JP3925299B2 - モニタリングシステムおよび方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、監視カメラ等に適用されるモニタリングシステムおよび方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、広範囲の状況を監視するモニタリングシステムが使用されている。例えば海上監視、河川監視、立ち入り監視区域のモニタリング、野生動物の行動観察等にモニタリングシステムが使用される。広範囲の画像を撮影する必要上、画素数が非常に多いビデオカメラを使用していた。そのために、システムの価格が高くなり、コストの面で問題があった。これに対して、カメラの撮影範囲を順次ずらしながら、静止画像を撮影し、多数の静止画像を連結することで、モニタリングしようとする範囲の画像を生成することが提案されている。この場合では、画像全体として、極めて高解像度の画像を得ることができる。したがって、画像全体中の一部分の拡大画像を得る場合に、拡大画像自体の解像度が高く、鮮明な画像を得ることができる。
【０００３】
このように、カメラの撮影範囲を順次ずらしながら、静止画像を撮影する場合、被写体の像を取り込んでいる間、撮像部がブレないように撮影する必要があった。つまり、撮像部を固定して、同一となる被写体の像をその都度取り込む必要があった。
【０００４】
そこで、図１４Ａに示すように、カメラ部３０１は、レンズ部３０２および撮像部３０３から構成される。カメラ部３０１を水平方向にずらす中心は、基準円３０４で示す中心位置とし、カメラ部３０１の光線の中心は、基準線３０５とする。レンズ部３０２は、複数のレンズから構成される。
【０００５】
このようなカメラ部３０１を、図１４Ｂに示すように水平方向に間欠的に移動させて（１）の位置の静止画像を取り込み、（２）の位置の静止画像、そして（３）の位置の静止画像を順次取り込んでいた。
【０００６】
具体的には、カメラ部３０１の移動を停止させて、（１）の位置の被写体の像を静止画像として撮像部３０３に取り込み、その取り込みが終了すると、カメラ部３０１を次の撮影範囲、すなわち（２）の位置の撮影範囲に移動させる。そして、カメラ部３０１が（２）の位置の撮影範囲の方向になると、カメラ部３０１の移動を停止させて、（２）の位置の被写体の像を静止画像として撮像部３０３に取り込み、その取り込みが終了すると、カメラ部３０１を（３）の位置の撮影範囲に移動させる。そして、カメラ部３０１が（３）の位置の撮影範囲の方向になると、カメラ部３０１の移動を停止させて、（３）の位置の被写体の像を静止画像として撮像部３０３に取り込み、その取り込みが終了すると、カメラ部３０１を次の位置の撮影範囲に移動させる。このような制御を繰り返して、多数の静止画像を撮影していた。
【０００７】
そして、このようなシステムにおいて、多数の静止画像を撮影する時間を短縮することが強く望まれている。しかしながら、従来の手法では、より短い周期で多数の静止画像を撮影する場合、静止画像を取り込む時間を短くし、且つカメラ部を移動させる速度を上げなければならなかった。
【０００８】
静止画像を取り込む時間を短くする、すなわちシャッタ速度を速くすると、瞬間的な画角に対応する画像を取り込むことは可能だが、シャッタ速度がある速度以上となると充分な光量を得ることができなくなる問題があった。光量が不足すると、取り込まれた画像は暗くなり、精細を欠いた画像となる。
【０００９】
また、カメラ部を移動させる速度を上げる場合、必然的にシャッタ速度を上げる必要があり、上述したように、ある速度以上となると充分な光量を得ることができなくなる問題があった。さらに、所望の位置に素早く移動し、固定する必要があるので、高精度のモータが必要とされ、価格が高くなる問題があった。
【００１０】
これに対して、カメラ部が移動していても、同一の被写体の像を撮像部に入射させるために、被写体の像が通過する光路をカメラ部の移動に対応して変化させるようにする手法がある。このカメラ部には、レンズ部に光路を可変することが可能な光路可変素子が設けられている。そして、カメラ部の移動を加速度センサまたは角加速度センサによって、その移動した距離が検出され、検出された距離に基づいて光路可変素子を制御し、同一の被写体の像を撮像部に入射させる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、光路可変素子を制御するためには、加速度センサまたは角加速度センサと、フィードバック回路とを設けなければならず、設計が面倒になる問題があった。
【００１２】
従って、この発明の目的は、加速度センサまたは角加速度センサと、フィードバック回路とを設けなくても光路可変素子を制御することができるモニタリングシステムおよび方法を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を達成するためにこの発明は、
映像を撮影する撮像部と、
ステッピングモータを駆動源として撮像部の撮像方向を変化させる撮像方向可変部と、
撮像部に対する被写体からの光路を光路可変素子駆動モータにより可変する光路可変素子と、
撮像方向可変部の最大可動範囲内の所定の可動範囲において、各撮像方向でそれぞれ撮像された複数枚の静止画像または原画像を圧縮した圧縮画像を蓄積する蓄積部と、
蓄積部に格納された原画像または圧縮画像から生成されたパノラマ状の全体画像を表示部に表示する制御部とを有し、
各静止画像の撮影のために必要とされるステッピングモータのパルス数を計数し、計数値に対応する振幅ののこぎり波状の駆動信号を光路可変素子駆動モータに印加することによって、撮像方向の変化を打ち消して、撮像部に同一の被写体の像を入射させるようにしたことを特徴とするモニタリングシステムである。
【００１４】
また、この発明は、
ステッピングモータを駆動源として撮像部の撮像方向を変化させる撮像方向可変部の最大可動範囲内の所定の可動範囲において、各撮像方向でそれぞれ撮像された複数枚の静止画像からなる原画像または原画像を圧縮した圧縮画像を蓄積し、原画像または圧縮画像から生成されたパノラマ状の全体画像を表示するモニタリング方法において、
各静止画像の撮影のために必要とされるステッピングモータのパルス数を計数し、計数値に対応する振幅ののこぎり波状の駆動信号を光路可変素子駆動モータに印加することによって、撮像方向の変化を打ち消して、撮像部に同一の被写体の像を入射させるようにしたことを特徴とするモニタリング方法である。
【００１６】
このように、撮像部の撮像方向を変化させるサーボモータに供給するパルス数に基づいて、被写体からの光路を可変することができる光路可変素子を制御することによって撮像部に同一の被写体の像を入射させることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の一実施形態について図面を参照して説明する。図１は、この発明の一実施形態の概略的な構成を示す。ディスプレイ２が接続されているコンピュータ１は、カメラユニット３を制御する。図１の例は、１台のコンピュータ１が２台のカメラユニット３を制御し、また、ディスプレイ２'が接続されている他のコンピュータ１'が他のカメラユニット３'を制御するシステムの例である。１台のコンピュータが複数台のカメラユニット３を制御できる。
【００１８】
カメラユニット３は、パンチルタ部４とカメラ部５が一体的に構成されたものである。カメラユニット３は、遠方の対象領域を撮影可能なように設置される。一例として、カメラ部５は、倍率が１０倍、７０倍等の望遠レンズを有し、数十メートルから数キロメートル離れた場所を撮影可能とされている。
【００１９】
カメラ部５は、例えば外部からのトリガと同期してシャッタをオンできるディジタルスチルカメラであり、その撮影素子例えばＣＣＤ（Charge Coupled Device）は、ＶＧＡ（Video Graphics Array,640画素×480画素）、ＸＧＡ（eXtended Graphics Array,1024画素×768画素）、ＳＸＧＡ（Super eXtended Graphics Array,1280画素×1024画素）等の画素数を有する。ＶＧＡの撮像素子の場合では、３０ｆｐｓ（フレーム／秒）のレートで画像データが出力され、ＸＧＡの撮像素子の場合では、１５ｆｐｓ（フレーム／秒）のレートで画像データが出力され、ＳＸＧＡの撮像素子の場合では、７．５ｆｐｓ（フレーム／秒）のレートで画像データが出力される。
【００２０】
映像データは、カメラユニット３からコンピュータ１に対してバス６を介して伝送される。バス６は、映像データの伝送路とカメラユニット３の制御信号とを伝送する。上述した構成は、コンピュータ１'とカメラユニット３'とに関しても同様である。
【００２１】
コンピュータ１、１'では、カメラユニット３、３'からの映像データをメモリに蓄積し、後述するように、操作用のＧＵＩ(Graphical User Interface)を構成し、ユーザが所望の対象領域の画像をカメラユニット３、３'で撮影できるように、カメラユニット３、３'を制御できる。圧縮符号化例えばＪＰＥＧ（Joint Photographic Experts Group) によって撮影画像が圧縮される。
【００２２】
コンピュータ１および１'は、ＬＡＮ（Local Area Network）７で互いに接続されている。ＬＡＮ７に対してさらに他のコンピュータ８が接続されている。参照符号９は、コンピュータ８のディスプレイである。コンピュータ８は、ＬＡＮ７を介してコンピュータ１、１'からの画像データ等を受取り、アーカイブ１０に対して映像データを蓄積し、さらに、画像データの処理を行う。例えば映像データを使用して顔認識、荷物認識、環境認識、車認識等の処理がなされる。アーカイブ１０は、テープストリーマーのような大量のデータを蓄積できるものである。
【００２３】
図２は、上述したモニタリングシステムにおけるコンピュータ１とカメラユニット３の部分のより詳細な構成を示す。図２の例では、参照符号２１で示す共通のコントローラバス２１に対して、カメラユニット３およびコンピュータの構成要素が接続されている。
【００２４】
パンチルタ部は、パン部４ａとチルト部４ｂからなる。パン部４ａおよびチルト部４ｂは、それぞれ駆動源として例えばサーボモータを有し、コントローラバス２１を介してコントローラＣＰＵ（Central Processing Unit）３３から供給される制御信号に応じてカメラ部５をパンまたはチルトさせる。パンチルタ部上にカメラ部５が載置されている。ここで、パンは、水平方向にカメラを回転させることを意味し、チルトは、垂直方向にカメラを回転させることを意味する。一例として、パン角の最大値が１８０°とされ、チルト角の最大値が５０°とされている。
【００２５】
後述するように、カメラ部５の最大移動範囲内で、チルト角＝±１５°、パン角＝±５０°程度の範囲でカメラ部５を一定速度で移動させる。カメラ部５が撮像中心を取り込むことが可能な位置となると、シャッタがオンされ、静止画像（以下、適宜「フレーム」と称する）が撮影される。縦方向でＭ（例えば８枚）で、横方向でＮ（例えば１６枚）の合計（Ｍ×Ｎ＝８×１６＝１２８枚）のフレームが順番に撮影され、これらを圧縮すると共に連結させて１枚の全体画像を形成する。各フレームが例えばＸＧＡ（1024画素×768画素）画像である。したがって、１２８枚のフレームは、重複部分を無視すると、(横方向が1024画素×16枚＝16,384画素で、縦方向が768画素×8枚＝6,144画素）の約１億画素の画像を形成する。１２８枚のフレームを撮影するのに約５秒かかる。重複部分は、例えば縦横のそれぞれで１６画素とされる。
【００２６】
カメラ部５は、ディジタルスチルカメラの構成とされ、レンズ部２２とフォーカス・ズーム・アイリス制御部２３と撮像部２４とからなる。フォーカス・ズーム・アイリス制御部２３は、コントローラバス２１を介してコントローラＣＰＵ３３から供給される制御信号によって制御される。撮像部２４は、固体撮像素子例えばＣＣＤ（Charge Coupled Device）とカメラ信号処理回路とを含む。撮像部２４からのディジタル映像信号がＩＥＥＥ(Institute of Electrical and Electronics Engineers) １３９４のインターフェース２５を介してバッファメモリ２６に書き込まれる。
【００２７】
バッファメモリ２６の出力データがＪＰＥＧエンコーダ／メタデータ付加部２７に供給され、画像データがＪＰＥＧデータに変換される。ＪＰＥＧは、圧縮方式の１つであって、他の圧縮方式を使用しても良いし、圧縮しないでも良い。
【００２８】
カメラユニット３には、その位置を検出するためのＧＰＳ(Global Positioning System) ２８が備えられている。ＧＰＳ２８を備えることによって、カメラの設置場所のデータを記録できると共に、カメラの向きを検出し、複数のカメラの向きを連動して制御することが可能となる。ＧＰＳ２８は、コントローラバス２１を介してコントローラＣＰＵ３３から供給される制御信号によって制御される。
【００２９】
ＧＰＳ２８の出力信号がメタデータ生成部２９に供給され、ＧＰＳ２８の測位結果に基づいた位置情報（緯度・経度、方位、高度等の情報）およびメタデータ（時刻、カメラ部５のパラメータ（倍率、フォーカス値、アイリス値等）等の情報）が生成される。位置情報およびメタデータがＪＰＥＧエンコーダ／メタデータ付加部２７に供給され、ＪＰＥＧデータに対して位置情報およびメタデータが付加される。
【００３０】
メタデータおよび位置情報が付加されたＪＰＥＧデータがハードディスク等のメインメモリ３０に蓄積されると共に、グラフィックコントローラ３１および画像圧縮部３２に供給される。この明細書では、メインメモリ３０に対する蓄積を記録と呼び、メインメモリ３０からデータを読み出すことを再生と呼ぶことにする。また、メインメモリ３０を介さないで現に撮影中の画像を表示することをライブモードと称し、過去に記録されたデータをメインメモリ３０から再生して表示することをビューモードと称する。
