JP2006140665A - 撮影装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 監視カメラ等の撮像装置で必須である映像出力を損なうことなく、十分な電力供給がある従来の外部電源用の撮像装置に対して、機能の劣ることがない、像歪や画像を犠牲にすることがない多機能な撮像装置を提供する。
【解決手段】 信号伝達手段を介して給電される撮像装置であって、撮像レンズと、該撮像レンズで集光された光を電気信号に変換し、映像を出力する手段と、該映像を出力する手段以外の電力を消費する手段とを備え、該映像を出力する手段および電力を消費する手段を複数のグループに分け、第１のグループに属する手段は、他のグループに属する手段に対して優先的に駆動する。
【選択図】 図３

Description

本発明は、ＰＯＥ（Ｐｏｗｅｒ Ｏｖｅｒ Ｅｔｈｅｒｎｅｔ）の信号ケーブル等の信号伝達手段を介して電源を供給する、いわゆる電源重畳により電源供給される撮像装置に関する。

従来、監視カメラはＣＣＴＶ（Ｃｌｏｓｅｄ−Ｃｉｒｃｕｉｔ ＴＶ）と呼ばれるカメラを使用し、ビデオケーブルによりＮＴＳＣ等の映像信号を出力し、それをタイムラプスレコーダーで記録するとともにモニターで監視している。このビデオケーブルにて電源を供給するもの（電源重畳）も販売されている。

近年、ネットワークによる監視カメラが普及してきた。ネットワークで監視することにより、単にモニターによる監視だけでなく、入退室システム等のセキュリティとも連携でき、よりこまやかでかつ、安心できる監視システムが実現できるようになってきた。

ネットワークにおいてもＬＡＮケーブルを使ったＰＯＥ（Ｐｏｗｅｒ Ｏｖｅｒ Ｅｔｈｅｒｎｅｔ）で電源重畳できるものが開発され、外部電源なしにカメラを駆動できるものが販売されている。特に監視カメラの場合、外部電源が設置されていない屋外にも設置せねばならないために、電源重畳は単に配線等の煩わしさを解消するだけでなく、外部電源の設置費用も不要となり、市場での要望が高い。
一方で、監視カメラは多機能になり、ＡＦ（Ａｕｔｏ Ｆｏｃｕｓ）や電動ズーム可能なレンズを搭載したものやパンおよびティルト駆動もできるものが発売されている。

ＰＯＥにおける外部機器の規格上の上限は１２．９５Ｗであるが、余裕を考慮した場合、１０Ｗ程度が上限となる。機能の仕様によって異なるが、代表的なものでは、映像出力に２．５Ｗ、映像および信号通信に２Ｗ、フォーカスに０．７Ｗ、ズームに０．８Ｗ、パンに３Ｗ、ティルトに３Ｗ、ＩＲカット切替に０．７Ｗで全て一緒に駆動した場合は合計約１３Ｗ必要である。これまでＰＯＥでパンあるいはティルト機能ができるものは無かった。

また、特許文献１（特開２００２−１３１８０６号公報）に開示されているものはＵＳＢで電源供給が行なわれ、パン駆動およびティルト駆動は行なわれているものの、ＡＦやズームといった機能は無く、消費電力を極力押えるために像の歪みや画像を犠牲にしている。特許文献２（特開平８−２７９９５２号公報）で開示されているものはパンおよびティルトについて記述しているものの、雲台装置単体に関するもので、映像出力等については記述されていない。また、電池等による電源電圧が低下した場合について、記述したものである。
特開２００２−１３１８０６号公報 特開平８−２７９９５２号公報

多機能なカメラはモーターを使用して各機能を駆動しているために多くの電力供給が必要であるが、ＰＯＥ等の電源重畳では多くの電力供給をすることは出来ないという問題がある。
本発明は、監視カメラ等の撮像装置で必須である映像出力を損なうことなく、十分な電力供給がある従来の外部電源用の撮像装置に対して、機能の劣ることがない、像歪や画像を犠牲にすることがない多機能な撮像装置を提供することを課題とする。
本発明者は、監視カメラ等の撮像装置においては、全ての機能が常時必要というものではなく、各機能を考慮して、組合せを考えることにより、上記課題を解決できることを見出し、本発明をなすに至った。

