JP7714399B2 - 制御装置、撮像装置、撮像システム、制御方法、及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、制御装置、撮像装置、撮像システム、制御方法、及びプログラムに関する。

従来、パン・チルト機能において、スポーツ競技やオーケストラのシーン等の様々なシーンに応じて加減速の大きさを切り替えることが可能なネットワークカメラが提案されている。しかしながら、同じシーンであってもパン・チルト動作をゆっくり行いたい場合と素早く行いたい場合があり、ユーザの操作感と合わない場合がある。特許文献１には、被写体を見失うことなく追尾を続けるために、被写体の画面内における位置や大きさに基づいて、パン・チルト速度を決定する構成が開示されている。

特開２０１７－９８７２３号公報

ネットワークカメラが例えば右方向へ速度１００度／ｓで動作中に左方向へ速度１００度／ｓでの動作を要求された場合、特許文献１の構成のようにパン・チルト速度を所定の加速度の範囲で変更するだけでは十分な応答性能を実現することができない。

本発明は、ユーザの操作性を向上させることが可能な制御装置、撮像装置、撮像システム、制御方法、及びプログラムを提供することを目的とする。

本発明の一側面としての制御装置は、撮像部を第１の方向、及び第１の方向とは異なる第２の方向に駆動可能な駆動部を制御する制御装置であって、ユーザの操作機器に対する操作に関する操作情報を用いてユーザの操作機器に対する操作速度を取得する取得部と、操作速度を用いて駆動部の加速度と減速度の少なくとも一方を設定する設定部とを有し、設定部は操作速度が所定値より大きい場合、加速度を第一の加速度に設定し、操作速度が所定値より小さい場合、加速度を第一の加速度より小さい第二の加速度に設定することを特徴とする。

本発明によれば、ユーザの操作性を向上させることが可能な制御装置、撮像装置、撮像システム、制御方法、及びプログラムを提供することができる。

本発明の実施形態に係るネットワークカメラのブロック図である。 第１の実施形態の加速度の決定方法を示すフローチャートである。 ネットワークカメラと操作機器との接続を表す図である。 操作機器から送信されるレバーの傾き情報と時間との関係を示す図である。 パン・チルト動作の仕様を説明する図である。 第２の実施形態の減速度の決定方法を示すフローチャートである。 第３の実施形態の加速度及び減速度の決定方法を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら詳細に説明する。各図において、同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。

図１は、本発明の実施形態に係る撮像システムのブロック図である。撮像システムは、ネットワークカメラ１００、ネットワーク機器１３０、操作機器１３２、及び外部電源１４０を含む。ネットワークカメラ１００は、ネットワーク１３１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。

ネットワークカメラ１００のカメラ機能は、レンズ１１１、撮像素子１１２、信号処理回路１１３、撮像制御回路１１４、メモリ転送回路１１５、システム制御部１１６、及びモータ制御部１６０により構成される。レンズ１１１は、ズームレンズ、フォーカスレンズ、防振レンズ、及び絞り羽根を含むレンズ群である。レンズ１１１には、レンズの各ブロックを制御するＣＰＵが搭載されている。ＣＰＵは具体的には、ズームレンズの制御、フォーカスレンズの制御、防振レンズの制御、及び絞り羽根の制御を行う。撮像素子１１２は、レンズ１１１を通して結像した光を電荷に変換し撮像信号を生成する。信号処理回路１１３は、撮像素子１１２により生成された撮像信号をデジタル化して画像データを生成する。撮像制御回路１１４は、画像の出力周期と同じ周期で撮像素子１１２を制御する。また、撮像制御回路１１４は、撮像素子１１２の蓄積時間が画像の出力周期より長い場合、撮像素子１１２が撮像信号を出力できない期間、信号処理回路１１３のフレームメモリの画像データを保持するように信号処理回路１１３を制御する。メモリ転送回路１１５は、信号処理回路１１３により生成された画像データをメモリ１２２に転送する。

