(57)【要約】【課題】透明カバーを設け、かつ広範囲の領域を撮影可能としつつ、歪みのない撮影画像を取得可能な撮像装置、撮像システム、及びプログラムを提供する。【解決手段】光学パワーが不均一となる部分に起因して、元々隣接していた被写体に係る光学像が若干ずれてＣＣＤの結像面に結像される。このとき、撮影画像は、光学パワーが均一な部分を透過した被写体からの光に対応する非シフト領域ＧＳに対して、光学パワーが不均一な部分を透過した被写体からの光に対応するシフト領域ＳＡが、シフト量Ｌだけシフトした画像となる。そこで、パン及びチルト角度と、境界ラインＳＬ１，ＳＬ２の位置及びシフト量Ｌとを関連付けたシフトデータ、及び検出される現在のパン及びチルト角度に基づいて、シフト領域ＳＡを非シフト領域ＧＳに対してシフト量Ｌだけ逆にシフトさせることにより、撮影画像の歪みを補正する。【選択図】        図１０
2004320526.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像装置であって、
被写体の光学像に基づいて画像を取得する撮像手段と、
前記撮像手段の前方を覆って配置され、前記被写体からの光を透過させて前記撮像手段に与えるカバーと、
前記撮像手段に対して前記カバーが有する光学パワーの不均一性に起因して前記画像に生じる歪みを補正する歪み補正手段と、
を備えることを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
請求項１に記載の撮像装置であって、
前記カバーに対する前記撮像手段の相対角度が可変とされており、
前記歪み補正手段が、
前記相対角度による前記歪みの相違を反映した画像補正用データを記憶する記憶手段と、
前記相対角度の現在値を検出する検出手段と、
前記撮像手段によって前記画像を得た際の前記相対角度の検出値を前記画像補正用データに適用して前記画像における前記歪みを補正する手段と、
を備えることを特徴とする撮像装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の撮像装置であって、
所定の軸まわりに前記撮像手段を回動させる駆動手段、
をさらに備え、
前記駆動手段による前記撮像手段の回動によって、前記所定の軸まわりにおける前記撮像手段の撮影可能な角度範囲が略１８０度以上とされていることを特徴とする撮像装置。
【請求項４】
撮像システムであって、
（ａ）  撮像装置と、
（ｂ）  前記撮像装置によって得られた画像の処理を行う画像処理装置と、
を備え、
前記撮像装置が、
（ａ−１）  被写体の光学像に基づいて画像を取得する撮像手段と、
（ａ−２）  前記撮像手段の前方を覆って配置され、前記被写体からの光を透過させて前記撮像手段に与えるカバーと、
を有するとともに、
前記画像処理装置が、
（ｂ−１）  前記撮像手段に対して前記カバーが有する光学パワーの不均一性に起因して前記画像に生じる歪みを補正する歪み補正手段、
を備えることを特徴とする撮像システム。
【請求項５】
コンピュータによって実行されることにより、前記コンピュータを、
被写体からの光を透光性のカバーを介して撮像手段に与えることによって得た画像について、前記撮像手段に対して前記カバーが有する光学パワーの不均一性に起因して前記画像に生じた歪みを補正する手段、
として機能させるプログラム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、透明カバーを有する撮像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
監視カメラは、塵や埃や雨水の影響を受けやすい屋外等、種々の場所に設置される。このような監視カメラでは、レンズや精密機器等に塵や水分等が直接付着しないように、透明カバーが設けられるのが一般的である。さらに、広範囲の領域を撮影可能とすべく、パンやチルト等、撮影方向を変更可能とするいわゆる首振り機構を備えたものが存在する（例えば、非特許文献１、２）。
【０００３】
このように、透明カバーを有するとともに首振り機構を備えた監視カメラでは、撮影画像に歪みが生じないように、パンやチルト等の回動をさせた際に撮像部に対する透明カバーのレンズ性能が一定（光学パワーが均一）となるように、透明カバーの形状を球面状とすることが好ましい。
【０００４】
このような技術に関する先行技術文献としては、以下のようなものがある。
【０００５】
【非特許文献１】
”リモートムービングＣＣＤカメラ「ラウンドビュー」（ＭＣ−２０００）カタログ”、株式会社キーエンス、２００１年６月
【非特許文献２】
”ネットワークカメラ”、［ｏｎｌｉｎｅ］、松下電器産業株式会社、［平成１５年３月６日検索］、インターネット＜ＵＲＬ：ｈｔｔｐ：／／ｐａｎａｓｏｎｉｃ．ｂｉｚ／ｎｅｔｓｙｓ／ｎｅｔｗｋｃａｍ／ｉｎｄｅｘ．ｈｔｍｌ＞
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、非特許文献１に記載される監視カメラでは、透明カバーの形状が放物面状であるため、撮像部に対する透明カバーの光学パワーが均一ではなく、撮影画像に歪みが出やすい。
【０００７】
これに対して、非特許文献２に記載される監視カメラのように、撮像部に対する透明カバーの光学パワーが均一となるように透明カバーの形状を球面状とすることが好ましい。
【０００８】
しかし、透明カバーは、一般的にアクリル樹脂等で構成され、成形の関係上、いわゆる「成形抜き勾配」が必要となる。よって、パンやチルトの回動方向等、所定の方向についての中心角の孤度が１８０度以上となるような球面状の透明カバーは成形することができない。つまり、パンやチルトの回動方向について、１８０度以上には撮像部に対する透明カバーの光学パワーを均一とすることはできない。
【０００９】
したがって、仮に、さらに広範囲の領域を撮影可能とすべく、撮像部によって撮影可能な被写体の範囲がパンやチルト等の回動方向について１８０度以上となるように、パンやチルト等の回動可能角度が大きな首振り機構を設けると、撮像部に対する透明カバーの光学パワーが均一な部分と不均一な部分との境界線で撮影画像に歪みが生じてしまう。
【００１０】
それ故、非特許文献２に記載される監視カメラでは、透明カバーの光学パワーが撮像部に対して不均一なことに起因して撮影画像に歪みが生じないように、首振り角度が制限されている。つまり、撮影画像に歪みが生じないようにするために、撮像部による撮影可能な範囲が限定される。
