IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2022.1.31 β版

知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」

▶ キヤノン株式会社の特許一覧

特許7406902制御装置、制御方法、プログラム、方法及び記憶媒体
<>
  • 特許-制御装置、制御方法、プログラム、方法及び記憶媒体 図1
  • 特許-制御装置、制御方法、プログラム、方法及び記憶媒体 図2
  • 特許-制御装置、制御方法、プログラム、方法及び記憶媒体 図3
  • 特許-制御装置、制御方法、プログラム、方法及び記憶媒体 図4
  • 特許-制御装置、制御方法、プログラム、方法及び記憶媒体 図5
  • 特許-制御装置、制御方法、プログラム、方法及び記憶媒体 図6
  • 特許-制御装置、制御方法、プログラム、方法及び記憶媒体 図7
  • 特許-制御装置、制御方法、プログラム、方法及び記憶媒体 図8
  • 特許-制御装置、制御方法、プログラム、方法及び記憶媒体 図9
  • 特許-制御装置、制御方法、プログラム、方法及び記憶媒体 図10
  • 特許-制御装置、制御方法、プログラム、方法及び記憶媒体 図11
  • 特許-制御装置、制御方法、プログラム、方法及び記憶媒体 図12
< >
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-12-20
(45)【発行日】2023-12-28
(54)【発明の名称】制御装置、制御方法、プログラム、方法及び記憶媒体
(51)【国際特許分類】
   G03B 17/56 20210101AFI20231221BHJP
   G03B 15/00 20210101ALI20231221BHJP
   G03B 17/00 20210101ALI20231221BHJP
   H04N 5/222 20060101ALI20231221BHJP
   H04N 23/65 20230101ALI20231221BHJP
【FI】
G03B17/56 B
G03B15/00 P
G03B17/00 B
H04N5/222 100
H04N23/65
【請求項の数】 10
(21)【出願番号】P 2019223286
(22)【出願日】2019-12-10
(65)【公開番号】P2021092667
(43)【公開日】2021-06-17
【審査請求日】2022-11-09
(73)【特許権者】
【識別番号】000001007
【氏名又は名称】キヤノン株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100126240
【弁理士】
【氏名又は名称】阿部 琢磨
(74)【代理人】
【識別番号】100223941
【弁理士】
【氏名又は名称】高橋 佳子
(74)【代理人】
【識別番号】100159695
【弁理士】
【氏名又は名称】中辻 七朗
(74)【代理人】
【識別番号】100172476
【弁理士】
【氏名又は名称】冨田 一史
(74)【代理人】
【識別番号】100126974
【弁理士】
【氏名又は名称】大朋 靖尚
(72)【発明者】
【氏名】井▲高▼ さゆり
【審査官】藏田 敦之
(56)【参考文献】
【文献】特開2012-109646(JP,A)
【文献】特開2017-163227(JP,A)
【文献】特開2017-198837(JP,A)
【文献】特開2004-048160(JP,A)
【文献】米国特許出願公開第2004/0008422(US,A1)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
G03B 17/56
G03B 15/00
G03B 17/00
H04N 5/222
H04N 23/65
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
回転体の回転を検出する回転検出部と、
前記回転検出部の出力に基づいて、前記回転体の回転方向を判定する方向判定部と、
前記回転体に設けられた第1の部材と前記回転体に対して相対移動する固定部に設けられた第2の部材との位置に基づいて、前記回転体の所定の位置を検出する位置検出部と、
前記方向判定部が判定した回転方向が、前記第1の部材と前記第2の部材とが接近する第1の方向である場合には前記位置検出部への通電を行い、前記第1の部材と前記第2の部材とが離間する第2の方向である場合には前記位置検出部への通電を行わないように制御する制御部と、
を有することを特徴とする制御装置。
【請求項2】
請求項1に記載の制御装置において、
前記制御部は、前記方向判定部が判定した回転方向が前記第1の方向である場合には、前記位置検出部への通電を間欠的に行うように制御することを特徴とする制御装置。
【請求項3】
請求項2に記載の制御装置において、
前記制御部は、前記位置検出部に対して間欠的に行う通電の周期を前記回転検出部の検出した前記回転体の回転速度に応じて決定することを特徴とする制御装置。
【請求項4】
請求項2に記載の制御装置において、
前記制御部は、前記位置検出部に対して間欠的に行う通電の周期が、前記回転体に設けられた撮像部による撮像が可能な通常状態よりも前記撮像部による撮像を制限した待機状態の方が長くなるように制御することを特徴とする制御装置。
【請求項5】
請求項1から4のいずれか一項に記載の制御装置において、
前記制御部は、前記回転検出部の出力が所定値以上の場合に前記回転体の回転方向に基づいて、前記位置検出部へ通するか否かを決定し、前記回転検出部の出力が所定値未満の場合に前記位置検出部への通電を行わないように制御することを特徴とする制御装置。
【請求項6】
請求項1から5のいずれか一項に記載の制御装置において、
前記回転検出部は、角速度センサであることを特徴とする制御装置。
【請求項7】
請求項1から5のいずれか一項に記載の制御装置において、
前記回転検出部は、エンコーダであることを特徴とする制御装置。
【請求項8】
回転体の所定の位置を検出する位置検出部への通電を制御する方法であって、
前記回転体の回転を検出する回転検出ステップと、
前記回転検出ステップの出力に基づいて、前記回転体の回転方向を判定する方向判定ステップと、
前記回転体に設けられた第1の部材と前記回転体に対して相対移動する固定部に設けられた第2の部材との位置に基づいて、前記回転体の所定の位置を検出する位置検出ステップと、
