JPH0646308A

JPH0646308A - 撮影方向操作装置

Info

Publication number: JPH0646308A
Application number: JP4195063A
Authority: JP
Inventors: Toshiyuki Akiyama; 俊之秋山
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1992-07-22
Filing date: 1992-07-22
Publication date: 1994-02-18

Abstract

(57)【要約】【構成】操作しようとしているメイン・カメラの他に、
これより広い範囲を撮す操作装置用のカメラを用意す
る。そして操作装置用のカメラの映像内から、メイン・
カメラを向けたい被写体を選んで指定し、方向を変更す
るようにする。【効果】メイン・カメラの映像の中から被写体を選択す
る場合のように、一度ズームレンズの拡大率を下げてか
ら選択し、その後、ズーム比をもどすといった繁雑な操
作が不要な、操作性が良好で速動性のある撮影方向の操
作装置が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、テレビカメラの撮影方
向を操作する撮影方向操作装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図９に、遠隔地にあるテレビカメラを操
作する装置（撮影方向操作装置）のシステム構成例を示
す(特開平3−185997号公報）。撮影装置Ａで撮影して得
た映像信号は、この撮像装置Ａが接続された端末１から
伝送装置２を通して他の端末３に伝送される。そして伝
送されてきた映像を画像表示装置４に表示する。端末３
の操作者は、映像内位置指定手段５を用い、画像表示装
置４に表示された映像の中から選んだ注目する点を指定
する。第１の方向算出手段６では、映像内位置指定手段
５で指定して得た指定点の平面座標値から、撮像装置Ａ
の光学レンズの光軸を向けるべき方向の角度値を算出す
る。算出した角度値のデータは、端末３から伝送装置２
を通して端末１に送り返す。そして伝送された角度値を
撮影方向変更装置７に入力し、撮像装置Ａ自身の光学レ
ンズの光軸の方向が、指定した方向に向くように制御し
て変更する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで図９の従来の
撮影方向操作装置では、撮影装置Ａ自身の映像を用いて
注目する点の位置を指定している。そのため、光学レン
ズのズーム比をアップし、画面の一部を拡大して撮して
いると、表示される映像の範囲が狭くなり、一回の指定
で変更できる角度量が小さくなってしまう。また、撮像
装置Ａの光学レンズの方向をあまり急激に変更すると、
画像表示装置４に表示されている拡大像も急激に動き、
必要な被写体の位置の探索が不可能に成る。そのため光
学レンズの方向の変更速度に限界が生じてしまう。一度
ズーム比を落してから必要な被写体を指定し直しても良
いが、位置の指定にワンクッションよけいな動作が必要
になる。そのため方向の指定に時間が掛かり、また指定
動作が繁雑になるなどの問題が生じる。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明では、目的の映像を得るための撮像装置Ａと
は別に、撮像装置Ａの光学レンズの視野角と同等以上の
広い視野角を持つ光学レンズを有する撮像装置Ｂを設け
る。そして画像表示装置４には、撮像装置Ａより広い視
野角を持つ撮像装置Ｂから得た映像を表示し、その中か
ら注目する被写体０の点位置を選択して指定する。また
撮像装置Ｂの位置を始点，被写体０を終点とするベクト
ルをＲ_b0とする時、第１の方向算出手段６′では、映像
内位置指定手段５で指定して得た指定点の平面座標値か
ら、撮像装置Ｂの基準方向に対するベクトルＲ_b0の方向
を規定する角度値を算出し出力するようにする。また撮
像装置Ａの位置を始点，被写体０を終点とするベクトル
をＲ_a0とする時、新たに設けた第２の方向算出手段にお
いて、第１の方向算出手段で算出したベクトルＲ_b0の方
向を規定する角度値から、撮像装置Ａの基準方向に対す
るベクトルＲ_a0の方向を規定する角度値を算出する。そ
して算出した撮像装置Ａの基準方向に対する角度値を撮
影方向変更装置７に入力して制御する事により、撮像装
置Ａの光学レンズの光軸の方向を、指定した方向に変更
するようにする。

【０００５】

【作用】本発明による撮影方向操作装置では、撮像装置
Ａより広い視野角を持つ撮像装置Ｂで得た映像を用い、
撮像装置Ａの光学レンズの光軸を向けるべき方向を指定
する。そのため、たとえ撮像装置Ａで大きく拡大して撮
影しているために、映像画面に目的の被写体が映ってい
なくても、直ちにその被写体を選び指定する事ができ
る。また、たとえ撮像装置Ａで大きく拡大した映像を撮
していても、光学レンズの光軸の方向を大きく、高速
に、しかも一度指定するだけで目的の方向に変更する事
ができ、指定動作が繁雑になるなどの欠点の無い、操作
性の良い撮影方向操作装置を得る事ができる。

【０００６】

【実施例】本発明の第１の実施例による撮影方向操作装
置のシステム構成例を図１に示す。図９の従来のシステ
ムの構成と異なる第１の点は、撮像装置Ａの光学レンズ
の視野角と同等以上の広い視野角を持つ光学レンズを有
する撮像装置Ｂを、撮像装置Ａとは別に新たに設けた事
である。また第２の点は、画面表示装置４には、この撮
像装置Ｂから得た映像を表示し、その中から目的の被写
体０の点位置を選ぶようにした事である。そして映像内
位置指定手段５，第１の方向算出手段６′では、撮像装
置Ｂの基準方向に対する角度値を求める。第３の点は、
新たに第２の方向算出手段８を設け、撮像装置Ｂの基準
方向に対する角度値から、撮像装置Ａの基準方向に対す
る指定した被写体０の方向を規定する角度値を求めるよ
うにした事にある。この値を撮影方向変更装置７に入力
し、指定に用いた映像を撮す撮像装置Ｂとは異なる、撮
像装置Ａの光学レンズの方向を変更する。

