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【発明の名称】 監視カメラシステム
【発明者】 【氏名】田中 康則
【要約】 【課題】監視対象となる撮影エリアの中で局所的な輝度変動が生じても、撮影エリア内で特に詳細な監視を必要とする局所エリアの画像が極端な露光オーバー／露光アンダーになることを防ぐ。

【構成】画角θ１の第一カメラ５と、画角θ２の二台のカメラモジール６ａ，６ｂを組み合わせた第二カメラ６と、画角θ３の三台のカメラモジュール７ａ，７ｂ，７ｃを組み合わせた第三カメラ７と、画角θｓの局所カメラ８とから監視カメラシステムを構成する。第一〜第三カメラ５〜７は、それぞれ最適な撮影距離が設定されたエリア監視カメラとなる。局所カメラ８は、第三カメラ７の撮影エリア内に設定された局所エリアを最も狭い画角θｓで撮影する。各々のカメラは自動露光制御のもとで個別に撮影を行う。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一定の撮影距離にピント合わせされ画角に応じて決まる一定の撮影エリアを撮影するエリア監視カメラと、
前記一定の撮影距離にピント合わせされ、前記エリア監視カメラよりも狭い画角で前記一定の撮影エリア内の部分的な局所エリアを前記エリア監視カメラと略同じ像倍率で撮影する局所カメラとからなり、
前記エリア監視カメラと局所カメラとはそれぞれ個別の自動露光制御のもとで撮影を行うことを特徴とする監視カメラシステム。
【請求項２】
前記エリア監視カメラ及び局所カメラは、それぞれ平均測光による自動露光制御を行うことを特徴とする請求項１記載の監視カメラシステム。
【請求項３】
前記エリア監視カメラが、前記一定の撮影エリアを略同一の広さに区分した区画エリアを個別に撮影する複数台のカメラモジュールで構成され、前記局所カメラは前記カメラモジュールよりも狭い撮影画角をもち、カメラモジュールのいずれかが撮影する区画エリア内の部分的な局所エリアをカメラモジュールと略同じ像倍率で撮影することを特徴とする請求項１または２記載の監視カメラシステム。
【請求項４】
前記エリア監視カメラが、前記一定の撮影エリアを区分した区画エリアを個別に撮影する複数台のカメラモジュールで構成され、前記局所カメラは、前記一定の撮影エリア内に含まれ、かつ複数台の前記カメラモジュールがそれぞれ撮影する区画エリアの相互間に囲まれたエリアだけをカメラモジュールと略同じ像倍率で撮影することを特徴とする請求項１または２記載の監視カメラシステム。
【請求項５】
前記局所カメラの撮影レンズが、前記エリア監視カメラまたはカメラモジュールの撮影レンズと同一の光学諸元であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか記載の監視カメラシステム。
【請求項６】
前記エリア監視カメラとは焦点距離が異なり、前記一定の撮影距離とは異なる第二の撮影距離にピント合わせされ、第二の撮影距離における像倍率が第一の撮影距離における前記エリア監視カメラの像倍率と略等しい第二のエリア監視カメラを備えたことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか記載の監視カメラシステム。
【発明の詳細な説明】【技術分野】
【０００１】
本発明は複数のカメラを使用した監視カメラシステムに関し、詳しくは自動露光制御のもとで撮影を継続しながらも、撮影エリア内の特に重要な局所エリアで露光オーバー・露光アンダーが生じて撮影情報が失われることを防止した監視カメラシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
監視用途で使用されるカメラには、一般に自動露光制御機能を有するデジタルカメラが使用され、その撮影エリア全体で積算した輝度レベルが適正となるように露光制御が行われている。露光量の制御は、撮影エリア全体から得られたひとつの測光値に基づき、撮影レンズに組み込まれた絞りの調節や、イメージセンサの電荷蓄積時間の調節、さらにはイメージセンサから得られる撮像信号のゲインを調節することによって行われる。このような露光制御方式はハード面・ソフト面での負担が少なく、動作も安定している反面、撮影エリア内の一部に大きな輝度変動があったときにはその影響が全画面に及びやすく、本来の監視対象物がオーバー露光あるいはアンダー露光になって適切な画像情報が得にくくなるという問題がある。
