JPH0879587A - テレビカメラ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 撮像領域を瞬時に変更することができる軽
量、安価なテレビカメラ装置を提供する。 【構成】 テレビカメラ装置２０は、撮像結果のずれ
を検出して焦点を自動調節するオートフォーカス機能を
備えたＣＣＤテレビカメラ２２を連結部材２４の一端に
配置して構成される。連結部材２４の他端には、ＣＣＤ
テレビカメラ２２の撮像領域を覆い隠すように可動反射
鏡２８が取り付けられており、その平面鏡３０は、第
１，第２のモータ３１，３２よりなる駆動部により上下
左右に回動することができる。従ってＣＣＤテレビカメ
ラ２２は、平面鏡３０に映し出された撮像領域Ａを撮像
し、平面鏡３０を上下方向に回動（図中の矢印Ｘ）させ
るならばあたかもチルド機能が、平面鏡３０を左右方向
に回動（図中の矢印Ｙ）させるならばあたかもパン機能
が作動しと同一の映像が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はテレビカメラ装置に関
し、詳しくはその撮像領域を変更することができる安価
なテレビカメラ装置に関する。

【０００２】

【従来技術】テレビカメラ装置は、その出力信号をモニ
タテレビ等に表示することで撮像領域のリアルタイムな
映像を離れた場所で確認することができ、店舗等の監視
装置のみならず、最近ではテレビ電話装置、テレビ会議
装置などの映像入力部として広く利用されている。

【０００３】また、この様なテレビカメラ装置の撮像領
域をリモートコントロールで変更するために、所定の信
号に応じて首を上下左右に振る雲台上にテレビカメラを
搭載してチルド機能やパン機能を付加したもの、あるい
はテレビカメラに調整可能な望遠レンズを取付けて撮像
領域を広げたり拡大するワイド機能やズーム機能を付加
したものが提供されている。この種のテレビカメラ装置
によれば、外部からの制御により自由に撮像領域を変更
することができ、１台のテレビカメラ装置によって広い
撮像範囲の撮影が可能となっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
テレビカメラ装置には次の課題が存在した。チルド機能
やパン機能を達成する雲台は、重量物であるテレビカメ
ラを負荷として作動する一軸あるいは多軸駆動の電動機
により構成されている。このため、雲台方式を採用する
テレビカメラ装置は、撮像領域を高速に変更し、かつ、
撮像領域を正確に位置決めするために、テレビカメラの
大きな慣性力に抗する高出力、高分解能の電動機を必要
とする。この結果、撮像領域の高速な変更を実現しよう
とすれば、駆動装置全体が大型化、高価格化してしまう
という問題があった。特に、雲台に要求されるパン機能
は、要求される撮像位置まで高速にテレビカメラを回転
させようとするためこの傾向が強く、不十分なハードウ
ェアで無理矢理高速なパン機能を実現しようとすると、
慣性により、モータが脱調してしまうなどの問題が指摘
されていた。

【０００５】更に、テレビカメラ装置にズームやワイド
機能が要求される場合は、テレビカメラ装置の光学系に
大きくて重量のある自動望遠レンズが付加されるため、
テレビカメラ装置の全体重量は一層大きなものとなり、
上記問題点は顕著となる。従って、チルド機能、パン機
能、ズーム機能そしてワイド機能までの総機能を備える
テレビカメラ装置は極めて高価で大型の装置となってし
まう。

【０００６】本発明は上記問題点を解決し、撮像領域を
瞬時に変更することができるテレビカメラ装置を安価か
つ小型なシステムで構築することを目的としてなされ、
次の構成を採った。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明のテレビカメラ装
置は、撮像結果を電気信号として出力する撮像手段を備
え、外部からの指示信号により撮影領域を変更可能なテ
レビカメラ装置であって、少なくとも光を反射または屈
折させる光学手段を、該撮像手段より軽量に構成し、該
光学手段を、前記撮像手段の近傍かつ該撮像手段の固定
的な撮像領域に配置し、前記外部からの指示信号に応じ
て、前記光学手段を駆動する駆動手段を設けたことを要
旨とする。

【０００８】ここで、光学手段とは、鏡やプリズムなど
の光学素子が該当するが、光学手段は、光の反射または
屈折の作用を常時奏するものに限る必要はない。ハーフ
ミラーのようにミラーの前後の明るさの相違により、反
射光と透過光との割合が違って見えるものや、カーセル
等のように印加する電圧により反射あるいは透過の特性
が変化するもの、液晶等を利用して所定の信号が入力さ
れたときにのみ鏡として作用するもの、また曲率が連続
的に変更可能な凹面あるいは凸面鏡などであってもよ
い。

