JP2003255441A

JP2003255441A - 自動フレーミングカメラ

Info

Publication number: JP2003255441A
Application number: JP2002056781A
Authority: JP
Inventors: Kenji Masuyama; 賢二増山
Original assignee: Nisca Corp
Current assignee: Canon Finetech Nisca Inc
Priority date: 2002-03-04
Filing date: 2002-03-04
Publication date: 2003-09-10

Abstract

(57)【要約】【課題】コンパクトかつ正確なフレーミングが可能な
自動フレーミングカメラを提供する。【解決手段】第３フレーム９の正面側に撮影レンズ３
の両側に発光素子５及び受光素子６が固定されている。
発光素子５、撮影レンズ３及び受光素子６は、略水平方
向に直線状に配設されている。発光素子５と受光素子６
とは、アクティブ方式の測距ユニットを構成している。
発光素子５及び受光素子６の筒胴外周側面からは、第３
フレームに固定された全ての部材に対して奥行き方向で
の重心位置にあたる位置に第３フレーム９を第２フレー
ム８に対してチルト方向に回動可能に支持するチルト方
向支持軸１１が突設されている。スペース効率が良く、
測距精度が高い。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は自動フレーミングカ
メラに係り、特に、被写体を探し出して自動的にフレー
ミングする自動フレーミングカメラに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、人の顔の画像情報を元に本人であ
るか否かを自動的に認証する認証システムの開発や物体
の特定部位を自動的に認証する認識システム等の開発が
進められている。これらのシステムでは、認証または認
識に必要な画像情報の情報量が多ければ誤判断を防ぐこ
とができるので、被写体となる人物の顔や物体の特定部
位をフレーミングした顔図が必要となる。このフレーミ
ングを自動的に行うには、人物や物体にカメラの撮影方
向を向け、人物の顔や物体の特定部位を捉えて撮影する
必要がある。

【０００３】このような認証用カメラとして、カメラ等
のオートフォーカスに用いられる光学式の発光素子及び
受光素子を利用して、被写体を撮影する撮像素子が発光
素子及び受光素子と連動してパン方向及び／又はチルト
方向に撮影方向を変え、この発光素子及び受光素子によ
って人物の顔の位置を探し出して撮像素子で撮影する自
動フレーミングカメラが考えられる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、撮影素
子と発光素子及び受光素子とを連動してパン方向及び／
又はチルトに方向を変えようとする場合に、カメラ全体
の大きさを小さくするためには、それぞれの可動する範
囲を含めて小さなスペース内に収めなければならない。

【０００５】また、通常、撮影素子、発光素子及び受光
素子の重量は異なるので、これらを軸支する回転軸に対
してバランスをとるようにしないと、動作時に余分な駆
動力を要してしまうことになる。このとき、バランスウ
エイトを用いてバランスをとると回転軸にかかる総重量
が増し余分な駆動力を要してしまったり、バランスウエ
イトの配置スペースによる制約を受けるので好ましくな
い。

【０００６】更に、測距精度を高めて人物の顔を正確に
フレーミングするためには、基線長に相当する発光素子
と受光素子との間隔が大きい方が好ましい。

【０００７】本発明は上記事案に鑑み、コンパクトかつ
正確なフレーミングが可能な自動フレーミングカメラを
提供することを課題とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、被写体を撮影するための撮影手段と、発
光素子と受光素子とを有し一方向の距離を測距する測距
手段と、前記撮影手段の撮影方向と前記測距手段の測距
方向とを一体に変更する方向変更手段とを備えた自動フ
レーミングカメラにおいて、前記撮影手段とその両側に
前記発光素子と前記受光素子とを直線状に配設したこと
を特徴とする。

【０００９】本発明では、撮影手段と撮影手段の両側に
発光素子と受光素子とが直線状に配設されている。本発
明によれば、撮影手段の両側に発光素子と受光素子とが
配設されているので、三角測距を行う場合に発光素子と
受光素子との間隔が大きいため、測距精度が高く人物の
顔を正確にフレーミングすることができると共に、撮影
手段、発光素子及び受光素子を直線上に配設したので、
重量バランスをとりやすく、方向変更手段でパンチルト
方向へ撮影手段と測距手段との方向を一体に変更する場
合にスペース効率を高めることができる。

【００１０】本発明において、撮像手段と発光素子と受
光素子とを略水平方向に配設すれば、撮影手段、発光素
子及び受光素子のそれぞれの重量が多少異なっていて
も、方向変更手段で撮影手段及び測距手段の方向が変更
する場合に、垂直方向の重量バランスがとりやすいの
で、チルト方向での重量バランスをとるための余分な駆
動力を小さくすることができる。また、撮影手段、発光
素子及び受光素子を一体に回動可能に軸支する回動軸を
発光素子及び受光素子の筒胴に突設すれば、撮影手段、
発光素子及び受光素子の奥行き方向での重量バランスを
とることが可能となる。更に、撮影手段、発光素子及び
受光素子が同一の基材に固定されており、回転軸を垂直
方向及び奥行き方向で基材全体の重心位置に位置するよ
うにすれば、垂直方向及び奥行き方向での重量バランス
をとることが可能となり、方向変更手段で撮影手段及び
測距手段の方向を変更する場合に小さな駆動力で方向変
更が可能となる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明
を、人物の顔を自動的にフレーミングする自動フレーミ
ングカメラに適用した実施の形態について説明する。

