JP2012249082A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ドームを有する撮像装置の視界が妨害行為により遮られた場合でも、視界を遮られた状態から被写体を撮像し得る状態に自動的に復帰することができ、且つ、コストの面で有利な撮像装置を提供する。
【解決手段】 監視カメラ１は、被写体を撮像して撮像画像データを生成するレンズユニット１０５と、半球形状に形成され、レンズユニット１０５を覆うドーム１０１と、レンズユニット１０５をパン方向に回転させることができる駆動ユニット２００と、駆動ユニット２００によるレンズユニット１０５の回転を制御し、レンズユニット１０５により生成された撮像画像データに基づいて異常を検知する制御部３０１と、を有し、駆動ユニット２００は、ドーム１０１もパン方向に回転させることができ、制御部３０１は、異常を検知した場合に、ドーム１０１を回転させるように駆動ユニット２００を制御する。
【選択図】 図６

Description

本発明は、ドームを有する撮像装置であって、より詳細には、当該撮像装置の視界が遮られたことを検知可能な撮像装置に関する。

近年、監視カメラへのイタズラによる監視妨害が監視業界の課題となっている。イタズラによる監視妨害としては、例えば、監視カメラのレンズまたはドームに対し、スプレーを噴霧することやガムテープを貼り付けることなどがある。このような監視妨害により、捉えるべき被写体を撮像することができなくなってしまうことは、監視カメラにとっては致命的な損失である。

そこで、特許文献１には、映像信号の周波数成分に基づいてカメラの視野が遮られたか否かを検知し、視野が遮られた場合には、ベルやサイレンなどで構成された威嚇装置を起動するためのアラーム信号を出力する監視カメラシステムが開示されている。

また、特許文献２には、撮像画像から抽出されたエッジの数が減少したことに基づき、ガムテープなどのマスクがレンズの前に貼り付けられたか否かを判定する監視カメラ装置が開示されている。これは、撮像画像が監視領域を撮像したものであれば、撮像画像には種々のものが写っているために多くのエッジが抽出されるが、レンズの前にマスクが貼り付けられると撮像画像はのっぺりしたものとなり、エッジの数が減少することを利用したものである。

さらに、特許文献３には、パン方向に回転可能なカメラと、このカメラを覆い、パン方向に回転可能に設けられたドームカバーと、を有するドームカメラ装置が開示されている。

特開平６−２８２７６７号公報 特開２００３−１３４５０４号公報 特開２００６−４１９１９号公報

しかしながら、上述の特許文献１および特許文献２に開示の技術では、監視者への通知は可能なものの、監視妨害行為がなされた監視カメラの復旧作業は監視者にとって煩雑であった。さらに、煩雑な復旧作業には時間を要するため、監視カメラで監視することができない期間が長くなってしまうこともあった。その上、これら文献では、レンズユニットを覆うドームを備えるカメラについて考慮されていなかった。

また、上述の特許文献３では、監視妨害行為によりカメラの視界が遮られてしまう点について考慮されていなかった。さらに、特許文献３に開示の技術では、ドームカバーをパン方向に回転させるドーム駆動モーターが、カメラをパン方向に回転させるパンモーターと独立して設けられており、コストの面で不利であった。

本発明は上記のような点に鑑みてなされたものであり、ドームを有する撮像装置の視界が遮られた場合でも、視界を遮られた状態から被写体を撮像し得る状態に自動的に復帰することができ、且つ、コストの面で有利な撮像装置を提供するものである。

上記目的を達成するために、本発明の撮像装置は、被写体を撮像して撮像画像データを生成するレンズユニットと、半球形状に形成され、前記レンズユニットを覆うドームと、前記レンズユニットをパン方向に回転させることができるパン回転手段と、前記パン回転手段による前記レンズユニットの回転を制御する制御手段と、前記レンズユニットにより生成された撮像画像データに基づいて異常を検知する検知手段と、を有する撮像装置であって、前記パン回転手段は、前記ドームもパン方向に回転させることができ、前記制御手段は、前記検知手段により異常が検知された場合に、前記ドームを回転させるように前記パン回転手段を制御する。

