JP3821121B2

JP3821121B2 - 撮影装置

Info

Publication number: JP3821121B2
Application number: JP2003357373A
Authority: JP
Inventors: 博田中; 真一中川; 光森田; 洋斎藤
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 2003-10-17
Filing date: 2003-10-17
Publication date: 2006-09-13
Anticipated expiration: 2023-10-17
Also published as: JP2005123931A

Description

本発明は、撮影装置に係り、無線タグが付与された撮影対象者(物)等の被写体を撮影し、映像情報として取得するための撮影装置に関する。

詳しくは、無線タグが付与された幼稚園や老人ホームにいる撮影対象となる子供や高齢者の保護者が、保護者宅やネットワークを介して映像を見ることができる場所において、当該保護者に関わる園児や高齢者等の撮影対象の映像を取得してモニタするための無線タグ利用映像システムにおいて、撮影対象の被写体を撮影するための撮影装置に関する。

図９は、従来の撮影装置の構成を示す。

同図（ａ）に示すように、従来の映像システムは、カメラ１０、受信機２０、受信機２０に設けられている受信アンテナ３０、被写体に付与された無線タグ４０から構成される。

同図（ｂ）は、カメラ１０及び受信機２０を正面から見た場合を示している。

無線タグ４０は、電池内蔵のアクティブタグであり、受信機２０との設定可能距離は概ね１０ｍ程度のものである。

カメラ１０と受信機２０は、部屋のコーナ等に設置され、カメラ１０は、同図（ａ）において、αで示されるカメラ視野範囲を撮影することが可能である。また、受信アンテナ３０は、βで示される範囲で無線タグ４０からの信号を受信することが可能である。受信アンテナ３０は、基本的にオムニアンテナ（無指向性アンテナ）を使用している。当該オムにアンテナの他に種々のアンテナが考えられるが、例えば、アンテナそのものに指向性を持たせて特定方向のみ検出する方法では、適用対象毎にアンテナの設計製造が必要となるという問題がある。また、パラボラアンテナを用いる場合には、アンテナの設計、製造とともに、フィーダの設定等、実装上の問題がある。

上記のような構成において、受信機２０が、無線タグ４０から送信されるタグＩＤを受信した場合に、カメラ１０及び受信機２０に接続されるコンピュータにおいて、カメラで撮像されたカメラ映像と、タグＩＤとを対応付けて記録する、または、利用者に対して発信することが可能である(例えば、特許文献１、２参照)。

また、受信機と受信範囲（無線タグからの距離）の調整を行う場合には、受信アンテナと受信機の間に減衰器を挿入し、機械的に調整している。

また、動く被写体については、取り漏らしがないように、複数台のカメラと受信機を用いて、当該被写体の動く領域を視野角として網羅するように複数台のそれぞれのカメラの向き、視野角度及びそれに対応する受信機の受信範囲を調整することにより取得している。

また、動く被写体に対して、追尾する追跡映像システムがある。これらは基本的に画像情報からその色相等の特徴抽出（服装を利用）を行い、それをベースに被写体識別、映像追跡を行うものである。従って、画像処理の負荷が大きい、服装等が変わったときには、再度特徴抽出を行うという事前処理が必要となる（例えば、特許文献３、特許文献４参照）。

また、被写体に赤外ＬＥＤを設置し、その撮影が面上の位置からこの位置を常に画面中央とするようにカメラを追尾させる方法も提案されている（特許文献５参照）。しかしこの方法では、複数の被写体があったときにはそれらを識別するためには波長の異なるＬＥＤを用いると共に、撮影画像内でもそれらを識別する手段を具備させる必要があり、構成が複雑になる可能性が高い。
特開２００３−６１０８３号公報特開２００３−１２５３８２号公報特開２０００−３４８１８１号公報特開２００１−１６９１６９号公報特開２０００−１６５８５０号公報

