JPH04198887A - 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、ビデオカメラ等を載せて、被写体を自動的に
追尾し、撮影を行う場合なとに使用する自動追尾装置に
関するものである。

「発明の概要」 本発明は、ビデオカメラ等を載せ被写体等を追尾する場
合なとに使用する自動追尾装置において、発信器の信号
源として音波もしくは超音波を用い、２個の受信器への
信号到達時間差から方向を検出して光や赤外線等によら
ず自動追尾することにより、 屋外などでの使用を可能にしたものである。

Ｕ従来の技術］ 従来のビデオカメラ用のパンチルター（雲台）は、オペ
レータの操作によりパンチルターに固定したビデオカメ
ラの向きをセットしあるいは変えなから撮影するものか
一般的なものであった。

また、本発明に関連する技術として、撮影者とともに移
動するビデオカメラ等の送信部とＶＴＲ等の受信部とを
赤外線の送受光によって相互に自動追尾される技術か、
本出願人の先の出願による実公昭６１−２８４３号公報
に開示されている。

［発明か解決しようとする課題］ しかしなから、上記従来の技術におけるパンチルターで
は、被写体か人である場合、「撮られる人」の他に雲台
を操作する「撮る人口が必要であるため、「自分で自分
を撮る」ことはできなかった。

また、赤外線による自動追尾の技術を雲台に応用して、
「撮られる人口を自動追尾し「撮る人ゴの必要をなくす
ことも考えられるか、赤外線追尾方式では、受光部に太
陽光か入ると飽和して追尾不能になり、屋外では使用で
きなくなる場合かあるという問題かある。

本発明は、上記問題点を解決するために創案したもので
あり、その目的は、太陽光等の影響を受けずに自動追尾
を行うことかできる自動追尾装置を提供することにある
。

［課題を解決するための手段Ｉ 上記の目的を達成するための本発明の自動追尾装置の構
成は、 音波もしくは超音波を用いて間欠的に発信する発信器の
信号を追尾する自動追尾装置であって、所定間隔に配置
した少なくとも２個の前記信号の受信器と、 前記少なくとも２個の受信器で受信した前記信号の到達
時間差から該受信器の方向に対する前記発信器の方向を
検出する検出手段と、 前記検出した方向に基づいて前記受信器の方向を前記到
達時間差をゼロにする方向に回動させる駆動機構と、 を具備することを特徴とする。

１作用］ 本発明は、発信器の信号源として音波もしくは超音波を
用い、２個の受信器への信号到達時間差から方向を検出
して、光や赤外線を用いないで、少なくとも一平面上で
自動追尾を可能にすることにより、屋外なとての自動追
尾を可能にする。

「実施例コ 以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する
。

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図である。本
実施例は、ビデオカメラの雲台に適用した場合を例とす
る。本実施例を構成するものとして、１は撮影される人
に持たせる超音波を用いた発信器、２は図示省略のビデ
オカメラを載せて固定する雲台に組み込まれる自動追尾
装置である。

自動追尾装置２を構成するものとして、３Ｌ。

３Ｒはビデオカメラの正面方向の左右に所定の距離Ｑた
け離して配置した超音波信号受信用の２個のマイク、４
Ｒ，４Ｌは６マイク３Ｒ，３Ｌ用のアンプ、５Ｒ，５Ｌ
は各アンプ４Ｒ，４Ｌの出力を検波し矩形波を得る検波
回路、６Ｒ，６Ｌは各検波回路５Ｒ，５Ｌの出力の立ち
上がりを起点としてエコーによる矩形波を含む幅の単一
の矩形波信号に変換しエコーを除去するエコー除去回路
、７は一方のマイクの系統（園側では３Ｌ側）に挿入し
た遅延回路、８はエコー除去回路６Ｒの出力を５ＥＴ（
セット）端子に接続し遅延回路７の出力をＲＥＳＥＴ　
（リセット）端子に接続しそれぞれの信号の立ち上かり
（始まり）でその出力信号Ｑがセットまたはリセットさ
れて保持されるＳＲランチ、９はビデオカメラの正面方
向か発信器Ｉに対し左右にどれたけずれているかをＳＲ
ラッチ８の出力信号Ｑのパルス幅から判定し雲台を回動
させるギヤ付モータ１０をずれ角をなくす方向に駆動す
るパルス幅判定回路である。

次に、雲台の構成を説明する。第２図はその構成例を示
す斜視図、第３図はその構成例の断面図である。１１は
雲台本体であり、内部には配線基板に搭載された自動追
尾装置２の回路２ａとキヤ付モータ１０を内蔵し、正面
の左右には超音波の受信器である２個のマイク３Ｒ，３
Ｌを取り付ける。また、その上部にはビデオカメラ１３
取付用のツマミ付ネジ１２を有するビデオカメラ１３取
付用の台座１４を設け、下部には三脚取付用ネジ穴１５
を有する三脚１８の取付台１６を内部に固定したキヤ付
モータ１０で回動可能に取り付ける。

