JP5566176B2 - 雲台システム、及び撮影システム - Google Patents

Description

本発明は、撮影システムに関し、特に、ズーム・フォーカス・チルト・パン等を遠隔駆動可能な雲台システムに関するものである。

従来、実写映像にコンピュータグラフィック（以下、「ＣＧ」と称する。）映像を合成した合成映像を取得するための撮影システム（バーチャルスタジオシステム）が周知である。このバーチャルスタジオシステムでは、実写映像の動きに合わせて、その背景（又は前景）とするＣＧ映像を変化させる必要がある。また、実写映像を撮像する撮像装置としてのカメラは、カメラの向きを左右に振るパンニングや上下に振るチルティング（パン・チルト）、レンズのズーム・フォーカスを遠隔制御するリモコン雲台に搭載されている。さらに、カメラ、レンズ、リモコン雲台から構成された雲台システムは、これらをリモートコントロールする操作器と、実写映像にＣＧ映像を合成するための映像合成システムと、でバーチャルスタジオシステムを構成している。また、カメラによって撮像された実写映像は、カメラのパン・チルト位置情報及びレンズのズーム・フォーカス位置情報とは別に、雲台システムから映像合成システムに伝送される。映像合成システムは、雲台システムから伝送された実写映像(信号）と、カメラ・レンズの各位置情報をもとに、伝送された実写映像（信号）にタイミングを合わせてＣＧ映像（信号）を変化させた合成映像を作成する。

この際、実写映像(信号）とＣＧ映像（信号）とのタイミング合わせとしては、例えば、エンコーダを使用した位置情報を出力する機能を持つレンズ装置を備えた撮影システムが知られている（例えば、特許文献１参照）。また、リモコン雲台の駆動部の遅れ要素を考慮して、指令する位置信号から現在位置を示す操作器を備えた撮影装置の操作ユニットが知られている（例えば、特許文献２参照）。

特許３４７８７４０号公報 特開平１１−１１２８５６号公報

しかしながら、エンコーダを用いた撮影システムでは、レンズ装置側にエンコーダを配置したことにより、映像構成システム側にエンコーダ用のカウンタなどの位置検出機構を別途構成する必要があるため、装置の大型化並びに製品コストが高騰する要因となる。また、雲台システムとして適用する場合には、搭載するレンズが位置検出機構付きである必要性が生じ、リモコン雲台に搭載できるレンズの機種が限定されてしまう。

一方、リモコン雲台の駆動部の遅れ要素を考慮した装置では、例えば、ゴルフ中継等のように操作器とリモコン雲台との間が長距離の場合や、その他の機器を介して接続するシステムに採用した場合には、伝送遅延の影響を大きく受けてしまう。特に、公衆回線を使用して接続する場合のように、遅延時間が一定でないような場合には、遅延時間の変化が位置信号の精度に大きく影響を及ぼすことになってしまう。さらに、ゴルフ・野球といったスポーツ中継などのように、操作器と複数台のリモコン雲台を切り替えて接続するようなシステムにおいては、操作器が全てのリモコン雲台の遅延量などの情報を認識しておく必要があるため、より複雑な構成ものとなってしまう。

このように、従来のリモコン雲台を用いた撮影システムでは、実写映像とＣＧ映像とを同期させるために、高価な機械や複雑な伝送路を構築する必要が生じ、利用目的に応じた撮影システムの構築を余儀なくされてしまい、汎用性に劣るという問題があった。

そこで、本発明は、高価な位置検出機構を別途必要としない簡素な構成で、しかも操作器とリモコン雲台との間の伝送路による信号遅延の影響を受け難くし得て、より精度の高い位置情報を出力することができるリモコン雲台を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、実写映像を出力する撮影装置と、前記撮影装置における駆動対象としての、ズーム、フォーカス、チルト、パン、アイリスのうちの少なくとも何れか一つを駆動する雲台装置と、を有する雲台システムにおいて、前記雲台装置は、前記雲台装置の外部から入力された操作命令を、前記駆動対象に対応する駆動制御信号に変換する駆動制御手段と、前記駆動制御信号に基づいて前記駆動対象を駆動する駆動手段と、前記駆動制御手段から前記駆動手段へ前記駆動制御信号が出力されてから、前記駆動手段が駆動開始するまでの時間としての遅延時間補正値と、前記駆動手段が駆動開始してから前記駆動対象が駆動開始するまでの前記駆動手段の駆動量としてのバックラッシュ補正値と、を記憶する記憶手段と、前記駆動制御手段から出力された駆動制御信号と、前記遅延時間補正値と、前記バックラッシュ補正値と、に基づいて、前記駆動対象の動作予測位置を算出する動作予測位置算出手段と、前記動作予測位置算出手段により算出した前記動作予測位置を、動作予測位置情報として出力する動作予測位置出力手段と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、高価な位置検出機構を別途必要としない簡素な構成で、しかも操作器とリモコン雲台との間の伝送路による信号遅延の影響を受け難くし得て、より精度の高い位置情報を出力することができるリモコン雲台を提供することができる。

