專利名稱：攝像裝置及監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種攝像裝置和一種監(jiān)控系統(tǒng)，這種攝像裝置的顯著特點(diǎn)在于，包含一個(gè)可以將一個(gè)大視野范圍區(qū)域內(nèi)的圖像的光線向著預(yù)定方向反射的曲面鏡，和一個(gè)用于獲取曲面鏡所反射的成像光而形成一個(gè)圖像從而獲得一個(gè)大視野范圍內(nèi)的圖像的成像部分，和一個(gè)包含同樣攝像裝置的系統(tǒng)。
在監(jiān)控ATM時(shí)，必須要監(jiān)控操作人和ATM的操作盤，也就是ATM的整個(gè)附近區(qū)域都是監(jiān)控的目標(biāo)。然而，在許多情況下，ATM安裝在一個(gè)相對(duì)狹小的空間，監(jiān)控目標(biāo)到安裝攝像機(jī)的位置之間的距離不足以滿足監(jiān)控的要求。因此，監(jiān)控?cái)z像機(jī)獲得圖像的視野范圍可能會(huì)受到限制。特別是，使用工業(yè)電視(ITV)攝像機(jī)的監(jiān)控?cái)z像機(jī)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)問題，就是監(jiān)控范圍被限定在監(jiān)控?cái)z像機(jī)的光學(xué)系統(tǒng)所決定的視角α的范圍內(nèi)，因此監(jiān)控目標(biāo)的一部分位于視角所確定的范圍之外，也就是說監(jiān)控目標(biāo)的一部分處于盲區(qū)。
圖9顯示的是一個(gè)由一臺(tái)監(jiān)視攝像機(jī)監(jiān)控的區(qū)域的側(cè)視圖，監(jiān)控?cái)z像機(jī)采用的是一般用來監(jiān)控ATM的一臺(tái)ITV攝像機(jī)，攝像機(jī)被安裝在ATM上方的一堵墻上。
在圖9所示的實(shí)例中，攝像機(jī)的安裝位置保證了ATM的操作人位于攝像機(jī)的視角α所確定的范圍之內(nèi)。在這種情況下，可以得到ATM操作人的整個(gè)圖像，然而有一個(gè)從監(jiān)控?cái)z像機(jī)垂直向下方向附近由β角范圍所表示的盲區(qū)。這樣一個(gè)盲區(qū)是監(jiān)控不到的，也就是說，ATM的操作盤是監(jiān)視不到的。
另一方面，盡管在圖中沒有表示出來，當(dāng)攝像機(jī)的安裝角被調(diào)整到可以監(jiān)控到ATM的操作盤時(shí)，就不能獲得足夠?qū)挼膱D像范圍來監(jiān)視ATM的操作人。
在使用傳統(tǒng)的ITV攝像機(jī)監(jiān)視ATM之類周圍的一個(gè)大范圍的場合下，常會(huì)想到帶有轉(zhuǎn)臺(tái)和驅(qū)動(dòng)裝置的攝像機(jī)，轉(zhuǎn)臺(tái)用于轉(zhuǎn)動(dòng)ITV攝像機(jī)，驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)，以使ITV攝像機(jī)繞軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，從而縮小使用ITV攝像機(jī)所產(chǎn)生的盲區(qū)。然而，在這種情況下，除了ITV攝像機(jī)外，還必須配置轉(zhuǎn)臺(tái)以便使ITV攝像機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，以及用于驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)裝置，監(jiān)控系統(tǒng)的配置因而變得復(fù)雜了。
