JP4049614B2 - ビデオカメラ装置 - Google Patents
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Description
【産業上の利用分野】
この発明は監視カメラ等として利用されるビデオカメラ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
監視カメラの多くは、撮像方向を自在に変更できるようにパン操作回転機構やチルト操作回転機構を備えている。このような回転機構を備える場合、固定側と旋回側との間で信号や電力伝達のために、スリップリング機構、ゼンマイ状に巻いた渦巻きケーブル、螺旋状に巻いたカールケーブル(特開平11−203949号公報(IPC:H01B 7/08:H04N 5/225)参照)などが用いられている。
【0003】
スリップリング機構は、回転回数に制約はないという利点があるものの、回転接触部において磨耗や腐食が生じやすく、信頼性に劣り、回転速度を上げると寿命が短くなる上に、回転接触部に貴金属類が用いられるため割高になる。一方、渦巻きケーブルやカールケーブルを用いる構成では、接触部が無いのでその磨耗等の欠点はないものの、回転回数は有限とされることになる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、回転回数が有限である監視カメラを旋回操作して対象物を追いながら撮影しているときに回転限界位置となってしまうと、それ以上は前記対象物を追えなくなってしまう。この場合、オペレータは手動で監視カメラを360°反転させる操作を行い、前記対象物を見つけ出すことを行うことになるが、このような操作に手間取ってしまうと、重要な瞬間を撮影できなかったということが起こってしまう。
【0005】
この発明は、上記の事情に鑑み、回転回数が有限であるためにオペレータに余計な操作を強いてしまうのを回避することができるビデオカメラ装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
この発明のビデオカメラ装置は、上記の課題を解決するために、有限回数の旋回動作が行われる旋回体にビデオカメラ本体を設けて成るビデオカメラ装置において、旋回体の回転位置状態を検出する検出手段と、旋回体が最終回数目の所定位置に達したときに該旋回体を360°反転させて所定位置に位置させる旋回駆動制御手段と、ワイド撮影を行うワイド撮影手段と、旋回駆動制御手段による旋回体の反転時の撮影状態をワイド撮影手段によるワイド撮影状態になるように制御する制御手段を備えることを特徴とする。
【0007】
上記構成であれば、旋回体が最終回転目の所定位置に達したときに当該旋回体は360°反転させられて前記所定位置に自動的に位置することになるから、オペレータは旋回体を360°反転させるといった余計な操作をわざわざ行わなくて済むことになる。
【0008】
また、この発明のビデオカメラ装置は、有限回数の旋回動作が行われる旋回体にビデオカメラ本体を設けて成るビデオカメラ装置において、旋回体の回転位置状態を検出する検出手段と、旋回体を所定回転速度で1回転又は略1回転させるとした場合の撮像対象の移動予測を行う予測手段と、旋回体が最終回転目の所定位置に達したときに当該旋回体を360°から前記移動予測分の角度を減じた角度だけ反転させて前記所定位置の近傍位置に位置させる旋回駆動制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【0009】
上記構成であれば、旋回体が最終回転目の所定位置に達したときに当該旋回体は360°から移動予測分の角度を減じた角度だけ反転させられて前記所定位置の近傍位置に自動的に位置することになるから、オペレータにとっては旋回体を360°反転させて更に対象物を探すといった余計な操作を行わないで済むことになる。
【0010】
画像データを記憶する記憶手段を備え、前記反転の際に反転開始直前の静止画像を記憶手段に記憶させ、反転中は前記静止画像を出力するように構成されていてもよい。
【0011】
