JP2014075643A - エリア撮影装置 - Google Patents

Abstract

【課題】画像補正を簡易化し、板面から近い距離から撮影可能にする。
【解決手段】ホワイトボード１の枠体４の上縁部に板面１ａの横方向に延在するレール５を設け、レールに移動自在にスライダ６を設け、スライダにより上方に延出する第１アーム１１を支持し、第１アームにより板面の前側に延出する第２アームを支持し、第２アームの延出端部によりカメラ３を支持する。カメラには、撮像素子及びレンズと、板面からの入射光をレンズを介して撮像素子に向けて屈曲させるための自由曲面ミラーとを設ける。スライダと第１アームと第２アームとカメラとの各部材間の相対角度を調整するカメラの向きを変える機構を設ける。自由曲面ミラーにより画像の歪みを低減でき、板面に近い距離からの撮影が可能になるとともに、撮影領域の板面に対するずれが生じても、カメラの向きを変えることによりずれを補正することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、ホワイトボード等の板面を撮影可能なエリア撮影装置に関するものである。

例えばデジタルカメラで紙面や電子黒板やホワイトボード等の板面に書かれているものや投影されているものを撮影し、その画像データをパーソナルコンピュータ等で処理してモニタに映し出したいという要望がある。従来のそのような撮影装置において、例えば電子黒板の場合には板面の上枠の上から板面の正面側に伸びるアームを設け、アームの先端に固定したカメラにより板面を斜め上方から撮影するようにしたものがある（例えば特許文献１参照）

ＣＮ２０２２３１７８６Ｕ号公報

上記したように板面の上部にカメラを設置することにより、板面の前に立った筆記者等が邪魔にならずに、カメラによる板面の撮影が可能となる。しかしながら、カメラが板面に近い場合には撮影した画像の歪みは大きく、例えばコンピュータ処理による画像補正が可能であるが、その場合には膨大な処理ステップを要し、高速処理のためには制御装置が高騰化するという問題が生じる。

上記特許文献１のようにカメラを板面から遠ざけて撮影することにより、撮影画像の歪みを小さくできるが、そのために板面からのアームの延出長さを長くすると、アームの先端部が邪魔になったり、目障りになったりする。そのため上記特許文献１では、撮影位置となる板面の正面方向にアームを延出させた状態と、収納位置となる板面の上部枠にアームを沿わせた状態との２位置を選択し得るようにしている。しかしながら、使用しない状態ではアームが邪魔になり難いが、使用状態では板面からアームが大きく延出しているため、例えば階段教室のような斜め上方から板面を見るような場面では使用に難が生じる虞がある。

一方、例えば電子黒板の正面側に配置された机の上面に模型等が置かれている場合に、その模型等を撮影可能にすることにより、撮影装置の汎用性を高めることができる。しかしながら、上記特許文献１では、カメラはアームの先端部分に固定されており、板面のみを撮影対象としているため、板面以外のエリアを撮影することはできず、また板面以外のエリアを撮影対象にするという思想もない。

本発明は、このような従来技術の問題点を解消するべく案出されたものであり、その主な目的は、カメラを板面から遠ざけること無く撮影可能にすることにより、コンパクト化し得るとともに、画像補正を簡易化し得るエリア撮影装置を提供することにある。

本発明のエリア撮影装置は、カメラにより板面を撮影するべく、前記板面と一体の部材に支持されかつ前記板面の前側に向けて延出されたアームにより前記カメラを支持したエリア撮影装置であって、前記アームは、前記カメラを前記板面の横方向に前記板面と平行に移動自在に支持する横方向スライド機構を有する構成とする。

本発明によれば、アームにより板面から離れた位置にカメラを位置させるとともに、カメラを板面の横方向に移動自在に支持する横方向スライド機構を設けて、板面の中央から板面全体を撮影するのみならず、板面の左右の各領域を中心にした撮影を行うことができ、板面の左右のいずれかに書かれたものを拡大して撮影することができる。また、板面全体に対する撮影領域が左右方向にずれていた場合の調整において、カメラの撮影方向の向きを変えるのではなく、カメラを横方向に移動させて対応でき、調整が容易である。

本発明による撮影装置の一例を示す斜視図 カメラ及びアームの全体を示す斜視図 図２の矢印III−III線に沿って見た要部破断断面図 図３に示された部分の要部分解組立斜視図 第１アームの構成を示す要部分解組立斜視図 第２アームとカメラとの取り付け要領を示す組立分解斜視図 カメラの主要構成部品を示す側断面図 カメラの主要構成部品を取り出して示す要部斜視図 本発明が適用された撮影装置による板面の撮影状態を示す側面図 板面に対する撮影領域のずれを示す図であり、（ａ）はカメラが板面の上側にチルトした場合の図、（ｂ）はカメラが板面の下側にチルトした場合の図、（ｃ）はカメラが板面の右側に向いた場合の図 （ａ）はカメラのチルト方向の角度の違いによる撮影領域のずれの変化を示す図、（ｂ）はカメラの高さ方向の違いによる撮影領域のずれの変化を示す図 板面とは異なる所を撮影する場合の一例を示す側面図 カメラを板面の中央位置から横方向にずらして撮影する場合の一例を示す図１に対応する図 机の上面を撮影する場合の一例を示す全体斜視図

