JPH09159899A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】テレビ会議システムに適用して、小型の筐体に
収納して、撮像結果への筐体内側の写り込みを有効に回
避し、かつ必要な範囲については所望の倍率で撮像結果
を得ることができるようにする。 【解決手段】筐体内に収納した撮像部の可動範囲を、こ
の撮像部の倍率に応じて可変する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、撮像装置に関し、
例えばテレビ会議システムに適用して、筐体内に収納し
た撮像部の可動範囲を、この撮像部の倍率に応じて可変
することにより、小型の筐体に収納して、撮像結果への
筐体内側の写り込みを有効に回避し、かつ必要な範囲に
ついては所望の倍率で撮像結果を得ることができるよう
にする。

【０００２】

【従来の技術】従来、テレビ会議システムにおいては、
テレビジョンカメラで撮像した会議出席者の映像を音声
信号等と共に双方向で伝送するように形成され、この会
議出席者の映像として、必要に応じて出席者全員の画
像、出席者個人のズームイン画像等を伝送できるように
形成されている。

【０００３】このためこの種のテレビ会議システムに適
用されるテレビジョンカメラにおいては、出席者の手元
等に配置された操作子を操作してパン、チルト、ズーム
等の操作を自由に実施できるように形成されていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところでこの種のテレ
ビジョンカメラにおいては、これらパン、チルト、ズー
ミングの機構と共に筐体に収納されてモニタ装置上に配
置され、この筐体に形成された窓を介して出席者を撮像
するようになされている。この筐体の形状を小型化する
ことができれば、その分テレビ会議システムも全体とし
て小型化することができる。

【０００５】ところが筐体を小型化するとその分窓まで
小さくなる。この場合、例えば最も端に着席した会議出
席者をズームインした状態で、徐々にズームアウトして
テレビジョンカメラの倍率を低下すると、撮像結果の筐
体内側が写り込む問題がある。この場合通話対象におい
ては、見苦しい映像が表示されることになる。この問題
を解決する１つの方法として、筐体内側が写り込まない
ようにパン、チルトの範囲を制限する方法も考えられる
が、単にこれらの範囲を制限したのでは、最も端に着席
した会議出席者をズームインできなくなる問題がある。

【０００６】本発明は以上の点を考慮してなされたもの
で、筐体を小型化しても、撮像結果への筐体内側の写り
込みを有効に回避でき、かつ必要な範囲については所望
の倍率で撮像結果を得ることができる撮像装置を提案し
ようとするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
め本発明においては、筐体内に撮像部を収納し、この撮
像部により所望の被写体を撮像する撮像装置に適用す
る。この撮像装置において、規定の可動範囲で、撮像部
の向きを可動する可動機構と、この撮像部の倍率を可変
するズーム機構と、可動機構及びズーム機構を制御する
制御手段とを備え、制御手段は、先の撮像部の倍率に応
じて、可動範囲を可変する。

【０００８】このとき先の制御手段が、それぞれ倍率の
操作子及び方向可変の操作子の操作に応動して、可動機
構及びズーム機構の動作を制御し、このうちの倍率の操
作子の操作によりズーム手段の動作を制御して撮像部の
倍率を低下するとき、先の可動範囲を越えないように、
併せて可動機構の動作を制御する。

【０００９】これらの手段により、可動機構及びズーム
機構を制御する制御手段において、撮像部の倍率に応じ
て、可動範囲を可変すれば、倍率を低下した分、可動範
囲を低減することにより、筐体の写り込みを有効に回避
でき、また必要な範囲については充分に撮像することが
できる。

【００１０】具体的に、先の制御手段が、倍率の操作子
の操作によりズーム機構の動作を制御して撮像部の倍率
を低下するとき、先の可動範囲を越えないように、併せ
て可動機構の動作を制御すれば、筐体の写り込みを有効
に回避でき、また必要な範囲については充分に撮像する
ことができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、適宜図面を参照しながら本
発明の実施の形態を詳述する。

【００１２】図２は、本発明の第１の実施の形態に係る
テレビ会議システムを示す略線図である。このテレビ会
議システム１は、６名程度の会議出席者を前提として、
出席者全員をまとめて撮像できるように、またこの会議
出席者各人のズームイン画像を撮像できるように形成さ
れている。

