JP4284223B2 - Dome camera and dome cover - Google Patents
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Description
本発明は、ドームカバー内にレンズを収容したドーム型カメラに関するものである。 The present invention relates to a dome type camera in which a lens is accommodated in a dome cover.
従来のドーム型カメラとしては例えば監視カメラが知られており、一般的な監視カメラは、ドームカバーに収容されたレンズと、レンズをチルト方向およびパン方向に回動する回動機構とを備えている。 As a conventional dome type camera, for example, a surveillance camera is known, and a general surveillance camera includes a lens housed in a dome cover and a rotation mechanism that rotates the lens in a tilt direction and a pan direction. Yes.
ドーム型カメラにおいては、レンズ光軸がドーム中心よりドーム天頂側にオフセットするようにドームカバーとレンズとが配置されることがある(例えば特許文献1参照)。このような配置により、ケラレを生じることなく、取付平面に対して平行な方向の撮影が可能になる。ここで、ケラレとは、撮影範囲の一部にカメラ筐体等が入るために画像が部分的に暗くなることをいう。
しかしながら、従来のドーム型カメラにおいては、下記のように、レンズ光軸をドーム中心に対してオフセットすると、ドームカバーに起因する収差が生じ、この収差が画質を悪化させるという問題があった。 However, in the conventional dome type camera, as described below, when the lens optical axis is offset with respect to the center of the dome, an aberration caused by the dome cover occurs, and this aberration deteriorates the image quality.
図4を参照し、上記の収差の問題を説明する。図4において、レンズ100はドームカバー102に収容されており、水平方向を向くように配置されている。レンズ100の光軸104は、ドームカバー102の中心106に対して、ドーム天頂方向にオフセットしている。図中の上光線108および下光線110は、光軸104に平行であって、レンズ100の上端付近および下端付近に入る光線である。
The problem of the aberration will be described with reference to FIG. In FIG. 4, the
図4に示されるように、レンズ100がオフセットしているために、カバー部分での上光線108の光路長aと、下光線110の光路長bとが相違し、後者の方が長くなる。ここで、カバー部分(カバー通過部分)での光路長とは、光路のうちのカバー内の部分の長さであり、光路に沿った方向のカバーの厚さに相当する。そして、この光路長a、bの相違により収差が生じる。
As shown in FIG. 4, since the
より詳細には、上光線108とカバー表面の角度αと、下光線110とカバー表面の角度βとを比べると、角度αが角度βより大きい。すなわち、上光線108と比べると下光線110の方が斜めにドームカバー102に入射する。このような角度の相違により、カバー部分での下光線110の光路長bが、上光線108の光路長aより長くなる。そして、この光路差が収差の原因になる。
More specifically, when the angle α between the
このように、ドームカバー102をオフセットすると、ドームカバー102が、光学系の一部を構成する非対称な光学系部材として機能し、収差を生じさせてしまう。チルト角が大きいほど上記の収差が大きくなり、そして画質が悪化し、感覚的には被写体が2重に見えてしまうことさえある。
In this way, when the
上記のような問題は、従来一般的であった広角撮影が専門の監視カメラではそれほど顕著でなかった。しかし、監視カメラの普及に伴い、監視カメラがズーム機能をもち、高倍率の撮影を行うようになってきている。そして、倍率が増大すると、上記の収差の問題が顕著になる。 The above-mentioned problems are not so noticeable with surveillance cameras specialized in wide-angle shooting, which has been common in the past. However, with the widespread use of surveillance cameras, surveillance cameras have a zoom function and take high-magnification images. When the magnification is increased, the above-mentioned aberration problem becomes remarkable.
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、その目的は、高倍率のズーム撮影が可能な監視カメラにおいて、レンズ光軸がオフセット配置されていても良好な画像が得られるドーム型カメラを提供することにある。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a dome capable of obtaining a good image even when the lens optical axis is offset in a surveillance camera capable of high magnification zoom photography. To provide a type camera.
