JPH0963313A - 自動追尾照明装置 - Google Patents

自動追尾照明装置

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JPH0963313A
JPH0963313A JP7219064A JP21906495A JPH0963313A JP H0963313 A JPH0963313 A JP H0963313A JP 7219064 A JP7219064 A JP 7219064A JP 21906495 A JP21906495 A JP 21906495A JP H0963313 A JPH0963313 A JP H0963313A
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JP
Japan
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spotlight
turntable
pattern
pattern light
automatic tracking
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP7219064A
Other languages
English (en)
Inventor
Satoshi Furukawa
聡 古川
Kenichi Hagio
健一 萩尾
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Panasonic Electric Works Co Ltd
Original Assignee
Matsushita Electric Works Ltd
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Publication date
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  • Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)
  • Closed-Circuit Television Systems (AREA)
  • Arrangement Of Elements, Cooling, Sealing, Or The Like Of Lighting Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 追尾を逸脱することなく正確に自動追尾でき
るようにする。 【解決手段】 照射方向に一致する撮像手段2を搭載し
たスポットライト1と、スポットライトの姿勢制御を行
う回転台3と、撮像手段の映像信号から対象物を検出す
る対象物検出部5と、スポットライトが対象物を追尾す
るように回転台を駆動する回転台制御部4とを備える自
動追尾照明装置であって、対象物を含む照明領域に予め
定められたパターン光を照射せしめるパターン光照射部
11と、照射したときに撮像した映像におけるパターン
光の見え方によって対象物の位置を認識する対象物位置
検出部53とを設けた。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、移動する対象物に
自動的に追従し、その対象物の近傍のみを照明する自動
追尾照明装置に関する。
【0002】
【従来の技術】もともとこの種の照明装置は、電動回転
台に設置したスポットライトを人間が判断しながらジョ
イスティックなどで遠隔制御操作を行い、人物などの対
象物の位置を照明するものであった。そのため、スポッ
トライトが多箇所に分散設置されている場合には一人の
操作者だけでは取り扱いが困難であるとともに、スポッ
トライトの照射角度が操作者の見ている角度と異なる場
合、操作者は大変な労力と熟練とを要求されものであっ
た。
【0003】そこで、近年、照明範囲の一部または全部
を視野に持つテレビカメラなどの撮像手段を備え、該撮
像手段から得られる映像信号を処理し、照明すべき対象
物の位置を定めながら自動的に対象物を追尾照明するよ
うな自動追尾照明装置が研究開発されている。しかし、
これらの自動追尾照明装置にあっては、対象物の位置検
出を、対象物の色または対象物の形状または対象物の動
きによる映像変化などから行い、スポットライトを自動
追尾させるのが一般的であった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ような従来の自動追尾照明装置にあっては、対象物の色
または照明対象の形状または対象物の動きによる映像変