本発明の第１実施形態に係る撮影システムの構成を示すブロック図である。 本発明の撮影システムによる映像の一例を示し、（Ａ）は実写映像の例の説明図、（Ｂ）はＣＧ映像の例の説明図、（Ｃ）は合成映像の例の説明図である。 本発明の撮影システムによる位置情報の更新方法を表す説明図である。 本発明の撮影システムによる位置情報の更新方法を表し、（Ａ）は同一方向へ動作させた際のパンモータの制御に対する位置情報の更新方法を表した説明図、（Ｂ）は反転方向へ動作させた際のパンモータの制御に対するバックラッシュ補正を加えた位置情報の更新方法を表した説明図である。 第２実施形態に係る撮影システムの構成を示すブロック図である。 第２実施形態に係るＣＰＵの処理の流れを示すフローチャートである。 本発明の第３実施形態に係る撮影システムの構成を示すブロック図である。 本発明の第４実施形態に係る撮影システムの構成を示すブロック図である。 パラメータ設定コンピュータの処理の流れを示すフローチャートである。 パラメータ設定コンピュータの処理の流れを示すフローチャートである。 第５実施形態に係る撮影システムの構成を示すブロック図である。 第５実施形態に係るパン原点検出機構の構成を示す概略図である。 第５実施形態に係るフォトインタラプタの出力波形の説明図である。 第５実施形態に係るＣＰＵの処理の流れを示すフローチャートである。

次に、本発明の一実施形態に係る撮影システムについて、図面を参照して説明する。尚、以下に示す実施形態は本発明の撮影システムにおける好適な具体例であり、技術的に好ましい種々の限定を付している場合もあるが、本発明の技術範囲は、特に本発明を限定する記載がない限り、これらの態様に限定されるものではない。また、以下に示す実施形態における構成要素は適宜、既存の構成要素等との置き換えが可能であり、かつ、他の既存の構成要素との組合せを含む様々なバリエーションが可能である。したがって、以下に示す実施形態の記載をもって、特許請求の範囲に記載された発明の内容を限定するものではない。

（第１実施形態）
以下、図１を参照して、本発明の第１実施形態による構成について説明する。図１は本発明の第１実施形態に係る撮影システムの構成を示すブロック図である。図１において、本実施形態の撮影システムは、操作器１０、雲台システム２０、及び映像合成システム３０とから構成される。操作者は操作器１０を操作し、雲台システム２０を遠隔操作しズーム・フォーカス・チルト・パン及びカメラの各種機能を調整することで、所望の映像を取得することができる。雲台システム２０で取得された実写映像は、映像合成システム３０によってＣＧ映像と合成される。

雲台システム２０は、雲台２１、レンズ２２、カメラ２３から構成される。雲台２１はＣＰＵ２１１、操作命令通信部２１２、パン駆動制御部２１３ａ、チルト駆動制御部２１３ｂ、パンモータ２１４ａ、チルトモータ２１４ｂ、レンズ駆動制御部２１５、カメラ駆動制御部２１６、位置情報通信部２１７から構成されている。ＣＰＵ２１１は、操作命令通信部２１２を介して操作器１０からの操作命令を受信する。受信した操作命令がパン・チルト操作命令であった場合には、その操作命令を駆動制御信号に変換して、パン駆動制御部２１３ａとチルト駆動制御部２１３ｂに出力し、パンモータ２１４ａとチルトモータ２１４ｂとを動作させる。受信した操作命令がズーム・フォーカス操作命令であった場合には、その操作命令を駆動制御信号に変換して、レンズ２２のズーム・フォーカスの制御を行う。カメラ２３の操作命令であった場合には、その操作命令を駆動制御信号に変換して、カメラ２３の制御を行う。また、ＣＰＵ２１１は、一定時間おきに、ズーム・フォーカス・チルト・パン・アイリス（等の被駆動物体）の現在位置である動作予測位置に関する動作予測位置情報を、位置情報通信部２１７に出力する。したがって、ＣＰＵ２１１は、操作器１０から出力された操作命令をズーム・フォーカス・チルト・パン・アイリスの動作に応じた駆動制御信号に変換して各駆動制御部２１３ａ、２１３ｂ、２１５、２１６に出力する動作予測位置算出手段として機能する。また、ＣＰＵ２１１は、変換した駆動制御信号に基づいてズーム・フォーカス・チルト・パン・アイリスの動作予測位置を出力する動作予測位置出力手段として機能する。さらに、位置情報通信部２１７は、その動作予測位置情報を映像合成システム３０に送信する動作予測位置出力手段として機能する。尚、雲台システム２０の全体を制御するプログラムが、図示しないハードディスク等の記憶部に記憶されている。また、この記憶部には、上述した駆動制御信号を変換してから動作予測位置算出までの遅延時間を補正するためのパラメータを記憶する記憶手段としても用いる。さらに、この記憶手段は、ズーム・フォーカス・チルト・パンを動作させる際のバックラッシュ（による時間遅れや位置ずれ）を補正するためのパラメータを記憶する記憶手段としても用いる。尚、ここではＣＰＵ２１１が一定時間おきに、現在位置としての動作予測位置（指令値の積算値）を算出していたが、操作器１０から位置指令（目標位置を指定する指令信号）が来た場合には、現在を含めて未来の一定時間ごとの動作予測位置を算出しても良い。