画像データを記憶する記憶手段を備え、前記反転の際に反転開始直前の静止画像を記憶手段に記憶させ、反転中は前記静止画像を出力するように構成されていてもよい。また、ワイド撮影可能に構成され、前記反転時の撮影状態をワイド撮影状態とするように構成されていてもよい。
【0012】
旋回体の回転位置状態を検出する検出手段は、旋回体の旋回に伴って移動する移動部材と、前記移動部材にて操作されるセンサーとを備えて成るものでもよい。また、旋回体の回転位置状態を検出する検出手段は、旋回体を回転駆動するステッピングモータのパルス数を管理する手段を備えて成るものでもよい。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施形態におけるビデオカメラ装置を図1乃至図6に基づいて説明する。
【0014】
図1乃至図5はビデオカメラ装置の機構部分を示した斜視図である。固定側シャーシ1には、固定側構成部として、固定座部材1a、螺旋ガイド2aを有するパン旋回軸2、及び内平歯ギヤ板12が固定されている。前記パン旋回軸2の上部側と下部側に各々軸受け(ベアリング)4が装着されている。これら軸受け4・4にパン旋回シャーシ3がその筒部3eを嵌合させることによって固定され、パン旋回シャーシ3はパン旋回軸2を中心にして旋回する。パン旋回シャーシ3の下部には当該シャーシ3と一体的に回転するケース部16が設けられており、このケース部16と前記固定座部材1aとで形成される収容空間にFFC(フレキシブル・フラット・ケーブル)17が渦巻き状に巻かれて配置されている。FFC17の一端側は固定座部材1aに形成された穴から取り出され、他端側はケース部16から出て前記パン旋回シャーシ3に固定されている回路基板18に接続される。
【0015】
前記パン旋回シャーシ3は底板部分と立状部分とから成る。底板部分にはモータ取付座3aが形成されている。モータ取付座3aにはパン旋回用モータ11が取り付けられている。パン旋回用モータ11の回転軸に固定された主動ギヤ11aは、モータ取付座3aに形成されている穴を通して底裏面側に出ている。主動ギヤ11aは前記内平歯ギヤ板12の内平歯に噛み合っており、パン旋回用モータ11の駆動によってパン旋回シャーシ3はパン旋回軸2を中心に回動する。
【0016】
また、パン旋回シャーシ3の底板部分には基板取付座20が固定されており、この基板取付座20に回路基板18が取り付けられている。更に、パン旋回シャーシ3の底板部分には、前記パン旋回軸2と平行にガイド軸13が立設されている。ガイド軸13にはスライダ14が昇降自在に設けられている。このスライダ14には前記パン旋回軸2の螺旋ガイド2aに係合する係合突起14aが形成されている。この係合突起14aはパン旋回シャーシ3の筒部3eに固定されているガイド部材3bのガイド穴(このガイド穴に対応して筒部3eにも穴が形成されている)によって案内され、パン旋回シャーシ3の旋回状態によってスライダ14の位置が変化することになる。また、前記係合突起14aと反対の側には光遮蔽突起14bが形成されている。回路基板18には二つのフォトインタラプタ15A・15Bがガイド軸13と平行に並んで配置されており、前記光遮蔽突起14bはスライダ14の昇降によってフォトインタラプタ15A・15Bの光を遮る状態及び遮らない状態を形成する。
【0017】
パン旋回シャーシ3の立状部分には、軸受け支持部3cが側方に突出して形成されている。この軸受け支持部3cに嵌合された軸受け6には前記パン旋回軸2の軸方向に直交するようにチルト回転軸5が回転自在に支持されている。チルト回転軸5の先端部にはカメラ25を支持するカメラシャーシ26が連結されている。チルト回転軸5には一体回転可能にギヤ7が固定されている。また、パン旋回シャーシ3の立状部分には支持軸8が前記チルト回転軸5と平行に突出しており、この支持軸8に回転可能に支持された中継ギヤ9が前記ギヤ7に噛み合っている。更に、パン旋回シャーシ3の立状部分にはモータ取付座部3dが形成されており、このモータ取付座部3dにチルト駆動用モータ10がその回転軸をチルト回転軸5と平行にして固定されている。チルト駆動用モータ10の回転軸に固定された主動ギヤ10aは前記中継ギヤ9に噛み合っており、チルト駆動用モータ10の駆動によって中継ギヤ9、ギヤ7、チルト回転軸5が回転し、カメラシャーシ26(カメラ25)がチルト回動する。また、カメラ25はズーム機構を備えておりマイクロコンピュータからの指令を受けてズーム撮影やワイド撮影を実行するようになっている。