前記課題を解決するためになされた第１の発明は、カメラにより板面を撮影するべく、前記板面と一体の部材に支持されかつ前記板面の前側に向けて延出されたアームにより前記カメラを支持したエリア撮影装置であって、前記アームは、前記カメラを前記板面の横方向に前記板面と平行に移動自在に支持する横方向スライド機構を有する構成とする。

これによると、アームにより板面から離れた位置にカメラを位置させるとともに、カメラを板面の横方向に移動自在に支持する横方向スライド機構を設けて、板面の中央から板面全体を撮影するのみならず、板面の左右の各領域を中心にした撮影を行うことができ、板面の左右のいずれかに書かれたものを拡大して撮影することができる。また、板面全体に対する撮影領域が左右方向にずれていた場合の調整において、カメラの撮影方向の向きを変えるのではなく、カメラを横方向に移動させて対応でき、調整が容易である

また、第２の発明は、前記第１の発明において、前記板面を外囲する枠体に設けられ、前記板面の横方向に延在するレール部材と、前記レール部材に前記横方向にスライド自在に取り付けられたスライダとを有し、前記アームが、前記スライダにより支持されている構成とする。

これによると、板面を外囲する枠体にレールを設けることにより、レールを確実に板面に沿う横方向に延在させることができ、板面の横方向へカメラを移動させた場合に板面からカメラまでの距離の変化が起きず、板面の中央位置で調整した撮影状態のまま板面の左右方向に対する任意の領域を撮影することができる。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明による撮影装置の一例を示す斜視図である。図では、床に立てた状態で使用される矩形状のホワイトボード１が示されている。ホワイトボード１には平面からなる板面１ａが設けられており、その板面１ａにマーカーペンで文字や図形等を書くことができるようになっている。その板面１ａと一体の部材としてのホワイトボード１の上縁面に、上方に突出し、その突出端から板面１ａの前側（正面側）に伸びる逆Ｌ字状のアーム２が取り付けられており、アーム２の延出端によりカメラ３が吊り下げられた状態に支持されている。このように設けられたカメラ３により、ホワイトボード１の上方から筆記面としての板面１ａの全体を撮影する。

また、カメラ３には図示されない制御装置としての例えばパソコンと無線で信号授受を行うことができるようにする無線装置が内蔵されている。なお、有線により信号授受を行うようにケーブル接続するようにしてもよい。パソコンで処理した画像信号をモニタに出力することにより、板面１ａに書かれた文字や図形等をモニタに映し出すことができる。

図２は、カメラ３及びアーム２の全体を示す斜視図である。なお、図１ではアーム２をカバー２ａで覆った状態を示し、図２ではカバー２ａを外して、アーム２の骨格を示している。

ホワイトボード１には、板面１ａを形成する板状体を支持するべく板面１ａを外囲する矩形状の枠体４が設けられており、その枠体４の上縁部分の上面にレール５が取り付けられている。レール５は、枠体４の上縁部分の全長に亘って設けられている。

図３は、図２の矢印III−III線に沿って見た要部破断断面図であり、図４は図３に示された部分の要部分解組立斜視図である。これら図３・４を参照して、アーム２の基端部（枠体４への取り付け部分）について説明する。

図３の断面形状に示されるように、レール５は、上方に開口する凹状に形成された上側凹部５ａと、上側凹部５ａの底面となる中央部分に凹設された溝部５ｂとを有する下向き凸型形状に形成されている。上側凹部５ａには、矩形板状のベース部材としてのスライダ６が、レール５の長手方向（横長矩形板面１ａの横方向）に移動自在に受容されている。

スライダ６の下面中央には円板状のローラ７が取り付けられている。ローラ７の外周面には全周に亘って周方向溝７ａが設けられている。図示例では、図４に示されるようにローラ７を同軸に回転支持する支持軸７ｂにねじが形成されており、支持軸７ｂをスライダ６の対応する雌ねじ部（図示省略）に締結して、スライダ６にローラ７が一体化される。また、スライダ６の図３における左右両側面の中央部には、それぞれ埋設されたボールプランジャ８のボール８ａがばね付勢されて突出するように設けられている。

レール５の上側凹部５ａを形成する図３における左右両側壁には、レールの長手方向に直線的に等間隔で並ぶ複数の係合孔５ｃが設けられている。係合孔５ｃは、上記ボール８ａの一部が突入し得る大きさに形成されている。また、レール５の断面形状において溝部５ｂの図３における左右両側壁の内面には、上側凹部５ａ内に概ね隙間無くスライダ６が受容された状態でローラ７の周方向溝７ａと係合する突条５ｄがそれぞれ設けられている。