映像合成システム３０は、映像合成用コンピュータ３１とモニタ３２とから構成されている。映像合成用コンピュータ３０には、汎用のパーソナルコンピュータ（ＰＣ）等が用いられている。また、映像合成用コンピュータ３０は、図示を略するハードディスク等に記憶されて、本発明に係る撮影システムのうち、少なくとも画像合成に関する制御を行うためのプログラムに基づいて動作する。また、図示を省略するが、公知のキーボード・マウス等の操作手段を用いて映像合成用コンピュータ３１で作成、又は、他のＰＣで作成されたＣＧ映像は、ハードディスクやメモリ等の記憶領域３１１に記憶されている。さらに、この記憶領域３１１に記憶されたＣＧ映像は、操作器１０から出力された操作命令によってミキシング回路３１２に出力される。尚、操作器１０及び雲台システム２０を含めた撮影システム全体を制御するプログラムを映像合成システム３０に格納してもよい。

これにより、映像合成用コンピュータ３１は、雲台２１から受信した位置情報をもとに、カメラ２３で撮像した実写映像と、メモリ３１１に記憶したＣＧ映像とをミキシング回路３１２で合成することによって合成映像を作り出す。例えば、映像合成システム３０がカメラ２３から図２（Ａ）のような映像を取得したとする。映像合成用コンピュータ３１は、雲台システム２０から取得した位置情報をもとに、記憶領域３１１に記憶したＣＧ映像の中から、図２（Ｂ）のような必要な領域を切り出す。さらに、図２（Ａ）の実写映像の背景色を透過させる処理を行うなどの処理をしたうえで、図２（Ｃ）のような合成映像を作成する。作成された合成映像はモニタ３２に表示することによって、実写映像の中の被写体があたかもＣＧ映像の中に存在するような映像を見ることができる。

次に、パンの動作予測位置情報の算出方法について説明する。パンの駆動方法は、パンモータ２１４ａにステッピングモータを使用し、ＣＰＵ２１１でパン駆動制御部２１３ａをドライバ制御することでパンモータ２１４ａを駆動させるような、オープンループ制御をしているものとする。パンの駆動を行う際には、ＣＰＵ２１１から、ＣＷ方向またはＣＣＷ方向の動作方向にあわせた動作方向指令と、駆動速度に応じた周期の制御パルスを発生させ、パンモータドライバを制御することで、任意の速度と方向に動作させる。尚、ＣＷ方向とは、本実施例においては、パンモータ２１４ａの動作方向（正転・逆転）のうち、前回動作方向と同一方向に駆動することを意味する。また、ＣＣＷ方向とは、パンモータ２１４ａの動作方向（正転・逆転）のうち、前回動作方向と反転方向に駆動することを意味する。ＣＰＵ２１１は発生させたパルス数によって、現在のパン位置を管理し、このパン位置に以下に記述の遅延時間補正とバックラッシュ補正を行った値（パラメータ）を、動作予測位置情報として映像合成システム３０に送信する。ここでのバックラッシュ補正とは、バックラッシュの影響による被駆動物体の位置誤差（位置ずれ）の補正を意味する。

まず、遅延時間補正について説明する。図３に示すように、ＣＰＵ２１１から制御パルスを発生してから、実際に取得映像が動くまでには、パンモータ２１４ａまでの信号遅延の他に、各駆動系のしなりなどのメカ要素に起因する遅延時間が発生する。このため、遅延時間補正値としての補正時間ｔが「０」の場合のように、ＣＰＵ２１１からパルスを発生させたタイミングで位置情報を更新してしまうと、合成映像の中で、ＣＧ映像に対して実際の実写映像が遅れて動くような遅延合成映像となってしまう。そこで、ＣＰＵ２１１は、遅延時間補正値としての補正時間ｔに対して、ある一定時間前の制御位置情報を動作予測位置情報として加減する。こうすることで、取得映像とのずれの少ない位置情報を映像合成システム３０に送信することが可能となる。

