JP4865587B2 - 設置型撮像装置 - Google Patents

Description

本発明は、正立姿勢または倒立姿勢に設置可能な設置型撮像装置に関する。

更に、自動焦点調節手段（ＡＦ）や自動露出手段（ＡＥ）、自動白バランス手段（ＡＷＢ）を有する設置型撮像装置の測距範囲、自動露出範囲、自動白バランス範囲等の設定方法に関する。更に詳細には、撮像装置の姿勢との関係よるに前記範囲の設定方法に関する。

従来、監視用撮像装置を設置する場合、正立姿勢または倒立姿勢で設置されることが多い。

図５は、上記２つの設置方法を示す図である。机などに設置する正立姿勢での設置と、天井などに設置する倒立姿勢での設置状態を示す。また、それぞれの設置状態での撮像画像をモニター出力として示す。

図５−１に示すように、単純に逆転して設置した場合、倒立姿勢のモニター出力と正立姿勢のモニター出力の撮像画像は上下反転する。そのため、従来は正立用と倒立用とで撮像手段であるＣＣＤの取り付けを上下反転（回転）した別の撮像装置を用いていた。

その場合、図５−２に示す様に、撮像装置の姿勢は正立と倒立であっても、出力画像はモニター上、同じ方向の画像を得られていた。

しかし、上記方法ではＣＣＤの取り付け方に応じて別製品とする必要が有り、生産上非効率的である。

また、上記方法では設置の状況に応じてそれぞれ専用の撮像装置を用いらなければならないため、柔軟性に欠ける。

そこで、近年ではＣＣＤからの画像をメモリしておき、その読み出し方法を任意に変更することで上下反転（回転）させる方法が採用されるようになった。その結果、図５−２に示したものと同一の信号がＣＣＤの取り付けを変更することなく得られる。

図６は従来例の基本構成を示すブロック図である。

同図において、１は光学的な被写体像を結像するためのレンズ、２はレンズ１からの光学的な被写体像を電気的な撮像信号に変換するＣＣＤ（撮像素子）である。３はＣＣＤ２からの撮像信号を記憶し、読み出す順序を変更することにより上下反転（回転）させた画像を出力する機能と、ＡＥ、ＡＷＢ等の処理を行いビデオ信号に変換する機能を有する撮像装置信号処理部である。

４は撮像装置処理部からの信号を処理する映像信号処理部である。ＮＴＳＣやＰＡＬなどのビデオフォーマットやＪＰＥＧ、ＭＰＥＧといった形式の映像信号を出力する。１３は本ビデオ撮像装置全体のシステムを制御するシステム制御部である。

撮像装置信号処理部２はＣＣＤ２から読み出した画像を記憶し、システム制御部１３からの命令によってその読み出す順序を任意に変更できる。

図７は撮像装置信号処理回路２の読み出し方法によって出力画像が上下反転（回転）することを示す図である。図７の（１）は被写体像で、ＣＣＤ２上に光学的な画像が形成され、電気信号に変換される。

図７の（２）はＣＣＤ２からの撮像信号が撮像装置信号処理部に入力されたときの画像および、アドレスマップである。撮像装置信号処理部では図７の（２）のように、例えば、０〜６９９のアドレスからなるメモリ上にデジタル化された画像が記憶される。

この画像をそのまま出力する場合は図７の（３）に示す如くアドレス０から６９９の順に読み出しを行えば上下そのままの画像が出力される。ここで図７の（４）のようにアドレス６９９から０の順に読み出しを行うと、上下が入れ替わった画像になる。従って、画像を上下反転（回転）させたことになる。

従って、正立姿勢および倒立姿勢それぞれに合わせてＣＣＤの読み出し方向を変更することにより、ＣＣＤの取り付けを上下反転（回転）した状態を実現できる。
特開平５−３７８８７ 特開平８−２２３４９２ 特開平９−２７９２１

しかしながら画像を上下反転（回転）させた場合、以下のような問題がある。

ＡＦ、ＡＥ、ＡＷＢといった機能は撮像画像の所定部分を制御エリアとしてそれぞれ制御枠（制御範囲）を設定する。その制御枠（制御範囲）内の映像信号を抽出し、制御を行う。