本発明は、電源重畳による電源供給が選択された場合には、あらかじめ設定した電力消費の最適な組合せおよび順番で各機能を駆動することにより、前記課題を達成しようとするものである。
すなわち、上記の課題を達成するため本発明は、信号伝達手段を介して給電される撮像装置であって、撮像レンズと、該撮像レンズで集光された光を電気信号に変換し、映像を出力する手段と、該映像を出力する手段以外の電力を消費する手段とを備え、該映像を出力する手段および電力を消費する手段を複数のグループに分け、第１のグループに属する手段は、他のグループに属する手段に対して優先的に駆動することを特徴とする。

ここで、信号伝達手段は、例えばＰＯＥ（Ｐｏｗｅｒ Ｏｖｅｒ Ｅｔｈｅｒｎｅｔ）の信号ケーブルである。
また、前記撮像装置に電力を供給する外部電源を備えるものにおいては、該外部電源を使用する場合は前記複数グループに属する手段の同時駆動を可能化するとよい。
前記他のグループが複数ある場合、複数のグループ間では、互いに排他的に駆動する。複数のグループの駆動要求が重複した場合、優先順位は順番そのものを予め設定しておいてもよいが、駆動要求の発生順としたり、または既に駆動されているものがあればそれが属するグループを優先するなど順番の決め方を予め設定しても良い。

本発明によれば、電源重畳による電源供給が選択された場合には、あらかじめ設定した電力消費の最適な組合せおよび順番で各機能を駆動する。これにより、電源重畳により駆動する場合にも、外部電源による駆動する場合とほぼ同等な性能を引き出すことができる。

本発明の好ましい第１の実施の形態では、撮像レンズ、該撮像レンズで集光された光を電気信号に変換し、映像を出力する手段、該映像を出力する手段以外に少なくとも２つ以上の電力を消費する手段、電源供給は前記映像を出力する手段との電源重畳および外部電源により電源を供給される撮像装置において、前記電力を消費する手段は３つのグループに分かれ、第１のグループのものは他のグループに対して優先的に駆動し、第２のグループのものは第３のグループのものに対して優先的に駆動し、外部電源を使用する場合は優先しないこと特徴とする。

本発明の好ましい第２の実施の形態では、撮像レンズ、該撮像レンズで集光された光を電気信号に変換し、映像を出力する手段、該映像を出力する手段以外に少なくとも２つ以上の電力を消費する手段、電源供給は前記映像を出力する手段との電源重畳および外部電源により電源を供給される撮像装置において、電力を消費するものは２つのグループに分かれ、第１のグループのものは第２のグループのものに対して優先的に駆動し、外部電源で駆動する場合は優先しないことを特徴とする。

本発明の好ましい第３の実施の形態では、撮像レンズ、該撮像レンズで集光された光を電気信号に変換し、映像を出力する手段、該映像を出力する手段以外に少なくとも２つ以上の電力を消費する手段、電源供給は前記映像を出力する手段との電源重畳で供給される撮像装置において、前記電力を消費する手段は３つのグループに分かれ、第１のグループのものは他のグループに対して優先的に駆動し、第２のグループのものは第３のグループのものに対して優先的に駆動すること特徴とする。

