JP5725772B2

JP5725772B2 - 撮像制御システム、制御装置、制御方法、及び、プログラム

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Inventors: 倫彦小野
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Description

本発明は、撮像装置を制御する撮像制御システム、撮像装置の制御装置及び制御方法、並びにプログラムに関する。

従来、ネットワークに接続された撮像装置と、ネットワークを介して撮像装置を制御するクライアント装置とを有する撮像制御システムがある。撮像制御システムでは、クライアント装置での操作により、撮像装置のパン、チルト駆動機構を制御することができる。このような撮像制御システムを用いて撮像装置のパン、チルト駆動を行う場合に、ユーザが目標物の方向に容易に撮像装置を向けられるようにすることを目的とした撮像制御システムが知られている（例えば、特許文献１）。特許文献１に記載の撮像制御システムは、パン角度と「東」「西」「南」「北」等の名称表示文字との関係を設定したテーブルを撮像装置内のメモリに格納し、ユーザが入力した名称表示文字に対応するパン角度に撮像装置を向けたり、撮像装置が向いている方向に対応する名称表示文字をモニタに表示させたりする。

特開２００４−２６６８７６

また、撮像装置のパン、チルト駆動を行う場合に、ユーザが撮像装置の撮像方向を目標の方向に操作することを助ける方法として、パン、チルト駆動方向を撮像画像に重畳表示することが考えられる。しかしながら、パン、チルト駆動方向を重畳表示する場合、特定の撮像方向においてユーザが駆動方向を認識できなくなる場合があるという課題がある。

以下に、駆動方向表示において生じる課題について説明する。表示画像上における駆動方向表示の態様と、チルト機構の動作に伴う駆動方向表示の変化についての説明を、図９を用いて行う。

図９（ａ）において、軸９０１は撮像装置１１０の撮像方向、表示画像９１０は表示装置に表示される画像、撮像中心９１１は撮像画像の中心、パン回転中心９１２は表示画像上におけるパン回転中心位置を示す。また図９（ａ）において、パン方向ガイド９１３はパン駆動機構によるパン駆動方向を示すガイド、チルト方向ガイド９１４はチルト駆動機構によるチルト駆動方向を示す方向ガイドをそれぞれ示している。パン方向ガイド９１３とチルト方向ガイド９１４は撮像中心９１１を通る直線、もしくは曲線で表現される。これら方向ガイドは撮像方向の変化、すなわちパン、チルト、ローテーション機構の動作に応じて動的に形状が変化する。

図９（ａ）のように軸９０１がパン回転軸２０３に対し垂直に近い時、パン方向ガイド９１３は直線に近づき曲率は小さくなる。一方、軸９０１の状態からチルト機構を操作し、撮像方向をパン回転軸に近づけた場合の表示画像に関して図９（ｂ）で説明する。図９（ｂ）に示すように、撮像方向がパン回転軸２０３に近づくにつれ、表示画像９２０上では、撮像中心９１１とパン回転中心９１２の距離が近くなり、また、パン方向ガイド９１３の曲率は大きくなる。このように撮像方向がパン回転軸２０３付近の場合では、パン方向ガイド９１３が小半径の円、もしくは円弧となり、ユーザがパン駆動方向を認識しにくい。また、この撮像装置状態からさらにチルト動作を続けると、撮像方向がパン回転軸に至った時点で、パン方向ガイドが点に収束し表示できなくなる。従って、ユーザはパン駆動方向を認識することができなくなる。

以上のように、撮像画像の中心を通るようにパン方向ガイド、チルト方向ガイドを重畳した際、特定の状態においてパン移動方向が認識しづらくなる、あるいは認識できなくなるため、ユーザが所望の撮像方向に合わせようとした時に混乱が生じる問題がある。そこで、本発明は撮像装置の向きを所望の撮像方向に合わせようとしたときに、ユーザがより簡単に撮像装置の駆動方向を認識できるようにすることを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明にかかる制御装置は、光軸と撮像素子との交点を撮像中心として前記撮像素子上に撮像を行う撮像手段と、前記撮像手段をパン駆動するパン駆動手段と、前記撮像手段をチルト駆動するチルト駆動手段とを有する撮像装置を制御する制御装置であって、前記パン駆動手段を操作するためのパン操作手段と、前記チルト駆動手段を操作するためのチルト操作手段と、前記撮像手段によって撮像された撮像画像に、前記パン駆動手段が前記撮像手段をパン駆動するためのパン回転軸を中心とする円弧を表し、かつ、前記パン駆動手段によるパン駆動方向を示すパン方向ガイドを重畳する重畳手段とを備え、前記重畳手段は、前記撮像手段のチルト角に対応して前記パン方向ガイドの形状を決定し、パン駆動により前記撮像中心が移動する移動経路に重ならない前記パン方向ガイドを前記撮像画像に重畳することを特徴とする。

本発明は、パン駆動により撮像中心が移動する移動経路に重ならないパン方向ガイドを撮像画像に重畳することによって、ユーザがより簡単に撮像装置の駆動方向を認識できるようにすることができる。

本発明の撮像制御システムを説明するためのブロック図。パン、チルト、ローテーション機構をもった撮像装置の説明図。本発明の実施例１における表示画像を説明するための図。実施例１におけるローテーション駆動時の表示画像を説明するための図。本発明にかかる制御装置の動作を説明するためのフロー図。本発明にかかる撮像装置の動作を説明するためのフロー図。撮像装置を中心とする仮想球面を説明するための図。本発明の実施例２における表示画像を説明するための図。従来例の説明図。

以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。

本発明の第１の実施例における撮像制御システムのブロック図を図１に示す。図１において、撮像装置１１０は撮像を行う。クライアント装置１３０は撮像装置１１０の設定、撮像画像の表示、録画を行う。ネットワーク１９０は撮像装置１１０とクライアント装置１３０とを接続する。ネットワーク１９０は、例えばＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）等の通信規格を満足する複数のルータ、スイッチ、ケーブル等から構成される。本発明においては各サーバ、クライアント間の通信を行うことができるものであればその通信規格、規模、構成を問わない。例えば、ネットワーク１９０はインターネットや有線ＬＡＮ（ＬｏｃａｌＡｒｅａＮｅｔｗｏｒｋ）、無線ＬＡＮ（ＷｉｒｅｌｅｓｓＬＡＮ）、ＷＡＮ（ＷｉｄｅＡｒｅａＮｅｔｗｏｒｋ）等により構成されてもよい。