図３に示されるようにレール５に対するスライダ６の組み付け状態では、ボールプランジャ８のボール８ａと係合孔５ｃとの係合により、レール５の長手方向（横長矩形状板面１ａの横方向）に対して複数の係合孔５ｃの間隔単位で、スライダ６を任意の位置に位置決めすることができる。この位置決め状態のスライダ６は、ローラ７の周方向溝７ａと突条５ｄとの係合によりレール５から抜け止めされ、さらに上記ボール８ａ及び係合孔５ｃの係合と合わせて、レール５に対して強固に固定された状態となる。このようにして横方向スライド機構が構成されている。

スライダ６の上面中央部にはアーム２を構成する第１アーム１１を取り付けるための固定軸１０が立設されている。固定軸１０は、その下端に形成された外向フランジ１０ａをスライダにねじ止めされて固定されている。固定軸１０の上端部には、板材を曲折して形成された支持ブラケット１２が固着されている。

支持ブラケット１２には、固定軸１０に固着された板状部分の互いに相反する両端にて、固定軸１０を挟んで互いに対峙するように切り起こされた形状の一対の起立片１２ａが形成されている。一対の起立片１２ａの間には第１アーム１１を構成する第１固定アーム１３の下端部が設けられ、一対の起立片１２ａに両者間を貫通するように設けられた支持ピン１４により第１固定アーム１３の下端部が支持されている。

第１固定アーム１３は、上記したように支持ピン１４により支持されていることにより、支持ピン１４の軸線周りに回転し得る。これにより第１アーム１１を任意の角度に傾けることができるが、支持ピン１４の先端部に形成された雄ねじ部にナット１５を締め付けることにより、一対の起立片部１２ａ間に第１固定アーム１３の下端部が固定され、その位置で第１アーム１１が固定される。このように、回転自在に支持されたものを任意の角度だけ回転させ、その回転させた位置で固定することができる構造のものを回動自在というものとする。なお、回転自在かつ任意の位置で固定し得る機構としては、ねじにナットを螺合するものに限定されるものではなく、例えば相対回転する２部材を摩擦板を介して圧接し、摩擦抵抗力以上の力で回転させ、力を除去してその位置に停止させるものであってもよい。また、一対の起立片１２ａにそれぞれ設けられた各内向き曲折形状のストッパ片１２ｂに第１固定アーム１３の下端部が当接することにより、第１固定アーム１３はスライダ６に対する垂直状態すなわち板面１ａの縦方向に延在する起立状態が保持されるようになっている。

スライダ６には、レール５への取り付け状態でレール５に沿う両側縁部分に、それぞれ断面Ｌ字状の一対の振れ止め部材１６が取り付けられている。振れ止め部材１６は、そのＬ字状における一辺をスライダ６の上面６ａに例えばねじ止めされ、他辺をレール５の上側凹部５ａの外壁面に覆い被さるようにスライダ６に取り付けられる。これにより、レール５の上側凹部５ａの外壁をスライダ６と振れ止め部材１６とにより挟んだ状態となり、スライダ６がレール５の長手方向に直交する幅方向（板面１ａに直交する方向）に規制される。

図５は、縦方向スライド機構としての第１アーム１１の構成を示す要部分解組立斜視図である。スライダ６の上面６ａにおいて板面１ａの縦方向に延在するようにされた第１固定アーム１３は、図に示されるように凹状断面形状を有する。第１固定アーム１３には、その長手方向に移動し得るように一回り小さい凹状断面形状の第１可動アーム１７が、互いの開口を塞ぐように取り付けられる。第１固定アーム１３の凹形状における両側壁部分の内面には互いに対向して長手方向に延在する一対の突条１３ａが形成され、第１可動アーム１７の凹形状における両側壁部分の外面には突条１３ａに対応する一対の溝１７ａが形成されている。これら突条１３ａと溝１７ａとの係合により、第１可動アーム１７は第１固定アーム１３の長手方向にのみスライド自在に支持される。

第１可動アーム１７の上端部分にはアーム２を構成する第２アーム１８の一端部が支持されている。第１可動アーム１７の上端部には、上方と板面１ａの正面側に開口する箱型のブラケット１９が固着されている。ブラケット１９には第１可動アーム１７の長手方向に直交する横向きに支持ピン２１が取り付けられ、支持ピン２１により第２アーム１８の一端部が回転自在に支持されている。第２アーム１８のブラケット１９側には、支持ピン２１とは相反する延出端側が下向きに傾くことを規制し、第１アーム１１との直交状態を保持するべく箱型のブラケット１９の底壁１９ａに当接する係止片１８ａが形成されている。なお、この支持ピン２１にも上記支持ピン１４と同様に先端部に雄ねじ部が形成されており、雄ねじ部にナット２２を締め付けることにより両アーム１１・１８の角度（直角）が保持されるようになっている。