また、その後部には自動追尾装置２へ電源を供給するバ
ラチリ１７を着脱可能に装着する。

次に、被写体である撮られる人か持つ発信器１の構成を
説明する。第４図はその構成例を示す斜視図である。こ
の構成例は、ビデオカメラのリモコンを兼ねる例を示し
ている。まず、自動追尾用に機能する部分として、１ａ
は発信器１のオン／オフスイッチ、１ｂは超音波の発振
器、ＩＣは発振器１ｃからの超音波を広範囲に拡散する
デフユーザである。また、ビデオカメラのリモコン用に
機能する部分として、１ｄはスタート／ストップ釦、１
ｅはズーム釦である。そのリモコン信号の送信用として
は、超音波の発振器１ｂを共用するのか好適である。発
振器１ｂを自動追尾用に機能させる場合には、所定の時
間幅（例えば５ｍ５）で所定の周期（例えば２０ｍ５）
により間欠的に発振させる。

以上のように構成した実施例の動作および作用を述べる
。

第５図は本実施例の使用状態を示す説明図である。まず
、三脚１８を取り付けた雲台１１にビデオカメラ１３を
固定し、リモコンを兼ねる発信器１を被写体である撮ら
れる人１９が持つ。撮られる人は、発信器１のスイッチ
をオンにして自動追尾用の超音波の発信信号を送出させ
る。雲台本体１１に内蔵されている自動追尾装置がその
超音波の発信信号を追尾してビデオカメラ１３の正面が
常に発信器１の方向に向くように雲台を回動させる。こ
のような状態にして撮影を開始する。

以下、本実施例の動作原理を述べる。第６図、第７図（
ａ）、　　（ｂ）、　　（ｃ）、第８図（ａ）。

（ｂ）、（ｃ）、　　（ｄ）は本実施例の動作原理の説
明図であり、第７図はブロック図、第８図は第７図およ
び本実施例のそれぞれのズレ角の検出特性図を示してい
る。

第６図は、上面から見た雲台本体１１と発信器１の位置
関係例を示しており、θは雲台の正面方向と発信器１の
ズレ角、ρは雲台の正面方向の左右に配置したマイク３
Ｒ，３Ｌの間隔を表わす。

本実施例は、雲台に配置した左右のマイク３Ｒ。

３Ｌに発信器１から間欠的に発せられる超音波か届く時
間差を計測して、発信器１か自分の正面方向の左右とち
らにとのくらいズしているかを判定し、そのズレ角かゼ
ロになるように雲台を回動させるものである。このとき
時間差ｔはｇｉｎθにほぼ比例するので、θとｔの関係
は第８図（ａ）のようになる。たたし、ズレ角θおよび
時間差ｔは発信器１が右にズしたときを正とする。

ここで、第７図（ａ）のようなブロック構成を考えて見
る。すなわち、左右のマイク３Ｒ，３Ｌで受信した間欠
的な超音波信号を検波回路５Ｒ。

５Ｌで検波してそれぞれ一つの矩形波信号に変換する。

仮に、右のマイク３Ｒが先行して発信器１からの超音波
信号を受信し、時間ｔたけ遅れて左のマイク３Ｌか同じ
超音波信号を受信したとすると、左右の検波された信号
の立ち上がりの部分の時間差を測定すれば、それか上記
時間差ｔであるから、受信器１の方向（ズレ角θ）を知
ることができる。

しかし、上記で問題となるのは、実際の電子回路におい
て負の時間、すなわち発信器１が左にズしている場合に
は時間ｔを測定できないということである。そこで、最
も単純な構成として第７図（ｂ）に示すように、左右の
検波回路５Ｒ，５Ｌの出力でＳＲラッチ８を七ノド、リ
セットするブロック構成を考えると、そのＳＲラッチ８
の出力パルス幅ｔは第８図（ｂ）のようになる。ここで
超音波信号は周期Ｔ。で繰り返されているものとする。

この場合の問題は、θ；０の点で、パルス幅が不連続に
変化する事である。また、θくＯの時はＴｏに依存する
。これにより、θ−０つまり音源が真正面にある時に安
定して追尾動作するのか難しくなる。

そこで、第７図（Ｃ）に示すブロック構成を考えて見る
。この構成では、左右の系のそれぞれにＳＲクラッチＲ
，８Ｌを設け、それぞれ自己の系の検波出力でセットし
、相手の系の検波出力でリセットするとともに、先行判
別回路８ａによってそれぞれの系の検波８カから信号受
信の先行判別を行い、先行して受信した系のＳＲう／チ
出力をスイッチ８ｂで切り替えてズレ角θに比例する出
力１を得、左右のいずれか先行したかを示す出力２は先
行判別回路８ａから得る。これらの出力１゜２とズレ角
θの関係は第８図（ａ）で表わされる。