【０００９】また、撮像手段に対して光学手段を複数設
けてもよく、その際には、領域変更手段は、撮像手段の
所定撮像領域に複数の視点変更手段を選択的に配置した
り、その光学手段を回転駆動、直線駆動して光軸を変更
すればよい。更に、光学手段は、単体の光学素子に構成
されるものに限られず、複数の光学素子の組み合わせに
よって自動望遠レンズなどの複雑な光学的処理を施す光
学系として構築することも可能である。

【００１０】

【作用】以上のように構成された本発明のテレビカメラ
装置では、撮像手段より軽量な光学手段を駆動手段によ
り駆動することで、撮像手段の固定的な撮像領域はその
ままに、撮影領域の変更を行なうことができる。

【００１１】

【実施例】以上説明した本発明の構成・作用を一層明ら
かにするために、以下本発明のテレビカメラ装置の好適
な実施例について説明する。図１は、本発明の一実施例
としてのテレビカメラ装置の構成説明図である。本実施
例のテレビカメラ装置２０は、撮像結果のずれを検出し
て焦点を自動調節するオートフォーカス機能を備えたＣ
ＣＤテレビカメラ２２を連結部材２４の一端に配置して
構成される。このＣＣＤテレビカメラ２２の取り付け
は、いわゆる雲台等の駆動部を介して行なわれるもので
はなく、図示するように螺子２６によって連結部材２４
に直に螺着される。また、ＣＣＤテレビカメラ２２は、
連結部材２４の他端を指向して取り付けられ、従ってそ
の撮像領域は図１の上方となる。

【００１２】上記連結部材２４の他端には、このＣＣＤ
テレビカメラ２２の撮像領域を覆う位置に可動反射鏡２
８が取り付けられている。ここで、可動反射鏡２８と
は、一点鎖線で示すように連結部材２４に対して略４５
度の角度で立設された平面鏡３０であって、これを駆動
装置により上下左右に回動させるものである。駆動装置
は、実施例では、一軸のまわりに平面鏡３０を回転させ
る第１のモータ３１と、もう一つの軸（通常は直交する
軸）のまわりに平面鏡３０を回転させる第２のモータ３
２とから構成した。第２のモータ３２は、第１のモータ
３１ごと平面鏡３０を回転させることになるが、図で
は、この点は簡略化して示した。もとより、こうした二
軸の回転系とは全く別に、平面鏡３０の各端にピエゾな
どの電歪素子を配置し、これらの素子の伸縮を制御して
平面鏡３０の角度を自在に変える構成も可能である。こ
の場合には、駆動素子としての各ピエゾ素子に係る質量
は小さいので、駆動系の応答速度を高くすることができ
る。いずれにせよ、こうした鏡体を２軸以上の自由度で
駆動する構成は、自動車等に搭載される電動フェンダー
ミラーなどに採用されており、公知のものである。

【００１３】この様に構成される本実施例のテレビカメ
ラ装置２０は、ＣＣＤテレビカメラ２２によって可動反
射鏡２８の平面鏡３０に映し出された撮像領域Ａが撮像
され、更に平面鏡３０を上下方向に回動（図中の矢印
Ｘ）させるならばあたかもＣＣＤテレビカメラ２２をチ
ルドさせたと同様に撮像領域Ａから上下に変位した部分
が撮像され、平面鏡３０を左右方向に回動（図中の矢印
Ｙ）させるならばあたかもＣＣＤテレビカメラ２２をパ
ンさせたと同様に撮像領域Ａから左右に変位した部分が
撮像される。

【００１４】この平面鏡３０の回動はテレビカメラ装置
２０に入力される領域変更信号に基づいて可動反射鏡２
８に内蔵される図示しない駆動部により行なわれ、ＣＣ
Ｄテレビカメラ２２の撮像結果は撮像信号としてテレビ
カメラ装置２０から出力される。従って、例えば公知の
ジョイスティック等の方向入力器具を用いて本実施例の
テレビカメラ装置２０に領域変更信号を入力するなら
ば、テレビカメラ装置２０から出力される撮像信号は撮
像領域Ａをパン，チルドした映像となり、通常の雲台に
載置されたテレビカメラ装置と同様の多彩な演出が可能
となる。しかもこの時、本実施例のテレビカメラ装置２
０は、上記説明から明らかなごとく、重量物であるＣＣ
Ｄテレビカメラ２２を雲台によって上下左右に駆動する
のでなく、軽量な平面鏡３０を簡易な駆動系により構成
された可動反射鏡２８により上下左右に回動させるに過
ぎない。従って、パン，チルドに際しての慣性はほとん
ど平面鏡３０の質量のみに依存し、図示しない駆動系は
軽量で低出力のモータ３１，３２により構成することが
でき、テレビカメラ装置２０の全体構成を軽量かつ安価
とすることができる。更に、反射鏡３０を用いているの
で、反射鏡３０の回転角度αに対して２αだけ撮像領域
を回転することができ、小さな動きで広角のパン、チル
ドが可能となる。なお、反射鏡３０を利用しているので
撮像した映像は左右反転した鏡像となるが、ＣＣＤテレ
ビカメラ２２からの電気信号を処理して元に戻しても良
いし、ＣＣＤカメラ２２の内部にプリズムを設置して処
理しても差し支えない。もとより、そのまま利用するこ
とも差し支えない。