【0018】
前述した渦巻き状のFFC17の中心側端部が固定側とされ、周辺側端部がパン旋回シャーシ3の旋回によって移動することになり、渦巻き状のFFC17は巻き締まったり、或いは巻き緩んだりすることになる。パン旋回シャーシ3は基準位置(原点位置)から時計回りに1.5回転し、また、同様に基準位置から反時計回りに1.5回転するように設定している。すなわち、この実施形態ではパン旋回数を3回としている。そして、前記基準位置において、渦巻き状のFFC17における巻き締まる方向の余裕と巻き緩む方向の余裕とが略均等となるようにしている。
【0019】
パン旋回シャーシ3が前記基準位置に位置する状態のときに、スライダ14の係合突起14aがパン旋回軸2の螺旋ガイド2aの略中程において係合するようにしておく。ここで、パン旋回シャーシ3が基準位置に位置する状態は、パン旋回数を3回としてその始端を基準にしてみれば、2回転目の中央位置とみることができる。前記スライダ14の光遮蔽突起14bは、例えば、パン旋回シャーシ3の第1回転目においてはフォトインタラプタ15A・15Bの一方に対して光を遮る状態を形成し、第2回転目においてはフォトインタラプタ15A・15Bの両方に対して光を遮る状態を形成し、第3回転目においてはフォトインタラプタ15A・15Bの一方に対して光を透過させる状態を形成する。
【0020】
パン旋回シャーシ3の基板取付座20の一部は内平歯ギヤ板12の外縁部上方に臨んでおり、この部位にホール素子31が設けられている。そして、内平歯ギヤ板12の外縁部には磁石30が設けられている。パン旋回シャーシ3が前記の基準位置に位置し得るとき(第何回転目かは不明)、磁石30の直上にホール素子31が位置するようにしている。前記フォトインタラプタ15A・15Bの出力によって第2回転目の状態であると判断され、且つ、ホール素子31にて磁石30を検出したとき、第2回転目の中央位置、すなわち、パン旋回シャーシ3が前記基準位置に位置していることを検出することになる。
【0021】
ここで、パン旋回シャーシ3が第2回転目の状態において渦巻き状のFFC17の巻きが安定している状態とし、第1回転目の状態では或る程度巻き締まった状態であるとし、第3回転目の状態では或る程度巻き緩んだ状態であるとする。図示しないマイクロコンピュータ(このマイクロコンピュータは前記回路基板18に設けておいてもよいし、或いは、固定側構造部に設けておいて前記FFC17を接続したものでもよい)は、フォトインタラプタ15A・15Bの出力信号とホール素子31の出力信号とに基づき、パン旋回シャーシ3の回転回数情報及び基準位置情報を取得すると共に、オペレータからの旋回指令(ここでは、パン操作信号とする)を受け取り、以下に示すようにパン旋回用モータ11の速度制御を行う。
【0022】
▲1▼−1.第1回転目の状態又は第2回転目の状態から第3回転目の状態となる方向への旋回指令(巻き締まり状態又は安定状態から巻き緩む方向への旋回指令)を受けたときには、パン旋回用モータ11を高速回転させる。
▲1▼−2.上記旋回状態において第3回転目の状態に入ると、パン旋回用モータ11を低速回転させる。
▲1▼−3.第3回転目の状態において更に巻き緩む方向への旋回指令を受けたときには、パン旋回用モータ11を低速回転させる。
▲1▼−4.第2回転目の状態から第3回転目の状態となる方向への旋回指令(巻き締まり状態又は安定状態から巻き緩む方向への旋回指令)を受けたが、現在状態が第3回転目にじきに入ると予測される状態のときには、パン旋回用モータ11を低速回転させる。
【0023】
▲2▼−1.第3回転目の状態又は第2回転目の状態から第1回転目の状態となる方向への旋回指令(巻き緩み状態又は安定状態から巻き締まる方向への旋回指令)を受けたときには、パン旋回用モータ11を高速回転させる。