ネットワークカメラ１００のネットワーク通信機能は、システム制御部１１６、メモリ１２２、及びネットワークＩ／Ｆ１２３により構成される。メモリ転送回路１１５によって、メモリ１２２に転送された画像データは、ネットワークＩ／Ｆ１２３を通じて外部のネットワーク機器１３０を介し、ネットワーク１３１に送信される。システム制御部１１６は、ネットワークＩ／Ｆ１２３を介して、生成された画像データをクライアント装置に配信する。ネットワークＩ／Ｆ１２３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１１６に伝達する。また、ネットワークＩ／Ｆ１２３は、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に送信する。

システム制御部１１６は、カメラ制御コマンドを解析し、カメラ制御コマンドに応じた処理を行う。例えば、システム制御部１１６は、信号処理回路１１３に対して画質の設定指示を行う。信号処理回路１１３は、伝達された指示に基づいて、画像処理を行う。また、システム制御部１１６は、モータ制御部１６０に対してパン・チルト動作の指示を行う。モータ制御部１６０は、伝達された指示に基づいて、パン駆動部１６１及びチルト駆動部１６２の制御を行う。パン駆動部１６１及びチルト駆動部１６２はそれぞれ、モータ、歯車、及びベルト等により構成される。パン駆動部１６１が駆動することで、レンズ１１１と撮像素子１１２からなる撮像部がパン方向（第１の方向）へ駆動可能である。チルト駆動部１６２が駆動することで、撮像部がチルト方向へ駆動可能である。ＰＴメカ位相検出制御部１７０は、パン駆動部１６１及びチルト駆動部１６２により作動されるメカ部品のメカ位相の検出を行うために、パン位相検出部１７１とチルト位相検出部１７２からのメカ位相信号を検出するための制御を行う。例えば、パン位相検出部１７１とチルト位相検出部１７２は、ＰＩセンサであり、メカ位相板により遮光される／されないとする仕組みにより検出処理を行う。

また、システム制御部１１６は、図１（ｂ）に示されるように、取得部１１６ａと設定部１１６ｂを備える。取得部１１６ａは、ユーザの操作機器１３２に対する操作に関する操作情報を用いてユーザの操作機器１３２に対する操作速度を取得する。設定部１１６ｂは、操作速度を用いて駆動部（パン駆動部１６１とチルト駆動部１６２）の加速度と減速度の少なくとも一方を設定する。なお、本実施形態では、システム制御部１１６が取得部１１６ａと設定部１１６ｂを備えるが、取得部１１６ａと設定部１１６ｂの機能を備える装置がネットワークカメラ１００とは別の制御装置として構成されていてもよい。

電源制御部１５０は例えばＤＣ－ＤＣコンバータであり、通電する制御モジュールを切り替えるスイッチ回路等により構成される。電源制御部１５０は、ネットワーク機器１３０又は外部電源１４０から、ネットワークケーブル又は電源ケーブルからの電力供給を受けてネットワークカメラ１００への電源制御を行う。

ネットワーク機器１３０は、ネットワークカメラ１００から画像の配信を受けるのみではなく、ネットワークケーブルを通じてネットワークカメラ１００に給電することも可能である。例えば、ＰｏＥやＰｏＥ＋等の有線ＬＡＮケーブルからの給電規格に準拠したものを用いることができる。

操作機器１３２は、例えばジョイスティックであり、ネットワークカメラ１００に接続され、機器間で通信を行うことができる。操作機器１３２は、ジョイスティックである場合、レバーの傾きと向きに関する情報（操作情報）をネットワークカメラ１００に送信する。ネットワークカメラ１００は、取得した情報を用いてパン・チルト動作の速度及び方向を決定し、パン駆動部１６１及びチルト駆動部１６２を駆動することができる。なお、操作機器１３２は、映像編集用のコントローラであってもよい。

