JP4899534B2

JP4899534B2 - 監視カメラ

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Publication number: JP4899534B2
Application number: JP2006053285A
Authority: JP
Inventors: 上知郎今野; 真宇佐美; 規男石橋
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2006-02-28
Filing date: 2006-02-28
Publication date: 2012-03-21
Anticipated expiration: 2026-02-28
Also published as: US10368038B2; CN101031072A; CN106101500B; US20080122927A1; CN106101501A; US20140211004A1; CN106101500A; CN105979131A; CN106101501B; JP2007235416A

Description

本発明は、例えば赤外線を被写体に照射して、被写体を撮像するのに適用して好適な監視カメラに関する。

従来、店舗，路上，駐車場等の防犯対策のために不審物（不審者）を撮像可能な監視カメラが提供されている。このような監視カメラには、被写体に対して赤外線を投光する赤外線投光器を据え付けて用いることもあった。この場合、監視カメラの近辺に赤外線投光器を設置することで、監視カメラの撮像範囲に対して赤外線を照射し、赤外線により照明された被写体を撮像することで、夜間や暗所においても被写体を監視し、記録することが可能であった。

また、カメラのヘッド部を前後左右に首振りさせて撮像範囲を拡大可能にした監視カメラも用いられていた。この場合、監視カメラの振れ角に対応して複数の赤外線投光器を配置することで広範囲での撮像を行うことが可能であった。また、小型化した投光器を搭載した監視カメラも提供されていた。

特許文献１には、照明用の赤外線源を備えた監視カメラについての記載がある。
特開２００４−２２０１４７号公報

ところで、従来の投光器を備えた監視カメラは、遠隔地から光の照射角の調整を行うことができなかったため、投光器は予め充分に広い照射範囲を確保しなければならなかった。このため撮像に必要な光束密度を確保しようとすると投光器の出力を大きくする必要があった。しかしながら、投光器の出力を大きくするには大型の投光器を使用しなければならず、カメラヘッドの大きさに制限のあるような電動首振り機能を有するカメラに搭載することは困難であった。

また、投光器を小型化してヘッド部に搭載した監視カメラであっても、投光器自体が小さいため充分な照度が得られる距離が短くなっていた。また、監視カメラのズームレンズが望遠側に移行し、遠方の被写体を撮像影しようとした場合、従来の投光角が固定された投光器では被写体に対する照射光量が不足してしまう。このため、監視カメラの撮像可能距離を投光器の照射能力が制限する結果となっていた。

本発明はこのような状況に鑑みて成されたものであり、被写体への照明を良好に行って撮像できるようにすることを目的とする。

本発明は、ズームする光学系により被写体を撮像する画角を調整する撮像部と、照明光を発する複数の発光ダイオードを配した光源と、照明光を撮像部で撮像する方向とほぼ同一の方向に照射するレンズ部と、撮像部の撮像画角とほぼ同じ範囲を照明させるように、撮像部に設置されるレンズの光軸に沿って移動させ、照明光の照射範囲を可変設定する照射移動部と、移動する被写体を検出した場合に、被写体の移動に追従して光学系のズームを変更し、撮像部の撮像タイミングに同期して複数の発光ダイオードの発光間隔を変え、複数の発光ダイオードのうち、一部の発光ダイオードの発光量を変え、光源の発光間隔として、第１の間隔と、該第１の間隔よりも短い第２の間隔と、を設定し、撮像部の撮像出力から移動する被写体を検出しない状態では、第１の間隔で撮像部の撮像領域の全領域に前記照明光を照射させ、撮像部の撮像出力から移動する被写体を検出した状態では、第２の間隔で、撮像部の撮像領域のうち、被写体が含まれる一部領域に前記照明光を照射させる制御部と、を備える。

このようにしたことで、撮像部で撮像する方向とほぼ同一の方向に、撮像部の撮像画角とほぼ同じ範囲を照明させるように照明光の照射範囲を可変設定させて被写体を撮像することが可能となった。

また、撮像部の撮像タイミングに同期させて複数の発光ダイオードの点灯パターンを制御させて被写体を撮像することが可能となった。

本発明によれば、撮像部で撮像する方向とほぼ同一の方向に、撮像部の撮像画角とほぼ同じ範囲を照明させるように照明光の照射範囲を可変設定させて被写体を撮像することが可能であるため、被写体に対して適切な光量を与えることができるという効果がある。

また、撮像部の撮像タイミングに同期させて複数の発光ダイオードの点灯パターンを制御させて被写体を撮像することが可能であるため、常に光源を発光させる必要がなく、電力消費量を削減できるという効果がある。

