JP4760896B2 - カメラ制御装置及びカメラ制御方法 - Google Patents

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Description

本発明は、例えば、カメラの動作を制御する場合に適用して好適なカメラ制御装置及びカメラ制御方法に関する。
従来、カメラによって撮影中のライブ映像を中継したり、カメラで撮影された映像を用いてコンテンツの制作を行ったりするための機器として、ビデオスイッチャが知られている。ビデオスイッチャは、複数のチャンネルの映像信号を入力し、それらの映像信号を切り換えて映像出力先のプロジェクタ等に出力したり、映像切り換え時に映像にワイプ等のエフェクトを付加したりする装置である。
ビデオスイッチャを使用することにより、現在オンエア映像として出力されている映像（ＰＧＭ出力映像）と、次にオンエア映像として出力される予定の映像（ＮＥＸＴ出力映像；プレビュー出力映像とも称される。）との切り換えも容易に行うことができる。
また、ビデオスイッチャは、映像切り替えの前に、ＰＧＭ出力映像とＮＥＸＴ出力映像の両方をユーザが同時に確認できるように、これらの映像を映像出力先の表示装置等の画面上にマルチビュア表示させることもできる。マルチビュア表示とは、複数に分割された画面上の各領域に、それぞれ異なる映像信号による映像を表示する表示形態を指す。このような表示が行われることで、ユーザはオンエア映像として出力中のＰＧＭ出力映像を確認しながら、次にオンエアするＮＥＸＴ出力映像の位置合わせなどの調整を行うことができる。
上述したようなライブ映像の撮影に複数台のカメラを用いる場合には、ビデオスイッチャに加えて、複数のカメラの動作を制御するカメラコントローラが使用されることが多い。カメラコントローラとは、ケーブル等で接続されたカメラのアイリスやフォーカス、ズーム等のコントロールを、遠隔操作により行える装置である。
特許文献１には、カメラコントロールユニットとビデオスイッチャを用いて、ビデオカメラの動作を制御しながら映像処理を行う技術が開示されている。
特開平１０−１５０５８５号公報
ところで、カメラコントローラにおいて、ジョイスティックでベクトル量（変位方向と変位量）を決定していた。ここで、「ジョイスティックの変位方向と変位量」とは、ユーザが手を離した状態で静止するジョイスティックの初期位置を０とした場合に、レバーを傾けたことによって生じる、初期位置に対する変位方向（角度）と変位量（移動量）を意味する。従来、ジョイスティックの変位量と、操作されるカメラのパン／チルト／ズーム等の移動速度は相関関係があった。このため、ジョイスティックのレバーがふらつくと、このふらつきによるジョイスティックの変位方向と変位量がそのままカメラの移動方向と移動速度に反映され、カメラの動きがふらつく要因となっていた。
ジョイスティックのレバーがふらつくのは、ユーザが操作する腕の筋力とジョイスティック内部のバネが中間変位（ユーザがレバーの傾きを一定にした場合におけるジョイスティックの変位方向と変位量）を保とうとするためである。しかし、レバーがふらつかないように固定することは困難であったため、カメラの移動速度を一定にすることができず、ユーザは思い通りの方向と速度でカメラを移動させることができなかった。
また、ジョイスティックが中間変位の状態になると、ジョイスティックの変位方向と変位量にムラが生じていた。このムラは、ジョイスティックが生成する速度パラメータ（カメラの移動速度を定義する数値）が変動することによって引き起こされる不要な動作である。このように、ジョイスティックで変位方向と変位量を決定する場合、ユーザは直感的に操作できる反面、中間変位の状態ではジョイスティックがふらつくため、一定の変位量と変位方向を指定することが難しかった。
また、ジョイスティックを用いて、パン／チルトの２方向にカメラを駆動する場合、ある一方向に対する移動速度の最大値に制限がかかるとパン／チルトの移動速度の比が変化してしまう。このため、ユーザが意図した方向とは別の方向にカメラが移動してしまうおそれがあった。
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、ユーザが意図する方向と移動速度でカメラを操作することを目的とする。
本発明は、カメラに対してパン又はチルトを指示する第１の操作信号を第１の操作部の変位量に応じて出力し、カメラの移動速度を制限する第２の操作信号を第２の操作部の変位量に応じて、カメラの最大の移動速度より小さい移動速度の範囲内でカメラの移動速度を制限して出力する。
次に、第２の操作信号に基づいて、カメラの移動速度を所定の範囲内に制限する最大値変数を生成する。
次に、第１の操作部の変位量が第１の閾値未満である場合に、カメラの移動速度を第１の速度とし、第１の操作部の変位量が第１の閾値以上である場合に、カメラの移動速度を第２の速度とし、最大値変数の範囲内となるように、第１の操作信号に応じてカメラの移動速度を決定する場合に、第１の操作部の変位量及び変位方向を２軸に分解し、第１軸に射影される変位量が第２軸に射影される変位量以上である場合に、第１軸に射影される変位量に基づいてカメラの移動方向を第１軸として決定し、カメラのパン又はチルトを第２軸に射影される変位量に基づいて決定し、第１軸に射影される変位量が第２軸に射影される変位量未満である場合に、第２軸に射影される変位量に基づいてカメラの移動方向を第２軸として決定し、カメラのパン又はチルトを第１軸に射影される変位量に基づいて決定する。
そして、決定されたカメラの移動速度に基づいてカメラの移動方向と移動速度を制御する制御コマンドを生成するものである。
このようにしたことで、カメラの移動速度を最大値変数の範囲内に調整し、ユーザが意図した方向と移動速度でカメラを操作することが可能となる。
本発明によると、第２の操作部を操作することによって、カメラの移動速度を最大値変数の範囲内に調整し、ユーザが意図した方向と移動速度でカメラを操作することが可能となる。このため、第１の操作部によってカメラを所定の位置に所定の速度で移動させることが容易となる。
以下、発明を実施するための最良の形態（以下実施の形態とする。）について添付図面を参照して説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．第１の実施の形態（カメラの移動速度の制御：カメラの移動速度を決定する処理の例）
２．第２の実施の形態（カメラの移動速度の制御：ホールドボタン信号による割込み処理を行う場合の処理の例）
３．第３の実施の形態（カメラの移動速度の制御：ジョイスティックから出力される操作信号から低域成分を取り出す場合の処理の例）
４．変形例
＜１．第１の実施の形態＞
［カメラの移動速度の制御：カメラの移動速度を決定する処理の例］
まず、本発明の第１の実施の形態について、図１〜図９を参照して説明する。
［システムの構成例］
図１は、本実施の形態によるシステムの構成例を示した図である。図１に示したシステムは、ビデオスイッチャ機能とカメラコントロール機能を備えたメインユニット１１０を備える。映像信号処理装置１００は、メインユニット１１０と操作入力部１２０とで構成される。なお、本実施の形態ではメインユニット１１０と操作入力部１２０とを別々に構成した場合を例に挙げたが、これらを一体化した構成に適用してもよい。そして、本例の映像信号処理装置１００は、ビデオスイッチャとしてばかりでなく、カメラコントロールを行えるカメラ制御装置としても用いられる。
映像信号処理装置１００は持ち運び可能な形態としてあり、例えば大講堂や大会議室、ライブ会場などで開催されるイベントの中継や、イベントの様子を紹介する映像コンテンツの制作に使用される。
図１に示すメインユニット１１０には、映像入力元として、カメラＣ１〜カメラＣ４の４台のカメラと、パーソナルコンピュータ（以下、ＰＣと称する）Ｐ１が接続されている。
カメラＣ１〜カメラＣ４は、メインユニット１１０のＳＤＩ（Serial Digital Interface）入力端子（図示略）等に接続してあり、カメラＣ１〜カメラＣ４で撮影された各映像は、各入力端子を通してメインユニット１１０に入力される。カメラＣ１〜カメラＣ４における撮像動作は、メインユニット１１０から供給される同期信号に同期して行われる。
