(57)【要約】【課題】カバー部材で覆われても、その内部に発光部とともに収容された撮像部の向きを容易に変える。【解決手段】ドーム型監視カメラ５は、発光部２４が発光期間（第１期間）Ｔ１だけパルス発光した後、シャッタ制御部２７は、発光開始から撮像部２５が撮像する被写体までの距離の下限に対応する期間（第２期間）Ｔ２だけ撮像部２５に入射する反射光に対しシャッタを閉鎖し、第２期間の経過後、発光開始から撮像部２５が撮像する被写体までの距離の上限に対応する期間（第３期間）Ｔ３だけ撮像部２５に入射する反射光に対しシャッタを開放することで、撮像部２５は、ドームカバー１２の内壁面で反射されたレーザ光を受光することなく、被写体で反射されたレーザ光だけを受光し、撮像画像を得る。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体を撮像する撮像部と、
前記被写体に向けて、第１期間が経過するまで照明光を発光する発光部と、
前記照明光の前記被写体に対する反射光の前記撮像部への入射の開放又は閉鎖を制御する開閉制御部と、を備え、
前記開閉制御部は、
前記発光部が前記第１期間にわたって発光した後であって前記照明光の発光開始から第２期間が経過するまで、前記反射光の前記撮像部への入射を閉鎖し、
前記第２期間の経過後であって前記発光開始から第３期間が経過するまで、前記反射光の前記撮像部への入射を開放する、
撮像装置。
【請求項２】
請求項１記載の撮像装置であって、
前記第２期間は、前記撮像部が撮像する前記被写体までの距離の下限に対応する光の到達期間であり、
前記第３期間は、前記撮像部が撮像する前記被写体までの距離の上限に対応する光の到達期間である、
撮像装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の撮像装置であって、
透光性を有し、前記撮像部、前記発光部及び前記開閉制御部を覆うカバー部材、を更に備える、
撮像装置。
【請求項４】
請求項１から３のうちいずれか一項に記載の撮像装置であって、
前記発光部は、前記照明光を周期的に発光し、
前記第１期間の開始から前記第３期間の終了までの期間は、前記照明光の一周期に収まる、
撮像装置。
【請求項５】
請求項１から４のうちいずれか一項に記載の撮像装置であって、
前記撮像部をパン方向又はチルト方向に駆動する駆動部を制御する駆動制御部、を更に備える、
撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照明光を発光して被写体を撮像する撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、撮像装置として、投光部から光を投射し、対象となる被写体で反射された光を入射することで撮像する監視カメラが広く利用されている。また、監視カメラの防水性や防塵性を高めるために、撮像部及び投光部をドームカバーで覆ったドーム型監視カメラも利用されている。
【０００３】
このようなドーム型監視カメラでは、投光部から投射された光がドームカバーの内壁面で反射され、撮像部の撮像窓にその反射光が入射しないように、撮像部の側面にリング状の遮光部材（例えばゴム部材）が装着されている。また、撮像部がパン・チルト方向に回動自在な機構を有する場合、ユーザは撮像部の向きを、例えばメンテナンス時に手動で調節していた。
【０００４】
この種の先行技術として、カメラと投光部を仕切るように遮蔽板を配置し、カメラの向きを手動で合わせて固定した後、カメラと投光部を覆うようにドーム型のカバーがベース部材に取り付けられたドーム型監視カメラが知られている（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−８９５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、従来のドーム型監視カメラの場合、手動でカメラの向きをパン・チルト方向に変えることはできても、モータ駆動で撮像部の向きを遠隔制御することができなかった。