【０００３】
この問題に対処するために、撮影エリア内の輝度レベルの変化が時間的・季節的に予測がつく場合には、その既知の情報を利用して監視対象となる被写体の輝度レベルが過度に変化しないように露光制御する方式が知られている（特許文献１）。また、撮影画面内における最大輝度と最小輝度とを検出するとともに、所定の高輝度レベルから最大輝度までに含まれる高輝度域と、所定の低輝度レベルから最小輝度までに含まれる低輝度域とが撮影画面全体に対してどの程度の面積割合になっているかに応じて測光値を算出し、この測光値に基づいて露光制御を行う方式が知られている（特許文献２）。
【特許文献１】特開２００１−２１１３８３号公報
【特許文献２】特開２００３−３１９２４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１で知られる方式は、太陽の位置の変化や天候の変化など、予め想定される環境の変化に対しては有効であるが、人為的あるいは突発的な変化に対しては対応できない。また、特許文献２で知られる方式では画面全体の輝度分布パターンを評価するために、撮影画面を画素単位あるいは複数の領域に分割して輝度情報を取得しなければならず、画像処理が複雑化して処理時間も長くなる。このため、撮影画面内の一部の輝度が短時間のうちに変化するような場合には追従性も問題となる。また、監視の用途に応じてカメラの種類や撮影倍率を変えるときには、測光あるいは露光制御プログラムも変更しなくてはならず汎用性の点で問題がある。
【０００５】
本発明は上記背景を考慮してなされたもので、監視対象となる撮影エリアの中に特に詳細な監視を必要とする局所エリアが存在するときには、撮影エリア全体の露光制御に影響を受けることなく、局所エリアについては適正露光で撮影を行うことができるようにした監視カメラシステム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】
【０００６】
本発明は上記目的を達成するために、一定の撮影距離にピント合わせされ画角に応じて決まる一定の撮影エリア全体をエリア監視カメラで撮影し、さらに前記一定の撮影エリア内の部分的な局所エリアについては別に設けた局所カメラで撮影するように構成され、これらのカメラは各々個別に自動露光制御のもとで撮影を行うとともに、局所カメラはエリア監視カメラと略同じ像倍率で被写体を撮影することが特徴となっている。
【０００７】
エリア監視カメラは必ずしも一台のカメラに限られず、監視対象となる広い撮影エリアを略同一の広さに区分した区画エリアを個別に撮影する複数台のカメラモジュールを組み合わせて使用することも可能である。その場合、局所カメラはカメラモジュールよりも狭い画角のもとで、いずれかの区画エリア内に含まれる一部の局所エリア、あるいはこれらの区画エリアで囲まれたエリアをカメラモジュールと同じ像倍率で撮影するように構成される。同じ撮影距離にピント合わせされた局所カメラと、エリア監視カメラで撮影された被写体の像倍率をそろえるには、これらのカメラの撮影レンズを光学的に同一諸元にするのが簡便である。
【０００８】
さらに、エリア監視カメラまたはカメラモジュールとは焦点距離が異なり、前記一定の撮影距離とは異なる第二撮影距離にピント合わせされ、前記第二撮影距離における撮影倍率が第一の撮影距離における前記エリア監視カメラと略等しい第二のエリア監視カメラを用いることも本発明システムの機能を高める上で効果的である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、エリア監視カメラと局所カメラとはそれぞれ個別に撮影を行い、したがって一方の露光制御が他方の露光制御に影響を及ぼすことがない。監視対象物の画像サイズを考慮し、局所カメラの画角を十分に狭くしておけば、画面平均測光による自動露光制御を行っても監視対象物が極端な露光オーバー・露光アンダーになることを防ぐことができる。そして、エリア監視カメラで得た画像と局所カメラで得た画像とを並列して、あるいは両画像を一画面に合成してモニタ表示したときに監視対象物が同じ画像サイズとなり、観察しやすい画面表示が得られる。