JP2008042696A - 監視カメラおよび監視カメラシステム - Google Patents

Abstract

【課題】複数のビデオカメラを組み合わせることにより、必要な部分を任意の複数の倍率で同時に記録することができる監視カメラシステムを提供すること。
【解決手段】監視カメラ２０は、窓２５を有する監視カメラの筐体と、それぞれの受光部が窓から見えるように監視カメラの筐体内に配置され、それぞれレンズ２１〜２４の倍率およびフィルタの少なくとも一方の異なる組み合わせを備えた複数の動画撮像素子と、撮影された動画信号を個別に符号化して送信する送信手段とを備える。記録手段は、動画データを個別に一時記録する複数のリングバッファと、画像からの動き検出と連動して、リングバッファから所定時間範囲の画像データを切り出し保存する手段とを備える。所望の倍率の複数画像を同時に記録することができ、可動部分が無く、小型軽量でカード状に構成可能である。
【選択図】図２

Description

本発明は監視カメラおよび監視カメラシステムに関するものであり、特に複数のカメラユニットを組み合わせることにより、必要な部分を任意の複数の倍率で同時に記録することができる監視カメラおよび監視カメラシステムに関するものである。

下記の特許文献１には、異常発生前後の画像を保持する監視カメラ装置が開示されている。このシステムにおいては、カメラ部で撮像された画像が順次エンドレスに書き込まれる一次バッファと、異常発生を判定する異常発生判定部とを具備し、一次バッファは、リングバッファとして順次新しい画像がエンドレスに更新記録され、異常発生により書き込み位置が所定の数だけ連続して変化した後に特定の領域に固定される技術が開示されている。
特開２００２−１１２２４６号公報

上記したような従来の監視カメラ装置においては、ＮＴＳＣ相当の画質の動画が記録されていたが、解像度が低く、広角レンズで広い範囲を撮影すると人の顔やナンバープレートの文字などを正確に認識することが困難であるという問題点があった。また、監視カメラに電動のズームレンズを装着することも考えられるが、装置が大型化し、故障の原因となり易く、例えば広角から望遠に切り替えるタイミングを生成する必要があり、かつ切り替えに時間がかかる等の問題点があった。

本発明の目的は、前記したような従来技術の問題点を解決し、複数のビデオカメラを組み合わせることにより、必要な部分を任意の複数の倍率で同時に記録することができる監視カメラおよび監視カメラシステムを提供することにある。

本発明の監視カメラは、窓を有する監視カメラの筐体と、それぞれの受光部が前記窓から見えるように監視カメラの筐体内に配置され、それぞれレンズの倍率およびフィルタの少なくとも一方の異なる組み合わせを備えた、動画を撮影する複数の動画像撮影手段と、前記動画像撮影手段の出力信号を個別に送信する送信手段とを備えたことを主要な特徴とする。

また、前記した監視カメラにおいて、前記動画像撮影手段は細長い印刷配線基板上に２次元画像撮像素子および撮像素子制御ＬＳＩが装着されており、２次元画像撮像素子の光軸は前記印刷配線基板と垂直である点にも特徴がある。

また、前記した監視カメラにおいて、前記印刷配線基板は、印刷配線基板の長軸を中心として回動可能に監視カメラの筐体に支持されている点にも特徴がある。

本発明の監視カメラシステムは、前記した監視カメラと、監視カメラと記録手段とを接続する通信網あるいは通信回線と、監視カメラからの信号を受信し、記録する記録手段とを備えたことを主要な特徴とする。

また、前記した監視カメラにおいて、前記記録手段は、監視カメラ内のそれぞれの動画像撮影手段からの画像データを個別に一時記録する複数のリングバッファ手段と、監視カメラ内の所定の動画像撮影手段からの画像データから動きを検出する動き検出手段と、前記動き検出と連動して、前記動き検出した所定の動画像撮影手段とは別の動画像撮影手段と対応するリングバッファ手段から所定時間範囲の画像データを切り出し保存する保存手段とを備えた点にも特徴がある。

