JP4778883B2 - 雲台カメラ装置 - Google Patents

Description

本発明は、テレビカメラの撮像方向がベルト駆動の水平回転及び垂直回転によって設定される雲台カメラ装置に係り、特に、撮像レンズのズーム倍率に応じて静止精度を変更する雲台カメラ装置に関する。

撮像レンズを備えるテレビカメラを、雲台に載置した雲台カメラ装置は、例えば、監視装置などに用いられ、インターネット等のネットワークを介して離れた場所からの遠隔操作により、カメラの撮像方向を上下方向（チルト）、左右方向（パン）に移動制御し、または、撮像レンズのフォーカスや、ズーム制御を行うことにより、目的の被写体にカメラを合わせ、監視対象である撮像目標の被写体を撮像するものである。撮像した被写体映像は、モニタへ伝送され、モニタ画面上に表示される。

このような雲台カメラ装置において、特に、映像信号の伝送、および制御信号の伝送で発生する信号遅延を原因として、カメラを撮像目標で停止するように被写体を撮像するときに発生する撮像目標からのずれを、自動的に補正制御し、確実に目標の被写体を撮像するために、予め制御信号の伝送で発生する信号遅延量を操作装置に記憶させておき、雲台の移動の制御を停止しても、記憶した遅延量に対応してカメラを逆方向に移動制御し、当該ずれを補正することが、下記の特許文献１に提案されている。

特開２０００−３５８２３９号公報

しかしながら、前述した従来例では、撮像レンズをズーム操作して、パンおよびチルトする場合に、パン及びチルトの静止精度が、撮像レンズのズーム倍率に関係なく、一定であった。静止精度が一定の場合には、撮像レンズのズーム倍率が低く、かつ、パンおよびチルトの静止精度の影響が、画角に対して小さい場合であっても、雲台の移動制御の収束時間を短くすることができないという問題があることに気づいていなかった。勿論、特許文献１には撮像レンズのズーム倍率とパンおよびチルトの静止精度とが、雲台の制御の収束時間に影響することについては、記載されていない。

そこで、本発明の目的は、雲台カメラ装置のパンおよびチルト操作において、制御の収束時間を優先して収束時間を短くしたい場合と、制御の静止精度を優先して位置ずれを小さくしたい場合の、それぞれの要求に応じて、所望の制御が可能な雲台カメラ装置を提供することにある。

前述した目的を達成するため、本発明に係る雲台カメラ装置は、テレビカメラとズーム機能を有する撮像レンズとを内蔵したカメラ部と、前記カメラ部を載置する雲台と、前記雲台を垂直回転駆動する垂直回転駆動部と、前記雲台を水平回転駆動する水平回転駆動部と、前記水平回転駆動部および前記垂直回転駆動部のパン及びチルト動作を制御する制御部とを具備し、
前記制御部は、前記撮像レンズのズーム倍率に応じて前記パン及びチルトの静止精度を変更することを特徴とするものである。

本発明によれば、撮像レンズのズーム倍率に応じて雲台カメラ装置のパンおよびチルトの静止精度を変更できるので、撮像レンズのズーム倍率が低い場合には、静止精度を下げることにより、パンおよびチルト制御の収束時間を短くでき、撮像レンズのズーム倍率が高い場合には、パンおよびチルト制御の静止精度を上げることにより、所望の画角にすることができる。

本発明に係る雲台カメラ装置の一実施の形態について、添付図面を用いて詳細に説明する。

図１は、本発明に係る雲台カメラ装置のシステム構成を示すブロック図である。図１において、参照番号１００は、不図示の被写体を撮像する雲台カメラ装置、２００は雲台カメラ装置１００から伝送されてくる映像信号の表示および雲台カメラ装置１００から出力される映像信号等を制御端末装置３００に伝送するためのインターネット等のネットワークである。

雲台カメラ装置１００は、不図示の被写体からの光を結像するレンズ部１０１と、レンズ部１０１で結像した光を光電変換する撮像部１０２と、撮像部１０２から出力される映像信号をネットワークに配信するための送受信部１０３と、雲台カメラ装置１００の制御を行うＣＰＵ（Central Processing Unit）１０４と、レンズ部１０１を制御するためのレンズ制御部１０５と、レンズ部１０１を含む撮像部１０２を旋回させるための旋回駆動部１０６と、レンズ部１０１を含む撮像部１０２を仰角方向に動かす仰角駆動部１０７と、旋回駆動部１０６と仰角駆動部１０７を制御する雲台制御部１０８と、ＣＰＵ１０４を制御するための情報を記憶するメモリ部１１１とから構成される。

