专利名称：远程摄像系统和摄像机系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及执行远程摄像的远程摄像系统，以及涉及摄像机系统，其包括摄像头，其设置有成像器件和图像摄取光学系统；以及摄像机主机单元，摄像头可分离地连接到其上，并且其接收和处理从摄像头传输的图像信号。
背景技术：
通常，已知的远程摄像系统每个具有图像摄取部分，其包括摄像透镜和成像器件，并产生表现被摄物图像的图像信号；以及操作部分，其用于远程地操作摄像部分。在这样的远程摄像系统中，执行纵向摄像(vertical shooting)，这样用户通过操作包括在操作部分中的操作部件，来给出绕着平行于光轴的枢轴将远程摄像部分旋转90度的指令。
还已知设置有图像摄取设备和用于经由通信路径控制该图像摄取设备的主控制器的远程摄像系统。例如，日本专利申请公开No.2002-94867公开了这种类型的系统并提出了一种改变图标(icon)的技术，所述图标指示显示在主控制器的显示器上的图像摄取设备，以便根据摄像模式引导用户操作。该技术通过查看显示的图标纵向，允许用户知道用户在持有图像摄取设备时该用户预期要使用的旋转方向，以便执行纵向摄像。
同时，提出了一种摄像机系统，其包括摄像机主机单元，其设置有图像摄取光学系统和成像器件；以及摄像头，其可分离地连接到摄像机主机单元，并且该摄像机系统意图执行摄像同时最大化摄像头的摄像性能的使用(例如见日本专利申请公开No.2002-322021)。在这种类型的摄像机系统中，如果可以不管摄像头是否连接到摄像机主机单元而执行摄像，是方便的，也就是，如果甚至当摄像头从摄像机主机单元分离时也可以通过远程操作执行摄像，是方便的。假设摄像可以以这种方法通过远程操作执行，如果设置有摇摄云台(panhead)用于自由地调节摄像头的位置，则更加方便。在这样的情况下，根据摄像环境，可以不仅仅利用连接到摄像机主机单元的摄像头执行摄像，也可以利用连接到摇摄云台的摄像头来摄像。
为了以类似于利用连接到摄像机主机单元的摄像头进行摄像操作的方式来利用从摄像机主机单元分离的摄像头执行摄像操作，需要增强摇摄云台的性能，使摇摄云台可自由地根据任何操作移动，这些操作例如主体的摇摄(panning)、俯仰拍摄(tilting)和用于纵向横向摄像的90度旋转(这些操作可以在之后分别被称为摇摄操作、俯仰拍摄操作以及转动(rolling)操作或转动)。
在这点上，迄今为止设计和提出了多种类型的摇摄云台(例如见日本专利申请公开No.7-294296、No.7-209700和No.11-211474)。在这些文献中公开的技术用于根据远程操作调节图像摄取设备的位置。这些技术可以适用于用于连接摄像头的摇摄云台，使得摄像头可以根据例如摇摄、俯仰拍摄和转动的任何操作被自由地移动。
然而，包括日本专利申请公开No.7-294296、No.7-209700和No.11-211474的多数常规系统为这样的系统，其中用户可通过操作操作部件移动摄像头或用户可以使得透镜朝向与用户佩戴并用作取景器的眼镜所朝向的相同的方向。因此，这些系统不可能在用户执行摇摄、俯仰拍摄或转动的时候是容易使用的。
同时，最近随着导航系统的普及，对于加速度传感器、角速度传感器和磁性方向传感器的需求也随之增加，并且因而这些传感器变得足够便宜以安装到数字摄像机上。日本专利申请公开No.9-322021、No.7-294296、No.7-209700和No.11-211474都使用了这样的传感器。当使用加速度传感器时，可以检测摄像头或摄像机主机单元的位置等。此外，当同时使用加速度传感器和磁性方向传感器时，可以在摄像头或摄像机主机单元旋转时检测它们的位置改变状态。
如上所述，在常规远程摄像系统中，纵向摄像需要通过在操作部分中设置的操作部件的操作或通过在主控制器中设置的设定装置的操作。然而，当使用常规摄像机时，用户只需要将摄像机主机单元旋转到纵向位置，以执行纵向摄像。因此，对于用户来说，在常规远程摄像系统中平稳地和迅速地执行纵向摄像是困难的，因为用户需要经历上述的耗时操作。
发明内容
本发明考虑到以上的情况而做出，并提供在操作性能上优异的远程摄像系统，还提供一种摄像机系统，其允许用户如同利用连接到摄像机主机单元的摄像头执行摄像操作那样利用从摄像机主机单元分离的摄像头执行摄像操作。
本发明的第一远程摄像系统为这样的远程摄像系统，其包括成像单元，其包括摄像透镜以及成像器件，以产生表示被摄物的图像信号；主机单元，成像单元可以可分离的连接到其上，并且其接收和记录从成像单元传输的图像信号；以及成像驱动部分，从主机单元分离的成像单元可以可分离的连接到其上，并且其控制成像单元的位置，其中主机单元包括检测部分，其检测主机单元的纵向位置和横向位置的任一个；以及传输部分，其根据检测部分检测到的主机单元的位置，无线地传输指令信号，并且其中成像驱动部分包括接收部分，其接收从主机单元无线传输的指令信号；以及旋转驱动部分，其基于该接收部分接收到的指令信号，绕着平行于成像单元的摄像透镜的光轴的旋转轴，旋转连接到成像驱动部分的成像单元。
在第一远程摄像系统中，成像驱动部分根据主机单元的纵向或横向位置，接收从主机单元无线传输的指令信号，并基于接收到的指令信号，绕着平行于成像单元的摄像透镜的光轴的旋转轴，旋转连接到成像驱动部分的成像单元。因此，第一远程摄像系统使得可以只通过在纵向摄像方向上移动主机单元来容易地执行远程纵向摄像，如在其主机单元连接到其成像单元的常规摄像设备的情况下一样。因此，可以提供在操作性能上优异的远程摄像系统。
在根据本发明的第一远程摄像系统中，优选地，成像驱动部分还包括传输部分，其从连接到该成像驱动部分的成像单元无线接收图像信号，并将接收到的图像信号无线传输给主机单元，并且该主机单元还包括接收部分，其接收从成像驱动部分无线传输的图像信号。
此附加特征使得可以在主机单元和成像驱动部分之间执行图像信号的传输和接收。
本发明的第二远程摄像系统为这样的远程摄像系统，其包括成像部分，包括成像单元，其具有摄像透镜；产生表示被摄物的图像信号的成像器件；以及操作部分，其包括检测部分，该检测部分检测操作部分的纵向位置和横向位置的任一个，其中该操作部分还包括传输部分，其根据由检测部分检测到的位置无线地传输指令信号，以及其中该成像部分还包括接收部分，其接收从操作部分无线传输的指令信号；以及旋转驱动部分，其基于由接收部分接收到的指令信号，绕着平行于摄像透镜的光轴的旋转轴旋转该成像单元。
在该第二摄像系统中，成像部分根据操作部分的纵向或横向位置，接收从操作部分传输的指令信号，并且成像单元基于接收到的指令信号，绕着平行于该摄像透镜的光轴的旋转轴旋转。因此，该第二远程摄像系统使得可以只是通过在纵向摄像方向上移动操作部分以执行纵向摄像，从而容易地执行远程纵向摄像。因此，可以提供在可操作性上优异的远程摄像系统。
本发明的第一摄像机系统为这样的摄像机系统，其包括摄像头，其包括摄像透镜和成像器件；摄像机主机单元，摄像头可以可分离的连接到其上，并且该主机单元接收并处理从该摄像头传输的图像信号；以及头适配器，其包括摇摄云台部分，其中从摄像机主机单元分离的摄像头可以可分离的连接到该摇摄云台部分，而不是连接到摄像机主机单元；以及头接收部分，其接收来自摄像机主机单元的操作信号，其中该摄像机主机单元包括检测摄像机主机单元的位置的位置检测部分；以及主机单元传输部分，其根据由位置检测部分检测到的位置，传输操作信号给头适配器，以及其中该头适配器还包括摇摄云台控制部分，其基于由头接收部分接收到的操作信号，通过驱动该摇摄云台部分来控制连接到摇摄云台部分的摄像头的位置。
在第一摄像机系统中，甚至当摄像头和摄像机主机单元彼此分离时，主机单元传输部分根据由位置检测部分检测到的摄像机主机单元的位置，传输用于确定构图(composition)的操作信号给头适配器，并且头接收部分接收从主机单元传输部分传输的操作信号。因此，在摇摄云台控制部分的控制下，摄像头的位置被调节到确定由操作信号表示的构图的位置。
此摄像机系统使得用户可以通过就像操作连接有摄像头的主机单元一样的操作而不是在常规摄像机系统中操作操作部件，来调节摄像头的位置。
因此，实现了这样的摄像机系统，其甚至在摄像头和摄像机主机单元彼此分离时，以与当摄像头连接到摄像机主机单元时的状态下执行摄像的类似的方式来执行摄像。
