(57)【要約】【課題】無線監視システムにおいて、安価な構成で、モニタ装置と複数のカメラ装置との間で高感度かつ高速な通信を行う。【解決手段】複数のカメラ装置２が、自己に特有の周波数チャンネルを用いて同時にカメラＩＤを含む信号を送信し、モニタ装置３はフェーズドアレイアンテナ３０の指向性を変更しながらこれを受信する。モニタ装置３の制御部３９は、受信した信号の受信強度に基づいて各カメラ装置２の方向を認識し記憶する。カメラ装置２から画像データを受信する際には、記憶したカメラ装置２の方向にフェーズドアレイアンテナ３０の指向性を合わせる。【選択図】図４
2010034798.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像を撮像する撮像手段と、この撮像手段が撮像した画像のデータを自己に割当てられた特定の周波数チャンネルを用いて無線により送信する送信手段とを有し、特定の場所に設置される複数のカメラ装置と、
前記カメラ装置の送信手段から送信された無線信号を受信するための複数のアンテナ及び該アンテナの指向性を変更するための位相変更手段を有するフェーズドアレイアンテナと、このフェーズドアレイアンテナを介して前記複数のカメラ装置から送信される信号を受信する受信手段と、この受信手段によって受信された信号を復調する信号復調手段と、この信号復調手段によって復調された信号にフィルタをかけるフィルタ手段と、このフィルタ手段を通過した信号に基づいて画像を表示する表示手段と、前記位相変更手段、受信手段、信号復調手段、フィルタ手段及び表示手段を制御する制御手段とを有するモニタ装置とを備えた無線監視システムにおいて、
前記複数のカメラ装置は、自己に割当てられたそれぞれ異なる特定の周波数チャンネルを用いて同時にカメラＩＤを含む信号を送信し、
前記制御手段は、
前記フェーズドアレイアンテナの指向性を変更しながら、前記複数のカメラ装置から送信された信号を受信手段によって受信させ、その受信した信号の受信強度に基づいて、前記カメラ装置と通信を行うにあたって最適なフェーズドアレイアンテナの指向方向を認識し、記憶し、各カメラ装置との通信の際に、記憶した方向にフェーズドアレイアンテナの指向性を合わせることを特徴とする無線監視システム。
【請求項２】
前記カメラ装置は、時間を計数する時間計数手段を有し、前記カメラＩＤを含む信号の送信を開始した後、所定時間経過後に該信号の送信を停止することを特徴とする請求項１に記載の無線監視システム。
【請求項３】
前記カメラ装置は、前記モニタ装置から送信された制御信号を受信する受信手段を有し、
前記制御手段は、前記カメラ装置と通信を行うにあたって最適なフェーズドアレイアンテナの指向方向を認識すると、前記フェーズドアレイアンテナを介して該カメラ装置に前記カメラＩＤを含む信号の送信を停止させる旨の制御信号を送信することを特徴とする請求項１に記載の無線監視システム。
【請求項４】
前記カメラ装置は、前記送信手段又は受信手段の動作を交互に切り替える送受信切替手段を有することを特徴とする請求項３に記載の無線監視システム。
【請求項５】
前記制御手段は、
通常の通信待受モードにおいて、前記フェーズドアレイアンテナが無指向状態となるように前記位相変更手段を制御し、
いずれかのカメラ装置から送信された通信許可要求信号を受信したとき、該通信許可要求信号に含まれるカメラＩＤから通信許可要求信号を送信したカメラ装置を特定し、記憶している該カメラ装置と通信を行うにあたって最適な前記フェーズドアレイアンテナの指向性が得られるように前記位相変更手段を制御することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の無線監視システム。
【請求項６】
前記フィルタ手段は、第１帯域の信号を通過させる第１帯域フィルタと、前記第１帯域よりも広い第２帯域の信号を通過させる第２帯域フィルタとを有し、いずれかのフィルタを択一的に選択可能であり、
前記制御手段は、
通常の通信待受モードにおいて、前記第１帯域フィルタを選択するように前記フィルタ手段を制御し、
いずれかのカメラ装置から送信された通信許可要求信号を受信したとき、前記第２帯域フィルタを選択するように前記フィルタ手段を制御し、高速通信モードで画像データを受信することを特徴とする請求項５に記載の無線監視システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、相互に無線通信可能なカメラ装置とモニタ装置を用いた無線監視システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から戸建や集合住宅等の住宅内、又は事業所等の非住宅内で侵入者や不審者等を監視する監視システムにおいては、カメラ装置の設置の便宜を図るために、カメラ装置とモニタ装置の相互間において無線通信により画像データ等を送受信する無線監視システムが使用されている。例えば、特許文献１には、カメラ装置の周辺に無線センサを配置し、相互に無線通信することにより、親機であるモニタ装置と無線センサとの通信を廃して、モニタ装置の負荷を軽減する無線監視システムが示されている。
【０００３】
カメラ装置とモニタ装置との間の通信においては、長距離通信を可能とするために、通常、スペクトラム拡散やＯＦＤＭ（直交波周波数分割多重）などの複雑な変復調方式を用いたり、誤り訂正符号などを追加したりしていた。
