JP2014186302A

JP2014186302A - カメラ装置およびカメラ装置の制御方法

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Publication number: JP2014186302A
Application number: JP2013252902A
Authority: JP
Inventors: Joji Wada; 穣二和田; Masahito Oka; 雅人岡; Yoshihito Urashima; 良仁浦島
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2013-02-22
Filing date: 2013-12-06
Publication date: 2014-10-02
Anticipated expiration: 2033-12-06
Also published as: JP6388105B2; US20140240494A1; WO2014129671A1; US9973735B2; CN105075238B; CN105075238A

Abstract

【課題】撮影方向を移動させ、偏光フィルタを用いて短時間で適正な撮像を行うことができるカメラ装置およびカメラ装置の制御方法を提供する。
【解決手段】カメラ装置１０Ａは、天井面１１に対して垂直な第１回動軸３１を中心として回動可能な支持部材３２を本体２０に有する。支持部材３２には、第１回動軸３１に対して直交する第２回動軸３５を中心として回動可能なカメラ部４０が取り付けられ、カメラ部４０に取り付けられる偏光フィルタ部５０Ａは、カメラ部４０の光入射部を偏光フィルタ５８により覆う被覆状態と光入射部から偏光フィルタ５８を退避させる退避状態とが、選択可能である。カメラ装置１０Ａは、カメラ部４０の回動および偏光フィルタ５８の状態を記憶する記憶部７１および記憶に基づいて制御する制御部７０を有する。撮影時には、制御部７０は、撮影対象に対する情報を記憶部７１から引き出してセットするので、短時間で撮影対象に対する撮影が可能となる。
【選択図】図２

Description

本発明は、例えば偏光フィルタ等のフィルタを用い、監視カメラのように短時間で最適な画像を得ることが要求されるカメラ装置およびカメラ装置の制御方法に関するものである。

従来、偏光フィルタを用いて撮像した画像を処理して、外界の情報を得るカメラ装置が用いられている（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１に記載のカメラ装置は、車両に搭載され、車外の対象を撮像することにより、外界情報を得ることに用いられる。

図８に示すように、カメラ装置１００はＣＣＤカメラであり、撮像素子としてＣＣＤ１０１が設けられている。ＣＣＤ１０１の前方には、被写体像をＣＣＤ１０１の撮像面に結像する撮像光学系としての対物レンズ系１０２が配置されている。
対物レンズ系１０２の前面部には、所定の偏光成分の光線のみを透過して不要な光線を除去する偏光フィルタ１０３が光路中に挿脱自在に設けられている。
また、対物レンズ系１０２の光路中（図では対物レンズ系１０２の後面部）には、対物レンズ系１０２の焦点距離を変更する焦点切換レンズとしてのコンバージョンレンズ１０４が挿脱自在に設けられている。

従って、必要に応じて偏光フィルタ１０３を光路中に配置し、回転させて適正な偏光位置とする。
これにより、フロントウィンドウに映り込んだ車室内のインストルメントパネル上部や、ダッシュボードなどの物体の反射像のゴーストが対物レンズ系１０２及びＣＣＤ１０１に入射することを防ぐことができる。
また、カメラ装置１００へのゴーストの映り込みを低減できる。

特開平９−２６６５７２号公報（第４図）

しかしながら、前述した特許文献１に記載の従来のカメラ装置１００においては、偏光フィルタ１０３を少しずつ回転させながら適正な偏光位置に位置決めするため、偏光フィルタを設定するための時間が長くなる。
このため、回転台付の監視カメラのように、撮影方向を移動させて種々の撮影方向を撮影する必要があるものには適さないという問題があった。

本発明は、従来の問題を解決するためになされたもので、撮影方向を移動させ、例えば偏光フィルタ等のフィルタを用いて短時間で適正な撮像を行うことができるカメラ装置およびカメラ装置の制御方法を提供することを目的とする。