外部電源１４０は、商用電源や直流電源であり、ネットワークカメラ１００に給電することが可能である。

以下、各実施形態の動作について説明する。なお、各実施形態ではパン操作について説明するが、チルト操作についても同様である。
［第１の実施形態］
本実施形態では、ネットワークカメラ１００のパン動作が停止状態において、操作機器１３２がパン動作を指示した場合の加速度の決定方法について説明する。

図２は、本実施形態の加速度の決定方法を示すフローチャートである。本フローが開始される前、ネットワークカメラ１００は電源ＯＮ状態であり、パン駆動部１６１は停止状態である。また、操作機器１３２とネットワークカメラ１００は接続されており、操作可能な状態である。なお、操作機器１３２は、以下の説明ではジョイスティックとして説明する。

ステップＳ１０１では、システム制御部１１６は、操作機器１３２からパン動作指示を取得したかどうかを判定する。パン動作指示を取得したと判定された場合、ステップＳ１０２に進み、そうでないと判定された場合、本ステップの処理を繰り返す。

ステップＳ１０２では、システム制御部１１６（取得部１１６ａ）は、ユーザの操作機器１３２に対する操作速度を取得する。ここで、図３及び図４を参照して、操作速度の取得方法について説明する。図３は、ネットワークカメラ１００と操作機器１３２との接続を表す図である。図４は、操作機器１３２から送信されるレバーの傾き情報と時間との関係を示す図である。

図３に示されるように、操作機器１３２は、通信ケーブルを介してネットワークカメラ１００に接続されている。本実施形態では、通信ケーブルは、ＲＳ２３２Ｃケーブル、ＬＡＮケーブル、及びＵＳＢケーブルのうち少なくとも一つである。ネットワークカメラ１００と操作機器１３２は通信可能な状態であり、所定の周期で通信が行われる。操作機器１３２は、所定の周期で現在のレバーの傾きと向きに関する情報をネットワークカメラ１００に送信する。ネットワークカメラ１００は、レバーの傾きと向きに対応付けられた速度と方向を演算する。ユーザが操作機器１３２に対する操作を行うと、システム制御部１１６は上記演算値をもとにモータ制御部１６０に移動要求を送信する。

図４に示されるように、パン駆動部１６１が定常状態（停止状態又は等速動作状態）において、操作機器１３２が操作されると定常状態と異なるレバーの傾き情報がネットワークカメラ１００に送信される。このとき、例えば２周期分の時間、傾き情報、及び向き情報により操作速度（（２回目の傾き情報－定常状態の傾き情報）／（２周期分の時間））が取得される。本実施形態では、図４に示されるように、緩やかな操作（図中△）と素早い操作（図中〇）において、２周期分の情報を取得することで操作速度の判定が行われる。

ステップＳ１０３では、システム制御部１１６は、ステップＳ１０２で取得された操作速度の値が所定値よりも大きいかどうかを判定する。操作速度の値が所定値よりも大きいと判定された場合、すなわち早い操作であると判定された場合、ステップＳ１０４に進み、操作速度の値が所定値よりも小さいと判定された場合、すなわち遅い操作であると判定された場合、ステップＳ１０５に進む。なお、操作速度の値が所定値と同じである場合、どちらのステップに進むかは任意に設定可能である。

なお、本実施形態では、操作速度は、操作情報に含まれるレバーの傾きと向きに関する情報を用いて取得されるが、本発明はこれに限定されない。例えば、操作情報に操作速度に関する情報が含まれ、該操作速度に関する情報を用いて操作速度が取得されてもよい。

