特開 2022-143710 カメラ駆動装置の制御装置及び方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022143710

(43)【公開日】2022-10-03

(54)【発明の名称】カメラ駆動装置の制御装置及び方法

(51)【国際特許分類】

   G03B 17/56 20210101AFI20220926BHJP

   G03B 15/00 20210101ALI20220926BHJP

   H04N 5/232 20060101ALI20220926BHJP

【ＦＩ】

G03B17/56 B

G03B15/00 P

H04N5/232 990

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021044374

(22)【出願日】2021-03-18

(71)【出願人】

【識別番号】000203634

【氏名又は名称】多摩川精機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100110423

【弁理士】

【氏名又は名称】曾我 道治

(74)【代理人】

【識別番号】100111648

【弁理士】

【氏名又は名称】梶並 順

(74)【代理人】

【識別番号】100221729

【弁理士】

【氏名又は名称】中尾 圭介

(72)【発明者】

【氏名】内海 信之介

【テーマコード（参考）】

2H105

5C122

【Ｆターム（参考）】

2H105AA06

2H105AA12

2H105AA14

5C122EA42

5C122EA63

5C122EA66

5C122FE02

5C122GD04

5C122GD06

5C122GE04

5C122GE11

5C122HA82

5C122HB05

5C122HB06

(57)【要約】

【課題】本発明は、ズーム比に関わらず、パン・チルト動作による画面の自然さを得ることである。
【解決手段】本発明は、操作部材(2)からのパン・チルト駆動指令(11)に基づいて、カメラ駆動装置のパン・チルトモータ(M1,M2)を駆動し、前記パン・チルトモータ(M1,M2)を駆動する駆動速度は、ズームレンズ(7a)のズーム比(Z)に応じて変化するようにしたカメラ駆動装置の制御装置において、前記ズームレンズ(7a)の前記ズーム比(Z)に応じて、前記駆動速度の駆動加速度(α)の最大値(MAX)に重み付けを設けるカメラ駆動装置の制御装置及び方法である。
【選択図】図５

【特許請求の範囲】

【請求項1】

操作部材(2)からのパン・チルト駆動指令(11)に基づいて、ズームレンズ(7a)を有するカメラ駆動装置(1A)のパン・チルトモータ(M1,M2)を駆動し、前記パン・チルトモータ(M1,M2)を駆動する駆動速度は、前記ズームレンズ(7a)のズーム比(Z)に応じて変化するようにしたカメラ駆動装置の制御装置において、
前記ズームレンズ(7a)の前記ズーム比(Z)に応じて、前記駆動速度の駆動加速度(α)の最大値(MAX)に重み付けを設けるように構成したことを特徴とするカメラ駆動装置の制御装置。

【請求項2】

前記ズーム比(Z)が所定レベルより大である時、前記駆動加速度(α)の最大値(MAX)を抑えることにより、前記駆動速度を抑える構成としたことを特徴とする請求項１記載のカメラ駆動装置の制御装置。

【請求項3】

操作部材(2)からのパン・チルト駆動指令(11)に基づいて、ズームレンズ(7a)を有するカメラ駆動装置(1A)のパン・チルトモータ(M1,M2)を駆動し、前記パン・チルトモータ(M1,M2)を駆動する駆動速度は、前記ズームレンズ(7a)のズーム比(Z)に応じて変化するようにしたカメラ駆動装置の制御方法において、
前記ズームレンズ(7a)の前記ズーム比(Z)に応じて、前記駆動速度の駆動加速度(α)の最大値(MAX)に重み付けを設けるようにしたことを特徴とするカメラ駆動装置の制御方法。

【請求項4】

前記ズーム比(Z)が所定レベルより大である時、前記駆動加速度(α)の最大値(MAX)を抑えることにより、前記駆動速度を抑えることを特徴とする請求項３記載のカメラ駆動装置の制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、カメラ駆動装置の制御装置及び方法に関し、特に、パン・チルトモータの駆動加速度の最大値を、ズーム比に応じて変化させ、パン・チルトモータの動作をズーム比に関わらず滑らかにするための新規な改良に関する。