本発明のカメラ装置は、回動可能なカメラ部と、前記カメラ部の光入射部をフィルタにより覆う被覆状態および前記光入射部から前記フィルタが退避する退避状態の少なくとも一方を選択可能なフィルタ部と、前記カメラ部の回動および前記フィルタ部の状態を制御する制御部と、前記カメラ部の撮像方向を含む姿勢情報と前記フィルタ部の前記被覆状態および前記退避状態の少なくとも一方を示すフィルタ情報とを記憶する記憶部と、を備え、前記制御部が、前記記憶部に記憶された前記姿勢情報に基づいて前記カメラ部の向きを制御するとともに、前記記憶部に記憶された前記フィルタ情報に基づいて前記フィルタ部を制御するものである。

また、本発明のカメラ装置は、前記フィルタが偏光フィルタであるものである。

さらに、本発明のカメラ装置は、前記カメラ部が少なくとも２方向に回動可能であるものである。

そして、本発明のカメラ装置は、前記制御部が、前記記憶部に記憶された前記姿勢情報に基づいて前記カメラ部の向きを制御するとともに、前記記憶部に記憶された前記フィルタ情報に基づいて前記フィルタ部を前記被覆状態および前記退避状態のどちらかに切替えるものである。

さらに、本発明のカメラ装置は、前記制御部が、前記記憶部に記憶された前記姿勢情報に基づいて前記カメラ部の向きを制御するとともに、前記記憶部に記憶された前記フィルタ情報に基づいて前記フィルタを前記カメラ部の撮像軸線を中心として回動させるものである。

また、本発明のカメラ装置の制御方法は、回動可能なカメラ部の光入射部をフィルタにより覆う被覆状態および前記光入射部から前記フィルタが退避する退避状態の少なくとも一方をフィルタ部により選択するフィルタステップと、前記カメラ部の回動および前記フィルタ部の状態を制御する制御ステップと、前記カメラ部の撮像方向を含む姿勢情報と前記フィルタ部の前記被覆状態および前記退避状態の少なくとも一方を示すフィルタ情報とを記憶する記憶ステップと、を含み、前記制御ステップが、前記記憶ステップにより記憶された前記姿勢情報に基づいて前記カメラ部の向きを制御するとともに、前記記憶ステップに記憶された前記フィルタ情報に基づいて前記フィルタステップを制御するものである。

本発明は、制御部が、記憶部に記憶された姿勢情報に基づいてカメラ部の向きを制御するとともに、記憶部に記憶されたフィルタ情報に基づいてフィルタを制御する。これにより、撮影方向を撮影対象に移動させ、フィルタをセットして、短時間で撮影対象を適正に撮像することができるという効果を有するカメラ装置およびカメラ装置の制御方法を提供できる。

本発明に係る第１実施形態のカメラ装置を下方から見た全体斜視図本発明に係る第１実施形態のカメラ装置の本体に収容されている機構を上方から見た斜視図カメラ部を上方から見た斜視図制御系統を示すブロック図記憶部に記憶されるデータを示す表（Ａ）は姿勢情報に基づくカメラ部の回動中に偏光フィルタ情報に基づく偏光フィルタ部のセットを行う場合のタイムチャートであり、（Ｂ）は姿勢情報に基づくカメラ部の回動後に偏光フィルタ情報に基づく偏光フィルタ部のセットを行う場合のタイムチャート本発明に係る第２実施形態のカメラ装置におけるカメラ部および偏光フィルタ部を示す下方から見た底面図従来の車両に搭載されたＣＣＤカメラの光学系の概略構成

（第１実施形態）
以下、本発明に係る第１実施形態のカメラ装置について、図面を用いて説明する。
図１に示すように、第１実施形態のカメラ装置１０Ａは、例えば、取付面である天井面１１に取り付けて、天井面１１より下方を３６０度監視可能な監視カメラに用いることができる。
なお、以下の説明においては、天井面１１側を上とし、天井面１１と反対側を下として説明する。

カメラ装置１０Ａは、天井面１１に取付可能な本体２０を有する。本体２０は、天井面１１に取り付けられる円盤状のベース２１と、ベース２１の下側に取り付けられる略円筒形状の収容部２２と、収容部２２の開口２２１を覆う透光性の半球状のカバー２３を有する。

