(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
監視用のカメラを設置する設置面に固定されるベースと、ベースに結合され設置面から突出する半球状のカバーと、前記カメラを走行自在に保持するようにベースに対して定位置に設けたガイドレールと、ガイドレールに沿う方向の駆動力を前記カメラに伝達する紐状伝動体と、紐状伝動体の一端部に引張力を作用させる復帰力作用手段と、紐状伝動体の他端部に復帰力作用手段による引張力よりも大きい引張力を作用させて紐状伝動体を引き寄せる状態と紐状伝動体が復帰力作用手段による引張力で移動するのを許す状態とを選択可能な駆動源とを備え、ガイドレールはカバーの周壁に沿った螺旋状であってカメラの光軸がカバーの周壁の法線方向に対して一定角度に保たれるように形成されていることを特徴とする監視カメラ装置。
【請求項２】
ガイドレールは開口部位よりも内部が広い断面形状に形成され、ガイドレール内に配設された紐状伝動体にカメラに設けたランナがガイドレールの開口部を通して固着されていることを特徴とする請求項１記載の監視カメラ装置。
【請求項３】
カメラをガイドレールに沿って移動させているときに複数箇所で画像を取り込む画像取込み手段と、画像取込み手段により取り込んだ複数の画像を合成する画像合成手段と、画像合成手段により合成された画像から所要部位を切り出す画像抽出手段と、画像抽出手段により抽出された画像を画面表示する画像表示手段とを備えることを特徴とする請求項１または請求項２記載の監視カメラ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＴＶカメラを用いた監視カメラ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般にこの種の監視カメラ装置は天井を設置面として取り付けられることが多く、設置場所に応じた監視領域を設定するために、監視カメラの光軸を調節可能とする角度調節機構を備えているものが多い。一般的な角度調節機構では、設置面に平行な面内での回転と設置面に平行な一つの軸回りでの回転との２軸の角度調節が可能になっている。上述のようにこの種の監視カメラ装置は、天井面に設置されることが多いから、以下では設置面に平行な面を水平面とし、水平面内での定位置からの回転角度をパン角、水平面に対する角度をチルト角と呼ぶ。
【０００３】
しかして、設置後の監視領域が固定されるいわゆる定点監視のための監視カメラ装置では、設置後には角度調節をほとんど必要としないから、カメラ１の２軸の角度調節（パン角とチルト角）をともに手操作で行なうものが多く用いられている。すなわち、図１０のようにパン角θとチルト角φとの角度調節を行なう際に、カメラ１に手を直接触れて作業するのである。
【０００４】
これに対して、設置後に監視領域を変更する頻度の高い場所で用いる監視カメラ装置には、図１１に示すように、パン角θとチルト角φとの角度調節をともにモータを用いた駆動ユニット２１ａ，２１ｂで調節するものがある（カメラ１のパン角θとチルト角φとをモータにより制御するものは実開平５−１４７９３号公報に記載されたものなどがある）。この種の監視カメラ装置は、１台の監視カメラ装置の監視領域が広い場合や視野の比較的狭いカメラ１を用いて監視領域の詳細な情報を得る場合に用いられる。駆動ユニット２１ａ，２１ｂは、有線式ないし無線式のコントローラ２２を用いて制御される。駆動ユニット２１ｂはチルト角φを調節するものであり、パン角θを調節する駆動ユニット２１ａによりカメラ１とともに回転駆動される。また、この種の駆動ユニット２１ａ，２１ｂではカメラ１の角度調節に適した回転速度を得るためにギアードモータを用いることが多い。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように、従来の監視カメラ装置では、パン角とチルト角との両方を手操作で調節するものと、両方をモータなどの駆動源を用いて調節するものとが提供されている。しかしながら、手操作で調節するものは設置後の監視領域を変更する頻度の高い場所には用いることができないという問題がある。一方、駆動源で調節するものは２個の駆動ユニット２１ａ，２１ｂを必要とするから、大型化して設置面（天井面）からの突出量が大きくなり外観が見苦しくなるという問題があり、また、２個の駆動ユニット２１ａ，２１ｂを用いていることにより、部品点数が多く構成が複雑であるとともに、制御系も複雑になるから、コスト増につながるという問題がある。
【０００６】