次に、バックラッシュ補正について説明する。各駆動系には、ギアの噛み合わせなどに起因するメカ要素のバックラッシュ成分がある。このため、前回駆動方向と同一方向にモータを駆動させる際には問題とはならないが、前回駆動方向とは反転方向にモータを駆動させようとした場合には、ＣＰＵ２１１の制御位置は更新されていても、実際に取得される映像は動いていない領域が発生してしまう。このため、反転動作させた際の合成映像は、ある一定領域の間は、ＣＧ映像が動いているのにもかかわらず、実写映像の部分が動いていないような映像となってしまう。そこで、停止後に再度動作させる際に、同一方向（ＣＷ方向からＣＷ方向）への動作の場合には、図４（Ａ）に示すように、１パルス目から位置情報を更新する。一方、停止後に再度動作させる際に、反転方向（ＣＷ方向からＣＣＷ方向）へ動作させる際には、図４（Ｂ）に示すように、バックラッシュ補正領域として、ある一定パルス数動作させた後に、位置情報を更新するようにする。こうすることで、取得映像とのずれの少ない位置情報をバーチャルシステムに送信することが可能となる。

上記実施形態では、パンの遅延時間補正とバックラッシュ補正について説明したが、ズーム・フォーカス・チルトに関しても同様の方法で、補正することができる。また、本実施形態の派生するシステムとして、操作命令通信部２１２、パン駆動制御部２１３ａ、チルト駆動制御部２１３ｂ、レンズ駆動制御部２１５、カメラ駆動制御部２１６、位置情報通信部２１７は、その全て若しくは一部をＣＰＵ２１１で制御しても良い。さらに、レンズ２２とカメラ２３とは別系統で制御する例としたが、カメラ２３とレンズ２２とが一体となった機種を搭載し、カメラ駆動制御部２１６とレンズ駆動制御部２１５とを一つにしたカメラ・レンズ駆動制御部から両方を制御するような構成にしても良い。また、遅延時間補正値やバックラッシュ補正値は、あらかじめ設定されている値（パラメータ）を用いても良いし、外部から変更可能にしても良い。さらに、動作予測位置情報は、雲台システム２０から一定時間おきに映像合成システム３０に送信するとしたが、映像合成システム３０から雲台システム２０に位置情報要求を送信し、それに応答する形で動作予測位置情報を返信するようにしても良い。

（第２実施形態）
図５は、本発明の第２実施形態に係る撮影システムを示すブロック図である。第２実施形態（図５）は、第１実施形態（図１）と比較し、ＣＰＵ２１１とレンズ駆動制御部２１５との間、及び、レンズ駆動制御部２１５とレンズ２２との間において双方向の通信が可能となっている点で異なる。尚、上記第１実施形態と実質的に同一な構成には同一の符号を付してその詳細な説明は省略する。以下、レンズ２２の位置情報を映像合成システム３０に送信するまでのＣＰＵ２１１の処理の流れについて、図６のフローチャートに基づいて説明する。

ＣＰＵ２１１は、レンズ駆動制御部２１５でレンズ２２の機種を認識するレンズ機種認識を行い、その機種に関する情報を記憶しておく（ステップＳ１１）。この機種に関する情報には、レンズの精度や位置検出機構の有無に関する情報が含まれる。次に、ＣＰＵ２１１は、一定時間おきに位置情報を映像合成システム３０に送信するために、位置情報を送信するタイミングであるかを判断する（ステップＳ１２）。ここで、ＣＰＵ２１１は、送信するタイミングでないと判断した場合には（Ｎ）、一定時間が経過するまでこのルーチンを待機する。また、ＣＰＵ２１１は、送信するタイミングであると判断した場合には（Ｙ）、レンズ２２が位置情報を取得可能な位置検出機構付の機種であるかを判断する（ステップＳ１３）。レンズ２２が位置情報を取得可能な機種である場合には（Ｙ）、ＣＰＵ２１１は、レンズ２２からの実位置情報の取得可能な間隔が、映像合成システム３０への位置情報送信する間隔よりも短いかを判断する（ステップＳ１４）。さらに、実位置情報の取得可能な間隔が送信間隔よりも短い場合には（Ｙ）、ＣＰＵ２１１は、レンズ２２から位置情報を取得しながら、その位置情報を映像合成システム３０に送信する（ステップＳ１５）。これにより、精度の高い実位置情報を取得することができる。