【００１５】次に、上記テレビカメラ装置２０を用いて
高機能のテレビ電話装置を構成する実施例について説明
する。図２は、上記テレビカメラ装置２０を用いたテレ
ビ電話装置５０の構成概念図である。図示するようにテ
レビ電話装置５０は、上記実施例であるテレビカメラ装
置２０を画像入力部として利用すると共に通話相手から
送信されて来た撮像信号をモニタするためのＣＲＴモニ
タ５２を備え、音声入力部として複数のハンドフリーな
マイクロフォン５４，５６，５８及び通信相手側から送
信されて来た音声信号を出力するためのスピーカ６０が
用意されている。また、通話と映像とを同時通信可能と
するために本実施例のテレビ電話装置５０は、テレビカ
メラ装置２０から入力される撮像信号と複数のマイクロ
フォン５４〜５８から入力される音声信号とを混合した
混合信号とする混合回路６２、逆に通話相手から入力さ
れた混合信号を撮像信号と音声信号とに分離する復調回
路６４とを備えている。テレビカメラコントローラ６５
は、上記実施例のテレビカメラ装置２０へ領域変更信号
を出力してテレビカメラ装置２０により撮像する領域を
チルド及びパンし、テレビカメラ装置２０から入力した
撮像信号をデジタル化して信号バスＢへ出力する。

【００１６】なお、モデム回路６６はＤＤＸやＩＳＤＮ
などの大規模・高速の公衆回線を利用して上記混合信号
の送受信を誤りなく実行するための通信プロトコルを司
るものであり、ジョイスティック６８は後述のごとくマ
イクロフォン５４〜５８の配置位置を入力する際に利用
される方向入力器具である。

【００１７】このようなテレビ電話装置５０は、ＣＰＵ
７０、ＲＯＭ７２、ＲＡＭ７４を中心とした論理回路と
して構成され、予めＲＯＭ７２に用意したプログラムに
より、以下の制御を行なう。

【００１８】ＲＯＭ７２には、図３〜図４にフローチャ
ートを示すプリセットプログラム，通信プログラムや上
記各構成回路のドライバソフトが不揮発的に記憶されて
おり、ＣＰＵ７０はこれらのプログラムを適宜読み出し
ては順次処理を実行する。また、ＲＡＭ７４は、後述す
るマイクロフォン５４，５６，５８の配置位置を記憶す
るなど、ＣＰＵ７０からの要求に応じて情報を記憶す
る。

【００１９】次に、上記のごとく構成される本実施例の
テレビ電話装置５０の動作について図３ないし図４のフ
ローチャートを参照しながら説明する。図３のフローチ
ャートに示したプリセットプログラムは、テレビ電話装
置５０をセットアップする際に実行されるものであり、
主として３本のマイクロフォン５４，５６，５８の配置
位置をテレビカメラ装置２０により正確に撮像するため
に実行されるものである。従って本プログラムは、テレ
ビ電話装置５０を初めて設置したり、マイクロフォン５
４〜５８の配置位置を変更した後に行なわれる。

