TWI475311B - 轉向攝影機及自動轉向雲台 - Google Patents

Description

轉向攝影機及自動轉向雲台

本發明係關於一種攝影機與雲台，特別是一種轉向攝影機及自動轉向雲台。

目前，雖然已有可轉向的監視攝影機，然其旋轉方向與角度需由監控人員控制。又如一般攝影現場，需由攝影人員掌握攝影機的拍攝方向，每當增加一台攝影機，則需增加一名攝影人員。由此可知，如可由攝影機自行追蹤拍攝，則可節省操作攝影機的人力負擔。

鑒於以上的問題，本發明在於提供一種轉向攝影機及自動轉向雲台，藉以解決先前技術所存在如何節省拍攝人力的問題。

本發明之一實施例提供一種轉向攝影機，係可追蹤一紅外線發射器，包括：旋轉基座、第一攝影機、第二攝影機以及控制模組。第一攝影機設置於旋轉基座上。第二攝影機設置於旋轉基座上，以取得一紅外線動態影像。第一攝影機與第二攝影機朝同一方向拍攝。控制模組訊號連接第二攝影機，以識別紅外線動態影像中紅外線發射器的移動方向，並據以控制旋轉基座轉向，以使第一攝影機 持續朝紅外線發射器的方向拍攝。

本發明之另一實施例提供一種自動轉向雲台，係追蹤一紅外線發射器的移動，包括：旋轉基座、第二攝影機以及控制模組。第二攝影機位於旋轉基座的表面，以取得一紅外線動態影像。控制模組訊號連接第二攝影機，以識別紅外線動態影像中紅外線發射器的移動方向，並據以控制旋轉基座轉向，以使第二攝影機持續朝紅外線發射器的方向拍攝。

在一實施例中，自動轉向雲台包含二紅外線接收器，分別設置於其鏡頭的左右二側。

在一實施例中，紅外線發射器發出一紅外線編碼訊號，控制模組根據紅外線接收器中的其中之一接收到的紅外線編碼訊號識別紅外線發射器係朝左方或右方移動。

在一實施例中，紅外線接受器的感測範圍部分重疊於第二攝影機的鏡頭的攝影範圍的左右二端。

在一實施例中，控制模組根據對應第一攝影機的拍攝影像的調整訊息，偏轉第一攝影機與旋轉基座中的至少其中之一。

根據本發明之轉向攝影機及自動轉向雲台，可自動調整第一攝影機的拍攝方向。並且，透過紅外線影像與紅外線編碼訊號的雙重確認機制，可增加辨識目標物的準確度。再者，透過於第二攝影機的周圍設置紅外線接收器，可擴大感測範圍。最後，根據第一攝影機的拍攝影像， 還可自動適應性的微調第一攝影機的拍攝影像，使第一攝影機200的拍攝畫面更符合所需。

100‧‧‧轉向攝影機

200‧‧‧第一攝影機

300‧‧‧自動轉向雲台

310‧‧‧旋轉基座

311‧‧‧頂面

313‧‧‧側面

330‧‧‧第二攝影機

332‧‧‧鏡頭

334‧‧‧濾光片

336‧‧‧紅外線接收器

336a‧‧‧第一紅外線接收器

336b‧‧‧第二紅外線接收器

350‧‧‧控制模組

352‧‧‧影像辨識單元

354‧‧‧驅動單元

370‧‧‧馬達

400‧‧‧腳架

500‧‧‧導播伺服器

600‧‧‧紅外線發射器

610‧‧‧紅外線光源

Z1、Z2‧‧‧感測範圍

Z3‧‧‧攝影範圍

S1、S2、S3‧‧‧紅外線編碼訊號

第1圖係為根據本發明一實施例之轉向攝影機之立體圖；第2圖係為根據本發明一實施例之轉向攝影機之分解圖；第3圖係為根據本發明一實施例之轉向攝影機之使用示意圖；第4圖係為根據本發明一實施例之轉向攝影機之電路方塊圖；以及第5圖係為根據本發明另一實施例之轉向攝影機之電路方塊圖。