ステップＳ１０４では、システム制御部１１６（設定部１１６ｂ）は、パン加速度をＨｉ（第一の加速度）に設定する。

ステップＳ１０５では、システム制御部１１６（設定部１１６ｂ）は、パン加速度をＬｏｗ（第二の加速度）に変更する。

ここで、図５を参照して、パン・チルト動作の加減速に関する仕様について説明する。図５は、パン・チルト動作の仕様を説明する図である。本実施形態におけるパン・チルト動作では、複数の加速度及び減速度に切り替えることが可能である。複数の加速度及び減速度に切り替えることにより、短時間で等速状態又は停止状態に移行したり、ゆっくりと等速状態又は停止状態に移行したりすることができる。例えば、スポーツ等の素早い動作を撮影するシーンでは、加速度をＨｉ（例えば２００度／ｓ＾２）に設定することで、０．５秒で最高速に到達させることが可能である。また、オーケストラ等の遅い動作を撮影するシーンでは、加速度をＬｏｗ（例えば１００度／ｓ＾２）に設定することで、１秒で最高速に到達させることが可能である。これにより、ユーザ意図に対応した操作を実現することができる。

ステップＳ１０６では、モータ制御部１６０は、加速度設定に応じたパン加速処理を開始する。

ステップＳ１０７では、モータ制御部１６０は、パン加速処理を継続して（例えば、駆動周波数を段階的に早くして）指定速度となると、パン加速処理を終了する。

ステップＳ１０８では、モータ制御部１６０は、パン駆動部１６１が等速動作する（指定速度で動作する）ように駆動信号を出力する。

ステップＳ１０９では、システム制御部１１６は、パン加速度をユーザ設定値に設定する。

以上説明したように、本実施形態の構成によれば、パン停止状態において所望の速度でのパン動作が要求された場合に、パン操作における操作速度に応じて加速度の大きさを切り替える。これにより、素早い操作では短い時間で所望の速度でパン動作ができ、遅い操作では比較的長い時間で所望の速度でパン動作ができる。したがって、ユーザの操作性を向上させることができる。
［第２の実施形態］
本実施形態では、ネットワークカメラ１００のパン動作が等速動作状態において、操作機器１３２がパン動作の停止を指示した場合の減速度の決定方法について説明する。

図６は、本実施形態の減速度の決定方法を示すフローチャートである。本フローが開始される前、ネットワークカメラ１００は電源ＯＮ状態であり、パン駆動部１６１は等速動作している状態である。また、操作機器１３２とネットワークカメラ１００は接続されており、操作可能な状態である。なお、操作機器１３２は、以下の説明ではジョイスティックとして説明する。

ステップＳ２０１では、システム制御部１１６は、操作機器１３２からパン動作停止指示を取得したかどうかを判定する。パン動作停止指示を取得したと判定された場合、ステップＳ２０２に進み、そうでないと判定された場合、本ステップの処理を繰り返す。

ステップＳ２０２とステップＳ２０３の処理はそれぞれ、図２のステップＳ１０２とステップＳ１０３の処理と同様であるため説明は省略する。

ステップＳ２０４では、システム制御部１１６（設定部１１６ｂ）は、パン減速度をＨｉ（第一の減速度）に設定する。

ステップＳ２０５では、システム制御部１１６（設定部１１６ｂ）は、パン減速度をＬｏｗ（第二の減速度）に変更する。

ステップＳ２０６では、モータ制御部１６０は、減速度設定に応じたパン減速処理を開始する。

ステップＳ２０７では、モータ制御部１６０は、パン減速処理を継続して（例えば、駆動周波数を段階的に遅くして）パン駆動部１６１が停止すると、パン減速処理を終了する。

ステップＳ２０８では、モータ制御部１６０は、パン駆動部１６１が停止後、その位置で保持されるように駆動信号を出力する。

ステップＳ２０９では、システム制御部１１６は、パン減速度をユーザ設定値に設定する。

以上説明したように、本実施形態の構成によれば、パン動作が等速動作状態においてパン動作停止が要求された場合に、パン操作における操作速度に応じて減速度の大きさを切り替える。これにより、素早い操作では短い時間で停止でき、遅い操作では比較的長い時間で停止できる。したがって、ユーザの操作性を向上させることができる。
［第３の実施形態］
本実施形態では、ネットワークカメラ１００のパン動作が等速動作状態において、操作機器１３２が逆方向へのパン動作を指示した場合の加速度及び減速度の決定方法について説明する。