【特許文献１】特開２００４−１２８６５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながらスペクトラム拡散やＯＦＤＭなどの変復調方式はシステム構成が複雑になりコストが増大してしまうという課題があり、また誤り訂正符号は使用可能な周波数帯域が限られている無線伝送において伝送速度の上限を高くできないという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、簡素でかつ安価な構成でありながらも、カメラ装置とモニタ装置との間で高感度かつ高速な通信を行うことができる無線監視システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために請求項１の発明は、画像を撮像する撮像手段と、この撮像手段が撮像した画像のデータを自己に割当てられた特定の周波数チャンネルを用いて無線により送信する送信手段とを有し、特定の場所に設置される複数のカメラ装置と、前記カメラ装置の送信手段から送信された無線信号を受信するための複数のアンテナ及び該アンテナの指向性を変更するための位相変更手段を有するフェーズドアレイアンテナと、このフェーズドアレイアンテナを介して前記複数のカメラ装置から送信される信号を受信する受信手段と、この受信手段によって受信された信号を復調する信号復調手段と、この信号復調手段によって復調された信号にフィルタをかけるフィルタ手段と、このフィルタ手段を通過した信号に基づいて画像を表示する表示手段と、前記位相変更手段、受信手段、信号復調手段、フィルタ手段及び表示手段を制御する制御手段とを有するモニタ装置とを備えた無線監視システムにおいて、前記複数のカメラ装置は、自己に割当てられたそれぞれ異なる特定の周波数チャンネルを用いて同時にカメラＩＤを含む信号を送信し、前記制御手段は、前記フェーズドアレイアンテナの指向性を変更しながら、前記複数のカメラ装置から送信された信号を受信手段によって受信させ、その受信した信号の受信強度に基づいて、前記カメラ装置と通信を行うにあたって最適なフェーズドアレイアンテナの指向性を認識し、記憶し、各カメラ装置との通信の際に、記憶した方向にフェーズドアレイアンテナの指向性を合わせることを特徴とする。
【０００７】
請求項２の発明は、請求項１に記載の無線監視システムにおいて、前記カメラ装置は、時間を計数する時間計数手段を有し、前記カメラＩＤを含む信号の送信を開始した後、所定時間経過後に該信号の送信を停止することを特徴とする。なお、ここでいう所定時間とは、例えば、モニタ装置の制御手段がシステム内のすべてのカメラ装置につい該カメラ装置と通信を行うにあたって最適なフェーズドアレイアンテナの指向方向を記憶するのに十分な時間である。
【０００８】
請求項３の発明は、請求項１に記載の無線監視システムにおいて、前記カメラ装置は、前記モニタ装置から送信された制御信号を受信する受信手段を有し、前記制御手段は、前記カメラ装置と通信を行うにあたって最適なフェーズドアレイアンテナの指向方向を認識すると、前記フェーズドアレイアンテナを介して該カメラ装置に前記カメラＩＤを含む信号の送信を停止させる旨の制御信号を送信することを特徴とする。
【０００９】
請求項４の発明は、請求項３に記載の無線監視システムにおいて、前記カメラ装置は、前記送信手段又は受信手段の動作を交互に切り替える送受信切替手段を有することを特徴とする。
【００１０】
請求項５の発明は、請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の無線監視システムにおいて、前記制御手段は、通常の通信待受モードにおいて、前記フェーズドアレイアンテナが無指向状態となるように前記位相変更手段を制御し、いずれかのカメラ装置から送信された通信許可要求信号を受信したとき、該通信許可要求信号に含まれるカメラＩＤから通信許可要求信号を送信したカメラ装置を特定し、記憶している該カメラ装置と通信を行うにあたって最適な前記フェーズドアレイアンテナの指向性が得られるように前記位相変更手段を制御することを特徴とする。
【００１１】
請求項６の発明は、請求項５に記載の無線監視システムにおいて、前記フィルタ手段は、第１帯域の信号を通過させる第１帯域フィルタと、前記第１帯域よりも広い第２帯域の信号を通過させる第２帯域フィルタとを有し、いずれかのフィルタを択一的に選択可能であり、前記制御手段は、通常の通信待受モードにおいて、前記第１帯域フィルタを選択するように前記フィルタ手段を制御し、いずれかのカメラ装置から送信された通信許可要求信号を受信したとき、前記第２帯域フィルタを選択するように前記フィルタ手段を制御し、高速通信モードで画像データを受信することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１の発明によれば、カメラ装置が画像データを送信する前に、制御手段が、カメラ装置と通信を行うにあたって最適なフェーズドアレイアンテナの指向性を認識し、カメラ装置との通信の際に、最適な方向にフェーズドアレイアンテナの指向性を合わせるので、受信手段の受信感度を高めることができる。