以下、本発明の第１の実施の形態を、図１〜図５を参照して説明する。本実施の形態では、内蔵した光源によって被写体に赤外線を照射することで、夜間においても被写体を撮像可能なズーム機能付きの監視カメラに適用した例としてある。

まず、本例の監視カメラの外部構成例について説明する。図１は、本例の監視カメラの設置例を示した図である。本例では、被写体に赤外線を照射することで夜間においても被写体を赤外線で撮像可能な直方体形状の監視カメラ１００を外壁に設置した構成としてある。監視カメラ１００の撮像方向となる面には、赤外線を発光する複数の発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）を配した赤外線発光ダイオードアレイを光源として内蔵する。そして、光源から出射した赤外線は、平板状のレンズであるフレネルレンズ１４を介して外部に出射させる構成としてある。フレネルレンズ１４は、監視カメラ１００から出射した照明光（赤外線）を、監視カメラ１００の撮像画角とほぼ同じ範囲で照明する。内蔵光源から発した赤外線は、フレネルレンズ１４を透過して照射領域５０内を照射し、被写体５５を照明する。フレネルレンズ１４の中央部分には、被写体画像を撮像するカメラレンズ１を配置するための透孔１４ａが設けてあり、透孔１４ａの形成位置にカメラレンズ１を配置してある。カメラレンズ１は、撮像画角を可変設定可能なズームレンズであり、監視カメラ１００は、ズーム機能を有する。本例の照明光の照射領域５０は、監視カメラ１００のカメラレンズ１が撮像する撮像画角５１とほぼ同じ範囲を照明する。

監視カメラ１００で撮像した撮像画像は、監視カメラ１００の動作制御を行うセンタコントローラ３０に送信して撮像画像を記録する。センタコントローラ３０は、映像出力端子を映像表示可能な監視モニタ４０にケーブル接続して、監視カメラ１００の撮像画像をリアルタイムで監視モニタ４０に表示させたり、内蔵してあるハードディスクドライブから読み出した記録データを監視モニタ４０に再生表示させたりできる。または、別の場所に設置した複数台の監視カメラ１００から供給される撮像画像を分割画像として監視モニタ４０に表示させたりすることも可能である。センタコントローラ３０は、各種スイッチ等からなる操作部３３のユーザ操作や、タイマの自動設定により、センタコントローラ３０内で制御信号を生成して、その制御信号を監視カメラ１００に送信する。この制御信号の送信により、センタコントローラ３０は、監視カメラ１００のズーム機能により撮像画角や、照明光の照射領域５０を変化させることができる。

次に、本例の監視カメラ１００とセンタコントローラ３０の内部構成例について、図２のブロック図を参照して説明する。監視カメラ１００は、ズーム可能な複数のレンズ等の光学系部品で構成するカメラレンズ１より撮像領域の画像を取り込む。監視カメラ１００のカメラレンズ１に入射した入射光線は、絞り量の制御を行うアイリス２を介してＣＣＤ（Charge Coupled Device）撮像素子４の撮像面に結像させる。アイリス２は、監視カメラ１００の各部を制御する制御部１０で生成する制御信号により、入射する光を通過させる開口の大きさを制御する。ＣＣＤ撮像素子４は、撮像面に結像させた被写体像に応じた撮像出力信号を出力する。

撮像出力信号は、アナログ処理を行うアナログ信号処理部５に入力する。アナログ信号処理部５は、ＣＣＤ撮像素子４から供給された撮像出力信号に、サンプル／ホールド（Ｓ／Ｈ：Sample/Hold）処理や増幅(ＡＧＣ：Amp Gain Control)処理等を施してアナログ画像信号を出力する。アナログ画像信号は、デジタル信号に変換するアナログ／デジタル変換部６に入力する。アナログ／デジタル変換部６は、アナログ画像信号を所定のサンプリングレートでサンプリングして、デジタル画像信号に変換して出力する。デジタル画像信号は、デジタル処理を施すデジタル信号処理部７に入力する。デジタル信号処理部７は、デジタル画像信号より、フレーミング、静止画撮像等に必要となる各種信号を生成する。ここで、以下の説明では、ブロック１〜７をカメラブロック１７とも称する。そして、本例の監視カメラ１００は、図示しない赤外線カットフィルタをＣＣＤ撮像素子４が撮像する光路中に選択的に配置できる構成としており、昼間の監視では赤外線カットフィルタを通して可視光線で撮像し、夜間の監視では赤外線カットフィルタを外して赤外線で撮像することができる。