この様にすれば、θ＝Ｏの前後で出力ｌのパルス幅の変
化は連続する。しかし、出力１のパルス幅はθ＝０を中
心に対称形になるので、このパルス幅からθを求めるに
は、さらに、どちらのマイクが先に音をひろったかを判
別した出力２が必要である。もっとも、出力１の様なカ
ーブを得る１こは、先行判別を行う回路は不可欠である
事に変りは無い。

以上のことを改良したものか第１図のプロ、り構成で示
される本実施例であり、ＳＲう、チ８の出力Ｑのパルス
幅Ｔとズレ角θの関係は第８図（ｄ）のように（ａ）か
遅延回路の遅延時間Ｔｄたけ増加しソフトされた状態と
なる。そこで、左右のマイク３Ｒ，３Ｌ間の間隔Ｑを音
速で割った値（信号の最大到達時間差）以上よりもその
遅延時間Ｔｄを長くすれば、出力Ｑに表れる／　ｓｊ　
パルス幅はθ＝Ｏの両側で連続して変化し、θと一対一
に対応するので、先行判別の必要かなくなり、さらに、
マイク３Ｒ，３Ｌに届く超音波信号の周期に依存する事
も無い。すなわち、この方式のメ、７す、トは、 （１）−９０’≦θ≦９０°の範囲で連続したノくルス
幅の変化で、θを知る事かできる。

（２）回路がシンプルになる。

（３）発信器から発する信号の間隔に依存しない。

である。

第９図は、本実施例の動作を示すタイミングチャートで
ある。（Ａ）〜（Ｆ）の各波形は第１図に示す（Ａ）〜
（Ｆ）の各部出力に対応する各波形を示している。左右
のマイク３Ｒ，３Ｌに超音波信号が到達する時間差をＴ
ａとし、遅延時間をＴｄとすると、ＳＲクラッチの出力
Ｑのパルス幅ＴはＴ＝Ｔａ−ＦＴｄとなるので、パルス
幅判別回路１０ではＴ−Ｔｄからズレ角θを求めること
かでき、Ｔ＝Ｔｄならθ＝Ｏ’　、Ｔ＞Ｔｄなら右へ、
Ｔ＜Ｔｄなら左ヘズしていることが判別できる。

なお、上記実施例は水平面の２次元で追尾する例である
が、受信器であるマイクを上記に加えて垂直方向にも配
置し、垂直方向にも雲台を回動する機構を備えれば、３
次元的に追尾することか可能になる。また、上記実施例
では超音波を用いた例で説明したが可聴域の音波を用い
ても良いことは当然である。また、用途も雲台に限るも
のではない。このように、本発明はその主旨に沿って種
々に応用され、種々の実施態様を取り得るものである。

［発明の効果コ 以上の説明で明らかなように、本発明の自動追尾装置に
よれば、 （１）ビデオカメラをつねに自分の方に向けられるので
、自作自演で動きのある／−ンを撮ることかできる。

（２）信号源に超音波を使用しているので屋外でも使え
る。

また、本発明の請求項２の発明によれば、２個の受信器
の信号に遅延差をもうけたので、それらの信号について
とちらか先に来たかを判定しないですみ、信号処理およ
び回路か簡単になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図は
上記実施例の雲台の構成例の斜視図、第３図は上記雲台
の構成例の断面図、第４図は上記実施例の発信器の斜視
図、第５図は上記実施例の使用状態の説明図、第６図は
上記実施例の動作原理の説明図、第７図（ａ）、（ｂ）
、（ｃ）は同しく動作説明用のブロック図、第８図（ａ
）、（ｂ）。 （Ｃ）は同しく動作説明用のズレ角の検出特性図、第９
図は上記実施例の動作を示すタイミングチャートである
。 １・発信器、２・自動追尾装置、３Ｒ，３Ｌ・・・マイ
ク、５Ｒ，５Ｌ・・検波回路、７　遅延回路、８・・・
ＳＲクラッチ９・・パルス幅判定回路、１０・キヤ付モ
ータ。 ｔもの断面口 売４１１≦’ｈ／　　λ１Ｌ万ν４タリ第４図 （ｑ） （ｂ） 平成　３年３　月２９日

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）音波もしくは超音波を用いて間欠的に発信する発
   信器の信号を追尾する自動追尾装置であって、 所定間隔に配置した少なくとも２個の前記信号の受信器
   と、 前記少なくとも２個の受信器で受信した前記信号の到達
   時間差から該受信器の方向に対する前記発信器の方向を
   検出する検出手段と、 前記検出した方向に基づいて前記受信器の方向を前記到
   達時間差をゼロにする方向に回動させる駆動機構と、 を具備することを特徴とする自動追尾装置。
2. （２）請求項１記載の自動追尾装置において、検出手段
   が、 一方の受信器で受信した信号を所定の時間遅延させる遅
   延手段と、 他方の受信器で受信した信号の始まりでセットされ、前
   記遅延手段で遅延された一方の受信器で受信した信号の
   始まりでリセットされる信号保持手段と、 前記信号保持手段の信号幅から前記受信器の方向に対す
   る前記発信器の方向を判定する手段と、を具備して成る
   ことを特徴とする自動追尾装置。