また、第１固定アーム１３の凹形状における両壁部分には、長手方向に直線的に等間隔で並ぶ複数の係合孔１３ｂが設けられている。第１可動アーム１７の凹形状における両壁部分の対応する部分には上記ボールプランジャ８と同様のボールプランジャ（図示省略）が埋設されており、そのボール２２の一部が突出している。第１固定アーム１３に第１可動アーム１７がスライド可能に取り付けられた状態では、ボールプランジャのボール２２と係合孔１３ｂとの係合により、第１固定アーム１３の長手方向に対して複数の係合孔１３ｂの間隔単位で、第２可動アーム１７すなわち第２アーム１８を任意の高さに位置決めすることができる。

図６は第２アーム１８の延出端部に取り付けられるカメラ３の取り付け要領を示す組立分解斜視図である。図に示されるように、第２アーム１８の延出端部にはコ字状ブラケット２３の背面部分が固着され、コ字状ブラケット２３の互いに平行な一対の対向片には支持ピン２４が第２アーム１８の延出方向に直交する向きに貫通状態に取り付けられる。支持ピン２４により凸型の可動ブラケット２５が枢支される。なお、支持ピン２４には、上記支持ピン１４と同様に先端部に雄ねじ部が形成されており、雄ねじ部にナット２６を締め付けることによりコ字状ブラケット２３に可動ブラケット２５が任意の回転角度で固定されるようになっている。

可動ブラケット２５の中間部分に支持ピン２４を挿通するピン孔２５ａが設けられ、可動ブラケット２５の下面に薄肉長板形状のスライド用支持板２７が固着される。図示例では可動ブラケット２５の下端に形成された一対の鍔とスライド用支持板２７とがピン２８により結合されるが、接着や他の締結部材による結合であってもよい。なお、コ字状ブラケット２３の一対の対向片と可動ブラケット２５との間にはスペーサ３０が介装されている。

スライド用支持板２７には、長手方向に沿って左右一対のスロット２７ａと、一対のスロット２７ａの中間部分で延在方向にずれて配置された１本のスロット２７ｂとが互いに平行に設けられている。一対のスロット２７ａに挿通される一対のガイドピン２９がカメラ３の本体ケース３１の上面に植設され、１本のスロット２７ｂに挿通される大径頭部を備える手回し用ねじ３２が本体ケース３１の上面にねじ込まれるようになっている。

図６の各部品を取り付けて組み立てた状態が図２の状態であり、このようにしてカメラ固定部材が構成されている。図の組立状態においてカメラ３の本体ケース３１は板面１ａに対して枢支ピン２４周りに回転し得るが、その回転範囲を規制するべく、可動ブラケット２５の両側面には鏡像関係に一対の円弧状溝２５ｂが設けられ、コ字状ブラケット２３の両一対の対向片には、組立状態で円弧状溝２５ｂに突入する向きの一対の規制ピン２３ａが突設されている。

また、コ字状ブラケット２３の背面部分の中央部には、上記ボールプランジャ８と同様のボールプランジャ（図示省略）が埋設されており、そのボール３３の一部が突出している。可動ブラケット２５の外周面の一部（スライド用支持板２７が取り付けられる側とは相反する上面）はピン孔２５ａを中心軸線とする半円筒面形状に形成されており、その半円筒面には周方向の所定角度範囲に亘って等間隔で並ぶ複数の係合孔２５ｃが設けられている。上記ボールプランジャのボール３３と係合孔２５ｃとの係合により、複数の係合孔２５ｃの間隔単位でカメラ３の撮影方向を任意に決めることができる。

次に、カメラ３の内部構造について図７及び図８を参照して説明する。図７はカメラ３の主要構成部品を示す側断面図であり、図８はカメラ３の主要構成部品を取り出して示す要部斜視図である。本体ケース３１内には、撮像素子３４が実装された回路基板３５と、撮像素子３４に光を集光させるために複数のレンズの組合せで構成されたレンズユニット３６と、外部からの入射光Ｌ１を反射してその反射光Ｌ２をレンズユニット３６に向かわせるための自由曲面ミラー３７とが設けられている。レンズユニット３６及び自由曲面ミラー３７は、内蔵ユニットケース３８内に位置決めかつ固定されており、回路基板３５は、内蔵ユニットケース３８の外側の第２アーム１８側に一体的に固設されている。

本体ケース３１には、図１の取り付け状態において板面１ａ側となる下面に光を通す開口３１ａが設けられている。内蔵ユニットケース３８の開口３１ａに対向する面には、開口３１ａから入射する板面１ａからの入射光Ｌ１を自由曲面ミラー３７に向けて通すための透明な窓３９が設けられている。板面１ａからの入射光Ｌ１は、開口３１ａ及び窓３９を通過して自由曲面ミラー３７に達し、自由曲面ミラー３７で反射した反射光Ｌ２がレンズユニット３６を介して撮像素子３４に集光する。このように開口３１ａが本体ケース３１の下面に設けられていることから、天井等の照明装置からの外光が本体ケース３１内に入り難く、板面１ａからの入射光を主として本体ケース３１内に取り込むことができる。