前記方向判定ステップが判定した回転方向が、前記第1の部材と前記第2の部材とが接近する第1の方向である場合には前記位置検出部への通電を行い、前記第1の部材と前記第2の部材とが離間する第2の方向である場合には前記位置検出部への通電を行わないように制御する制御ステップと、
を有することを特徴とする方法。
【請求項9】
コンピュータに、回転体の所定の位置を検出する位置検出部への通電を制御する方法を実行させるためのプログラムであって、前記方法は、
前記回転体の回転を検出する回転検出ステップと、
前記回転検出ステップの出力に基づいて、前記回転体の回転方向を判定する方向判定ステップと、
前記回転体に設けられた第1の部材と前記回転体に対して相対移動する固定部に設けられた第2の部材との位置に基づいて、前記回転体の所定の位置を検出する位置検出ステップと、
前記方向判定ステップが判定した回転方向が、前記第1の部材と前記第2の部材とが接近する第1の方向である場合には前記位置検出部への通電を行い、前記第1の部材と前記第2の部材とが離間する第2の方向である場合には前記位置検出部への通電を行わないように制御する制御ステップと、
を有することを特徴とするプログラム。
【請求項10】
請求項9に記載のプログラムを記憶したコンピュータで読み取り可能な記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、制御装置、制御方法、プログラム、方法及び記憶媒体に関する。
【背景技術】
【0002】
従来より、ズーム位置に応じてフォーカス位置を検出するPIの通電を制御する技術が知られている(例えば、特許文献1参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開2016-224353号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本発明が解決しようとする課題は、位置検出センサの劣化を軽減することが可能な制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明は、以下の解決手段によって上記課題を解決する。
【0006】
本発明に係る制御装置は、回転体の回転を検出する回転検出部と、前記回転検出部の出力に基づいて、前記回転体の回転方向を判定する方向判定部と、前記回転体に設けられた第1の部材と前記回転体に対して相対移動する固定部に設けられた第2の部材との位置に基づいて、前記回転体の所定の位置を検出する位置検出部と、前記方向判定部が判定した回転方向が、前記第1の部材と前記第2の部材とが接近する第1の方向である場合には前記位置検出部への通電を行い、前記第1の部材と前記第2の部材とが離間する第2の方向である場合には前記位置検出部への通電を行わないように制御する制御部と、を有することを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【0007】
図1】第1の実施形態におけるパン・チルトカメラの機能ブロック図。
図2】第1の実施形態におけるパン・チルトカメラのメカ構成図。
図3】第1の実施形態における位置検出センサ制御部の処理を示すフローチャート。
図4】第1の実施形態におけるブレ検出部の出力と位置検出センサの通電状態の関係を表す図。
図5】第2の実施形態における位置検出センサ制御部の処理を示すフローチャート。
図6】第2の実施形態におけるブレ検出部の出力と位置検出センサの通電状態の関係を表す図。
図7】第3の実施形態における位置検出センサ制御部の周波数変更処理を示すフローチャート。
図8】第3の実施形態におけるブレ検出部の出力と位置検出センサの通電状態の関係を表す図。
図9】第4の実施形態における位置検出センサ制御部の周波数変更処理を示すフローチャート。
図10】本発明の第5の実施形態におけるパン・チルトカメラの機能ブロック図。
図11】本発明の第5実施形態における位置検出センサ制御部の処理を示すフローチャート。
図12】各実施形態における制御装置のハードウェア構成を示す図。
【発明を実施するための形態】
【0008】
以下に、本発明の実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の実施形態において示す構成は一例に過ぎず、本発明は図示された構成に限定されるものではない。
【0009】
(第1の実施形態)
以下、図1から図4を用いて、本発明の第1の実施形態について説明する。
【0010】
図1に本実施形態におけるパン・チルトカメラの機能ブロック図を示す。カメラ100は、ネットワーク150を介して不図示のクライアント装置(情報処理装置)と相互に通信可能な状態に接続されている。ユーザはクライアント装置からカメラ100に様々なコマンドを送信することができる。カメラ100は、撮像部101、パン駆動部102、チルト駆動部103、ブレ検出部104、画像処理部105、システム制御部109、通信部110を備える。また、画像処理部105は、パン・チルト制御部106、ブレ補正部107、位置検出センサ制御部108を備える。
【0011】
撮像部101は、フォーカスレンズ、ズームレンズなどを含む撮像用レンズ、撮像素子、及びそれらを駆動するメカ駆動系や回路から構成され、被写体の撮像及び電気信号への変換を行う。撮像部101は、後述のカメラヘッド204に設けられている。
【0012】
パン駆動部102は、パン動作を行うメカ駆動系、駆動源のモータ、及び位置を検出するための位置検出センサ等により構成され、パン・チルト制御部106より制御される。詳細な構成は図2を用いて後述する。
【0013】
チルト駆動部103は、チルト動作を行うメカ駆動系、駆動源のモータ、及び位置を検出するための位置検出センサ等により構成され、パン・チルト制御部106により制御される。詳細な構成は図2を用いて後述する。
【0014】
ブレ検出部104は、ジャイロセンサ等の角速度センサやノイズ除去のための各種フィルタより構成され、撮像部101のYaw方向及びPitch方向の角速度を検出する。角速度センサは、撮像部101のYaw方向及びPitch方向を検出するために撮像部101上に設置される。角速度センサは、Yaw方向検出用とPitch方向検出用にそれぞれ1つずつ配置してもよいし、同時に2軸または3軸検出できるセンサを1つ配置してもよい。また、角速度センサと加速度センサが一体となり6軸検出できるセンサを1つ配置してもよい。検出した角速度情報はブレ補正部107で取得し、撮像部101の像ブレ補正に用いる。また、このブレ検出部104は、パン駆動部102及びチルト駆動部103の回転検知にも用いられる。すなわち、ブレ検出部104は回転検出部としても機能する。