▲2▼−2.上記旋回状態において第1回転目の状態に入ると、パン旋回用モータ11を低速回転させる。
▲2▼−3.第1回転目の状態において更に巻き締まる方向への旋回指令を受けたときには、パン旋回用モータ11を低速回転させる。
▲2▼−4.第2回転目の状態から第1回転目の状態となる方向への旋回指令(巻き緩み状態又は安定状態から巻き締まる方向への旋回指令)を受けたが、現在状態が第1回転目にじきに入ると予測される状態のときには、パン旋回用モータ11を低速回転させる。
【0024】
前記▲1▼−4、及び▲2▼−4の制御において、予測の処理は例えば、以下のようにして行うことができる。ここで、パン旋回用モータ11はステッピングモータであるとし、パン旋回シャーシ3が基準位置から時計回りに1.5回転するのに6000パルスが必要であり、また、基準位置から反時計回りに1.5回転するのに同6000パルスが必要であるとする場合を想定する。パン旋回シャーシ3が基準位置に位置する状態から2000パルス分の旋回時点で第1回転目に入る、或いは第3回転目に入ることになり、上記パルス数を管理しておくことで、第1回転目又は第3回転目にじきに入ると予測される状態(例えば、1500〜1999パルスの間とする)をマイクロコンピュータ側で把握することができる。
【0025】
図6は上述したビデオカメラ装置を用いて成る監視カメラシステムを示した説明図である。ビデオカメラ装置51を機能ブロック的に示すと、カメラ本体部51a、撮像方向制御装置(パン/チルト機構)51b、及びI/Oインターフェイス部51cとから成る。これらの各要素は前記マイクロコンピュータによって制御される。カメラ本体部51aによって撮像された映像は、ガンマ補正などの映像処理が施された後、NTSC等のコンポジットのビデオ信号に変換され、モニタ52に供給される。なお、ビデオカメラ装置51は、図示しない静止画像メモリ、A/D変換回路、D/A変換器等(これらは、例えば前述した回路基板18に設けておくことができる)を有しており、前記マイクロコンピュータからの記憶指令時、撮像された映像はA/D変換されて静止画像メモリに格納され、マイクロコンピュータからの記憶映像出力指令時、静止画像メモリから映像データが読み出され、D/A変換等の処理が施された後、NTSC等のコンポジットのビデオ信号に変換され、モニタ52に供給される。
【0026】
撮像方向制御装置51bは、カメラ本体部51aにおけるパン/チルト制御を行なう。撮像方向制御装置51bのアクチュエータ(前述したチルト駆動用モータ10,パン旋回用モータ11)への駆動制御信号は、マイクロコンピュータから与えられる。マイクロコンピュータはI/Oインターフェイス部51cを介して操作部60からパン/チルトコマンドを受け取り、このコマンドに基づいて前記駆動制御信号を生成する。
【0027】
モニタ52は、例えばビデオケーブルによってビデオカメラ装置51からビデオ信号を受け取り、画面に映像を表示する。
【0028】
操作部60は、各種キー及びジョイスティック61などを備える。ジョイスティック61は、例えば、第1回動部材と第2回動部材を交差状に有する。そして、第1ボリュームと第2ボリュームとを備え、第1ボリュームの回転軸は第1回動部材の回動軸に連結され、第2ボリュームの回転軸は第2回動部材の回動軸に連結されている。スティック部61aはそれが操作されることで第1回動部材及び第2回動部材をそれぞれ回動させるように設けられている。このような構造により、スティック部61aを前後左右斜めに操作すれば、第1ボリューム及び第2ボリュームの抵抗値が変化し、この抵抗値変化に基づく電圧変化によって、スティック部61aの操作方向や傾きの程度を検出することができる。
【0029】
操作部60は、スティック部61aの操作方向及び傾きの程度(第 1,第2ボリュームによる電圧)を所定間隔でサンプリングし、方向成分と速度成分を持つパン/チルトコマンドを生成し、これをビデオカメラ装置51のマイクロコンピュータに供給することになる。
【0030】
マイクロコンピュータは、前述したパン旋回シャーシ3の回転位置状態検出、パン旋回の速度制御(高速・低速切替)、パン/チルトコマンドを受けてのパン/チルト実行処理の他、以下に示す制御を行うようになっている。
