JP2012123033A - Camera platform device and camera platform imaging system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、雲台装置に関し、特に、雲台装置に搭載されて撮影を行う雲台撮像システムに関するものである。
The present invention relates to a pan / tilt head device, and more particularly to a pan / tilt head imaging system that is mounted on the pan / tilt head device and performs photographing.
従来から、水平面に対して傾いて設置しても、画像の傾きを補正する雲台装置若しくは撮像装置は多く提案されている。 2. Description of the Related Art Conventionally, many pan head devices or imaging devices have been proposed that correct the tilt of an image even if it is installed with an inclination relative to a horizontal plane.
特許文献１〜２には、撮像装置または撮像素子を光軸回りに回転させて、画像の傾きを補正する雲台装置及び撮像装置が提案されている。 Patent Documents 1 and 2 propose a pan / tilt head device and an imaging device that correct an image tilt by rotating an imaging device or an imaging element around an optical axis.
特許文献３には、真下方向を検知する真下方向検知手段を有し、パン駆動に対する画像の傾きを、撮像装置または撮像素子を光軸回りに回転、若しくは画像処理による画像回転によって補正する天井設置型の監視用カメラ装置が提案されている。 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-228688 has a ceiling-down direction detecting unit that detects a downward direction, and corrects the inclination of an image with respect to pan driving by rotating an imaging device or an imaging element around an optical axis or rotating an image by image processing. A type of surveillance camera device has been proposed.
特許文献４には、撮像装置または撮像素子を光軸回りに回転、若しくは画像処理による画像回転によって、パン駆動に対する画像の傾きを所定の角度に保持する撮像装置が提案されている。 Patent Document 4 proposes an imaging apparatus that holds an image inclination with respect to pan driving at a predetermined angle by rotating an imaging apparatus or an imaging element around an optical axis or rotating an image by image processing.
特許文献1〜２には、撮像装置または撮像素子を光軸回りに回転させて、画像の傾きを補正する開示があるだけである。 Patent Documents 1 and 2 only disclose that the image pickup device or the image pickup element is rotated around the optical axis to correct the inclination of the image.
特許文献３〜４には、パン駆動に対する画像の傾きを、撮像装置または撮像素子を光軸回りに回転、若しくは画像処理による画像回転によって、所定の角度に保持する天井設置型の撮像装置の開示があるだけである。 Patent Documents 3 to 4 disclose a ceiling-mounted imaging device that holds an image inclination with respect to pan driving at a predetermined angle by rotating an imaging device or an imaging element around an optical axis or rotating an image by image processing. There is only there.
そこで本発明の例示的な目的は、特に可搬型の雲台装置に最適で、水平面に対して傾いて設置しても、パン・チルト操作に対する画像の移動方向に違和感を与えない操作形態を実現する雲台装置および雲台撮像システムを提供することを目的とすることにある。 Therefore, the exemplary object of the present invention is particularly suitable for a portable pan head device, and realizes an operation mode that does not give a sense of incongruity to the moving direction of an image with respect to a pan / tilt operation even if it is inclined with respect to a horizontal plane. It is an object of the present invention to provide a pan head apparatus and a pan head imaging system.
撮像装置、若しくは撮像部は水平に対して傾いた位置に設置されると、パンまたはチルト駆動に対して、操作方向と画像の移動方向にズレが生じるという問題が生じてしまう。このパン・チルト操作方向と画像の移動方向のズレを、操作者にとって違和感のあるパン・チルト操作形態と定義する。この操作方向と画像の移動方向にズレが生じるという問題を、図３と図４を下に説明する。 When the imaging device or the imaging unit is installed at a position inclined with respect to the horizontal, there arises a problem that a deviation occurs between the operation direction and the moving direction of the image with respect to panning or tilting driving. The deviation between the pan / tilt operation direction and the moving direction of the image is defined as a pan / tilt operation mode that is uncomfortable for the operator. The problem of the difference between the operation direction and the image moving direction will be described below with reference to FIGS.
