JP2934518B2 - ビデオカメラ制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、監視用、観察用或いは
観覧用として被写体を撮影する際の映像装置に用いられ
るビデオカメラの制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】物体、情景等をビデオカメラによって撮
影し、その画像をモニタ（テレビ）に写し出して、その
画面を所望の位置や大きさに調整する操作、すなわちズ
ーム（拡大或いは縮小）、フォーカス（焦点）、アイリ
ス（露出）、パン・チルト（移動）等の必要とする画面
を得るための操作は、手動による以外に、電動によって
も行なわれ、この場合は電気的操作によって駆動装置を
介しカメラを作動させている。

【０００３】従来のこの種電動式操作を図５を参照して
説明する。図５に於いて、1 はカメラであり、駆動装置
を内蔵する本体1a、同駆動装置によって作動するレンズ
1b等により構成されている。3 は別途の駆動装置を内蔵
し前記カメラ1 を搭載する旋回台である。また、4 はカ
メラ1 と配線接続され、カメラ1 でとらえた映像を写し
出すモニタ（テレビ）である。5 はカメラ1 及び旋回台
3 と配線接続され、それらに対して画面の調整に必要な
指示を電気的（開閉）信号によって送るカメラ操作器で
あり、ズーム操作釦5a、フォーカス操作釦5b、アイリス
操作釦5c、パン・チルト操作釦5d等が取付けられてい
る。なお、これらの操作のうち、フォーカスとアイリス
は従来技術で自動化することは可能であるが、ズームと
パン・チルトは自動化が困難である。

【０００４】上記図５の構成により、レンズ1bを通して
とらえた被写体からの映像は、カメラ1 の本体1a内で電
気信号に変換され、モニタ4 に送られた後、再び変換さ
れて同モニタ4 にて画像として写し出される。撮影者は
モニタ4 の画像を見ながらカメラ操作器5 のズーム操作
釦5a、フォーカス操作釦5b、アイリス操作釦5c、パン・
チルト操作釦5d等を操作しながら所望の画面が得られる
よう調整する。カメラ操作器5 からの指示によってカメ
ラ1 及び旋回台3 はそれぞれが内蔵する駆動装置によっ
て作動し、新たな画面としてモニタ4 に写し出す。撮影
者はその画面を見ながら再び画面の変更等、状況に応じ
て所望の操作を繰り返す。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら前述した
従来の電動式操作手段に於いては、次のような問題点を
有する。

【０００６】（１）必要な画面を得るために操作してい
る間、刻々と変化していく画像に対して、絶えず確認、
判断、及びその判断に基づく微妙な調整が必要である。
又、そのため撮影者は操作中、常に緊張状態にあるた
め、状況によっては早期の要員交替を必要とする。

【０００７】（２）カメラ及び旋回台を作動させるに際
し、各操作を即座に組合わせて目的の画面とすることが
困難であり、速やか且つ円滑な画像処理をするためには
高度の熟練を要した。さらに画像の位置や縮倍率などを
予め正確に設定しておくことができず、あくまで撮影者
の直感に頼らざるを得なかった。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は以上の問題点を
取り除くためになされたもので、次の如く構成する。す
なわち、ビデオカメラに内蔵するセンサによって、受光
量、及びビデオカメラと被写体間の距離を測定し、ビデ
オカメラと配線接続するモニタ画面に被写体からの画像
を写し出すとともに、前記ビデオカメラおよびモニタと
配線接続するコンピュータを通じてモニタ画面に前記測
定した受光量および距離を表示させ、前記コンピュータ
の入力装置であるキーボードによる入力、もしくはマウ
スの移動によって入力し、コンピュータにより指示信号
を発してテレビカメラの絞りおよび焦点を調整するとと
もに、前記入力装置を介してモニタ画面のカーソルを移
動させ、画面内に枠を指定したうえ、任意の拡大、縮小
率もしくは移動距離を指定して入力し、画像の大きさ、
位置を変更することを特徴とするものである。