以下說明是本領域中有經驗的技術人員向本領域中的其他技術人員有效地傳達其工作實質的手段。因此，眾所週知的方法、過程、構造和電路並沒有被詳細描述，以避免說明內容過於晦澀難懂。

應當理解，以下述及“一實施例”時，表示結合該實施例描述的技術特徵、構造或特性均可被包括在本發明的至少一個實施方式中。說明書中多處出現的片語“在一實施例中”可能涉及多個不同的實施例，單獨的實施例或其他實施例之間並不相互排斥。

應當理解，當以下提及一個元件在另一個元件“上”或“連接到”另一個元件時，可以是直接在另外的元件之上或與其連接，也可以有中間元件存在。相反地，當提及元件“直接”在另一個元件“上”或“直接連接到”另一個元件時，則沒有中間元件存在。

空間關係術語，例如“下面的”、“上面的”等等，在此是用於描述圖式所示的元件或特徵與其他元件或特徵的簡要關係說明。應當理解，這些空間關係術語的語意除了在圖式中繪示的方位之外，還包括於外在使用或配合的裝置的不同方位。例如，當圖式中的裝置被翻轉，被描述為與其他元件或特徵的關係為“下面的”的元件，將變成與其他元件或特徵的關係形成“上面的”。因此，示範性的術語“下面的”可包括“在…之上”和“在…之下”的方位。圖式所繪示的裝置可以是其他取向(如旋轉90度或位於其他方向)，並且可配合所使用的空間關係描述解釋其相對方位。

這裡所用的術語僅僅是為了說明特殊實施例，而非用以限制本發明。例如，全文中相同的元件符號表示相同的元件。儘管這裡使用術語“第一”和“第二”等描述不同的元件，但此些元件不因此些術語而限制其順序。在此，所使用的術語“或/和”包括所列出的項目的一個或多個的任意和全部組合。應當理解，單數形式“一”和“該”也可以包括複數形式，除非在上下文中有明確的指示。還應當理解，當在說明中使用術語“包括”和/或“包括”說 明某個特徵、步驟、元件或/和組件的存在時，不排除一個或多個其他特徵、步驟、元件、組件或/和其組合的存在或加入。

在本文中出現的“訊號連接”係指利用有線通訊(如脈衝控制、RS232、RS485或有線網路等)和/或無線通訊(如藍牙或無線網路等)方式使二裝置或元件之間彼此連接，而可相互傳遞訊號(或訊息)。應當理解，“電性連接”係指利用電耦合和/或電傳導方式使二裝置或元件之間彼此傳遞電訊號。

應當理解，圖式所繪示的裝置係為示意性質，其形狀並非用以限制裝置的實際形狀，以非用於限制本發明的實施例的範圍。

除非另有規定，於此所使用的術語(包括技術術語和科學術語)具有與本發明所屬技術領域中通常知識者所理解的相同意思。還應當理解，術語(例如字典定應的術語)應當被解釋為具有與本發明上下文相關技術的意思一致的解釋，並不做理想或特例的解釋，除非在此清楚地限定。

第1圖係為根據本發明一實施例之轉向攝影機100之立體示意圖。第2圖係為根據本發明一實施例之轉向攝影機100之分解圖。

合併參閱第1圖及第2圖，轉向攝影機100包括：第一攝影機200、自動轉向雲台300以及腳架400。自動轉向雲台300包括：旋轉基座310及第二攝影機330。

第一攝影機200設置於旋轉基座310的頂面311上；第二攝影機330設置於旋轉基座310的側面313上。第一攝影機200用於錄影和/或拍照。第二攝影機330用以取得一紅外線動態影像(即紅外線影片)，以利透過分析紅外線動態影像，自動控制第一攝影機200的拍攝方向。因此，在本實施例中，第一攝影機200與第二攝影機330係朝同一方向拍攝，然本發明之實施例非限於此。在一實施例中，第一攝影機200與第二攝影機的拍攝方向可相差一角度(例如180度)。