図７は、本実施形態の加速度及び減速度の決定方法を示すフローチャートである。本フローが開始される前、ネットワークカメラ１００は電源ＯＮ状態であり、パン駆動部１６１は等速動作している状態である。また、操作機器１３２とネットワークカメラ１００は接続されており、操作可能な状態である。なお、操作機器１３２は、以下の説明ではジョイスティックとして説明する。

ステップＳ３０１では、システム制御部１１６は、操作機器１３２から現在のパン動作方向と反対の方向へのパン動作指示を取得したかどうかを判定する。現在のパン動作方向と反対の方向へのパン動作指示を取得したと判定された場合、ステップＳ３０２に進み、そうでないと判定された場合、本ステップの処理を繰り返す。

ステップＳ３０２とステップＳ３０３の処理はそれぞれ、図２のステップＳ１０２とステップＳ１０３の処理と同様であるため説明は省略する。

ステップＳ３０４では、システム制御部１１６（設定部１１６ｂ）は、パン加速度及びパン減速度をＨｉ（第一の加速度と第一の減速度）に設定する。

ステップＳ３０５では、システム制御部１１６（設定部１１６ｂ）は、パン加速度及びパン減速度をＬｏｗ（第二の加速度と第二の減速度）に変更する。

ステップＳ３０６では、モータ制御部１６０は、減速度設定に応じたパン減速処理を開始する。

ステップＳ３０７では、モータ制御部１６０は、パン減速処理を継続して（例えば、駆動周波数を段階的に遅くして）パン駆動部１６１が停止すると、パン減速処理を終了する。

ステップＳ３０８では、モータ制御部１６０は、加速度設定に応じたパン加速処理を開始する。

ステップＳ３０９では、モータ制御部１６０は、パン加速処理を継続して（例えば、駆動周波数を段階的に早くして）指定速度となると、パン加速処理を終了する。

ステップＳ３１０では、モータ制御部１６０は、パン駆動部１６１が等速動作する（指定速度で動作する）ように駆動信号を出力する。

ステップＳ３１１では、システム制御部１１６は、パン加速度及びパン減速度をユーザ設定値に設定する。

以上説明したように、本実施形態の構成によれば、パン動作が等速動作状態において逆方向へのパン動作が要求された場合に、パン操作における操作速度に応じて加速度及び減速度の大きさを切り替える。これにより、素早い操作では短い時間で所望の速度で逆方向へのパン動作ができ、遅い操作では比較的長い時間で所望の速度で逆方向へのパン動作ができる。更に、加速処理と減速処理のそれぞれの加速度と減速度の大きさを同じにして動作が行われるため、違和感なく減速処理から加速処理に移行できる。したがって、ユーザの操作性を向上させることができる。

なお、上述した実施形態の処理は、各機能を具現化したソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体をシステム或いは装置に提供してもよい。そして、そのシステム或いは装置のコンピュータ（又はＣＰＵやＭＰＵ）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出し実行することによって、前述した実施形態の機能を実現することができる。この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現することになり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。このようなプログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、フロッピィ（登録商標）ディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスクなどを用いることができる。或いは、ＣＤ－ＲＯＭ、ＣＤ－Ｒ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭ等を用いることもできる。

また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、前述した各実施形態の機能が実現されるだけではない。そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているＯＳ（オペレーティングシステム）等が実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によって前述した各実施形態の機能が実現される場合も含まれている。

更に、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書きこまれてもよい。その後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵ等が実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によって前述した各実施形態の機能が実現される場合も含むものである。

以上、本発明の好ましい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。

１１１ レンズ（撮像部）
１１２ 撮像素子（撮像部）
１１６ システム制御部（制御装置）
１１６ａ 取得部
１１６ｂ 設定部
１３２ 操作機器
１６１ パン駆動部（駆動部）
１６２ チルト駆動部（駆動部）

Claims (15)