【００１１】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、透明カバーを設け、かつ広範囲の領域を撮影可能としつつ、歪みのない撮影画像を取得可能な撮像装置、撮像システム、及びプログラムを提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、請求項１の発明は、撮像装置であって、被写体の光学像に基づいて画像を取得する撮像手段と、前記撮像手段の前方を覆って配置され、前記被写体からの光を透過させて前記撮像手段に与えるカバーと、前記撮像手段に対して前記カバーが有する光学パワーの不均一性に起因して前記画像に生じる歪みを補正する歪み補正手段とを備えることを特徴とする。
【００１３】
また、請求項２の発明は、請求項１に記載の撮像装置であって、前記カバーに対する前記撮像手段の相対角度が可変とされており、前記歪み補正手段が、前記相対角度による前記歪みの相違を反映した画像補正用データを記憶する記憶手段と、前記相対角度の現在値を検出する検出手段と、前記撮像手段によって前記画像を得た際の前記相対角度の検出値を前記画像補正用データに適用して前記画像における前記歪みを補正する手段とを備えることを特徴とする。
【００１４】
また、請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載の撮像装置であって、所定の軸まわりに前記撮像手段を回動させる駆動手段をさらに備え、前記駆動手段による前記撮像手段の回動によって、前記所定の軸まわりにおける前記撮像手段の撮影可能な角度範囲が略１８０度以上とされていることを特徴とする。
【００１５】
また、請求項４の発明は、撮像システムであって、（ａ）撮像装置と、（ｂ）前記撮像装置によって得られた画像の処理を行う画像処理装置とを備え、前記撮像装置が、（ａ−１）被写体の光学像に基づいて画像を取得する撮像手段と、（ａ−２）前記撮像手段の前方を覆って配置され、前記被写体からの光を透過させて前記撮像手段に与えるカバーとを有するとともに、前記画像処理装置が、（ｂ−１）前記撮像手段に対して前記カバーが有する光学パワーの不均一性に起因して前記画像に生じる歪みを補正する歪み補正手段を備えることを特徴とする。
【００１６】
また、請求項５の発明は、コンピュータによって実行されることにより、前記コンピュータを、被写体からの光を透光性のカバーを介して撮像手段に与えることによって得た画像について、前記撮像手段に対して前記カバーが有する光学パワーの不均一性に起因して前記画像に生じた歪みを補正する手段として機能させるプログラムである。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１８】
＜１．第１実施形態＞
＜監視カメラシステムの全体概要＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る撮像システム（ここでは、監視カメラシステム）１の構成を示す概念図である。監視カメラシステム１は、主に遠隔操作により制御可能な撮像装置（ここでは、監視カメラ）２と、監視カメラ２を遠隔操作するとともに、監視カメラ２から送信される画像データを受信してディスプレイ３ｂ上への画像表示及び記録等を行うホストコンピュータ（以下、「ホスト」と略称する）３とを備えて構成される。
【００１９】
監視カメラ２は、撮影対象物の動きや大きさの変化に対応するために、パンニング（以下、「パン」と略称する）、チルティング（以下、「チルト」と略称する）、及びズーミング（以下、「ズーム」と略称する）等の各種動作機能を有している。それらの動作機能の制御は、監視カメラ２内に格納されるソフトウェア（制御プログラム）の実行、及びホスト３による遠隔操作によって実行される。
【００２０】
ホスト３は、例えば、一般的なパーソナルコンピュータ等と同様な構成であり、ＣＰＵ等を内蔵する制御部３ａと、画像を表示するためのディスプレイ３ｂと、各種入力コマンドを受け付けるキーボード３ｃ及びマウス３ｄからなる操作部３ｃｄとを備えている。
【００２１】
制御部３ａは、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、及びハードディスク等を備えて構成され、ハードディスクには監視カメラ２の遠隔操作を実現するためのソフトウェア（制御プログラム）が格納されている。そして、ハードディスク内等に格納されるソフトウェアがＣＰＵに読み込まれることで、ホスト３の各部を統括制御する機能を実現するとともに、監視カメラ２の遠隔操作を実行するための機能を実現する。
【００２２】
また、制御部３ａと監視カメラ２とは、各種データが送受信可能なように接続されており、制御部３ａは、監視カメラ２で取得される画像データを受信すること、及び監視カメラ２の遠隔操作に関する各種制御信号を送信することができる。なお、以下では、制御部３ａと監視カメラ２との間をデータ送受信可能に接続する方法が有線によるものとして説明するが、無線等のいずれの方法であっても良い。
【００２３】
また、制御部３ａは、監視カメラ２から送信されてくる画像データを受信して、ハードディスク内に記憶するとともに、画像データに基づく画像をディスプレイ３ｂ上に表示させるように制御することができる。さらに、制御部３ａは、記憶媒体ＣＤを着脱可能な装着部３ａｄを備えており、記憶媒体ＣＤが装着部３ａｄに装着された状態で、記憶媒体ＣＤ内に記憶されるソフトウェアをＣＰＵやハードディスクに取り込んだり、逆に、画像データ等の各種データを記憶媒体ＣＤに記憶させるように制御することもできる。
【００２４】
操作部３ｃｄは、キーボード３ｃやマウス３ｄの各種操作に基づいて制御部３ａに信号を送信することで、制御部３ａの制御を介して、監視カメラ２を遠隔操作することができる。
【００２５】
＜監視カメラの概要＞
図２から図４は、監視カメラ２の外観を例示する模式図であり、図２、図３及び図４が、それぞれ正面図、側面図、及び上面図に対応する。なお、図２から図４では、方位関係を明確にするために、Ｘ，Ｙ，Ｚの直交座標を付している。また、撮影方向を示す光軸ＣＬを併せて示している。この監視カメラ２は、＋Ｙ方向の面（背面）を壁面等に対して固設して用いられるのが一般的である。
【００２６】
図２から図４に示すように、監視カメラ２は、主に、ハウジング２０と、撮像部４０と、撮像部４０を覆うようにハウジング２０に取り付けられた透明カバー２０ａとを備えて構成される。
【００２７】
ハウジング２０は、監視カメラ２の各部を統括制御するメインＣＰＵ（後述）６０等を備えて構成される電子回路等を格納している。ハウジング２０内部に格納される機能構成については後程詳述する。
【００２８】
撮像部４０は、ズーム動作機能を実現するズームレンズ４１を含む撮像機能部ＣＭを備えるとともに、パン、及びチルト等の動作機能を実現するためのパン機構ＰＳ、及びチルト機構ＴＳを含む首振り機構ＳＳを備えている。つまり、ここでは、首振り機能ＳＳにより、撮像部４０の前面に設けられる透明カバー２０ａに対して、撮像機能部ＣＭの相対角度が可変とされている。