【０００７】図１中の撮像装置Ｂは、撮像装置Ａの光学
レンズの視野角と同等以上の広い視野角を持つ光学レン
ズを有する撮像装置である。例えば、撮像装置Ａの光学
レンズとしては高倍率のズームレンズを用い、撮像装置
Ｂの光学レンズには広角レンズを用いる。広角レンズを
通して撮影した撮像装置Ｂの映像信号は、端末１，伝送
装置２，端末３を通して伝送し、画像表示装置４に表示
する。端末３の操作者は、映像内位置指定手段５が持つ
キーボード，マウス，タブレット等の操作装置を用い、
例えば、画像表示装置４に表示されたマークを移動して
クリックする等の方法で、注目する被写体０の像の点位
置を指定する。映像内位置指定手段５では、ここで指定
した点位置の平面座標値を検出し出力する。なお、図１
中に記したベクトルＲ_b0とベクトルＲ_a0は、以下の説明
の便宜のために導入した物である。ベクトルＲ_b0は、撮
像装置Ｂの位置を始点，被写体０を終点とするベクトル
を表わす。またベクトルＲ_a0は、撮像装置Ａの位置を始
点，被写体０を終点とするベクトルを表わす。

【０００８】映像内位置指定手段５で指定し検出した平
面座標値は、第１の方向算出手段６′に入力する。そし
て入力した平面座標値から、ベクトルＲ_b0の、撮像装置
Ｂの基準方向に対する角度値を算出する。また、新たに
設けた第２の方向算出手段８では、このベクトルＲ_b0の
方向を規定する角度値から、ベクトルＲ_a0の、撮像装置
Ａの基準方向に対する角度値を算出する。以下ここで実
行する演算について、図２を用いて更に詳しく説明す
る。

【０００９】一般にベクトルの方向を規定するには、パ
ン方向（横方向）とチルド方向（縦方向）を規定する二
つの角度値θ_hとθ_vが必要である。図２は、この内の
横方向の角度値を求める説明図である。縦方向に対して
も同様の説明図を描くことができる。図２中のＺ_bは撮
像装置Ｂの位置、Ｚ_b→Ｌ_bは撮像装置Ｂの基準方向を示
している。画面表示装置４の画面には、撮像装置Ｂの光
学レンズの視野角の大きさで決まる平面Ｍ（図２内では
直線）の範囲の映像を、表示画面の大きさに合わせて拡
大あるいは縮小して表示している。従って、例えば図２
の上部に示す様に、画面表示装置４の画面上に、画面中
央を原点，画面右端の点の座標値を(１,０）とする平面
座標系（全画面幅で規格化した座標系）を設定すると、
この規格化した平面座標系上の座標点値（Ｘ，Ｙ）と、
対応する角度値（θ_hb，θ_vb）の間には、次の関係が成
り立つ。

【００１０】

【数１】 tan(θ_hb−θ_h0)＝ｋ×Ｘ tan(θ_vb−θ_v0)＝ｋ×Ｙ（数１）ここで、定数ｋは比例定数で、用いる光学レンズの視野
角の大きさで決まる定数である。また角度定数（θ_h0，
θ_v0）は、撮像装置Ｂの基準方向に対する画面の中央に
映る被写体の方向を規定する角度値で、図２ではそれぞ
れ値を０として示した。画像表示装置４に表示された被
写体０の方向を規定する角度値（θ_hb，θ_vb）は、映像
内位置指定手段５で指定し検出した被写体０の平面座標
値（Ｘ，Ｙ）を、数１に代入して解くことにより求める
ことができる。第１の方向算出手段６′では、前もって
記憶しておいた定数ｋと角度定数（θ_h0，θ_v0）を用
い、この演算を実行する。一方、撮像装置Ｂの光学レン
ズを、撮像装置Ａの光学レンズに空間的に近接して設置
し、二つの光学レンズ間の距離に比べて十分遠方に有る
被写体を撮した場合、ベクトルＲ_b0とベクトルＲ_a0はほ
ぼ平行に成る。そこで第２の方向算出手段８では、撮像
装置Ａの基準方向と、撮像装置Ｂの基準方向との差の角
度値（θ_hLa，θ_vLa）の補正を施す次式、

【００１１】

【数２】 θ_ha＝θ_hb−θ_hLa θ_va＝θvb−θ_vLa（数２）の演算を施す。これにより、撮像装置Ａの基準方向に対
する、ベクトルＲ_a0の方向の近似値を算出することがで
きる。なお撮像装置Ｂを空間的に固定する時は、定数ｋ
と角度定数（θ_h0，θ_v0）の値は変化しない（ズームレ
ンズを用いた場合でも、ズーム比と定数ｋの関係を表わ
す関数は一定に成る）。そこで撮像装置Ｂを固定した段
階で、前もってこれらの値を測定し記憶しておけば良
い。また撮像装置Ｂの光学レンズの光軸の方向を変更で
きる機構がある時は、次の様にして、定数ｋの値を容易
に求めることができる。すなわち、画面表示装置４の画
面内に任意に選んだ点（Ｘ₁，Ｙ₁）に映る被写体１の方
向に、撮像装置Ａの光学レンズの光軸の方向を変更す
る。そして、その時の光軸の変更角度値ｄθ_hb1を測定
する。この値ｄθ_hb1を、数１と同様の次式