1. 撮像部を第１の方向、及び該第１の方向とは異なる第２の方向に駆動可能な駆動部を制御する制御装置であって、
   ユーザの操作機器に対する操作に関する操作情報を用いてユーザの前記操作機器に対する操作速度を取得する取得部と、
   前記操作速度を用いて前記駆動部の加速度と減速度の少なくとも一方を設定する設定部とを有し、
   前記設定部は前記操作速度が所定値より大きい場合、前記加速度を第一の加速度に設定し、前記操作速度が前記所定値より小さい場合、前記加速度を前記第一の加速度より小さい第二の加速度に設定することを特徴とする制御装置。
2. 前記設定部は、前記操作速度が所定値より大きい場合、前記減速度を第一の減速度に設定し、前記操作速度が前記所定値より小さい場合、前記減速度を前記第一の減速度より小さい第二の減速度に設定することを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
3. 前記設定部は、前記操作速度が所定値より大きい場合、前記加速度と前記減速度とをそれぞれ第一の加速度と、前記第一の加速度と大きさが等しい第一の減速度とに設定し、前記操作速度が前記所定値より小さい場合、前記加速度と前記減速度とをそれぞれ前記第一の加速度より小さい第二の加速度と前記第一の減速度より小さく、前記第二の加速度と大きさが等しい第二の減速度とに設定することを特徴とする請求項１又は２に記載の制御装置。
4. 前記操作機器は、ジョイスティックであり、
   前記操作情報は、前記ジョイスティックのレバーの傾きと向きに関する情報を含むことを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の制御装置。
5. 前記取得部は、現在の前記レバーの傾きと向きに関する情報、及び現在から第１の時間だけ前の前記レバーの傾きと向き情報、及び前記第１の時間を用いて前記操作速度を取得することを特徴とする請求項４に記載の制御装置。
6. 前記操作情報は、前記操作速度に関する情報を含むことを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の制御装置。
7. 前記取得部は、前記操作速度に関する情報を用いて前記操作速度を取得することを有することを特徴とする請求項６に記載の制御装置。
8. 前記第１の方向は、パン方向であり、
   前記第２の方向は、チルト方向であることを特徴とする請求項１乃至７の何れか一項に記載の制御装置。
9. 撮像部と、
   前記撮像部を第１の方向、及び該第１の方向とは異なる第２の方向へ駆動可能な駆動部と、
   請求項１乃至８の何れか一項に記載の制御装置とを有することを特徴とする撮像装置。
10. 撮像部と、前記撮像部を第１の方向、及び該第１の方向とは異なる第２の方向へ駆動可能な駆動部とを備える撮像装置と、
    前記撮像装置の操作を行うための操作機器と、
    請求項１乃至８の何れか一項に記載の制御装置とを有することを特徴とする撮像システム。
11. 前記操作機器は、ジョイスティック又は映像編集用のコントローラであることを特徴とする請求項１０に記載の撮像システム。
12. 前記操作機器は、ＲＳ２３２Ｃケーブル、ＬＡＮケーブル、及びＵＳＢケーブルのうち少なくとも一つを介して前記撮像装置に接続されることを特徴とする請求項１０又は１１に記載の撮像システム。
13. 前記操作機器は、所定の周期で前記撮像装置と通信を行うことを特徴とする請求項１０乃至１２の何れか一項に記載の撮像システム。
14. 撮像部を第１の方向、及び該第１の方向とは異なる第２の方向に駆動可能な駆動部を制御する制御方法であって、
    ユーザの操作機器に対する操作に関する操作情報を用いてユーザの操作機器に対する操作速度を取得するステップと、
    前記操作速度を用いて前記駆動部の加速度と減速度の少なくとも一方を設定するステップとを有し、
    前記設定するステップにおいて、前記操作速度が所定値より大きい場合、前記加速度を第一の加速度に設定し、前記操作速度が前記所定値より小さい場合、前記加速度を前記第一の加速度より小さい第二の加速度に設定することを特徴とする制御方法。
15. 請求項１４に記載の制御方法をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。