JPH07284186A

JPH07284186A - 音方向センサーおよびモニターカメラの自動方向合わせ装置

Info

Publication number: JPH07284186A
Application number: JP6092966A
Authority: JP
Inventors: Fuminori Sato; 文典佐藤; Ryuichi Uchida; 隆一内田; Tomoya Atsumi; 智也渥美
Original assignee: ATSUDEN CORP; ATSUDEN KK
Current assignee: ATSUDEN CORP; ATSUDEN KK
Priority date: 1994-04-06
Filing date: 1994-04-06
Publication date: 1995-10-27

Abstract

(57)【要約】【目的】モニターカメラを音のする方向に自動的に向
ける。【構成】周囲の人声、音を感知する、指向性を３６０
度変換できる音方向センサー９と、該センサーの出力に
応じてモニターカメラ２の向きを移動させる回転駆動装
置10と、音源の方向とモニターカメラ２の向きを比較す
る比較回路11とを設けた。音方向センサー９を機械的に
３６０度動かす必要はなく、モニターカメラ２と音方向
センサー９のセンサー本体を同位置に設置する。音方向
センサー９の指向性のスキャンにより音（声）のする方
向を検出することができるので、モニターカメラ２との
角度を比較し、その角度差分だけモニターカメラ２を回
転させて、容易にモニターカメラ２を音（声）のする方
向に向けることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、会議等でモニターテレ
ビを活用するときに使用する、あるいは監視用に使用す
るモニターカメラの自動方向合わせ装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来、座談会、検討会または会議等では
一堂に会して話し合うことが行われていたが、通信の発
達により遠距離でも対面しているのと同じようにして話
し合うことができるようになってきている。特に、相手
の顔が映し出されるモニターテレビを使用することで意
志の伝達がより確実に伝わるようになっている。また、
マイクを通して声を増幅するので声量の小さい人でも対
等に話し合えることになる。

【０００３】さらに、モニターカメラ（ビデオカメラ）
で講演者あるいは発言者を撮影することにより、同時に
複数人がモニターテレビを介して参加することが可能で
ある。また、会議の実況、記録をモニターカメラで撮影
するときは、講演者あるいは発言者を含む全体の人、あ
るいは複数人を撮影することが一般的である。

【０００４】上記のようにモニターテレビを利用した会
話では全体を映しだすようにモニターカメラを固定して
使用することがある。この場合には参加者は正面から撮
影される。また、発言者の席が決まっているテレビ会議
等は、意見を述べている人がモニターテレビの画面に大
きく映し出されていれば、その人の身体を駆使した表現
力も加味されてモニターテレビを使用した成果が出てく
る。

【０００５】図10に示すように、テレビ会議を行う場合
の機材の配置には、テーブル１の周りに席（Ａ，Ｂ，
Ｃ，…，Ｇ）を設け、出席者の全員の顔が撮れるように
２台（以上）のモニターカメラ２を両側に設置すること
がある。モニターテレビ３は各人の側に個別に設置する
こともでき、また、傍聴者に見える位置に設置すること
もできる。また、モニターカメラ２は発言者に向けられ
るように手動で操作する。なお、２台のモニターカメラ
２の出力は調整回路４でコントロールされモニターテレ
ビ３に入力される。

【０００６】また、図11に示すように、弧状のテーブル
１の一方側に並んで着席するように会場を設定した場合
は、発言者を中央のモニターテレビ３に映し出すことに
よって、発言者がわざわざ所定の発言席に移動して発表
するということもなくなる。また、ネットワーク５を使
用して複数会場との意見の交換もできる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、モニターテ
レビ３に映った人物が発言者であるためには、前述した
ようにカメラマンによってモニターカメラ２で発言者を
撮る操作が必要である。そのためにはカメラマンも会議
の状況をある程度把握する必要があるが煩雑な作業であ
る。そこで、発言権の優先スイッチ（ブザー，ランプを
作動させるか、または、モニターカメラ２の回転駆動装
置を作動させる。）を各席に設け、出席者が発言すると
きこのスイッチを押させ、モニターカメラ２を当人に向
けるよう作動させることも考えられるが、出席者が発言
内容に気を取られて押すことを忘れる場合がある。した
がって、出席者のだれかが必ず発言するという前提にお
いて、モニターカメラ２をその方向に自動的に向くよう
にする装置が望まれていた。