【００３１】
メインメモリ３０は、サーバとしての機能を有する。例えばＸＧＡの画像をＪＰＥＧで圧縮した結果、１枚のフレームのデータ量は、約１００ｋバイトとなり、１２８枚の画像で約１２．５Ｍバイトのデータ量である。メインメモリ３０が８０Ｇバイト程度の容量を有していれば、１日分のＪＰＥＧデータを保存することが可能である。ビューモードにおいては、メインメモリ３０に限らず、アーカイブ等の蓄積装置に蓄積されているより旧いデータを再生することを可能とされている。
【００３２】
メインメモリ３０から読み出されたＪＰＥＧデータがグラフィックコントローラ３１に供給される。画像圧縮部３２は、ＪＰＥＧエンコーダ／メタデータ付加部２７からのＪＰＥＧデータ、またはメインメモリ３０から読み出されたＪＰＥＧデータから圧縮画像またはサムネイルを生成する。例えば縦方向および横方向のそれぞれが間引かれることで、パノラマ状の全体画像が形成される。また、後述する可動範囲画像を形成するための圧縮処理も、画像圧縮部３２においてなされる。上述したように、ＸＧＡの場合では、約１億画素のデータがＪＰＥＧ圧縮と画像圧縮部３２の処理によって、（400画素×1000画素）のようなパノラマ状の全体画像が形成される。可動範囲画像もサムネイルであるが、全体画像よりもさらに粗い画像である。
【００３３】
グラフィックコントローラ３１は、ＪＰＥＧデータをビットマップデータへ変換し、ディスプレイ２の画面上に所望の画像表示がなされるようなグラフィックス処理を行う。すなわち、可動範囲画像表示、全体画像表示、選択画像表示、ボタン等のＧＵＩ表示がディスプレイ２の画面上でなされる。表示の詳細については、後述する。
【００３４】
また、グラフィックコントローラ３１は、画像処理を行い、画像変化を検出する。画像変化は、リファレンス画像に対して生じた変化である。例えばビューモードにおいて、以前に蓄積されたリファレンス画像との比較がなされ、画像変化が検出される。リファレンス画像として、前日の所定時刻の画像を設定し、それ以降に蓄積された画像とリファレンス画像との画素の差分を検出し、画素の差分の絶対値が所定値以上の場合を変化が生じたものと検出する。差分の検出としては、比較しようとする画像とリファレンス画像との空間的同一位置のフレーム毎に同一位置の画素の差分値を演算する方法が使用できる。全画素に関する差分を検出するのに代えて、代表画素または間引かれた画素に関して差分を演算しても良い。また、所定の色を限定することによって、所定の色の物体に着目した変化検出を行うことも可能である。
【００３５】
変化が検出されると、ディスプレイ２上の表示でアラーム例えば変化が検出されたフレームを他のフレームと区別できる表示がなされる。具体的には、輝度変化、色変化、ブリンク等の方法でアラームを表示できる。リファレンス画像は、蓄積されている画像の中で、所定のものを任意に選択することが可能とされている。
【００３６】
上述したように、コントローラバス２１に接続されたコントローラＣＰＵ３３は、カメラ部５のレンズ制御（例えば、フォーカス等）、露出制御（例えば、絞り、ゲイン、電子シャッタ速度等）、白バランス制御、画質制御等を行うと共に、パン部４ａおよびチルト部４ｂを制御する。
【００３７】
参照符号３４は、Ｉ／Ｏポートである。Ｉ／Ｏポート３４に対しては、キーボード３５およびマウス３６が接続され、また、Ｉ／Ｏポート３４に対しては、メモリカード３７および時計３８が接続されている。メモリカード３７に対して、メインメモリ３０に蓄積されている位置情報およびメタデータが付加されたＪＰＥＧデータを書き込むことができる。また、時計３８から時刻データが得られる。
【００３８】
なお、図２では、コントローラバス２１に対して各構成要素が接続されているが、カメラユニット３とコンピュータ１とを離れた場所に設置し、両者をＩＥＥＥ１３９４、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）等で接続するようにしても良い。この場合、物理的伝送路としては、光ファイバが使用される。光ファイバを使用すれば、数百メートルから数キロメートル程度カメラユニット３と制御用のコンピュータ１とを離して配置できる。さらに、両者を無線ＬＡＮで接続しても良い。
【００３９】
図３に、この発明の一実施形態によるＧＵＩの画面例を示す。以下、この図３を参照しながら、この発明の一実施形態によるＧＵＩの画面に備えられた表示部、操作ボタンおよび表示領域などについて説明する。１画面には、可動範囲画像表示部１０１、全体画像表示部１０２および選択画像表示部１０３が配置されている。
【００４０】
可動範囲画像表示部１０１には、可動範囲画像が表示される。可動範囲画像とは、カメラユニット３が撮影可能な最大範囲を示す画像であり、複数枚のフレームにより構成される。上述したように、パン角の最大値が１８０°とされ、チルト角の最大値が５０°とされており、この最大可動範囲で撮影された複数フレームから可動範囲画像が生成される。例えばカメラユニット３を設置し、撮影開始時において、カメラ部５を最大可動範囲にわたって動かし、その結果得られる複数フレームで構成される画像に関して縦および横方向に画素を間引いたサムネイルが可動範囲画像として使用される。
【００４１】
この可動範囲画像表示部１０１には、カメラユニット３のレンズの中心が現在向いている位置（Camera live position）が線分１０１ａ、線分１０１ｂとの交点により示される。この線分１０１ａ、１０１ｂを動かすことで、可動範囲画像内の所望の位置を指示でき、指示された位置の方向に撮像方向を制御することができる。そして、指示された位置の方向をセンタまたはホームポジションとして、所定の可動範囲において、（Ｍ×Ｎ）枚のフレームが撮影され、蓄積され、または表示される。線分１０１ａ、１０１ｂに限らず、可動範囲画像表示部１０１に表示された表示画面上の任意の位置をポインタ、例えばマウス３６により指示すると、この指示に対応した位置にカメラユニット３のレンズの中心が向くように、カメラユニット３を制御しても良い。
【００４２】
また、全体画像表示部１０２には、パノラマ状の全体画像が表示される。全体画像は、撮影された原画像に対応するＪＰＥＧデータを画像圧縮部３２によって圧縮した画像である。表示されている全体画像を見ることで、モニタリングを行うことができる。さらに、前述したように、画像変化が検出されると、全体画像表示部１０２に表示されている全体画像中で変化が検出されたフレームが他のフレームと異なる表示とされるアラームが発生する。
【００４３】
選択画像表示部１０３には、選択画像が表示される。選択画像は、全体画像の一部を拡大した画像である。圧縮されていない１フレームの原画像を表示することで拡大することができる。さらに、ディジタル信号処理によって画像を拡大することもできる。
【００４４】
ＥＸＩＴボタン１０４は、モニタリングシステムの電源を遮断するためのボタンである。Camera system ＯＦＦボタン１０５は、カメラユニット３の電源を遮断するためのボタンである。
【００４５】
ＶＩＥＷ ＭＯＤＥボタン１０６は、モニタリングシステムのモードをビューモードに切り替えるためのボタンである。ビューモードとは、メインメモリ３０または他のサーバに蓄積された画像データに基づき、全体画像および部分画像を表示するモードである。
【００４６】
ＬＩＶＥ ＭＯＤＥボタン１０７は、モニタリングシステムのモードをライブモードに切り替えるためのボタンである。ライブモードとは、カメラユニット３が現在撮影しているフレームに基づき、全体画像および部分画像を表示するモードである。
【００４７】
Ｃｏｍｐａｓ表示領域１０８は、カメラのレンズの中心が向いている方向を示すコンパスを表示するための領域である。ＧＰＳ Ｄａｔａ表示領域１０９は、カメラユニット３が設置されている場所の緯度、経度および高度と、撮影の日時とを表示すための領域である。なお、この領域１０８および１０９に表示されるデータは、カメラユニット３に備えられたＧＰＳ２８において測位されたデータである。
【００４８】
Ｖｉｅｗ ｏｆｆｓｅｔボタン１１０は、選択されたフレームの位置を調整するためのボタンである。Ｖｉｅｗ ｏｆｆｓｅｔボタン１１０は、それぞれ、全体画像表示部１０２に表示されている全体画像中でポインタにより選択された１枚のフレームを、上方向、下方向、左方向、右方向に移動させるためのものである。全体画像を構成する複数のフレームは、隣り合うフレームと所定画素数、例えば１６画素重複して連結されている。この重複部分の範囲内でフレームを移動させることによって、隣り合うフレームとの整合性を取ることができ、連結状態をなめらかなものとできる。
【００４９】
モード表示領域１２９は、モード情報、アラーム情報およびエラー情報などを表示するための領域である。モード情報は、ユーザにモニタリングシステムのモードを知らせるための情報であり、具体的には、ライブモードおよびビューモードなどの情報である。アラーム情報は、ユーザに警告を促すための情報であり、例えば、上述したＶｉｅｗ ｏｆｆｓｅｔボタン１１０によりフレームを移動できる限界に達した時に表示される。エラー情報は、ユーザにモニタリングシステムにおいて発生しているエラーを知らせるための情報である。
【００５０】
Ｃａｍｅｒａ Ｃｏｎｔｏｒｏｌ部１１１は、ＺＯＯＭボタン１１２、ＦＯＣＵＳボタン１１３、ＩＲＩＳボタン１１４、Camera Configurationボタン１１５およびＷｈｉｔｅ Ｂａｌａｎｃｅボタン１１６を備える。ＺＯＯＭボタン１１２は、カメラユニット３のズームを調整するためのボタンである。ＦＯＣＵＳボタン１１３は、カメラユニット３のフォーカスを調整するためのボタンである。ＩＲＩＳボタン１１４は、カメラユニット３のアイリス調整をするためのボタンである。Camera Configurationボタン１１５は、カメラユニット３のγ特性、シャッタ速度、ゲイン特性などの調整をするためのボタンである。Ｗｈｉｔｅ Ｂａｌａｎｃｅボタン１１６は、カメラユニット３の白バランスを調整するためのボタンである。なお、このモニタリングシステムがビューモードとされている場合には、Ｃａｍｅｒａ Ｃｏｎｔｏｒｏｌ部１１１の表示が省略されるようにしてもかまわない。
【００５１】
ＳＥＬＥＣＴボタン１１７は、ビューモードにおいて、セレクト画面を表示するためのボタンである。セレクト画面は、再生および記録を所望する領域を、全体画像を構成するフレームにより特定するための画像である。
【００５２】
図４に、セレクト画面の一例を示す。図４に示すように、セレクト画面は、閉じるボタン１５１、画面表示部１５２、および閉じるボタン１５３から構成される。閉じるボタン１５１および１５３は、このセレクト画面を閉じるときにクリックされるボタンである。画面表示部１５２では、全体画像表示部１０２に表示されている全体画像が表示され、例えば取り込まれるフレームの区切りが示される。また、全体画像表示部１０２に表示されている全体画像が取り込まれるフレーム単位に分割されて、画像表示部１５２に表示されるようにしても良いし、全体画像に格子状の表示が重畳するようにしても良い。画面表示部１５２において、例えば、所望の画像を表示している任意の点をポインタにより指示すると、その任意の点の位置のフレームが選択されると共に、選択されたことを表示するために、指示されたフレームの明るさ、解像度、コントラストなどが変化する。
【００５３】
ＲＥＣ ＭＯＤＥ選択メニュー１１８は、記録モードを選択するためのプルダウンメニューである。このプルダウンメニューには、記録する画像サイズと記録方法（ＲＵＮまたはＳＩＮＧＬＥ）とを組み合わせた記録モードが表示される。画像サイズは、（８×１６）枚のフレームから構成される全体画像と、全体画像の内の選択された（４×８）枚のフレームから構成される部分画像と、全体画像の内の選択された（２×４）枚のフレームから構成される部分画像との何れかが可能とされている。部分画像は、セレクト画面から選択された位置のものである。記録方法のＲＵＮは、所定周期（例えば５秒周期）で発生する撮影画像を記録する方法であり、そのＳＩＮＧＬＥは、１回のみ記録する方法である。記録モードとしては、これらを組み合わせたものが選択可能とされている。
【００５４】
Stage Config(Stage Configuration)ボタン１１９は、ステージを動かす精度などを微調整するためのボタンである。メッセージ領域１２０は、コントロール用のコンピュータ１とカメラユニット３との接続状況およびカメラユニット３のステージのコントロール状況を表示するための領域である。コントロール用のコンピュータ１とカメラユニット３とが接続されている場合には、図３に示すように、メッセージ領域に「ＩＭＡＧＥ ＳＥＲＶＥＲ ＣＯＮＮＥＣＴ」が表示される。また、カメラユニット３のステージがコントロール可能な状況にある場合には、メッセージ領域に「ＳＴＡＧＥ ＣＯＮＴＲＯＬ ＡＣＴＩＶＥ」が表示される。
【００５５】
ＲＥＣボタン１２１は、画像の記録を開始するためのボタンであり、このボタンがポインタにより指示されると、ＲＥＣモードメニューで選択されている記録モードに応じた記録が開始される。具体的には、ＲＵＮ（８×１６）、ＲＵＮ（４×８）、ＲＵＮ（２×４）、ＳＥＬＥＣＴ ＳＩＮＧＬＥ ＲＵＮ（８×１６）、ＳＥＬＥＣＴ ＳＩＮＧＬＥ ＲＵＮ（４×８）、ＳＥＬＥＣＴ ＳＩＮＧＬＥ ＲＵＮ（２×４）などのモードから選択されたモードに応じた記録が開始される。
【００５６】
ＰＬＡＹボタン１２２は、サーバ（メインメモリ３０）に蓄積された画像データを再生するためボタンである。具体的には、このＰＬＡＹボタン１２２がポインタにより指示されると、記録データ表示画面が表示される。この記録データ表示画面には、蓄積されている画像データを識別するための情報が表示される。この情報は、後述するディレクションファイルに記述されている情報に基づいたものである。