本発明の撮像装置は、例えば、監視カメラとして用いられる。
監視カメラであるので映像出力は全てに対して優先でなければならない。映像通信は常時の場合と静止画等を所定の周期で送信する場合とがある。フォーカスは常時使用ではないが、ピントが合っていなければ監視カメラとしての機能をなさないし、被写体が移動した場合やパン、ティルトを行なった場合でもフォーカスは必要なので最優先機能の一つである。パンは重要な機能であり、ティルト、ズーム、ＩＲカットフィルター切替に対して、優先機能であるとしている。ただし、ビル内の廊下等の細長い場所等の監視はパンではなく、ティルトを優先にすることは言うまでもない。ズーム機能は広角にすれば監視は可能であり、パンおよびティルト機能に対して下位の優先機能である。ＩＲカットフィルター切替機能は通常、カラーと白黒の切替を行っており、どちらを選択しても監視は可能であるので、パンおよびティルト機能に対して下位の優先機能である。このように電力を消費するものを複数のグループに分ける。

３グループに分ける場合、例えば、第１のグループは映像を出力する手段、映像通信手段および撮像レンズフォーカス手段とし、第２のグループはパンあるいはティルト駆動手段とし、第３のグループは撮像レンズズーム手段および赤外カットフィルター挿抜手段とする。
２グループに分ける場合は、例えば、第１のグループは映像を出力する手段および撮像レンズフォーカス手段とし、第２のグループは撮像レンズズーム手段とする。

以下、本発明の実施例を説明する。
［実施例１］
図１は本発明の実施例１に係る監視カメラシステムの全体図である。同図において、１はネットワークサーバ機能を内蔵したネットワークカメラであり、撮影レンズと該撮影レンズで集光された光を光電変換する光電変換機能を持ち、フォーカス機能、ズーム機能およびＩＲカットフィルター切替機能を内蔵している。ネットワークサーバ機能とカメラ機能を別々に構成しても良い。４はネットワークカメラ１に電源を供給する外部電源である。

５はＰＯＥハブであり、ネットワークカメラ１に所定の電力供給と映像信号およびズーム等の制御コマンド信号の伝達を、ネットワーク２を介して行なう。２はネットワークであり、通常のネットワークあるいはＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）である。３は監視用のモニターを兼ねたネットワークサーバであり、映像表示および制御コマンド信号を、ネットワーク２を介してネットワークカメラ１に出すことができる。

図２は実施例１のブロック構成を示す。同図において、１０１はＰＯＥ端子であり、図１に示すＰＯＥハブ５と結合され、ネットワーク信号に変換された映像信号の出力、制御コマンド信号の入出力および電力の供給を行なうためのＩ／Ｆ端子である。１０２は制御部であり、後述するフォーカス動作、ズーム動作、パン動作、ティルト動作、ＩＲカットフィルター切替動作の各モータードライバを制御し、後述する映像制御部１０５から映像信号をネットワーク信号に変換し、ＰＯＥ端子１０１を介して、ネットワーク２に映像を通信する。

４は図１にも示した外部電源であり、全ての機能が同時に行なわれても十分な電力を供給することが可能である。
１０４はＣＣＤ等からなる光電変換素子である。１０５は映像制御部であり、１０４により光電変換された被写体像を映像信号に変換し、制御部１０２へ出力する。

フォーカス動作はＡＦ（図示せず）信号やネットワークサーバ３（図１）からのフォーカス制御コマンドにより、ＰＯＥ端子１０１および制御部１０２を介してフォーカス動作モータードライバ１０６を動作させ、これにより、モーターおよび駆動メカからなるフォーカス動作駆動部１０７が動作することで、フォーカス動作が行なわれる。

ズーム動作はネットワークサーバ３からのズーム制御コマンドにより、ＰＯＥ端子１０１および制御部１０２を介してズーム動作モータードライバ１０８を動作させ、これにより、モーターおよび駆動メカからなるズーム動作駆動部１０９が動作することで、ズーム動作が行なわれる。

パン動作はネットワークサーバ３からのパン制御コマンドにより、ＰＯＥ端子１０１および制御部１０２を介してパン動作モータードライバ１１０を動作させ、これにより、モーターおよび駆動メカからなるパン動作駆動部１１１が動作することで、パン動作が行なわれる。