カメラＣ１〜カメラＣ３は、例えばＶＩＳＣＡ（登録商標）プロトコルのシリアルインタフェースを備えており、メインユニット１１０とは、制御信号伝送用のシリアルケーブル（図示略）によっても接続されている。つまりメインユニット１１０は、カメラＣ１〜カメラＣ３に制御信号（カメラ制御コマンド）を供給することによって、カメラＣ１〜カメラＣ３を制御することができる。また、ＡＣＫメッセージ等のカメラＣ１〜カメラＣ３からの応答も、シリアルケーブルを通してメインユニット１１０に送信される。
カメラＣ４は、例えばＤＶＩ（Digital Visual Interface）ケーブル等によってメインユニット１１０に接続されており、カメラＣ４によって撮影された映像は、ＤＶＩ入力端子（図示略）を通してメインユニット１１０に伝送される。カメラＣ４には、メインユニット１１０からの制御信号が入力される端子が存在しないため、メインユニット１１０による制御ができないカメラとなる。
ＰＣＰ１は、メインユニット１１０のＤＶＩ入力端子又はＲＧＢ入力端子（図示略）等に接続されており、図示せぬＨＤＤ（Hard Disk Drive）等に記録された静止画像や動画像などを、メインユニット１１０に入力する。
メインユニット１１０は、前述したようにビデオスイッチャ機能とカメラコントロールの両方の機能を備えたものであり、ビデオスイッチャとして機能するビデオスイッチャ機能モードのときには、ＰＧＭ出力映像とＮＥＸＴ出力映像の切り替え等を行う。カメラコントローラとして機能するカメラコントローラモードのときには、制御対象カメラに対する制御を行う。メインユニット１１０の構成の詳細については、後述する。
メインユニット１１０の映像出力先としては、例えばＦＰＤ（Flat Panel Display）等よりなる表示装置３００と、プロジェクタ４００と、ＨＤＤ等よりなる記録装置５００が接続されている。図１に示した例では、プロジェクタ４００は、メインユニット１１０のＰＧＭ出力端子２ｐ−１に接続してあり、プロジェクタ４００にはＰＧＭ出力映像が出力される。表示装置３００は、メインユニット１１０のＡＵＸ出力端子２ａに接続してあり、表示装置３００には、マルチビュワ表示させる映像（以下、マルチビュワ映像と称する）等が出力される。記録装置５００は、メインユニット１１０のＰＧＭ出力端子２ｐ−２に接続してあり、メインユニット１１０から出力される映像信号を記録映像として記録する。
メインユニット１１０に接続された操作入力部１２０は、ユーザによる操作内容に応じた操作信号を、メインユニット１１０内の後述する制御部に送信する。メインユニット１１０から出力する映像の切り替え指示等は、操作入力部１２０を介して行えるようにしてある。
次に、図２を参照して、操作入力部１２０の構成例について説明する。図２に示す操作入力部１２０には、様々なボタンより構成される操作ボタン部２１０と、４つのツマミよりなるツマミ部２２０と、表示部２３０が配置されている。また、操作入力部１２０の操作パネル１３０には、ジョイスティック２４０の他に、トランジションレバー２５０も配置されている。
操作ボタン部２１０には、機能選択部としての第１のカメラモード切り替えボタン２１１ｃ及びスイッチャモード切り替えボタン２１１ｓと、ＡＵＸ出力選択／カメラ選択ボタン２１２と、ＰＧＭ選択ボタン２１３ｐと、ＮＥＸＴ選択ボタン２１３ｎとが含まれる。
第１のカメラモード切り替えボタン２１１ｃは、メインユニット１１０内のモード設定を、ビデオスイッチャ機能モードからカメラコントローラモードに切り換えるためのボタンである。スイッチャモード切り替えボタン２１１ｓは、カメラコントローラモードからビデオスイッチャ機能モードに切り換えるためのボタンである。なお、実際のモードの切り替えは、これらのボタンの押下操作に基づく、後述する制御部６０において行われる。
また、本実施の形態では、第２のカメラモード切り替えボタン２１４ｃを、ジョイスティック２４０の左下方にも配置してある。第１のカメラモード切り替えボタン２１１ｃと第２のカメラモード切り替えボタン２１４ｃの機能はまったく同じである。第１のカメラモード切り替えボタン２１１ｃ及びスイッチャモード切り替えボタン２１１ｓを「切り替えボタン」とも総称する。
どちらの機能モードに切り替えられているかは切り替えボタンに内蔵されるランプ（例えば、ＬＥＤを用いる。）に表示される。このため、ユーザは現在の機能モードがビデオスイッチャ機能モード又はカメラコントローラモードのどちらであるかを速やかに把握できる。ジョイスティック２４０は、ビデオスイッチャ機能モードの場合、ＰｉｎＰ（Picture in Picture）における主画像に対する従画像の位置決めに用いる。一方、カメラコントローラモードの場合、選択した一のカメラのコントロール（パン／チルト／ズーム）に用いる。このとき、ジョイスティック２４０は、カメラに対してパン又はチルトを指示する第１の操作信号を変位量に応じて出力する。
操作パネル１３０に向かって、第１のカメラモード切り替えボタン２１１ｃを左側に配置し、第２のカメラモード切り替えボタン２１４ｃを右側に配置する。これにより、ユーザは左右どちらの手を用いても最短でカメラコントローラモードへの切り替え操作が行える。また、第１のカメラモード切り替えボタン２１１ｃと第２のカメラモード切り替えボタン２１４ｃを、操作パネル１３０を操作するユーザの両手のセンターポジションの近い位置に配置する。これにより、ユーザは、両手で操作パネル１３０を操作できるため、操作性が向上する。
ＡＵＸ出力選択／カメラ選択ボタン２１２は、ビデオスイッチャ機能モードのときにはＡＵＸ出力選択ボタンとして機能し、カメラコントローラモードのときにはカメラ選択ボタンとして機能するボタンである。ＡＵＸ出力選択／カメラ選択ボタン２１２には１〜１２までの論理番号が割り振ってあり、ビデオスイッチャ機能モード選択時には１〜１２までのボタンが有効になり、カメラコントローラモードの選択時には、１〜７のみが有効となる。
ＡＵＸ出力選択ボタンとしての機能時には、いずれかのボタンが押下されることにより、ボタンに割り振られた論理番号と予め対応付けられた入力ポートから入力される映像信号が、ＡＵＸ出力端子２ａに出力される。図１に示した例ではＡＵＸ出力端子２ａには表示装置３００が接続されているため、論理番号と対応付けられた入力ポートから入力された映像は、表示装置３００の画面上に映像として表示される。
カメラ選択ボタンとしての機能時には、ボタンの押下により選択された論理番号と予め対応付けられた制御対象カメラからの入力映像が、ＡＵＸ出力端子２ａより出力される。そして、ＡＵＸ出力端子２ａを通して出力された制御対象カメラによる撮影映像が、表示装置３００の画面上に表示される。
ＰＧＭ選択ボタン２１３ｐは、メインユニット１１０に接続されているカメラＣ１〜カメラＣ４やＰＣＰ１等の機器から入力される映像信号のうち、どの入力映像信号をＰＧＭ出力として選択するかを決定するためのボタンである。ＮＥＸＴ選択ボタン２１３ｎは、メインユニット１１０に入力される映像信号のうち、どの映像信号をＮＥＸＴ出力として選択するかを決定するためのボタンである。
ＰＧＭ選択ボタン２１３ｐと、ＮＥＸＴ選択ボタン２１３ｎにも、ＡＵＸ出力選択／カメラ選択ボタン２１２と共通する１〜１２の論理番号を割り振ってある。例えばＰＧＭ選択ボタン２１３ｐのうちいずれかのボタンが押下された場合には、ボタンの押下により選択された論理番号と予め対応付けられた入力ポートから入力される映像信号が、ＰＧＭ出力として選択されるようになる。なお、ＰＧＭ選択ボタン２１３ｐと、ＮＥＸＴ選択ボタン２１３ｎは、ビデオスイッチャ機能モードとカメラコントローラモードのいずれが選択されている場合にも、ビデオスイッチャとして機能するようにしてある。
また、論理番号には、マルチビュア表示画面上での映像の各表示位置も対応付けてある。このような対応付けを行っておくことで、ＰＧＭ選択ボタン２１３ｐ又はＮＥＸＴ選択ボタン２１３ｎにおける１〜１２番の論理番号と、カメラ番号と、マルチビュア表示画面上の表示位置とがすべて１対１で紐付けられる。これらの対応付けは、予めユーザによって行われる。
ツマミ部２２０は、ツマミ部２２０−１〜ツマミ部２２０−４の４つのツマミで構成される。カメラコントローラモードが選択されている場合には、ツマミ部２２０−１は、制御対象カメラのフォーカスを調整するツマミとして機能する。ツマミ部２２０−２はブライトネスを調整するツマミ部２２０として機能し、ツマミ部２２０−３はズームを調整するツマミとして機能し、ツマミ部２２０−４はパン及びチルトを調整するツマミ部２２０として機能する。