エリア監視カメラを複数のカメラモジュールで構成することにより、広い撮影エリアを確保しつつ被写体の画像サイズを大きくすることができる。第二のエリア監視カメラを併用すれば、第一の撮影距離とは異なる第二撮影距離でも別の像倍率で被写体を鮮明に撮影することができ、監視効果を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の一実施形態として、図１に路上での車両の走行を監視する目的で使用される監視カメラシステムの外観を示す。このカメラシステムは、撮影ユニット２と、撮影ユニット２に組み込まれた複数種類のカメラあるいはカメラモジュールの駆動を制御し、また得られた各画像データを記録する記録装置を内蔵した制御ユニット３と、制御ユニット３に接続された携帯型のパソコン４とから構成される。パソコン４のモニタ４ａには、制御ユニット３から出力される編集後の画像信号に基づいて画像表示が行われる。なお、パソコン４の代わりに専用のモニタを接続して画像表示を行うようにしてもよい。
【００１１】
撮影ユニット２は制御ユニット３とともに振動吸収作用をもった支持装置により車内に取り付けられ、撮影ユニット２に組み込まれた各種のカメラは自動車のフロントガラスを通して前方を走行する自動車を撮影する。携帯型のパソコン４は例えば助手席のオペレータによって操作され、画像の観察を行うほかキーボードからの入力操作により画像の表示態様やカメラの動作を適宜に切替えることができるようにしてある。パソコン４の代わりに専用のモニタで画像観察を行う場合には、制御ユニット３に設けられた操作パネルを介してカメラの動作や画像の表示態様を切り替えることができる。
【００１２】
撮影ユニット２には第一カメラ５、二台のカメラモジュール６ａ，６ｂからなる第二カメラ６、三台のカメラモジュール７ａ，７ｂ，７ｃからなる第三カメラ７及び、局所カメラ８が組み込まれている。第一〜第三カメラ５〜７は互いに略同じ画角で撮影を行うが、各々の撮影レンズの焦点距離はこの順に焦点距離が長くなっていくように設定され、また最適な撮影距離もこの順で遠くなっていくように撮影レンズのピント設定がなされ、それぞれ適正な撮影距離が異なる三種類のエリア監視カメラとして用いられている。
【００１３】
カメラモジュール６ａ，６ｂは撮影レンズも含め構造的には全く同一のものであるが、第二カメラ６の撮影エリアを二分して撮影できるように各々の撮影光軸が傾けられている。同様に、カメラモジュール７ａ，７ｂ，７ｃも撮影レンズを含め構造的には全く共通のもので、第三カメラ７全体の撮影エリアを三分して撮影できるように互いの撮影光軸は傾けられている。なお、カメラモジュール６ａ，６ｂ、カメラモジュール７ａ，７ｂ，７ｃは垂直方向での視差をなくすために水平に並べられているが、撮影距離に対して相互間隔はごくわずかであるから必ずしも水平配置にこだわらなくてもよい。
【００１４】
局所カメラ８は撮影レンズを含めカメラの構造としては第三カメラ７を構成するカメラモジュール７ａ，７ｂ，７ｃと全く共通であるが、第三カメラ７の撮影エリア内の局所的な撮影エリアだけを撮影するために、画角だけが個々のカメラモジュールよりも狭められている。なお、監視用途によっては、第三カメラ７を省略して第二カメラ６の撮影エリア内の一部を局所カメラ８で撮影し、さらには第二カメラ６も省略して第一カメラ５の撮影エリア内の一部を局所カメラ８で撮影するようにしてもよい。
【００１５】
図２に各カメラの構造を概略的に示す。同図（Ａ）は第一カメラ５を示し、撮影レンズ５ｃを通過してきた被写体光をイメージセンサ１０で光電変換し、撮像信号として出力する。イメージセンサ１０にはＣＣＤ型あるいはＭＯＳ型などの固体撮像素子が用いられる。画角θ１は撮影レンズ５ｃの焦点距離ｆ１とイメージセンサ１０の有効画面サイズによって決められ、この第一カメラ５の画角θ１は第二，第三カメラ６，７の画角よりも大きい。
【００１６】
図２（Ｂ）は第二カメラ６のカメラモジュール６ａを示す。イメージセンサ１０は第一カメラ５のものが共通に用いられ、撮影レンズ６ｃの焦点距離ｆ２は第一カメラ５の焦点距離ｆ１の２倍となっている。画角θ２は、第二カメラ６の撮影エリアを二分して撮影できるように、第一カメラ５の画角θ１の略１／２となっている。
【００１７】
