JPH10257375A - 撮像装置および撮像方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 パンチルタカメラからの映像が画面の操作領
域上に映し出され、その操作領域上の任意の位置を指定
することによって、指定された被写体が操作領域の中心
に向かってくるようにパンチルタカメラを容易に制御す
ることができる。 【解決手段】 カメラ部１１から取り込まれた映像が、
コンピュータ１のビデオキャプチャー部２９へ供給され
る。その映像は、モニタ２の操作領域６に表示される。
パンチルタ部１２からは、現在のパン、チルトの位置情
報がモードコントローラ２３を介してコンピュータ１に
供給される。コンピュータ１は、カメラコントローラ２
４、パンチルタコントローラ２５を制御する。ポインテ
ィングデバイス１４（マウス８）を用いて操作領域６を
操作することによって、コンピュータ１では、パンチル
タ２８を駆動させるためのデータが求められ、それによ
って、指定された被写体が画面の中心に表示される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、あらゆる撮影用
途に利用が可能な撮像装置であり、特に遠隔地にある撮
像装置を監視、観察、案内、紹介等の用途に用いるとき
に、より良い操作性を実現できる撮像装置および撮像方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、撮像装置を遠隔制御する場合、モ
ニタで映像を確認しながら、図１４に示すように制御用
のキーを用いて、上、下、左、右、右上、右下、左上、
左下の８方向にパンチルタを駆動する方法が取られてい
た。この制御用のキーとして、押しボタンまたはスクリ
ーン上のキーが用いられていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このような場合、撮像
装置が全方向に対して自由度があっても、実際には、８
方向（上、下、左、右、右上、右下、左上、左下）にし
か制御できない。このため、画面上で被写体が移動した
場合、思った通りの方向に撮像装置の向きを変えること
が困難になる。また、被写体が画面上を速く動いた場合
や遅く動いた場合でも、撮像装置が駆動する速度は固定
されていたので、滑らかな追従が期待できない。

【０００４】従って、この発明の目的は、映し出される
画面上の任意の位置を指定することによって、指定され
た被写体が画面の中心に向かってくるように撮像装置を
駆動させるために、最良な駆動データを決定することが
できる撮像装置および撮像方法を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、映像を撮影する撮像手段と、撮像手段の撮像する方
角を制御する駆動手段と、駆動手段を制御することによ
って、撮像手段の映出する映像を選択するための映像選
択手段とを有し、映像選択手段は、映像が表示される操
作領域と、操作領域で任意の被写体を指定し、被写体が
操作表示部の中央に向かってくるのに最適なデータを決
定するデータ決定部とからなることを特徴とする撮像装
置である。

【０００６】また、請求項５に記載の発明は、映像を撮
影するステップと、撮像する方角を制御するステップ
と、撮像する方角を制御することによって、撮影によっ
て映出する映像を選択するためのステップとからなり、
映像を選択するためのステップは、映像が表示される操
作領域で任意の被写体を指定し、被写体が操作領域の中
央に向かってくるのに最適なデータを決定するステップ
とからなることを特徴とする撮像方法である。

【０００７】様々な方向に自由に駆動することができる
パンチルタカメラからの映像が接続されているコンピュ
ータに供給される。その映像は、モニタの操作領域に表
示され、その操作領域の任意の一点がコンピュータに接
続されたポインティングデバイスで指示される。そのと
きのパンチルタの位置情報（ｐ，ｔ）、ズームレンズの
位置情報（ｚ）からパンチルタの角度情報（θ，φ）、
ズームレンズの倍率情報（γ）が算出される。その算出
された角度情報（θ，φ）、倍率情報（γ）とポインテ
ィングデバイスの位置座標（ξ，η）とから速度データ
（ν，μ）が算出され、算出された速度データ（ν，
μ）の中心からの距離に比例して速度が求められ、その
値の符号から方向が求められる。これによって最適な方
向と速度が求められ、選択された被写体を容易に画面の
中心に捕らえることが可能になる。さらに、映像が表示
されている操作領域の任意の一点をポインティングデバ
イスで操作するため、パンチルタカメラを駆動する方向
や速度が操作者に容易に確認するとができる。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、この発明の一実施例につい
て図面を参照して説明する。図１は、この発明の概略的
な外観図を示す。１で示すコンピュータには、モニタ
２、マウス８およびパンチルタカメラ３が接続される。
パンチルタカメラ３は、パンチルタ部とカメラ部とが一
体的に構成されたものを意味する。この図１では、一例
としてパンチルタカメラ３は、４に示すような環境にあ
る実際の景色に設置される。この環境の実際の景色４に
設置されたパンチルタカメラ３によって撮影された画面
（以下、撮影画面と称する）を５に示す。この撮影画面
５は、実際に撮影している画面であって、ズームを行う
と画角が小さくなり、ワイドを行うと画角が大きくな
る。