図２に示すように、本体２０には、内部機構３０が収容される。本体２０の収容部２２に収容される内部機構３０は、収容部２２に収容され、天井面１１に対して垂直な第１回動軸３１を有する。
第１回動軸３１の下端部には、第１回動軸３１を中心として本体２０に対して矢印Ａ方向に回動可能な支持部材３２が取り付けられている。第１回動軸３１の上端部は、ベース２１または収容部２２の上部に固定されている。

支持部材３２は、全体コ字形状を呈しており、天板３２１と、天板３２１から下方に延びる一対の対向する側板３２２、３２２を有する。天板３２１の上側における第１回動軸３１の周囲には、第１回動軸３１よりも大径のギヤ部３３が、支持部材３２と一体で回転するように設けられている。
本体２０の収容部２２には、第１モータ３４が取り付けられている。第１モータ３４の回転軸３４１には、ギヤ部３３に噛合するギヤ３４２が取り付けられている。
従って、ギヤ部３３は、第１モータ３４により回転制御され、支持部材３２が図２中矢印Ａ方向に回転制御される。

支持部材３２の一対の側板３２２、３２２には、第１回動軸３１に対して直交する第２回動軸３５が、支持部材３２に対して回動可能に各々設けられている。一対の第２回動軸３５、３５の間には、カメラ部４０が一体で設けられている。従って、カメラ部４０は、一対の第２回動軸３５、３５と一体で側板３２２に対して回動可能となっている。
第２回動軸３５は水平に設けられており、一方の第２回動軸３５の先端には、ギヤ部３６を有する。ギヤ部３６は、第２回動軸３５と一体で回転する。
支持部材３２には、第２モータ３７が取り付けられている。第２モータ３７の回転軸３７１には、ギヤ部３６に噛合するギヤ３７２が取り付けられている。ギヤ部３６は第２モータ３７により制御されるので、カメラ部４０は鉛直面内で上下方向に回動制御される（矢印Ｂ参照）。

図３に示すように、カメラ部４０は、レンズ４１を収容する筒体４２と、筒体４２を通過してきた光が結像して電気信号に変換される撮像素子４３を有する。
筒体４２の前面（被写体側）には、偏光フィルタ部５０Ａが取り付けられている。偏光フィルタ部５０Ａは、互いに交差するように接続された一対の光通過壁５１、５２を有し、両光通過壁５１、５２の上端同士および下端同士を連結する一対の支持板５３、５４を有する。

偏光フィルタ部５０Ａは、上下の支持板５３、５４に設けられている一対の第３回動軸５５（図３における下側については図示省略）によって、筒体４２に対して矢印Ｃ方向へ回動可能に支持されている。
一対の第３回動軸５５、５５は、筒体４２の中心軸（撮像軸線）ＣＬに対して垂直となるように、筒体４２の外面に外側に向かって設けられている。第３回動軸５５は、支持板５３、５４を貫通して突出している。

支持板５３の外側（図３で上側）に突出した第３回動軸５５の周囲には、ギヤ部５６が支持板５３と一体で回転するように設けられている。
筒体４２には、第３モータ５７が取り付けられている。第３モータ５７の回転軸５７１には、ギヤ部５６に噛合するギヤ５７２が取り付けられている。ギヤ部５６は、第３モータ５７により、図３中矢印Ｃ方向に回転制御される。これにより、偏光フィルタ部５０Ａが、矢印Ｃ方向に回動する。

一対の光通過壁５１、５２には、被写体からの光を通過させる開口５１１、５２１が各々設けられている。一方の光通過壁５１の開口５１１には、偏光フィルタ５８が取り付けられている。
偏光フィルタ５８によってカメラ部４０の光入射部であるレンズ４１の前方を覆うと、被覆状態となる。また、偏光フィルタ５８をレンズ４１の前方から退避させると、退避状態（図３に示す状態）となる。
従って、第３モータ５７により偏光フィルタ部５０Ａを回動させることにより、被覆状態と、退避状態とが選択可能となっている。

