JPH01158374A - ビデオカメラの被写体自動追尾装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は１例えばビデオカメラのような撮像手段を被写
体に自動追尾させる自動追尾装置に関し、特に、電磁波
、音波、光波等の空間伝搬波動を利用してビデオカメラ
の視野光軸を移動可能な被写体の方向へ自動的に追尾さ
せ、無人撮影可能なビデオカメラの被写体自動追尾装置
に関するものである。

［従来の技術］ 例えば、スチルカメラ、ビデオカメラ等においては自動
露出、自動焦点等の自動撮影が可能となって来た力（、
蚕実の撮影においては、ビデオカメラ等の携行及びアン
グル取りを撮影者自身が行なわなければならない、した
がって、記念撮影等のように、メンバー全員を撮影した
い場合には、カメラワークのため撮影者だけが記念撮影
の中から抜けてしまったり、スチルカメラのように、タ
イマー機構を用いるとしても、−度セッティングしたア
ングル方向に全員がおさまるように注意を払う必要があ
った。

ビデオカメラにおける自動追尾装置としては、実公昭６
２−２８４３号に開示の赤外線伝送装置における自動追
尾装置が知られている。このものは、ビデオカメラとビ
デオテープレコーダとの間のビデオ信号ケーブル伝送を
排除する目的で、ビデオカメラ側の送信部には伝送情報
信号で変調された赤外線を発光する素子及び赤外線を感
知する素子を設け、ビデオチープレコーグ側の受信部に
はパイロンド信号で変調された赤外線を発光する素子及
び赤外線を感知する素子を設け、相互の赤外線を感知し
ながら、送信部側の自動探索と受信部側の自動追尾を行
うものである。

［解決すべき問題点］ しかしながら、上記の自動追尾装置室にあっては、次の
問題点がある。

即ち、ビデオカメラ側の送信部を遠隔でビデオテープレ
コーダ側の受信部が追尾し、これが伝送情報信号を受信
するものであるので、この自動追尾装置を被写体の自動
追尾に応用する場合、被写体側及びカメラ側に共に赤外
線発光素子及び受光素子を設ける必要があるが、例えば
、かかる複数台のカメラを隣接したときには、幾筋もの
赤外線の識別ができないから、被写体側の探索手段に混
信が起こり、各カメラ側の追尾手段の動作が撹乱される
。

［発明の目的］ 本発明は、上記問題点を解決するものであり、その目的
は１例えばカメラとその被写体の関係において、空間的
にカメラが複数台隣接された場合であっても、カメラ群
の各カメラが撮影すべき被写体を動作撹乱なく正確に自
動追尾でき、通常の撮影者も被写体として参加し得る実
用的なビデオカメラの被写体自動追尾装置等の自動追尾
装置を提供することにある。

［問題点の解決手段］ 一ヒ記目的を達成するため１本発明は次の構成要件を有
するものである。

（Ｘ１第１物体の指向方向を相対移動ＩＴ丁能な第２物
体に自動追尾させる装置があること。

「第１物体」としては、スチルカメラ、ビデオカメラ等
の撮像手段、スポットライト等の照明手段を含む光送受
手段や、マイクロホン等の集音手段、スピーカー等の発
音手段を含む「送受手段が定義される。「相対移動可能
な第２物体」としては、人間、動物、物品等の被写体、
照明対象１発音物体、受音物体等の第１物体の指向対象
物を指し、当然に静止対象物も含まれる。「指向方向」
とは、第１物体が撮像手段の場合には視腎光軸方向を、
照明手段の場合には照明光線の光軸方向を、集音手段の
場合には音伝搬の受渡指向方向を、発音手段の場合には
音伝搬の送波指向方向を指す。

■固有情報信号を含む空間伝搬波動を送波する第２物体
に付帯すべき波動発生器があること。

「空間伝搬波動」には、電磁波、音波、光ｔ２等が含ま
れる。「固有情報信号を含む空間伝搬波動」とは、第２
物体の特定ないしその属性を含む固有の情報を担う空間
伝搬波動で１周波数変調。

位相変調、振幅変調等の各種の変調技術により個別化さ
れたものをいい、第２物体以外に関する伝送情報信号を
含む場合もある。「付帯すべき波動発生器」とは、波動
発生器が第２の物体に携帯。