【００１２】

【数３】 tan(ｄθ_hb1)＝ｋ×Ｘ1 （数３）に代入し、ｋについて解くことにより容易に求めること
ができる。

【００１３】以上の様にして第１の方向算出手段６′と
第２の方向算出手段８で求めたベクトルＲ_a0の方向を規
定する角度値（θ_ha，θ_va）は、逆に端末３，伝送装置
２を通して端末１に伝送する。そしてこの値を撮影方向
変更装置７に入力し、撮像装置Ａの光学レンズの光軸の
方向が、指定した被写体０の方向に向くように制御す
る。この様に方向を制御した撮像装置Ａから得られた、
高倍率のズームレンズで拡大された映像の映像信号を、
端末１，伝送装置２，端末３を通して第２の画像表示装
置９に表示する事により、目的の被写体０の拡大像を得
ることができる。

【００１４】この様に本実施例による撮影方向操作装置
では、撮像装置Ａより広い視野角を持つ撮像装置Ｂで得
た映像を用い、撮像装置Ａの光学レンズの光軸を向ける
べき方向を指定する。そのため、たとえ撮像装置Ａの光
学レンズのズーム比を大きくし映像を拡大していても、
新たに詳しく見たい被写体０を、一度の指定操作で即座
に指定し、撮像装置Ａをその方向に向け直すことができ
る。しかもこの間、撮像装置Ａで撮した映像を確認して
いる必要が無いため、撮像装置Ａの方向の変更を、高速
度で実行することができ、指定動作が繁雑になるなどの
欠点の無い、操作性の良い撮影方向操作装置を得る事が
できる。また、広い範囲の映像を常に見ることができる
ので、撮像装置Ａから得た映像に映っていない範囲の被
写体の動きを的確に認識し対応することができ、使いが
っての良い撮影方向操作装置を得る事ができる。

【００１５】本発明の第２の実施例による撮影方向操作
装置のシステム構成例を図３に示す。図１に示す第１の
実施例では、撮像装置Ａの基準方向に対するベクトルＲ
_a0の角度値（θ_ha，θ_va）を、撮像装置Ｂの光学レンズ
と撮像装置Ａの光学レンズが近接して設置されているも
のと仮定して近似的に求めた。しかし実際には、往々に
して撮像装置Ａに近い被写体を撮影する必要が生じ、必
ずしも二つの撮像装置の距離を無視できない。図３のシ
ステムは、この二つの撮像装置間の距離を考慮した、精
度の高い角度値（θ_ha，θ_va）を得られるようにしたも
のである。そのために、撮像装置Ｂとして、少なくとも
光学レンズの焦点距離を変更するレンズパラメータ変更
装置１０と、この光学レンズの焦点距離に対する状態を
表わすレンズパラメータ値を検出して出力するレンズパ
ラメータ検出装置１１を有する撮像装置を用いている。
また、新たに焦点距離制御装置１２と被写体距離算出手
段１３を設け、精度の高い角度値を算出できるようにし
た点が、第１の実施例のシステム構成と異なる。

【００１６】図３中の撮像装置Ｂの光学レンズは、第１
の実施例同様、撮像装置Ａの光学レンズの視野角と同等
以上の広い視野角を持つ光学レンズを用いる。ただし本
実施例では、更に、少なくとも光学レンズの焦点距離を
変更するレンズパラメータ変更装置１０と、この光学レ
ンズの焦点距離に対する状態を表わすレンズパラメータ
値を検出して出力する、レンズパラメータ検出装置１１
を有するものを用いる。撮像装置Ｂから得た映像信号
は、端末１，伝送装置２，端末３を通して伝送し、画像
表示装置４に表示する。そして映像内位置指定手段５に
よって、注目する被写体０の像の点位置を指定する。

【００１７】映像内位置指定手段５で指定した点位置の
平面座標値（Ｘ，Ｙ）は、一旦、端末３，伝送装置２，
端末１を通して伝送し、新たに設けた焦点距離制御装置
１２に入力する。焦点距離制御装置１２では、撮像装置
Ｂの光学レンズのレンズパラメータ変更装置１０を制御
し、指定された点位置(Ｘ，Ｙ)の近傍に映る被写体０の
像の焦点が合うように調整する。そして焦点の調整が終
わった時、光学レンズの焦点距離に対する状態を表わす
レンズパラメータ値を、レンズパラメータ検出装置１１
で検出し、端末３に送り返す。新たに設けた被写体距離
算出手段１３では、伝送されてきたレンズパラメータ値
を用い、ベクトルＲ_b0の大きさ｜Ｒ_b0｜の値（被写体距
離）を算出する。

【００１８】一方、第１の方向算出手段６′では、映像
内位置指定手段５で指定した平面座標値（Ｘ，Ｙ）か
ら、第１の実施例同様にして、ベクトルＲ_b0の方向を規
定する角度値（θ_hb，θ_vb）を求める。