【００１２】（構成）図１に示すように、図示しない壁
面には人が出入可能なドア３３が具設されている。ドア
３３の近傍（左側）には、ドア３３の前に立った人物Ｐ
の顔を撮影する自動フレーミングカメラ（以下、カメラ
と略称する。）１が配置されている。カメラ１の上側に
は、人物Ｐにカメラ１の方向に顔を向けるよう指示する
ステッカ３５が壁面に貼付されている。また、ドア３３
の前の床面には、カメラ１が人物Ｐの顔を撮影可能な認
証エリア３４が矩形状に画成されている。認証エリア３
４の床面には、認証エリア３４内にいる人物Ｐを検出可
能な圧力スイッチ（図４の符号３１参照）が埋設されて
いる。カメラ１で撮影された人物Ｐの顔の画像情報は、
図示しないインターフェースを介してパーソナルコンピ
ュータ等の図示しないホスト部へ送出される。ホスト部
では、人物Ｐの顔の特徴量等のデータを抽出するために
人物Ｐの顔の画像情報についての処理がなされ、ホスト
部のデータベースに蓄積された人物Ｐの特徴量と一致す
る場合にドア３３が開錠される。

【００１３】図２に示すように、カメラ１は、後述する
カメラ部本体を覆うヘルメット状のケーシング２ａと、
ケーシング２ａの前方開口部を覆う半球状のフード２ｂ
とを備えている。ケーシング２ａには、例えば、ＡＢＳ
（アクリロニトリルブタジエンスチレン）等の材質を用
いることができ、フード２ｂには、例えば、ＰＣ（ポリ
カーボネート）等の材質を用いることができる。

【００１４】図３に示すように、カメラ部本体は、カメ
ラ部本体を支持し雲台として機能する板金製の第１フレ
ーム７を有している。第１フレーム７は、中央部が矩形
板状とされており、（カメラ部本体の）正面側の中央部
に上方に折り曲げられた突起を有している。この突起の
正面側には、赤外線を発光（投光）する赤外ＬＥＤ１４
が固定されている。一方、第１フレーム７の突起とは反
対側（背面側）の中央部からは、上方に断面Ｌ字状の支
持部材が延出されている。

【００１５】第１フレーム７の中央部で突起の近傍、及
び、支持部材の正面側には、樹脂製の第２フレーム８を
パン方向（水平方向）に回動可能に支持するパン方向支
持軸１０がそれぞれ上下方向に突設されており、パン方
向支持軸１０は、第１フレームの中央部及び支持部材で
軸支されている。第２フレーム８は、正面側から見たと
きに、正面側中央を原点とした第１象限部が切り欠かれ
た概ね四角形の形状を有している。

【００１６】第２フレーム８の内側には、樹脂製で板状
の第３フレーム９が配置されている。第３フレーム９の
正面側中央部には、人物Ｐの顔を撮影するための撮影レ
ンズ３の焦点位置に配置され、画像をフレーム転送又は
インターライン転送によりビデオ出力するＣＣＤ等の撮
像素子４が固定されている。撮影レンズ３には、通常、
光学系内に挿入されるＩＲ（赤外線）カットフィルタを
欠いた固定焦点レンズが用いられている。

【００１７】また、第３フレーム９の正面側には、撮影
レンズ３の両側に、３ｍｍ程度の赤外スポット光を発光
する円柱状の発光素子５と、発光素子５からの反射赤外
光を受光する円柱状の受光素子６とが固定されている。
発光素子５、撮影レンズ３（撮像素子４を含む。以下、
同じ。）及び受光素子６は、略水平方向に直線状に、か
つ、同一方向に配設されている。発光素子５と受光素子
６とは、アクティブ方式の測距ユニットを構成してお
り、測距ユニットの測距可能距離は約５ｍ以内とされて
いる。

【００１８】発光素子５及び受光素子６の筒胴外周側面
からは、それぞれ撮像素子４の反対側に略水平方向に、
第３フレームを第２フレームに対してチルト方向（垂直
方向）に回動可能に支持するチルト方向支持軸１１が突
設されている。これらのチルト方向支持軸１１は、同軸
線上にあり、第２フレームに軸支されている。発光素子
５及び受光素子６のチルト方向支持軸１１の突設位置
は、垂直方向で第２フレームに最も近い位置で、第３フ
レームに固定された全ての部材に対して垂直方向での重
心位置（正面側から見たときに発光素子５及び受光素子
６を上下に均等に２分する直径位置）にあたると共に、
第３フレームに固定された全ての部材に対して奥行き方
向での重心位置にあたる位置とされている。