付着、所持、吊り下げ等により物理的に付属され得る所
有状態を指す。

■第１物体側に設けられる追尾手段を有すること。

（４）該追尾手段は、所定範囲にわたり受波ビーム指向
走査しつつ該空間伝搬波動を受けて電気的信号に変換す
るトランスデユーサと、該受渡ビーム指向走査を制御す
る走査制御部材と、該電気的信号からそれに含まれる該
固有情報信号を同定する識別部材と、該識別部材からの
同定確認信号及び該走査制御回路からのビーム指向情報
信号とに基づき？ｐＪｌ物体の指向方向を第２物体方向
に合せる追尾部材とを含むこと。

「受波ビーム指向走査」とは、平面上を１のパラメータ
で方位走査する場合や、３次元空間内を２のパラメータ
で方位走査する場合等を包含する。

「トランスデユーサ」としては１例えば、上記波動発生
器が電磁波発信器である場合には電磁波受信アンテナで
、音波送波器である場合にはη液受波器であり、赤外線
発光器である場合には赤外線受光器が含まれる。

［作用］ 上記構成に係る本発明によれば、走査制御手段の制御に
従いトランスデユーサの受波ビーム指向方向は第２の物
体側の波動発生器から送出された空間伝搬波動を受波す
べく所定範囲にわたり走査されているが、特定の受波ビ
ーム指向方向にてトランスデユーサがその波動を受ける
と、識別部材がそれにより変換された電気的信号に含ま
れる固有情報を同定する０例えば、その固有情報と予め
記憶部に登録された固有情報群の各固有情報との異同性
を比較判断することにより、同一と識別された場合には
、同定確認信号が追尾部材へ送出される。一方、トラン
スデユーサの受波ビーム指向方向を制御する走査制御部
材はビーム指向情報信号を逐一追尾部材へ送出しており
、それ故、追尾部材は同定確認信号の人力を契機にその
時点のビーム指向情報信号に基づいて第１物体の指向方
向を第２物体方向に合致すべく駆動して、第２物体を自
動追尾することとなる。

［実施例］ 次に、本発明の一実施例を添付図面に基づいて説明する
。

第１図は、本発明の実施例に係るビデオカメラの被写体
自動追尾装置の全体構成を示す外観概念図である。第２
図は、同実施例の構成を示すブロック図である。

実施例の自動追尾装置は、三脚ｌに装着されたビデオカ
メラ２のアングル方向（視野光軸方向２ａ）を変更駆動
する追尾機構ボックス３と各種電波素子及び電気回路等
を含む電気ボックス４とからなるビデオカメラ側装置と
しての追尾手段７と、被写体５が所持する波動発生器と
しての電波発信器６とを有する。

電波発信器６は、第２図（Ｂ）に示すように、名刺判サ
イズはどの基板８１上に搭載された各種電子部品とこれ
を密閉収納するケース（図示せず）とからなり、励振部
８２と符号化回路８３と送信部としての送信アンテナＢ
４とから構成されている。励振部６２はガンダイオード
等のマイクロ波発生器を有するものである。符号化回路
６３はマイクロ波を符号変調して電波発信器６に固有の
識別情報を乗せるものである。送信アンテナ６４はその
固有情報を含むマイクロ波を無指向性的に放射するマイ
クロストリップ・アンテナで構成されている。

ビデオカメラ側装置の追尾手段７は、第２図（Ａ）に示
すように、トランスデユーサとしてのアレーアンテナ７
！と、走査制御部材７２と；識別部材７３と、追尾部材
７４とから構成されている。

アレーアンテナ７１は、移相器群？１ａと受信素子群７
１ｂとからなり、移相制御回路７２の移相器群７！ａへ
の制御によりマイクロ波の受波指向方向（共相面に直交
するビーム方向）を走査可変するものである。アレーア
ンテナ７１の受信素子群７１ｂは第３図に示すように縦
横マトリックス状に配列されている０本実施例では、第
１図に示すように、ビデオカメラ２の上にアレーアンテ
ナ７１を含む電気ボックス４が固定され、ビデオカメラ
２の視野光軸方向２ａとアレーアンテナ７１の２軸方向
を一致させである。