また、制御端末装置３００は、雲台カメラ装置１００と映像信号や制御信号等を送受信するための送受信部３０１と、雲台カメラ装置１００と制御端末装置３００の各部を制御する制御部３０２と、雲台カメラ装置１００から伝送されてくる映像信号を表示する表示部３０３と、制御部３０２を操作する操作部３０４と、雲台カメラ装置１００から伝送されてくる映像信号を記憶するメモリ部３０５とから構成される。

このように構成される雲台カメラ装置１００は、制御端末装置３００の操作部３０４からの操作信号を受けて、フォーカスおよびズーム倍率が変更可能なレンズ部１０１と、水平方向の旋回角が変更可能な旋回動作部１０６と、垂直方向の仰角が変更可能な仰角駆動部１０７により、撮像方向および視野を変えることができる。

例えば、レンズ部１０１のズーム倍率を１倍に設定した場合は、旋回駆動部１０６と仰角駆動部１０７の静止精度とを１／５０にしても、画角に対して５％以内の変動に抑えることができるため、静止精度を１／５０にすれば、制御の収束時間を短くすることができる。

静止精度を１／５０にして収束時間を短くする方法としては、後述する図２のロータリーエンコーダ２０および２１が出力する信号を、ＣＰＵ１０４により１／５０に間引きしてから静止の制御を行うようにすればよい。

図２は、本発明に係る雲台カメラ装置の具体的な構成を示す正面図であり、各部の内部に収納されている構成要素が示されている。カメラケース３は、図１のレンズ部１０１、撮像部１０２に対応し、カメラ及びカメラレンズから成る撮像装置が収納されている。コントロール回路１０は、図１のＣＰＵ１０４に対応し、垂直回転用モータケーブル１２を介してコントロール回路１０から送信される制御信号を、垂直回転用モータドライバ４７へ供給し、垂直回転用モータ５を駆動することにより、垂直回転用シャフト８と垂直回転用モータ５の回転軸との間に張られた垂直回転ベルト１３が、水平回転部２の回転軸の外側で垂直回転する。これにより、仰角方向にカメラケース３を移動するチルト操作が、実行される。

また、水平回転部２は、カメラの雲台を構成すると共に、図１の旋回駆動部１０６に対応する。水平回転用モータケーブル１１を介してコントロール回路１０から送信される制御信号は、水平回転用モータドライバ４６へ供給され、水平回転用モータ４を駆動することにより、水平回転用ベルト７が水平回転し、固定部１に取り付けられた水平回転用シャフト６と共に、水平回転部２を左右方向に回転することにより、カメラケース３を左右方向へ水平に移動するパン操作が実行される。

水平回転部２の内部には、さらに、モータ及びコントロール回路用の電源ユニット４０、原点位置の読み取り用のセンサ４４及び４５、ロータリーエンコーダ２０及び２１、ロータリーエンコーダの読み取り回路２２が収納されている。

映像出力／コントロール信号は、映像出力／コントロールケーブル９を介してコントロール回路１０へ入力され、コントロール回路１０へ入力された映像出力／コントロール信号は、カメラコントロールケーブル１４を介してカメラケース３へ供給される。また、ＡＣ電源ケーブル４３により、モータコントロール回路用の電源ユニット４０に電力を供給する。電源ユニット４０の出力は、コントロール回路１０及びモータドライバ４６、４７を介して、モータ４、５に供給される。

センサ４４及び４５は、イニシャル動作時の原点位置を読み取るためのセンサであり、原点位置を把握した後、ロータリーエンコーダ２０及び２１により、高分解能で現在の位置を検出する。検出信号は、読み取り回路２２により、グリッチやチャタリングを除去し、読み取る。

次に、動作を説明する。始めに、電源が投入されると、イニシャル動作を行い、原点をセンサ４４、４５によって把握する。イニシャル動作後、指定位置に回転させるプリセット動作をさせる場合には、映像出力／コントロール信号入出力ケーブル９により、水平回転角度、または水平回転時間の情報が含まれた水平回転指令が、コントロール回路１０に入力される。この水平回転指令の入力により、コントロール回路１０は、パルスを発生することによって回転用モータ４又は５が、パルス数分回転する。