【００１９】第３フレーム９の裏面側で中央からやや発
光素子５寄りの位置からは、第３フレーム９とほぼ同じ
厚さの板材がカメラ部本体の背面方向に突設されてい
る。この板材の中央部には長穴が形成されている。ま
た、第３フレーム９の裏面側には、撮像素子４の作動を
制御するＣＣＤ作動制御回路及び後述するようにカメラ
部本体を制御する制御回路（図４の符号２０参照）の制
御基板がマウントされている。なお、制御基板からはリ
ード線が導出されており、上述したホスト部との接続を
確保するためにケーシング２ａの背面側に配置された図
示しないコネクタ部に接続されている。

【００２０】第２フレーム８の一側（発光素子５側）か
らは、断面略く字状のモータ固定板が背面方向へ延出さ
れている。モータ固定板の先端部には、第３フレーム９
を略垂直方向にチルト駆動させるためのステッピングモ
ータ（以下、チルトモータという。）１２が、チルトモ
ータ１２から延出された円柱状の２本の固定アーム１２
ｂを介してねじ止め固定されている。チルトモータ１２
のモータ軸には、略Ｌ字状の駆動レバー１２ａが嵌着さ
れている。駆動レバー１２ａの先端部は、上述した第３
フレーム９の板材の長穴に挿入されている。

【００２１】一方、第１フレーム７の中央部の裏面側
（底面側）には、第２フレーム９を略水平方向にパン駆
動させるためのステッピングモータ（以下、パンモータ
という。）１３が、パンモータ１３から延出された図示
しない円柱状の２本の固定アームを介してねじ止め固定
されている。パンモータ１３のモータ軸には、略Ｌ字状
の駆動レバー１３ａが嵌着されている。駆動レバー１３
ａの先端部は、撮影レンズ３と受光素子６とのほぼ中間
点位置に対応する第２フレーム９の位置に形成されたＵ
字状切り欠きに挿入されている。

【００２２】従って、第３フレーム９はチルト方向支持
軸１１で第２フレーム８に対してチルト方向に回動可能
に軸支され、第２フレーム８はパン方向支持軸１０で第
１フレーム７に対して回動可能に軸支されているので、
第３フレーム９に固定された発光素子５、撮影レンズ３
及び受光素子６は、パンモータ１３及びチルトモータ１
２の駆動により、水平及び垂直方向に一体に方向（向
き）を変更可能な構造とされている。なお、チルトモー
タ１２及びパンモータ１３には、本例でのステッピング
モータの代わりに駆動レバー１２ａ、１３ａを半周（１
８０°）未満回動させる回動位置センサー付きのメータ
を用いても良い。

【００２３】図４に示すように、カメラ部本体は、チル
トモータ１２及びパンモータ１３の駆動、並びに、発光
素子５、受光素子６及び発光ＬＥＤ１４の赤外線の発光
・受光を制御する制御回路２０を有している。制御回路
２０は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ及びインターフェース
を内蔵したマイクロコンピュータ（以下、マイコンとい
う。）２１、マイコン２１からのＨ（ハイ）レベル信号
により発光素子５を発光させるドライバ２５、演算回路
を有し受光素子６で受光した赤外反射光を光電変換して
被写体までの距離を測距する測距デバイス２２、マイコ
ン２１からのＨ（ハイ）レベル信号により赤外ＬＥＤ１
４を発光させるドライバ２６、及び、チルトモータ１
２、パンモータ１３を正逆転の双方向に駆動するドライ
バ２８、２９を含んで構成されている。マイコン２１は
測距デバイス２２に接続されており、測距デバイス２２
は受光素子６に接続されている。また、マイコン２１は
ドライバ２５、２６に接続されており、ドライバ２５、
２６はそれぞれ発光素子５、発光ＬＥＤ１４に接続され
ている。更に、マイコン２１は、ドライバ２８、２９に
接続されており、ドライバ２８はパンモータ１３に、ド
ライバ２９はチルトモータ１２にそれぞれ接続されてい
る。なお、マイコン２１は上述した圧力スイッチ３１に
も接続されている。

【００２４】（動作）次に、フローチャートを参照し
て、本実施形態のカメラ１の動作について説明する。な
お、マイコン２１は既にＲＯＭに記憶されたプログラム
や後述する設定値等のデータのＲＡＭへの展開を行う初
期処理を終了しており、カメラ部本体の撮像素子４を人
物Ｐの顔に向かせてフレーミングし撮像するためのフレ
ーミングルーチンが実行可能な状態にあるものとする。