【０００７】
また、撮像部の側面には、ドーム内反射光が撮像窓に入射しないように、ドームカバーの内壁面に密着するようにリング状の遮光部材（ゴム部材）が装着されているので、遮光部材とカバー内壁面との間の摩擦係数が大きく、モータの駆動力（トルク）が遮光部材とカバー内壁面との間の摩擦により消耗され、撮像部の向きを容易に変えることは困難だったため、モータの駆動力を増大させる必要があり、モータが大型化した。
【０００８】
また、特許文献１に記載のドーム型監視カメラおいても、カメラの向きを手動で固定した後、ドーム型のカバーがベース部材に取り付けられるので、ドーム型のカバーに形成された撮像窓及び照射窓の位置は決まっていた。従って、ドーム型のカバー取付後にカメラの向きを変えることは想定されていなかった。
【０００９】
本発明は、上述した従来の状況に鑑みてなされたものであり、カバー部材で覆われても、その内部に発光部とともに収容された撮像部の向きを容易に変えることができる撮像装置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】
【００１０】
本発明は、被写体を撮像する撮像部と、前記被写体に向けて、第１期間が経過するまで照明光を発光する発光部と、前記照明光の前記被写体に対する反射光の前記撮像部への入射の開放又は閉鎖を制御する開閉制御部と、を備え、前記開閉制御部は、前記発光部が前記第１期間にわたって発光した後であって前記照明光の発光開始から第２期間が経過するまで、前記反射光の前記撮像部への入射を閉鎖し、前記第２期間の経過後であって前記発光開始から第３期間が経過するまで、前記反射光の前記撮像部への入射を開放する、撮像装置である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、カバー部材で覆われても、その内部に発光部とともに収容された撮像部の向きを容易に変えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本実施形態のドーム型監視カメラを用いた撮像動作の概要を示す図
【図２】ドーム型監視カメラのハードウェア構成の一例を示すブロック図
【図３】ドーム型監視カメラの各部の動作の一例を示すタイミングチャート
【図４】撮像動作手順の一例を示すフローチャート
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明に係る撮像装置を具体的に開示した実施形態（以下、「本実施形態」という）について、図面を参照して説明する。本実施形態の撮像装置は、例えば屋外で使用される監視カメラを想定して、ドーム型監視カメラに適用される場合を示す。但し、本実施形態の撮像装置は、屋外で使用される監視カメラに限定されず、例えば屋内で使用される監視カメラでもよい。
【００１４】
図１は、本実施形態のドーム型監視カメラ５を用いた撮像動作の概要を示す図である。ドーム型監視カメラ５は、略半紡錘形のベースカバー１１の下端面に、透光性を有するカバー部材の一例としてのドームカバー１２が取り付けられた構造からなる筐体１０を有する。ベースカバー１１の上部に形成された円柱部材１１ｚの上端面が例えば屋外に面する通路の天井８３に取り付けられることで、ドーム型監視カメラ５は下方の周囲を撮像可能に固定される。
【００１５】
また、ドーム型監視カメラ５は、筐体１０内にカメラ２０を収容する。カメラ２０は、光軸上の点Ｏを中心にパン方向（水平方向）及びチルト方向（垂直方向）のうち一方向又は両方向に回動自在な鏡筒３０を有する。鏡筒３０の前端には、撮像レンズ３３が配置される。ドーム型監視カメラ５は、遠隔制御によりカメラ２０の向きをパン方向及びチルト方向のうち一方向又は両方向に可変自在、かつ、撮像レンズ３３を光軸方向に移動させることでズーム操作可能なＰＴＺカメラである。
【００１６】