【０００９】

【作用】前記構成をもとにその作用を説明する。

【００１０】ビデオカメラ、旋回台、モニタ、コンピュ
ータの全てに電源を入れた状態で、カメラが被写体を撮
影すると、カメラ内の映像が電気信号に変換され、モニ
タに送られて画像として写し出される。このとき、カメ
ラに内蔵されたセンサによって、光量、及び被写体との
距離を測定して、自動にて、或いはモニタ画面を見なが
ら手動にて画像調整を行なう。さらにその画像の状態に
変更を要する場合は、コンピュータの入力装置であるキ
ーボード若しくはマウスを撮影者が操作し、その指示を
受けてコンピュータが演算した後、アイリス、フォーカ
スの他、ズーム、パン・チルトの信号を各駆動装置に伝
達し、カメラおよび旋回台を制御する。

【００１１】

【実施例】図１乃至図３は本発明の実施例を示す図であ
り、以下この各図を参照して実施例を説明する。図１は
本発明の実施例に係るビデオカメラ制御装置の構成を示
す図である。

【００１２】図１に於いて、1 はカメラ（1aは本体、1b
はレンズ）、3 は旋回台、4 はモニタ4 であり、それぞ
れ従来技術の項で述べた図４の構成要素と同じものであ
る。2 は光量の測定、及びカメラ1 と被写体間の距離を
測定する公知のセンサであり、自動操作時には、アイリ
ス（絞り）、及びフォーカス（ピント合わせ）の機構が
自動的に作動し、鮮明な画像を作り出す。6 は上記カメ
ラ1 、旋回台3 、及びモニタ4 と配線接続されたコンピ
ュータであり、センサ3 からの情報と入力装置（キーボ
ード7 、マウス8 ）からの指示によって、カメラ1 の受
光量、焦点、距離、倍率、方向等を演算し、カメラコン
トローラ（図示省略）を介してカメラ1、及び旋回台3
に指示を与える。

【００１３】図３に於いてその手順を述べる。前述した
装置の全てに電源を入れ（電源をオンし）、カメラ1 を
被写体に向けると、カメラ1 に撮影された映像が電気信
号に変換され、同時にカメラ1 に内蔵されたセンサ3 が
光量を測定するとともに被写体間の距離を測定する。カ
メラ1 を自動操作の状態に設定している場合は、その状
況に応じて、アイリス、フォーカス等の機構が自動的に
働くが、手動操作の状態にしている場合はモニタ画面を
見ながら手動操作も可能である。なお、この点について
は市販のカメラも同様である。

【００１４】そしてカメラ1 にて得られた電気信号はモ
ニタ4 に送られて画像として写し出されるとともにコン
ピュータ6 を通じて前記受光量および被写体までの距離
を表示する。

【００１５】撮影者はその画像を見ながら画像の状態に
変更を要する場合はコンピュータ6への入力装置、すな
わちキーボード7 もしくはマウス8を操作して指示を与
える。撮影者が与えた指示は入力装置（キーボード7 、
マウス8 ）を介してコンピュータ6 に入力され、演算さ
れた後、アイリス、フォーカスの他、ズーム（連続的拡
大、縮小）、パン（水平移動）、チルト（垂直移動）の
各指示信号となって各駆動装置に伝達される。このう
ち、アイリス、フォーカス、ズームはカメラ1 に内蔵す
る駆動装置を経てカメラ1 を、又、パン、チルトは旋回
台3 に内蔵する駆動装置を経て旋回台3 をそれぞれ制御
する。この際、入力装置であるキーボード7 、マウス8
のいずれでもメニューの選択が可能であるが、キーボー
ド7 では、例えば拡大、縮小倍率、或いは旋回角度等を
極めて具体的な数字をもって指定できるため、観察や検
証に応用することができ、またマウス8 を平面上で移動
するのみで、モニタ4 の画面を見ながら簡便に、拡大、
縮小、或いは旋回などを行ない得るため、迅速な操作を
必要とする場合や操作に不馴れな場合の撮影に最適であ
り、当然ながらその両者を使って良好な画像処理を行な
うことも可能である。なお、モニタ4 はカメラ1 からの
映像を写し出すとともに、コンピュータ6 からの情報を
写し出すこともできる。図２は本発明の実施例に係るビ
デオカメラ制御装置のカメラコントロールシステムの構
成を示すブロック図である。