【００１３】すなわちこのテレビ会議システム１におい
ては、会議出席者の正面にモニタ装置２が配置され、通
話対象より伝送された映像をこのモニタ装置２に表示す
る。ここでこのモニタ装置２は、枠状のキャビネット３
を有し、このキャビネット３を介して、上部に撮像装置
でなるカメラユニット４を配置する。これによりテレビ
会議システム１では、このカメラユニット４により会議
出席者を撮像し、この撮像結果を通話対象に伝送する。

【００１４】このためこのカメラユニット４において
は、必要に応じてパン、チルト、ズームできるように形
成され、正面を向いていっぱいにズームアウトした状態
で、会議出席者全員を撮像できるように（すなわち図２
において角度θ１の画角を得ることができるように）光
学系が形成され、また最も端の会議出席者に向かってパ
ンできるように（すなわち角度θ２だけパンできるよう
に）、可動機構が形成されている。さらにこの最も端の
会議出席者にパンした状態で、ズームインして、この会
議出席者のズームインの画像を撮像できるように（すな
わち角度θ３の画角により撮像できるように）、光学系
が形成されるようになされている。

【００１５】かくするにつきこのテレビ会議システム１
において、カメラユニット４は、撮像結果でなる映像信
号を主処理装置５に出力し、主処理装置５は、この映像
信号を会議出席者の音声信号と共にデータ圧縮して、Ｉ
ＳＤＮ（ Integrated Services Digital Network）回線
を介して通話対象に送出する。またこれとは逆に主処理
装置５は、この通話対象より伝送された一連のデータを
データ伸長すると共に、映像信号及び音声信号に分離
し、映像信号をモニタ装置２に表示し、また音声信号を
モニタスピーカに出力する。

【００１６】さらに主処理装置５は、出席者の手元に置
かれた操作器６の操作に応動して、通話対象との間の回
線接続処理等を実行すると共に、この操作器６の操作を
カメラユニット４に通知する。これによりテレビ会議シ
ステム１では、会議出席者が手元の操作器６を操作し
て、遠隔制御によりズーム、パン、チルト等の操作を実
行できるように形成されている。

【００１７】図３は、このカメラユニット４の内部を上
方向より見て示す平面図である。このカメラユニット４
は、筐体８に収納されて形成される。ここでこの筐体８
は、前面がやや広がった略立方体形状に形成され、この
前面にレンズ窓９が配置される。このレンズ窓９は、シ
リンドリカル形状の透明部材により、筐体８の前面、ほ
ぼ中央部分に配置され、これによりカメラユニット４で
は、このレンズ窓９を介して筐体内部に収納した撮像機
構で会議出席者を撮像できるように形成されている。

【００１８】この筐体８は、中央部分より図面にて左側
にオフセットした位置に、円盤形状のレンズ回転台１０
を回転自在に保持する。このレンズ回転台１０は、筐体
８の底面側に平歯車が固定され、筐体８は、この平歯車
の側方に、回転速度を低下してこの平歯車に回転力を伝
達する歯車１１と、回転速度を低下してこの歯車１１に
回転力を伝達する歯車１２とを回転自在に軸支する。さ
らに筐体８は、パンモータ１３を配置し、このパンモー
タ１３の回転軸に固定したウォーム歯車１４が先の歯車
１２に噛み合うように形成されている。これによりカメ
ラユニット４では、パンモータ１３を回転駆動して、レ
ンズ回転台１０を回動できるように形成され、レンズ回
転台１０、歯車１１、１２、パンモータ１３、ウォーム
歯車１４によりパン機構を構成するように形成されてい
る。

【００１９】さらに筐体８は、歯車１１よりレンズ窓９
側にローラー１５を配置する。このローラー１５は、根
元に円盤形状のディスク１６を有し、レンズ回転台１０
の側面に接触して回転する。このディスク１６は、近接
して配置された光学的回転量検出手段１７により回転量
が検出されるように形成されている。これによりカメラ
ユニット４では、このディスク１６及び光学的回転量検
出手段１７によりパン位置検出機構を形成し、このパン
位置検出機構の検出結果に基づいてレンズ回転台１０の
向きを検出できるように形成されている。

【００２０】レンズ回転台１０は、平行に立ち上がる架
台１９を有し、この架台１９は、上下方向に回動自在に
光学部２０を保持する。この光学部２０は、回動軸に平
歯車が固定され、架台１９は、この平歯車に回転力を伝
達する歯車と、この歯車を駆動するチルトモータとを保
持する。これによりカメラユニット４では、この架台１
９に配置されたチルトモータを駆動して光学部２０を上
下方向に回動できるように形成され、これによりチルト
機構を形成するようになされている。