なお、レンズユニット３６の光軸ＣＬは、撮像素子３４の光軸ＣＳに対して入射光Ｌ１の入射方向上流側に所定角度θ１傾いている。また、光軸ＣＬの撮像素子３４の撮像面上の交点は、撮像素子３４の撮像中心３４ａから所定距離ｄ１ずれている。また、自由曲面ミラー３７は、図７に示されるように撮像素子３４から遠ざかる向きのミラーＺ軸（Ｚｍ）と、撮像中心３４ａから所定距離ｄ１ずれる向きのミラーＹ軸（Ｙｍ）とのＹＺ面上で湾曲しているとともに、両軸Ｙｍ・Ｚｍに直交する図７の紙面の表裏方向のミラーＸ軸（図８のＸｍ）とミラーＹ軸（Ｙｍ）とのＸＹ面上でも湾曲している。

そして、ミラーＺ軸（Ｚｍ）は、レンズユニット３６の光軸ＣＬに対して入射光Ｌ１の終車方向下流側に所定角度θ２傾いている。また、ミラー原点３７ａは、レンズユニット３６の光軸ＣＬから上記ずれｄ１の方向と同方向に所定距離ｄ２ずれている。

このようにして構成された撮影装置では、図１に示されるようにカメラ３を板面１ａの前側かつ上側となる位置に設置して板面１ａを撮影することができる。本発明による撮影装置のカメラ３では、自由曲面ミラー３７を用いて光路を屈折させることにより撮像素子３４を板面１ａ側に配置することができるとともに、さらに図示例のように凹面ミラーの自由曲面ミラー３７により高画角化に伴う画面のひずみを補正することができる。これにより、短焦点で広角の画像を撮影することができる。

図９は本発明が適用された撮影装置による板面１ａの撮影状態を示す側面図である。図に示されるように、板面１ａのエリア（板面１ａを正面から見た場合の全体の領域）の外側（図では上方）かつ板面１ａから板面１ａの垂直方向に離間した位置にカメラ３が配置される。したがって、板面１ａの斜め上方からカメラ３により板面１ａを撮影するが、上記した自由曲面ミラー３７を用いたカメラ３の構成により、板面１ａから近い距離Ｄ１にカメラ３を位置させて撮影することができる。

それに対して、自由曲面ミラー３７を用いないで同じレンズユニット３６と撮像素子３４とを用い、レンズユニット３６の入射側を板面１ａに向けて配置した従来構造のカメラ４１により撮影する場合には、図９の二点鎖線に示されるように板面１ａから遠い距離Ｄ２にカメラ４１を位置させないと同じ画角の画面で撮影することができなかった。距離Ｄ２は距離Ｄ１の概ね４倍である。

このように板面１ａに近い位置での撮影が可能になることから、アーム２の板面１ａからの長さに対応する第２アーム１８の長さを短くすることができ、撮影装置全体のコンパクト化を促進し得る。これにより、例えば階段教室のような斜め上方から板面１ａを見るような場面においても、アーム２及びカメラ３が邪魔になることを回避できる。

さらに、図示例のように片持ち支持構造の場合には第２アーム１８の長さが長いと、その延出端部にカメラ３が吊り下げ状態で支持されるため、カメラ３の重みでふらつく虞があり、その対策としてアーム２の強度を高めると重量増となって取扱い難くなるという問題が生じる。それに対して、第２アーム１８の長さが短くてよいため、アーム２を必要十分な強度を確保するようにしても重量増とならず、コンパクト化と併せて取り扱い性が良好となる。

一方、アーム２の片持ち支持構造において、設計値に対する組み立て誤差を無くすことには困難があるため、カメラ３の撮影位置及び方向を調整可能にしており、その調整構造及び調整要領について以下に説明する。

先ず、カメラ３の板面１ａに対する傾動方向であるチルト方向（図９の矢印Ａ）に対する調整については、板面１ａの全体と撮影領域とが一致（整合）する状態を基準位置とし、その基準位置から、カメラ３の撮影方向が板面１ａの上側に例えば１度傾いた場合には図１０（ａ）の二点鎖線に示されるように撮影領域ＡＣが板面１ａの上側にずれる。この場合にはカメラ３から近い側となる板面１ａの上縁からのずれＳ１に対して、カメラ３から遠い側となる板面１ａの下縁からのずれＳ２の移動距離が大きくなる。

また、カメラ３の撮影方向が板面１ａの下側に例えば１度傾いた場合には図１０（ｂ）の二点鎖線に示されるように撮影領域ＡＣが板面１ａの下側にずれる。この場合にもカメラ３から近い側となる板面１ａの上縁からのずれＳ３に対して、カメラ３から遠い側となる板面１ａの下縁からのずれＳ３の移動距離が大きくなり、ずれＳ４は上記ずれＳ２より大きい。

