JP6465951B2 - 照明器を有するカメラ構造 - Google Patents

Description

本発明は統合照明構造を有する監視カメラに関し、詳細にはＩＲ照明器を有する監視カメラに関する。

監視カメラは、様々な環境を監視するために、屋内および屋外の両方の多くの異なる用途に使用されている。デジタル監視カメラは、ヒトの眼より広い光のスペクトル範囲に対して敏感な画像センサを使用している。ＣＣＤセンサおよびＣＭＯＳセンサなどのデジタル画像センサは、可視光に対して敏感であるばかりでなく、ＩＲスペクトル範囲の一部に対しても同じく敏感である。明るいシーンでは、ＩＲ成分は、ヒトの眼が見ることができるものと比較すると、捕獲された画像の色をひずませるため、一般的には不利である。したがって可視光のみが画像センサに到達するよう、日中モードのカメラでは、通常、ＩＲカットフィルタが画像センサの前面に置かれる。夜中などのようにシーンに可視光がほとんど存在しない場合、ＩＲ光に対する感度を有利に使用することができる。夜中モードのカメラでは、同じくＩＲ光が画像センサに到達し得るよう、ＩＲカットフィルタが除去される。夜中モードでは、利用可能なあらゆる色情報が無視され、黒白画像が生成されるよう、光強度のみが使用される。

ＩＲ光は、ほとんどの場合、夜中でも画像を捕獲することができるよう、ある程度までシーンで利用することができる。多くの場合、依然として光を加える必要がある。したがってＩＲ照明器をシーンに配置することができる。これらのＩＲ照明器は、シーンにおける光が少なすぎることをカメラが決定するとＩＲ照明器がターンオンされるよう、カメラから少し距離を隔てて配置された、しかしながらそのカメラによって制御されるか、またはそのカメラと連携し得る個別のユニットであってもよい。ＡＸＩＳ Ｔ９０Ｃ１０ Ｆｉｘｅｄ Ｄｏｍｅ ＩＲ−ＬＥＤの名称でＡｘｉｓ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ ＡＢによって市販されている半円形照明器などのいくつかのＩＲ照明器がカメラの外側に取り付けられる。

カメラは、カメラのドームの内側に配置された統合ＩＲ照明器を備えることも可能である。このような構造が抱えている問題は、照明器からの光がドームの内側で反射してカメラに入射し、それにより画像センサの完全な、または部分的な飽和の原因になる危険が存在していることである。この危険を防止するために、ドームを密閉するためのガスケットがカメラの周りに置かれている。ドームが慎重に取り付けられないと、照明器からの迷光が依然として反射して画像センサに到達することになる。これは、複数のカメラヘッドを有するカメラ構造では、個々のカメラヘッドを適切に密閉しなければならないため、さらに問題になる。

内部反射の危険を伴うことなくＩＲ照明器をカメラに統合することができるよう、ドームを有していないカメラもある。しかしながらこの解決法は、カメラの保護の程度が劣る代償を伴うことになり、例えば野蛮な行為の危険が存在する用途に対してカメラを不適切にしている。

以上、ＩＲ照明器について考察したが、可視スペクトル範囲の光を放出する照明器が同じく存在していることに留意されたい。ＩＲ照明器に関連して上で説明した問題は、可視光照明器にも同じく当てはまる。シーンを照明するためにどのスペクトル範囲を選択するかは、特定の監視状況によって決まる。可視光を提供する照明器は大きな犯罪防止効果を有し得る。例えばこのような照明器は、監視されているシーンに人が入ると光がターンオンされ、検出されたことをその人に認識させるよう、動作検出事象に基づいて起動することができる。可視照明が例えば近所迷惑になり得る状況が依然として存在している。また、より多くの離散的なサーベイランスまたは秘密裏のサーベイランスが望ましい状況が同じく存在している。このような照明は人目につきにくいか、さらには眼に見えないため、２つの後者の例では、ＩＲ照明器はより良好な選択であり得る。ＩＲ照明器は異なる波長を放出することができる。いくつかのＩＲ照明器は、例えば７３０ｎｍまたは８５０ｎｍの波長を放出し、また、これらの波長は、一般的には照明器の近傍にほのかな輝きを生成する。他のＩＲ照明器は、可視スペクトル範囲の完全に外側である９４０ｎｍで動作し、また、秘密裏のサーベイランスのために使用することができる。