【０００９】パンチルタカメラ３によって取り込まれる
撮影画面５の映像は、コンピュータ１に供給される。コ
ンピュータ１に供給された映像は、モニタ２に表示され
る。モニタ２では、供給された撮影画面５がモニタ２の
画面上の操作領域６に表示される。この操作領域６は、
マウス８の位置に矢印形のカーソル７が描画されている
撮像画像中の任意の一点を指示することによって、パン
チルタカメラ３を操作するものである。すなわち、マウ
ス８でカーソル７を操作することによって、パンチルタ
カメラ３が駆動され、撮影画面５が移動するので操作領
域６に表示される映像を変えることができる。

【００１０】操作領域６の一例を図２に示す。図２中に
示す点線は、操作領域６を分割した領域（以下、分割領
域と称する）の境界を示すもので、実際には、表示され
なくても良い。また、図２中に示す矢印形のカーソル
は、各分割領域と対応するカーソルの形状を示したもの
である。すなわち、操作領域６は、中央の分割領域を中
心として放射状に１６ヶ所の分割領域に分けられる。そ
して、図２には、合計で１７ヶ所の分割領域に対応する
１７個のカーソルの形状が示される。また、マウス８が
操作領域６に存在する場合、そのマウス８が含まれる分
割領域に対応した１つのカーソルの形状が描画される。
例えば、マウス８が操作領域６の中央の分割領域に存在
する場合、カーソル７の形状は、図２に示すように十字
のような形状となる。また、マウス８が操作領域６の外
にある場合、通常の矢印形のカーソルが描画される。

【００１１】パンチルタ２８を駆動させる速度は、基準
位置例えば操作領域６の中心からのマウス８の距離に比
例する。すなわち、操作領域６の中心に近ければ、パン
チルタ２８を駆動させる速度は遅く、操作領域６の中心
から遠ければ、パンチルタ２８を駆動させる速度は速
い。そして、カーソル７は、マウス８のボタンが押され
ているときに、カーソルの色を変えたり、ブリンクさせ
たりすることもできる。また、この一例は、操作領域６
が中央の分割領域とその周辺の１６の分割領域とから構
成され、パンチルタ２８を１６の方向に駆動させるよう
にした操作領域であるが、領域を分割することなく操作
領域１６の中心に対するマウス８の位置に応じて、パン
チルタ２８を自由な方向に駆動するようにしても良い。

【００１２】図３に示すように、モニタ２の画面上に
は、操作領域６とカーソル７が表示され、マウス８を操
作することによって、カーソル７が移動し、操作領域６
に表示されている映像が変えられるものである。

【００１３】図４は、この発明の一実施例を適用した全
システムのブロック図である。このシステムは、カメラ
部１１、パンチルタ部１２、ＴＶモニタ１３、コンピュ
ータ１、マウス８等のポインティングデバイス１４、モ
ニタ２から構成される。また、上述したパンチルタカメ
ラ３は、カメラ部１１とパンチルタ部１２からなり、一
例としてカメラ部１１がパンチルタ部１２の上に設置さ
れる。カメラ部１１は、レンズブロック部１５、ズーム
レンズ１６、ズーム部１７、ズームレンズ１６用のモー
タ１８、固体撮像素子１９、信号分離／自動利得調整回
路（ＳＨ／ＡＧＣ）２０、Ａ／Ｄ変換器２１、信号処理
回路２２から構成され、全体としてビデオカメラを示
す。

【００１４】パンチルタ部１２は、モードコントローラ
２３、カメラコントローラ２４、パンチルタコントロー
ラ２５、パン用のモータ２６、チルト用のモータ２７、
パンチルタ２８から構成される。コンピュータ１は、制
御部３１、ビデオキャプチャーボードからなるビデオキ
ャプチャー部２９、記憶部３０から構成される。

【００１５】被写体から到達する撮像光は、レンズブロ
ック部１５のレンズ群、絞りを通って固体撮像素子１９
に結像される。固体撮像素子１９の一例として、ＣＣＤ
（Charge Coupled Device ）がある。結像された撮像光
は、視野映像を映像信号に変換した後、信号分離／自動
利得調整回路２０に供給される。信号分離／自動利得調
整回路２０では、映像出力信号がサンプルホールドされ
るとともに、オートアイリス（ＡＥ）の制御信号によっ
て所定のゲインを持つように利得制御される。それによ
って、得られる映像出力信号は、Ａ／Ｄ変換器２１を介
して、信号処理回路２２へ供給される。信号処理回路２
２では、入力された信号が輝度（Ｙ）、色（Ｃ）、ビデ
オ信号といった各信号に変換され、映像信号としてＴＶ
モニタ１３およびコンピュータ１のビデオキャプチャー
部２９へ供給される。