於此，第一攝影機200可包括鏡頭、光學組件、感光元件、影像處理器、影像編解碼器及影像輸出埠等。在一實施例中，還可包括麥克風、音訊編解碼器及音源輸出埠等。第一攝影機200實質可為數位攝影機、膠卷攝影機、底片相機、數位相機、行動電話、智慧型手機、筆記型電腦或網路攝影機(webcam)等。

在一實施例中，第一攝影機200以可移除的方式(如螺接、夾持和/或扣合等方式)連接於自動轉向雲台300的旋轉基座310。

第3圖係為根據本發明一實施例之轉向攝影機100之使用示意圖，係以俯視角度顯示轉向攝影機100可自動追蹤一紅外線發射器600。在一應用例中，轉向攝影機100可應用於教學錄影。被拍攝者(如教師)可配戴紅外線發射器600，使得轉向攝影機100透過追蹤紅外線發射器600而持續對被拍攝者攝影。藉此，無需額外人力操 作而可自動進行錄影。

在一應用例中，轉向攝影機100可應用於自動記錄，例如在戶外拍照時，轉向攝影機100可自動追蹤被拍攝者的方向，並由被拍攝者操作遙控器或設定倒數計時而觸發轉向攝影機100進行拍照和/或錄影。

第4圖係為根據本發明一實施例之轉向攝影機100之電路方塊圖。

如第4圖所示，控制模組350訊號連接第二攝影機330，以接收紅外線動態影像。控制模組350識別紅外線動態影像中紅外線發射器600的移動方向，並據以控制旋轉基座310轉向，以使第一攝影機200持續朝紅外線發射器600的方向拍攝。於此，自動轉向雲台300更包括馬達370，馬達370可為伺服馬達(servo motor)或步進馬達(stepping motor)等。控制模組350包括彼此電性連接的影像辨識單元352及驅動單元354。驅動單元354電性連接馬達370。影像辨識單元352訊號連接第二攝影機330，以識別紅外線動態影像中紅外線發射器600的移動方向，並據以產生一轉向訊號。驅動單元354根據轉向訊號控制馬達370而致使旋轉基座310朝左方或右方旋轉，以帶動第一攝影機200持續朝紅外線發射器600的方向拍攝。

於此，影像辨識單元352實質可為微處理器、影像處理器或數位訊號處理器(Digital Signal Processor，DSP)等。驅動單元354實質可為微電腦控制器和/或驅動 電腦。在一實施例中，影像辨識單元352與驅動單元354可由一積體電路(Integrated Circuit，IC)實現。

復參閱第3圖，第二攝影機330包括鏡頭332與濾光片334。自動轉向雲台300還包括二紅外線接收器336(即第一紅外線接收器336a及第二紅外線接收器336b)。濾光片334設置於鏡頭332前方，以容許一特定波段的光進入鏡頭332。紅外線接收器336分別設置於鏡頭332的左右二側。於此，該特定波段可包含紅外光波長範圍(770奈米至1000微米)。但本發明之實施例非限於此，該特定波段亦可包含紅外光波長範圍中的特定範圍，如遠紅外光範圍(50微米至1000微米)。紅外線發射器600所發出的紅外線訊號的波長係包含於所述特定波段內。藉此，於第二攝影機330所取得的紅外線影像中，可識別出紅外線發射器600的位置(即前述紅外線動態影像中的紅外線發射器600)。由於濾光片334位於第二攝影機330的鏡頭332前方，因此所取得的紅外線動態影像係為二值化的影像。因此，影像辨識單元352無需進行太過複雜的影像處理，而可識別出紅外線發射器600的移動方向。

在本實施例中，紅外線接收器336設置於旋轉基座310的側面313上，但本發明之實施例非限於此，例如紅外線接收器336可位於第二攝影機330的機身表面。

如第3圖所示，紅外線發射器600係可包含複數個紅外線光源610，以朝不同方向發出紅外線編碼訊號。於此，係示例紅外線發射器600可朝其前方及左右二方分 別發出不同方向發出紅外線編碼訊號S1、S2、S3。但本發明之實施例非限於此，紅外線發射器600亦可具有其他數量的紅外線光源，610並可朝其他方向發光。例如：紅外線發射器600可為六面體，而於各個面上設置一紅外線光源610。