これにより、複雑なシステム構成を必要とする変復調方式を用いることなく簡素でかつ安価な構成で、カメラ装置とモニタ装置との間で高感度な通信を行うことができる。また、複数のカメラ装置が、自己に特有の周波数チャンネルを用いて同時にカメラＩＤを含む信号を送信し、これを受信したモニタ装置の制御手段が各カメラ装置と通信を行うにあたって最適なフェーズドアレイアンテナの指向性を認識するので、各カメラ装置と通信を行うにあたって最適なフェーズドアレイアンテナの指向性の認識に要する時間を短縮することができる。また、モニタ装置は、カメラ装置毎に異なる特定の周波数チャンネルを用いて送信された信号を受信し、その受信強度に基づいて、各カメラ装置と通信を行うにあたって最適なフェーズドアレイアンテナの指向性を認識するので、隣接するカメラ装置から送信された信号の影響を抑制してカメラ装置の方向を正確に認識することができる。
【００１３】
また、請求項２の発明によれば、カメラＩＤを含む信号の送信を開始して時間計数手段が所定時間を計数した後、カメラ装置が該信号の送信を停止するので、カメラ装置の消費電力を抑制することができる。
【００１４】
請求項３の発明によれば、制御手段が、カメラ装置と通信を行うにあたって最適なフェーズドアレイアンテナの指向性を認識すると、該カメラ装置にカメラＩＤを含む信号の送信を停止させる旨の制御信号を送信するので、各カメラ装置による上記信号の送信動作を直ちに停止させることができる。これにより、カメラ装置の消費電力を抑制することができるようになる。
【００１５】
請求項４の発明によれば、カメラ装置は、送信手段又は受信手段の動作を交互に切り替える送受信切替手段を有しているので、カメラＩＤを含む信号の送信を間欠的なものとし、その非送信時間にモニタ装置から送信された制御信号を受信することができる。これにより、簡素な構成でカメラＩＤを含む信号の送信と制御信号の受信動作を実現することができる。
【００１６】
請求項５の発明によれば、制御手段は、通常の通信待受モードにおいて、フェーズドアレイアンテナが無指向状態となるように位相変更手段を制御する。これにより、通信エリア内の全方位においてカメラ装置からの通信を待ち受けることができる。一方、いずれかのカメラ装置から送信された通信許可要求信号を受信したとき、制御手段は、フェーズドアレイアンテナの指向性を該カメラ装置と通信を行うにあたって最適なフェーズドアレイアンテナの指向性に合わせるように位相変更手段を制御するので、該カメラ装置から送信されフェーズドアレイアンテナによって受信された無線信号の受信強度を高めることができる。これにより、カメラ装置との通信の安定性を高めることができる。
【００１７】
請求項６の発明によれば、制御手段は、通常の通信待受モードにおいて、第１帯域フィルタを選択するようにフィルタ手段を制御するので、信号復調手段によって復調された信号に混入しているノイズを効果的に除去することができる。よって、複雑なシステム構成を必要とする変復調方式を用いることなく、受信の高感度化を図りカメラ装置との通信距離を長距離化することができる。一方、いずれかのカメラ装置から送信された通信許可要求信号を受信したとき、制御手段は、第２帯域フィルタを選択するようにフィルタ手段を制御するので、カメラ装置との間で広帯域の電波を用いて高速な通信を行えるようになる。これにより、例えばカメラ装置で撮像した分解能の高い（高解像度かつ高フレームレート）動画を高いビットレートで送受信することができ、従来は曖昧であった画像の細部をより正確に把握することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
（実施形態１）
本発明の一実施形態による無線監視システムについて図面を参照して説明する。図１は住居等の設備として備え付けられる無線監視システムを示している。無線監視システム１は、複数のカメラ装置２と、各カメラ装置２によって撮像された画像を表示するモニタ装置３等によって構成されている。各カメラ装置２とモニタ装置３とは、無線によって相互に通信可能である。通信の際に用いられる周波数チャンネルは、各カメラ装置２毎に異なる特有のものが割当てられている。
【００１９】
カメラ装置２は、画像を撮像して電子データとして出力するＣＣＤ（Charge Coupled Device）等の撮像素子（撮像手段）２１と、撮像素子２１が撮像した画像の電子データ等を無線により送受信する送受信部（送信手段）２２等を有している。カメラ装置２は、例えば住居等の要所に設置される。
【００２０】