なお、撮影領域ＡＣがずれて板面１ａから外れた場合には、その外れた範囲の撮影データを板面１ａの画像として用いることができなくなるだけで、板面１ａ全体を撮影する画像としては、上記ずれＳ２・Ｓ３に相当する板面１ａ上の範囲を撮影できなくなる。したがって、カメラ３のチルト方向に対する調整範囲としては、板面１ａの上側に対してはずれＳ３をカバーし、板面１ａの下側に対してはずれＳ２をカバーし得るチルト角度の調整範囲を設定すればよい。

そのチルト調整は、上記した第２アーム１８（コ字状ブラケット２３）に対する可動ブラケット２５の回転方向の位置決めにより行う。具体的には、ナット２６を少し緩め、カメラ３により撮影してモニタで確認しながらカメラ３の撮影方向を決め、その位置でナット２６を締め付ける。ナット２６の締め付けで多少動く虞がある場合には、画像処理のプログラムでの微調整を可能にしておくとよい。

また、第２アーム１８によるカメラ３を回動自在に支持する位置を本体ケース３１の自由曲面ミラー３７を設けた側にしている。本体ケース３１を回転させる場合の回転中心は支持ピン２４の軸線となり、入射光Ｌ１の光軸の延長線近傍に回転中心が位置することになる。これにより、本体ケース３１を回転させた場合に、自由曲面ミラー３７は入射光Ｌ１に交差する向きに変位し、入射光Ｌ１に対する反射光Ｌ２の角度を変えることができる。それに対して、例えば第２アーム１８の長さを短くして、支持ピン２４の位置を本体ケース３１の撮像素子３４を設けた側にした場合には、回転中心が入射光Ｌ１の光軸から遠くなる。この場合には、本体ケース３１を回転させると、自由曲面ミラー３７は入射光Ｌ１の光軸方向に変位するようになり、入射光Ｌ１に対する反射光Ｌ２の角度があまり変わらないようになる。この場合には、本来の入射光Ｌ１に対応する反射光Ｌ２の光軸が撮像素子３４に向かわなくなり、画像の歪みが大きくなる虞がある。一方、上述したように入射光Ｌ１の光軸の延長線近傍に回転中心が位置することにより、入射光Ｌ１に対応する反射光Ｌ２の光軸を撮像素子３４に向けることができ、画像の歪みを低減し得る。

なお、アーム２には、スライダ６との結合部分と、第１アーム１１と第２アーム１８との結合部分との間もヒンジ結合が設けられていることから、コ字状ブラケット２３と可動ブラケット２５との間の回動調整のみならず、図２の各矢印Ａに示されるように、他のヒンジ結合部分で同様に回動調整するようにしてもよい。それぞれ各ナット１４・２２を緩めてアーム２の角度を調整することによりカメラ３の撮影方向を調整し、任意の位置でナット１４・２２を締め付けてアーム２２を固定することができる。これらにより、カメラの向きを変える機構が構成されている。

また、カメラ３の撮影方向が板面１ａの横方向の例えば右側に１度傾いた場合には図１０（ｃ）の二点鎖線に示されるように撮影領域ＡＣが板面１ａの右側にずれる。この場合には板面１ａの右縁からのずれＳ５よりも板面１ａの左側からのずれＳ６の方が大きい。

この場合にも上記したスライダ６のレール５に対するスライド方向の位置決めにより行うことができる。具体的には、上記と同様にモニタで監視しながらスライダ６を移動させ、板面１ａの画像と画面とが整合する位置に最も近い位置の係合孔５ｃにボール８ａを係合させて位置決めする。

なお、板面１ａの縦方向（上下方向）のずれＳ２・Ｓ３に対する調整をカメラ３のチルト調整により行う例について上述したが、チルト調整によらず、カメラ３の高さ調整により行うようにしてもよい。その高さ調整について次に述べる。

上述したように第１アーム１１は第１固定アーム１３と第１可動アーム１７とにより構成されており、第１可動アーム１７を第１固定アーム１３に対して上下方向にスライド可能である。第１可動アーム１７を第１固定アーム１３の長手方向にテレスコピック状に出し入れすることにより、上述したように任意の係合孔１３ｂの位置で第１可動アーム１７を位置決めすることができる。この第１アーム１１の構成では、第１固定アーム１３が板面１ａの上方に延出されていることから、第１可動アーム１７が板面１ａの上方の範囲でスライドし得る。これにより、第１可動アーム１７すなわちカメラ３の移動範囲が板面１ａに対して邪魔になることがない。

例えば板面１ａの大きさを横が約１７５０ｍｍ、縦が約９００ｍｍであり、カメラ３の開口３１ａの位置を板面１ａから垂直方向に約２００ｍｍ、板面１ａの上縁からの高さ方向にも約２００ｍｍとして、カメラ３のチルト方向の角度の違いによる撮影領域ＡＣのずれＳ２の変化を図１１（ａ）に示し、カメラ３の高さ方向の違いによる撮影領域ＡＣのずれＳ２の変化を図１１（ｂ）に示す。