【００１９】第２の方向算出手段８′では、被写体距離
算出手段１３で求めたベクトルＲ_b0の大きさ｜Ｒ_b0｜の
値と、第１の方向算出手段６′で求めた角度値から、ベ
クトルＲ_a0の方向を規定する、精度の高い角度値
（θ_hb，θ_vb）を算出する。

【００２０】図４を用いてこの演算を説明する。図中の
Ｚ_bは撮像装置Ｂの位置、Ｚ_aは撮像装置Ａの位置であ
る。またベクトルＣ_aは、撮像装置Ｂを始点，撮像装置
Ａを終点とするベクトルで、撮像装置Ａの位置を示すベ
クトルである。図から明らかなように、ベクトルＲ_a0と
ベクトルＲ_b0の間には、

【００２１】

【数４】Ｒ_b0＝Ｃ_a＋Ｒ_a0（数４）の関係が成り立つ。上式のベクトルＣ_aの値は、撮像装
置Ｂの位置に対する、撮像装置Ａまでの距離と方向を、
前もって測定しておくことにより与えられる。ベクトル
Ｒ_b0の各成分の値は、大きさ｜Ｒ_b0｜の値と角度値（θ
_hb，θ_vb）から算出できる。これらの値を数４に代入す
ることによって、ベクトルＲ_a0の方向を求めることがで
きる。ただし、数４で求めた角度値（θ′_ha，θ′_va）
は、撮像装置Ｂの基準方向に対する角度値である。その
ため、撮像装置Ａの基準方向に対する角度値を得るに
は、次式

【００２２】

【数５】 θ_ha＝θ′_ha−θ_hLa θ_va＝θ′_va−θ_vLa（数５）による補正を加える必要がある。

【００２３】この様にして求めたベクトルＲ_a0の方向を
規定する角度値（θ_ha，θ_va）は、伝送装置２を通して
撮影方向変更装置７に入力し、撮像装置Ａの光学レンズ
の光軸の方向が、指定した被写体０の方向に向くように
制御する。そして、撮像装置Ａの高倍率のズームレンズ
で撮影した映像の映像信号を、伝送装置２を通して第２
の画像表示装置９に表示する事により、目的の被写体０
の拡大像を得ることができる。

【００２４】この様に本実施例による撮影方向操作装置
でも、第１の実施例同様、たとえ撮像装置Ａで映像を拡
大して撮していても、撮像装置Ａの光学レンズの方向
を、一度の指定操作で即座に、しかも高速度で変更でき
る、操作性の良い撮影方向操作装置を得る事ができる。
また本実施例では、更に撮像装置Ａの光学レンズの方向
を高精度で調節し、目的の被写体０の方向に正しく向け
ることができる高精度の撮影方向操作装置を得る事がで
きる。

【００２５】本発明の第３の実施例による撮影方向操作
装置のシステム構成例を図５に示す。第１の実施例の撮
影方向操作装置のシステムでは、撮像装置を設置する位
置を変更する度に、撮像装置ＡとＢの位置関係を前もっ
て正確に測定し、測定結果を第２の方向算出手段８ある
いは第１の方向算出手段６′に記憶しておく必要があ
る。また、記憶した値が不満な時、あるいは地震その他
の振動を受けて撮像装置の方向が変わってしまった時
は、改めて現場に出向いて測定し直さなければならな
い。本実施例は、わざわざ現場に出向かなくても、容易
にこれらの初期設定を実行できるようにするものであ
る。なお、通常の操作で用いる各手段あるいは装置は、
図１に示すものと同一であり、図５では簡単化して示し
た。またその動作も同一なので、ここでは通常の操作の
説明を省略し、以下初期設定の方法についてのみ説明す
る。

【００２６】まず、撮影方向変更装置７′として、撮像
装置Ａの光学レンズが向く方向を規定する方向パラメー
タ値を検出し、出力できる検出装置を内蔵した撮影方向
変更装置を用いている。また、撮影方向変更装置７′を
直接操作（第１の方向算出手段６′から出力される値に
無関係に）するための、方向変更手動操作装置１４を新
たに設ける。そして撮像装置Ｂに対する表示画面内から
任意の被写体１を選び、第２の方向算出手段８に既に記
憶されている角度値（θ″_hLa，θ″_vLa）を用いて、通
常の動作と同様にしてベクトルＲ_a1の方向を規定する角
度値（θ″_ha1,θ″_va1）を求める。

【００２７】同時に、スイッチ１５を切り換え、撮像装
置Ａから得た映像を見ながら、方向変更手動操作装置１
４で適当な角度値を入力する。入力した値は、伝送装置
２を通して撮影方向変更装置７′に伝送し、撮像装置Ａ
のレンズの光軸の方向が被写体１の方向に向くように制
御して調整する。そして調節し終わった時、撮像装置Ａ
の光学レンズの光軸が向いている方向を規定する方向パ
ラメータ値を検出し、伝送装置２を通して送り返す。第
３の方向算出手段１６では、伝送されてきた方向パラメ
ータ値を、撮像装置Ａの基準方向に対する角度値（θ′
_ha1，θ′_va1）に変換して出力する。