図２（Ｃ）は第三カメラ７のカメラモジュール７ａを示す。撮影レンズ７ｄの焦点距離ｆ３は第二カメラ６の焦点距離ｆ２の２倍であるが、第三カメラ７の撮影エリアを三等分して撮影することができるように、画角θ３は第一カメラ５の画角θ１の略１／３となっている。このため、イメージセンサ１０よりも有効画面サイズが大きいイメージセンサ１１が用いられている。なお、第三カメラ７の撮影エリアを四等分する場合には、カメラモジュールが四台必要になるがイメージセンサ１０を共用することが可能となる。
【００１８】
図２（Ｄ）は局所カメラ８を示す。この局所カメラ８にはカメラモジュール７ａと同じ撮影レンズ７ｄが用いられ、またイメージセンサ１１も同じものが用いられている。ただしイメージセンサ１１の前面に遮光マスク９が設けられ、イメージセンサ１１の有効画面サイズをカメラモジュール７ａよりも狭く調整してある。したがって、画角θｓは画角θ３よりもさらに狭められている。ただしこの局所カメラ８では、遮光マスク９で覆われた画素からの撮像信号は画像信号処理回路１８によって電気的に無効化され、ＡＥ制御回路２１での処理に反映されることはない。そして、この無効化される撮像信号の画素位置情報は、予めＥＥＰＲＯＭ２４に書き込まれている。
【００１９】
上記各カメラによる撮影エリアの態様を図３に概略的に示す。画角θ１の第一カメラ５は最適な撮影距離がＬ１となるようにピント設定され、撮影距離Ｌ１における撮影エリアＳ１が撮影範囲となり、撮影距離Ｌ１の前後にまたがって被写界深度ｄ１を有する。画角θ２のカメラモジュール６ａ，６ｂは最適な撮影距離がＬ２となるようにピント合わせされ、破線で示すように第一カメラ５の撮影エリアＳ１を二分して撮影できるようにそれぞれの撮影光軸が傾けられている。そして、第二カメラ６は全体として撮影エリアＳ２が撮影距離Ｌ２での撮影範囲となり、第二カメラ６もまた撮影距離Ｌ２の前後にまたがって被写界深度ｄ２を有している。
【００２０】
画角θ３のカメラモジュール７ａ，７ｂ，７ｃは、最適な撮影距離がＬ３となるようにピント設定され、一点鎖線で示すように第二カメラ６の撮影エリアＳ２を三等分して撮影できるように互いの撮影光軸が傾けられている。第三カメラ７は全体として撮影エリアＳ３が撮影距離Ｌ３での撮影範囲となり、撮影距離Ｌ３の前後にまたがるように被写界深度ｄ３を有する。画角θｓの局所カメラ８は、カメラモジュール７ａと同様、撮影距離Ｌ３にピント合わせされ、第三カメラ７の撮影エリアＳ３に含まれる撮影エリアＳｓが撮影距離Ｌ３での撮影範囲となり、被写界深度もほぼｄ３と同程度になる。なお、上述した各画角θ１〜θ３及びθｓはいずれも水平方向の画角を表しており、垂直方向の画角は、それぞれの最適な撮影距離Ｌ１〜Ｌ３で撮影した場合を考慮し、監視対象となる被写体の画像サイズがどの程度になるかに応じて適宜に設定される。
【００２１】
第一〜第三カメラ５〜７の撮影距離Ｌ１〜Ｌ３はそれぞれのカメラの撮影レンズの焦点距離ｆ１〜ｆ３に対応し、ｆ１／Ｌ１＝ｆ２／Ｌ２＝ｆ３／Ｌ３となるように設定されている。例えば、それぞれの撮影レンズの焦点距離ｆ１，ｆ２，ｆ３が５０ｍｍ、１００ｍｍ、２００ｍｍとすると、それぞれの撮影距離Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３は５０ｍ、１００ｍ、２００ｍとなる。この結果、第一カメラ５で撮影距離Ｌ１に位置する被写体を撮影したときの像倍率と、第二カメラ６で撮影距離Ｌ２に位置する被写体を撮影したときの像倍率と、第三カメラ７で撮影距離Ｌ３に位置する被写体を撮影したときの像倍率は等しくなる。
【００２２】
各カメラの被写界深度ｄ１〜ｄ３の幅は、各々の撮影レンズの焦点距離と、設定された最適撮影距離によって変化するほかに、撮影レンズ系内に設けられた絞りの径に依存して変化する。よく知られるように、絞りの開口径を小さくすると被写界深度が大きく改善され、ピントが合っているとみなせる範囲を広げることができる。例えば撮影レンズの焦点距離が５０ｍｍの第一カメラ５や焦点距離が１００ｍｍの第二カメラ６では、絞りをＦ４あるいはＦ５．６程度まで絞れば広範囲の被写界深度を得ることができ、後側被写界深度で無限遠までカバーすることも可能となる。また、第一カメラ５と第二カメラ６、第二カメラ６と第三カメラ７の被写界深度は互いに部分的にオーバーラップしているから、監視対象となる被写体が被写界深度ｄ１〜ｄ３に含まれる撮影距離にあれば、少なくともいずれかのカメラでピントのあった状態で撮影することができる。