【0015】
画像処理部105は撮像部101によって変換された電気信号にノイズ除去やガンマ補正などの画像処理を行い、画像データを生成し、システム制御部109へ伝達する。また、システム制御部109より受信したコマンドの処理も行う。例えば、システム制御部109からズーム位置の変更やフォーカス位置の変更指示を受信した場合は、撮像部101のフォーカスレンズやズームレンズを受信した位置になるよう駆動させ、画質調整の指示を受信した場合は、画質の調整を行う。また、画像処理部105内にはパン・チルト制御部106、ブレ補正部107、及び位置検出センサ制御部108も含まれる。
【0016】
パン・チルト制御部106は、システム制御部109から画像処理部105で受信したパン・チルト制御に関するコマンドの処理を行い、コマンドの指示に基づいて、パン駆動部102およびチルト駆動部103の駆動量や速度の制御、及び初期化動作を行う。
【0017】
ブレ補正部107は、ブレ検出部104より取得したブレ情報をもとに、撮像部101のブレ補正を行う。ブレ補正には、ブレ量を撮像センサの画素をずらすことで補正する電子式ブレ補正手段を用いてもよいし、撮像部101内に含まれる補正光学系のレンズを移動させることで補正を行う光学式ブレ補正手段を用いてもよい。本実施形態では電子式ブレ補正手段を用いる。
【0018】
位置検出センサ制御部108は、ブレ検出部104より取得した情報をもとに、後述する位置検出センサ205~208(位置検出部)の通電を制御する。位置検出センサ205~208に通電を行うと、LEDが発光するため位置検出センサの出力が検知できるが、非通電にするとLEDが発光しないため位置検出センサの出力が検知できない。位置を検出するためには、常時位置検出センサ205~208へ通電しておけばよいが、常時通電を行うとLEDの発光部が劣化するため、劣化を軽減するために通電の制御を行う。制御方法は後述する。
【0019】
システム制御部109は、カメラ100全体を制御する。システム制御部109は通信部110を介して、生成された画像データを不図時のクライアント装置に配信する。
【0020】
また、通信部110より伝達されたカメラ制御コマンドを解析し、画像処理部105に関するコマンドを画像処理部105へ伝達する。例えば、スタンバイ状態のコマンドを受信した場合は、スタンバイ状態に入るための指示を画像処理部105へ行い、スタンバイからの復帰指示コマンドを受信した場合は、復帰するための指示を画像処理部105へ行う。
【0021】
通信部110は、クライアント装置から送信されるカメラ制御コマンドを受信し、システム制御部109へ伝達する。またカメラ制御コマンドに対するレスポンスをクライアント装置へ送信する。
【0022】
なお、本実施形態におけるカメラ100は、図1で示した構成に限られるものではない。例えば、SDIやHDMI(登録商標)などの映像出力端子や、音声入出力部や外部デバイス入出力部をカメラ100に設けても良い。また、通信部110は有線接続でも無線接続でもよい。また、ネットワーク150に接続されている構成ではなく、通信部110がシリアル通信等で他の機器に接続されている構成としてもよい。
【0023】
続いて、本実施形態におけるカメラ100のメカ構成及び位置検出センサ(位置検出部)を用いた異常検出に関して、図2を用いて説明する。
【0024】
図2(a)は取り付けられているカメラ100を上面側から見た図であり、図2(b)は側面から見た図である。図2において、201はボトムケース、202はターンテーブル、203はカメラヘッド支柱、204はカメラヘッド、205~208は位置検出センサ、209は角速度センサである。なお、位置検出センサ205~208及び角速度センサ209はカメラ100の内部に設置されており、本来は図2のように外観から見ることができないが、説明のために便宜上外観に記載しており、実際の外観とは異なる。
【0025】
図2を参照して、上下方向の軸を垂直軸とし、これに直交する軸を水平軸と定義して、パン・チルト可動部の動作について説明する。
【0026】
なお、図2(a)にて、紙面に直交する垂直軸を中心として時計回り方向をパン角度の正方向、反時計回り方向をパン角度の負方向とする。また、図2(b)にて、紙面に直交する軸を中心として時計回り方向をチルト角度の正方向、反時計回り方向をチルト角度の負方向とする。
【0027】
図2(a)において、パン駆動部102はボトムケース201とターンテーブル202で構成され、ターンテーブル202は垂直軸を中心として水平方向に回転する。本実施形態のパン駆動部102は、仕様としてはパン方向に-170度から+170度まで回転することができる。ただし、実際のパン駆動部102の駆動限界は-175度から+175度までである。
【0028】
位置検出センサ205及び206はターンテーブル202上の回転部に設置されている。位置検出センサ205は、+170度より少し外側(例えば+171度の位置)に設置され、位置検出センサ206は-170度より少し外側(例えば-171度の位置)に設置されている。
【0029】
本実施形態では、位置検出センサは透過型フォトインタラプタで構成されている。透過型フォトインタラプタは、発光素子と受光素子(第1の部材)が対向して配置してあり、その間を遮光壁(第2の部材)が通過することにより物体の位置を検出する。不図示の遮光壁(第2の部材)は、カメラヘッド204(回転体)に対して相対移動するボトムケース201上の固定部に設置されている。そして、位置検出センサ205及び206が、遮光壁の位置まで回転すると、フォトインタラプタの受光素子が遮光され、フォトインタラプタはL出力となる。位置検出センサ205が遮光壁で遮光されていない場合は、受光素子が発光素子から光を受光するため、フォトインタラプタの出力はH出力となる。
【0030】
なお、本実施形態ではH出力とL出力としたが、出力値を2値ではなく、AD変換した値を用いてもよい。
【0031】
以下、位置検出センサ205、及び206を用いた異常検出について説明する。位置検出センサ205及び206は通常の駆動範囲である-170度から+170度の外側に設置されているため、正常にモータ駆動を行っている場合は、位置検出センサ205及び206の位置まで駆動を行う事はない。
【0032】