【００２５】図５に示すように、このフレーミングルー
チンでは、まずステップ１０２において、圧力スイッチ
３１がオン状態となるまで待機する。圧力スイッチ３１
がオン状態となると、次のステップ１０４において、ド
ライバ２８、２９にパンモータ１３及びチルトモータ１
２を駆動させ、カメラ部本体（測距ユニット）が測距方
向の初期位置の方向を向くように移動させ、パンモータ
１３及びチルトモータ１２の駆動を停止させる。

【００２６】図６に示すように、測距ユニットの測距方
向Ｄは、パン方向（水平方向）及びチルト方向（垂直方
向）で測距許容範囲Ｓ内に規制されている。測距許容範
囲Ｓは、パンモータ１３及びチルトモータ１２の可動範
囲に依存している。なお、図６に示す測距許容範囲Ｓ
は、人物Ｐの位置における測距ユニットの測距範囲を模
式的に示したものである。初期位置（初期方向）Ｓ
_Ｏは、この測距許容範囲Ｓのチルト方向下端かつパン方
向一端部の位置とされている。測距許容範囲Ｓのチルト
方向下端は、測距ユニットの測距可能距離の限界におい
て床面より上方の位置、換言すれば、測距可能距離が床
面までの距離より短くなるように設定されている。初期
位置Ｓ_Ｏは、測距許容範囲Ｓ内において、水平方向で
は、人物Ｐ（又は人物Ｐ’）が存在しない位置に設定さ
れており、垂直方向では、人物Ｐ（又は人物Ｐ’）が存
在する位置に設定されている（図１も参照）。

【００２７】次のステップ１０６では、ドライバ２５に
Ｈレベル信号を出力して発光素子５を点灯させる。これ
により、受光素子６は人物Ｐ（又は人物Ｐ’）で反射し
た赤外反射光を受光可能な状態となる。

【００２８】次のステップ１０８では、ドライバ２８に
パンモータ１３を駆動させて、測距方向Ｄをパン方向
（図６の矢印Ａ方向）に移動させる。これにより、測距
方向Ｄは、チルト方向を初期位置のままとして、初期位
置Ｓ_Ｏからパン方向にパン方向終端位置Ｓ_Ｅまで移動す
ることになる。パン方向終端位置Ｓ_Ｅは、認証エリア３
４を挟んだ初期位置Ｓ_Ｏの反対側で人物Ｐが存在しない
位置に設定されている。

【００２９】次にステップ１１０において、受光素子６
で受光した信号に変化があるか、換言すれば、人物Ｐの
一側Ｐ_Ａや他端Ｐ_Ｂを捉えたか否かを判断する。測距デ
バイス２２は、受光素子からの電圧により被写体までの
距離を測距しており、図６に示すように、人物Ｐの一側
Ｐ_Ａ、人物Ｐの他端Ｐ_Ｂ、人物Ｐよりも遠方に位置して
いる人物Ｐ’の端部（図示せず）を含むパン動作中の各
測距方向Ｄでその測距情報（距離情報）をマイコン２１
に出力している。このため、マイコン２１は被写体を捉
えた位置、すなわち、人物Ｐの一側Ｐ_Ａや他端Ｐ_Ｂを判
断することができる。

【００３０】ステップ１１０での判断が否定のときは、
ステップ１１４へ進み、肯定のときは、次のステップ１
１２において、初期位置Ｓ_Ｏから信号変化のあったとこ
ろ（人物Ｐの一端Ｐ_Ａや他端Ｐ_Ｂ）までドライバ２８が
パンモータ１３に出力したパルス数の値及びそこでの測
距デバイス２２からの測距情報をＲＡＭに記憶する。

【００３１】次にステップ１１４では、測距方向Ｄがパ
ン方向終端位置Ｓ_Ｅに到達したか否かを、ドライバ２８
がパンモータ１３に出力するパルス数が予め定められた
パルス数となったか否かにより判断する。否定判定のと
きは、ステップ１０８に戻りパンモータ１３のパン駆動
を続行させ、肯定判定のときは、次のステップ１１６に
おいてパンモータ１３の駆動を停止させる。次いで、ス
テップ１１８では、ステップ１１２で記憶した距離情報
を読み出し、カメラ１に最も近い被写体（人物Ｐ）を選
択する。

【００３２】次のステップ１２０では、ステップ１１２
で記憶した人物Ｐの一側Ｐ_Ａ及び他側Ｐ_Ｂまでのパルス
数の値を読み出し、その中間のパルス数の値｛（Ｐ_Ａま
でのパルス数＋Ｐ_Ｂまでのパルス数）／２｝を演算し
て、演算されたパルス数の位置（方向）を人物Ｐの体軸
位置（体軸方向）Ｐ_Ｃとする。初期位置Ｓ_Ｏからパン方
向終端位置Ｓ_Ｅまでドライバ２８がパンモータ１３へ出
力するパルス数は一定であり、初期位置Ｓ_Ｏから体軸位
置Ｐ_Ｃまでのパルス数は演算されているので、前者から
後者を減算することで、測距ユニットの測距方向Ｄをパ
ン方向終端位置Ｓ _Ｅから体軸位置Ｐ_Ｃに向かせるための
パルス数を演算することができる。ステップ１２２で
は、このように演算されたパルス数分、パンモータ１３
を逆転駆動させて測距方向Ｄを体軸位置Ｐ_Ｃに向かせ、
パンモータ１３の駆動を停止させる。