まず、撮像装置１１０の構成について説明する。撮像部１１１は撮像素子と撮像素子上に被写体の像を結ぶ光学系とを有し、光学系の光軸と撮像素子との交点を撮像中心として撮像素子上に撮像を行う。撮像素子は、ＣＭＯＳ（ＣｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙＭｅｔａｌ−ＯｘｉｄｅＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）あるいはＣＣＤ（ＣｈａｒｇｅｄＣｏｕｐｌｅｄＤｅｖｉｃｅ）等の撮像素子である。

パン駆動部１１２、チルト駆動部１１３、ローテーション駆動部１１４は、後述のＣＰＵ１１５の指示に基づいて撮像部１１１を駆動する。パン駆動部１１２は撮像部１１１をパン駆動する。チルト駆動部１１３は撮像部１１１をチルト駆動する。ローテーション駆動部１１４は後述のローテーション回転軸２０８を中心に撮像部１１１を構成する後述のレンズユニット２０７を回転させる。

映像処理部１１６は撮像部１１１により撮像された映像信号の処理を行う。映像処理部１１６において行われる映像処理は、撮像部１１１において撮像された画像信号のデジタル映像信号化、デジタル映像信号の符号化等である。デジタル映像信号のフォーマットとして例えばＹＵＶなどを用いることができる。また、デジタル映像信号の符号化の方式として、例えば、ＭＰＥＧ４、Ｈ．２６４、ＭＪＰＥＧまたはＪＰＥＧなどの規格に基づく方式を用いることができる。映像処理部１１６により映像処理が行われた映像信号は、メモリ１１７に一旦記憶され、後述するＣＰＵ１１５の制御のもと、通信制御部１１８を介して、ネットワーク１９０からクライアント装置１３０に出力される。

通信制御部１１８は符号化されたデジタル映像信号にパケット化処理を行う。さらに通信制御部１１８はＣＰＵ１１５の制御に従ってデジタル映像信号をネットワーク１９０に出力するために、所定の形式に従ってパケットの多重化処理を行う。所定の形式とは例えば、ＨＴＴＰ（ＨｙｐｅｒｔｅｘｔＴｒａｎｓｆｅｒＰｒｏｔｏｃｏｌ）、ＲＴＰ（Ｒｅａｌ−ｔｉｍｅＴｒａｎｓｐｏｒｔＰｒｏｔｏｃｏｌ）などの形式を用いることができる。通信制御部１１８は撮像部１１１により撮像したデジタル映像信号をネットワーク１９０へ送信する。

ＣＰＵ１１５はメモリ１１７に格納されたプログラムを読み込んで実行することにより、撮像装置１１０に含まれる各構成の動作を制御する。また、ＣＰＵ１１５は、クライアント装置１３０からネットワーク１９０を介して受信したコマンドに従ってパン駆動部１１２、チルト駆動部１１３、ローテーション駆動部１１４を制御する。また、ＣＰＵ１１５はパン駆動部１１２、チルト駆動部１１３、ローテーション駆動部１１４による駆動結果に基づいて撮像部１１１のパン、チルト、ローテーション位置を、通信制御部１１８を介してクライアント装置１３０へ送信する。さらにＣＰＵ１１５は、撮像部１１１の画角、撮像部１１１が撮像した撮像画像の大きさなどを撮像部１１１から取得して、クライアント装置１３０へ送信する。

撮像装置１１０の例を、図２（ａ）及び図２（ｂ）に示す。図２（ａ）は撮像装置１１０の側面図である。図２（ａ）において、パンの回転部はボトムケース２０１とターンテーブル２０２で構成され、パン回転軸２０３を中心にターンテーブル２０２が回転する構造である。パン駆動部１１２はステッピングモーター等により構成され、ターンテーブル２０２を回転させることにより撮像部１１１をパン駆動する。

図２（ｂ）は撮像装置１１０の正面図である。チルトの回転部はレンズ支柱２０４とレンズケース２０６で構成され、チルト回転軸２０５を中心にレンズケース２０６が回転する構造である。チルト駆動部１１３はステッピングモーター等により構成され、レンズケース２０６を回転させることにより撮像部１１１をチルト駆動する。ローテーションの回転部はレンズケース２０６とレンズユニット２０７で構成され、ローテーション回転軸２０８を中心にレンズユニット２０７が回転する構成である。ローテーション駆動部１１４はステッピングモーター等により構成され、レンズユニット２０７を回転させることにより、撮像部１１１をローテーション駆動する。

次に、クライアント装置１３０について、まず図１を用いて説明する。クライアント装置１３０は、ＣＰＵ１３７の制御のもと、撮像装置１１０から送信された撮像画像を通信制御部１３１を介して受信し、メモリ１３２に一旦記憶した後に表示制御部１３３に送る。

表示制御部１３３は撮像部１１１によって撮像された撮像画像にパン駆動部１１２によるパン駆動方向を示すパン方向ガイドを重畳する。また、表示制御部１３３は撮像部１１１によって撮像された撮像画像にチルト駆動部１１３によるチルト駆動方向を示すチルト方向ガイドを重畳する。そして、表示制御部１３３はパン駆動部１１２によるパン駆動方向を示すパン方向ガイド及びチルト駆動部１１３によるチルト駆動方向を示すチルト方向ガイドを撮像画像に重畳して表示装置１７０に表示させる。表示の態様については図３を用いて後述する。さらに、表示制御部１３３は表示装置１７０上に操作ボタン等のユーザインターフェースを表示させる表示制御を行う。

