JP3726826B2 - 撮像装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、撮像装置本体を固定した状態で、撮影方向を変更させることができる撮像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
部屋の壁や天井などに設置されて使用される監視カメラは、広い範囲を監視する必要性から、通常、遠隔操作などによって、カメラの撮影方向が各種モータなどの駆動によって自在に変更可能とされている。
【０００３】
従来、こうした監視カメラでは、カメラが水平軸と垂直軸の２つの軸回りに回動可能とされる。例えば、水平軸および垂直軸の軸回りにカメラをそれぞれ回動させる駆動源に、パルスモータを使用した場合、水平軸を中心とした回動方向（以下、「チルト方向」）、および垂直軸を中心とした回動方向（以下、「パン方向」）に対する回動量を、パルスモータに与えるパルス数で制御することにより、撮影方向の変更を簡単に制御することが可能である。
【０００４】
ところが、パルスモータなどの駆動源は、一般に駆動周波数、すなわちパルスモータに与えるパルスレート（１秒間に与えるパルス数、以下単位を「pps」と略す）によっては、監視カメラ本体などと共振を起こして、騒音を発する。このため、静かな部屋などでは、駆動音を出来るだけ小さくすることが望ましく、共振を引き起こす駆動周波数（以下、「共振周波数」）以下のパルスレートで使用するケースが一般的である。
【０００５】
また、上述した監視カメラの操作方式としては、主に、２タイプあり、一方は駆動方向のみ指示するタイプであり、他方は移動先の位置を直接指示するタイプである。
【０００６】
前者の操作方式では、例えば、操作レバーを動かしたい方向へ倒すことでカメラを指示した方向へ駆動させることができ、カメラを停止させるには操作レバーを元に戻せばよい。この操作方式では、撮影画像を見ながらレバーを操作して、カメラが所望の位置（撮影方向）に到達したときにレバーを戻してカメラを停止させなければならず、カメラの駆動速度が速すぎると正確な操作が困難となるため、ゆっくりとカメラを駆動させる方が望ましい。
【０００７】
一方、後者の操作方式では、例えば、パソコンなどの画面にカメラの可動範囲を示すチャートと、現在の撮影方向が表示され、動かしたい撮影方向（移動先）にカーソルなどを動かしてマウスをクリックすることでカメラを指示した移動先に自動的に移動させて、停止させることができる。この操作方式では、カメラの移動先が直接指定されると、パン方向とチルト方向への回動を同時に開始して同時に完了させることで、出来るだけ早く、撮影方向を指示された移動先まで移動させることができる。このため、撮影方向を移動させるためのタイムラグが少なく、操作性も良い。
【０００８】
しかし、後者の操作方式では、出来るだけ早く、撮影方向を移動先まで移動させるために、単純にパルスレートを変化させていくと、撮影方向の移動方向によっては、２つのパルスモータのうち、一方のモータに付与するパルスレートが、共振周波数の領域に入ってしまう場合があり、撮影方向の移動時に大きな騒音の発生を招く。
【０００９】
このような撮影方向の移動時に発生する騒音を抑制する技術として、ステッピングモータの駆動力を伝達する中間ギアにフリクション部材を挿入して、ギアの振動を防止することにより、撮影方向の移動時における中間ギアの振動による共振に起因した騒音を抑制する騒音対策技術が提案されている（例えば、特許文献１）。
【００１０】
このような技術に関する先行技術文献としては、以下のようなものがある。
【００１１】
【特許文献１】
特開平１０−９３６７号公報
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、撮影方向の移動時に発生する共振は、ギアに起因して発生するものよりも、モータ自身に起因して発生するものの方が大きいため、上述した騒音対策技術のように、ギアに起因して発生する共振を抑制する方策だけでは、撮影方向の移動時に発生する共振の発生、すなわち騒音の発生を十分に抑制することができない。
【００１３】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、共振による騒音を抑制しつつ、カメラの撮影方向を高速で変更させることができる技術を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、請求項１の発明は、撮像装置本体に対する撮像手段の相対角度を、第１の方向に変化させる第１の駆動手段と、第２の方向に変化させる第２の駆動手段とを有する撮像装置であって、前記第１と第２の駆動手段の駆動を制御する制御手段と、前記相対角度の変化によって撮影方向を指定量だけ変更させる指示を行う指示手段と、前記指示手段による指示に基づいて、前記第１の駆動手段に対する第１の駆動量と第１の駆動速度制御値とを設定するとともに、前記第２の駆動手段に対する第２の駆動量と第２の駆動速度制御値とを設定する設定手段とを備え、前記設定手段は、1)前記第２の駆動量よりも前記第１の駆動量の方が小さく、かつ2)前記第１の駆動速度制御値が前記撮像装置の機構的な共振領域内の値である、という共振条件が満足される場合には、前記第１の駆動速度制御値を前記共振領域外の再設定速度制御値に再設定し、前記共振条件が満足される場合には、前記制御手段が、前記第２の駆動手段を前記第２の駆動速度制御値に基づいて駆動させるとともに、前記第１の駆動手段を前記再設定速度制御値に基づいて駆動させ、前記第２の駆動手段による前記第２の駆動量分の駆動期間内に、前記第１の駆動手段による前記第１の駆動量分の駆動が行われるように制御することを特徴とする。
【００１５】
また、請求項２の発明は、前記制御手段が、前記共振条件が満足される場合には、前記第２の駆動手段を前記第２の駆動速度制御値に基づいて駆動させるとともに、前記第１の駆動手段を前記再設定速度制御値に基づいて駆動させ、前記第１の駆動手段による前記第１の駆動量分の駆動が完了した後に、前記第２の駆動手段による前記第２の駆動量分の駆動が完了するように制御することを特徴とする。
【００１６】
また、請求項３の発明は、請求項１または請求項２に記載の撮像装置であって、前記制御手段は、前記共振条件が満足されない場合には、前記第１の駆動手段を前記第１の駆動速度制御値に基づいて駆動させるとともに、前記第２の駆動手段を前記第２の駆動速度制御値に基づいて駆動させ、前記第１の駆動手段による前記第１の駆動量分の駆動、および前記第２の駆動手段による前記第２の駆動量分の駆動における駆動開始と駆動完了とが略同時となるように制御することを特徴とする。
【００１７】
また、請求項４の発明は、請求項１から請求項３のいずれかに記載の撮像装置であって、前記設定手段が、前記共振条件が満足される場合には、前記再設定速度制御値として、前記共振領域の最大値を超える値を再設定することを特徴とする。
【００１８】
また、請求項５の発明は、請求項１から請求項４のいすれかに記載の撮像装置であって、前記第１と第２の駆動手段が、第１と第２のパルスモータであることを特徴とする。
【００１９】
また、請求項６の発明は、請求項５に記載の撮像装置であって、前記第１と第２の駆動速度制御値が、前記第１と第２のパルスモータにそれぞれ付与する第１と第２のパルスレートであることを特徴とする。
【００２０】
また、請求項７の発明は、撮像装置本体に対する撮像手段の相対角度を、第１の方向に変化させる第１の駆動手段と、第２の方向に変化させる第２の駆動手段とを有する撮像装置であって、前記第１と第２の駆動手段の駆動を制御する制御手段と、前記相対角度の変化によって撮影方向を指定量だけ変更させる指示を行う指示手段とを備え、前記制御手段が、前記撮影方向を前記指定量だけ変更させる際に、前記第１と第２の駆動手段の駆動開始から特定の時点まで、前記第１と第２の駆動手段とを、それぞれ、前記撮像装置の機構的な共振領域外の値である第１と第２の駆動速度制御値に基づいて駆動させ、前記特定の時点以降であって前記撮影方向が前記指定量だけ変更されるまでは、前記第１と第２の駆動手段のうち一方が停止状態となるように制御することを特徴とする。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２２】
＜監視カメラシステムの概要＞
図１は、本発明の実施形態に係る撮像装置の一例にあたる監視カメラシステム１の概要を示す図である。
【００２３】
監視カメラシステム１は、監視カメラ１０と、監視カメラ１０をコントロールするためのコントロール装置２０とを備えて構成される。
【００２４】
監視カメラ１０は、主に、ハウジング部１１と、略半球状の部分と略半円筒状の部分とが組み合わさったような透明カバー１２と、透明カバー１２に覆われた内部に設けられたカメラユニット部５０とを備えて構成される。
【００２５】
カメラユニット部５０は、被写体に係る画像データを取得するための撮像手段として機能する撮像ユニット部６０と、撮像ユニット部６０の撮影方向（撮影レンズの光軸方向）を変更するための駆動機構（以下、「首振り機構」）４０とを有する。
【００２６】
なお、撮像ユニット部６０は、ハウジング部１１のうちカメラユニット部５０が設けられている面１１ａに対して垂直な方向ＳＴを撮影方向としている状態が、正面を向いた状態となっている。そして、ここでは、首振り機構４０によって、方向（正面方向）ＳＴを基準として、撮像ユニット部６０の撮影方向を変更させることができる。なお、首振り機構４０の具体的な構造などについては後述する。
【００２７】
また、ハウジング部１１は、撮像ユニット部６０の駆動、通信、撮像ユニット部６０で取得された画像データを取込んで処理を行う各種処理ブロックを備えている。なお、以下では、ハウジング部１１など、壁などに固定される部分を監視カメラ本体とも称する。
【００２８】
監視カメラ１０と、コントロール装置２０とは、ＬＡＮケーブルやその他無線などの通信回線３０を通じて接続されている。
【００２９】
コントロール装置２０は、一般的なパソコンなどで構成され、キーボードやマウスを備えた操作部２２、モニタ２１、および制御部（いわゆるパソコン本体）２３を備えて構成される。制御部２３は、監視カメラ１０で取り込まれた画像データを記憶するハードディスク、および監視カメラ１０との各種データ通信や監視カメラ１０の駆動を制御する中央制御装置を内蔵している。
【００３０】
ここでは、モニタ２１に、撮像ユニット部６０の撮影方向を変更するための操作画面が表示され、ユーザーが操作部２２を種々操作することによって、撮影方向を任意の量だけ変更させる指示をすることができる。つまり、操作部２２が、監視カメラ本体に対する撮像ユニット部６０の相対角度の変化によって撮影方向を指定量だけ変更させる指示を行う手段として機能する。なお、撮影方向を変更するための操作画面については後程説明する。
【００３１】
＜監視カメラの首振り機構＞
図２は、監視カメラ１０の首振り機構４０を説明するための図である。ここでは、撮像ユニット部６０が、地面に対して垂直な軸（以下、「パン回動軸」）Ｐｐの回りを回動する動作（以下、「パン動作」）と、地面に対して水平な軸（以下、「チルト回動軸」）Ｔｐの回りを回動する動作（以下、「チルト動作」）とを行う。つまり、ここでは、首振り機構４０は、カメラユニット部５０をパン動作させるための駆動機構（以下、「パン駆動機構」）とチルト動作させるための駆動機構（以下、「チルト駆動機構」）とを備えて構成される。
【００３２】
つまり、パン駆動機構が、ハウジング部１１を含む監視カメラ本体に対する撮像ユニット部６０の相対角度を、パン回動軸回りの第１の方向（以下、「パン方向」）に変化させる手段（「第１の駆動手段」とも称する）として機能する。また、チルト駆動機構が、監視カメラ本体に対する撮像ユニット部６０の相対角度を、チルト回動軸回りの第２の方向（以下、「チルト方向」）に変化させる手段（「第２の駆動手段」とも称する）として機能する。
【００３３】
以下、首振り機構４０の詳細について、図２を参照しつつ説明する。
【００３４】
カメラユニット部５０は、略円筒状の円筒部５４と略球体状の球体部５２とが結合した形状をしている。
【００３５】
球体部５２の内部には、撮像ユニット部６０と撮像ユニット部６０に対して一体的に結合されたチルト大ギア７４とが設けられている。さらに、球体部５２は、前方にスリット状の開口部５３を有し、撮像ユニット部６０の撮影レンズ６１に被写体からの光束が”けられ”を生じることなく入射されるようになっている。
【００３６】
また、円筒部５４の内部には、パルスモータによって構成されるチルトモータ７０が設けられており、チルトモータ７０の駆動力が、ピニオンギア７１からギア７２，７３を介してチルト大ギア７４に伝達される。そして、チルト大ギア７４の回動により、チルト回動軸Ｔｐを中心として、撮像ユニット部６０が回動し、撮影方向を上下方向に変更させることができる。
【００３７】
また、パルスモータによって構成されるパンモータ４１が、ハウジング部１１に固設される台板７７に設置されており、パンモータ４１の駆動力が、ピニオンギア４２からギア４３，４４を介して、円筒部５４の上面に設けられたギア５１に伝達される。また、ギア５１は、カメラユニット部５０に対して一体的に結合されており、ギア５１の回動によって、パン回動軸Ｐｐを中心として、カメラユニット部５０そのものが回動する。
【００３８】
このように、撮影方向を変更するために、パルスモータによって構成されるパンモータ４１とチルトモータ７０とを用い、パルスモータに与える総パルス数で撮影方向の変更を簡単に制御することができる。
【００３９】
図３は、首振り機構４０の駆動に係る機能構成を示すブロック図である。
【００４０】
ハウジング部１１内には、図３に示すように、コントロール装置２０からの制御信号を受けて、首振り機構４０の駆動を統括制御する制御マイコン１３が設けられている。また、ハウジング部１１内には、パンモータ４１の駆動を制御するためのパンモータドライバ１４と、チルトモータ７０の駆動を制御するためのチルトモータドライバ１５とが設けられている。
【００４１】
ここでは、制御マイコン１３から、パンモータドライバ１４およびチルトモータドライバ１５にシリアル交信によってコマンドを送信することにより、パン動作およびチルト動作のそれぞれを独立して制御することができる。つまり、制御マイコン１３が、首振り機構４０のパン駆動機構とチルト駆動機構の駆動を制御する手段として機能する。
【００４２】
そして、ここでは、制御マイコン１３の制御下で、パンモータ４１，チルトモータ７０にそれぞれ付与するパルスレート（それぞれ「第１、および第２のパルスレート」とも称する）、および総パルス数を自由に設定・調整することによって、パンモータ４１およびチルトモータ７０の駆動を制御することができる。すなわち、撮影方向の変更を簡単かつ確実に制御することができる。