【００３３】従って、測距ユニットは、測距許容範囲Ｓ
の下端を水平方向に、パンモータ１３の正転駆動によ
り、初期位置Ｓ_Ｏから人物Ｐ、Ｐ’を通過してパン方向
終端位置Ｓ_Ｅまで向き、パン方向終端位置Ｓ_Ｅで一旦停
止した後、パンモータ１３の逆転駆動により、体軸位置
Ｐ_Ｃを向くこととなる。

【００３４】ステップ１２４では、測距ユニットが体軸
位置Ｐ_Ｃから上方（図６の矢印Ｂ方向）を向くようにド
ライバ２９にチルトモータ１２を駆動させ、次のステッ
プ１２６において、信号変化があるか否かを判断する。
すなわち、図６に示すように、測距ユニットを体軸位置
Ｐ_Ｃから上方に向かせると、人物Ｐの頭部端（頭の頂
部）Ｐ_Ｄで信号変化が得られるが、ステップ１２６で
は、この信号変化で測距方向Ｄが頭部端Ｐ_Ｄ越えたか否
かを判断する。

【００３５】ステップ１２６で否定判断のときは、ステ
ップ１２８において、体軸位置Ｐ_Ｃでの測距許容範囲Ｓ
内の終端（上端位置）となる体軸チルト方向終端位置Ｓ
_Ｃまで駆動させたか否かを判断し、ステップ１２８での
判断が否定のときは、測距方向Ｄを更に上方に向かせる
ためにステップ１２４へ戻る。なお、測距許容範囲Ｓの
上端位置は、身長がおよそ２．５ｍを超える人は存在し
ないことやカメラ１の垂直（高さ）方向の設置位置を考
慮して設定することができる。ステップ１２８での判断
が肯定のときは、人物Ｐが移動したと考えられるので、
次のステップ１３０において、圧力スイッチ３１がオン
状態か否かを判断する。ステップ１３０で肯定判断のと
きは、人物Ｐが認証エリア３４内に存在するものの、人
物Ｐが移動したためにこのままフレーミングルーチンを
続行しても人物Ｐの顔のフレーミングを正確には得られ
ないものとして、再度ステップ１０４へ戻り、ステップ
１３０で否定判断のときは、人物Ｐが認証エリア３４内
に存在しないので、フレーミングルーチンを終了する。

【００３６】一方、ステップ１２６での判断が肯定のと
きは、測距方向Ｄが人物Ｐの頭部端Ｐ_Ｄ越えたので、ス
テップ１３２において、チルトモータ１２のチルト駆動
を停止させると共に、発光素子５を消灯させる。次いで
ステップ１３４でチルトモータ１２を逆転駆動させ、次
のステップ１３６において、ドライバ２９が予め設定さ
れた所定パルス数をチルトモータ１２に出力したか否か
を判断する。本実施形態のカメラ１ように人の顔のフレ
ーミングを行う場合に、体軸位置Ｐ_Ｃの上方の頭部端Ｐ
_Ｄが既知のときには、人の顔のサイズは大凡決められて
いるので、頭部端Ｐ_Ｄから例えば１５ｃｍ程度の下方の
位置を人物Ｐの顔の中心Ｐ_Ｅと考えることができる。ス
テップ１３６では、測距方向Ｄが人物Ｐの顔の中心Ｐ_Ｅ
に向いたか否かを判断するために、チルトモータ１２に
この１５ｃｍ程度に相当する所定パルス数が出力された
か否かを判定する。

【００３７】ステップ１３６で否定判定のときは、チル
トモータ１２の逆転駆動を続行するためにステップ１３
４へ戻り、肯定判断のときは、ステップ１３８におい
て、チルトモータ１２の逆転駆動を停止させる。

【００３８】従って、測距ユニットは、測距許容範囲Ｓ
の下端の体軸位置Ｐ_Ｃから垂直方向に、チルトモータ１
２の正転駆動により、人物Ｐの頭部端Ｐ_Ｄを通過して一
旦停止した後、チルトモータ１２の逆転駆動により、人
物Ｐの顔の中心Ｐ_Ｅを向くこととなる。撮像素子４は、
第３フレーム９上に測距ユニットに挟まれて略水平方向
に直線状に、かつ、同一方向に配置されているので、測
距ユニットが人物Ｐの顔の中心Ｐ_Ｅを向くことで、図６
に示すように、人物Ｐの顔の中心Ｐ_Ｅを中心とした画角
Ｖ_Ａで人物Ｐの顔をフレーミングしている。

