(57)【要約】【課題】撮像システムにおいて、旋回動作中でも適切な防振動作を行う。【解決手段】撮像システム１００は、画像の振れを抑制する動作を行う防振動作部１０４〜１０６を備えた撮像装置１０１と、振れに応じた信号を出力する振れ検出手段１０７と、該振れ検出手段からの信号のうちカットオフ周波数以下の周波数成分をカットするフィルタ１１４ａと、該フィルタを通過した周波数成分に基づいて防振動作部を制御する防振制御手段１１４ｂと、撮像装置を旋回させる旋回機構１１０，１１２とを有する。防振制御手段は、旋回機構が動作する場合は、動作しない場合に対してカットオフ周波数を変更する。【選択図】図１
2008271287.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像の振れを抑制する動作を行う防振動作部を有する撮像装置と、
振れに応じた信号を出力する振れ検出手段と、
該振れ検出手段からの信号のうちカットオフ周波数以下の周波数成分をカットするフィルタと、
該フィルタを通過した周波数成分に基づいて前記防振動作部を制御する防振制御手段と、
前記撮像装置を旋回させる旋回機構とを有し、
前記防振制御手段は、前記旋回機構が動作する場合は、動作しない場合に対して前記カットオフ周波数を変更することを特徴とする撮像システム。
【請求項２】
ネットワークを介した旋回指令信号が入力されることに応じて、前記旋回機構を動作させる旋回制御手段を有し、
前記防振制御手段は、前記旋回指令信号が入力されることに応じて前記カットオフ周波数を変更することを特徴とする請求項１に記載の撮像システム。
【請求項３】
前記防振制御手段は、前記旋回機構の動作速度に応じて前記カットオフ周波数を変更することを特徴とする請求項１に記載の撮像システム。
【請求項４】
ネットワークを介して入力される旋回速度信号に応じて、前記旋回機構の動作速度を制御する旋回制御手段を有し、
前記防振制御手段は、前記旋回速度信号に応じて前記カットオフ周波数を変更することを特徴とする請求項３に記載の撮像システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、監視カメラ等の撮像装置を含む撮像システムに関し、特に画像の振れを抑制する防振機能を備えた撮像システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、監視カメラの取り付け方法としては、建物の天井や壁に直接取り付けたり、天井や壁に専用ポールを設置してそのポールに取り付けたりする方法がある。ただし、いずれの方法で取り付けられたカメラにも、建物の近くを通行する車両、建物及びその周辺に設置されたエアコンや換気扇等、及び建物に吹き付ける風により建物に生じた振動が伝わる。このため、監視カメラには、映像の振れを抑制するための防振機能を設けることが好ましい。
【０００３】
また、このような監視カメラを用いたシステムは、広範囲の監視を行うためにパン、チルト等の旋回機能を有する。特許文献１には、防振機能を有するカメラを使用し、カメラの旋回動作が可能な監視カメラシステムが開示されている。このシステムでは、旋回動作時には正確な防振動作を行えないとして、旋回動作中の防振動作を禁止する制御を行う。
【特許文献１】特開２００１−２４９３４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、特許文献１にて開示された監視カメラシステムのように、旋回動作時に防振動作を禁止してしまうと、以下のような不都合が生じる。すなわち、旋回動作によって監視カメラの前を横切る人物等の被写体にカメラを追従させる場合に、カメラに生じた振れによって映像が不鮮明となるため、監視カメラとしての性能が低下する。
【０００５】
本発明は、旋回動作中でも適切な防振動作を行うことができるようにした撮像システムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一側面としての撮像システムは、画像の振れを抑制する動作を行う防振動作部を備えた撮像装置と、振れに応じた信号を出力する振れ検出手段と、該振れ検出手段からの信号のうちカットオフ周波数以下の周波数成分をカットするフィルタと、該フィルタを通過した周波数成分に基づいて防振動作部を制御する防振制御手段と、撮像装置を旋回させる旋回機構とを有する。そして、防振制御手段は、旋回機構が動作する場合は、動作しない場合に対してカットオフ周波数を変更することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、撮像装置が旋回動作する場合と旋回動作しない場合とで、振れ検出手段からの信号に対するカットオフ周波数を変更することで、旋回動作中においても適切な防振動作を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の好ましい実施例について図面を参照しながら説明する。