本発明は上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、設置後であっても手操作によらずに監視領域を変更することができ、しかも比較的小型であって設置面からの突出量が少なく、かつ部品点数が比較的少なく制御系も比較的簡単な構成として２個の駆動ユニットを用いた従来構成よりも低コストで提供することができる監視カメラ装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、監視用のカメラを設置する設置面に固定されるベースと、ベースに結合され設置面から突出する半球状のカバーと、前記カメラを走行自在に保持するようにベースに対して定位置に設けたガイドレールと、ガイドレールに沿う方向の駆動力を前記カメラに伝達する紐状伝動体と、紐状伝動体の一端部に引張力を作用させる復帰力作用手段と、紐状伝動体の他端部に復帰力作用手段による引張力よりも大きい引張力を作用させて紐状伝動体を引き寄せる状態と紐状伝動体が復帰力作用手段による引張力で移動するのを許す状態とを選択可能な駆動源とを備え、ガイドレールがカバーの周壁に沿った螺旋状であってカメラの光軸がカバーの周壁の法線方向に対して一定角度に保たれるように形成されているものである。この構成によれば、駆動源によって紐状伝動体を引っ張ればカメラを駆動源に近づけることができ、駆動源によって紐状伝動体を引っ張らずに復帰力作用手段による引張力を紐状伝動体に作用させればカメラを駆動源から遠ざけることができる。ここに、カメラはガイドレールに沿って移動するから、ガイドレールに沿ってカメラを往復移動させることが可能になるのであって、２軸分の駆動ユニットを用いる従来構成に比較して低コストで提供することが可能になる。さらに、カメラをガイドレールに沿って移動させると、設置面に平行な面内ではカメラを０〜３６０度の範囲で移動させることが可能であり、また設置面に直交する方向に対するカメラの傾きを最大で０〜９０度の範囲で変化させることが可能である。また、手操作によることなく監視領域を変更することが可能であり、しかも２個の駆動ユニットを用いるものに比較して小型であって設置面からの突出量も少なく、部品点数が比較的少なく制御系が比較的簡単な構成になるものである。ここにおいて、紐状伝動体は、断面略円形のワイヤ、断面が偏平状のベルト、チェーンなどを含むものとする。また、復帰力作用手段としては、通常はコイルスプリングを用いる。
【０００９】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、ガイドレールは開口部位よりも内部が広い断面形状に形成され、ガイドレール内に配設された紐状伝動体にカメラに設けたランナがガイドレールの開口部を通して固着されているものである。この構成によれば、紐状伝動体がガイドレールに沿って移動し、かつガイドレールからカメラが脱落するのを防止することが可能である。
【００１０】
請求項３の発明は、請求項１または請求項２の発明において、カメラをガイドレールに沿って移動させているときに複数箇所で画像を取り込む画像取込み手段と、画像取込み手段により取り込んだ複数の画像を合成する画像合成手段と、画像合成手段により合成された画像から所要部位を切り出す画像抽出手段と、画像抽出手段により抽出された画像を画面表示する画像表示手段とを備えるものである。この構成によれば、監視領域を合成することで監視領域を広範囲に設定することが可能になり、しかも、必要箇所を抽出して画像表示手段に表示するから、画像表示手段に不要領域を表示することがないものである。また、ガイドレールが螺旋状に形成されているから、カメラの走行位置によって視野が上下にずれるものであるが、合成画像から必要箇所を抽出することにより視野のずれに関係なく所望の監視領域を設定することが可能になる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１に示すように、天井面のような設置面に固定されるベース（図示せず）に対して着脱自在に結合される半球状のカバー２を備える。カバー２は開口部の内周面が円板状のベースの外周面に対して着脱可能に凹凸係合する。カバー２はアクリルやポリカーボネートのような透明合成樹脂により形成されており、内周面には螺旋状のガイドレール３が連続一体に形成される。ここにおいて、ガイドレール３は、図２に示すように、開口部位よりも内部が広くなった断面略Ｃ字形の断面形状を有しており、図３に示すように、カバー２の周面の法線方向に対して開口面の交差角度がほぼ一定（図示例ではほぼ直交）に保たれる形で形成されている。
【００１２】
ガイドレール３には、図５に示すように、紐状伝動体として断面円形状のワイヤ４の一端部が挿入される。ワイヤ４としてはガイドレール３の開口部位よりも直径の大きいものが用いられ、ワイヤ４がガイドレール３の開口部位から抜けることがないようにしてある。また、ワイヤ４の一端部には復帰力作用手段としてのコイルスプリング５の一端部が結合されている。コイルスプリング５の他端部はガイドレール３内でカバー２に固着される。一方、ワイヤ４の他端部はガイドレール３から引き出されており、駆動源としてのモータ６の出力軸に取り付けた巻取りドラム７により巻き取られる。
