次に、第２の変形例を説明する。上記の実施の形態及び第１の変形例では、いずれも回転台１２がメカ端間を高速で回転している際には静止画を表示したが、本変形例では、静止することのない擬似エンドレス映像を提供する。

図８は、第２の変形例における回転台の回転角、光学ズーム及び電子ズームのズーム倍率、切り出し位置の時間変化を示すタイムチャートである。図８に示すように、回転台１２は、一定速度で左回転をする。このとき、光学ズームのズーム倍率２倍になっており、電子ズームは行われていない。時刻ｔ１で、回転台１２が左のメカ端に到達すると、回転台１２は停止し、光学ズームのズーム倍率を１倍とすると同時に、ズーム倍率２倍の電子ズームを開始する。この状態で、電子ズームにおける切り出し位置を中央から左端に向けて移動させる。

電子ズームにおける切り出し位置が、光学ズーム倍率１倍のカメラ映像の左端まで到達していない時刻ｔ２にて、回転台１２は高速で右周りの回転を始める。電子ズーム制御部は、時刻ｔ２以降は、時刻ｔ２の時点の広角のカメラ映像を用いて、電子ズーム及びその切り出し位置の移動を続ける。そして、時刻ｔ３で右のメカ端に到達するのと同時に、切り出し位置も時刻ｔ２の時点の広角のカメラ映像の左端に到達する。換言すれば、回転台制御部１３３は、電子ズームの切り出し位置が左端に到達するよりも、回転台１２が左メカ端から右メカ端まで移動するのに要する時間だけ前もって、回転台１２の左メカ端から右メカ端まで高速回転を開始する。これにより、電子ズームの切り出し位置が左端に到達したときには既に回転台１２が右のメカ端まで到達していることになる。

時刻ｔ３以降は上記の図４の例と同様にして、回転台１２を右のメカ端で固定させて、電子ズームの切り出し位置を右端から中央まで移動させる。電子ズームの切り出し位置が中央に到達すると、電子ズームを終了して、光学ズームを２倍に戻し、回転台１２は左回転を始める。

以上のように、第２の変形例によれば、擬似エンドレス映像の提供において途中で静止画が表示されることがなく、よりスムーズな擬似エンドレス映像を提供できる。なお、第２の変形例において、回転台１２は、左のメカ端に到達して光学ズーム倍率をワイド端にして撮影を行った後であれば、時刻ｔ２より前に、右のメカ端に向けて回転を開始してよい。回転台１２が早めに回転を始めることで、回転速度を速くする必要がなくなるので、回転台１２の回転機構の負担、特に、回転台１２が高速に回転してメカ端で停止する際の衝撃による負担が少なくなる。

また、第２の変形例において、カメラ１１が高速で右回転をするまで、及びカメラ１１が右のメカ端に到達した後の擬似回転映像の提供方法として、変形例１の方法を採用してもよい。

本発明は、可動範囲がメカ端で制限され、かつその可動範囲が３６０度に満たない場合にも、連続性の良好な擬似エンドレス映像を得ることのできるという優れた効果を有し、メカ端を有する回転台にカメラが設置されて、回転台の回転により撮影方向を変更可能なカメラ装置等に適用できる。

１０ 回転台付きカメラ装置
１１ カメラ
１１１ ズームレンズ
１１２ 撮像部
１２ 回転台
１３ 制御部
１３１ 映像処理部
１３１１ メモリ
１３１２ 電子ズーム制御部
１３２ ズームレンズ制御部
１３３ 回転制御部
１４ 映像出力部
３１、３２、３４ 撮影範囲（画角）
３３、３５ 切り出し範囲（電子ズームの画角）

Claims (11)