ティルト動作はネットワークサーバ３からのティルト制御コマンドにより、ＰＯＥ端子１０１および制御部１０２を介してティルト動作モータードライバ１１２を動作させ、これにより、モーターおよび駆動メカからなるティルト動作駆動部１１３が動作することで、ティルト動作が行なわれる。

ＩＲカットフィルター切替動作はネットワークサーバ３からのＩＲカットフィルター切替制御コマンドにより、ＰＯＥ端子１０１および制御部１０２を介してＩＲカットフィルター切替動作モータードライバ１１４を動作させ、これにより、モーターおよび駆動メカからなるＩＲカットフィルター切替動作駆動部１１５が動作することで、ＩＲカットフィルター切替動作が行なわれる。

また、制御部１０２は外部電源４から電力供給がある場合には外部電源４から電力供給を受けるようになっている。外部電源から電力供給がない場合にはＰＯＥ端子より、電力供給を受ける。
なお、モーターは動作が行なわれていても、惰性で駆動され、電力を消費していないものがあるが、この場合は消費されなくなった時点で動作が行なわれていないものとすることとする。

図３は本実施例１のフローチャートである。
不図示の電源が投入されることにより、ステップ２０１で動作を開始し、まず、ステップ２０２で外部電源からの供給でないか、否かを確認する。外部電源から供給の場合はステップ２０２でＮＯとなり、ステップ２０１へ戻り、これを繰り返す。すなわち、電力を外部電源５（図１）から供給する場合は、フォーカス、ズーム、パン、ティルト、ＩＲカットフィルター切替のいずれもが常時駆動可能となり、これらの間ならびにこれらと映像出力および映像通信との間に駆動の優先順位はない。

ＰＯＥから電源を供給している場合にはステップ２０２でＹＥＳとなり、ステップ２０３へ進む。ステップ２０３では映像および信号の通信中でないかを確認する。通信中でない場合はＹＥＳであり、所定の電力を超えることが無い場合である。ステップ２０３でＹＥＳであれば、スタート（ステップ２０１）へ戻り、これを繰り返す。すなわち、映像および信号の通信中でなければ、
ステップ２０３で通信中の場合はＮＯとなり、ステップ２０４へ進む。

ステップ２０４ではズーム、ティルトあるいはＩＲカットフィルターが切替中でないかを確認する。ズーム、ティルトあるいはＩＲカットフィルターの駆動がいずれも行なわれていない場合はＹＥＳとなり、所定の電力を超えることがない場合である。ＹＥＳの場合は、スタート（ステップ２０１）へ戻り、これを繰り返す。すなわち、フォーカス、ズーム、パン、ティルト、ＩＲカットフィルター切替のいずれもが駆動可能となる。

ステップ２０４ではズーム、ティルトあるいはＩＲカットフィルターのうち少なくとも一つでも駆動中の場合はＮＯとなり、ステップ２０５へ進む。ステップ２０５ではパン動作が行なわれているかを確認し、もし行なわれていない場合は所定の電力を超えることがない場合であり、ＹＥＳとなり、スタートステップ２０１へ戻り、これを繰り返す。すなわち、ズーム、ティルトあるいはＩＲカットフィルターの駆動を可能にする。

パン動作が行なわれている場合は所定の電力を超える可能性がある。この場合、ステップ２０４の判定はＮＯとなり、ステップ２０６へ進む。ステップ２０６ではズーム、ティルトあるいはＩＲカットフィルターの駆動を駆動中であっても禁止する。次いで、ステップ２０７へ進み、パン駆動を開始する。すなわち、パン駆動はズーム、ティルト駆動およびＩＲカットフィルター切替に優先して行なう。なお、フォーカス駆動は、映像及び信号通信とともに最優先で行なう。