【００３９】次にステップ１４０では、発光ＬＥＤ１４
を点灯させ、次のステップ１４２でフレーミングの完了
をホスト部へ報知するフレーミング完了信号を出力し
て、フレーミングルーチンを終了する。これにより、ホ
スト部は、撮像素子４からの画像を取り込み、上述した
ように、人物Ｐの顔の特徴量等のデータを抽出する画像
処理を行い、ホスト部のデータベースに蓄積された人物
Ｐの特徴量と一致する場合にドア３３を開錠する。

【００４０】（作用等）次に、本実施形態のカメラ１の
作用等について、本実施形態と比較するための比較例の
カメラと比較しつつ、基線長に相当する発光素子５・受
光素子６間の距離並びにパン駆動・チルト駆動に必要な
スペース、発光素子５・受光素子６に突設されたチルト
方向支持軸１１の位置の順に説明する。

【００４１】１．発光・受光素子間の距離及びパンチル
トに必要なスペース（実施形態）本実施形態のカメラ１では、第３フレーム
９に撮影レンズ３とその両側に発光素子５、受光素子６
とが略水平方向に直線状に配設されている。従って、図
７（Ａ）に示すように、本実施形態のカメラ１では、発
光素子５及び受光素子６間の距離はＲ１で与えられ、パ
ン動作に必要な水平方向のスペース（長さ）はＰ１、チ
ルト動作に必要な垂直方向のスペース（長さ）はＴ１で
それぞれ与えられる。なお、図７は、図３に示した第３
フレーム９近傍を模式的に示したもので、撮像素子４は
捨象されている。

【００４２】（比較例１）図７（Ｂ）に示すように、比
較例１のカメラでは、第３フレーム９に撮影レンズ３、
発光素子５、受光素子６が略水平方向に直線状に配設さ
れ、（図７（Ｂ）の）左側から撮影レンズ３、発光素子
５、受光素子６（又は、撮影レンズ３、受光素子６、発
光素子５）の順に配設されている。このカメラでは、発
光素子５及び受光素子６間の距離はＲ２で与えられ、パ
ン動作に必要な水平方向のスペースはＰ２、チルト動作
に必要な垂直方向のスペースはＴ２でそれぞれ与えられ
る。

【００４３】（比較例２）図７（Ｃ）に示すように、比
較例２のカメラでは、第３フレーム９に撮影レンズ３と
発光素子５（又は受光素子６）とが略水平方向に直線状
に配設され、受光素子６（又は発光素子５）と撮影レン
ズ３とが略垂直方向に直線状に配設されている。このカ
メラでは、発光素子５及び受光素子６間の距離はＲ３で
与えられ、パン動作に必要な水平方向のスペースはＰ
３、チルト動作に必要な垂直方向のスペースはＴ３でそ
れぞれ与えられる。

【００４４】まず、本実施形態及び比較例について、発
光・受光素子間の距離Ｒを比較すると、図７から明らか
なように、本実施形態の距離Ｒ１＞比較例２の距離Ｒ３
＞比較例１の距離Ｒ２となる。本実施形態では、三角測
量方式により測距しているので、発光素子５及び受光素
子６間の距離Ｒが大きい方が測距精度が高く、人物Ｐの
顔のフレーミングの精度を高めることができる。

【００４５】次に、パン動作に必要な水平方向のスペー
スＰは、本実施形態のスペースＰ１＝比較例２のスペー
スＰ３＜比較例１のスペースＰ２となる。比較例２のス
ペースＰ２が大きくなるのは、撮影レンズ３はパンチル
ト駆動の中心位置、すなわち、パン方向支持軸１０及び
チルト方向支持軸１１の交差する配置される必要があ
り、発光素子５及び受光素子６が撮影レンズ３の一側に
配置されるとその分だけ撮影レンズ３の他側のスペース
が必要となり必然的にスペースＰ２が長くなるからであ
る。一方、チルト動作に必要な垂直方向のスペースＴ
は、図７から明らかなように、本実施形態のスペースＴ
１＝比較例１のスペースＴ２＜比較例２のスペースＴ３
となる。従って、本実施形態のカメラ１は、比較例のカ
メラに比べてパンチルトに必要なスペースを小さくする
ことができるので、カメラ１のスペース効率を高め、小
型化を図ることが可能となる。

【００４６】また、本実施形態のカメラ１は撮影レンズ
３、発光素子５及び受光素子６が略水平方向に直線状に
配設されているので、発光素子５（又は受光素子６）が
撮影レンズ３の上側に配置された比較例２のカメラに比
べて、チルト方向でのバランスがとりやすく、また、撮
影レンズ３の一側に発光素子５及び受光素子６が配設さ
れた比較例１のカメラに比べて、パン方向でのバランス
がとりやすい。