モニタ装置３は、フェーズドアレイアンテナ（位相配列アンテナ）３０、送受信切替スイッチ３３、受信部３４、フィルタ部３５、送信部３６、ベースバンド処理部３７、表示部３８、制御部（制御手段）３９等によって構成されている。フェーズドアレイアンテナ３０は、例えば平面上に配列された複数のアンテナ３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄ．．．及びそれらに対応する位相変換器３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ．．．等を有し、各アンテナ３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄ．．．の放射する電波の位相を変換（移相）することによってその指向性を変更し、各カメラ装置２の送受信部２２との間で無線信号を送受信する。各アンテナ３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄ．．．の放射する電波の位相は、位相変換部３２によって変換される。送受信切替スイッチ３３は、制御部３９から出力された制御信号に応じてモニタ装置３の送受信動作を切り替える。受信部３４は、フェーズドアレイアンテナ３０を介して電波を受信するチューナ（受信手段）３４ａと、チューナ３４ａによって受信された信号を復調する受信復調部（信号復調手段）３４ｂ等を有している。なお、フェーズドアレイアンテナ３０を構成するアンテナ３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄ．．．及び位相変換器３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ．．．は、適宜増減可能である。基本原理として、アンテナ３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄ．．．の本数を増やすことによりフェーズドアレイアンテナ３０の指向性が高まる傾向にあるため、高い指向性が必要な場合はアンテナ３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄ．．．の本数を増やせばよい。また、チューナ３４ａは、カメラ装置２の個数に応じて複数個設けられていてもよい。
【００２１】
フィルタ部３５は、受信復調部３４ｂによって復調された受信ベースバンド信号の不要成分にフィルタをかけ、受信感度を高める。フィルタ部３５は、比較的狭い第１帯域の受信ベースバンド信号を通過させる狭帯域フィルタ（第１帯域フィルタ）３５ａと、第１帯域よりも広い第２帯域の受信ベースバンド信号を通過させる広帯域フィルタ（第２帯域フィルタ）３５ｂとを有し、制御部３９から出力された制御信号に応じていずれかのフィルタを択一的に選択可能に構成されている。すなわち、狭帯域フィルタ３５ａ及び広帯域フィルタ３５ｂは、フィルタ部３５に設けられているフィルタ切り替えスイッチ（図示せず）にて選択される。送信部３６は、送受信切替スイッチ３３、位相変換部３２及びフェーズドアレイアンテナ３０を介してカメラ装置２に信号を送信する。ベースバンド処理部３７は、送受信するベースバンド信号を処理する。表示部３８は、ベースバンド処理部３７によって処理された信号に基づいて画像を表示する。より具体的には、いずれかのカメラ装置２によって撮像された画像が表示部３８に表示される。制御部３９は、モニタ装置３の上記各部の制御を司る。制御部３９は、各カメラ装置２が設置されている方向を記憶しており、その方向に合わせてフェーズドアレイアンテナ３０の指向性を制御する。
【００２２】
図２はフェーズドアレイアンテナ３０を構成するアンテナ３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄの配置を、図３は、フェーズドアレイアンテナ３０の指向性をそれぞれ示している。本実施形態においては、アンテナ３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄとして４本の半波長ダイポールアンテナを適用している。アンテナ３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄは、通信に用いる電波の波長をλとすると、図２（ｂ）に示すように平面視で一辺がλ／４の正方形の頂点に、正方形の平面に垂直に配置されている。上述のごとくアンテナ３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄを配置し、位相変換器３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ．．．によって移相を行うことにより、Ｘ−Ｙ平面上のアンテナ指向性を制御することができる。
【００２３】
図２（ｂ）中、Ａ方向にフェーズドアレイアンテナ３０の指向性を合わせたときのフェーズドアレイアンテナ３０の指向性パターンを図３（ａ）に、Ｄ方向にフェーズドアレイアンテナ３０の指向性を合わせたときのフェーズドアレイアンテナ３０の指向性パターンを図３（ｂ）にそれぞれ示している。フェーズドアレイアンテナ３０の指向性を合わせた方向の利得が最も高くなり、その周辺領域の利得も高められている。
【００２４】
図４は、各カメラ装置２とモニタ装置３との通信状態とフェーズドアレイアンテナ３０の指向性を示している。モニタ装置３は、通常の通信待受モードと高速通信モードで動作する。通常の通信待受モードとは、いずれかのカメラ装置２からの通信開始を待ち受けているモードである。高速通信モードとは、通信を開始したカメラ装置２との間で画像データ等を高速に通信するモードである。
【００２５】