【００４３】
また、ここでは、制御マイコン１３が、操作部２２による指示に基づいて、首振り機構４０のパン駆動機構に対する駆動量（以下、「パン駆動量（第１の駆動量）」）とパルスレート（以下、「パン−パルスレート」）とを設定するとともに、チルト駆動機構に対する駆動量（以下、「チルト駆動量（第２の駆動量）」）とパルスレート（以下、「チルト−パルスレート」）とを設定する手段としても機能する。
【００４４】
なお、パルスレートは、モータ４１，７０の駆動速度を制御する値（以下、「駆動速度制御値」）となる。よって、以下では、パン−パルスレートをパン駆動速度制御値（第１の駆動速度制御値）とも称し、チルト−パルスレートをチルト駆動速度制御値（第２の駆動速度制御値）とも称する。
【００４５】
＜撮影方向を変更するための操作＞
図４は、撮像ユニット部６０の撮影方向を変更するための操作画面ＤＳを示す図である。
【００４６】
操作画面ＤＳには、撮影方向を移動させることができる範囲を示す枠（カメラ移動範囲枠）２５が表示される。撮影方向は、カメラ移動範囲枠２５内に示される方向であれば、任意に移動させることができる。
【００４７】
カメラ移動範囲枠２５の横方向は、正面方向ＳＴを基準（原点Ｏ）とした場合における、撮影方向のパン動作方向（パン方向）おける角度（以下、「パン角度」）を示している。また、カメラ移動範囲枠２５の縦方向は、正面方向ＳＴを基準（原点Ｏ）とした場合における、撮影方向のチルト動作方向（チルト方向）おける角度（以下、「チルト角度」）を示している。よって、ここでは、撮影方向が地面に対して水平な面上にある場合は、チルト角度が０°となり、撮影方向がハウジング部１１が取り付けられる壁面と地面の両方に垂直な面上にある場合は、パン角度が０°となる。
【００４８】
ここでは、例えば、図４に示すように、正面方向ＳＴを基準として、撮影方向を、パン方向に＋７０°〜−７０°の範囲内で変更することができ、チルト方向に＋２０°〜−７０°の範囲内で変更することができる。
【００４９】
図４では、現在の撮影方向が、角度Ｐ0に対応する方向となっている。ここで、操作部２２のキーボードやマウスなどを操作することによって、次に撮影方向を移動させたい角度（移動先）を、カーソルＣＲで指定し、実行ボタン（ここでは、キーボードのリターンキーやマウスのクリックボタン）を押下することにより、撮影方向を指定された角度（移動先）まで移動させることができる。つまり、ユーザーの指定した角度まで撮影方向が移動する。
【００５０】
＜撮影方向を変更する制御方法＞
図５は、撮影方向の移動角度を例示する図である。図５では、撮影方向を角度Ｐ0から角度Ｐ1まで移動させる場合における撮影方向の移動角度を示しており、角度Ｐ0を原点として示している。また、図５では、横軸がパン方向への移動角度を示しており、縦軸がチルト方向への移動角度を示している。また、撮影方向を角度Ｐ0から角度Ｐ1まで移動させる場合におけるパン方向への移動角度を角度θp（単位は、「度」）、チルト方向への移動角度を角度θt（単位は、「度」）として示している。
【００５１】
また、図６は、撮影方向を角度Ｐ0から角度Ｐ1まで移動させる場合における撮影方向の移動角度をパンモータ４１、チルトモータ７０に与えるパルス数で変換して示した図である。図６では、横軸がパンモータ４１に与えるパルス数を示しており、縦軸がチルトモータ７０に与えるパルス数を示している。また、図６では、図５と同様に、角度Ｐ0に対応する点を原点としており、撮影方向を角度Ｐ0から角度Ｐ1まで移動させる場合に必要なパンモータ４１に付与する総パルス数（以下、「パン−パルス数」）をパルス数Ｐt、チルトモータ７０に付与する総パルス数（以下、「チルト−パルス数」）をパルス数Ｔtとして示している。
【００５２】
ここで、パン動作における減速比をηP（ここでは、ηP＞１）、パンモータ４１のステップ角度（１パルスで回動する角度）をθSPとすると、パン動作に必要なパン−パルス数Ｐtは下式（１）で表される。
【００５３】
Ｐt＝θp・ηP／θSP・・・（１）
【００５４】
また、チルト動作における減速比をηT（ここでは、ηT＞１）、チルトモータ７０のステップ角度（１パルスで回動する角度）をθSTとすると、チルト動作に必要なチルト−パルス数Ｔtは下式（２）で表される。
【００５５】
Ｔt＝θT・ηT／θST・・・（２）
【００５６】
以下、本実施形態では、パンモータ４１およびチルトモータ７０のステップ角度が同じ（θS＝θSP＝θST）であるものとして説明する。
【００５７】
ここで、パンモータ４１にパルスレート（１秒間に与えるパルス数、以下単位を「pps」と略す）Ｐiを与えた場合、パン動作に要する時間は、Ｐt／Ｐi（秒）となる。
【００５８】
また、ここで、パンモータ４１とチルトモータ７０とをそれぞれ一定速度で同時に駆動を開始させて、同時に駆動を完了させる場合には、チルトモータ７０に与えるべきパルスレートＴiは、Ｐi・（Ｔt／Ｐt）（pps）となる。
【００５９】
図７は、パンモータ４１やチルトモータ７０として用いられるパルスモータに与えるパルスレートと、騒音レベルとの関係を例示する図である。図７では、横軸がパルスレートを示し、縦軸が騒音レベルを示している。
【００６０】
一般に、パルスモータでは、パルスレートの増大に伴い、騒音レベルが増大する傾向にあるが、特に、図７でハッチングを付したパルスレートＰVL〜ＰVUの範囲（以下、「共振領域」）ＢCでは、パルスモータ自体や、パルスモータと監視カメラ１０の装置自体との間で共振を起こして、騒音レベルが大きくなる。
【００６１】
したがって、騒音レベルが許容される限界レベル（以下、「騒音許容限界レベル」）が騒音レベルＳC以下である場合には、パルスレートの使用可能な領域が、共振領域ＢCよりも遅い側のパルスレート（０〜ＰVL）の領域と、速い側のパルスレート（ＰVU〜ＰH）の領域からなる２つの領域となる。なお、ここでは、図７に示すように、パルスレートＰVL，ＰVU，ＰHでは、騒音レベルが騒音許容限界レベルＳCとなっており、パルスレートＰHが、騒音レベルが許容される最大のパルスレート（以下、「許容最大パルスレート」）となる。
【００６２】
図８は、パンモータ４１およびチルトモータ７０に与えるパルスレートの組合せと共振との関係を例示する図である。図８では、横軸がパンモータ４１に与えるパルスレートＰi（pps）を、縦軸がチルトモータ７０に与えるパルスレートＴi（pps）を示している。また、図８では、両モータ４１，７０に与えるパルスレートの合成ベクトル、すなわち両モータ４１，７０の駆動速度のベクトル（以下、「駆動速度ベクトル」）Ｖ1〜Ｖ4も併せて示している。さらに、図８でハッチングを付した領域ａ1は、パンモータ４１が共振を起こして、騒音許容限界レベルＳCを超える騒音を発生させる駆動速度ベクトルの領域を示し、領域ａ2は、チルトモータ７０が共振を起こして、騒音許容限界レベルＳCを超える騒音を発生させる駆動速度ベクトルの領域を示している。
【００６３】
図８に示すように、駆動速度ベクトルＶ1は、両モータ４１，７０をともに許容最大パルスレートＰHで同時に駆動する場合の駆動速度ベクトルを示している。駆動速度ベクトルＶ2は、チルトモータ７０が許容最大パルスレートＰHで駆動し、かつパンモータ４１が共振領域ＢC内のパルスレートＰVMで駆動する場合の駆動速度ベクトルを示している。
【００６４】
駆動速度ベクトルＶ2については、モータ４１，７０のうち、低速で駆動するパンモータ４１が共振を起こす領域ａ1にあるため、駆動速度ベクトルＶ2で駆動させると、騒音許容限界レベルＳCを超える騒音を発生させてしまう。
【００６５】
そこで、本実施形態に係る監視カメラシステム１では、このような場合は、例えば、駆動開始から所定時間が経過するまでは、パンモータ４１に付与されるパルスレートが共振領域ＢCから外れるように制御する。
【００６６】
具体的には、駆動開始から所定時間が経過するまで、パンモータ４１に付与されるパルスレートが共振領域ＢCを超える最小のパルスレートＰVUとなるように制御して、パン方向への駆動をチルト方向への駆動よりも早く完了させ、パン方向への駆動が完了した後は、チルト方向への駆動のみを持続し、撮影方向の変更を完了させる。つまり、駆動開始から所定時間が経過するまでは、駆動速度ベクトルＶ2を、パンモータ４１が共振を起こす領域ａ1から外れるように、駆動速度ベクトルＶ3に変更するように制御することで、共振の発生、すなわち騒音許容限界レベルＳCを超える騒音の発生を回避する。
【００６７】
以下、共振の発生（ここでは、騒音許容限界レベルＳCを超える騒音の発生）を回避するための処理（以下、「共振回避処理」とも称する）の制御方法について説明する。
【００６８】
図９は、低速側のパンモータ４１に付与するパルスレートが共振周波数にある場合のモータ制御方法を説明するための図である。
【００６９】
図９では、図６と同様に、撮影方向を角度Ｐ0から角度Ｐ1まで移動させる場合における撮影方向の移動角度を、モータ４１，７０に与えるパルス数に変換して示した図である。なお、図９では、図６と同様に、角度Ｐ0に対応する点を原点として示しており、撮影方向の角度Ｐ1〜Ｐ3に対応する点も示している。また、図９では、横軸が、パンモータ４１に付与するパルス数、縦軸が、チルトモータ７０に付与するパルス数を示している。さらに、図９には、図６と同様に、撮影方向を角度Ｐ0から角度Ｐ1まで移動させる場合に必要なパンモータ４１に与えるパン−パルス数Ｐt、チルトモータ７０に与えるチルト−パルス数Ｔtを示している。
【００７０】
また、図９では、パン−パルス数とチルト−パルス数が積算されていく様子を表す軌跡（以下、「パルス積算軌跡」）Ｗ2，Ｗ3，Ｗ4を示している。
【００７１】
ここでは、撮影方向を角度Ｐ0から角度Ｐ1まで変更するとき、撮影方向の変更開始から変更終了まで、駆動速度ベクトルが図８に示す駆動速度ベクトルＶ2となるようにモータ４１，７０を駆動させると、パルス積算軌跡が軌跡Ｗ2となり、駆動速度ベクトルＶ2と同様な方向を向く。
【００７２】
ここで、上述したように、駆動速度ベクトルＶ2でモータ４１，７０を駆動させる際は、共振に起因した騒音が発生してしまう。そこで、共振の発生を避けるため、まず、撮影方向の変更に必要なパン−パルス数の付与が完了するまで、駆動速度ベクトルが図８に示す駆動速度ベクトルＶ3となるようにモータ４１，７０の駆動を制御し、撮影方向の変更に必要なパン−パルス数の付与が完了した後は、撮影方向の変更に必要なチルト−パルス数の付与が完了するまで、チルトモータ７０に対してパルスの付与が行われる。
【００７３】
つまり、まず、撮影方向の角度を角度Ｐ0から角度Ｐ2まで変更し、その後、撮影方向の角度を角度Ｐ2から角度Ｐ1まで変更することによって、撮影方向の角度を角度Ｐ0から角度Ｐ1まで変更する。このとき、パルス積算軌跡が軌跡Ｗ3となり、撮影方向の角度を角度Ｐ0から角度Ｐ2まで変更する際のパルス積算軌跡は、駆動速度ベクトルＶ3と同様な方向を向く。
【００７４】
換言すれば、駆動速度ベクトルＶ2と比較して、駆動速度ベクトルＶ3に設定した方が、パンモータ４１に付与するパルスレートが大きい（速い）ため、撮影角度が角度Ｐ2に達した時点で、パン方向への駆動が先に目標角度まで到達しているため、パンモータ４１による駆動を停止する。その後、チルトモータ７０のみが回動して、撮影角度が角度Ｐ2から角度Ｐ1に達した時点で、チルトモータ７０の駆動を停止する。
【００７５】
すなわち、例えば、チルト駆動量よりもパン駆動量の方が小さく、かつパンモータ４１のパン駆動速度制御値（ここでは、パン−パルスレート）が監視カメラ１０の機構的な共振領域内の値であるという条件（以下、「共振条件」とも称する）が満足される場合には、制御マイコン１３の制御下で、チルト駆動速度制御値に基づいたパルスを付与することでチルトモータ７０を駆動させるとともに、再設定されたパン駆動速度制御値に基づいたパルスを付与することでパンモータ４１を駆動させる。このとき、パンモータ４１によるパン駆動量分の駆動が完了した後に、チルトモータ７０によるチルト駆動量分の駆動が完了するように制御される。
【００７６】
さらに、換言すれば、パンモータ４１とチルトモータ７０の駆動開始から、パンモータ４１とチルトモータ７０のうちの一方（ここでは、パンモータ４１）による指定量分（ここでは、パン駆動量分）の駆動が完了する特定の時点まで、制御マイコン１３の制御下で、それぞれ、監視カメラ１０の機構的な共振領域外の値であるパン駆動速度制御値とチルト駆動速度制御値に基づいたパルスを付与することで、パンモータ４１とチルトモータ７０とを駆動させる。そして、特定の時点以降であって撮影方向が指定量だけ変更されるまでは、パンモータ４１とチルトモータ７０のうちの一方（ここでは、パンモータ４１）が停止状態となるように制御される。
【００７７】
このように、ここでは、撮影方向を、一旦、角度Ｐ0から角度Ｐ2まで変更し、その後、角度Ｐ2から角度Ｐ1まで変更する。よって、直接、角度Ｐ0から角度Ｐ1まで変更する場合と比べて、撮影方向が移動する軌跡は長くなる。しかし、撮影方向を、角度Ｐ0から角度Ｐ2を経由して角度Ｐ1まで変更する場合も、角度Ｐ0から角度Ｐ1まで直接変更する場合も、ともに、チルトモータ７０に対して、許容最大パルスレートＰHで、同回数のチルト−パルスが付与されるため、目標角度まで到達するまでに要する所要時間は同じになる。つまり、この例では、チルトモータ７０の駆動時間が、方向変更の全体を律速しているため、チルトモータ７０の駆動時間内であれば、パンモータ４１の駆動条件を変更しても、全体的な所要時間は変わらない。
【００７８】
以上では、低速側のパルスモータのパルスレートが共振領域にある場合は、共振に起因する騒音を抑制するために、低速側のパルスモータのパルスレートを共振領域を超える高速側にシフトしたが、例えば、パルスレートを共振領域を下回る低速側にシフトすることも考えられる。
【００７９】
具体的には、図８に示すように、例えば、駆動開始から所定時間が経過するまでは、パンモータ４１に付与されるパルスレートが共振領域ＢCから外れるように、駆動速度ベクトルＶ2を駆動速度ベクトルＶ3に変更する代わりに、駆動速度ベクトルＶ2を駆動速度ベクトルＶ4に変更することも可能である。この場合は、パンモータ４１にはパルスレートＰVLが付与されるため、パンモータ４１は共振を起こさない。
【００８０】
図９では、駆動速度ベクトルをＶ4に設定された場合のパルス積算軌跡Ｗ4を示している。ここでは、駆動速度ベクトルＶ4に設定された場合には、駆動速度ベクトルＶ2に設定された場合よりも、パンモータ４１のパルスレートが小さい（遅い）ため、撮影方向が角度Ｐ3に達した時点で、チルト方向への駆動が先に目標角度まで到達し、チルトモータ７０の駆動を停止する。その後、パンモータ４１のみが回動して、撮影方向が角度Ｐ3から角度Ｐ1に達した時点で、パンモータ４１の駆動を停止する。