【実施例１】
【０００９】
図１には、本発明の実施例１である撮像システムとしての監視カメラシステム１００の構成を示している。
【００１０】
１０１は撮像装置としてのビデオカメラ部（以下、カメラ部という）であり、１０２はカメラ部１０１をパン（水平）方向及びチルト（垂直）方向に旋回させる旋回機構を有するカメラコントロール部である。
【００１１】
まず、カメラ部１０１の構成について詳しく説明する。１０３は撮像光学系を構成するレンズユニットであり、不図示の固定レンズや、光軸方向に移動可能な変倍レンズ及びフォーカスレンズや、被写体輝度に応じて光量を調節するアイリス等を含む。
【００１２】
１０４は光軸直交方向に移動可能な補正レンズである。該補正レンズ１０４は、不図示のコイルと磁石によって構成される防振アクチュエータ１０５によって光軸直交方向に駆動され、後述する撮像素子１０８上に形成される被写体像の振れ、つまりは撮像素子１０８を用いて生成される映像（画像）の振れを抑制する。防振駆動回路１０６は、後述するマイクロコンピュータ１１４からの制御信号に応じて防振アクチュエータ１０５のコイルへの通電を行う。補正レンズ１０４、防振アクチュエータ１０５及び防振駆動回路１０６によって防振動作部が構成される。
【００１３】
１０７は振動ジャイロ等によって構成される振れ検出手段としての振れセンサであり、カメラ部１０１（又は監視カメラシステム）に生じた振れに応じた信号（例えば、角速度信号）を出力する。
【００１４】
撮像素子１０８は、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサにより構成され、撮像光学系により形成された被写体像を電気信号に変換する。
【００１５】
１０９は映像処理回路であり、撮像素子１０８からの出力信号に対して各種処理を施して映像信号を生成する。該映像信号は、監視カメラシステムの使用者が操作するパーソナルコンピュータ等の端末装置に送られ、ここでモニタに表示されたり、記録媒体に記録されたりする。
【００１６】
次に、カメラコントロール部１０２の構成について説明する。１１０はパン駆動モータであり、カメラ部１０１をパン方向に旋回駆動する。パン駆動モータ１１０は、マイクロコンピュータ１１４からの制御信号を受けたパン駆動回路１１１からの駆動信号によって動作する。
【００１７】
１１２はチルト駆動モータであり、カメラ部１０１をチルト方向に旋回駆動する。チルト駆動モータ１１２は、マイクロコンピュータ１１４からの制御信号を受けたチルト駆動回路１１３からの駆動信号によって動作する。パン駆動モータ１１０、パン駆動回路１１１、チルト駆動モータ１１２及びチルト駆動回路１１３により旋回機構が構成される。
【００１８】
マイクロコンピュータ１１４は、振れセンサ１０７からの信号のうち所定のカットオフ周波数以下の周波数成分をカットするフィルタ回路部１１４ａと、防振制御手段としての防振コントロール部１１４ｂとを含む。防振コントロール部１１４ｂは、フィルタ回路部１１４ａを通過した周波数成分に基づいて振れ量（方向を含む）を示す振れ情報を生成し、該振れ情報に基づいて防振駆動回路１０６を通じて防振アクチュエータ１０５（つまりは補正レンズ１０４）を制御する。
【００１９】
ここで、図２には、フィルタ回路部１１４ａ及び防振コントロール部１１４ｂの具体的な構成例を示す。
【００２０】
振れセンサ１０７からの信号（ここでは、角速度信号とする）は、フィルタ回路部１１４ａの一部を構成するハイパスフィルタ（ＨＰＦ）２０２に入力される。ＨＰＦ２０２は、入力された角速度信号のうち、該監視カメラシステムが設置される建物等の振動に起因する振れの最低周波数（例えば、０．１Ｈｚ）以下の周波数成分をカットするフィルタである。ここに例示した０．１Ｈｚ等の周波数は、カットオフ周波数と呼ばれる。
【００２１】
２０３はフィルタ回路部１１４ａの一部を構成する可変フィルタ（Ｖフィルタ）である。該可変フィルタ２０３は、後述するフィルタ帯域変更回路２０７からのフィルタ帯域変更信号に応じて、ＨＰＦ２０２からの周波数成分のうち通過させる周波数成分の領域（フィルタ帯域）を変更する。ここで、可変フィルタ２０３においてフィルタ帯域が変更されることは、結果的にＨＰＦ２０２でのカットオフ周波数が変更されることと等価である。