本発明のドーム型カメラは、レンズと、外側表面または内側表面が球形であり、前記レンズの光軸が球形である外側表面または内側表面の中心よりドーム天頂側にオフセットするように配置されたドームカバーとを備え、前記ドームカバーは、ドーム天頂方向からのチルト角が大きくなるに従ってカバー肉厚が大きくなるように構成されている。ここで、カバー肉厚はドームカバーの全範囲で連続的に大きくなってもよい。また、カバー肉厚は段階的に大きくなってもよい。カバー肉厚は、ドームの全範囲ではなく、一部の領域でチルト角に応じて大きくなってもよい。例えば、チルト角が所定の大きさ未満ではカバー肉厚が一定であり、前記所定の大きさ以上ではチルト角に応じてカバー肉厚が大きくなってもよい。 The dome type camera of the present invention has a lens and a dome arranged so that the outer surface or the inner surface is spherical and the optical axis of the lens is offset to the dome zenith side from the center of the outer surface or inner surface having a spherical shape. The dome cover is configured such that the cover wall thickness increases as the tilt angle from the dome top direction increases. Here, the cover thickness may continuously increase over the entire range of the dome cover. Further, the cover thickness may be increased stepwise. The cover wall thickness may be increased according to the tilt angle in a part of the area, not in the entire range of the dome. For example, the cover thickness may be constant when the tilt angle is less than a predetermined size, and the cover thickness may be increased according to the tilt angle when the tilt angle is greater than the predetermined size.
この構成により、水平方向等のチルト角が大きい方向を撮影するときの、レンズの両端を通る光線のカバー部分での光路差が低減し、これにより収差が低減し、画質が向上する。 With this configuration, when photographing a direction with a large tilt angle such as a horizontal direction, the optical path difference in the cover portion of the light beam passing through both ends of the lens is reduced, thereby reducing the aberration and improving the image quality.
また、本発明のドーム型カメラにおいては、前記ドームカバーの外側表面および内側表面が球形であり、内側表面の中心が外側表面の中心よりもドーム天頂側にオフセットされている。これにより、チルト角度に応じてカバー肉厚が変化する本発明のドームカバーを容易に製造できる。 In the dome type camera of the present invention, the outer surface and the inner surface of the dome cover are spherical, and the center of the inner surface is offset to the dome zenith side from the center of the outer surface. Thereby, the dome cover of the present invention in which the cover wall thickness changes according to the tilt angle can be easily manufactured.
また、本発明の別態様は、外側表面または内側表面が球形であり、レンズの光軸が球形である外側表面または内側表面の中心よりドーム天頂側にオフセットするように前記レンズが配置されたドームカバーであり、ドーム天頂方向からのチルト角が大きくなるに従ってカバー肉厚が大きくなるように構成されている。本発明においては、外側表面および内側表面が球形であり、内側表面の中心が外側表面の中心よりもドーム天頂側にオフセットされている。このような構成により、上述した本発明の利点が得られる。 In another aspect of the present invention , the outer surface or the inner surface is spherical, and the lens is arranged such that the optical axis of the lens is offset from the center of the outer surface or inner surface that is spherical to the dome zenith side. The cover is configured such that the cover thickness increases as the tilt angle from the dome zenith direction increases. In the present invention, the outer surface and the inner surface are spherical, and the center of the inner surface is offset to the dome zenith side with respect to the center of the outer surface. With such a configuration, the advantages of the present invention described above can be obtained.
本発明によれば、ドームカバーの肉厚をチルト角に応じて異ならせたことにより、水平方向等のチルト角が大きい方向を撮影するときの画質を向上できるという効果を有するドーム型カメラを提供することができるものである。 According to the present invention, there is provided a dome-type camera having an effect of improving image quality when photographing a direction with a large tilt angle such as a horizontal direction by changing the thickness of the dome cover according to the tilt angle. Is something that can be done.
以下、本発明の実施の形態のドーム型カメラについて、図面を用いて説明する。本実施の形態においては、ドーム型カメラが監視カメラである。 Hereinafter, a dome type camera according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the present embodiment, the dome type camera is a surveillance camera.
図1は、本発明の第1の実施の形態のドーム型カメラの主要部をモデル化した図であり、図2は、ドーム型カメラの全体構成の例を示している。 FIG. 1 is a diagram modeling a main part of the dome type camera according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 2 shows an example of the entire configuration of the dome type camera.