受波ビーム指向方向の走査は球座標の極角θと方位角φ
とを走査変数とし、ある極角θ（ｉ）について方位角φ
の全走査（Ｏ〜３６０°）を間挿させる走査方式で、つ
まりＺ軸を中心とした同心円走査を採用している。しか
しながら、ビデオカメラ２の被写体自動追尾においては
、一般に被写体は水平面上近傍に存在する場合が多く、
垂直角度走査を拡大しても不必要な範囲を含むことがあ
るので、ｚ軸を中心とした水平方向走査（例えば左右夫
々９０°）と垂直方向走査（例えば上下夫々４５０）の
走査方式を採用しても良い、また第３図に示すように、
各受信素子の列（縦）間隔ｄｘと行（横）間隔ｄ、？縦
横の素子数は追尾分解能を左右するファクターであるが
、これらは例えば対象物の大きさ及び対象物の距離等に
よって決定される。

識別部材７３は、アレーアンテナ７１で受電したマイク
ロ波を検波増幅して固有データ符号信号を抽出する受信
回路７３ａと、その固有情報を識別する符り識別回路７
３ｂとから構成されている。符号識別回路７３ｂは、内
蔵参照メモリに予め！１録された固有データ群の中に当
該人力固有データの存否を判断し、同一の場合のみ同定
確認信号を出力するものである。

追尾動部材７４は、追尾制御回路７４ａと０駆動系及び
φ駆動系とからなる。

追尾制御回路？４ａは同定確認信号の入力を契機に移相
制御回路７２から送出されるビーム指向情報信号を即刻
取り込み、その極角θと方位角φを弁別しそれらに対応
するθ、φ制御信号を夫々θ駆動回路７４ｂ、φ駆動回
路７４ｃへ送出する。

ここで、アレーアンテナ７１は第１図示の電気ボックス
４内に固定され、そのＺ軸はビデオカメラ２の視野光軸
方向２ａに常に斉一されているので、移相制御回路７２
からのビーム指向情報信号はそのまま追尾情報として利
用でき、装置構成の複雑化を回避できるが、スチルカメ
ラ等の小型の物体で追尾装置の装着が困難な場合又は追
尾を必要とするときのみ追尾装置を装着する場合には、
ビーム指向情報信号の外に、視野光軸方向２ａの情報信
号の作成と両者の空間配置関係を特定する手段が必要と
なる。その視野光軸方向２ａの情報信号は後述のθ変位
機構７４ｆ及びφ変位機構７４ｇの被制御物理量から得
ることができ、また空間関係はアダプター等によりアレ
ーアンテナ７１との画一的配置を規制子ることにより定
めることができる。

θ駆動回路７４及びφ駆動回路７４Ｃは、電力増幅器を
含み、対応するθ電動モータ？４ｄ及びφ電動モータ７
４１！に給電しこれを回動せしめる。θ変位機構？４ｆ
はθ駆動モータ７４ｇの回動により作動し、視野光軸方
向２ａの極角θを変位させるもので、φ変位機構７４ｆ
はφ電動モータ？４ｄの回動により作動し、視野光軸方
向２ａの方位角φを変位させるものである。

次に、−Ｅ記実施例の作用効果を説明する。第１図に示
すように、被写体５をビデオカメラ２で自動追尾させる
場合には、例えば被写体５となるべき撮影者は、電波発
振器６を例えば胸ポケットに収める。なお、名札のよう
に衣服に装着しても良い０本実施例ではビデオカメラ２
の現実の被写体は電波発振器６で、被写体５はみかけ、
Ｅの被写体となるので、なるべく応答器６は撮影すべき
被写体５を代表する位置に装着することが望ましい。