然しながら、従来は制御枠（制御範囲）は固定位置であり、画像信号を反転（回転）しても同じ位置に存在するため、問題が発生する。

図８は、立姿勢と倒立姿勢とで画像を反転（回転）させた際の制御枠（制御範囲）の状態を示す図である。モニター上の画像は前述した如く取り付け姿勢に関わりなく、正立画像が得られる。然しながら、撮像画像に対する制御枠（制御範囲）の位置関係が変化している。従って、図８のように正立姿勢では画面の下部を抽出していたものが、倒立姿勢では画面の上部を抽出することになる。従って、以下のような問題が発生する。

図８の正立姿勢の撮像装置では、撮像装置が正立時における自動焦点調節のためのＡＦ信号生成エリアの制御枠を画面の下側に設定している。この設定では、例えば人物を撮像する場合を、人物を中心に信号の抽出が行える。また、それと共に画面上部のもの、たとえば屋外では空にピントが抜けにくい撮像装置では、出力画像は上下反転（回転）し、モニター上は正立の撮像画として表示できる。しかし、倒立時は制御枠の大部分が人物よりも上の部分を占める。その場合、例えば、屋外だと制御枠内が空になり、ピントが人物よりも空に合いやすい。

従って、正立姿勢と倒立姿勢で異なる自動焦点合焦特性となる。図８に示すように、正立姿勢の撮像装置では人物にピントが合う。しかし、倒立姿勢の撮像装置では空に合焦するか、または測距不能で自動焦点調節ができなくなる場合がある。

撮像信号の所定部分を抽出する制御枠を設定して制御を行う絞りやシャッターなどの露出制御（ＡＥ）や自動白バランス制御（ＡＷＢ）でも同様な問題が発生する。

例えば、露出制御時、図８のように倒立設定によって画像だけ上下反転（回転）し、ＡＥ用制御枠（制御範囲）がそのままだとするとすると空がＡＥの制御エリアの大部分を占める。するとＡＥの機能が明るい空に対して適正露出になるため、空よりも暗い人物の顔が暗くなる。

また、ＡＷＢの制御枠も図８と同様にした場合、倒立設定によって画像だけ上下反転（回転）した場合、ＡＷＢ用制御枠位置が変化しないと、青い空が画面の大部分を占める。その場合、空の青を白くしようとＡＷＢの機能が働くと、例えば人物像の色が、赤みがかる。

これらは撮像装置として性能上問題が生じるだけでなく、異なる姿勢の撮像装置を同時に設置するような場合にこのような問題が現れるのは設置可能な撮像装置として好ましくない。

本発明に係る設置型撮像装置は、正立姿勢または倒立姿勢に設置が可能な設置型撮像装置であって、被写体の撮像を行う撮像手段と、ネットワークを介して遠隔で前記設置型撮像装置の設置された姿勢を入力する姿勢入力手段を有するＰＣからの当該入力に応じて、前記撮像手段により取得された撮像画像を回転して出力する回転手段と、
前記撮像信号を用いて自動焦点調節を行う為の自動焦点調節手段と、前記撮像画像の自動焦点調節を行う為の信号を取得する範囲の撮像信号を選択する選択手段と、前記ネットワークを介して遠隔で前記設置型撮像装置の設置された姿勢を入力する姿勢入力手段を有するＰＣからの入力情報が当該ネットワークを介して伝達され、当該伝達に応じて前記撮像画像の自動焦点調節を行う為の信号を取得する範囲を変更する範囲設定手段を有する。
また、別の側面に係る設置型撮像装置は、正立姿勢または倒立姿勢に設置が可能な設置型撮像装置を有する撮像システムであって、被写体の撮像を行う撮像手段と、ネットワークを介して遠隔で前記設置型撮像装置の設置された姿勢を入力する姿勢入力手段を有するＰＣからの当該入力に応じて、前記撮像手段により取得された撮像画像を回転して出力する回転手段と、前記撮像信号を用いて自動焦点調節を行う為の自動焦点調節手段と、前記撮像画像の自動露出を行う為の信号を取得する範囲の撮像信号を選択する選択手段と、前記ネットワークを介して遠隔で前記設置型撮像装置の設置された姿勢を入力する姿勢入力手段を有するＰＣからの入力情報が当該ネットワークを介して伝達され、当該伝達に応じて前記撮像画像の自動焦点調節を行う為の信号を取得する範囲を変更する範囲設定手段を有する。
また、別の側面に係る設置型撮像装置は、正立姿勢または倒立姿勢に設置が可能な設置型撮像装置を有する撮像システムであって、被写体の撮像を行う撮像手段と、ネットワークを介して遠隔で前記設置型撮像装置の設置された姿勢を入力する姿勢入力手段を有するＰＣからの当該入力に応じて、前記撮像手段により取得された撮像画像を回転して出力する回転手段と、前記撮像信号を用いて自動的に白バランスを調節する自動白バランス手段と、前記撮像画像の自動白バランスを行う為の信号を取得する範囲の撮像信号を選択する選択手段と、前記ネットワークを介して遠隔で前記設置型撮像装置の設置された姿勢を入力する姿勢入力手段を有するＰＣからの入力情報が当該ネットワークを介して伝達され、当該伝達に応じて前記撮像画像の自動焦点調節を行う為の信号を取得する範囲を変更する範囲設定手段を有する。