本例の監視カメラ１００の各部の処理、動作は、制御部１０の制御によって行われる。制御部１０は、書き込み可能なメモリ１１から各部の制御に用いられる処理プログラム，パラメータ，データ等を随時読み出して、処理を実行し、必要なパラメータ，データをメモリ１１に記憶させる。また、制御部１０は、発光駆動部１６を駆動して光源１５を発光させる。

本例の監視カメラ１００は、赤外線を発光する光源１５を本体に内蔵する。光源１５は、後述するラック１８（図３）と一体化させた基板２０上に複数の発光ダイオードを配した発光ダイオードアレイとして構成してある。そして、ラック１８が取付けられた光源１５から発する赤外線を、カメラブロック１７で撮像する方向とほぼ同一の方向に光軸を設けたフレネルレンズ１４を透過させて照明光とする。ラック１８は、モータ１３に取り付けられた歯車と噛合わせてあり、モータ１３の回転駆動で基板２０をカメラレンズ１の光軸方向に移動させて、照明光の照射範囲を可変設定できる。この照明光の照射範囲を可変設定により、カメラブロック１７の撮像画角とほぼ同じ範囲を照明させるように光源１５を移動させる処理が行われる。

センタコントローラ３０内の各部を制御する制御部３２は、操作ボタン、タッチパネル等からなる操作部３３による操作入力に伴い、書き込み可能なメモリ３６から各部を動作させる処理プログラム，パラメータ，データ等を読み出して、操作処理を実行する。センタコントローラ３０は、監視カメラ１００に接続してデータを送受信可能な通信インタフェース３１を介して、監視カメラ１００に操作によって生成した制御信号を送信して、カメラブロック１７のズーム動作や、照明光の照射範囲調整等の監視カメラ１００の遠隔操作を行うことができる。また、センタコントローラ３０は、通信インタフェース３１を介して監視カメラ１００で撮像画像を受信する。

制御部３２は、計時機能を有する時計部３７より読み出した時刻情報から、受信した撮像画像に撮像時刻を付加して、大容量記録媒体であるハードディスクドライブ３５に記録する。また、制御部３２は、時計部３７より時刻を読み出して、予め設定した撮像開始時刻と撮像終了時刻で、監視カメラ１００の撮像を開始、終了させることができる。撮像画像は、大容量のデータ記録が可能なハードディスクドライブ３５に撮像時刻に沿って記録する。そして、制御部３２は、ハードディスクドライブ３５から読み出した撮像画像を監視モニタ４０に供給する映像出力部３４より映像信号を出力して、監視モニタ４０に撮像画像を表示させる。

次に、本例の監視カメラ１００の内部構成例について、図３を参照して説明する。図３は、本例の監視カメラ１００の断面図の例である。監視カメラ１００の筐体内部には、カメラレンズ１の光軸方向にリニアガイド１９が内接する。ラック１８は、リニアガイド１９上を直線移動可能であり、モータ１３の回転駆動に伴う歯車等の動力伝達機構により移動する。本例では、光源１５として、フレネルレンズ１４とほぼ平行に位置する赤外線発光ダイオードアレイ基板２０上に、複数の赤外線発光ダイオード２１を配してある。発光ダイオードアレイ基板２０は、モータ１３の回転駆動によりフレネルレンズ１４に接近したり、離れたりする。監視カメラ１００の撮像画角は、前方方向に対して例えば３°〜６０°の範囲で変化する。一方、発光ダイオード１つの照射角は、例えば２０°〜３０°の範囲内となる。そして、フレネルレンズ１４を透過することでカメラブロック１７の撮像画角とほぼ同じ範囲を照明させるように、照明光の照射範囲を可変設定可能としてある。このとき、カメラブロック１７のズーム倍率に合わせてモータ１３が駆動して、ラック１８が移動可能であるため、フレネルレンズ１４と光源１５との位置関係によって照明光の照射範囲が変化する。

次に、本例の監視カメラ１００のカメラの撮像画角と、赤外線照明光の照射範囲との連動動作例について、図４を参照して説明する。監視カメラ１００は、ズーム機能を有しており、広角、望遠が切り替え可能である。図４（ａ）は、広角時の撮像画角と赤外線照射領域の例を示す。図４（ｂ）は、望遠時の撮像画角と赤外線照射領域の例を示す。本例の監視カメラ１００では、赤外線照射領域５０は撮像画角５１より若干広い範囲を照射するようにしてある。ただし、赤外線の照射角は照射する照明光の配光特性に左右されるため、撮像画角５１の内側に赤外線照射領域５０が入っていても、撮像時に被写体５５を認識可能であればよい。