ＵＩ制御部１３６は後述の入力装置１５０からの指示を受け、ＣＰＵ１３７により通信制御部１３１を介して、パン駆動部１１２、チルト駆動部１１３、ローテーション駆動部１１４を制御するコマンドを撮像装置１１０に送信する。ＵＩ制御部１３６はパン駆動部１１２を操作するためのパン操作部１３８と、チルト駆動部１１３を操作するためのチルト操作部１３９と、ローテーション駆動部１１４を操作するためのローテーション操作部１４０を有する。

入力装置１５０はユーザが撮像装置１１０を操作するための命令を入力する機器である。入力装置１５０はユーザが入力したパン、チルト、ローテーション駆動の命令等をＵＩ制御部１３６に出力する。入力装置１５０は、例えばキーボードやマウス等である。ユーザは後述の表示装置１７０に表示された操作ボタン等をキーボードやマウスを用いて操作し、撮像装置１１０を操作する。あるいは入力装置と表示装置とを一体として構成し、タッチパネル等により撮像装置１１０への命令を入力することとしてもよい。

表示装置１７０は表示制御部１３３の表示制御によって、撮像装置１１０が撮像した撮像画像および、パン、チルト等の駆動方向を示す方向ガイドを表示する。図１ではクライアント装置１３０と表示装置１７０を独立した装置として示したが、クライアント装置１３０と表示装置１７０とを一体として構成してもよい。例えば、クライアント装置１３０としてＰＣ（ＰｅｒｓｏｎａｌＣｏｍｐｕｔｅｒ）を用いる場合には、ＰＣのディスプレイ上に撮像画像及び方向ガイドを表示させることで、ＰＣを表示装置１７０としても機能させることができる。

次に、表示制御部１３３の表示制御によって、表示装置１７０に表示される表示画像の例を図３に示す。図３（ａ）は撮像方向がパン回転軸２０３に対し垂直に近い時の図である。図３（ａ）において、表示画像３１０はクライアント装置１３０が撮像装置１１０から受信した撮像画像に対して表示制御部１３３が表示制御を行った結果、表示装置１７０に表示される表示画像である。また、撮像中心３１１は撮像素子上に被写体の像を結ぶ光学系の光軸と撮像部１１１の撮像素子との交点である。

パン回転中心３１２は表示画像３１０の平面におけるパン回転中心の位置を示している。パン主ガイド３１３はパン駆動により撮像中心３１１が移動する移動経路に重なるようにしてパン移動方向を示すパン方向ガイドである。パン回転中心の設定方法及びパン主ガイド３１３の表示方法については図３（ｅ）を用いて後述する。チルト主ガイド３１４はチルト駆動により撮像中心３１１が移動する移動経路に重なるようにしてチルト移動方向を示すチルト方向ガイドである。パン補助ガイド３１５はパン駆動により撮像中心３１１が移動する移動経路に重ならないパン方向ガイドである。パン補助ガイド３１５は、パン回転中心３１２に対しパン主ガイド３１３の外側に適切な間隔をあけて表示され、かつ、パン主ガイド３１３と同様にパン駆動方向をユーザに示す。このようにして、表示制御部１３３は、パン駆動により撮像中心３１１が移動する移動経路に重ならないパン方向ガイドを撮像画像に重畳する。パン補助ガイド３１５の表示方法については後述する。

ここで、パン主ガイド３１３の表示方法及びパン回転中心３１２の設定方法について図３（ｅ）を用いて説明する。図３（ｅ）において、パン回転軸２０３は撮像部１１１がパン回転を行うための回転軸、撮像装置位置３００は撮像装置の位置である。また、図３（ｅ）において、撮像画像３０２は撮像部１１１の撮像方向に直交するように仮想的に配置した撮像画像、ベクトル３０１は撮像画像３０２の中心の方向を示すベクトルである。ベクトル３０１の大きさは撮像画像３０２の画角と撮像画像３０２の大きさに応じて設定される。

パン主ガイド３１３の表示制御及びパン回転中心３１２の設定は表示制御部１３３が行う。まず表示制御部１３３は、撮像装置１１０から取得した画角と撮像画像３０２の大きさからベクトル３０１の大きさを求める。ベクトル３０１の大きさは例えば（式１）によって求められる。ただし、ベクトル３０１の大きさをＬ、撮像画像３０２の対角線の長さを２ｄ、撮像画像３０２の対角線画角を２αとする。
（式１）Ｌ＝ｄ／ｔａｎα
また、表示制御部１３３は、パン回転軸２０３とベクトル３０１のなす角度３０３を、撮像装置１１０から取得したチルト角度より求める。そして、表示制御部１３３は先に求めたベクトル３０１の大きさＬと、角度３０３より、パン回転半径３０４の長さを導出する。パン回転半径の長さは（式２）によって求めることができる。ただし、パン回転半径３０４の長さをｒ、角度３０３の角度をβとする。
（式２）ｒ＝Ｌ・ｓｉｎβ
こうして求めたパン回転半径３０４を半径として、パン回転軸２０３に直交する円の円周をパン回転軌道３０５として求める。そして、撮像装置位置３００から見たパン回転軌道３０５を撮像装置位置３００から仮想の撮像画像３０２へ射影して描写することによりパン主ガイド３１３を表示させる。

さらに、撮像画像３０２が含まれる平面とパン回転軸２０３との交点をパン回転中心３１２として設定する。ただし本実施例では、角度３０３が９０度である場合は、パン回転中心３１２は撮像画像３０２の平面において撮像画像３０２の撮像中心を通りパン回転軸２０３と平行な線上であって、図面上方に存在するものとして設定されることとする。角度３０３が９０度である場合のパン回転中心３１２の設定方法はこれに限られない。角度３０３が９０度である場合にはパン回転中心３１２は撮像画像３０２の平面上には設定されないものとしてもよい。