【００４７】２．発光素子・受光素子に突設されたチル
ト方向支持軸の位置（実施形態）本実施形態のカメラ１では、上述したよう
に、発光素子５及び受光素子６の筒胴外周側面からそれ
ぞれ撮像素子４の反対側に同軸略水平方向にチルト方向
支持軸１１が突設されている。しかも、図８（Ａ）に示
すように、第３フレーム９に固定された全ての部材（制
御回路２０等を含む。）に対して奥行き方向Ｌ及び垂直
方向Ｈでの重心位置から突設されている。なお、図８
は、図３に示した第３フレーム９近傍を模式的に示した
もので、撮像素子４は捨象されており、発光素子５と受
光素子６との重量差を表すために発光素子５を大きく表
している。

【００４８】（比較例３）図８（Ｂ）に示すように、比
較例３のカメラでは、第３フレーム９に撮影レンズ３と
その両側に発光素子５及び受光素子６を直線状に配設さ
れ、その方向は略垂直で、チルト方向支持軸１１は、撮
影レンズ３の筒胴外周側面に突設されている。

【００４９】本実施形態では、第３フレーム９に固定さ
れた全ての部材に対して奥行き方向Ｌ及び垂直方向Ｈで
の重心位置となる発光素子５及び受光素子６の筒胴外周
側面にチルト方向支持軸１１が突設されているので、チ
ルト方向での重量バランスがとりやすくチルト方向支持
軸１１にも余分な荷重が掛かりずらい。また、チルト方
向での重量バランスをとるためにチルトモータ１２が余
分な駆動力を必要としない。従って、カメラ１全体の消
費電力を小さくすることができる。これに対し、比較例
３のカメラでは、図８（Ｃ）に示すように、第３フレー
ム９が垂直姿勢にあるときは概ねバランスが保てるもの
の、例えば、ステップ１０８〜ステップ１１４で初期位
置Ｓ_Ｏからパン方向終端位置Ｓ_Ｅまでチルト方向下端で
パン駆動する際に、図８（Ｄ）に示すように、長く延出
されたチルト方向支持軸１１に余分な荷重が掛かると共
に、チルト方向での重量バランスをとるためにチルトモ
ータ１２は余分な駆動力を必要とする。従って、比較例
３のカメラの消費電力は大きくなる。また、大きな駆動
力を必要とするので、チルトモータ１２の大型化やコス
トアップを招く。

【００５０】以上のように、本実施形態のカメラ１は、
基線長に相当する発光素子５及び受光素子６間の距離Ｒ
が大きいので、三角測量方式での測距精度が高く人物Ｐ
の顔フレーミングの精度を高めることができ、パンチル
トに必要なスペースが小さいので、カメラ１のスペース
効率を高め小型化を図ることが可能となると共に、垂直
方向での重量バランスをとるためにチルトモータ１２に
余分な駆動力を必要としないので、カメラ１全体の消費
電力を小さくすることができる。また、本実施形態のカ
メラ１では、第２フレーム８の第１象限部が切りかかれ
ているので、パンモータ１３のパン駆動の際の消費電力
も若干低減することができる。

【００５１】なお、本実施形態では、人物の顔をフレー
ミングして撮影する例を示したが、本発明はこれに限定
されることなく、物の特定の部位をフレーミングして撮
影するカメラにも適用できることは論を待たない。この
ような場合には、撮影対象となる物の形状に応じて一側
や他側及び頭部端に相当する個所を定めるようにすれば
よい。

【００５２】また、本実施形態では、発光素子５、撮影
レンズ３、受光素子６が略水平方向に直線状に、かつ、
同一方向に配設されている例を示したが、本発明はこれ
に限らず、発光素子５、受光素子６で構成される測距ユ
ニットと撮影レンズ３との方向とが異なる方向を向いた
カメラに適用することも可能である。例えば、撮影レン
ズ３の撮影方向を測距ユニットの測距方向Ｄから、人物
Ｐの顔の中心Ｐ_Ｅから人物Ｐの頭部端Ｐ_Ｄまでの距離に
相当する角度だけ下げて設定し、人物Ｐの頭部端Ｐ_Ｄで
信号変化が得られたときに、チルトモータ１２の駆動を
停止すれば、その位置（方向）で撮像素子４は人物Ｐの
顔の中心Ｐ_Ｅを画角Ｖ_Ａの中心に捉えることができ、図
５に示したステップ１３４〜ステップ１３８の工程を除
くことができ、フレーミングを迅速に行うことが可能と
なる。

【００５３】また、本実施形態では、連続投光型の発光
ＬＥＤ１４を例示したが、フラッシュ型の発光ＬＥＤを
用いるようにしてもよい。このようにすれば、真っ暗な
場所にカメラ１が配置されても鮮明な人物Ｐの顔の画像
を得ることができる。