【００２９】
ここで、パン機構ＰＳ、及びチルト機構ＴＳについて簡単に説明するが、図２は、パン機構ＰＳ、及びチルト機構ＴＳについて、説明を分かり易くするために一部断面図の態様で表されている。なお、図２では、ズームレンズ４１が正面（−Ｙ方向）を向いた状態（以下、「基本姿勢状態」と称する）を示しており、以下では、基本姿勢状態を基準とした構成について説明し、併せて、パン及びチルト動作について説明する。
【００３０】
図２に示すように、パン機構ＰＳは、モータＭ１、モータＭ１のモータ軸ＭＰ１、矩形状のフレーム部ＰＦ、及びハウジング２０に固設された固定部ＦＳとを備えており、チルト機構ＴＳは、モータＭ２、モータＭ２のモータ軸ＭＰ２、及び軸ＴＰとを備えている。
【００３１】
モータＭ１及びモータＭ２は、例えば、ステッピングモータ等で構成され、後述するサブコントロール部５０からの制御パルスに基づいて、モータ軸ＭＰ１，ＭＰ２を回動させることができる。
【００３２】
モータＭ２のモータ軸ＭＰ２は−Ｘ方向から撮像機能部ＣＭに固設され、撮像機能部ＣＭの＋Ｘ方向にモータ軸ＭＰ２と同一の軸中心を有する軸ＴＰが固設されている。また、モータ軸ＭＰ２及び軸ＴＰがフレーム部ＰＦに設けられた円筒状の穴に回動自在に填め込まれ、さらに、モータＭ２は、モータ軸ＭＰ２と接触しない部材（図示省略）によってフレーム部ＰＦに対して固定されている。
【００３３】
また、モータＭ１のモータ軸ＭＰ１は、＋Ｚ方向からフレーム部ＰＦに固設され、モータ軸ＭＰ１の中央部付近が、固定部ＦＳに設けられた円筒状の穴に回動自在に填め込まれている。さらに、モータＭ１がハウジング２０に固設されている。
【００３４】
そして、モータＭ１がモータ軸ＭＰ１を回動させることで、フレーム部ＰＦに対して回動自在に填め込まれたチルト機構ＴＳとともに撮像機能部ＣＭを回動させ、撮影方向をＸＹ平面内で自在に変化させるパン動作を実現する。一方、モータＭ２がモータ軸ＭＰ２を回動させることで、フレーム部ＰＦに対して撮像機能部ＣＭを回動させ、撮影方向をＹＺ平面内で自在に変化させるチルト動作を実現する。さらに、モータＭ１，Ｍ２によってモータ軸ＭＰ１，ＭＰ２の双方を回動させることによって、撮影方向を３次元空間内で自在に変化させることができる。
【００３５】
なお、ここでは、撮像機能部ＣＭがモータ軸ＭＰ１の中心軸（以下、「パン中心軸」と称する）を中心としてパン動作を行い、モータ軸ＭＰ２の中心軸（以下、「チルト中心軸」と称する）を中心としてチルト動作を行う。つまり、首振り機構ＳＳが、所定のパン中心軸及びチルト中心軸まわりに撮像機能部ＣＭを回動させる。また、パン中心軸とチルト中心軸とが交点（以下、「パン・チルト中心点」と称する）を有する。
【００３６】
基本姿勢状態を基準としたパン及びチルトの回動角度は、後述するサブコントロール部５０からのパン動作のための制御パルスの数（以下、「パン制御パルス数」と称する）及びチルト動作のための制御パルスの数（以下、「チルト制御パルス数」と称する）を管理することによって検出することができる。
【００３７】
また、モータ軸ＭＰ１と固定部ＦＳとが接する部分にパン回動端部検出スイッチＳＷｐが設けられ、モータ軸ＭＰ２とフレーム部ＰＦとが接する部分にチルト回動端部検出スイッチＳＷｔが設けられる。
【００３８】
パン回動端部検出スイッチＳＷｐは、パン動作可能な範囲の端までモータ軸ＭＰ１が回動した際に、モータ軸ＭＰ１に設けられた突起部と固定部ＦＳに設けられた突起部とが接触して、メインＣＰＵ６０に対し、パン動作可能な範囲の端まで回動した旨を示す信号を出力するように構成される。同様に、チルト回動端部検出スイッチＳＷｔは、チルト動作可能な範囲の端までモータ軸ＭＰ２が回動した際に、モータ軸ＭＰ２に設けられた突起部とフレーム部ＰＦに設けられた突起部とが接触して、メインＣＰＵ６０に対し、チルト動作可能な範囲の端まで回動した旨を示す信号を出力するように構成される。
【００３９】
透明カバー２０ａは、撮像部４０を塵や埃や雨水等から保護するために撮像機能部ＣＭを含む撮像部４０の前方を覆って配置されるものであり、例えば、アクリル樹脂等のように無色透明な材質等で構成される。つまり、透明カバー２０ａは、被写体からの光を透過させる透光性のものとなっており、透明カバー２０ａを透過した被写体からの光は撮像機能部ＣＭのズームレンズ４１に与えられる。そして、この透明カバー２０ａは、撮像部４０の光学特性に影響を与えないように、表面において傷や乱反射等が発生しないような、いわゆる光学部品等と同様な取り扱いがなされている。
【００４０】
透明カバー２０ａの形状については、図２から図４に示すように、略半球面状の形状を有する部分（以下、「略半球面状部分」と称する）２０ａｂと略半円筒状の形状を有する部分（以下、「半円筒部分」と称する）２０ａｔとが組合わさった形状を有する。
【００４１】
ここで、略半球面状部分２０ａｂに着目すると、透明カバー２０ａは、アクリル樹脂等で構成されるため、成形の関係上、いわゆる「成形抜き勾配」を有している。
【００４２】
一般に、半球面状に近い形状の透明カバーを成形する際には、数度程度の成形抜き勾配が必要とされるため、略半球面状部分２０ａｂは、球面状の形状を有する部分（以下、「球面状部分」と称する）と、成形抜き勾配である円錐面状の形状を有する部分（以下、「円錐面状部分」と称する）とから構成される。つまり、パンやチルトの回動方向に対して約１７０数度程度しか撮像機能部ＣＭに対する透明カバー２０ａのレンズ特性（光学パワー）を均一にできない。
【００４３】
よって、透明カバー２０ａでは、撮像機能部ＣＭに対する光学パワーが均一な球面状部分と、光学パワーが不均一な円錐面状部分とが存在するため、パンやチルトの回動角度によって撮影画像に歪みが生じる。この撮像画像に生じる歪みは、後述するメインコントロール部６内の画像演算部６３において補正される。なお、透明カバー２０ａにおける成形抜き勾配、及び成形抜き勾配によって生じる撮影画像の歪みの補正等については後程詳述する。
【００４４】
さらに、図４に示すように、ハウジング２０の上面（＋Ｚ方向の面）には通信用端子２５等が設けられている。通信用端子２５は、ホスト３との間を有線のＬＡＮケーブル等でデータ送受信可能に接続するためのものである。
【００４５】
＜監視カメラの機能構成＞
図５は、監視カメラ２を主とした監視カメラシステム１の機能構成を示すブロック図である。図中の細線矢印は制御信号や音声信号等の電気信号の流れを示し、太線矢印は画像信号（画像データ）の流れを示している。
【００４６】
図５に示すように、監視カメラ２は、主に、撮像部４０と、撮像部４０のパン・チルト・ズーム動作機能の制御を行うサブコントロール部５０と、監視カメラ２の全体を制御するメインコントロール部６とを備えて構成される。