【００１６】また、カメラ部１１のレンズブロック部１
５は、ズームレンズ１６を駆動することによって撮像す
る画角を変化させることが可能なズームレンズである。
そのレンズブロック部１５は、パンチルタ部１２のカメ
ラコントローラ２４の駆動命令により、例えばステッピ
ングモータからなるモータ１８を回転させ、ズームレン
ズ１６を駆動させる。このカメラコントローラ２４は、
カメラ部１１のレンズ制御（例えば、フォーカス、ズー
ム等）、露出制御（例えば、絞り、ゲイン、電子シャッ
タースピード等）、白バランス制御、画質制御等を通常
行うコントローラであるとともに、モードコントローラ
２３とのインタフェースも行っている。ズームレンズ１
６の制御に関連するインタフェース制御として、モード
コントローラ２３より送られてくるズームレンズ１６の
駆動命令に対して、ズームレンズ１６が命令された位置
に駆動されるように制御信号をモータドライバに出力す
るとともに、現在のズームレンズ１６の位置情報が常時
モードコントローラ２３に通信される。

【００１７】また、カメラ部１１は、パン、チルトとい
った２軸の回転方向の自由度を持つ装置であるパンチル
タ部１２の上に設置される。そのパンチルタ部１２は、
パンチルタコントローラ２５の駆動命令により、パン用
のモータ２６およびチルト用のモータ２７を回転させ、
パンチルタ２８の雲台が各々駆動される。これらモータ
２６および２７の、一例としてステッピングモータがあ
る。このパンチルタコントローラ２５は、モードコント
ローラ２３より送られてくるパン、チルト各々の方向の
駆動命令に対して、パン、チルト各々の雲台が、命令さ
れた位置に駆動されるように制御信号をモータドライバ
に出力するとともに、現在のパンチルタ２８のパン、チ
ルト各々の雲台の位置情報が常時モードコントローラ２
３に通信される。

【００１８】モードコントローラ２３は、カメラ部１
１、パンチルタ部１２の内部状態、およびパンチルタカ
メラ３の外部からのインタフェース情報に従い、後述す
るようにシステム全体を制御する。モードコントローラ
２３は、例えばコンピュータ１とＲＳ−２３２Ｃにより
接続され、コンピュータ１からの駆動命令に対し、パン
チルタ２８、レンズブロック部１５のズームレンズ１６
を駆動するようにパンチルタコントローラ２５、カメラ
コントローラ２４に命令を振り分けるとともに、パンチ
ルタコントローラ２５、カメラコントローラ２４より送
られてくる現在の位置情報をコンピュータ１に送信す
る。

【００１９】この一実施例では、パンチルタカメラ３の
映出する映像を選択するためにコンピュータ１を使用し
ている。そして、モニタ２の画面上のグラフィック表示
と、ポインティングデバイス１４（マウス８）の指示位
置、クリック等の操作とから得られる情報を処理するこ
とでモードコントローラ２３への通信データを決定して
いる。また、カメラ部１１の映像をモニタ２に表示する
ため、ビデオキャプチャー部２９が使用される。このビ
デオキャプチャー部２９は、カメラ部１１より入力され
てくる映像信号を任意の品質でモニタ２に表示すること
が可能であるとともに、キャプチャー信号により任意の
画像フォーマット（例えば、ビットマップ形式、ＪＰＥ
Ｇ形式の静止画、ＪＰＥＧ形式の動画等）に、任意の品
質でキャプチャーし、コンピュータ１の記録部３０（例
えば、ハードディスク）上にストレージすることができ
る。

【００２０】次に、コンピュータ１内の制御アルゴリズ
ムの一例を図５を用いて説明する。まず、ステップＳ１
では、プログラムがスタートすると、図３に示すよう
に、モニタ２上に操作領域６、カーソル７が設定される
初期化が行われる。そして、ステップＳ２では、コンピ
ュータ１とモードコントローラ２３とが所定の周期で通
信を行うために、タイマが設定される。これらの初期設
定動作が完了すると、ステップＳ３の各種発生するイベ
ント待ち状態に制御が移り、発生したイベントに対応し
てステップＳ３から制御が移る。発生するイベントは、
先に設定したタイマイベント（ステップＳ４）、マウス
８（ポインティングデバイス１４）の左ボタンがクリッ
クされたときに発生するマウスボタンダウンイベント
（ステップＳ５）およびマウスボタンアップイベント
（ステップＳ６）、マウス８が移動したときに発生する
マウス移動イベント（ステップＳ７）などがある。そし
て、発生したイベントに対応して制御が移る。