【００１６】図２に於いて、コンピュータ6 は、初期立
上がり時、カメラ1 、及び旋回台3を予め記憶されたプ
ログラムに従い、初期位置に移動させる。又、コンピュ
ータ6 は、フィードバック信号により、カメラ1 、及び
旋回台3 の各モータが初期位置に移動したことを確認す
る。

【００１７】コンピュータ6 の演算制御装置61は、各モ
ータ11〜13，31，32の現在位置をメモリに記憶する。
又、マウス8 の現在位置も初期値（例；左上隅）に改め
メモリに記憶する。

【００１８】センサ2 は、定期的に被写体に向けて信号
を発信するとともに、その発信した時刻を記憶し、又、
被写体からの反射信号を受信して、その受信した時刻を
メモリに記憶する。更に、この記憶した発信時刻と受信
時刻の差を算出して、その算出した時間情報をコンピュ
ータ6 の演算制御装置61に送出する。

【００１９】演算制御装置61は予め記憶されたプログラ
ムに従う演算処理により、センサ２より受けた時間情報
から距離を算出し、その距離データをフォーカス処理部
６３に送出する。

【００２０】フォーカス処理部63は、演算制御装置61よ
り受けた距離データをモータ駆動用の制御信号に変換し
て同制御信号に従いフォーカス駆動モータ12を駆動制御
し、カメラ1 のレンズ1bを、適正な画像が得られる位置
に移動する。

【００２１】又、センサ2 は、被写体の明るさを受光す
る機能を具備し、被写体からの照明又は自然光による反
射光を受光して、その受光量に従う光量データ（例；２
５６段階）を生成し、演算制御装置61に送出する。

【００２２】演算制御装置61は、センサ2 から受けた光
量データと、予め記憶された設定光量データとを比較し
て明るさの調整データを生成し、アイリス処理部64に送
出する。

【００２３】アイリス処理部64は、演算制御装置61より
受けた調整データをモータ駆動用の制御信号に変換して
同制御信号に従いアイリス駆動モータ13を駆動制御し、
レンズ1bの絞りを調整する。

【００２４】又、マウス8 には、カーソルをオン／オフ
するスイッチ、及びカーソル位置をセット／リセットす
るスイッチを有するとともに、底面にマウス本体の移動
量及び移動方向を検知する検知機構を有し、これらの各
操作データを演算制御装置61に送出する。具体的には次
のようなマウスの操作を行なう。各部の初期設定完了
後、カメラ1 のレンズ1bによってとらえられた被写体の
映像はカメラ1 の撮像部において画像信号に変換され、
モニタ4 に送出される。

【００２５】モニタ4 は、カメラ1 の撮像部より受けた
画像信号に従う画像イメージを表示する。又、演算制御
装置61より受けたカーソル信号に従うカーソル（カーソ
ルパターン）を上記画像イメージと合成して表示する。

【００２６】この際、モニタ4 に表示されているカーソ
ルは、演算制御装置61がマウス8 の位置情報を２次元デ
ータ（ｘ，ｙ）に変換し、初期値からの座標位置との相
関関係を計算して、その対応位置データを算出し、カー
ソル信号としてモニタ4 に送出することにより表示され
る。操作者はモニタ4 上に表示されている画像中より拡
大あるいは縮小したい範囲の左上隅にマウス8 を介して
カーソルを移動させる。位置が確定し、カーソルリセッ
トスイッチを押下すると、マウス8 はカーソルリセット
信号を演算制御装置61に送出する。

【００２７】演算制御装置61はマウス8 より受けたカー
ソルリセット信号を現在のカーソル位置データに変換
し、その位置を方形の左上部頂点データとしてメモリに
記憶するとともに、モニタ4 に左上部頂点の画像信号と
して送出する。モニタ4 は入力された画像信号を方形左
上部頂点としてカメラ1 からの画像と合成し表示する。