【００４７】
撮像部４０において、監視したい被写体に係るシーンの光学像がズームレンズ４１を通してＣＣＤ４２の撮像面に結像され、ＣＣＤ４２において電荷に変換されて電荷が蓄積される。そして、ＣＣＤ４２が、蓄積された電荷を電荷信号（画像信号）として出力する。また、ＣＣＤ４２は、電子シャッター機能を有し、この機能によって電荷蓄積時間（露光時間）を制御する。
【００４８】
タイミングジェネレーター（ＴＧ）４４は、メインＣＰＵ６０の制御下で、ＣＣＤ４２及び後述するアナログフロントエンド（ＡＦＥ）４３に対する制御信号を発生させて、それぞれの制御を行うものである。例えば、ＴＧ４４は、ＣＣＤ４２の電子シャッター機能を制御して、電荷蓄積時間を制御する。
【００４９】
ＣＣＤ４２から出力される画像信号は、ＣＤＳ（相関２重サンプリング器）とアナログ増幅部（ＡＧＣ）とＡ／Ｄ変換器（ＡＤＣ）とを備えるアナログフロントエンド（ＡＦＥ）４３において、デジタル信号（デジタル画像データ）に変換されて、メインコントロール部６内のメインＣＰＵ６０に伝送される。なお、ＡＦＥ４３では、ＣＣＤ４２から出力されるアナログ画像信号が、ＴＧ４４からのサンプリング信号に基づいてＣＤＳでサンプリングされ、ＡＧＣで所望の増幅が行われ、ＡＤＣでデジタル画像信号（撮影画像）に変換される。
【００５０】
撮像部４０における撮像機能部ＣＭのパン動作及びチルト動作は、上述したようなパン機構ＰＳ及びチルト機構ＴＳによってそれぞれモータＭ１，Ｍ２の駆動により実現される。また、ズームレンズ４１のズーム動作はインパクトアクチュエーター（ＩＭＰ）４６によって行われる。ズーム動作におけるレンズ駆動は複数段階に行われるため、レンズの位置を検出するセンサとしてフォトリフレクタ（ＰＲ）４５を用いている。
【００５１】
また、撮像機能部ＣＭは、ズームレンズ４１、ＣＣＤ４２、ＡＦＥ４３、ＴＧ４４、ＰＲ４５、及びＩＭＰ４６を備えて構成され、被写体の光学像に基づいて撮影画像を取得する手段として機能する。換言すれば、撮像機能部ＣＭは、被写体からの光を透光性の透明カバー２０ａを介して与えられることで、撮影画像を取得する。
【００５２】
サブコントロール部５０は、撮像部４０の各種駆動を制御するものであり、モータＭ１，Ｍ２、及びＩＭＰ４６の駆動制御を行う。モータＭ１，Ｍ２にはそれぞれエンコーダが設けられており、サブコントロール部５０とモータＭ１，Ｍ２とは電気的に接続される。そして、モータＭ１，Ｍ２は、サブコントロール部５０からエンコーダに入力される制御パルスにしたがって回動する。また、エンコーダはモータＭ１，Ｍ２の回動を検出することができ、サブコントロール部５０ではエンコーダから伝達される信号を確認しつつ、モータＭ１，Ｍ２の回転を制御する。
【００５３】
また、サブコントロール部５０は、メインＣＰＵ６０とデータ送受信可能に接続されるため、メインＣＰＵ６０はサブコントロール部５０を介して、モータＭ１，Ｍ２を回動させるための制御パルスを管理することで、撮像機能部ＣＭがどの程度パン及びチルトしたのか、即ち、基本姿勢状態からの撮像機能部ＣＭのパンの回動角度（以下、「パン角度」と称する）とチルトの回動角度（以下、「チルト角度」と称する）を管理することができる。つまり、メインＣＰＵ６０が、撮像機能部ＣＭの回動角度であるパン及びチルト角度を検出する。言い換えれば、メインコントロール部６に含まれるメインＣＰＵ６０が、透明カバー２０ａに対する撮像機能部ＣＭの相対角度の現在値を検出する。
【００５４】
メインコントロール部６は監視カメラ２全体を統括制御するためのものであり、主に、メインＣＰＵ６０、メモリ６４、ＬＡＮコントローラ６５、記憶部６９を備えて構成される。
【００５５】
メモリ６４は、メインＣＰＵ６０における各種データ処理を行う際等に、各種データを一時的に記憶するものである。
【００５６】
記憶部６９は、例えば、ＲＯＭやハードディスク等の不揮発性の記憶媒体を備えて構成され、撮影画像に生じる歪みの補正処理や、監視カメラ２の動作を制御するための制御プログラム等を格納する。
【００５７】
また、記憶部６９は、後述する撮影画像の歪みの補正処理を実施する際に用いられるシフトデータ（「画像補正用データ」とも称する）が格納される。このシフトデータについては後程詳述する。
【００５８】
ＬＡＮコントローラ６５は、通信用端子２５及び有線のＬＡＮケーブル等を介したホスト３等との間のデータ送受信を制御するためのものであり、ＬＡＮコントローラ６５等を介して、メインＣＰＵ６０とホスト３との間でデータの送受信が行われる。
【００５９】
メインＣＰＵ６０は、メモリ６４、ＬＡＮコントローラ６５、撮像部４０のＡＦＥ４３とＴＧ４４、及びサブコントロール部５０等の監視カメラ２内の各部を統括制御するものである。そして、図５に示すように、メインＣＰＵ６０は、記憶部６９に格納される制御プログラムを読み込むことで、その機能として、画像生成部６１、メインコントローラ６２、及び画像演算部６３を具現化することができる。
【００６０】
メインＣＰＵ６０は、撮像部４０から出力された画像データ（撮影画像）を受け取る。この画像データはカラー情報等を有さないＲＡＷデータであり、このままでは適正な画像として再生できないので、画像生成部６１によって、データ変換及び画像処理を行ってカラー画像データを生成する。
【００６１】
具体的には、メインＣＰＵ６０に入力されたＲＡＷデータは一旦メモリ６４に取り込まれる。そして、画像生成部６１により、ＲＡＷデータに対して、ホワイトバランス（ＷＢ）補正、ＲＡＷデータからＲＧＢカラー画像データへの変換（ＲＡＷ−ＲＧＢ変換）、γ補正、ＲＧＢ−ＹＣｂＣｒマトリクス変換等を順次行い、ＲＡＷデータは汎用のカラー画像データに変換される。
【００６２】
画像演算部６３は、画像生成部６１により生成されたカラー画像データに対して、エッジ強調処理、画像圧縮、透明カバー２０ａにおける成形抜き勾配に起因して発生する撮影画像の歪み補正等の処理を行う機能を有する。ここでは、必要に応じて、画像生成部６１によってＲＡＷデータからカラー画像データに変換された後に、記憶部６９に格納されるシフトデータに基づいて、撮影画像の歪み補正処理を実施する。つまり、メインコントロール部６が、内部の画像演算部６３によって、撮像機能部ＣＭに対して透明カバー２０ａが有する光学パワーの不均一性に起因して撮影画像に生じる歪みを補正する。画像演算部６３おける撮影画像の歪み補正処理を実施する機能（歪み補正機能）については、さらに後程する。
【００６３】
メインコントローラ６２は、実際に監視カメラ２内の各部を統括制御するものである。
【００６４】
また、メインＣＰＵ６０は、画像演算部６３によって歪み補正処理がなされた撮影画像を圧縮処理して、ＬＡＮコントローラ６５等を経由してホスト３に撮影画像（画像データ）を転送することができる。