図３は雲台装置１３０の設置状態とパン及びチルト駆動可能範囲を表している。雲台装置１３０を水平に対する最大傾き角度θとなる場所に設置したとする。パン駆動可能範囲をαmin.〜αmax.、チルト駆動可能範囲をβmin.〜βmaxとする。パン９０°毎に物体Ａ〜Ｄが位置する。図４は撮像装置で撮像された物体Ａ〜Ｄの画像を表している。パン・チルト操作方向とパン・チルト駆動方向に、最大傾き角度θとパン位置αとに応じたズレが生じる。したがって、図４においてパン・チルト操作に対する物体Ａ〜Ｄの画像の移動方向から分かるように、パン・チルト操作方向と画像の移動方向にズレが生じるため、操作者にとって違和感のあるパン・チルト操作形態になってしまう。そこで、傾き検出手段を有する傾き検出部によって検出した水平に対する雲台装置の傾きに応じて、パン・チルト操作方向と画像の移動方向が一致するように、制御部が算出したパン・チルト駆動量だけパン・チルト駆動部を連動制御する。これにより、パン・チルト操作方向と画像の移動方向が一致する。 FIG. 3 shows the installation state of the pan head device 130 and the pan and tilt drive possible range. It is assumed that the pan head device 130 is installed in a place where the maximum inclination angle θ with respect to the horizontal is obtained. The pan drivable range is α min. To α max. And the tilt drivable range is β min. To β max . Objects A to D are located every 90 ° pan. FIG. 4 shows images of the objects A to D imaged by the imaging device. In the pan / tilt operation direction and the pan / tilt drive direction, a deviation corresponding to the maximum tilt angle θ and the pan position α occurs. Accordingly, as can be seen from the moving direction of the images of the objects A to D with respect to the pan / tilt operation in FIG. 4, the pan / tilt operation direction and the moving direction of the image are misaligned. It becomes a form. Therefore, the pan / tilt drive amount calculated by the control unit so that the pan / tilt operation direction and the image moving direction coincide with each other according to the tilt of the pan head device with respect to the horizontal detected by the tilt detecting unit having the tilt detecting means. Only the pan / tilt drive unit is linked and controlled. As a result, the pan / tilt operation direction matches the image movement direction.
レンズ装置と、前記レンズ装置に接続される撮像装置とを搭載し、パン及びチルトの操作指示に対応して、パン及びチルトを駆動する雲台装置であって、前記雲台装置の設置状態の水平基準に対する傾きを検出する傾き検出手段と、前記パン及びチルトの指令指示を、水平基準に対する指令指示として、パン及びチルトを制御する制御手段とを有したことを特徴とする雲台装置。 A pan head device that mounts a lens device and an imaging device connected to the lens device and drives pan and tilt in response to pan and tilt operation instructions, wherein the pan head device is in an installed state. A pan head apparatus comprising: tilt detecting means for detecting tilt with respect to a horizontal reference; and control means for controlling pan and tilt with the pan and tilt command instructions as command instructions with respect to the horizontal reference.
本発明の更なる目的又はその他の特徴は、以下、添付の図面を参照して説明される好ましい実施例等によって明らかにされるであろう。 Further objects and other features of the present invention will be made clear by the preferred embodiments described below with reference to the accompanying drawings.
本発明によれば、水平面に対して傾いて設置しても、パン・チルト操作に対する画像の移動方向に違和感を与えない雲台装置および雲台撮像システムを達成することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, even if it installs inclining with respect to a horizontal surface, the pan head apparatus and pan head imaging system which do not give an uncomfortable feeling to the moving direction of the image with respect to pan / tilt operation can be achieved.
以下に、本発明の実施の形態を添付の図面に基づいて詳細に説明する。 Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.
［第１の実施形態］
まず、本発明の第１の実施形態について説明する。
[First Embodiment]
First, a first embodiment of the present invention will be described.
図６に示すように、本実施形態にかかる撮像システム１００は、撮像装置１１１と雲台１３０とを備える。撮像装置１１１は、例えばレンズ部１１０と撮像部１１２とを備える。撮像部１１２は少なくとも撮像素子１１３を備える。レンズ部１１０はズーム部とフォーカス部を備えていてもよい。レンズ部１１０を介して撮影された画像は、撮像部１１２の中の撮像素子１１３で結像し、雲台装置１３０に備えられているインターフェース部１８０を介してモニタ等で表示される。雲台装置１３０は、パン駆動部１２０とチルト駆動部１２１と傾き角度検出部１４２とパン位置検出部１４０とチルト位置検出部１４１と制御部１７０とインターフェース部１８０を備える。また、雲台装置１３０はインターフェース部１８０を介して、表示部１５１を搭載した操作装置１５０と接続されている。 As shown in FIG. 6, the imaging system 100 according to the present embodiment includes an imaging device 111 and a camera platform 130. The imaging device 111 includes a lens unit 110 and an imaging unit 112, for example. The imaging unit 112 includes at least an imaging element 113. The lens unit 110 may include a zoom unit and a focus unit. An image photographed through the lens unit 110 is imaged by the imaging element 113 in the imaging unit 112 and displayed on a monitor or the like via the interface unit 180 provided in the camera platform device 130. The pan / tilt head device 130 includes a pan driving unit 120, a tilt driving unit 121, a tilt angle detection unit 142, a pan position detection unit 140, a tilt position detection unit 141, a control unit 170, and an interface unit 180. The pan / tilt head device 130 is connected to the operation device 150 having the display unit 151 mounted thereon via the interface unit 180.