しかし、スタンバイ時やモータ停止時に手でカメラヘッド204(回転体)を動かされた場合は、位置検出センサ205及び206の位置まで動かされる可能性があり、その場合に異常検知を行う。
【0033】
また、手で動かされた量が少しで位置検出センサ205及び206の位置まで動かされなかった場合は、異常検知はできないため、プログラム内部での位置と実際のカメラヘッド204の位置がずれたまま駆動を行うことになる。そのため、プログラム内部では+170度までまだ余裕があると判断しモータの駆動を行った場合に、実際の位置は+170度まで余裕がなく、+170度を超えて駆動してしまう可能性がある。
【0034】
その場合は位置検出センサ205の出力がHからLに変化するのを検知したら、モータの急停止を行い、モータ駆動を停止する。パン駆動部102の駆動機構の限界は+175度のため、100deg/secの速度で位置検出センサ205の位置である+171度へ突入したとしても、急停止を行うことで衝突を避けることができる。他端(マイナス側)に設置されている位置検出センサ206を用いた異常検出方法は位置検出センサ205と同様のため説明を省く。
【0035】
チルト駆動部103はターンテーブル202の上に備えられたカメラヘッド支柱203とカメラヘッド204で構成され、カメラヘッド204(回転体)が水平軸(図2(b)のX軸)周りに回転する。本実施形態のチルト駆動部103は、水平方向を0度として斜め下方向の-20度から真上方向+90度まで回転することができる。ただし、実際のチルト駆動部103の駆動限界は-25度から+95度までである。位置検出センサ207及び208はカメラヘッド支柱203上の固定部に設置されている。また、不図時の遮光壁がカメラヘッド204の回転側に設置されている。位置検出センサ207は+90度より少し外側(例えば91度の位置)を検出するよう設置されており、位置検出センサ208は-20°より少し外側(例えば-21度の位置)を検出するように設置されている。位置検出センサ207及び208を用いた異常検出方法はパン駆動部102と同様のため、説明を省く。
【0036】
角速度センサ209はカメラヘッド204上に設置してあり、カメラヘッド204(回転体)のYaw方向、及びPitch方向の角速度を検知する。また、パン駆動部102及びチルト駆動部103の角速度を検知することも可能である。
【0037】
図2(a)及び図2(b)で示したX・Y・Z軸は、角速度センサ209の出力軸を示している。例えば、図2(a)のパン角度が0度の状態ではチルト方向の角速度は角速度センサ209のX軸で検知ができ、図2(b)のチルト角度が0度の状態では、パン方向の角速度は角速度センサ209のY軸で検知ができる。
【0038】
このように、本実施形態のカメラ100は、カメラヘッドを水平方向及び垂直方向に回転することで撮影方向を変えて広範囲に撮影することができる。なお、本実施形態におけるカメラ100は、図2で示した構成に限られるものではない。例えば、パン方向に360度エンドレスに駆動可能としてもよい。また、チルト方向も180度駆動可能としてもよい。また、位置検出センサ205及び206を回転部に設置したが、固定部に設置し、遮光壁を回転部に設置してもよい。また、位置検出センサ207及び208を固定部に設置したが、回転部に設置し、遮光壁を固定部に設置してもよい。
【0039】
以下、本実施形態における位置検出センサ制御部108の処理に関して、図3及び図4を用いて説明する。
【0040】
図3は、本実施形態における位置検出センサ制御部108の処理を示すフローチャートである。図3ではパン駆動部102における位置検出センサ205及び206の制御について主に説明するが、チルト駆動部103の位置検出センサ207及び208でも同様のシーケンスで行う事が可能である。なお、このシーケンス処理は周期的(例えば60Hz)に処理している。
【0041】
ステップS301では、本実施形態における位置検出センサ制御部108のシーケンスを開始する。
【0042】
ステップS302では、パン駆動部102(又はチルト駆動部103)の回転状態を検出するために、ブレ検出部104より角速度センサ209の値を取得する。本実施形態では、位置検出センサ制御部108は、撮像部101のブレ補正に用いているブレ検出部104の値を使用して、パン駆動部102及びチルト駆動部103の回転検知を行い、位置検出センサ205~208の通電制御を行う。
【0043】
ブレ検出部104の角速度センサ209は撮像部101上に搭載されているため、パン駆動部102及びチルト駆動部103が回転すると、角速度センサ209も回転する。
【0044】
パン駆動部102の回転軸は、チルト駆動部103が0度位置の場合は角速度センサ209のY軸と一致するので角速度センサのY軸の出力から角速度(Y軸周りの角速度)が検出できる。
【0045】
また、チルト駆動部が90度の位置の場合は、角速度センサ209のZ軸と回転軸が一致するので角速度センサのZ軸の出力から角速度(Z軸周りの角速度)が検出できる。
【0046】
また、チルト駆動部の角度が0度位置と90度位置の間の場合は、チルト駆動部103の角度に基づいて角速度センサ209のY軸とZ軸の角速度を合成することで、パン駆動部102の角速度が算出できる。パン駆動部102の角速度は、パン駆動部102の角速度をωp、Y軸方向の角速度をωy、Z軸方向の角速度をωz、チルト角度をθtとすると以下の式(1)で表すことができる。
ωp=ωy・cosθt+ωz・sinθt (1)
チルト駆動部103の回転軸は、常に角速度センサ209のX軸と一致するため、角速度センサ209のX軸の出力から角速度の取得ができる。
【0047】
ステップS303では、ステップS302で取得した角速度の値が所定範囲内であるかどうか判定を行う。この判定は、角速度の値によりパン駆動部102またはチルト駆動部103が回転しているか停止しているかを判定するために行う。
【0048】
図4は、角速度センサ209の出力と位置検出センサ205(又は位置検出センサ207)及び位置検出センサ206(又は位置検出センサ208)の通電状態の関係を示した図である。
【0049】
(41)は角速度センサ209の出力を示しており、横軸が時間、縦軸が角速度センサ209の出力値である。
【0050】
図4の(a)、(e)の区間では角速度センサ209の出力が正の値となっており、これはパン駆動部102(またはチルト駆動部103)が+方向に回転したことを示している。
【0051】
図4の(c),(g)の区間では、角速度センサ209の出力が負の値となっており、パン駆動部102(またはチルト駆動部103)が-方向に回転したことを示している。