被写体５の移動に伴なうビデオカメラ２の自動追尾は以
下の動作態様で行なわれる。

電波発振器６は第３図に示すように符号データを含むマ
イクロ波を放射する。このマイクロ波は比較的に無指向
的で広範囲に拡射される。その固有情報を含むマイクロ
波はアレーアンテナ７１に受信される。ここで、アレー
アンテナ７１の受渡ビーム方向は移相制御回路７２によ
って走査制御されており、電波発振器６からのマイクロ
波は受波ビーム方向がアレーアンテナ７１と電波発振器
６とを結ぶ直線上に合致した場合に捕捉される。この受
信マイクロ波は、各受信素子及び各移相器を介して合成
給電線で逆に受信電力が合成され、その合成マイクロ波
は受信回路７３ａへ到達する。受信回路７３ａで受信マ
イクロ波が復調増幅され、電波発振器６に固有の符号デ
ータ信号が抽出される。符号データ信号は符号識別回路
７３ｂ内に記憶された符号データ群と参照され、その群
に含まれる符号データである場合には、同定確認信号が
生成される。受信回路７３ａから符号識別回路７３ｂに
入来する信号が記憶符号データ群のいずれにも合致しな
い場合には、同定確認信号は生成されない、符号識別回
路７３ｂ内の符号データ群に存在しない符号データやノ
イズは完全に無視されることになるから１例えば、符号
識別回路７３ｂ内の符号データ群に存在しない符号デー
タを有する他の電波発振器が被写体５の所有する電波発
振器６に近傍位置に存在し、アレーアンテナ７１が他の
マイクロ波を受信したとしても、符号識別回路？３ｂは
それを取りヒげないので、追尾手段の混信を効果的に防
止できる。勿論、ノイズマイクロ波に対しても混信を防
止できる。

追尾制御回路７４＆は同定確認信号をトリガとしてその
時点のビーム指向情報信号を即刻取り込み、これを解読
して極内θ及び方位角φを算出し、対応する制御信号を
夫々０駆動回路７４ｂびφ駆動回路？４ｃへ送出する。

θ駆動回路？４ｂのθ電動モータ？４ｄの起動によりθ
変位機構７４ｆが作動し、第４図に示すように、ビデオ
カメラ２の視野光軸方向２ａをその極内増減方向に変位
させると共に、φ駆動回路？４ｃのφ電動モータ７４ｅ
の起動によりφ変位機構７４ｇが作動し、視野光軸方向
２ａをその方位角増減方向に変位させる。ここで、変位
量θ、φは追尾制御回路７４ａから得られたビーム指向
情報信号の絶対値に対応させてもよいが、その場合、θ
駆動回路７４ｂ及びφ駆動回路７４ｃと追尾制御回路７
４ａとの間にフィードバック回路を付設したサーボ系を
構成する必要があり、装置構成の複雑化を招く０本実施
例では、追尾制御回路７４ａからのθ駆動回路７４ｂ及
びφ駆動回Ｗ＆７４ｃへの制御信号としては、θ増減信
号及びφ増減信号で、いずれも２値論理信号であり、各
変位機構７４ｆ、７４ｇのθ座標、φ座櫟についての増
加又は減少のいずれかを制御駆動するものとしである。

その変位機構７４ｆ　、　７４ｇの作動に伴なう視野光
軸方向２ａと同時−に追従する７レーアンテナ７１の２
軸方向の変化によるビーム方向の極内θ及び方位角φの
相対的変化が移相制御回路７２からビーム走査毎常時得
られるものであるから、全体として既にフィードバック
制御が機能しているので、追尾手段内にフィードバック
経路を特に設ける必要がなく、装置構成の簡略化を図っ
ている。したがって、アレーアンテナ７１の２軸方向が
ビーム方向に合致した場合（極内θ→Ｏ″″　、方位角
φ→０°）、ビデオカメラ２の視野光軸方向２ａが被写
体５即ち電波発振器６の向きに一致したことになり、そ
の時点で変位機構？４ｆ、７４ｇの作動は自動的に停止
する。なおも、被写体５が移動している場合には、視野
光軸方向ハはこれに追従することは言う迄もない。

なお、上記実施例は１本発明をビデオカメラの被写体自
動追尾装置への適用例を示すものであるが、ビデオカメ
ラの代りにスチルカメラに適用しても良く、また撮像手
段に限らず、ステージーヒの俳優や歌手、マウンド上の
野球選手等の移動可能な被照明対象が電波発振器６を所
持し、自動追尾装置をスポットライト等の照明手段に付
設しても良いし、同様にマイクロホン等の集音手段に９
動追尾装置を設けても良く、方向性乃至指向性を要求さ
れる物体について広く適用できる。また、かかる物体の
対象物が、空間的に複数個独立的に存在する場合におい
て、各対象物に符号識別回路７３ｂ内に登録された符号
データを有する電波発振器６を所持させ、適宜符号デー
タの外部選択を行なうときには、異なる対象物の時分割
的な自動追尾が可能となり、更に、独立対象物の異なる
部位に夫々電波発振器を付帯させた場合にも、各部位の
自動追尾が夫々可能となる。