【００２８】定数値算出手段１７では、第３の方向算出
手段１６で求めた角度値（θ′ha1,θ′_va1）と、第２
の方向算出手段８で仮に算出して求めた角度値（θ″
_ha1，θ″_va1）を比較し、数２で用いる角度値
（θ_hLa，θ_vLa）を求める。すなわち、例えば、次式

【００２９】

【数６】 θ_hLa＝(θ′_ha1−θ″_ha1)−θ″_hLa θ_vLa＝(θ′_va1−θ″_va1)−θ″_vLa（数６）によって基準方向の補正用の角度値（θ_hLa，θ_vLa）を
算出する。この算出した角度値（θ_hLa，θ_vLa）を第２
の方向算出手段８に入力し、既に記憶されていた角度値
（θ″_hLa，θ″_vLa）の代わりに記憶し直すことによ
り、システムの初期設定を施すことができる。

【００３０】この様に本実施例による撮影方向操作装置
では、システムの初期設定に必要な定数の測定を、遠隔
操作により直ちに実行できる。そのため、記憶した値が
不満な時、あるいは地震その他の振動を受けて撮像装置
の方向が変わってしまった時にも、改めて現場に出向い
て測定し直す必要がない、操作性の良い撮影方向操作装
置を得る事ができる。

【００３１】本発明の第４の実施例による撮影方向操作
装置のブロック図を図６に示す。本実施例は、第２の実
施例の撮影方向操作装置の初期設定を、第３の実施例同
様に、遠隔操作により容易に実行できるようにするもの
である。なお、通常の操作で用いる各手段あるいは装置
は、図３に示すものと同一であり、図６では簡単化して
示した。またその動作も同一なので、ここでは通常の操
作の説明を省略し、以下初期設定の方法についてのみ説
明する。

【００３２】第３の実施例同様、撮影方向変更装置７′
として、撮像装置Ａの光学レンズが向く方向を規定する
方向パラメータ値を検出し、出力できる検出装置を内蔵
した撮影方向変更装置を用いている。また、方向変更手
動操作装置１４と第３の方向算出手段１６、および定数
値算出手段１７′（実行する演算内容は第３の実施例と
異なる）を新たに設ける。

【００３３】まず、撮像装置Ｂに対する表示画面内か
ら、互いに一直線上に無い、少なくとも三つの被写体
１，２，３を任意に選ぶ。そして撮像装置Ｂの位置を始
点，各被写体１，２，３を終点とするベクトルＲ_b1，Ｒ
_b2，Ｒ_b3の方向を規定する、撮像装置Ｂの基準方向に対
する角度値(θ″_hb1，θ″_vb1)，…，(θ″_hb3，θ″
_vb3)を、通常の動作と同様にして、第１の方向算出手段
６′で求める。また被写体距離算出手段１３において、
各被写体に対するベクトルＲ_b1，…，Ｒ_b3の大きさ｜Ｒ
_b1｜，…，｜Ｒ_b3｜を算出する。

【００３４】同時に、スイッチ１５を切り換えると共
に、撮像装置Ａから得た映像を見ながら、方向変更手動
操作装置１４で適当な角度値を入力する。入力した値
は、伝送装置２を通して撮影方向変更装置７′に伝送
し、撮像装置Ａのレンズの光軸の方向が、被写体１の方
向に向くように制御し調整する。そして調節し終わった
時、検出される方向パラメータ値を、伝送装置２を通し
て第３の方向算出手段１６に送り返す。第３の方向算出
手段１６では、伝送されてきた方向パラメータ値を、撮
像装置Ａの基準方向に対する角度値（θ′_ha1，
θ′_va1）に変換して出力する。以下、各被写体２，３
に対して同様の操作を繰り返し、撮像装置Ａの位置を始
点，被写体２，３を終点とするベクトルＲ_a2，Ｒ_a3の方
向を規定する角度値（θ′_ha2，θ′_va2），
（θ′_ha3，θ′_va3）を求める。

【００３５】図７は、上記の操作で得たベクトルの関係
をまとめて模式的に示したものである。図に示す関係を
ベクトル式にまとめると、次式の様になる。

【００３６】

【数７】Ｒ_b1＝Ｃ_a＋Ｒ_a1 Ｒ_b2＝Ｃ_a＋Ｒ_a2 Ｒ_b3＝Ｃ_a＋Ｒ_a3（数７）

【００３７】

【数８】Ｒ_a1・Ｒ_a2＝｜Ｒ_a1｜×｜Ｒ_a2｜×cos(θ_a12）Ｒ_a2・Ｒ_a3＝｜Ｒ_a2｜×｜Ｒ_a3｜×cos(θ_a23）Ｒ_a3・Ｒ_a1＝｜Ｒ_a3｜×｜Ｒ_a1｜×cos(θ_a31）（数８）数７はベクトルの式なので、実質的には３×３＝９個の
式から構成されている。また数８は３個の式から構成さ
れている。ここで、数８のθ_a12等の値は、ベクトルＲ
_a1，Ｒ_a2間の角度で、第３の方向算出手段１６で算出し
た角度値（θ′_ha2，θ′_va2）等の値から算出できる既
知の値を持つ。数７のＲ_b1等のベクトルも、方向，大き
さ共に測定値から完全に定まる既知のベクトルである。
従って、上式に含まれる未知数は、実際に必要になる、
撮像装置Ａの位置を表わすベクトルＣ_aの三つの成分
と、Ｒ_a1等のベクトルの成分を表わす３×３成分の合計
１２成分である。一方、方程式の数は数７の９式と数８
の３式の、合わせて１２の式がある。従って上の１２式
に含まれる未知数変数を順次消去して行くことにより、
ベクトルＣ_aの３成分値を求めることができる。

