JP2008199195A

JP2008199195A - カメラ装置及びその制御方法

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Publication number: JP2008199195A
Application number: JP2007030720A
Authority: JP
Inventors: Shuji Ono; 修司小野; Hiroshi Yamaguchi; 博司山口; Yasunori Tanaka; 康則田中
Original assignee: Fujinon Corp; Fujifilm Corp
Current assignee: Fujinon Corp; Fujifilm Corp
Priority date: 2007-02-09
Filing date: 2007-02-09
Publication date: 2008-08-28
Anticipated expiration: 2027-02-09
Also published as: JP4972423B2

Abstract

【課題】撮影対象とする被写体までの距離が異なる複数のカメラと、その各カメラの被写体を照明する照明手段とを備え、その複数のカメラのうち１つのカメラの被写体を照明する照明範囲が他のカメラの視野の少なくとも一部と重複するカメラ装置において、各カメラにより得られる画像の明るさを均一にする。
【解決手段】複数のカメラＣ_１、Ｃ_２の撮影タイミングを異ならせるとともに、撮影する各カメラＣ_１、Ｃ_２の被写体までの距離に応じて被写体までの距離が長いほど照明手段の被写体を照明する光量を大きくするように照明手段を制御する。
【選択図】図１

Description

本発明は、撮影対象とする被写体までの距離が異なる複数のカメラと、その各カメラの被写体を照明する照明手段とを備えたカメラ装置及びその制御方法に関するものである。

従来、店舗などの各種施設内や敷地内の監視、街頭、鉄道の駅、空港、学校、個人住宅の防犯など様々な目的で監視を行うための監視カメラが知られている。

例えば、特許文献１には、撮影対象とする被写体までの距離が異なる複数のカメラを備え、異なる距離に存在する複数の撮影対象をそれぞれその距離に応じて被写体までの距離が異なる複数のカメラにより同時に撮像することにより、各撮影対象をすべて鮮明に撮影して監視することができるカメラ装置が提案されている。

また、このような監視カメラ装置は照明装置を備え、夜間や暗闇においては、照明装置によりその視野を照明して撮影を行うことができる。
特開２００６−１４２９１号公報

しかしながら、被写体までの距離が異なる複数のカメラにより、異なる距離に存在する各々の撮影対象を同時に撮影する特許文献１のカメラ装置では、そのカメラ装置に備えられた照明装置により夜間や暗闇においてその視野を照明する場合、遠い距離に存在する被写体ほど照明される光量が小さくなるので、被写体までの距離が長いカメラにより得られた画像ほど暗いものとなる。これにより、被写体までの距離が異なる複数のカメラから得られた複数の画像の明るさは不均一であり、撮影対象を観察するための画像としての性能が低下するという問題がある。

本発明は、上記事情に鑑み、撮影対象とする被写体までの距離が異なる複数のカメラを備えたカメラ装置を用いて、夜間や暗闇において照明手段によりその視野を照明して撮影するとき、各カメラにより撮影して得られた画像の明るさを均一にすることができるカメラ装置及びそれに用いられる制御方法を提供することを目的とするものである。

本発明のカメラ装置は、撮影対象とする被写体までの距離が異なる複数のカメラと、該各カメラの被写体を照明する照明手段とを備え、その複数のカメラのうち１つのカメラの被写体を照明する照明範囲が他のカメラの視野の少なくとも一部と重複するカメラ装置において、それらの複数のカメラの撮影タイミングを異ならせるとともに、撮影する各カメラの被写体までの距離に応じて被写体までの距離が長いほど照明手段の被写体を照明する光量を大きくするように該照明手段を制御する制御手段を備えたことを特徴とするものである。

ここで「複数のカメラの撮影タイミングを異ならせる」というのは、同一の照明手段で異なる距離に存在する被写体ごとに照明する光量を変えるために、フラッシュの照射タイミングを被写体ごとに僅かにずらすことを意味しており、撮影者の意識あるいは監視カメラの操作上では、同時に撮影する意図をもって撮影することを意味しているものである。

本発明の制御方法は、撮影対象とする被写体までの距離が異なる複数のカメラと、該各カメラの被写体を照明する照明手段とを備え、複数のカメラのうち１つのカメラの被写体を照明する照明範囲が他のカメラの視野の少なくとも一部と重複するカメラ装置における複数のカメラの撮影タイミングを異ならせるとともに、撮影する各カメラの被写体までの距離に応じて被写体までの距離が長いほど照明手段の被写体を照明する光量を大きくするように該照明手段を制御することを特徴とするものである。