本発明の監視カメラおよび監視カメラシステムにおいては以下のような効果がある。
（１）例えばそれぞれ異なる倍率のレンズを装着した撮像素子を備えた複数のカメラユニットを使用することにより、所望の倍率の動画像を同時に記録することができ、例えば全景と共に高倍率の画像を記録すれば人の顔やナンバープレートの文字などを鮮明に読み取ることができる。

（２）可動部分が無く、小型軽量でカード状に構成可能であり、かつ安価に製造可能である。
（３）全てのビデオカメラの画像をリングバッファに常時記録しておき、特定のあるいは任意のビデオカメラの動き検出と連動して必要なビデオカメラの画像を保存できるので、例えば広角のカメラで動きを検出し、高倍率のカメラについて動き検出の前後の画像を保存することが可能である。

（４）倍率の異なるレンズみならず、赤外光あるいは特定の色のフィルタを採用してもよく、更に静止画カメラによる連続撮影画像も記録可能である。
（５）カメラの向きを可変にする機構を導入すれば、カード型のカメラユニットの取り付けが容易となり、例えば壁と平行に装着しても、カメラの光軸を任意の方向に向けることが可能となる。

以下に、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。

以下、本発明の第１実施例について説明する。図１は、本発明の監視カメラにおけるカメラユニットの構成を示す斜視図である。カメラユニットは、細長い印刷配線基板１０の上に、レンズ１２を備えた２次元画像撮像素子１１、撮像素子制御ＬＳＩ１３、コネクタ１４が装着されており、２次元画像撮像素子１１の光軸が印刷配線基板１０と垂直になるように装着されている。

レンズ１２は固定焦点のレンズであり、広角や望遠など複数種類の倍率のレンズを選択可能である。また、レンズと一体かあるいはレンズの前面に設けられるフィルタも可視光用や赤外光用を選択可能である。２次元画像撮像素子１１としては周知のＣＭＯＳあるいはＣＣＤ撮像素子を採用可能である。撮像素子制御ＬＳＩ１３は、撮像素子を制御し、撮影画像信号をＡ／Ｄ変換し、例えばＭＰＥＧ等の公知の方式で符号化し、ＵＳＢインターフェイス回路を介してコネクタ１４へ出力する。

近年、携帯電話機やノートパソコンに動画の撮影が可能なカメラが搭載されるようになり、小型の撮像素子、レンズ、制御ＬＳＩが安価に入手可能である。従って、図１に示すような小型のカメラユニットも市販されている部品を組み合わせることによって安価に製造可能である。

図２は、本発明の監視カメラ２０の構成例を示す斜視図である。監視カメラ２０の筐体は例えば窓２５を備えた薄い直方体であってもよい。内部には複数の動画像撮影手段であるカメラユニットの基板１０が、それぞれの受光部が窓２５から見えるように監視カメラ２０の筐体内に配置されている。窓２５にはガラス等の透明板を装着してもよい。

それぞれの基板１０は、レンズ２１〜２４の倍率およびフィルタの少なくとも一方の異なる組み合わせを備えている。例えばレンズ２１は標準倍率＋可視光フィルタ、レンズ２２は望遠＋可視光フィルタ、レンズ２３は広角＋可視光フィルタ、レンズ２４は標準倍率＋赤外光フィルタであってもよい。

図３は、本発明の監視カメラのハードウェア構成を示すブロック図である。各印刷配線基板１０には、例えばそれぞれ異なるレンズＡ〜Ｄが装着されたＣＭＯＳ撮像素子３０、撮像素子制御ＬＳＩ１３に内蔵された、ＡＤＣ（Ａ／Ｄ変換器）、符号器３１、ＵＳＢインターフェイス回路３２が搭載されている。

ＡＤＣ、符号器３１はＣＭＯＳ撮像素子３０から出力される映像信号をＡ／Ｄ変換し、例えば周知のＭＰＥＧ方式で符号化する。ＵＳＢインターフェイス回路３２は符号化された動画データをＵＳＢコネクタへ出力するインターフェイス回路である。