如第3圖所示，紅外線接受器336的感測範圍Z1、Z2部分重疊於第二攝影機330的鏡頭332的攝影範圍Z3的左右二端。藉此，可擴充第二攝影機330可偵測到紅外線發射器600的感測範圍。紅外線接收器336訊號連接控制模組350的影像辨識單元352，以根據紅外線接收器336中的其中之一(即第一紅外線接收器336a或第二紅外線接收器336b)接收到的紅外線編碼訊號，識別紅外線發射器600係朝左方或右方移動。也就是說，除了根據紅外線動態影像的前後二時間點的影像判斷紅外線發射器600的移動方向外，還可透過紅外線接收器336識別紅外線接收器336移動到感測範圍Z1或感測範圍Z2。透過此二種識別方式，可加強辨識的準確性。

於此，該紅外線編碼訊號的編碼係經由特定頻率和/及占空比(Duty Cycle)的控制而實現。藉此，可確保紅外線接收器336所接收到的紅外線訊號係來自於紅外線發射器600，而非其他裝置所發出。

在一實施例中，驅動單元354除了驅動旋轉基座310朝左方或右方旋轉之外，還可根據轉向訊號控制第一攝影機200朝上方或下方旋轉。在其他實施例中，驅動 單元354亦可直接驅動旋轉基座310朝上方或下方旋轉。換言之，為了改變第一攝影機200的拍攝方向，可直接控制第一攝影機200旋轉或透過改變旋轉基座310的偏轉方向而實現。

在一實施例中，為了進一步確認紅外線發射器600係朝上方或下方移動，也可於第二攝影機330的鏡頭332的上下二側分別設置紅外線接收器336。因此，為了應用的需要，可根據所欲確認紅外線發射器600的移動方向，設置一個或更多個紅外線接收器336於第二攝影機330的鏡頭332的周圍。

雖然前述實施例均以第一攝影機200設置於旋轉基座310的頂面311、第二攝影機330設置於旋轉基座310的側面313為例進行說明，但本創作之實施例非限於此。例如，第一攝影機200與第二攝影機330亦可均設置在設置於旋轉基座310的側面313；或者，第一攝影機200設置於旋轉基座310的側面313，第二攝影機330設置於旋轉基座310的頂面311。

第5圖係為根據本發明另一實施例之轉向攝影機100之電路方塊圖。

如第5圖所示，係與第4圖大致相同，其差異在於轉向攝影機100應用於導播系統時，控制模組350可訊號連接於一導播伺服器500。導播伺服器500接收第一攝影機200所拍攝的影像，並經由影像分析方式辨識所拍攝的範圍是否適當。若不適當，導播伺服器500發送一調 整訊息給控制模組350。驅動單元354可根據調整訊息致使第一攝影機200和/或旋轉基座310朝所需方向偏轉所需角度。例如：於教學之應用例中，被拍攝者(即教師)通常不需位於拍攝畫面的中央，而需位於畫面中的一側，使畫面中的另一側可呈現其身後的白板。又，於不同課程中，被拍攝者較適合位於拍攝畫面的左方或右方。因此，導播伺服器500可根據不同課程的需要，透過發送調整訊息而自動修正第一攝影機200的拍攝方向。

在一實施例中，控制模組350亦可不訊號連接於導播伺服器500，而是直接訊號連接第一攝影機200，以接收第一攝影機200的拍攝畫面(如第4圖所示)。影像辨識單元352分析第一攝影機200的拍攝畫面而產生該調整訊息。驅動單元354便可根據調整訊息致使第一攝影機200和/或旋轉基座310朝所需方向偏轉所需角度。