しかしながら、上記の図９に示す従来の撮影装置では、部屋のコーナなどの２方向の壁がある場所に設置されている場合には、受信範囲とカメラの視野範囲を一致させることにより、大きな影響はないが、屋外や、体育館の中央位置等の前後左右に開放された場所や一方のみが壁面になっている場所での利用は、図９（ａ）に示すように、カメラの視野範囲αと、受信機の無線タグ受信範囲βとでは、大きく乖離しており、受信機がタグＩＤを受信した場合でも、カメラの視野範囲α≦無線タグ受信範囲βであるため、被写体がカメラの視野範囲に入っていないにもかかわらず受信機には無線タグから送信されるタグＩＤを受信してしまうという問題がある。このため、受信機で無線タグからタグＩＤを受信した場合には、カメラ視野範囲に当該無線タグを有する被写体が映っていなくても、映像閲覧ユーザに当該無線タグに該当する映像として送信されたり、当該無線タグに対応する映像として蓄積されてしまうことがある。

また、従来のシステムでは、受信機は無線タグからの受信信号の強度検出機能を持たないために、無線タグから送信されるタグＩＤの「受信可／受信不可」の２値でしか判定できず、このため、受信機の受信範囲の調整手段としては、受信機の感度調整(例えば、受信機の受信回路とアンテナの間に減衰器を挿入する等の物理的な調整)を行う必要がある。仮に、受信感度を調整する手段を設けたとしても、被写体とカメラ（受信機）の距離に関する情報が得られない。よって、無線タグがカメラから遠い位置にあった場合、被写体映像は小さすぎ、また、無線タグがカメラに接近しすぎている位置にあった場合、被写体映像は大きすぎるため、ピントが合った有効な映像のみを取得することが困難である。

また、動く被写体の映像を取得する場合に、被写体の移動範囲がカメラの視野範囲に比べて広い場合には、カメラ、受信機を複数設置する必要があり、被写体の動きによってカメラ映像の選択・切り替えが必須となり、このため、カメラ視点の変化から映像の不連続性は不可避であるという問題がある。さらに、複数のカメラ、受信機を設置することから装置コストと共に設置場所の確保、電源確保、設置施工が面倒でもある。

また、従来の追跡映像システムでは、無線タグが用いられておらず、画像の処理により特徴量の抽出を行い、複数の被写体の中から特定の被写体を識別しているため処理の複雑さ、処理時間がかかるという問題がある。

本発明は、上記の点に鑑みなされたもので、カメラの視野範囲と受信機の無線タグの受信範囲を略一致させ、目標とする無線タグが付与された被写体のカメラ映像を確実に取得することを可能とし、また、複数のカメラ・受信機を用いなくても被写体の動きに合わせてカメラ映像を取得することが可能な撮影装置を提供することを目的とする。

本発明は、カメラにより撮影された無線タグを有する被写体の映像を、該無線タグのタグＩＤに基づいて、配信または、蓄積する無線タグ利用映像システムにおける撮影装置であって、
無線タグを有する被写体の映像を撮影するカメラと、無線タグから送信される電波を受信する受信アンテナと、該受信アンテナの周囲に設けられ、該受信アンテナの電波受信方向を開口方向とした、無線タグから送信される電波の受信範囲を制限するためのＶ字状の遮蔽板と、該受信アンテナを介して該無線タグからのタグＩＤを受信すると共に、電波の受信強度を検出する受信機とを構造的に一体化したカメラ・受信機部と、
カメラ・受信機部を載置し、受信機が受信した受信強度に基づいて、該受信強度が常に最大となるように回転を調整する回転調整手段を有する回転テーブル装置と、
を有し、
回転調整手段は、
被写体と受信機（カメラ）との距離範囲、該被写体の動く速度、該被写体の動く頻度の範囲毎に、ステップ値及びステップ頻度が複数設定されているテーブルから選択されたステップ値及びステップ頻度に基づいて回転テーブルを回転させる手段を含む。

本発明は、受信機の無線タグからの受信範囲を制限するために、受信機の受信アンテナの周囲に遮蔽版を設けることにより、カメラの視野角と受信機で捉える無線タグからの受信信号の領域とを一致させることができるため、目標とする無線タグを有する被写体の映像を確実に取得することができる。