【００２２】
２０４は防振コントロール部１１４ｂの一部を構成する積分回路であり、可変フィルタ２０３を通過した周波数成分（角速度信号）に対して積分処理を行い、振れ情報としての角変位信号を生成する。
【００２３】
２０６は防振コントロール部１１４ｂの一部を構成する制御信号生成回路である。制御信号生成回路２０６は、積分回路２０４からの角変位信号に基づいて、補正レンズ１０４をカメラ部１０１の振れによる像変位を打ち消す方向に駆動するために防振駆動回路１０６に出力される制御信号を生成する。
【００２４】
また、旋回制御手段としてのパン・チルト制御部１１４ｃは、マイクロコンピュータ１１４内に設けられている。パン・チルト制御部１１４ｃは、上記端末装置からのパン・チルト操作信号に応じて又は監視用コンピュータプログラムに従って、パン駆動回路１１１及びチルト駆動回路１１３（つまりは旋回機構）に対して旋回制御信号を出力する。この旋回制御信号には、旋回機構の動作方向や動作速度に関する情報が含まれている。パン駆動回路１１１及びチルト駆動回路１１３は、該旋回制御信号に含まれる旋回動作方向や旋回動作速度に関する情報に基づいて、パン駆動モータ１１０及びチルト駆動モータ１１２を制御する。
【００２５】
また、防振コントロール部１１４ｂには、フィルタ帯域変更回路２０７も含まれる。フィルタ帯域変更回路２０７は、パン・チルト制御部１１４ｃからパン駆動回路１１１及びチルト駆動回路１１３のうち少なくとも一方に対して旋回制御信号が入力されることに応じて可変フィルタ２０３に対してフィルタ帯域変更信号を出力する。
【００２６】
また、フィルタ帯域変更回路２０７は、旋回機構が既に旋回動作中である場合にも、可変フィルタ２０３に対してフィルタ帯域変更信号を出力する。これにより、旋回機構が旋回動作する場合に、動作しない場合に対してフィルタ回路部１１４ａ（ＨＰＦ２０２及び可変フィルタ２０３）でのカットオフ周波数が変更される。旋回動作する場合とは、旋回制御信号に応じてこれから旋回動作を開始する場合と旋回動作中である場合の両方を含む。
【００２７】
次に、旋回動作する場合と旋回動作しない場合でのカットオフ周波数の変更について、図３を用いて説明する。図３には、ＨＰＦ２０２及び可変フィルタ２０３により構成されるフィルタ回路部１１４ａの周波数特性を示している。横軸は周波数を、縦軸は利得を示している。
【００２８】
図３中の実線は、旋回動作しない場合におけるフィルタ回路部１１４ａの周波数特性を示す。旋回動作しない場合は、フィルタ回路部１１４ａは、カットオフ周波数がｆｃ１のハイパスフィルタとして動作する。
【００２９】
また、点線は、旋回動作する場合（旋回動作時）においてフィルタ帯域変更回路２０７からフィルタ帯域変更信号が可変フィルタ２０３に出力されたときのフィルタ回路部１１４ａの周波数特性を示す。旋回動作時では、フィルタ回路部１１４ａは、旋回動作しない場合におけるカットオフ周波数ｆｃ１よりも高いカットオフ周波数ｆｃ２を有するハイパスフィルタとして動作する。
【００３０】
旋回動作時においてカットオフ周波数を高くしないと、旋回開始時に振れセンサ１０７により検出される角速度の急激な増加に応じて、補正レンズ１０４がその駆動端方向に大きく駆動される。一方、旋回終了時には振れセンサ１０７により検出される角速度信号の急激な減少に応じて、補正レンズ１０４が急激に中心位置に戻される。このような補正レンズ１０４の望ましくない動きを防ぐために、旋回動作時には、旋回動作しない場合よりもカットオフ周波数を高くして、特に旋回開始時や旋回終了時における動きに対する振れ検出特性を鈍感にしている。
【００３１】
しかも、旋回動作時においては、振れセンサ１０７からの信号のうち高めに設定されたカットオフ周波数を超える周波数成分はフィルタ回路部１１４ａを通過するので、旋回動作中に防振動作を行うことが可能となる。
【００３２】
また、図示はしていないが、フィルタ帯域変更回路２０７は、旋回動作速度に応じて、フィルタ回路部１１４ａのカットオフ周波数をリニアに変化させる。これにより、旋回動作速度にかかわらず、スムーズな防振動作が可能となる。
【００３３】
次に、図４のフローチャートを用いて、防振コントロール部１１４ｂで行われる旋回動作する場合と旋回動作しない場合でのカットオフ周波数の変更処理について説明する。
【００３４】
ステップ（図では、Ｓと略記する）４０１で、防振コントロール部１１４ｂは処理を開始する。
【００３５】