本発明の装置および方法においては、各カメラが、それぞれ動画を撮影するものであってもよい。動画を撮影するときは、カメラごとに撮影タイミングをずらせたコマの撮影に合わせて照明の光量を変えるように制御する。

また、各カメラは、そのカメラの被写体までの距離が短いほど焦点距離が短い撮影レンズを備えたものであってもよい。

本発明のカメラ装置及びその制御方法によれば、撮影対象とする被写体までの距離が異なる複数のカメラと、その各カメラの被写体を照明する照明手段とを備え、その複数のカメラのうち１つのカメラの被写体を照明する照明範囲が他のカメラの視野の少なくとも一部と重複するカメラ装置において、被写体までの距離が異なるそれらの複数のカメラによる撮影時に、その視野内の被写体を照明する照明手段の被写体を照明する光量を、撮影する各カメラの被写体までの距離に応じて被写体までの距離が長いほど大きくするように制御するようにしたので、各カメラにより撮影して得られる画像の明るさを均一にすることができる。

以下、図面を参照して本発明によるカメラ装置の一実施形態について説明する。図１は本発明の一実施形態であるカメラ装置の概略構成図であり、図２は、図１のカメラ装置による静止画撮影時における撮影手段および照明手段の動作を示すタイムチャートである。

図１に示すカメラ装置１は、被写体距離が異なる２つのカメラＣ_１、Ｃ_２を併設してなる撮影手段１０と、各カメラＣ_１、Ｃ_２の被写体を照明する照明手段２０と、それらのカメラＣ_１、Ｃ_２の撮影タイミングを異ならせるとともに、撮影する各カメラの被写体距離に応じて被写体距離が長いほど照明手段２０の被写体を照明する光量を大きくするように照明手段２０を制御する制御手段３０を備えたものである。

ここで、被写体距離とは、各カメラに設定されたピントが合う被写体との距離を意味するものである。

撮影手段１０は、被写体距離がｄ_１であるカメラＣ_１および被写体距離がｄ_２であるカメラＣ_２（ｄ_１＜ｄ_２）を備えており、各カメラＣ_１、Ｃ_２は一部が重複する視野Ｓ_１、Ｓ_２をそれぞれ撮影するものである。各カメラＣ_１、Ｃ_２の焦点距離は、それぞれｆ_１、ｆ_２（ｆ_１≦ｆ_２）である。また、カメラＣ_１、Ｃ_２は、例えば、制御手段３０により発生されたクロック信号等により設定された撮影タイミング撮影を行うようになっている。

各カメラＣ_１、Ｃ_２は、各々が所要の被写体距離ｄ_１またはｄ_２が得られる所定の焦点距離ｆ_１またはｆ_２を有する撮影レンズ等からなる光学系と、その光学系の後方に、ＣＣＤ等の撮影素子、Ａ／Ｄ変換器等を有しており、光学系を通過した被写体光をＣＣＤ等の撮影素子により光電変換して得られたアナログ画像信号を、Ａ／Ｄ変換器によりデジタル画像信号に変換して出力するようになっている。

照明手段２０は、各カメラＣ_１、Ｃ_２の被写体を照明するものであり、カメラＣ_１の被写体を照明する照明範囲はカメラＣ_２の視野の一部と重複し、カメラＣ_２の被写体を照明する照明範囲はカメラＣ_１の視野の一部と重複する。また、照明手段２０は、撮影手段１０の各カメラによる撮影タイミングに合せて、各撮影時に所望の光量でそのカメラの視野内の被写体を照明するように制御可能なものである。具体的に、カメラＣ_１による撮影時Ｔ_１には、その撮影タイミングに合せてカメラＣ_１による撮影に適した光量Ｌ_１で視野内の被写体を照明し、カメラＣ_２による撮影時Ｔ_２には、その撮影タイミングに合せてカメラＣ_２による撮影に適した光量Ｌ_２で視野内の被写体を照明するように制御可能である。ここで、各カメラによる撮影時に照射される光量Ｌ_１、Ｌ_２は後述する制御手段３０により制御される。