【００８１】
このように、ここでは、撮影方向を、一旦、角度Ｐ0から角度Ｐ3まで変更し、その後、角度Ｐ3から角度Ｐ1まで変更した場合は、直接、角度Ｐ0から角度Ｐ1まで変更する場合と比べて、撮影方向が移動する軌跡は長くなる。そして、撮影方向を、角度Ｐ0から角度Ｐ3を経由して角度Ｐ1まで変更する場合は、角度Ｐ0から角度Ｐ1まで直接変更する場合よりも、角度Ｐ3から角度Ｐ1まで変更するのに要する時間だけ余計に時間を要してしまう。
【００８２】
つまり、撮影方向を変更する際に、低速側のパルスモータに付与するパルスレートが共振領域内にある場合は、低速側のパルスモータに付与するパルスレートを共振領域を避けるように、低速側にシフトすると、高速側にシフトする際と比較して、撮影方向の変更に要する時間が長くなってしまう。その結果、ユーザーが撮影方向の変更を指示してから撮影方向の変更が完了するまでの時間、すなわちタイムラグが大きくなってしまい、違和感を感ずるような操作性の悪い状態となる。
【００８３】
したがって、本実施形態に係る監視カメラシステム１では、上述したように、低速側のパルスモータに付与するパルスレートが共振領域内にある場合は、低速側のパルスモータに付与するパルスレートを共振領域を避けるように、高速側にシフトするような制御方法を採用している。
【００８４】
一方、低速側のパルスモータが共振領域内にない場合は、低速側のパルスモータに付与するパルスレートを再設定しない。つまり、例えば、チルト駆動量よりもパン駆動量の方が小さく、かつパン駆動速度制御値が監視カメラ１０の機構的な共振領域外の値であるという共振条件が満足されない所定の場合には、制御マイコン１３の制御下で、再設定されていないパン駆動速度制御値に基づいたパルスを付与することで、パンモータ４１が駆動されるとともに、チルト駆動速度制御値に基づいたパルスを付与することで、チルトモータ７０が駆動される。そして、このとき、パンモータ４１によるパン駆動量分の駆動、およびチルトモータ７０によるチルト駆動量分の駆動における駆動開始と駆動完了とがそれぞれ略同時となるように制御される。このような制御とすることで、共振が発生しない状況において、カメラの撮影方向をより高速で変更させることができる。
【００８５】
＜撮影方向の変更動作フロー＞
図１０から図１２は、撮影方向の変更動作フローを示すフローチャートを示している。この動作フローは、コントロール装置２０と、監視カメラ１０内の制御マイコン１３とが協働した制御によって、実行される。
【００８６】
ここでは、図４に示す操作画面ＤＳ上で、ユーザーが次の撮影方向（撮影方向の移動先）を指定すると、制御部２３を介して、図３に示す制御マイコン１３が、パン動作、およびチルト動作の回動角度、すなわち回動方向、回動量、総パルス数を取得・算出することができる。そして、制御マイコン１３が、図１０から図１２に示す撮影方向の変更動作フローを実行することで、モータドライバ１４，１５を介したモータ４１，７０の回動制御により、撮影方向の変更を行う。
【００８７】
なお、ここでは、例えば、ユーザーによる操作部２２の操作により、別途、撮影方向を高速で変更する高速モードや、低速で変更する低速モードなどを設定することにより、各モータ４１，７０のうち、高速で回動する方に付与されるパルスレート、すなわち駆動速度を指定することができる。この低速モードや高速モードで設定可能なパルスモータの駆動速度、すなわちパルスレートは、共振領域から外れた値となるように設定されている。
【００８８】
以下、図１０から図１２に示す撮影方向の変更動作フローについて説明する。
【００８９】
ステップＳ１では、ユーザーによって指示された撮影方向の移動先が移動可能な範囲内にあるか否かを判別する。ここでは、例えば、ユーザーが、図４に示す操作画面ＤＳ上で、カメラ移動範囲枠２５内にカーソルＣＲを設定して、移動させたい先（移動先）の撮影方向を指定した場合には、移動先が移動可能な範囲内にあるものとして、ステップＳ２に進む。一方、移動先が移動可能な範囲内にない場合には、本動作フローを終了し、ユーザーによる次回の移動先の指定が行われるまで待機する。
【００９０】
ステップＳ２では、パン動作とチルト動作の速度を設定するための設定ルーチンを呼び出して、図１１に示すパン・チルト速度設定動作フローを実行する。
【００９１】
図１１のステップＳ２１では、パン駆動量が、チルト駆動量よりも大きいか否かを判別する。ここでは、パン駆動量がチルト駆動量よりも大きい場合は、ステップＳ２２に進み、パン駆動量がチルト駆動量以下である場合は、ステップＳ２５に進む。
【００９２】
まず、ステップＳ２１からステップＳ２２に進んだ場合について説明する。
【００９３】
ステップＳ２２では、駆動量が大きな方であるパン動作の回動速度（パン駆動速度）を設定し、ステップＳ２３に進む。ここでは、パンモータ４１に付与するパルスレートを、ユーザーによって指定された駆動速度に相当するパルスレートに設定する。
【００９４】
ステップＳ２３では、下式（３）にしたがって、チルト方向への回動速度（チルト駆動速度）、すなわちチルトモータ７０に付与するパルスレートを設定し、ステップＳ２４に進む。
【００９５】
チルト駆動速度＝パン駆動速度×(チルト駆動量／パン駆動量)・・・（３）
【００９６】
ステップＳ２４では、図１２に示す共振回避処理フローを実施することで、ステップＳ２３で設定したパルスレートが、共振領域内にある場合には、上述した共振回避処理を行う。
【００９７】
図１２に示すステップＳ３１では、ステップＳ２３で設定したパルスレート（駆動速度）が共振領域内にあるか否かを判別する。ここでは、パルスレート（駆動速度）が共振領域内にある場合は、ステップＳ３２に進み、共振領域内にない場合は、共振回避処理フロー、およびパン・チルト速度設定動作フローを終了し、ステップＳ３に進む。
【００９８】
ステップＳ３２では、ステップＳ２３で設定したパルスレート（駆動速度）が共振領域から外れるように高速側のパルスレート（駆動速度）に再設定され、共振回避処理フロー、およびパン・チルト速度設定動作フローを終了し、ステップＳ３に進む。ここでは、例えば、パルスレートを図７に示すＰVUに置き換える。
【００９９】
つまり、パン駆動量よりもチルト駆動量の方が小さく、さらに、チルト動作のパルスレートが共振領域内の値である場合、制御マイコン１３が、チルト駆動速度制御値を共振領域外の値に再設定する。具体的には、チルト−パルスレートを共振領域の最大値を超える値ＰVUに再設定する。
【０１００】
次に、ステップＳ２１からステップＳ２５に進んだ場合について説明する。
【０１０１】
ステップＳ２５では、駆動量が大きな方であるチルト動作の回動速度（チルト駆動速度）を設定し、ステップＳ２６に進む。ここでは、チルトモータ７０に付与するパルスレートを、ユーザーによって指定された駆動速度に相当するパルスレートに設定する。
【０１０２】
ステップＳ２６では、下式（４）にしたがって、パン方向への回動速度（パン駆動速度）、すなわちパンモータ４１に付与するパルスレートを設定し、ステップＳ２７に進む。
【０１０３】
パン駆動速度＝チルト駆動速度×(パン駆動量／チルト駆動量)・・・（４）。
【０１０４】
ステップＳ２７では、ステップＳ２４と同様に、図１２に示す共振回避処理フローを実施することで、ステップＳ２６で設定したパルスレートが、共振領域内にある場合には、上述した共振回避処理を行う。
【０１０５】
図１２に示すステップＳ３１では、ステップＳ２６で設定したパルスレート（駆動速度）が共振領域内にあるか否かを判別する。ここでは、パルスレート（駆動速度）が共振領域内にある場合は、ステップＳ３２に進み、共振領域内にない場合は、共振回避処理フロー、およびパン・チルト速度設定動作フローを終了し、ステップＳ３に進む。
【０１０６】
ステップＳ３２では、ステップＳ２６で設定したパルスレート（駆動速度）が共振領域から外れるように高速側のパルスレート（駆動速度）に再設定され、共振回避処理フロー、およびパン・チルト速度設定動作フローを終了し、ステップＳ３に進む。ここでは、例えば、パルスレートを図７に示すＰVUに置き換える。
【０１０７】
つまり、チルト駆動量よりもパン駆動量の方が小さく、さらに、パン−パルスレートが監視カメラ１０の機構的な共振領域内の値である共振条件が満足される場合には、制御マイコン１３が、パン動作の駆動速度制御値（パン−パルスレート）を共振領域外の値（再設定速度制御値）に再設定する。具体的には、パン−パルスレートを監視カメラ１０の機構的な共振領域の最大値を超える値ＰVUに再設定する。
【０１０８】
ステップＳ３では、パン動作、およびチルト動作の動作エラーを検出するためのタイマ（エラータイマ）を設定して、開始させる。ここでは、撮影方向を目標角度まで移動させるのに要する時間（移動所要時間）を、各駆動量、各パルスレートから算出し、例えば、移動所要時間の２倍の時間をエラー時間とし、駆動開始からエラー時間が経過するまでのカウントを開始させる。
【０１０９】
ステップＳ４では、パン動作、およびチルト動作に対する各パルスレートおよび各総パルス数を指定して、各モータ４１，７０の駆動を開始させるコマンドを各モータドライバ１４，１５に送信し、各モータ４１，７０の駆動を開始させ、ステップＳ５に進む。
【０１１０】
ステップＳ５では、各モータ４１，７０の駆動が完了したか否かを判別する。ここでは、制御マイコン１３が、各モータドライバ１４，１５から、指定したパルス数の駆動が完了したことを示す信号（以下、「駆動完了信号」）が返信されてくるのを待ち、制御マイコン１３が駆動完了信号を受信していなければ、ステップＳ６に進み、駆動完了信号を受信すれば、撮影方向の変更動作フローを終了する。
【０１１１】
ステップＳ６では、エラータイマがオーバーしたか否かを判別する。ここでは、エラータイマの開始からエラー時間が経過したか否かを判別し、エラー時間が経過していなければ、エラータイマがオーバーしていないものとみなして、ステップＳ５に戻る。一方、エラー時間が経過していれば、エラータイマがオーバーしたものとみなして、ステップＳ７に進む。
【０１１２】
ステップＳ７では、エラー処理を行い、撮影方向の変更動作フローを終了する。なお、ここで、エラー処理とは、ユーザーによる撮影方向の指示に拘わらず、撮影方向を正面方向に戻し、次回の撮影方向が指示されるのを待機する状態、いわゆる、初期状態に戻す処理である。つまり、ここでは、制御マイコン１３が、駆動完了信号が送信されてくるのを待ち、駆動完了信号を受信するよりも先に、エラータイマがオーバーとなれば、撮影方向の変更動作に異状が発生したものと判断して、エラー処理を行うのである。
【０１１３】
以上のように、本実施形態に係る監視カメラシステム１では、例えば、撮影方向を指定量だけ変更する際、チルト駆動量よりもパン駆動量の方が小さく、かつパン−パルスレートが、監視カメラ１０の機構的な共振領域内にある場合には、パン−パルスレートを共振領域外の値（ここでは、共振領域の最大値を超える値ＰVU）に再設定する。そして、チルト−パルスレートに基づいたパルスが付与されることで、チルトモータ７０が駆動させるとともに、再設定されたパン−パルスレートに基づいたパルスが付与されることで、パンモータ４１が駆動される。このとき、パンモータ４１によるパン駆動量分の駆動が完了した後に、チルトモータ７０によるチルト駆動量分の駆動が完了する。その結果、共振による騒音を抑制しつつ、カメラの撮影方向を高速で変更させることができる。
【０１１４】
換言すれば、撮影方向を変更する際、パンモータ４１とチルトモータ７０の駆動開始から、一方のモータ（ここでは、パンモータ４１）の駆動が完了する特定の時点までは、パンモータ４１とチルトモータ７０にそれぞれ付与されるパルスレートが、共振領域外の値となるようにして、パンモータ４１とチルトモータ７０とを駆動させる。そして、一方のモータの駆動が完了する特定の時点以降であって、指定量分の撮影方向の変更が完了するまで、パンモータ４１とチルトモータ７０のうち一方（ここでは、パンモータ４１）を停止させるように制御する。その結果、共振による騒音を抑制しつつ、カメラの撮影方向を高速で変更させることができる。
【０１１５】
＜変形例＞
以上、この発明の実施形態について説明したが、この発明は上記説明した内容のものに限定されるものではない。
【０１１６】
◎例えば、上述した実施形態では、撮影方向を変更する首振り機構４０にパルスモータを用いたが、これに限られるものではなく、例えば、トラス式アクチュエータなど、他の駆動手段を用いても良い。なお、トラス式アクチュエータとしては、例えば、特開２００１−５４２８９号公報に示されているものがあり、以下、そのトラス式アクチュエータを含む首振り機構４０Ａ、および共振領域などについて説明する。
【０１１７】
図１３は、トラス式アクチュエータを使用した首振り機構４０Ａを説明するための図である。
【０１１８】
図１３に示すように、首振り機構４０Ａでは、２個のトラス式アクチュエータ１００，１０１が用いられており、一方はパン動作用であり、他方はチルト動作用である。チルト動作用のトラス式アクチュエータ１００は、チルトロータ１２６とチルトロータ１２６を回動自在に支持するチルトステータ１２２とを備え、パン動作用のトラス式アクチュエータ１０１は、パンロータ１３６とパンロータ１３６を回動自在に支持するパンステータ１３２を備えて構成される。トラス式アクチュエータ１００，１０１の構成は、図１４で示すが、チルト動作用およびパン動作用ともに同じ構成のものが使用されている。
【０１１９】
撮像ユニット部６０は、図２で示す撮像ユニット部６０と同じものである。撮像ユニット部６０とチルトロータ１２６は、支柱６２で結合されているので、チルトロータ１２６の回動により、撮像ユニット部６０は、Ｔ軸（チルト回動軸）の回りを回動する。また、チルトステータ１２２は、チルトロータ１２６が固定される他端側が、パンロータ１３６に対して固定されている。したがって、パンロータ１３６の回動にともない、撮像ユニット部６０とチルト動作用のトラス式アクチュエータ１００とが一体となって、Ｐ軸（パン回動軸）の回りを回動する。また、パンステータ１３２は、監視カメラ１０のハウジング部１１などに固定されている。
【０１２０】
図１４は、トラス式アクチュエータ１００の構成と動作原理を示す図である。なお、上述したようにトラス式アクチュエータ１００，１０１は同様な構成、動作原理となっているため、ここでは、チルト動作用のトラス式アクチュエータ１００を例にとって説明する。図１４（ａ）は、トラス式アクチュエータ１００の断面図であり、さらに、図１４（ｂ）は、図１４（ａ）に示すトラス式アクチュエータ１００を線分Ｃ−Ｃで切った断面図を示している。