また、鏡筒３０内の後端側（つまり、図１の紙面左側）には、入射した光が撮像レンズ３３を通して結像した光学像を撮像する撮像部２５が配置される。さらに、鏡筒３０の後端面には、後述する制御部２１（図２参照）等が実装されたプリント基板３１が配置される。また、鏡筒３０の後端側の背部には、プリント基板３１と信号線３１ｚを介して接続されるシャッタ制御部２７が配置される。また、筐体１０内には、パンチルト（Ｐ／Ｔ）制御部２３（図２参照）によって駆動されるパンモータ２３ｚ及びチルトモータ２３ｙのうち一方又は両方が配置される。以下、説明を分かり易くするために、ドーム型監視カメラ５は、パン方向及びチルト方向の両方に駆動可能として説明するが、パン方向又はチルト方向の一方にのみ駆動可能でもよい。
【００１７】
また、鏡筒３０の前端側の側面には、発光部２４が配置される。発光部２４は、リング状の枠体の前面に複数のレーザ素子が円周方向に沿って並べられた構成である。各レーザ素子は、被写体を照明する光源として、例えばレーザ光によるパルス発光を行う。
【００１８】
図２は、ドーム型監視カメラ５のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。ドーム型監視カメラ５は、制御部２１、撮像部２５、シャッタ制御部２７、発光部２４、発光制御部２９、通信部２２、Ｐ／Ｔ制御部２３、記憶部２６及びタイマ２８を有する。
【００１９】
制御部２１は、ドーム型監視カメラ５の各部の動作を統括的に制御し、後述する動作プログラムに従って撮像動作を行う。
【００２０】
撮像部２５は、撮像レンズ３３を通して入射する光学像を撮像し、光学像を電気信号に変換する撮像素子を有する。撮像部２５は、静止画及び動画のいずれも撮像可能であり、特に区別しない場合、単に画像という。ここでは、撮像素子として、例えばマイクロ秒単位で露出時間を制御可能なＣＭＯＳ（相補性金属酸化膜半導体）イメージセンサが用いられる。
【００２１】
開閉制御部の一例としてのシャッタ制御部２７は、制御部２１からの指示に従い、撮像部２５内の各撮像素子に対し受光開始から受光終了までの時間（露出時間）を調節するシャッタ機能を有し、シャッタの開放又は閉鎖を電子的に制御する。各撮像素子は、その撮像面に結像した光学像を電気信号に変換する動作を行い、シャッタ開放からシャッタ閉鎖までの期間、入射した光を電気信号に変換して出力する。
【００２２】
発光部２４は、前述したように、複数のレーザ素子を有し、周期的にパルス発光を行い、被写体に向けてレーザ光を照射する。
【００２３】
発光制御部２９は、発光部２４によるパルス発光のタイミングを制御する。
【００２４】
通信部２２は、例えばＩＰネットワークを介してモニタ装置（図示せず）と通信可能に接続され、ドーム型監視カメラ５で撮像された画像データを送信し、また、モニタ装置からドーム型監視カメラ５を遠隔制御するための信号を受信する。
【００２５】
駆動制御部の一例としてのＰ／Ｔ制御部２３は、制御部２１からの指示に従い、鏡筒３０をパン方向及びチルト方向にそれぞれ駆動する駆動部の一例としてのパンモータ２３ｚ及びチルトモータ２３ｙを制御する。また、Ｐ／Ｔ制御部２３は、ズーム操作を行う際、撮像レンズ３３を光軸方向に移動させる電動モータ（図示せず）を制御する。
【００２６】
記憶部２６は、撮像部２５で撮像された画像（映像）に基づく画像データを記憶する。タイマ２８は、後述するように、発光部２４によるレーザ光の発光期間（第１期間）、撮像部２５が撮像する被写体までの距離の下限に対応する光の到達期間である遮光期間（第２期間）、撮像部２５が撮像する被写体までの距離の上限に対応する光の到達期間である撮像期間（第３期間）等、マイクロ秒単位の時間計測を行い、計時した時間を制御部２１に通知する。
【００２７】
上記構成を有するドーム型監視カメラ５の動作を説明する。
【００２８】