【００３８】定数値算出手段１７′では、上記の演算を
実行してベクトルＣ_aを求め、その値を第２の方向算出
手段８に入力し記憶する。また更に、このベクトルＣ_a
の値を用いて、第２の方向算出手段８で算出した被写体
１のベクトルＲ_a1の角度値を、実測した角度値（θ′
_ha1，θ′_va1）と比較することにより、数５で用いる角
度値（θ_hLa，θ_vLa）を求める。そして算出した角度値
（θ_hLa，θ_vLa）を第２の方向算出手段８に入力し、既
に記憶されていた角度値（θ″_hLa，θ″_vLa）の代わり
に記憶し直すことにより、システムの初期設定を施すこ
とができる。

【００３９】この様に本実施例による撮影方向操作装置
でも、システムの初期設定に必要な定数の測定を、遠隔
操作により直ちに実行できる。そのため、記憶した値が
不満な時、あるいは地震その他の振動を受けて撮像装置
の方向が変わってしまった時にも、改めて現場に出向い
て再測定あるいは再調整をする必要がない、操作性の良
い撮影方向操作装置を得る事ができる。

【００４０】なお第１から第４の実施例では、操作する
対象が撮像装置Ａであるものとして説明した。しかし操
作すべき対象を、光線あるいは放射線を照射する照射口
（液体，粒体，固体，気体あるいは音波をほぼ一直線に
射出する射出口）を有する照射装置（射出装置）でおき
かえる。また制御すべき変更装置を、光線等を照射する
方向（液体等を射出する方向）を変更する照射方向変更
装置（射出方向変更装置）でおきかえて構成した照射方
向操作装置（射出方向操作装置）でも、同様の効果を得
ることができるのは明らかである。ただし、第１と第３
の実施例と同様の構成にする場合、撮像装置Ｂの光学レ
ンズは、光線等を照射する照射口（射出口）に空間的に
近接して設置しておく。

【００４１】本発明の第５の実施例による撮影方向操作
装置のシステム構成例を図８に示す。本実施例は、撮像
装置Ａのズーム比も操作できるようにしたものであり、
次の点が図１のシステム構成と異なる。第１に、撮像装
置Ａとして、少なくとも光学レンズのズーム比を変更す
るレンズパラメータ変更装置１８を有する撮像装置を用
いる。第２に、映像内位置指定手段の代わりに領域指定
手段１９を設け、撮像装置Ａで撮したい範囲を指定する
ようにする。第３に、調整すべき撮像装置Ａの光学レン
ズのズーム比の値を算出するためのズーム比算出手段２
０を新たに設ける点が第１の実施例と異なる。

【００４２】撮像装置Ｂで撮影した映像は、第１の実施
例同様、画像表示装置４に表示する。端末３の操作者
は、領域指定手段１９に接続したキーボード，マウス，
タブレット等の操作装置を用い、例えば図８の画面表示
装置４に示す様に、注目する領域を指定する。領域指定
手段１９では、指定した領域の、表示する映像上での範
囲座標値を検出し出力する。同時に、指定した領域の中
心の平面座標値を求めて出力する。

【００４３】この内、指定した領域の中心の平面座標値
は第１の方向算出手段６″に入力する。そして第１の方
向算出手段６″と第２の方向算出手段８により、第１の
実施例同様にして、指定した領域の中心に映る被写体０
へのベクトルＲ_a0の方向を規定する角度値（θ_ha，
θ_va）を求める。そしてこの値を撮影方向変更装置７に
入力し、撮像装置Ａの光学レンズの光軸の方向が指定し
た被写体０の方向に向くように制御する。

【００４４】一方、指定した領域の範囲座標値は、領域
角幅算出手段２１に入力し、指定した領域の範囲（以下
指定範囲と記す）を規定する角度幅の値を算出する。そ
して求めた角度幅の値をズーム比算出手段２０に入力
し、ほぼ指定範囲に有る被写体の映像を撮像装置Ａで撮
影するのに必要な、撮像装置Ａの光学レンズのズーム比
の値を算出する。そしてこの値を撮像装置Ａのレンズパ
ラメータ変更装置１０に入力し、光学レンズのズーム比
の値が算出したズーム比の値に成るように制御する。

【００４５】そして方向とズーム比を制御した撮像装置
Ａから得られた拡大映像の映像信号は、端末１，伝送装
置２，端末３を通して第２の画像表示装置９に表示する
事により、ほぼ指定範囲に有る被写体の拡大像を得るこ
とができる。

【００４６】この様に本実施例による撮影方向操作装置
でも、撮像装置Ａの方向の変更を、高速度で実行するこ
とができ、指定動作が繁雑になるなどの欠点の無い、操
作性の良い撮影方向操作装置を得る事ができる。本実施
例では更に、ズーム比も含めた調整を簡単な操作で実現
できる、操作性の良い撮影方向操作装置を得る事ができ
る。