【００２１】タイマイベントのアルゴリズムの詳細につ
いて、図６のフローチャートを用いて説明する。この一
例のタイマイベントは、周期的にコンピュータ１とモー
ドコントローラ２３との通信を行うために発生するイベ
ントである。イベントの発生は、一例として５０ｍｓｅ
ｃ間隔で発生する。タイマイベントが発生すると、ステ
ップＳ１１では、通信ポートの設定が完了しているか否
かが判断される。通信ポートの設定が完了している
（済）と判断されると、ステップＳ１２へ制御が移り、
通信ポートの設定が完了していない（未）と判断される
と、ステップＳ１６へ制御が移る。すなわち、通信ポー
トの設定が完了していない初回のみ、ステップＳ１６に
制御が移り、通信ポートの開設処理が行われる。この実
施例では、コンピュータ１上のＲＳ−２３２Ｃポートの
開設が行われる。

【００２２】それ以降のタイマイベントでは、受信デー
タの確認、解析処理、パンチルタ２８の駆動命令等の送
信バッファにたまっているデータの送信処理、またはパ
ンチルタ２８、ズームレンズ１６の状態確認要求のため
の通信データの送信処理が行われる。このアルゴリズム
では、ステップＳ１１からステップＳ１２へ制御が移
り、ステップＳ１２では、受信バッファのデータの有無
が確認され、受信データが存在する場合、ステップＳ１
３に制御が移り、受信データが存在しない場合、ステッ
プＳ１４に制御が移る。ステップＳ１３では、受信バッ
ファに存在する受信データが解析され、モードコントロ
ーラ２３に要求したパンチルタ２８の位置情報（ｐ，
ｔ）や、ズームレンズ１６の位置情報（ｚ）が取得され
る。これらのデータが後述する図７、図８の方式に従
い、パンチルタ２８の角度情報（θ，φ）、ズームレン
ズ１６の倍率情報（γ）に変換される。

【００２３】次に、ステップＳ１４では、データの送信
要求の有無が確認される。データ送信要求が存在する
（Flag-in ＝True）場合、ステップＳ１７に制御が移
り、送信バッファに格納されているデータの送信処理が
なされる。この送信バッファにたまったデータの一例と
して、マウス８で設定されたパンチルタ２８の駆動命令
のデータなどがある。そして、送信要求がない（Flag-i
n ＝False ）場合、さらにパンチルタ２８およびズーム
レンズ１６の位置要求命令がモードコントローラ２３に
送信される。

【００２４】ここで、上述したパンチルタ２８の位置情
報（ｐ，ｔ）を角度情報（θ，φ）に変換する方法を図
７を用いて説明する。まず、図７Ａに示す、PdatMin
は、パンチルタコントローラ２５の左端の内部カウント
データであり、PdatMax は、パンチルタコントローラ２
５の右端の内部カウントデータである。また、PragMin
は、パンチルタ２８のホームポジションを０（rag ）と
した時の左端の角度データであり、PragMax は、パンチ
ルタ２８のホームポジションを０（rag ）とした時の右
端の角度データである。

【００２５】そして、パンデータｐからパン角度θを求
めるために、 (PragMax−θ）：(PragMax−PragMin)＝(PdatMax−p)：
(PdatMax−PdatMin) となり、これよりパン角度θは、 θ＝PragMax −(PragMax−PragMin)×(PdatMax−p)／(P
datMax−PdatMin) となる。

【００２６】また、図７Ｂに示す、TdatMin は、パンチ
ルタコントローラ２５の上端の内部カウントデータであ
り、TdatMax は、パンチルタコントローラ２５の下端の
内部カウントデータである。また、TragMin は、パンチ
ルタ２８のホームポジションを０（rag ）とした時の上
端の角度データであり、TragMax は、パンチルタ２８の
ホームポジションを０（rag ）とした時の下端の角度デ
ータである。

【００２７】そして、チルトデータｔからチルト角度φ
を求めるために、 (TragMax−φ）：(TragMax−TragMin)＝(TdatMax−t)：
(TdatMax−TdatMin) となり、これよりチルト角度φは、 φ＝TragMax −(TragMax−TragMin)×(TdatMax−t)／(T
datMax−TdatMin) となる。

【００２８】次に、上述したズームレンズ１６の位置情
報（ｚ）を倍率情報（γ）に変換する方法を図８を用い
て説明する。この図８は、縦軸にレンズ倍率情報を表
し、横軸にズームレンズの内部情報を表す。取得したズ
ームレンズ１６の位置情報（ｚ）は、図８に示す変換グ
ラフに照らし合わし、コンピュータ１上で倍率情報
（γ）に変換される。