これに加えて、被写体を識別し、回転テーブルにより受信機と一体となったカメラを回転させることにより、被写体の移動にカメラが追従するため、被写体の追跡映像を取得することができる。

さらに、受信機が受ける受信強度に基づいて、カメラをズーム駆動を連動させることにより、被写体とカメラの距離変化があっても、映像中に置ける被写体の大きさを確保できる。

上記により、１台の装置で被写体の動きに対応して映像を取得することができ、設置場所、設置コストの問題を回避できると共に、カメラ視点の変化から映像の不連続性を回避でき、人間が見るような滑らかな映像を取得することができる。

以下、図面と共に、本発明の一実施の形態を説明する。

図１は、本発明の一実施の形態における撮影装置の構成（上面図）を示す。同図に示すように、撮影装置は、受信アンテナ３０を中心として、シールドプレート５０がＶ字型に囲むように設けられ、Ｖ字の設定角度は、カメラ１０の視野に応じて調整可能である。例えば、カメラの視野範囲αと無線タグ４０からの電波を受信する受信範囲βの領域を略一致させる（α≒β）、または、受信範囲βをカメラ視野範囲α内になる（α≧β）ように調整することができる。なお、シールドプレート５０の開口角度の調整は、予め人為的にカメラの視野範囲に合わせて調整するものとする。また、シールドプレート５０の材質としては、例えば、アルミ板やアルミメッシュ等を用いることができるが、目的としない電波を遮る材質であればよい。

図２は、本発明の一実施の形態における撮影装置の構成図（断面図）である。同図は、図１における撮影装置を横から見た場合を示しており、受信アンテナ３０及びシールドプレート５０を有する受信機２０とカメラ１０が一体的に構成されており、回転テーブル７０上に載置されている。

カメラ１０は、ズーム機能を有し、受信機２０から受信強度を取得すると、所定の値より低い場合には、ズーミングを行う。

図３は、本発明の一実施の形態における受信機の構成を示す。

同図に示す受信機２０は、受信アンテナ３０を介して電波を取得する電波受信部２１、取得した電波から無線タグ４０のタグＩＤと受信強度を検出するタグＩＤ・受信強度検出部２２、検出したタグＩＤ及び受信強度をカメラ１０及び回転テーブル７０に転送し、カメラ１０へのズーミングや回転テーブル７０の回転駆動のための受信強度を送るカメラ・テーブル制御部２３から構成される。

カメラ１０は、ズーム機能を有し、受信機２０から受信強度を取得すると、所定の値より低い場合には、ズーミングを行う。図４は、本発明の一実施の形態におけるカメラの構成を示す。同図に示すカメラ１０は、レンズ１４、受信機２０からの受信強度を入力する受信強度入力部１１、受信強度と倍率の対応関係が記録されているメモリ内の倍率テーブル１３と、入力された受信強度に基づいて倍率テーブル１３を参照して取得した倍率に基づいてレンズ１４のズーミングを行う倍率調整部１２とを有する。

図５は、本発明の一実施の形態における回転テーブルの構成を示す。

回転テーブル７０は、受信機２０からのタグＩＤと受信強度が入力される受信強度入力部７１、予め受信強度と、無線タグ４０が設定された被写体と受信機（カメラ）の距離範囲、被写体の動く速度、その頻度を考慮してステップ値及びステップ頻度が設定されているステップテーブル７２、受信強度入力部７１から入力されたタグＩＤの受信強度の大小及び変化の頻度に基づいて、ステップテーブル７２のステップ値に基づいて、ステップトラック方式と同様の手法を用いて回転テーブルの回転を制御する回転制御部７３と、回転制御部７３の制御により回転軸７５を回転させる回転モータ７４と、テーブル部７６を回転させる回転軸７５から構成される。ここで、ステップトラック方式とは、衛星システムにおいて、地上アンテナがサテライトを追尾するとき、ある方向である受信強度に応じて試行錯誤的に動作させる方式である（例えば、「衛星通信」、飯田尚志編著、オーム社 p.150参照）。