［実施例２］
以下に、本発明の実施例２を説明する。
図４は本発明の実施例２に係る監視カメラシステムの全体図である。同図において、１および６はネットワークカメラであり、撮影レンズと該撮影レンズで集光された光を光電変換する光電変換機能を持ち、フォーカス機能、ズーム機能を内蔵している。また、これらのカメラ１および６は定期的に静止画を通信するように設定されている。４および７はネットワークカメラ１および６それぞれに電源を供給する外部電源である。５はＰＯＥハブであり、所定の電力供給と映像信号およびズーム等の制御コマンド信号の伝達を行なう。ＰＯＥハブ５はネットワークカメラ１および６に接続されている。２はネットワークであり、通常のネットワークあるいはＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）である。３は監視用のモニターを兼ねたネットワークサーバであり、映像表示および制御コマンド信号を、ネットワーク２を介して、ネットワークカメラ１に出すことができる。

一つのハブで２台を駆動しているために電源重畳による給電時には、それぞれのカメラで所定の電力の半分までしか使用できないことになる。この場合、映像出力、フォーカス動作および映像通信を行なうとほぼ所定の電力の半分まで使用するため、ズーム機能等の駆動が出来なくなる。そこで、本実施例では、映像通信を行なっていない場合にズーム駆動を行なうようにしている。

図５は実施例２に係るネットワークカメラ１あるいは６のブロック構成を示す。同図において、３０１はＰＯＥ端子であり、ＰＯＥハブ５と結合され、ネットワーク信号に変換された映像信号の出力、制御コマンド信号の入出力および電力の供給を行なうためのＩ／Ｆ端子である。３０２は制御部であり、後述するフォーカス動作、ズーム動作の各モータードライバを制御し、後述する映像制御部３０５から映像信号をネットワーク信号に変換し、ＰＯＥ端子３０１を介してネットワーク２へ映像を通信する。

４および７は外部電源であり、全ての機能が同時に行なわれても十分な電力を供給することが可能である。
３０４はＣＣＤ等からなる光電変換素子である。３０５は映像制御部であり、３０４により光電変換された被写体像を映像信号に変換し、制御部３０２へ出力する。

フォーカス動作はＡＦ（図示せず）信号やネットワークサーバ３からのフォーカス制御コマンドにより、ＰＯＥ端子３０１および制御部３０２を介してフォーカス動作モータードライバ３０６を動作させ、これにより、モーターおよび駆動メカからなるフォーカス動作駆動部３０７が動作することで、フォーカス動作が行なわれる。

ズーム動作はネットワークサーバ３からのズーム制御コマンドにより、ＰＯＥ端子３０１および制御部３０２を介してズーム動作モータードライバ３０８を動作させ、これにより、モーターおよび駆動メカからなるズーム動作駆動部３０９が動作することで、ズーム動作が行なわれる。
また、制御部３０２は外部電源３０３から電力供給がある場合には外部電源３０３から電力供給を受けるようになっている。外部電源から電力供給がない場合にはＰＯＥ端子より、電力供給を受ける。

図６は本実施例２のフローチャートである。
電源（図示せず）が投入されることにより、スタート（ステップ４０１）となり、まず、ステップ４０２で外部電源からの電力供給でないか、どうかを確認する。外部電源から供給する場合はＮＯとなり、ステップ４０１へ戻り、これを繰り返す。すなわち、外部電源からの電力を供給する場合は、すべての機能を常時駆動可能とする。

ＰＯＥから電源を供給している場合にはステップ４０２でＹＥＳとなり、ステップ４０３へ進む。ステップ４０３ではズーム中でないかを確認する。ズームが行なわれていない場合は所定の電力を超えることがない場合であり、ＹＥＳとなる。ステップ４０３でＹＥＳの場合は、スタートステップ４０１へ戻り、これを繰り返す。ステップ４０３でズーム中である場合はＮＯとなり、ステップ４０４へ進む。ステップ４０４では映像および信号の通信信号がないかを確認する。映像および信号の通信信号がない場合は所定の電力を超えることが無い場合であり、ＹＥＳとなり、スタート（ステップ４０１）へ戻り、これを繰り返す。映像および信号通信信号がある場合はＮＯとなり、ステップ４０６へ進む。そして、ズーム駆動を禁止し、スタートステップ４０１へ戻る。