【００６５】
さらに、メインＣＰＵ６０は、パン回動端部検出スイッチＳＷｐ、及びチルト回動端部検出スイッチＳＷｔからの信号を受信可能に接続されている。
【００６６】
メインＣＰＵ６０は、パン回動端部検出スイッチＳＷｐからパン動作可能な範囲の端まで回動した旨を示す信号を受信した際に、そのときのパン制御パルス数と、予め設定されたパン動作可能な範囲（角度）とから、基本姿勢状態におけるパン制御パルス数（以下、「基本パン制御パルス数」と称する）を検出することができる。同様にして、メインＣＰＵ６０は、チルト回動端部検出スイッチＳＷｔからチルト動作可能な範囲の端まで回動した旨を示す信号を受信した際に、そのときのチルト制御パルス数と、予め設定されたチルト動作可能な範囲（角度）とから、基本姿勢状態におけるチルト制御パルス数（以下、「基本チルト制御パルス数」と称する）を検出することができる。
【００６７】
なお、パン及びチルト回動端部検出スイッチＳＷｐ，ＳＷｔを用いた基本パン制御パルス数、及び基本チルト制御パルス数の検出は、例えば、監視カメラ２の電源が投入される毎や、所定の時刻になる毎に、パン及びチルト動作可能な範囲の端まで各一回ずつ回動させることによって実施することができる。
【００６８】
このようにして検出される基本パン制御パルス数、及び基本チルト制御パルス数を基準として、メインＣＰＵ６０が、サブコントロール部５０から入力されるパン及びチルト制御パルスを管理することによって、基本姿勢状態を基準としたパン角度、及びチルト角度を検出することができる。
【００６９】
また、メインＣＰＵ６０は、サブコントロール部５０からズームレンズ４１の駆動制御に関する情報を取得することで、撮影倍率等を検出することができる。
【００７０】
＜監視カメラのパン・チルト動作と撮影可能範囲＞
図６及び図７は、監視カメラ２におけるチルト及びパンの回動範囲について説明するための図である。ここでは、図６に示すように、基本姿勢状態を基準として、撮影方向が上向きに変化するように撮像機能部ＣＭを回動させるチルト角度を＋とし、下向きに変化するように撮像機能部ＣＭを回動させるチルト角度を−としている。
【００７１】
また、図７に示すように、基本姿勢状態を基準として、撮影方向が右向きに変化するように撮像機能部ＣＭを回動させるパン角度を＋とし、左向きに変化するように撮像機能部ＣＭを回動させるパン角度を−としている。さらに、図７では、撮影倍率が最小となる場合の撮像機能部ＣＭの画角についての情報も併せて示している。
【００７２】
また、図６では、撮像機能部ＣＭを上下方向にチルト動作可能な範囲の端まで撮像機能部ＣＭを回動させた場合について模式的に示し、図７では、撮像機能部ＣＭを左右方向にパン動作可能な範囲の端まで撮像機能部ＣＭを回動させた場合について模式的に示している。
【００７３】
ここでは、図６に示すように、基本姿勢状態を基準として、撮像機能部ＣＭを上向き（＋方向）に２０度、下向き（−方向）に７０度だけ回動させることが可能である。そして、撮像機能部ＣＭのチルト方向への画角が５２．８度であるため、撮像機能部ＣＭは、チルト中心軸を中心として、基本姿勢状態における撮影方向（ここでは、正面方向）から上向きに約４６．４度、下向きに約９６．４度の位置に存在する被写体まで撮影可能である。つまり、撮像機能部ＣＭが、チルトの回動方向について、撮像機能部ＣＭから見た正面方向から下向きに９０度以上の位置に存在する被写体を撮影可能である。即ち、撮像機能部ＣＭによって撮影可能な被写体の範囲が、チルトの回動方向について、正面方向から下向きに９０度以上となっている。
【００７４】
また、図７に示すように、基本姿勢状態を基準として、撮像機能部ＣＭを右向き（＋方向）に７０度、左向き（−方向）に７０度だけ回動させることが可能である。そして、撮像機能部ＣＭのパン方向への画角が６７度であるため、撮像機能部ＣＭは、パン中心軸を中心として、基本姿勢状態における撮影方向（正面方向）から右向きに約１０３．５度、左向きに約１０３．５度の位置に存在する被写体まで撮影可能である。つまり、撮像機能部ＣＭが、パンの回動方向について、撮像機能部ＣＭから見た正面方向から左及び右向きに９０度以上の位置に存在する被写体を撮影可能である。即ち、撮像機能部ＣＭによって撮影可能な被写体の範囲が、パンの回動方向について、正面方向から左及び右向きに９０度以上となっている。
【００７５】
言い換えれば、パン機構ＰＳを備える首振り機構ＳＳが、撮像機能部ＣＭによって撮影可能な被写体の範囲が、所定の回動方向であるパンの回動方向について、略１８０度以上となるように、撮像機能部ＣＭをパン中心軸を中心としてパン方向に駆動させる。即ち、首振り機構ＳＳによる撮像機能部ＣＭの回動によって、所定のパン中心軸まわりにおける撮像機能部ＣＭの撮影可能な角度範囲が略１８０度以上とされる。
【００７６】
＜透明カバーの成形抜き勾配と撮影画像の歪み＞
図８は、透明カバー２０ａにおける成形抜き勾配について説明するための透明カバー２０ａと撮像部４０の一部を示す断面模式図である。ここでは、基本姿勢状態から右方向に、パン動作可能な範囲の端まで撮像機能部ＣＭを回動させた状態を示している。
【００７７】
図８に示すように、略半球面状部分２０ａｂは、境界２０ｆを境目にして、−Ｙ方向に位置する球面状部分２０Ｓと、＋Ｙ方向に位置する成形抜き勾配である円錐面状部分２０Ｃとを備える。
【００７８】
球面状部分２０Ｓは、撮像機能部ＣＭがパン及びチルト動作を行っても光学パワーが一定となるようにパン・チルト中心点と同一の中心点を持った球面の形状と一定の肉厚とを有している。円錐面状部分２０Ｃは、球面状部分２０Ｓの端部の接線方向に延びるいわゆる成形抜き勾配にあたる部分であり、円錐面状の形状と一定の肉厚とを有している。つまり、透明カバー２０ａは、撮像機能部ＣＭに対して光学パワーが均一となる球面状部分２０Ｓと、光学パワーが不均一となる円錐面状部分２０Ｃとを含む。即ち、透明カバー２０ａが、撮像機能部ＣＭに対して光学パワーの不均一性を有している。
【００７９】
また、図８に示すように、撮像機能部ＣＭは、ズームレンズ４１、及びＣＣＤ４２を備えて構成される。そして、例えば、図８に示すように、基本姿勢状態から＋７０度だけパン動作させた位置では、撮像機能部ＣＭの画角内の範囲、即ち、撮影画像としてとらえられる被写体の範囲（撮影範囲）に境界２０ｆが含まれる。つまり、パン動作可能範囲の端部では、境界２０ｆ付近を透過する被写体からの光に基づく画像が撮影画像内に含まれる。
【００８０】
このように、撮像機能部ＣＭの撮影範囲に境界２０ｆが含まれる状態となると、球面状部分２０Ｓを透過した被写体からの光と、円錐面状部分２０Ｃを透過した被写体からの光は、両部分の光学パワーの違いにより、元々隣接していた被写体からの光がずれてＣＣＤ４２の結像面に結像され、画像信号に変換される。その結果取得される撮影画像Ｇでは、図９に示すように、境界２０ｆに対応する部分ＳＡを境目としてずれが生じ、歪んだ撮影画像Ｇとなる。