在第一摄像机系统中，优选地，该摄像机主机单元还包括选择器开关，其在两种模式之间切换改变连接到摇摄云台部分的摄像头的位置的方式，该两种模式中的一种模式用于根据通过设置在摄像机主机单元中的操作部件的操作来改变摄像头的位置，另一种模式根据摄像机主机单元的位置的改变摄像头的位置，该主机单元传输部分除了操作信号还传输与选择器开关的状态相关的切换信息给头适配器，并且摇摄云台控制部分基于操作信号以及切换信息驱动该摇摄云台部分。
当摄像操作例如摇摄、俯仰拍摄和旋转不是必需的，可以更容易地如在常规摄像机系统中那样利用操作部件来操作系统。
由于这个原因，设置选择器开关来在第一摄像机系统中的两种模式的任一种之间切换。因为如上所述该头适配器还接收切换信息，该头适配器的摇摄云台控制部分根据切换信息控制摇摄云台部分，以根据通过操作部分的操作或根据摄像机主机单元的位置来调节摄像头的位置。
当如此设置选择器开关后，可以如在常规摄像机系统中那样通过操作操作部件来执行摄像，还可以在通过摇摄、俯仰拍摄或旋转操作来改变摄像机主机单元的位置的同时执行摄像。结果，可以提供更加用户友好的摄像机系统。
在第一摄像机系统中，位置检测部分可以包括三轴加速度传感器，以便当在摄像头和摄像机主机单元彼此分离时根据摄像机主机单元的检测到的位置来驱动摇摄云台部分。该三轴加速度传感器作为位置检测部分，并且表示基于该三轴加速度传感器的检测结果的位置的信号可以传输给摄像头。
在第一摄像机系统中，位置检测部分除了三轴加速度传感器之外，还可以包括磁性方向传感器和角速度传感器的任一种。该附加的特征使得其可以检测在旋转方向上旋转直到目标位置期间发生的角度变化。因此，通过提高摇摄云台部分的敏感度水平，用户可以通过摇摄、俯仰拍摄或旋转来执行摄像，就像利用连接到摄像机主机单元的摄像头执行摄像那样。
如上所述，三轴加速度传感器、磁性方向传感器和角速度传感器由于需求的增加而变得更便宜。因此，在摄像机系统中使用三轴加速度传感器以及附加地使用磁性方向传感器或角速度传感器没有增加成本，因此可以作为便宜的产品来提供摄像机系统。
顺便说一下，类似于头适配器的主机单元适配器可以添加到摄像机系统，并且第一摄像机系统的摄像机主机单元的功能可以包括到主机单元适配器中。
这样的摄像机系统为根据本发明的第二摄像机系统，该第二摄像机系统为这样的摄像机系统，其包括摄像头，其包括摄像透镜和成像器件；摄像机主机单元，摄像头可以可分离的连接到其上，并且其接收和处理从摄像头传输的图像信号；头适配器，其包括摇摄云台部分，从摄像机主机单元分离的摄像头可以可分离的连接到该摇摄云台，而不是连接到摄像机主机单元；以及头接收部分，其接收来自摄像机主机单元的操作信号；以及主机单元适配器，其可以可分离的连接到从摄像头分离的摄像机主机单元，而不是连接到摄像头，其中该主机单元适配器包括位置检测部分，其检测主机单元适配器的位置；以及主机单元传输部分，其根据由位置检测部分检测到的位置传输操作信号给头适配器，以及其中该头适配器还包括摇摄云台控制部分，其基于通过头接收部分接收到的操作信号，通过驱动摇摄云台部分，来控制连接到摇摄云台部分的摄像头的位置。
在该第二摄像机系统中，优选主机单元适配器还包括选择器开关，其在两种模式之间，切换改变连接到摇摄云台部分的摄像头的位置的方式，该两种模式的一种用于根据通过设置在摄像机主机单元中的操作部件的操作来改变摄像头的位置，而另一模式用于根据摄像机主机单元的位置来改变摄像头的位置，该主机单元传输部分除了操作信号，还传输关于选择器开关的状态的切换信息给头适配器，并且摇摄云台部分基于操作信号以及切换信息来驱动摇摄云台部分。
此外，在第二摄像机系统中，位置检测部分可以包括三轴加速度传感器。在这种情况下，位置检测部分还可以在三轴加速度传感器之外包括磁性方向传感器和角速度传感器中的任一个。
根据本发明，可以提供在可操作性上优异的远程摄像机系统，以及还提供这样的摄像机系统，其允许用户如同利用连接到摄像机主机单元的摄像头执行摄像操作那样来利用从摄像机主机单元分离的摄像头执行摄像操作。
图1为显示根据本发明的第一远程摄像机系统的实施例的图；图2为在当成像单元连接到主机单元以执行常规摄像的状态下的电子系统结构的框图；图3为显示成像单元如何连接到成像驱动部分的图；图4为显示成像驱动部分的旋转驱动部分的结构的图；图5为显示当在主机单元和连接有成像单元的成像驱动部分之间执行远程摄像的状态的图；图6为显示在成像单元连接到成像驱动部分以执行远程摄像的状态下的电子系统结构的框图；图7为显示设置在图5中所示的远程摄像系统中的主机单元的背部的图；图8为显示当利用图7中所示的主机单元向右旋转90度来执行纵向摄像的状态的图；图9为显示当利用图7中所示的主机单元向左旋转90度来执行纵向摄像的状态的图；图10为显示在根据本实施例的远程摄像系统中执行的摄像处理程序的流程图；图11为显示在当摄像头要被连接到摄像机主机单元的状态下根据本发明的摄像机系统的实施例的摄像机系统的结构的图；图12为显示当摄像头连接到摄像机主机单元的状态下的电子系统结构的框图；图13为在当摄像头从摄像机主机单元分离的状态下根据本发明的摄像机系统的实施例的摄像机系统的结构的图；图14显示在图13中所示的摄像机系统的侧视图和摄像机主机单元的后视图；图15为在图13和图14中所示的分离状态下的摄像头和头适配器的内部结构的框图；图16为显示在图13和14中所示的分离状态下的摄像机主机单元和主机单元适配器的内部结构的框图；
图17为显示摇摄、俯仰拍摄和转动方向的图；图18为显示当图16中所示的主机单元适配器的功能被包括在另一摄像机主机单元中的另外系统结构的图；以及图19为显示在图18中所示的摄像机主机单元的内部结构的图。
具体实施例方式
本发明的实施例将参考附图进行描述。
图1为显示根据本发明的第一远程摄像系统的实施例的图。
图1描述根据本发明的第一远程摄像系统的实施例的远程摄像系统1；成像单元1a；主机单元1b；以及包括在远程摄像系统1中的成像驱动部分1c。
成像单元1a包括摄像透镜和成像器件，其将稍后描述，并产生表示被摄物图像的图像信号。
成像单元1a可以可分离的连接到主机单元1b。当成像单元1a连接到主机单元1b时，主机单元1b在从成像单元1a接收到信号后记录图像信号。布置在主机单元1b的中心处的为设置有多个安装触点的安装部件10b。成像单元1a也具有类似的安装部分。在主机单元1b的顶面，布置有释放按钮13b、模式盘14b和无线通信天线171b。此外，在主机单元1b的前面上，布置有AWB传感器11b和闪光灯窗口12b。模式盘14b用于选择静态摄像模式、电影摄像模式、常规摄像模式和远程摄像模式等的任一种。
主机单元1b还设置有位置传感器172b(对应于本发明的“检测部分”的例子)，其检测主机单元1b的纵向或横向位置。根据检测到的主机单元1b的纵向或横向位置由位置传感器172b输出的指令信号，从图2中所示的无线I/F部分151b经由天线171b进行无线传输，该无线I/F部分151b稍后进行描述。该无线I/F部分151b还作为接收器接收从图像驱动部分1c无线传输的图像信号。
位置传感器172b由汞或重量类型(weight-type)传感器制成，并检测90度旋转，但是传感器172b可以通过使用MEMS传感器等检测中间角度。在实施例中的无线通信可以通过符合IEEE 802.11等的无线LAN、例如无线USB和Bluetooth的短距离通信以及例如CDMA等的长距离网络通信的任一种来执行。
从主机单元1b移除的成像单元1a可以可分离的连接到成像驱动部分1c。该成像驱动部分1c在成像单元1a连接到其上时控制该成像单元1a的位置。该成像驱动部分1c具有无线I/F部分112c，其作为接收器经由天线111c接收从主机单元1b无线传输的指令信号。该无线I/F部分112c还作为传送器，其无线传输从连接到图像驱动部分1c的成像单元1a接收到的图像信号给主机单元1b。
成像驱动部分1c还具有旋转驱动部分120c，其基于利用无线I/F部分112c接收到的指令信号，致使连接到成像驱动部分1c的成像单元1a绕着平行于成像单元1a的摄像透镜的光轴设置的旋转轴旋转。该旋转驱动部分120c具有设置有多个安装触点的安装部分10c；超声电机121c；外壳122c。