【００５７】
図５に、記録データ表示画面の一例を示す。図５に示すように、この記録データ表示画面には、最小化ボタン１６１、最大化ボタン１６２、閉じるボタン１６３、日付指定欄１６４、時間指定欄１６５、記録データ表示欄１６６、最新記録データ表示欄１６７、ＯＫボタン１６８、キャンセルボタン１６９、および蓄積部変更チェックボタン１７０が表示される。
【００５８】
最小化ボタン１６１は、この記録データ表示画面を、例えばアイコンに最小化するときにクリックされるボタンである。最大化ボタン１６２は、この記録データ表示画面を最大化させて、モニタの表示範囲の全てを使用して表示するときにクリックされるボタンである。閉じるボタン１６３は、この記録データ表示画面を閉じるときにクリックされるボタンである。
【００５９】
日付指定欄１６４では、全体表示部に表示させたい記録データの日付が指定される。例えば、日付指定欄１６４の右端に設けられたボタン１６４ａをクリックすることによって、表示可能な記録データの日付がプルダウンメニュー形式で表示され、表示された日付の中から選択するようにしても良い。
【００６０】
時間指定欄１６５では、全体表示部に表示させたい記録データの時間が指定される。例えば、時間指定欄１６５の右端に設けられたボタン１６５ａをクリックすることによって、表示可能な記録データの時間がプルダウンメニュー形式で表示され、表示された時間の中から選択するようにしても良い。
【００６１】
記録データ表示欄１６６には、蓄積装置の中から日付指定欄１６４および時間指定欄１６５において指定された日時の記録データが表示される。最新記録データ表示欄１６７には、蓄積装置に蓄積されている記録データの中から最新の記録データが表示される。また、日付指定欄１６４および時間指定欄１６５において指定された日時の中の記録データの中から最新となる記録データを表示するようにしても良い。
【００６２】
ＯＫボタン１６８は、所望の記録データの指定がなされたときにクリックされるボタンである。キャンセルボタン１６９は、この記録データ表示画面を閉じるときにクリックするボタンである。蓄積部変更チェックボタン１７０は、記録データの読み込み先を蓄積装置から、例えば着脱自在の半導体メモリカードに変更するときにチェックを入力するチェックボタンである。
【００６３】
図３に戻って説明すると、ＳＴＯＰボタン１２３は、記録または再生動作を停止するためのボタンである。なお、ＳＴＯＰボタン１２３は、ＲＥＣボタン１２１あるいはＰＬＡＹボタン１２２がポインタにより指示されることにより表示されるようにしても良い。
【００６４】
Set Camera Center POS(Set Camera Center POSITION)ボタン１２４は、現在カメラが向いている方向を（８×１６）枚の画像のセンタとして指定するためのボタンである。
【００６５】
ＨＯＭＥボタン１２５は、カメラユニット３を制御し、カメラユニット３のレンズの中心をホームポジションに向けるためのボタンである。ホームポジションは、カメラが一番左側の位置を向いている位置である。ＬＩＶＥ／ＶＩＥＷ ＰＯＳＩＴＩＯＮボタン１２６は、カメラをパンあるいはチルトするためのボタンである。
【００６６】
ＺＯＯＭボタン１２７Ａおよび１２７Ｂは、選択画像表示部１０３に表示された選択画像の拡大、縮小を行うためのボタンである。ＭＡＸ ＶＩＥＷボタン１２８は、選択画像を別画面例えば全体画像表示部１０２により拡大表示するためのボタンである。
【００６７】
次に、図６を用いて、この発明の一実施形態による全体画像の作成方法の一例について説明する。図６に示すように、カメラユニット３は、パンチルタ部４の雲台にカメラ部５が設置され、ホームポジションから撮像方向が可変される。図６において、撮影された（Ｍ×Ｎ）枚のフレームをカメラ側から見て、各行に対して上から順に１、２、・・・、Ｍの番号を付し、各列に対して左から順に１、２、・・・、Ｎの番号を付す。ホームポジションが例えば（１，１）の座標のフレームを撮影する位置とされる。
【００６８】
（１，１）の座標位置のフレームを撮影すると、カメラユニット３が下側にチルトされ、（２，１）の座標位置のフレームが撮影され、以下、順に（３，１）・・・・、（Ｍ，１）の座標位置のフレームが撮影され、次に第２列の一番上の座標位置（１，２）のフレームが撮影される。以下、各フレームを（Ｍ，Ｎ）の座標位置のフレームまで撮影する。上述したように、各フレームが他のフレームと１６画素分の重複部分を有する。撮影された各フレームがＪＰＥＧによる圧縮、メインメモリ３０への蓄積等の処理を受ける。
【００６９】
上述したように、各フレームが例えばＸＧＡ（1024画素×768画素）画の場合では、１２８枚のフレームからなる画像は、重複部分を無視すると、(横方向が1024画素×16枚＝16,384画素で、縦方向が768画素×8枚＝6,144画素）の約１億画素の画像である。上述した全体画像表示部１０２には、この画像から形成された圧縮画像またはサムネイル画像が表示され、選択画像表示部１０３には、例えば１フレームのＸＧＡ画像が表示される。したがって、選択画像表示部１０３には、解像度が極めて高い画像を表示することができ、全体画像では、不明瞭な画像も選択画像では、明瞭な画像として表示できる。
【００７０】
図７に、７５倍の望遠レンズがカメラユニット３に備えられている場合に、１フレームで撮影できる範囲を示す。カメラユニット３から１００ｍ離れた距離にある被写体を撮影する場合には、１フレームで、縦８．７ｍ×横１．１７ｍの範囲を撮影することができる。例えば、カメラ部５の撮像素子として、ＸＧＡを用いた場合には、被写体の縦０．８７ｃｍ×横１．１７ｃｍの範囲を約１画素で表すことができる。
【００７１】
カメラユニット３から２００ｍ離れた距離にある被写体を撮影する場合には、１フレームで、縦１．７４ｍ×横２．３４ｍの範囲を撮影することができる。例えば、カメラ部５の撮像素子として、ＸＧＡを用いた場合には、被写体の縦１．７４ｃｍ×横２．３４ｃｍの範囲を１画素で表すことができる。
【００７２】
カメラユニット３から５００ｍ離れた距離にある被写体を撮影する場合には、１フレームで、縦４．３６ｍ×横５．８４ｍの範囲を撮影することができる。例えば、カメラ部５の撮像素子として、ＸＧＡを用いた場合には、被写体の縦４．３６ｃｍ×横５．８４ｃｍの範囲を１画素で表すことができる。
【００７３】
図８を参照して取得した画像データをアーカイブ１０、メインメモリ３０等に保存する場合のデータ管理方法を説明する。上述したように、所定時間間隔で、（Ｍ×Ｎ）枚のフレームの画像が撮影され、圧縮されて蓄積される。図８Ａに示すように、Ｍ行Ｎ列によって各フレームの位置が規定される。例えば（１，１）の位置アドレスは、右端の最も上のフレームを特定する。各フレームは、この位置アドレスと記録時の時間情報とをファイル名として有する。時間情報は、年月日時分秒で構成される。したがって、各フレームのファイル名は、（年月日時分秒、位置アドレス）である。
【００７４】
さらに、図８Ｂに示すように、（Ｍ×Ｎ）枚のフレームで全体的な１枚の画像が形成されることに対応して、ディレクションファイルが規定されている。ディレクションファイルは、（１，１）の位置アドレスを有するフレームのファイル名（すなわち、年月日時分秒、位置アドレス）と同一のデータを持つことで、当該（Ｍ×Ｎ）枚のフレームの集合を定義する。さらに、このフレームの集合に対する位置情報およびメタデータをディレクションファイルが有する。位置情報およびメタデータは、メタデータ生成部２９で生成されたものである。すなわち、緯度・経度、方位、高度等の位置情報と、カメラ部５のパラメータ（倍率、フォーカス値、アイリス値等）等のメタデータ情報とをディレクションファイルが有する。
【００７５】
図９を参照して、カメラユニット３の動作の実施形態を説明する。この図９は、カメラユニット３を真上から見たときの、カメラ部５の平面断面図とする。またここでは、説明を容易とするために、カメラ部５を単にパンさせる。
【００７６】
カメラ部５は、レンズ部２２および撮像部２４から構成される。カメラ部５のパンの中心は、基準円２０２で示す中心位置とする。カメラ部５の光線の中心は、基準線２２０とし、撮影しようとする被写体の撮像中心を、撮像中心線２１０とする。レンズ部２２は、レンズ２０３、２０４、２０６、２０７、およびシフトレンズ（光路可変素子）２０５から構成される。一例として、レンズ２０３、２０４、および２０６は、その屈折率が１より大きい凸レンズであり、シフトレンズ２０５およびレンズ２０７は、その屈折率が１より小さい凸レンズである。
【００７７】
なお、このシフトレンズ２０５は、一例としてレンズと、そのレンズを水平方向に移動させるリニアモータと、レンズを垂直方向に移動させるリニアモータとから構成される。そして、この実施形態では、レンズ自身のことをシフトレンズと称する。
【００７８】
この図９では、一例として図９Ａ、図９Ｂ、そして図９Ｃの順番にパンする。まず、図９Ａに示すように、基準線２２０と撮像中心線２１０とが角度θａとなるときに、被写体の像は光路２１１ａを経由してレンズ２０３に入射される。
【００７９】
レンズ２０３に入射された被写体の像は、レンズ２０３の屈折率で屈折され、光路２１２ａを経由してレンズ２０４に入射される。レンズ２０４に入射された被写体の像は、レンズ２０４の屈折率で屈折され、光路２１３ａを経由してシフトレンズの位置２０５ａへ移動しているシフトレンズ２０５に入射される。
【００８０】
シフトレンズ２０５に入射された被写体の像は、シフトレンズ２０５の屈折率で屈折され、光路２１４ａを経由してレンズ２０６に入射される。このとき、パン部４のサーボモータに供給するパルス数を計数した計数値に対応してシフトレンズ２０５のリニアモータに所定の電圧が印加され、シフトレンズの位置２０５ａにシフトレンズ２０５を移動させる。
【００８１】
レンズ２０６に入射された被写体の像は、レンズ２０６の屈折率で屈折され、光路２１５を経由してレンズ２０７に入射される。レンズ２０７に入射された被写体の像は、レンズ２０７の屈折率で屈折され、光路２１６を経由して撮像部２４に入射される。
【００８２】
このように、パン部４のサーボモータに供給するパルス数を計数した計数値に対応したシフトレンズの位置２０５ａにシフトレンズ２０５を移動させることによって、シフトレンズ２０５で形成される光路２１４ａを経由して、撮像部２４に被写体の像を入射させるように、レンズ２０６に被写体の像を入射される。
【００８３】
そして、図９Ｂに示すように、基準線２２０と撮像中心線２１０とが一致するときに、被写体からの像は光路２１１ｂを経由してレンズ２０３に入射される。
【００８４】
レンズ２０３に入射された被写体の像は、レンズ２０３の屈折率で屈折され、光路２１２ｂを経由してレンズ２０４に入射される。レンズ２０４に入射された被写体の像は、レンズ２０４の屈折率で屈折され、光路２１３ｂを経由してシフトレンズの位置２０５ｂへ移動しているシフトレンズ２０５に入射される。
【００８５】
シフトレンズ２０５に入射された被写体の像は、シフトレンズ２０５の屈折率で屈折され、光路２１４ｂを経由してレンズ２０６に入射される。このとき、シフトレンズ２０５のレンズの中心と、基準線２２０と、撮像中心線２１０とが一致するようにシフトレンズ２０５のリニアモータに所定の電圧が印加され、シフトレンズの位置２０５ｂにシフトレンズ２０５を移動させる。
【００８６】
レンズ２０６に入射された被写体の像は、レンズ２０６の屈折率で屈折され、光路２１５を経由して、レンズ２０７に入射される。レンズ２０７に入射された被写体の像は、レンズ２０７の屈折率で屈折され、光路２１６を経由して撮像部２４に入射される。
【００８７】
このように、シフトレンズ２０５の中心と、基準線２２０と、撮像中心線２１０とが一致するシフトレンズの位置２０５ｂにシフトレンズ２０５を移動させることによって、シフトレンズ２０５で形成される光路２１４ｂを経由して、撮像部２４に被写体の像を入射させるように、レンズ２０６に被写体の像を入射させる。
【００８８】
そして、図９Ｃに示すように、基準線２２０と撮像中心線２１０とが角度−θｃとなるときに、被写体からの像は光路２１１ｃを経由してレンズ２０３に入射される。
【００８９】
レンズ２０３に入射された被写体の像は、レンズ２０３の屈折率で屈折され、光路２１２ｃを経由してレンズ２０４に入射される。レンズ２０４に入射された被写体の像は、レンズ２０４の屈折率で屈折され、光路２１３ｃを経由してシフトレンズの位置２０５ｃへ移動しているシフトレンズ２０５に入射される。
【００９０】
シフトレンズ２０５に入射された被写体の像は、シフトレンズ２０５の屈折率で屈折され、光路２１４ｃを経由してレンズ２０６に入射される。このとき、パン部４のサーボモータに供給するパルス数を計数した計数値に対応してリニアモータに所定の電圧が印加され、シフトレンズの位置２０５ｃにシフトレンズ２０５を移動させる。
【００９１】
レンズ２０６に入射された被写体の像は、レンズ２０６の屈折率で屈折され、光路２１５を経由してレンズ２０７に入射される。レンズ２０７に入射された被写体の像は、レンズ２０７の屈折率で屈折され、光路２１６を経由して撮像部２４に入射される。
【００９２】
このように、パン部４のサーボモータに供給するパルス数を計数した計数値に対応したシフトレンズの位置２０５ｃにシフトレンズ２０５を移動させることによって、シフトレンズ２０５で形成される光路２１４ｃを経由して、撮像部２４に被写体の像を入射させるように、レンズ２０６に被写体の像を入射させる。
【００９３】
この図９に示すようにカメラ部５の移動する方向と逆方向になるようにシフトレンズ２０５を移動させることによって、撮像部２４に露光される被写体の像を同一にすることができる。
【００９４】