このとき、ツマミ部２２０は、カメラの移動速度を制限する第２の操作信号を変位量に応じて出力する。また、ツマミ部２２０は、カメラの最大の移動速度より小さい移動速度の範囲内でカメラの移動速度を制限する第２の操作信号を出力する。このことは、例えば、カメラの移動速度の範囲を、最低速度０とし、最高速度２４とする２５段階に分けたときに、ツマミ部２２０の制御によって、カメラの移動速度を最低速度０〜最高速度１０の範囲内に制限することを意味する。
ビデオスイッチャ機能モードが選択されている場合には、ツマミ部２２０−１〜ツマミ部２２０−４は、ファンクションＦ１〜ファンクションＦ４に割り当てられた各機能を調整するためのツマミとして機能する。
表示部２３０は、ＶＦＤ（蛍光表示管）等よりなり、映像切り換え時に加えるエフェクトの設定内容や、制御対象カメラの設定メニュー等の項目を表示する。
ジョイスティック２４０は、Ｘ軸方向とＹ軸方向とＺ軸方向に回動自在に支持されたレバー２４１と、レバー２４１の上部に設けられたノブ２４２とで構成される（後述する図３参照）。カメラコントローラモードが選択されている場合には、レバー２４１の傾斜角度又はノブ２４２の回転角度を操作することによって、接続先のカメラのパン／チルト／ズームの制御量を指定することができる。ビデオスイッチャ機能モードが選択されている場合には、レバー２４１の傾斜操作によって、ＰＧＭ出力映像中にＰｉｎＰとして挿入する画面の位置を決定することができる。
トランジションレバー２５０は、上下方向に可動する操作子であり、上下方向の移動量に応じた量で、１つの映像から別の映像への切り替えを連続的に変化させる。トランジションレバー２５０も、ビデオスイッチャ機能モードとカメラコントローラモードのいずれが選択されている場合にも、同様の動作（ビデオスイッチャとしての動作）をするようにしてある。
メニュー設定ボタン２６０は、不図示のカメラメニューが表示装置３００に表示されている場合に使用されるボタンである。このカメラメニューでは、カメラＣ１〜Ｃ３に対して、初期設定が行われる。
このように、操作パネル１３０に配置された切り替えボタンを操作することによって、適切に機能モードを切り替えて映像信号処理装置１００を有効に活用できる。本実施の形態では、トランジションレバー２５０、映像信号の入力クロスポイント部２０及び出力クロスポイント部４０は常時、動作可能な状態とする。これにより、カメラコントロールを行っているときでも映像切り替えが可能となる。そして、トランジションレバー２５０、第１のカメラモード切り替えボタン２１１ｃ及びスイッチャモード切り替えボタン２１１ｓは常時その機能のみしか割り当てない。このため、たとえ映像信号処理装置１００がカメラコントローラモードになっていてもメインの映像切り替えを行うことができる。
そして、トランジションレバー２５０、第１のカメラモード切り替えボタン２１１ｃ及びスイッチャモード切り替えボタン２１１ｓには、１つの機能のみを割り付ける。一方、他の操作部にはカメラコントローラモードとビデオスイッチャ機能モードにおいて、別の機能を割り付ける。例えば、ＡＵＸ出力選択／カメラ選択ボタン２１２やジョイスティック２４０には切り替えられた機能モードに応じた複数の機能が割り付けられる。これによりスイッチ、ボタン等の数を減らすことが出来、操作パネル１３０の面積を縮小でき、ユーザはカメラコントロールを行いながら、映像の切り替えを行うことが可能になる。また、映像信号処理装置１００と操作入力部１２０の製造コストを抑えることができる。
第１のカメラモード切り替えボタン２１１ｃが操作されると映像出力も連動して切り替わる。このとき、カメラコントロールを行いたいカメラを指示すると予めひも付けされた映像信号がＡＵＸ出力から出力される。また、第１のカメラモード切り替えボタン２１１ｃに対応する映像出力を連動して切り替える動作の有効又は無効を、表示部２３０に表示されるメニューで選択することもできる。
また、映像信号処理装置１００では、予めカメラ番号（カメラＩＤ）と入力ソース番号（端子）が対応づけられている。本機器側でカメラコントロールしたい映像が入力されている入力ソース番号を選択するとＡＵＸ出力からコントロールしたいカメラから生成される映像信号を出力できる。このため、コントロールしたいカメラを選択するとそのカメラから出力されている映像信号を表示装置３００に表示することが可能となる。例えば、ユーザが「カメラＣ３を操作したい」と希望し、カメラＣ３に対応したＡＵＸ出力選択／カメラ選択ボタン２１２の「３」を押すと、カメラＣ３が出力する映像が表示装置３００に表示される。このように、ユーザにとってＡＵＸ出力選択／カメラ選択ボタン２１２を押すと対応する映像出力が簡単に得られるので利便性が増す。
このように、操作入力部１２０は、一つの操作パネル１３０に配された操作ボタン等によって、ビデオスイッチャ機能とカメラコントロール機能の両方を制御する。そして、従来のビデオスイッチャではＰｉｎＰ（Picture in Picture）の位置決めに使用されていたジョイスティック２４０を、カメラ制御（パン／チルト／ズーム）にも使用している。また、映像信号処理装置１００は、ＰＴＺ（パン／チルト／ズーム）機能が搭載されている、コントロール可能な複数台のカメラから任意に選択した一のカメラを操作できる。また、選択されていないカメラについては、カメラコントロールができないように操作がロックされる。この場合、カメラを制御するための制御コマンドを選択されていないカメラに対して送受信することはできない。
第１のカメラモード切り替えボタン２１１ｃが押下されるとカメラコントローラモードに遷移する。そして、ユーザが一のキーを操作すると、選択したカメラＣ１〜Ｃ３のいずれかに対して、操作されたキーに対応した制御コマンドが発行される。具体的には、制御コマンドがＲＳ−２３２ＣまたはＲＳ−４２２を介してカメラＣ１〜Ｃ３に送信される。なお、映像信号処理装置１００にネットワーク端子等を取付けることによって、上記の制御コマンドを送る通信プロトコルとは別の通信プロトコルを用いてカメラＣ１〜Ｃ３を操作することもできる。
また、従来であれば、ビデオスイッチャ機能とカメラコントロール機能を一体化する際に、機能切り替えによって、ボタン数をなるべく少なくするようにしていた。しかし、故意にビデオスイッチャ機能の一部を、切り替えられた機能モードに関わらず操作可能なボタンに割り付ける。これにより、若干、操作ボタンが増えるものの、カメラコントロールを行いながら映像の切り替え操作が可能となる。例えば、カメラコントローラモードにおいても、ＰＧＭ選択ボタン２１３ｐと、ＮＥＸＴ選択ボタン２１３ｎはビデオスイッチャ機能に割り振られる。このため、カメラＣ１〜Ｃ３を操作しながら、同時にビデオスイッチを行うことができる。
また、ジョイスティック２４０は、ＰｉｎＰの位置決めに使用されるよりもカメラコントロール機能に於いてパン／チルト／ズームの駆動操作に使用される場合がよくある。このため、ジョイスティック２４０付近には、カメラコントローラモードに切り替えやすくするため第２のカメラモード切り替えボタン２１４ｃのみ配置すればよい。
次に、図３を参照して、ジョイスティック２４０の外部構成例について説明する。
操作パネル１３０に平行なｘｙ平面を仮定した場合、ジョイスティック２４０は、ｘｙ平面に対して所定の角度で傾けることで任意の方向に移動等の指示を与えるレバー２４１と、回転することでカメラＣ１〜Ｃ３のズーム等の制御を行えるノブ２４２を備える。また、ジョイスティック２４０は、レバー２４１と操作パネル１３０を接続し、レバー２４１の支点となる支点部２４３を備える。ノブ２４２は、回転角に応じた操作信号を発し、制御部６０は操作信号を読み取ることによって選択されたカメラのズーム制御を行う。回転の方向とズーム方向の対応関係は、予めユーザが不図示の設定メニューを操作することによって設定できる。
ノブ２４２は、レバー２４１の中心から見てｙ方向に±３０度の範囲内で回転可能であり、ノブ２４２の回転角はカメラ制御の機能の一つであるズーム機能に割り付けられる。例えば、ノブ２４２を時計回りに回転させると、カメラのズームを望遠方向に変えられる。一方、ノブ２４２を反時計回りに回転させると、カメラのズームを広角方向に変えられる。ただし、ノブ２４２の回転方向とズーム方向の割り付けは逆にしてもよく、ユーザが任意に設定できる。