化が極端に変動した場合、追尾を逸脱し追尾不能に陥る
おそれがある。例えば、対象物が劇場における役者ある
いは結婚式場の新郎新婦のような人間である場合、色ま
たは形状または動きによる映像変化が追尾中に極端に変
動しないとは言えず、色または形状または動きによる映
像変化の特徴のみに着目して追尾することは、完全無欠
な自動追尾を行い得ることにはならないという問題点が
あった。
【0005】本発明は、上記の問題点を解決するために
成されたもので、その目的とするところは、対象物の特
徴が変化しても追尾を逸脱することなく正確に自動追尾
できるすぐれた自動追尾照明装置を提供することにあ
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は上記の問題点を
解決するため、請求項1記載の発明にあっては、照射方
向に一致する撮像手段を搭載したスポットライトと、該
スポットライトの姿勢制御を行う回転台と、撮像手段の
映像信号から対象物を検出する対象物検出部と、スポッ
トライトが対象物を追尾するように回転台を駆動する回
転台制御部とを備える自動追尾照明装置であって、対象
物を含む照明領域に予め定められたパターン光を照射せ
しめるパターン光照射部と、撮像した映像における前記
パターン光の見え方によって対象物の位置を認識する対
象物位置検出部とを設けたことを特徴とする。
【0007】請求項2記載の発明にあっては、照射方向
に一致する撮像手段を搭載したスポットライトと、該ス
ポットライトの姿勢制御を行う回転台と、撮像手段の映
像信号から対象物を検出する対象物検出部と、スポット
ライトが対象物を追尾するように回転台を駆動する回転
台制御部とを備える自動追尾照明装置であって、スポッ
トライトは対象物を含む照明領域に予め定められたパタ
ーン光を照射せしめるパターン光照射部を備えるもので
あり、対象物検出部は、撮像手段の出力する映像信号中
の前記パターン光の描くパターンを抽出するパターン抽
出部と、該抽出されたパターンに基づいて対象物位置を
定める対象物位置検出部と、該対象物位置に基づいて回
転台の移動ベクトルを算出して回転台制御部に伝達する
回転台移動ベクトル生成部とを備えるものであることを
特徴とする。
【0008】請求項3記載の発明にあっては、前記パタ
ーン光は可視光波長領域外の光線であることを特徴とす
る。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る自動追尾照明
装置の一実施の形態を図1〜図3に基づいて詳細に説明
する。図1は自動追尾照明装置を示すブロック図であ
る。図2は対象物にパターン光を照射した場合の見え方
を示す説明図であり、図2(a)はパターン抽出処理前
の画像データのイメージを示し、図2(b)はパターン
抽出処理後の画像データのイメージを示している。図3
は自動追尾照明装置の概略を示す構成図である。
【0010】図3に示すように、自動追尾照明装置は、
スポットライト1と、撮像手段に相当するテレビカメラ
2と、回転台3と、回転台制御部4と、対象物検出部に
相当する画像処理装置5とを備える。
【0011】スポットライト1は、対象物をスポット的
に照明する照明装置であり、図1に示すように内部に、
光源10と、パターン光照射部11と、照射光切り替え
部12と備える。光源10は、舞台の役者などの対象物
を照明するための主照明光を得るためのものである。パ
ターン光照射部11は、対象物の距離や面形状などを認
識するのに適する基準パターン光、例えば円を格子状に
配列した水玉模様のパターン光を照射する。パターン光
照射部11の照射範囲は、スポットライト1の照明範囲
よりも広く設定されるとともに、パターン光の光学的軸
はスポットライト1の主照明光の光学的軸と略一致する
ようにされる。また、パターン光照射部11からの光と
しては、可視光波長領域外で且つ撮像のし易い赤外線な
どを用いる。照射光切り替え部12は、画像処理装置5
から出力されるタイミング信号に基づき、光源10から
の主照明光の照射と、パターン光照射部11の生成する
パターン光の照射とを交互に高速に切り替える。
【0012】テレビカメラ2はスポットライト1に取着
され、テレビカメラ2の撮像軸はスポットライト1の主
照明光の光学的軸と平行にされる。また、テレビカメラ
2には、前記パターン光を強調して撮像できるように、
特殊フィルタを使用する場合もある。回転台3は、回転
台制御部4からの駆動指示に基づいて、スポットライト
1の姿勢をパンおよびチルト方向に自由自在に可変でき
る電動回転台であり、スポットライト1が強固に取着し
ている。回転台制御部4は、画像処理装置5から出力さ
れる回転台移動ベクトルに基づいて、舞台の役者などの