このように制御可能な光源として例えば発光ダイオード（Light Emitting Diode、以下ＬＥＤと表記する）を、そのＬＥＤに供給する電流の大きさを制御して得られる所望の光量で、各カメラの撮影タイミングに合せて照射するものを用いることができる。これに限らず、例えば、所定の光量で点灯可能な複数のＬＥＤを併設し、同時に明滅させるＬＥＤの数を調整することにより得られる所望の光量で、各カメラの撮影タイミングに合せて照射するものを用いるようにしてもよいし、照射する光量が異なる複数のＬＥＤを併設し、所望の光量に応じてそれに該当するＬＥＤを選択することにより得られる所望の光量で、各カメラの撮影タイミングに合せて照射するものを用いるようにしてもよいし、単位時間あたりに所定の輝度で点灯するＬＥＤの照射時間を調整することにより得られる所望の光量で、各カメラの撮影タイミングに合せて照射するものを用いるようにしてもよい。

以上に例示した光源に限らず、各カメラの撮影タイミングに合せて、所望の光量で照射することが可能であれば、いかなる光源を用いるようにしてもよい。また、光源が照射する光は赤外線であってもよいし、可視光線であってもよい。

制御手段３０は、図示しないクロック生成手段により生成されたクロック信号等により、カメラＣ_１、Ｃ_２の撮影タイミングおよび照明手段２０の照明タイミングを制御するとともに、撮影する各カメラＣ_１、Ｃ_２の被写体距離ｄ_１、ｄ_２に応じてその視野内の被写体を照明する照明手段２０の光量を制御するものである。

具体的には、カメラＣ_１とカメラＣ_２の撮影タイミングを僅かに（本実施形態では１／６０秒程度）ずらして順に撮影が行われるようにするとともに、各カメラＣ_１、Ｃ_２による撮影タイミングに合せて照明手段２０によりカメラ装置の視野内の被写体が照明される。ここで、被写体距離が小さいカメラＣ_１による撮影時には、そのカメラＣ_１の被写体を照明する光量を小さく設定し、被写体距離が長いカメラＣ_２による撮影時には、そのカメラＣ_２の被写体を照明する光量を大きく制御し、各カメラにより得られた画像の明るさが均一になるようにする。

これにより、例えば、図２に示す静止画撮影時における撮影手段および照明手段の動作を示すタイムチャート（ａ）〜（ｃ）のように、時間ｄｔ_１においてカメラＣ_１の動作モードがオン状態となって撮影が行われるとともに、照明手段２０の動作モードがオン状態となって、カメラＣ_１の被写体距離に応じて設定された光量Ｌ_１で照明がなされる。カメラＣ_１による撮影が終了したら、次に、カメラＣ_２により撮影が行われる。時間ｄｔ_２においてカメラＣ_２の動作モードがオン状態となって撮影が行われるとともに、照明手段２０の動作モードがオン状態となって、カメラＣ_２の被写体距離に応じて設定された光量Ｌ_２（Ｌ_１＜Ｌ_２）で照明がなされる。

また、本カメラ装置１による動画の撮影時においては、上述した静止画の撮影時と同様の処理を高速に繰り返し行なうことにより、各カメラによりそれぞれ例えば３０コマ／秒の動画が撮影される。そのとき、例えば、図３に示す動画撮影時における撮影手段および照明手段の動作を示すタイムチャート（ａ）〜（ｃ）のように、カメラＣ_１とカメラＣ_２の撮影タイミングを僅かに（本実施形態では１／６０秒程度）ずらして各カメラＣ_１、Ｃ_２による撮影を交互に繰り返し行うようにするとともに、カメラＣ_１の動作モードがオン状態となって撮影が行われる時間ｄｔ_１１、ｄｔ_１２、…においては、カメラＣ_１の被写体距離に応じて設定された光量Ｌ_１で照明手段２０により照明がなされ、カメラＣ_２の動作モードがオン状態となって撮影が行われる時間ｄｔ_２１、ｄｔ_２２、…においては、カメラＣ_１の被写体距離に応じて設定された光量Ｌ_２（Ｌ_１＜Ｌ_２）で照明手段２０により照明がなされる。