【００８１】
このように、撮像機能部ＣＭに対する透明カバー２０ａの光学パワーが不均一となる部分の影響により撮影画像に歪みが生じるため、ここでは、画像演算部６３によって撮影画像の歪み補正処理を行う。以下、撮影画像の歪み補正処理について説明する。
【００８２】
＜撮影画像の歪み補正処理＞
以下、画像演算部６３による撮影画像の歪み補正処理の手法について説明する。
【００８３】
図１０は、図９に示す撮影画像Ｇの歪みを説明するための図である。図１０に示すように、撮影画像Ｇは、球面状部分２０Ｓを透過した被写体からの光に対応する領域（以下、「非シフト領域」と称する）ＧＳに対して、円錐面状部分２０Ｃを透過した被写体からの光に対応する領域（以下、「シフト領域」と称する）ＳＡが、ほぼ距離（以下、「シフト量」と称する）Ｌだけシフトした画像となっている。なお、図１０では、境界２０ｆに対応するラインのうち非シフト領域ＧＳ側のライン（以下、「境界ライン」と称する）ＳＬ１と、シフト領域ＳＡ側のライン（以下、「境界ライン」と称する）ＳＬ２とを示している。
【００８４】
ここで、境界ラインＳＬ１，ＳＬ２は、画角が著しく広い場合等には若干湾曲したものとなるが、本実施形態のように画角が著しく広いものでない場合には、境界ラインＳＬ１，ＳＬ２はほぼ直線のものとみなすことができる。よって、ここでは、シフト領域ＳＡを非シフト領域ＧＳに対して一定量のシフト量Ｌだけ逆にシフトさせるだけで、図１１に示すような歪みのない撮影画像Ｇｍを容易に生成する撮影画像の歪み補正処理を実施することができる。このように、境界ラインＳＬ１，ＳＬ２を直線とみなすことによって、データ処理における演算を簡略することができ、撮影画像の歪み補正処理の容易化及び高速化を図ることができる。
【００８５】
撮像機能部ＣＭのパン及びチルト角度の変化により、境界ラインＳＬ１，ＳＬ２の位置、シフト量Ｌが変化するが、撮像機能部ＣＭと透明カバー２０ａとの位置関係は、設計によって一義的に決まるため、パン及びチルト角度と境界ラインＳＬ１，ＳＬ２の位置及びシフト量Ｌとの関係も一義的に決まる。
【００８６】
そこで、ここでは、予め、パン及びチルト角度と境界ラインＳＬ１，ＳＬ２の位置及びシフト量Ｌとの関係を実験的な手法やシミュレーション等の手法によって求め、パン及びチルト角度と、境界ラインＳＬ１，ＳＬ２の位置及びシフト量Ｌとを関連付けたシフトデータを記憶部６９に予め記憶させておく。つまり、記憶部６９に、パン及びチルト角度と撮影画像の歪みに関する情報とを関連付けたシフトデータを予め記憶させる。言い換えれば、記憶部６９が、撮影方向を示す撮像機能部ＣＭの角度と撮影画像の歪みとを関連付けたデータを記憶する。即ち、記憶部６９が、透明カバー２０ａに対する撮像機能部ＣＭの相対角度による撮影画像の歪みの相違を反映した画像補正用データを記憶する。
【００８７】
ここで、シフトデータについて説明する。
【００８８】
まず、パン及びチルト角度と境界ラインＳＬ１，ＳＬ２の位置及びシフト量Ｌとの関係の求め方を簡単に説明する。なお、監視カメラ２はズーム機能を有しているため、撮影倍率を変化させることによって、パン及びチルト角度と境界ラインＳＬ１，ＳＬ２の位置及びシフト量Ｌとの関係も変化するが、以下では、説明を簡単にするために、撮影倍率が変化しないものとして説明する。
【００８９】
パン及びチルト角度と境界ラインＳＬ１，ＳＬ２の位置及びシフト量Ｌとの関係は、例えば、図２から図４に示すように監視カメラ２を組み上げ、監視カメラ２の周囲に、監視カメラ２のパン・チルト中心と同一の中心を有する球面状の基準となる対象物（基準対象物）を設置する。基準対象物の内面には、経度と緯度とを等間隔に示す線（経線と緯線）を付しておく。この状態で、監視カメラ２の撮像機能部ＣＭを所定の角度間隔で順次パン及びチルトさせながら基準対象物を撮影させる。そして、得られる撮影画像を外部の画像解析装置等で解析することにより、撮影画像における経線と緯線の歪みの位置に基づいて、各パン及びチルト角度に対する境界ラインＳＬ１，ＳＬ２の位置及びシフト量Ｌを検出することができる。
【００９０】
その結果、図１２に示すように、パン及びチルト角度と、撮影画像（撮影領域）ＣＡに対する境界ラインＳＬ１，ＳＬ２の位置及びシフト量Ｌとの関係を得ることができる。ここでは、図１２に示すように、パン及びチルト角度の絶対値が大きくなると、撮影領域ＣＡ内に境界ラインＳＬ１，ＳＬ２が含まれるようになる。
【００９１】
なお、このような各パン及びチルト角度に対する境界ラインＳＬ１，ＳＬ２の位置及びシフト量Ｌの検出を、相当数の監視カメラ２について実施して、平均化することによって、得られるパン及びチルト角度と、撮影領域ＣＡに対する境界ラインＳＬ１，ＳＬ２の位置及びシフト量Ｌとの関係の精度をより高くすることができる。また、図１２に示すように、１０度間隔でパン及びチルト角度に対する境界ラインＳＬ１，ＳＬ２の位置及びシフト量Ｌを検出するのではなく、さらに細かい角度間隔で検出しても良い。
【００９２】
また、上述した完成品としての監視カメラ２を用いた実験的な手法だけでなく、監視カメラ２の設計に基づいたコンピュータシミュレーションを用いた手法によっても、同様にパン及びチルト角度と、撮影領域ＣＡに対する境界ラインＳＬ１，ＳＬ２の位置及びシフト量Ｌとの関係を得ることができる。
【００９３】
次に、パン及びチルト角度と、境界ラインＳＬ１，ＳＬ２の位置及びシフト量Ｌとの関連付けについて説明する。
【００９４】
図１３は、パン角度Ｐ及びチルト角度Ｔと、撮影画像の歪み（撮影領域ＣＡに対する境界ラインＳＬ１，ＳＬ２の位置、及びシフト量Ｌ）との関係を説明するための図である。図１３では、撮影領域ＣＡに対する境界ラインＳＬ１，ＳＬ２、非シフト領域ＧＳ、及びシフト領域ＳＡの位置と、シフト量Ｌとを示している。
【００９５】
ここでは、撮影領域ＣＡに対する境界ラインＳＬ１，ＳＬ２の位置は、境界ラインＳＬ１，ＳＬ２の方向を示す角度（以下、「シフト角度」と称する）θ、撮影領域ＣＡの中心点Ｃ０と境界ラインＳＬ１，ＳＬ２との距離Ｄ、及びシフト量Ｌ等によって規定することができる。なお、シフト角度θは、中心点Ｃ０から境界ラインＳＬ１への垂線と、撮影画像の水平方向とがなす角度である。
【００９６】
そして、図１２に示すように検出されるパン及びチルト角度Ｐ，Ｔと撮影領域ＣＡに対する境界ラインＳＬ１，ＳＬ２の位置及びシフト量Ｌとの関係に基づいて、距離Ｄ、シフト角度θ、シフト量Ｌを、下式（１）〜（３）に示すように、パン及びチルト角度Ｐ，Ｔの関数として定式化することができる。
【００９７】