換一種方式，不采用轉(zhuǎn)臺(tái)、驅(qū)動(dòng)裝置等等，會(huì)想到采用廣角鏡來增大ITV攝像機(jī)的監(jiān)控范圍。然而，在這種情況下，帶來的一個(gè)問題是，廣角鏡的采用使得ITV攝像機(jī)的尺寸變大了。還有，由于廣角鏡的成本，ITV攝像機(jī)變貴了。
作為克服由傳統(tǒng)ITV攝像機(jī)帶來的上述問題的一種攝像裝置的一個(gè)實(shí)例，在日本專利公開號(hào)No.9-118178中，描述了一種車輛周圍狀況監(jiān)視儀。這種車輛周圍狀況監(jiān)視儀用于一種車輛周圍狀況識(shí)別系統(tǒng)，以鑒別車輛與其周圍物體的位置關(guān)系。
上面公開號(hào)中描述的車輛周圍狀況監(jiān)視儀，帶有一個(gè)安裝在車輛左后端的廣角攝像機(jī)，和一個(gè)安裝在車內(nèi)的監(jiān)視器以便在屏幕上顯示廣角攝像機(jī)所拍下的圖像。廣角攝像機(jī)包含一個(gè)能夠反射車輛周圍全景凸面鏡，一個(gè)用于獲得凸面鏡所反射的實(shí)際圖像的成像器件，和一個(gè)聯(lián)結(jié)凸面鏡和成像器件的透明管。在以上專利公開號(hào)所描述的車輛周圍狀況監(jiān)視儀中，成像器件獲得從凸面鏡反射過來的全方向?qū)嶋H圖像，并據(jù)此生成一個(gè)合成圖像，從而使得車輛和周圍物體之間的相互關(guān)系、車輛的形狀等能夠被識(shí)別。合成圖像顯示在安裝于車輛內(nèi)部的監(jiān)視器上。使用這樣一種簡單的配置，車輛周圍狀況監(jiān)視儀使得可以輕易地識(shí)別車輛周圍的全方向位置關(guān)系。
還有，在日本專利公開號(hào)No.2000-206635中發(fā)布了一種全景成像儀，它包含可以反射360°圖像的雙曲面凸面鏡，一個(gè)安裝于雙曲面凸面鏡的反射面對(duì)面的透鏡，一個(gè)用于獲得雙曲面凸面鏡反射的環(huán)形圖像的攝像裝置，和一臺(tái)把攝像裝置獲得的環(huán)形圖像轉(zhuǎn)換成基于一個(gè)特定視角的平面圖像的計(jì)算機(jī)。使用這樣一種簡單的配置，利用計(jì)算機(jī)把雙曲面凸面鏡獲得的環(huán)形圖像轉(zhuǎn)換成一個(gè)全景圖像，全景攝像裝置就獲得了一個(gè)360°范圍的全景圖像。
在如圖9所示那樣安裝一臺(tái)傳統(tǒng)的ITV攝像機(jī)的情況下，安裝時(shí)就必須確認(rèn)某個(gè)特定區(qū)域是否能夠恰當(dāng)?shù)爻上瘛Ｌ貏e是，在安裝ITV攝像機(jī)時(shí)，必須看著監(jiān)視器上顯示的圖像調(diào)整安裝角，這是一個(gè)復(fù)雜而費(fèi)時(shí)的工作。
在圖9所示的情況下，當(dāng)采用無論是日本專利公開號(hào)No.9-118178還是No.2000-206635中的技術(shù)，來監(jiān)控諸如銀行中這樣相對(duì)狹小的安裝著ATM提款機(jī)之類設(shè)備的地方時(shí)，即使攝像裝置能夠獲得一個(gè)側(cè)面方向上足夠?qū)挿秶鷥?nèi)的圖像，攝像裝置垂直向下的區(qū)域也無法成像，這是由于攝像裝置本身的成像部分的圖像被反射到了攝像裝置的雙曲面凸面鏡上了。
還有，在這種攝像裝置中，需要一個(gè)控制圖像獲取動(dòng)作的器件，例如在成像器件附近需要一個(gè)用于把圖像傳遞給外部器件的接口部分。這樣就增加了成像部分的尺寸，其位于攝像裝置垂直向下區(qū)域的范圍也增大了，而這個(gè)范圍內(nèi)的圖像是無法獲得的。這種設(shè)備存在著設(shè)計(jì)上的缺陷。
還有，在日本專利公開號(hào)No.9-118178描述的車輛周圍狀況監(jiān)視儀中，采用透明管連接凸面鏡和成像器件，當(dāng)采用這樣一根透明管來連接凸面鏡和成像器件時(shí)，一旦進(jìn)入透明管的雜散光通過透明管傳導(dǎo)時(shí)，透明管中就會(huì)發(fā)生內(nèi)部反射。內(nèi)部反射光到達(dá)成像器件，結(jié)果使得與成像無關(guān)的其它光線附加在了成像器件上。結(jié)果，圖像中包括了許多重疊影像。