図４（ａ）のように、撮像画角５１が拡大する場合、光源１５がフレネルレンズ１４に接近して、照明光の照射範囲として赤外線照射領域５０が広がる。一方、図４（ｂ）のように、撮像画角５１が狭まる場合、光源１５がフレネルレンズ１４から遠ざかる場合、赤外線照射領域５０が狭まる。このように、監視カメラ１００では、撮像画角５１のズーム変化に連動して照明光の照射範囲を可変設定可能としてある。

このようにすることで、監視カメラ１００の撮像画角５１とほぼ同じ範囲を照明させるように照明光の照射範囲を変化させて撮像することが可能となった。

本実施の形態によれば、本例の監視カメラ１００では、カメラブロック１７の望遠、広角のズーム動作に伴って変化する撮像画角とほぼ同じように赤外線照射領域を変化させることができる赤外線照射領域５０を変化させることができる。このため、撮像する被写体の位置、大きさに応じて適切な光量を与えることができるという効果がある。このため、遠くの被写体であっても光量が不足することなく確実に撮像することができるという効果がある。

なお、上述した第１の実施の形態では、平面の基板２０上に並べた複数の赤外線発光ダイオードより赤外線を出射するようにしたが、湾曲面状の基板２０′上に並べた複数の赤外線発光ダイオードより赤外線を出射するようにしてもよい。図５は、外側に向けて湾曲させた基板２０′上に複数の赤外線発光ダイオードを配した例としてある。基板２０′以外は、上述した図３の監視カメラの内部構成例と同様に構成してある。このように構成すると、赤外線発光ダイオードの配置を変えることによって光源の配光特性を変化させることが可能であるため、このため、より広い範囲への配光特性を得ることができるという効果がある。

次に、本発明の第２の実施の形態について、図６〜図８を参照して説明する。本実施の形態では、光源の点灯パターンを変えることで、照明光の照射範囲を変化させることが可能な監視カメラ２００に適用した例としてある。

まず、本例の監視カメラ２００の内部構成例について説明する。監視カメラ２００は、赤外線を出射する光源２４として、縦３個、横３個の計９個の赤外線発光ダイオード２１ａ〜２１ｉを基板２０上に配した構成としてある。そして、赤外線発光ダイオードアレイ基板２０の前面に個々の発光ダイオードの光線を平行光束とするマイクロレンズアレイ２２を設け、さらに照明光の照射範囲を拡大するレンズとして、プロジェクタ用の光学系レンズ２３を設置する。なお、本例の監視カメラ２００の信号処理系については、第１の実施の形態で説明した図２の監視カメラ１００と同様の構成とする。ただし、次に説明する本実施の形態の処理で特有な点灯パターンの制御を、制御部１０が行う構成としてある点が、図２例と異なる。

次に、本例の監視カメラ２００の点灯パターンの動作例について説明する。本例の監視カメラ２００は、移動する被写体を検出した場合、被写体を追従するように、光源２４の点灯パターンを変化させたり、光源２４を一定の発光間隔で間欠点灯させたりして照明光を照射する機能を有する。これらの機能は、センタコントローラ３０の制御指令によって動作する制御部１０の制御によって実現する。また、制御部１０は、被写体を検出した場合に、メモリ１１から読み出した全照明や部分照明等の点灯パターンにより、発光ダイオードを個別に発光させることもできる。

図６（ａ）は、第１の点灯パターンの例を示す。第１の点灯パターンとして基板２０の対角線上に発光ダイオードを発光させた例を示す。監視カメラ２００で被写体５５を検出すると、発光ダイオード２１ａ，２１ｅ，２１ｉが点灯し、他の発光ダイオードは消灯する。発光ダイオード２１ａ，２１ｅ，２１ｉから発した光線は、マイクロレンズアレイ２２と光学系レンズ２３を透過して、撮像画像５２の対角線上に照射領域５３ａ，５３ｅ，５３ｉを照らす。

図６（ｂ）は、第２の点灯パターンの例を示す。第２の点灯パターンとして発光ダイオードアレイの下部の発光ダイオードを発光させた例を示す。図６（ａ）の被写体５５が横方向に移動した場合、被写体５５を追従するように点灯パターンを変える。このとき、発光ダイオード２１ｇ，２１ｈ，２１ｉが点灯し、他の発光ダイオードは消灯する。発光ダイオード２１ｇ，２１ｈ，２１ｉから発した光線は、マイクロレンズアレイ２２と光学系レンズ２３を透過して、撮像画像５２の照射領域５３ｇ，５３ｈ，５３ｉを照らす。図６（ａ）及び図６（ｂ）は、３つの発光ダイオードを同時点灯させる例としたが、１つ、または２つの発光ダイオードだけを点灯させるようにしてもよい。