【００２１】さらにレンズ回転台１０において、この架
台１９は、ローラー１５、ディスク１６及び光学的回転
量検出手段１７と同様に構成されたチルト位置検出機構
を有し、カメラユニット４では、このチルト位置検出機
構の検出結果に基づいて、光学部２０の上下方向の向き
を検出できるように形成されている。

【００２２】この光学部２０は、背面側にＣＣＤ部２２
が配置され、このＣＣＤ部２２にＣＣＤ固体撮像素子を
収納する。光学部２０は、内蔵したレンズ群により、レ
ンズ窓９を介して入射する被写体からの入射光をこのＣ
ＣＤ固体撮像素子の受光面に集光する。これによりカメ
ラユニット４では、このＣＣＤ固体撮像素子の撮像結果
を処理して会議出席者の映像信号を出力するように形成
されている。さらに光学部２０は、規定の駆動信号によ
り内蔵のズームモータが動作し、このズームモータによ
りズームレンズを可動する。

【００２３】さらに光学部２０は、ズーム位置検出機構
を内蔵し、このズーム位置検出機構によりズームレンズ
の位置を検出できるようになされている。これによりカ
メラユニット４では、必要に応じてズームモータを駆動
して撮像結果の倍率を種々に変更できるように形成さ
れ、またズーム位置検出機構の検出結果により倍率を検
出できるように形成されている。

【００２４】この光学部２０の背面側には、カメラボー
ド２４とＣＰＵボード２５とが配置され、信号ケーブル
２６を介してこのカメラボード２４にＣＣＤ固体撮像素
子の撮像結果が入力され、またこのカメラボード２４に
登載された駆動回路によりＣＣＤ固体撮像素子が駆動さ
れる。これによりカメラユニット４では、このカメラボ
ード２４により撮像結果を信号処理して映像信号を生成
し、主処理装置５に出力する。これに対してＣＰＵボー
ド２５は、マイクロコンピュータ構成の制御部を登載
し、この制御部において、カメラユニット４全体の動作
を制御する。

【００２５】図４は、この制御部３０の周辺構成を示す
ブロック図であり、この制御部３０は、規定の処理手順
を実行することにより、操作器６の操作に応動してパン
モータ１３、チルトモータ３１、ズームモータ３２を駆
動する。このとき制御部３０は、パン位置検出機構３３
及びチルト位置検出機構３４により、光学部２０の向き
をモニタしながら、規定の可動範囲を逸脱しないよう
に、パンモータ１３、チルトモータ３１を駆動し、これ
によりこの可動範囲でパン及びチルトの処理を実行す
る。

【００２６】さらにこのとき制御部３０は、ズーム位置
検出機構３５により、光学部２０の倍率を検出し、この
光学部２０の倍率に応じてチルト及びパンの可動範囲を
可変する。これによりカメラユニット４では、筐体内側
の写り込みを有効に回避して、必要な範囲については所
望の倍率で撮像結果を得ることができるように形成され
ている。

【００２７】すなわち図１（Ａ）に示すように、いっぱ
いにズームインした状態で（すなわち最も大きな倍率が
選択された場合で、図２において角度θ３の画角により
撮像する場合に相当する）、パンの可動範囲を、ほぼカ
メラユニット４より見た会議出席者の広がりの角度θ１
からこの角度θ３を減算した角度θ２に設定し、これに
よりこの角度θ２だけ光学部２０の向きを可変して各出
席者をそれぞれ撮像できるようにする。

【００２８】これに対して図１（Ｂ）に示すように、こ
れより倍率が低下すると、パンの可動範囲を徐々に低下
し、会議出席者のほぼ半数を撮像する角度θ１／２の画
角により撮像する場合、同様にパンの可変範囲を、ほぼ
カメラユニット４より見た会議出席者の広がりθ１から
この角度θ１／２を減算した角度θ２−θ１／２に設定
し、これによりいっぱいのズームインした状態のほぼ１
／２だけ光学部２０の向きを可変して各出席者を撮像で
きるようにする。

【００２９】さらに図１（Ｃ）に示すように、さらに倍
率が低下していっぱいにズームアウトした状態で（すな
わち出席者全員をまとめて撮像する場合）、制御部３０
は、チルトの可動範囲をほぼ０にセットし、これにより
パンの操作子が操作された場合でも、パンモータ１３の
可動を中止する。