図１に示すように、雲台装置１３０は、例えば基盤台１３１と支持台１３２を有して構成され、レンズ部１１０と撮像部１１２から成る撮像装置１１１を支えるとともに、接続部１５４、傾き角度検出部１４２、パン駆動部１２０、チルト駆動部１２１とを備える。パン駆動部１２０は、撮像装置１１１と基盤台１３１と支持台１３２をＹ軸を中心にして、例えばＤＣモータ等を用いて回転駆動する機構を備える。チルト駆動部１２１は、撮像装置１１１をＺ軸を中心にして、同様にＤＣモータ等を用いて回転駆動する機構を備える。また、パン駆動部１２０とチルト駆動部１２１には、それぞれパン位置検出部１４０、チルト位置検出部１４１が併設されている。Ｙ軸回りのパン位置、Ｚ軸回りのチルト位置をそれぞれα、βで表す。パン位置検出部１４０とチルト位置検出部１４１では、例えばエンコーダ等のセンサを用いてもよい。また、傾き角度検出部１４２には、例えば角度センサ等が備えられていて、雲台装置１３０の水平に対する最大傾き角度θを検出する。 As shown in FIG. 1, the pan head device 130 includes, for example, a base stand 131 and a support stand 132, and supports the image pickup device 111 including the lens unit 110 and the image pickup unit 112, as well as a connection unit 154 and an inclination angle. A detection unit 142, a pan driving unit 120, and a tilt driving unit 121 are provided. The pan driving unit 120 includes a mechanism that rotationally drives the imaging device 111, the base stand 131, and the support stand 132 around the Y axis using, for example, a DC motor or the like. The tilt drive unit 121 includes a mechanism for rotating the imaging device 111 around the Z axis using a DC motor or the like. Further, the pan driving unit 120 and the tilt driving unit 121 are provided with a pan position detecting unit 140 and a tilt position detecting unit 141, respectively. The pan position around the Y axis and the tilt position around the Z axis are represented by α and β, respectively. In the pan position detection unit 140 and the tilt position detection unit 141, for example, a sensor such as an encoder may be used. Further, the tilt angle detector 142 is provided with, for example, an angle sensor and detects the maximum tilt angle θ with respect to the horizontal of the pan head device 130.
図２に示すように、操作装置１５０は表示部１５１と操作キー１５２と機能スイッチ１５３と接続部１５４を備える。表示部１５１は、レンズ部１１０を介して撮像部１１２で得られた画像情報や、レンズ部のズーム・フォーカス情報等をインターフェース部１８０と接続部１５４を介して表示する機構を備える。操作キー１５２は、インターフェース部１８０と接続部１５４を介してパン・チルト駆動部に対し、パン・チルト操作方向角速度（ωα´とωβ´）を指示する。また、操作キー１５２は、操作キーではなくジョイスティックやトラックボール等が用いられてもよい。パン・チルト駆動やズーム・フォーカス駆動等、操作キー１５２で駆動指示を出すことができる制御対象を、機能スイッチ１５３を切り替えることで替えることもできる。 As illustrated in FIG. 2, the operation device 150 includes a display unit 151, operation keys 152, a function switch 153, and a connection unit 154. The display unit 151 includes a mechanism for displaying the image information obtained by the imaging unit 112 via the lens unit 110, zoom / focus information of the lens unit, and the like via the interface unit 180 and the connection unit 154. The operation key 152 instructs the pan / tilt operation direction angular velocity (ω α ′ and ω β ′) to the pan / tilt driving unit via the interface unit 180 and the connection unit 154. The operation key 152 may be a joystick, a trackball, or the like instead of the operation key. The control target for which a drive instruction can be issued with the operation key 152, such as pan / tilt drive or zoom / focus drive, can be changed by switching the function switch 153.
制御部１７０では、インターフェース部１８０からの情報を元にして例えばＣＰＵ等で数値演算をすることができる。さらに、制御部１７０は数値演算の結果を元にしてインターフェース部１８０を介して、パン・チルト駆動やレンズ部のズーム・フォーカス駆動に対して指示を与えることができる。 In the control unit 170, for example, a CPU can perform numerical calculation based on information from the interface unit 180. Further, the control unit 170 can give an instruction to the pan / tilt drive and the zoom / focus drive of the lens unit via the interface unit 180 based on the result of the numerical calculation.
インターフェース部１８０は、制御部から送られてきた信号を制御対象を駆動するための信号に変換して制御対象部に送る。また、制御対象部から送られてきた信号を制御部で制御するための信号に変換して制御部に送ることができる。 The interface unit 180 converts the signal sent from the control unit into a signal for driving the control target and sends the signal to the control target unit. Also, the signal sent from the control target unit can be converted into a signal for control by the control unit and sent to the control unit.