ここまでは、点灯パターンを制御する例について説明したが、次に説明する間欠点灯と組み合わせて、より効率のよい照明光の点灯を行うようにしてもよい。次に、有効フレームに対して照明光を間欠点灯させる動作例について、図７を参照して説明する。図７は、横軸を時刻、縦軸を発光量とした図である。本例の監視カメラ２００は、発光ダイオードを連続点灯させるのでなく、カメラブロック１７の撮像タイミングに同期させて発光ダイオードを間欠点灯させる。

従来の監視カメラでは、発光ダイオードを連続点灯させて監視を行っていた。時刻ｔ１〜ｔ４での従来の発光量を連続点灯光量Ｌ２とする。本例の監視カメラ２００では、撮像タイミングに同期して発光ダイオードをストロボ発光しており、ストロボ発光周期をＴとすると、Ｔ＝ｔ４−ｔ１の時間となる。そして、時刻ｔ２〜ｔ３での撮像タイミングを有効フレームとし、時刻ｔ３〜ｔ５でのタイミングを無効フレームとする。なお、ｔ５−ｔ４の時間は、ｔ２−ｔ１の時間と等しい。そして、時刻ｔ２〜ｔ３での発光量を間欠点灯光量Ｌ１とする。ここで、間欠点灯光量Ｌ１と連続点灯光量Ｌ２とは光量が等しい、すなわち、発光エネルギー量が等しいと想定すると、撮像タイミングにより強い発光が行われて、遠くの被写体まで撮像に必要な光量を与えることができる。

次に、撮像タイミングに同期させて撮像に必要な領域だけを照射する例について、図８を参照して説明する。図８は、横軸を時刻とし、撮像時刻順に撮像画像５２を並べた例としてある。本例の監視カメラ２００は、カメラブロック１７の撮像タイミングに同期させて、ストロボ発光すると共に、移動する被写体を追従して発光ダイオードの点灯パターンを変化させる。監視カメラ２００は、光源２４の発光間隔をＴ１（秒）＞Ｔ２（秒）である２パターンで可変させる。同様に、撮像タイミングの間隔もＴ１（秒）＞Ｔ２（秒）である２パターンで可変させる。カメラブロック１７から得られた撮像出力から移動する被写体５５が存在しない状態では、発光間隔をＴ１（秒）とする。制御部１０は、光源の発光間隔を長くする低フレームレートとし、撮像領域のうち、全領域に対して照明光を照射する。制御部１０が撮像画像５２内で被写体５５を検出したとする。このとき、制御部１０は、光源の発光間隔を短くする高フレームレートとし、撮像タイミングと発光間隔はＴ２（秒）として撮像部の撮像領域のうち、移動する被写体を追従するようにして光源の点灯パターンを変化させて、被写体が含まれる一部領域だけに対して照明光を照射する。Ｔ１，Ｔ２は、例えばＴ１＝１（秒）、Ｔ２＝１／３０（秒）とすればよい。

このようにして、光源の撮像タイミングと点灯パターンを変化させて被写体を撮像することが可能となった。

上述した第２の実施の形態では、光源を間欠点灯とすることで、消費電力や発熱量が制限されていても、光源を連続点灯する場合に比べて、カメラブロック１７の撮像タイミングで強い照明光を照射できる。この結果、より遠くまで充分な照度を確保できることで高輝度化が可能となると共に、夜間時における撮像可能距離を延伸できるという効果がある。また、被写体を検出した場合には、撮像間隔を短くして、高いフレームレートで撮像できるため、素早い動きの被写体であっても確実に撮像できるという効果がある。また、光源に発光ダイオードを用いることで点灯、消灯を瞬時に切り換えることができるため、被写体の動きに追随した撮像ができるという効果がある。

また、通常監視の場合、低フレームレートで撮像するため、監視が長時間に亘る場合であっても、記録する撮像画像のデータ量を抑制することができるという効果がある。このため、ハードディスクドライブ、テープドライブ等の記録装置に記録可能な撮像時間を長くすることができるという効果がある。また、テープドライブに画像を記録する場合は、テープ交換の頻度を減少できるという効果もある。

なお、図６では、発光ダイオードの点灯パターンを斜め方向、下部方向として説明したが、この点灯パターンに限定されるものではない。また、撮像領域５２の両端に複数の被写体５５を検出した場合、被写体５５のみに照明を当てるようにしてもよい。こうすることで、光源の消費電力を一層抑制することが可能となり、また照射領域の切り替え自由度が向上するという効果がある。

また、図６では、基板２０上に配した発光ダイオードの個数を縦横３個ずつの９個として説明した。しかしながら、発光ダイオードの個数は９個に限定されないため、使用状況に応じて増減させるようにすればよい。