［発明の効果］ 以ト説明したように１本発明は、受波ビーム指向走査し
つつ第２物体側、の波動発生器から放射された固有情報
を含む空間伝搬波動を受け、それに含まれる該固有情報
信号を同定し、その同定を契機に上記ビーム指向情報信
号とに基づき第１物体の指向方向を第２物体方向に合せ
追尾させる点に特徴を有するものであるから、次の効果
を奏する。

■第１物体がビデオカメラである場合、撮影者が第２物
体として波動発生器を所持したときには。

自動追尾機能により、Ｉｌｌ看者自身被写体として参加
することができ、無人撮影も可能となる。

Ｑ）固有情報の真偽判別機能により、例えばビデオカメ
ラが複数台又は被写体側の電波発振器が複数個の場合で
あっても、混信なく、即ちハンチング又は誤動作なく、
速やか且つ円滑な自動追尾が実現できる。

■例えば、被写体側に機構的要素を含む探索手段が存在
しないため、被写体側の装置即ち応答器の小型軽量化を
実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例に係るビデオカメラの被写
体自動追尾装置の全体構成を示す外観概念図である。 第２図は、同実施例の構成を示すブロック図である。 ゛第３図は、同実施例におけるアレーアンテナの各受信
素子の配列と走査ビームの極内及び方位角の状態を示す
斜視図である。 第４図は、同実施例におけるビデオカメラの視野光軸方
向の極内及び方位角の状態を示す斜視図である。 ［符号の説明］ ｌ・・・三脚、２・・・ビデオカメラ、２ａ・・・視野
光線方向、３・・・追尾機構ボックス、４・・・電気ボ
ックス、５・・・被写体、６・・・自動追尾装置のカー
ド状の電波発振器、６１・・・基板、６２・・・励振部
、６３・・・符号化回路、６４・・・送信アンテナ、７
・・・追尾手段、　７１・・・アレーアンテナ、７１ａ
・・・移相器群、７１ｂ・・・受信素子群、７３・・・
識別部材、７３ａ・・・受信回路、７３ｂ・・・符号識
別回路、７２・・・移相制御回路、７４・・・追尾部材
、７４ｂ・・・０駆動回路、７４ｃ・・・φ駆動回路、
７４ｄ・・・０電動モータ、７４ｅ・・・φ電動モータ
、７４ｆ・・・０変位機構、７４ｇ・・・φ変位機構、
０・・・極内、φ・・・方位角。 出願人　　　　新１１木隼線株式会社

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）第１物体の指向方向を相対移動可能な第２物体に
   自動追尾させる装置であって、固有情報信号を含む空間
   伝搬波動を送波する第２物体に付帯すべき波動発生器と
   、第１物体側に設けられる追尾手段とを有し、 該追尾手段は、所定範囲にわたり受波ビーム指向走査し
   つつ該空間伝搬波動を受けて電気的信号に変換するトラ
   ンスデューサと、該受波ビーム指向走査を制御する走査
   制御部材と、該電気的信号からそれに含まれる該固有情
   報信号を同定する識別部材と、該識別部材からの同定確
   認信号及び該走査制御回路からのビーム指向情報信号と
   に基づき第１物体の指向方向を第２物体方向に合せる追
   尾部材とを含む、 ことを特徴とする自動追尾装置。
2. （２）前記波動発生器は電磁波発信器で、前記トランス
   デューサは電磁波受信アンテナであることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項に記載の自動追尾装置。
3. （３）前記波動発生器は音波送波器で、前記トランスデ
   ューサは音波受波器であることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項に記載の自動追尾装置。
4. （４）前記波動発生器は赤外線発光器で、前記トタンス
   デューサは赤外線受光器であることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項に記載の自動追尾装置。