为了执行常规摄像，成像单元1a沿着图1中所示的点划线机械地连接到主机单元1b，同时成像单元1a的安装触点分别与主机单元1b的各个触点对齐。因此，单元1a的多个安装触点连接到单元1b的对应安装触点，由此成像单元1a和主机单元1b变成彼此电气连接。
为了执行远程摄像，成像单元1a沿着图1中所示的点划线机械地连接到成像驱动部分1c，同时成像单元1a的安装触点分别与成像驱动部分1c的各个触点对齐。参考图2，首先描述用于常规摄像的操作。
图2为显示当成像单元1a连接到主机单元1b以执行常规摄像的状态下的电子系统结构的框图。
图2的上部显示了成像单元1a的结构，而图2的下部显示了主机单元1b的结构。首先，将描述成像单元1a的结构。
成像单元1a具有图像摄取光学系统11a和成像器件12a(在下文中称作“CCD”，因为这里使用CCD固态成像器件)。在图像摄取光学系统11a中布置有摄像透镜、光圈等。CCD 12a产生表示通过图像摄取光学系统11a形成在CCD 12a的被摄物图像的图像数据。由CCD 12a产生的图像数据输出到模拟信号处理部分13a，在此图像数据将受到例如降噪的处理。随后，图像数据发送到对图像数据施加模数信号转换的A/D部分14a。然后数字图像信号被提供给数字信号处理部分140a，在这里接收到的信号要受到预定的数字信号处理。由此处理的信号经由数据总线192a直接传输给高速串行驱动器150a或JPEG压缩部分141a。利用JPEG压缩部分141a以JPEG格式压缩的图像信号然后被传输给高速串行驱动器150a。
通过高速串行驱动器150a提供给主机单元1b的图像信号包括三种类型的信号用于全程(活动物体)图像(through image)、静止图像和活动图像的图像信号。用于全程图像的图像信号(下文中被称为“全程图像信号”)为，当利用模式盘14b选择静止图像摄像模式或电影摄像模式时，用于在LCD面板(未示出)上显示利用图像摄取光学系统11a的摄像透镜捕获的被摄物的全程图像的信号。用于静止图像的图像信号(在下文中称为“静止图像信号”)为表示当选择静止图像摄像模式时按下释放按钮13b后获得的静止图像的信号。用于活动图像的图像信号为表示当选择电影摄像模式时在按下释放按钮13b后得到的活动图像的信号。响应由主机单元1b发出的请求，这三种类型的任何一种的图像信号通过高速串行驱动器150a从成像单元1a传输给主机单元1b。
同时，利用A/D部分14a转换为数字形式的图像信号也提供给设在后段中的集成电路16a。该集成电路16a作为激活AF功能和AE功能的元件(在下文中分别称为“AF”和“AE”)。该集成电路16a测量被摄物亮度来激活AE功能，并也测量被摄物距离以激活AF功能。由集成电路16a测量的被摄物亮度和被摄物距离经由数据总线192a提供给光圈孔径/焦距/变焦控制器17a，这样该光圈孔径/焦距/变焦控制器17a基于接收到的测量结果，调节在图像摄取光学系统11a中的光圈的孔径以及在图像摄取光学系统中的聚焦透镜的位置。该结构使得只要在成像单元1a的图像摄取光学系统11a中的透镜朝向不同被摄物时就可以激活AF和AE。因此，CCD 12a产生并输出表示作为快速聚焦和亮度调节的结果被聚焦的被摄物图像的图像数据。CCD 12a、模拟信号处理部分13a、A/D部分14a和集成电路16a与由定时脉冲发生器(TG)18a产生的时序信号同步地操作。
系统存储器190a的ROM存储初始化程序、制造商名称、型号名、版本信息等。同时，系统存储器190a的RAM具有用于在程序执行期间使用的工作区域。
非易失性存储器191a存储用于执行成像单元1a独有的功能的程序。
成像单元CPU 19a根据存储在系统存储器190a的ROM中的初始化程序中描述的过程，将存储在非易失性存储器191a中的程序传送到系统存储器190a的RAM，并根据传送的程序控制整个成像单元1a。
该成像单元1a还包括电池151a；DC/DC转换器101a，其将来自电池151a的电压转换为预定电平的DC电压并提供该DC电压给每个模块；以及电源控制器100a，其控制该DC/DC转换器101a。这里结束了对于成像单元1a的结构的描述。然后，将描述主机单元1b的结构。
主机单元1b的全部操作利用主机单元CPU 100b来控制，如在成像单元1a的情况下一样。系统存储器101b的ROM存储初始化程序、制造商名称、型号名、版本信息等。同时，系统存储器101b的RAM具有在程序执行期间使用的工作区域。
非易失性存储器102b存储有主机单元1b独有的调节数据和用于执行主机单元1b独有的功能的程序。
主机单元CPU 100b根据存储在系统存储器101b的ROM中的初始化程序中描述的进程，将存储在非易失性存储器102b中的程序传送到系统存储器101b的RAM，并根据传送的程序控制整个主机单元1b。
在本实施例中，三种类型也就是前述的全程图像信号、静止图像信号和活动图像信号的任一种的图像信号，经由高速串行驱动器150b从成像单元1a传送给主机单元1b。例如，当接收到JPEG压缩的全程图像信号时，利用主机单元1b的JPEG压缩/解压部分109b解压接收到的图像信号，然后提供给数字信号处理部分103b，在此处信号被转换为用于显示的全程图像信号。用于显示的全程图像信号然后被存储在帧存储器104b中。LCD控制器105b读出存储在帧存储器104b中的全程图像信号，并基于读出信号在LCD 1050b的LCD面板上显示全程图像。LCD控制器105b还被提供有来自屏上显示(OSD)1051b的信息，并基于提供的信息在LCD面板上和全程图像一起显示选择菜单。
除了以上所述的用于处理图像信号的元件，主机单元1b具有用于经由OSD 1051b在LCD面板上显示时间和日期信息的计时器110b和日历时钟111b。
主机单元1b还包括存储卡槽107b，其中可移除地插有存储卡108b，和存取该插入的存储卡108b的卡I/F 106b。存储卡108b存储表示静止图像和活动图像的数据。
主机单元1b还包括操作指示部分132b，其包括释放按钮13b、模式盘14b等，并提供操作指令给主机单元CPU 100b。操作指令经由I/O133b从操作指示部分132b提供给主机单元CPU 100b。该主机单元CPU100b根据接收到的操作指令来执行处理。然而，释放按钮13b直接连接到主机单元CPU 100b和成像单元CPU 19a的中断端子(interruptionterminal)，并因此CPU 19a和100b可以通过按下释放按钮13b来中断，以激活静止图像处理程序或活动图像处理程序。
主机单元1b还包括电池160b，其经由DC/DC转换器141b提供电源给主机单元1b的每块，还经由DC/DC转换器101a提供电源给摄像系统1a的每块。这些DC/DC转换器101a和141b分别由设置在成像单元1a和主机单元1b中的电源控制器100a和电源控制器140b来控制。响应于滑动的(slid)电源开关21，给出通电指令到主机单元1b的电源控制器140b。然后，电源控制器140b给出输出指令到主机单元1b的DC/DC转换器141b，并还经由I/O 161b给出输出指令到成像单元1a的电源控制器100a，这样电源从DC/DC转换器101a提供给每块。对于I/O 161b，输入指示成像单元1a连接到主机单元1b的“L”电平的信号LDET。
主机单元1b还具有USB驱动器131b和用于连接到外部装置(例如个人计算机)的USB连接器130b。
主机单元1b还包括如上描述作为本实施例的特征的位置传感器172b和天线171b，以及无线I/F部分151b。如稍后将描述的，在远程摄像中使用无线I/F部分151b，并作为传送器，通过天线171b，根据由位置传感器172b检测到的主机单元1b的纵向或横向位置无线传输指令信号。该无线I/F部分151b还作为接收器，其接收从成像驱动部分1c无线传输的图像信号。接下来，将描述远程摄像。
图3为显示成像单元1a如何连接到成像驱动部分1c的图。
为了执行远程摄像，如在图3中所示，成像单元1a沿着在图3中所示的点划线(A)被机械地连接到成像驱动部分1c，同时成像单元1a的安装触点分别与成像驱动单元1c的那些安装触点对齐。因此，单元1a的多个安装触点连接到单元1c的对应安装触点，并因此成像单元1a和成像驱动部分1c变得彼此电气连接。