図５に示すように、パン・チルトの駆動手段は、雲台装置１３０を水平に対する最大傾き角度θ、初期設置位置αoに対する最大傾き角度θとなる位置δなる位置に雲台装置１３０の初期設置位置αoで設置したとする。パン位置αのとき、パン操作の指示（パン操作方向角速度ωα´）に対して、
ωαp=Aωα´cos(θsin(δ−α)) （式１）
ωβp=−Aωα´sin(θsin(δ−α)) （式２）
となるように制御部１７０にてパン駆動角速度ωαpとチルト駆動角速度ωβpを算出する。ここで、Aは任意係数、αo=0°とする。パン駆動部とチルト駆動部をそれぞれ算出されたパン駆動角速度ωαp、チルト駆動角速度ωβpで連動して駆動すれば、パン操作方向と画像の移動方向が一致する。
As shown in FIG. 5, the pan / tilt driving means moves the pan head device 130 to the initial position of the pan head device 130 at a position where the maximum tilt angle θ with respect to the horizontal and the maximum tilt angle θ with respect to the initial installation position α o . It is assumed that it is installed at the installation position α o . At the pan position α, in response to a pan operation instruction (pan operation direction angular velocity ω α ′)
ω αp = Aω α ′ cos (θsin (δ−α)) (Formula 1)
ω βp = −Aω α ′ sin (θsin (δ−α)) (Formula 2)
Calculating a pan drive angular velocity omega .alpha.p and tilt driving angular velocity omega .beta.p by the control unit 170 so that the. Here, A is an arbitrary coefficient, and α o = 0 °. Pan drive unit and the tilt driving unit to respectively calculated bread driving angular velocity omega .alpha.p, if driven in conjunction with the tilt drive angular velocity omega .beta.p, the moving direction of the panning direction and the image matches.
図５に示すように、パン・チルトの駆動手段は、雲台装置１３０を水平に対する最大傾き角度θ、初期設置位置αoに対する最大傾き角度θとなる位置δなる位置に雲台装置１３０の初期設置位置αoで設置したとする。パン位置αのとき、チルト操作の指示（チルト操作方向角速度ωβ´）に対して、
ωαt=Aωβ´sin(θsin(δ−α)) （式３）
ωβt=Aωβ´cos(θsin(δ−α)) （式４）
となるように制御部１７０にてパン駆動角速度ωαt、チルト駆動角速度ωβtを算出する。ここで、Aは任意係数、αo=0°とする。パン駆動部とチルト駆動部をそれぞれ算出されたパン駆動角速度ωαt、チルト駆動角速度ωβtで連動して駆動すれば、チルト操作方向と画像の移動方向が一致する。
As shown in FIG. 5, the pan / tilt driving means moves the pan head device 130 to the initial position of the pan head device 130 at a position where the maximum tilt angle θ with respect to the horizontal and the maximum tilt angle θ with respect to the initial installation position α o . It is assumed that it is installed at the installation position α o . At the pan position α, in response to the tilt operation instruction (tilt operation direction angular velocity ω β ′)
ω αt = Aω β ´sin (θsin (δ−α)) (Formula 3)
ω βt = Aω β ′ cos (θsin (δ−α)) (Formula 4)
The controller 170 calculates the pan driving angular velocity ω αt and the tilt driving angular velocity ω βt so that Here, A is an arbitrary coefficient, and α o = 0 °. If the pan driving unit and the tilt driving unit are driven at the calculated pan driving angular velocity ω αt and tilt driving angular velocity ω βt , the tilt operation direction coincides with the image moving direction.
さらに、パン・チルトの駆動手段は、パン操作とチルト操作の指示（パン操作方向角速度ωα´とチルト操作方向角速度ωβ´）が同時にされた際には、式（１）から式（４）より、パン駆動とチルト駆動をそれぞれ
ωα=Aωαp +Aωαt
=Aωα´cos(θsin(δ−α)) + Aωβ´sin(θsin(δ−α)) （式５）
ωβ=Aωβp+Aωβt
=−Aωα´sin(θsin(δ−α)) + Aωβ´cos(θsin(δ−α)) （式６）
を満たすように制御部１７０にてパン駆動角速度ωα、チルト駆動角速度ωβを算出する。ここで、Aは任意係数、αo=0°とする。パン駆動部とチルト駆動部をそれぞれ算出されたパン駆動角速度ωα、チルト駆動角速度ωβで連動して駆動すれば、パン・チルト操作方向と画像の移動方向が一致する。
Further, the pan / tilt driving means, when the pan operation and the tilt operation instruction (pan operation direction angular velocity ω α ′ and tilt operation direction angular velocity ω β ′) are simultaneously performed, the equations (1) to (4) ), Pan drive and tilt drive are respectively ω α = Aω αp + Aω αt
= Aω α'cos (θsin (δ -α)) + Aω β'sin (θsin (δ-α)) ( Equation 5)
ω β = Aω βp + Aω βt
= -Aω α'sin (θsin (δ -α)) + Aω β'cos (θsin (δ-α)) ( Equation 6)
The controller 170 calculates the pan driving angular velocity ω α and the tilt driving angular velocity ω β so as to satisfy the above. Here, A is an arbitrary coefficient, and α o = 0 °. If the pan driving unit and the tilt driving unit are driven in conjunction with the calculated pan driving angular velocity ω α and tilt driving angular velocity ω β , the pan / tilt operation direction coincides with the image moving direction.