【００２９】マウス移動イベントのアルゴリズムの詳細
について、図９のフローチャートを用いて説明する。こ
の一例のマウス移動イベントは、マウス８（ポインティ
ングデバイス１４）が移動すると発生するイベントであ
る。この一例では、マウス移動イベントは、パンチルタ
２８の駆動方向および速度を設定するために使用され
る。このマウス移動イベントが発生すると、ステップＳ
２１では、操作領域６内にマウス８が存在するか否かが
確認され、操作領域６内にマウス８が存在する（操作領
域内）と確認された場合、ステップＳ２２へ制御が移
り、Flag-in フラグを立てる（True）。そして、ステッ
プＳ２３では、図１０Ａに示すように操作領域６の中心
を（０，０）とした相対座標とし、その操作領域６上の
マウス８の位置座標（ξ，η）が獲得される。この図１
０Ａは、操作領域６のマウス８（ポインティングデバイ
ス１４）の座標であり、操作領域６内のマウス８の可動
範囲（ｙ方向、ｚ方向）を（Ｎｙ，Ｎｚ）とする。

【００３０】このマウス８の位置座標（ξ，η）と、パ
ンチルタ２８が向いている角度情報（θ，φ）と、ズー
ムレンズ１６のワイド端を１倍とする現在のズーム相対
倍率とする倍率情報（γ）とから速度データ（ν，μ）
を求める。

【００３１】 （ν，μ）＝((f(ξ，η，θ，φ，γ）−θ)/ｍ,(g(ξ，η，θ，φ，γ）− θ)/ｍ） （１） ただし、ｍは、パンチルタ２８には、速度の限界がある
ため、速度データが出力範囲に収まるようにするための
係数である。

【００３２】また、簡略式を用いると、 （ν，μ）＝（ｆ（ξ)/ｍ，ｇ（η)/ｍ） （２） となり、この式（１）または式（２）からパンチルタ２
８の仮の速度データ（ν，μ）が算出される。図１０Ｂ
に示すように、原点と速度データ（ν，μ）を結ぶベク
トルが速度と方向を示す。この図１０Ｂは、マウス８
（ポインティングデバイス１４）によって設定される方
向、速度データである。図１０Ａおよび図１０Ｂによっ
て、撮像された映像が表示される操作領域６のマウス８
の座標情報（ξ，η）を速度データ（ν，μ）へ変換す
るイメージを示す。

【００３３】さらに、マウス８の左ボタンが押され続け
ている状態か否かがステップＳ２４では、判断される。
マウス８の左ボタンが押され続けている（Flag-down ＝
True）場合、ステップＳ２５へ制御が移り、ステップＳ
２５では、速度データ（ν，μ）と、前回算出した速度
データ（ｐν，ｐμ）との比較が行われる。マウス８の
左ボタンが押された状態、すなわち前回データとの不一
致が確認された（ (ｐν，ｐμ）≠（ν，μ））場合、
ステップＳ２６に制御が移る。具体的には、マウス８の
左ボタンを押さえた状態でマウス８を移動させた場合、
ステップＳ２５からステップＳ２６へ制御が移る。ステ
ップＳ２６では、速度データ（ν，μ）から得られる速
度でパンチルタ２８を駆動させる駆動命令を送信バッフ
ァに転送し、Flag-so フラグをセット（True）する。

【００３４】ステップＳ２７では、速度データ（ν，
μ）が前速度データ（ｐν，ｐμ）に保持され、速度デ
ータの更新が行われる。また、ステップＳ２４およびＳ
２５の条件に合致しない（Flag-down ＝False or (ｐ
ν，ｐμ）＝（ν，μ））場合、ステップＳ２７へ制御
が移る。すなわち、送信の処理を行わず、ステップＳ２
７において、速度データ（ν，μ）が前速度データ（ｐ
ν，ｐμ）に保持される。そして、ステップＳ２８で
は、速度データ（ν，μ）で示すマウス８の位置にカー
ソル７が描画される。そのカーソル７は、操作領域６内
の分割領域または操作領域外の対応するカーソルの形状
に描画される。

【００３５】また、ステップＳ２１において、操作領域
６内にマウス８が存在しない（操作領域外）と確認され
た場合、ステップＳ２９へ制御が移り、ステップＳ２９
では、Flag-in フラグとFlag-down フラグとをクリア
（False ）する。そして、ステップＳ３０では、速度デ
ータ（ν，μ）に停止を意味する（０，０）を代入す
る。つまり、マウス８が操作領域６から出た場合は、駆
動装置（パンチルタ２８）の停止を意味する。

【００３６】ただし、常に領域外での停止の命令を出力
するのは無意味なので、ステップＳ３１では、速度デー
タ（ν，μ）と前速度データ（ｐν，ｐμ）とのデータ
の比較が行われ、不一致の場合、ステップＳ３２へ制御
が移り、同一の場合、ステップＳ２７へ制御が移る。こ
のステップＳ３１で不一致と判断される一例として、操
作領域６内でマウス８の左ボタンを押さえた状態でマウ
ス８を操作領域６外へ移動した場合がある。ステップＳ
３２では、パンチルタ２８の駆動を停止させる通信命令
が設定され、Flag-so フラグがセット（True）される。
そして、モニタ２の画面には、停止を意味するカーソル
の形状（例えば、×）にカーソル７が描画される。