このように動画を撮影する場合、制御手段３０に、撮影部１０の各カメラＣ_１、Ｃ_２により撮影された複数の画像Ｐ_１、Ｐ_２の各々から被写体の輝度分布を検出する輝度分布検出手段を備え、その輝度分布検出手段により得られた画像Ｐ_１における被写体の輝度分布に基づいて、カメラＣ_１により次に行われる撮影時に照明手段２０から照射される光量の大きさを補正し、輝度分布検出手段により得られた画像Ｐ_２における被写体の輝度分布に基づいて、カメラＣ_２により次に行われる撮影時に照明手段２０から照射される光量の大きさを補正することができる。

具体的には、カメラＣ_ｉ（ｉ＝１、２）により撮影された複数の画像Ｐ_ｉ（ｉ＝１、２）から、例えば、特開２００３−３３７３６２号公報などに記載されているように、被写体の輝度分布を検出するセンサーアレイを用いて監視対象となる撮影対象（主被写体）の輝度分布を検出し、検出された輝度分布から算出した撮影対象の明るさが予め設定しておいた許容範囲の下限値より低い場合には、カメラＣ_ｉによる次の撮影時において、その視野内の被写体を照明する照明手段の光量がそのカメラＣ_ｉの被写体距離により設定された値より大きくなるように、補正値を所定の基準値Ｋより大きい値として設定する。逆に、撮影対象の明るさが予め設定しておいた許容範囲の上限値より高い場合には、カメラＣ_ｉによる次の撮影時において、その視野内の被写体を照明する照明手段の光量がそのカメラＣ_ｉの被写体距離により設定された値より小さくなるように補正値を所定の基準値Ｋより小さい値として設定する。

以下に、図４を参照して、輝度分布検出手段により得られた撮影対象の明るさに基づいて設定された補正値により、照明手段２０の光量を補正する処理について説明する。

カメラＣ_１の被写体距離に応じて設定された照明装置の光量Ｌ_１１の照明下でカメラＣ_１により１回目に撮影して得られた画像における撮影対象Ｈ_１の明るさが所定の許容範囲の下限値より小さい場合、図４に示すように、カメラＣ_１による２回目の撮影時における光量の補正値が所定の基準値Ｋより大きい値Ｋ_＋１として設定され、２回目の撮影時に照明装置２０により照射される光量Ｌ_１２は、１回目の撮影時における光量Ｌ_１１より大きくなるように設定される。

また、２回目の撮影において、カメラＣ_１により撮影して得られた画像における撮影対象Ｈ_１の明るさがまだ所定の許容範囲の下限値より小さい場合、３回目の撮影時における光量の補正値が２回目の補正値よりさらに大きい値Ｋ_＋２として設定され、３回目の撮影時に照明装置２０により照射される光量Ｌ_１３は、２回目の撮影時における光量Ｌ_１２よりさらに大きくなるように設定される。

以後、３回目、４回目、…において、カメラＣ_１により得られた画像における撮影対象Ｈ_１の明るさが所定の許容範囲の下限値より小さい場合には補正値を大きくし、その許容範囲の上限値より大きい場合には補正値を小さくすることにより、カメラＣ_１により得られる画像における撮影対象Ｈ_１の明るさが所定の許容範囲に収まるように照明装置２０により照射される光量の補正が行われる。図４に示す場合においては、３回目以後のカメラＣ_１により得られた画像における撮影対象Ｈ_１の明るさが所定の許容範囲内に収まって、３回目の撮影に設定された補正値Ｋ_＋２および照明手段の光量Ｌ_１３が３回目以後のカメラＣ_１による撮影に適用されている。

カメラＣ_１による撮影時と同様に、カメラＣ_２による撮影時においても、毎回の撮影時に、カメラＣ_２により得られた画像における撮影対象Ｈ_２の明るさが所定の許容範囲の下限値より小さい場合には補正値を大きくし、上限値より大きい場合には補正値を小さくすることにより、カメラＣ_２により得られる画像における撮影対象Ｈ_２の明るさが所定の許容範囲に収まるように照明装置２０により照射される光量が補正される。

また、１回目、２回目のカメラＣ_２により得られた画像における撮影対象Ｈ_２の明るさが所定の許容範囲の上限値より大きい場合を図４に示しており、各回に対してその次の撮影時における光量の補正値が小さくなるように設定され、それに従って照明装置２０により照射される光量Ｌが小さくなるように補正される場合について例示している。