【0031】
[360°自動反転処理]
パン旋回シャーシ3が基準位置から時計回りに6000パルス分回転(1.5回転)したとき、及び基準位置から反時計回りに6000パルス分回転(1.5回転)したとき、自動的に反対回りに4000パルス分回転(1回転:360°)させる。この360°反転は、FFC17の巻き緩み状態から巻き締まる方向への旋回、或いは、FFC17の巻き締まり状態から巻き緩む方向への旋回であるから、パン旋回用モータ11を高速回転させることとし、360°反転が短時間(例えば、0.5秒)で行われるようにしている。
【0032】
[360°−α°自動反転処理]
パン旋回シャーシ3が基準位置から時計回りに6000パルス分回転(1.5回転)したとき、及び基準位置から反時計回りに6000パルス分回転(1.5回転)したとき、自動的に反対回りに4000−αパルス分回転(1回転未満:360°未満)させる。ここで、マイクロコンピュータは、パン旋回シャーシ3を前記高速で1回転(或いは略1回転)させるとした場合の撮像対象の移動量予測を行う。この移動量予測は、前記6000パルスとなる時点のパンコマンドの速度成分など、パン旋回用モータ11の回転速度に対応する情報(すなわち、オペレータが対象物を追うためにどの程度の速さでカメラを旋回させていたかの情報)と、パン旋回シャーシ3の高速1回転(或いは略1回転)に要する時間情報とによって求めることができる。予測された移動量に対応したパン旋回シャーシ3の旋回量(角度)をパルス数に置き換えると、前記αパルスが求まる。
【0033】
上述した二つの自動反転処理をオペレータが任意に選択できるようにしておいてもよいし、いずれか一方のみの設定仕様としてもよい。また、6000パルス時点で自動反転処理が行われるようにしたが、自動反転処理時点をオペレータが設定できるようにしてもよい。例えば、時計回り及び反時計回りの5500パルス時点で自動反転処理を行うようにすると、最終回転目の基準位置に対して反対向きとなる位置から時計回り及び反時計回りに各々500パルス分の領域が最終回転目非撮影領域となる。オペレータは撮影不要と思う方向(領域)について、最終回転目非撮影領域を設定することができる。また、パルス数ではなく、前述したフォトインタラプタ15A・15Bの出力信号など、パン旋回シャーシ3の回転位置を直接的に検出する手段にて自動反転処理時点を設定するようにしてもよいものである。
【0034】
[反転時静止画出力処理]
マイクロコンピュータは、上述した反転に際して、反転時の撮像映像を静止画像メモリに格納し、反転中においては前記静止画像メモリに格納した映像データを読み出してD/A変換等の処理を行うことにより、反転中においてはモニタ52に反転直前の静止映像を表示させる。
【0035】
[反転時ワイド撮像処理]
マイクロコンピュータは、上述した反転に際して、カメラをワイド撮影設定とし、反転終了後に広い範囲が撮影される状態を形成する。これにより、反転後における撮影対象物の捕捉が行い易くなる。
【0036】
上述した反転時静止画出力処理と反転時ワイド撮像処理を組み合わせてもよいし、いずれか一方のみの設定仕様としてもよい。
【0037】
なお、上記の例ではフォトインタラプタ15A・15Bに対して光遮蔽突起14bを作用させることとしたが、▲1▼フォトインタラプタ15A・15Bに替えて磁気検出素子を設けると共に光遮蔽突起14bに替えて磁石を設ける構成、▲2▼フォトインタラプタ15A・15Bに替えて接触スイッチを設けると共に光遮蔽突起14bに替えて接触作用片を設ける構成、▲3▼フォトインタラプタ15A・15Bに替えてピニオン付きのロータリスイッチを設けると共に光遮蔽突起14bに替えて前記ピニオンに歯合するラックを設ける構成、などを採用することができる。
【0038】