照明器によって放出されるスペクトル範囲に無関係に、カメラに関連して照明器の構造を改善する必要が依然として存在している。

ＥＰ−２８８７３２８ 欧州出願第１５１９４６５６．３号

本発明の目的は、画像センサ中への望ましくない反射の危険を小さくする、ドームおよび照明構造を備えるカメラ構造を提供することである。

別の目的は、取付けが簡易化され、その一方で照明構造の適切な隔離を依然として保証するカメラ構造を提供することである。

これらおよび他の目的は、カメラヘッドと、照明構造と、ドームとを備えるカメラ構造によって完全に、または少なくとも部分的に達成され、前記カメラヘッドはドームの内側に配置され、また、前記照明構造はドームの外側に配置される。このようなカメラ構造により、さもなければ極端に少ない光を含むシーンを監視するための光を提供し、その一方でドーム内における内部反射の危険を回避することが可能である。ドームは、第１の対称軸（Ｓ１）の周りの回転角度（α）に沿った回転対称を有する環状形状を有し、ドームの少なくとも外部セグメントは透明であり、前記外部セグメントは、第１の対称軸（Ｓ１）から第１の半径（Ｒ）で配置され、かつ第１の軸（Ｓ１）に対して直角である、第２の対称軸（Ｓ２）によって画定される、断面形状を有し、前記外部セグメントは、第２の対称軸（Ｓ２）の周りの角度（β）にわたる曲率半径（ｒ）を有し、前記ドームは、外部セグメントと第１の対称軸とを接続する中央セグメントをさらに備え、前記照明構造は前記中央セグメントに配置される。この形状のドームにより、個々のカメラヘッドを所望の角度に傾斜させることができ、その一方でドームの外部セグメントの内側からの距離を本質的に同じ距離に依然として維持することができる。それによりドームによって生じる光収差を回避することができる。さらに、中央セグメントは、照明構造のための適切な位置を提供して、照明構造がすべてのカメラヘッドの視野を遮断しないことを保証する。外部セグメントと第１の対称軸とを接続するものとしての中央セグメントの説明は、第１の対称軸が幾何学的構成体であり、必ずしも物理的構成体ではないものとして文字通りに解釈してはならないことに留意されたい。

一実施形態では、カメラ構造は複数のカメラヘッドを備え、前記カメラヘッドはドームの内側に配置される。複数のカメラを有するカメラ構造の場合、カメラヘッドを本質的に円形に置き、かつ、その円の中心に照明構造を配置することが容易であり、それによりカメラヘッドの視野の遮断を容易に回避することができる。

一実施形態では、外部セグメントが湾曲する角度は９０°以下であり、また、前記外部セグメント（１０４）から前記中央セグメントへの移行部分は丸くなっている。これは複雑なドーム形状を緩和し、捕獲された画像に煩わしい線を導入することなく、カメラヘッドの広範囲にわたる傾斜角度を依然として許容する。

照明構造は、照明構造からの光がドームに入射するのを防止するように配置された円周壁を備えることができる。この方法によれば、照明構造によって放出された光が内部反射の原因になり得るドーム中へ直接入射しないことを保証することができる。当然、照明構造によって放出される光は、結局はドームに入射してカメラの画像センサによって捕獲されることが意図されているが、カメラが監視しているシーンで反射するまではドームに入射しない。

一実施形態では、照明構造はＩＲ照明器を備えている。ＩＲ照明器は、攪乱光を回避することができるよう、または秘密裏の監視を達成することができるよう、シーンの離散的な照明を提供することができる利点を有している。

ＩＲ照明器は複数のＩＲ ＬＥＤを備えることができる。ＩＲ ＬＥＤは、一般的には有効なＩＲ光源である。

ＩＲ照明器は、７３０〜１０００ｎｍのスペクトル範囲のＩＲ光を放出するように配置することができる。この範囲内では、カメラの画像センサは、加えられた光を良好に活用することができる。さらに、９４０ｎｍ近辺の副範囲内では、放出されるＩＲ光はヒトの眼には全く見えない。