【００２３】
図４に第一カメラ５の電気的構成の概略を示す。なお、第二カメラ６を構成するカメラモジュール６ａ，６ｂ、第三カメラ７を構成するカメラモジュール７ａ，７ｂ，７ｃもその電気的構成の基本は同様なので図示及び説明は省略する。第一カメラ５は、前述のように焦点距離が５０ｍｍの撮影レンズ５ｃを備え、絞り１２を通してイメージセンサ１０に被写体像を結像する。イメージセンサ１０からの撮像信号はＡＧＣアンプ１３により適切なレベルに増幅され、Ａ／Ｄコンバータ１４でデジタル化された撮像信号としてシステムバス１５に入力される。
【００２４】
こうして入力された撮像信号は、システムコントローラ１７の管制下で画像信号処理回路１８により周知の画像処理が行われ、所定フォーマットのフレーム単位の画像信号としてフラッシュメモリ２０に書き込まれる。ＡＥ制御回路２１は、フレーム単位で平均測光を行い、画像信号の平均輝度が適正範囲に収まっているか否かを判別し、その判別結果に応じてアイリスドライバ２２を介してアイリスモータ２２ａを駆動し、絞り１２の開口径を制御する。このとき絞り１２が開き過ぎないように、その最大開口径はＥＥＰＲＯＭ２４に書き込まれた絞り値データによって制限される。そして、その状態で露光量が不足する場合には、システムコントローラ１７を介してＡＧＣアンプ１３のゲインが調節されるようになっている。
【００２５】
ＡＦ制御回路２５は、よく知られるように画像信号のコントラスト成分に基づいて合焦度合いを評価し、その評価信号をシステムコントローラ１７に入力する。システムコントローラ１７は、評価信号が最も高くなるようにフォーカスドライバ２６を介してフォーカスモータ２６ａを駆動する。これにより、撮影レンズ５ｃは画像信号のコントラスト成分が極大となるような位置にフィードバック制御され、自動追従式に撮影レンズ５ｃは合焦位置に移動される。
【００２６】
ただし、このようなＡＦ制御回路２５による合焦動作は本発明のカメラシステムでは通常は省略される。そして、ＥＥＰＲＯＭ２４に書き込まれた撮影距離Ｌ１にピントが合致するように、システムコントローラ１７がフォーカスドライバ２６，フォーカスモータ２６ａにより撮影レンズ５ｃをピントセット位置に移動させ、その後は撮影レンズ５ｃはそのままの位置に保たれ固定焦点のままで撮影が行われる。なお、第二カメラ６を構成するカメラモジュール６ａ，６ｂ、第三カメラ７を構成するカメラモジュール７ａ，７ｂ，７ｃ及び局所カメラ８についても、それぞれ撮影レンズ６ｃ，７ｄの焦点距離が上記第一カメラの撮影レンズ５ｃと異なり、またＥＥＰＲＯＭ２４に書き込まれる最適撮影距離Ｌ２，Ｌ３、絞り値データが異なるだけで、電気的構成は基本的に同様のものとなっている。
【００２７】
こうしてカメラごとに得られる画像信号はインタフェース回路２８を介して制御ユニット３に入力される。制御ユニット３には、入出力制御回路３０，画像合成装置３１，記録制御装置３２，記録装置３３，操作パネル３４が設けられ、さらに制御ユニット３にはモニタ４ａ付きのパソコン４が接続される。入出力制御回路３０はカメラごとに設けられているインタフェース回路２８との間で画像信号や制御データの入出力を制御する。画像合成装置３１は、第一カメラ５，第二カメラ６，第三カメラ７，局所カメラ８からのそれぞれの画像信号を個別に処理し、第二カメラ６及び第三カメラ７については二枚あるいは三枚の画像を一枚の画像に合成する。
【００２８】
記録制御装置３２は、操作パネル３４あるいはパソコン４からの操作入力に応じてＤＶＤレコーダなどの記録装置３３の動作制御を行う。記録装置３３は、各カメラから得られ必要に応じて一画面分に合成された画像信号を動画記録する。なお、操作パネル３４やパソコン４から入力されるレリーズ操作信号、あるいはタイマーで設定された一定時間ごとに出力されるレリーズ信号に応答して静止画の記録を並行して行うことも可能である。
【００２９】