【0052】
図4の(b)、(d)、(f)は角速度センサ209の出力が0付近となっており、パン駆動部102(またはチルト駆動部103)が静止している(手でも動かされていない)ことを示している。また、この静止時の角速度センサ209の出力を拡大した図が図4(42)である。角速度センサ209の出力は静止時に常時0を出力しているのではなく、図4(42)のように0付近の値を±10LSB(Least Significant bit)程度の範囲で出力している。そのため、パン駆動部102またはチルト駆動部103が回転しているのか停止しているのかの判断のために、例えば±20LSB以内なら、静止していると判断を行う。
【0053】
図3に戻って、ステップS303において、角速度センサ209の出力値が±20LSB以内(所定値未満)なら静止していると判断し、ステップS304へ進む。一方、±20LSBの範囲でない場合(所定値以上の場合)は、回転していると判断しステップS305へ進む。
【0054】
ステップS304では、位置検出センサ205及び206(または位置検出センサ207及び208)の通電をOFFに設定する。パン駆動部102又はチルト駆動部103が停止しているので、位置検出を行う必要がないからである。ここで、パン駆動部102又はチルト駆動部103が停止しているとは、カメラ100全体が手動でも動かされていないことを意味する。
【0055】
ステップS305では、パン駆動部102(またはチルト駆動部103)が回転状態(モータ駆動しているか手で動かされている状態)のため、回転方向がどちらかの判断(方向判定)を行う。回転方向は角速度センサ209の出力の符号から判断できる。
【0056】
システム制御部109(方向判定部)は、角速度センサ209の出力が正の値の場合は右方向(または上方向)に回転していると判断する。一方、システム制御部109(方向判定部)は、角速度センサ209の出力が負の値の場合は左方向(または下方向)に回転していると判断する。右方向(または上方向)に回転していると判断した場合は、ステップS306へ進み、左方向(または下方向)に回転していると判断した場合はステップS309へ進む。
【0057】
ステップS306では、パン駆動部102が右方向(またはチルト駆動部103が上方向)に回転している状態のため、位置検出センサ205(または位置検出センサ207)の通電をONにする。この場合、カメラヘッド204を支持するターンテーブル202に設けられたフォトインタラプタ(第1の部材)とボトムケース201(固定部)に設けられた遮光壁(第2の部材)とが接近する方向が回転方向となる。位置検出センサの通電をONにすることで、位置検出センサの発光素子が発光し、位置を検出することができる。図4では、図4(a)、(e)が右方向(または上方向)への回転状態のため、回転を検知した後、右方向に設置してある位置検出センサ205(または上方向に設置してある位置検出センサ207)の通電をONにしている。
【0058】
一方、回転方向とは逆の位置に設置されている位置検出センサ206(または位置検出センサ208)への通電は行わない。この場合、位置検出センサ206(または位置検出センサ208)に対しては、フォトインタラプタ(第1の部材)とボトムケース201(固定部)に設けられた遮光壁(第2の部材)とが離間する方向が回転方向となる。
【0059】
位置検出センサ205(または位置検出センサ207)の通電をONにした後はステップS307へ進む。
【0060】
ステップS307では、位置検出センサ205(または位置検出センサ206)の受光部の電圧がLレベルかどうかの判断を行う。パン駆動部102(またはチルト駆動部103)の回転位置が171度または91度の場合は、位置検出センサ205の発光部から発光した光が遮光壁で遮光されるため、受光部の電圧がLレベルとなる。一方、遮光壁で遮光されていない場合は、受光部の電圧はHレベルとなる。受光部の電圧レベルがLレベルと判断した場合はステップS308へ進み、受光部の電圧レベルがHレベルと判断した場合はステップS312へ進む。
【0061】
ステップS308では、位置検出センサの電圧がLレベルで異常状態と判断されたため、駆動部の初期化を行う。異常状態は、パン駆動部102またはチルト駆動部103が手などで回転させられた場合であり、プログラム内部での位置と実際の駆動部の位置がずれてしまい正確な制御ができない状態である。そのため、再度正確な制御ができるよう、駆動部の初期化を行う。
【0062】
パン駆動部102の初期化は、まず位置検出センサ205に通電を行い、パン駆動部102をプラス方向に駆動し、位置検出センサ205の出力がHからLに変化するのを検出したら停止して現在位置を基準位置として記憶する。位置検出センサ205は+171度の位置でL出力を出力するよう設置されているため、マイナス方向に171度回転し停止することで0度の位置に停止することができる。
【0063】
チルト駆動部103の初期化は、まず位置検出センサ208に通電を行い、チルト駆動部103をマイナス方向に駆動し、位置検出センサ208出力がHからLに変化するのを検出したら停止して現在位置を基準位置として記憶する。位置検出センサ208は-21度の位置でL出力を出力するように設置されているため、プラス方向に21度回転し停止することで0度の位置に停止することができる。
【0064】
パン駆動部102及びチルト駆動部103の初期化は個別に行ってもいいし同時に行ってもよいが本実施形態では同時に行う。また、本実施形態ではパン駆動部102の初期化動作に用いる位置検出センサとして位置検出センサ205を使用したが、位置検出センサ206を使用してもよい。また、チルト駆動部103の初期化動作に用いる位置検出センサとして位置検出センサ208を使用したが、位置検出センサ207を使用してもよい。初期化処理が終了したらステップS312へ進む。
【0065】
ステップS309では、パン駆動部102が左方向(またはチルト駆動部103が下方向)に回転している状態のため、位置検出センサ206(または位置検出センサ208)の通電をONにする。位置検出センサの通電をONにすることで、位置検出センサの発光素子が発光し位置検出を行うことができる。図4では、図4(c)、(g)が左方向(または下方向)への回転状態のため、回転を検知した後、左方向に設置してある位置検出センサ206(または下方向に設置してある位置検出センサ208)の通電をONにしている。左方向(または下方向)に回転しているため、回転方向とは逆の位置に設置されている位置検出センサ205(または位置検出センサ207)への通電は行わない。位置検出センサ206(または位置検出センサ208)の通電をONにした後はステップS310へ進む。