一実施形態によれば、照明構造は、前記中央セグメントを通る、前記カメラ構造の電子ユニットまでの配線を備えている。これは、電力を供給し、かつ、制御するための照明構造への配線の有効な経路指定を可能にする。

カメラ構造は、表面にカメラを取り付けるためのカメラベースをさらに備えることができ、前記カメラベースは中央受取り部分を備えており、照明構造は、前記ドームを前記中央受取り部分に装着するためのアタッチメントデバイスを備えている。カメラが取り付けられる表面は、例えば壁、天井、ランプポストまたは取付けアームであってもよい。アタッチメントデバイスを照明構造に含むことにより、カメラベースへのドームの装着が達成され、カメラのコンパクト設計を可能にすることができる。カメラ構造は、カメラベースによって直接表面に取り付けることができるか、または表面に取り付けられ、また、カメラベースが取り付けられる取付けブラケットを介して表面に取り付けることができることに留意されたい。

本発明の適用性の他の範囲は、以下で与えられる詳細な説明から明らかになるであろう。しかしながら詳細な説明および特定の例は、本発明の好ましい実施形態を示しているが、この詳細な説明から当業者には本発明の範囲内である様々な変更および修正が明らかになるため、例証として与えられたものにすぎないことを理解されたい。

したがって説明されているデバイスおよび方法は変更が可能であるため、本発明は、このような説明されているデバイスの特定のコンポーネント部品、または説明されている方法のステップに限定されないことを理解されたい。また、本明細書において使用されている専門用語は、特定の実施形態を説明するためのものにすぎず、制限することは意図されていないことを同じく理解されたい。本明細書および添付の特許請求の範囲に使用されているように、「１つの」、「その」および「前記」という表現には、文脈がそうではないことを明確に示していない限り、複数の要素のうちの１つまたは複数が存在していることを意味することが意図されていることに留意されたい。したがって例えば「１つの対象」または「その対象」に対する参照には、いくつかの対象、等々を含み得る。さらに、「備える」という語は、他の要素またはステップを排他しない。

次に、本発明について、例として、添付の略図を参照してより詳細に説明する。

カメラ構造の一実施形態の斜視図である。 図１のカメラ構造の斜視図である。 図１のカメラのドームの断面図である。 図３の細部の断面図である。 図１のカメラ構造の断面図である。 カメラ構造の別の実施形態の断面図である。

図１および図２には、ベース２、４つのカメラヘッド３およびドーム４を有するカメラ構造１が示されている。他の細部を明確にするために、カメラヘッドは図１では見ることができないが、図２ではそれらのうちの３つを見ることができ、第４のカメラヘッドは、この図の後方に隠れている。カメラヘッド３はドーム４の内側に配置されている。カメラヘッド３は、参照により本明細書に組み込まれている、本出願人のＥＰ−２８８７３２８に開示されている取付けレール（図示せず）上の磁気力によって保持されたホルダ５の上に取り付けることができる。

図１では、ドーム４は、半割り「ドーナツ」または半割り「浮き輪」と言われ得る環状形状を有しており、それは図３に個別に示されている。このようなドームは、同じく参照により本明細書に組み込まれている、本出願人の未だ公開されていない欧州出願第１５１９４６５６．３号に開示されている。ドームの形状は、第１の対称軸Ｓ１の周りの回転角度αに沿った回転対称を有する環状として説明することができる。さらに、ドームは、第１の対称軸Ｓ１から第１の半径Ｒで配置され、かつ第１の軸Ｓ１に対して直角である、第２の対称軸Ｓ２によって画定される、断面形状を有する外部セグメント４’を有している。外部セグメント４’は、第２の対称軸Ｓ２の周りの角度βにわたる曲率半径ｒを有している。ドーム４は、外部セグメント４’と第１の対称軸Ｓ１とを接続する中央セグメントＣをさらに備えている。ドーム４は、ポリカーボネートなどの透明な材料でできている。ドーム４のこの形状により、図３に図解されているように、ドーム４の内側までの距離が変化することなく、カメラヘッド３を本質的に水平と本質的に垂直の間の任意の位置に向けることができるよう、カメラヘッド３を様々な角度で傾斜させることができる。この方法によれば、光収差、画像ひずみ、および画像中の攪乱線を回避することができる。例えば平らなボウル形状、すなわち同じように湾曲した外周およびそれ以外は平らな表面、および湾曲した部分と平らな部分の間の鋭い「角」を有する従来技術のドームが使用された場合、カメラヘッドをボウル形ドームの湾曲した円周と平らな「底」の間の接続部に向けると、画像中に線が存在することになる。図６は、湾曲した円周と平らな「底」の間の接続部の鋭い「角」がない別の平らなボウル形ドーム１０４を有するカメラ構造１０１の一例を示したもので、これについては以下でより詳細に説明する。