このようにして、雲台装置の設置時に厳密な水平設置をせずとも、パン・チルト操作に対する画像の移動方向に違和感を与えなくすることができる。 In this way, an uncomfortable feeling can be prevented in the moving direction of the image with respect to the pan / tilt operation without strict horizontal installation when the pan / tilt head device is installed.
図７に基づいて、第１の実施形態の制御フローについて説明する。ステップＳ７０１で、操作装置１５０からパン・チルト操作指示情報（パン操作方向角速度ωα´、チルト操作方向角速度ωβ´）がインターフェース部１８０を介して制御部１７０に送られる。ステップＳ７０２で、傾き角度検出部１４２で検出された雲台装置１３０の水平に対する最大傾き角度θが、インターフェース部１８０を介して制御部１７０に送られる。ステップ７０３で、パン位置検出部１４０で検出されたパン位置αが、インターフェース部１８０を介して制御部１７０に送られる。ステップＳ７０４で、制御部１７０でωα´、ωβ´、θ、αを用いて、式（５）と式（６）を満たすパン駆動角速度ωαとチルト駆動角速度ωβが算出される。ステップＳ７０５で、インターフェース部１８０を介して算出されたパン駆動角速度ωαとチルト駆動角速度ωβが、それぞれパン駆動部１２０とチルト駆動部１２１に送られる。ステップＳ７０６で、パン駆動部１２０、チルト駆動部１２１がそれぞれパン駆動角速度ωα、チルト駆動角速度ωβで連動すれば、パン・チルト操作方向とディスプレー等に映し出される画像の移動方向が一致する。 Based on FIG. 7, the control flow of 1st Embodiment is demonstrated. In step S 701, pan / tilt operation instruction information (pan operation direction angular velocity ω α ′, tilt operation direction angular velocity ω β ′) is sent from the operation device 150 to the control unit 170 via the interface unit 180. In step S <b> 702, the maximum tilt angle θ with respect to the horizontal of the pan head device 130 detected by the tilt angle detection unit 142 is sent to the control unit 170 via the interface unit 180. In step 703, the pan position α detected by the pan position detection unit 140 is sent to the control unit 170 via the interface unit 180. In step S704, the control unit 170 calculates ω α ′, ω β ′, θ, and α using the ω α ′, ω β ′, θ, and α to calculate the pan drive angular velocity ω α and the tilt drive angular velocity ω β that satisfy the equations (5) and (6). In step S705, the pan driving angular velocity ω α and the tilt driving angular velocity ω β calculated through the interface unit 180 are sent to the pan driving unit 120 and the tilt driving unit 121, respectively. If the pan driving unit 120 and the tilt driving unit 121 are interlocked with each other at the pan driving angular velocity ω α and the tilt driving angular velocity ω β in step S706, the pan / tilt operation direction coincides with the moving direction of the image displayed on the display or the like.
ステップＳ７０４において、制御部１７０にてωα´、ωβ´、θ、αを用いて、式（５）と式（６）でＡ＝１として算出されたパン駆動角速度ωαとチルト駆動角速度ωβでパン駆動部１２０とチルト駆動部１２１を連動させることもできる。これにより、パン・チルト操作に対する画像の移動方向だけでなくパン・チルト駆動角速度も、雲台装置１３０を水平位置に設置した時と一致させることができる。 In step S704, the pan driving angular velocity ω α and the tilt driving angular velocity calculated as A = 1 in Equation (5) and Equation (6) using ω α ′, ω β ′, θ, α in the control unit 170. it is also possible to interlock the pan drive unit 120 and the tilt driving unit 121 in omega beta. As a result, not only the moving direction of the image with respect to the pan / tilt operation but also the pan / tilt driving angular velocity can be made to coincide with those when the pan / tilt head device 130 is installed in the horizontal position.