以下、上記カメラシステムの作用について説明する。撮影に先立ち、制御ユニット３の操作パネル３４あるいはパソコン４からの操作入力により初期設定が行われる。初期設定される項目としては、まず第一カメラ５、第二カメラ６、第三カメラ７の撮影距離Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３があり、これらのデータはそれぞれのカメラのＥＥＰＲＯＭ２４に書き込まれる。また、局所カメラ８の最適な撮影距離の設定は、第三カメラ７の撮影距離設定と同時に行われる。システムコントローラ１７はこれらの設定データを読み取り、フォーカスドライバ２６，フォーカスモータ２６ａによりそれぞれの撮影レンズを各々の最適な撮影距離Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３にピントが合うように位置決めする。
【００３０】
各カメラの撮影距離の設定を行った後に、各カメラの水平方向における撮影光軸の傾き調節が行われる。各カメラを保持している撮影ユニット２のベースにはカメラの撮影光軸を水平方向に傾ける調整機構が設けられており、簡便にはモニタ４ａに表示される画像を観察しながら前記調整機構をマニュアル操作する。もちろん、この調整機構を電動式にしておけば、最適撮影距離の初期設定が行われた時点で自動的に撮影光軸の向きを調節することも可能となる。なお、垂直方向における撮影光軸の傾きは基本的には各カメラとも水平で構わないが、各カメラの組み付け時における誤差吸収のために垂直方向でも撮影光軸を傾けられるようにしておいてもよい。
【００３１】
各カメラのピント設定が初期設定された後、各カメラの絞り１２の最大開口径を制限するための絞り値データがＥＥＰＲＯＭ２４に書き込まれる。この絞り１２の最大開口径は、撮影レンズの焦点距離と最適撮影距離によって決まる被写界深度を考慮し、図３に示す被写界深度ｄ１，ｄ２，ｄ３がそれぞれ部分的にオーバーラップするように決められる。被写界深度の値は撮影レンズの焦点距離、撮影距離、絞り値から算出することができるので、被写界深度をオーバーラップさせることを条件した計算アルゴリズムを用いれば、絞り値データはマニュアル入力によらずに自動的に設定することも可能となる。
【００３２】
絞り１２の最大開口径を決める絞り値の値としては、第一カメラ５ではＦ４、標第二カメラ６，第三カメラ７，局所カメラ８ではＦ５．６程度に設定しておけば、例えば夜間のように極端に明るさが不足する状況を除けば、図３に示すように互いにオーバーラップする被写界深度ｄ１，ｄ２，ｄ３を確保したうえで、ほぼ適正露光で撮影を行うことができる。また、明るい日中での撮影時にはアイリスモータ２２ａにより絞り１２が絞り込まれるため、第一カメラ５や第二カメラ６では無限遠まで被写界深度内に収めることもできる。なお、ＥＥＰＲＯＭ２４に書き込まれた絞り値データによって絞り１２の最大開口径が制限され、その状態でも明るさが不足したような場合には、ＡＧＣアンプ１３が有効に作用して露光アンダーを防ぐ。
【００３３】
モニタ４ａには、第一カメラ５、カメラモジュール６ａ，６ｂ、カメラモジュール７ａ，７ｂ，７ｃ、局所カメラ８からの画像をそのまま配列して表示することも可能であるが、好ましくは図５のモニタ画面４ｂに示すように、第一カメラ５からの画像４５と、カメラモジュール６ａ，６ｂからの画像４６ａ，４６ｂを一枚に合成した標準合成画像４６と、カメラモジュール７ａ，７ｂ，７ｃからの画像４７ａ，４７ｂ，４７ｃを一枚に合成した合成画像４７と、局所カメラ８による局所画像４８とがモニタ画面４ｂ上に配列して表示される。なお、モニタ画面４ｂには撮影年月日及び時刻を表すデート情報４９と、制御ユニット３に組み込まれたＧＰＳ装置から得られる緯度及び経度を表す位置情報５０とが刻々と表示され、動画像データとともに記録装置３３によって記録媒体に記録される。
【００３４】
画像合成処理では、合成対象となる各画像相互間の境界をパターン認識で識別して適切な境界ラインでトリミングしてから結合処理することによって行われる。合成される各画像は別々のカメラによって個別に露光制御されているので境界部分で濃度差が生じやすくなるが、簡便にはそのまま結合してもよい。また、スムージング処理を行って境界部分の濃度差が目立たないようにグラデーション調整し、あるいは個々の画像の濃度を平均化して結合した画像全体の濃度を調節することも可能である。
【００３５】