この実施形態では、カメラ部５で撮影される１画面分を移動するときのパルス数を１サイクルのパルスと称する。そして、カメラ部５が移動する方向によって、ＦＷＤサイクルおよびＲＥＶサイクルの２種類のサイクルがある。この実施形態では、ＦＷＤサイクルのときにシフトレンズ２０５が待機している位置をシフトレンズの位置２０５ａ（図９Ａ参照）とする。
【００９５】
また、ＦＷＤサイクルの時にシフトレンズ２０５が、シフトレンズの位置２０５ａからシフトレンズの位置２０５ｃ（図９Ｃ参照）へ移動する。このとき、一例としてカメラ部５を移動させるサーボモータは時間によって制御される。また、カメラ部５を移動させるモータにステッピングモータが使用されている場合、出力されるパルス数が計数され、制御される。
【００９６】
なお、ＲＥＶサイクルの時には、ＦＷＤサイクルの時の逆の制御となるようにシフトレンズ２０５が制御される。カメラ部５がシフトレンズの位置２０５ｃに到達後、１サイクルが終了した時点で、シフトレンズ２０５はシフトレンズの位置２０５ａになるように、シフトレンズ２０５を移動させるリニアモータに供給する電圧を瞬時に切り替える。
【００９７】
シフトレンズの位置２０５ａからシフトレンズの位置２０５ｃへシフトレンズ２０５が動き出した後、シフトレンズ２０５がシフトレンズの位置２０５ｂ（図９Ｂ参照）となるときに、撮像部２４に対してシャッタパルスが出力される。このとき、一例としてシフトレンズ２０５を水平方向に移動させるリニアモータの駆動電圧によって、シャッタパルスを出力するタイミングが生成される。
【００９８】
このように、撮像部２４が恰も静止状態となるようにシフトレンズ２０５を制御するためには、カメラ部５を動かす３つのパラメータを制御する必要がある。第１のパラメータは、カメラ部５の１サイクルが始まってからシフトレンズ２０５がシフトレンズの位置２０５ａからシフトレンズの位置２０５ｃへ動き始める時間である。第２のパラメータは、カメラ部５がシフトレンズの位置２０５ａからシフトレンズの位置２０５ｃへ移動するためにかかる時間である。第３のパラメータは、シフトレンズ２０５がシフトレンズの位置２０５ｂとなるときのリニアモータに供給する電圧値である。一般的には、カメラ部５を移動させる速度と、シフトレンズ２０５を移動させる速度とが等しくなるように制御される。
【００９９】
また、カメラ部５のパンの速度と、画像の取り込みに必要な光量とによって、シフトレンズ２０５のシフト量が変わる。
【０１００】
また、この図９Ａ、図９Ｂ、および図９Ｃから、光路２１４ａ、２１４ｂ、および２１４ｃは、レンズ２０６に供給されるときに、常に一定の被写体の像を入射させるように、基準線２２０と撮像中心線２１０との角度に対応してシフトレンズの位置２０５ａ、２０５ｂ、および２０５ｃへ移動されたシフトレンズ２０５によって形成される。例えば、基準線２２０と撮像中心線２１０との角度が求められると、その角度に応じた電圧がシフトレンズ２０５の水平方向のリニアモータに印加される。電圧が印加されたリニアモータは、レンズ２０６に一定の被写体の像を入射させる光路２１４を形成するように、所定の位置へシフトレンズ２０５を移動させる。
【０１０１】
また、カメラ部５が一定速度でパンしているので、そのパンの速度に合わせて、シフトレンズ２０５の位置を移動するようにしても良い。例えば、図１０に示すシフトレンズ２０５の水平方向のリニアモータに印加される電圧を、カメラ部５の速度対応させて、繰り返すようにしても良い。
【０１０２】
この図１０に示す電圧Ｖａがシフトレンズ２０５の水平方向のリニアモータに印加されると、シフトレンズの位置２０５ａに、シフトレンズ２０５を移動させる。電圧Ｖｂがシフトレンズ２０５の水平方向のリニアモータに印加されると、シフトレンズの位置２０５ｂに、シフトレンズ２０５を移動させる。電圧Ｖｃがシフトレンズ２０５の水平方向のリニアモータに印加されると、シフトレンズの位置２０５ｃに、シフトレンズ２０５を移動させる。
【０１０３】
また、この図１０に示す電圧の方向は、シフトレンズ２０５の水平方向の位置を示す。なお、この図１０では、電圧Ｖｂを０Ｖとしているが、電圧Ｖｃを０Ｖとするようにして、シフトレンズ２０５を制御しても良いし、電圧Ｖａを０Ｖとするようにして、シフトレンズ２０５を制御しても良い。
【０１０４】
図１１にカメラ部５を移動させながら、３つの撮像範囲を撮影するときの概略図を示す。この図１１では、一例としてそれぞれ隣り合う座標位置のフレーム（１，１）、（１，２）、（１，３）が順次取り込まれる。
【０１０５】
この図１１に示すように、図９Ａに示すカメラ部５の位置のときの光路２１１ａから図９Ｃに示すカメラ部５の位置のときの光路２１１ｃまでの期間であれば、同一の被写体の像を撮像部２４に入射させることができる。従って、撮像部２４に同一の被写体の像を入射させることができる期間であれば、どのようなタイミングでもフレームを取り込むことができる。このとき、基準円２０２を中心にカメラ部５は回転する。
【０１０６】
このとき、基準円２０２を中心にカメラ部５は回転する。カメラ部５を一定速度でパンさせながら、例えば（１，１）の座標位置のフレームに続いて、（１，２）の座標位置のフレーム、そして（１，３）の隣り合う座標位置のフレームと連続して取り込む。そのために、カメラ部５の回転方向に対応してシフトレンズ２０５を、例えばシフトレンズの位置２０５ａからシフトレンズの位置２０５ｃまで移動させる。カメラ部５の回転方向に対応してシフトレンズの位置２０５ａからシフトレンズの位置２０５ｃまで行われるシフトレンズ２０５の移動は、１つのフレームを取り込む毎に行われる。従って、撮像部２４に同一の被写体の像を入射することができる。
【０１０７】
また、参照符号２３１で示す隣り合うフレームとの重複部分は、上述したように、例えば縦横のそれぞれで１６画素とされる。従って、２つの隣り合うフレームの重複部分は、それぞれ８画素とされる。
【０１０８】
なお、シフトレンズ２０５を移動させるリニアモータの動作が電圧Ｖａおよび／またはＶｃ付近では、完璧な線形にはならない。そのため、完璧な線形となる中心付近、すなわち電圧Ｖｂを中心とした範囲でフレームを取り込む方が、より安定した画像を得ることができる。
【０１０９】
撮像部２４に同一の被写体の像が入射され、露光されている期間は、シフトレンズ２０５を移動させるリニアモータが完璧な線形で動作する必要がある。そこで、リニアモータの動作の開始時では、その動作が安定していないため、動作が開始してから動作が安定するまでの一定期間、露光期間を待つ必要がある。従って、電圧Ｖｂ、すなわちシフトレンズの位置２０５ｂを中心とした範囲でフレームを取り込むことによって、より安定した画像を得ることができる。
【０１１０】
図１２Ａは、パンチルタ部４にカメラ部５を設けた平面断面図であり、図１２Ｂは、カメラ部５を横から見た側面断面図である。この図１２Ｂに示すように、カメラ部５をチルトさせても、そのチルトされたカメラ部５の方向に対応して、シフトレンズ２０５を所定の方向に移動することによって、同一の被写体の像を撮像部２４に入射させることができる。
【０１１１】
図１３を参照して、パンチルタ部４とは異なる移動体にカメラ部５を搭載したときの他の実施形態を説明する。ここでは、説明を容易とするために、水平方向にのみカメラ部５を移動させる移動体とする。この移動体は、例えばサーボモータの回転運動を直線運動に変えることによって実現することができる。この図１３では、一例として（１，１）の座標位置のフレームに続いて、（１，２）の座標位置のフレームを連続して取り込む。
【０１１２】
参照番号２４１で示す矢印の方向にカメラ部５を一定速度で移動させる。図１３Ａに示すカメラ部５の移動範囲内であれば、移動するカメラ部５に対応してシフトレンズ２０５を移動させることによって、撮像部２４に同一の被写体の像を入射させることができる。従って、（１，１）の座標位置のフレームを取り込むことができる。
【０１１３】
そして、カメラ部５が移動体によって隣り合う（１，２）の座標位置のフレームを取り込むことが可能な範囲に移動したとき（図１３Ｂ参照）に、移動するカメラ部５に対応してシフトレンズ２０５を移動させることによって、撮像部２４に同一の被写体の像を入射させることができる。従って、（１，２）の座標位置のフレームが取り込まれる。
【０１１４】
このように、カメラ部５を一定速度で移動させることができる移動体であれば、どのような移動体であっても、隣り合うフレームを取り込むことができる。
【０１１５】
この発明は、上述したこの発明の一実施形態等に限定されるものでは無く、この発明の要旨を逸脱しない範囲内で様々な変形や応用が可能である。
【０１１６】
この実施形態では、ＬＡＮ７で互いに接続されているコンピュータ１によってカメラユニット３が制御されているシステムが、コンピュータ１およびカメラユニット３のみを可搬型とするようにしても良い。
【０１１７】
この実施形態では、カメラユニット３を下側にチルトし、フレームを順次撮影しているが、カメラユニット３を上側にチルトし、フレームを順次撮影するようにしても良いし、カメラユニット３を右側にパンし、フレームを順次撮影するようにしても良いし、カメラユニット３を左側にパンし、フレームを順次撮影するようにしても良い。
【０１１８】
この実施形態では、レンズ２０３、２０４、２０６、２０７、およびシフトレンズ２０５は、全て凸レンズから構成されているが、全て凹レンズから構成されるようにしても良いし、凸レンズと凹レンズとを適宜組み合わせた構成としても良い。
【０１１９】
この実施形態では、撮像部２４に同一の被写体の像を入射させるために、カメラ部５の方向に対応してシフトレンズ２０５が所定の方向に移動するようになされているが、レンズ部２２を構成するそれぞれのレンズが凸レンズか凹レンズか、そのレンズの屈折率が１より大きいか、小さいかなど、その構成によってシフトレンズ２０５の移動する方向は反対方向になることもある。
【０１２０】
この実施形態では、座標位置に基づいてフレームを撮影するようにしているが、位置アドレスに基づいてフレームを撮影するようにしても良い。
【０１２１】
【発明の効果】
この発明に依れば、従来間欠的に動作するときの加速度を検出してシフトレンズを動作させる構成とされているカメラ部を、一定速度で移動させる移動体に搭載しても、当該移動体の移動に対応してシフトレンズを動作させることができるので、同一の被写体の像を撮像部に入射させることができる。この発明では、撮像装置が各位置で撮影した複数の静止画像を連結した画像を表示することによって、広範囲の画像でありながら極めて画素数が多い画像を形成でき、一部を選択した画像として高解像度のものを表示することが可能となり、全体画像中の指定した部分のみを鮮明に表示することが可能となる。
【０１２２】
この発明に依れば、カメラ部の移動する方向と逆方向にシフトレンズを移動させることができるので、充分な光量を得る時間で同一の被写体の像を撮像部に入射させることができる。
【０１２３】
この発明に依れば、従来必要であった加速度センサまたは角加速度センサとフィードバック回路とを取り除いて、オープンループの回路でシフトレンズを制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態のモニタリングシステムを概略的に示すブロック図である。
【図２】この発明の一実施形態のブロック図である。
【図３】この発明の一実施形態における画面表示の一例を説明するための略線図である。
【図４】この発明の一実施形態におけるセレクト画面の一例を説明するための略線図である。
【図５】この発明の一実施形態における再生時の記録データ表示画面の一例を説明するための略線図である。
【図６】この発明の一実施形態における撮影動作および画像取得動作を説明するための略線図である。
【図７】この発明の一実施形態における被写体までの距離と撮影範囲および解像度を説明するための略線図である。
【図８】撮影された画像の管理方法を説明するための略線図である。
【図９】この発明に適用されるカメラブロックの動作の実施形態を説明するための概略図である。
【図１０】この発明に適用されるシフトレンズに印加する時間と電圧の関係を説明するための特性図である。
【図１１】この発明に適用されるカメラブロックの動作の実施形態を説明するための概略図である。
【図１２】この発明に適用されるカメラブロックの動作の実施形態を説明するための概略図である。
【図１３】この発明に適用されるカメラブロックの動作の実施形態を説明するための概略図である。
【図１４】従来のカメラブロックの動作を説明するための概略図である。
【符号の説明】
３・・・カメラユニット、５・・・カメラ部、２２・・・レンズ部、２４・・・撮像部、２０２・・・基準円、２０３、２０４、２０６、２０７・・・レンズ、２０５・・・シフトレンズ、、２０５ａ、２０５ｂ、２０５ｃ・・・シフトレンズの位置、２１０・・・撮像中心線、２２０・・・基準線
【発明の属する技術分野】
この発明は、監視カメラ等に適用されるモニタリングシステムおよび方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、広範囲の状況を監視するモニタリングシステムが使用されている。例えば海上監視、河川監視、立ち入り監視区域のモニタリング、野生動物の行動観察等にモニタリングシステムが使用される。広範囲の画像を撮影する必要上、画素数が非常に多いビデオカメラを使用していた。そのために、システムの価格が高くなり、コストの面で問題があった。これに対して、カメラの撮影範囲を順次ずらしながら、静止画像を撮影し、多数の静止画像を連結することで、モニタリングしようとする範囲の画像を生成することが提案されている。この場合では、画像全体として、極めて高解像度の画像を得ることができる。したがって、画像全体中の一部分の拡大画像を得る場合に、拡大画像自体の解像度が高く、鮮明な画像を得ることができる。
【０００３】
