JP3902844B2 - 雲台装置及び雲台装置の制御方法 - Google Patents

雲台装置及び雲台装置の制御方法 Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、典型的にはビデオカメラ等の機器もしくは装置を可動式に支持する雲台装置、特に動力を用いて駆動するようにした電動雲台装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
この種の電動雲台装置は、ビデオカメラ等で撮影を行う場合、搭載したビデオカメラの遠隔操作を実現することができる。従来、三脚用カメラねじによりビデオカメラを取付可能なカメラ台と、このカメラ台をモータを駆動源としてパ(ン)ニング(以下“パニング”と記す)及びチルティングさせる機構と、反射パターン及びフォトインタラプタを用いた制御機構と、を備えた電動(式)雲台が知られている。
【0003】
これらの電動雲台によれば、リモートコントローラによってパニング及びチルティングの操作を行うことができ、また、所定の決められた角度範囲内を自動でパニングし得る簡単な自動運転を行うことができる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のこの種の電動雲台においては、次のような点が問題となっていた。即ち、上向きあるいは下向きにチルティングさせた状態でパニングさせると、天井や空または地面以外何も写っていない映像ができた場合、周囲の状況が分からない。また、不要な場面を多く含む映像ができてしまうことになる。
【0005】
本発明は、以上のような局面にかんがみてなされたもので、上述の問題点を解消することのできる雲台装置及び雲台装置の制御方法の提供を目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】
このため、本発明においては、下記の(1)〜(4)項のいずれかに記載の雲台装置及び雲台装置の制御方法の提供により、前記目的を達成しようとするものである。
【0007】
(1)カメラに接続され、ユーザの動作命令に基づいて前記カメラのパニング動作とチルティング動作とを行って、前記カメラの水平方向角度及び垂直方向角度を制御する雲台装置において、前記動作命令がパニング動作指令及びチルティング動作指令の両方を含むか否かを判断する指令判断手段と、前記指令判断手段によりパニング動作指令及びチルティング動作指令の両方を含むと判断された場合、前記パニング動作指令に従ったパニング動作制御を開始する前に、現在の垂直方向角度と予め定められた基準垂直方向角度との差分が所定角度以上であるか否かを判断する角度判断手段と、前記角度判断手段により前記差分が前記所定角度以上ではないと判断された場合は前記現在の垂直方向角度を維持したまま前記パニング動作指令に従ったパニング動作制御を実行して前記パニング動作制御の終了後に前記チルティング動作指令に従ったチルティング動作制御を実行し、前記角度判断手段により前記差分が前記所定角度以上であると判断された場合は前記差分が前記所定角度以内になるようにチルティング動作制御させた後で前記パニング動作指令に従ったパニング動作制御を実行して前記パニング動作制御の終了後に前記チルティング動作指令に従ったチルティング動作制御を実行する動作制御手段と、を備えることを特徴とする雲台装置。
【0008】
(2)前記動作制御手段が、前記角度判断手段により前記差分が前記所定角度以上であると判断された場合に、垂直方向角度が前記基準垂直方向角度となるようにチルティング動作制御することを特徴とする前項(1)に記載の雲台装置。
【0009】
(3)前記指令判断手段が、前記動作指令により移動される先のカメラ位置と現在のカメラ位置とにおける水平方向の角度差及び垂直方向の角度差から、前記動作命令がパニング動作指令及びチルティング動作指令の両方を含むか否かを判断することを特徴とする前項(1)または(2)に記載の雲台装置。
【0010】
(4)カメラに接続され、ユーザの動作命令に基づいて前記カメラのパニング動作とチルティング動作とを行って、前記カメラの水平方向角度及び垂直方向角度を制御する雲台装置の制御方法において、前記動作命令がパニング動作指令及びチルティング動作指令の両方を含むか否かを判断する指令判断工程と、前記指令判断工程においてパニング動作指令及びチルティング動作指令の両方を含むと判断された場合に、前記パニング動作指令に従ったパニング動作制御を開始する前に、現在の垂直方向角度と予め定められた基準垂直方向角度との差分が所定角度以上であるか否かを判断する角度判断工程と、前記角度判断工程において前記差分が前記所定角度以上ではないと判断された場合は前記現在の垂直方向角度を維持したまま前記パニング動作指令に従ったパニング動作制御を実行して前記パニング動作制御の終了後に前記チルティング動作指令に従ったチルティング動作制御を実行し、前記角度判断工程において前記差分が前記所定角度以上であると判断された場合は前記差分が前記所定角度以内になるようにチルティング動作制御させた後で前記パニング動作指令に従ったパニング動作制御を実行して前記パニング動作制御の終了後に前記チルティング動作指令に従ったチルティング動作制御を実行する動作制御工程と、を備えることを特徴とする雲台装置の制御方法。