【００４７】なお、上記各撮影方向操作装置を構成する
装置及び手段の内、少なくとも撮像装置Ｂと撮像装置Ａ
と撮影方向変更装置を端末１に、また少なくとも映像内
位置指定手段あるいは領域指定手段を端末３に設置して
有れば、各図の２本の破線の間に記した手段と装置は、
何れの端末側に設置しても良い。更に、これらの手段あ
るいは装置を有する端末１あるいは端末３は、各一つず
つ以上有れば幾つ有っても良いのは明らかである。な
お、上に補足した照射方向操作装置（射出方向操作装
置）を構成する各装置及び手段の、伝送装置に対する位
置関係も同様に定める事ができるのは明らかである。

【００４８】また、第２〜４の実施例に対しても、本実
施例と同様の変更を加え、ズーム比も含めた調整を簡単
な操作で実現できる、操作性の良い撮影方向操作装置を
得る事ができる。

【００４９】また、上記各実施例における各手段は、回
路的に構成しても、ソフト的に（計算機プログラムで）
構成しても同様の効果が得られる。

【００５０】

【発明の効果】本発明の撮影方向操作装置は、たとえ撮
像装置Ａで大きく拡大して撮影しているため映像画面に
目的の被写体が映っていなくても、直ちにその被写体を
選び指定する事ができる。また、たとえ撮像装置Ａで大
きく拡大した映像を撮していても、光学レンズの光軸の
方向を大きく、高速に、しかも一度指定するだけで目的
の方向に変更する事ができ、指定動作が繁雑になるなど
の欠点の無い、操作性の良い撮影方向操作装置を得る事
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施例の撮影方向操作装置のブロック
図。