上記動作により、映像および信号通信の要求が発生した場合は、たとえズーム駆動中であってもこれを禁止し、映像および信号通信を優先して行なう。また、フォーカス駆動は、常時可能である。すなわち、映像および信号通信ならびにフォーカス駆動は、ズーム駆動に優先して行なわれる。

上述の実施例１によれば、電源重畳でカメラを駆動する場合、電力を消費する手段を３つのグループに分け、第１のグループのもの（映像および信号通信、フォーカス）は他のグループに対して優先的に駆動し、第２のグループのもの（パン）は第３のグループのもの（ズーム、ティルト、ＩＲフィルター切替）に対して優先的に駆動することにより、外部電源による駆動する場合とほぼ同等な性能を引き出すことができる。
また、電力消費を行なう機能が少ない場合には、実施例２に示すように、２つのグループに分けることにより、２台以上のカメラの場合も適応することができる。

本発明の実施例１に係る監視カメラシステムの全体図である。 図１におけるネットワークカメラの構成図である。 図２のカメラの動作を示すフローチャートである。 本発明の実施例２に係る監視カメラシステムの全体図である。 図４におけるネットワークカメラの構成図である。 図５のカメラの動作を示すフローチャートである。

符号の説明

１：ネットワークカメラ
２：ネットワーク
３：ネットワークサーバ
４：外部電源
５：ＰＯＥハブ
１０１：ＰＯＥ端子
１０２：制御部
１０４：光電変換素子
１１１：パン動作駆動部

Claims (11)

1. 信号伝達手段を介して給電される撮像装置であって、撮像レンズと、該撮像レンズで集光された光を電気信号に変換し、映像を出力する手段と、該映像を出力する手段以外の電力を消費する手段と、を備え、
   該映像を出力する手段および電力を消費する手段を複数のグループに分け、第１のグループに属する手段は、他のグループに属する手段に対して優先的に駆動することを特徴とする撮像装置。
2. さらに、第２のグループに属する手段は、第３のグループに属する手段に対して優先的に駆動することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. さらに、第２のグループに属する手段と第３のグループに属する手段とを排他的に駆動することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
4. 前記映像を出力する手段以外の電力を消費する手段は、撮像レンズフォーカス手段、撮像レンズズーム手段、パン駆動手段、ティルト駆動手段、赤外カットフィルター挿抜手段および映像通信手段の少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の撮像装置。
5. 前記映像を出力する手段、映像通信手段および撮像レンズフォーカス手段を第１のグループ、パンまたはティルト駆動手段を第２のグループとしたことを特徴とする請求項４に記載の撮像装置。
6. 各グループに属する手段は、そのグループに属する手段の全部が同時に駆動された場合でも、前記信号伝達手段を介して給電される電力の許容値を超えないように組み合わされていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の撮像装置。
7. 前記映像を出力する手段以外の電力を消費する手段は、撮像レンズフォーカス手段および撮像レンズズーム手段の少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
8. 前記映像を出力する手段および撮像レンズフォーカス手段を第１のグループとしたことを特徴とする請求項７に記載の撮像装置。
9. 複数の撮像装置の映像を時分割で受信して監視する監視カメラシステムの前記撮像装置であって、前記各グループに属する手段は、そのグループに属する手段の全部が同時に駆動された場合でも、前記信号伝達手段を介して給電される電力の許容値を前記撮像装置の台数で除した値を超えないように組み合わされていることを特徴とする請求項１、７または８に記載の撮像装置。
10. 前記撮像装置に電力を供給する外部電源を備え、該外部電源を使用する場合は前記複数グループに属する手段の同時駆動を可能化すること特徴とする請求項１〜９のいずれか１つに記載の撮像装置。
11. 前記信号伝達手段は、ＰＯＥ（Ｐｏｗｅｒ Ｏｖｅｒ Ｅｔｈｅｒｎｅｔ）の信号ケーブルであることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１つに記載の撮像装置。

Images