【0011】
【作用】
以上のような本発明構成により、カメラの撮影方向制御を行っている際に、不要な場面を撮影する代わりに、所定のチルティング角度以内の有効な映像を取得することができるという作用効果が得られる。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を、一実施例に基づき、図面を用いて詳細に説明する。
【0013】
【実施例】
図1に、本発明に係る一実施例の雲台装置にビデオカメラを搭載したときの全体外観斜視図を示す。101は電動雲台、103ビデオカメラ本体、102はカメラヘッド部、106は、ビデオカメラ本体103とカメラヘッド部102とを継なぐケーブルである。104は、液晶ファインダであり、カメラヘッド部102から入力された被写体像や、ビデオカメラ本体103の不図示の記録部で記録された映像観察できる。105は操作部である。
【0014】
正面図2を用いて、ビデオカメラ本体103の操作部105を説明する。操作部105の52,53は、パニング用操作スイッチ(以下、スイッチは“SW”と略記す)であり、SW52を押すと左回りに、SW53を押すと右回りにそれぞれ操作SWを押している間だけ電動雲台101のサブシャーシとサブシャーシに結合されている部材とが回転する。
【0015】
50,51は、チルティング用操作SWであり、SW50を押すと上に、SW51を押すと下にそれぞれ操作SWを押している間だけ電動雲101がチルトする。上記SW50〜53は浅く押したときと深く押したときとで働きが異なる。即ち、浅く押したときはPWM制御におけるオンとオフとの割合は30%に設定されるので、電動雲101は比較的遅く回転し、深く押したときは、PWM制御におけるオンとオフの割合は100%に設定されるので、電動雲101は比較的早く動作する。
【0016】
54は、プリセットSW、55はプリセット設定SWである。プリセットSW54には、電動雲101の主軸に対する角度が、次に述べる操作により設定される。撮影者は、前記パニング用操作SW52,53、チルティング用操作SW50,51を操作して、電動雲101を任意の位置に回転させる。その位置でプリセット設定SW55を押してから2秒以内にプリセットSW54を1つ押す。
【0017】
すると、その時の電動雲101の主軸に対する角度が後述のシステムコントロール手段内のメモリに記憶される。1度メモリに記憶された電動雲101の主軸に対する角度は、同じ操作が繰り返されるまで記憶されている。撮影者は、電動雲101が如何なる方向を向いても、プリセットSW54を押すことで予め記憶させた方向にカメラヘッド部102を向けることができる。
【0018】
56は、ビデオカメラのカメラヘッド102のズーム、ビデオの記録、停止、早送り、巻き戻し等の各種操作を行うための操作SW群である。
【0019】
図3ないし図5は、本実施例におけるカメラヘッド102と電動雲台101との接合部回りを示す説明図である。図3において、カメラヘッド部102は、取付け部材111を有している。取付け部材111は、図4に示されるように雲台部取付け部材としてアクセサリシュー112に着脱自在に嵌合結合するように構成されている。取付け部材111の底面には図3(B)に示すようにし、複数の電気接点113が設けられていると共に、各電気接点113には、図4に示すように、リード線114が接続している。アクセサリシュー112には図4に示されるように、取付け部材111の電気接点113に対応する電気接点115が設けられている。
【0020】
カメラヘッド部102取付け部材111をアクセサリシュー112に嵌合させると、図5に示すように、それぞれの電気接点113及び電気接点115が接触し、これによりカメラヘッド102及び電動雲台101間で相互に通信可能となる。
【0021】
図6から図8は、本実施例の電動雲台の構成概略を示す図である。図6は全体構成の概略斜視図(但し、外装は省いてある)、図7は図6の矢印A方向からの矢視図、8は図6の矢視B方向からの矢視図である。
【0022】