【0066】
ステップS310では、位置検出センサ206(または位置検出センサ208)の受光部の電圧がLレベルかどうかの判断を行う。パン駆動部102(またはチルト駆動部103)の回転位置が-171度または-21度の場合は、位置検出センサ205の発光部から発光した光が遮光壁で遮光されるため、受光部の電圧がLレベルとなる。一方、遮光壁で遮光されていない場合は、受光部の電圧はHレベルとなる。受光部の電圧レベルがLレベルと判断した場合はステップS311へ進み、受光部の電圧レベルがHレベルと判断した場合はステップS312へ進む。
【0067】
ステップS311では、異常状態と判断されたため、駆動部の初期化を行う。初期化処理はS308と同様のため、説明を省略する。初期化処理が終了したらステップS312へ進む。
【0068】
ステップS312では本実施形態における位置検出センサ制御部108のシーケンスを終了する。
【0069】
以上、本実施形態では、位置検出センサ制御部108の処理をブレ検出部104の角速度センサ209の値を用いて、角速度センサ209の値が所定値未満の場合は、位置検出センサ205~208の通電をOFFに設定するように構成した。さらに、所定値以上の場合は、角速度センサ209より検出できる回転方向に基づいて、回転方向側の位置検出センサだけ通電をONに設定する構成とした。パン駆動部102及びチルト駆動部103の回転を検知できる角速度センサの値に基づいているため、モータ駆動時だけでなく、モータ停止時にいたずら等でパン駆動部102やチルト駆動部103が回転させられた場合でも動きを検知して異常検出が可能となる。また、パン駆動部102及びチルト駆動部103の回転方向とは反対方向の位置検出センサへは通電を行わないため通電時間を短縮し、位置検出センサの劣化を軽減することができる。
【0070】
(第2の実施形態)
第1の実施形態の場合と同様の構成要素については、すでに使用した符号を用いる。また、同様の構成要素については、詳細な説明を省略し、第1の実施形態との相違点を中心に説明する。
【0071】
図5は、本実施形態における位置検出センサ制御部108のシーケンス図である。また、図6は、角速度センサ209の出力と位置検出センサ205及び206(または位置検出センサ207及び208)の通電状態の関係を示した図である。
【0072】
第1の実施形態では、角速度センサ209の出力からパン駆動部102またはチルト駆動部103が回転している間は、回転方向の位置検出センサを常時通電している構成としたが、本実施形態では、回転している場合も常時通電は行わず、間欠通電を行う。
【0073】
図5を用いて、本実施形態の位置検出センサ制御部108のシーケンスについて説明する。図3と同じステップに関しては、図3と同じステップ数を付し、説明を省略する。
【0074】
ステップS501では、本実施形態における位置検出センサ制御部108の制御シーケンスを開始する。
【0075】
ステップS502では、ステップS307で現在の回転位置が異常ではないと判断されたため、位置検出センサ205(または位置検出センサ207)の通電をOFFにする。通電をOFFにした後はステップS504へ進む。
【0076】
ステップS503では、ステップS310で現在の回転位置が異常ではないと判断されたため、位置検出センサ206(または位置検出センサ208)の通電をOFFにする。通電をOFFにした後はステップS504へ進む。
【0077】
ステップS504では、本実施形態における位置検出センサ制御部108のシーケンス処理を終了する。
【0078】
この位置検出センサ制御部108のシーケンス処理は実施形態1と同様に周期的(例えば60Hz)に処理している。そのため、図5に示すフローチャートを実施することで、図6に示すように位置検出センサ205~208の通電状態は、パン駆動部102及びチルト駆動部103が回転を続けていても間欠通電となる。例えば、位置検出センサ205(207)の通電状態は、図6(a)の区間では3回、図6(e)の区間では5回の通電のONとOFFを繰り返している。また、位置検出センサ206(208)の通電状態は、図6(c)の区間では4回、図6(g)の区間では同じく4回の通電のONとOFFを繰り返している。このように間欠的に通電を行うことで、位置検出センサ205~208への通電時間がさらに短縮され、より劣化を軽減することが可能となる。
【0079】
以上、第2の実施形態では、回転方向側の位置検出センサの通電をONにして位置検出後、異常ではないと判断した場合は、位置検出センサの通電をOFFにする構成とした。そのため、位置検出センサ205~208への通電を回転方向とは反対方向の位置検出センサへ通電を行わないだけではなく、回転方向の位置検出センサに対しても間欠通電を行う事が可能となる。また、位置検出センサへの通電時間を短縮し、劣化を防ぐことができる。
【0080】
(第3の実施形態)
第3の実施形態は、第2の実施形態における位置検出センサ205~208の間欠通電の制御周期(周波数)を、パン駆動部102及びチルト駆動部103の回転速度に応じて変更する構成とした。第1及び第2の実施形態の場合と同様の構成要素については、すでに使用した符号を用いる。また、同様の構成要素については詳細な説明を省略し、第2の実施形態との相違点を中心に説明する。
【0081】
図7は、本実施形態における位置検出センサ制御部108の制御周期を変更するシーケンス図である。また、図8は、角速度センサ209の出力と位置検出センサ205及び206(または位置検出センサ207及び208)の通電状態の関係を示す図である。位置検出センサ制御部108の制御周期は、第1の実施形態及び第2の実施形態では60Hzとしていたが、本実施形態ではその制御周期(周波数)を変更する。
【0082】
以下、図7を用いて説明する。 ステップS701では、本実施形態における位置検出センサ制御部108の周期(周波数)変更シーケンスを開始する。
【0083】
ステップS702では、ステップS302で取得した角速度センサ209の出力が低速か中速か高速かの判定を行う。ステップS303でパン駆動部102またはチルト駆動部103が停止しているか回転しているかの判断は行っているため、ステップS702ではパン駆動部102またはチルト駆動部103は回転している状態である。