また、回転軸７５は、被写体の上下の動きがない場合には１軸とし、上下の動きがある場合には２軸とする。

ステップテーブル７２は、図６に示すように、ケース番号毎に、複数のステップ角度及びステップ頻度から構成されている。回転制御部７３は、被写体と受信機２０(カメラ１０）との距離、被写体の動く速度、動く頻度に応じてケース番号(ステップ角度、ステップ頻度)を選択する。ステップトラック方式の選択方法は、経験則に依っており、事前に最適であると思われるケース番号を選択し、問題があったときに別のケース番号を選択するという方法がとられる。ここでステップ頻度とは、ステップトラック方式で試行錯誤的にあるステップ角度でテーブル部７６を回転させるときの、試行錯誤の駆動回数（回／ｓｅｃ）を表し、被写体の動きの変化が激しい場合には、その駆動回数も大きくなる。

回転制御部７３は、被写体と受信機２０(カメラ１０)との距離範囲と被写体の動く速度、動く頻度を考慮して設定されたステップテーブル７２を参照し、ステップ値、ステップ頻度を取得し、これをステップトラック方式に適用する。ステップトラック方式は、一般的に被写体の動きが速く、頻度も高ければ駆動のステップ角度、駆動の頻度を大きく設定し、逆に動きが遅く、動く頻度も少なければ、これらの設定値は小さくなる。なお、被写体の動きが大きく、激しい場合には、ステップ角度、試行錯誤の駆動の頻度を大きく設定する必要があり、手ぶれと同様の影響が懸念されるが、本発明は、園児等のそれほど激しい動きをしない被写体が対象であり、また、カメラと被写体との距離もある程度あることが期待でき、角度変化も小さいと考えられるので、当該ステップトラック方式を適用するものである。

次に、上記の構成における撮影装置の動作を説明する。

まず、カメラ１０のズーム機能を用いない場合について説明する。ズーム機能を用いないケースとは、被写体の移動による被写体の大きさの変化は許容し、カメラの視野範囲の確保を重視する運用形態である。

図７は、本発明の一実施の形態における動作のフローチャート(ズーム機能なしの場合)である。

回転制御部７３は、ステップテーブル７２を参照し、ケース番号(ステップ角度、ステップ頻度)を選択する(ステップ１０１)。

次に、タグＩＤにより、対象となる被写体を識別し、当該被写体の初期捕捉（回転テーブルを１回転させて、そのとき、所定の受信レベルを受けたとき、初期補足ができたとする）する(ステップ１０２)。

受信機２０のカメラ・テーブル制御部２３は、回転テーブル７０の回転制御部７３に対して、テーブル部７６を制御するよう指示する。回転制御部７３は、回転テーブル７０の回転モータ７４に時計方向の回転を指示する(ステップ１０３)。これにより回転軸７５が回転し、テーブル部７６が回転する(ステップ１０４)。

ここで、受信機２０のカメラ・テーブル制御部２３において、検出された受信強度が増大した場合には、回転テーブル７０に対して、ステップ１０３の処理に移行するよう指示し(ステップ１０５、Ｙｅｓ)、そうでない場合には(ステップ１０５、Ｎｏ)、回転モータ７４に反時計方向への回転を指示する(ステップステップ１０６)。これにより回転軸７５が反時計方向に回転し、テーブル部７６も反時計方向に回転する(ステップ１０７)。さらに、受信機２０のカメラ・テーブル制御部２３において、検出された受信強度が増大している場合にはステップ１０６に移行するように回転制御７３に対して指示し(ステップ１０８、Ｙｅｓ)、増大していない場合には(ステップ１０８、Ｎｏ)、ステップ１０３に移行する。