また、雲台装置１３０は制御部１７０に、水平に対する傾きθから光軸回転駆動量若しくは画像回転量とパン駆動量とチルト駆動量を求める数値テーブルを有していてもよい。数値テーブルを使ってパン・チルト駆動量を求めることで、制御部１７０で行うステップＳ７０４での式（１）〜式（６）等の数値演算が必要なくなる。 The pan / tilt head device 130 may have a numerical table for determining the optical axis rotation driving amount or the image rotation amount, the pan driving amount, and the tilt driving amount from the inclination θ with respect to the horizontal. By obtaining the pan / tilt drive amount using the numerical value table, numerical calculations such as Expressions (1) to (6) in Step S704 performed by the control unit 170 become unnecessary.
［第２の実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described.
図１０に第２の実施形態の撮像システム１００の構成を示す。第２の実施形態においては、雲台装置１３０は撮像装置１１２を光軸を中心に回転させる光軸回転駆動部１２２、光軸回転駆動位置を検出する光軸回転位置検出部１４３、アラーム部１４４を備える。第1の実施形態と共通する構成装置に関しては第1の実施形態と同符号を使用し、ここでの詳細な説明は省略する。 FIG. 10 shows the configuration of the imaging system 100 of the second embodiment. In the second embodiment, the pan / tilt head device 130 includes an optical axis rotation drive unit 122 that rotates the imaging device 112 around the optical axis, an optical axis rotation position detection unit 143 that detects an optical axis rotation drive position, and an alarm unit 144. Is provided. Constituent devices common to the first embodiment are denoted by the same reference numerals as in the first embodiment, and detailed description thereof is omitted here.
図８に第２の実施形態の撮像システム１００の斜視図を示す。光軸回転駆動部１２２は、撮像装置１１１をＸ軸を中心にして、同様にＤＣモータ等を用いて回転駆動する機構を備えている。また、光軸回転駆動部１２２には、光軸回転位置検出部１４３が併設されている。光軸を中心とするＸ軸回りの光軸回転位置をγで表す。光軸回転位置検出部１４３では、例えばエンコーダ等のセンサを用いてもよい。第1の実施形態と共通する構成装置に関しては第1の実施形態と同符号を使用し、ここでの詳細な説明は省略する。 FIG. 8 is a perspective view of the imaging system 100 according to the second embodiment. The optical axis rotation drive unit 122 includes a mechanism for rotating the imaging device 111 around the X axis using a DC motor or the like. Further, the optical axis rotation drive unit 122 is provided with an optical axis rotation position detection unit 143. The optical axis rotation position around the X axis centered on the optical axis is represented by γ. In the optical axis rotation position detection unit 143, for example, a sensor such as an encoder may be used. Constituent devices common to the first embodiment are denoted by the same reference numerals as in the first embodiment, and detailed description thereof is omitted here.
図２の操作装置１５０付属の操作キー１５２は、インターフェース部１８０と接続部１５４を介してパン・チルト・光軸回転駆動若しくは画像回転部に対し、パン・チルト・光軸回転若しくは画像回転操作方向角速度（ωα´とωβ´とΔγ）を指示することもできる。パン・チルト・光軸回転駆動若しくは画像回転やズーム・フォーカス駆動等、操作キー１５２で駆動指示を出すことができる制御対象を、機能スイッチ１５３を切り替えることで替えることもできる。第1の実施形態と共通する構成装置に関しては第1の実施形態と同符号を使用し、ここでの詳細な説明は省略する。 The operation key 152 attached to the operation device 150 in FIG. 2 is operated by pan / tilt / optical axis rotation or image rotation unit via the interface unit 180 and the connection unit 154. Angular velocities (ω α ′, ω β ′ and Δγ) can also be indicated. The control target for which a drive instruction can be issued with the operation key 152, such as pan / tilt / optical axis rotation drive or image rotation / zoom / focus drive, can be changed by switching the function switch 153. Constituent devices common to the first embodiment are denoted by the same reference numerals as in the first embodiment, and detailed description thereof is omitted here.
制御部１７０では、インターフェース部１８０からの情報を元にして例えばＣＰＵ等で数値演算をすることができる。さらに、制御部１７０は数値演算の結果を元にしてインターフェース部１８０を介して、パン・チルト・光軸回転駆動若しくは画像回転やレンズ部のズーム・フォーカス駆動に対して指示を与えることができる。 In the control unit 170, for example, a CPU can perform numerical calculation based on information from the interface unit 180. Further, the control unit 170 can give an instruction to pan / tilt / optical axis rotation driving or image rotation and lens unit zoom / focus driving via the interface unit 180 based on the result of numerical calculation.