【背景技術】

【0002】

従来の、主として放送局等で用いるカメラ駆動装置としては、例えば、特許文献１、２、３の構成を挙げることができる。
特許文献１の「カメラ制御装置及びカメラ制御方法」においては、固定カメラの表示ソフトウェアに関するものである。
特許文献２の「撮像カメラの移動速度制御装置およびズーム比可変速度制御装置」においては、撮像カメラを撮影方向に対して移動する際の速度を制御する構成である。
特許文献３の「カメラズームレンズ自動変倍装置」においては、カメラレンズのズーム制御を行う構成である。

【0003】

前述の特許文献１－３は、何れも本願のカメラ駆動装置の制御装置及び方法とは、殆んど関係しない内容であるが、過去から現代までにおいては、種々なズーム機構が開発されている。
すなわち、図７に示されるものは、その構成を示すための特許文献名等を開示していないが、カメラ駆動装置１Ａの一部をなすオペレーションパネル等からなると共にジョイスティックからなるパン・チルト操作レバー１とズーム操作レバー１Ｂを有する操作部材２であり、この操作部材２から出力されるカメラ姿勢制御用としての制御信号３は、基台４上に設けられているチルト軸方向用モータＭ１又はパン軸方向用モータＭ２又はその両方及びズームレンズ７ａのズーム比Ｚを変えるためのズーム操作レバー１Ｂが接続されたズームレンズ駆動モータ７ｂに供給されるように構成されている。

【0004】

前記パン軸方向用モータＭ２は、パン軸方向Ｐ、すなわち、旋回用モータであり、前記基台４上には、前記パン軸方向用モータＭ２を介して一対のカメラ支持部５、５が前記基台４に対して垂直状に設けられている。
前記各カメラ支持部５、５間には、カメラ６が設けられ、日差し７Ａを備えたカメラ部７が、軸支部８によってチルト軸方向Ｔに沿って往復回動できるように設けられている。

【0005】

一般的に、このようなカメラ駆動装置１Ａに搭載されるカメラ部７のズームレンズ７ａは、前記操作部材２からそのズーム比Ｚを変更できるように構成されている。また、このズームレンズ７ａのズーム比Ｚを変えるためのズームレンズ駆動モータ７ｂには、所定の駆動速度が与えられている。
従って、例えば、カメラ駆動装置１Ａの前記ズームレンズ駆動モータ７ｂの駆動速度及び駆動加速度の最大値ＭＡＸを一定にしてしまうと、ズーム比Ｚによって映像から感じる動き出し及び停止時の印象は、図８の（Ａ）、（Ｂ）で示されるように動きが違うため、異なったものになっている。
すなわち、図８の（Ａ）では、ズーム比Ｚが大であるため、速く移動して映像が見にくくなる。また、図８の（Ｂ）では、ズーム比Ｚが小であるため、移動が遅くなり、映像が見にくい状態となっていた。

【0006】

そこで、ズーム比Ｚに拘わらず、映像変化を同じように変化させるために、前記ズームレンズ駆動モータ７ｂの駆動速度に対して、ズーム比Ｚに応じた重み付けをすることが、従来、一般的に行われている。
図９は操作部材２のパン・チルト操作レバー１の動作を示すもので、図１０の（Ａ）はパン・チルト操作レバー１の倒し量と前記駆動速度との関係を示し、ほぼ直線的に変化していることが明らかである。
また、図１０の（Ｂ）は、ズーム比Ｚと重み付け係数Ｋとの関係を示し、（Ｂ）図における＋側曲線Ｃ１及び－側曲線Ｃ２は、重み付け係数Ｋの大きさを示しており、（Ｂ）図の特性を（Ａ）図に掛け合わせることにより、所要の重み付けのある駆動速度とすることができる。
尚、前述の図１０の各曲線Ｃ１、Ｃ２は、例えば、用途や客先からの要求で自在に調整することができる。

【0007】

また、前述のような手法は、周知のように、ズームレートコントロール又はレートズームコントロールと呼ばれている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【特許文献1】特開２０１４－００７６６２号公報