パン主ガイド３１３の表示方法及びパン回転中心３１２の設定方法はこれに限られない。例えば、表示画像３１０の撮像中心３１１から、チルト駆動方向であって図３（ａ）の上方向にパン回転半径３０４と等しい距離移動した点をパン回転中心３１２とする。そして、パン回転中心３１２からパン回転半径３０４を半径として描かれる円の弧をパン主ガイド３１３として表示してもよい。また、パン主ガイド３１３は弧によって表されなくてもよい。例えば、図３（ｆ）のように矢印を表示することにより、パン駆動方向を示してもよい。矢印は例えば、パン回転軌道３０５を射影して描画した曲線に外接するようにして描くことができる。あるいは、矢印はパン回転軌道３０５を射影して描画した曲線に矢印の両端が内接するように表示することができる。これらはパン駆動方向を示すための一例であり、表示方法は上述のものに限られない。

次に、パン補助ガイド３１５の表示方法について説明する。パン補助ガイド３１５はパン主ガイド３１３との距離が一定となるようにして表示することができる。あるいは、パン主ガイド３１３と同様にして、パン主ガイド３１３との距離が一定となるようにして表示した曲線に内接又は外接する矢印を表示することによりパン駆動方向を示してもよい。図３（ａ）ではパン主ガイド３１３を実線とし、パン補助ガイド３１５を破線として示したが、パン主ガイド３１３を破線で表したり、パン補助ガイド３１５を実線で表したりしてもよい。パン補助ガイド３１５の表示方法は上述のものに限られず、パン駆動により撮像中心３１１が移動する移動経路に重ならないようにしてパン駆動方向を示すものであればよい。

図３（ａ）の状態において、入力装置１５０から撮像部１１１のチルト駆動を指示し、パン回転中心位置に向かう方向（図中の上方向）にチルト駆動させ、撮像方向がパン回転軸２０３に近づいた時の表示画像３２０について図３（ｂ）を用いて説明する。撮像方向がパン回転軸２０３に近づくと、撮像中心３１１とパン回転中心３１２が近づくため、パン主ガイド３１３の半径が小さくなり駆動方向を認識しにくくなる。しかし、パン主ガイド３１３の外側にパン補助ガイド３１５を表示することにより、より半径の大きい円弧でパン駆動方向を示すことができるので、ユーザは容易にパン駆動方向を認識できる。

図３（ｂ）の状態からさらにパン回転中心位置に向かう方向に撮像部１１１をチルト駆動させていき、撮像中心３１１とパン回転軸が一致した時の表示画像３３０を図３（ｃ）を用いて説明する。この状態では、撮像装置１１０の状態値から導出したパン回転中心位置と撮像中心３１１が一致するためパン主ガイド３１３が一点に収束し表示できなくなる。しかし、パン主ガイド３１３の外側に表示するよう設定されたパン補助ガイド３１５は収束せず表示され続けるため、ユーザはパン駆動方向を認識できる。

また、図３（ｄ）に示す表示画像３４０のように、表示制御部１３３はパン主ガイド３１３の内側に第二のパン補助ガイド３１６を表示させることができる。この第二のパン補助ガイド３１６は、パン回転中心３１２に向かう方向（図中の上方向）にチルト駆動させていく際に、パン主ガイド３１３がどのように変化していくのかを事前にユーザに示すことができる。従って、上述のようにパン主ガイドが収束して表示されなくなってもユーザに混乱を生じさせることなく、撮像画像の移動方向をユーザに適切に伝えることができる。こうして、本実施例にかかる撮像制御システム又は制御装置は、ユーザがより簡単に撮像装置の駆動方向を認識できるようにすることができる。

図３（ｄ）の状態から、撮像部１１１をローテーション駆動させた時の表示画像４１０を図４に示す。撮像部１１１をローテーション駆動させると、図３（ｄ）の表示画像３４０は撮像中心３１１を中心として回転する。表示制御部１３３は表示画像３４０の回転に伴ってパン主ガイド３１３、チルト主ガイド３１４、パン補助ガイド３１５、パン補助ガイド３１６の向きを撮像中心３１１を中心に回転させて撮像画像に重畳する。こうして表示制御部１３３は、ローテーション駆動部１１４の駆動に応じて、パン方向ガイド、チルト方向ガイドを撮像画像に重畳する。

これによりクライアント装置１３０は、撮像部１１１をローテーション駆動した場合のパン、チルト駆動方向をユーザに示すことができる。また、パン回転中心位置と撮像中心３１１が一致してパン主ガイド３１３が一点に収束して表示できなくなった場合にも、パン補助ガイド３１５によりパン駆動方向をユーザに示すことができる。さらに、パン補助ガイド３１６により、パン回転中心３１２に向かう方向にチルトを駆動させていく際に、パン主ガイド３１３がどのように変化していくのかを事前にユーザに示すことができる。ローテーション駆動すると、図４に示したようにパン駆動方向、チルト駆動方向が傾くため、ユーザはパン駆動方向、チルト駆動方向を把握することが困難になる。しかし、本実施例によれば撮像装置の光軸がパン回転軸に近づいた場合でも、パン駆動方向、チルト駆動方向をユーザに示すことができる。

次に、本実施例にかかるクライアント装置１３０の動作を図５のフローチャートを用いて説明する。図５の処理フローは、図５に示される手順をクライアント装置１３０に実行させるためのプログラムを示す。クライアント装置１３０が内蔵するＣＰＵ１３７はコンピュータであり、クライアント装置１３０が内蔵するメモリ１３２から読み出したプログラムを実行する。

まず、クライアント装置１３０はＰＴＲ（パン・チルト・ローテーション）設定モードに入る（Ｓ１００）。ＰＴＲ設定モードとは、クライアント装置１３０から撮像装置１１０のパン駆動部１１２、チルト駆動部１１３、ローテーション駆動部１１４の動作設定を可能とするモードのことをいう。具体的には、ＰＴＲモードになると、ＣＰＵ１３７から命令を受けた表示制御部１３３が表示装置１７０にパン、チルト、ローテーションの動作設定のための表示画像、操作ボタンを表示させる。そして、クライアント装置１３０はユーザが入力装置１５０から操作ボタンを操作して入力した指示に応じて、撮像装置１１０に対するコマンド指示等を行う。

次に、クライアント装置１３０は、図３、図４を参照して説明したように、現在のパン、チルト、ローテーション角度に合わせてパン主ガイド３１３、チルト主ガイド３１４、パン補助ガイド３１５、及び、パン補助ガイド３１６の表示を行う（Ｓ１１０）。