这里，成像驱动部分1c的旋转驱动部分120c将连接到成像驱动部分1c的成像单元1a绕着平行于成像单元1a的摄像透镜的光轴的旋转轴A旋转。该旋转驱动部分120c还绕着在垂直方向的旋转轴B和绕着在水平方向的旋转轴C旋转成像单元1a。
图4为显示成像驱动部分1c的旋转驱动部分120c的结构的图。
在图4中显示的旋转驱动部分120c设置有超声电机121c、安装部分10c和外壳122c。
外壳122c设置有用于垂直旋转的电机122c1、主轴由电机122c1支撑的蜗轮122c2、从蜗轮122c2传输旋转驱动力的蜗轮122c3、制动轮(skidding wheel)122c4、用于控制超声电机121c的电线122c4、中空结构(areial structure)的旋转轴122c6以及轴承122c7。
外壳122c还具有用于水平旋转的电机122c8、主轴由电机122c8支撑的蜗轮122c9、从蜗轮122c9传输旋转驱动力的蜗轮122c10、制动轮122c11、旋转轴122c12和用于将旋转驱动部分120c连接到三脚架的螺纹孔122c13。
超声电机121c通过压电元件(未示出)产生机械振动并基于该机械振动获得旋转力，从而绕着平行于成像单元1a的摄像透镜的光轴的旋转轴旋转连接到成像驱动部分1c的成像单元1a。
还可以通过操作稍后将描述的并布置在主机单元1b的背部表面上的十字键，以分别驱动用于垂直旋转的电机122c1和用于水平旋转的电机122c8，绕着如在图3中所示的用来在垂直方向旋转的旋转轴B和用来在水平方向旋转的旋转轴C，旋转成像单元1a。为了防止用户指示方向由于主机单元1b的旋转而改变，十字键的功能可根据主机单元1b的位置而改变。
图5为显示在主机单元1b和连接有成像单元1a的成像驱动部分1c之间执行远程摄像的状态的图。
如图5中所示，成像单元1a连接到成像驱动部分1c以执行远程摄像。首先，将参考图6描述在远程摄像期间执行的操作。
图6为显示在当成像单元1a连接到成像驱动部分1c以执行远程摄像的状态下的电子系统结构的框图。
图6的上部显示了成像单元1a的结构，同时图6的下部显示了成像驱动部分1c的结构。成像单元1a的结构类似于图2中显示的结构，并因此将不再描述。以下描述将集中在成像驱动部分1c的描述上。
成像驱动部分1c设置有天线111c、无线I/F部分112c和旋转驱动部分120c。
成像驱动部分1c设置有驱动CPU 19c和存储器190c，该驱动CPU19c控制整个成像驱动部分1c。在存储器190c中的ROM存储信息，例如用于驱动成像驱动部分1c的程序，同时在存储器190c中的RAM具有要在程序执行期间使用的工作区域。
成像驱动部分1c还设置有高速串行驱动器150c、电池151c、DC/DC转换器101c和电源控制器100c。高速串行驱动器150c接收三种类型的任何一种的图像信号；该三种类型的信号为从成像单元1a传输的全程图像信号、静止图像信号和活动图像信号。
图7为显示在图5中所示远程摄像系统1中设置的主机单元1b的背部的图。
在图7中所示的主机单元1b的背部，布置有LCD面板22。显示在LCD面板22上的为在当主机单元1b保持在常规位置(水平位置)时的状态下基于全程图像信号的全程图像。在LCD面板22旁边，布置有作为操作键的十字键23。当菜单屏幕等显示在LCD面板22上时，用户可以通过操作十字键23的四个键来选择菜单，该四个键为UP(上)键23a、DOWN(下)键23b、RIGHT(右)键23c和LEFT(左)键23d。
布置在十字键23下面的为菜单键24和执行键25。菜单键24用于在LCD面板22上显示菜单。当菜单由用户通过菜单键24的操作显示，并且显示在LCD面板22上的菜单中的多个选项的任何一项由用户通过十字键23的四个键中的任何键的操作进行选择时，选择的项目在用户通过执行键25的操作之后执行。
图8为显示当利用向右旋转90度图7中显示的主机单元1b执行纵向摄像的状态的图。
如图8的部分(a)中所示，主机单元1b向右旋转90度以执行纵向摄像。然后，经由主机单元1b的天线171b，从主机单元1b的位置传感器172b无线传输根据由主机单元1b的90度向右旋转导致的位置的指令信号。该指令信号经由图8的部分(b)中显示的成像驱动部分1c的天线111c由无线I/F部分112c(见图6)接收。基于由无线I/F部分112c接收到的指令信号，驱动CPU 19c控制旋转驱动部分120c，使得连接到成像驱动部分1c的成像单元1a绕着平行于成像单元1a的摄像透镜的光轴的旋转轴，在朝向摄像方向的同时，顺时针旋转90度。因此，可以仅仅通过在纵向摄像的方向移动主机单元1b，也就是通过如图8的部分(a)中所示的将主机单元1b向右旋转90度，如在利用连接到主机单元1b的成像单元1a进行纵向摄像的情况下一样，容易地执行远程纵向摄像。因此，远程摄像系统1提供为具有优异和容易的可操作性的系统。
图9为显示当利用向左旋转90度图7中所示的主机单元1b执行纵向摄像的状态的图。
如在图9的部分(a)中所示，主机单元1b向左旋转90度以执行纵向摄像。然后，经由主机单元1b的天线171b，从主机单元1b的位置传感器172b无线传送根据由主机单元1b的90度向左旋转产生的位置的指令信号。该指令信号经由图9的部分(b)中显示的成像驱动部分1c的天线111c由无线I/F部分112c进行接收。基于由无线I/F部分112c接收到的指令信号，驱动CPU 19c控制旋转驱动部分120c，使得连接到成像驱动部分1c的成像单元1a在朝向摄像方向的同时，绕着成像单元1a的摄像透镜的光轴的旋转轴逆时针旋转90度。因此，仅仅通过在纵向摄像的方向移动主机单元1b，也就是如图9的部分(a)所示的将主机单元1b向左旋转90度，如在利用连接到主机单元1b的成像单元1a来纵向摄像的情况下那样，可以容易地执行远程纵向摄像。因此，该远程摄像系统1提供为具有优异的和容易的可操作性的系统，就像90度向右旋转的情况一样。
图10为显示在根据本实施例的远程摄像系统1中执行的摄像处理程序的流程图。
主机单元1b通电之后，在图10中所示的摄像处理程序开始。首先，在步骤S1处确定当前的摄像模式为常规摄像模式还是远程摄像模式。当确定当前摄像为常规摄像模式时，流程进行到步骤S2。
在步骤S2处，确定成像单元1a是否连接到主机单元1b。当确定成像单元1a连接到主机单元1b时，流程进行到步骤S3，在此步骤处执行常规摄像。在常规摄像中，关于摄像位置(常规位置/右旋转/左旋转)的信息与图像一起被记录。然后，程序结束。同时，当确定成像单元1a没有连接到主机单元1b时，流程进行到步骤S4处，在该步骤处显示对于这样的事实的指示该成像单元1a没有连接到主机单元1b。然后，程序结束。
同时，当确定当前摄像为远程摄像模式时，流程进行到步骤S5，在该步骤处进行对于成像驱动部分1c的无线传输。随后在步骤S6处，执行监控摄像(全程图像摄像)。特别地，从成像单元1a传输到成像驱动部分1c的图像被无线传输到主机单元1b，然后该主机单元1b显示接收到的图像。
随后在步骤S7处，确定摄像位置。具体地，当确定主机单元1b向右旋转90度时，旋转(I)，该流程进行到步骤S8。在步骤S8处，朝向摄像方向的成像单元1a顺时针旋转，然后流程进行到步骤S10。同时，当确定主机单元1b向左旋转90度时，旋转(II)，流程进行到步骤S9。在步骤S9处，朝向摄像方向的成像单元1a逆时针旋转，然后流程进行到S10。当确定主机单元1b在常规位置(水平位置)时，流程直接进行到步骤S10。
在步骤S10处，确定是否按下释放按钮13b。当确定没有按下释放按钮13b时，流程回到步骤S7。同时，当确定按下了释放按钮13b时，流程进行到步骤S11。
在步骤S11处，执行实际摄像。具体地，从成像单元1a传送到成像驱动部分1c的图像被无线传输到主机单元1b，该主机单元1b然后记录接收到的图像。然后，该程序结束。
现在，将描述根据本发明的第二远程摄像系统的实施例。
在根据本发明的第二远程摄像系统的实施例中，根据本发明的第一远程摄像系统的实施例中的成像单元1a和成像驱动部分1c的组合对应于在根据本发明的第二远程摄像系统中的“成像部分”的例子。此外，在根据本发明的第一远程摄像系统的实施例中的主机单元1b对应于在根据本发明的第二远程摄像系统中的“操作部分”的例子。根据本发明的第二远程摄像系统的实施例具有这样的结构，并且因此将省略对于其的详细描述。