【００２０】本プログラムがＣＰＵ７０により実行され
ると、まずテレビカメラ装置２０の可動反射鏡２８へ指
令を出してその平面鏡３０を原点位置に復帰させ、テレ
ビカメラ装置２０から出力される撮像信号をＣＲＴモニ
タ５２に映し出し、ＲＡＭ７４の所定記憶領域をクリア
するなど一連の初期設定処理（ステップ１００）を実行
する。そして、ジョイスティック６８からの入力信号を
受け付け（ステップ１２０）、その入力信号に応じてテ
レビカメラ装置２０の可動反射鏡２８に対してチルド，
パンを指示する領域変更信号を出力する（ステップ１４
０）。これによりテレビカメラ装置２０は、図１に示し
たように、ＣＣＤテレビカメラ２２をあたかもチルド，
パンするかのようにその撮像領域を変更し、撮像した映
像をＣＲＴモニタ５２に表示する。使用者はＣＲＴモニ
タ５２の表示を見ながらジョイスティック６８を操作
し、マイクロフォン５４，５６，５８の配置位置とテレ
ビカメラ装置２０の撮像領域とが、各々一致するまで撮
像領域の変更を行なう。両者が一致したと判断したと
き、使用者は、ジョイスティック６８に設けられた図示
しないスイッチを操作する。これをもってセット完了と
判断し（ステップ１６０）、セットされたマイクロフォ
ン５４，５６あるいは５８の情報とこの時の領域変更信
号とをＲＡＭ７４の所定領域に記憶する（ステップ１８
０）。なお、図３のフローチャートは、説明を簡潔なも
のとするために一組の区別情報と領域変更信号の記憶に
ついてのみ記述しているが、同様のルーチンをマイクロ
フォンの配置個数だけ繰り返すことで、各マイクロフォ
ンの区別情報とその配置位置を撮像するための領域変更
信号とからなる一対の情報がＲＡＭ７４に順次記憶され
ることは容易に理解されるであろう。

【００２１】こうした準備が完了した後、このテレビ電
話装置５０から他所のテレビ電話装置５０が接続された
電話番号をダイヤル呼び出して両者を回線接続すること
で、図４にフローチャートを示した通信プログラムによ
る通信が可能となる。なお、この通信プログラムは、通
信終了を指令する回線切断信号がＣＰＵ７０へ入力され
るまで、ＣＰＵ７０により繰り返し実行される。

【００２２】通信回線が接続されると、ＣＰＵ７０は初
めに通信ライン起動処理（ステップ２００）を実行す
る。ここで、通信ライン起動処理とは、モデム回路６６
から復調回路６４を経てＣＲＴモニタ５２及びスピーカ
６０へ至る信号入力ラインと、マイクロフォン５４〜５
８及びテレビカメラ装置２０から混合回路６２を経てモ
デム回路６６へ至る信号出力ラインとを総て稼働状態に
し、通信回線を用いた双方向通信を確立することであ
る。これらの双方向通信を司る機器は、この起動処理の
後にはＣＰＵ７０の制御を離れ、回線切断信号が入力さ
れるまで稼働を継続する。

【００２３】この様な通信ライン起動処理（ステップ２
００）に引き続いてＣＰＵ７０は、マイクロフォン５４
〜５８から入力される音声信号をモニタし（ステップ２
２０）、現在音声信号が入力されつつあるマイクロフォ
ン５４，５６あるいは５８を特定する。そして、その特
定したマイクロフォンｎ（ここで、ｎは５４，５６ある
いは５８の何れか１つである）の区別情報と現時点にお
いてテレビカメラ装置２０に出力している領域変更信号
とが前記プリセットプログラム（図３参照）にて記憶し
た一組の信号として合致しているか否かを判断し（ステ
ップ２４０）、合致している場合には再度ステップ２２
０に移行して、上述した処理を繰り返す。すなわち、直
近の音声入力があったマイクロフォンｎの配置位置をテ
レビカメラ装置２０の撮像領域として維持する。

【００２４】一方、ステップ２４０にて音声信号の入力
があったマイクロフォンｎと領域変更信号とが合致しな
いと判断されたとき、ＣＰＵ７０はステップ２６０へと
移行し、音声信号の入力があったマイクロフォンｎの区
別情報と組みを作っている領域変更信号をＲＡＭ７４か
ら読み出し、これをテレビカメラコントローラ６５へ出
力する。これによりテレビカメラ装置２０は、平面鏡３
０を駆動し、今回のマイクロフォンｎのモニタ入力（ス
テップ２２０）にて新たに音声入力が確認されたマイク
ロフォンｎの配置位置を撮像領域とするのである。

【００２５】この様に構成されたテレビ電話装置５０
は、最も占有体積の大きいテレビカメラ装置２０の部分
が前述のごとく小型、軽量に抑さえられることから、当
然のごとく小型かつ安価に提供できる。また、複数のマ
イクロフォン５４〜５８を使用して複数人による通話を
行なった場合でも、その話中の人物を撮像領域とすべく
テレビカメラ装置２０がチルド機能及びパン機能により
追随する。しかも、このテレビカメラ装置２０の追随速
度は、図１を参照して前述したごとく、軽量の平面鏡３
０を上下あるいは左右に回動するだけの小さな仕事量で
よく、極めて高速、迅速に実行される。このためＣＲＴ
モニタ５２には、あたかも自己の視点が通話相手の人物
を追うがごとく円滑、自然にその映像が切り替わるので
ある。