【特許文献2】特開平１１－２７５４３４号公報

【特許文献3】特開平０３－１３２６１１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

従来のカメラ駆動装置は、以上のように構成されていたため、次のような課題が存在していた。
すなわち、前述の各特許文献１－３、並びに図７、図８及び図９で示された各構成においては、ズーム比Ｚに応じて駆動速度を変化させているのみであるため、図１１のように、駆動加速度の最大値は常に一定値であった。そのため、動き出し、停止時等において、駆動速度が変化する場面では、ズーム比Ｚによってパン・チルト操作レバー１による映像上の操作感が変わってしまうことになっていた。
従って、図７のように、操作部材２のパン・チルト操作レバー１の動きと映像の変化具合とが、自然でかつ滑らかな動きとはならず、テレビ等を見ている視聴者の人達も、ズームアップ、ズームダウンの多いスポーツやドラマを見ていると、ズームアップしている時はカメラ旋回による映像の変化が急であり、ズームダウンしている時は映像の変化がゆっくりとなることで、抵抗感を意識することになっていた。

【0010】

本発明は、以上のような課題を解決するためになされたもので、特に、パン・チルトモータの駆動加速度の最大値をズーム比に応じて変化させ、パン・チルトモータの動作をズーム比に関わらず滑らかな撮像ができるようにしたカメラ駆動装置の制御装置及び方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0011】

本発明によるカメラ駆動装置の制御装置は、操作部材からの駆動指令に基づいて、カメラ駆動装置のパン・チルトモータを駆動し、前記パン・チルトモータを駆動する駆動速度は、前記ズームレンズのズーム比に応じて変化するようにしたカメラ駆動装置の制御装置において、前記ズームレンズの前記ズーム比に応じて、前記駆動速度の駆動加速度の最大値に重み付けを設けるようにした構成であり、また、前記ズーム比が所定レベルより大である時、前記駆動加速度の最大値を抑えることにより、前記駆動速度を抑える構成である。
また、本発明によるカメラ駆動装置の制御方法は、操作部材からの指令に基づいて、カメラ駆動装置のパン・チルトモータを駆動し、前記パン・チルトモータを駆動する駆動速度は、前記ズームレンズのズーム比に応じて変化するようにしたカメラ駆動装置の制御方法において、前記ズームレンズの前記ズーム比に応じて、前記駆動速度の駆動加速度の最大値に重み付けを設けるようにした方法であり、また、前記ズーム比が所定レベルより大である時、前記駆動加速度を抑えることにより、前記駆動速度を抑える方法である。

【発明の効果】

【0012】

本発明によるカメラ駆動装置の制御装置及び方法は、以上のように構成されているため、次のような効果を得ることができる。
すなわち、操作部材からの駆動指令に基づいて、カメラ駆動装置のパン・チルトモータを駆動し、前記パン・チルトモータを駆動する駆動速度は、前記ズームレンズのズーム比に応じて変化するようにしたカメラ駆動装置の制御装置において、前記ズームレンズの前記ズーム比に応じて、前記駆動速度の駆動加速度の最大値に重み付けを設ける構成及び方法により、ズーム比の全域で駆動加速度の最大値を変化させ、ズーム比の全域で滑らかな操作部材の操作による滑らかな映像変化を得ることができる。
また、前記ズーム比が所定レベルより大である時、前記駆動加速度の最大値を抑えることにより、前記駆動速度を抑えることができ、例えば、カメラ駆動装置によって、番組内容による最適なズームアップ映像を撮像でき、見やすい映像からなる番組を製作することもできる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明の実施の形態によるカメラ駆動装置を示す正面図である。

【図2】図１の右側面図である。

【図3】図２の平面図である。

【図4】本発明によるカメラ駆動装置の内部構造及び操作部材を示すブロック図である。

【図5】本発明による駆動加速度の最大値をズーム比に応じて重み付けを行う状態を示す特性図である。

【図6】ズーム比に対する駆動加速度の最大値の設定を示す特性図である。

【図7】従来及び本発明に用いているカメラ駆動装置に操作部材を接続した状態を示す構成図である。

【図8】図７のカメラ駆動装置を用いて撮像する場合を示す構成図である。

【図9】図７のパン・チルト操作レバーを有する操作部材を示す正面図である。

【図10】従来のパン・チルト操作レバーの重み付けを示す特性図である。

【図11】従来及び現在において用いられているズーム比に対する駆動加速度の最大値が常に一定であることを示す特性図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