【０１２１】
トラス式アクチュエータ１００は、第１および第２圧電素子（変位素子）８２，８３、チップ部材（被変位部材）８４、ベース部材８５、ロータ（被駆動部材）８６、加圧ばね（第１の加圧部材）８７、剛球９４、および、圧接ばね（第２の加圧部材）８９’を備えて構成される。
【０１２２】
駆動ユニット１２０は、第１および第２圧電素子８２，８３、チップ部材８４、およびベース部材８５で構成される。圧接部材１３０は、剛球９４および圧接ばね８９’で構成される。チップ部材８４とロータ８６（ここでは、チルトロータ１２６）とが当接する部分のロータ回動軸８６ａに対して軸対称な位置に、剛球９４とロータ８６とが当接する部分があり、剛球９４は基台９２に対しロータ８６の径方向に移動可能に保持されている。
【０１２３】
剛球９４は、ロータ８６に対して圧接ばね８９’により圧接されている。圧接ばね８９’は、例えば、圧縮コイルばねであり、一端が基台９２に当接し、他端が剛球９４に当接している。剛球９４および圧接ばね８９’は、ロータ８６に圧接する方向を規制するため、その周囲が規制部材９５によって囲まれており、−方向に荷重がかかるように設定されている。
【０１２４】
チップ部材８４がロータ８６を圧接する力と、剛球９４がロータ８６を圧接する力とは略均衡し、ロータ８６のロータ回動軸８６ａおよび軸受部分に対して一方向の荷重が働かないように圧接ばね８９’の付勢力が設定される。また、剛球９４とロータ８６との間に生じる摩擦力は、アクチュエータの駆動力の抵抗となるため、できるだけ低くする方が好ましい。
【０１２５】
剛球９４の材料としては、摩擦に強い材料が好ましく、ステンレス、あるいはＳＵＪ２（高炭素クロム軸受鋼鋼材）などのポールベアリングに用いられる剛球を使用することが好ましい。剛球９４は、球体であるため、ロータ８６と転がり接触をし、摩擦係数が小さく設定されている。このように、回転可能な剛球９４が、圧接ばね８９’によってロータ８６に圧接されているため、ロータ８６の回動運動を妨げることなく剛球９４をロータ８６に圧接させることができ、ロータ回動軸８６ａに対する負荷を軽減することができる。
【０１２６】
次に、アクチュエータによるロータ８６の回動原理について説明する。第１および第２圧電素子８２，８３に対してそれそれ所定の位相差を有する駆動信号を印加することにより、各圧電素子８２，８３が異なった位相で駆動され、各圧電素子８２，８３の交点に設けられたチップ部材８４が所定の楕円軌道（円軌道を含む）を描くように駆動される。
【０１２７】
そして、チップ部材８４が所定の楕円軌道を描くように駆動されている間、一定の区間でチップ部材８４がロータ８６の内側の面（内周面）に接触し、チップ部材８４とロータ８６の内周面との間に作用する摩擦カにより、ロータ８６が所定方向に回動される。また、駆動信号の位相のずれ方向を逆にすることによりチップ部材８４の駆動を示す楕円軌道の方向が逆転し、ロータ８６の回動を逆転させることができる。
【０１２８】
ここで、ロータ８６の回動速度を変化させる方法としては色々あるが、本変形例では駆動信号を与える時間と休止の時間の比率（以下、「デューティ比」）を変化させる間欠駆動の方法を採用しているものとする。なお、ここでは、デューティ比が、撮影方向のパンおよびチルト方向への駆動速度を制御する値（駆動速度制御値）となる。
【０１２９】
図１５は、トラス式アクチュエータに与える駆動信号のデューティ比と騒音との関係を例示する模式図である。図１５では、横軸をデューティ比として示しており、単位として、百分率（％）を用いて表している。ここで、デューティ比が１００％である状態とは、休止なしに駆動信号が出されている状態であり、このとき、ロータ８６の回動速度（駆動速度）が最高速度となる。また、デューティ比が５０％の状態とは、駆動信号の出ている、すなわちロータ８６に駆動力が伝達されている時間が５０％である状態である。よって、デューティ比の数値が小さくなるほど、駆動信号の出ている時間が短くなり、ロータ８６の回動速度が遅くなる。
【０１３０】
つまり、図１５では、縦軸が騒音レベルを示しており、横軸が間欠駆動の比率（デューティ比）を示している。すなわち、図１５は、間欠駆動の比率と騒音レベルとの関係を示している。
【０１３１】
図１５に示すように、デューティ比＝ａ（％）付近の騒音レベルを示す曲線のピークは、間欠運動の間隔が、人の可聴帯域のピークと一致するところであり、デューティ比＝ａ（％）から離れるにつれて騒音レベルは減少する傾向にある。また、デューティ比＝ｂ（％）付近に示す騒音レベルを示す曲線のピークは、ロータ８６を含む回動機構が持つ固有の振動周波数に起因して、周辺の部材（監視カメラ１０の設けられる各部材）と共振することによって発現するものである。
【０１３２】
ここで、上述した実施形態と同様に騒音許容限界レベルをＳCとすると、図１５に示すデューティ比がＬ（％）よりも大きくＵ（％）未満の範囲（以下、「騒音発生領域」）内では、騒音レベルが騒音許容限界レベルＳCを超えるため、騒音発生領域を外して、デューティ比を設定するように設計しなければならない。
【０１３３】
このように、パルスモータに限らず、他のアクチュエータを使用する場合においても、アクチュエータ自体、または、アクチュエータと機器との間で共振を起こして、騒音が大きくなる領域（共振領域）が存在する。そして、このような共振領域を挟んだ領域でデューティ比を設定しつつ、アクチュエータを使用する場合があり得る。このような場合は、上記実施形態と同様に、低速側のアクチュエータのデューティ比が、共振領域内にあるときには、低速側のアクチュエータのデューティ比を、共振領域の上限の値を超える値に再設定する共振回避処理を行うことで、上記実施形態と同様な効果を得ることができる。
【０１３４】
◎また、上述した実施形態では、撮影方向を変更する際に、パン動作とチルト動作とを同時に開始させたが、これに限られるものではなく、低速側のパルスモータの駆動速度を共振を起こさせないように、高速側にシフトした場合は、低速側のパルスモータの駆動時間が、高速側のパルスモータの駆動時間よりも短くなるため、例えば、高速側のパルスモータの駆動が開始した後に、低速側のパルスモータの駆動を開始するようにして、低速側のパルスモータの駆動を、高速側のパルスモータの駆動時間内に終了するようにしても良い。
【０１３５】
つまり、例えば、チルト駆動量よりもパン駆動量の方が小さく、かつパン−パルスレート（パン駆動速度制御値）が監視カメラ１０の機構的な共振領域内の値である共振条件が満足される場合には、パン−パルスレートを共振領域外の値（再設定速度制御値）に再設定し、チルトモータ７０によるチルト駆動量分の駆動期間内に、パンモータ４１によるチルト駆動量分の駆動が行われるように制御されるようにすれば良い。このような構成としても、撮影方向を変更するために要する時間が長くなることがなく、共振による騒音を抑制しつつ、カメラの撮影方向を高速で変更させることができる。
【０１３６】
しかし、例えば、パン−パルスレートを共振領域外の値に再設定した場合に、上述した実施形態のように、パンモータ４１とチルトモータ７０との駆動を同時に開始することなく、チルトモータ７０の駆動中に、パンモータ４１の駆動を開始、終了させるとすれば、パンモータ４１の駆動開始・終了時刻の決定処理に、ある程度煩雑な計算が必要となる。よって、パンモータ４１とチルトモータ７０とを単に略同時に駆動開始させ、途中で、パンモータ４１の駆動を完了させる方が、容易に、共振による騒音を抑制しつつ、カメラの撮影方向を高速で変更させることができる。
【０１３７】
◎また、上述した実施形態では、パンとチルトの２方向に撮影方向を変更可能としていたが、これに限られるものではなく、例えば、２以上の駆動手段で種々の方向に撮影方向を変更可能とするものでも良い。
【０１３８】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載の発明によれば、第１と第２の駆動手段によって、撮像装置本体に対する撮像手段の相対角度を変化させて撮影方向を指定量だけ変更する際、第２の駆動手段の第２の駆動量よりも第１の駆動手段の第１の駆動量の方が小さく、かつ第１の駆動手段の第１の駆動速度制御値が撮像装置の機構的な共振領域内の値であるという条件を満足する場合には、第１の駆動速度制御値を共振領域外の値に再設定し、第２の駆動手段による駆動期間内に、第１の駆動手段を第１の駆動量分だけ駆動させるため、共振による騒音を抑制しつつ、カメラの撮影方向を高速で変更させることができる。
【０１３９】
また、請求項２に記載の発明によれば、第２の駆動手段の第２の駆動量よりも第１の駆動手段の第１の駆動量の方が小さく、かつ第１の駆動手段の第１の駆動速度制御値が撮像装置の機構的な共振領域内の値であるという条件を満足する場合には、第２の駆動速度制御値に基づいて第２の駆動手段を駆動させるとともに、再設定された駆動速度制御値に基づいて第１の駆動手段を駆動させ、第１の駆動手段による第１の駆動量分の駆動が完了した後に、第２の駆動手段による第２の駆動量分の駆動が完了するため、容易に、共振による騒音を抑制しつつ、カメラの撮影方向を高速で変更させることができる。
【０１４０】
また、請求項３に記載の発明によれば、第２の駆動手段の第２の駆動量よりも第１の駆動手段の第１の駆動量の方が小さく、かつ第１の駆動手段の第１の駆動速度制御値が撮像装置の機構的な共振領域内の値であるという条件が満足されない場合には、第２の駆動速度制御値に基づいて第２の駆動手段を駆動させるとともに、第１の駆動速度制御値に基づいて第１の駆動手段を駆動させ、第１の駆動手段による第１の駆動量分の駆動、および第２の駆動手段による第２の駆動量分の駆動における駆動開始と駆動完了とがそれぞれ略同時となるため、共振が発生しない状況において、カメラの撮影方向をより高速で変更させることができる。
【０１４１】
また、請求項４に記載の発明によれば、第２の駆動手段の第２の駆動量よりも第１の駆動手段の第１の駆動量の方が小さく、かつ第１の駆動手段の第１の駆動速度制御値が撮像装置の機構的な共振領域内の値であるという条件が満足される場合には、第１の駆動速度制御値を共振領域の最大値を超える値に再設定するため、共振による騒音を抑制しつつ、カメラの撮影方向をより高速で変更させることができる。
【０１４２】
また、請求項５に記載の発明によれば、撮影方向を変更する駆動手段として、パルスモータを用いるため、撮影方向の変更を簡単に制御することができる。
【０１４３】
また、請求項６に記載の発明によれば、駆動速度制御値をパルスモータに付与するパルスレートとすることで、撮影方向の変更を簡単かつ確実に制御することができる。
【０１４４】
また、請求項７に記載の発明によれば、第１と第２の駆動手段によって、撮像装置本体に対する撮像手段の相対角度を変化させて撮影方向を指定量だけ変更する際、第１と第２の駆動手段の駆動開始から特定の時点までは、第１と第２の駆動手段の駆動速度制御値が、撮像装置の機構的な共振領域外の値となるようにして、第１と第２の駆動手段を駆動させ、特定の時点以降であって指定された撮影方向の変更が完了するまでは、第１と第２の駆動手段のうち一方が停止状態となるように制御するため、共振による騒音を抑制しつつ、カメラの撮影方向を高速で変更させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る監視カメラシステムの概要を示す図である。
【図２】 監視カメラの首振り機構を説明するための図である。
【図３】 首振り機構の駆動に係る機能構成を示すブロック図である。
【図４】 撮影方向を変更するための操作画面を示す図である。
【図５】 撮影方向の移動角度を示す図である。
【図６】 撮影方向の移動角度をモータに与えるパルス数で変換して示した図である。
【図７】 モータに与えるパルスレートと騒音レベルとの関係を示す図である。
【図８】 パンおよびチルトモータに与えるパルスレートの組合せと共振との関係を示す図である。
【図９】 低速側のモータのパルスレートが共振領域にかかる場合のモータ制御法を説明するための図である。
【図１０】 撮影方向の変更動作フローを示すフローチャートである。
【図１１】 撮影方向の変更動作フローを示すフローチャートである。
【図１２】 撮影方向の変更動作フローを示すフローチャートである。
【図１３】 トラス式アクチュエータを使用した首振り機構を説明するための図である。
【図１４】 トラス式アクチュエータの構成を示す図である。
【図１５】 トラス式アクチュエータに与える駆動信号のデューティ比と騒音との関係を示す図である。
【符号の説明】
１ 監視カメラシステム
１０ 監視カメラ
１３ 制御マイコン
２０ コントロール部
２２ 操作部
４０，４０Ａ 首振り機構
４１ パンモータ
７０ チルトモータ
１００，１０１ トラス式アクチュエータ
【発明の属する技術分野】
本発明は、撮像装置本体を固定した状態で、撮影方向を変更させることができる撮像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
部屋の壁や天井などに設置されて使用される監視カメラは、広い範囲を監視する必要性から、通常、遠隔操作などによって、カメラの撮影方向が各種モータなどの駆動によって自在に変更可能とされている。
【０００３】
従来、こうした監視カメラでは、カメラが水平軸と垂直軸の２つの軸回りに回動可能とされる。例えば、水平軸および垂直軸の軸回りにカメラをそれぞれ回動させる駆動源に、パルスモータを使用した場合、水平軸を中心とした回動方向（以下、「チルト方向」）、および垂直軸を中心とした回動方向（以下、「パン方向」）に対する回動量を、パルスモータに与えるパルス数で制御することにより、撮影方向の変更を簡単に制御することが可能である。
【０００４】
ところが、パルスモータなどの駆動源は、一般に駆動周波数、すなわちパルスモータに与えるパルスレート（１秒間に与えるパルス数、以下単位を「pps」と略す）によっては、監視カメラ本体などと共振を起こして、騒音を発する。このため、静かな部屋などでは、駆動音を出来るだけ小さくすることが望ましく、共振を引き起こす駆動周波数（以下、「共振周波数」）以下のパルスレートで使用するケースが一般的である。
【０００５】
また、上述した監視カメラの操作方式としては、主に、２タイプあり、一方は駆動方向のみ指示するタイプであり、他方は移動先の位置を直接指示するタイプである。
【０００６】