このように、カメラの撮影範囲を順次ずらしながら、静止画像を撮影する場合、被写体の像を取り込んでいる間、撮像部がブレないように撮影する必要があった。つまり、撮像部を固定して、同一となる被写体の像をその都度取り込む必要があった。
【０００４】
そこで、図１４Ａに示すように、カメラ部３０１は、レンズ部３０２および撮像部３０３から構成される。カメラ部３０１を水平方向にずらす中心は、基準円３０４で示す中心位置とし、カメラ部３０１の光線の中心は、基準線３０５とする。レンズ部３０２は、複数のレンズから構成される。
【０００５】
このようなカメラ部３０１を、図１４Ｂに示すように水平方向に間欠的に移動させて（１）の位置の静止画像を取り込み、（２）の位置の静止画像、そして（３）の位置の静止画像を順次取り込んでいた。
【０００６】
具体的には、カメラ部３０１の移動を停止させて、（１）の位置の被写体の像を静止画像として撮像部３０３に取り込み、その取り込みが終了すると、カメラ部３０１を次の撮影範囲、すなわち（２）の位置の撮影範囲に移動させる。そして、カメラ部３０１が（２）の位置の撮影範囲の方向になると、カメラ部３０１の移動を停止させて、（２）の位置の被写体の像を静止画像として撮像部３０３に取り込み、その取り込みが終了すると、カメラ部３０１を（３）の位置の撮影範囲に移動させる。そして、カメラ部３０１が（３）の位置の撮影範囲の方向になると、カメラ部３０１の移動を停止させて、（３）の位置の被写体の像を静止画像として撮像部３０３に取り込み、その取り込みが終了すると、カメラ部３０１を次の位置の撮影範囲に移動させる。このような制御を繰り返して、多数の静止画像を撮影していた。
【０００７】
そして、このようなシステムにおいて、多数の静止画像を撮影する時間を短縮することが強く望まれている。しかしながら、従来の手法では、より短い周期で多数の静止画像を撮影する場合、静止画像を取り込む時間を短くし、且つカメラ部を移動させる速度を上げなければならなかった。
【０００８】
静止画像を取り込む時間を短くする、すなわちシャッタ速度を速くすると、瞬間的な画角に対応する画像を取り込むことは可能だが、シャッタ速度がある速度以上となると充分な光量を得ることができなくなる問題があった。光量が不足すると、取り込まれた画像は暗くなり、精細を欠いた画像となる。
【０００９】
また、カメラ部を移動させる速度を上げる場合、必然的にシャッタ速度を上げる必要があり、上述したように、ある速度以上となると充分な光量を得ることができなくなる問題があった。さらに、所望の位置に素早く移動し、固定する必要があるので、高精度のモータが必要とされ、価格が高くなる問題があった。
【００１０】
これに対して、カメラ部が移動していても、同一の被写体の像を撮像部に入射させるために、被写体の像が通過する光路をカメラ部の移動に対応して変化させるようにする手法がある。このカメラ部には、レンズ部に光路を可変することが可能な光路可変素子が設けられている。そして、カメラ部の移動を加速度センサまたは角加速度センサによって、その移動した距離が検出され、検出された距離に基づいて光路可変素子を制御し、同一の被写体の像を撮像部に入射させる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、光路可変素子を制御するためには、加速度センサまたは角加速度センサと、フィードバック回路とを設けなければならず、設計が面倒になる問題があった。
【００１２】
従って、この発明の目的は、加速度センサまたは角加速度センサと、フィードバック回路とを設けなくても光路可変素子を制御することができるモニタリングシステムおよび方法を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を達成するためにこの発明は、
映像を撮影する撮像部と、
ステッピングモータを駆動源として撮像部の撮像方向を変化させる撮像方向可変部と、
撮像部に対する被写体からの光路を光路可変素子駆動モータにより可変する光路可変素子と、
撮像方向可変部の最大可動範囲内の所定の可動範囲において、各撮像方向でそれぞれ撮像された複数枚の静止画像または原画像を圧縮した圧縮画像を蓄積する蓄積部と、
蓄積部に格納された原画像または圧縮画像から生成されたパノラマ状の全体画像を表示部に表示する制御部とを有し、
各静止画像の撮影のために必要とされるステッピングモータのパルス数を計数し、計数値に対応する振幅ののこぎり波状の駆動信号を光路可変素子駆動モータに印加することによって、撮像方向の変化を打ち消して、撮像部に同一の被写体の像を入射させるようにしたことを特徴とするモニタリングシステムである。
【００１４】
また、この発明は、
ステッピングモータを駆動源として撮像部の撮像方向を変化させる撮像方向可変部の最大可動範囲内の所定の可動範囲において、各撮像方向でそれぞれ撮像された複数枚の静止画像からなる原画像または原画像を圧縮した圧縮画像を蓄積し、原画像または圧縮画像から生成されたパノラマ状の全体画像を表示するモニタリング方法において、
各静止画像の撮影のために必要とされるステッピングモータのパルス数を計数し、計数値に対応する振幅ののこぎり波状の駆動信号を光路可変素子駆動モータに印加することによって、撮像方向の変化を打ち消して、撮像部に同一の被写体の像を入射させるようにしたことを特徴とするモニタリング方法である。
【００１６】
このように、撮像部の撮像方向を変化させるサーボモータに供給するパルス数に基づいて、被写体からの光路を可変することができる光路可変素子を制御することによって撮像部に同一の被写体の像を入射させることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の一実施形態について図面を参照して説明する。図１は、この発明の一実施形態の概略的な構成を示す。ディスプレイ２が接続されているコンピュータ１は、カメラユニット３を制御する。図１の例は、１台のコンピュータ１が２台のカメラユニット３を制御し、また、ディスプレイ２'が接続されている他のコンピュータ１'が他のカメラユニット３'を制御するシステムの例である。１台のコンピュータが複数台のカメラユニット３を制御できる。
【００１８】
カメラユニット３は、パンチルタ部４とカメラ部５が一体的に構成されたものである。カメラユニット３は、遠方の対象領域を撮影可能なように設置される。一例として、カメラ部５は、倍率が１０倍、７０倍等の望遠レンズを有し、数十メートルから数キロメートル離れた場所を撮影可能とされている。
【００１９】
カメラ部５は、例えば外部からのトリガと同期してシャッタをオンできるディジタルスチルカメラであり、その撮影素子例えばＣＣＤ（Charge Coupled Device）は、ＶＧＡ（Video Graphics Array,640画素×480画素）、ＸＧＡ（eXtended Graphics Array,1024画素×768画素）、ＳＸＧＡ（Super eXtended Graphics Array,1280画素×1024画素）等の画素数を有する。ＶＧＡの撮像素子の場合では、３０ｆｐｓ（フレーム／秒）のレートで画像データが出力され、ＸＧＡの撮像素子の場合では、１５ｆｐｓ（フレーム／秒）のレートで画像データが出力され、ＳＸＧＡの撮像素子の場合では、７．５ｆｐｓ（フレーム／秒）のレートで画像データが出力される。
【００２０】
映像データは、カメラユニット３からコンピュータ１に対してバス６を介して伝送される。バス６は、映像データの伝送路とカメラユニット３の制御信号とを伝送する。上述した構成は、コンピュータ１'とカメラユニット３'とに関しても同様である。
【００２１】
コンピュータ１、１'では、カメラユニット３、３'からの映像データをメモリに蓄積し、後述するように、操作用のＧＵＩ(Graphical User Interface)を構成し、ユーザが所望の対象領域の画像をカメラユニット３、３'で撮影できるように、カメラユニット３、３'を制御できる。圧縮符号化例えばＪＰＥＧ（Joint Photographic Experts Group) によって撮影画像が圧縮される。
【００２２】
コンピュータ１および１'は、ＬＡＮ（Local Area Network）７で互いに接続されている。ＬＡＮ７に対してさらに他のコンピュータ８が接続されている。参照符号９は、コンピュータ８のディスプレイである。コンピュータ８は、ＬＡＮ７を介してコンピュータ１、１'からの画像データ等を受取り、アーカイブ１０に対して映像データを蓄積し、さらに、画像データの処理を行う。例えば映像データを使用して顔認識、荷物認識、環境認識、車認識等の処理がなされる。アーカイブ１０は、テープストリーマーのような大量のデータを蓄積できるものである。
【００２３】
図２は、上述したモニタリングシステムにおけるコンピュータ１とカメラユニット３の部分のより詳細な構成を示す。図２の例では、参照符号２１で示す共通のコントローラバス２１に対して、カメラユニット３およびコンピュータの構成要素が接続されている。
【００２４】
パンチルタ部は、パン部４ａとチルト部４ｂからなる。パン部４ａおよびチルト部４ｂは、それぞれ駆動源として例えばサーボモータを有し、コントローラバス２１を介してコントローラＣＰＵ（Central Processing Unit）３３から供給される制御信号に応じてカメラ部５をパンまたはチルトさせる。パンチルタ部上にカメラ部５が載置されている。ここで、パンは、水平方向にカメラを回転させることを意味し、チルトは、垂直方向にカメラを回転させることを意味する。一例として、パン角の最大値が１８０°とされ、チルト角の最大値が５０°とされている。
【００２５】
後述するように、カメラ部５の最大移動範囲内で、チルト角＝±１５°、パン角＝±５０°程度の範囲でカメラ部５を一定速度で移動させる。カメラ部５が撮像中心を取り込むことが可能な位置となると、シャッタがオンされ、静止画像（以下、適宜「フレーム」と称する）が撮影される。縦方向でＭ（例えば８枚）で、横方向でＮ（例えば１６枚）の合計（Ｍ×Ｎ＝８×１６＝１２８枚）のフレームが順番に撮影され、これらを圧縮すると共に連結させて１枚の全体画像を形成する。各フレームが例えばＸＧＡ（1024画素×768画素）画像である。したがって、１２８枚のフレームは、重複部分を無視すると、(横方向が1024画素×16枚＝16,384画素で、縦方向が768画素×8枚＝6,144画素）の約１億画素の画像を形成する。１２８枚のフレームを撮影するのに約５秒かかる。重複部分は、例えば縦横のそれぞれで１６画素とされる。
【００２６】
カメラ部５は、ディジタルスチルカメラの構成とされ、レンズ部２２とフォーカス・ズーム・アイリス制御部２３と撮像部２４とからなる。フォーカス・ズーム・アイリス制御部２３は、コントローラバス２１を介してコントローラＣＰＵ３３から供給される制御信号によって制御される。撮像部２４は、固体撮像素子例えばＣＣＤ（Charge Coupled Device）とカメラ信号処理回路とを含む。撮像部２４からのディジタル映像信号がＩＥＥＥ(Institute of Electrical and Electronics Engineers) １３９４のインターフェース２５を介してバッファメモリ２６に書き込まれる。
【００２７】
バッファメモリ２６の出力データがＪＰＥＧエンコーダ／メタデータ付加部２７に供給され、画像データがＪＰＥＧデータに変換される。ＪＰＥＧは、圧縮方式の１つであって、他の圧縮方式を使用しても良いし、圧縮しないでも良い。
【００２８】
カメラユニット３には、その位置を検出するためのＧＰＳ(Global Positioning System) ２８が備えられている。ＧＰＳ２８を備えることによって、カメラの設置場所のデータを記録できると共に、カメラの向きを検出し、複数のカメラの向きを連動して制御することが可能となる。ＧＰＳ２８は、コントローラバス２１を介してコントローラＣＰＵ３３から供給される制御信号によって制御される。
【００２９】
ＧＰＳ２８の出力信号がメタデータ生成部２９に供給され、ＧＰＳ２８の測位結果に基づいた位置情報（緯度・経度、方位、高度等の情報）およびメタデータ（時刻、カメラ部５のパラメータ（倍率、フォーカス値、アイリス値等）等の情報）が生成される。位置情報およびメタデータがＪＰＥＧエンコーダ／メタデータ付加部２７に供給され、ＪＰＥＧデータに対して位置情報およびメタデータが付加される。
【００３０】
メタデータおよび位置情報が付加されたＪＰＥＧデータがハードディスク等のメインメモリ３０に蓄積されると共に、グラフィックコントローラ３１および画像圧縮部３２に供給される。この明細書では、メインメモリ３０に対する蓄積を記録と呼び、メインメモリ３０からデータを読み出すことを再生と呼ぶことにする。また、メインメモリ３０を介さないで現に撮影中の画像を表示することをライブモードと称し、過去に記録されたデータをメインメモリ３０から再生して表示することをビューモードと称する。
【００３１】
メインメモリ３０は、サーバとしての機能を有する。例えばＸＧＡの画像をＪＰＥＧで圧縮した結果、１枚のフレームのデータ量は、約１００ｋバイトとなり、１２８枚の画像で約１２．５Ｍバイトのデータ量である。メインメモリ３０が８０Ｇバイト程度の容量を有していれば、１日分のＪＰＥＧデータを保存することが可能である。ビューモードにおいては、メインメモリ３０に限らず、アーカイブ等の蓄積装置に蓄積されているより旧いデータを再生することを可能とされている。
【００３２】
メインメモリ３０から読み出されたＪＰＥＧデータがグラフィックコントローラ３１に供給される。画像圧縮部３２は、ＪＰＥＧエンコーダ／メタデータ付加部２７からのＪＰＥＧデータ、またはメインメモリ３０から読み出されたＪＰＥＧデータから圧縮画像またはサムネイルを生成する。例えば縦方向および横方向のそれぞれが間引かれることで、パノラマ状の全体画像が形成される。また、後述する可動範囲画像を形成するための圧縮処理も、画像圧縮部３２においてなされる。上述したように、ＸＧＡの場合では、約１億画素のデータがＪＰＥＧ圧縮と画像圧縮部３２の処理によって、（400画素×1000画素）のようなパノラマ状の全体画像が形成される。可動範囲画像もサムネイルであるが、全体画像よりもさらに粗い画像である。