各基板１０のＵＳＢインターフェイス回路３２の出力はＵＳＢＨＵＢ（ＵＳＢ集線装置）を介してＵＳＢ−ＬＡＮコンバータ３６に接続されている。ＵＳＢ−ＬＡＮコンバータ３６は、各カメラユニットの基板１０毎に別チャネルで動画データを無線ＬＡＮ子機３７およびＬＡＮコネクタに出力する。

図４は、本発明の監視カメラシステム全体の構成を示すブロック図である。複数の監視カメラ２０は無線ＬＡＮによって無線ＬＡＮ親機４２と接続されており、更に周知のＨＵＢ（集線装置）４３を介してＰＣ（パソコン）４４と接続されている。なお、ＬＡＮケーブルを使用して監視カメラ２０を直接ＨＵＢ４３に接続してもよい。

ＰＣ４４は録画機能を備えており、この機能は例えば周知のパソコンに後述する処理を実行するプログラムをインストールすることにより実現可能である。ＰＣ４４は各監視カメラ２０から送信された動画データを全て受信し、一時的に記憶すると共に必要な部分を保存する。また、ＰＣ４４は図示しない周知のルータやモデムを介してインターネット４５に接続されており、予め設定された条件を満たすデータをサーバ４６に送信することができる。

図６は、本発明の監視カメラシステムにおける画像データの保存方式を示す説明図である。本発明監視カメラシステムにおいては、各監視カメラ２０の動画データはそれぞれ別チャネルでＰＣ４４に伝送され、受信される。ＰＣ４４においては、受信した画像データを各監視カメラおよびカメラユニット別のリングバッファに一時的に記憶する。リングバッファの容量はカメラユニットの数、画像の解像度（圧縮率）、ＰＣのメモリあるいはハードディスク容量、画像の保存期間等にもよるが、大きい方が好ましい。

ＰＣ４４においては、通常は受信した画像データをそれぞれ対応するリングバッファに上書き保存している。従って、全リングバッファには、全てのカメラユニットの動画データが所定の期間分記憶されている。ある時点でＰＣ４４において、所定のカメラユニットで「動き」が検出された場合には、当該監視カメラと対応する録画タイマ（計測時間＝ｔａ）を起動させる。また、すでに録画タイマが動作中であった場合（ｔｍ＜ｔａ）にはリセットして再起動させる。

ＰＣ４４において起動から時間ｔａが経過して録画タイマがタイムアップした場合には、録画タイマを最初に起動した時刻よりも所定の時間ｔｂだけ前の時刻から現在までの画像データを切り出して記憶装置の別の保存領域に保存する。このような保存方式とすることにより、動き検出情報が所定の間隔以下で連続して出力されている間は画像も連続して保存される。時間ｔａ、ｔｂは監視する用途に応じて任意に設定可能である。

図５は、ＰＣ４４における画像記録処理の内容を示すフローチャートである。Ｓ１０においては、いずれかの監視カメラのいすれかのカメラユニットから動画データを受信したか否かが判定され、判定結果が否定の場合にはＳ１２に移行するが、肯定の場合にはＳ１１に移行する。Ｓ１１においては、監視カメラおよびカメラユニットと対応するリングバッファに受信データを追加保存する。受信データはリングバッファ内の最も古い画像データの上に上書きされるので、リングバッファには常に直近のリングバッファの容量分の画像データが記憶されている。

Ｓ１２においては、予め定められたリングバッファの動画像から動きが検出されたか否かが判定され、判定結果が否定の場合にはＳ１６に移行するが、肯定の場合にはＳ１３に移行する。動きの検出は、例えば受信した動画像データから輝度のフレーム差分データの平均値を算出して所定の閾値と比較することによって判定してもよい。

Ｓ１３においては、動きを検出したカメラユニットが含まれる監視カメラが現在録画中であるか否かが判定され、判定結果が否定の場合にはＳ１４に移行するが、肯定の場合にはＳ１５に移行する。Ｓ１４においては、監視カメラの番号と共に録画開始時刻を記録する。Ｓ１５においては、監視カメラの番号と対応する、所定の時間ｔａを計測する録画タイマを起動する。当該録画タイマが計測中である場合にはリセットして再起動する。