【0084】
このステップでは、角速度センサ209の値より、速度を3段階に判断を行う。例えば角速度センサ209の出力が±500LSB未満なら低速、500LSB以上1000LSB未満(もしくは-1000LSBより大きく-500LSB以下)なら中速、1000LSB以上(もしくは-1000LSB以下)なら高速と判断する。
【0085】
図8のジャイロ出力では、低速が図8(a)、中速が図8(c)及び(e)、高速が図8(g)となる。
【0086】
図7に戻って、低速と判断された場合はステップS703へ進み、中速と判断された場合はステップS704へ進み、高速と判断された場合はステップS705へ進む。
【0087】
ステップS703では、パン駆動部102またはチルト駆動部103が低速と判断されたため、位置検出センサ制御部108の制御周波数(ステップS501の呼び出し周期)を30Hzに設定を行う。例えば、回転速度が0.2deg/secの場合に1度回転するためには、5秒かかる。また、回転速度が1deg/secの場合に1度回転するためには、1秒かかる。また、回転速度が100deg/secの場合に1度回転するためには、0.01秒かかる。このように、速度に応じて同じ回転量でも回転時間が異なるため、低速の場合は制御周波数を低くして位置検出の周期を短くしても、駆動部の駆動限界まで駆動して衝突してしまう可能性は低い。制御周波数を低く設定することで、位置検出センサ205~208への通電時間をさらに短縮することができ、さらに劣化を軽減することができる。
【0088】
図8(a)では、位置検出センサ205(または位置検出センサ207)の通電を2回行っており、図6(a)の3回に比べて通電回数が少なくなっている。すなわち通電時間も短縮されている。制御周波数を30Hzに設定した後は、図7のステップS706へ進む。
【0089】
ステップS704では、パン駆動部102またはチルト駆動部103が中速と判断されたため、位置検出センサ制御部108の制御周波数(S501の呼び出し周期)を60Hzに設定を行う。図8(c)及び図8(e)では、図6(c)及び図6(e)と同じ制御周波数となっている。制御周波数を60Hzに設定した後は、図7のステップS706へ進む。
【0090】
ステップS705では、パン駆動部102またはチルト駆動部103が高速と判断されたため、位置検出センサ制御部108の制御周波数(S501の呼び出し周期)を120Hzに設定を行う。高速の場合に制御周波数を高くするのは、高速の場合は回転時間も短くなるため、位置検出の周期を短くして、駆動部の駆動限界まで駆動して衝突してしまう可能性をより低くするためである。図8(g)では、高速と判断された区間では、図6(g)より高い制御周波数で制御を行い、通電回数も多くなっている。すなわち、位置検出回数が多くなっているため、より駆動限界まで駆動してしまい衝突してしまう可能性を逓減している。制御周波数を120Hzに設定した後は、図7のステップS706へ進む。
【0091】
ステップS706では、本実施形態における位置検出センサ制御部108の周波数(周期)変更シーケンスを終了する。
【0092】
以上、第3の実施形態では、角速度センサ209の出力に応じて、位置検出センサ制御部108の制御周波数(周期)を変更する構成とした。そのため、パン駆動部102またはチルト駆動部103が低速に回転している場合は、制御周波数を低くすることで位置検出センサの通電回数(すなわち通電時間)を減らすことができ、位置検出センサの劣化をさらに逓減することができる。また、高速に回転している場合は、制御周波数を高くすることで異常位置かどうかの位置検出回数を多くすることができ、駆動限界まで駆動して衝突してしまう可能性をより逓減することができる。
【0093】
また、本実施形態では、図7のステップS702において角速度センサ209の値を3段階に分類したが、これに限るものではない。例えば、3段階ではなく5段階に分類するなどさらに細かく分類を行ってもよい。
【0094】
また、第3の実施形態と第1の実施形態を組み合わせてもよい。すなわち、図3のステップS306又はステップ309におけるPIセンサへの通電を間欠制御とし、その制御周波数をパン駆動部102/チルト駆動部103の回転速度に応じて決定するように構成できる。
【0095】
(第4の実施形態)
第4の実施形態は、第3の実施形態における位置検出センサ制御部108の制御周期を、パン駆動部102及びチルト駆動部103の回転速度ではなく、カメラ100の駆動モードに応じて変更する構成とした。
【0096】
図9は、本実施形態における位置検出センサ制御部108の制御周期を変更するシーケンス図である。このシーケンス処理は駆動モードに変更があった場合に呼び出される。
【0097】
ステップS901では、本実施形態における位置検出センサ制御部108の周期変更シーケンスを開始する。
【0098】
ステップS902では、カメラ100の駆動モードを取得する。駆動モードは本実施形態では通常モード(通常状態)とスタンバイモード(待機状態)がある。通常モードとは、映像が常に取得できる状態である。また、スタンバイモードとは、省エネのため撮像部101の電源供給を遮断し、映像が取得できない状態(撮像部101による撮像を制限した状態)である。また、パン・チルト制御部106は、通常モードでは通信部110からのコマンドを受信してパン駆動部102及びチルト駆動部103の駆動を行うが、スタンバイモードではパン駆動部102及びチルト駆動部103の駆動は行わない。パン・チルト制御部106から駆動は行わないが、スタンバイモードでもいたずら等により手でパン駆動部102またはチルト駆動部103が回転させられる可能性はある。そのため、手で回転させられた場合に、パン駆動部102又はチルト駆動部103の異常を検出できるよう、位置検出センサ205~208へ通電し、位置を検出可能な状態にしておくことが望ましい。ステップS902において、通常モードと判断された場合はステップS903へ進み、スタンバイモードと判断された場合にはステップS904へ進む。
【0099】
ステップS903では通常モードのため、位置検出センサ制御部108の制御周期(S501の呼び出し周期)を60Hzに設定を行う。制御周期を60Hzに設定した後は、ステップS905へ進む。
【0100】
ステップS904では、スタンバイモードのため、位置検出センサ制御部108の制御周期(ステップS501の呼び出し周期)を30Hzに設定を行う。スタンバイモードの場合に、制御周期を通常モードより低く設定する理由は、手で回転する最高速は、パン・チルト制御部106から制御する最高速より低速であると考えられるためである。制御周期を30Hzに設定した後は、ステップS905へ進む。