【図２】第１の実施例の角度値演算法の説明図。

【図３】第２の実施例の撮影方向操作装置のブロック
図。

【図４】第２の実施例の角度値演算法の説明図。

【図５】第３の実施例の撮影方向操作装置のブロック
図。

【図６】第４の実施例の撮影方向操作装置のブロック
図。

【図７】第４の実施例の初期設定値演算法の説明図。

【図８】第５の実施例の撮影方向操作装置のブロック
図。

【図９】従来の撮影方向操作装置のブロック図。

【符号の説明】

２…伝送装置、４…画像表示装置、５…映像内位置指定
手段、６，６′，６″…第１の方向算出手段、７，７′
…撮像方向変更装置、８，８′…第２の方向算出手段、
９…第２の画像表示装置。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】撮像装置Ａと、撮像装置Ａの光学レンズの
光軸の方向を変更するための撮影方向変更装置と、撮像
装置Ａの前記光学レンズに空間的に近接して設置した撮
像装置Ａの前記光学レンズの視野角と同等以上の広い視
野角を持つ光学レンズを有する撮像装置Ｂと、撮像装置
Ｂから得た映像を表示し、表示画面に映る注目する被写
体０の点位置を指定した時、指定した点の、表示する映
像上での平面座標値を検出し出力する映像内位置指定手
段と、撮像装置Ｂの位置を始点，被写体０を終点とする
ベクトルをＲ_b0とする時、撮像装置Ｂの基準方向に対す
るベクトルＲ_b0の方向を規定する角度値を、映像内位置
指定手段で検出した表示画面上での平面座標値から算出
する第１の方向算出手段と、撮像装置Ａの位置を始点，
被写体０を終点とするベクトルをＲ_a0とする時、第１の
方向算出手段で算出したベクトルＲ_b0の方向を規定する
角度値から、撮像装置Ａの基準方向に対するベクトルＲ
_a0の方向を規定する角度値を算出すると共に、撮像装置
Ａの前記光学レンズの光軸の方向が算出した角度値の方
向を向くように、撮影方向変更装置を制御する第２の方
向算出手段を有する事を特徴とする撮影方向操作装置。
【請求項２】撮像装置Ａと、撮像装置Ａの光学レンズの
光軸の方向を変更するための撮影方向変更装置と、撮像装置Ａの前記光学レンズの視野角と同等以上の広い
視野角を持つ光学レンズをもち、少なくともこの光学レ
ンズの焦点距離を変更するレンズパラメータ変更装置
と、この光学レンズの焦点距離に対する状態を表わすレ
ンズパラメータ値を検出して出力するレンズパラメータ
検出装置を有する撮像装置Ｂと、撮像装置Ｂから得た映
像を表示し、表示画面に映る注目する被写体０の点位置
を指定した時、指定した点の、表示する映像上での平面
座標値を検出し出力する映像内位置指定手段と、撮像装
置Ｂの位置を始点，被写体０を終点とするベクトルをＲ
_b0とする時、撮像装置Ｂの基準方向に対するベクトルＲ
_b0の方向を規定する角度値を、映像内位置指定手段で検
出した表示画面上での平面座標値から算出する第１の方
向算出手段と、映像内位置指定手段で指定した点の近傍
に映る被写体０の像の焦点が合うように、撮像装置Ｂの
光学レンズのレンズパラメータ変更装置を制御する焦点
距離制御装置と、撮像装置Ｂの位置を始点，被写体０を
終点とするベクトルＲ_b0の大きさ｜Ｒ_b0｜の値（被写体
距離）を、被写体０の像の焦点が合った時にレンズパラ
メータ検出装置から出力されるレンズパラメータ値から
算出する被写体距離算出手段と、撮像装置Ａの位置を始点，被写体０を終点とするベクト
ルをＲ_a0とする時、第１の方向算出手段で算出したベク
トルＲ_b0の方向を規定する角度値と、被写体距離算出手
段で算出したベクトルＲ_b0の大きさ｜Ｒ_b0｜の値（被写
体距離）から、撮像装置Ａの基準方向に対するベクトル
Ｒ_a0の方向を規定する角度値を算出すると共に、撮像装
置Ａの光学レンズの光軸の方向が、算出した角度値の方
向を向くように、撮影方向変更装置を制御する第２の方
向算出手段を有する事を特徴とする撮影方向操作装置。
【請求項３】請求項１において、撮像装置Ａの光学レン
ズの光軸の方向が、第１の方向算出手段から出力される
値に無関係に、撮像装置Ｂに対する表示画面内から任意
に選んだ被写体１の方向に向くように、撮影方向変更装
置を制御する方向変更手動操作装置と、撮像装置Ａのレ
ンズの光軸の方向が被写体１の方向に向くように調整し
た時、撮像装置Ａの位置を始点，被写体１を終点とする
ベクトルＲ_a1の、撮像装置Ａの基準方向に対する方向を
規定する角度値を算出する第３の方向算出手段と、第１の方向算出手段で算出したベクトルＲ_b1の方向を規
定する角度値と、第３の方向算出手段で算出したベクト
ルＲ_a1の方向を規定する角度値から、任意の被写体０に
対するベクトルＲ_b0の方向を規定する角度値とベクトル
Ｒ_a0の方向を規定する角度値を対応付ける関数式の定数
値を求め、第１の方向算出手段あるいは第２の方向算出
手段に出力する定数値算出手段を有する初期設定手段を
もつ撮影方向操作装置。
【請求項４】請求項２において、撮像装置Ａのレンズの
光軸の方向が、第１の方向算出手段から出力される値に
無関係に、撮像装置Ｂに対する表示画面内から任意に選
んだ被写体１の方向に向くように、撮影方向変更装置を
制御する方向変更手動操作装置と、撮像装置Ａのレンズ
の光軸の方向が被写体の方向に向くように調整した時
の、撮像装置Ａの位置を始点、前記被写体を終点とする
ベクトルの、撮像装置Ａの基準方向に対する方向を規定
する角度値を算出する第３の方向算出手段と、互いに一平面上に無い少なくとも三つの被写体に対して
第１の方向算出手段で算出したベクトルＲ_b1，Ｒ_b2，Ｒ
_b3の方向を規定する角度値と、第３の方向算出手段で算
出したベクトルＲ_a1，Ｒ_a2，Ｒ_a3の方向を規定する角度
値から、任意の被写体０に対するベクトルＲ_b0の方向を
規定する角度値および被写体距離の値と、ベクトルＲ_a0
の方向を規定する角度値を対応付ける関数式の定数値を
求め、第１の方向算出手段あるいは第２の方向算出手段
に出力する定数値算出手段をもつ初期設定手段を有する
撮影方向操作装置。
【請求項５】請求項１，２，３または４において、撮像
装置Ａを、光線あるいは放射線を照射する照射口を有す
る照射装置で、また撮像装置Ａの光学レンズの光軸の方
向を変更するための撮影方向変更装置を、光線等を照射
する方向を変更する照射方向変更装置で置き換えて構成
した照射方向操作装置。
【請求項６】請求項１，２，３または４において、撮像
装置Ａとして、少なくとも光学レンズのズーム比を変更
するレンズパラメータ変更装置を有する撮像装置を用
い、映像内位置指定手段を、表示画面に映る撮像装置Ｂ
から得た映像内の、注目する領域を指定した時、指定し
た領域の、表示する映像上での範囲座標値を検出し出力
する領域指定手段で置き換え、第１の方向算出手段で
は、撮像装置Ｂの位置を始点，指定した領域の中心に有
る被写体０を終点とするベクトルをＲ_b0とする時、撮像
装置Ｂの基準方向に対するベクトルＲ_b0の方向を規定す
る角度値を、領域指定手段で検出した表示画面上での範
囲座標値から算出し、新たに指定した指定範囲を規定す
る角度幅の値を、領域指定手段で検出した表示画面上で
の範囲座標値から算出する領域角幅算出手段と、領域角
幅算出手段で算出した指定範囲の角度幅の値から、ほぼ
指定範囲に有る被写体の映像を撮像装置Ａで撮影するの
に必要な、撮像装置Ａの光学レンズのズーム比の値を算
出すると共に、撮像装置Ａの光学レンズのズーム比の値
が算出したズーム比の値に成るように、レンズパラメー
タ変更装置を制御するズーム比算出手段を設けた撮影方
向操作装置。
【請求項７】複数地点に設置された通信端末を相互に接
続し、前記端末の相互間で映像信号と情報を通信する多
地点間映像通信装置において、請求項１から６の撮影方
向操作装置あるいは照射方向操作装置を構成する装置及
び手段の内、少なくとも撮像装置Ｂと、撮像装置Ａ及び
撮影方向変更装置、あるいは照射装置及び照射方向変更
装置を有する、少なくとも一つの通信端末ｉと、撮影方
向操作装置あるいは照射方向操作装置を構成する装置及
び手段の内、少なくとも映像内位置指定手段あるいは領
域指定手段を有する少なくとも一つの通信端末ｊを有す
る多地点間映像通信装置。