【００３７】上述の処理によると、操作領域６内でマウ
ス８の左ボタンが押されると、後述するマウスボタンダ
ウンイベントによって、パンチルタ２８の駆動を開始す
るトリガ情報が発生する。マウス８の移動が開始される
と、Flag-in ＝True、Flag-down ＝True、（ν，μ）≠
（ｐν，ｐμ）となる。このとき、操作領域６内でマウ
ス８の左ボタンが離された位置座標（ξ，η）に基づい
て、速度データ（ν，μ）が求められる。後述するマウ
スボタンアップイベントのアルゴリズムによって、マウ
ス８の左ボタンが離されるのが監視されている。このマ
ウスボタンアップイベントによって、マウス８の左ボタ
ンが離されると、パンチルタ２８の駆動を停止されるト
リガ情報が発生する。しかしながら、マウス８の左ボタ
ンが押されたまま、操作領域６の外へマウス８が移動す
ると、Flag-in ＝False 、Flag-down ＝False 、（ν，
μ）＝（０，０）となる。すなわち、このマウス移動イ
ベントのアルゴリズムにおいて、マウス８が操作領域６
の外に出ると、強制的にパンチルタ２８の駆動が停止さ
れる。

【００３８】ここで、上述した式（１）に示される平面
球面変換の処理を図１１を参照して説明する。図１１Ａ
に示すように、ホームポジション（緯度、経度の原点）
を向いたカメラ映像上の点（ξ，η）の空間上の座標
は、次のように表せる。

【００３９】

【数１】

【００４０】このとき、 ｋ₁ ＝tan(λ／２γ）／（Ｎｙ／２） ｋ₂ ＝tan(μ／２γ）／（Ｎｚ／２） となり、（Ｎｙ，Ｎｚ）は、ポインティングデバイス１
４（マウス８）の駆動範囲（ｙ方向，ｚ方向）であり、
（λ，μ）はワイド端での水平、垂直画角であり、γは
ワイド端を１倍とする現在のズーム相対倍率（倍率情
報）である。

【００４１】また、図１１Ｂに示すように、一般的に３
次元の回転行列は、次式のように示すことが知られてい
る。

【００４２】

【数２】

【００４３】ホームポジションから角度情報（θ，φ）
だけパン、チルトしたカメラ画像上の点（ξ，η）と、
ホームポジションから（α，β）の点が同じ方向にある
ことから、次の関係が成り立つ。

【００４４】 Ｒ_z （θ）Ｒ_y （φ）ｐ＝ｌＲ_z （α）Ｒ_y （β）ｅ_x これをｐについて解くと、

【００４５】

【数３】

【００４６】ここで、

【００４７】

【数４】

【００４８】とおくと、次のようにξ，ηが求められ
る。

【００４９】ｌ＝１／ａ ξ＝−ｌｂ／ｋ₁ ＝−ｂ／ｋ_1a η＝ｌｃ／ｋ₂ ＝ｃ／ｋ_2a 以上の式よりホームポジションから（α，β）の角度に
ある座標データより、撮像座標に映し出される（ξ，
η）を求めることができる。

【００５０】ξ＝(-sin(α−θ)cosβ)/(k₁ (cos( α−
θ)cosφ cosβ＋ sinφ sinβ)) η＝(-cos(α−θ)sinφ cosβ＋ cosφ sinβ)/(k₂ (c
os( α−θ)cosφ cosβ＋ sinφ sinβ)) 逆に以下の式より撮像座標に映し出される（ξ，η）よ
り、（α，β）の角度にある座標データを求めることも
できる。

【００５１】まず、ｌ＝｜ｐ｜であるから、 ａ＝１／√（１＋ｋ₁ ² ξ² ＋ｋ₂ ² η² ） ｂ＝−ｋ₁ ξ／√（１＋ｋ₁ ² ξ² ＋ｋ₂ ² η² ） ｃ＝ｋ₂ η／√（１＋ｋ₁ ² ξ² ＋ｋ₂ ² η² ） となる。ただし、√（ ）は、（ ）内の計算結果に対
して平方根の処理を行うものである。

【００５２】また、式（３）より、 ａ＝cos(α−θ)cosφ cosβ＋ sinφ sinβ ｂ＝sin(α−θ)cosβ ｃ＝−cos(α−θ)sinφ cosβ＋ cosφ sinβ となる。