本発明によれば、ドームを有する撮像装置の視界が遮られた場合でも、視界を遮られた状態から被写体を撮像し得る状態に自動的に復帰することができ、且つ、コストの面で有利な撮像装置を提供することができる。

本発明の実施形態に係る監視カメラ１の外観図である。 本発明の実施形態に係る監視カメラ１の分解斜視図である。 本発明の実施形態に係る駆動ユニット２００近傍を説明するための図である。 本発明の実施形態に係る駆動ユニット２００を構成するギヤなどを説明するための図である。 本発明の実施形態に係るドーム１０１の回転を制御するための構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態に係るドーム回転制御処理を示すフローチャートである。 本発明の実施形態に係る、ドーム１０１およびレンズユニット１０５のパン回転制御処理を示すフローチャートである。 本発明の実施形態に係る、ドーム１０１の回転動作を説明するための概要図である。

以下、添付図面を参照して、撮像装置としての監視カメラに本発明を適用した場合の実施形態について詳説する。

図１は、本発明を適用した監視カメラ１の外観図である。ここで、図１（ａ）は、監視カメラ１の正面図であり、図１（ｂ）は、監視カメラ１の側面図である。なお、図１では、後述するレンズユニット１０５などを透過的に示している。図１における監視カメラ１は、上カバー１０３と、下カバー１０２と、レンズユニット１０５の前面に配設された、透明なドーム１０１と、から構成される。

続いて、図２は、本実施形態の監視カメラ１の分解斜視図である。半球形状に形成されたドーム１０１は、下カバー１０２と保持部材１０４との間で回転可能になるよう、下カバー１０２と保持部材１０４とによって挟まれて保持される。そして、保持部材１０４は、下カバー１０２との間にドーム１０１を挟み込んだ状態で、螺子などの締結手段（不図示）により、下カバー１０２に対して固定される。

ドーム１０１に覆われるパンベース１０６は、パン方向に回転可能に上カバー１０３に配設される。また、パンベース１０６の両端には、一対のアーム部１０６‐ａが形成されており、レンズユニット１０５は、これらアーム部１０６‐ａにより、チルト方向に回転可能に軸支される。換言すると、パンベース１０６は、レンズユニット１０５をチルト回転可能に支持する。

このレンズユニット１０５は、ドーム１０１に覆われ、撮像光学系とＣＭＯＳなどの撮像素子とを保持する。そして、パンベース１０６は、不図示のプリント基板上に具備されたドライバからの信号に基づいて動作する駆動ユニット２００により、回転制御される。

続いて、図３は、ドーム機構部としての駆動ユニット２００近傍を説明するための図である。ここで、図３（ａ）は、駆動ユニット２００近傍を示す斜視図であり、図３（ｂ）は、駆動ユニット２００の構成を示す分解斜視図である。なお、図３（ｂ）におけるパン軸Ｌは、ドーム１０１およびパンベース１０６のパン方向の回転軸を示すものである。

図３（ａ）に示すように、駆動ユニット２００は、ドーム１０１とパンベース１０６との間に設けられており、本実施形態におけるパン回転手段に相当する。

駆動源としてのパン駆動手段２０１は、レンズユニット１０５をパン方向に回転させることができるステッピングモーターである。

ピニオンギヤ２０２は、パン駆動手段２０１に接続されており、段付き平歯ギヤ２０３の第一の平歯部２０３−ｂと噛み合う。つまり、ピニオンギヤ２０２は、第一の平歯部２０３−ｂと駆動連結されている。さらに、段付き平歯ギヤ２０３の第二の平歯部２０３−ａは、ドーム１０１のフランジの内周部に形成された平歯部１０１−ａ（平歯ギヤ）と噛み合う。

付勢部材２０４は、略Ｃ字状に形成された金属部材である。この付勢部材２０４は、その開口部がクラッチギヤ２０５の凸部２０５−ｂに係合することにより、クラッチギヤ２０５と一体となって回動する。なお、付勢部材２０４およびクラッチギヤ２０５は、本実施形態におけるクラッチ機構に相当する。