レバー２４１が傾けられる方向は、ｘ方向がパン方向、ｙ方向がチルト方向に割り付けられる。パン、チルト方向の定義についても、ズーム方向と同様にユーザの好みに応じて任意に割り付けられる。
次に、図４を参照して、メインユニット１１０の内部構成例について説明する。図４において、図１や図２と対応する箇所には同一の符号を付してある。メインユニット１１０は、入力部として、ＳＤＩインタフェース（以下Ｉ／Ｆと称する）部１０−１〜ＳＤＩ Ｉ／Ｆ部１０−４と、オプションカードＩ／Ｆ部１５とを備える。ＳＤＩ Ｉ／Ｆ部１０−１〜ＳＤＩ Ｉ／Ｆ部１０−４は、ＨＤ−ＳＤＩ又はＳＤ−ＳＤＩ信号が入力される４つのＳＤＩ入力端子１ｓ−１〜ＳＤＩ入力端子１ｓ−４を備えたインタフェースである。図１に示した構成によれば、ＳＤＩ Ｉ／Ｆ部１０−１〜ＳＤＩ Ｉ／Ｆ部１０−４には、カメラＣ１〜カメラＣ４から出力される映像信号が入力される。ＳＤＩ入力端子１ｓ−１〜ＳＤＩ入力端子１ｓ−３には、動作を制御可能なカメラから出力される映像信号が入力される。ＳＤＩ入力端子１ｓ−４には、動作を制御できない装置から出力される映像信号が入力される。
ＳＤＩ Ｉ／Ｆ部１０−１〜ＳＤＩ Ｉ／Ｆ部１０−４は、それぞれイコライザ（ＥＱ）１１と、シリアル・パラレル変換器（Ｓ／Ｐ）１２と、フレームシンクロナイザ（ＦＳ）１３と、アンプ（ＡＭＰ）１４とを備える。
イコライザ１１は、入力されたＨＤ／ＳＤ−ＳＤＩ信号の波形整形を行い、波形整形後の信号をシリアル・パラレル変換器１２に供給する。シリアル・パラレル変換器１２は、イコライザ１１から供給されたＨＤ／ＳＤ−ＳＤＩのシリアル信号を、パラレル信号に変換してフレームシンクロナイザ１３に出力する。フレームシンクロナイザ１３は、入力されたパラレルの映像信号を、メインユニット１１０内の基準同期信号に同期させてアンプ１４に供給する。アンプ１４は、入力された映像信号を適切な大きさに増幅して、入力選択部としての入力クロスポイント部２０に供給する。
オプションカードＩ／Ｆ部１５は、オプションカードが挿入されるＩ／Ｆである。オプションカードとは、工場出荷時には装着されていないカードであり、標準装備されていない機能を追加装備するためのカードである。オプションカードとしては、アナログ映像信号入力端子を備えたカードや、ＤＶＩ入力端子を備えたカード、ＨＤ／ＳＤ−ＳＤＩ入力端子を備えたカード等の様々なカードが用意されている。本実施の形態によるメインユニット１１０では、オプションカードＩ／Ｆ部１５に、これらのカードのうち任意の２枚までのカードを接続することができるようにしてある。このため、オプションカード上には複数の映像信号端子が複数存在することになるが、図４においては、説明を簡単にするため、これらの端子を入力映像端子１ｏとして示している。
図１に示した構成によれば、オプションカードＩ／Ｆ部１５には、オプションカードＩ／Ｆ部１５に挿入されたオプションカードの端子に接続された、ＰＣＰ１からの映像信号が入力される。オプションカードＩ／Ｆ部１５では、装着されたカードの種類に応じた処理を行って、処理後の映像信号を入力クロスポイント部２０に出力する。なお、入力される信号の種類は上述したものに限定されるものではなく、他の種類の入力端子を備えたカードが装着される構成としてもよい。
入力クロスポイント部２０は、ＳＤＩ Ｉ／Ｆ部１０−１〜ＳＤＩ Ｉ／Ｆ部１０−４やオプションカードＩ／Ｆ部１５から供給される複数の映像信号の中から、操作入力部１２０での入力映像選択操作によって選択された映像信号のみを選択して出力する。例えば、操作入力部１２０のＰＧＭ選択ボタン２１３ｐの中から１番のボタンが押下された場合には、入力クロスポイント部２０によって、論理番号１番に対応付けられた入力ポートから入力される映像信号がＰＧＭ出力として選択される。つまり入力クロスポイント部２０は、入力映像を、ＮＥＸＴ出力やＡＵＸ出力、ＰｉｎＰ出力、マルチビュワ出力等に対応付けて出力する。
入力クロスポイント部２０で選択された映像信号のうち、エフェクトの追加等の映像への加工が必要とされる映像信号は、画面生成処理部としてのスイッチャ・エフェクト部３０に供給される。スイッチャ・エフェクト部３０は、入力映像の切り替えや映像信号へのエフェクト等の追加を行う。
また、スイッチャ・エフェクト部３０は、ＰｉｎＰ画像表示用の枠やマルチビュワ表示用の枠を生成する処理も行う。マルチビュワ表示用の枠を作成する場合は、ＰＧＭ出力映像表示用の枠と、ＮＥＸＴ出力映像用の枠と、制御対象カメラによる撮影映像表示用の枠は、それぞれ異なる色で生成するようにしてある。スイッチャ・エフェクト部３０での処理は、操作入力部１２０での入力映像選択操作に基づき後述する制御部６０で生成される制御信号に基づいて制御される。
スイッチャ・エフェクト部３０でエフェクト等の処理が施された、ＰＧＭ出力として選択された映像信号は、後段のパラレル・シリアル変換器５１ｐに供給される。パラレル・シリアル変換器５１ｐでは、映像信号がシリアルの映像信号に変換されてバッファ５２ｐに出力される。バッファ５２ｐに入力された映像信号は、出力に適した信号に変換された後にＰＧＭ出力として出力される。
また、スイッチャ・エフェクト部３０でエフェクト等の処理が施された映像信号は、スイッチャ・エフェクト部３０で生成された枠情報等とともに、出力クロスポイント部４０に供給される。出力クロスポイント部４０には、入力クロスポイント部２０で、エフェクト等の効果の付加が不要な映像信号として選択された映像信号も供給される。
出力クロスポイント部４０は、入力クロスポイント部２０から供給される映像信号やスイッチャ・エフェクト部３０から供給される映像信号を、出力部としてのＡＵＸ出力端子２ａとＤＶＩ出力端子２ｄのどちらに出力するかを選択する。ＡＵＸ出力端子２ａに出力するかＤＶＩ出力端子２ｄに出力するかは、操作入力部１２０での入力映像選択操作に基づき制御部６０で生成される制御信号に基づいて決定される。
出力クロスポイント部４０で、ＡＵＸ出力端子２ａに出力する映像信号として選択された映像信号は、後段のパラレル・シリアル変換器５１ａに供給されて、シリアルの映像信号に変換される。そして、シリアルに変換された映像信号はバッファ５２ａに供給されて、出力に適した信号に変換された後に、ＡＵＸ出力としてＡＵＸ出力端子２ａに出力される。なお、本実施の形態ではＡＵＸ出力端子を１個のみ設けた構成としてあるが、複数個設けるように構成してもよい。
ＤＶＩ出力端子２ｄに出力する映像信号として選択された映像信号は、Ｉ／Ｐ（インターレース／プログレッシブ）変換・リサイズ処理部５１ｄに供給され、必要に応じて、インターレース又はプログレッシブの映像信号への変換と、画面サイズの変更が行われる。これらの調整が行われた映像信号は、バッファ５２ｄに出力され、出力に適した信号に変換された後に、ＤＶＩ出力としてＤＶＩ出力端子２ｄに出力される。
制御部６０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等よりなり、操作入力部１２０から入力される各種情報に基づいて、装置内の各部を制御するための制御信号や、制御対象カメラを制御するためのカメラ制御コマンドを生成する。
制御部６０には、位置情報生成部６１と、制御信号生成部６２と、シリアルＩ／Ｆ部６３とが含まれる。また、制御部６０には、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory）等で構成されるメモリ７０が接続されている。
制御部６０の位置情報生成部６１には、操作入力部１２０のジョイスティック２４０から入力される操作角度情報や、操作入力部１２０を構成する各操作ボタンのオン／オフの情報が供給される。位置情報生成部６１は、入力されたジョイスティック２４０の操作角度情報に基づいて、制御対象カメラの位置を示す情報、すなわちパン／チルト／ズームの制御量を示す情報を生成し、生成した位置情報を後段の制御信号生成部６２に供給する。
制御信号生成部６２は、操作入力部１２０のジョイスティック２４０から入力される操作角度情報と、メモリ７０内に記録されたテーブルの情報に基づいて、カメラ制御コマンドを生成する。また、制御信号生成部６２は、操作ボタン部２１０から入力される操作ボタンのオン／オフの情報と、メモリ７０内に記録されたテーブルの情報に基づいて、メインユニット１１０内の各部を制御するための制御信号を生成する。