在根据本发明的第二远程摄像系统的实施例中，从主机单元1b(操作部分)传送的根据纵向/横向位置的指令信号被成像单元1a和成像驱动部分1c(成像部分)接收到。基于接收到的指令信号，成像单元1a(成像部分的部分)绕着平行于摄像透镜的光轴的旋转轴旋转。因此，可以仅仅通过在纵向摄像的方向移动主机单元1b(操作部分)来容易地执行远程纵向摄像。因此，提供具有容易和优异的可操作性的远程摄像系统。
现在，将描述根据本发明的摄像机系统的实施例。
图11到图16为用于描述根据本发明的摄像机系统的实施例的摄像机系统2001的图。
图11为在当摄像头2001a将要连接到摄像机主机单元2001b时的状态下的，根据本发明的摄像机系统的实施例的摄像机系统2001的结构的图。图12为显示在当摄像头2001a连接到摄像机主机单元2001b时的状态下的电子系统结构的框图。图13为显示当摄像头2001a从摄像机主机单元2001b分离时的状态下，根据本发明的摄像机系统的实施例的摄像机系统2001的结构的图。图14为显示在图13中所示的摄像机系统2001的侧视图和摄像机主机单元2001b的后视图的图。图15为显示在图13和图14中所示的分离状态下的摄像头2001a和头适配器2002a的内部结构的框图。图16为显示在图13和图14的分离状态下的摄像机主机单元2001b和主机单元适配器2002b的内部结构的框图。
在图11和13中所示的摄像机系统2001中，头适配器2002a和主机单元适配器2002b提供作为附件(见图13)，其可分别可分离的连接到摄像头2001a和摄像机主机单元2001b，以执行远程摄像。当这些适配器2002a和2002b分别地连接到摄像头2001a和摄像机主机单元2001b时，摄像可以如图13中所示的远程执行。首先，参考图11和图12，将描述在当摄像头2001a连接到摄像机主机单元2001b时的状态下，摄像机系统2001的结构和操作。第二，参考图13到图16，将描述摄像机系统2001的结构和操作，该摄像机系统2001用于通过来自摄像机主机单元2001b的远程操作利用摄像头2001a执行摄像。
如在图11中所示，摄像机系统2001包括摄像头2001a，其设置有图像摄取光学系统和成像器件；摄像机主机单元2001b，其从摄像头2001a经由用于输入信号到摄像头2001a/从摄像头2001a输出信号的接口接收图像信号。在图11中分别地示出了摄像头2001a和摄像头2001a可以可分离的连接到其上的摄像机主机单元2001b。在图11中所示的摄像头2001a为两种或更多种摄像头之一，并且所述摄像头中的任一种可以连接到摄像机主机单元2001b。
图11中所示的布置在摄像机主机单元2001b中心处的为安装部分2010b，其设置有多个安装触点，并能够接收摄像头2001a的一端。摄像头2001a的端部类似地设置有多个安装触点。通过将两侧的安装触点彼此对齐，摄像头2001a的端部沿着图11中所示的点划线，插入从而连接到摄像机主机单元2001b的安装部分2010b。
这些多个安装触点被分配为通信使用和供电使用，通过这些安装触点，在摄像机主机单元2001b和摄像头2001a之间建立通信，并且电源从摄像机主机单元2001b提供给摄像头2001a。安装触点还包括提供用于两侧的接口的触点；提供用于两条专用线的触点，其用于从摄像机主机单元2001b提供释放信号给摄像头2001a；以及提供用于通知摄像机主机单元2001b摄像头2001a连接到其上的触点。
在安装部分2010b上，布置有AWB传感器2011b，其在摄像时检测光源的类型。基于由AWB传感器2011b检测到的光源的类型，例如阳光或荧光，在信号处理部分中设置合适的颜色温度，这将稍后讨论，并由此做出最佳白平衡调节。布置在AWB传感器2011b旁边的为闪光窗口2012b，通过其从布置在摄像机主机单元2001b中的闪光发射部分发射闪光。布置在摄像机主机单元2001b的顶面上的为释放按钮2013b和模式盘2014b。操作模式盘2014b以选择摄像模式或重放模式，并当选择摄像模式选择时，进一步选择静止图像摄像模式或电影摄像模式。电源开关设置为与模式盘2014b一体，这样用户可以通过操作模式盘2014b来接通电源。
现在，将参考图12描述摄像头2001a和摄像机主机单元2001b的内部结构。
图12的左侧部分显示了摄像头2001a的电子系统，同时图12的右侧部分显示了摄像机主机单元2001b的电子系统。
在描述摄像头2001a和摄像机主机单元2001b的图像信号处理系统之前，将描述与作为用于操作摄像机系统2001的电源的电池Bt有关的结构。
在本实施例的摄像机系统2001中，摄像头2001a和摄像机主机单元2001b利用从摄像机主机单元2001b的电池Bt提供的电源进行操作。
图12描述了在摄像机主机单元2001b的电池Bt和DC/DC转换器2181b之间提供的电源控制器2180b。当利用包括在KEY/LED 2019b中(在图11中所示的模式盘2014b也包括在其中)的电源开关的操作来连接在电源控制器2180b中的开关时，电源提供给DC/DC转换器2181b(在图12中显示为“DC/DC”)，该DC/DC转换器随后提供电源给每个块，从而激活摄像机主机单元2001b。
当利用通过电源开关的操作激活摄像机主机单元2001b时，主机单元CPU 2100b开始控制摄像机主机单元2001b的操作。在这一点上，如果从摄像头2001a提供接地信号(GND)给主机单元CPU 2100b的检测端(Det)，主机单元CPU 2100b检测到这样的状态摄像头2001a被连接。
当摄像头2001a连接到主机单元CPU 2100b且在KEY/LED 2019b(包括模式盘2014b)中的电源开关接通时，主机单元CPU 2100b仅仅基于接地信号(GND)提供给主机单元CPU 2100b的检测端(Det)的事实，可以检测到摄像头2001a的连接状态，从而接通开关SW。接通开关SW后，主机单元CPU 2100b的电池Bt连接到电源控制器2195a，并进一步连接到摄像头2001a的DC/DC转换器2196a。这使得在摄像头2001a连接到主机单元CPU 2100b时，可以在接通电源开关时立即从主机单元CPU 2100b的电池Bt提供电源给摄像头2001a。
以这样的方法，当主机单元CPU 2100b检测到摄像头2001a的连接时，电源被自动提供给摄像头2001a。这使得主机单元CPU 2100b能够在通电时通过控制低速串行接口(在下文中称为“低速串行I/F”)2110b，请求摄像头2001a的头CPU 2019a传送初始化信息。在接收到请求后，头CPU 2019a传输初始化信息给主机单元CPU 2100b。主机单元CPU 2100b然后基于接收到的初始化信息，根据摄像头2001a的类型执行初始化。在完成初始化之后，如果在通电时模式为摄像模式，则主机单元CPU 2100b经由低速串行I/F 2110b，请求头CPU 2019a传送全程图像。在以下的描述中，表示全程图像的图像信号将被称为“全程图像信号”。
当对于全程图像的传输的请求由摄像头2001a的头CPU 2019a经由低速串行I/F 2150a从主机单元CPU 2100b接收到时，头CPU 2019a通过控制定时发生器(TG)2017a致使CCD 2012a以预定帧频开始产生全程图像信号。
现在，将更详细地描述摄像机系统2001的结构和操作。
如在图12中所示，形成摄像机系统2001的部分的摄像头2001a设置有图像摄取光学系统2011a和CCD 2012a。布置在图像摄取光学系统2011a中的为变焦透镜2111a、聚焦透镜2112a、光圈2113a和机械快门2114a。在从摄像机主机单元2001b提供电源给摄像头2001a后，当利用摄像机主机单元2001b对摄像头2001a通知当前模式为摄像模式时，通过驱动器DR驱动机械快门2114a，然后打开光接收表面，这样系统2001进入摄像等待状态。