また、段付き平歯ギヤ２０３には、凸部２０５−ｂを含めたクラッチギヤ２０５と付勢部材２０４とを収納する凹部が設けられており、この凹部に収納された付勢部材２０４は、段付き平歯ギヤ２０３の凹部側面２０３‐ｃを常に付勢する。より詳細には、付勢部材２０４は、クラッチギヤ２０５の凸部２０５−ｂとは逆側の位置で、段付き平歯ギヤの凹部側面２０３−ｃを付勢する。

クラッチギヤ２０５は、隣接するアイドラーギヤ２０６と噛み合う平歯部２０５−ａと、ギヤ歯面を持たない（ギヤが形成されていない）略円柱面およびこの円柱面から僅かに突出した凸部２０５−ｂと、から成る。

アイドラーギヤ２０６は、パンベース１０６の下端部の外周に形成された平歯部１０６−ｂ（平歯ギヤ）と駆動連結されており、段付き平歯ギヤ２０３、クラッチギヤ２０５と共に不図示の部材により軸支されている。

続いて、図４は、駆動ユニット２００を構成するギヤなどを説明するための図である。ここで、図４（ａ）は、駆動ユニット２００近傍の側面図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）のＡ−Ａ断面図である。

図４に示すように、パン駆動手段２０１によりピニオンギヤ２０２がＣ方向に回転させられると、ピニオンギヤ２０２と駆動連結されている段付き平歯ギヤ２０３‐ｂは、ＣＣ方向に回転する。この時、付勢部材２０４により付勢される段付き平歯ギヤ２０３の力点には、パン駆動手段２０１による伝達力Ｆが付勢部材２０４の接線方向に作用する。

この伝達力Ｆが段付き平歯ギヤ２０３の力点における最大摩擦力μＮ（μ：静止摩擦係数、Ｎ：付勢部材２０４による付勢力）を超えると、付勢部材２０４が段付き平歯ギヤ２０３に対しスリップする。この時、クラッチギヤ２０５は回転せず、段付き平歯ギヤ２０３のみが回転することになるので、最終的に、段付き平歯ギヤ２０３‐ａと平歯部１０１−ａで噛み合うドーム１０１のみがＣＣ方向に回転することになる。

これにより、後述する制御部３０１がスプレー噴霧等のイタズラにより捉えるべき被写体を撮像できないと判断した場合に、パン駆動手段２０１を低速駆動することで、パンベース１０６を回動させることなく、ドーム１０１のみを回動させることができる。つまり、パン駆動手段２０１の駆動速度が低速の場合に、パン駆動手段２０１からの駆動力を、平歯部１０６−ｂに伝達することなく、平歯部１０１−ａに伝達することができる。

また、パン駆動手段２０１の駆動電圧を上げて伝達力Ｆを上げることでも同様に、パンベース１０６を回動させることなく、ドーム１０１のみを回動させることができる。

一方、伝達力Ｆが段付き平歯ギヤの力点における最大摩擦力μＮ以下である場合、クラッチギヤ２０５は、段付き平歯ギヤ２０３と一体となって回動するので、パンベース１０６およびドーム１０１は共にＣＣ方向に回転する。さらに、本実施例では、パンベース１０６の回転速度とドーム１０１の回転速度とが同一となるように各ギヤの減速比を設定している。

例えば、本実施形態の監視カメラ１では、ドーム１０１の一部にスプレーが噴霧されたことにより監視カメラ１の視界が遮られたので、監視カメラ１の視界を確保するために、パンベース１０６に対してドーム１０１のみを回転させたという状況が発生し得る。このような状況でユーザからパン回転を指示されても、監視カメラ１は、ドーム１０１とパンベース１０６とを同一方向且つ同一速度で回転させることができる。このため、スプレーが噴霧されたドーム１０１の一部により監視カメラ１の視界が再び遮られることを防止し得る。