図９は第２の実施形態の雲台装置１３０の設置状態を示す。第２の実施形態では、撮像装置１１１を光軸を中心とするＸ軸回りに光軸回転駆動をする。第1の実施形態と共通する構成装置に関しては第1の実施形態と同符号を使用し、ここでの詳細な説明は省略する。 FIG. 9 shows the installation state of the pan head device 130 of the second embodiment. In the second embodiment, the imaging apparatus 111 is driven to rotate the optical axis about the X axis centered on the optical axis. Constituent devices common to the first embodiment are denoted by the same reference numerals as in the first embodiment, and detailed description thereof is omitted here.
図１１に基づいて、第２の実施形態の制御フローについて説明する。ステップＳ１１０１で、操作装置１５０からパン・チルト操作指示情報（パン操作方向角速度ωα´、チルト操作方向角速度ωβ´）がインターフェース部１８０を介して制御部１７０に送られる。ステップＳ１１０２で、傾き角度検出部１４２で検出された雲台装置１３０の水平に対する最大傾き角度θが、インターフェース部１８０を介して制御部１７０に送られる。ステップ１１０３で、パン位置検出部１４０で検出されたパン位置αと光軸回転位置検出部１４３で検出された光軸回転位置γが、インターフェース部１８０を介して制御部１７０に送られる。ステップＳ１１０４で、制御部１７０でωα´、ωβ´、θ、αを用いて、式（５）と式（６）を満たすパン駆動角速度ωαとチルト駆動角速度ωβが算出される。さらに、
Δγ＝−θ （式７）
となるように、光軸回転駆動量Δγが算出される。ステップＳ１１０５で、制御部１７０で算出されたパン駆動角速度ωαとチルト駆動角速度ωβ、光軸回転駆動量Δγが、それぞれパン駆動部１２０とチルト駆動部１２１と光軸回転駆動部１２２にインターフェース部１８０を介して送られる。ステップＳ１１０６で、まず光軸回転駆動部１２２にて、撮像装置１１１をΔγだけ回転駆動する。次に、パン駆動部１２０、チルト駆動部１２１がそれぞれパン駆動角速度ωα、チルト駆動角速度ωβで連動する。こうして、水平設置時と画像の傾きが一致し、パン・チルト操作方向とディスプレー等に映し出される画像の移動方向も一致する。
Based on FIG. 11, the control flow of 2nd Embodiment is demonstrated. In step S 1101, pan / tilt operation instruction information (pan operation direction angular velocity ω α ′, tilt operation direction angular velocity ω β ′) is sent from the operation device 150 to the control unit 170 via the interface unit 180. In step S <b> 1102, the maximum tilt angle θ with respect to the horizontal of the pan head device 130 detected by the tilt angle detection unit 142 is sent to the control unit 170 via the interface unit 180. In step 1103, the pan position α detected by the pan position detection unit 140 and the optical axis rotation position γ detected by the optical axis rotation position detection unit 143 are sent to the control unit 170 via the interface unit 180. In step S1104, the control unit 170 uses ω α ′, ω β ′, θ, and α to calculate the pan driving angular velocity ω α and the tilt driving angular velocity ω β that satisfy the expressions (5) and (6). further,
Δγ = −θ (Formula 7)
The optical axis rotation drive amount Δγ is calculated so that In step S1105, the pan driving angular velocity ω α , the tilt driving angular velocity ω β , and the optical axis rotation driving amount Δγ calculated by the control unit 170 are interfaced to the pan driving unit 120, the tilt driving unit 121, and the optical axis rotation driving unit 122, respectively. Sent via the unit 180. In step S1106, first, the optical axis rotation driving unit 122 rotates the imaging device 111 by Δγ. Next, the pan driving unit 120 and the tilt driving unit 121 are interlocked with the pan driving angular velocity ω α and the tilt driving angular velocity ω β , respectively. In this way, the tilt of the image coincides with that in the horizontal installation, and the pan / tilt operation direction coincides with the moving direction of the image displayed on the display or the like.
また、撮像部１１２内にある撮像素子１１３のみを光軸を中心にΔγだけ回転させても、上記と同様に画像の傾きを補正することができる。 Further, even when only the image sensor 113 in the imaging unit 112 is rotated by Δγ about the optical axis, the tilt of the image can be corrected in the same manner as described above.
さらに、撮像部１１２にて撮影した画像を、画像処理的にΔγだけ回転させても上記と同様に画像の傾きを補正することができる。 Furthermore, even if the image photographed by the imaging unit 112 is rotated by Δγ in image processing, the inclination of the image can be corrected in the same manner as described above.