【００３３】
グラフィックコントローラ３１は、ＪＰＥＧデータをビットマップデータへ変換し、ディスプレイ２の画面上に所望の画像表示がなされるようなグラフィックス処理を行う。すなわち、可動範囲画像表示、全体画像表示、選択画像表示、ボタン等のＧＵＩ表示がディスプレイ２の画面上でなされる。表示の詳細については、後述する。
【００３４】
また、グラフィックコントローラ３１は、画像処理を行い、画像変化を検出する。画像変化は、リファレンス画像に対して生じた変化である。例えばビューモードにおいて、以前に蓄積されたリファレンス画像との比較がなされ、画像変化が検出される。リファレンス画像として、前日の所定時刻の画像を設定し、それ以降に蓄積された画像とリファレンス画像との画素の差分を検出し、画素の差分の絶対値が所定値以上の場合を変化が生じたものと検出する。差分の検出としては、比較しようとする画像とリファレンス画像との空間的同一位置のフレーム毎に同一位置の画素の差分値を演算する方法が使用できる。全画素に関する差分を検出するのに代えて、代表画素または間引かれた画素に関して差分を演算しても良い。また、所定の色を限定することによって、所定の色の物体に着目した変化検出を行うことも可能である。
【００３５】
変化が検出されると、ディスプレイ２上の表示でアラーム例えば変化が検出されたフレームを他のフレームと区別できる表示がなされる。具体的には、輝度変化、色変化、ブリンク等の方法でアラームを表示できる。リファレンス画像は、蓄積されている画像の中で、所定のものを任意に選択することが可能とされている。
【００３６】
上述したように、コントローラバス２１に接続されたコントローラＣＰＵ３３は、カメラ部５のレンズ制御（例えば、フォーカス等）、露出制御（例えば、絞り、ゲイン、電子シャッタ速度等）、白バランス制御、画質制御等を行うと共に、パン部４ａおよびチルト部４ｂを制御する。
【００３７】
参照符号３４は、Ｉ／Ｏポートである。Ｉ／Ｏポート３４に対しては、キーボード３５およびマウス３６が接続され、また、Ｉ／Ｏポート３４に対しては、メモリカード３７および時計３８が接続されている。メモリカード３７に対して、メインメモリ３０に蓄積されている位置情報およびメタデータが付加されたＪＰＥＧデータを書き込むことができる。また、時計３８から時刻データが得られる。
【００３８】
なお、図２では、コントローラバス２１に対して各構成要素が接続されているが、カメラユニット３とコンピュータ１とを離れた場所に設置し、両者をＩＥＥＥ１３９４、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）等で接続するようにしても良い。この場合、物理的伝送路としては、光ファイバが使用される。光ファイバを使用すれば、数百メートルから数キロメートル程度カメラユニット３と制御用のコンピュータ１とを離して配置できる。さらに、両者を無線ＬＡＮで接続しても良い。
【００３９】
図３に、この発明の一実施形態によるＧＵＩの画面例を示す。以下、この図３を参照しながら、この発明の一実施形態によるＧＵＩの画面に備えられた表示部、操作ボタンおよび表示領域などについて説明する。１画面には、可動範囲画像表示部１０１、全体画像表示部１０２および選択画像表示部１０３が配置されている。
【００４０】
可動範囲画像表示部１０１には、可動範囲画像が表示される。可動範囲画像とは、カメラユニット３が撮影可能な最大範囲を示す画像であり、複数枚のフレームにより構成される。上述したように、パン角の最大値が１８０°とされ、チルト角の最大値が５０°とされており、この最大可動範囲で撮影された複数フレームから可動範囲画像が生成される。例えばカメラユニット３を設置し、撮影開始時において、カメラ部５を最大可動範囲にわたって動かし、その結果得られる複数フレームで構成される画像に関して縦および横方向に画素を間引いたサムネイルが可動範囲画像として使用される。
【００４１】
この可動範囲画像表示部１０１には、カメラユニット３のレンズの中心が現在向いている位置（Camera live position）が線分１０１ａ、線分１０１ｂとの交点により示される。この線分１０１ａ、１０１ｂを動かすことで、可動範囲画像内の所望の位置を指示でき、指示された位置の方向に撮像方向を制御することができる。そして、指示された位置の方向をセンタまたはホームポジションとして、所定の可動範囲において、（Ｍ×Ｎ）枚のフレームが撮影され、蓄積され、または表示される。線分１０１ａ、１０１ｂに限らず、可動範囲画像表示部１０１に表示された表示画面上の任意の位置をポインタ、例えばマウス３６により指示すると、この指示に対応した位置にカメラユニット３のレンズの中心が向くように、カメラユニット３を制御しても良い。
【００４２】
また、全体画像表示部１０２には、パノラマ状の全体画像が表示される。全体画像は、撮影された原画像に対応するＪＰＥＧデータを画像圧縮部３２によって圧縮した画像である。表示されている全体画像を見ることで、モニタリングを行うことができる。さらに、前述したように、画像変化が検出されると、全体画像表示部１０２に表示されている全体画像中で変化が検出されたフレームが他のフレームと異なる表示とされるアラームが発生する。
【００４３】
選択画像表示部１０３には、選択画像が表示される。選択画像は、全体画像の一部を拡大した画像である。圧縮されていない１フレームの原画像を表示することで拡大することができる。さらに、ディジタル信号処理によって画像を拡大することもできる。
【００４４】
ＥＸＩＴボタン１０４は、モニタリングシステムの電源を遮断するためのボタンである。Camera system ＯＦＦボタン１０５は、カメラユニット３の電源を遮断するためのボタンである。
【００４５】
ＶＩＥＷ ＭＯＤＥボタン１０６は、モニタリングシステムのモードをビューモードに切り替えるためのボタンである。ビューモードとは、メインメモリ３０または他のサーバに蓄積された画像データに基づき、全体画像および部分画像を表示するモードである。
【００４６】
ＬＩＶＥ ＭＯＤＥボタン１０７は、モニタリングシステムのモードをライブモードに切り替えるためのボタンである。ライブモードとは、カメラユニット３が現在撮影しているフレームに基づき、全体画像および部分画像を表示するモードである。
【００４７】
Ｃｏｍｐａｓ表示領域１０８は、カメラのレンズの中心が向いている方向を示すコンパスを表示するための領域である。ＧＰＳ Ｄａｔａ表示領域１０９は、カメラユニット３が設置されている場所の緯度、経度および高度と、撮影の日時とを表示すための領域である。なお、この領域１０８および１０９に表示されるデータは、カメラユニット３に備えられたＧＰＳ２８において測位されたデータである。
【００４８】
Ｖｉｅｗ ｏｆｆｓｅｔボタン１１０は、選択されたフレームの位置を調整するためのボタンである。Ｖｉｅｗ ｏｆｆｓｅｔボタン１１０は、それぞれ、全体画像表示部１０２に表示されている全体画像中でポインタにより選択された１枚のフレームを、上方向、下方向、左方向、右方向に移動させるためのものである。全体画像を構成する複数のフレームは、隣り合うフレームと所定画素数、例えば１６画素重複して連結されている。この重複部分の範囲内でフレームを移動させることによって、隣り合うフレームとの整合性を取ることができ、連結状態をなめらかなものとできる。
【００４９】
モード表示領域１２９は、モード情報、アラーム情報およびエラー情報などを表示するための領域である。モード情報は、ユーザにモニタリングシステムのモードを知らせるための情報であり、具体的には、ライブモードおよびビューモードなどの情報である。アラーム情報は、ユーザに警告を促すための情報であり、例えば、上述したＶｉｅｗ ｏｆｆｓｅｔボタン１１０によりフレームを移動できる限界に達した時に表示される。エラー情報は、ユーザにモニタリングシステムにおいて発生しているエラーを知らせるための情報である。
【００５０】
Ｃａｍｅｒａ Ｃｏｎｔｏｒｏｌ部１１１は、ＺＯＯＭボタン１１２、ＦＯＣＵＳボタン１１３、ＩＲＩＳボタン１１４、Camera Configurationボタン１１５およびＷｈｉｔｅ Ｂａｌａｎｃｅボタン１１６を備える。ＺＯＯＭボタン１１２は、カメラユニット３のズームを調整するためのボタンである。ＦＯＣＵＳボタン１１３は、カメラユニット３のフォーカスを調整するためのボタンである。ＩＲＩＳボタン１１４は、カメラユニット３のアイリス調整をするためのボタンである。Camera Configurationボタン１１５は、カメラユニット３のγ特性、シャッタ速度、ゲイン特性などの調整をするためのボタンである。Ｗｈｉｔｅ Ｂａｌａｎｃｅボタン１１６は、カメラユニット３の白バランスを調整するためのボタンである。なお、このモニタリングシステムがビューモードとされている場合には、Ｃａｍｅｒａ Ｃｏｎｔｏｒｏｌ部１１１の表示が省略されるようにしてもかまわない。
【００５１】
ＳＥＬＥＣＴボタン１１７は、ビューモードにおいて、セレクト画面を表示するためのボタンである。セレクト画面は、再生および記録を所望する領域を、全体画像を構成するフレームにより特定するための画像である。
【００５２】
図４に、セレクト画面の一例を示す。図４に示すように、セレクト画面は、閉じるボタン１５１、画面表示部１５２、および閉じるボタン１５３から構成される。閉じるボタン１５１および１５３は、このセレクト画面を閉じるときにクリックされるボタンである。画面表示部１５２では、全体画像表示部１０２に表示されている全体画像が表示され、例えば取り込まれるフレームの区切りが示される。また、全体画像表示部１０２に表示されている全体画像が取り込まれるフレーム単位に分割されて、画像表示部１５２に表示されるようにしても良いし、全体画像に格子状の表示が重畳するようにしても良い。画面表示部１５２において、例えば、所望の画像を表示している任意の点をポインタにより指示すると、その任意の点の位置のフレームが選択されると共に、選択されたことを表示するために、指示されたフレームの明るさ、解像度、コントラストなどが変化する。
【００５３】
ＲＥＣ ＭＯＤＥ選択メニュー１１８は、記録モードを選択するためのプルダウンメニューである。このプルダウンメニューには、記録する画像サイズと記録方法（ＲＵＮまたはＳＩＮＧＬＥ）とを組み合わせた記録モードが表示される。画像サイズは、（８×１６）枚のフレームから構成される全体画像と、全体画像の内の選択された（４×８）枚のフレームから構成される部分画像と、全体画像の内の選択された（２×４）枚のフレームから構成される部分画像との何れかが可能とされている。部分画像は、セレクト画面から選択された位置のものである。記録方法のＲＵＮは、所定周期（例えば５秒周期）で発生する撮影画像を記録する方法であり、そのＳＩＮＧＬＥは、１回のみ記録する方法である。記録モードとしては、これらを組み合わせたものが選択可能とされている。
【００５４】
Stage Config(Stage Configuration)ボタン１１９は、ステージを動かす精度などを微調整するためのボタンである。メッセージ領域１２０は、コントロール用のコンピュータ１とカメラユニット３との接続状況およびカメラユニット３のステージのコントロール状況を表示するための領域である。コントロール用のコンピュータ１とカメラユニット３とが接続されている場合には、図３に示すように、メッセージ領域に「ＩＭＡＧＥ ＳＥＲＶＥＲ ＣＯＮＮＥＣＴ」が表示される。また、カメラユニット３のステージがコントロール可能な状況にある場合には、メッセージ領域に「ＳＴＡＧＥ ＣＯＮＴＲＯＬ ＡＣＴＩＶＥ」が表示される。
【００５５】
ＲＥＣボタン１２１は、画像の記録を開始するためのボタンであり、このボタンがポインタにより指示されると、ＲＥＣモードメニューで選択されている記録モードに応じた記録が開始される。具体的には、ＲＵＮ（８×１６）、ＲＵＮ（４×８）、ＲＵＮ（２×４）、ＳＥＬＥＣＴ ＳＩＮＧＬＥ ＲＵＮ（８×１６）、ＳＥＬＥＣＴ ＳＩＮＧＬＥ ＲＵＮ（４×８）、ＳＥＬＥＣＴ ＳＩＮＧＬＥ ＲＵＮ（２×４）などのモードから選択されたモードに応じた記録が開始される。
【００５６】
ＰＬＡＹボタン１２２は、サーバ（メインメモリ３０）に蓄積された画像データを再生するためボタンである。具体的には、このＰＬＡＹボタン１２２がポインタにより指示されると、記録データ表示画面が表示される。この記録データ表示画面には、蓄積されている画像データを識別するための情報が表示される。この情報は、後述するディレクションファイルに記述されている情報に基づいたものである。
【００５７】
図５に、記録データ表示画面の一例を示す。図５に示すように、この記録データ表示画面には、最小化ボタン１６１、最大化ボタン１６２、閉じるボタン１６３、日付指定欄１６４、時間指定欄１６５、記録データ表示欄１６６、最新記録データ表示欄１６７、ＯＫボタン１６８、キャンセルボタン１６９、および蓄積部変更チェックボタン１７０が表示される。
【００５８】
最小化ボタン１６１は、この記録データ表示画面を、例えばアイコンに最小化するときにクリックされるボタンである。最大化ボタン１６２は、この記録データ表示画面を最大化させて、モニタの表示範囲の全てを使用して表示するときにクリックされるボタンである。閉じるボタン１６３は、この記録データ表示画面を閉じるときにクリックされるボタンである。
【００５９】
日付指定欄１６４では、全体表示部に表示させたい記録データの日付が指定される。例えば、日付指定欄１６４の右端に設けられたボタン１６４ａをクリックすることによって、表示可能な記録データの日付がプルダウンメニュー形式で表示され、表示された日付の中から選択するようにしても良い。