次にステップ４０２では、防振コントロール部１１４ｂは、カメラ部１０１での防振（像振れ補正）動作の開始命令が入力されているか否かを判定する。カメラ部１０１に防振動作を行わせるか否かは、上記端末装置を通じて使用者が任意に選択することができ、防振動作を行わせる場合は、上記開始命令が防振コントロール部１１４ｂに入力される。防振動作の開始命令が入力されている場合は、ステップ４０３に進む。
【００３６】
ステップ４０３では、防振コントロール部１１４ｂは、パン・チルト制御部１１４ｃからパン駆動回路１１１及びチルト駆動回路１１３のうち少なくとも一方に対して旋回制御信号が出力されているか否かを判定する。また、このとき、旋回機構が旋回動作中であるか否かも判定する。
【００３７】
旋回制御信号が出力されておらず、旋回動作中でもない場合は、ステップ４０６に進み、図３に実線で示したカットオフ周波数ｆｃ１での防振動作制御ルーチンへと移行する。また、旋回制御信号が出力されている場合又は旋回動作中である場合は、ステップ４０４に進む。
【００３８】
ステップ４０４では、防振コントロール部１１４ｂは、パン・チルト制御部１１４ｃから出力された旋回制御信号に含まれる旋回動作速度の情報を取得する。既に旋回動作中である場合は、不図示の速度検出器によって旋回動作速度を検出してもよい。
【００３９】
そして、ステップ４０５では、防振コントロール部１１４ｂは、該旋回動作速度に応じてフィルタ回路部１１４ａのカットオフ周波数を設定する。このとき設定されるカットオフ周波数は、少なくとも旋回動作しない場合のカットオフ周波数ｆｃ１よりも高い周波数（例えば、ｆｃ２以上の周波数）に設定される。なお、防振コントロール部１１４ｂは、ヨー方向における旋回動作速度に応じてヨー方向でのカットオフ周波数を設定し、チルト方向における旋回動作速度に応じてピッチ方向でのカットオフ周波数を設定する。
【００４０】
次に、ステップ４０５に進み、防振コントロール部１１４ｂは、旋回動作しない場合のカットオフ周波数よりも高いカットオフ周波数での防振動作制御を開始させる。
【００４１】
以上説明したように、本実施例では、旋回動作する場合と旋回動作しない場合とでフィルタ回路部１１４ａでのカットオフ周波数を変更する。さらに、旋回動作速度に応じて、カットオフ周波数を変更する。これにより、旋回動作中でも適切な防振動作を行うことができる。
【実施例２】
【００４２】
図５には、本発明の実施例２である撮像システムとしての監視カメラシステム１００′の構成を示している。本実施例において、１０１は実施例１と同じ構成を有するカメラ部である。５０２は実施例１と異なる構成要素を含むカメラコントロール部である。カメラ部１０１及びカメラコントロール部５０２において実施例１と共通する構成要素には実施例１と同じ符号を付して説明を省略する。
【００４３】
カメラコントロール部５０２には、ネットワークＮと接続可能な通信インターフェース（Ｉ／Ｆ）５１５が設けられている。マイクロコンピュータ１１４は、該通信Ｉ／Ｆ５１５を介して、ネットワークＮに接続されたパーソナルコーピュータ（ＰＣ）５１６との通信が可能である。
【００４４】
ネットワークＮには、インターネットやＬＡＮ等が含まれ、通信Ｉ／Ｆ５１５は、有線及び無線でネットワークＮとの接続が可能である。
【００４５】
このように監視カメラシステムがＰＣ５１６とネットワーク接続されているため、ＰＣ５１６上での操作を通じて監視カメラシステムの様々な機能や動作をコントロールすることができる。例えば、カメラ部１０１の撮像開始・停止、ズーム動作及びフォーカス動作をコントロールすることができる。
【００４６】
また、旋回制御手段であるパン・チルト制御部（図１及び図２中の１１４ｃ）を含むマイクロコンピュータ１１４は、ＰＣ５１６からネットワークＮを介して入力された旋回指令信号に応じて、カメラコントロール部５０２の旋回機構を旋回動作させる。旋回指令信号には、旋回動作方向及び旋回動作速度の情報（旋回速度信号）も含まれているので、該情報に応じた速度で該情報に応じた方向に旋回機構を旋回動作させる。
【００４７】
さらに、防振制御手段である防振コントロール部（図１及び図２中の１１４ｂ）を含むマイクロコンピュータ１１４は、旋回指令信号が入力されることに応じて、フィルタ回路部（図１及び図２中の１１４ａ）のカットオフ周波数を変更する。また、防振コントロール部は、旋回指令信号に含まれる旋回動作速度の情報に応じて、フィルタ回路部のカットオフ周波数をリニアに変化させる。
【００４８】
旋回指令信号が未入力の状態（旋回動作しない場合）でのカットオフ周波数と旋回指令信号が入力された状態（旋回動作する場合）でのカットオフ周波数はそれぞれ、実施例１と同様に、例えば図３に示す周波数ｆｃ１と、ｆｃ２以上の周波数である。なお、旋回動作する場合とは、旋回制御信号に応じてこれから旋回動作を開始する場合と旋回動作中である場合の両方を含む。