【００２８】更に操作者は同範囲の方形右下部頂点へマ
ウス8 を移動させると、マウス底面の検知機構は、移動
量及び移動方向の情報を時々刻々と演算制御装置61へ送
出する。

【００２９】演算制御装置61は、予め記憶されているプ
ログラムに従い、方形左上部頂点より方形右下部頂点を
対角線とする方形輪郭線画像信号を生成し、モニタ4 に
送出する。モニタ4 は演算制御装置61より入力した方形
輪郭線画像信号をカメラ1 で撮影した画像と合成し表示
する。

【００３０】更に操作者が同範囲の方形右下部頂点にマ
ウス8 を移動完了して、マウス8 のカーソル位置セット
／リセットスイッチを押下すると、その信号が演算制御
装置61に送出される。

【００３１】演算制御装置61はマウス8 より入力した上
記スイッチ信号により、上記方形右下部頂点位置の情報
をメモリに記憶し、上記方形輪郭線画像信号を停止し
て、方形左上部頂点より方形右下部頂点を対角線とする
現画方形面積として、その面積及び中心位置を算出す
る。

【００３２】更に操作者が現画方形範囲をモニタ4 のい
ずれの位置にどのような大きさで表示したかを決定する
ために、次の操作を行なう。即ち、マウス8 にてモニタ
4 上の表示したい位置にカーソルを移動させる。この
際、演算制御装置61は、上記同様に、マウス8 からの移
動量及び移動方向の情報を入力し、カーソル画像信号を
生成して現画方形輪郭線画像信号とともにモニタ4 に送
出する。これにより、モニタ4 は、カーソル画像信号及
び現画方形輪郭線画像信号に従うカーソル及び方形輪郭
線画像を表示する。

【００３３】その後、操作者が、移動表示したい位置の
方形左上部頂点にカーソルを移動させ、カーソル位置セ
ット／リセットスイッチを押下すると、その信号が演算
制御装置61に送出される。

【００３４】演算制御装置61はマウス8 より入力した上
記スイッチ信号により、上記方形左上部頂点位置の情報
を移動先方形の左上部頂点データとしてメモリに記憶す
るとともに、そのデータをモニタ4 に送出する。モニタ
4 は、演算制御装置61より入力した情報（左上部頂点デ
ータ）に従う方形輪郭線画像をカメラ1 で撮影した画像
と合成し表示する。

【００３５】更に操作者が、指定したい範囲の方形右下
部頂点にカーソルを移動させ、カーソル位置セット／リ
セットスイッチを押下すると、その信号が演算制御装置
61に送出される。

【００３６】演算制御装置61は上記マウス8 より入力し
た方形右下部頂点位置の情報をメモリに記憶するととも
に、方形輪郭線画像信号の生成を停止し、方形左上部頂
点から方形右下部頂点を対角線とする、拡縮画方形面積
として、その面積及び中心位置を算出する。更に、演算
制御装置61は予め記憶されたプログラムに従い次の処理
を実行する。

【００３７】演算制御装置61は、先ず、現画方形面の中
心位置より、拡縮画方形面の中心位置までの移動量を座
標成分（ｘ，ｙ）で算出し、更に、ｘ方向成分から、旋
回台3 のパン駆動モータ制御データを生成して、同デー
タをパン処理部65に送出するとともに、ｙ方向成分か
ら、チルト駆動モータ制御データを生成して、同データ
をチルト処理部66に送出する。

【００３８】パン処理部65は、演算制御装置61から入力
されたパン駆動モータ制御データをモータ駆動用の制御
信号に変換して同制御信号に従いパン駆動モータ31を駆
動制御し、チルト処理部66は、チルト駆動モータ制御デ
ータをモータ駆動用の制御信号に変換して同制御信号に
従いチルト駆動モータ32を駆動制御する。更に、演算制
御装置61は、上記現画方形面積と拡縮画方形面積との面
積比率を算出し、ズーム処理部62に縮倍データとして送
信する。ズーム処理部62は、演算制御装置61から入力さ
れた縮倍データをモータ駆動用の制御信号に変換して同
制御信号に従いズーム駆動モータ62を駆動制御する。