Ｓ１６においては、いずれかの録画タイマがタイムアップしたか否かによって録画終了か否かが判定され、判定結果が否定の場合にはＳ１０に戻るが、肯定の場合にはＳ１７に移行する。Ｓ１７においては、タイムアップしたタイマと対応する監視カメラ内の複数のカメラユニットと対応する複数のリングバッファから、現在から録画開始時刻より所定期間ｔｂ前までの録画データをそれぞれ切り出して、例えばハードディスクの別の保存領域に保存する。

Ｓ１８においては、使用者によって予め設定されている要送信情報に基づき、当該監視カメラのデータを送信するか否かが判定され、判定結果が否定の場合にはＳ１０に戻るが、肯定の場合にはＳ１９に移行する。Ｓ１９においては、Ｓ１７において保存された動画データの一部あるいは全部を予め定められたサーバ４６に送信する。

図７は、本発明の監視カメラ２０の第２実施例の構成を示す断面図である。第１実施例においては、撮像素子１１は監視カメラ２０の筐体に対して向きが固定されていた。従って、監視カメラの筐体２０を監視対象の方向に向けて、即ち、監視カメラの面を監視対象の方向と垂直に取り付ける必要があり、取り付け金具が複雑となり、かつ壁から突出して取り付けなければならなかった。実施例２は、上記した課題を解決するものであり、監視カメラの筐体に対して撮像素子の向きを変えることができるようにした実施例である。

図７において、カメラユニット支持板５１は監視カメラの筐体５０に対して図７における垂直回転軸５２を中心として回動可能に装着されている。そして、カメラユニットの細長い印刷配線基板５４はカメラユニット支持板５１上に固着されている。印刷配線基板５４の端部にはフレキシブル印刷配線基板５５が接続されており、このフレキシブル印刷配線基板５５上にレンズ１２を備えた２次元画像撮像素子１１が搭載されている。

２次元画像撮像素子１１は、カメラユニット支持板５１に対して水平回転軸５３を中心として回動可能に装着されている。従って、２次元画像撮像素子１１の光軸は、監視カメラの筐体５０に対して上下左右に所定の範囲だけ向きを変えることができる。向きの調整は手動にて行い、各回転軸は調整後は向きが変わらない程度の摩擦係数を備えている。

なお、水平軸５３を省略して、図１に示したカメラユニット１０をそのままカメラユニット支持板５１に搭載してもよい。この場合には垂直回転軸５２を中心とする回動のみとなるが、フレキシブル印刷配線基板５５は不要である。
以上のような構成によって、実施例１と比較してそれほど大型化することなく、撮像素子の向きを可変にできる。従って、カード型のカメラユニットの取り付けが容易となり、壁と平行に装着してもカメラの光軸を対象の方向に向けることが可能となる。

図８は、本発明の監視カメラの第３実施例の構成を示す斜視図である。実施例１の監視カメラはカード型でカメラの光軸がカードの平面と垂直方向を向いている例であったが、光軸と垂直なカードの面積がある程度必要であり、場合によっては装着が困難であったり、邪魔になるという課題があった。実施例３は上記課題を解決するものであり、カメラの光軸と垂直な断面積を小さくした実施例である。

図８（ａ）は実施例３のカメラユニット６０の構成を示す斜視図である。実施例１の図１のカメラユニットとの違いは、２次元画像撮像素子１１の光軸が印刷配線基板６１と平行になるように、２次元画像撮像素子１１が細長い印刷配線基板６１と垂直に配置されている点である。２次元画像撮像素子１１あるいは２次元画像撮像素子１１を搭載した印刷配線基板とメインの印刷配線基板６１とはコネクタ、ジャンパ線、フレキシブル印刷配線基板等にて接続する。