一方の光通過壁５１の開口５１１には、偏光フィルタ５８が図３中矢印Ｄ方向へ回動可能に取り付けられている。光通過壁５１には、ストッパ５１２が設けられている。偏光フィルタ５８には、突起５８１が設けられている。
従って、突起５８１をストッパ５１２に当接させることにより、偏光フィルタ５８を容易に初期位置に位置決めすることができる。

光通過壁５１の後面（被写体と反対側面）における開口５１１の周囲には、外周面にギヤを有するリング状のギヤ部５９が回動可能に設けられている。ギヤ部５９は、光通過壁５１の開口５１１よりも大径の開口（図示省略）を有する。偏光フィルタ５８は、ギヤ部５９の開口に取り付けられている。
光通過壁５１には、ギヤ部５９に噛合するギヤ６２が回転軸６３により回転可能に支持されている。

光通過壁５１には、第４モータ（偏光フィルタ駆動部）６１が取り付けられている。第４モータ６１の回転軸６１１には、ギヤ６２に噛合するギヤ６１２が取り付けられている。
従って、第４モータ６１を回転させることにより、偏光フィルタ５８は、図３中矢印Ｄ方向に回転制御される。これにより、偏光フィルタ５８の角度が変わって、偏光角度が調整される。

図４に示すように、第１モータ３４、第２モータ３７、第３モータ５７、第４モータ６１は、制御部７０によって制御される。これにより、制御部７０は、支持部材３２の回動、支持部材３２に対するカメラ部４０の回動および偏光フィルタ部５０Ａの状態および偏光フィルタ５８の角度を制御する。
制御部７０には、記憶部７１が接続されている。図５に示すように、記憶部７１は、特定の撮影方向を示すプリセット番号に対するカメラ部４０の姿勢情報および偏光フィルタ部５０Ａの偏光フィルタ情報が記憶されている。

これらの情報は、カメラ装置１０Ａを設置した後に、離れた場所にいる監視者が操作するコントローラ（図示せず）により設定される。
つまり、監視者は、コントローラによりカメラ部４０を撮影したい方向に向け、カメラ部４０の撮影している映像をモニター（図示せず）で見ながら、偏光フィルタ５８の少なくとも被覆状態および退避状態のどちらかを選択する。監視者が被覆状態を選択した場合には、画質が良くなるように、コントローラを介して偏光フィルタ５８の角度を制御する。このように、カメラ部４０の撮影方向を示す姿勢情報と偏光フィルタ部５０Ａの偏光フィルタ情報の調整を完了した後、監視者は、コントローラのセットボタン等により、記憶部７１にプリセット番号とともにカメラ部４０の姿勢情報と偏光フィルタ部５０Ａの偏光フィルタ情報とを記憶させる。
この作業をプリセット番号１からプリセット番号Ｎまで行って、図５に示す表を作成して記憶部７１に記憶する。

カメラ部４０の姿勢情報としては、例えば、本体２０に対する支持部材３２の第１回動軸３１回りの第１角度情報Ｐ、支持部材３２に対するカメラ部４０の第２回動軸３５回りの第２角度情報Ｔ、ズーム情報Ｚ、フォーカス情報Ｆ等がある。
また、偏光フィルタ情報としては、例えば、偏光フィルタ５８による被覆状態と、退避状態とを選択するオン・オフ情報、および偏光フィルタ５８の偏光角度θ等がある。

次に、制御部７０によるカメラ装置１０Ａの制御について説明する。
まず、監視者が、コントローラによりプリセット番号１を選択すると、制御部７０は、記憶部７１に記憶されているプリセット番号１の被写体（例えば、玄関）にカメラ部４０を向けて撮影を行う。すなわち、制御部７０は、第１モータ３４を制御して支持部材３２を第１角度Ｐ１位置に回動させる。また、制御部７０は、第２モータ３７を制御してカメラ部４０を第２角度Ｔ１位置に回動させる。同時に、ズーム位置Ｚ１、フォーカス位置Ｆ１に移動する。
さらに、制御部７０は、第３モータ５７を制御して偏光フィルタ５８の状態を選択する。図５においては、退避状態（オフ；ＯＦＦ）を選択する。このときは、偏光フィルタ５８が用いられないので、第４モータ６１による偏光角度θの制御は必要ない。