対象物が移動しても常にスポットライト1の照射方向が
対象物の方向に向くよう、回転台3を姿勢制御する。
【0013】画像処理装置5は、照射光切り替え部12
にタイミング信号を送出したり、回転台制御部4に制御
指示を与えるための回転台移動ベクトルを送出したりす
るもので、図1に示すように内部に、A/D変換部50
と、映像メモリ51と、パターン抽出部52と、対象物
位置検出部に相当するパターン解析部53と、回転台移
動ベクトル生成部54と、タイミング生成部55とを備
える。
【0014】A/D変換部50は、テレビカメラ2から
のアナログ映像信号をディジタル映像信号に変換する。
映像メモリ51は、A/D変換部50の変換したディジ
タル映像を記憶する。パターン抽出部52は、映像メモ
リ51に記憶された画像データからパターン光照射部1
1の照射したパターン映像を抽出する。パターン解析部
53は、パターン抽出部52の抽出したパターン映像か
ら対象物を同定するとともに対象物の位置を推定する。
回転台移動ベクトル生成部54は、パターン解析部53
の推定した対象物の位置に基づいて、回転台制御部4に
制御指示を与えるための回転台移動ベクトルを算出生成
し、回転台制御部4に出力する。タイミング生成部55
は、照射光切り替え部12の切り替え同期をとるためと
ともに、パターン光照射部11がパターン光を照射して
いるときにテレビカメラ2の撮像した画像データがちょ
うど映像メモリ51に格納されるよう同期をとるため
の、タイミング信号を生成し出力する。
【0015】上述のように構成される自動追尾照明装置
は次のように動作する。すなわち、スポットライト1
は、光源10からの主照明光とパターン光照射部11か
らのパターン光とを、タイミング生成部55の出力する
タイミング信号に同期して交互に高速に切り替えなが
ら、対象物を含む例えば舞台を照明する。一方、テレビ
カメラ2は舞台を撮像して該映像信号をA/D変換部5
0に逐次出力する。A/D変換部50は、テレビカメラ
2からのアナログ映像信号をディジタル映像信号に変換
し、該ディジタル映像信号を映像メモリ51に逐次出力
する。
【0016】映像メモリ51は、タイミング生成部55
の出力するタイミング信号に同期して、A/D変換部5
0の出力するディジタル映像信号の中のパターン光の照
射したパターンの映っている画像データを記憶保持す
る。この映像メモリ51の記憶保持する画像データのイ
メージは、図2(a)に示すようなものとなる。但し、
図2(a)にあっては、理解を容易にするために、対象
物として舞台の床面に載置された直方体を想定してい
る。
【0017】パターン抽出部52は、映像メモリ51に
記憶された画像データに対し2値化処理を施し、パター
ン光照射部11の照射したパターン映像を抽出する。例
えば、図2(a)に示すような画像データに対し2値化
処理を施した後の画像データは、図2(b)に示すよう
なものとなる。つまり、舞台の床面に映る水玉模様にあ
っては、スポットライト1の設置位置と現在の姿勢制御
状態(回転台3の状態)とを知ることによって予め予想
することができるものの、舞台の床面に載置されている
直方体の表面すなわち対象物の表面に映る水玉模様にあ
っては、前記の予め予想することのできる水玉模様から
は外れたものに見える(通常は大きく見える)。また同
時に、水玉の大きさはパターン光照射部11からの距離
の遠近にも相関する。
【0018】そこで、パターン解析部53は、パターン
抽出部52の抽出したパターン映像から、例えば、舞台
の床面に何ものかが存在していることを認識することが
でき、その何ものかの大きさをも認識することができ、
且つ、その何ものか迄の距離をも認識することができ
る。図2にあっては対象物として単純な形状の直方体の
例を示したが、人間のような複雑な形状のものであった
にしてもこの原理は同様である。しかも、このようにし
て求めたパターン抽出部52の抽出したパターン映像
は、対象物の色または対象物の形状または対象物の動き
による映像変化が極端に変動した場合であっても影響さ
れることなく安定して対象物の存在を認識することがで
きる。従って、上述のような原理に基づいて、高速で対
象物の存在を逐次認識すれば、対象物の移動を連続して
正確に追跡できる。
【0019】パターン解析部53は、パターン抽出部5
2の抽出したパターン映像に含まれる追尾対象物以外の
人物やテーブルなどについても勿論追尾対象物と同様に
認識する。しかし、パターン解析部53は、対象物迄の
距離や形状、更には、前回位置からの移動方向と距離な
どを加味して解析することにより、追尾対象物であるか
否かを、従来以上に高い確率で正しく判別することがで
きる。