本発明によれば、ＡＦ、ＡＥ、ＡＷＢなどの制御を行う制御枠の設定は正立姿勢および倒立姿勢に対応して変更することにより、何れの姿勢においても同様な制御特性が得られる。従って、良好な撮像装置及び撮像システムを提供することができる。

以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。

図１は本発明に係るビデオ撮像装置の基本構成を示すブロック図である。

同図において、１は被写体像を光学的に結像するためのレンズ、２はレンズ１からの光学的な画像を電気的な撮像信号に変換する撮像手段（ＣＣＤ）、３は前記撮像手段２にて取得された撮像信号を記憶し、読み出し順序を変更することにより上下反転（回転）させた画像を抽出する機能を有すると共に、ＡＥ、ＡＷＢ等の処理を行いビデオ信号に変換する撮像装置信号処理部である。

４は後述の枠生成回路７の枠表示信号と撮像装置処理部からの信号を処理する映像信号処理部である。ＮＴＳＣやＰＡＬなどのビデオフォーマットやＪＰＥＧ、ＭＰＥＧ等の種々の形式の映像信号を出力する。５はネットワークエンジンで撮像装置と６のＰＣとをＬＡＮによって相互に結び、撮像装置からの映像信号をＰＣに送信し、また、ＰＣ上で設定した内容を撮像装置部へ伝達する。６のＰＣはアプリケーションを起動することにより、撮像装置からの画像のモニタリングを行う。また、撮像装置を使用する際の姿勢の設定を行う姿勢入力手段を有する。

７は焦点状態を検出するため、画像中の所定範囲をＡＦの制御枠として所定範囲の枠を表示させる枠生成回路（所定範囲設定手段）である。撮像画像のどの部分に対して制御を行っているかをユーザーが認識するために用いる。

８はフォーカスレンズを駆動するフォーカスレンズモーター、９はズームレンズを駆動するズームレンズモーターで、これらのフォーカスレンズモーター８及びズームレンズモーター９はモータ自動焦点調節制御（ＡＦの制御）を行うＡＦ制御部、１３は本撮像装置全体のシステムを制御するシステム制御部である。システム制御部１３は枠生成回路７の測距エリア指定を行う。前記測距エリア（ＡＦ制御枠）の画像中の所定の部分を制御のための信号として抽出する。枠表示回路７によって表示させても、非表示としても良い。

次に、上記構成に基づく本発明の第１の実施例について説明する。

図２はＰＣ６において、撮像装置の設定を行う例を示したものである。図２は撮像装置の使用姿勢が正立姿勢か倒立姿勢かを設定する画面である。正立を選択する場合は正立画像の下部の窓をマウスでクリックする。クリックすると「■」となり設定されたことを意味する。「□」は設定されていないことを意味する。図２では倒立姿勢のところが「■」で正立姿勢のところが「□」のため、倒立姿勢が設定されている。

使用者は正立か倒立かのどちらかを設定することになる。設定されると、この情報がＬＡＮなどのネットワーク及び、ネットワークエンジン５を介し、制御回路１３へ伝達される。

尚、本実施例ではＰＣ６を用いて遠隔設定手動で行っているが像装置に正立、倒立設定スイッチを備え、前記正立倒立スイッチにより設定しても良い。また、設置姿勢に応じて自動的にスイッチがオンするような構成にしても良い。また、姿勢を検出するセンサーを用いて姿勢を検出しても良い。

