JPH077729A - 複数視野の撮像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 １台のカメラ装置で複数視野を連続的に高速
に画像を更新して監視できるようにする。 【構成】 ラインセンサ２を撮像素子とするカメラをラ
インセンサの素子配列の方向と直交する方向に回転装置
６により連続的に回転移動させ、カメラから得られた画
像信号をＡ／Ｄ変換器６でディジタル信号に変換し、カ
メラの位置情報との関連において連続的にメモリ４に書
込み、監視対象の視野に対応するディジタル信号を取出
して各メモリ９−１，…９−ｎに書込み、これらを読出
しＤ／Ａ変換器１０−１，…１０−ｎでアナログ信号に
変換して各モニタ上に再生する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はラインセンサカメラを使
用して、広範囲の監視対象物を監視する装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】工業施設等をテレビカメラを用いて監視
する場合、監視対象物が半径数メートルないし数百メー
トルの範囲に複数存在し、複数の視野を監視する必要の
あることが多い。このような場合、従来は以下のような
方法がとられていた。まず、図６（１）に示すように、
第１の方法として（Ａ）,（Ｂ）,（Ｃ）を監視する場
合、各監視対象物に対応する視野数だけカメラ装置を配
置して、そのカメラ台数に対応した台数のモニタテレビ
装置を設置して各視野の画像を表示するか、切替装置を
介して１台ないし数台のモニタテレビ装置に複数のカメ
ラ装置で撮像した画像を順次切替えて表示していた。

【０００３】また、図６（２）に示すように第２の方法
として、１台のカメラ装置を監視対象物（Ａ）,（Ｂ）,
（Ｃ）が見通せる位置に配置し、このカメラ装置を水平
面に回転させる回転台に搭載し、回転台の回転軸を中心
として、必要な視野についてああらかじめ設定した基準
方向からの回転角度を調査しておき、これとカメラを搭
載した回転台の回転角度を一致させるよう回転台制御装
置によって回転角度を制御してカメラ装置の光軸を必要
な視野の基準からの角度と一致せしめて、監視画像を得
るようにする。必要な視野の数だけ回転台制御装置に回
転角度を設定し、これを順次または必要に応じて制御を
繰り返すことによって、回転台上に設置したカメラ装置
から得た必要な視野の画像をテレビモニタに表示してい
た。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の方法では次
のような欠点を有する。即ち第１の方法では、 (1) 対象視野数のカメラ装置台数を必要とする。 (2) カメラ装置台数と同数のカメラ、テレビモニタ間の
ビデオ信号伝送用ケーブルの設置を必要とする。 (3) カメラ装置とテレビモニタ間の距離が遠く離れてい
る場合は、カメラ装置の台数と同数の伝送装置を必要と
する。 (4) カメラ装置設置台数に比してテレビモニタ装置の台
数が少ない場合は、切替装置および場合によっては切替
制御装置を必要とする。

【０００５】また第２の方法では、 (5) 角度を基準位置からの角度に必要な精度で回転さ
せ、停止せしめるための高精度の制御装置と回転台を必
要とする。 (6) 高速に指定位置に回転させ、停止させるには非常に
大きなトルクを生じせしめる回転台駆動装置を必要とす
るため、例えば防爆地域に設置するようなカメラ装置等
の重量が大きくなる場合は、一定以上の角速度を得るこ
とは困難となり、例えば１０視野の監視画像を得るため
に１視野あたり１２秒を要し、１０視野を順次監視する
ために２分を必要とする。つまり、一つの視野を監視
し、次に同一視野を監視できるようになるまでに２分間
待たねばならない。 本発明はこれらの欠点を除去し、連続的に同一視野で監
視できるようにすることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】図１は工業施設等に本発
明のカメラ装置を配置した場合の設置例の平面図であ
る。監視対象（Ａ）〜（Ｌ）を監視しようとし、（Ａ）
〜（Ｌ）をそれぞれ１つの視野にて監視したいとすれ
ば、この例では１０視野の画像が必要となる。カメラ装
置はテレビカメラと回転台で構成するものとし、カメラ
はラインセンサで構成されている。カメラ装置は図３に
示すように回転台の上に設置され図１の監視対象（Ａ）
〜（Ｌ）のいずれもが見通せる場所に設置し、カメラ装
置を 360°回転させ図５のメモリ４に画像信号を記録す
れば、図５のロータリーエンコーダ５のパルスを受けて
カメラの回転角度に応じて画像の記録位置を指定し記録
しているから、カメラが撮像することによって得られた
ビデオ信号はＡ／Ｄ変換器によって符号化された後、図
２のようなイメージの画像がメモリ４に記録される。