【０００８】このため、マイク等により音のする方向を
敏感に検出し、その方向にモニターカメラ２を回転させ
ることが必要である。出席者の各マイクを利用する場合
にはマイクコードと位置の確認を確実に行う必要があ
り、また、途中で、マイクの交換が合った場合にはこれ
らを確認する必要があり、作業が煩雑である。また、集
音マイクを方向検知のために利用する場合でも、モニタ
ーカメラ２と設置位置が異なる場合には、角度調節をど
のようにするかが非常に煩わしいものである。また、集
音マイクを回転させて音の方向を検知する手段も難しく
煩雑である。

【０００９】本発明は、人声や人が動かす機械音などを
その方向と合わせ容易に検出する音方向センサーと、音
方向センサーで検知した人や物を映すモニターカメラを
この方向に合わせるようにした、モニターカメラの自動
方向合わせ装置を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、音方向センサーは、複数個の受音素子を
ｘ，ｙ方向に配列し、これら受音素子の出力を合成して
１方向に高次の合成指向特性を有する回路を設けると共
に、該回路の指向性を全周にわたって変化させる座標変
換回路を設けたことを特徴とする。あるいは１方向に高
次の合成指向特性を有する回路の指向特性の方向を断続
の複数方向にわたって変化させる座標変換回路を設け
た。

【００１１】また、モニターカメラの自動方向合わせ装
置は、指向特性を変化させる請求項１，２記載の音方向
センサーと、該センサーの出力に応じてモニターカメラ
の向きを移動させる回転駆動装置と、音源の方向とモニ
ターカメラの向きを比較する比較回路とを設けたことを
特徴とする。また、音方向センサーをモニターカメラに
固着したことを特徴とする。

【００１２】

【作用】本発明は上記のように構成したものであるの
で、音方向センサーの指向性は、１方向に感度の高い高
次の合成指向特性であり、座標変換によって全周をサー
チすることができるので、音源の方向を検出することが
できる。あるいは、高次の合成指向特性の指向性の方向
を複数方向とすることにより、いずれかの方向の指向特
性によって音源が検出されたときは、その指向特性に沿
った方向に音源を求めることができる。

【００１３】また、音方向センサーを使用したモニター
カメラの自動方向合わせ装置を、テレビ会議において使
用した場合は、発言者の声を音方向センサーが検出する
と共に、このセンサーの出力によって声の方向が確認さ
れる。次に、比較回路によって音源の方向とモニターカ
メラの方向が同じかどうかを演算し、異なっている場合
に回転駆動装置を働かせモニターカメラをその方向に向
ける。比較回路によって音源の方向とモニターカメラの
方向が同じと判定されたときに回転駆動装置が停止す
る。したがって、常に発言者の方向にモニターカメラを
向けることができる。

【００１４】また、音方向センサーとモニターカメラと
が固着され、音方向センサーがモニターカメラと共に回
転する構成であれば、音方向センサーによる音源の方向
が回転に伴い変化するので、随時比較回路からの出力に
よって回転駆動装置を作動させ、音源にモニターカメラ
を向けることができる。また、音方向センサーとモニタ
ーカメラとが同一箇所にあることで、設置、調節が容易
になる。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて
説明する。まず、テレビ会議を行うときの装置およびそ
の機材の配置について説明する。テレビ会議に出席する
出席者のテーブルへの配置とモニターカメラおよびモニ
ターテレビの取付箇所とはテーブルの形状や複数の会議
場を使用する場合などで異なるが、機材や操作は変わら
ないので図１に示す円弧状のテーブル１を使用した会議
形態を一例として説明する。

【００１６】テーブル１に沿って席（Ａ，Ｂ，…，Ｅ）
が設けられ、その前方中央部に、回転駆動装置により首
振り動作をするモニターカメラ２を据え付けている。モ
ニターカメラ２には、発言者の声を検知するセンサー本
体６が一緒に回転するように固定されている。符号３は
モニターテレビであり、モニターカメラ２とは高さ位置
を変えて設置している。

【００１７】センサー本体６の外形は図２および図３に
示すように無指向性の受音素子７をケース８に縦方向と
横方向に配設したものであり、後述するように、音方向
センサー９はその各出力を合成し、その出力の総和を座
標変換して出力したものである。この座標変換により、
指向性機能を３６０度変換できるようになっている。方
向を検出するためには、集音の周波数特性は５００〜５
ｋＨｚ位で十分であり効率も良いが、マイクを兼用する
場合は周波数帯域を広げれば良い。