【００６０】
時間指定欄１６５では、全体表示部に表示させたい記録データの時間が指定される。例えば、時間指定欄１６５の右端に設けられたボタン１６５ａをクリックすることによって、表示可能な記録データの時間がプルダウンメニュー形式で表示され、表示された時間の中から選択するようにしても良い。
【００６１】
記録データ表示欄１６６には、蓄積装置の中から日付指定欄１６４および時間指定欄１６５において指定された日時の記録データが表示される。最新記録データ表示欄１６７には、蓄積装置に蓄積されている記録データの中から最新の記録データが表示される。また、日付指定欄１６４および時間指定欄１６５において指定された日時の中の記録データの中から最新となる記録データを表示するようにしても良い。
【００６２】
ＯＫボタン１６８は、所望の記録データの指定がなされたときにクリックされるボタンである。キャンセルボタン１６９は、この記録データ表示画面を閉じるときにクリックするボタンである。蓄積部変更チェックボタン１７０は、記録データの読み込み先を蓄積装置から、例えば着脱自在の半導体メモリカードに変更するときにチェックを入力するチェックボタンである。
【００６３】
図３に戻って説明すると、ＳＴＯＰボタン１２３は、記録または再生動作を停止するためのボタンである。なお、ＳＴＯＰボタン１２３は、ＲＥＣボタン１２１あるいはＰＬＡＹボタン１２２がポインタにより指示されることにより表示されるようにしても良い。
【００６４】
Set Camera Center POS(Set Camera Center POSITION)ボタン１２４は、現在カメラが向いている方向を（８×１６）枚の画像のセンタとして指定するためのボタンである。
【００６５】
ＨＯＭＥボタン１２５は、カメラユニット３を制御し、カメラユニット３のレンズの中心をホームポジションに向けるためのボタンである。ホームポジションは、カメラが一番左側の位置を向いている位置である。ＬＩＶＥ／ＶＩＥＷ ＰＯＳＩＴＩＯＮボタン１２６は、カメラをパンあるいはチルトするためのボタンである。
【００６６】
ＺＯＯＭボタン１２７Ａおよび１２７Ｂは、選択画像表示部１０３に表示された選択画像の拡大、縮小を行うためのボタンである。ＭＡＸ ＶＩＥＷボタン１２８は、選択画像を別画面例えば全体画像表示部１０２により拡大表示するためのボタンである。
【００６７】
次に、図６を用いて、この発明の一実施形態による全体画像の作成方法の一例について説明する。図６に示すように、カメラユニット３は、パンチルタ部４の雲台にカメラ部５が設置され、ホームポジションから撮像方向が可変される。図６において、撮影された（Ｍ×Ｎ）枚のフレームをカメラ側から見て、各行に対して上から順に１、２、・・・、Ｍの番号を付し、各列に対して左から順に１、２、・・・、Ｎの番号を付す。ホームポジションが例えば（１，１）の座標のフレームを撮影する位置とされる。
【００６８】
（１，１）の座標位置のフレームを撮影すると、カメラユニット３が下側にチルトされ、（２，１）の座標位置のフレームが撮影され、以下、順に（３，１）・・・・、（Ｍ，１）の座標位置のフレームが撮影され、次に第２列の一番上の座標位置（１，２）のフレームが撮影される。以下、各フレームを（Ｍ，Ｎ）の座標位置のフレームまで撮影する。上述したように、各フレームが他のフレームと１６画素分の重複部分を有する。撮影された各フレームがＪＰＥＧによる圧縮、メインメモリ３０への蓄積等の処理を受ける。
【００６９】
上述したように、各フレームが例えばＸＧＡ（1024画素×768画素）画の場合では、１２８枚のフレームからなる画像は、重複部分を無視すると、(横方向が1024画素×16枚＝16,384画素で、縦方向が768画素×8枚＝6,144画素）の約１億画素の画像である。上述した全体画像表示部１０２には、この画像から形成された圧縮画像またはサムネイル画像が表示され、選択画像表示部１０３には、例えば１フレームのＸＧＡ画像が表示される。したがって、選択画像表示部１０３には、解像度が極めて高い画像を表示することができ、全体画像では、不明瞭な画像も選択画像では、明瞭な画像として表示できる。
【００７０】
図７に、７５倍の望遠レンズがカメラユニット３に備えられている場合に、１フレームで撮影できる範囲を示す。カメラユニット３から１００ｍ離れた距離にある被写体を撮影する場合には、１フレームで、縦８．７ｍ×横１．１７ｍの範囲を撮影することができる。例えば、カメラ部５の撮像素子として、ＸＧＡを用いた場合には、被写体の縦０．８７ｃｍ×横１．１７ｃｍの範囲を約１画素で表すことができる。
【００７１】
カメラユニット３から２００ｍ離れた距離にある被写体を撮影する場合には、１フレームで、縦１．７４ｍ×横２．３４ｍの範囲を撮影することができる。例えば、カメラ部５の撮像素子として、ＸＧＡを用いた場合には、被写体の縦１．７４ｃｍ×横２．３４ｃｍの範囲を１画素で表すことができる。
【００７２】
カメラユニット３から５００ｍ離れた距離にある被写体を撮影する場合には、１フレームで、縦４．３６ｍ×横５．８４ｍの範囲を撮影することができる。例えば、カメラ部５の撮像素子として、ＸＧＡを用いた場合には、被写体の縦４．３６ｃｍ×横５．８４ｃｍの範囲を１画素で表すことができる。
【００７３】
図８を参照して取得した画像データをアーカイブ１０、メインメモリ３０等に保存する場合のデータ管理方法を説明する。上述したように、所定時間間隔で、（Ｍ×Ｎ）枚のフレームの画像が撮影され、圧縮されて蓄積される。図８Ａに示すように、Ｍ行Ｎ列によって各フレームの位置が規定される。例えば（１，１）の位置アドレスは、右端の最も上のフレームを特定する。各フレームは、この位置アドレスと記録時の時間情報とをファイル名として有する。時間情報は、年月日時分秒で構成される。したがって、各フレームのファイル名は、（年月日時分秒、位置アドレス）である。
【００７４】
さらに、図８Ｂに示すように、（Ｍ×Ｎ）枚のフレームで全体的な１枚の画像が形成されることに対応して、ディレクションファイルが規定されている。ディレクションファイルは、（１，１）の位置アドレスを有するフレームのファイル名（すなわち、年月日時分秒、位置アドレス）と同一のデータを持つことで、当該（Ｍ×Ｎ）枚のフレームの集合を定義する。さらに、このフレームの集合に対する位置情報およびメタデータをディレクションファイルが有する。位置情報およびメタデータは、メタデータ生成部２９で生成されたものである。すなわち、緯度・経度、方位、高度等の位置情報と、カメラ部５のパラメータ（倍率、フォーカス値、アイリス値等）等のメタデータ情報とをディレクションファイルが有する。
【００７５】
図９を参照して、カメラユニット３の動作の実施形態を説明する。この図９は、カメラユニット３を真上から見たときの、カメラ部５の平面断面図とする。またここでは、説明を容易とするために、カメラ部５を単にパンさせる。
【００７６】
カメラ部５は、レンズ部２２および撮像部２４から構成される。カメラ部５のパンの中心は、基準円２０２で示す中心位置とする。カメラ部５の光線の中心は、基準線２２０とし、撮影しようとする被写体の撮像中心を、撮像中心線２１０とする。レンズ部２２は、レンズ２０３、２０４、２０６、２０７、およびシフトレンズ（光路可変素子）２０５から構成される。一例として、レンズ２０３、２０４、および２０６は、その屈折率が１より大きい凸レンズであり、シフトレンズ２０５およびレンズ２０７は、その屈折率が１より小さい凸レンズである。
【００７７】
なお、このシフトレンズ２０５は、一例としてレンズと、そのレンズを水平方向に移動させるリニアモータと、レンズを垂直方向に移動させるリニアモータとから構成される。そして、この実施形態では、レンズ自身のことをシフトレンズと称する。
【００７８】
この図９では、一例として図９Ａ、図９Ｂ、そして図９Ｃの順番にパンする。まず、図９Ａに示すように、基準線２２０と撮像中心線２１０とが角度θａとなるときに、被写体の像は光路２１１ａを経由してレンズ２０３に入射される。
【００７９】
レンズ２０３に入射された被写体の像は、レンズ２０３の屈折率で屈折され、光路２１２ａを経由してレンズ２０４に入射される。レンズ２０４に入射された被写体の像は、レンズ２０４の屈折率で屈折され、光路２１３ａを経由してシフトレンズの位置２０５ａへ移動しているシフトレンズ２０５に入射される。
【００８０】
シフトレンズ２０５に入射された被写体の像は、シフトレンズ２０５の屈折率で屈折され、光路２１４ａを経由してレンズ２０６に入射される。このとき、パン部４のサーボモータに供給するパルス数を計数した計数値に対応してシフトレンズ２０５のリニアモータに所定の電圧が印加され、シフトレンズの位置２０５ａにシフトレンズ２０５を移動させる。
【００８１】
レンズ２０６に入射された被写体の像は、レンズ２０６の屈折率で屈折され、光路２１５を経由してレンズ２０７に入射される。レンズ２０７に入射された被写体の像は、レンズ２０７の屈折率で屈折され、光路２１６を経由して撮像部２４に入射される。
【００８２】
このように、パン部４のサーボモータに供給するパルス数を計数した計数値に対応したシフトレンズの位置２０５ａにシフトレンズ２０５を移動させることによって、シフトレンズ２０５で形成される光路２１４ａを経由して、撮像部２４に被写体の像を入射させるように、レンズ２０６に被写体の像を入射される。
【００８３】
そして、図９Ｂに示すように、基準線２２０と撮像中心線２１０とが一致するときに、被写体からの像は光路２１１ｂを経由してレンズ２０３に入射される。
【００８４】
レンズ２０３に入射された被写体の像は、レンズ２０３の屈折率で屈折され、光路２１２ｂを経由してレンズ２０４に入射される。レンズ２０４に入射された被写体の像は、レンズ２０４の屈折率で屈折され、光路２１３ｂを経由してシフトレンズの位置２０５ｂへ移動しているシフトレンズ２０５に入射される。
【００８５】
シフトレンズ２０５に入射された被写体の像は、シフトレンズ２０５の屈折率で屈折され、光路２１４ｂを経由してレンズ２０６に入射される。このとき、シフトレンズ２０５のレンズの中心と、基準線２２０と、撮像中心線２１０とが一致するようにシフトレンズ２０５のリニアモータに所定の電圧が印加され、シフトレンズの位置２０５ｂにシフトレンズ２０５を移動させる。
【００８６】
レンズ２０６に入射された被写体の像は、レンズ２０６の屈折率で屈折され、光路２１５を経由して、レンズ２０７に入射される。レンズ２０７に入射された被写体の像は、レンズ２０７の屈折率で屈折され、光路２１６を経由して撮像部２４に入射される。
【００８７】
このように、シフトレンズ２０５の中心と、基準線２２０と、撮像中心線２１０とが一致するシフトレンズの位置２０５ｂにシフトレンズ２０５を移動させることによって、シフトレンズ２０５で形成される光路２１４ｂを経由して、撮像部２４に被写体の像を入射させるように、レンズ２０６に被写体の像を入射させる。
【００８８】
そして、図９Ｃに示すように、基準線２２０と撮像中心線２１０とが角度−θｃとなるときに、被写体からの像は光路２１１ｃを経由してレンズ２０３に入射される。
【００８９】
レンズ２０３に入射された被写体の像は、レンズ２０３の屈折率で屈折され、光路２１２ｃを経由してレンズ２０４に入射される。レンズ２０４に入射された被写体の像は、レンズ２０４の屈折率で屈折され、光路２１３ｃを経由してシフトレンズの位置２０５ｃへ移動しているシフトレンズ２０５に入射される。
【００９０】
シフトレンズ２０５に入射された被写体の像は、シフトレンズ２０５の屈折率で屈折され、光路２１４ｃを経由してレンズ２０６に入射される。このとき、パン部４のサーボモータに供給するパルス数を計数した計数値に対応してリニアモータに所定の電圧が印加され、シフトレンズの位置２０５ｃにシフトレンズ２０５を移動させる。
【００９１】
レンズ２０６に入射された被写体の像は、レンズ２０６の屈折率で屈折され、光路２１５を経由してレンズ２０７に入射される。レンズ２０７に入射された被写体の像は、レンズ２０７の屈折率で屈折され、光路２１６を経由して撮像部２４に入射される。
【００９２】
このように、パン部４のサーボモータに供給するパルス数を計数した計数値に対応したシフトレンズの位置２０５ｃにシフトレンズ２０５を移動させることによって、シフトレンズ２０５で形成される光路２１４ｃを経由して、撮像部２４に被写体の像を入射させるように、レンズ２０６に被写体の像を入射させる。
【００９３】
この図９に示すようにカメラ部５の移動する方向と逆方向になるようにシフトレンズ２０５を移動させることによって、撮像部２４に露光される被写体の像を同一にすることができる。
【００９４】
この実施形態では、カメラ部５で撮影される１画面分を移動するときのパルス数を１サイクルのパルスと称する。そして、カメラ部５が移動する方向によって、ＦＷＤサイクルおよびＲＥＶサイクルの２種類のサイクルがある。この実施形態では、ＦＷＤサイクルのときにシフトレンズ２０５が待機している位置をシフトレンズの位置２０５ａ（図９Ａ参照）とする。
【００９５】
また、ＦＷＤサイクルの時にシフトレンズ２０５が、シフトレンズの位置２０５ａからシフトレンズの位置２０５ｃ（図９Ｃ参照）へ移動する。このとき、一例としてカメラ部５を移動させるサーボモータは時間によって制御される。また、カメラ部５を移動させるモータにステッピングモータが使用されている場合、出力されるパルス数が計数され、制御される。
【００９６】
なお、ＲＥＶサイクルの時には、ＦＷＤサイクルの時の逆の制御となるようにシフトレンズ２０５が制御される。カメラ部５がシフトレンズの位置２０５ｃに到達後、１サイクルが終了した時点で、シフトレンズ２０５はシフトレンズの位置２０５ａになるように、シフトレンズ２０５を移動させるリニアモータに供給する電圧を瞬時に切り替える。