ドーム型監視カメラ５は、発光部２４が発光期間（第１期間）Ｔ１だけパルス発光した後、シャッタ制御部２７は、発光開始から撮像部２５が撮像する被写体までの距離の下限に対応する光の到達期間（第２期間）Ｔ２だけ撮像部２５に入射する反射光に対してシャッタを閉鎖し、第２期間の経過後であって発光開始から撮像部２５が撮像する被写体までの距離の上限に対応する光の到達期間（第３期間）Ｔ３だけ撮像部２５に入射する反射光に対しシャッタを開放することで、撮像部２５は、ドームカバー１２の内壁面で反射されたレーザ光を受光することなく、被写体で反射されたレーザ光だけを受光し、撮像画像を得る。
【００２９】
図３は、ドーム型監視カメラ５の各部の動作の一例を示すタイミングチャートである。ここでは、例えばドーム型監視カメラ５が３０ｆｐｓ（フレーム／秒）で撮像する場合を示す。発光部２４は、制御部２１からの指示に従い、パルス発光し、発光期間Ｔ１だけレーザ光を照射する。発光部２４から照射されたレーザ光がドームカバー１２の内壁面で最初（１回目）に反射され、その反射光が撮像部２５に入射した時点ｔａから、撮像部２５の受光量は、急激に増加し、発光部２４がパルス発光している間（発光期間）、ほぼ一定である。
【００３０】
発光部２４がパルス発光を終了すると（消灯）、撮像部２５の受光量は、徐々に減衰する。これは、発光部２４から出射したレーザ光が、図１に示すような光路Ｌｐを辿って、ドームカバー１２の内壁面で反射を複数回にわたって繰り返すことで、徐々に拡散して減衰すると考えられるためである。例えば、ドームカバー１２の内側の半径が９０ｍｍであり、被写体までの距離の下限が例えば１０ｍである場合、発光部２４から出射したレーザ光は、おおよそ２２２回（＝１０ｍ×２（往復）／０．０９ｍ）、ドームカバー１２の内壁面で繰り返し反射すると考えられる。反射の都度、レーザ光は拡散しかつ減衰するので、撮像部２５に入射するドーム内反射光の受光量は徐々に低下していく。通常、２００回以上、反射を繰り返した場合、ドームカバー１２の内壁面で反射されるレーザ光はほぼ減衰又は消失すると考えられる。但し、ドームカバー１２の外側から塵や煙等で反射されたレーザ光が撮像部２５に僅かに入射するので、撮像部２５の受光量は零にはならない。
【００３１】
その後、発光部２４から出射したレーザ光が人物等の被写体Ｈで（図１参照）反射され、その反射光が撮像部２５に届くようになると、撮像部２５は、被写体Ｈからの反射光を受光し、その受光量は徐々に増加する。やがて、被写体Ｈからの反射光が少なくなると、撮像部２５の受光量は、発光部２４による次の発光期間Ｔ４でパルス発光があるまで、ほぼ零に近づく。
【００３２】
シャッタ制御部２７は、撮像部２５に入射する反射光のうち、被写体Ｈの存在する距離範囲に対応する期間だけ、つまり、第３期間と第２期間との差分（Ｔ３−Ｔ２）である撮像期間Ｔｓだけシャッタを開放させる。例えば、被写体までの距離の下限が１５ｍであり、上限が３００ｍである場合、第２期間Ｔ２は、０．１μ秒（＝１５ｍ×２（往復）／３．０×１０８ｍ／ｓ（光速））である。また、被写体までの距離の上限３００ｍに相当する第３期間Ｔ３は２μ秒（＝３００ｍ×２（往復）／３．０×１０８ｍ／ｓ（光速））である。従って、シャッタ制御部２７は、第３期間と第２期間との差分（Ｔ３−Ｔ２）の撮像期間Ｔｓである１．９μ秒だけシャッタを開放させる。これにより、撮像部２５は被写体Ｈからの反射光だけを受光可能である。
【００３３】
その後、発光部２４は、３０ｆｐｓ（フレーム／秒）の場合、撮像周期３３．３ｍｓｅｃが経過すると、次の発光期間Ｔ４で同様にレーザ光によるパルス発光を行う。
【００３４】
なお、ここでは、一例として、被写体までの距離の下限を１５ｍとし、被写体までの距離の上限を３００ｍとし、シャッタを０．１μ秒〜２μ秒の期間だけ開放することで、被写体の反射光を入射する場合を示したが、被写体までの距離の下限及び上限は、発光部から投射されるレーザ光が被写体に届く距離の範囲内であれば、任意に変更可能である。
【００３５】