【００１８】音方向センサー９は、本出願人が提出した
特願平５−７５２９３号に記載した発明を利用し、無指
向性の受音素子７を複数個使用したものである。回路的
に一部指向性のある受音素子を使うこともできる。すな
わち、図３に示すように、受音素子７をｘ，ｙ方向に配
設したセンサー本体６を使用する。図４に一部省略した
配列を示す。これらの各出力信号は隣合ったものどうし
を合成し、複数の出力端から sinθ， cosθ， sinθ c
osθ，cos²θ等の合成出力を出力する。θはｘ軸（基準
となる任意の線）に対し、音源の方向を測った角度であ
る。これらの合成出力を演算して高次の指向特性（図５
参照）を求め、さらに座標変換演算を行って任意の方向
の特性パターン（図６参照）となるようにしている。

【００１９】この合成指向特性は一例として下記の式で
表される。Ｓ（θ）＝Ａ＋Ｂ cosθ＋Ｃ sinθ＋Ｄcos²θ＋Ｅsin²
θ＋Ｆ cosθ sinθ ここで、Ａ〜Ｆの定数は合成量である。例えば、Ａ＝−
１，Ｂ＝２，Ｃ＝０，Ｄ＝４，Ｅ＝０，Ｆ＝０の場合は
角度０のときに合成出力が最大となる。そこで、定数を
変化させて演算することにより、任意の方向の合成出力
を最大にすることができ、この方向の指向性が得られ
る。したがって、 360度スキャンの座標変換行うこと、
（すなわち、Ａ〜Ｆまでの定数を変化させて連続に 360
度方向の感度を上げる。）または特定の方向の指向性を
複数方向に感度を大きくすることで声の方向を検出する
ことができる。

【００２０】図６に音方向センサー９の指向性を示す。
会議などの発言者は特定の位置にいるので、検出する方
向の角度は連続でなくて良く、出席者の方向にのみ音を
感知するようにすることは容易である。

【００２１】ここで、音方向センサー９の出力について
説明する。図７に示すように、センサー本体６は指向特
性がどちらに向いているかを判定する信号と、その方向
からくる音の強さを検出し増幅した音信号を出力する。
回転駆動装置10はモニターカメラ２の支持ブラケットを
モータで回転させ、モニターカメラ２の向きを回転移動
させるようになっている。回転駆動装置10はモニターカ
メラ２の位置信号を比較回路11に出力させており、比較
回路11において、指向特性の方向を示す信号とモニター
カメラ２の位置信号とを演算させている。比較回路11か
らの出力の比較信号がプラス信号かマイナス信号かによ
って回転駆動装置10のモータの回転方向を決定させてい
る。また、センサー本体６の音の強さによって、増幅器
から回転駆動装置10の作動信号を出力する。モニターカ
メラ２の方向が一致したときは、回転駆動装置10が停止
し、センサー本体６の音の強さが設定レベル以下になっ
たときに、音方向センサー９がスキャンを開始する。

【００２２】図６に示すように、最初に、右側の席Ｂの
出席者が発言しているときに、音方向センサー９の指向
性感度によってモニターカメラ２は席Ｂの出席者に向け
られている。発言が終わったときには、音方向センサー
９のスキャンが開始される。次に、席Ｄの出席者が発言
したときには、現地点から左側に約９０度の方向に指向
特性が位置したときに音入力が大きくなるので、比較回
路11から回転駆動装置10に信号が送られ、モニターカメ
ラ２の向きを修正するようにモニターカメラ２を回転移
動させる。そして、入力方向とモニターカメラ２の方向
を比較し同じになった時点でモニターカメラ２を停止さ
せると、席Ｄの出席者を撮影することができる。

【００２３】この場合、モニターカメラ２が回転移動す
ることにより、センサー本体６も回転するので音源
（声）が移動したように出力信号が出るが、比較回路に
よって移動角度は修正される。なお、モニターカメラ２
の回転に追従しないようにセンサー本体６を設置したも
のではモニターカメラ２が移動してもセンサー本体６に
よる音源の方向は変わらない。

【００２４】図７を参照して音方向センサー９の感度と
モニターカメラ２の向きを説明する。図７（ａ）に示す
ように、正面の音が強いときにはモニターカメラ２は正
面を向き、音方向センサー９の感度は正面（０度）の位
置が最大になる。