【００４９】
次に、図６のフローチャートを用いて、マイクロコンピュータ１１４（防振コントロール部）で行われる旋回動作する場合と旋回動作しない場合でのカットオフ周波数の変更処理について説明する。
【００５０】
ステップ６０１で、防振コントロール部は処理を開始する。
【００５１】
次にステップ６０２では、防振コントロール部は、ネットワークＮ上（ＰＣ５１６）からの旋回指令信号や防振開始指令信号等の制御情報を取得する。
【００５２】
ステップ６０３では、防振開始指令信号を受信したか否かを判定する。防振開始指令信号を受信した（ＯＮ）場合は、ステップ６０４に進む。
【００５３】
ステップ６０４では、防振コントロール部は、旋回指令信号を受信したか否かを判定する。このとき、旋回動作中であるか否かも判定する。旋回指令信号を受信した場合又は旋回動作中である場合は、ステップ６０５に進む。
【００５４】
旋回指令信号を受信せず、かつ旋回動作中でもない場合は、ステップ６０７に進む。この場合は、図３に実線で示したカットオフ周波数ｆｃ１での防振動作制御ルーチンへと移行する。
【００５５】
ステップ６０５では、防振コントロール部は、旋回指令信号に含まれる旋回動作速度の情報を取得する。既に旋回動作中である場合は、不図示の速度検出器によって旋回動作速度を検出してもよい。
【００５６】
そして、ステップ６０６では、防振コントロール部は、旋回動作速度に応じてフィルタ回路部のカットオフ周波数を設定する。このとき設定されるカットオフ周波数は、実施例１と同様に、少なくとも旋回動作しない場合でのカットオフ周波数ｆｃ１よりも高い周波数（例えば、ｆｃ２以上の周波数）に設定される。なお、防振コントロール部は、ヨー方向における旋回動作速度に応じてヨー方向でのカットオフ周波数を設定し、チルト方向における旋回動作速度に応じてピッチ方向でのカットオフ周波数を設定する。
【００５７】
次に、ステップ６０７に進み、防振コントロール部は、旋回動作しない場合でのカットオフ周波数よりも高いカットオフ周波数での防振動作制御を開始させる。
【００５８】
以上説明したように、本実施例では、ネットワークからの指令信号に応じて旋回動作する場合と旋回動作しない場合とでフィルタ回路部１１４ａでのカットオフ周波数を変更する。さらに、旋回動作速度（旋回速度信号）に応じて、カットオフ周波数を変更する。これにより、旋回動作中でも適切な防振動作を行うことができる。
【００５９】
以上説明した各実施例は代表的な例にすぎず、本発明の実施に際しては、各実施例に対して種々の変形や変更が可能である。
【００６０】
例えば、上記各実施例では、補正レンズを移動させて画像の振れを抑制する場合について説明したが、撮像素子（防振動作部）を移動させることで画像の振れを抑制するようにしてもよい。
【００６１】
また、上記各実施例では、補正レンズの望ましくない動きを防止する目的で、旋回動作する場合に旋回動作しない場合に対してフィルタ回路部のカットオフ周波数を高くする場合について説明した。しかし、他の目的で、逆に低くすることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の実施例１である監視カメラシステムの構成を示すブロック図。
【図２】実施例１のマイクロコンピュータ内の構成を示すブロック図。
【図３】実施例１及び実施例２におけるフィルタ特性を説明する図。
【図４】実施例１での処理を説明するフローチャート。
【図５】実施例２の監視カメラシステムの構成を示すブロック図。
【図６】実施例２での処理を説明するフローチャート。
【符号の説明】
【００６３】
１００，１００′  監視カメラシステム
１０１  カメラ部
１０２，５０２  カメラコントロール部
１０４  補正レンズ
１０７  振れセンサ
１０８  撮像素子
１１０  パン方向駆動モータ
１１２  チルト方向駆動モータ
１１４  マイクロコンピュータ
５１５  通信Ｉ／Ｆ
５１６  パーソナルコンピュータ
Ｎ  ネットワーク
【図３】
2008271287.tif 000003
【図１】
2008271287.tif 000004
【図２】
2008271287.tif 000005
【図４】
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【図５】
2008271287.tif 000007
【図６】
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