次に、クライアント装置１３０は、入力装置１５０から撮像装置１１０の駆動指示が入力されたか判定する（Ｓ１２０）。入力装置１５０からクライアント装置１３０に対して撮像装置１１０の駆動指示が入力されると（Ｓ１２０でＹｅｓの場合）、クライアント装置１３０は入力された操作に応じた駆動コマンドを撮像装置１１０に送出する（Ｓ１３０）。その後、Ｓ１１０に戻る。

続いて、本実施例における撮像装置１１０の動作を図６のフローチャートを用いて説明する。図６の処理フローは、図６に示される手順を撮像装置１１０に実行させるためのプログラムを示す。撮像装置１１０が内蔵するＣＰＵ１１５はコンピュータであり、撮像装置１１０が内蔵するメモリ１１７から読み出したプログラムを実行する。

撮像装置１１０は、まず撮像装置１１０の初期化を行う（Ｓ２００）。ステップＳ２００では、パン駆動部１１２、チルト駆動部１１３、ローテーション駆動部１１４の初期化、および、撮像装置等の初期化を行う。初期化によって、パン駆動部１１２、チルト駆動部１１３、ローテーション駆動部１１４の原点位置を確認し、現在の撮像位置を検出する。そして、パン駆動部１１２、チルト駆動部１１３、ローテーション駆動部１１４の現在位置及び撮像画像の画角をステータスとしてクライアント装置１３０に送信する（Ｓ２１０）。初期化が終了すると撮像装置１１０はクライアント装置１３０に撮像画像を送信する（Ｓ２２０）。そして、撮像装置１１０はクライアント装置１３０からのコマンド受信待ちを行う（Ｓ２３０）。

クライアント装置１３０よりコマンドが入力されると撮像装置１１０はコマンドに応じてパン駆動、チルト駆動、ローテーション駆動のいずれか、または、複数の駆動を行う（Ｓ２４０）。パン駆動、チルト駆動、ローテーション駆動はそれぞれ、パン駆動部１１２、チルト駆動部１１３、ローテーション駆動部１１４が行う。撮像装置１１０はクライアント装置１３０から指示された駆動を行った後の現在位置及び撮像画像の画角をステータスとしてクライアント装置１３０に送信する（Ｓ２５０）。その後、また、コマンド受信待ちとなる（Ｓ２３０）。

以上説明した、パン主ガイド３１３の外側や内側に表示するパン補助ガイド３１５、パン補助ガイド３１６は常に表示しておく方法以外にも、撮像部１１１の撮像領域が特定の範囲内にある時のみ表示するようにしてもよい。例えば、表示制御部１３３は、パン駆動部１１２が撮像部１１１をパン駆動するためのパン回転軸２０３と撮像部１１１のベクトル３０１との為す角度３０３が閾値以下となった場合に、パン補助ガイド３１５やパン補助ガイド３１６を撮像画像に重畳することができる。ここで、ベクトル３０１と撮像部１１１の光軸とは一致するものとする。または、図３（ａ）に示した撮像中心３１１とパン回転中心３１２との距離が所定の値以下となった場合にパン補助ガイド３１５やパン補助ガイド３１６を表示させるようにすることができる。

上述した通り、撮像中心３１１とパン回転中心３１２との距離は図３（ｅ）のパン回転半径３０４の長さに基づいて決定される。また、パン回転半径３０４の長さは撮像部１１１の画角及び撮像画像３０２の大きさに応じて変化する。従って表示制御部１３３は、撮像部１１１の画角及び前記撮像画像の大きさに応じて角度３０３の閾値を変化させることで、撮像中心３１１とパン回転中心３１２との距離が所定値以下の場合にパン補助ガイド３１５やパン補助ガイド３１６を表示させることができる。撮像部１１１の撮像領域が特定の範囲内にあるか判断する方法はその他の方法を採用してもよく、これらのものに限られない。

このようにして、撮像部１１１をチルト駆動するとパン主ガイド３１３がパン回転中心３１２に収束してしまう可能性が高い場合に、チルト駆動を続けるとパン補助ガイド３１６によりパン主ガイド３１３が表示されなくなることをユーザに知らせることができる。また、パン主ガイド３１３が表示されなくなった後でも、パン補助ガイド３１５によりパン駆動方向をユーザに知らせることができる。さらに、撮像部１１１の撮像領域が特定の範囲内にない場合にパン補助ガイド３１５やパン補助ガイド３１６を非表示とすることで、撮像画像の見易さを優先させることができる。閾値を使用する以外にも、ユーザが自ら表示と非表示を切り替えられるようにしてもよい。本発明のパン、チルト移動方向の表示方法は上記説明した方法に限るものではない。

上述の構成によれば、表示制御部１３３は、パン駆動により撮像中心が移動する移動経路に重ならないパン方向ガイドを撮像画像に重畳する。従って、撮像中心とパン回転中心とが重なってしまい、パン主ガイド３１３が表示されなくなってしまった場合であっても、ユーザは移動方向を認識可能となる。また、撮像中心の移動経路より内側（パン回転中心側）にパン補助ガイド３１６を表示することにより、ユーザは撮像中心とパン回転中心が重なる前にパン主ガイドがどのように変化するか認識することができる。このようにして、本実施例は撮像領域の移動方向をユーザに適切に伝えることができる。従って、ユーザはパン主ガイド３１３のみを表示画像に表示する場合より簡単に撮像装置１１０の駆動方向を認識できるようにすることができる。

本実施例では、撮像中心３１１が移動する移動経路に重なるようにしてパン移動方向を示すパン主ガイド３１３を表示させる場合について説明したが、パン主ガイド３１３は表示させずに補助ガイドのみ表示することとしても本発明の効果を奏することができる。