上記実施の形態によれば、各カメラの被写体までの距離に応じて被写体までの距離が長いほど照明手段の被写体を照明する光量を大きくするように照明手段を制御するようにしたので、各カメラにより撮影して得られる画像の明るさを均一にすることができる。

また、各カメラにおける被写体距離およびそのカメラにより得られた画像における撮影対象の明るさに基づいて照明手段２０の光量を制御することにより、撮影対象が所定の許容範囲内の明るさとして撮影された画像を取得し、取得された画像による監視の効率をより向上させることができる。

なお、上記実施の形態では、撮影手段が、被写体までの距離が異なる２つのカメラにより構成された場合について説明したが、図５に示すように、被写体までの距離が異なる２つのカメラ群Ｇ１、Ｇ２を備え、各カメラ群がそれぞれ１つ以上のカメラを有し、各カメラ群の全体の視野をその１つ以上のカメラにより分割して撮影するようにしてもよい。図５のカメラ装置２において、カメラ群Ｇ１は被写体距離がｄ_１である２つのカメラＣ_１１、Ｃ_１５を有し、カメラ群Ｇ２は被写体距離ｄ_２である３つのカメラＣ_１２、Ｃ_１３、Ｃ_１４を有している。

また、上記実施の形態では、カメラＣ_１、Ｃ_２順に撮影タイミングを設定し、そのタイミングに合せて照明装置による照射が行われる場合について説明したが、各カメラによる撮影時に照射される照明装置の光量が小さい順に、または大きい順に等の基準を用いてカメラＣ_１、Ｃ_２による撮影タイミングを設定するようにしてもよい。

例えば、図５に示すように５つのカメラＣ_１１〜Ｃ_１５を用いて撮影を行う際、カメラＣ_１１、…、Ｃ_１５の順で撮影タイミングを設定する方法に限らず、被写体距離が長いほど照明手段により照射される光量が大きいことから、光量が小さい順に撮影を行う場合には、被写体距離が小さい順に、例えば、カメラＣ_１１、Ｃ_１５、Ｃ_１２、Ｃ_１３、Ｃ_１４の順で撮影タイミングを設定するようにすることもできる。

また、照明装置による照明が各カメラによる撮影タイミングに同期して断続的に行われる場合について説明したが、例えば、照明装置による照明が連続的に行われ、各カメラによる撮影タイミングには所望の光量の照明がなされるように照明の光量が連続的に増減して変化されるようにしてもよい。

本発明の一実施形態であるカメラ装置の概略構成図静止画撮影時における撮影手段および照明手段の動作を示すタイムチャート動画撮影時における撮影手段および照明手段の動作を示すタイムチャート照明手段の光量の補正について説明するための図本発明による他の実施形態であるカメラ装置を示す概略構成図

符号の説明

１、２カメラ装置
１０撮影手段
２０照明手段
３０制御手段
Ｃカメラ
ｄ被写体距離
Ｌ光量
Ｓ視野

Claims

撮影対象とする被写体までの距離が異なる複数のカメラと、該各カメラの被写体を照明する照明手段とを備え、前記複数のカメラのうち１つのカメラの被写体を照明する照明範囲が他のカメラの視野の少なくとも一部と重複するカメラ装置において、
前記複数のカメラの撮影タイミングを異ならせるとともに、撮影する前記各カメラの被写体までの距離に応じて被写体までの距離が長いほど前記照明手段の被写体を照明する光量を大きくするように該照明手段を制御する制御手段を備えたことを特徴とするカメラ装置。
前記各カメラが、それぞれ動画を撮影するものであることを特徴とする請求項１記載のカメラ装置。
前記各カメラが、該カメラの被写体までの距離が短いほど焦点距離が短い撮影レンズを備えたものであることを特徴とする請求項１から２記載のカメラ装置。
撮影対象とする被写体までの距離が異なる複数のカメラと、該各カメラの被写体を照明する照明手段とを備え、前記複数のカメラのうち１つのカメラの被写体を照明する照明範囲が他のカメラの視野の少なくとも一部と重複するカメラ装置における前記複数のカメラの撮影タイミングを異ならせるとともに、撮影する前記各カメラの被写体までの距離に応じて被写体までの距離が長いほど前記照明手段の被写体を照明する光量を大きくするように該照明手段を制御することを特徴とする制御方法。