図2に示すように、ドーム型カメラ10は、ベース部12を有し、ベース部12にレンズ14およびドームカバー16が取り付けられている。ベース部12は、取付部18によって取付対象物に取り付けられる。取付対象物は例えば天井である。
As shown in FIG. 2, the
ベース部12にはパンチルト機構20が備えられており、パンチルト機構20にレンズ14が備えられており、これによりレンズ14はベース部12に対してパン方向およびチルト方向に回動可能である。パンチルト機構20は、モータを備えており、遠隔操作で動いてもよい。また、パンチルト機構20は手動式でもよい。レンズ14は、鏡筒に複数のレンズが組み付けられた構成を有する。鏡筒の後方にCCD等の撮像素子が組み込まれており、これによりカメラが構成されている。
The
ドームカバー16は、レンズ14を収容した状態でベース部12に取り付けられている。ドームカバー16は、ポリカーボネイトまたはアクリル等でできており、透明である。ドームカバー16は全体的には半球である。ドームカバー16の中心(すなわち半球の中心)に対して、レンズ14の光軸がドーム天頂側にオフセットしている。図2のオフセット量Aは、光軸が水平な状態でのオフセットの大きさである。詳細には、オフセット量は、ドーム中心から光軸におろした垂線の長さであり、レンズ14の向きに応じて変化する。このオフセットにより、レンズ14が水平方向を向いたときでも、ベース部12に邪魔されることなくレンズ14が前方を撮影可能である。
The
ここで、ドーム天頂方向とレンズ光軸のなす角度をチルト角という。レンズ14(レンズ光軸)がドーム天頂を向いているときのチルト角は0である。また、レンズ14(レンズ光軸)がドーム水平方向を向いているときのチルト角は90度である。本実施の形態では、ドーム型カメラ10が天井に下向きに設置されるので、レンズ14が真下を向くときにチルト角が0度である。
Here, the angle formed by the dome zenith direction and the optical axis of the lens is called a tilt angle. The tilt angle when the lens 14 (lens optical axis) faces the dome zenith is zero. The tilt angle when the lens 14 (lens optical axis) is oriented in the dome horizontal direction is 90 degrees. In the present embodiment, since the dome-
次に、図1を参照すると、ドームカバー16の外側表面および内側表面は共に半球である。ただし、本実施の形態の特徴として、外側の半球の中心O1に対して、内側の半球の中心O2が、ドーム天頂側にオフセットしている。これにより、ドーム天頂Tにおけるドーム肉厚(ドーム表面に対して垂直な方向の厚さ)が、ドーム水平方向の肉厚よりも薄くなっている。そして、ドーム天頂Tからのチルト角が大きくなるに従って、ドーム肉厚が大きくなっている。また、既に説明したように、レンズ光軸30は、ドーム中心O1に対してドーム天頂T側にオフセットしている。
Referring now to FIG. 1, both the outer and inner surfaces of the
図1において、レンズ14は水平方向を向いている(チルト角が90度)。図中の上光線32および下光線34は、光軸30に平行であって、レンズ14の上端付近および下端付近に入る光線である。本実施の形態では、カバー肉厚がチルト角に応じて変化するので、カバー部分での上光線32の光路長aが、下光線34の光路長bとほぼ等しくなる。カバー部分(カバー通過部分)での光路長とは、光路のうちのカバー内の部分の長さであり、光路に沿った方向のカバーの厚さに相当する。
In FIG. 1, the
この点についてより詳細に説明すると、図1において、上光線32がカバー表面となす角度αは約90度である。これに対して、下光線34がカバー表面となす角度βは90度より小さい。上光線32と比べて下光線34がより斜めにドームカバー16に入射するということもできる。ここで、仮に従来のようにドーム肉厚が均一であると、上記の角度差により、カバー部分での上光線32の光路長aが、下光線34の光路長bより短くなる。
This will be described in more detail. In FIG. 1, the angle α formed by the
ところが、本実施の形態では、カバー肉厚がチルト角に応じて大きくなる。この肉厚変化が、上記の角度差による光路長変化と相殺する。その結果、上光線32と下光線34のカバー部分での光路長a、bがほぼ等しくなる。そして、上光線32と下光線34の光路長a、bの差が小さくなるので、光路差に起因する収差が低減する。
However, in the present embodiment, the cover thickness increases in accordance with the tilt angle. This change in thickness cancels out the change in optical path length due to the above-described angle difference. As a result, the optical path lengths a and b at the cover portions of the
上記に説明したドーム型カメラ10について、その動作を説明する。ドーム型カメラ10においては、レンズ14が、パンチルト機構20によってチルト方向に回動される。
The operation of the
まず、ドーム天頂方向をレンズ14が向いているとき(チルト角が0度)について説明する。この状態は図示されていないが、ドームカバー16は回転対称であるので、レンズ14がドーム天頂方向を向いているときは、レンズ16の両端のカバー部分での光路差は生じない。したがって、カバー部分での収差が生じず、良質な画像が得られる。