実施例２では撮像画像に、撮像装置１１０の周囲に仮想的に設定した球面上の緯線、経線を重畳して表示させる撮像システムについて説明する。

まず、実施例２にかかる撮像システムの構成について説明する。クライアント装置１３０の表示制御部１３３は、撮像画像にパン主ガイド、チルト主ガイドに加えて、撮像装置１１０の周囲に仮想的に設定した球面上の緯線、経線を重畳して表示させる。その他の構成については、実施例１において図１を用いて説明した撮像制御システムと同一の構成により実現されるため、各構成の説明を省略する。各構成については図１において用いた番号と同一の番号を付して用いる。

次に、表示制御部１３３の表示制御によって、表示装置１７０に表示される表示画像について図７及び図８を用いて説明する。撮像装置１１０を中心として仮想的に設定した仮想球面を図７（ａ）に示す。図７（ａ）において、撮像装置位置７１０は撮像装置１１０が設置されている位置を示す。パン回転軸２０３は撮像部１１１がパン駆動するための回転軸を示す。球面７２０は撮像装置周辺に仮想的に設定した球面である。緯線７２１は球面上に設定した緯線、経線７２２は球面上に設定した経線である。球面７２０上の緯線７２１と経線７２２は、球面７２０上の所定位置に設定される。本実施例では、緯線７２１は撮像装置位置７１０を中心として、赤道面から一定の緯度ごとに設定する。また、経線７２２は撮像装置位置７１０を中心として、基準線となる所定の経線から一定の経度ごとに設定する。緯線７２１、経線７２２の設定方法は任意であり上述の方法に限定されない。

次に、撮像装置位置７１０から撮像装置１１０が撮像を行った時に表示装置１７０に表示される表示画像の例を図８（ａ）及び図８（ｂ）を用いて説明する。撮像装置１１０で撮像された撮像画像はクライアント装置１３０に送信される。そして、表示制御部１３３は仮想球面上に配置した撮像画像に緯線７２１をパン方向ガイドとして重畳する。さらに本実施例では、表示制御部１３３はパン主ガイド８１３、チルト主ガイド８１４、および、経線７２２を撮像画像に重畳して表示装置１７０に出力する。

図８（ａ）において表示画像８１０は表示装置１７０に表示された表示画像を表している。撮像中心８１１は撮像素子上に被写体の像を結ぶ光学系の光軸と撮像部１１１の撮像素子との交点である。パン回転中心８１２は表示画像８１０の平面におけるパン回転中心の位置を示している。

また、パン主ガイド８１３はパン駆動により撮像中心８１１が移動する移動経路に重なるようにしてパン移動方向を示すパン方向ガイドである。チルト主ガイド８１４は撮像中心８１１を通り、チルト駆動方向を示す。緯線７２１は球面上に設定した緯線を示し、経線７２２は球面上に設定した経線を示している。本実施例では、撮像画像にパン主ガイド８１３およびチルト主ガイド８１４を重畳し、さらに緯線７２１と経線７２２を重畳表示することで補助的にパン、チルトの駆動方向を示す。緯線７２１と経線７２２の表示位置は、球面上に設定した緯線７２１、経線７２２の設定値と撮像装置１１０の撮像位置を用いて制御する。

パン主ガイドの表示方法については実施例１において図３（ｅ）を用いて説明した方法と同じであるため、説明を省略する。次に、緯線７２１および経線７２２の表示方法について説明する。まず、クライアント装置１３０の表示制御部１３３は、撮像装置１１０から受信したパン角、チルト角、ローテーション量などの撮像位置情報や画角、画像サイズに基づいて、図７（ｂ）に示すように仮想の球面５２０上に仮想の表示画像７３０を設定する。そして、あらかじめ設定された緯線７２１及び経線７２２を撮像装置位置７１０から表示画像７３０に射影する。こうして表示画像７３０に射影された緯線７２１及び経線７２２を表示画像８１０における緯線７２１及び経線７２２として表示させる。

上述の表示方法は一例であり、緯線７２１及び経線７２２の表示方法はこれに限られない。また、図８（ａ）では破線により緯線７２１及び経線７２２を示したが、これに限られず実線や矢印によって表示させてもよい。あるいは、緯線７２１、経線７２２、パン主ガイド８１３、チルト主ガイド８１４をそれぞれ異なる色によって表示させて区別可能にしてもよい。

次に、図８（ａ）の状態からチルトを駆動させ、撮像方向がパン回転軸と一致した時の表示画像８２０を図８（ｂ）を用いて説明する。この状態においては、パン主ガイド８１３は実施例１と同様に点に収束してしまうため表示することができない。しかし、球面上に設定した緯線７２１が補助的にパン駆動方向を表示しているため、ユーザはパン駆動方向を認識することが可能となる。また、緯線７２１によりユーザはパン駆動動作によってパン主ガイドがどのように変化するかあらかじめ確認することができる。このように、本実施例では緯線７２１が実施例１におけるパン補助ガイド３１５、パン補助ガイド３１６の役割を担う。

以上説明した緯線７２１、経線７２２は、実施例１同様、常に表示しておく方法以外にも、別途閾値を設定し撮像方向が特定の範囲内にある時のみ表示する方法や、ユーザが自ら表示と非表示を切り替えられるようにしてもよい。また、球面上に設定する緯線７２１、経線７２２の位置は可変にしてもよい。

続いて撮像部１１１をローテーション駆動させた場合、実施例１と同様にして、図８（ａ）の表示画像８１０は撮像中心８１１を中心として回転する。表示制御部１３３は、撮像画像の回転に伴ってパン主ガイド８１３、チルト主ガイド８１４の向きを撮像中心８１１を中心に回転させる。さらに、表示制御部１３３は、ローテーション駆動量に応じて、球面７２０上に表示画像７３０を新たに設定する。そして、表示制御部１３３はローテーション後の緯線７２１、経線７２２を表示画像７３０に射影し、射影された緯線７２１、経線７２２をローテーション後の表示画像に表示させる。あるいは、パン主ガイド８１３、チルト主ガイド８１４と共に、緯線７２１及び経線７２２を表示画像８１０の撮像中心８１１を中心に回転させてもよい。