【０００７】図５のメモリ４の容量はカメラ装置を 360
°回転させる時間分の画像を記録する分を用意する。こ
のメモリ４はカメラが１回転する毎に新しく撮像したビ
デオ信号に書き直すように制御する。次に書き直される
前に図２に表示した例の如くＡ，Ｆ，Ｇ，Ｈ，Ｋ，Ｌ等
の部分の画像情報を図５のメモリ装置９−１〜９−ｎに
制御装置１４の管理のもと読出カウンタ１３のクロック
で転送すれば、同メモリには図１の（Ａ），（Ｆ），
（Ｇ），（Ｈ），（Ｋ），（Ｌ）に対応した視野の画像
Ａ，Ｆ，Ｇ，Ｈ，Ｋ，Ｌ等が記録され、次回に画像情報
が転送されるまで同メモリの内容が図５のＤ／Ａ変換器
１０−１〜１０−ｎを通して図５のテレビモニタ１１−
１〜１１−ｎに表示される。

【０００８】

【実施例】以下本発明の一実施例を図５により説明す
る。ラインセンサ２は撮像素子をカメラの上下方向で直
線上に並べ、レンズ１によって結像した画像の内、撮像
素子が配置されている直線に結像している画像の光の強
弱に応じた電気信号を出力する。本発明はこれを撮像素
子配置の方向以外の方向（例えば直線上に配置された撮
像素子と直交する方向）に回転移動し、２次元の画像を
得んとするものである。そして、この移動をカメラの回
転によって生じせしめる。

【０００９】本方式における水平方向の画像の分解能
は、回転角速度とラインセンサカメラのサンプリング速
度によって決まり、例えば６０rpm で回転させ、１msec
でサンプリングすれば、回転軸から５０ｍ先の監視対象
物の画像は３０cmの分解能で分解でき、６rpmでは３cm
まで分解可能となる。６０rpmの場合、毎秒１回の画像
更新、６rpmでは１０秒毎の更新となる。サンプリング
時間を短縮すれば感度が低下するので、対象物の明る
さ、必要な分解能、監視の目的に応じた画像更新周期に
対応してこれらを組み合わせて決めることができる。必
要なメモリの規模は、１ライン４０００素子として計算
すると ６０rpmの場合 4000画素×1000ライン×8 bit＝32 M
bit ６rpmの場合 4000画素×1000ライン×10×8 bit＝32
0 Mbit となる。

【００１０】図５のラインセンサ２を２次元センサに置
き換えても２次元の画像を得ることができる。しかし、
ラインセンサを用いた場合次のような優れた点がある。
すなわち、日本におけるテレビジョンの標準方式の垂直
方向の走査線数は525本であるが、この内実際の画像を
構成する要素つまり画素は、垂直方向には482個であ
る。しかるにラインセンサは、１ラインで1000素子〜40
00素子の素子構成のものを得ることができる。このこと
は、例えば4000素子のラインセンサを図５のラインセン
サ２に用い、図２におけるメモリにおいて画像の縦方向
のメモリ数を同じく4000とすれば、日本標準方式の８.
３倍の広がりをもつ視野を記録することができる。

【００１１】また、監視用に供する画像の垂直方向の分
解能が日本標準方式の１／２の画素数であっても十分に
満足できる場合も多いが、この場合には実に16.6倍の視
野の画像を記録していることになる。また、本発明にお
ける図５のメモリ４からメモリ９−１〜９−ｎに転送す
る情報の範囲は、縦方向については全部の情報を転送す
る必要はなく、図２のＧ，Ｋに例示するごとく、その一
部の情報であってよく、この場合は図２に取り込んだ画
像の一部を切り出す。

【００１２】例えばカーソル線を水平、垂直の必要な位
置に合わせ、そのメモリのその位置の番地を指定するこ
とにより切り出して、メモリの各画素を上下必要に応じ
て２度読出しまたは整数倍読出しでテレビモニタ全面に
表示することになり、これは従来の方法のカメラ装置の
レンズにズームレンズを用い、ズームより画像を拡大し
たことに相当する。例えば、８分の１を切出して画面全
体に表示した場合は８倍にズーム拡大したことに等し
い。したがって、十数メートルから数百メートルにわた
って配置されている監視対象物を監視したり、監視対象
物の一部を拡大して監視できることになり、極めて大き
な効果を持つ。

【００１３】なお、図２のＡ，Ｆに例示する如く画面全
体を表示する場合は、一画素おき、または数画素おきに
間引いて転送し、画面を縮小し全体像を見ることができ
る。また、標準方式に比較して少ない画素数を拡大して
表示する場合は、同一画素を繰り返し転送すれば画面の
拡大ができる。

【００１４】上記実施例では可視光用カメラの場合につ
いて説明したが、本発明は可視光用カメラに限らず赤外
線用カメラ、紫外線用カメラの他、Ｘ線、中性子、マイ
クロ波、ミリ波レーダ等ラインセンサ形検出器で構成で
きるものであれば何でもよいことは勿論である。特に赤
外線カメラのように可視光カメラに比較してカメラ本体
やズームレンズが著しく高価である場合は、ラインセン
サを使用できる点、拡大可能の点、その効果は極めて顕
著である。