図８（ｂ）は実施例３の監視カメラの構成を示す斜視図である。監視カメラ６３の薄いカード状の筐体の側面には窓が設けられ、筐体内部には３台のカメラユニット６０が配置されている。このような構成にすることにより、カメラの光軸と垂直方向の断面積を小さくすることができる。図８（ｃ）は４台のカメラユニット６０の配置例である。なお、２次元画像撮像素子１１を基板６１または筐体６３に対して上下左右に回動可能に支持するようにしてもよい。

以上実施例を説明したが、本発明には以下のような変形例も考えられる。実施例においては、各カメラユニットはレンズの倍率およびフィルタの少なくとも一方の異なる組み合わせを備えている例を開示したが、例えば光軸を可変とする構成のカメラユニットを複数個備えた監視カメラにおいて、同じ倍率のレンズのカメラユニットを複数個備え、それぞれ別の方向を撮影するようにしてもよい。撮影範囲を重ねることにより、例えば超広角画像も撮影可能である。

実施例においては、カメラとして動画撮影用のカメラを使用する例について説明したが、用途によっては高解像度の静止画による連続撮影画像の方が好ましい場合もある。従って、カメラユニットとして静止画カメラを採用してもよい。
夜間は常時点灯する、あるいは動き検出と連動して点灯する可視光あるいは赤外線の照明あるいはフラッシュライトを使用してもよい。

動き検出信号は例えば赤外線センサ等を使用した監視装置から供給されるようにしてもよい。
時刻や監視カメラの番号等が記載されたタイムスタンプ画像を保存された動画前あるいは後に付加したり、時刻等の文字画像を動画中に合成してもよい。
監視カメラ２０をＰＣ４４に接続するのではなく、ルータ、インターネット４５を介して直接サーバ４６と接続するようにしてもよい。この場合には送信データの暗号化を行う必要がある。

本発明の監視カメラにおけるカメラユニットの構成を示す斜視図である。 本発明の監視カメラの構成例を示す斜視図である。 本発明の監視カメラのハードウェア構成を示すブロック図である。 本発明の監視カメラシステム全体の構成を示すブロック図である。 ＰＣにおける画像記録処理の内容を示すフローチャートである。 本発明の監視カメラシステムにおける画像データの保存方式を示す説明図である。 本発明の監視カメラの第２実施例の構成を示す断面図である。 本発明の監視カメラの第３実施例の構成を示す斜視図である。

符号の説明

２０…監視カメラ
２１…撮像素子のレンズＡ
２２…撮像素子のレンズＢ
２３…撮像素子のレンズＣ
２４…撮像素子のレンズＥ

Claims (5)

1. 窓を有する監視カメラの筐体と、
   それぞれの受光部が前記窓から見えるように監視カメラの筐体内に配置され、それぞれレンズの倍率およびフィルタの少なくとも一方の異なる組み合わせを備えた、動画を撮影する複数の動画像撮影手段と、
   前記動画像撮影手段の出力信号を個別に送信する送信手段と
   を備えたことを特徴とする監視カメラ。
2. 前記動画像撮影手段は細長い印刷配線基板上に２次元画像撮像素子および撮像素子制御ＬＳＩが装着されており、２次元画像撮像素子の光軸は前記印刷配線基板と垂直であることを特徴とする請求項１に記載の監視カメラ。
3. 前記印刷配線基板は、印刷配線基板の長軸を中心として回動可能に監視カメラの筐体に支持されていることを特徴とする請求項１に記載の監視カメラ。
4. 請求項１に記載した監視カメラと、
   監視カメラと記録手段とを接続する通信網あるいは通信回線と、
   監視カメラからの信号を受信し、記録する記録手段と
   を備えたことを特徴とする監視カメラシステム。
5. 前記記録手段は、
   監視カメラ内のそれぞれの動画像撮影手段からの画像データを個別に一時記録する複数のリングバッファ手段と、
   監視カメラ内の所定の動画像撮影手段からの画像データから動きを検出する動き検出手段と、
   前記動き検出と連動して、前記動き検出した所定の動画像撮影手段とは別の動画像撮影手段と対応するリングバッファ手段から所定時間範囲の画像データを切り出し保存する保存手段と
   を備えたことを特徴とする請求項４に記載の監視カメラシステム。
   
   

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