また、シャッタの開放期間を所定の期間に設定することで、この期間に対応する距離の範囲に存在する被写体の位置検出が可能となり、ドーム型監視カメラ５を位置検出装置としても利用できる。つまり、カメラ２０の向きから被写体の方向が特定され、さらに、シャッタの開放期間（第２期間〜第３期間）からドーム型監視カメラ５から被写体までの距離が特定されるので、撮像部２５で撮像された被写体の位置が検出される。
【００３６】
図４は、撮像動作手順の一例を示すフローチャートである。まず、発光制御部２９は、制御部２１からの指示に従い、発光部２４に対しレーザ光によるパルス発光（レーザ発光という）を指示する（Ｓ１）。発光部２４は、レーザ発光を開始する（図３参照）。レーザ発光が開始すると、タイマ２８は制御部２１からの指示に従い計時を開始する。
【００３７】
発光制御部２９は、タイマ２８で計時される時間がレーザ発光の開始から所定時間（一例として、００７μ秒）経過するまで待つ（Ｓ２）。発光制御部２９は、タイマ２８が所定時間を計時し制御部２１からレーザ発光の停止が指示されると、発光部２４に対しレーザ発光の停止を指示する（Ｓ３）。発光部２４は、レーザ発光を終了（消灯）する（図３参照）。ステップＳ１〜Ｓ３の処理が行われる期間はレーザ光の発光期間（第１期間Ｔ１）に相当する。レーザ発光が終了すると、タイマ２８は制御部２１からの指示に従い計時を開始する。
【００３８】
シャッタ制御部２７は、タイマ２８で計時される時間がレーザ発光の開始から、ドーム型監視カメラ５から被写体までの距離の下限（ここでは、１５ｍ）に対応する期間である０．１μ秒経過するまで待つ（Ｓ４）。
【００３９】
シャッタ制御部２７は、タイマ２８が０．１μ秒を計時し制御部２１からシャッタの開放が指示されると、撮像部２５に対しシャッタの開放を指示する（Ｓ５）。撮像部２５は指示に従いシャッタを開放する。ステップＳ１〜Ｓ５の処理が行われる期間はレーザ光によるドーム内反射光の遮光期間（第２期間Ｔ２）に相当する。
【００４０】
シャッタ制御部２７は、タイマ２８で計時される時間がレーザ発光の開始から、ドーム型監視カメラ５から被写体までの距離の上限（ここでは、３００ｍ）に対応する期間である２μ秒経過するまで待つ（Ｓ６）。
【００４１】
シャッタ制御部２７は、タイマ２８が２μ秒を計時し制御部２１からシャッタの閉鎖が指示されると、撮像部２５に対しシャッタの閉鎖を指示する（Ｓ７）。撮像部２５は指示に従いシャッタを閉鎖する。ステップＳ１〜Ｓ７の処理が行われる期間は第３期間Ｔ３に相当し、ステップＳ５〜Ｓ７の処理が行われる期間は撮像期間Ｔｓに相当する。
【００４２】
制御部２１は、発光部２４によるレーザ発光の開始から３３．３ミリ秒（= １／３０ｆｐｓ）が経過するまで待つ（Ｓ８）。３３．３ミリ秒（= １／３０ｆｐｓ）が経過すると、つまり、レーザ発光の一周期が終了すると、ドーム型監視カメラ５はステップＳ１の処理に戻り、同様の動作を繰り返す。
【００４３】
以上により、本実施形態のドーム型監視カメラ５では、発光部２４が第１期間Ｔ１だけレーザ光をパルス発光した後、Ｐ／Ｔ制御部２３は、撮像部２５に入射する、レーザ光による反射光をパルス発光開始から第２期間Ｔ２だけ閉鎖し、第２期間Ｔ２の経過後、パルス発光開始から第３期間Ｔ３、撮像部２５に入射する反射光を開放する。撮像部２５には、第２期間Ｔ２の経過後から第３期間Ｔ３が経過するまでの撮像期間Ｔｓ、レーザ光による被写体からの反射光が入射する。
【００４４】
これにより、ドーム型監視カメラ５は、撮像部２５及び発光部２４がドームカバー１２で覆われても、撮像期間Ｔｓにはドームカバー１２の内面からの反射光が撮像部２５に入射しない。
【００４５】
従来、手動でパン・チルト方向にカメラを向けて固定する場合、カメラの撮像面に近接する部位に、ドーム内反射光が入射しないように、遮光部材（ゴム部材等）がカバー内壁面に密着するように装着されたが、本実施形態のドーム型監視カメラ５では、そのような遮光部材を不要にできる。また、ドーム型監視カメラ５は、遮光部材（ゴム部材等）を不要とするので、ドームカバー１２の内部に発光部２４とともに収容された撮像部２５の向きを容易に変えることができる。