上記監視カメラシステムを用い、路上を走行する特定の車両Ｔを監視対象として継続的に撮影を行っている間のモニタ画面４ｂの一例は図５に示すとおりである。図５は、遠方から車両Ｔを撮影しながら車両ナンバーをチェックするときの状況を示すもので、このような状況下では焦点距離が最も長い第三カメラ７の撮影距離Ｌ３に近い車間距離を維持しながら撮影が行われる。この撮影距離Ｌ３は撮影距離Ｌ１，Ｌ２よりもかなり遠距離であるから、第一カメラ５や第二カメラ６から得られる車両Ｔの画像サイズは図示のようにかなり小さくなり、たとえ車両Ｔが第一，第二カメラの被写界深度内に入っていたとしても車両ナンバーの確認までは困難である。
【００３６】
第三カメラ７の画像４７では、画像サイズとしては車両ナンバーの確認も十分なものとなっているが、車両Ｔの画像はカメラモジュール７ｂで撮影されたものである。ところが、 カメラモジュール７ｂのＡＥ制御回路２１は、他のカメラやカメラモジュールとは無関係に、個別に撮影している一画面全体の平均の明るさが適正レベルとなるようにいわゆる平均測光式で露光制御を行っている。このため、その画像４７ｂ内にトンネル内部の暗部が広がってくると、画像４７ｂ全体の露光量を増やすように絞り１２の開口径を大きくし、絞り１２の開口径が大きくなり過ぎてＥＥＰＲＯＭ２４の絞り値データによる制限がかかった後はＡＧＣアンプ１３で撮像信号の増幅が行われ、画像４７ｂが全体に明るくなるように制御される。
【００３７】
ところが、もともと車両Ｔ自体はまだトンネルに入る手前で十分に明るい状態であるから、上記のように画像４７ｂが全体的に明るくなるように露光調節されるとかなりの露光オーバーとなり、極端な場合にはいわゆる白トビが生じて車両ナンバーを視認可能な画像として捉えることができなくなる。こうした問題は、任意にフレーミングを行うことができる一般のデジタルカメラと異なり、決められた撮影エリア内のどの位置に監視対象となる車両Ｔがくるか不定のまま使用される車載型あるいは固定設置型の監視カメラでは回避することが難しい。そして、このような事態は必ずしも全画面平均測光による露光制御だけでなく、画面の中央エリアだけを測光する中央スポット測光や、画面の周辺部から中央部に向かって大きくなるように重み付けして測光を行うマルチパターン式の中央重点測光でも生じる可能性が高い。
【００３８】
このような場合、第三カメラ７の撮影エリアＳ３に含まれる局所部分を専用の局所カメラ８でさらに撮影しておくことが有効となる。図示のように、局所カメラ８の撮影エリアＳｓはカメラモジュール７ｂの撮影範囲に対して十分狭く、かつ狭すぎないサイズにしてあるため、その撮影範囲内に確実に車両Ｔを捉え、かつトンネルの暗部の面積は撮影画面内からかなり削減される。したがって、局所カメラ８でも同様の自動露光制御のもとで撮影を行っても車両Ｔが極端な露光オーバーで撮影されることはなく、車両ナンバーの確認も容易となる。しかもその画像は、画像４７ｂの一部を切り出して画像サイズを維持したものとなるから、図示のように単に画像を並べて表示しても観察にとまどうことはない。
【００３９】
なお、局所カメラ８の撮影エリアＳｓのサイズ及び位置は予め決められているから、画像合成装置３１を用いて局所カメラ８で撮影された局所画像４８をカメラモジュール７ｂで撮影された画像４７ｂの中に嵌め込み合成することも可能である。この場合、局所画像４８の明るさがその周囲の画像４７ｂと異なって不自然になることが懸念されるが、監視対象となる車両Ｔはほぼ適正な明るさの画像となっているから、実用上の問題はない。なお、車両Ｔがトンネル内を走行して出口にさしかかったときには、逆の自動露光制御が行われ車両Ｔが露光アンダーとなるような撮影が行われるが、この場合でもこのカメラシステムが有効に作用することはもちろんである。
【００４０】
以上のように、路上における自動車の走行監視のためにこのカメラシステムを車載型で使用する場合には、トンネルの存在により望遠カメラの撮影エリア内で極端な輝度変化が生じることが予測される。そして、第三カメラ７全体で撮影すべき撮影エリアＳ３内で自動車がどの程度の画像サイズになるかはカメラモジュール７ｂの焦点距離と最適撮影距離Ｌ３とから算出することができ、また自動車が極端な露光オーバーや露光アンダーになることを防ぐには、局所カメラ８の撮影エリアＳｓをどの程度のサイズにし、またカメラモジュール７ｂの画面内のどの位置に設定しておけばよいのかは模擬的に確認しておくことができる。
【００４１】