一方、実位置情報の取得可能な間隔が送信間隔よりも長い場合には（ステップＳ１４におけるＮ）、ＣＰＵ２１１は、実位置情報をもとに動作予測位置算出を行う（ステップＳ１６）。この際、ＣＰＵ２１１は、例えば、レンズ２２から位置情報を取得する際に、取得した時間と、前回取得した位置との差分から算出される移動速度を記憶しておく。また、ＣＰＵ２１１は、映像合成システム３０に動作予測位置情報を送信する際には、記憶した速度と前回のレンズ位置情報とを取得してからの経過時間から計算される予測移動距離を、前回の位置情報に加えた値を動作予測位置情報とすることで補完する。さらに、ＣＰＵ２１１は、補完した動作予測位置情報を映像合成システム３０に送信する（ステップＳ１７）。

他方、位置情報が取得可能でないレンズ２２の場合には（ステップＳ１３におけるＮ）、ＣＰＵ２１１は、第１実施形態と同様の方法で、動作予測位置を算出する（ステップＳ１８）。この際、レンズ２２の機種によってバックラッシュ補正の大きさや各駆動系のしなりなどの大きさは異なる。このため、ＣＰＵ２１１は、第１実施形態に記述のバックラッシュ補正値を、取得したレンズ２２の機種に関する情報に応じて変更し、動作予測位置の算出方法を変更するとともに、算出した動作予測位置情報を映像合成システム３０に送信する（ステップＳ１９）。

最後に、ＣＰＵ２１１は、映像合成システム３０が未接続になったことを認識した場合など、位置情報出力を終了するかを判定し（ステップＳ２０）、継続する場合にはステップＳ１２の位置情報送信判断ステップにループする。

ところで、第２実施形態の派生する撮影システムとしては、レンズ２２だけでなく、パン・チルトに関しても位置情報が取得可能かの情報を取得するようにして、レンズ２２の場合と同様に位置情報の算出方法を変更しても良い。また、カメラ２３が撮像した映像を補正するような機能を持ち、ズーム・フォーカスの変化に影響を及ぼすような場合には、カメラ駆動制御部２１６でカメラ２３の機種を認識するカメラ機種認識を行う。そして、認識したカメラ２３の機種によって位置情報の算出方法を変更可能としても良い。

以上の方法によって、雲台システム２０は、搭載しているレンズ２２とカメラ２３、及びパン駆動制御部２１３ａとチルト駆動制御部２１３ｂとに適した方法で算出した位置情報を映像合成システム３０に送信することができる。これにより、より一層精度の高い合成映像を得ることが可能となる。また、雲台システム２０に搭載されるレンズ２２やカメラ２３には、例えば、位置検出機能付であるか無いかといったレンズ２２やカメラ２３の機種に依存することなく、動作予測位置情報を算出することができるので、汎用性を向上することができる。

（第３実施形態）
図７は、本発明の第３実施形態に係る撮影システムを示すブロック図である。第３実施形態（図７）は、第１実施形態（図１）と比較し、位置情報通信部２１７が削除された変わりに、位置信号重畳部２１８が追加されている点で異なる。尚、上記第１実施形態と実質的に同一な構成には同一の符号を付してその詳細な説明は省略する。

位置信号重畳部２１８は、第１実施形態と同様に取得された動作予測位置情報をカメラ２３からの映像信号に重畳する。例えば、ＨＤ−ＳＤＩ(High Definition television-Serial Digital Interface)信号のブランキング領域を使用することができる。すなわち、ＨＤ−ＳＤＩ信号のブランキング領域に、動作予測位置情報を埋め込むことで、ある時点での取得された実写映像に対する動作予測位置情報を、１フレームごとに映像信号に重畳することができる。動作予測位置情報が重畳された映像信号は映像合成用コンピュータ３１に送信され、映像合成コンピュータ３１が映像信号に埋め込まれた動作予測位置情報をもとに、実写映像とＣＧ映像の合成映像とを作成する。

このように、実写映像に動作予測位置情報を重畳することにより、実質的な信号送信ラインを簡素化することができ、特に、長距離間での信号送信が必要な場合等、汎用性を向上することができる。尚、本実施例の派生するシステムとして、実写映像と動作予測位置情報とを重畳させる機能を雲台システム２０内に持たせるのではなく、別の専用機器で行っても良い。これにより、複数代の雲台システム２０を用いた場合など、集中的な管理を容易に行うことができる。

以上の方法によって、操作器１０と雲台システム２０との間における制御信号が遅延しても、実写映像とＣＧ映像の動きがずれることの無い合成映像作成することが可能となる。また、雲台システム２０と映像合成システム３０との間における動作予測位置情報と映像信号の遅延の差が一定ではなくとも、実写映像とＣＧ映像の動きがずれることの無い合成映像作成することが可能となる。