システム制御部１３は、正立か倒立かの情報を基に撮像装置信号処理回路３でＣＣＤからの撮像装置の信号の読み出し方向を切替える。

読み出し方向を切換えることにより、撮像装置の姿勢が正立姿勢または倒立姿勢の何れに設置された場合でも、ＰＣ上でモニタリングする画像は上下が反転（回転）することない。

自動焦点合焦手段は、撮像画の所定部分を制御範囲としてそれぞれ制御枠を設定し、その制御枠内の映像信号を抽出し、制御を行う。

図３は正立姿勢と倒立姿勢とで画像を反転（回転）させた際の制御枠の状態を示す。

図３の（１）は、倒立姿勢時、撮像画像は反転（回転）するが、制御枠は変更しない場合である。正立姿勢では画面の下部を抽出していたものが、倒立姿勢では画面の上部を抽出することになる。

このとき制御枠の大部分が人物よりも上の部分を占め、例えば屋外だと上の部分は空となり、ピントが人物よりも空に合いやすくなってしまう。これは設置型撮像装置（監視カメラ等）として性能上問題が生じる。複数の撮像装置を複数の姿勢で設置するような場合にこのような問題が発生するのは好ましくない。

そこで、本発明では図３の（２）のように、正立姿勢および倒立姿勢に応じて画像を反転（回転）させる処理を行うとともに、ＡＦなどの制御で使用している抽出エリアである（ＡＦ制御領域）の設定も上下反転（回転）させる。

これによって、図３の（２）に示すように、正立姿勢でも倒立姿勢でも人物が制御枠に収まり、共に良好なピント合わせが実現できる。

図４にシステム制御部１３のフローチャートを示す。

Ｓ４０１において姿勢設定状態を読み込み正立設定か倒立設定かを判定する。

Ｓ４０１において姿勢設定状態が正立と判断されたらＳ４０２において撮像装置信号処理２の撮像装置映像の読み出し方向を正立用に設定する。

そして、Ｓ４０３において制御枠設定を正立用に設定する。Ｓ４０１において姿勢設定状態が倒立と判断されたらＳ４０４において撮像装置信号処理２の撮像装置映像の読み出し方向を倒立用に設定する。そして、Ｓ４０５において制御枠設定を倒立用に設定する。

本実施例では制御枠の使用例としてＡＦ機能を例に説明を行ったが、これに限らないことはいうまでもない。絞りやシャッター（露出制御手段）等を自動的に調節する自動露出制御（ＡＥ）や自動的に白バランスを制御する自動白バランス制御（ＡＷＢ）等の撮像信号の所定部分（ＡＥ制御領域、ＡＷＢ制御領域）を抽出して制御を行うものであれば何でも良い。

例えば、ＡＥの制御枠も図３の（１）と同様だった場合、同様な問題が発生する。

例えば、自動焦点調節装置の場合と同様に、撮像装置を正立設定時にＡＥ制御枠が下側に設定されているとする。人物像を重視し、ＡＥの機能が空の明るさに影響されないように設定して場合である。

これを図３の（１）のように倒立設定によって画像だけ上下反転（回転）し、ＡＥ用制御枠がそのままだとするとすると、空がＡＥの制御エリアの大部分に入ることになる。するとＡＥの機能が明るい空に対して適正露出になるように機能するため、空よりも明るさが落ちる手前の人物の顔が暗くなってしまう。

また、ＡＷＢの制御枠も図３の（１）と同様同様な問題が発生する。

つまり、図３の（１）のように倒立設定によって画像だけ上下反転（回転）し、ＡＷＢ用制御枠エリアがそのままだとするとすると青い空が画面の大部分を占める。すると、空の青を白くしようとＡＷＢの機能が働き、例えば人物の顔が、赤みがかってしまう。

これらＡＥ、ＡＷＢの問題点は前述したＡＦと同様に図３の（２）のように撮像装置の正立倒立の設定に応じて制御枠の位置を設定しなおすことで解決できる。

図３の（２）は正立姿勢および倒立姿勢に応じて画像を反転（回転）させる処理とともにＡＥ、ＡＷＢの制御で使用している抽出エリアである制御枠の設定も移動させる。このようにすることにより、何れの姿勢においても同一の撮像画像、同一のＡＥおよびＡＷＢ特性を提供できる。