制御信号生成部６２は、上述した各テーブルを参照することにより求められる制御対象に対して、操作入力部１２０から入力される操作内容に基づく制御信号を生成して供給する。制御信号生成部６２で生成されたカメラ制御コマンドは、後段のシリアルＩ／Ｆ部６３に伝送され、シリアルＩ／Ｆ部６３によってシリアルの信号に変換される。シリアルの信号に変換されたカメラ制御コマンドは、シリアルドライバ８０を通して制御信号出力端子２ｃに出力され、制御信号出力端子を通して制御対象カメラに伝送される。
このように、映像信号処理装置１００は、ビデオスイッチャ機能とカメラコントロール機能が一体化されており、互いの機能の通信は映像信号処理装置１００の内部で行われる。また単純に各機能を一体化したのではなく、ビデオスイッチャ機能モード又はカメラコントローラモードを選択する際に、制御対象となるカメラを選択すれば、選択されたカメラに応じた出力映像が選択される。
従来のビデオスイッチャは、カメラコントロールを行った際に、スイッチャ機器の操作として、主出力もしくは準備出力に表示して実際にカメラコントロールを行う必要があった。しかし、本例の映像信号処理装置１００は、自動的に映像信号がＡＵＸ出力端子２ａから出力される。このため、ことから、ＰＧＭ出力映像とＮＥＸＴ出力映像に影響を及ぼさない。
図５は、カメラＣ１〜Ｃ３に送る制御コマンドの生成例を説明する図である。
ジョイスティック２４０とツマミ部２２０から出力される操作信号は、制御部６０に入力される。制御部６０は、入力された操作信号から速度パラメータ、最大値変数を生成し、生成した速度パラメータ、最大値変数を比較して、カメラＣ１〜Ｃ３を制御する制御コマンドを生成する。そして、制御部６０は、制御信号伝送用のシリアルケーブルによって、制御コマンドをカメラＣ１〜Ｃ３に送る。
図６は、制御部６０の内部構成例を示す。
制御部６０は、位置情報生成部６１と、制御信号生成部６２と、シリアルＩ／Ｆ部６３を備える。そして、位置情報生成部６１は、ジョイスティック２４０から入力されたアナログ操作信号をデジタル操作信号に変換するアナログ／デジタル変換部７１を備える。また、位置情報生成部６１は、ツマミ部２２０から入力されたアナログ操作信号（第２の操作信号）より、カメラの移動速度を所定の範囲内に制限する、デジタル化された最大値変数を生成する最大値変数生成部７２を備える。最大値変数生成部７２が生成する「最大値変数」は、速度パラメータの一種である。また、位置情報生成部６１は、デジタル操作信号と、最大値変数に基づいて、最大値変数の範囲内となるように、第１の操作信号に応じてカメラＣ１〜Ｃ３の移動速度を速度パラメータとして決定する速度決定部７３を備える。速度決定部７３が行うカメラＣ１〜Ｃ３の移動速度の決定例については、後述する。また、図６では、図２に示したシリアルドライバ８０の記載は省略する。
速度決定部７３は、アナログ／デジタル変換部７１から供給されるデジタル操作信号からジョイスティック２４０の変位量と変位方向を見積る。そして、この変位量と変位方向に応じて、カメラＣ１〜Ｃ３の移動速度を示す速度パラメータを所定の関係（後述する図７参照）で求める。そして、速度決定部７３は、求めた移動速度と、最大値変数生成部７２から供給される最大値変数の絶対値を比較し、決定した絶対値が小さい方の速度パラメータを制御信号生成部６２に送る。制御信号生成部６２は、速度決定部７３から受け取った速度パラメータに基づいて制御コマンドを生成し、シリアルＩ／Ｆ６３を介してカメラＣ１〜Ｃ３に送る。
例えば、カメラＣ１〜Ｃ３の移動速度が、０（カメラの速度が最低速又は静止）〜２４（カメラの速度が最高速）の範囲内で定まる場合を想定する。従来のジョイスティックを用いてカメラＣ１〜Ｃ３の移動速度を制御する場合、レバー２４１を限界まで傾けると、カメラＣ１〜Ｃ３の移動速度は「２４」となる。しかし、ツマミ部２２０の操作により、予めカメラＣ１〜Ｃ３の移動速度の最大値を「１０」に設定することができる。この場合、レバー２４１を限界まで傾けても、移動速度は「１０」で一定となる。そして、移動速度が「１０」と決定された速度パラメータが制御信号生成部６２に送られ、制御コマンドが生成される。このようにカメラＣ１〜Ｃ３の移動速度を制限することで、カメラＣ１〜Ｃ３の最高速度が「０」〜「１０」の範囲内に収まる。
図７は、速度決定部７３が決定する速度パラメータの例を示す。ここでは、カメラＣ１を移動させる速度パラメータを決定する例について説明する。
通常、ジョイスティック２４０のみで変位方向と変位量の２つ（ベクトル）を検出し、カメラの操作に用いる場合、中間変位の値が作りにくい。一方、カメラ側へ制御コマンドとして発行される速度パラメータは、例えば、２５段階で設定される。この速度パラメータは、レバー２４１を傾けることによって決定される、ジョイスティック２４０の変位量で決まるが、レバー２４１の傾きを一定に保つことは難しい。カメラの移動速度を一定に保つためには、ジョイスティック２４０の変位量に対するカメラの移動速度が所定の範囲内に収まるように制限すればよい。
図７Ａ〜図７Ｃにおいて、横軸はジョイスティック２４０の変位量を示し、縦軸は決定されたカメラＣ１の移動速度を示す。図７に示すグラフの横軸の両端には、それぞれＭＩＮ、ＭＡＸが示される。ＭＩＮ、ＭＡＸは、それぞれジョイスティック２４０の最大変位量を示す。つまり、傾けたレバー２４１の動きは支点部２４３によって制限されるため、ジョイスティック２４０の可動範囲は、ＭＩＮ値以上ＭＡＸ値以下であることを示す。また、図７には、ツマミ部２２０の操作によって適宜変えられる速度パラメータの閾値が示される。また、ジョイスティック２４０の変位量が、初期位置（０）の近傍である閾値ＴＨ１〜ＴＨ２の範囲内に収まる場合、この範囲を不感帯として、速度パラメータを「０」に決定し、カメラＣ１を静止させる。本例において、閾値ＴＨ１〜ＴＨ２は、ほぼ同じ値であり、例えば、ジョイスティック２４０を最も右に傾けた場合をＭＡＸとし、最も左に傾けた場合をＭＩＮとする。つまり、ジョイスティック変位量は、ＭＡＸ、ＭＩＮのいずれでも正の値となる。また、ジョイスティック２４０を右に傾けた場合にカメラが右方向に移動する速度を縦軸の正領域にとる。一方、ジョイスティック２４０を左に傾けた場合にカメラが左方向に移動する速度を縦軸の負領域にとる。なお、カメラＣ２，Ｃ３についても同様に速度パラメータが決定されるものとする。
図７Ａは、速度パラメータを決定する第１の例を示す。
速度決定部７３は、ジョイスティック２４０の変位量が初期位置（０）に対して、第１の閾値（ＴＨ１又はＴＨ２）未満である場合に、カメラＣ１の移動速度を第１の速度（本例では、０）とする。そして、ジョイスティック２４０の変位量が初期位置（０）に対して、第１の閾値（ＴＨ１又はＴＨ２）以上である場合に、カメラＣ１の移動速度を第２の速度（本例では、Ｖ３）とする。
本例では、ジョイスティック２４０の変位量が閾値ＴＨ１以下になると、一定の速度−Ｖ３でカメラＣ１が移動する。一方、ジョイスティック２４０の変位量が閾値ＴＨ２以上になると、一定の速度Ｖ３でカメラＣ１が移動する。速度調整は、例えば、ツマミ部２２０を回転することによって行われ、速度をＶ1〜Ｖ3に変えることができる。
図７Ｂは、速度パラメータを決定する第２の例を示す。
速度決定部７３は、ジョイスティック２４０の変位量が初期位置（０）に対して、第１の閾値（ＴＨ１又はＴＨ２）未満である場合に、カメラＣ１の移動速度を第１の速度（本例では、０）とする。そして、ジョイスティック２４０の変位量が初期位置（０）に対して、第１の閾値（ＴＨ１又はＴＨ２）以上である場合に、ジョイスティック２４０の変位量に比例してカメラＣ１の移動速度を変える。
つまり、ツマミ部２２０で最大速度（リミット）を決定し、ジョイスティック２４０で方向と速度のベクトルを決定する。すなわち、ジョイスティック２４０を最大変位しても、移動速度は制限をかける。そして、速度パラメータは、ｙ＝ａｘ＋ｂで示す線形グラフで決定される。この場合の傾きａは、ツマミ部２２０の操作によって調整される。また、切片ｂは、メニュー操作等によって予め決定される。
例えば、ジョイスティック２４０の変位量が閾値ＴＨ１以下になると、カメラＣ１は、一定の速度−Ｖ３でカメラＣ１が移動する。一方、ジョイスティック２４０の変位量が閾値ＴＨ２以上になると、カメラＣ１は、一定の速度Ｖ３でカメラＣ１が移動する。