【００１３】
ガイドレール３内におけるワイヤ４の先端部にはカメラ１が固着される。ここにおいて、図４に示すように、カメラ１はガイドレール３の開口部に挿入されるランナー８を一体に備え、このランナー８がガイドレール３の開口部分に挿入されガイドレール３の中に配置されたワイヤ４とランナー８とが一体に固着されるのである。また、カメラ１はカバー２の周壁の法線方向に光軸をほぼ一致させるように取り付けられる。さらに、カメラ１は図６に示すように、ガイドレール３の両側面に当接して転動する４個のローラ９を有しており（図４、図５参照）、これらのローラ９はカメラ１の内部に収納したばね１０によりガイドレール３の両側面に弾接するように付勢されている。このようなローラ９を設けたことによってカメラ１はガイドレール３に対して倒れることなく滑らかに走行することになる。
【００１４】
しかして、モータ６の回転によりワイヤ４を巻取りドラム７に巻き取れば、コイルスプリング５のばね力に抗してワイヤ４が引っ張られ、カメラ１はカバー２の中を上昇方向に移動することになる。また、モータ６を逆転させればワイヤ４はコイルスプリング５のばね力により引き戻され、カメラ１はカバー２の中を下降方向に移動することになる。このようにモータ６の正逆の回転によってカメラ１の位置をガイドレール３上の所望位置に位置させることが可能になる。
【００１５】
モータ６の回転は、図１に示すように、別途に設けたコントローラ１１により指示される。また、コントローラ１１とは別にカメラ１やモータ６に給電するための電源回路１２も設けられている。
上述した構成により、カメラ１をガイドレール３に沿って移動させることができ、ガイドレール３に沿ってカメラ１が移動すれば、水平面内でカメラ１の光軸の向きを変えることができるのはもちろんのこと、上下方向に対するカメラ１の光軸の向きも同時に変えることができる。つまり、１つの駆動源のみでカメラ１の光軸のパン角とチルト角とを同時に変えることができるのである。ガイドレール３の形状によって、パン角は０〜３６０度、チルト角は０〜９０度の範囲でそれぞれ変化させることが可能である。
【００１６】
以上のような構成によって、パン角とチルト角とを１つのモータ６により制御するから制御系が簡単な構成になり、また設置後に監視領域を容易に変更することができるのである。
ところで、上述のようにガイドレール３が螺旋状であるとカメラ１の視野も螺旋状に移動するものであるから、目的とする監視領域に到達するまでの時間が従来構成よりも長くなり、また所望の監視領域に視野を合わせることができない場合がある。そこで、以下のような画像処理を施すことによって、所望の監視領域をただちに監視することができるようにしてある。
【００１７】
すなわち、カメラ１をガイドレール３の全長に亙って移動させ、図７に示すように、複数箇所で画像をサンプリングするとともにデジタル信号に変換する（図７は２台のカメラ１を示しているのではなく、１台のカメラ１が矢印の向きに移動する際に、図示するカメラ１の位置でサンプリングすることを示している）。画像のサンプリングおよびデジタル信号への変換は、図８に示すように、画像取込み手段としてのＡ／Ｄ変換部１３において行なわれる。Ａ／Ｄ変換部１３から出力される画像データは画像メモリ１４に格納される。ここで、螺旋の形状と画像の取込みタイミングが決まっていれば画像のどの部分が重複するかは自明であるから、画像メモリ１４には重複部分が同じアドレスになるように画像データを格納する。ただし、実際には画像をサンプリングした位置により視差が生じるから、視差について補正した上で画像を重ねるのが望ましい。この処理は計算量が多いから、サンプリングした画像の重複部分はなるべく少なくする。このように画像メモリ１４は画像合成手段として機能する。なお、画像の歪みを許す場合には視差の補正は不要である。
【００１８】
このようにして得られた画像のイメージを図示すれば図９のようになる。ここでは、４枚の画像Ｐ１  〜Ｐ４  がそれぞれ一部の領域を重複させた形で画像メモリ１４に格納されているものとしている。次に、抽出領域指定手段１５によって監視領域を指定すると、抽出領域指定手段１５で指定された領域に対応する画像メモリ１４内の画像データが画像抽出手段１６によって読み出され、ＣＲＴないし液晶表示器のような画像表示手段１７に表示されるのである。画像抽出手段１６ではたとえば図９に一点鎖線で囲むような監視領域Ｍを抽出することが可能である。
【００１９】