First, the case where the
次に、図1の状態では、レンズ14が水平方向を向いている(チルト角が90度)。このときも、上述したように、本実施の形態では、カバー部分におけるレンズ両端の光路差が低減しているので、光路差に起因する収差が少ない。これにより、水平方向を撮影するときも、良質な画像が得られる。
Next, in the state of FIG. 1, the
このように、レンズ14がドーム天頂方向を向いているときも、ドーム水平方向を向いているときも、レンズ16の両端を通る光線のカバー部分での光路差が小さい。さらに、レンズ14がドーム天頂方向とドーム水平方向の中間の任意の方向を向いているときも、同様に光路差が小さく、収差が小さく、そして、良質な画像が得られる。
Thus, the optical path difference at the cover portion of the light beam passing through both ends of the
図3は、上述の上光線と下光線の光路長(ドーム貫通部分)のシミュレーション結果であり、本発明と従来構成の比較結果を示している。 FIG. 3 is a simulation result of the optical path length (the dome penetrating portion) of the above-described upper ray and lower ray, and shows a comparison result between the present invention and the conventional configuration.
従来例では、チルト角が90度のときのレンズ光軸のドーム中心からのオフセット量は15mmであり、レンズ12の直径は48mmである。そして、ドーム外径が直径150mm、ドーム内径が直径145mmである。ドーム内外の中心は一致しており、したがってドーム肉厚は2.5mmで均一である。
In the conventional example, when the tilt angle is 90 degrees, the offset amount of the lens optical axis from the dome center is 15 mm, and the diameter of the
一方、本発明例では、ドーム外径の中心に対するドーム内径の中心のオフセット量(偏心量)が0.4mmである。したがって、ドーム天頂方向の肉厚は2.1mmであり、ドーム水平方向の肉厚は2.5mmであり、この間で肉厚が増大していく。その他は、従来例と同様である。なお、レンズ光軸のオフセット量15mmは、ドーム外径の中心からの距離である。 On the other hand, in the example of the present invention, the offset amount (eccentric amount) of the center of the dome inner diameter with respect to the center of the dome outer diameter is 0.4 mm. Therefore, the thickness in the dome top direction is 2.1 mm, and the thickness in the dome horizontal direction is 2.5 mm, and the thickness increases during this time. Others are the same as the conventional example. The lens optical axis offset of 15 mm is the distance from the center of the dome outer diameter.
図3に示すように、従来例では、チルト角が0度(天頂方向)のときは、カバー部分の上光線と下光線の光路差はほぼ0である。しかし、チルト角が45度、90度と大きくなるに従い、上光線と下光線の光路差が拡大する。この光路差に応じて収差が増大し、画質が劣化する。一方、本発明例は、従来例と比較して光路差が低減しているので、収差が低減し、したがって、従来よりも画質が向上する。 As shown in FIG. 3, in the conventional example, when the tilt angle is 0 degree (the zenith direction), the optical path difference between the upper ray and the lower ray of the cover portion is almost zero. However, as the tilt angle increases to 45 degrees and 90 degrees, the optical path difference between the upper light beam and the lower light beam increases. In accordance with this optical path difference, aberration increases and image quality deteriorates. On the other hand, since the optical path difference is reduced in the example of the present invention as compared with the conventional example, the aberration is reduced, and thus the image quality is improved compared to the conventional example.