本発明によるカメラ駆動装置の制御装置及び方法は、カメラレンズのズーム比に応じて駆動加速度の最大値に重み付けを設け、ズーム比の全域で滑らかに操作でき、かつ、滑らかな撮像ができ、カメラ旋回時の映像変化を滑らかとすることである。

【実施例0015】

以下、図面と共に本発明によるカメラ駆動装置の制御装置及び方法について説明する。
尚、従来構成と同一又は同等部分については、同一符号を付して説明する。
図１において、符号１Ａで示されるものは、カメラ駆動装置であり、このカメラ駆動装置１Ａの基台４内には、パン軸方向用モータＭ２が設けられている。
前記基台４には旋回機能が設けられており、この基台４上には、一対のカメラ支持部５、５が対抗配置されている。
前記各カメラ支持部５、５の間には、大から小までのズーム比Ｚを有するズームレンズ７ａを有するカメラ６を備えた長手形状のカメラ部７が軸支部８を介してチルト軸方向Ｔに沿って往復回動できるように設けられている。

【0016】

前記各カメラ支持部５、５の一方には、チルト軸方向用モータＭ１が設けられ、このチルト軸方向用モータＭ１の回転動作により、直結又はギヤダウン構成を介して、前記カメラ６がチルト軸方向Ｔに沿って上下方向に往復回動するように構成されている。

【0017】

従って、パン・チルト操作レバー１によって、前記各モータＭ１、Ｍ２の動作を組み合わせることにより、前記カメラ６は、チルト軸方向Ｔとパン軸方向Ｐとを組み合わせた任意の方向の撮像をすることができるように構成されている。

【0018】

前記カメラ駆動装置１Ａと、例えば、オペレーションパネルからなる前記操作部材２とを用いて、前記カメラ６のパン軸方向Ｐ及びチルト軸方向Ｔの動作を行う内部構成について図４と共に述べる。
前記操作部材２はカメラ駆動装置１Ａの第１コネクタＣＮ１に接続され、操作部材２からのパン・チルト駆動指令１１は、制御基板１２に入力される。このカメラ駆動装置１Ａの第２コネクタＣＮ２には、電源ＡＣ１００Ｖが入力され、ノイズフィルタＦ及びＡＣ／ＤＣ電源を介してパワーアンプ基板２４に前記電源ＡＣ１００Ｖが入力されている。

【0019】

前記操作部材２からのカメラ・レンズ駆動指令２１は、前記カメラ駆動装置１Ａの第３コネクタＣＮ３を経て前記制御基板１２に入力され、前記各モータＭ１、Ｍ２に入力される。また、操作部材２からのカメラ・レンズ駆動指令２１は第３コネクタＣＮ３を介して制御基板１２に入力されている。

【0020】

前記制御基板１２からの制御信号２３は、パワーアンプ基板２４を経て、パン軸用駆動装置２５及びチルト軸用駆動装置２６に入力されている。
前記パワーアンプ基板２４によって増幅された前記制御信号２３は、前記パン軸用駆動装置２５のブレーキ２８及びパン軸方向用モータＭ２に供給されている。
また、前記制御信号２３は、前記チルト軸用駆動装置２６のブレーキ２９及びチルト軸方向用モータＭ１に供給されている。

【0021】

前記各駆動装置２５、２６は、カメラ駆動装置部２７を構成し、前記各モータＭ１、Ｍ２はエンコーダＥを有し、そのエンコーダ出力Ｅ１、Ｅ２は前記制御基板１２に入力されている。また、前記各モータＭ１、Ｍ２には角度センサ３０、３１が設けられており、角度センサ３０、３１からの出力は前記制御基板１２に入力されている。