前者の操作方式では、例えば、操作レバーを動かしたい方向へ倒すことでカメラを指示した方向へ駆動させることができ、カメラを停止させるには操作レバーを元に戻せばよい。この操作方式では、撮影画像を見ながらレバーを操作して、カメラが所望の位置（撮影方向）に到達したときにレバーを戻してカメラを停止させなければならず、カメラの駆動速度が速すぎると正確な操作が困難となるため、ゆっくりとカメラを駆動させる方が望ましい。
【０００７】
一方、後者の操作方式では、例えば、パソコンなどの画面にカメラの可動範囲を示すチャートと、現在の撮影方向が表示され、動かしたい撮影方向（移動先）にカーソルなどを動かしてマウスをクリックすることでカメラを指示した移動先に自動的に移動させて、停止させることができる。この操作方式では、カメラの移動先が直接指定されると、パン方向とチルト方向への回動を同時に開始して同時に完了させることで、出来るだけ早く、撮影方向を指示された移動先まで移動させることができる。このため、撮影方向を移動させるためのタイムラグが少なく、操作性も良い。
【０００８】
しかし、後者の操作方式では、出来るだけ早く、撮影方向を移動先まで移動させるために、単純にパルスレートを変化させていくと、撮影方向の移動方向によっては、２つのパルスモータのうち、一方のモータに付与するパルスレートが、共振周波数の領域に入ってしまう場合があり、撮影方向の移動時に大きな騒音の発生を招く。
【０００９】
このような撮影方向の移動時に発生する騒音を抑制する技術として、ステッピングモータの駆動力を伝達する中間ギアにフリクション部材を挿入して、ギアの振動を防止することにより、撮影方向の移動時における中間ギアの振動による共振に起因した騒音を抑制する騒音対策技術が提案されている（例えば、特許文献１）。
【００１０】
このような技術に関する先行技術文献としては、以下のようなものがある。
【００１１】
【特許文献１】
特開平１０−９３６７号公報
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、撮影方向の移動時に発生する共振は、ギアに起因して発生するものよりも、モータ自身に起因して発生するものの方が大きいため、上述した騒音対策技術のように、ギアに起因して発生する共振を抑制する方策だけでは、撮影方向の移動時に発生する共振の発生、すなわち騒音の発生を十分に抑制することができない。
【００１３】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、共振による騒音を抑制しつつ、カメラの撮影方向を高速で変更させることができる技術を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、請求項１の発明は、撮像装置本体に対する撮像手段の相対角度を、第１の方向に変化させる第１の駆動手段と、第２の方向に変化させる第２の駆動手段とを有する撮像装置であって、前記第１と第２の駆動手段の駆動を制御する制御手段と、前記相対角度の変化によって撮影方向を指定量だけ変更させる指示を行う指示手段と、前記指示手段による指示に基づいて、前記第１の駆動手段に対する第１の駆動量と第１の駆動速度制御値とを設定するとともに、前記第２の駆動手段に対する第２の駆動量と第２の駆動速度制御値とを設定する設定手段とを備え、前記設定手段は、1)前記第２の駆動量よりも前記第１の駆動量の方が小さく、かつ2)前記第１の駆動速度制御値が前記撮像装置の機構的な共振領域内の値である、という共振条件が満足される場合には、前記第１の駆動速度制御値を前記共振領域外の再設定速度制御値に再設定し、前記共振条件が満足される場合には、前記制御手段が、前記第２の駆動手段を前記第２の駆動速度制御値に基づいて駆動させるとともに、前記第１の駆動手段を前記再設定速度制御値に基づいて駆動させ、前記第２の駆動手段による前記第２の駆動量分の駆動期間内に、前記第１の駆動手段による前記第１の駆動量分の駆動が行われるように制御することを特徴とする。
【００１５】
また、請求項２の発明は、前記制御手段が、前記共振条件が満足される場合には、前記第２の駆動手段を前記第２の駆動速度制御値に基づいて駆動させるとともに、前記第１の駆動手段を前記再設定速度制御値に基づいて駆動させ、前記第１の駆動手段による前記第１の駆動量分の駆動が完了した後に、前記第２の駆動手段による前記第２の駆動量分の駆動が完了するように制御することを特徴とする。
【００１６】
また、請求項３の発明は、請求項１または請求項２に記載の撮像装置であって、前記制御手段は、前記共振条件が満足されない場合には、前記第１の駆動手段を前記第１の駆動速度制御値に基づいて駆動させるとともに、前記第２の駆動手段を前記第２の駆動速度制御値に基づいて駆動させ、前記第１の駆動手段による前記第１の駆動量分の駆動、および前記第２の駆動手段による前記第２の駆動量分の駆動における駆動開始と駆動完了とが略同時となるように制御することを特徴とする。
【００１７】
また、請求項４の発明は、請求項１から請求項３のいずれかに記載の撮像装置であって、前記設定手段が、前記共振条件が満足される場合には、前記再設定速度制御値として、前記共振領域の最大値を超える値を再設定することを特徴とする。
【００１８】
また、請求項５の発明は、請求項１から請求項４のいすれかに記載の撮像装置であって、前記第１と第２の駆動手段が、第１と第２のパルスモータであることを特徴とする。
【００１９】
また、請求項６の発明は、請求項５に記載の撮像装置であって、前記第１と第２の駆動速度制御値が、前記第１と第２のパルスモータにそれぞれ付与する第１と第２のパルスレートであることを特徴とする。
【００２０】
また、請求項７の発明は、撮像装置本体に対する撮像手段の相対角度を、第１の方向に変化させる第１の駆動手段と、第２の方向に変化させる第２の駆動手段とを有する撮像装置であって、前記第１と第２の駆動手段の駆動を制御する制御手段と、前記相対角度の変化によって撮影方向を指定量だけ変更させる指示を行う指示手段とを備え、前記制御手段が、前記撮影方向を前記指定量だけ変更させる際に、前記第１と第２の駆動手段の駆動開始から特定の時点まで、前記第１と第２の駆動手段とを、それぞれ、前記撮像装置の機構的な共振領域外の値である第１と第２の駆動速度制御値に基づいて駆動させ、前記特定の時点以降であって前記撮影方向が前記指定量だけ変更されるまでは、前記第１と第２の駆動手段のうち一方が停止状態となるように制御することを特徴とする。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２２】
＜監視カメラシステムの概要＞
図１は、本発明の実施形態に係る撮像装置の一例にあたる監視カメラシステム１の概要を示す図である。
【００２３】
監視カメラシステム１は、監視カメラ１０と、監視カメラ１０をコントロールするためのコントロール装置２０とを備えて構成される。
【００２４】
監視カメラ１０は、主に、ハウジング部１１と、略半球状の部分と略半円筒状の部分とが組み合わさったような透明カバー１２と、透明カバー１２に覆われた内部に設けられたカメラユニット部５０とを備えて構成される。
【００２５】
カメラユニット部５０は、被写体に係る画像データを取得するための撮像手段として機能する撮像ユニット部６０と、撮像ユニット部６０の撮影方向（撮影レンズの光軸方向）を変更するための駆動機構（以下、「首振り機構」）４０とを有する。
【００２６】
なお、撮像ユニット部６０は、ハウジング部１１のうちカメラユニット部５０が設けられている面１１ａに対して垂直な方向ＳＴを撮影方向としている状態が、正面を向いた状態となっている。そして、ここでは、首振り機構４０によって、方向（正面方向）ＳＴを基準として、撮像ユニット部６０の撮影方向を変更させることができる。なお、首振り機構４０の具体的な構造などについては後述する。
【００２７】
また、ハウジング部１１は、撮像ユニット部６０の駆動、通信、撮像ユニット部６０で取得された画像データを取込んで処理を行う各種処理ブロックを備えている。なお、以下では、ハウジング部１１など、壁などに固定される部分を監視カメラ本体とも称する。
【００２８】
監視カメラ１０と、コントロール装置２０とは、ＬＡＮケーブルやその他無線などの通信回線３０を通じて接続されている。
【００２９】
コントロール装置２０は、一般的なパソコンなどで構成され、キーボードやマウスを備えた操作部２２、モニタ２１、および制御部（いわゆるパソコン本体）２３を備えて構成される。制御部２３は、監視カメラ１０で取り込まれた画像データを記憶するハードディスク、および監視カメラ１０との各種データ通信や監視カメラ１０の駆動を制御する中央制御装置を内蔵している。
【００３０】
ここでは、モニタ２１に、撮像ユニット部６０の撮影方向を変更するための操作画面が表示され、ユーザーが操作部２２を種々操作することによって、撮影方向を任意の量だけ変更させる指示をすることができる。つまり、操作部２２が、監視カメラ本体に対する撮像ユニット部６０の相対角度の変化によって撮影方向を指定量だけ変更させる指示を行う手段として機能する。なお、撮影方向を変更するための操作画面については後程説明する。
【００３１】
＜監視カメラの首振り機構＞
図２は、監視カメラ１０の首振り機構４０を説明するための図である。ここでは、撮像ユニット部６０が、地面に対して垂直な軸（以下、「パン回動軸」）Ｐｐの回りを回動する動作（以下、「パン動作」）と、地面に対して水平な軸（以下、「チルト回動軸」）Ｔｐの回りを回動する動作（以下、「チルト動作」）とを行う。つまり、ここでは、首振り機構４０は、カメラユニット部５０をパン動作させるための駆動機構（以下、「パン駆動機構」）とチルト動作させるための駆動機構（以下、「チルト駆動機構」）とを備えて構成される。
【００３２】
つまり、パン駆動機構が、ハウジング部１１を含む監視カメラ本体に対する撮像ユニット部６０の相対角度を、パン回動軸回りの第１の方向（以下、「パン方向」）に変化させる手段（「第１の駆動手段」とも称する）として機能する。また、チルト駆動機構が、監視カメラ本体に対する撮像ユニット部６０の相対角度を、チルト回動軸回りの第２の方向（以下、「チルト方向」）に変化させる手段（「第２の駆動手段」とも称する）として機能する。
【００３３】
以下、首振り機構４０の詳細について、図２を参照しつつ説明する。
【００３４】
カメラユニット部５０は、略円筒状の円筒部５４と略球体状の球体部５２とが結合した形状をしている。
【００３５】
球体部５２の内部には、撮像ユニット部６０と撮像ユニット部６０に対して一体的に結合されたチルト大ギア７４とが設けられている。さらに、球体部５２は、前方にスリット状の開口部５３を有し、撮像ユニット部６０の撮影レンズ６１に被写体からの光束が”けられ”を生じることなく入射されるようになっている。
【００３６】
また、円筒部５４の内部には、パルスモータによって構成されるチルトモータ７０が設けられており、チルトモータ７０の駆動力が、ピニオンギア７１からギア７２，７３を介してチルト大ギア７４に伝達される。そして、チルト大ギア７４の回動により、チルト回動軸Ｔｐを中心として、撮像ユニット部６０が回動し、撮影方向を上下方向に変更させることができる。
【００３７】
また、パルスモータによって構成されるパンモータ４１が、ハウジング部１１に固設される台板７７に設置されており、パンモータ４１の駆動力が、ピニオンギア４２からギア４３，４４を介して、円筒部５４の上面に設けられたギア５１に伝達される。また、ギア５１は、カメラユニット部５０に対して一体的に結合されており、ギア５１の回動によって、パン回動軸Ｐｐを中心として、カメラユニット部５０そのものが回動する。
【００３８】
このように、撮影方向を変更するために、パルスモータによって構成されるパンモータ４１とチルトモータ７０とを用い、パルスモータに与える総パルス数で撮影方向の変更を簡単に制御することができる。
【００３９】
図３は、首振り機構４０の駆動に係る機能構成を示すブロック図である。
【００４０】
ハウジング部１１内には、図３に示すように、コントロール装置２０からの制御信号を受けて、首振り機構４０の駆動を統括制御する制御マイコン１３が設けられている。また、ハウジング部１１内には、パンモータ４１の駆動を制御するためのパンモータドライバ１４と、チルトモータ７０の駆動を制御するためのチルトモータドライバ１５とが設けられている。
【００４１】
ここでは、制御マイコン１３から、パンモータドライバ１４およびチルトモータドライバ１５にシリアル交信によってコマンドを送信することにより、パン動作およびチルト動作のそれぞれを独立して制御することができる。つまり、制御マイコン１３が、首振り機構４０のパン駆動機構とチルト駆動機構の駆動を制御する手段として機能する。
【００４２】
そして、ここでは、制御マイコン１３の制御下で、パンモータ４１，チルトモータ７０にそれぞれ付与するパルスレート（それぞれ「第１、および第２のパルスレート」とも称する）、および総パルス数を自由に設定・調整することによって、パンモータ４１およびチルトモータ７０の駆動を制御することができる。すなわち、撮影方向の変更を簡単かつ確実に制御することができる。
【００４３】
また、ここでは、制御マイコン１３が、操作部２２による指示に基づいて、首振り機構４０のパン駆動機構に対する駆動量（以下、「パン駆動量（第１の駆動量）」）とパルスレート（以下、「パン−パルスレート」）とを設定するとともに、チルト駆動機構に対する駆動量（以下、「チルト駆動量（第２の駆動量）」）とパルスレート（以下、「チルト−パルスレート」）とを設定する手段としても機能する。
【００４４】
なお、パルスレートは、モータ４１，７０の駆動速度を制御する値（以下、「駆動速度制御値」）となる。よって、以下では、パン−パルスレートをパン駆動速度制御値（第１の駆動速度制御値）とも称し、チルト−パルスレートをチルト駆動速度制御値（第２の駆動速度制御値）とも称する。
【００４５】
＜撮影方向を変更するための操作＞
図４は、撮像ユニット部６０の撮影方向を変更するための操作画面ＤＳを示す図である。
【００４６】
操作画面ＤＳには、撮影方向を移動させることができる範囲を示す枠（カメラ移動範囲枠）２５が表示される。撮影方向は、カメラ移動範囲枠２５内に示される方向であれば、任意に移動させることができる。
【００４７】
カメラ移動範囲枠２５の横方向は、正面方向ＳＴを基準（原点Ｏ）とした場合における、撮影方向のパン動作方向（パン方向）おける角度（以下、「パン角度」）を示している。また、カメラ移動範囲枠２５の縦方向は、正面方向ＳＴを基準（原点Ｏ）とした場合における、撮影方向のチルト動作方向（チルト方向）おける角度（以下、「チルト角度」）を示している。よって、ここでは、撮影方向が地面に対して水平な面上にある場合は、チルト角度が０°となり、撮影方向がハウジング部１１が取り付けられる壁面と地面の両方に垂直な面上にある場合は、パン角度が０°となる。
【００４８】