また、図７では、間欠点灯光量Ｌ１と連続点灯光量Ｌ２の発光エネルギー量を等しくしたが、通常監視状態では、それほど強い光量を必要としない状況もある。このような場合、発光間隔を長くして、間欠点灯光量Ｌ１の発光エネルギー量を減衰させるようにしてもよい。こうすることで、電力消費量を低減させる効果がある。また、例えば内蔵電池等で動作するような、電源が制限される監視カメラに用いた場合、電池寿命を延長することができるという効果がある。

次に、本発明の第３の実施の形態について、図９〜図１２を参照して説明する。本実施の形態は、光ファイバを使用したライトガイドを用いて光源配置の自由度を向上させた監視カメラ３００に適用した例としてある。なお、本例の監視カメラ３００の信号処理系については、第１の実施の形態で説明した図２の監視カメラ１００と同様の構成とする。ただし、次に説明する本実施の形態で特有な光源の構成が、図２例と異なる。

まず、本例の監視カメラ３００の内部構成例について説明する。図９は、発光ダイオードからの光をフレネルレンズ１４′に導く光ファイバを用いた監視カメラを断面で示した例である。本例の監視カメラ３００では、複数の赤外線発光ダイオードからなる光源２５より出射した光線を、内部が円形に湾曲した反射板６４で光ファイバ６３の第１の端点６３ａに集光する構成としてある。光ファイバ６３は、一方の端点に入射した光線をほとんど減衰させることなく他方の端点で出射させることができる。第１の端点６３ａから入射した光線は、光ファイバ６３の内部を通過して第２の端点６３ｂより出射する。出射した光線は、光を散光させる拡散板６２によって集中光束から一定の広がりをもった照明光とする。拡散板６２から出射される照明光は、ズームレンズ６１及びフレネルレンズ１４′を通過して、監視カメラ３００の撮像領域を照射する。上述した第１の実施の形態では、光源１５を移動させるようにしたが、本実施の形態では、ズーム、広角の遷移可能なズームレンズ６１により、第２の端点６３ｂより出射した光線を拡大、縮小して、フレネルレンズ１４を通過させ、照明光を照射させる。

このようにすることで、照明光の光源を監視カメラから離した構成として被写体を撮像することが可能となった。

本実施の形態によれば、光ファイバ６３を用いると、監視カメラ３００本体のレンズ部から離れた場所に光源を設けることが可能である。このため、例えば図９に示したように監視カメラ３００内のカメラブロック１７の後方に光源を配置することができ、監視カメラ３００を小型に構成できるようになる。或いは、監視カメラ３００内に光源を搭載させず、外部から光ファイバ６３を使用して監視カメラ３００内に照明光を入射させる構成とすることができ、この場合には監視カメラ３００を一層小型化することができるという効果がある。

なお、上述した第３の実施の形態では、反射板６４を用いて光源２５からの光線を集光するようにしたが、他にも様々な構成によって光ファイバ６３で光線を導くことが可能である。図１０〜図１２は、上述した第３の実施の形態における光源から出射した光線を集光する構成の他の例について示す。

図１０は、発光ダイオードからの光線を向かい合わせた２種類の反射鏡を用いて集光するように構成した例である。光源として発光ダイオードチップ２６が発光した光線は、まず反射鏡６６で反射させて、反射鏡６６の焦点であるほぼ１点に集光させる。ここで、光ファイバ６３の第１の端点６３ａを反射鏡６６の焦点付近に設けてある。また、発光ダイオードチップ２６の反射鏡６６とは反対側の面には、小径の反射鏡６５を配置して、発光ダイオードチップ２６の出射光を全て反射鏡６６側に入射させる構成としてある。このような構成とすることで集光した反射光を第１の端点６３ａに入射させ、光ファイバ６３をして、光ファイバ６３の第２の端点６３ｂで出射させることができる。

図１１は、反射板にマルチリフレクタを用いて集光する構成の例である。複数の発光ダイオードの前面に、平行光線を作るマイクロレンズアレイ６７を配して光源２７を構成してある。光源２７から出射した光線は、マイクロレンズアレイ６７をして平行光線となり、円形に湾曲した反射板６８で光線が反射する。反射板６８で反射した反射光は、光ファイバ６３の第１の端点６３ａに集光する。このような構成とすることで集光した反射光を第１の端点６３ａに入射させ、光ファイバ６３をして、光ファイバ６３の第２の端点６３ｂで出射させることができる。