続いて、図５は、監視カメラ１に対するスプレー噴霧などの異常を検知してドーム１０１の回転を制御するための構成を示すブロック図である。

図５におけるレンズユニット１０５は、後述の制御部３０１の指示を受け、被写体を撮像して撮像画像データを生成し、生成した撮像画像データを制御部３０１に出力する。

パン駆動手段２０１は、制御部３０１の指示に従って、ドーム１０１およびレンズユニット１０５の両方、または、ドーム１０１のみをパン方向に回転させる。

制御部３０１は、ＣＰＵなどで構成されており、監視カメラ１の各部を統括的に制御する。まず、制御部３０１は、レンズユニット１０５から不図示の伝送ケーブルを介して入力された撮像画像データをメモリ３０２に出力し、初期画像データとして格納させる。

なお、本実施形態における初期画像データは、レンズユニット１０５がユーザによってそれぞれ設定されたパン角度およびチルト角度にて被写体を撮像して出力した撮像画像データであり、その画像は鮮明なものであるものとする。

次に、制御部３０１は、レンズユニット１０５で撮像された最新の撮像画像データとそれより過去に撮像された初期画像データとを用い、最新の撮像画像データの異常を検知する。なお、本実施形態における最新の撮像画像データは、初期画像データが撮像された方向と同じ撮像方向で、レンズユニット１０５により撮像されて生成されたものである。換言すれば、本実施形態における最新の撮像画像データは、レンズユニット１０５が初期画像データと同じ位置を撮像して生成するものとする。

そして、制御部３０１は、最新の撮像画像データの異常を検知した場合には、ドーム１０１のみをパン方向に所定角度回転させるようにパン駆動手段２０１を制御し、メモリ３０２に格納されている異常検知フラグの値をＯＮに設定する。このようなドーム回転制御処理については、図６を用いて後述する。

さらに、制御部３０１は、例えば、ネットワークを介して接続された外部のカメラ制御装置から、パン回転を指示されたか否かを判定する。そして、制御部３０１は、パン回転を指示されたと判定した場合には、ドーム１０１およびレンズユニット１０５の両方をパン方向に回転させる。このようなパン回転制御処理については、図７を用いて後述する。

記憶部としてのメモリ３０２は、ＲＡＭなどで構成されており、制御部３０１から撮像画像データを入力され、入力された撮像画像データを初期画像データとして格納する。また、メモリ３０２は、監視カメラ１に異常が検知されたか否かを示す異常検知情報としての異常検知フラグを格納する。なお、この異常検知フラグの初期値はＯＦＦであるものとする。

続いて、図６を参照しながら、監視カメラ１に対するスプレー噴霧などの異常を検知したか否かを検知してドーム１０１をパン方向に回転させるためのドーム回転制御処理について説明する。なお、このドーム回転制御処理は、制御部３０１によって実行される。

図６におけるステップＳ１０１では、制御部３０１は、レンズユニット１０５から入力された撮像画像データを初期画像データとしてメモリ３０２に格納する。

ステップＳ１０２では、制御部３０１は、ステップＳ１０１でメモリ３０２に格納された初期画像データとレンズユニット１０５で撮像された最新の撮像画像データとを比較し、この最新の撮像画像の異常を検知する。ここで、本実施形態における制御部３０１は、撮像画像の輝度変化量を示すエッジ強度を用いて最新の撮像画像の異常を検知する。

具体的には、まず、制御部３０１は、ステップＳ１０１でメモリ３０２に格納した初期画像データおよびレンズユニット１０５で撮像された最新の撮像画像データにつき、それぞれの画像のエッジ強度を算出する。そして、最新の撮像画像データから得られたエッジ強度が、初期画像データから得られたエッジ強度を所定の閾値よりも下回っている場合には、制御部３０１は、最新の撮像画像データの異常を検知し、下回っていない場合には、当該画像データの異常を検知しない。

ここで、画像のエッジ強度は、例えば、画像のＸ方向（画像の左右方向）のエッジ強度と画像のＹ方向（画像の上下方向）のエッジ強度をそれぞれ算出し、算出された各エッジ強度の絶対値を加算することで算出できる。