（第４実施形態）
図８は、本発明の第４実施形態に係る撮影システムを示すブロック図である。第４実施形態（図８）は、第１実施形態（図１）と比較し、操作器１０と映像合成システム３０とが削除され、第１実施形態に記載の遅延時間補正値とバックラッシュ補正値とを自動で補正・設定するためのパラメータ設定用コンピュータ４１が追加されている。パラメータ設定用コンピュータ４１は、雲台システム２０に操作命令を送信し、ズーム・フォーカス・チルト・パンを操作することが可能であることに加え、実写映像と動作予測位置情報とを雲台システム２０から取得し、それぞれに変化があったかどうかを認識する。

まず、第１実施形態に記載の遅延時間補正値を自動で設定する際の、パラメータ設定用コンピュータ４１の処理の流れについて図９のフローチャートをもとに説明する。パラメータ設定用コンピュータ４１は、まず、雲台２１から取得される動作予測位置情報がＣＰＵ２１１の制御位置と等しくなるよう、雲台２１の遅延時間補正値を「０」に設定しておく（ステップＳ３１）。次に、パラメータ設定用コンピュータ４１は、パンのバックラッシュの影響を受けないようにするため、雲台システム２０に右方向へ動作するように操作命令を送信する（ステップＳ３２）。また、パラメータ設定用コンピュータ４１は、取得した実写映像を１フレームごとに比較することで、実際に映像が変化したかを確認する（ステップＳ３３）。映像に変化があった場合には（Ｙ）、パラメータ設定用コンピュータ４１は、システム雲台２０を一度停止させる（ステップＳ３４）。さらに、パラメータ設定用コンピュータ４１は、タイマをスタートさせた後に（ステップＳ３５）、再度同一方向である右方向へシステム雲台２０を動作させる（ステップＳ３６）。この際、パラメータ設定用コンピュータ４１は、ＣＰＵ２１１の制御位置情報である動作予測位置情報が変化するかを確認する（ステップＳ３７）。そして、動作予測位置情報に変化があった場合には（Ｙ）、パラメータ設定用コンピュータ４１は、その時間を動作予測位置情報が変化するまでの時間ｔ１として記憶しておく（ステップＳ３８）。さらに、パラメータ設定用コンピュータ４１は、実際の映像が変化したかを確認し（ステップＳ３９）、映像が変化した場合には（Ｙ）、その時間を映像が変化するまでの時間ｔ２として記憶し（ステップＳ４０）、時間差ｔ２−ｔ１を算出する（ステップＳ４１）。この時間差は、ＣＰＵ２１１からパン駆動制御部２１３ａへの制御を開始してから実際に実写映像が変化するまでの遅延時間を表す。このため、パラメータ設定用コンピュータ４１は、算出した時間を第１実施形態に記述の遅延時間補正値として雲台２１に設定する（ステップＳ４２）。

次に、第１実施形態に記載のバックラッシュ補正値を自動で設定する際の、パラメータ設定用コンピュータ４１の処理の流れについて図１０のフローチャートをもとに説明する。パラメータ設定用コンピュータ４１は、まず、雲台２１のバックラッシュ補正値を「０」に設定しておく（ステップＳ５１）。次に、パラメータ設定用コンピュータ４１は、雲台２１が右方向に動作するように操作命令を送信する（ステップＳ５２）。また、パラメータ設定用コンピュータ４１は、実際に映像が変化したことを確認することで雲台２１が右方向に動作したかを確認する（ステップＳ５３）。変化があった場合には（Ｙ）、パラメータ設定用コンピュータ４１は、雲台２１を一度停止させ（ステップＳ５４）、現在の動作予測位置情報ｐ１を記憶しておく（ステップＳ５５）。その後、パラメータ設定用コンピュータ４１は、雲台２１を反転方向である左方向へ動作させ（ステップＳ５６）、動作予測位置情報を取得しながら映像の変化を確認し、映像が変化するまで動作させる（ステップＳ５７）。映像が変化した場合には（Ｙ）、パラメータ設定用コンピュータ４１は、その際の動作予測位置情報ｐ２を記憶し（ステップＳ５８）、動作前の動作予測位置情報ｐ１とで比較し、その差分を算出する（ステップＳ５９）。この差分は、パンのバックラッシュ量を表すため、算出した差分値（パラメータ）を実施例１に記述のバックラッシュ補正値として雲台２１に設定する（ステップＳ６０）。