次に、監視者が、コントローラによりプリセット番号２を選択すると、制御部７０は、記憶部７１に記憶されているプリセット番号２の被写体（例えば、受付）にカメラ部４０を向けて撮影を行う。すなわち、制御部７０は、第１モータ３４を制御して支持部材３２を第１角度Ｐ２位置に回動させる。また、制御部７０は、第２モータ３７を制御してカメラ部４０を第２角度Ｔ２位置に回動させる。同時に、ズーム位置Ｚ２、フォーカス位置Ｆ２に移動する。
さらに、制御部７０は、第３モータ５７を制御して偏光フィルタ５８の状態を選択する。図５においては、被覆状態（オン；ＯＮ）を選択するとともに、第４モータ６１を制御して、偏光フィルタ５８を偏光角度θ２に調整する。

なお、図６（Ａ）に示すように、制御部７０は、第１モータ３４および第２モータ３７によるカメラ部４０の回動中に、第３モータ５７および第４モータ６１を作動させて、同時に偏光フィルタ５８の設定を行うことができる。
あるいは、図６（Ｂ）に示すように、第１モータ３４および第２モータ３７によるカメラ部４０の回動が終了した後に、第３モータ５７および第４モータ６１を作動させて、偏光フィルタ５８の設定を行うことも可能である。

本発明のカメラ装置１０Ａの作用効果について説明する。
カメラ装置１０Ａは、天井面１１に取り付けられる本体２０に、天井面１１に対して垂直な第１回動軸３１を中心として回動可能な支持部材３２を有する。支持部材３２には、第１回動軸３１に対して直交する第２回動軸３５を中心として回動可能なカメラ部４０が取り付けられ、カメラ部４０には、偏光フィルタ部５０Ａが取り付けられる。偏光フィルタ部５０Ａは、カメラ部４０の光入射部を偏光フィルタ５８により覆う被覆状態と光入射部から偏光フィルタ５８を退避させる退避状態とが、選択可能である。

カメラ装置１０Ａは、本体２０に対する支持部材３２の回動、支持部材３２に対するカメラ部４０の回動および偏光フィルタ５８の状態を制御する制御部７０を有する。また、カメラ装置１０Ａは、カメラ部４０の撮像方向を含む複数の姿勢情報を記憶する記憶部７１を有する。記憶部７１は、第１回動軸を中心とするカメラ部４０の向き情報である第１角度情報および第２回動軸３５を中心として本体２０に対するカメラ部４０の向き情報である第２角度情報を有する複数の姿勢情報を記憶する。また、記憶部７１は、被覆状態および退避状態のうちの一方を示す偏光フィルタ情報をも記憶する。

そして、制御部７０が、記憶部７１に記憶された姿勢情報に基づいてカメラ部４０の向きを制御するとともに、記憶部７１に記憶された偏光フィルタ情報に基づいて偏光フィルタ５８を制御してオン・オフを切り替える。
これにより、撮影対象に対する姿勢情報および偏光フィルタ情報を予め記憶部７１に記憶しておき、撮影時には、制御部７０は撮影対象に対する情報を記憶部７１から引き出してセットするので、短時間で撮影対象に対する撮影が可能となる。

また、偏光フィルタ５８は、第４モータ６１によりカメラ部４０の中心軸ＣＬを中心として回転するので、偏光角度θの調整が容易にでき、適正な偏光角度で撮像することができる。

（第２実施形態）
次に、本発明に係る第２実施形態のカメラ装置について説明する。
なお、前述した第１実施形態に係るカメラ装置１０Ａと共通する部位には同じ符号を付して、重複する説明を省略することとする。
図７に示すように、本発明に係る第２実施形態のカメラ装置１０Ｂでは、偏光フィルタ部５０Ｂは、偏光フィルタ５８を有する１枚の偏光フィルタ保持板６４を有する。偏光フィルタ保持板６４は、例えば、円板状をしており、中央には光通過用の開口（図示省略）を有する。