そして、最新の撮像画像の異常を制御部３０１が検知した場合には、ステップＳ１０３に進み、最新の撮像画像の異常を制御部３０１が検知しない場合には、ステップＳ１０２に戻る。

ステップＳ１０３では、制御部３０１は、所定時間（例えば、３秒間）が経過した後に、ドーム１０１をパン方向に所定角度回転させるように、パン駆動手段２０１を制御する。

ステップＳ１０４では、制御部３０１は、メモリ３０２に格納されている異常検知フラグの値をＯＮに設定する。

続いて、図７を参照しながら、ユーザからのパン回転指示に応じ、ドーム１０１およびレンズユニット１０５の両方をパン方向に回転させるためのパン回転制御処理について説明する。なお、このパン回転制御処理は、制御部３０１によって実行される。

図７におけるステップＳ２０１では、制御部３０１は、パン回転が指示されたか否かを判定する。パン回転が指示されたと制御部３０１が判定した場合には、ステップＳ２０２に進み、パン回転が指示されていないと制御部３０１が判定した場合には、ステップＳ２０１に戻る。

ステップＳ２０２では、制御部３０１は、ドーム１０１およびレンズユニット１０５の両方をパン方向に所定角度回転させるように、パン駆動手段２０１を制御する。より詳細には、制御部３０１は、ドーム１０１およびレンズユニット１０５を同一方向且つ同一速度でパン方向に回転させるように、パン駆動手段２０１を制御する。

続いて、図８は、ドーム１０１の一部にスプレーが噴霧された際の、ドーム１０１の回転動作を説明するための概要図である。ここで、図８（ａ）は、監視カメラ１が天井面に設置された場合の概要図であり、図８（ｂ）は、監視カメラ１が壁面に設置された場合の概要図である。さらに、図８（ｃ）は、強い外部光源（特に、監視カメラ１が屋外に設置された際の日光）による画質劣化を防止するためのカバー部材４０１を備えた監視カメラ１が壁面に設置された場合の概要図である。

なお、図８（ａ）および図８（ｂ）では、レンズユニット１０５などを透過的に示している。また、図８（ｃ）では、ドーム１０１を透過的に示している。

図８（ａ）および図８（ｂ）に示すように、監視カメラ１は、撮像画像に異常を検知すると、適正な撮像画像（つまり、異常が検知されない撮像画像）を撮像できる位置まで、ドーム１０１をパン方向（破線の矢印で示す方向）に回転させることができる。

また、図８（ｃ）に示す形態の監視カメラ１によれば、カバー部材４０１に覆われているドーム１０１の略半分は、イタズラ、埃、ゴミなどの影響を物理的に受け難く、更なるユーザメリットが期待できる。このような監視カメラ１では、
具体的には、図６のステップＳ１０３で、カバー部材４０１に隠されていたドーム１０１の一部がカバー部材４０１から完全に現れる位置まで、ドーム１０１をパン方向に回転させるよう、制御部３０１がパン駆動手段２０１を制御するように構成しても良い。

以上のように本実施形態の監視カメラ１では、制御部３０１は、撮像画像の異常を検知した場合に、ドーム１０１をパン方向に所定角度回転させるようにパン駆動手段２０１を制御する。これにより、監視カメラ１は、ドーム１０１の一部にスプレーが噴霧されたことなどにより監視カメラ１の視界が遮られた場合でも、視界を遮られた状態から監視対象を撮像することができる状態に自動的に復帰し得る。

なおかつ、本実施形態の監視カメラ１では、パン駆動手段２０１は、ドーム１０１をパン方向に回転させる機能およびレンズユニット１０５をパン方向に回転させる機能を兼用しているので、コストの面で有利である。

また、本実施形態の監視カメラ１では、駆動ユニット２００がドーム１０１とパンベース１０６との間に設けられているので、スペースを有効活用でき、監視カメラ１の大型化を抑制することができる。