図７Ｃは、速度パラメータを決定する第３の例を示す。
速度決定部７３は、ジョイスティック２４０の変位量が初期位置（０）に対して、第１の閾値（ＴＨ１又はＴＨ２）未満である場合に、カメラＣ１の移動速度を第１の速度（本例では、０）とする。そして、ジョイスティック２４０の変位量が初期位置（０）に対して、第１の閾値（ＴＨ１又はＴＨ２）以上、かつ第２の閾値（ＴＨ３又はＴＨ４）未満である場合に、ジョイスティック２４０の変位量に比例してカメラの移動速度を変える。さらに、ジョイスティック２４０の変位量が第２の閾値（ＴＨ ３ 又はＴＨ４）以上である場合に、カメラＣ１の移動速度を第２の速度とする
ジョイスティック２４０の変位量が閾値ＴＨ１以下になると、カメラＣ１は、一定の速度−Ｖ３でカメラＣ１が移動する。一方、ジョイスティック２４０の変位量が閾値ＴＨ２以上になると、カメラＣ１は、一定の速度Ｖ３でカメラＣ１が移動する。
本例では、ジョイスティック２４０の角度に対するスピードを常に一定として、ツマミ部２２０で最大速度（制限）を調整する。このため、レバー２４１を一定の角度以上傾けても速度が増さない。また、速度パラメータは、ｙ＝ａｘ＋ｂで示す線形グラフで決定される。ただし、ジョイスティック２４０の変位量が閾値ＴＨ3以下又はＴＨ4以上になると、傾きａがゼロとなり、カメラＣ１は一定の速度で動く。閾値ＴＨ3 及びＴＨ4は、ツマミ部２２０の操作によって調整される。
ジョイスティック２４０のベクトル量（方向と制御速度）のうち、カメラの移動方向はジョイスティック２４０の傾斜方向で決定されるが、カメラの移動速度はツマミ部２２０によって制限される。このため、レバー２４１を最大限に傾けなくても、カメラの移動速度を一定にすることができる。なお、ツマミ部２２０を押しながらノブ２４２を回すと、Ｖ1〜Ｖ２の速度パラメータの差を大きくするように設定してもよい。
このように、ユーザの好みに応じて、片手でジョイスティック２４０のみを使う操作、又は両手でジョイスティック２４０とツマミ部２２０を組み合わせて使う操作のいずれかを選択できる。
ところで、図７Ａと図７Ｃの関係に基づいてカメラの操作を行うと、パン／チルトの速度比がツマミ部２２０によって変わることによって、カメラの動きが、ユーザが意図しない動きとなることがある。この場合、例えば、レバー２４１が傾斜した方向にカメラが駆動しないことがある。このとき、レバー２４１を右上斜め方向に傾斜させると、パン方向の速度パラメータとチルト方向の速度パラメータの比が常に１であるため、カメラＣ１は４５度方向にのみ移動する。なお、図７Ｂに示す関係に基づいてカメラの操作を行うと、パン／チルト方向の速度比は保たれる。
ここで、図７Ａの関係に基づいて、パン／チルトの２方向へカメラの移動を同時に行うことについて検討する。このとき、パン／チルトの速度パラメータが共に同一であると、結果として一方向にのみカメラＣ１が駆動する。この結果、ユーザはカメラＣ１の移動方向を制御できなくなる。
そこで、カメラＣ１を動かすパン／チルトの２方向の速度パラメータに主従関係をつけ、主パラメータのみをツマミ部２２０で制御する。２方向の速度パラメータの比は、ジョイスティック２４０から供給される操作信号を用いる。そして、パン／チルトの２方向の速度パラメータの比から、主パラメータと従属パラメータを算出する。これにより、ユーザがツマミ部２２０を用いて、速度パラメータを違和感なく変えられるようにする。
図８は、ジョイスティック２４０（レバー２４１）を傾斜した場合における、ｘ方向とｙ方向を決定するモデル図である。
速度決定部７３は、ジョイスティック２４０の変位量及び変位方向を２軸に分解し、第１軸に射影される変位量が第２軸に射影される変位量以上である場合に、第１軸に射影される変位量に基づいてカメラの移動方向を第１軸として決定する。そして、カメラのパン又はチルトを第２軸に射影される変位量に基づいて決定する。
一方、第１軸に射影される変位量が第２軸に射影される変位量未満である場合に、第２軸に射影される変位量に基づいてカメラの移動方向を第２軸として決定し、カメラのパン又はチルトを第１軸に射影される変位量に基づいて決定する。
本例では、第１軸をＸ軸とし、第２軸をＹ軸とし、第１軸と第２軸は、支点部２４３の中心で直交する。ただし、第１軸と第２軸は、任意の角度で交わるようにして定めてもよい。速度決定部７３は、Ｙ＝Ｘ（θ＝４５度）となるラインを境界にして、パン方向を主パラメータとするか、チルト方向を主パラメータとするか判断する。チルト方向が主パラメータである場合、ツマミ部２２０によって最大値変数が決定される。このとき、パン方向はジョイスティック２４０の操作信号から読み取られた値である、ｘ１，ｙ１によって決定される。
従属パラメータは、ツマミ部２２０で制御された主パラメータとジョイスティック２４０で検出された２方向の操作信号の比から求めた値の比（パン／チルトの各方向の速度パラメータ）で算出される。この比を算出するために、パン／チルトのどちらかの速度パラメータを主として制御し、他方の速度パラメータを従属としてカメラを操作する必要がある。このため、速度決定部７３は、ジョイスティック２４０から検出される変位パラメータ（二次元のｘ、ｙ座標と相関のある操作信号）を検出し、｜ｘ｜≧｜ｙ｜、又は、｜ｘ｜＜｜ｙ｜のいずれの関係を満たすかを判定する。この結果、｜ｘ｜≧｜ｙ｜である場合は、ｘに対応するパン方向の速度パラメータを主パラメータとして、ツマミ部２２０で最大値変数を調整する。そして、ｙに対応するチルト方向は従属パラメータとされる。そして、主パラメータにｙ／ｘをかけた値をチルト方向の速度パラメータとして採用する。
一方、｜ｘ｜＜｜ｙ｜である場合、ｙに対応するチルト方向の速度パラメータを主パラメータとして、ツマミ部２２０で最大値変数を調整する。そして、ｘに対応するパン方向は従属パラメータとされる。そして、主パラメータにｘ／ｙをかけた値をパン方向の速度パラメータとして採用する。図８に示すとおり、速度パラメータの主従関係は、θ＝４５度を境に判断してもよい。
速度決定部７３は、例えば、ｘｙ平面に射影されるレバー２４１の傾きθが、ｘ方向に対して、０度≦θ＜４５度である場合、ｘ方向を主パラメータとし、ｙ方向を従属パラメータとする。また、４５度≦θ＜９０度である場合、ｘ方向を従属パラメータとし、ｙ方向を主パラメータとする。また、９０度≦θ＜１３５度である場合、ｘ方向を従属パラメータとし、ｙ方向を主パラメータとする。また、１３５度≦θ＜１８０度である場合、ｘ方向を主パラメータとし、ｙ方向を従属パラメータとする。また、１８０度≦θ＜２２５度である場合、ｘ方向を主パラメータとし、ｙ方向を従属パラメータとする。また、２２５度≦θ＜２７０度である場合、ｘ方向を従属パラメータとし、ｙ方向を主パラメータとする。また、２７０度≦θ＜３１５度である場合、ｘ方向を従属パラメータとし、ｙ方向を主パラメータとする。そして、３１５度≦θ＜３６０度である場合、ｘ方向を主パラメータとし、ｙ方向を従属パラメータとする。
ところで、図７Ｃに示す関係に基づいて速度パラメータを決定する場合も、上記と同様に、パン、チルトに対し、ジョイスティック２４０の変位方向から主パラメータと従属パラメータの関係（以下、単に「主従関係」とも称する。）を算出する。そして、パン／チルト方向の速度比を保存した状態でカメラを駆動する。さらに、主パラメータはツマミ部２２０によって速度パラメータの最大値変数が決定され、従属パラメータはレバー２４１の傾きに応じて決定される速度パラメータと等価である。言い換えれば、従属パラメータは、レバー２４１の傾き方向に対して、ジョイスティック２４０の変位量と移動速度を適応したことと等価になる。
すなわち、ジョイスティック２４０を斜め方向に傾斜させると、主パラメータによって決定される方向はツマミ部２２０で、従属パラメータはジョイスティック２４０の変位量から速度パラメータを生成する。これにより、ジョイスティック２４０の移動方向比を保持したまま、ツマミ部２２０で移動速度を変えることが可能になる。
図９は、パン、チルト方向の速度パラメータを決定する処理の例を示す。
始めに、速度決定部７３は、ジョイスティック２４０の傾きに基づいて、Ｘ，Ｙ方向に対応する量（例えば、操作信号の電圧値）であるｘ１、ｙ１を検出する（ステップＳ１）。