プリセット動作において、ベルト７、１３は、若干たわむため、毎回同じ位置で停止することがなく、例えば水平回転において、右側からプリセット動作をした場合、ベルト駆動ではモータの回転軸に、この負荷が加わるため、モータが回転させられ位置ずれが発生することもある。

ロータリーエンコーダ２０、２１は、軸の最終段でこのずれを検出し、読み取り回路２２により、グリッチやチャタリングを除去し読み取った後、コントロール回路１０において、常に現在位置を読み取り、ずれがあった場合には、水平回転用モータ４、垂直回転用モータ５を回転させて、正規の位置にする。

なお、回転の最終段に設けるセンサは、ベルト駆動での位置ずれを低減するため、カメラ装置の停止時の位置ずれ仕様以上の分解能で回転位置を読み取れるセンサにする。

また、ロータリーエンコーダ２０、２１は、レンズのズーム比及び要求される停止精度によって、分解能に応じたセンサを交換、或いは不要とすることができる。

以上、好適な実施の形態について述べたが、本発明の精神を逸脱しない範囲ないで、種々の変更が可能なことは勿論である。

本発明に係る雲台カメラ装置のシステム構成を示すブロック図。 本発明に係る雲台カメラ装置の具体的な構成を示す正面図。

符号の説明

１…固定部、２…水平回転部、３…カメラケース、４…水平回転用モータ、５…垂直回転用モータ、６…水平回転用シャフト、７…水平回転用ベルト、８…垂直回転用シャフト、９…映像出力／コントロール信号入出力、１０…コントロール回路、１１…水平回転用モータケーブル、１２…垂直回転用モータケーブル、１３…垂直回転用ベルト、２０，２１…ロータリーエンコーダ、２２…読み取り回路、４０…電源ユニット、４３…ＡＣ電源ケーブル、４４，４５…センサ、４６…水平回転用モータドライバ、４７…垂直回転用モータドライバ、１００…雲台カメラ装置、１０１…レンズ部、１０２…撮像部、１０３…送受信部、１０４…ＣＰＵ、１０６…旋回駆動部、１０７…仰角駆動部、２００…ネットワーク、３００…制御端末装置、３０１…送受信部、３０２…制御部、３０３…表示部、３０４…操作部、３０５…メモリ部。

Claims (2)

1. テレビカメラとズーム機能を有する撮像レンズとを内蔵したカメラ部と、
   前記カメラ部を載置する雲台と、
   入力されたパルス数に応じて前記雲台を垂直回転駆動する垂直回転駆動部と、
   入力されたパルス数に応じて前記雲台を水平回転駆動する水平回転駆動部と、
   前記垂直回転駆動部の第１の最終段の軸に設けられる垂直ロータリーエンコーダと、
   前記水平回転駆動部の第２の最終段の軸に設けられる水平ロータリーエンコーダと、
   前記垂直及び水平ロータリーエンコーダ夫々から現在位置を読み取り、前記水平回転駆動部および前記垂直回転駆動部のパン及びチルト動作を制御する制御部とを具備し、
   前記制御部は、前記撮像レンズのズーム倍率に応じて、画角に対して所定以内の変動に押えることができる静止精度を定め、前記垂直及び水平ロータリーエンコーダ夫々から現在位置を読み取った信号を該静止精度に比例させて間引くことで、前記ズーム倍率が低いときの前記制御の収束時間を短くしたことを特徴とする雲台カメラ装置。
2. 請求項１記載の雲台カメラ装置において、
   前記垂直回転駆動部は、垂直回転用モータ、前記第１の最終段の軸としての垂直回転用シャフト、及び垂直回転ベルトを有し、前記制御部が該垂直回転用モータを駆動することにより、前記垂直回転用シャフトと前記垂直回転用モータの回転軸との間に張られた前記垂直回転ベルトが、前記水平回転駆動部の回転軸の外側で垂直回転し、前記雲台を垂直回転駆動し、
   前記水平回転駆動部は、水平回転用モータ、前記第２の最終段の軸としての水平回転用シャフト、及び水平回転ベルトを有し、前記制御部が該水平回転用モータを駆動することにより、前記水平回転用シャフトと前記水平回転用モータの回転軸との間に張られた前記水平回転ベルトが、水平回転し、前記雲台を水平回転駆動することを特徴とする雲台カメラ装置。

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