偏光フィルタ保持板６４は、その一端が、カメラ部４０の中心軸ＣＬに対して角度φの傾きを有する回転軸６５で保持されている。回転軸６５は、第３モータ（図示省略）により回動される。
これにより、偏光フィルタ保持板６４は、被覆状態（図７中実線で表示）と、退避状態（図７中二点鎖線で表示）とが選択可能となっている。
なお、偏光フィルタ５８は、第４モータ（図示省略）によって回動可能となっている。

以上、説明した第２実施形態のカメラ装置１０Ｂによれば、前述した第１実施形態のカメラ装置１０Ａと同様に、短時間で撮影対象に対する撮影が可能となる。

本発明のカメラ装置は、前述した各実施形態に限定されるものではなく、適宜な変形、改良等が可能である。
例えば、前述した各実施形態においては、カメラ装置１０Ａ、１０Ｂを天井面１１に取り付ける場合について例示した。本発明は、壁に取り付けて用いることも可能である。
また、本発明におけるフィルタは、偏光フィルタ５８に限らず、ＮＤフィルタ等の別のフィルタであってもよい。カメラ部４０を水平方向に回動させる第１モータと上下方向に回動させる第２モータのどちらか一方だけでもよい。ズーム、フォーカスが固定のカメラの場合には、図５の姿勢情報はパン、チルトの一方だけでもよい。

１０Ａ、１０Ｂカメラ装置
１１天井面（取付面）
２０本体
３１第１回動軸
３２支持部材
３５第２回動軸
４０カメラ部
５０Ａ、５０Ｂ偏光フィルタ部
５８偏光フィルタ（フィルタ）
６１第４モータ（偏光フィルタ駆動部）
７０制御部
７１記憶部
ＣＬ中心線（撮像軸線）
Ｐ第１角度情報
Ｔ第２角度情報

Claims

回動可能なカメラ部と、
前記カメラ部の光入射部をフィルタにより覆う被覆状態および前記光入射部から前記フィルタが退避する退避状態の少なくとも一方を選択可能なフィルタ部と、
前記カメラ部の回動および前記フィルタ部の状態を制御する制御部と、
前記カメラ部の撮像方向を含む姿勢情報と前記フィルタ部の前記被覆状態および前記退避状態の少なくとも一方を示すフィルタ情報とを記憶する記憶部と、を備え、
前記制御部が、前記記憶部に記憶された前記姿勢情報に基づいて前記カメラ部の向きを制御するとともに、前記記憶部に記憶された前記フィルタ情報に基づいて前記フィルタ部を制御するカメラ装置。
前記フィルタが偏光フィルタである請求項１に記載のカメラ装置。
前記カメラ部が少なくとも２方向に回動可能である請求項１または請求項２に記載のカメラ装置。
前記制御部が、前記記憶部に記憶された前記姿勢情報に基づいて前記カメラ部の向きを制御するとともに、前記記憶部に記憶された前記フィルタ情報に基づいて前記フィルタ部を前記被覆状態および前記退避状態のどちらかに切替える請求項１ないし請求項３のうちのいずれか１項に記載のカメラ装置。
前記制御部が、前記記憶部に記憶された前記姿勢情報に基づいて前記カメラ部の向きを制御するとともに、前記記憶部に記憶された前記フィルタ情報に基づいて前記フィルタを前記カメラ部の撮像軸線を中心として回動させる請求項１ないし請求項３のうちのいずれか１項に記載のカメラ装置。
回動可能なカメラ部の光入射部をフィルタにより覆う被覆状態および前記光入射部から前記フィルタが退避する退避状態の少なくとも一方をフィルタ部により選択するフィルタステップと、
前記カメラ部の回動および前記フィルタ部の状態を制御する制御ステップと、
前記カメラ部の撮像方向を含む姿勢情報と前記フィルタ部の前記被覆状態および前記退避状態の少なくとも一方を示すフィルタ情報とを記憶する記憶ステップと、を含み、
前記制御ステップが、前記記憶ステップにより記憶された前記姿勢情報に基づいて前記カメラ部の向きを制御するとともに、前記記憶ステップに記憶された前記フィルタ情報に基づいて前記フィルタステップを制御するカメラ装置の制御方法。