なお、本実施形態では、ステップＳ１０３で、ドーム１０１を所定の角度だけパン方向に回転させるよう、制御部３０１がパン駆動手段２０１を制御するように構成したが、これに限るものではない。

例えば、図８（ｃ）の監視カメラ１では、撮像画像の異常を検知した際に、ドーム１０１のカバー部材４０１に覆われていた部分がカバー部材４０１に覆われなくなる位置まで、ドーム１０１をパン方向（破線の矢印で示す方向）に回転させるように構成しても良い。具体的には、図６のステップＳ１０３で、カバー部材４０１に隠されていたドーム１０１の一部がカバー部材４０１から完全に現れる位置まで、ドーム１０１をパン方向に回転させるよう、制御部３０１がパン駆動手段２０１を制御するように構成しても良い。

また、本実施形態では、ステップＳ１０３で、所定時間経過後にドーム１０１を所定の角度だけパン方向に回転させるよう、制御部３０１がパン駆動手段２０１を制御するように構成したが、これに限るものではない。

例えば、ステップＳ１０３において、ステップＳ１０２で異常が検知されれば即座にドーム１０１を所定の角度だけパン方向に回転させるよう、制御部３０１がパン駆動手段を制御するように構成しても良い。これにより、スプレー噴霧などのイタズラによる監視妨害の直後から監視対象の撮像を再開することができる。

以上、本発明をその好適な実施形態に基づいて詳述してきたが、本発明はこれら特定の
実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の様々な形態も本発
明に含まれる。また、上述した実施形態の一部を適宜組み合わせても良い。

１ 監視カメラ
１０１ ドーム
１０５ レンズユニット
２００ 駆動ユニット
３０１ 制御部

Claims (8)

1. 被写体を撮像して撮像画像データを生成するレンズユニットと、
   半球形状に形成され、前記レンズユニットを覆うドームと、
   前記レンズユニットをパン方向に回転させることができるパン回転手段と、
   前記パン回転手段による前記レンズユニットの回転を制御する制御手段と、
   前記レンズユニットにより生成された撮像画像データに基づいて異常を検知する検知手段と、
   を有する撮像装置であって、
   前記パン回転手段は、前記ドームもパン方向に回転させることができ、
   前記制御手段は、前記検知手段により異常が検知された場合に、前記ドームを回転させるように前記パン回転手段を制御することを特徴とする撮像装置。
2. 前記ドームに覆われ、前記レンズユニットを支持するパンベースと、
   前記パン回転手段は、前記パンベースを回転させることにより、前記レンズユニットをパン方向に回転させることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記パン回転手段は、前記パンベースと前記ドームとの間に設けられていることを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
4. 前記パン回転手段は、ギヤを含み、
   前記ギヤは、前記ドームのフランジの内周部に形成されたギヤおよび前記パンベースの下端部の外周に形成されたギヤそれぞれと噛み合うことを特徴とする請求項３に記載の撮像装置。
5. 前記パン回転手段は、駆動源およびクラッチ機構を更に含み、
   前記クラッチ機構は、前記駆動源の駆動速度に応じ、前記駆動源からの駆動力を、前記パンベースに形成されたギヤに伝達することなく、前記ドームに形成されたギヤに伝達することを特徴とする請求項４に記載の撮像装置。
6. 前記制御手段は、前記検知手段により異常が検知されなくなるまで前記ドームを回転させるように前記パン回転手段を制御することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の撮像装置。
7. 異常が検知されたか否かを示す異常検知情報を格納する記憶部を更に有し、
   前記制御手段は、前記検知手段により異常が検知された場合には、異常が検知されたことを示すように、前記記憶部に格納された前記異常検知情報を設定することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の撮像装置。
8. 外部のカメラ制御装置からパン回転を指示されたか否かを判定する判定手段を更に有し、
   前記制御手段は、前記パン回転を指示されたと前記判定手段により判定された場合に、前記ドームおよび前記レンズユニットの両方をパン方向に回転させるように、前記パン回転手段を制御する請求項１乃至７のいずれか一項に記載の撮像装置。

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