【0101】
ステップS905では、本実施形態における位置検出センサ制御部108の周期変更シーケンスを終了する。
【0102】
以上、第4の実施形態では、カメラ100の駆動モードに応じて、位置検出センサ制御部108の制御周期を変更する構成とした。そのため、スタンバイモード時は制御周期を低くすることで通電回数(すなわち通電時間)を減らすことができ、より位置検出センサ205~208の劣化を軽減することができる。
【0103】
また、本実施形態では、制御周期の変更はカメラ100の駆動モードに応じて行ったが、第3の実施形態と組み合わせてもよい。すなわち、駆動モードと、パン駆動部102またはチルト駆動部102の回転速度の両方の情報より位置検出センサ制御部108の制御周期を変更してもよい。
【0104】
(第5の実施形態)
第5の実施形態は、第1~第4の実施形態における回転を検出するための手段を、ブレ検出部104ではなく回転検出部1001を用いる構成とした。
【0105】
図10に本実施形態におけるパン・チルトカメラの機能ブロック図を示す。図1と同じ構成に関しては、図1と同じ符号を付し、説明を省略する。
【0106】
回転検出部1001は、パン駆動部102及びチルト駆動部103の回転量を検出するためのエンコーダである。エンコーダは回転量に応じて2相のパルスを出力し、この2相のパルスを受信することで、回転量と回転方向を検出することが可能である。エンコーダは、パン駆動部102及びチルト駆動部103にそれぞれ設置されている。
【0107】
次に、図11を用いて本実施形態における位置検出センサ制御部108のシーケンス処理について説明する。なお、図3と同じステップに関しては、図3と同じ符号を付し、説明を省略する。
【0108】
ステップS1101では、本実施形態にける位置検出センサ制御部108の処理を開始する。
【0109】
ステップS1102では、回転検出部1001から回転しているか停止しているかの回転量の取得、及び回転している場合は回転方向の取得を行う。回転量の取得後はステップS1103へ進む。
【0110】
ステップS1103では、ステップS1102で取得した情報からパン駆動部102及びチルト駆動部103が停止しているかどうかの判断を行う。取得した回転量から停止していると判断した場合はステップS304へ進み、回転していると判断した場合はステップS305へ進む。
【0111】
ステップS1104では、本実施形態における位置検出センサ制御部108の処理を終了する。
【0112】
以上、第5の実施形態では、第1~第4の実施形態で用いたブレ検出部104(角速度センサ209)を用いず、回転検出部1001を用いる構成とした。なお、本実施形態では、第1の実施形態のブレ検出部104を回転検出部1001に置き換えた構成で説明したが、第2~第4の実施形態も同様にブレ検出部104を回転検出部1001に置き換えて実施することができる。
【0113】
(その他の実施形態)
本発明における制御の一部または全部を上述した実施形態の機能を実現するプログラム(ソフトウェア)をネットワーク又は各種記憶媒体を介して撮像装置や情報処理装置に供給するようにしてもよい。そして、その撮像装置や情報処理装置におけるコンピュータ(又はCPUやMPU等)がプログラムを読み出して実行するようにしてもよい。その場合、そのプログラム、及び該プログラムを記憶した記憶媒体は本発明を構成することとなる。
【0114】
図12は、上記各実施形態に係る処理をプログラムとして実行するカメラ100のハードウェアの構成例を示すブロック図である。
【0115】
CPU1201は、RAM1202やROM1203に格納されているコンピュータプログラムやデータを用いてカメラ100全体の制御を行うと共に、上記各実施形態に係る処理を実行する。CPU1201は、撮像部1205、パン駆動部1206、チルト駆動部1207、回転検出部1208を制御する。
【0116】
RAM1202は、外部記憶装置1204からロードされたコンピュータプログラムやデータ、I/F(インターフェース)1209を介して外部から取得したデータなどを一時的に記憶するためのエリアを有する。更に、RAM1202は、CPU1201が各種の処理を実行する際に用いるワークエリアを有する。即ち、RAM1202は、例えば、フレームメモリとして割当てたり、その他の各種のエリアを適宜提供したりすることができる。
【0117】
ROM1203には、カメラ100の設定データや、ブートプログラムなどが格納されている。
【0118】
撮像部1205は、CCDやCMOS等の撮像素子から構成することができる。不図示の撮像光学系による被写体像を光電変換して画像信号を生成する。
【0119】
外部記憶装置1204は、USBメモリ、SDカード等の外部記憶装置である。外部記憶装置1204には、上記各実施形態に係る処理をCPU1201に実現させるためのコンピュータプログラムが保存されている。更には、外部記憶装置1204には、処理対象としての各画像が保存されていても良い。
【0120】
外部記憶装置1204に保存されているコンピュータプログラムやデータは、CPU1201による制御に従って適宜RAM1202にロードされ、CPU1201による処理対象となる。I/F1209には、LANやインターネット等のネットワーク、投影装置や表示装置などの他の機器を接続することができ、本コンピュータはこのI/F1209を介して様々な情報を取得したり、送出したりすることができる。1210は上述の各部を繋ぐバスである。
【0121】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。例えば、位置検出センサとしてフォトインタラプタ以外のセンサを用いてもよい。例えば、ホールセンサを位置検出センサとして用いることもできる。
【符号の説明】
【0122】
100 カメラ
101 撮像部
102 パン駆動部
103 チルト駆動部
104 ブレ検出部(回転検出部)
105 画像処理部
106 パン・チルト制御部
107 ブレ補正部
108 位置検出センサ制御部
109 システム制御部
110 通信部
205~208 位置検出センサ
209 角速度センサ
1001 回転検出部
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8
図9
図10
図11
図12