以上、パンの遅延時間補正値とバックラッシュ補正値の自動設定方法について記述したが、ズーム・フォーカス・チルトに関しても同様の方法を行うことで、自動設定が可能である。本実施例の派生するシステムとして、パラメータ設定用コンピュータ４１の機能を、第１〜３実施形態で使用した映像合成用コンピュータ３１に持たせ、設置時もしくは電源投入時など定期的に行うようにしても良い。また、パラメータ設定用コンピュータ４１の処理もＣＰＵ２１１で行うことで、パラメータ設定用コンピュータ４１の機能を雲台システム２０内に持たせても良い。以上のような方法によって、遅延時間補正値やバックラッシュ補正値を自動で設定することが可能となる。

（第５実施形態）
図１１は、本発明の第５実施形態に係る撮影システムを示すブロック図である。第５実施形態（図１１）は、第１実施形態（図１）と比較し、原点検出手段としてパン原点検出機構２１９ａとチルト原点検出機構２１９ｂとが追加されている。

パン原点検出機構２１９ａは、図１２に示すように、パンフォトインタラプタ２１９ａ１と半円状のパン遮蔽板２１９ａ２とから構成されている。パンが回転した際に、パンフォトインタラプタ２１９ａ１は回転しないよう固定軸（図示せず）に取り付けられているのに対し、パン遮蔽板２１９ａ２は回転するよう回転軸に取り付けられている。第５実施形態では、パン遮蔽板２１９ａ２の切れ目を原点とし、パンフォトインタラプタ２１９ａ１のフォトカプラ（図示せず）が遮られている状態の場合は原点よりも左方向、フォトカプラが遮られていない状態の場合には原点よりも右方向を雲台２１が向いている。したがって、パンフォトインタラプタ２１９ａ１の出力は、図１３に示すように、原点を基準として、左方向でＨｉｇｈレベル（以下、「Ｈレベル」と称する。）、右方向でＬｏｗレベル（以下、「Ｌレベル」と称する。）を出力する。このため、ＣＰＵ２１１がパンフォトインタラプタ２１９ａ１の出力を取り込むことで、出力がＨレベルであった場合には原点より左方向を向いていると認識することができる。また、出力がＬレベルであった場合には原点よりも右方向を向いていると認識することができる。ＣＰＵ２１１は、原点を検出する際には、まず、フォトインタラプタ２１９ａ１の出力から現在の方向を検知し、原点方向へ動作させ、フォトインタラプタ２１９ａ１の出力が切り替わった場所を原点と認識する。

以下、雲台システム２０の単体で第１実施形態に記載のパンのバックラッシュ補正値を設定する際の、ＣＰＵ２１１の処理の流れを図１４のフローチャートをもとに説明する。ＣＰＵ２１１は、パン原点検出機構のフォトインタラプタ２１９ａ１の出力をもとに、原点方向へ動作させる（ステップＳ７１）。また、ＣＰＵ２１１は、フォトインタラプタ２１９ａ１の出力がＨレベル・Ｌレベルで切り替わった際には、原点を通過したと判断し（ステップＳ７２におけるＹ）、雲台２１の動作を停止させる（ステップＳ７３）。また、雲台２の動作が停止すると、ＣＰＵ２１１は、バックラッシュ測定用カウンタ値Ｐｃｎｔをクリアする（ステップＳ７４）。次に、ＣＰＵ２１１は、雲台２１を反転方向へ動作させる（ステップＳ７５）。さらに、出力するパルス数分だけバックラッシュ測定用カウンタ値Ｐｃｎｔをインクリメントしながら、再度Ｈレベル・Ｌレベルが切り替わる、即ち、再度原点を通過するまで動作させる（ステップＳ７６）。ここで、再度Ｈレベル・Ｌレベルが切り替わった際（ステップＳ７６におけるＹ）のバックラッシュ測定用カウンタ値Ｐｃｎｔがバックラッシュ量を表す。このため、ＣＰＵ２１１は、この値若しくはフォトインタラプタ２１９ａ１のレベルがＨレベル・Ｌレベルで切り替わる際の誤差分を加味した値をバックラッシュ補正値として算出する（ステップＳ７７）。また、算出したバックラッシュ補正値は、実施例１に記述のバックラッシュ補正値として保持し、動作予測位置情報を算出する際に使用する。

以上、パンのバックラッシュ補正値の自動設定方法について記述したが、チルトに関しても同様の方法で設定が可能である。また、ズーム・フォーカスについても同様の原点検出機構を持つ場合には、自動での設定が可能である。本実施例の派生するシステムとして、原点検出機構を使用する変わりに、実際に動作したかどうかを加速度センサにて認識するようにしても良い。また、従来技術で説明した位置検出機構付のレンズ２２が搭載されていた場合には、その位置検出機構をそのまま優先して利用してもよいし、その位置検出機構は無効としても良い。以上のような方法によって、他の機器を接続することなく、雲台システム２０単体でバックラッシュ補正値を自動で設定することが可能となる。