図１２は、複数の光源から発する光線を集光する構成の例である。本例では、複数の光源２８毎に内側に湾曲させた反射板６９を設けてある。反射板６９の各焦点は、光ファイバ６３の第１の端点６３ａに位置する。このため、それぞれの光源２８から発した光線は反射板６９で反射光となる。この反射光は、光ファイバ６３の第１の端点６３ａで集光する。このような構成とすることで集光した反射光を第１の端点６３ａで取り込み、光ファイバ６３をして、光ファイバ６３の第２の端点６３ｂで出射できる。

また、上述した第３の実施の形態では、ライトガイドとして光ファイバ６３を用いたが、この他にも一端から入射した光を、他端から出射可能な素材を用いるようにしても同様の機能、効果を得ることができる。

このように、上述した第１〜第３の実施の形態によれば、監視カメラの光源や発光パターンを様々に変えることができるため、状況に応じて撮像領域に位置する被写体に対して照明光を照射し、撮像することができる。これにより従来、大型の投光器と大型の電動雲台とを組み合わせなければ困難であった夜間時の撮像が、小型の光源を搭載したカメラ１台で済ませることができるようになる。このため、監視カメラの設置スペースや設置コストを削減できるという効果がある。また、撮像画角と照明光の照射範囲の制御とを自在に連動させることが可能となる。また、効率的に光源から出射した光線をカメラブロックの近傍まで導くことができるため、光源の小型化が可能となるという効果がある。また、光源に発光ダイオードを用いたことで、少ない電力消費量であっても必要な光量を得ることができ、低消費電力とすることができるという効果がある。

また、上述した第１〜３の実施の形態では、赤外線を発光する発光ダイオードを用いて説明したが、可視光線を発光する発光ダイオードを用いるようにしてもよい。また、赤外線と可視光線を発光する発光ダイオードを併設して、使用用途に応じて随時光線を切り換えて用いるようにしてもよい。例えば、白色発光ダイオードを用いた場合、長期間使用しても劣化することなく、瞬間点灯に対しても耐久性が高いため、使用勝手がよい。また、可視光線を発する光源を用いる場合は、ハロゲンランプ、蛍光管等を用いるようにしてもよい。

また、上述した第１〜３の実施の形態で説明した、撮像画角の変化に応じて赤外線照射角を変化させる形態と、点灯パターンを変化させて間欠点灯させる形態と、ライトガイドにより光源から光を導く形態とを任意に組み合わせて用いるようにしてもよい。

また、センタコントローラ３０に内蔵する記録装置として、ハードディスクドライブ３５を用いるようにしたが、この他にも光ディスク，磁気ディスク，光磁気ディスクやフラッシュメモリ等を用いて撮像画像を記録するようにしてもよい。

また、上述した第１〜３の実施の形態では、直方体形状の監視カメラ筺体に光源とカメラブロックを内蔵した例について説明したが、他の形状の監視カメラに適用してもよい。図１３は、内臓光源から発する赤外線を出射可能な赤外線照射部を混載した電動首振り可能なＰＴＺ（Pan-Tilt-Zoom）監視カメラの外観構成例を示した斜視図である。図１３に示す監視カメラは、カメラブロックと投光部とを備えた部分をドーム型カメラに適用した形態としてあり、縦、横方向に図示しない回転軸によって回転することができる。

図１３（ａ）は、カメラレンズと赤外線照射部の光軸を同軸配置とした監視カメラ４００の例を示す。壁、天井等に監視カメラ４００を固定する台座７１に横方向の角度で回転可能な横方向可動部７２を備える。横方向可動部７２には、縦方向の角度で回転可能な縦方向可動部７３を備える。縦方向可動部７３には、フレネルレンズを嵌め込んだ赤外線照射部７４と同一の光軸にカメラレンズ２を備えてある。図１３（ｂ）は、カメラレンズと赤外線照射部を２軸配置とした監視カメラ４１０の例を示す。監視カメラ４１０は、台座７１に横方向可動部７２を備え、横方向可動部７２に縦方向可動部７３を備える。縦方向可動部７３には、カメラレンズ２の光軸方向にほぼ平行となるように、赤外線照射部７５を縦方向可動部７３に２軸配置してある。図１３（ｃ）は、カメラレンズと、カメラレンズの周囲に４個の赤外線照射部の光軸を多軸配置とした監視カメラ４２０の例を示す。監視カメラ４２０は、台座７１に横方向可動部７２を備え、横方向可動部７２に縦方向可動部７３を備える。縦方向可動部７３には、カメラレンズ２の光軸方向にほぼ平行となるように、４個の赤外線照射部７６ａ〜７６ｄを縦方向可動部７３に多軸配置してある。これらの監視カメラ４００，４１０，４２０は、センタコントローラに接続して振れ角の設定を行ったり、首振りのパターンを設定したりすることで撮像可能領域を拡大し、カメラのズーム機能に合わせて赤外線照射角を調整できる。このように、電動首振り監視カメラのヘッド部分に投光器を搭載した場合でも充分な投光距離・照度を確保することが可能であり、監視能力を一層高めることができるという効果がある。