【００３０】これによりカメラユニット４では、カメラ
ユニット４より見た会議出席者の広がりの角度θ１より
外側の部分については、撮像結果に含まれないようにパ
ンモータ１３を可動し、これによりパンの操作子を操作
した際の、この左右方向についての筐体内側の写り込み
を有効に回避し、かつ必要な範囲については所望の倍率
で撮像結果を得ることができるように形成されている。

【００３１】これに対して制御部３０は、チルトの操作
子が操作された場合、同様にしてズーム位置検出機構３
５により、光学部２０の倍率を検出し、この光学部２０
の倍率に応じてチルトの可動範囲を可変する。これによ
りカメラユニット４では、チルトの操作子が操作された
場合についても、上下方向について筐体内側の写り込み
を有効に回避して、必要な範囲については所望の倍率で
撮像結果を得ることができるように形成されている。

【００３２】これに対してズームの操作子が押圧操作さ
れた場合、制御部３０は、規定周期でズーム操作子の押
圧操作を検出し、この検出結果に基づいてズームモータ
３２を駆動することにより、このズームの操作子が押圧
操作されている期間の間、ズームモータ３２を駆動して
撮像部の倍率を可変する。さらにこのとき、この規定周
期でズーム操作子の押圧操作を検出する毎に、ズーム可
変後の倍率を予測し、この予測した倍率に対応する図１
について上述した可動範囲を検出する。さらに制御部３
０は、パン位置検出機構３３及びチルト位置検出機構３
４より現在のパン及びチルトの位置を検出し、このパン
及びチルトの位置が予測した可動範囲より逸脱する場
合、ズームモータ３２に加えてパンモータ１３、チルト
モータ３１を駆動し、これによりズーム後においても予
測した可動範囲より逸脱しないようにする。

【００３３】すなわち図５（Ａ）から（Ｂ）及び（Ｃ）
に徐々にズームアウトする状態を示すように、最も端の
会議出席者をいっぱいにズームインした状態で、ズーム
アウトの操作子が操作された場合、制御部３０は、矢印
ａ及びｂで示すように、光学部２０の向きを徐々に内側
に向けながらズームアウトし、これによりカメラユニッ
ト４より見た会議出席者の広がりの角度θ１から外側の
部分については、撮像結果に含まれないように、ズーム
モータ３２及びパンモータ１３を駆動する。さらに制御
部３０においては、チルトモータ３１についても同様に
制御する。これによりカメラユニット４においては、ズ
ームの操作子が操作された際の、筐体内側の写り込みを
有効に回避することができ、また必要な範囲については
所望の倍率で撮像結果を得ることができるように形成さ
れている。

【００３４】従ってカメラユニット４においては、図６
に従来の筐体の大きさを破線で対比して示すように、最
大でカメラユニット４より見た会議出席者の広がりの角
度θ１の分だけレンズ窓９を確保すれば良く、その分小
型の筐体８により筐体内側の写り込みを有効に回避で
き、また必要な範囲については所望の倍率で撮像結果を
得ることができる。なお図６においては、最も端の出席
者を撮像する際の角度θ１に含まれる外側の角度θ４の
部分については、この実施の形態では撮像されないこと
により、その分筐体８の形状を小型化できることにな
る。

【００３５】以上の構成において、このテレビ会議シス
テム１では（図２及び図３）、モニタ装置２の上部に配
置されたカメラユニット４において、このカメラユニッ
ト４内に収納された光学部２０とＣＣＤ部２２により会
議の出席者を撮像し、その撮像結果でなる映像信号を音
声信号と共に通話対象に送出する。

【００３６】このカメラユニット４において、光学部２
０及びＣＣＤ部２２は、光学部２０に内蔵のズームレン
ズをズームモータにより可動して倍率が可変され、また
ズーム位置検出機構によりズームレンズの位置が検出さ
れて倍率が検出される。さらに光学部２０及びＣＣＤ部
２２は、チルト機構により全体が上下方向に可動してチ
ルトし、このとき架台１９に取り付けられたチルト位置
検出機構により全体の傾きが検出されてチルトの位置が
検出される。さらに光学部２０及びＣＣＤ部２２は、パ
ンモータ１３等のパン機構により全体が左右に可動して
パンし、このときパン位置検出機構により左右方向の向
きが検出されてパンの位置が検出される。