【0020】さて、パターン解析部53は、上述のよう
にして、対象物を同定するとともに対象物の位置を推定
すると、該推定位置を回転台移動ベクトル生成部54へ
出力する。回転台移動ベクトル生成部54は、パターン
解析部53の推定した対象物の位置に基づいて、該推定
位置をテレビカメラ2の撮像する映像の中央に位置させ
るために必要な回転台3に与えるパン回転角とチルト回
転角に相当する回転台移動ベクトルを算出生成し、回転
台制御部4に出力する。回転台制御部4は、回転台移動
ベクトル生成部54の出力する回転台移動ベクトルに基
づいて、舞台の役者などの対象物が移動しても常にスポ
ットライト1の照射方向が対象物の方向に向くよう、回
転台3を姿勢制御する。従って、上述の一連の動作を高
速に繰り返し逐次実行すれば、追尾を逸脱し追尾不能に
陥ることなく、対象物を正確に追尾することができる。
【0021】なお、本発明は、上記実施の形態に限定さ
れるものではなく、パターン光としては、水玉模様のみ
ならず矩形模様であっても良く、格子状の直線模様や平
行直線模様であっても良い。また、パターン光照射部は
必ずしもスポットライトに設ける必要はなく、スポット
ライトの近傍の造営材などに設けても良い。
【0022】
【発明の効果】請求項1記載の発明によれば、追尾対象
の特徴を受動的に捕らえるのではなく、パターン光を照
射するという能動的な捕らえ方で追尾対象を同定して正
確な追尾を実現できる優れた自動追尾照明装置を提供で
きるという効果を奏する。
【0023】請求項2記載の発明によれば、上記効果に
加えて、更に正確な追尾を実現できる優れた自動追尾照
明装置を提供できるという効果を奏する。
【0024】請求項3記載の発明によれば、上記効果に
加えて、追尾のためのパターン光が肉眼には見えないよ
うにすることが可能で、舞台の観客などに不快感を与え
ない、優れた自動追尾照明装置を提供できるという効果
を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る一実施の形態の自動追尾照明装置
を示すブロック図である。
【図2】対象物にパターン光を照射した場合の見え方を
示す説明図である。
【図3】上記自動追尾照明装置の概略を示す構成図であ
る。
【符号の説明】
1 スポットライト 11 パターン光照射部 2 撮像手段 3 回転台 4 回転台制御部 5 対象物検出部 52 パターン抽出部 53 対象物位置検出部 54 回転台移動ベクトル生成部

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 照射方向に一致する撮像手段を搭載した
    スポットライトと、該スポットライトの姿勢制御を行う
    回転台と、撮像手段の映像信号から対象物を検出する対
    象物検出部と、スポットライトが対象物を追尾するよう
    に回転台を駆動する回転台制御部とを備える自動追尾照
    明装置であって、対象物を含む照明領域に予め定められ
    たパターン光を照射せしめるパターン光照射部と、撮像
    した映像における前記パターン光の見え方によって対象
    物の位置を認識する対象物位置検出部とを設けたことを
    特徴とする自動追尾照明装置。
  2. 【請求項2】 照射方向に一致する撮像手段を搭載した
    スポットライトと、該スポットライトの姿勢制御を行う
    回転台と、撮像手段の映像信号から対象物を検出する対
    象物検出部と、スポットライトが対象物を追尾するよう
    に回転台を駆動する回転台制御部とを備える自動追尾照
    明装置であって、スポットライトは対象物を含む照明領
    域に予め定められたパターン光を照射せしめるパターン
    光照射部を備えるものであり、対象物検出部は、撮像手
    段の出力する映像信号中の前記パターン光の描くパター
    ンを抽出するパターン抽出部と、該抽出されたパターン
    に基づいて対象物位置を定める対象物位置検出部と、該
    対象物位置に基づいて回転台の移動ベクトルを算出して
    回転台制御部に伝達する回転台移動ベクトル生成部とを
    備えるものであることを特徴とする自動追尾照明装置。
  3. 【請求項3】 前記パターン光は可視光波長領域外の光
    線であることを特徴とする請求項1記載または請求項2
    記載の自動追尾照明装置。
JP7219064A 1995-08-28 1995-08-28 自動追尾照明装置 Withdrawn JPH0963313A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Effective date: 20021105