通常の通信待受モードにおいては、図４（ａ）に示すように、制御部３９は、いずれのカメラ装置２とも通信可能なように、フェーズドアレイアンテナ３０を無指向状態となるように制御する。また、このとき、制御部３９は、狭帯域フィルタ３５ａを選択するように制御し、受信ベースバンドフィルタを狭帯域としている（通常待受状態）。これは、カメラ装置２からの通信許可要求信号が低速であり、モニタ装置３のベースバンドフィルタの帯域が狭くなるほどノイズが除去されてＳＮ比が大きくなり、感度が高まって通信エリアを拡大することができるからである。例えば、高速通信モードにおける伝送速度は１６Ｍｂｐｓであるのに対して、カメラ装置２からの通信許可要求信号の伝送速度を１．６Ｍｂｐｓ程度とすると、狭帯域フィルタ３５ａを用いて通信することができる。この場合、１０ｌｏｇ１０＝１０ｄＢの感度向上が期待できる。このように、アンテナを無指向性とし、狭帯域フィルタ３５ａを用いる場合、広帯域フィルタ３５ｂを用いる場合に比べて雑音量（ノイズ）が少なくなり、全方向に対して信号のＳＮ比を向上させ通信距離を長距離化することができる。
【００２６】
一方、高速通信モードにおいては、受信ベースバンドフィルタを広帯域化しなければならず、それにより受信感度が劣化するという問題が生ずる。そこで、図４（ｂ）に示すように、本実施形態においては、モニタ装置３が例えばカメラ装置２Ａから送信された通信許可要求信号を受信すると、制御部３９は、広帯域フィルタ３５ｂを選択して受信ベースバンドフィルタを広帯域化することに加え、フェーズドアレイアンテナ３０の指向性を通信を開始するカメラ装置２Ａの方向に合わせて、結果として感度を劣化させることなく高速通信を実現することができる（高速通信状態）。ここでいう「カメラ装置２Ａの方向」とは、例えば、フェーズドアレイアンテナ３０の指向性をその方向に向けたとき、受信強度又はＳＮ比が最大となる方向のことであり、カメラ装置２Ａと通信を行うにあたって最適なフェーズドアレイアンテナ３０の指向方向をいう（周辺の電波伝搬環境により、カメラ装置２Ａが存在する方向と一致するとは限らない）。
【００２７】
図５は、無線監視システム１において、モニタ装置３の動作モードを通常の通信待受モードから高速通信モードに切り替えて通信を開始する手順を示している。モニタ装置３は、通常の通信待受モードでカメラ装置２からの通信を待ち受けている状態では、どこに設置されたカメラ装置２とも通信が可能な状態となっている（＃１）。いずれかのカメラ装置２に何らかのトリガ入力がなされ、それに応じてそのカメラ装置２から通信許可要求信号が送信されると（＃２においてＹＥＳ）、モニタ装置３がその通信許可要求信号を受信する（＃３）。モニタ装置３の制御部３９は、その受信した信号に含まれるカメラＩＤから通信を開始するカメラ装置２の方向を特定し（＃４）、モニタ装置３の動作モードを高速通信モードに切り替えて、カメラ装置２に通信許可信号を送信する（＃５）。このとき、フェーズドアレイアンテナ３０の指向性を通信を開始するカメラ装置２の方向に合わせると共に、広帯域フィルタ３５ｂを選択して受信ベースバンドフィルタを広帯域化する。カメラ装置２が、上記通信許可信号を受信すると（＃６においてＹＥＳ）、カメラ装置２からモニタ装置３に画像データの高速伝送を開始する（＃７）。これにより、いずれかのカメラ装置２とモニタ装置３との間で１対１の通信がなされる。
【００２８】
本実施形態においては、モニタ装置３の制御部３９は、図６に示すテーブルにて各カメラ装置２に割り当てられているカメラＩＤと各カメラ装置２の方向を記憶し、通信を開始するカメラ装置２の方向にフェーズドアレイアンテナ３０の指向性を合わせる。
【００２９】
図６（ａ）は、モニタ装置３からみた各カメラ装置２の方向を、図６（ｂ）は、モニタ装置３の制御部３９が各カメラ装置２に割り当てられているカメラＩＤと各カメラ装置２の方向を記憶するためのテーブルをそれぞれ示している。カメラ装置２Ａ乃至２Ｄには、それぞれカメラＩＤ００１〜１００が割り当てられ、Ａ方向〜Ｈ方向には、図６（ａ）に示すように、方向コードとして０００〜１１１が割り当てられている。制御部３９は、カメラ装置毎にカメラＩＤと方向コードとを対応づけて記憶し、その方向コードを読み込むことにより各カメラ装置２Ａ乃至２Ｄが設置されている方向を特定し、通信を開始するカメラ装置２の方向にフェーズドアレイアンテナ３０の指向性を合わせる。
【００３０】
図７は、図６（ｂ）に示したテーブルを作成し、それに基づいてカメラ装置２との通信を開始する手順を示している。テーブルの作成は、例えば、いずれかのカメラ装置２が設置され、モニタ装置３及びカメラ装置２の電源がオンされたとき行うものとする。モニタ装置３及びカメラ装置２の電源がオンされると（＃１１）、カメラ装置２から自己のカメラＩＤを含む信号が送信され、それを受信したモニタ装置３の制御部３９は、カメラ装置２のカメラＩＤを登録する（＃１２）。例えば、図６（ｂ）においては、４個のカメラ装置２のカメラＩＤ００１〜１００を登録しているが、８個のカメラ装置２のカメラＩＤ０００〜１１１まで登録可能である。すべてのカメラ装置２のカメラＩＤの登録が完了すると（＃１３においてＹＥＳ）、モニタ装置３の制御部３９は、カメラ装置２のカメラ方向の設定を開始する（＃１４）。まず、モニタ装置３の制御部３９は、カメラ装置２の方向を認識し（＃１５）、その方向コードを記憶することによりテーブルを作成する（＃１６）。本実施形態においては、フェーズドアレイアンテナ３０の指向性をＡ〜Ｈの８方向に設定可能であり、カメラ装置２がＡ〜Ｈの８方向のうちどの方向に相当するかを認識し、カメラ装置２の方向を設定する。カメラ装置２の方向の設定は、システム管理者が手動にてテーブルを完成させることにより行うものとしてもよいが、制御部３９が、自動的に行うようにしてもよい。すべてのカメラ装置２の方向を設定を完了するまで＃１５、＃１６の処理を繰り返し（＃１７においてＮＯ）、完了すると（＃１７においてＹＥＳ）、処理を終了する。