また、以上の例では、パン旋回軸2に平行な移動を検出するようにしたが、これに限らず、スライダ14の移動をガイド軸13に直交する方向の移動に変換し、この変換した方向の移動を検出するようにしてもよい。また、螺旋ガイド2aに係合する移動部材をガイド軸13にて摺動自在に支持されるスライダ14としたが、これに限るものではなく、螺旋ガイド2aに係合する移動部材をリンク機構的に支持するようにしてもよい。また、渦巻き状のケーブルとしてFFC17を示したが、これに限るものではなく、例えば、FPC(フレキシブル・プリンテッド・サーキット)やカールリボンなどを用いることができる。また、旋回数を3回としたが、このような回数に限定されるものではない。また、基準位置検出にホール素子を用いる構成を示したが、かかる構成に限らず、他の検出構成を用いてもよい。
【0039】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、最終回転目の所定位置において自動反転処理が行われるので、オペレータは余計な操作から解放されることになる。また、反転後における撮影対象物の捕捉が行いやすくなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明のビデオカメラ装置の機構部を示した斜視図である。
【図2】この発明のビデオカメラ装置の機構部を示した斜視図である。
【図3】この発明のビデオカメラ装置の機構部を示した斜視図である。
【図4】この発明のビデオカメラ装置の機構部を示した斜視図である。
【図5】この発明のビデオカメラ装置の機構部を示した斜視図である。
【図6】ビデオカメラ装置を用いた監視カメラシステムを示した説明図である。
【符号の説明】
1 固定側シャーシ
2 パン旋回軸
2a 螺旋ガイド
3 パン旋回シャーシ
5 チルト回転軸
10 チルト旋回用モータ
11 パン旋回用モータ
12 内平歯ギヤ板
13 ガイド軸
14 スライダ
15A・15B フォトインタラプタ
17 FFC(フレキシブル・フラット・ケーブル)
18 回路基板
25 カメラ
Claims (7)
- 有限回数の旋回動作が行われる旋回体にビデオカメラ本体を設けて成るビデオカメラ装置において、
前記旋回体の回転位置状態を検出する検出手段と、
前記旋回体が最終回数目の所定位置に達したときに該旋回体を360°反転させて前記所定位置に位置させる旋回駆動制御手段と、
ワイド撮影を行うワイド撮影手段と、
前記旋回駆動制御手段による前記旋回体の反転時の撮影状態を前記ワイド撮影手段によるワイド撮影状態になるように制御する制御手段を備えることを特徴とするビデオカメラ装置。 - 有限回数の旋回動作が行われる旋回体にビデオカメラ本体を設けて成るビデオカメラ装置において、
前記旋回体の回転位置状態を検出する検出手段と、
前記旋回体を所定回転速度で1回転又は略1回転させるとした場合の撮像対象の移動予測を行う予測手段と、
前記旋回体が最終回転目の所定位置に達したときに該旋回体を360°から前記移動予測分の角度を減じた角度だけ反転させて前記所定位置の近傍位置に位置させる旋回駆動制御手段を備えたことを特徴とするビデオカメラ装置。 - 請求項2に記載のビデオカメラ装置において、ワイド撮影可能に構成され、前記反転時の撮影状態をワイド撮影状態とするように構成されたことを特徴とするビデオカメラ装置。
- 請求項1乃至請求項3のいずれかに記載のビデオカメラ装置において、前記最終回転目の所定位置は、回転限界として設定された位置又は利用者によって設定された位置であることを特徴とするビデオカメラ装置。
- 請求項1乃至請求項4のいずれかに記載のビデオカメラ装置において、画像データを記憶する記憶手段を備え、前記反転の際に反転開始直前の静止画像を記憶手段に記憶させ、反転中は前記静止画像を出力するように構成されたことを特徴とするビデオカメラ装置。
- 請求項1乃至請求項5のいずれかに記載のビデオカメラ装置において、前記検出手段は、前記旋回体の旋回に伴って移動する移動部材と、前記移動部材にて操作されるセンサーとを備えて成るものであることを特徴とするビデオカメラ装置。
- 請求項1乃至請求項5のいずれかに記載のビデオカメラ装置において、前記検出手段は、前記旋回体を回動駆動するステッピングモータのパルス数を管理する手段を備えて成るものであることを特徴とするビデオカメラ装置。
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