次に、速度決定部７３は、ｘ１、ｙ１の関係からパン、チルト方向の主従関係を決定する（ステップＳ２）。主従関係は、ｘ１，ｙ１の値の内、いずれが大きいかで判断される。例えば、ｘ１＞ｙ１である場合、パン方向が主パラメータとなり、チルト方向が従となる。一方、ｘ１＜ｙ１である場合、パン方向が従となり、チルト方向が主パラメータとなる。
次に、速度決定部７３は、主パラメータと判断された方はツマミ部２２０から入力される値で速度パラメータを決定する（ステップＳ３）。そして、主パラメータに対し、ｘ１、ｙ１から従属パラメータを求める（ステップＳ４）。
主パラメータがパン方向である場合、パン：チルト＝ｘ１：ｙ１の比の関係から従属パラメータであるチルト方向の速度パラメータが求まる。一方、主パラメータがチルト方向の場合、パン：チルト＝ｘ１：ｙ１の比の関係から従属パラメータであるパン方向の値を求める。このようにして、パン、チルト方向の速度パラメータが算出される。
以上説明した本実施の形態によれば、ジョイスティック２４０は、カメラ操作が行われる際、中立点からの変位方向と変位量に応じてパン／チルト／ズーム等の操作方向とスピード制御を行う制御コマンドを生成する。そして、ジョイスティック２４０が決定した速度パラメータに対して、ツマミ部２２０の回転角によって定まる最大値変数を用いて、カメラの移動速度の最大値に制限をかける。これにより、ユーザは一定速度でカメラを移動させることが容易に行える。また、ジョイスティック２４０の変位量と比例関係にある移動速度に対して、最大値変数の制御をツマミ部２２０の回転角で行う。これにより、よりきめ細やかな制御、すなわち機器に応じた分解能単位での制御が可能となり、ユーザは両手を使って操作することができる。
また、速度決定部７３は、ジョイスティックの変位量が、初期位置（０）に対して、所定の閾値（ＴＨ１又はＴＨ２）の範囲内でレバー２４１が変動してもカメラを移動させない。また、ジョイスティックの変位量が、所定の閾値（ＴＨ１又はＴＨ２）以上となった場合に、ジョイスティック変位量に応じて適切にカメラの移動速度を変える。このため、ユーザの操作性が向上するという効果がある。
また、速度決定部７３は、カメラの最大の移動速度より小さい移動速度の範囲内で前記カメラの移動速度を制限する。このため、ジョイスティック変位量が最大値となっても、カメラが急激に移動せず、撮影しようとする被写体を適切に捉えることができるという効果がある。
また、ジョイスティック２４０以外のデバイスによって、カメラＣ１〜Ｃ３のパン／チルト／ズーム制御速度に対応する変位量を検出する。これによりジョイスティック２４０を操作する際に影響を与えていた、ユーザの持ち手のブレ等を排除できる。また、一定の速度でレンズ駆動をすることができ、なめらかなズーム操作を行うことができる。また、ジョイスティック２４０がメカ端にぶつかった時の変位に対する速度パラメータがツマミ部２２０によって決定することができるので、中間変位に保持する必要がなくなる効果がある。
また、ツマミ部２２０で速度パラメータの制御を行う手法を用いた場合、パン、チルト方向のどちらかの速度パラメータが制限されていても、パン、チルト方向に主従関係をつけることによって、他方の速度パラメータを自動的に制限することができる。このため、パン／チルト方向の移動速度の比に変化が生じず、速度バラメータを制御するツマミ部２２０の操作によって移動方向が変化しないという効果がある。
＜２．第２の実施の形態＞
［カメラの移動速度の制御：ホールドボタン信号による割込み処理を行う場合の処理の例］
次に、本発明の第２の実施の形態について、図１０を参照して説明する。以下の説明において、既に第１の実施の形態で説明した図面に対応する部分には同一符号を付し、詳細な説明を省略する。
ジョイスティック２４０を用いて、レバー２４１を傾けた際に欲しい値の中間変位のふらつきの影響を排除するためには、カメラＣ１〜Ｃ３の移動速度を一定に保つ速度保持部として、ホールドボタンを設けるとよい。ここでは、メニュー設定ボタン２６０（図２参照）にホールドボタンの機能を割り当てることとする。メニュー設定ボタン２６０を用いて、カメラＣ１〜Ｃ３に対する設定が終わると、メニュー設定ボタン２６０にホールドボタンの機能を兼用させる。具体的には、メニュー設定ボタン２６０は、カメラＣ１〜Ｃ３の移動速度を一定に保つ機能を有する。
メニュー設定ボタン２６０は、ユーザによってメニュー設定ボタン２６０が押下された瞬間におけるジョイスティック２４０の変位量を保持する。そして、再びメニュー設定ボタン２６０が押下されることによってジョイスティック２４０の変位量の保持を解除する。これによって、ある瞬間における速度パラメータを保持し、一定方向かつ一定速度でカメラを移動させることができる。
図１０は、カメラＣ１〜Ｃ３の動きを制御する制御コマンドの生成例を示す。
ジョイスティック２４０とツマミ部２２０は、操作信号を制御部６０に供給する。そして、メニュー設定ボタン２６０は、押下された瞬間に割込み信号を制御部６０に供給する。制御部６０は、メニュー設定ボタン２６０から割込み信号を受けると、受けた時点におけるジョイスティック２４０からの操作信号の値を一時的に保持し、内部の処理で保持した値を使用する。そして、再度メニュー設定ボタン２６０が押されると、メニュー設定ボタン２６０は、再び割込み信号を制御部６０に供給する。制御部６０は、メニュー設定ボタン２６０から再び割込み信号を受け取ると、ジョイスティック２４０からの操作信号の値の保持を解除する。
以上説明した第２の実施の形態によれば、ホールドボタンとしての機能を持たせたメニュー設定ボタン２６０から割込み信号が供給された時点のジョイスティック２４０からの操作信号を保持する。このため、一定の速度でカメラを移動させることが容易となり、ユーザの操作性が高まるという効果がある。
なお、ホールドボタンとしての機能を有する専用のボタンを操作パネル１３０に設けてもよい。
＜３．第３の実施の形態＞
［カメラの移動速度の制御：ジョイスティックから出力される操作信号から低域成分を取り出す場合の処理の例］
次に、本発明の第３の実施の形態について、図１１を参照して説明する。以下の説明において、既に第１の実施の形態で説明した図面に対応する部分には同一符号を付し、詳細な説明を省略する。
図１１は、カメラＣ１〜Ｃ３の動きを制御する制御コマンドの生成例を示す。
ジョイスティック２４０とツマミ部２２０は、操作信号を制御部６０に供給する。そして、ジョイスティック２４０から制御部６０につながる信号線の途中に、操作信号から数Ｈｚ以下の低域成分を通過させるローパスフィルタ７５を設ける。ローパスフィルタ７５は、中間変位のふらつきを防止するために挿入されるフィルタである。ただし、ローパスフィルタ７５は、制御部６０の内部で論理的に構成されるデジタルフィルタであってもよい。
ジョイスティック２４０から供給される操作信号によって求まる「ふらつき変位量」が一定量以下（図７における閾値ＴＨ１〜ＴＨ２の範囲内）であるならば、人間のふらつきであると判断できる。そして、ジョイスティック２４０と制御部６０の間には、例えば、１０ヘルツ程度の低域成分を通過させるローパスフィルタ７５を動的に挿入することで、第１の操作信号の低域成分を通過させ、ふらつき変位量による影響を除く。さらに、ローパスフィルタ７５に、通過させた低域成分を平均化して、ジョイスティック２４０の微動の影響を除く機能を持たせる。これにより、ジョイスティック２４０のふらつき変位量が平均化され、カメラの移動速度を一定の値に保持できる。これは、人間のふらつきによる操作信号の変化量が、例えば、１０Ｈｚ以下程度であることによる。このように、ジョイスティック２４０と制御部６０の間にカットオフ周波数が数ヘルツ程度であるローパスフィルタ７５を挿入することによって、人間のふらつきによって生じる偽信号が速度パラメータに与える影響を小さくすることができる。
以上説明した第３の実施の形態によれば、低域成分を通過させるローパスフィルタ７５を備えることによって、人間のふらつきによって生じる偽信号が速度パラメータに与える影響を小さくすることができる。このため、一定の速度でカメラを移動させることが容易となり、ユーザの操作性が高まるという効果がある。なお、制御部６０の内部でジョイスティック２４０からの操作信号を平均化しても同様の効果が得られる。
＜４．変形例＞