【００３１】
以上の手順により、図６（ｂ）に示したテーブルが作成され、制御部３９は、このテーブルを参照することにより、図５中＃４において通信を開始するカメラ装置２の方向を特定することができる。例えば、モニタ装置３が図５中＃３において受信した通信許可要求信号に含まれるカメラＩＤが００１である場合、制御部３９は、それに対応する方向コード００１からカメラ装置２がＢ方向に設置されていると判断し、位相変換器３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ．．．を制御してフェーズドアレイアンテナ３０の指向性をＢ方向に設定する。図６（ｂ）に示したテーブルを用いることにより、制御部３９として１つのマイクロコンピュータでフェーズドアレイアンテナ３０の指向性を制御できるようになるため、同等の機能をハードウェアで実現する場合と比べて、システムの管理が容易となり、低コスト化が図れる。ここでは、接続可能なカメラ台数と設置方向をそれぞれ８台、８方向としているが、ターゲットとなるシステムに応じて適宜増減が可能である。
【００３２】
以下、図７に示す＃１５乃至＃１７において、モニタ装置３の制御部３９が、カメラ装置２の方向を認識し、テーブルを完成させる手順について説明する。既に述べたように、図２に示すようにアンテナ３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄを配置し、位相変換器３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ．．．によって移相を行うことにより、X-Y平面上のアンテナ指向性を制御することができる。
【００３３】
図８は、アンテナ指向性と移相量の関係を示している。ここでは無指向性を得る場合と、Ｚ軸の周りに４５゜刻みで８方向の指向性を得る場合の合計９通りについて対応する移相量を示したが、移相量を適宜調整することにより、さらに細かく指向性を制御することも可能である。無線監視システム１は、大別して学習モードと通信モードの２つの動作モードをもつ。学習モードは、モニタ装置３が各カメラ装置２に対して最適なアンテナ指向性を割り当てるためのモードであり、主として無線監視システム１の設置後、通信モードに入る前に実施する。通信モードは、モニタ装置３と各カメラ装置２との間で通信を行うためのモードであり、上記高速通信モードと通信待受モードを含む。
【００３４】
学習モードにおいて、モニタ装置３は、位相変換器３２ａ（移相器ＰＳ１）、３２ｂ（移相器ＰＳ２）、３２ｃ（移相器ＰＳ３）、３２ｄ（移相器ＰＳ４）の移相量をすべて0に設定し、アンテナ指向性を無指向にする。ここでカメラ装置２Ａから、カメラ装置２ＡのＩＤ情報を含むテスト信号を連続的に送信させる。モニタ装置３はカメラ装置２Ａからのテスト信号を受信すると、まず移相器ＰＳ１〜ＰＳ４の移相量をそれぞれ９０°、９０°、０°、０°に設定する。このように移相量を設定すると、アンテナの指向性は図８に示したようにＡ方向に設定される。この状態でチューナ３４ａの受信チャンネルをカメラ装置２Ａ〜２Ｄが通信を行うチャンネルに順次合わせて、このときの受信信号強度をベースバンド処理部３７内の記憶部に記憶させる。次に移相器ＰＳ１〜ＰＳ４の移相量をそれぞれ６４°、０°、−６４°、０°に設定する。このように移相量を設定すると、アンテナの指向性はＢ方向に設定され、このときの受信信号強度をベースバンド処理部３７内の記憶部に記憶させる。以下同様に、８通りのアンテナ指向性に対して、それぞれの場合における受信信号強度を求める。その結果、最も受信信号強度が強くなったアンテナの指向性の方向にカメラ装置２Ａが存在すると判断し、図６におけるテーブルに記憶する。カメラ装置２Ｂ〜２Ｄに関しても同様に、方向を認識してテーブルに記憶する。移相器ＰＳ１〜ＰＳ４の移相量を適宜設定することにより、アンテナ指向性を１゜ずつ変更し、その受信強度に基づいてカメラ装置２Ａの方向を認識するものとしてもよい。
【００３５】
図９は、モニタ装置３の制御部３９が、カメラ装置２の方向を認識する手順を示している。このフローチャートでは、Ａ方向から時計回りにＨ方向まで順次アンテナの指向性を４５゜ずつ変更して、受信強度を測定する例を示している（以下、図１１においても同様）。モニタ装置３の制御部３９は、まず、フェーズドアレイアンテナ３０の指向性をＡ方向に合わせて（＃３１）、各カメラ装置２からカメラＩＤを含む信号を同時に連続的に送信する（＃３２）。このとき、各カメラ装置２は、自己に割当てられた周波数チャンネルを用いて送信する。そして、モニタ装置３の制御部３９は、モニタ装置３のチューナ３４ａの受信周波数を走査させて（＃３３）、カメラ装置２から送信された信号を受信し（＃３４）、その受信強度を測定し記憶する（＃３５）。走査が完了してすべてのカメラ装置２からの信号について受信強度を測定し記憶するまで、＃３３〜＃３５の処理を繰り返し（＃３６においてＮＯ）、走査が完了すると（＃３６においてＹＥＳ）、制御部３９は、フェーズドアレイアンテナ３０の指向性を時計回りに４５゜変更して（＃３７においてＮＯ、＃３８）、＃３２に戻る。こうして＃３２〜＃３８の処理を繰り返して、各カメラ装置２についてすべての方向で受信した信号の受信強度を記憶すると（＃３７においてＹＥＳ）、制御部３９は、各カメラ装置２毎に最も受信強度が大きい方向をカメラの方向として設定し（＃３９）、テーブルに記憶して処理を終了する。