なお、図１１（ａ）では、上記各ヒンジ（アーム２及びスライダ６の間、第１アーム１１及び第２アーム１８の間、第２アーム１８及び可動ブラケット２５の間）のいずれかにおける調整量（各隣り合う部材間の角度変化量）を横軸とし、撮影領域ＡＣの変化量を縦軸としている。角度調整量の０は、板面１ａに直交する軸線を含む面上にカメラ３の撮影方向の中心線が一致した状態、すなわち板面１ａとカメラ３との正対状態とする。また、図１１（ｂ）の横軸は第１可動アーム１７の高さ方向の調整量であり、縦軸は図１１（ａ）と同じである。高さ調整量の０は、第１固定アーム１３に対する第２可動アーム１８のスライド範囲における最下点位置である。

カメラ３の傾き（角度）調整の場合には、図１１（ａ）に示されるように、ヒンジの調整量が１度の場合に撮影領域ＡＣの変化量は約４５０ｍｍであるが、中間角度（図では０．５度）では約１５０ｍｍであり、下に凸となる湾曲線状に変化する。一方、カメラ３の高さ（スライド）調整の場合には、図１１（ｂ）に示されるように直線的に変化し、高さ調整量が４００ｍｍの場合に撮影領域ＡＣの変化量は約４５０ｍｍとなった。このように、実用上ヒンジの調整量が１度までであればずれの調整に問題無く対応でき、またヒンジの角度調整に代えて高さ調整で対応可能である。このように、ヒンジの角度調整では僅かな角度調整で撮影領域ＡＣの移動量が大きく変化し、特に図１１（ａ）の中間角度で大きく変化して調整が難しくなるのに対して、高さ調整では、その変化量と同等の変化量で撮影領域ＡＣを調整することができるため、微妙な調整が容易となる。

なお、高さ調整に代えて、図９の矢印Ｂにより示されるように、本体ケース３１を第２アーム１８の延在方向にスライドさせてもよい。この場合には、上述した手回し用ねじ３２を緩めて、スライド用支持版２７に対して本体ケース３１を図９の矢印Ｂ方向にスライドさせ、任意の位置で手回し用ねじ３２を締め付けて本体ケース３１を固定する。これにより、カメラ３の板面１ａからの距離を変えることができ、それに伴って撮影領域を変化させることができる。さらに、各調整方法を組み合わせてもよく、例えば、撮影領域ＡＣが板面１ａに対して大きく変化しているような場合には、先ずヒンジの角度調整で大まかな位置まで調整し、その後に高さ調整やスライド調整で精度よく調整することが可能である。

図１２は、本発明のカメラ３による他の撮影例を示す図である。上記例では板面１ａの撮影について述べたが、本発明によるカメラ３の支持構造によれば板面１ａとは異なる方向（反対方向等）の撮影用にも適用できる。図に示されるように例えば板面１ａの前方に離れて置かれた机４２の側で会議をしている場合に、その参加者Ｍ等の様子を撮影することができる。高解像度のカメラ３を用いた場合には机４２の上の書類を撮影することも可能である。

先ず、回動ブラケット２５を固定するべく支持ピン２４に締め付けられているナット２６を緩め、カメラ３を図のように垂直状態にする。なお、上述した円弧状溝２５ｂの周方向の角度範囲を９０度にしておくことにより、板面１ａを撮影する水平位置と板面１ａから離れた所を撮影する垂直位置との各位置に、規制ピン２３ａが円弧状溝２５ｂの周方向両端のいずれかに突き当たるまで可動ブラケット２５を回転させることにより選択的に決めることができる。その状態でナット２６を締め付けてカメラ３を固定する。

図１２のようにカメラ３が垂直状態に設定された場合には、図の実線で示されるように板面１ａとは反対側の所定範囲を撮影することができる。それにより、遠隔地にテレビ会議と同様に映像を送ることができ、例えば電子黒板の撮影用に特化することなく、撮影装置の汎用性を高めることができる。

さらに、上述したようにスライド用支持板２７にカメラ３の本体ケース３１を取り付けていることから、本体ケース３１をスライド用支持板２７の面に沿ってスライドさせることができる。具体的には手回し用ねじ３２を緩め、本体ケース３１をスロット２７ａの長手方向長さの範囲でスライドさせることができ、任意の位置で手回し用ねじ３２を締め直すことにより、その位置で本体ケース３１すなわちカメラ３を固定することができる。

これにより、例えば図１２の二点鎖線で示されるように、第２のアーム１８の高さ位置に対してさらに上方への移動が可能となるため、図１２の使用方法において、より遠くの所の撮影が可能になる。この場合、第２のアーム１８の高さを変えることでも可能であるが、第２のアーム１８よりも本体ケース３１の下方部分が下側に位置し得ることにより、本体ケース３１を持ち上げる方が低い位置での作業となり、作業し易いという利点がある。