随后，在接收到对于全程图像信号的传送的请求之后，头CPU2019a通过控制TG 2017a，重复提供曝光开始信号并然后与曝光开始信号之间成预定间隔地重复提供曝光结束信号给CCD 2012a，这样CCD 2012a产生全程图像信号。同时，定时信号也从TG 2017a提供给在后段中提供的CDS 2013a和A/D部分2014a，这样图像信号可以及时地处理。在CDS 2013a中，从CCD 2012a输出的图像信号(模拟RGB信号)要接受降噪处理。在A/D部分2014a中，模拟RGB信号转换为数字模式。数字RGB信号然后通过高速串行I/F 2015a传输到摄像机主机单元2001b。数字RGB信号还从A/D部分2014a提供给集成块2016a，其中对于数字RGB信号做出聚焦和曝光调节。
为了产生全程图像，已经进行曝光调节的清晰聚焦图像必须在CCD 2012a的光接收表面上形成。因此，基于由集成块2016a执行的曝光调节和焦距检测的结果，头CPU 2019a指示驱动器DR来调节聚焦透镜2112a的位置和光圈2113a的孔径，这样正确曝光的清晰聚焦图像可以形成在CCD 2012a的光接收表面。头CPU 2019a在接收到从位置检测器2115a发送的位置信号后，确定聚焦透镜2112a处于聚焦位置处。在做出这样的确定后，头CPU 2019a指示驱动器DR立即停止对于聚焦透镜2112a的驱动。
在本实施例中，以例如1/30s的帧频，与来自TG 2017a的时序信号同步地，从CCD 2012a输出全程图像信号给CDS 2013a。在经受CDS2013a的降噪后，全程图像信号发送到A/D部分2014a，此处信号经历模拟信号转换并然后提供给高速串行I/F 2015a。摄像机主机单元2001b也具有类似的高速串行I/F 2102b，并因此，全程图像信号通过高速串行I/F 2015a和2102b，从摄像头2001a传送到摄像机主机单元2001b。由此传送的全程图像信号表示利用在图像摄取光学系统2011a中的摄像透镜捕捉到的被摄物图像，并因此在当通过模式盘2014b(包括在KEY/LED 2019b中)选择摄像模式时的状态下，这些信号用于在LCD2107b的LCD面板和电子取景器(EVF)2108b上显示被摄物图像。除了全程信号，通过高速串行I/F 2015a和2102b从摄像头2001a传送到摄像机主机单元2001b的图像信号包括表示当在摄像模式中选择静止图像摄像模式时由用户通过释放按钮2013b的操作获得的静止图像的图像信号(在下文中被称为“静止图像信号”)；以及表示当在摄像模式中选择电影摄像模式时由用户通过释放按钮2013b的操作获得的活动图像的图像信号(在下文中被称为“活动图像信号”)。响应来自摄像机主机单元2001b的请求，这三种类型的任何一种的图像信号通过高速串行I/F 2015a和2102b传送到摄像机主机单元2001b。
设置在摄像头2001a中的闪存ROM除了存储描述用于操作摄像头2001a的进程的程序，还存储有例如关于摄像头2001a的结构信息的数据。如果用于结构信息如初始化信息的传输的命令通过低速串行I/F2110b和2150a从摄像机主机单元2001b发送时，摄像头2001a响应这样的请求，通过低速串行I/F 2110b和2150a发送存储在闪存ROM2191a中的结构信息到摄像机主机单元2001b。
低速串行I/F 2110b和2150a因此用于在摄像时在摄像机主机单元2001b和摄像头2001a之间交换命令。当例如通过低速串行I/F 2110b和2150a从摄像机主机单元2001b发送用于图像信号(全程图像信号、静止图像信号和活动图像信号中的任一种)的传输的命令到摄像头2001a时，摄像头2001a通过高速串行I/F 2015a和2102b比低速串行I/F 2110b和2150a更快地传送数字图像信号(全程图像信号、静止图像信号和活动图像信号中的任一种)到摄像机主机单元2001b。顺便说一下，在图12中，词“图像信道”表示从摄像头2001a到摄像机主机单元2001b通过它们之间的高速串行I/F 2015a和2102b链接的图像信号的传输，而词“控制信道”表示通过低速串行I/F 2110b和2150a在摄像机主机单元2001b和摄像头2001a之间的控制信号的传输/接收。此外，词“专用信号线”表示通过图12中的专用线的来自释放按钮2013b的释放信号的传送。图12也显示了表示两个图像信道的图像数据线“DATA #1”和“DATA #2”，还显示了除了图像信道之外设置在高速串行I/F 2015a和2102b之间的时钟线。
摄像头2001a和摄像机主机单元2001b因此构成了执行摄像的摄像机系统。
在本实施例的摄像机系统2001中，摄像头2001a和摄像机主机单元2001b分别具有头适配器2002a和主机单元适配器2002b，它们每个都设置有用于无线传输的通信器，以即使当摄像头2001a和摄像机主机单元2001b彼此分离时也能执行摄像。
图13和图14显示了这样的头适配器2002a，其具有摇摄云台部分2031a，摄像头2001a可分离的连接到其上，而不是连接到摄像机主机单元2001b；以及头通信器(只有它的用于通信的天线2251a显示在图13中)，其对于从摄像头2001a接收到的图像信号施加信号处理。当如图13中所示头适配器2002a连接到摄像头2001a时，代替摄像头2001a的主机单元适配器2002b也连接到摄像机主机单元2001b，这样摄像头2001a可以根据从摄像机主机单元2001b传送的操作指令执行摄像。在这种情况下，当主机单元适配器2002b的选择器开关2029b设置在Abs侧时(见图14)，摇摄云台部分2031a根据摄像机主机单元2001b的位置来驱动，以调节摄像头2001a的位置。当开关2029b切换到Inc侧时，摄像头2001a的位置变得可以根据通过十字键2039b的操作调节(见图14)。
特别地，当开关2029b设置在Inc侧时，连接到摇摄云台部分2031a的摄像头2001a的位置可以利用通过摄像机主机单元2001b的十字键2039b的操作来改变；而当开关2029b设置在Abs侧时，摄像头2001a的位置可以根据摄像机主机单元2001b的位置来改变。
现在，将描述头适配器2002a和主机单元适配器2002b各自的内部结构。
在图15中所示的头适配器2002a设置有头通信器2025a，其执行与主机适配器2002b的无线通信；头信号中继器(intermediator)2024a，其将在摄像头2001a中产生的图像信号转换为适用于无线通信的形式。同时，在图16中显示的主机单元适配器2002b设置有主机单元通信器2021b，其执行与头适配器2002a的无线通信；主机单元信号中继器2022b，其将在摄像头2001a中产生的和由主机单元通信器2021b接收到的图像信号转换回到当图像信号在摄像头2001a中产生的时候使用的形式。头信号中继器2024a和主机单元信号中继器2022b不仅仅对从摄像头2001a传送到摄像机主机单元2001b的图像信号，还对从摄像机主机单元2001b传送到摄像头2001a的操作信号，合适地施加信号形式转换。因此，在摄像机主机单元2001b和摄像头2001a之间可以平滑地执行使用任何类型的信号的无线通信。
以这种方法，当头适配器2002a和主机单元适配器2002b每个都设置有这种执行无线通信的电路时，可以通过来自摄像机主机单元2001b的远程操作利用连接到头适配器2002a的摇摄云台部分2031a的摄像头2001a来执行摄像。
首先，将描述头适配器2002a的结构。
在图15中所示的头适配器2002具有电池Bt2。当代替摄像机主机单元2001b的头适配器2002a连接到摄像头2001a时，从电池Bt2而不是从摄像机主机单元2001b的电池Bt提供电源给摄像头2001a。
如在摄像机主机单元201的情况下，头适配器2002a设置有用于图像信号通信的高速串行I/F 2021a和用于与摄像头2001a的控制信号通信的低速串行I/F 2029a。该高速串行I/F 2021a和低速串行I/F 2029a经由总线连接到头适配器CPU 2020a，该总线还连接有存储有描述进程的程序的闪存ROM 2204a和作为缓冲存储器的SDRAM 2023a。因此，根据存储在闪存ROM中的程序中描述的进程，头适配器CPU 2020a致使高速串行I/F 2021a接收来自摄像头2001a的图像信号，并致使SDRAM 2023a暂时地存储接收到的图像信号。当这样提供SDRAM2023a时，头适配器CPU 2020a可以读出存储在SDRAM 2023a中的图像信号，并提供读出信号给信号处理部分2022a，并再次存储利用在SDRAM 2023a中的信号处理部分2022a处理过的图像信号。