【００５４】更に、本実施形態では、撮影レンズ３から
ＩＲカットフィルタを除き暗い場所での適用例を示した
が、カメラ１が常時明るい場所に配置されるときには、
撮影レンズ３にＩＲカットフィルタを挿入することで、
撮像素子４に入る光線のうち不要となる赤外域の光線を
排除して人の目に馴染みのある画像を得るようにしても
よい。

【００５５】また、本実施形態では、カメラ１側に制御
回路２０を設けた例を示したが、このような制御回路２
０は、カメラ１の外部や上述した図示しないホスト部側
でもソフトウエアにより同様の機能を果たさせることが
できる。このような態様では、ホスト部側とカメラ側を
接続する制御用のインターフェースを確保したり、BLUE
TOOTHに代表される無線リンクを確保するようにすれば
よい。

【００５６】そして、本実施形態では、人物Ｐの顔にカ
メラ１の画角Ｖ_Ａを向けるために、体軸位置Ｐ_Ｃから図
６の矢印Ｂ方向に（上方に）チルトモータ１２をチルト
駆動させる例を示したが、測距許容範囲Ｓの体軸位置Ｐ
_Ｃの上端となる体軸チルト方向終端位置Ｓ_Ｃから矢印Ｂ
方向とは反対側に（下方に）チルトモータ１２をチルト
駆動させて頭部端Ｐ_Ｄの信号変化を捉えるようにしても
よい。

【００５７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
撮影手段の両側に発光素子と受光素子とが配設されてい
るので、三角測距を行う場合に発光素子と受光素子との
間隔が大きいため、測距精度が高く人物の顔を正確にフ
レーミングすることができると共に、撮影手段、発光素
子及び受光素子を直線上に配設したので、重量バランス
をとりやすく、方向変更手段でパンチルト方向へ撮影手
段と測距手段との方向を一体に変更する場合にスペース
効率を高めることができる、という効果を得ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用可能な実施形態の自動フレーミン
グカメラの配置位置を模式的に示す外観斜視図である。

【図２】実施形態の自動フレーミングカメラの外観斜視
図である。

【図３】実施形態の自動フレーミングカメラのカメラ部
本体の概略構成を示す外観斜視図である。

【図４】実施形態の自動フレーミングカメラの制御回路
の概略構成を示すブロック図である。

【図５】実施形態の自動フレーミングカメラの制御回路
のマイコンが実行するフレーミングルーチンのフローチ
ャートである。

【図６】実施形態の自動フレーミングカメラの測距方向
及び測距許容範囲を模式的に示す説明図である。

【図７】発光・受光素子の距離とパンチルト動作に必要
なスペースとを模式的に示す外観斜視図であり、（Ａ）
は実施形態、（Ｂ）は比較例１、（Ｃ）は比較例２を示
す。

【図８】実施形態の測距ユニットを模式的に示し、
（Ａ）は実施形態の外観斜視図、（Ｂ）は比較例３の外
観斜視図、（Ｃ）は比較例３の垂直姿勢での側面図、
（Ｄ）は比較例３のチルト時の側面図を示す。

【符号の説明】１自動フレーミングカメラ３撮影レンズ（撮影手段の一部）４撮像素子（撮影手段の一部）５発光素子（測距手段の一部）６受光素子（測距手段の一部）９第３フレーム（基材）１１チルト方向支持軸（回転軸）１２チルトモータ（方向変更手段の一部）１３パンモータ（方向変更手段の一部）２０制御回路（測距手段の一部、方向変更手段の一
部）２２測距デバイス（測距手段の一部）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ０３Ｂ 17/56 Ｇ０３Ｂ 17/56 ＺＨ０４Ｎ 5/232 ＣＨ０４Ｎ 5/232 ＪＧ０２Ｂ 7/11 Ｂ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被写体を撮影するための撮影手段と、発
光素子と受光素子とを有し一方向の距離を測距する測距
手段と、前記撮影手段の撮影方向と前記測距手段の測距
方向とを一体に変更する方向変更手段とを備えた自動フ
レーミングカメラにおいて、前記撮影手段とその両側に
前記発光素子と前記受光素子とを直線状に配設したこと
を特徴とする自動フレーミングカメラ。
【請求項２】前記撮像手段と前記発光素子と前記受光
素子とを略水平方向に配設したことを特徴とする請求項
１に記載の自動フレーミングカメラ。
【請求項３】前記撮影手段、前記発光素子及び前記受
光素子を一体に回動可能に軸支する回動軸を前記発光素
子及び前記受光素子の筒胴に突設したことを特徴とする
請求項２に記載の自動フレーミングカメラ。
【請求項４】前記撮影手段、前記発光素子及び前記受
光素子は同一の基材に固定されており、前記回転軸は垂
直方向及び奥行き方向で前記基材の重心位置に位置して
いることを特徴とする請求項３に記載の自動フレーミン
グカメラ。