図１に戻ると、ドーム４の中央には、照明構造７が配置される中央シリンダ６が存在している。照明構造７は、ここではＩＲ ＬＥＤ８の形態の多数のＩＲ照明器を有している。さらに、照明構造７は、ＩＲ ＬＥＤ８からドーム４中へのビーム経路を遮断する円周壁９を有している。それによりＩＲ ＬＥＤが広い放出角度εを有している場合であっても、ドームの内側で反射して画像センサを完全に、または部分的に盲目にするドーム中へ光が直接放出されないことを保証することができる。図１に示されている実施形態では、照明構造は、それぞれ約９０°の角度εで光を放出する５つのＩＲ ＬＥＤ８を有している。ＩＲ ＬＥＤ８は、それによりカメラ構造１の周囲に光を提供することができる。ＩＲ ＬＥＤは、それらが主としてドーム４の内側のカメラヘッド３から遠ざかる方向に光を放出するよう、概ね円錐表面に配置される。

ＩＲ ＬＥＤ８への配線１０は、カメラベース２内の電子ユニット１１から中央シリンダ６を通って延在している。配線１０は、それにより良好に保護され、必要なことは電子ユニット１１から照明構造７までの短い経路を取るだけである。配線１０は、照明構造７に電力を供給するために使用することができ、また、照明構造７を制御するために同じく使用することができる。例えばカメラ構造１は、シーンに存在する光が少なすぎることが決定されると、照明構造７がターンオンされるように照明構造７を制御することができる。

照明構造７は、図５で見ることができるように、アタッチメントデバイス１２をさらに備えている。示されている実施形態では、アタッチメントデバイス１２は、ＩＲ ＬＥＤ８から遠位端にバヨネットマウント１４を有するアタッチメントスリーブ１３の形態をしている。このアタッチメントデバイス１２により、ドーム４をカメラベース２に安全に装着することができる。カメラ構造１を取り付ける場合、ベース２の上にドーム４が置かれ、また、アタッチメントスリーブ１３がドーム４の中央シリンダに挿入される。バヨネットマウント１４がカメラベースの対応する係合部分と係合するまで照明構造７が回転され（図示せず）、それにより照明構造７およびドーム４をカメラベース２上の所定の位置でロックする。この方法によれば、多数のねじを使用してドームをカメラベースに接続するために通常はドームの周りに配置されるカバーリングを先行させることができる。このようなカバーリングは、実際に図１および図２に示されているが、相応じて省略することも可能である。カメラ構造１は、それにより、より小さい外径を使用してよりコンパクトにすることができる。また、照明構造に統合されたアタッチメントデバイス１２も、カメラベースの上にドームを取り付けるために必要な個別部品の数を同じく少なくし、また、ドームを固着するための１つまたは複数のねじを設置者が落とす危険が除去される。

ＩＲ照明器のための典型的な波長間隔は、７３０ｎｍと約１０００ｎｍの間の範囲の近辺に存在しており、例えば７３０ｎｍの近辺、８５０ｎｍの近辺および９４０ｎｍの近辺に存在している。これらのうち、９４０ｎｍは可視スペクトル範囲の完全に外側であるが、７３０ｎｍおよび８５０ｎｍは、照明源の領域にほのかな輝きを与えることになる。

当業者は、上で説明した実施形態を多くの方法で修正し、上記実施形態に示されている本発明の利点を依然として使用することができることは認識されよう。一例として、上で説明した実施形態では、照明構造は多数のＩＲ ＬＥＤを有している。多数のＩＲ ＬＥＤの代わりに、例えば白色ＬＥＤまたは他の光源を使用した可視光照明器を有する照明構造を有することが可能であろう。また、ＩＲ照明器と可視光照明器を組み合わせることも同じく可能であろう。可視光照明器は、画像を捕獲するために必要な光の提供とは別に、カメラ構造に対する注目を引き付けることができる。これは、例えば、人の顔の良好な画像を得ることができるよう、人にカメラ構造に振り向かせるために利用することができる。