ここでは、例えば、図４に示すように、正面方向ＳＴを基準として、撮影方向を、パン方向に＋７０°〜−７０°の範囲内で変更することができ、チルト方向に＋２０°〜−７０°の範囲内で変更することができる。
【００４９】
図４では、現在の撮影方向が、角度Ｐ0に対応する方向となっている。ここで、操作部２２のキーボードやマウスなどを操作することによって、次に撮影方向を移動させたい角度（移動先）を、カーソルＣＲで指定し、実行ボタン（ここでは、キーボードのリターンキーやマウスのクリックボタン）を押下することにより、撮影方向を指定された角度（移動先）まで移動させることができる。つまり、ユーザーの指定した角度まで撮影方向が移動する。
【００５０】
＜撮影方向を変更する制御方法＞
図５は、撮影方向の移動角度を例示する図である。図５では、撮影方向を角度Ｐ0から角度Ｐ1まで移動させる場合における撮影方向の移動角度を示しており、角度Ｐ0を原点として示している。また、図５では、横軸がパン方向への移動角度を示しており、縦軸がチルト方向への移動角度を示している。また、撮影方向を角度Ｐ0から角度Ｐ1まで移動させる場合におけるパン方向への移動角度を角度θp（単位は、「度」）、チルト方向への移動角度を角度θt（単位は、「度」）として示している。
【００５１】
また、図６は、撮影方向を角度Ｐ0から角度Ｐ1まで移動させる場合における撮影方向の移動角度をパンモータ４１、チルトモータ７０に与えるパルス数で変換して示した図である。図６では、横軸がパンモータ４１に与えるパルス数を示しており、縦軸がチルトモータ７０に与えるパルス数を示している。また、図６では、図５と同様に、角度Ｐ0に対応する点を原点としており、撮影方向を角度Ｐ0から角度Ｐ1まで移動させる場合に必要なパンモータ４１に付与する総パルス数（以下、「パン−パルス数」）をパルス数Ｐt、チルトモータ７０に付与する総パルス数（以下、「チルト−パルス数」）をパルス数Ｔtとして示している。
【００５２】
ここで、パン動作における減速比をηP（ここでは、ηP＞１）、パンモータ４１のステップ角度（１パルスで回動する角度）をθSPとすると、パン動作に必要なパン−パルス数Ｐtは下式（１）で表される。
【００５３】
Ｐt＝θp・ηP／θSP・・・（１）
【００５４】
また、チルト動作における減速比をηT（ここでは、ηT＞１）、チルトモータ７０のステップ角度（１パルスで回動する角度）をθSTとすると、チルト動作に必要なチルト−パルス数Ｔtは下式（２）で表される。
【００５５】
Ｔt＝θT・ηT／θST・・・（２）
【００５６】
以下、本実施形態では、パンモータ４１およびチルトモータ７０のステップ角度が同じ（θS＝θSP＝θST）であるものとして説明する。
【００５７】
ここで、パンモータ４１にパルスレート（１秒間に与えるパルス数、以下単位を「pps」と略す）Ｐiを与えた場合、パン動作に要する時間は、Ｐt／Ｐi（秒）となる。
【００５８】
また、ここで、パンモータ４１とチルトモータ７０とをそれぞれ一定速度で同時に駆動を開始させて、同時に駆動を完了させる場合には、チルトモータ７０に与えるべきパルスレートＴiは、Ｐi・（Ｔt／Ｐt）（pps）となる。
【００５９】
図７は、パンモータ４１やチルトモータ７０として用いられるパルスモータに与えるパルスレートと、騒音レベルとの関係を例示する図である。図７では、横軸がパルスレートを示し、縦軸が騒音レベルを示している。
【００６０】
一般に、パルスモータでは、パルスレートの増大に伴い、騒音レベルが増大する傾向にあるが、特に、図７でハッチングを付したパルスレートＰVL〜ＰVUの範囲（以下、「共振領域」）ＢCでは、パルスモータ自体や、パルスモータと監視カメラ１０の装置自体との間で共振を起こして、騒音レベルが大きくなる。
【００６１】
したがって、騒音レベルが許容される限界レベル（以下、「騒音許容限界レベル」）が騒音レベルＳC以下である場合には、パルスレートの使用可能な領域が、共振領域ＢCよりも遅い側のパルスレート（０〜ＰVL）の領域と、速い側のパルスレート（ＰVU〜ＰH）の領域からなる２つの領域となる。なお、ここでは、図７に示すように、パルスレートＰVL，ＰVU，ＰHでは、騒音レベルが騒音許容限界レベルＳCとなっており、パルスレートＰHが、騒音レベルが許容される最大のパルスレート（以下、「許容最大パルスレート」）となる。
【００６２】
図８は、パンモータ４１およびチルトモータ７０に与えるパルスレートの組合せと共振との関係を例示する図である。図８では、横軸がパンモータ４１に与えるパルスレートＰi（pps）を、縦軸がチルトモータ７０に与えるパルスレートＴi（pps）を示している。また、図８では、両モータ４１，７０に与えるパルスレートの合成ベクトル、すなわち両モータ４１，７０の駆動速度のベクトル（以下、「駆動速度ベクトル」）Ｖ1〜Ｖ4も併せて示している。さらに、図８でハッチングを付した領域ａ1は、パンモータ４１が共振を起こして、騒音許容限界レベルＳCを超える騒音を発生させる駆動速度ベクトルの領域を示し、領域ａ2は、チルトモータ７０が共振を起こして、騒音許容限界レベルＳCを超える騒音を発生させる駆動速度ベクトルの領域を示している。
【００６３】
図８に示すように、駆動速度ベクトルＶ1は、両モータ４１，７０をともに許容最大パルスレートＰHで同時に駆動する場合の駆動速度ベクトルを示している。駆動速度ベクトルＶ2は、チルトモータ７０が許容最大パルスレートＰHで駆動し、かつパンモータ４１が共振領域ＢC内のパルスレートＰVMで駆動する場合の駆動速度ベクトルを示している。
【００６４】
駆動速度ベクトルＶ2については、モータ４１，７０のうち、低速で駆動するパンモータ４１が共振を起こす領域ａ1にあるため、駆動速度ベクトルＶ2で駆動させると、騒音許容限界レベルＳCを超える騒音を発生させてしまう。
【００６５】
そこで、本実施形態に係る監視カメラシステム１では、このような場合は、例えば、駆動開始から所定時間が経過するまでは、パンモータ４１に付与されるパルスレートが共振領域ＢCから外れるように制御する。
【００６６】
具体的には、駆動開始から所定時間が経過するまで、パンモータ４１に付与されるパルスレートが共振領域ＢCを超える最小のパルスレートＰVUとなるように制御して、パン方向への駆動をチルト方向への駆動よりも早く完了させ、パン方向への駆動が完了した後は、チルト方向への駆動のみを持続し、撮影方向の変更を完了させる。つまり、駆動開始から所定時間が経過するまでは、駆動速度ベクトルＶ2を、パンモータ４１が共振を起こす領域ａ1から外れるように、駆動速度ベクトルＶ3に変更するように制御することで、共振の発生、すなわち騒音許容限界レベルＳCを超える騒音の発生を回避する。
【００６７】
以下、共振の発生（ここでは、騒音許容限界レベルＳCを超える騒音の発生）を回避するための処理（以下、「共振回避処理」とも称する）の制御方法について説明する。
【００６８】
図９は、低速側のパンモータ４１に付与するパルスレートが共振周波数にある場合のモータ制御方法を説明するための図である。
【００６９】
図９では、図６と同様に、撮影方向を角度Ｐ0から角度Ｐ1まで移動させる場合における撮影方向の移動角度を、モータ４１，７０に与えるパルス数に変換して示した図である。なお、図９では、図６と同様に、角度Ｐ0に対応する点を原点として示しており、撮影方向の角度Ｐ1〜Ｐ3に対応する点も示している。また、図９では、横軸が、パンモータ４１に付与するパルス数、縦軸が、チルトモータ７０に付与するパルス数を示している。さらに、図９には、図６と同様に、撮影方向を角度Ｐ0から角度Ｐ1まで移動させる場合に必要なパンモータ４１に与えるパン−パルス数Ｐt、チルトモータ７０に与えるチルト−パルス数Ｔtを示している。
【００７０】
また、図９では、パン−パルス数とチルト−パルス数が積算されていく様子を表す軌跡（以下、「パルス積算軌跡」）Ｗ2，Ｗ3，Ｗ4を示している。
【００７１】
ここでは、撮影方向を角度Ｐ0から角度Ｐ1まで変更するとき、撮影方向の変更開始から変更終了まで、駆動速度ベクトルが図８に示す駆動速度ベクトルＶ2となるようにモータ４１，７０を駆動させると、パルス積算軌跡が軌跡Ｗ2となり、駆動速度ベクトルＶ2と同様な方向を向く。
【００７２】
ここで、上述したように、駆動速度ベクトルＶ2でモータ４１，７０を駆動させる際は、共振に起因した騒音が発生してしまう。そこで、共振の発生を避けるため、まず、撮影方向の変更に必要なパン−パルス数の付与が完了するまで、駆動速度ベクトルが図８に示す駆動速度ベクトルＶ3となるようにモータ４１，７０の駆動を制御し、撮影方向の変更に必要なパン−パルス数の付与が完了した後は、撮影方向の変更に必要なチルト−パルス数の付与が完了するまで、チルトモータ７０に対してパルスの付与が行われる。
【００７３】
つまり、まず、撮影方向の角度を角度Ｐ0から角度Ｐ2まで変更し、その後、撮影方向の角度を角度Ｐ2から角度Ｐ1まで変更することによって、撮影方向の角度を角度Ｐ0から角度Ｐ1まで変更する。このとき、パルス積算軌跡が軌跡Ｗ3となり、撮影方向の角度を角度Ｐ0から角度Ｐ2まで変更する際のパルス積算軌跡は、駆動速度ベクトルＶ3と同様な方向を向く。
【００７４】
換言すれば、駆動速度ベクトルＶ2と比較して、駆動速度ベクトルＶ3に設定した方が、パンモータ４１に付与するパルスレートが大きい（速い）ため、撮影角度が角度Ｐ2に達した時点で、パン方向への駆動が先に目標角度まで到達しているため、パンモータ４１による駆動を停止する。その後、チルトモータ７０のみが回動して、撮影角度が角度Ｐ2から角度Ｐ1に達した時点で、チルトモータ７０の駆動を停止する。
【００７５】
すなわち、例えば、チルト駆動量よりもパン駆動量の方が小さく、かつパンモータ４１のパン駆動速度制御値（ここでは、パン−パルスレート）が監視カメラ１０の機構的な共振領域内の値であるという条件（以下、「共振条件」とも称する）が満足される場合には、制御マイコン１３の制御下で、チルト駆動速度制御値に基づいたパルスを付与することでチルトモータ７０を駆動させるとともに、再設定されたパン駆動速度制御値に基づいたパルスを付与することでパンモータ４１を駆動させる。このとき、パンモータ４１によるパン駆動量分の駆動が完了した後に、チルトモータ７０によるチルト駆動量分の駆動が完了するように制御される。
【００７６】
さらに、換言すれば、パンモータ４１とチルトモータ７０の駆動開始から、パンモータ４１とチルトモータ７０のうちの一方（ここでは、パンモータ４１）による指定量分（ここでは、パン駆動量分）の駆動が完了する特定の時点まで、制御マイコン１３の制御下で、それぞれ、監視カメラ１０の機構的な共振領域外の値であるパン駆動速度制御値とチルト駆動速度制御値に基づいたパルスを付与することで、パンモータ４１とチルトモータ７０とを駆動させる。そして、特定の時点以降であって撮影方向が指定量だけ変更されるまでは、パンモータ４１とチルトモータ７０のうちの一方（ここでは、パンモータ４１）が停止状態となるように制御される。
【００７７】
このように、ここでは、撮影方向を、一旦、角度Ｐ0から角度Ｐ2まで変更し、その後、角度Ｐ2から角度Ｐ1まで変更する。よって、直接、角度Ｐ0から角度Ｐ1まで変更する場合と比べて、撮影方向が移動する軌跡は長くなる。しかし、撮影方向を、角度Ｐ0から角度Ｐ2を経由して角度Ｐ1まで変更する場合も、角度Ｐ0から角度Ｐ1まで直接変更する場合も、ともに、チルトモータ７０に対して、許容最大パルスレートＰHで、同回数のチルト−パルスが付与されるため、目標角度まで到達するまでに要する所要時間は同じになる。つまり、この例では、チルトモータ７０の駆動時間が、方向変更の全体を律速しているため、チルトモータ７０の駆動時間内であれば、パンモータ４１の駆動条件を変更しても、全体的な所要時間は変わらない。
【００７８】
以上では、低速側のパルスモータのパルスレートが共振領域にある場合は、共振に起因する騒音を抑制するために、低速側のパルスモータのパルスレートを共振領域を超える高速側にシフトしたが、例えば、パルスレートを共振領域を下回る低速側にシフトすることも考えられる。
【００７９】
具体的には、図８に示すように、例えば、駆動開始から所定時間が経過するまでは、パンモータ４１に付与されるパルスレートが共振領域ＢCから外れるように、駆動速度ベクトルＶ2を駆動速度ベクトルＶ3に変更する代わりに、駆動速度ベクトルＶ2を駆動速度ベクトルＶ4に変更することも可能である。この場合は、パンモータ４１にはパルスレートＰVLが付与されるため、パンモータ４１は共振を起こさない。
【００８０】
図９では、駆動速度ベクトルをＶ4に設定された場合のパルス積算軌跡Ｗ4を示している。ここでは、駆動速度ベクトルＶ4に設定された場合には、駆動速度ベクトルＶ2に設定された場合よりも、パンモータ４１のパルスレートが小さい（遅い）ため、撮影方向が角度Ｐ3に達した時点で、チルト方向への駆動が先に目標角度まで到達し、チルトモータ７０の駆動を停止する。その後、パンモータ４１のみが回動して、撮影方向が角度Ｐ3から角度Ｐ1に達した時点で、パンモータ４１の駆動を停止する。
【００８１】
このように、ここでは、撮影方向を、一旦、角度Ｐ0から角度Ｐ3まで変更し、その後、角度Ｐ3から角度Ｐ1まで変更した場合は、直接、角度Ｐ0から角度Ｐ1まで変更する場合と比べて、撮影方向が移動する軌跡は長くなる。そして、撮影方向を、角度Ｐ0から角度Ｐ3を経由して角度Ｐ1まで変更する場合は、角度Ｐ0から角度Ｐ1まで直接変更する場合よりも、角度Ｐ3から角度Ｐ1まで変更するのに要する時間だけ余計に時間を要してしまう。
【００８２】
つまり、撮影方向を変更する際に、低速側のパルスモータに付与するパルスレートが共振領域内にある場合は、低速側のパルスモータに付与するパルスレートを共振領域を避けるように、低速側にシフトすると、高速側にシフトする際と比較して、撮影方向の変更に要する時間が長くなってしまう。その結果、ユーザーが撮影方向の変更を指示してから撮影方向の変更が完了するまでの時間、すなわちタイムラグが大きくなってしまい、違和感を感ずるような操作性の悪い状態となる。
【００８３】
したがって、本実施形態に係る監視カメラシステム１では、上述したように、低速側のパルスモータに付与するパルスレートが共振領域内にある場合は、低速側のパルスモータに付与するパルスレートを共振領域を避けるように、高速側にシフトするような制御方法を採用している。
【００８４】