綜上所述，根據本發明之轉向攝影機及自動轉向雲台，可自動調整第一攝影機200的拍攝方向。並且，透過紅外線影像與紅外線編碼訊號的雙重確認機制，可增加辨識目標物的準確度。再者，透過於第二攝影機330的周圍設置紅外線接收器336，可擴大感測範圍。最後，根據第一攝影機200的拍攝影像，還可自動適應性的微調第一攝影機200的拍攝影像，使第一攝影機200的拍攝畫面更符合所需。

雖然本發明以前述之實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習相像技藝者，在不脫離本發 明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之專利保護範圍須視本說明書所附之申請專利範圍所界定者為準。

100‧‧‧轉向攝影機

300‧‧‧自動轉向雲台

310‧‧‧旋轉基座

332‧‧‧鏡頭

334‧‧‧濾光片

336a‧‧‧第一紅外線接收器

336b‧‧‧第二紅外線接收器

600‧‧‧紅外線發射器

610‧‧‧紅外線光源

Z1、Z2‧‧‧感測範圍

Z3‧‧‧攝影範圍

S1、S2、S3‧‧‧紅外線編碼訊號

Claims (10)

1. 一種轉向攝影機，係可追蹤一紅外線發射器，該轉向攝影機包括：一旋轉基座；一第一攝影機，設置於該旋轉基座上；一第二攝影機，設置於該旋轉基座上，以取得一紅外線動態影像，其中該第一攝影機與該第二攝影機朝同一方向拍攝；二紅外線接收器，分別設置於該第二攝影機的左右二側；以及一控制模組，訊號連接該第二攝影機及該二紅外線接收器，以識別該紅外線動態影像中該紅外線發射器的移動方向及偵測該紅外線發射器移動到該二紅外線接收器中的其中一個感測範圍內，並據以控制該旋轉基座轉向，以使該第一攝影機持續朝該紅外線發射器的方向拍攝。
2. 如請求項1所述之轉向攝影機，其中該第二攝影機包括：一鏡頭；以及一濾光片，設置於該鏡頭前方，以容許一特定波段的光進入該鏡頭。
3. 如請求項2所述之轉向攝影機，其中該紅外線發射器發出一紅外線編碼訊號，該控制模組根據該二紅外線接收器中的其中之一接收到的該紅外線編碼訊號識別該紅 外線發射器係朝左方或右方移動。
4. 如請求項2所述之轉向攝影機，其中該特定波段包括紅外光波長範圍。
5. 如請求項2所述之轉向攝影機，其中該二紅外線接受器的該感測範圍部分重疊於該第二攝影機的該鏡頭的攝影範圍的左右二端。
6. 如請求項1所述之轉向攝影機，其中該控制模組控制該第一攝影機朝上方或下方旋轉。
7. 如請求項1所述之轉向攝影機，其中該控制模組根據對應該第一攝影機的拍攝影像的一調整訊息，偏轉該第一攝影機與該旋轉基座中的至少其中之一。
8. 一種自動轉向雲台，係追蹤一紅外線發射器的移動，該自動轉向雲台包括：一旋轉基座；一第二攝影機，位於該旋轉基座的表面，以取得一紅外線動態影像；二紅外線接收器，分別設置於該第二攝影機的左右二側；以及一控制模組，訊號連接該第二攝影機及該二紅外線接收器，以識別該紅外線動態影像中該紅外線發射器的移動方向及偵測該紅外線發射器移動到該二紅外線接收器中的其中一個感測範圍內，並據以控制該旋轉基座轉向，以使該第二攝影機持續朝該紅外線發射器的方向拍攝。
9. 如請求項8所述之自動轉向雲台，其中該第二攝影機包括：一鏡頭；以及一濾光片，設置於該鏡頭前方，以容許一特定波段的光進入該鏡頭。
10. 如請求項9所述之自動轉向雲台，其中該紅外線發射器發出一紅外線編碼訊號，該控制模組根據該二紅外線接收器中的其中之一接收到的該紅外線編碼訊號識別該紅外線發射器係朝左方或右方移動。