【００４６】
また、シャッタの開放期間の開始は、ドーム型監視カメラ５から被写体までの距離の下限に対応し、また、開放期間の終了は、ドーム型監視カメラ５から被写体までの距離の上限に対応するので、ドーム型監視カメラ５は、想定した撮像範囲に存在する被写体を確実に撮像することができる。
【００４７】
また、撮像部２５及び発光部２４をドームカバー１２で覆っても、撮像期間にはドーム内反射光が撮像部２５に入射しないので、ドームカバー１２で覆うことで撮像部２５及び発光部２４を外部から遮蔽することができ、ドーム型監視カメラ５は、防水性や防塵性を保つことができる。
【００４８】
また、発光部２４がレーザ光を発光する第１期間Ｔ１の開始からシャッタ制御部２７がシャッタを閉鎖する第３期間Ｔ３の終了までの期間は、発光部２４が発光するレーザ光の一周期に収まる。これにより、ドーム型監視カメラ５は、発光部２４がレーザ光を発光し撮像部が被写体からの反射光を入射する動作を繰り返すことで動画（映像）を撮像する際、ドーム内反射光が撮像部２５に入射することを確実に防止できる。
【００４９】
また、Ｐ／Ｔ制御部２３は、カメラ２０をパン方向に駆動するパンモータ２３ｚ、及びカメラ２０をチルト方向に駆動するチルトモータ２３ｙを制御するので、通信部２２を介してＩＰネットワークに接続されたモニタ装置による遠隔制御で、ドーム型監視カメラ５内のカメラ２０の向きを任意の方向に変更できる。
【００５０】
以上、図面を参照しながら実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００５１】
例えば、上記本実施形態では、ドームカバーで覆われたカメラをパン・チルト方向に遠隔操作で駆動できるＰＴＺカメラの場合を示したが、ドーム内に設けられたカメラを手動でパン・チルト方向に動かして固定する固定ドームカメラであってもよい。この場合、カメラの撮像面に近接する部位に装着される、ドーム内反射光が入射しないようにするためのゴム部材等の遮光部材を不要にできる。
【００５２】
また、上記実施形態では、撮像部と共に発光部はドームカバーで覆われていたが、発光部がカバー筐体の外側に配置されている監視カメラであってもよい。
【００５３】
また、上記実施形態では、撮像装置として監視カメラに適用される場合を示したが、照明光を発光する汎用のデジタルカメラ等に適用されてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明は、照明光を発光して被写体を撮像する際、カバー部材で覆われても、その内部に発光部とともに収容された撮像部の向きを容易に変えることができる撮像装置として有用である。
【符号の説明】
【００５５】
５  ドーム型監視カメラ
１０  筐体
１１  ベースカバー
１１ｚ  円柱部材
１２  ドームカバー
２０  カメラ
２１  制御部
２２  通信部
２３  Ｐ／Ｔ制御部
２３ｙ  チルトモータ
２３ｚ  パンモータ
２４  発光部
２５  撮像部
２６  記憶部
２７  シャッタ制御部
２８  タイマ
２９  発光制御部
３０  鏡筒
３１  プリント基板
３１ｚ  信号線
３３  撮像レンズ
８３  天井
Ｌｐ  光路
Ｈ  被写体
Ｏ  点
ｔａ  時点
Ｔ１  第１期間
Ｔ２  第２期間
Ｔ３  第３期間
Ｔ４  発光期間
Ｔｓ  撮像期間
【図１】
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【図２】
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【図３】
2016181769.tif 000005
【図４】
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