一方、低速側のパルスモータが共振領域内にない場合は、低速側のパルスモータに付与するパルスレートを再設定しない。つまり、例えば、チルト駆動量よりもパン駆動量の方が小さく、かつパン駆動速度制御値が監視カメラ１０の機構的な共振領域外の値であるという共振条件が満足されない所定の場合には、制御マイコン１３の制御下で、再設定されていないパン駆動速度制御値に基づいたパルスを付与することで、パンモータ４１が駆動されるとともに、チルト駆動速度制御値に基づいたパルスを付与することで、チルトモータ７０が駆動される。そして、このとき、パンモータ４１によるパン駆動量分の駆動、およびチルトモータ７０によるチルト駆動量分の駆動における駆動開始と駆動完了とがそれぞれ略同時となるように制御される。このような制御とすることで、共振が発生しない状況において、カメラの撮影方向をより高速で変更させることができる。
【００８５】
＜撮影方向の変更動作フロー＞
図１０から図１２は、撮影方向の変更動作フローを示すフローチャートを示している。この動作フローは、コントロール装置２０と、監視カメラ１０内の制御マイコン１３とが協働した制御によって、実行される。
【００８６】
ここでは、図４に示す操作画面ＤＳ上で、ユーザーが次の撮影方向（撮影方向の移動先）を指定すると、制御部２３を介して、図３に示す制御マイコン１３が、パン動作、およびチルト動作の回動角度、すなわち回動方向、回動量、総パルス数を取得・算出することができる。そして、制御マイコン１３が、図１０から図１２に示す撮影方向の変更動作フローを実行することで、モータドライバ１４，１５を介したモータ４１，７０の回動制御により、撮影方向の変更を行う。
【００８７】
なお、ここでは、例えば、ユーザーによる操作部２２の操作により、別途、撮影方向を高速で変更する高速モードや、低速で変更する低速モードなどを設定することにより、各モータ４１，７０のうち、高速で回動する方に付与されるパルスレート、すなわち駆動速度を指定することができる。この低速モードや高速モードで設定可能なパルスモータの駆動速度、すなわちパルスレートは、共振領域から外れた値となるように設定されている。
【００８８】
以下、図１０から図１２に示す撮影方向の変更動作フローについて説明する。
【００８９】
ステップＳ１では、ユーザーによって指示された撮影方向の移動先が移動可能な範囲内にあるか否かを判別する。ここでは、例えば、ユーザーが、図４に示す操作画面ＤＳ上で、カメラ移動範囲枠２５内にカーソルＣＲを設定して、移動させたい先（移動先）の撮影方向を指定した場合には、移動先が移動可能な範囲内にあるものとして、ステップＳ２に進む。一方、移動先が移動可能な範囲内にない場合には、本動作フローを終了し、ユーザーによる次回の移動先の指定が行われるまで待機する。
【００９０】
ステップＳ２では、パン動作とチルト動作の速度を設定するための設定ルーチンを呼び出して、図１１に示すパン・チルト速度設定動作フローを実行する。
【００９１】
図１１のステップＳ２１では、パン駆動量が、チルト駆動量よりも大きいか否かを判別する。ここでは、パン駆動量がチルト駆動量よりも大きい場合は、ステップＳ２２に進み、パン駆動量がチルト駆動量以下である場合は、ステップＳ２５に進む。
【００９２】
まず、ステップＳ２１からステップＳ２２に進んだ場合について説明する。
【００９３】
ステップＳ２２では、駆動量が大きな方であるパン動作の回動速度（パン駆動速度）を設定し、ステップＳ２３に進む。ここでは、パンモータ４１に付与するパルスレートを、ユーザーによって指定された駆動速度に相当するパルスレートに設定する。
【００９４】
ステップＳ２３では、下式（３）にしたがって、チルト方向への回動速度（チルト駆動速度）、すなわちチルトモータ７０に付与するパルスレートを設定し、ステップＳ２４に進む。
【００９５】
チルト駆動速度＝パン駆動速度×(チルト駆動量／パン駆動量)・・・（３）
【００９６】
ステップＳ２４では、図１２に示す共振回避処理フローを実施することで、ステップＳ２３で設定したパルスレートが、共振領域内にある場合には、上述した共振回避処理を行う。
【００９７】
図１２に示すステップＳ３１では、ステップＳ２３で設定したパルスレート（駆動速度）が共振領域内にあるか否かを判別する。ここでは、パルスレート（駆動速度）が共振領域内にある場合は、ステップＳ３２に進み、共振領域内にない場合は、共振回避処理フロー、およびパン・チルト速度設定動作フローを終了し、ステップＳ３に進む。
【００９８】
ステップＳ３２では、ステップＳ２３で設定したパルスレート（駆動速度）が共振領域から外れるように高速側のパルスレート（駆動速度）に再設定され、共振回避処理フロー、およびパン・チルト速度設定動作フローを終了し、ステップＳ３に進む。ここでは、例えば、パルスレートを図７に示すＰVUに置き換える。
【００９９】
つまり、パン駆動量よりもチルト駆動量の方が小さく、さらに、チルト動作のパルスレートが共振領域内の値である場合、制御マイコン１３が、チルト駆動速度制御値を共振領域外の値に再設定する。具体的には、チルト−パルスレートを共振領域の最大値を超える値ＰVUに再設定する。
【０１００】
次に、ステップＳ２１からステップＳ２５に進んだ場合について説明する。
【０１０１】
ステップＳ２５では、駆動量が大きな方であるチルト動作の回動速度（チルト駆動速度）を設定し、ステップＳ２６に進む。ここでは、チルトモータ７０に付与するパルスレートを、ユーザーによって指定された駆動速度に相当するパルスレートに設定する。
【０１０２】
ステップＳ２６では、下式（４）にしたがって、パン方向への回動速度（パン駆動速度）、すなわちパンモータ４１に付与するパルスレートを設定し、ステップＳ２７に進む。
【０１０３】
パン駆動速度＝チルト駆動速度×(パン駆動量／チルト駆動量)・・・（４）。
【０１０４】
ステップＳ２７では、ステップＳ２４と同様に、図１２に示す共振回避処理フローを実施することで、ステップＳ２６で設定したパルスレートが、共振領域内にある場合には、上述した共振回避処理を行う。
【０１０５】
図１２に示すステップＳ３１では、ステップＳ２６で設定したパルスレート（駆動速度）が共振領域内にあるか否かを判別する。ここでは、パルスレート（駆動速度）が共振領域内にある場合は、ステップＳ３２に進み、共振領域内にない場合は、共振回避処理フロー、およびパン・チルト速度設定動作フローを終了し、ステップＳ３に進む。
【０１０６】
ステップＳ３２では、ステップＳ２６で設定したパルスレート（駆動速度）が共振領域から外れるように高速側のパルスレート（駆動速度）に再設定され、共振回避処理フロー、およびパン・チルト速度設定動作フローを終了し、ステップＳ３に進む。ここでは、例えば、パルスレートを図７に示すＰVUに置き換える。
【０１０７】
つまり、チルト駆動量よりもパン駆動量の方が小さく、さらに、パン−パルスレートが監視カメラ１０の機構的な共振領域内の値である共振条件が満足される場合には、制御マイコン１３が、パン動作の駆動速度制御値（パン−パルスレート）を共振領域外の値（再設定速度制御値）に再設定する。具体的には、パン−パルスレートを監視カメラ１０の機構的な共振領域の最大値を超える値ＰVUに再設定する。
【０１０８】
ステップＳ３では、パン動作、およびチルト動作の動作エラーを検出するためのタイマ（エラータイマ）を設定して、開始させる。ここでは、撮影方向を目標角度まで移動させるのに要する時間（移動所要時間）を、各駆動量、各パルスレートから算出し、例えば、移動所要時間の２倍の時間をエラー時間とし、駆動開始からエラー時間が経過するまでのカウントを開始させる。
【０１０９】
ステップＳ４では、パン動作、およびチルト動作に対する各パルスレートおよび各総パルス数を指定して、各モータ４１，７０の駆動を開始させるコマンドを各モータドライバ１４，１５に送信し、各モータ４１，７０の駆動を開始させ、ステップＳ５に進む。
【０１１０】
ステップＳ５では、各モータ４１，７０の駆動が完了したか否かを判別する。ここでは、制御マイコン１３が、各モータドライバ１４，１５から、指定したパルス数の駆動が完了したことを示す信号（以下、「駆動完了信号」）が返信されてくるのを待ち、制御マイコン１３が駆動完了信号を受信していなければ、ステップＳ６に進み、駆動完了信号を受信すれば、撮影方向の変更動作フローを終了する。
【０１１１】
ステップＳ６では、エラータイマがオーバーしたか否かを判別する。ここでは、エラータイマの開始からエラー時間が経過したか否かを判別し、エラー時間が経過していなければ、エラータイマがオーバーしていないものとみなして、ステップＳ５に戻る。一方、エラー時間が経過していれば、エラータイマがオーバーしたものとみなして、ステップＳ７に進む。
【０１１２】
ステップＳ７では、エラー処理を行い、撮影方向の変更動作フローを終了する。なお、ここで、エラー処理とは、ユーザーによる撮影方向の指示に拘わらず、撮影方向を正面方向に戻し、次回の撮影方向が指示されるのを待機する状態、いわゆる、初期状態に戻す処理である。つまり、ここでは、制御マイコン１３が、駆動完了信号が送信されてくるのを待ち、駆動完了信号を受信するよりも先に、エラータイマがオーバーとなれば、撮影方向の変更動作に異状が発生したものと判断して、エラー処理を行うのである。
【０１１３】
以上のように、本実施形態に係る監視カメラシステム１では、例えば、撮影方向を指定量だけ変更する際、チルト駆動量よりもパン駆動量の方が小さく、かつパン−パルスレートが、監視カメラ１０の機構的な共振領域内にある場合には、パン−パルスレートを共振領域外の値（ここでは、共振領域の最大値を超える値ＰVU）に再設定する。そして、チルト−パルスレートに基づいたパルスが付与されることで、チルトモータ７０が駆動させるとともに、再設定されたパン−パルスレートに基づいたパルスが付与されることで、パンモータ４１が駆動される。このとき、パンモータ４１によるパン駆動量分の駆動が完了した後に、チルトモータ７０によるチルト駆動量分の駆動が完了する。その結果、共振による騒音を抑制しつつ、カメラの撮影方向を高速で変更させることができる。
【０１１４】
換言すれば、撮影方向を変更する際、パンモータ４１とチルトモータ７０の駆動開始から、一方のモータ（ここでは、パンモータ４１）の駆動が完了する特定の時点までは、パンモータ４１とチルトモータ７０にそれぞれ付与されるパルスレートが、共振領域外の値となるようにして、パンモータ４１とチルトモータ７０とを駆動させる。そして、一方のモータの駆動が完了する特定の時点以降であって、指定量分の撮影方向の変更が完了するまで、パンモータ４１とチルトモータ７０のうち一方（ここでは、パンモータ４１）を停止させるように制御する。その結果、共振による騒音を抑制しつつ、カメラの撮影方向を高速で変更させることができる。
【０１１５】
＜変形例＞
以上、この発明の実施形態について説明したが、この発明は上記説明した内容のものに限定されるものではない。
【０１１６】
◎例えば、上述した実施形態では、撮影方向を変更する首振り機構４０にパルスモータを用いたが、これに限られるものではなく、例えば、トラス式アクチュエータなど、他の駆動手段を用いても良い。なお、トラス式アクチュエータとしては、例えば、特開２００１−５４２８９号公報に示されているものがあり、以下、そのトラス式アクチュエータを含む首振り機構４０Ａ、および共振領域などについて説明する。
【０１１７】
図１３は、トラス式アクチュエータを使用した首振り機構４０Ａを説明するための図である。
【０１１８】
図１３に示すように、首振り機構４０Ａでは、２個のトラス式アクチュエータ１００，１０１が用いられており、一方はパン動作用であり、他方はチルト動作用である。チルト動作用のトラス式アクチュエータ１００は、チルトロータ１２６とチルトロータ１２６を回動自在に支持するチルトステータ１２２とを備え、パン動作用のトラス式アクチュエータ１０１は、パンロータ１３６とパンロータ１３６を回動自在に支持するパンステータ１３２を備えて構成される。トラス式アクチュエータ１００，１０１の構成は、図１４で示すが、チルト動作用およびパン動作用ともに同じ構成のものが使用されている。
【０１１９】
撮像ユニット部６０は、図２で示す撮像ユニット部６０と同じものである。撮像ユニット部６０とチルトロータ１２６は、支柱６２で結合されているので、チルトロータ１２６の回動により、撮像ユニット部６０は、Ｔ軸（チルト回動軸）の回りを回動する。また、チルトステータ１２２は、チルトロータ１２６が固定される他端側が、パンロータ１３６に対して固定されている。したがって、パンロータ１３６の回動にともない、撮像ユニット部６０とチルト動作用のトラス式アクチュエータ１００とが一体となって、Ｐ軸（パン回動軸）の回りを回動する。また、パンステータ１３２は、監視カメラ１０のハウジング部１１などに固定されている。
【０１２０】
図１４は、トラス式アクチュエータ１００の構成と動作原理を示す図である。なお、上述したようにトラス式アクチュエータ１００，１０１は同様な構成、動作原理となっているため、ここでは、チルト動作用のトラス式アクチュエータ１００を例にとって説明する。図１４（ａ）は、トラス式アクチュエータ１００の断面図であり、さらに、図１４（ｂ）は、図１４（ａ）に示すトラス式アクチュエータ１００を線分Ｃ−Ｃで切った断面図を示している。
【０１２１】
トラス式アクチュエータ１００は、第１および第２圧電素子（変位素子）８２，８３、チップ部材（被変位部材）８４、ベース部材８５、ロータ（被駆動部材）８６、加圧ばね（第１の加圧部材）８７、剛球９４、および、圧接ばね（第２の加圧部材）８９’を備えて構成される。
【０１２２】
駆動ユニット１２０は、第１および第２圧電素子８２，８３、チップ部材８４、およびベース部材８５で構成される。圧接部材１３０は、剛球９４および圧接ばね８９’で構成される。チップ部材８４とロータ８６（ここでは、チルトロータ１２６）とが当接する部分のロータ回動軸８６ａに対して軸対称な位置に、剛球９４とロータ８６とが当接する部分があり、剛球９４は基台９２に対しロータ８６の径方向に移動可能に保持されている。
【０１２３】
剛球９４は、ロータ８６に対して圧接ばね８９’により圧接されている。圧接ばね８９’は、例えば、圧縮コイルばねであり、一端が基台９２に当接し、他端が剛球９４に当接している。剛球９４および圧接ばね８９’は、ロータ８６に圧接する方向を規制するため、その周囲が規制部材９５によって囲まれており、−方向に荷重がかかるように設定されている。
【０１２４】
チップ部材８４がロータ８６を圧接する力と、剛球９４がロータ８６を圧接する力とは略均衡し、ロータ８６のロータ回動軸８６ａおよび軸受部分に対して一方向の荷重が働かないように圧接ばね８９’の付勢力が設定される。また、剛球９４とロータ８６との間に生じる摩擦力は、アクチュエータの駆動力の抵抗となるため、できるだけ低くする方が好ましい。
【０１２５】