また、上述したように板面１ａの上縁に沿って延在するレール５によりスライダ６が移動自在に支持されていることから、カメラ３（スライダ６）を中央の位置から左右方向に移動させることができる。例えば、図１３に示されるように板面１ａの正対位置から見て左側にカメラ３を位置させた場合には、板面１ａの図において破線で示される撮影領域ＡＣ１となる板面１ａの約左半分の領域を撮影することができる。この場合には、板面１ａを外囲する枠体４の上縁部にレール５が取り付けられていることから、カメラ３の板面１ａとの距離及び板面１ａに対する撮影方向が一定のままカメラ３をスライダ６と一体に移動させることができるため、板面１ａの横方向中央位置で撮影状態を調整した場合に、その調整を変更することなく、横方向に移動した位置での撮影を行うことができる。

また、公知の画像処理により、図に示されるように板面１ａの半分の領域（ＡＣ１）を撮影対象とするように撮影領域を狭めて撮影してもよい。さらに、上記チルト調整等により図の二点鎖線で示されるより狭い撮影領域ＡＣ２を撮影することができる。このように狭い撮影領域（ＡＣ１・ＡＣ２）を撮影対象とすることにより、その領域内の文字や図形等を画像処理により拡大することができ、モニタ上での認識を容易にすることができる。なお、板面１ａの中央位置を挟んで左右方向に所定範囲（図１３の矢印Ｃ）でカメラ３（スライダ６）を移動させることができ、図１３の反対側となる板面１ａの右側部分に対しても同様に撮影することができる。

また、図１・９に示されるようにホワイトボード１の下縁には板面１ａの横（左右方向）幅一杯に、マーカーペンやイレーサーを載せるためのトレイ１ｂが設けられている。図示例のように板面１ａの上方からカメラ３で撮影する場合には、撮影方向の相対する側にトレイ１ｂがあるため、板面１ａにトレイ１ｂが写り込むようになる（図の破線の矢印Ｄ）。トレイ１ｂの映り込みは、その後の画像処理に悪影響を及ぼすため、トレイ１ｂには反射率を低減する処理を施している。具体的には、トレイ１ｂの板面１ａ側部分を黒色の部材で形成し、または黒色塗装する。あるいは、板面１ａに写り込まないようにする粗い表面処理として乱反射させる表面処理を施すとよい。また、板面１ａへの映り込みは、板面１ａの両側方（左右両側）部分１ｃも同様である。したがって、両側方部分１ｃに対しても上記と同様の処理として、黒色の部材で形成したり、黒色塗装したりするとよい。あるいは乱反射させる表面処理を施すとよい。

以上、本発明を、その好適実施形態の実施例について説明したが、当業者であれば容易に理解できるように、本発明はこのような実施例により限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

例えば、図１４に示されるように、机４２の板面としての上面４２ａを、上記と同様に撮影することができる。上記アーム２を机４２の１辺から側方に延出しかつ上方に延びるように設けて机４２に固定し、カメラ３により上面４２ａを斜め上方から撮影する。これにより、上面４２ａに載置されたボードや紙に書かれた文字等を、上記と同様にパソコンのモニタに映し出すことができる。この場合のアーム２等による撮影方向の調整は上述した通りである。また、レール５を机４２の縁に固定してもよく、その場合には上述したようにカメラ３を左右方向へ移動させて任意の領域の撮影を行うことができる。

また、上記実施形態に示した構成要素は必ずしも全てが必須なものではなく、本発明の
趣旨を逸脱しない限りにおいて適宜取捨選択することが可能である。

本発明にかかる撮影装置は、アームにより支持されたカメラにより近い所を撮影する場合の撮影方向の調整を容易に行うことができ、電子黒板等の板面の撮影を行う場合の撮影装置として有用である。

１ ホワイトボード
１ａ 板面
２ アーム
３ カメラ
５ レール
６ スライダ
１１ 第１アーム
１３ 第１固定アーム
１７ 第１可動アーム
１８ 第２アーム
２２ 可動ブラケット
２７ スライド用支持板
３１ 本体ケース
３４ 撮像素子
３６ レンズユニット
３７ 自由曲面ミラー

Claims (2)

1. カメラにより板面を撮影するべく、前記板面と一体の部材に支持されかつ前記板面の前側に向けて延出されたアームにより前記カメラを支持したエリア撮影装置であって、
   前記アームは、前記カメラを前記板面の横方向に前記板面と平行に移動自在に支持する横方向スライド機構を有することを特徴とするエリア撮影装置。
2. 前記板面を外囲する枠体に設けられ、前記板面の横方向に延在するレール部材と、前記レール部材に前記横方向にスライド自在に取り付けられたスライダとを有し、
   前記アームが、前記スライダにより支持されていることを特徴とする請求項１に記載のエリア撮影装置。

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