次に、カメラのズーム機能を用いる場合について説明する。

図８は、本発明の一実施の形態における動作のフローチャート(ズーム機能あり）である。

同図に示すステップ２０１〜２０８については、前述の図７の動作と同様であるため、その説明は省略する。

ステップ２０４以降において、受信機２０のカメラ・テーブル制御部２３において、強度入力部７３から入力された受信強度が所定の値より低くなっている場合(ステップ２０９、Ｙｅｓ)には、カメラ１０に対してズームを指示する(ステップ２１０)。これによりカメラ１０は、受信強度に対応する倍率でズーミングし、そのズームを保持する(ステップ２１１)。一方、受信強度が所定の値以上である場合は(ステップ２０９，Ｎｏ）、被写体は所定の大きさを確保しているものとして、何も行わない。

ステップ２０７において、回転テーブル７０のテーブル部７６が反時計方向に回転しているとき、受信機２０のカメラ。テーブル制御部２３において、検出された受信強度が所定の値より低くなっている場合(ステップ２１２、Ｙｅｓ)には、前述と同様に、カメラ１０に対してズームを指示する(ステップ２１３)。これによりカメラ１０は、受信強度に対応する倍率でズーミングし、そのズームを保持する(ステップ２１４)。

なお、本発明は、上記の実施の形態に限定されることなく、特許請求の範囲内において、種々変更・応用が可能である。

幼稚園内の園児や、老人ホームの高齢者等の限られた室内空間に存在する特定の人物の様子を把握する、または、アミューズメントパーク等の屋外において、無線タグを有する被写体の映像を要求元に配信する、または、無線タグのＩＤ毎に蓄積するシステムに適用可能である。

また、無線タグを利用することにより、一般的な記録用の自動撮影カメラとしての展開が可能である。

本発明の一実施の形態における撮影装置の構成図（上面図）である。本発明の一実施の形態における撮影装置の構成図（断面図）である。本発明の一実施の形態における受信機の構成図である。本発明の一実施の形態におけるカメラの構成図である。本発明の一実施の形態における回転テーブル装置の構成図である。本発明の一実施の形態におけるステップテーブルの例である。本発明の一実施の形態における動作のフローチャート(ズーム機能なしの場合)である。本発明の一実施の形態における動作のフローチャート(ズーム機能ありの場合)である。従来の映像システムの構成図である。

符号の説明

１０カメラ
１１受信強度入力部
１２倍率調整部
１３倍率テーブル
１４レンズ
２０受信機
２１電波受信部
２２タグＩＤ・受信強度検出部
２３カメラ・テーブル制御部
２４受信強度最大値
４０無線タグ
５０シールドプレート（遮蔽板）
７０回転テーブル
７１受信強度入力部
７２ステップテーブル
７３回転制御部
７４回転モータ
７５回転軸
７６テーブル部
α カメラ視野範囲
β 受信機の無線タグ受信範囲
γ シールドプレートの設定角度

Claims

カメラにより撮影された無線タグを有する被写体の映像を、該無線タグのタグＩＤに基づいて、配信または、蓄積する無線タグ利用映像システムにおける撮影装置であって、
無線タグを有する被写体の映像を撮影するカメラと、無線タグから送信される電波を受信する受信アンテナと、該受信アンテナの周囲に設けられ、該受信アンテナの電波受信方向を開口方向とした、前記無線タグから送信される電波の受信範囲を制限するためのＶ字状の遮蔽板と、該受信アンテナを介して該無線タグからのタグＩＤを受信すると共に、電波の受信強度を検出する受信機とを構造的に一体化したカメラ・受信機部と、
前記カメラ・受信機部を載置し、前記受信機が受信した受信強度に基づいて、該受信強度が常に最大となるように回転を調整する回転調整手段を有する回転テーブル装置と、
を有し、
前記回転調整手段は、
被写体と前記受信機（カメラ）との距離範囲、該被写体の動く速度、該被写体の動く頻度の範囲毎に、ステップ値及びステップ頻度が複数設定されているテーブルから選択されたステップ値及びステップ頻度に基づいて回転テーブルを回転させる手段を含む、
ことを特徴とする撮影装置。