1はカメラ台であり、上面にアクセサリシュー112が設けられている。40は、カメラ台と一体に成形されたはすば歯車である。2はカメラ台支柱であり、カメラ台を支えている。42はチルト駆動ユニットであり、チルト駆動ギア41から動力が出力される。
【0023】
43は、チルト駆動ユニット並びに後述するパン駆動ユニットのモータを駆動させる働きをする電気回路基板であり、アクセサリシュー112に設けられた電気接点115からワイヤ44を通じて電力並びに制御信号を供給される。
【0024】
電気回路基板43は、パンモータ、チルトモータを周知のPWM制御する。このとき不図示のシステムコントロール手段により、PWM制御におけるオン,オフの割合は変更される。
【0025】
チルト駆動ユニット42に上記電気回路基盤43から電力が供給されると、チルト駆動ギア41は、はすば歯車40を回し、カメラ台1の傾きを変える。
【0026】
6は土台である。7はパン軸受けであり、土台6の中央に垂直に設けられた回転軸を中心に回転可能である。パン軸受け上にはシャーシ8が固定されており、シャーシ上には前記カメラ台支柱、チルト駆動ユニット42、後述するパン駆動ユニットが固定されている。5はパンギアであり、土台6に固定されている。
【0027】
3は、モータと複数のギアから構成されるパン駆動ユニットであり、パン駆動ギア4から動力が出力される。パン駆動ギア4は、チルト駆動ギア41と同じ構造である。即ち、電気回路基盤43からパン駆動ユニット3に電力が供給されるとシャーシ8とシャーシ8上に載っている部材が回転する。
【0028】
ビデオカメラと電動雲台101とのシステムコントロール手段の動作シーケンスを、図9に示したフローチャートを参照しながら説明する。
【0029】
電源を入れた後、電動雲台101の操作SWが押されると(ステップS1)、プリセット位置移動を指示するプリセットSW54か否かを判断する(ステップS2)。
【0030】
押されたSWがプリセットS54でなければ、パニング用操作SW52,53か否かを判断する(ステップS3)。パニング用操作SW52,53でなければ、ステップS8で、チルティング用操作SW50,51が操作されたか否か判断する。チルティング用操作SW50,51が操作されたのであれば、スイッチS9でチルト駆動し、操作されていなければ始めに戻る。
【0031】
ステップS3でパニング用操作SW52,53が操作されたと判断したら、その時のチルト角を読取り(ステップS4)、読取ったチルト角が水平線から±20°以上か否か判断する(ステップS5)。チルト角が±20°を超えていたらチルト角を水平に駆動する(ステップS6)。その後ステップS7でパン駆動する。
【0032】
ステップS5でチルト角が±20°以内であれば、チルト角はそのまま駆動せずに、ステップS7でパン駆動して始めに戻る。
【0033】
ステップS2でプリセットS54が押されたと判断したら、プリセット位置と現在位置の差から、パン方向の移動も含むか否かをステップS10で判断する。パン方向への駆動も含んでいれば、その時のステップS11でチルト角を読み、ステップS12で読み取ったチルト角が水平線から±20°以上か否かを判断する。
【0034】
読取ったチルト角が水平線から±20°以上であれば、ステップS13でチルト角を水平に設定するが、読取ったチルト角が水平線から±20°未満であればチルト角はそのまま駆動しない。そしてステップS14でパン駆動する。
【0035】
パニング駆動が完了したら、プリセット位置のチルト角までチルト駆動する(ステップS15)。
【0036】
(他の実施例)
なお、本実施例では、ステップS5及びS12でチルト角を水平にするか否かのしきい値を水平値から±20°としたが、この値は他の値であってもよい。例えば、撮像装置を搭載した電動雲台をTV会議等で使用する場合は、±20°から±20°をしきい値として、それから外れていた場合には、チルト角を水平に設定するのではなく、+20°に設定するようにしても良い。
【0037】
また、上記実施形態において用いた具体的数値例等は、必ずしもそれらの数値等にのみ限定されるものではなく、必要に応じて適宜変更可能であることはもちろんである。
【0038】
(実施例の効果)
以上説明したように、本実施例の雲台装置よれば、単純な移動の場合とプリセット位置への移動とを区別できるので、それに応じた制御ができる。また、パニングの操作SWが押されたときの雲台のチルト角を検知し、その角度によって制御を変えられるという効果がある。さらに雲台のチルト角が大きかったときは、雲台を水平に戻してからパニングすることにより、パニング中に空や地面以外何も写っていないということがないという効果がある。