なお、上述した実施の形態では、ジョイスティック２４０から供給される操作信号の精度を高めるため、ホールドボタンとしての機能を割り当てたメニュー設定ボタン２６０を設けたり、ローパスフィルタ７５を挿入したりした。しかし、レバー２４１を最大限に倒せるところまで倒すことによって、レバー２４１のふらつきの影響を少なくすることも可能である。すなわち、レバー２４１が操作パネル１３０に触れるような最大傾斜角に倒したとき、速度決定部７３はツマミ部２２０で決定される最大値となる速度パラメータを生成する。この場合、レバー２４１はふらつかず、カメラを一定速度で移動させることができる。
また、ジョイスティック２４０の変位量と変位方向は、レバー２４１の角度θや、レバー２４１の弧の軌跡の長さ、レバー２４１の傾きに応じたｓｉｎθの写像等に基づいて算出してもよい。
また、上述した実施の形態において、速度パラメータを決定する第２及び第３の例では、速度パラメータは、ｙ＝ａｘ＋ｂで示す線形グラフで決定されるとした。しかし、速度パラメータは、線形グラフ以外にも、指数関数や対数関数を用いて決定されるようにしてもよい。このような関数を用いるのは、いわゆるウェーバー・フェヒナーの法則から導かれるように、一般に人間の感覚に対応するパラメータは対数関係を持っているためである。これにより、ユーザは自然な動作でカメラを操作することができる。
本発明の第１の実施の形態におけるシステムの構成例を示す概要図である。 本発明の第１の実施の形態における操作入力部の構成例を示す説明図である。 本発明の第１の実施の形態におけるジョイスティックの外部構成例を示す斜視図である。 本発明の第１の実施の形態における映像信号処理装置の内部構成例を示すブロック図である。 本発明の第１の実施の形態における制御コマンドの生成例を示すブロック図である。 本発明の第１の実施の形態における制御部の内部構成例を示すブロック図である。 本発明の第１の実施の形態における速度パラメータを決定する例を示すブロック図である。 本発明の第１の実施の形態における主従パラメータを決定する例を示すブロック図である。 本発明の第１の実施の形態における主従パラメータを決定する処理の例を示すフローチャートである。 本発明の第２の実施の形態における制御コマンドの生成例を示すブロック図である。 本発明の第３の実施の形態における制御コマンドの生成例を示すブロック図である。
符号の説明
１ｏ…入力映像端子、２ａ…ＡＵＸ出力端子、２ｃ…制御信号出力端子、２ｄ…ＤＶＩ出力端子、１１…イコライザ、１２…シリアル・パラレル変換器、１３…フレームシンクロナイザ、１４…アンプ、１５…オプションカードＩ／Ｆ部、２０…入力クロスポイント部、３０…スイッチャ・エフェクト部、４０…出力クロスポイント部、５１ａ…パラレル・シリアル変換器、５１ｄ…Ｉ／Ｐ変換・リサイズ処理部、５１ｐ…パラレル・シリアル変換器、５２ａ…バッファ、５２ｄ…バッファ、５２ｐ…バッファ、６０…制御部、６１…位置情報生成部、６２…制御信号生成部、６３…シリアルＩ／Ｆ部、７０…メモリ、７１…アナログ／デジタル変換部、７２…最大値変数生成部、７３…速度決定部、７５…ローパスフィルタ、８０…シリアルドライバ、１００…映像信号処理装置、１１０…メインユニット、１２０…操作入力部、１３０…操作パネル、２１０…操作ボタン部、２１１ｃ…第１のカメラモード切り替えボタン、２１１ｓ…スイッチャモード切り替えボタン、２１２…ＡＵＸ出力選択／カメラ選択ボタン、２１３ｎ…ＮＥＸＴ選択ボタン、２１３ｐ…ＰＧＭ選択ボタン、２１４ｃ…第２のカメラモード切り替えボタン、２２０…ツマミ部、２３０…表示部、２４０…ジョイスティック、２４１…レバー、２４２…ノブ、２４３…支点部、２５０…トランジションレバー、２６０…メニュー設定ボタン、３００…表示装置、４００…プロジェクタ、５００…記録装置、Ｃ１〜Ｃ４…カメラ

Claims (5)

  1. カメラに対してパン又はチルトを指示する第１の操作信号を変位量に応じて出力する第１の操作部と、
    前記カメラの移動速度を制限する第２の操作信号を変位量に応じて、前記カメラの最大の移動速度より小さい移動速度の範囲内で前記カメラの移動速度を制限して出力する第２の操作部と、
    前記第２の操作信号に基づいて、前記カメラの移動速度を所定の範囲内に制限する最大値変数を生成する最大値変数生成部と、
    前記第１の操作部の変位量が第１の閾値未満である場合に、前記カメラの移動速度を第１の速度とし、前記第１の操作部の変位量が前記第１の閾値以上である場合に、前記カメラの移動速度を第２の速度とし、前記最大値変数の範囲内となるように、前記第１の操作信号に応じて前記カメラの移動速度を決定する場合に、前記第１の操作部の変位量及び変位方向を２軸に分解し、第１軸に射影される前記変位量が第２軸に射影される前記変位量以上である場合に、前記第１軸に射影される前記変位量に基づいて前記カメラの移動方向を前記第１軸として決定し、前記カメラのパン又はチルトを前記第２軸に射影される前記変位量に基づいて決定し、前記第１軸に射影される前記変位量が前記第２軸に射影される前記変位量未満である場合に、前記第２軸に射影される前記変位量に基づいて前記カメラの移動方向を前記第２軸として決定し、前記カメラのパン又はチルトを前記第１軸に射影される前記変位量に基づいて決定する速度決定部と、
    決定された前記カメラの移動速度に基づいて前記カメラの移動方向と移動速度を制御する制御コマンドを生成する制御信号生成部と、を備える
    カメラ制御装置。
  2. 請求項１記載のカメラ制御装置において、
    前記速度決定部は、前記第１の操作部の変位量が第１の閾値未満である場合に、前記カメラの移動速度を第１の速度とし、前記第１の操作部の変位量が前記第１の閾値以上かつ第２の閾値未満である場合に、前記第１の操作部の変位量に比例して前記カメラの移動速度を変え、前記第１の操作部の変位量が前記第２の閾値以上である場合に、前記カメラの移動速度を第２の速度とする
    カメラ制御装置。
  3. 請求項１又は２記載のカメラ制御装置において、
    前記カメラの移動速度を一定に保つ速度保持部を備え、
    前記速度保持部は、前記速度保持部が押下された瞬間における前記第１の操作部の変位量を保持し、再び前記速度保持部が押下されることによって、前記第１の操作部の変位量の保持を解除する
    カメラ制御装置。
  4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載のカメラ制御装置において、
    カットオフ周波数を所定数Ｈｚより大きくして、前記第１の操作信号の低域成分を通過させ、前記低域成分を平均化する低域通過部を備える
    カメラ制御装置。
  5. カメラに対してパン又はチルトを指示する第１の操作信号を第１の操作部の変位量に応じて出力するステップと、
    前記カメラの移動速度を制限する第２の操作信号を第２の操作部の変位量に応じて、前記カメラの最大の移動速度より小さい移動速度の範囲内で前記カメラの移動速度を制限して出力するステップと、
    前記第２の操作信号に基づいて、前記カメラの移動速度を所定の範囲内に制限する最大値変数を生成するステップと、
    前記第１の操作部の変位量が第１の閾値未満である場合に、前記カメラの移動速度を第１の速度とし、前記第１の操作部の変位量が前記第１の閾値以上である場合に、前記カメラの移動速度を第２の速度とし、前記最大値変数の範囲内となるように、前記第１の操作信号に応じて前記カメラの移動速度を決定する場合に、前記第１の操作部の変位量及び変位方向を２軸に分解し、第１軸に射影される前記変位量が第２軸に射影される前記変位量以上である場合に、前記第１軸に射影される前記変位量に基づいて前記カメラの移動方向を前記第１軸として決定し、前記カメラのパン又はチルトを前記第２軸に射影される前記変位量に基づいて決定し、前記第１軸に射影される前記変位量が前記第２軸に射影される前記変位量未満である場合に、前記第２軸に射影される前記変位量に基づいて前記カメラの移動方向を前記第２軸として決定し、前記カメラのパン又はチルトを前記第１軸に射影される前記変位量に基づいて決定するステップと、
    決定された前記カメラの移動速度に基づいて前記カメラの移動方向と移動速度を制御する制御コマンドを生成するステップと、を有する
    カメラ制御方法。
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