【００１５】図４は本発明の他の実施例であって回転台
の一方には前記カメラを搭載する。これを可視光線用の
カメラ２０とし、もう一方の回転台の回転軸に対して、
線対称の位置には例えば赤外線カメラ（または紫外線カ
メラ）を配置した例である。これをカメラ２１とする。
このように配置して、回転台を１回転した時に得られる
画像情報は、同一の位置をカメラ２０およびカメラ２１
で同一地点を監視し、メモリのアドレスを一致させれば
同じ位置にカメラ２０、カメラ２１の画像情報を記録す
ることができ、重ね合わせ、比較ができる。

【００１６】カメラ２０と２１は、同一特性のカメラで
も良いし、前記のように可視光カメラと赤外線や紫外線
カメラのように特性の異なったカメラであっても良い
が、いずれもラインセンサカメラとする。また、図示を
省略するが、 120°間隔で３台のカメラを配置しても良
いし、適当な間隔でラインセンサならば４台以上のカメ
ラやマイクロ波、ミリ波のレーダを配置してもよい。

【００１７】いずれの場合も、基準位置をカメラが通過
する時点を基準に図２のメモリの回転角アドレスの同じ
位置に各カメラから得られる画像情報を記録するように
する。複数台のカメラを配置する場合は、図５の３、４
に相当するＡ／Ｄ変換器、およびメモリは設置したカメ
ラに対応して設置するものとする。このようにすると、
各メモリ上の画像情報は、ラインセンサ上の光学的画像
が一致するように設定することにより、完全に重なり合
うようにそれぞれのカメラに対応するメモリの同一アド
レス上に記録することができる。

【００１８】従って、各カメラに対応する図５のメモリ
４の画像間で加算、減算、積算等の演算後、メモリ９−
１〜９−ｎに転送することにより、例えば可視画像に赤
外画像を重ね合わせて表示すれば、異常温度地点例えば
火災、加熱等の可視光では見えにくい温度情報を可視画
像に重ねて表示する等通常の画像監視では提供できない
極めて有益な画像を提供することができる。また、赤外
画像は夜間等可視光が微弱な場合でも、例えば人間が発
する赤外線を捕捉して監視することが可能であるが、人
間の顔、形を見た場合微弱な可視画像に赤外線画像の情
報を重ね合わせて表示すれば、双方の画像の相補効果に
よって情報量が増し、特定がし易くなり監視が容易とな
る。

【００１９】

【発明の効果】以上説明したごとく、本発明によれば１
台のカメラ装置で複数視野の監視を行うことができると
ともに、各視野のモニタ画像を高速に更新できる。又、
可視光カメラと赤外線カメラのように異なる機能のカメ
ラを組み合わせることにより、各カメラの画像を重ねて
表示できる等、簡単な構成で極めて顕著な効果を得るこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】構内における監視対象とカメラ装置の配置例を
示す図である。

【図２】本発明のカメラ出力、メモリ画像およびモニタ
画像についての説明図である。

【図３】本発明の一実施例のカメラ装置を示す図であ
る。

【図４】本発明の一実施例のカメラ装置を示す図であ
る。

【図５】本発明の一実施例のブロック図である。

【図６】従来の複数視野を監視する装置の例を示す図で
ある。

【符号の説明】

１ レンズ ２ ラインセンサ ３，１０−１，…１０−ｎ Ａ／Ｄ変換器 ４，９−１，…９−ｎ メモリ ５ ロータリーエンコーダ ６ 回転装置 １１−１，…１１−ｎ モニタ １２ 書込みカウンタ １３ 読出しカウンタ １５ 制御装置

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 連続的に移動するカメラより複数の視野
   を撮像し、これをメモリに一旦記憶した後、所望の複数
   の視野に該当する画像信号を読出し、複数のモニタ上に
   再生することを特徴とする複数視野の撮像装置。
2. 【請求項２】 複数の視野を撮像するカメラと、該カメ
   ラを複数の視野を撮像するように連続的に移動する駆動
   手段と、該カメラからの画像信号をディジタル信号に変
   換した後カメラの位置情報との関連において、連続的に
   記録される第１の記録手段と、該第１の記録手段から所
   定の複数の視野に対応するディジタル信号を取り出し、
   複数の第２の記録手段に記録すると共に、該複数の第２
   の記録手段からの信号をアナログ信号に変換して、モニ
   タ上に再生することを特徴とする複数視野の撮像装置。
3. 【請求項３】 請求項１および２において、上記カメラ
   がラインセンサからなる撮像装置であることを特徴とす
   る複数視野の撮像装置。