【００５３】以上の式より ａ sinφ＋ｃ sinθ＝ sinβ tan(α−θ) ＝ｂ/(ａ cosφ−ｃ sinθ) であるから、 β＝sin ^-1(sinφ/ √(1＋ｋ₁ ² ξ² ＋ｋ₂ ² η² ）＋
sinθｋ₂ η/ √(1＋ｋ₁ ² ξ² ＋ｋ₂ ² η² ） α＝tan ^-1（−ｋ₁ ξ/( cosφ−ｋ₂ η sinθ))＋θ となる。

【００５４】よって、 （α，β）＝（ｆ（ξ，η，θ，φ，γ），ｇ（ξ，η，θ，φ，γ）） （４） が求めることができる。

【００５５】また、誤差を多少許容する式（２）であれ
ば、以下のように（α，β）を求めることができる。

【００５６】α＝θ＋（λ／γ）×（ξ／Ｎｙ） β＝φ＋（μ／γ）×（η／Ｎｚ） つまり、式（４）は、 （α，β）＝（ｆ（ξ，θ，γ），ｇ（η，φ，γ）） （５） となり、簡略化することができる。

【００５７】（α，β）より画面の中心からの相対角度
を算出し、さらにパンチルト方向の比を求めると、式
（４）より α−θ：β−φ＝f(ξ，η，θ，φ，γ）−θ：g(ξ，
η，θ，φ，γ）−φ α−θ＝tan(−ｋ₁ ξ／(cosφ−ｋ₂ η sinθ)) β−φ＝sin( sinφ／√(1＋ｋ₁ ξ＋ｋ₂ η) ＋ sinθ
ｋ₂ η／√(1＋ｋ₁ ξ＋ｋ₂ η))−φ となる。

【００５８】式（５）の簡略した（α，β）より画面の
中心からの相対角度を算出し、さらにパンチルト方向の
比を求めると、 α−θ：β−φ＝f(ξ，θ，γ）−θ：g(η，φ，γ）
−φ α−θ＝（λ）×（ξ／Ｎｙ） β−φ＝（μ）×（η／Ｎｚ） つまり、 α−θ：β−φ＝ｆ（ξ）：ｇ（η） となる。

【００５９】次に、マウスボタンダウンイベントのアル
ゴリズムの詳細について、図１２のフローチャートを用
いて説明する。この一例のマウスボタンダウンイベント
は、マウス８の左ボタンが押された時に発生するイベン
トである。このイベントは、パンチルタ２８を駆動する
ためのトリガ情報として使用される。このイベントが発
生すると、ステップＳ４１では、Flag-in フラグを確認
し、マウス８が操作領域６に存在するか否かを確認す
る。マウス８が操作領域６に存在しない（Flag-in ＝Fa
lse ）場合、ステップＳ４５へ制御が移り、そのイベン
トは無効となり、Flag-down フラグがクリア（False ）
される。

【００６０】マウス８が操作領域６に存在する（Flag-i
n ＝True）場合、ステップＳ４２に制御が移る。ステッ
プＳ４２では、マウス移動イベントで取得した速度デー
タ（ν，μ）に従って、算出した速度、方向データが駆
動用として、送信バッファにセットされると共に、Flag
-so フラグとFlag-down フラグとがセット（True）され
る。そして、ステップＳ４３では、速度データ（ν，
μ）が前速度データ（ｐν，ｐμ）にバックアップされ
る。そして、ステップＳ４４では、速度データ（ν，
μ）に対応する位置に、駆動方向に従ったカーソルの形
状にカーソル７が描画される。

【００６１】また、マウスボタンアップイベントのアル
ゴリズムの詳細について、図１３のフローチャートを用
いて説明する。この一例のマウスボタンアップイベント
は、マウス８の左ボタンが離された時に発生するイベン
トである。このイベントは、駆動イベントの終了を意味
するイベントとして使用される。

【００６２】このイベントが発生すると、ステップＳ５
１では、Flag-down フラグを確認し、マウス８の左ボタ
ンが押し続けられてるか否かが確認される。マウス８の
左ボタンが離された、すなわちFlag-down フラグが（Fa
lse ）の場合、ステップＳ５５へ制御が移り、押し続け
られていた、すなわちFlag-down フラグがセット（Tru
e）されていた場合、ステップＳ５２に制御が移る。

【００６３】ステップＳ５２では、速度データ（ν，
μ）にパンチルタ２８の駆動の停止を意味する（０，
０）を代入する。そして、ステップＳ５３では、パンチ
ルタ２８の駆動を停止させるための通信命令を設定す
る。さらに、Flag-down フラグをクリア（False ）し、
Flag-so フラグをセット（True）する。ステップＳ５４
では、速度データ（ν，μ）が前速度データ（ｐν，ｐ
μ）にバックアップされる。ステップＳ５５では、速度
データ（ν，μ）に対応する位置に、停止を意味するカ
ーソルの形状（例えば、×）にカーソル７が描画され
る。