1. 機械的に制限された３６０度に満たない所定の可動範囲内で回転可能な回転台と、
   ズームレンズを備え、前記回転台に取り付けられて前記回転台の回転とともに回転するカメラと、
   前記回転台が一の方向に回転することによって、前記可動範囲の一端に到達したときに、ズーム倍率が広角になるように前記ズームレンズを制御するズームレンズ制御部と、
   前記回転台が前記一の方向の回転することによって、前記可動範囲の一端に到達したときに、前記ズームレンズ制御部にてズーム倍率が制御された前記カメラにて得られた映像に対して電子ズームを施すとともに、該電子ズームにおける切り出し位置を前記カメラにて得られた映像内で、前記一の方向に移動させることで、擬似回転映像を生成する電子ズーム制御部と、
   前記回転台が前記一の方向に回転することによって、前記可動範囲の一端に到達した後の所定のタイミングで、前記回転台を、前記可動範囲の他端に向けて、前記一の方向とは逆の方向に回転させる回転台制御部と、
   を備えたことを特徴とする回転台付きカメラ装置。
2. 前記電子ズーム制御部は、前記回転台制御部が前記回転台を前記可動範囲の他端まで回転させた後に、前記ズームレンズ制御部にてズーム倍率が広角になるように制御された前記カメラにて得られた映像に対して電子ズームを施すとともに、該電子ズームにおける切り出し位置を前記カメラにて得られた映像内で、前記一の方向に移動させることを特徴とする請求項１記載の回転台付きカメラ装置。
3. 前記可動範囲の一端における前記ズームレンズの最も広角な画角と前記可動範囲の他端における前記ズームレンズの最も広角な画角とは重複部分を有していることを特徴とする請求項１又は２記載の回転台付きカメラ装置。
4. 前記擬似回転映像の画角が前記重複部分より小さいことを特徴とする請求項３記載の回転台付きカメラ装置。
5. 前記回転制御部は、前記擬似回転映像が前記重複部分の中央に到達したタイミングで、前記回転台を、前記可動範囲の他端に向けて、前記一の方向とは逆の方向に回転させることを特徴とする請求項４記載の回転台付きカメラ装置。
6. 前記電子ズーム制御部は、前記回転制御部の制御によって前記回転台が前記一端から前記他端に回転しているときに、静止画表示を行うことを特徴とする請求項１ないし請求項５に記載の回転台付きカメラ装置。
7. 前記電子ズーム制御部は、前記回転制御部の制御によって前記回転台が前記一端から前記他端に回転しているときにも、前記電子ズームにおける切り出し位置の前記一の方向への移動を続けることを特徴とする請求項１ないし請求項５に記載の回転台付きカメラ装置。
8. 前記ズームレンズ制御部は、前記回転台が前記一の方向に回転することによって、前記可動範囲の一端に到達したときに、前記ズームレンズのズーム倍率を広角端に変更し、
   前記電子ズーム制御部は、前記ズームレンズ制御部によるズーム倍率の変更率の逆数のズーム倍率で電子ズームを行い、このズーム倍率を維持したまま切り出し位置を移動させることを特徴とする請求項１ないし請求項７に記載の回転台付きカメラ装置。
9. 前記ズームレンズ制御部は、前記回転台が前記一の方向に回転することによって、前記可動範囲の一端に到達した後に、前記ズームレンズのズーム倍率を徐々に広角側に変更し、
   前記電子ズーム制御部は、ズーム倍率が前記ズームレンズ制御部によるズーム倍率の変更率の逆数となるように徐々にズーム倍率を小さくしながら電子ズームを行うことを特徴とする請求項１ないし請求項７に記載の回転台付きカメラ装置。
10. ズームレンズを備えたカメラが取り付けられた回転台を一の方向に回転させながら、前記カメラにて撮影をするステップと、
    前記一の方向への回転によって前記回転台が機械的に制限された可動範囲の一端に到達したときに、ズーム倍率が広角になるように前記ズームレンズを制御するステップと、
    前記一の方向への回転によって前記回転台が機械的に制限された可動範囲の一端に到達したときに、前記ズームレンズのズーム倍率が制御された前記カメラにて得られた映像に対して、電子ズームを施すとともに、該電子ズームにおける切り出し位置を前記カメラにて得られた映像内で、前記一の方向に移動させるステップと、
    前記切り出し位置が所定の位置まで移動した後に、静止画を表示するとともに、回転台を前記可動範囲の他端に向けて、前記一の方向とは逆の方向に回転させるステップと、
    前記回転台が前記可動範囲の他端まで回転した後に、ズーム倍率が制御された前記カメラにて得られた映像に対して、前記電子ズームを施すとともに、該電子ズームにおける切り出し位置を前記カメラにて得られた映像内で、前記一の方向に向けて移動させるステップと、
    前記切り出し位置が所定の位置まで移動した後に、前記電子ズームを終了して、前記ズームレンズのズーム倍率を元に戻して、前記回転台の前記一の方向への回転を再開するステップと、
    を含むことを特徴とする擬似エンドレス映像の提供方法。
11. ズームレンズを備えたカメラが取り付けられた回転台を一の方向に回転させながら、前記カメラにて撮影をするステップと、
    前記一の方向への回転によって前記回転台が機械的に制限された可動範囲の一端に到達した後に、ズーム倍率が徐々に広角になるように前記ズームレンズを制御するとともに、徐々にズーム倍率を大きくしながら電子ズームを行うステップと、
    前記ズームレンズ及び前記電子ズームのズーム倍率が所定の倍率に到達した後に、静止画を表示するとともに、回転台を前記可動範囲の他端に向けて、前記一の方向とは逆の方向に回転させるステップと、
    前記回転台が前記可動範囲の他端まで回転した後に、ズーム倍率が徐々に大きくなるように前記ズームレンズを制御するとともに、ズーム倍率が制御された前記カメラにて得られた映像に対して、徐々にズーム倍率を小さくしながら電子ズームを行うステップと、
    前記ズームレンズ及び前記電子ズームのズーム倍率が所定の倍率に到達した後に、前記電子ズームを終了して、前記回転台の前記一の方向への回転を再開するステップと、
    を含むことを特徴とする擬似エンドレス映像の提供方法。