図面に示されている実施形態では、カメラ構造は４つのカメラヘッドを有している。依然として、もっと多くの、またはもっと少ないカメラヘッドを有するカメラ構造のために同じく本発明を利用することも全く可能である。何もない中心の周りに配置された多数のカメラヘッドを有するカメラ構造のドームの外側に照明構造を置くことは、次に、カメラヘッドの視野を遮断することなく照明構造をドームの中心に容易に置くことができるため、とりわけ有利である。ここでは、カメラ構造１０１の一実施形態が示されている図６を参照することができる。図６には、その前の図の参照数表示と同じ参照数表示が使用されているが、１００が追加されている。カメラ構造１０１は、カメラベース１０２、４つのカメラヘッド１０３および平らなボウル形ドーム１０４を有している。この実施形態では、カメラヘッド１０３が下方に真っ直ぐに向けられる場合、外部セグメント１０４’がドーム１０４の平らな部分１２０と合致する移行部分が、捕獲された画像中にわずかなひずみを導入し得るため、カメラヘッド１０３のための許容可能な傾斜角度範囲は、図１に示されている実施形態におけるカメラヘッド３のための許容可能な傾斜角度範囲よりも恐らく狭くすることができる。上で考察した、丸い外部セグメントと平らな「底」の間に鋭い「角」が存在する従来技術の平らなボウル形ドームの場合と同様、依然として、丸い外部セグメント１０４’から平らな部分１２０への滑らかな移行部分は、画像中に煩わしい線を導入することはない。図１に関連して考察した方法と同じ方法で、照明構造１０７はドーム１０４の中心に配置されている。カメラ構造１０１は、ドームの形状に関してのみ、図１に示されているカメラ構造と異なっており、したがって照明構造の説明は、ここでは繰り返されない。

他のドーム形状も同じく実行可能である。例えばドームの内側のカメラヘッドが所定の位置に所定の傾斜角度で固定される場合、ドームは、個々のカメラヘッドの前面に平らな部分を備えることができる。さらに、カメラヘッドは所定の位置に固定されるが、パン可能で、かつ、傾斜可能である場合、個々のカメラヘッドの前面のドーム中に「気泡」が形成され得る。

１つのカメラヘッドのみを有するカメラ構造では、照明構造を装着するための、カメラヘッドの邪魔にならない専用のドーム部分を形成する必要があり得る。これは、ドームの外部に取り付けられた照明構造がない場合よりもカメラ構造を大きくし得るが、ドーム内における内部反射を回避する利点は、この欠点よりも勝り得る。サイズの増加は、いくつかの事例では、外部に取り付けられた個別の照明構造を有する場合ほどには大きくなり得ない。

図１では、照明構造７は、それぞれ約９０°の角度で光を放出する５つのＩＲ ＬＥＤ８を有している。他の数のＩＲ ＬＥＤを他の放出角度で使用して所望の照明を得ることも可能である。例えば放出角度がそれぞれ１４０°の３つのＩＲ ＬＥＤを使用することができる。いくつかの用途では、カメラ構造の周りの全３６０°をカバーする必要がないよう、カメラ構造の外側の空間の一部のみを照明することが望ましいことがあり得る。例えばカメラ構造が壁に近い天井に取り付けられる場合、カメラ構造のすぐ近くの壁を照明する必要がないか、または照明することが望ましくないことがあり、カメラ構造の前面および下方に存在するシーンの一部のみ、すなわち地面および地面上の対象のみを照明することが必要であるか、または望ましいことがあり得る。いくつかの実施形態では、カメラ構造は、通常は３６０°の照明を提供するが、例えば近傍の壁が照明されないよう、複数の照明器のうちの１つまたは複数をターンオフすることができる照明構造を備えることができる。別法または追加として、照明構造は、円周壁の断面の延長を形成することができ、また、例えば近傍の壁の照明を防止することができる遮蔽部分を備えることも可能である。