例えば上記実施形態のように、例えば局所カメラ８の撮影エリアＳｓのサイズはカメラモジュール７ｂの画面サイズの３０〜６０％とし、その位置は水平方向では画像４７ｂの中央に合わせ、垂直方向では２０〜３０％程度下方に寄せるなどの設定を行っておけば、各カメラとも通常のＡＥ制御回路２１をもつ一般的なカメラを用いながらも、撮影中に監視対象となっている被写体の細部情報が露光オーバーや露光アンダーで欠落するという問題を回避することができる。
【００４２】
さらに、夕暮れや夜間の撮影時には、対向車のヘッドライト、街路灯や商店街からの照明などが監視対象となっている自動車の周囲の明るさを大きく変化させることが懸念されるが、上記構成によればその影響も少なからず低減させることができるようになる。なお、本実施形態で説明した車載型路上監視装置の場合、例えば局所カメラ８を三台用意し、カメラモジュール７ａ，７ｂ，７ｃの各々に局所カメラ８の撮影エリアＳｓを設定することも可能である。また、本発明の監視カメラシステムは、車載型に限らず固定設置型の監視カメラにも等しく適用することができる。固定設置型の監視カメラでは、上記実施形態のように第一〜第三の三種類のエリア監視カメラを要しないことも多い。この場合には、一台のエリア監視カメラと局所カメラとの組み合わせで本発明システムを構成してもよい。
【００４３】
上記実施形態では、カメラモジュール７ｂの撮影範囲に含まれる一部を局所カメラ８による撮影エリアＳｓとして設定しているが、例えばカメラモジュール７ａとカメラモジュール７ｂのそれぞれの撮影範囲に跨がって局所カメラ８の撮影エリアＳｓを設定することも可能である。さらに、図６に示すように、エリア監視カメラの撮影エリア６０を四台のカメラモジュールを用いて撮影し、各々の撮影画面６０ａ，６０ｂ，６０ｃ，６０ｄを合成してエリア監視カメラの画像を構成した場合、局所カメラの撮影エリア６２を図示のような位置に設定することもできる。また図７に示すように、四台のカメラモジュールから得られる画像６４ａ，６４ｂ，６４ｃ，６４ｄを図示のように組み合わせ、画像合成及びトリミング処理によってエリア監視カメラの撮影エリア６４を構成するとともに、各々のカメラモジュールの撮影範囲で囲まれたエリアを局所カメラの撮影エリアＳｓとして撮影し、画像としては全体として一画面構成にすることも可能である。
【００４４】
以上、図示した実施形態をもとに本発明について説明してきたが、エリア監視カメラに用いられている撮影レンズの焦点距離や画角、最適撮影距離、絞り値などの具体的な値はあくまで例示的に挙げたもので、監視カメラシステムの用途や使用形態に応じてこれらは適宜に変更してもよい。また、局所カメラの撮影エリアのサイズや位置についても、予め想定される輝度変化の態様を考慮して適宜に変更が可能であり、局所カメラについては撮影光軸をマニュアルあるいは電動式で任意に変更できるようにすることも効果的である。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明を用いた監視カメラシステムの外観図である。
【図２】エリア監視カメラ及び局所カメラの構成を示す概略断面図である。
【図３】各カメラの画角及び撮影エリアを示す説明図である。
【図４】監視カメラシステムの電気的構成の概略を示すブロック図である。
【図５】車両を監視対象としたときの撮影画像の一例を示す説明図である。
【図６】撮影エリアの別の例を示す説明図である。
【図７】撮影エリアのさらに別の例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００４６】
２ 撮影ユニット
３ 制御ユニット
４ パソコン
４ａ モニタ
４ｂ モニタ画面
５ 第一カメラ
６ａ，６ｂ カメラモジュール（第二カメラ）
７ａ，７ｂ，７ｃ カメラモジュール（第三カメラ）
８ 局所カメラ
１０，１１ イメージセンサ
１２ 絞り
【出願人】 【識別番号】０００００５４３０
【氏名又は名称】フジノン株式会社
【出願日】 平成１８年８月３１日（２００６．８．３１）
【代理人】 【識別番号】１０００７５２８１
【弁理士】
【氏名又は名称】小林 和憲

【識別番号】１０００９５２３４
【弁理士】
【氏名又は名称】飯嶋 茂

【識別番号】１００１１７５３６
【弁理士】
【氏名又は名称】小林 英了
【公開番号】 特開２００８−６０９４７（Ｐ２００８−６０９４７Ａ）
【公開日】 平成２０年３月１３日（２００８．３．１３）
【出願番号】 特願２００６−２３５８８５（Ｐ２００６−２３５８８５）