図１２に示すように、チルト駆動可能範囲βmin.〜βmaxの雲台装置１３０を、水平面に対する最大傾き角度θの位置に設置したとする。撮影者は水平線基準のチルト位置βrにおいて、βr_min.〜βr_max.の範囲でチルト操作に対する画像を撮影したいとする。このとき雲台装置１３０の設置時に、傾き角度検出部１４２で検出された雲台装置１３０の水平に対する最大傾き角度θが
θ>|βmin.|−|βr_min.| 式（８）
若しくは
θ>|βmax.|−|βr_max.| 式（９）
を満たす場合には、アラーム部１４４から警告を発するようにしてもよい。式（８）若しくは式（９）を満たす場合、撮影者の所望の画像を撮影できなくなってしまう。したがって、雲台装置１３０の設置時に、設置者に警告で知らせる必要がある。
As shown in FIG. 12, it is assumed that the pan head device 130 in the tilt driveable range β min. To β max is installed at the position of the maximum tilt angle θ with respect to the horizontal plane. Photographer in tilt position beta r horizon reference, β r_min. ~β r_max and wants to capture an image for the tilt operation in the range of.. At this time, when the pan head apparatus 130 is installed, the maximum tilt angle θ with respect to the horizontal of the pan head apparatus 130 detected by the tilt angle detecting unit 142 is θ> | β min. | − | Β r_min.
Or θ> | β max. | − | Β r_max. | Equation (9)
If the condition is satisfied, a warning may be issued from the alarm unit 144. When Expression (8) or Expression (9) is satisfied, it is impossible to capture a photographer's desired image. Therefore, when installing the pan head device 130, it is necessary to notify the installer with a warning.
１００ 撮像システム
１１０ レンズ部
１１１ 撮像装置
１１２ 撮像部
１１３ 撮像素子
１２０ パン駆動部
１２１ チルト駆動部
１２２ 光軸回転駆動部
１３０ 雲台装置
１３１ 基盤台
１３２ 支持台
１４０ パン位置検出部
１４１ チルト位置検出部
１４２ 傾き角度検出部
１４３ 光軸回転位置検出部
１４４ アラーム部
１５０ 操作装置
１５１ 表示部
１５２ 操作キー
１５３ 機能スイッチ
１５４ 接続部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Imaging system 110 Lens part 111 Imaging device 112 Imaging part 113 Imaging element 120 Pan drive part 121 Tilt drive part 122 Optical axis rotation drive part 130 Pan head apparatus 131 Base stand 132 Support stand 140 Pan position detection part 141 Tilt position detection part 142 Tilt angle detection unit 143 Optical axis rotation position detection unit 144 Alarm unit 150 Operation device 151 Display unit 152 Operation key 153 Function switch 154 Connection unit
Claims (6)
前記レンズ装置に接続される撮像装置とを搭載し、
パン及びチルトの操作指示に対応して、パン及びチルトを駆動する雲台装置であって、
前記雲台装置の設置状態の水平基準に対する傾きを検出する傾き検出手段と、
前記パン及びチルトの指令指示を、水平基準に対する指令指示として、パン及びチルトを制御する制御手段とを有したことを特徴とする雲台装置。 A lens device;
An imaging device connected to the lens device;
A pan head device that drives pan and tilt in response to pan and tilt operation instructions,
An inclination detecting means for detecting an inclination with respect to a horizontal reference of the installation state of the pan head device;
A pan / tilt head device comprising: control means for controlling pan and tilt using the pan and tilt command instructions as command instructions with respect to a horizontal reference.
前記制御手段は、前記傾き検出手段からの傾き値に応じて撮像装置の回転駆動を行うことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の雲台装置。 An image pickup device rotation driving means for rotating the image pickup device;
3. The pan / tilt head device according to claim 1, wherein the control unit rotates the imaging apparatus according to a tilt value from the tilt detection unit.
前記制御手段は、前記傾き検出手段からの傾き値に応じて撮像素子の回転駆動を行うことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の雲台装置。 An image sensor rotation driving means for rotating the image sensor mounted on the image pickup apparatus;
3. The pan / tilt head device according to claim 1, wherein the control unit rotates the imaging device in accordance with an inclination value from the inclination detection unit.
前記制御手段は、前記傾き検出手段からの傾き値に応じて画像の回転を行うことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の雲台装置。 Image rotation means for rotating an image captured by the imaging device around an optical axis;
3. The pan / tilt head device according to claim 1, wherein the control unit rotates the image in accordance with an inclination value from the inclination detection unit.
前記傾き検出手段からの傾き値が所定の角度を超えている場合に、アラーム部が警告を発することを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の雲台装置。
The pan head device has an alarm unit,
6. The pan / tilt head device according to claim 1, wherein the alarm unit issues a warning when an inclination value from the inclination detecting unit exceeds a predetermined angle. 7.
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