【００３６】
実施形態１の無線監視システム１によれば、カメラ装置２が画像データを送信する前に、制御部３９が、カメラ装置２の設置方向を認識し、カメラ装置２との通信の際に、記憶したカメラ装置２の方向にフェーズドアレイアンテナ３０の指向性を合わせるので、チューナ３４ａの受信感度を高めることができる。これにより、複雑なシステム構成を必要とする変復調方式を用いることなく簡素でかつ安価な構成で、カメラ装置２とモニタ装置３との間で高感度な通信を行うことができる。また、複数のカメラ装置２が、自己に特有の周波数チャンネルを用いて同時にカメラＩＤを含む信号を送信し、これを受信したモニタ装置３の制御部３９が各カメラ装置２の方向を認識するので、各カメラ装置２の方向の認識に要する時間を短縮することができる。また、モニタ装置３は、カメラ装置２毎に異なる特定の周波数チャンネルを用いて送信された信号を受信し、その受信強度に基づいて、カメラ装置２が設置されている方向を認識するので、隣接するカメラ装置２から送信された信号の影響を抑制してカメラ装置２の方向を正確に認識することができる。
【００３７】
また、制御部３９は、通常の通信待受モードにおいて、フェーズドアレイアンテナ３０が無指向状態となるように位相変換器３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ．．．を制御する。これにより、通信エリア内の全方位においてカメラ装置２からの通信を待ち受けることができる。一方、いずれかのカメラ装置２から送信された通信許可要求信号を受信したとき、制御部３９は、フェーズドアレイアンテナ３０の指向性を該カメラ装置２の方向に向けるように位相変換器３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ．．．を制御するので、該カメラ装置２から送信されフェーズドアレイアンテナ３０によって受信された無線信号の受信強度を高めることができる。これにより、複雑なシステム構成を必要とする変復調方式を用いることなく、受信の高感度化を図りカメラ装置２との通信距離を長距離化することができる。
【００３８】
また、制御部３９は、通常の通信待受モードにおいて、狭帯域フィルタ３５ａを選択するようにフィルタ部３５を制御するので、受信復調部３４ｂによって復調された信号に混入しているノイズを効果的に除去することができる。よって、複雑なシステム構成を必要とする変復調方式を用いることなく、受信の高感度化を図りカメラ装置との通信距離を長距離化することができる。一方、いずれかのカメラ装置２から送信された通信許可要求信号を受信したとき、制御部３９は、広帯域フィルタ３５ｂを選択するようにフィルタ部３５を制御するので、カメラ装置２との間で広帯域の電波を用いて高速な通信を行えるようになる。これにより、例えばカメラ装置２で撮像した分解能の高い（高解像度かつ高フレームレート）動画を高いビットレートで送受信することができ、従来は曖昧であった画像の細部をより正確に把握することが可能となる。
【００３９】
（実施形態２）
本発明の別の実施形態による無線監視システムについて図１０を参照して説明する。図１０は、実施形態２の無線監視システム１に用いられる複数のカメラ装置２０の構成を示している。カメラ装置２０は、撮像素子２１と、送信部２２ａ及び受信部２２ｂと、送受信切替スイッチ２３と、ベースバンド処理部２４と、タイマ（時間計数手段）２５と、制御部２６と、電池２７等によって構成されている。変調部などの信号の送信機能を持つ送信部２２ａ及び復調部などの信号の受信機能を持つ受信部２２ｂ等によって図１に示した送受信部２２と同等の構成となる。
【００４０】
本実施形態において、タイマ２５は、カメラＩＤを含む信号の送信を開始した後、時間を計数し、所定時間経過後に、カメラ装置２０は、上記信号の送信を停止する。ここでいう所定時間とは、例えば、モニタ装置３の制御部３９がシステム内のすべてのカメラ装置２０について設置されている方向を記憶し、図６（ｂ）に示すテーブルを完成させるのに十分な時間である。
【００４１】
実施形態２の無線監視システム１によれば、カメラＩＤを含む信号の送信を開始してタイマ２５が所定時間を計数した後、カメラ装置２０が該信号の送信を停止するので、カメラ装置２０の消費電力を抑制し、電池２７の駆動時間を延長することができる。
【００４２】
（実施形態３）
本発明の別の実施形態による無線監視システムについて図１０、１１を参照して説明する。実施形態３の無線監視システム１に用いられる複数のカメラ装置は、図１０に示したカメラ装置２０と同等の構成であり、送信部２２ａ及び受信部２２ｂの動作を択一的に切り替える送受信切替スイッチ２３を有することを特徴としている。送受信切替スイッチ２３は、制御部２６から出力される制御信号に応じて送信部２２ａ又は受信部２２ｂを交互に動作させる。