本発明の第１の実施の形態における監視カメラの設置例を示した説明図である。本発明の第１の実施の形態における監視カメラとセンタコントローラの内部構成例を示したブロック図である。本発明の第１の実施の形態における監視カメラの例を示した断面図である。本発明の第１の実施の形態における赤外線照射範囲と撮像画角の連動例を示した説明図である。本発明の第１の実施の形態における監視カメラの例を示した断面図である。本発明の第２の実施の形態における光源の点灯パターンを変え照射状態を変化させる例を示した説明図である。本発明の第２の実施の形態における有効フレームだけに対する赤外線の間欠点灯の例を示した説明図である。本発明の第２の実施の形態における撮影に必要な領域だけを照射する例を示した説明図である。本発明の第３の実施の形態における光ファイバを用いて光源配置の自由度を増加させる例を示した説明図である。本発明の第３の実施の形態における光ファイバの集光に反射板を用いた例を示した説明図である。本発明の第３の実施の形態における光ファイバの集光に反射板とレンズを用いた例を示した説明図である。本発明の第３の実施の形態における集光光源を用いた監視カメラの例を示した断面図である。本発明の他の実施の形態における監視カメラの例を示した斜視図である。

符号の説明

１…レンズ、２…アイリス、４…ＣＣＤ、５…アナログ信号処理部、６…アナログ／デジタル変換回路、７…デジタル信号処理部、９…通信インタフェース、１０…マイクロコンピュータ、１１…メモリ、１３…モータ、１４，１４′…フレネルレンズ、１５…光源、１６…発光駆動部、１７…カメラブロック、１８…ラック、１９…リニアガイド、２０…赤外線発光ダイオードアレイ基板、２１…赤外線発光ダイオード、２２…マイクロレンズアレイ、２３…プロジェクタ用光学系、２４〜２８…光源、３０…センタコントローラ、３１…通信インタフェース、３２…制御部、３３…操作部、３４…映像出力部、３５…ハードディスクドライブ、３６…メモリ、３７…時計部、４０…監視モニタ、５０…照射領域、５１…撮像画角、５２…撮像画像、６１…ズームレンズ、６２…拡散板、６３ａ，６３ｂ…端点、６４〜６６，６８，６９…反射板、６７…レンズアレイ、７１…台座、７２…横方向可動部、７３…縦方向可動部、７４，７５，７６ａ〜７６ｄ…赤外線照射部、７７…レンズアレイ、１００，２００，３００，４００，４１０，４２０…監視カメラ、Ｌ１…間欠点灯光量、Ｌ２…連続点灯光量

Claims

ズーム可能な光学系により被写体を撮像する画角を調整する撮像部と、
照明光を発する複数の発光ダイオードを配した光源と、
前記照明光を前記撮像部で撮像する方向とほぼ同一の方向に照射するレンズ部と、
前記撮像部の撮像画角とほぼ同じ範囲を照明させるように、前記撮像部に設置されるレンズの光軸に沿って移動させ、前記照明光の照射範囲を可変設定する照射移動部と、
移動する前記被写体を検出した場合に、前記被写体の移動に追従して前記光学系のズームを変更し、前記撮像部の撮像タイミングに同期して複数の前記発光ダイオードの発光間隔を変え、前記複数の発光ダイオードのうち、一部の前記発光ダイオードの発光量を変え、前記光源の発光間隔として、第１の間隔と、該第１の間隔よりも短い第２の間隔と、を設定し、前記撮像部の撮像出力から移動する被写体を検出しない状態では、前記第１の間隔で前記撮像部の撮像領域の全領域に前記照明光を照射させ、前記撮像部の撮像出力から移動する被写体を検出した状態では、前記第２の間隔で、前記撮像部の撮像領域のうち、前記被写体が含まれる一部領域に前記照明光を照射させる制御部と、を備える
監視カメラ。
請求項１記載の監視カメラにおいて、
前記光源は、一端に設けられた前記発光ダイオードからの光を、他端に設けられた前記レンズ部に導くライトガイドと、
前記ライトガイドの一端に設けられた前記発光ダイオードが発する前記光を集光する反射部と、を備える
監視カメラ。
請求項１又は２のいずれか１項に記載の監視カメラにおいて、
前記発光ダイオードは、赤外線を発する
監視カメラ。