【００３７】これら検出結果は、制御部３０（図４）に
入力され、ここで操作器６においてパンの操作子が操作
されると、ズーム位置検出機構３５により検出された倍
率に応じて、カメラユニット４より見た会議出席者の広
がりの角度θ１を越えない範囲に、パンの可動範囲が設
定され、この可動範囲でパンモータ１３が駆動される。
これに対して操作器６においてチルトの操作子が操作さ
れると、同様にして上下方向について規定の範囲を逸脱
しないように倍率に応じて可動範囲は設定され、この可
動範囲でチルトモータ３１が駆動される。これによりカ
メラユニット４では、それぞれパン及びチルトの操作子
を操作した場合でも、筐体内側が写り込まないようにパ
ン及びチルトの処理が実行される。

【００３８】これに対してズームアウトの操作子が操作
された場合、制御部３０において、倍率に応じて変化す
るこの可動範囲を逸脱するか否か規定周期で判断され、
ここで逸脱するような場合は、ズームモータ３２と共
に、パンモータ１３、チルトモータ３１が駆動され、こ
れにより筐体内側が写り込まないように、光学部２０の
向きを可変しながらズームアウトの処理が実行される。

【００３９】以上の構成によれば、光学部の倍率に応じ
てパン及びチルトの可動範囲を設定し、この可動範囲を
逸脱しないようにパン及びチルトし、またズームしなが
らパン及びチルトしたことにより、筐体内側が写り込ま
ないように、パン、チルト、ズームの処理を実行するこ
とができる。これにより小型の筐体を用いて、撮像結果
への筐体内側の写り込みを有効に回避し、かつ必要な範
囲については所望の倍率で撮像結果を得ることができ
る。

【００４０】なお上述の実施の形態においては、いっぱ
いにズームアウトした際に会議出席者をまとめて撮像で
きるように、また最も隅の会議出席者についてもいっぱ
いにズームインした画像を撮像できるように、光学系を
形成した場合について述べたが、本発明はこれに限ら
ず、種々の条件の光学系を形成する場合に広く適用する
ことができる。

【００４１】さらに上述の実施の形態においては、本発
明をテレビ会議システムに適用する場合について述べた
が、本発明はこれに限らず、監視システム等、種々のシ
ステムの撮像装置に広く適用することができる。

【００４２】

【発明の効果】上述のように本発明によれば、筐体内に
収納した撮像部の可動範囲を、この撮像部の倍率に応じ
て可変することにより、小型の筐体に収納して、撮像結
果への筐体内側の写り込みを有効に回避し、かつ必要な
範囲については所望の倍率で撮像結果を得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係るテレビ会議システム
におけるパンの可動範囲の説明に供する略線図である。

【図２】図１のテレビ会議システムの全体構成を示す略
線図である。

【図３】図１のテレビ会議システムのカメラユニットを
示す平面図である。

【図４】図３のカメラユニットの制御部とその周辺構成
を示すブロック図である。

【図５】図１に対応してズームアウト時の説明に供する
略線図である。

【図６】図１のテレビ会議システムのカメラユニットを
従来のカメラユニットとの対比により示す平面図であ
る。

【符号の説明】

１ テレビ会議システム ２ モニタ装置 ４ カメラユニット ６ 操作器 １３ パンモータ ２０ 光学部 ２２ ＣＣＤ部 ３０ 制御部 ３１ チルトモータ ３２ ズームモータ ３３ パン位置検出機構 ３４ チルト位置検出機構 ３５ ズーム位置検出機構

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 筐体内に撮像部を収納し、前記撮像部に
   より所望の被写体を撮像する撮像装置において、 規定の可動範囲で、前記撮像部の向きを可動する可動機
   構と、 前記撮像部の倍率を可変するズーム機構と、 前記可動機構及び前記ズーム機構の動作を制御する制御
   手段とを備え、 前記制御手段は、 前記撮像部の倍率に応じて、前記可動範囲を可変するこ
   とを特徴とする撮像装置。
2. 【請求項２】 前記制御手段は、 それぞれ倍率の操作子及び方向可変の操作子の操作に応
   動して、前記可動機構及び前記ズーム機構の動作を制御
   し、 前記倍率の操作子の操作により前記ズーム手段の動作を
   制御して前記撮像部の倍率を低下するとき、前記可動範
   囲を越えないように、併せて前記可動機構の動作を制御
   することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。