【0022】

前述の構成において、前記カメラ６のズームレンズ７ａによって、図示しない被写体Ｈを撮像している時に、前記操作部材２のパネル又はパン・チルト操作レバー（ジョイスティック）１を左右傾動及び回転の組み合わせによって操作すると、前記各駆動装置２５、２６を介して前記カメラ６のパン及びチルト動作が行われ、ズームレンズ７ａが前記カメラ・レンズ駆動指令２１の指示に従って、前記被写体Ｈを自在に撮像することができる。

【0023】

ここで、従来においては、各モータＭ１、Ｍ２にカメラ・レンズ駆動指令２１を供給すると、各モータＭ１、Ｍ２の駆動速度はズーム比Ｚに応じて変化するが、前記駆動速度の駆動加速度αの最大値ＭＡＸは変化させることなく、図１１で示されるように、一定のままで駆動するため、ズーム比Ｚの変化に拘わらず、前記駆動加速度αの最大値ＭＡＸは、水平線状となっていた。

【0024】

しかしながら、本発明の構成によれば、前記駆動加速度αの最大値ＭＡＸを図１１で示す直線状から図６で示すように、ズーム比Ｚに対して駆動加速度αの最大値ＭＡＸが曲線状に変化（最大値ＭＡＸをズーム比Ｚに応じて重み付けを任意に行う）するように予め設定調整する。
前記曲線状の形状は、用途や客先からの要求で操作部材２により自在に調整することができる。
尚、前述の最大値ＭＡＸは、図７の操作部材２内における図示しないメモリ内に予めデジタル設定して格納することができ、用途や客先からの要求でズーム操作レバー１Ｂにより自在に設定することができる。

【0025】

尚、図６の最大値ＭＡＸを曲線状に変化するように設定する裏付けとしては、図５の（Ａ）で示されるように、図７の操作部材２のパン・チルト操作レバー（ジョイスティック）１の倒し量と前記ズームレンズ駆動モータ７ｂの直線状特性に対して、図５の（Ｂ）で示されるように、予め設定されたズーム比Ｚに対する重み付け係数Ｋを掛け合わせることにより、例えば、ズーム比Ｚが所定レベルより大きい場合には、駆動加速度αを抑えることで駆動速度がゆっくり変化するように制御し、ズーム比Ｚに拘わらず、パン・チルト操作レバー１の滑らかな操作感を実現することができる。尚、“駆動加速度”はパン・チルトモータのＭ１、Ｍ２の加速度であり、そのため、ズーム比Ｚに関わらず、パン・チルト動作による自然な画面変化が得られる。

【産業上の利用可能性】

【0026】

本発明によるカメラ駆動装置の制御装置及び方法は、パン・チルトモータの駆動速度の駆動加速度の最大値に重み付けを設けることにより、画面を撮る方も見る方も見やすくなる。

【符号の説明】

【0027】

１ パン・チルト操作レバー（ジョイスティック）
１Ａ カメラ駆動装置
１Ｂ ズーム操作レバー
２ 操作部材
４ 基台
５ カメラ支持部
６ カメラ
７ カメラ部
７Ａ 日差し
７ａ ズームレンズ
７ｂ ズームレンズ駆動モータ
８ 軸支部
１１ パン・チルト駆動指令
１２ 制御基板
２０ ＡＣ／ＤＣ電源
２１ カメラ・レンズ駆動指令
２３ 制御信号
２４ パワーアンプ基板
２５ パン軸用駆動装置
２６ チルト軸用駆動装置
２７ カメラ駆動装置部
２８、２９ ブレーキ
３０、３１ 角度センサ
Ｃ１ ＋側曲線
Ｃ２ －側曲線
ＣＮ１ 第１コネクタ
ＣＮ２ 第２コネクタ
ＣＮ３ 第３コネクタ
ＣＮ４ 第４コネクタ
Ｅ エンコーダ
Ｅ１、Ｅ２ エンコーダ出力
Ｆ ノイズフィルタ
Ｈ 被写体
Ｋ 重み付け係数
Ｍ モニター出力
Ｍ１ チルト軸方向用モータ
Ｍ２ パン軸方向用モータ
ＭＡＸ 最大値
Ｐ パン軸方向
Ｔ チルト軸方向
Ｖｏｕｔ 映像出力
Ｚ ズーム比
α 駆動加速度

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】