【００２６】以上説明した本実施例のテレビカメラ装置
２０によれば、軽量な平面鏡３０を簡易な駆動系により
構成された可動反射鏡２８により上下左右に回動させる
ことで、パン，チルド機能を具現化するのであり、その
駆動に際しての慣性は極めて小さい。したがって、パ
ン，チルド機能を具現化する駆動系は、軽量で低出力の
電動機により構成することができ、高機能のテレビカメ
ラ装置２０を軽量かつ安価に提供することができる。従
って、本実施例のテレビカメラ装置２０を画像入力部と
して利用したテレビ電話装置５０なども同様に、小型、
軽量、安価となる。

【００２７】以上本発明の一実施例について説明した
が、本発明のテレビカメラ装置の領域変更手段は上記の
ごとく平面鏡３０を上下左右に回動させる構造限定され
るものではなく、更に複雑な動作を実行するものであっ
てもよい。例えば、図１に示した可動反射鏡２８をＣＣ
Ｄテレビカメラ２２に対して遠近駆動すれば、ＣＣＤテ
レビカメラ２２により撮像される映像が拡大，縮小さ
れ、いわゆるズーム，ワイドの機能を実現することもで
きる。もとより、パンのみ、チルドのみの動作を実現す
るものでも差し支えない。

【００２８】また、光学手段として上記実施例では最も
単純な平面鏡３０を一例として説明したが曲率が連続的
に変更可能な凹面あるいは凸面鏡などを利用すれば、単
純に撮像領域を別の位置に変更するのではなく、その撮
像領域の映像を異なる態様（例えば拡大縮小など）で得
るといった利用も可能となる。また、テレビカメラ装置
２０に従来の雲台を設けてＣＣＤテレビカメラ２２をこ
の雲台によってもパンまたはチルド可能とし、本発明の
装置と組み合わせて実施することも差し支えない。この
場合には、パンまたはチルドの速度を一層高めることが
でき、また、撮像範囲を拡大することができる。平面鏡
３０の回転によるパンやチルドと、雲台によるパンやチ
ルドは、その速度や動きの滑らかさなどを異なるものと
することができるので、これを使い分け、撮像効果とし
て利用することも好適である。

【００２９】なお、以上のような本発明のテレビカメラ
装置は、単に上記したテレビ電話装置５０などでの利用
に留まらず、監視装置やテレビ会議装置などの撮像手段
としても利用できる。また、その際には、上記したマイ
クロフォンの配置位置に応じて領域変更信号を変化させ
る利用法に替えて、火災検出センサや赤外線センサなど
の出力と組み合わせて領域変更信号を作成するなど、種
々なる態様で実施し得ることは勿論である。

【００３０】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明のテレビカ
メラ装置によれば、領域変更手段により駆動されること
で反射角または屈折角を変更する光学手段によって反射
または屈折された光（撮像領域の像）が撮像手段によっ
て撮像される。従って、撮像領域を瞬時に変更すること
ができるテレビカメラ装置を安価かつ小型なシステムで
構築することができ、更に、光学手段と駆動手段との総
合的な光学機能を自由に設計して所望の映像演出が可能
となるという優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例としてのテレビカメラ装置の
概略構成図である。

【図２】そのテレビカメラ装置を利用したテレビ電話装
置の電気回路図である。

【図３】そのテレビ電話装置のプリセットプログラムの
フローチャートである。

【図４】同じくテレビ電話装置が実行する通信プログラ
ムのフローチャートである。

【符号の説明】

２０…テレビカメラ装置 ２２…ＣＣＤテレビカメラ ２４…連結部材 ２６…螺子 ２８…可動反射鏡 ３０…平面鏡 ３１…第１のモータ ３２…第２のモータ ５０…テレビ電話装置 ５２…ＣＲＴモニタ ５４，５６，５８…マイクロフォン ６０…スピーカ ６２…混合回路 ６４…復調回路 ６５…テレビカメラコントローラ ６６…モデム回路 ６８…ジョイスティック ７０…ＣＰＵ ７２…ＲＯＭ ７４…ＲＡＭ Ａ…撮像領域 Ｂ…信号バス

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 撮像結果を電気信号として出力する撮像
   手段を備え、外部からの指示信号により撮影領域を変更
   可能なテレビカメラ装置であって、 少なくとも光を反射または屈折させる光学手段を、該撮
   像手段より軽量に構成し、 該光学手段を、前記撮像手段の近傍かつ該撮像手段の固
   定的な撮像領域に配置し、 前記外部からの指示信号に応じて、前記光学手段を駆動
   する駆動手段を設けたテレビカメラ装置。