以上、ＡＦ、ＡＥ、ＡＷＢの３つの例を述べたが、それぞれの制御枠はそれぞれ別々に設定可能で、同一の大きさ、位置である必要はない。

また、本発明において述べている上下反転（回転）とは、上下を対称的に反転（回転）させるのではなく、１８０度回転をするものであることはいうまでもない。

また、本実施例では撮像装置を正立及び倒立に設置した場合に、撮像画像を上下反転（回転）する場合のみを説明したが、例えば横向きに設置した場合は９０°回転しても良いことは言うまでもない。

実施例１の撮像装置の構成を示すブロック図。 実施例１の姿勢の設定方法を示す図。 （１）は実施例１の撮像装置の出力画像は切り替えができているが、制御枠の切り替えを行っていない、（２）は実施例１の撮像装置の出力画像切り替えと共に、制御枠の切り替えを行っている図。 実施例１の撮像装置におけるフローチャート。 （１）は従来例の撮像装置における画像出力が姿勢で上下反転（回転）している図、（２）は従来例の撮像装置における画像出力が姿勢で上下反転（回転）していない図。 従来例の撮像装置の構成を示すブロック図。 従来例の撮像装置の撮像装置信号処理回路で画像を反転（回転）させる説明の図。 従来例の撮像装置の出力画像は切り替えができているが、制御枠の切り替えを行っていない図。

符号の説明

１ レンズ
２ 撮像素子
３ カメラ信号処理部
４ 映像信号処理部
５ ネットワークエンジン
６ ＰＣ
７ 枠生成回路
１３ システム制御部

Claims (3)

1. 正立姿勢または倒立姿勢に設置が可能な設置型撮像装置であって、
   被写体の撮像を行う撮像手段と、
   ネットワークを介して遠隔で前記設置型撮像装置の設置された姿勢を入力する姿勢入力手段を有するＰＣからの当該入力に応じて、前記撮像手段により取得された撮像画像を回転して出力する回転手段と、
   前記撮像信号を用いて自動焦点調節を行う為の自動焦点調節手段と、
   前記撮像画像の自動焦点調節を行う為の信号を取得する範囲の撮像信号を選択する選択手段と、
   前記ネットワークを介して遠隔で前記設置型撮像装置の設置された姿勢を入力する姿勢入力手段を有するＰＣからの入力情報が当該ネットワークを介して伝達され、当該伝達に応じて前記撮像画像の自動焦点調節を行う為の信号を取得する範囲を変更する範囲設定手段を有することを特徴とする設置型撮像装置。
2. 正立姿勢または倒立姿勢に設置が可能な設置型撮像装置を有する撮像システムであって、
   被写体の撮像を行う撮像手段と、
   ネットワークを介して遠隔で前記設置型撮像装置の設置された姿勢を入力する姿勢入力手段を有するＰＣからの当該入力に応じて、前記撮像手段により取得された撮像画像を回転して出力する回転手段と、
   前記撮像信号を用いて自動焦点調節を行う為の自動焦点調節手段と、
   前記撮像画像の自動露出を行う為の信号を取得する範囲の撮像信号を選択する選択手段と、
   前記ネットワークを介して遠隔で前記設置型撮像装置の設置された姿勢を入力する姿勢入力手段を有するＰＣからの入力情報が当該ネットワークを介して伝達され、当該伝達に応じて前記撮像画像の自動焦点調節を行う為の信号を取得する範囲を変更する範囲設定手段を有することを特徴とする設置型撮像装置。
3. 正立姿勢または倒立姿勢に設置が可能な設置型撮像装置を有する撮像システムであって、
   被写体の撮像を行う撮像手段と、
   ネットワークを介して遠隔で前記設置型撮像装置の設置された姿勢を入力する姿勢入力手段を有するＰＣからの当該入力に応じて、前記撮像手段により取得された撮像画像を回転して出力する回転手段と、
   前記撮像信号を用いて自動的に白バランスを調節する自動白バランス手段と、
   前記撮像画像の自動白バランスを行う為の信号を取得する範囲の撮像信号を選択する選択手段と、
   前記ネットワークを介して遠隔で前記設置型撮像装置の設置された姿勢を入力する姿勢入力手段を有するＰＣからの入力情報が当該ネットワークを介して伝達され、当該伝達に応じて前記撮像画像の自動焦点調節を行う為の信号を取得する範囲を変更する範囲設定手段を有することを特徴とする設置型撮像装置。

Images