【００２５】音方向センサー９のスキャンにより、図７
（ｂ）に示すように右４５度の出力が大きくなれば、音
の方向とモニターカメラ２の向きを比較し、モニターカ
メラ２は右４５度に回転移動する。図７（ｃ），図７
（ｄ）においても同様に音の方向とモニターカメラ２の
向きを比較してモニターカメラ２の向きを音の方向に合
わせることができる。センサー本体６とモニターカメラ
２とが一緒に回転する場合は、モニターカメラ２が停止
した位置が常に正面となり、音方向センサー９の出力は
図７（ａ）に帰還する。

【００２６】方向を比較する場合、センサー本体６とモ
ニターカメラ２とが一緒に回転する構成では、音方向セ
ンサー９の出力信号の表す角度（発言者の方向とモニタ
ーカメラ２の向いている方向との差）は小さくなり、極
小のときにモニターカメラ２は発言者の方を向いてい
る。センサー本体６が定位置に固定されている場合は、
音方向センサー９の出力信号とモニターカメラ２の位置
を示す信号とが一致したときに、モニターカメラ２が発
言者の方を向くように設定されている。

【００２７】また、従来の技術で説明したように、ネッ
トワークを利用した広域地区との会議にも本発明による
装置を使用することができる。このほか、図９に示すよ
うに、移動体Ｍに発音体を設置し中央の監視塔12に音方
向センサー９を備えることによってモニターカメラ２で
追跡することができる。移動体Ｍが自動車であればエン
ジン音を追えば良い。

【００２８】

【発明の効果】本発明は、以上のように構成したもので
あるから、音の指向特性を３６０度全周に亙って変換で
きる音方向センサーによって、３６０度サーチするため
の機械的回転をさせる装置を必要とせず、音源の方向を
検出することができる。この音方向センサーを使用し、
比較回路の出力を基にして回転駆動装置を働かせ、モニ
ターカメラを音のする方向に向けさせることができるの
で、モニターカメラの向きを自動的に合わせることがで
きるようになった。また、テレビ会議に本装置を使用す
る場合、発言者の声を検出する音方向センサーとモニタ
ーカメラおよびその回転駆動装置のみ設置するので、組
み付け作業を容易にしコストを低く抑えることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるモニターカメラの自動方向合わせ
装置をテレビ会議に使用した状態を示す構成図である。

【図２】図１の構成で使用される音方向センサーのセン
サー本体の斜視図である。

【図３】図２に示すセンサー本体の平面図である。

【図４】図１に示す音方向センサーの機能を説明する回
路ブロック図である。

【図５】図１に示す音方向センサーの高次の指向特性を
得る回路ブロック図である。

【図６】図１に示す音方向センサーの指向性およびモニ
ターカメラの向きを説明する構成図である。

【図７】図６に示すモニターカメラの自動方向合わせ装
置の回路ブロック図である。

【図８】音方向センサーの指向性による感度およびモニ
ターカメラの向きの関係を示す説明図である。

【図９】本発明による装置を追跡用に利用できることを
示す説明図である。

【図１０】従来のテレビ会議に使用される装置の構成図
である。

【図１１】従来の他のテレビ会議に使用される装置の構
成図である。

【符号の説明】

２モニターカメラ６センサー本体７受音素子９音方向センサー 10 回転駆動装置 11 比較回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数個の受音素子をｘ，ｙ方向に配列
し、これら受音素子の出力を合成して１方向に高次の合
成指向特性を有する回路を設けると共に、該回路の指向
性を全周にわたって変化させる座標変換回路を設けたこ
とを特徴とする音方向センサー。
【請求項２】複数個の受音素子をｘ，ｙ方向に配列
し、これら受音素子の出力を合成して高次の合成指向特
性を有する回路を設け、該回路の指向特性の方向を断続
の複数方向にわたって変化させる座標変換回路を設けた
ことを特徴とする音方向センサー。
【請求項３】指向特性を変化させる請求項１，２記載
の音方向センサーと、該センサーの出力に応じてモニタ
ーカメラの向きを移動させる回転駆動装置と、音源の方
向とモニターカメラの向きを比較する比較回路とを設け
たことを特徴とするモニターカメラの自動方向合わせ装
置。
【請求項４】音方向センサーをモニターカメラに固着
したことを特徴とする請求項３記載のモニターカメラの
自動方向合わせ装置。