【００３９】以上の操作並びに処理手段により、マウス
8 を用いてモニタ4 上に表示されている画像の任意の部
分について、カメラ1 の方向、ズーム等を任意に制御で
きる。次に図３及び図４をもとにマウス8 を用いた画像
処理の一例を説明する。

【００４０】モニタ4 に画像（図中○と□で示す）が映
っている場合、マウス8 を水平方向に移動させ、カーソ
ル（←）をモニタ画面における指定範囲の左上（ａ点）
に移動させた後、マウス8 の釦を押す（クリックON）。

【００４１】そして上記同様にカーソルを移動させカー
ソルを前記ａ点の右下方向（ｂ点）へ移動させることに
よって指定範囲（破線で囲われた枠が表示される）を決
めた後、マウス8 釦を押す。

【００４２】次に新たに描く画像の左上（Ａ点）にカー
ソルを移動させてからマウス8 の釦を押した後、このＡ
点の右下方向（Ｂ点）へカーソルを移動させてから前記
同様に新たな画像の指定範囲（破線で囲われた新たな枠
が表示される）を決めてマウス8 の釦を押す。そうする
ことによってａ点とｂ点を対角線とする方形の画面は、
相似しＡ点とＢ点とを対角線とする方形の新たな画面に
切換る。

【００４３】

【発明の効果】以上の構成によって本発明は以下の効果
を奏功する。

【００４４】（１）カメラ等の知識および熟練された撮
影技術は特に必要でなく、簡単な操作によって速やかに
目的とする画面が得られる。このため撮影者が長時間緊
張状態で作業することなく、またそのため要員交替も特
に必要としない。

【００４５】（２）カメラおよび旋回台を作動させるに
際して、ズーム、フォーカス、アイリス、パン・チルト
等の複数の操作を自在に組合わせることができ、画像の
調節や修正を必要とすることなく、人手による操作では
得られない正確かつ迫力ある画面が得られる。特にモニ
タ画面での画像の位置や縮倍率名等を予め数値を用いて
正確に設定しておくことができ、様々な学術調査に活用
することもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係るビデオカメラ制御装
置の全体構成図。

【図２】本発明の第１実施例に係るビデオカメラ制御装
置の概念図。

【図３】本発明の第１実施例に係る画像処理の工程図。

【図４】本発明の第１実施例に係る画像処理の作用説明
図。

【図５】従来のビデオカメラ制御機構を示す構成図。

【符号の説明】

1 …ビデオカメラ、1a…本体、1b…レンズ、2 …セン
サ、3 …旋回台、4 …モニタ、4a…画像、5 …カメラ操
作器、6 …コンピュータ、7 …入力装置（キーボー
ド）、8 …入力装置（マウス）。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 正井 栄一 兵庫県神戸市須磨区潮見台町３丁目２− ６ (72)発明者 鎌田 勇二郎 兵庫県神戸市兵庫区和田崎町一丁目１番 １号 三菱重工業株式会社神戸造船所内 (72)発明者 高橋 昭年 兵庫県神戸市兵庫区小松通五丁目１番16 号 株式会社神菱ハイテック内 (56)参考文献 特開 平４−196774（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−113418（ＪＰ，Ａ) 実開 平３−90569（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H04N 5/232 H04N 5/225 H04N 7/18

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 受光量及び被写体との間の距離を測定す
   るセンサを内蔵したビデオカメラと、同ビデオカメラで
   撮影した画像を写し出すモニタと、同モニタに前記測定
   した受光量および距離を表示させる表示制御手段と、前
   記ビデオカメラの絞り及び焦点を調整する駆動制御手段
   と、前記モニタの画面上カーソルを移動制御して画面内
   に枠を指定する入力手段と、前記枠内画像の任意の拡
   大、縮小率を指定する入力手段と、前記入力手段の指定
   に従い前記枠内画像の大きさ、位置を変更する画像処理
   手段とを具備してなることを特徴とするビデオカメラ制
   御装置。