【００４３】
図１１は、実施形態３の無線監視システム１において、モニタ装置３の制御部３９が、各カメラ装置２０の方向を認識する手順を示している。モニタ装置３の制御部３９は、まず、フェーズドアレイアンテナ３０の指向性をＡ方向に合わせて（＃５１）、各カメラ装置２からカメラＩＤを含む信号を同時に間欠的に送信する（＃５２）。このとき、各カメラ装置２０は、自己に割当てられた周波数チャンネルを用いて送信する。また、送受信切替スイッチ２３は、送信部２２ａ又は受信部２２ｂを交互に動作させ、その結果、各カメラ装置２０からカメラＩＤを含む信号が間欠的に送信される。その後、＃５３〜＃５９の処理は図９における＃３３〜＃３９の処理と同等である。こうして、各カメラ装置２０の方向をした後、モニタ装置３の制御部３９は、各カメラ装置２０に対してカメラＩＤを含む信号の送信を停止させる旨の制御信号を送信する（＃６０）。この信号は、送信部３６、送受信切替スイッチ３３、フェーズドアレイアンテナ３０等を介してカメラ装置２０に送信される。このとき、各カメラ装置２０の送信部２２ａ及び受信部２２ｂは交互に動作しているので、受信部２２ｂはモニタ装置３から送信された制御信号を受信し、制御部２６に転送する。制御部２６はこの制御信号を受け、送信部２２ａの動作を停止させ（＃６１）、処理を終了する。
【００４４】
実施形態３の無線監視システム１によれば、制御部３９が、カメラ装置２０の方向を認識すると、該カメラ装置２０にカメラＩＤを含む信号の送信を停止させる旨の制御信号を送信するので、各カメラ装置２０による上記信号の送信動作を直ちに停止させることができる。これにより、カメラ装置２０の消費電力を抑制し、電池２７の駆動時間を延長することができるようになる。また、カメラ装置２０は、送信部２２ａ又は受信部２２ｂの動作を交互に切り替える送受信切替スイッチ２３を有しているので、カメラＩＤを含む信号の送信を間欠的なものとし、その非送信時間にモニタ装置３から送信された制御信号を受信することができる。これにより、簡素な構成でカメラＩＤを含む信号の送信と制御信号の受信動作を実現することができる。
【００４５】
なお、本発明は上記実施形態の構成に限られることなく、少なくとも複数のカメラ装置２が、自己に特有の周波数チャンネルを用いて同時にカメラＩＤを含む信号を送信し、モニタ装置３はフェーズドアレイアンテナ３０の指向性を変更しながらこれを受信し、その受信強度に基づいて各カメラ装置２の方向を認識し、フェーズドアレイアンテナの指向性を合わせるように構成されていればよい。
【００４６】
また、本発明は種々の変形が可能である。例えば、フェーズドアレイアンテナ３０を構成するアンテナは、４本に限られることなく、３本又は５本以上であってもよい。また、カメラ装置２の個数及び配置は、図４に示した例に限られることなく、監視領域に応じて適宜設定することができる。また、上記各実施形態におけるカメラ装置２とモニタ装置３を適宜組み合わせて無線通信システムを構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の実施形態１による無線監視システムの構成を示すブロック図。
【図２】（ａ）は、同システムに適用されるフェーズドアレイアンテナを構成するアンテナの配置例を示す斜視図、（ｂ）は、同平面図。
【図３】フェーズドアレイアンテナの指向性を示す図
【図４】各カメラ装置とモニタ装置との通信状態とフェーズドアレイアンテナの指向性を示す図。
【図５】無線監視システムにおいて、モニタ装置の動作モードを通常の通信待受モードから高速通信モードに切り替えて通信を開始する手順を示すフローチャート。
【図６】（ａ）は、実施形態２の無線監視システムにおいて、モニタ装置からみた各カメラ装置の方向を、（ｂ）は、モニタ装置の制御部が各カメラ装置に割り当てられているカメラＩＤと方向を記憶するためのテーブルを示す図。
【図７】図６（ｂ）に示すテーブルを作成する手順を示すフローチャート。
【図８】フェーズドアレイアンテナの指向性と移相量の関係を示す図。
【図９】モニタ装置の制御部が、カメラ装置の方向を認識する手順を示すフローチャート。
【図１０】実施形態２による無線監視システムに使用されるカメラ装置の構成を示すブロック図。
【図１１】実施形態３において、モニタ装置の制御部が、カメラ装置の方向を認識する手順を示すフローチャート。
【符号の説明】
【００４８】
１    無線監視システム
２    カメラ装置
３    モニタ装置
３０    フェーズドアレイアンテナ（位相配列アンテナ）
３３    送受信切替スイッチ
３４ａ    チューナ（受信手段）
３４ｂ    受信復調部（信号復調手段）
３５    フィルタ部
３５ａ    狭帯域フィルタ（第１帯域フィルタ）
３５ｂ    広帯域フィルタ（第２帯域フィルタ）
３８    表示部
３９    制御部（制御手段）
【図１】
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【図２】
2010034798.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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