還有，在日本專利公開號(hào)No.2000-206635描述的全景成像儀中，缺少一個(gè)用于把攝像機(jī)保持在與雙曲面凸面鏡的反射面的相對(duì)位置狀態(tài)的機(jī)構(gòu)。然而，在這個(gè)專利公開號(hào)中描述的全景攝像裝置是通過收集雙曲面凸面鏡的反射光來成像的。盡管雙曲面凸面鏡與攝像機(jī)之間的位置關(guān)系對(duì)于獲得一個(gè)清晰而高分辨率的圖像來說十分重要，但很難把雙曲面凸面鏡和攝像機(jī)分別安裝在成像所需的位置，這樣就要調(diào)整雙曲面凸面鏡和攝像機(jī)之間的位置關(guān)系從而使攝像機(jī)置于焦點(diǎn)上。此外，由于全景攝像裝置要通過雙曲面凸面鏡來獲得360°視野范圍內(nèi)的圖像，全景攝像裝置也完全適合使用一根透明管來連接雙曲面凸面鏡和攝像機(jī)，這與日本專利公開號(hào)No.9-118178描述的車輛周圍狀況監(jiān)視儀所采用的方式類似。在這種情況下，就像上面描述的日本專利公開號(hào)No.9-118178中的車輛周圍狀況監(jiān)視儀那樣，透明管中會(huì)發(fā)生內(nèi)部反射，內(nèi)部反射光到達(dá)成像器件，結(jié)果與圖像無關(guān)的光線附加在了成像器件上。結(jié)果，產(chǎn)生的圖像上疊加了許多重疊的影像。
在本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例中，光學(xué)系統(tǒng)是一個(gè)曲面鏡或一個(gè)魚眼透鏡。
在本發(fā)明的另一個(gè)具體實(shí)施例中，支撐部分做成可連接的，以便在安裝曲面鏡和成像部分時(shí)，曲面鏡和成像部分的中心光軸相對(duì)于垂直方向傾斜成一個(gè)特定的角度。
還是在本發(fā)明的另一個(gè)具體實(shí)施例中，支撐部分包含一個(gè)用于支承曲面鏡的曲面鏡支承部分，一個(gè)用于支承成像部分的成像部分支承部分，成像部分支承部分與曲面鏡支承部分處于相對(duì)位置，和一個(gè)用來把曲面鏡支承部分和成像部分支承部分連接起來的連接部分，連接部分位于支撐部分的一側(cè)，不在曲面鏡的成像范圍之內(nèi)。
還是在本發(fā)明的另一個(gè)具體實(shí)施例中，支撐部分把曲面鏡和成像部分固定在彼此相對(duì)的位置上，使它們的光軸相互重疊。
還是在本發(fā)明的另一個(gè)具體實(shí)施例中，曲面鏡是一個(gè)具有旋轉(zhuǎn)體形狀的鏡子。
還是在本發(fā)明的另一個(gè)具體實(shí)施例中，支撐部分包含曲面鏡支承部分，成像部分支承部分，和連接部分，從側(cè)面看呈U字形。
還是在本發(fā)明的另一個(gè)具體實(shí)施例中，支撐部分安裝在一個(gè)建筑的一個(gè)墻面上，并使成像部分的中心光軸相對(duì)于建筑的墻面成一個(gè)特定的傾斜角度，使得支撐部分有一個(gè)向上張開的間隙。
還是在本發(fā)明的另一個(gè)具體實(shí)施例中，支撐部分安裝在建筑天花板的表面上，并使成像部分的中心光軸相對(duì)于建筑的天花板表面成一個(gè)特定的傾斜角度，使得支撐部分有一個(gè)向上張開的間隙。
還是在本發(fā)明的另一個(gè)具體實(shí)施例中，攝像裝置還包括一個(gè)安裝部分，用于把支撐部分安裝在建筑的墻體表面上。
還是在本發(fā)明的另一個(gè)具體實(shí)施例中，攝像裝置還包括一個(gè)安裝部分，用于把支撐部分安裝在建筑的天花板表面上。
還是在本發(fā)明的另一個(gè)具體實(shí)施例中，具有旋轉(zhuǎn)體形狀的鏡面可以呈凸面或凹面的拋物面或雙曲面形狀。