Ｄ＝ｆ１（Ｐ，Ｔ）・・・（１）
θ＝ｆ２（Ｐ，Ｔ）・・・（２）
Ｌ＝ｆ３（Ｐ，Ｔ）・・・（３）
【００９８】
その結果、ここでは、式（１）〜（３）をパン及びチルト角度と、境界ラインＳＬ１，ＳＬ２の位置及びシフト量Ｌとを関連付けたシフトデータとすることができる。
【００９９】
そして、ここでは、メインコントロール部６が、内部の画像演算部６３によって、メインＣＰＵ６０によって検出される現在の撮像機能部ＣＭの角度（ここでは、パン及びチルト角度）と、記憶部６９に格納されるシフトデータとに基づいて、上述したように、シフト領域ＳＡを非シフト領域ＧＳに対してシフト量Ｌだけ逆にシフトさせることにより、撮影画像の歪みを補正する。つまり、メインコントロール部６が、撮像機能部ＣＭによって撮影画像を取得した際にメインＣＰＵ６０によって検出される透明カバー２０ａに対する撮像機能部ＣＭの相対角度の検出値を、シフトデータに適用して撮影画像における歪みを補正する機能を有する。
【０１００】
具体的には、まず、サブコントロール部５０からメインＣＰＵ６０に入力される現在のパン及びチルト角度の情報をメモリ６４に格納する。そして、画像演算部６３がメモリ６４に格納された現在のパン及びチルト角度の情報とシフトデータとに基づいて距離Ｄ、シフト量Ｌ、シフト角度θを算出して、シフト領域ＳＡを認識する。さらに、画像演算部６３が、求められたシフト領域ＳＡ、シフト量Ｌ、及びシフト角度θに基づいて撮影画像に対してシフト領域ＳＡをシフトする歪み補正処理を行い、生成される撮影画像をメモリ６４に格納する。
【０１０１】
なお、パン／チルト角度の絶対値が小さな場合は、図１２に示すように、撮影画像に歪みが生じず、シフトデータには、パン／チルト角度に対応するシフト量Ｌ等が記憶されていない。よって、このような場合は、画像演算部６３による撮影画像の歪み補正処理は行われない。
【０１０２】
以上のように、本実施形態に係る監視カメラ２では、メインコントロール部６内の画像演算部６３により、撮像機能部ＣＭに対して透明カバー２０ａの光学パワーが不均一であることに起因して生じる撮影画像の歪みを補正する。その結果、透明カバーを設け、かつ広範囲の領域を撮影可能としつつ、歪みのない撮影画像を取得可能な撮像装置を提供することができる。
【０１０３】
また、撮像機能部ＣＭのパン及びチルト角度と撮影画像に生じる歪みとを関連付けたシフトデータを記憶部６９に格納し、メインＣＰＵ６０が、撮像機能部ＣＭのパン及びチルト角度を検出し、検出した角度とシフトデータとに基づいて、撮影画像に生じる歪みを補正する。つまり、透明カバー２０ａに対する撮像機能部ＣＭの相対角度が可変とされており、検出された透明カバー２０ａに対する撮像機能部ＣＭの相対角度の現在値を、予め用意されたシフトデータに適用して、撮影画像の歪み補正を行う。即ち、予め用意したシフトデータに基づいて撮影画像の補正処理を行うため、撮影画像の歪み補正処理を高速で行うことができる。特に、撮影画像の歪み補正に対して、特殊なセンサやパラメータ等を要しないため、撮像装置の小型化やコスト上昇の抑制を図ることができる。
【０１０４】
さらに、撮像機能部ＣＭによって撮影可能な被写体の範囲が、所定の回動方向であるパンの回動方向について略１８０度以上となるように、撮像機能部ＣＭを回動させる。つまり、所定のパン中心軸まわりにおける撮像機能部ＣＭの撮影可能な角度範囲が略１８０度以上となるように、所定のパン中心軸まわりに撮像機能部ＣＭを回動させる。その結果、パンやチルト等の所定の回動方向について１８０度以上という広い撮影範囲を確保しながら、歪みがなく違和感のない撮影画像の取得が可能となる。即ち、広範囲の領域を撮影することができるとともに、上述した撮影画像の歪み補正処理によって、歪みのない撮影画像を取得することができる。
【０１０５】
＜２．第２実施形態＞
上述した第１実施形態に係る監視カメラシステム１では、監視カメラ２において、撮影画像の歪み補正処理を行ったが、第２実施形態に係る監視カメラシステム１Ａでは、監視カメラ２Ａでは撮影画像の歪み補正を行わず、ホストコンピュータ３において撮影画像の歪み補正を行う。
【０１０６】
図１４は、第２実施形態に係る監視カメラシステム１Ａの機能構成を示すブロック図である。監視カメラシステム１Ａでは、監視カメラシステム１の記憶部６９内に格納されていたシフトデータをホストコンピュータ（ホスト）３内のハードディスク３９に格納し、監視カメラシステム１のメインＣＰＵ６０の画像演算部６３で実現されていた歪み補正機能を制御部３ａ内のＣＰＵ３０がハードディスク３９内に格納される制御プログラムを読み込むことによって実現する。つまり、ここでは、ホスト３が、監視カメラ２Ａによって得られた撮影画像の処理を行う装置として機能し、撮像機能部ＣＭに対して透明カバー２０ａが有する光学パワーの不均一性に起因して撮影画像に生じる歪みを補正する手段を有する。
【０１０７】
そして、第１実施形態に係る監視カメラシステム１と第２実施形態に係る監視カメラシステム１Ａとが主に異なる点は、撮影画像の歪み補正処理を監視カメラ内で行っていない点であるため、図１４では、画像演算部６３を画像演算部６３Ａと符合を違えて示し、監視カメラ２を監視カメラ２Ａと符合を違えて示している。しかし、その他の部分については、格納するデータやプログラムや制御が若干異なるのみであり、機能や構成はほぼ同様なものとなるため、同じ符合を付して、若干異なる点以外については説明を省略する。
【０１０８】
メインＣＰＵ６０は、画像演算部６３Ａにおいて歪み補正処理を行うことなく撮影画像をＬＡＮコントローラ６５等を経由してホスト３に転送する。そして、このとき、メインＣＰＵ６０は、サブコントロール部５０からメインＣＰＵ６０に入力される現在のパン及びチルト角度の情報も併せて、ＬＡＮコントローラ６５等を経由してホスト３に転送する。
【０１０９】
そして、ホスト３の制御部３ａ内のＲＡＭ（不図示）に、撮影画像及びパン及びチルト角度の情報を一時的に記憶する。
【０１１０】
その後、ホスト３の制御部３ａ内のＣＰＵ３０における歪み補正機能によって、上述した撮影画像の歪み補正処理と同様に、ＲＡＭに格納された現在のパン及びチルト角度の情報とハードディスク３９に格納されるシフトデータとに基づいて、撮影画像の歪み補正処理を行い、撮影画像をハードディスク３９内に記憶する。
【０１１１】
以上のように、第２実施形態に係る監視カメラシステム１Ａでは、ホスト３において、透明カバー２０ａの光学パワーが撮像機能部ＣＭに対して不均一であることに起因して生じる撮影画像の歪みを補正する。その結果、透明カバーを設け、かつ広範囲の領域を撮影可能としつつ、歪みのない撮影画像を取得可能な撮像システム（ここでは、監視カメラシステム１Ａ）を提供することができる。
【０１１２】
＜３．その他＞