これによりクライアント装置１３０は、撮像部１１１をローテーション駆動した場合のパン、チルト駆動方向をユーザに示すことができる。また、パン回転中心位置と撮像中心８１１が一致してパン主ガイド８１３が一点に収束して表示できなくなった場合にも、緯線７２１によりパン駆動方向をユーザに示すことができる。さらに、緯線７２１により、パン回転中心に向かう方向（図中の上方向）にチルトを駆動させていく際に、パン主ガイド８１３がどのように変化していくのかを事前にユーザに示すことができる。

本実施例にかかる撮像制御システムにおけるクライアント装置１３０、撮像装置１１０の動作は、実施例１においてそれぞれ図５及び図６を用いて説明したものと同一であるため、説明を省略する。
上述の構成では、撮像装置を中心として設定した仮想球面上に緯線７２１を設定し、緯線７２１を表示画像８１０に重畳表示する。従って、撮像中心８１１とパン回転中心８１２とが重なり、パン主ガイド８１３が表示されなくなった場合であっても、ユーザは緯線７２１によって移動方向を認識可能となる。また、緯線７２１によりユーザは撮像中心８１１とパン回転中心８１２が重なる前にパン主ガイド８１３がどのように変化するか認識することができる。このようにして本実施例は、領域の移動方向をユーザに適切に伝えることができる。従って、ユーザがパン主ガイド８１３のみを表示画像８１０に表示する場合より簡単に撮像装置の駆動方向を認識できるようにすることができる。

本実施例では、撮像中心８１１が移動する移動経路に重なるようにしてパン移動方向を示すパン主ガイド８１３を表示させる場合について説明したが、パン主ガイド８１３は表示させずに緯線７２１のみ表示することとしても本発明の効果を奏することができる。
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

（その他の実施例）
実施例１と実施例２では、撮像装置１１０にローテーション機構がある場合に関して説明した。一方、ローテーション機構が無い場合にはクライアント装置上で画像を回転させることで仮想のローテーションを行う事が可能であるが、このような構成においても本発明は実施可能である。このような場合にも、撮像部１１１をローテーション駆動させた場合と同様にして、撮像装置の光軸がパン回転軸に近づいた場合でも、パン駆動方向、チルト駆動方向をユーザに示すことができる。

さらに、実施例１と実施例２では、パン主ガイド、パン補助ガイドに加えてチルト主ガイドを表示する場合について説明したが、パン補助ガイドのみを表示することとしてもよい。パン補助ガイドのみを表示する場合であっても、撮像部１１１のチルト駆動によってパン方向ガイドが消えてしまうことなく、撮像領域の移動方向をユーザに適切に伝えることができる。また、実施例１および実施例２において説明したクライアント装置１３０を撮像装置１１０と一体としてもよい。すなわち、撮像装置１１０が撮像した撮像画像にクライアント装置１３０がパン主ガイド３１３、パン補助ガイド３１５を重畳した後、ネットワーク１９０を介して表示装置１７０へ表示画像を送信しても本発明は実施可能である。

１１０撮像装置
１１１撮像部
１１２パン駆動部
１１３チルト駆動部
１１４ローテーション駆動部
１３０クライアント装置
１３３表示制御部
１３８パン操作部
１３９チルト操作部
１４０ローテーション操作部
３１１撮像中心
３１３パン主ガイド
３１５パン補助ガイド
７２１緯線
７２２経線