这样的结构使得可以为了调节在每个部分的处理定时的目的而使用SDRAM 2023a。例如，头信号中继器2024a通过使用SDRAM 2023a，适时地将信号转换为适于无线通信的形式。
随后，利用头信号中继器2024a转换为适于无线通信的形式的图像信号被从头通信器2025a传送到摄像机主机单元2001b。当图像信号由此转换为适于无线通信的形式时，在无线传输期间的错误发生显著地减少，这样信号可以正确地传送到摄像机主机单元2001b。
头通信器2025a还作为接收器接收来自摄像机主机单元2001b的操作信号，并对应于本发明的“头接收部分”的例子。
当操作信号从摄像机主机单元2001b传送到头适配器2002a时，通过头通信器2025a接收操作信号。基于接收到的操作信号，摇摄云台部分2031a的摇摄电机PM、俯仰拍摄电机TM和旋转电机RM(见图13)在头适配器CPU 2020a的控制下进行驱动。头适配器CPU 2020a向每个驱动器2201a、2202a和2203a提供控制信号，这样驱动器2201a、2202a和2203a通过根据各个控制信号向这些电机提供电机驱动信号来驱动各个电机TM、PM和RM。该摇摄云台部分2031a设置有使得摇摄云台2031a可以根据对应的驱动的电机在摇摄方向、俯仰拍摄方向和旋转方向的任一方向上驱动的三轴致动器，由此调节摄像头2001a的位置。在本实施例中，设置有三个致动器(例如旋转部分，其根据通过例如齿轮传动链或链带从电机传送的旋转力旋转；以及俯仰拍摄部分，其根据利用凸轮转换为直线运动的旋转力俯仰拍摄)，该三个致动器被驱动以分别在摇摄、俯仰拍摄和旋转方向上移动摇摄云台部分2031a。每个致动器根据由对应的电机(电机2201a、2202a和2203a的任一个)产生的旋转力驱动，从而能够精确调整摄像头2001a的位置。
由此设定的头适配器2002a和主机单元适配器2002b成对地使用。现在，以下将描述主机单元适配器2002b。
在图16中显示的主机单元适配器2002b为代替摄像头2001a可以连接到摄像机主机单元2001b的单元，并且如在摄像头2001a的情况下利用从摄像机主机单元2001b提供的电源来操作。
主机单元适配器2002b设置有主机单元适配器CPU 2020b，其控制主机单元适配器2002b的全部操作；用于图像信号通信的高速串行I/F 2023b以及用于与摄像机主机单元2001b进行控制信号通信的低速串行I/F 2024b，如在摄像头2001a的情况中一样。
高速串行I/F 2023b和低速串行I/F 2024b经由总线连接到主机单元适配器CPU 2020b，存储有描述进程的程序的闪存ROM 2201b和作为缓冲存储器的SDRAM 2202b还连接到该总线上。
因此，从头适配器2002a传送的和由主机单元通信器2021b接收到的图像信号可以根据存储在闪存ROM 2201b中的程序中描述的进程，在主机单元适配器CPU 2020b的控制下暂时地存储在SDRAM2202b中。当这样设置SDRAM 2202b后，对于来自头适配器2002a的图像信号的顺序传输的定时以及对于在主机单元适配器2002b的每个部分中的处理的定时被良好地调节，这样主机单元信号中继器2022b合适地将适于无线通信的形式的图像信号转换为当利用摄像头2001a的CCD 2012a产生图像信号时使用的形式。
当图像信号以这样的方式通过主机单元适配器2002b的高速串行I/F 2023b传送到摄像机主机单元2001b时，如果传送的图像信号为例如全程图像信号时，信号然后提供给显示器控制器2105b，其随后再基于全程图像信号在显示屏上显示全程图像。当显示全程图像的同时按下释放按钮2013b时，释放信号从摄像机主机单元2001b通过主机单元适配器2002b的主机单元通信器2021b和头适配器2002a的头通信器2025a传送到摄像头2001a。响应释放信号，由摄像头2001a的CCD2012a产生的静止图像信号通过头适配器2002a传送给摄像机主机单元2001b。在通过在主机单元适配器2002b中的主机单元通信器2021b接收到静止图像信号后，接收到的静止图像信号然后暂时地存储在SDRAM 2202b中。当所有静止图像信号存储在SDRAM 2202b中时，静止图像信号从SDRAM 2202b读出，然后通过高速串行I/F 2023b和2102b提供给摄像机主机单元2001b。随后，利用信号处理部分2103b处理静止图像信号，并且处理后的图像信号通过JPEG压缩/解压部分2091b来压缩。压缩后的图像信号然后与压缩信息一起存储在插入卡槽2093b的存储卡中。
在本实施例的摄像机系统中，主机单元适配器2002b包括开关2029b。根据开关2029b的状态，可以基于通过十字键2039b的操作或基于摄像机主机单元2001b的位置，确定摄像头2001a的位置。例如，当开关2029b设置在Inc(增量)侧时，激活摄像机主机单元2001b中的十字键2039b，这样根据通过十字键2039b的操作的操作信号可以从主机单元适配器2021b传送到头适配器2002a，从而调节摄像头2001a的位置。同时，当开关2029b设置在Abs(绝对)侧时，使在摄像机主机单元2001b中的十字键2039b失效，这样，用于根据由主机单元适配器2002b的三轴加速度传感器2027b检测到的摄像机主机单元2001b的位置调节摄像头2001a的位置的操作信号从主机单元通信器2021b传送到头适配器2002a，从而调节摄像头2001a的位置。主机单元通信器2021b对应于根据本发明的“主机单元传送部分”的例子。顺便说一下，为了允许头适配器2002a识别接收到的信号是根据通过十字键2039b的操作的操作信号还是根据利用加速度传感器2027b的检测的操作信号，对数据的头部添加控制码“Inc”或“Abs”来传输数据。控制数据对应于根据本发明的“切换信息”的例子。该结构使得头适配器CPU 2020a能够立即识别出接收到的信号是基于通过十字键2039b的操作的信号还是基于摄像机主机单元2001b的位置的信号，并且因此，不需要头适配器CPU 2020a来解码接收到的信号。
因此，例如用户可以将开关2029b切换到Abs侧以通过仅仅使用摄像机主机单元2001b的显示屏作为取景器而不查看摄像头2001a来做出任何调节。在这样的情况下，在摄像机主机单元2001b处的作为摄影师的用户可以不考虑摄像头2001a的位置来执行摄像，就像利用连接到摄像机主机单元2001b的摄像头2001来执行摄像一样，该摄像机主机单元2001b的显示屏被用户看到。同时，在用户可以以相同的方式通过摄像机主机单元2001b和摄像头2001a来观看被摄物的情况下，用户可以将开关2029b切换到Inc侧以通过操作作为操作部件的十字键2039b来调节摄像头2001a的位置。
此外，在本实施例中，如果只设置了加速度传感器2027b，可以检测在连接有主机单元适配器2002b的摄像机主机单元2001b的操作之后确定的位置，但是不能检测在操作摄像机主机单元2001b期间改变着的位置(旋转角等)。因此，在本实施例中，设置有角速度传感器2028b，其检测在通过调节改变摄像机主机单元2001b的位置之后确定的状态。
这种改进的结构使得摇摄云台部分2031a可以迅速地响应相对快的摇摄或俯仰拍摄操作，从而使得可以根据摄像机主机单元2001b的位置迅速地调节摄像头2001a的位置。因此，用户甚至在摄像头2001a从摄像机主机单元2001b分离的时候，可以就像利用连接到摄像机主机单元2001b的摄像头2001a执行操作那样，执行摇摄、俯仰拍摄和旋转操作的任一种。
最后，描述摇摄、俯仰拍摄和旋转方向。
图17为显示摇摄、俯仰拍摄和旋转方向的图。
图17的部分(a)显示摇摄方向，图17的部分(b)显示俯仰拍摄方向，而图17的部分(c)显示旋转方向。