【0039】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、カメラの撮影方向制御を行っている際に、不要な場面を撮影する代わりに、所定のチルティング角度以内の有効な映像を取得することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 実施例の電動雲台とビデオカメラの外観斜視図
【図2】 実施例の操作部の正面図
【図3】 カメラヘッド取付け部の説明図
【図4】 雲台取付け部説明図
【図5】 取付け部材とアクセサリシューの嵌合説明図
【図6】 実施例の全体構成の概略斜視図
【図7】 図6のA矢視図
【図8】 図6のB矢視図
【図9】 実施例の電動雲台とビデオカメラとの制御動作シーケンスフローチャート
【符号の説明】
1 カメラ台
2 カメラ台支柱
3 パン駆動ユニット
4 パン駆動ギア
5 パンギア
6 土台
7 パン軸受け
8 シャーシ
40 はすば歯車
41 チルトギア
42 チルト駆動ユニット
43 電気回路基板
44 ワイヤ
50,51 チルティング用操作SW
52,53 パニング用SW
54 プリセットSW
55 プリセット設定SW
56 ビデオカメラの操作部
101 電動雲台
102 カメラヘッド部
103 ビデオカメラ
104 液晶ファインダ
105 操作部
106 ケーブル
111 取付部材
112 アクセサリシュー
113 電気接点
114 リード線
115 操作部

Claims (4)

  1. カメラに接続され、ユーザの動作命令に基づいて前記カメラのパニング動作とチルティング動作とを行って、前記カメラの水平方向角度及び垂直方向角度を制御する雲台装置において、
    前記動作命令がパニング動作指令及びチルティング動作指令の両方を含むか否かを判断する指令判断手段と、
    前記指令判断手段によりパニング動作指令及びチルティング動作指令の両方を含むと判断された場合、前記パニング動作指令に従ったパニング動作制御を開始する前に、現在の垂直方向角度と予め定められた基準垂直方向角度との差分が所定角度以上であるか否かを判断する角度判断手段と、
    前記角度判断手段により前記差分が前記所定角度以上ではないと判断された場合は前記現在の垂直方向角度を維持したまま前記パニング動作指令に従ったパニング動作制御を実行して前記パニング動作制御の終了後に前記チルティング動作指令に従ったチルティング動作制御を実行し、前記角度判断手段により前記差分が前記所定角度以上であると判断された場合は前記差分が前記所定角度以内になるようにチルティング動作制御させた後で前記パニング動作指令に従ったパニング動作制御を実行して前記パニング動作制御の終了後に前記チルティング動作指令に従ったチルティング動作制御を実行する動作制御手段と、
    を備えることを特徴とする雲台装置。
  2. 前記動作制御手段が、前記角度判断手段により前記差分が前記所定角度以上であると判断された場合に、垂直方向角度が前記基準垂直方向角度となるようにチルティング動作制御することを特徴とする請求項1に記載の雲台装置。
  3. 前記指令判断手段が、前記動作指令により移動される先のカメラ位置と現在のカメラ位置とにおける水平方向の角度差及び垂直方向の角度差から、前記動作命令がパニング動作指令及びチルティング動作指令の両方を含むか否かを判断することを特徴とする請求項1または2に記載の雲台装置。
  4. カメラに接続され、ユーザの動作命令に基づいて前記カメラのパニング動作とチルティング動作とを行って、前記カメラの水平方向角度及び垂直方向角度を制御する雲台装置の制御方法において、
    前記動作命令がパニング動作指令及びチルティング動作指令の両方を含むか否かを判断する指令判断工程と、
    前記指令判断工程においてパニング動作指令及びチルティング動作指令の両方を含むと判断された場合に、前記パニング動作指令に従ったパニング動作制御を開始する前に、現在の垂直方向角度と予め定められた基準垂直方向角度との差分が所定角度以上であるか否かを判断する角度判断工程と、
    前記角度判断工程において前記差分が前記所定角度以上ではないと判断された場合は前記現在の垂直方向角度を維持したまま前記パニング動作指令に従ったパニング動作制御を実行して前記パニング動作制御の終了後に前記チルティング動作指令に従ったチルティング動作制御を実行し、前記角度判断工程において前記差分が前記所定角度以上であると判断された場合は前記差分が前記所定角度以内になるようにチルティング動作制御させた後で前記パニング動作指令に従ったパニング動作制御を実行して前記パニング動作制御の終了後に前記チルティング動作指令に従ったチルティング動作制御を実行する動作制御工程と、
    を備えることを特徴とする雲台装置の制御方法。
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