１０ 操作器
２０ 雲台システム
２１ 雲台
２１１ ＣＰＵ
２１２ 操作命令通信部
２１３ａ パン駆動制御部
２１３ｂ チルト駆動制御部
２１４ａ パンモータ
２１４ｂ チルトモータ
２１５ レンズ駆動制御部
２１６ カメラ駆動制御部
２１７ 位置情報通信部
２２ レンズ
２３ カメラ
３０ 映像合成システム
３１ 映像合成用コンピュータ
３２ モニタ

Claims (8)

1. 実写映像を出力する撮影装置と、前記撮影装置における駆動対象としての、ズーム、フォーカス、チルト、パン、アイリスのうちの少なくとも何れか一つを駆動する雲台装置と、を有する雲台システムにおいて、
   前記雲台装置は、
   前記雲台装置の外部から入力された操作命令を、前記駆動対象に対応する駆動制御信号に変換する駆動制御手段と、
   前記駆動制御信号に基づいて前記駆動対象を駆動する駆動手段と、
   前記駆動制御手段から前記駆動手段へ前記駆動制御信号が出力されてから、前記駆動手段が駆動開始するまでの時間としての遅延時間補正値と、前記駆動手段が駆動開始してから前記駆動対象が駆動開始するまでの前記駆動手段の駆動量としてのバックラッシュ補正値と、を記憶する記憶手段と、
   前記駆動制御手段から出力された駆動制御信号と、前記遅延時間補正値と、前記バックラッシュ補正値と、に基づいて、前記駆動対象の動作予測位置を算出する動作予測位置算出手段と、
   前記動作予測位置算出手段により算出した前記動作予測位置を、動作予測位置情報として出力する動作予測位置出力手段と、
   を有することを特徴とする雲台システム。
2. 前記撮影装置に搭載されているレンズの機種を認識するレンズ機種認識手段を有し、
   前記動作予測位置算出手段は、前記レンズ機種認識手段により認識された前記レンズの機種基づいて前記動作予測位置を算出することを特徴とする請求項１に記載の雲台システム。
3. 前記レンズ機種認識手段は、前記レンズの機種が位置検出機構を有するか否かについて判定し、
   前記レンズ機種認識手段により、前記レンズの機種が位置検出機構を有すると判定された場合には、前記動作予測位置算出手段は、前記位置検出機構からの動作位置情報を動作予測位置情報として用いることを特徴とする請求項２に記載の雲台システム。
4. 前記レンズ機種認識手段は、前記レンズの機種が位置検出機構を有するか否かについて判定し、
   前記レンズ機種認識手段により、前記レンズの機種が位置検出機構を有すると判定され、かつ、前記位置検出機構から出力される動作位置情報の取得間隔が、前記動作予測位置情報を出力する間隔よりも長いと判定された場合には、前記動作予測位置算出手段は、前記位置検出機構からの動作位置情報に基づいて前記動作予測位置を算出することを特徴とする請求項２又は３に記載の雲台システム。
5. 前記撮影装置に搭載されているカメラの機種を認識するカメラ機種認識手段を有し、
   前記動作予測位置算出手段は、前記カメラ機種認識手段により認識された前記カメラの機種に基づいて前記動作予測位置を算出することを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の雲台システム。
6. 前記駆動対象の駆動における原点を検出する原点検出手段を有し、
   前記原点検出手段からの出力に基づいて、前記バックラッシュ補正値を補正することを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の雲台システム。
7. 請求項１乃至６の何れか１項に記載の雲台システムを備えた撮影システムであって、
   前記雲台システムから、前記動作予測位置情報と前記実写映像とを取得し、前記動作予測位置情報を用いて、前記実写映像とＣＧ映像を合成する映像合成システムを備え、
   前記映像合成システムは、前記雲台装置の外部から前記雲台装置に操作命令が入力されてから、前記雲台装置から出力された前記動作予測位置情報が変化するまでの時間と、前記雲台装置の外部から前記雲台装置に操作命令が入力されてから、前記雲台装置から出力された実写映像が変化するまでの時間の差から、前記遅延時間補正値を算出することを特徴とする撮影システム。
8. 前記映像合成システムは、前記雲台装置の外部から前記雲台装置に操作命令が入力されてから、前記雲台装置から出力された実写映像が変化するまでの前記動作予測位置情報の変化の量から、前記バックラッシュ補正値を設定することを特徴とする請求項７に記載の撮影システム。