カメラ構造のドームの外側の照明構造は、他のセンサなどの他のデバイスと組み合わせることができる。照明構造が含まれていない場合であっても、同じ概念を使用してカメラ構造の上に他のデバイスのみを配置することも同じく可能であろう。例えばＰＩＲセンサなどの別のセンサまたは別のカメラヘッドは、照明構造のために上で説明した方法と同じ方法でドームの外側に配置することができる。カメラヘッドは、ドームの内側のカメラヘッドと同じタイプのカメラヘッドであってもよいが、多くの場合、ドームの外側には別のタイプのカメラを有することが有利であり得る。例えば魚眼カメラを外側に配置することができる。マイクロホンおよび／またはスピーカをドームの外側に配置することも同じく可能であろう。カメラ構造は、侵入者がカメラ構造の極端に近くに接近すると、催涙ガスなどの犯罪抑止物を散布することができることで知られている。このような犯罪抑止物ディスペンサ、例えば催涙ガスキャニスタ、カラースプレイキャニスタまたはＤＮＡスプレイキャニスタは、上で説明した照明構造と本質的に同じ方法でドームの外側に配置することができる。照明器または他のデバイスは、照明構造なしにカメラ構造を販売することができ、次に照明構造または他のデバイスを使用して改装することができるよう、取外し可能に、および交換可能に配置することができる。

また、照明構造のアタッチメントデバイスも、照明器または何らかの他のデバイスが配置されることなく同じく使用することができる。このような場合、照明構造は、単に平らなふたと置き換えることができる。

したがって本発明は、示されている実施形態に限定されるべきではなく、添付の特許請求の範囲によってのみ定義されるものとする。

Claims (8)

1. カメラヘッド（３；１０３）と、照明構造（７；１０７）と、ドーム（４；１０４）とを備えるカメラ構造であって、
   前記カメラヘッド（３；１０３）が前記ドーム（４；１０４）の内側に配置され、
   前記照明構造（７；１０７）が前記ドーム（４；１０４）の外側に配置され、
   前記ドーム（４；１０４）が第１の対称軸（Ｓ１）の周りの回転角度（α）に沿った回転対称を有する環状形状を有し、
   前記ドームの少なくとも外部セグメント（４’；１０４’）が透明であり、
   前記外部セグメント（４’；１０４’）が、前記第１の対称軸（Ｓ１）から第１の半径（Ｒ）で配置され、かつ前記第１の対称軸（Ｓ１）に対して直角である、第２の対称軸（Ｓ２）によって画定される、断面形状を有し、前記外部セグメントが前記第２の対称軸（Ｓ２）の周りの角度（β）にわたる曲率半径（ｒ）を有し、
   前記ドームが前記外部セグメント（４’；１０４’）と前記第１の対称軸（Ｓ１）とを接続する中央セグメント（Ｃ）をさらに備え、
   前記照明構造（７；１０７）が前記中央セグメント（Ｃ）に配置される、
   カメラ構造。
2. 複数のカメラヘッド（３；１０３）を備え、前記カメラヘッド（３；１０３）が前記ドーム（４；１０４）の内側に配置される、請求項１に記載のカメラ構造。
3. 前記外部セグメント（１０４’）が湾曲する前記角度（β）が９０°以下であり、かつ、前記外部セグメント（１０４）から前記中央セグメント（Ｃ）への移行部分が丸くなっている、請求項１または２に記載のカメラ構造。
4. 前記照明構造が、前記照明構造からの光が前記ドームに入射するのを防止するように配置された円周壁を備える、請求項１から３のいずれか一項に記載のカメラ構造。
5. 前記照明構造がＩＲ照明器を備える、請求項１から４のいずれか一項に記載のカメラ構造。
6. 前記ＩＲ照明器が複数のＩＲ ＬＥＤを備える、請求項５に記載のカメラ構造。
7. 前記ＩＲ照明器が７３０〜１０００ｎｍのスペクトル範囲のＩＲ光を放出するように配置される、請求項５または６に記載のカメラ構造。
8. 前記照明構造が、前記中央セグメントを通る、前記カメラ構造の電子ユニットまでの配線を備える、請求項１から７のいずれか一項に記載のカメラ構造。