在图17的部分(a)、(b)和(c)的每个的左端描述的为视窗(viewframe)。同时，在图17的部分(a)、(b)和(c)的右端为摄像机主机单元2001b的原始位置，并且在摄像时候使用的操作方向在原始位置的左侧进行描述。
同时，在图17的部分(c)的右端描述的是进行旋转操作的旋转方向，并且摄像机主机单元2001b的原始位置显示在描述的旋转方向的左侧。
当执行在图17的部分(a)中显示的摇摄时，使得摄像机主机单元2001b在图17的部分(a)中显示的箭头方向摆动(摄像机主机单元2001b首先保持为如图17的部分(a)的左部所示，然后绕着在宽度方向中心处的中心AXIS旋转)。当最期望的构图作为摆动的结果得到时，按下释放按钮2013b执行摄像。
为了此目的，如前所述，本实施例的摄像机系统2001除了加速度传感器2027b还设置有角速度传感器2028b，这样摄像机主机单元2001b在旋转之后的状态可以即刻由角速度传感器2028b检测到。
当这样设置角速度传感器2028b时，可以如同在摇摄操作的情况下一样，响应俯仰拍摄和旋转操作的任何操作，迅速地调节摄像头2001a的位置。因此，用户可以只通过提高在摇摄云台部分2031a中的电机的响应度水平，以和在利用连接到摄像机主机单元2001b的摄像头2001a进行摄像的情况下相当类似的方式来执行摄像。
如果例如在用户的视野中的被摄物非常不同于如前所述的通过摄像头2001a捕捉到的图像中的被摄物，以与利用连接到摄像机主机单元2001b的摄像头2001a摄像的类似方式，用户可以将开关2029b切换到Abs侧。结果，用户可以通过使用摄像机主机单元2001b的显示屏作为取景器，而不实际地通过摄像头2001a查看被摄物，就像利用连接到摄像机主机单元2001b的摄像头2001a执行摄像一样来执行摄像。
同时，当利用摄像头2001a捕捉到的图像中的被摄物与在摄像机主机单元2001b中的视野中的被摄物近似相同时，可以在实际查看被摄物的同时执行摄像。因此，在这样的情况下，用户可以将开关2029b切换到Inc侧并通过操作十字键2039b来确定构图。
顺便说一下，可以设置磁性方向传感器来替代角速度传感器2028b。
图18为当在图16中显示的主机单元适配器2002b的功能包括在摄像机主机单元2001b时的另一系统结构。图19为显示摄像机主机单元2001bb的内部结构的图。
如在图19中所示，在图16中所示的主机单元适配器2002b的功能(对应于图19中的主机单元信号中继器2022bb、主机单元无线通信器2021bb、加速度传感器2027bb和角速度传感器2028bb)布置在摄像机主机单元2001bb内部，以除去主机单元适配器2002b而单独提供摄像机主机单元2001bb，从而简化系统结构。这也是可以接受的。
如前所述，本发明实现了一种摄像机系统，其甚至当摄像头和摄像机主机单元彼此分离时也允许用户执行摄像，就像利用连接到摄像机主机单元的摄像头来执行摄像一样。
权利要求
1.一种远程摄像系统，其包括成像单元，包括摄像透镜和成像器件，以产生表示被摄物的图像信号；主机单元，成像单元可以可分离地连接到其上，并且其接收和记录从成像单元传送的图像信号；以及成像驱动部分，从主机单元分离的成像单元可以可分离地连接到其上，并且成像驱动部分控制成像单元的位置，其中，所述主机单元包括检测部分和传输部分，所述检测部分检测主机单元的纵向位置和横向位置的任一个，所述传输部分根据由检测部分检测到的主机单元的位置无线传输指令信号，以及其中，所述成像驱动部分包括接收部分和旋转驱动部分，所述接收部分接收从主机单元无线传输的指令信号，所述旋转驱动部分基于由所述接收部分接收到的指令信号，绕着平行于成像单元的摄像透镜的光轴的旋转轴旋转连接到成像驱动部分的成像单元。
2.根据权利要求1的远程摄像系统，其中，所述成像驱动部分还包括传输部分，其从连接到成像驱动部分的成像单元无线地接收图像信号，并无线地将接收到的图像信号传送到主机单元，以及其中主机单元还包括接收部分，其接收从成像驱动部分无线传送的图像信号。
3.一种远程摄像系统，其包括包括成像单元的成像部分，所述成像单元具有摄像透镜；以及成像器件，用以产生表示被摄物的图像信号；以及操作部分，其包括检测部分，所述检测部分检测所述操作部分的纵向位置和横向位置的任一个；其中，所述操作部分还包括传输部分，其根据由检测部分检测到的位置无线地传输指令信号，以及其中，所述成像部分还包括接收部分和旋转驱动部分，所述接收部分接收从操作部分无线传输的指令信号，所述旋转驱动部分基于由接收部分接收到的指令信号，绕着平行于摄像透镜的光轴的旋转轴旋转所述成像单元。
4.一种摄像机系统，其包括摄像头，包括摄像透镜和成像器件；摄像机主机单元，摄像头可以可分离地连接到其上，并且所述摄像机主机单元接收和处理从摄像头传输的图像信号；以及头适配器，其包括摇摄云台部分，从摄像机主机单元分离的摄像头可以可分离地连接到所述摇摄云台，而不是连接到摄像机主机单元；以及头接收部分，其接收来自摄像机主机单元的操作信号，其中，所述摄像机主机单元包括检测摄像机主机单元的位置的位置检测部分；以及主机单元传输部分，其根据由位置检测部分检测到的位置，传送操作信号给头适配器，以及其中，所述头适配器还包括摇摄云台控制部分，其基于由头接收部分接收到的操作信号，通过驱动摇摄云台部分，来控制连接到摇摄云台部分的摄像头的位置。
5.根据权利要求4的摄像机系统，其中，所述摄像机主机单元还包括选择器开关，其在两种模式之间切换改变连接到摇摄云台部分的摄像头的位置的方式，所述两种模式一种为根据通过在摄像机主机单元中设置的操作部件的操作来改变摄像头的位置的模式，另一种为根据摄像机主机单元的位置改变摄像头的位置的模式，其中，所述主机传输部分除了传输操作信号，还传输关于选择器开关的状态的切换信息给头适配器，以及其中，所述摇摄云台控制部分基于所述操作信号以及切换信息来驱动摇摄云台部分。
6.根据权利要求4的摄像机系统，其中，所述位置检测部分包括三轴加速度传感器。
7.根据权利要求4的摄像机系统，其中，所述位置检测部分除了三轴加速度传感器，还包括磁性方向传感器和角速度传感器的任一种。
8.一种摄像机系统，其包括摄像头，包括摄像透镜和成像器件；摄像机主机单元，摄像头可以可分离地连接到其上，并且其接收和处理从摄像头传输的图像信号；头适配器，其包括摇摄云台部分，从摄像机主机单元分离的摄像头可以可分离地连接到所述摇摄云台部分，而不是连接到摄像机主机单元；以及头接收部分，其接收来自摄像机主机单元的操作信号；以及主机单元适配器，其可以可分离地连接到从摄像头分离的摄像机主机单元，而不是连接到摄像头，其中，所述主机单元适配器包括位置检测部分，其检测主机单元适配器的位置；以及主机传输部分，其根据由位置检测部分检测到的位置传送操作信号给头适配器，以及其中，所述头适配器还包括摇摄云台控制部分，其基于由头接收部分接收到的操作信号，通过驱动摇摄云台部分，来控制连接到摇摄云台部分的摄像头的位置。
9.根据权利要求8的摄像机系统，其中，所述主机单元适配器还包括选择器开关，其在两种模式之间切换改变连接到摇摄云台部分的摄像头的位置的方式，所述两种模式一种为根据通过设置在摄像机主机单元中的操作部件的操作来改变摄像头的位置的模式，另一种为根据摄像机主机单元的位置改变摄像头的位置的模式，其中，所述主机单元传输部分除了操作信号外，还传输关于选择器开关的状态的切换信息给头适配器，以及其中，所述摇摄云台控制部分基于操作信号以及切换信息，驱动摇摄云台部分。
10.根据权利要求8的摄像机系统，其中，所述位置检测部分包括三轴加速度传感器。
11.根据权利要求8的摄像机系统，其中，所述位置检测部分除了三轴加速度传感器之外，还包括磁性方向传感器和角速度传感器的任一种。
全文摘要
一种远程摄像系统，其包括成像单元、主机单元和成像驱动部分。该主机单元包括检测主机单元的纵向或横向位置的位置传感器。根据由位置传感器检测到的位置，基于从主机单元传输到成像驱动部分的指令信号，成像驱动部分绕着平行于成像单元中设置的摄像透镜的光轴的旋转轴驱动连接到成像驱动部分的成像单元。
文档编号G01P3/00GK1976401SQ20061016369
公开日2007年6月6日 申请日期2006年12月4日 优先权日2005年12月2日
发明者石毛良幸, 渡边干夫 申请人:富士胶片株式会社