【００６４】この一実施例では、ポインティグデバイス
１４の一例として、マウス８を用いて説明したが、これ
に限らず、モニタ２の画面を指示できるものであればど
のようなポインティングデバイスでも良い。例えば、ジ
ョイスティック，タッチパネルなどを用いても可能であ
る。

【００６５】また、この一実施例では、映像が表示され
る操作領域６を使用して、パンチルタ２８を最適に駆動
させ、滑らかな映像の表示を可能にしたが、パンチルタ
２８を大まかに駆動させるための８方向キー（上、下、
左、右、右上、右下、左上、左下）を併用しても何ら問
題はない。

【００６６】

【発明の効果】この発明に依れば、各部の動作により、
操作者が指定した、操作領域に映し出された映像に対
し、自由度のある操作性を実現することが可能となる。
しかも、撮像映像上で操作を行うため、映像の方向を一
義的に決定することが容易であり、８方向キーでの操作
では得られない、操作の容易性、自由度を提供すること
が可能になる。また、画面上を指定するため、感覚的に
不明になりがちな、駆動方向の表示もポインティングデ
バイスのカーソルの形状を変更することで明確化するこ
とが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明のシステムを説明するための外観図で
ある。

【図２】この発明に係るカーソルの描画を説明するため
の略線図である。

【図３】この発明に係る画面を説明するための略線図で
ある。

【図４】この発明のシステムの一実施例のブロック図で
ある。

【図５】この発明の全体の処理の一例である。

【図６】この発明のタイマイベントの処理の一例であ
る。

【図７】この発明に係る内部座標と角度座標を説明する
ための略線図である。

【図８】この発明に係るズームデータと倍率データの変
換を説明するための略線図である。

【図９】この発明のマウス移動イベントの処理の一例で
ある。

【図１０】この発明に係る速度と方向データの変換を説
明するための略線図である。

【図１１】この発明に係る座標変換を説明するための略
線図である。

【図１２】この発明のマウスボタンダウンイベントの処
理の一例である。

【図１３】この発明のマウスボタンアップイベントの処
理の一例である。

【図１４】従来の映像操作を説明するための略線図であ
る。

【符号の説明】

１・・・コンピュータ、２・・・モニタ、６・・・操作
領域、７・・・カーソル、１１・・・カメラ部、１２・
・・パンチルタ部、１３・・・ＴＶモニタ、１４・・・
ポインティングデバイス、１５・・・レンズブロック
部、１６・・・ズームレンズ、１７・・・ズーム部、１
８、２６、２７・・・モータ、１９・・・固体撮像素
子、２０・・・信号分離／自動利得調整回路、２１・・
・Ａ／Ｄ変換器、２２・・・信号処理回路、２３・・・
モードコントローラ、２４・・・カメラコントローラ、
２５・・・パンチルタコントローラ、２８・・・パンチ
ルタ、２９・・・ビデオキャプチャー、３０・・・記憶
部、３１・・・制御部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 細沼 直泰 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 (72)発明者 玉山 研 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 映像を撮影する撮像手段と、 上記撮像手段の撮像する方角を制御する駆動手段と、 上記駆動手段を制御することによって、上記撮像手段の
   映出する映像を選択するための映像選択手段とを有し、 上記映像選択手段は、 上記映像が表示される操作領域と、 上記操作領域で任意の被写体を指定し、上記被写体が上
   記操作表示部の中央に向かってくるのに最適なデータを
   決定するデータ決定部とからなることを特徴とする撮像
   装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の撮像装置において、 上記映像選択手段は、 上記操作領域に指標を有し、 上記指標の指示する位置によって上記駆動手段が駆動さ
   れる方向に関連付けられた方向を示す形状を表示するよ
   うにしたことを特徴とする撮像装置。
3. 【請求項３】 請求項１に記載の撮像装置において、 上記映像選択手段は、 上記操作領域の任意の一点が指定されると、上記操作領
   域の基準位置からの距離と方向に応じて駆動する速度、
   方向を変更するようにしたことを特徴とする撮像装置。
4. 【請求項４】 請求項１に記載の撮像装置において、 上記映像選択手段は、 上記操作領域の任意の一点が指定されると、上記指定し
   た一点が上記駆動手段の回転中心を基準にした仮想球面
   上の座標を算出し、 上記駆動手段が現在向いている方向との差分に基づい
   て、パン、チルトの駆動速度の配分を行うようにしたこ
   とを特徴とする撮像装置。
5. 【請求項５】 映像を撮影するステップと、 上記撮像する方角を制御するステップと、 上記撮像する方角を制御することによって、上記撮影に
   よって映出する映像を選択するためのステップとからな
   り、 上記映像を選択するためのステップは、 上記映像が表示される操作領域で任意の被写体を指定
   し、上記被写体が上記操作領域の中央に向かってくるの
   に最適なデータを決定するステップとからなることを特
   徴とする撮像方法。