なお、上述の例ではガイドレール３を螺旋状に形成しているが、カバー２の所定位置を一周するような円形状に形成してもよい。この場合、カメラ１の光軸が鉛直方向に対して所定角度をなすようにガイドレール３を形成しておくことで、監視領域を広くとることが可能である。また、紐状伝動体としてワイヤ４を例示したが、一端部にラック状の歯を設けたベルトを用い、モータ６に設けたピニオンと噛合させることによって、ベルトを進退させる構成としてもよい。その他、チェーンとスプロケットとを組み合わせて用いてもよい。
【００２０】
【発明の効果】
請求項１の発明は、監視用のカメラを設置する設置面に固定されるベースと、ベースに結合され設置面から突出する半球状のカバーと、前記カメラを走行自在に保持するようにベースに対して定位置に設けたガイドレールと、ガイドレールに沿う方向の駆動力を前記カメラに伝達する紐状伝動体と、紐状伝動体の一端部に引張力を作用させる復帰力作用手段と、紐状伝動体の他端部に復帰力作用手段による引張力よりも大きい引張力を作用させて紐状伝動体を引き寄せる状態と紐状伝動体が復帰力作用手段による引張力で移動するのを許す状態とを選択可能な駆動源とを備え、ガイドレールがカバーの周壁に沿った螺旋状であってカメラの光軸がカバーの周壁の法線方向に対して一定角度に保たれるように形成されているものであり、駆動源によって紐状伝動体を引っ張ればカメラを駆動源に近づけることができ、駆動源によって紐状伝動体を引っ張らずに復帰力作用手段による引張力を紐状伝動体に作用させればカメラを駆動源から遠ざけることができるのであって、カメラはガイドレールに沿って移動するから、ガイドレールに沿ってカメラを往復移動させることが可能になる。つまり、２軸分の駆動ユニットを用いる従来構成に比較して低コストで提供することが可能になるという利点がある。さらに、カメラをガイドレールに沿って移動させると、設置面に平行な面内ではカメラを０〜３６０度の範囲で移動させることが可能であり、また設置面に直交する方向に対するカメラの傾きを最大で０〜９０度の範囲で変化させることが可能である。また、手操作によることなく監視領域を変更することが可能であり、しかも２個の駆動ユニットを用いるものに比較して小型であって設置面からの突出量も少なく、部品点数が比較的少なく制御系が比較的簡単な構成になるという利点もある。
【００２２】
請求項２の発明のように、ガイドレールは開口部位よりも内部が広い断面形状に形成され、ガイドレール内に配設された紐状伝動体にカメラに設けたランナがガイドレールの開口部を通して固着されているものでは、紐状伝動体がガイドレールに沿って移動し、かつガイドレールからカメラが脱落するのを防止することが可能であるという利点がある。
【００２３】
請求項３の発明のように、カメラをガイドレールに沿って移動させているときに複数箇所で画像を取り込む画像取込み手段と、画像取込み手段により取り込んだ複数の画像を合成する画像合成手段と、画像合成手段により合成された画像から所要部位を切り出す画像抽出手段と、画像抽出手段により抽出された画像を画面表示する画像表示手段とを備えるものでは、監視領域を合成することで監視領域を広範囲に設定することが可能になり、しかも、必要箇所を抽出して画像表示手段に表示するから、画像表示手段に不要領域を表示することがないという利点がある。また、ガイドレールが螺旋状に形成されているから、カメラの走行位置によって視野が上下にずれるものであるが、合成画像から必要箇所を抽出することにより視野のずれに関係なく所望の監視領域を設定することが可能になるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の概略構成図である。
【図２】同上に用いるガイドレールを示す要部斜視図である。
【図３】同上に用いるカバーの断面図である。
【図４】同上に用いるカメラを示す斜視図である。
【図５】同上の要部斜視図である。
【図６】同上に用いるカメラの断面図である。
【図７】同上の画像のサンプリングの概念を示す説明図である。
【図８】同上のブロック図である。
【図９】同上のサンプリング画像と監視領域との関係の一例を示す説明図である。
【図１０】従来例を示し、（ａ）は側面図、（ｂ）は下面図である。
【図１１】他の従来例を示す断面図である。
【符号の説明】
１  カメラ
２  カバー
３  ガイドレール
４  ワイヤ
５  コイルスプリング
６  モータ
７  巻取りドラム
８  ランナー
１３  Ａ／Ｄ変換部
１４  画像メモリ
１６  画像抽出手段
１７  画像表示手段
【図１】
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【図２】
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【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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