以上に説明したように、本発明の実施の形態のドーム型カメラ10によれば、ドームカバー16のカバー肉厚がチルト角に応じて増大するので、水平方向等のチルト角が大きい方向を撮影するときのレンズ12の両端を通る光線のカバー部分での光路差が低減し、これにより収差が低減し、画質が向上する。
As described above, according to the
ドーム型カメラの典型例である監視カメラについて考えると、従来一般的であった広角撮影が専門の監視カメラでは、チルト角に応じた画質の劣化がそれほど顕著でなかった。しかし、監視カメラの普及に伴い、監視カメラがズーム機能をもち、高倍率の撮影を行うようになっている。このような高倍率撮影において、従来構成の収差が画質を大きく劣化させており、感覚的には画像が2重に見えることもあり得る。このような状況において、本実施の形態によれば、画質を大幅に改善できる。 Considering a surveillance camera, which is a typical example of a dome type camera, in a conventional surveillance camera specialized in wide-angle shooting, image quality degradation according to the tilt angle was not so significant. However, with the widespread use of surveillance cameras, surveillance cameras have a zoom function and perform high-magnification photography. In such a high-magnification shooting, the aberration of the conventional configuration greatly deteriorates the image quality, and it is possible that the image looks double in terms of feeling. Under such circumstances, according to the present embodiment, the image quality can be greatly improved.
また、実施の形態ドーム型カメラ10においては、ドームカバー16の外側表面および内側表面が球形であり、内側表面の中心が外側表面の中心よりもドーム天頂側にオフセットされている。このような構成を採用することで、チルト角度に応じてカバー肉厚が好適に変化するドームカバーを容易に製造できる。
In the
なお、本実施の形態では、ドームカバー16の肉厚は、天頂方向から水平方向までの全範囲で連続的に増大した。しかし、本発明はこのような構成に限定されない。例えば、カバー肉厚は段階的に大きくなってもよい。また、カバー肉厚は、ドームの全範囲ではなく、一部の領域で大きくなってもよい。例えば、ドーム天頂を含む所定のチルト角範囲ではカバー肉厚が一定であり、この所定の範囲を超える水平側領域ではチルト角に応じてカバー肉厚が増大してもよい。
In the present embodiment, the thickness of the
また、上記の実施の形態では、カバー内外面が球面であり、これによりドームカバー16の製造が容易である。しかし、本発明は上記構成に限定されない。外表面と内表面の一方または両方が、徐々に曲率の変わる回転対称の曲面であってもよい。この場合も、チルト角に応じてカバー肉厚が増大すれば、本発明の利点が得られる。
Further, in the above embodiment, the inner surface of the cover is a spherical surface, which makes it easy to manufacture the
以上に本発明の好適な実施の形態を説明した。しかし、本発明は上述の実施の形態に限定されず、当業者が本発明の範囲内で上述の実施の形態を変形可能なことはもちろんである。 The preferred embodiments of the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and it goes without saying that those skilled in the art can modify the above-described embodiments within the scope of the present invention.
以上のように、本発明にかかるドーム型カメラは、画質を向上できるという効果を有し、監視カメラ等として有用である。 As described above, the dome camera according to the present invention has an effect of improving the image quality, and is useful as a surveillance camera or the like.
10 ドーム型カメラ
12 ベース部
14 レンズ
16 ドームカバー
20 パンチルト機構
30 光軸
32 上光線
34 下光線
DESCRIPTION OF
Claims (4)
外側表面または内側表面が球形であり、前記レンズの光軸が球形である外側表面または内側表面の中心よりドーム天頂側にオフセットするように配置されたドームカバーと、
を備え、前記ドームカバーは、ドーム天頂方向からのチルト角が大きくなるに従ってカバー肉厚が大きくなるように構成されていることを特徴とするドーム型カメラ。 A lens,
A dome cover arranged such that the outer surface or the inner surface is spherical and the optical axis of the lens is offset from the center of the spherical outer surface or inner surface to the dome zenith side;
The dome cover is configured such that the cover wall thickness increases as the tilt angle from the dome zenith direction increases.
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