以上、この発明の実施形態について説明したが、この発明は上記説明した内容のものに限定されるものではない。
【０１１３】
◎例えば、上述した実施形態では、撮影画像における境界ラインＳＬ１，ＳＬ２を直線とみなして撮影画像の歪み補正処理を行ったが、これに限られるものではなく、例えば、ズームレンズ４１が広角レンズである場合等には、境界ラインＳＬ１，ＳＬ２の湾曲度合いが大きくなる傾向となるため、このような場合は、シフトデータを１画素毎にシフト量及びシフト角度等を求めることができるようなデータとし、１画素毎に画像をシフトさせるような処理を行うことにより、より精度の高い撮影画像の歪み補正を行うことができる。
【０１１４】
◎また、上述した実施形態では、パンやチルトによって撮影領域に境界ラインＳＬ１，ＳＬ２が含まれることとなったが、例えば、ズームレンズ４１が広角レンズである場合等には、パンやチルトをさせることなくして撮影領域に境界ラインＳＬ１，ＳＬ２が含まれる可能性もある。このような場合にも、上述した撮影画像の歪み補正処理を適用することで、歪みのない撮影画像を取得することができる。
【０１１５】
◎また、上述した実施形態では、シフトデータは、パン及びチルト角度と撮影画像の歪みとを関連付けたものであったが、ズームレンズ４１によるズーム動作が絡むと、撮影倍率の変化に伴って、パン及びチルト角度と撮影画像の歪みとの関係も変化する。よって、実際には、シフトデータは、パン及びチルト角度、撮影倍率と、撮影画像の歪みとを関連付けたものとし、メインＣＰＵ６０が、現在のパン及びチルト角度、撮影倍率を検出して、検出された現在のパン及びチルト角度、撮影倍率と、シフトデータとに基づいて、撮影画像の歪み補正処理を行うこととなる。
【０１１６】
つまり、実際には、記憶部６９やハードディスク３９が、撮像機能部ＣＭの角度と撮影画像の歪みとを関連づけたシフトデータを記憶し、メインＣＰＵ６０がズームレンズ４１の位置や撮影倍率等のズームに関するパラメータ、及び撮像機能部ＣＭの角度を検出し、歪み補正機能によって、検出された撮像機能部ＣＭの角度、及びズームに関するパラメータと、シフトデータとに基づいて、撮影画像の歪み補正処理を行う。
【０１１７】
なお、各撮影倍率における各パン及びチルト角度に対する境界ラインＳＬ１，ＳＬ２の位置及びシフト量Ｌは、例えば、上述した実験的な方法にズーム動作を加えることで、検出することができる。そして、パン及びチルト角度Ｐ，Ｔ、撮影倍率Ｚと、撮影領域ＣＡに対する境界ラインＳＬ１，ＳＬ２の位置との関係に基づいて、距離Ｄ、シフト角度θ、シフト量Ｌを、下式（４）〜（６）に示すように、パン及びチルト角度Ｐ，Ｔ、撮影倍率Ｚの関数として定式化することができる。
【０１１８】
Ｄ＝ｆ４（Ｐ，Ｔ，Ｚ）・・・（４）
θ＝ｆ５（Ｐ，Ｔ，Ｚ）・・・（５）
Ｌ＝ｆ６（Ｐ，Ｔ，Ｚ）・・・（６）
【０１１９】
その結果、式（４）〜（６）をパン及びチルト角度、撮影倍率Ｚと、境界ラインＳＬ１，ＳＬ２の位置及びシフト量Ｌとを関連付けたシフトデータとすることができる。
【０１２０】
以上のように、ズーム動作も考慮して、撮影画像の歪み補正処理を行うことにより、種々の撮影条件下で、歪みのない撮影画像を取得することができる。
【０１２１】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１から請求項３に記載の発明によれば、カバーの光学パワーが撮像手段に対して不均一であることに起因して生じる画像の歪みを補正するため、透明カバーを設け、かつ広範囲の領域を撮影可能としつつ、歪みのない撮影画像を取得可能な撮像装置を提供することができる。
【０１２２】
特に、請求項２に記載の発明によれば、透光性のカバーに対する撮像手段の相対角度が可変とされており、検出された透光性のカバーに対する撮像手段の相対角度の現在値を、予め用意された透光性のカバーに対する撮像手段の相対角度による撮影画像の歪みの相違を反映したデータに適用して、撮影画像の歪み補正を行うため、画像の補正を高速で行うことができる。特に、画像の補正に対して、特殊なセンサやパラメータ等を要しないため、撮像装置の小型化やコスト上昇の抑制を図ることができる。
【０１２３】
また、請求項３に記載の発明によれば、所定の軸まわりにおける撮像手段の撮影可能な角度範囲が略１８０度以上となるように、所定の軸まわりに撮像手段を回動させるため、広範囲の領域を撮影することができる。
【０１２４】
また、請求項４に記載の発明によれば、撮像手段に対して、カバーの光学パワーが不均一であることに起因して生じる画像の歪みを補正するため、透明カバーを設け、かつ広範囲の領域を撮影可能としつつ、歪みのない撮影画像を取得可能な撮像システムを提供することができる。
【０１２５】
また、請求項５に記載の発明によれば、請求項１から請求項４に記載の発明による効果と同様な効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態に係る監視カメラシステム１の構成を示す概念図である。
【図２】監視カメラ２の外観を例示する正面図である。
【図３】監視カメラ２の外観を例示する側面図である。
【図４】監視カメラ２の外観を例示する上面図である。
【図５】監視カメラ２の機能構成を示すブロック図である。
【図６】監視カメラ２におけるチルトの回動範囲について説明するための図である。
【図７】監視カメラ２におけるパンの回動範囲について説明するための図である。
【図８】透明カバーにおける成形抜き勾配について説明するための図である。
【図９】歪みの生じた撮影画像を例示する図である。
【図１０】撮影画像の歪みを説明するための図である。
【図１１】歪み補正後の撮影画像を例示する図である。
【図１２】パン及びチルト角度と撮影画像の歪みとの関係を例示する図である。
【図１３】パン及びチルト角度と撮影画像の歪みとの関係を説明するための図である。
【図１４】第２実施形態に係る監視カメラシステムの機能構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１，１Ａ  監視カメラシステム
２，２Ａ  監視カメラ（撮像装置）
３  ホストコンピュータ（画像処理装置）
３ａ  制御部（歪み補正手段）
６  メインコントロール部（歪み補正手段）
２０ａ  透明カバー（カバー）
３９  ハードディスク（記憶手段）
６０  メインＣＰＵ（検出手段）
６９  記憶部（記憶手段）
ＣＭ  撮像機能部（撮像手段）
ＳＳ  首振り機構（駆動手段）
【図１】
2004320526.tif 000003
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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