【００９７】
シフトレンズの位置２０５ａからシフトレンズの位置２０５ｃへシフトレンズ２０５が動き出した後、シフトレンズ２０５がシフトレンズの位置２０５ｂ（図９Ｂ参照）となるときに、撮像部２４に対してシャッタパルスが出力される。このとき、一例としてシフトレンズ２０５を水平方向に移動させるリニアモータの駆動電圧によって、シャッタパルスを出力するタイミングが生成される。
【００９８】
このように、撮像部２４が恰も静止状態となるようにシフトレンズ２０５を制御するためには、カメラ部５を動かす３つのパラメータを制御する必要がある。第１のパラメータは、カメラ部５の１サイクルが始まってからシフトレンズ２０５がシフトレンズの位置２０５ａからシフトレンズの位置２０５ｃへ動き始める時間である。第２のパラメータは、カメラ部５がシフトレンズの位置２０５ａからシフトレンズの位置２０５ｃへ移動するためにかかる時間である。第３のパラメータは、シフトレンズ２０５がシフトレンズの位置２０５ｂとなるときのリニアモータに供給する電圧値である。一般的には、カメラ部５を移動させる速度と、シフトレンズ２０５を移動させる速度とが等しくなるように制御される。
【００９９】
また、カメラ部５のパンの速度と、画像の取り込みに必要な光量とによって、シフトレンズ２０５のシフト量が変わる。
【０１００】
また、この図９Ａ、図９Ｂ、および図９Ｃから、光路２１４ａ、２１４ｂ、および２１４ｃは、レンズ２０６に供給されるときに、常に一定の被写体の像を入射させるように、基準線２２０と撮像中心線２１０との角度に対応してシフトレンズの位置２０５ａ、２０５ｂ、および２０５ｃへ移動されたシフトレンズ２０５によって形成される。例えば、基準線２２０と撮像中心線２１０との角度が求められると、その角度に応じた電圧がシフトレンズ２０５の水平方向のリニアモータに印加される。電圧が印加されたリニアモータは、レンズ２０６に一定の被写体の像を入射させる光路２１４を形成するように、所定の位置へシフトレンズ２０５を移動させる。
【０１０１】
また、カメラ部５が一定速度でパンしているので、そのパンの速度に合わせて、シフトレンズ２０５の位置を移動するようにしても良い。例えば、図１０に示すシフトレンズ２０５の水平方向のリニアモータに印加される電圧を、カメラ部５の速度対応させて、繰り返すようにしても良い。
【０１０２】
この図１０に示す電圧Ｖａがシフトレンズ２０５の水平方向のリニアモータに印加されると、シフトレンズの位置２０５ａに、シフトレンズ２０５を移動させる。電圧Ｖｂがシフトレンズ２０５の水平方向のリニアモータに印加されると、シフトレンズの位置２０５ｂに、シフトレンズ２０５を移動させる。電圧Ｖｃがシフトレンズ２０５の水平方向のリニアモータに印加されると、シフトレンズの位置２０５ｃに、シフトレンズ２０５を移動させる。
【０１０３】
また、この図１０に示す電圧の方向は、シフトレンズ２０５の水平方向の位置を示す。なお、この図１０では、電圧Ｖｂを０Ｖとしているが、電圧Ｖｃを０Ｖとするようにして、シフトレンズ２０５を制御しても良いし、電圧Ｖａを０Ｖとするようにして、シフトレンズ２０５を制御しても良い。
【０１０４】
図１１にカメラ部５を移動させながら、３つの撮像範囲を撮影するときの概略図を示す。この図１１では、一例としてそれぞれ隣り合う座標位置のフレーム（１，１）、（１，２）、（１，３）が順次取り込まれる。
【０１０５】
この図１１に示すように、図９Ａに示すカメラ部５の位置のときの光路２１１ａから図９Ｃに示すカメラ部５の位置のときの光路２１１ｃまでの期間であれば、同一の被写体の像を撮像部２４に入射させることができる。従って、撮像部２４に同一の被写体の像を入射させることができる期間であれば、どのようなタイミングでもフレームを取り込むことができる。このとき、基準円２０２を中心にカメラ部５は回転する。
【０１０６】
このとき、基準円２０２を中心にカメラ部５は回転する。カメラ部５を一定速度でパンさせながら、例えば（１，１）の座標位置のフレームに続いて、（１，２）の座標位置のフレーム、そして（１，３）の隣り合う座標位置のフレームと連続して取り込む。そのために、カメラ部５の回転方向に対応してシフトレンズ２０５を、例えばシフトレンズの位置２０５ａからシフトレンズの位置２０５ｃまで移動させる。カメラ部５の回転方向に対応してシフトレンズの位置２０５ａからシフトレンズの位置２０５ｃまで行われるシフトレンズ２０５の移動は、１つのフレームを取り込む毎に行われる。従って、撮像部２４に同一の被写体の像を入射することができる。
【０１０７】
また、参照符号２３１で示す隣り合うフレームとの重複部分は、上述したように、例えば縦横のそれぞれで１６画素とされる。従って、２つの隣り合うフレームの重複部分は、それぞれ８画素とされる。
【０１０８】
なお、シフトレンズ２０５を移動させるリニアモータの動作が電圧Ｖａおよび／またはＶｃ付近では、完璧な線形にはならない。そのため、完璧な線形となる中心付近、すなわち電圧Ｖｂを中心とした範囲でフレームを取り込む方が、より安定した画像を得ることができる。
【０１０９】
撮像部２４に同一の被写体の像が入射され、露光されている期間は、シフトレンズ２０５を移動させるリニアモータが完璧な線形で動作する必要がある。そこで、リニアモータの動作の開始時では、その動作が安定していないため、動作が開始してから動作が安定するまでの一定期間、露光期間を待つ必要がある。従って、電圧Ｖｂ、すなわちシフトレンズの位置２０５ｂを中心とした範囲でフレームを取り込むことによって、より安定した画像を得ることができる。
【０１１０】
図１２Ａは、パンチルタ部４にカメラ部５を設けた平面断面図であり、図１２Ｂは、カメラ部５を横から見た側面断面図である。この図１２Ｂに示すように、カメラ部５をチルトさせても、そのチルトされたカメラ部５の方向に対応して、シフトレンズ２０５を所定の方向に移動することによって、同一の被写体の像を撮像部２４に入射させることができる。
【０１１１】
図１３を参照して、パンチルタ部４とは異なる移動体にカメラ部５を搭載したときの他の実施形態を説明する。ここでは、説明を容易とするために、水平方向にのみカメラ部５を移動させる移動体とする。この移動体は、例えばサーボモータの回転運動を直線運動に変えることによって実現することができる。この図１３では、一例として（１，１）の座標位置のフレームに続いて、（１，２）の座標位置のフレームを連続して取り込む。
【０１１２】
参照番号２４１で示す矢印の方向にカメラ部５を一定速度で移動させる。図１３Ａに示すカメラ部５の移動範囲内であれば、移動するカメラ部５に対応してシフトレンズ２０５を移動させることによって、撮像部２４に同一の被写体の像を入射させることができる。従って、（１，１）の座標位置のフレームを取り込むことができる。
【０１１３】
そして、カメラ部５が移動体によって隣り合う（１，２）の座標位置のフレームを取り込むことが可能な範囲に移動したとき（図１３Ｂ参照）に、移動するカメラ部５に対応してシフトレンズ２０５を移動させることによって、撮像部２４に同一の被写体の像を入射させることができる。従って、（１，２）の座標位置のフレームが取り込まれる。
【０１１４】
このように、カメラ部５を一定速度で移動させることができる移動体であれば、どのような移動体であっても、隣り合うフレームを取り込むことができる。
【０１１５】
この発明は、上述したこの発明の一実施形態等に限定されるものでは無く、この発明の要旨を逸脱しない範囲内で様々な変形や応用が可能である。
【０１１６】
この実施形態では、ＬＡＮ７で互いに接続されているコンピュータ１によってカメラユニット３が制御されているシステムが、コンピュータ１およびカメラユニット３のみを可搬型とするようにしても良い。
【０１１７】
この実施形態では、カメラユニット３を下側にチルトし、フレームを順次撮影しているが、カメラユニット３を上側にチルトし、フレームを順次撮影するようにしても良いし、カメラユニット３を右側にパンし、フレームを順次撮影するようにしても良いし、カメラユニット３を左側にパンし、フレームを順次撮影するようにしても良い。
【０１１８】
この実施形態では、レンズ２０３、２０４、２０６、２０７、およびシフトレンズ２０５は、全て凸レンズから構成されているが、全て凹レンズから構成されるようにしても良いし、凸レンズと凹レンズとを適宜組み合わせた構成としても良い。
【０１１９】
この実施形態では、撮像部２４に同一の被写体の像を入射させるために、カメラ部５の方向に対応してシフトレンズ２０５が所定の方向に移動するようになされているが、レンズ部２２を構成するそれぞれのレンズが凸レンズか凹レンズか、そのレンズの屈折率が１より大きいか、小さいかなど、その構成によってシフトレンズ２０５の移動する方向は反対方向になることもある。
【０１２０】
この実施形態では、座標位置に基づいてフレームを撮影するようにしているが、位置アドレスに基づいてフレームを撮影するようにしても良い。
【０１２１】
【発明の効果】
この発明に依れば、従来間欠的に動作するときの加速度を検出してシフトレンズを動作させる構成とされているカメラ部を、一定速度で移動させる移動体に搭載しても、当該移動体の移動に対応してシフトレンズを動作させることができるので、同一の被写体の像を撮像部に入射させることができる。この発明では、撮像装置が各位置で撮影した複数の静止画像を連結した画像を表示することによって、広範囲の画像でありながら極めて画素数が多い画像を形成でき、一部を選択した画像として高解像度のものを表示することが可能となり、全体画像中の指定した部分のみを鮮明に表示することが可能となる。
【０１２２】
この発明に依れば、カメラ部の移動する方向と逆方向にシフトレンズを移動させることができるので、充分な光量を得る時間で同一の被写体の像を撮像部に入射させることができる。
【０１２３】
この発明に依れば、従来必要であった加速度センサまたは角加速度センサとフィードバック回路とを取り除いて、オープンループの回路でシフトレンズを制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態のモニタリングシステムを概略的に示すブロック図である。
【図２】この発明の一実施形態のブロック図である。
【図３】この発明の一実施形態における画面表示の一例を説明するための略線図である。
【図４】この発明の一実施形態におけるセレクト画面の一例を説明するための略線図である。
【図５】この発明の一実施形態における再生時の記録データ表示画面の一例を説明するための略線図である。
【図６】この発明の一実施形態における撮影動作および画像取得動作を説明するための略線図である。
【図７】この発明の一実施形態における被写体までの距離と撮影範囲および解像度を説明するための略線図である。
【図８】撮影された画像の管理方法を説明するための略線図である。
【図９】この発明に適用されるカメラブロックの動作の実施形態を説明するための概略図である。
【図１０】この発明に適用されるシフトレンズに印加する時間と電圧の関係を説明するための特性図である。
【図１１】この発明に適用されるカメラブロックの動作の実施形態を説明するための概略図である。
【図１２】この発明に適用されるカメラブロックの動作の実施形態を説明するための概略図である。
【図１３】この発明に適用されるカメラブロックの動作の実施形態を説明するための概略図である。
【図１４】従来のカメラブロックの動作を説明するための概略図である。
【符号の説明】
３・・・カメラユニット、５・・・カメラ部、２２・・・レンズ部、２４・・・撮像部、２０２・・・基準円、２０３、２０４、２０６、２０７・・・レンズ、２０５・・・シフトレンズ、、２０５ａ、２０５ｂ、２０５ｃ・・・シフトレンズの位置、２１０・・・撮像中心線、２２０・・・基準線
Claims (4)
- 映像を撮影する撮像部と、
ステッピングモータを駆動源として上記撮像部の撮像方向を変化させる撮像方向可変部と、
上記撮像部に対する被写体からの光路を光路可変素子駆動モータにより可変する光路可変素子と、
上記撮像方向可変部の最大可動範囲内の所定の可動範囲において、各撮像方向でそれぞれ撮像された複数枚の静止画像または上記原画像を圧縮した圧縮画像を蓄積する蓄積部と、
上記蓄積部に格納された上記原画像または上記圧縮画像から生成されたパノラマ状の全体画像を表示部に表示する制御部とを有し、
各静止画像の撮影のために必要とされる上記ステッピングモータのパルス数を計数し、計数値に対応する振幅ののこぎり波状の駆動信号を上記光路可変素子駆動モータに印加することによって、上記撮像方向の変化を打ち消して、上記撮像部に同一の被写体の像を入射させるようにしたことを特徴とするモニタリングシステム。 - 上記光路可変素子駆動モータに供給する駆動信号から上記撮像部が上記静止画像を取り込むタイミングを生成するようにしたことを特徴とする請求項１に記載のモニタリングシステム。
- ステッピングモータを駆動源として撮像部の撮像方向を変化させる撮像方向可変部の最大可動範囲内の所定の可動範囲において、各撮像方向でそれぞれ撮像された複数枚の静止画像からなる原画像または上記原画像を圧縮した圧縮画像を蓄積し、上記原画像または上記圧縮画像から生成されたパノラマ状の全体画像を表示するモニタリング方法において、
各静止画像の撮影のために必要とされる上記ステッピングモータのパルス数を計数し、計数値に対応する振幅ののこぎり波状の駆動信号を上記光路可変素子駆動モータに印加することによって、上記撮像方向の変化を打ち消して、上記撮像部に同一の被写体の像を入射させるようにしたことを特徴とするモニタリング方法。 - 上記光路可変素子駆動モータに供給する駆動信号から上記撮像部が上記静止画像を取り込むタイミングを生成するようにしたことを特徴とする請求項３に記載のモニタリング方法。
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