Claims

光軸と撮像素子との交点を撮像中心として前記撮像素子上に撮像を行う撮像手段と、
前記撮像手段をパン駆動するパン駆動手段と、
前記撮像手段をチルト駆動するチルト駆動手段とを有する撮像装置を制御する制御装置であって、
前記パン駆動手段を操作するためのパン操作手段と、
前記チルト駆動手段を操作するためのチルト操作手段と、
前記撮像手段によって撮像された撮像画像に、前記パン駆動手段が前記撮像手段をパン駆動するためのパン回転軸を中心とする円弧を表し、かつ、前記パン駆動手段によるパン駆動方向を示すパン方向ガイドを重畳する重畳手段とを備え、
前記重畳手段は、前記撮像手段のチルト角に対応して前記パン方向ガイドの形状を決定し、パン駆動により前記撮像中心が移動する移動経路に重ならない前記パン方向ガイドを前記撮像画像に重畳することを特徴とする制御装置。
光軸と撮像素子との交点を撮像中心として前記撮像素子上に撮像を行う撮像手段と、
前記撮像手段をパン駆動するパン駆動手段と、
前記撮像手段をチルト駆動するチルト駆動手段と、
前記撮像手段を前記光軸を中心に回転させるローテーション駆動手段とを有する撮像装置を制御する制御装置であって、
前記パン駆動手段を操作するためのパン操作手段と、
前記チルト駆動手段を操作するためのチルト操作手段と、
前記ローテーション駆動手段を操作するためのローテーション操作手段と、
前記撮像手段によって撮像された撮像画像に前記パン駆動手段によるパン駆動方向を示すパン方向ガイドを重畳する重畳手段とを備え、
前記重畳手段は、前記ローテーション駆動手段の駆動に応じて、前記パン方向ガイドを前記撮像中心を中心として回転させて前記撮像画像に重畳することを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
前記重畳手段は、前記撮像装置を中心とする仮想球面上に緯線を設定し、前記仮想球面上に配置した前記撮像画像に前記緯線を前記パン方向ガイドとして重畳することを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
前記重畳手段は、前記パン回転軸と前記光軸とがなすチルト方向の角度が閾値以下となった場合に、前記撮像中心が移動する移動経路に重ならない前記パン方向ガイドを前記撮像画像に重畳することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の制御装置。
前記重畳手段は、前記撮像装置を中心とする仮想球面上に配置した前記撮像画像を含む平面と前記パン回転軸との交点であるパン回転中心を円の中心とする前記平面上の円の弧に対応する前記パン方向ガイドを前記撮像画像に重畳することを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
前記重畳手段は、前記パン回転中心から前記撮像中心までの距離よりも大きい半径の前記円の弧に対応する前記パン方向ガイドを前記撮像画像に重畳することを特徴とする請求項５に記載の制御装置。
撮像装置、及び、前記撮像装置を制御する制御手段を有する撮像制御システムであって、前記撮像装置は、
光軸と撮像素子との交点を撮像中心として前記撮像素子上に撮像を行う撮像手段と、
前記撮像手段をパン駆動するパン駆動手段と、
前記撮像手段をチルト駆動するチルト駆動手段とを有し、
前記制御手段は、
前記パン駆動手段を操作するためのパン操作手段と、
前記チルト駆動手段を操作するためのチルト操作手段と、
前記撮像手段によって撮像された撮像画像に、前記パン駆動手段が前記撮像手段をパン駆動するためのパン回転軸を中心とする円弧を表し、かつ、前記パン駆動手段によるパン駆動方向を示すパン方向ガイドを重畳する重畳手段とを備え、
前記重畳手段は、前記撮像手段のチルト角に対応して前記パン方向ガイドの形状を決定し、前記パン駆動手段によるパン駆動により前記撮像中心が移動する移動経路に重ならない前記パン方向ガイドを前記撮像画像に重畳することを特徴とする撮像制御システム。
光軸と撮像素子との交点を撮像中心として前記撮像素子上に撮像を行う撮像手段と、
前記撮像手段をパン駆動するパン駆動手段と、
前記撮像手段をチルト駆動するチルト駆動手段とを有する撮像装置を制御する制御方法であって、
重畳手段が、前記撮像手段によって撮像された撮像画像に、前記パン駆動手段が前記撮像手段をパン駆動するためのパン回転軸を中心とする円弧を表し、かつ、前記パン駆動手段によるパン駆動方向を示すパン方向ガイドであって、前記パン駆動手段によるパン駆動により前記撮像中心が移動する移動経路に重ならない前記パン方向ガイドを、前記撮像手段のチルト角に対応した形状で、前記撮像手段が撮像した撮像画像に重畳する重畳ステップを有することを特徴とする撮像装置の制御方法。
光軸と撮像素子との交点を撮像中心として前記撮像素子上に撮像を行う撮像手段と、
前記撮像手段をパン駆動するパン駆動手段と、
前記撮像手段をチルト駆動するチルト駆動手段とを有する撮像装置を制御するコンピュータに、
前記撮像手段によって撮像された撮像画像に、前記パン駆動手段が前記撮像手段をパン駆動するためのパン回転軸を中心とする円弧を表し、かつ、前記パン駆動手段によるパン駆動方向を示すパン方向ガイドであって、前記パン駆動手段によるパン駆動により前記撮像中心が移動する移動経路に重ならない前記パン方向ガイドを、前記撮像手段のチルト角に対応した形状で、前記撮像手段が撮像した撮像画像に重畳する重畳手順を実行させるためのプログラム。
光軸と撮像素子との交点を撮像中心として前記撮像素子上に撮像を行う撮像手段と、
前記撮像手段をパン駆動するパン駆動手段と、
前記撮像手段をチルト駆動するチルト駆動手段とを有する撮像装置を制御する制御装置であって、
前記パン駆動手段を操作するためのパン操作手段と、
前記チルト駆動手段を操作するためのチルト操作手段と、
前記撮像手段によって撮像された撮像画像に前記パン駆動手段によるパン駆動方向を示すパン方向ガイドを重畳する重畳手段とを備え、
前記重畳手段は、前記撮像装置を中心とする仮想球面上の緯線を前記仮想球面上に配置した前記撮像画像に前記パン方向ガイドとして重畳し、かつ、パン駆動により前記撮像中心が移動する移動経路に重ならない前記パン方向ガイドを前記撮像画像に重畳することを特徴とする制御装置。
前記重畳手段は、前記パン駆動手段が前記撮像手段をパン駆動するためのパン回転軸と前記光軸とがなすチルト方向の角度が閾値以下となった場合に、前記撮像中心が移動する移動経路に重ならない前記パン方向ガイドを前記撮像画像に重畳することを特徴とする請求項１０に記載の制御装置。
光軸と撮像素子との交点を撮像中心として前記撮像素子上に撮像を行う撮像手段と、
前記撮像手段をパン駆動するパン駆動手段と、
前記撮像手段をチルト駆動するチルト駆動手段とを有する撮像装置を制御する制御方法であって、
重畳手段が、前記撮像手段によって撮像された撮像画像に、前記パン駆動手段によるパン駆動方向を示すパン方向ガイドであってパン駆動により前記撮像中心が移動する移動経路に重ならない前記パン方向ガイドを重畳するステップであって、前記撮像装置を中心とする仮想球面上の緯線を前記仮想球面上に配置した前記撮像画像に前記パン方向ガイドとして前記重畳手段が重畳する重畳ステップを有することを特徴とする制御方法。
前記重畳ステップにおいて、前記パン駆動手段が前記撮像手段をパン駆動するためのパン回転軸と前記光軸とがなすチルト方向の角度が閾値以下となった場合に、前記撮像中心が移動する移動経路に重ならない前記パン方向ガイドを前記撮像画像に重畳することを特徴とする請求項１２に記載の制御方法。
光軸と撮像素子との交点を撮像中心として前記撮像素子上に撮像を行う撮像手段と、
前記撮像手段をパン駆動するパン駆動手段と、
前記撮像手段をチルト駆動するチルト駆動手段とを有する撮像装置を制御するコンピュータに、
前記撮像手段によって撮像された撮像画像に、前記パン駆動手段によるパン駆動方向を示すパン方向ガイドであってパン駆動により前記撮像中心が移動する移動経路に重ならない前記パン方向ガイドを重畳する手順であって、前記撮像装置を中心とする仮想球面上の緯線を前記仮想球面上に配置した前記撮像画像に前記パン方向ガイドとして重畳する重畳手順を実行させるためのプログラム。
前記コンピュータに、
前記重畳手順において、前記パン駆動手段が前記撮像手段をパン駆動するためのパン回転軸と前記光軸とがなすチルト方向の角度が閾値以下となった場合に、前記撮像中心が移動する移動経路に重ならない前記パン方向ガイドを前記撮像画像に重畳する処理を実行させるための請求項１４に記載のプログラム。