剛球９４の材料としては、摩擦に強い材料が好ましく、ステンレス、あるいはＳＵＪ２（高炭素クロム軸受鋼鋼材）などのポールベアリングに用いられる剛球を使用することが好ましい。剛球９４は、球体であるため、ロータ８６と転がり接触をし、摩擦係数が小さく設定されている。このように、回転可能な剛球９４が、圧接ばね８９’によってロータ８６に圧接されているため、ロータ８６の回動運動を妨げることなく剛球９４をロータ８６に圧接させることができ、ロータ回動軸８６ａに対する負荷を軽減することができる。
【０１２６】
次に、アクチュエータによるロータ８６の回動原理について説明する。第１および第２圧電素子８２，８３に対してそれそれ所定の位相差を有する駆動信号を印加することにより、各圧電素子８２，８３が異なった位相で駆動され、各圧電素子８２，８３の交点に設けられたチップ部材８４が所定の楕円軌道（円軌道を含む）を描くように駆動される。
【０１２７】
そして、チップ部材８４が所定の楕円軌道を描くように駆動されている間、一定の区間でチップ部材８４がロータ８６の内側の面（内周面）に接触し、チップ部材８４とロータ８６の内周面との間に作用する摩擦カにより、ロータ８６が所定方向に回動される。また、駆動信号の位相のずれ方向を逆にすることによりチップ部材８４の駆動を示す楕円軌道の方向が逆転し、ロータ８６の回動を逆転させることができる。
【０１２８】
ここで、ロータ８６の回動速度を変化させる方法としては色々あるが、本変形例では駆動信号を与える時間と休止の時間の比率（以下、「デューティ比」）を変化させる間欠駆動の方法を採用しているものとする。なお、ここでは、デューティ比が、撮影方向のパンおよびチルト方向への駆動速度を制御する値（駆動速度制御値）となる。
【０１２９】
図１５は、トラス式アクチュエータに与える駆動信号のデューティ比と騒音との関係を例示する模式図である。図１５では、横軸をデューティ比として示しており、単位として、百分率（％）を用いて表している。ここで、デューティ比が１００％である状態とは、休止なしに駆動信号が出されている状態であり、このとき、ロータ８６の回動速度（駆動速度）が最高速度となる。また、デューティ比が５０％の状態とは、駆動信号の出ている、すなわちロータ８６に駆動力が伝達されている時間が５０％である状態である。よって、デューティ比の数値が小さくなるほど、駆動信号の出ている時間が短くなり、ロータ８６の回動速度が遅くなる。
【０１３０】
つまり、図１５では、縦軸が騒音レベルを示しており、横軸が間欠駆動の比率（デューティ比）を示している。すなわち、図１５は、間欠駆動の比率と騒音レベルとの関係を示している。
【０１３１】
図１５に示すように、デューティ比＝ａ（％）付近の騒音レベルを示す曲線のピークは、間欠運動の間隔が、人の可聴帯域のピークと一致するところであり、デューティ比＝ａ（％）から離れるにつれて騒音レベルは減少する傾向にある。また、デューティ比＝ｂ（％）付近に示す騒音レベルを示す曲線のピークは、ロータ８６を含む回動機構が持つ固有の振動周波数に起因して、周辺の部材（監視カメラ１０の設けられる各部材）と共振することによって発現するものである。
【０１３２】
ここで、上述した実施形態と同様に騒音許容限界レベルをＳCとすると、図１５に示すデューティ比がＬ（％）よりも大きくＵ（％）未満の範囲（以下、「騒音発生領域」）内では、騒音レベルが騒音許容限界レベルＳCを超えるため、騒音発生領域を外して、デューティ比を設定するように設計しなければならない。
【０１３３】
このように、パルスモータに限らず、他のアクチュエータを使用する場合においても、アクチュエータ自体、または、アクチュエータと機器との間で共振を起こして、騒音が大きくなる領域（共振領域）が存在する。そして、このような共振領域を挟んだ領域でデューティ比を設定しつつ、アクチュエータを使用する場合があり得る。このような場合は、上記実施形態と同様に、低速側のアクチュエータのデューティ比が、共振領域内にあるときには、低速側のアクチュエータのデューティ比を、共振領域の上限の値を超える値に再設定する共振回避処理を行うことで、上記実施形態と同様な効果を得ることができる。
【０１３４】
◎また、上述した実施形態では、撮影方向を変更する際に、パン動作とチルト動作とを同時に開始させたが、これに限られるものではなく、低速側のパルスモータの駆動速度を共振を起こさせないように、高速側にシフトした場合は、低速側のパルスモータの駆動時間が、高速側のパルスモータの駆動時間よりも短くなるため、例えば、高速側のパルスモータの駆動が開始した後に、低速側のパルスモータの駆動を開始するようにして、低速側のパルスモータの駆動を、高速側のパルスモータの駆動時間内に終了するようにしても良い。
【０１３５】
つまり、例えば、チルト駆動量よりもパン駆動量の方が小さく、かつパン−パルスレート（パン駆動速度制御値）が監視カメラ１０の機構的な共振領域内の値である共振条件が満足される場合には、パン−パルスレートを共振領域外の値（再設定速度制御値）に再設定し、チルトモータ７０によるチルト駆動量分の駆動期間内に、パンモータ４１によるチルト駆動量分の駆動が行われるように制御されるようにすれば良い。このような構成としても、撮影方向を変更するために要する時間が長くなることがなく、共振による騒音を抑制しつつ、カメラの撮影方向を高速で変更させることができる。
【０１３６】
しかし、例えば、パン−パルスレートを共振領域外の値に再設定した場合に、上述した実施形態のように、パンモータ４１とチルトモータ７０との駆動を同時に開始することなく、チルトモータ７０の駆動中に、パンモータ４１の駆動を開始、終了させるとすれば、パンモータ４１の駆動開始・終了時刻の決定処理に、ある程度煩雑な計算が必要となる。よって、パンモータ４１とチルトモータ７０とを単に略同時に駆動開始させ、途中で、パンモータ４１の駆動を完了させる方が、容易に、共振による騒音を抑制しつつ、カメラの撮影方向を高速で変更させることができる。
【０１３７】
◎また、上述した実施形態では、パンとチルトの２方向に撮影方向を変更可能としていたが、これに限られるものではなく、例えば、２以上の駆動手段で種々の方向に撮影方向を変更可能とするものでも良い。
【０１３８】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載の発明によれば、第１と第２の駆動手段によって、撮像装置本体に対する撮像手段の相対角度を変化させて撮影方向を指定量だけ変更する際、第２の駆動手段の第２の駆動量よりも第１の駆動手段の第１の駆動量の方が小さく、かつ第１の駆動手段の第１の駆動速度制御値が撮像装置の機構的な共振領域内の値であるという条件を満足する場合には、第１の駆動速度制御値を共振領域外の値に再設定し、第２の駆動手段による駆動期間内に、第１の駆動手段を第１の駆動量分だけ駆動させるため、共振による騒音を抑制しつつ、カメラの撮影方向を高速で変更させることができる。
【０１３９】
また、請求項２に記載の発明によれば、第２の駆動手段の第２の駆動量よりも第１の駆動手段の第１の駆動量の方が小さく、かつ第１の駆動手段の第１の駆動速度制御値が撮像装置の機構的な共振領域内の値であるという条件を満足する場合には、第２の駆動速度制御値に基づいて第２の駆動手段を駆動させるとともに、再設定された駆動速度制御値に基づいて第１の駆動手段を駆動させ、第１の駆動手段による第１の駆動量分の駆動が完了した後に、第２の駆動手段による第２の駆動量分の駆動が完了するため、容易に、共振による騒音を抑制しつつ、カメラの撮影方向を高速で変更させることができる。
【０１４０】
また、請求項３に記載の発明によれば、第２の駆動手段の第２の駆動量よりも第１の駆動手段の第１の駆動量の方が小さく、かつ第１の駆動手段の第１の駆動速度制御値が撮像装置の機構的な共振領域内の値であるという条件が満足されない場合には、第２の駆動速度制御値に基づいて第２の駆動手段を駆動させるとともに、第１の駆動速度制御値に基づいて第１の駆動手段を駆動させ、第１の駆動手段による第１の駆動量分の駆動、および第２の駆動手段による第２の駆動量分の駆動における駆動開始と駆動完了とがそれぞれ略同時となるため、共振が発生しない状況において、カメラの撮影方向をより高速で変更させることができる。
【０１４１】
また、請求項４に記載の発明によれば、第２の駆動手段の第２の駆動量よりも第１の駆動手段の第１の駆動量の方が小さく、かつ第１の駆動手段の第１の駆動速度制御値が撮像装置の機構的な共振領域内の値であるという条件が満足される場合には、第１の駆動速度制御値を共振領域の最大値を超える値に再設定するため、共振による騒音を抑制しつつ、カメラの撮影方向をより高速で変更させることができる。
【０１４２】
また、請求項５に記載の発明によれば、撮影方向を変更する駆動手段として、パルスモータを用いるため、撮影方向の変更を簡単に制御することができる。
【０１４３】
また、請求項６に記載の発明によれば、駆動速度制御値をパルスモータに付与するパルスレートとすることで、撮影方向の変更を簡単かつ確実に制御することができる。
【０１４４】
また、請求項７に記載の発明によれば、第１と第２の駆動手段によって、撮像装置本体に対する撮像手段の相対角度を変化させて撮影方向を指定量だけ変更する際、第１と第２の駆動手段の駆動開始から特定の時点までは、第１と第２の駆動手段の駆動速度制御値が、撮像装置の機構的な共振領域外の値となるようにして、第１と第２の駆動手段を駆動させ、特定の時点以降であって指定された撮影方向の変更が完了するまでは、第１と第２の駆動手段のうち一方が停止状態となるように制御するため、共振による騒音を抑制しつつ、カメラの撮影方向を高速で変更させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る監視カメラシステムの概要を示す図である。
【図２】 監視カメラの首振り機構を説明するための図である。
【図３】 首振り機構の駆動に係る機能構成を示すブロック図である。
【図４】 撮影方向を変更するための操作画面を示す図である。
【図５】 撮影方向の移動角度を示す図である。
【図６】 撮影方向の移動角度をモータに与えるパルス数で変換して示した図である。
【図７】 モータに与えるパルスレートと騒音レベルとの関係を示す図である。
【図８】 パンおよびチルトモータに与えるパルスレートの組合せと共振との関係を示す図である。
【図９】 低速側のモータのパルスレートが共振領域にかかる場合のモータ制御法を説明するための図である。
【図１０】 撮影方向の変更動作フローを示すフローチャートである。
【図１１】 撮影方向の変更動作フローを示すフローチャートである。
【図１２】 撮影方向の変更動作フローを示すフローチャートである。
【図１３】 トラス式アクチュエータを使用した首振り機構を説明するための図である。
【図１４】 トラス式アクチュエータの構成を示す図である。
【図１５】 トラス式アクチュエータに与える駆動信号のデューティ比と騒音との関係を示す図である。
【符号の説明】
１ 監視カメラシステム
１０ 監視カメラ
１３ 制御マイコン
２０ コントロール部
２２ 操作部
４０，４０Ａ 首振り機構
４１ パンモータ
７０ チルトモータ
１００，１０１ トラス式アクチュエータ
Claims (7)
- 撮像装置本体に対する撮像手段の相対角度を、第１の方向に変化させる第１の駆動手段と、第２の方向に変化させる第２の駆動手段とを有する撮像装置であって、
前記第１と第２の駆動手段の駆動を制御する制御手段と、
前記相対角度の変化によって撮影方向を指定量だけ変更させる指示を行う指示手段と、
前記指示手段による指示に基づいて、前記第１の駆動手段に対する第１の駆動量と第１の駆動速度制御値とを設定するとともに、前記第２の駆動手段に対する第２の駆動量と第２の駆動速度制御値とを設定する設定手段と、
を備え、
前記設定手段は、
1) 前記第２の駆動量よりも前記第１の駆動量の方が小さく、かつ
2) 前記第１の駆動速度制御値が前記撮像装置の機構的な共振領域内の値である、
という共振条件が満足される場合には、前記第１の駆動速度制御値を前記共振領域外の再設定速度制御値に再設定し、
前記共振条件が満足される場合には、前記制御手段が、前記第２の駆動手段を前記第２の駆動速度制御値に基づいて駆動させるとともに、前記第１の駆動手段を前記再設定速度制御値に基づいて駆動させ、前記第２の駆動手段による前記第２の駆動量分の駆動期間内に、前記第１の駆動手段による前記第１の駆動量分の駆動が行われるように制御することを特徴とする撮像装置。 - 請求項１に記載の撮像装置であって、
前記制御手段が、
前記共振条件が満足される場合には、前記第２の駆動手段を前記第２の駆動速度制御値に基づいて駆動させるとともに、前記第１の駆動手段を前記再設定速度制御値に基づいて駆動させ、前記第１の駆動手段による前記第１の駆動量分の駆動が完了した後に、前記第２の駆動手段による前記第２の駆動量分の駆動が完了するように制御することを特徴とする撮像装置。 - 請求項１または請求項２に記載の撮像装置であって、
前記制御手段は、
前記共振条件が満足されない場合には、前記第１の駆動手段を前記第１の駆動速度制御値に基づいて駆動させるとともに、前記第２の駆動手段を前記第２の駆動速度制御値に基づいて駆動させ、前記第１の駆動手段による前記第１の駆動量分の駆動、および前記第２の駆動手段による前記第２の駆動量分の駆動における駆動開始と駆動完了とが略同時となるように制御することを特徴とする撮像装置。 - 請求項１から請求項３のいずれかに記載の撮像装置であって、
前記設定手段が、
前記共振条件が満足される場合には、前記再設定速度制御値として、前記共振領域の最大値を超える値を再設定することを特徴とする撮像装置。 - 請求項１から請求項４のいすれかに記載の撮像装置であって、
前記第１と第２の駆動手段が、
第１と第２のパルスモータであることを特徴とする撮像装置。 - 請求項５に記載の撮像装置であって、
前記第１と第２の駆動速度制御値が、
前記第１と第２のパルスモータにそれぞれ付与する第１と第２のパルスレートであることを特徴とする撮像装置。 - 撮像装置本体に対する撮像手段の相対角度を、第１の方向に変化させる第１の駆動手段と、第２の方向に変化させる第２の駆動手段とを有する撮像装置であって、
前記第１と第２の駆動手段の駆動を制御する制御手段と、
前記相対角度の変化によって撮影方向を指定量だけ変更させる指示を行う指示手段と、
を備え、
前記制御手段が、
前記撮影方向を前記指定量だけ変更させる際に、前記第１と第２の駆動手段の駆動開始から特定の時点まで、前記第１と第２の駆動手段とを、それぞれ、前記撮像装置の機構的な共振領域外の値である第１と第２の駆動速度制御値に基づいて駆動させ、前記特定の時点以降であって前記撮影方向が前記指定量だけ変更されるまでは、前記第１と第２の駆動手段のうち一方が停止状態となるように制御することを特徴とする撮像装置。
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