還是在本發(fā)明的另一個(gè)具體實(shí)施例中，成像部分包含一個(gè)調(diào)節(jié)部分，以調(diào)節(jié)曲面鏡的鏡面和成像部分中的透鏡之間的距離。
還是在本發(fā)明的另一個(gè)具體實(shí)施例中，支撐部分包含一個(gè)固定部分，以便固定曲面鏡和成像部分，并保證可以拆卸。
還是在本發(fā)明的另一個(gè)具體實(shí)施例中，支撐部分的連接部分上面帶有一個(gè)反射光吸收器，反射光吸收器把支撐部分上反射的光線吸收掉。
還是在本發(fā)明的另一個(gè)具體實(shí)施例中，攝像裝置還包含一個(gè)透明罩，分別連接在支撐部分上的曲面鏡支承部分和成像部分支承部分的一端，以便罩住放在支撐部分中的曲面鏡和成像部分。
還是在本發(fā)明的另一個(gè)具體實(shí)施例中，攝像裝置還包括一個(gè)控制成像部分的成像控制部分，它安裝在成像部分的成像范圍之外區(qū)域的側(cè)面。
還是在本發(fā)明的另一個(gè)具體實(shí)施例中，在支撐部分的連接部分附近帶有成像控制部分。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提出的一種監(jiān)控系統(tǒng)包括一個(gè)本發(fā)明第一方面中的攝像裝置；一個(gè)圖象數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部分，用于以幀為單位來連續(xù)更新和存儲(chǔ)成像部分所獲得的圖像數(shù)據(jù)；一個(gè)轉(zhuǎn)換信息存儲(chǔ)部分，用于以特定的顯示格式來存儲(chǔ)轉(zhuǎn)換圖像數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換信息；一個(gè)圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換部分，用于根據(jù)轉(zhuǎn)換信息，把攝像裝置所獲得的作為輸入圖像數(shù)據(jù)的圖像數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)換成格式為全景圖像數(shù)據(jù)或透視圖像數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換后的圖像數(shù)據(jù)；一個(gè)顯示部分，用于顯示轉(zhuǎn)換后的圖像數(shù)據(jù)；一個(gè)顯示控制部分用于控制圖像數(shù)據(jù)在顯示部分上的顯示。
在本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例中，還包含一個(gè)顯示范圍指定部分，用于指定圖像數(shù)據(jù)的顯示范圍；而圖像數(shù)據(jù)中對(duì)應(yīng)于顯示范圍指定部分指定的顯示范圍的部分，在顯示控制部分的控制下，以放大或縮小后的形式在顯示部分上顯示出來。
在本發(fā)明的另一個(gè)具體實(shí)施例中，監(jiān)控系統(tǒng)還包含一個(gè)移動(dòng)物體探測部分，用于比較在圖像數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部分中以幀為單位連續(xù)更新和存儲(chǔ)的圖像數(shù)據(jù)，以便探測向?qū)?yīng)于顯示范圍的區(qū)域靠近的移動(dòng)物體，其中顯示范圍是由顯示范圍指定部分所指定的；其中包含有所探測到的移動(dòng)物體圖像的圖像數(shù)據(jù)，在顯示控制部分的控制下，以放大或縮小的方式在顯示部分上顯示出來。
還是在本發(fā)明的另一個(gè)具體實(shí)施例中，還包含一個(gè)通訊部分，用于與監(jiān)控系統(tǒng)之外的外部終端設(shè)備進(jìn)行通訊，以便向外部終端設(shè)備傳送各種信息，在這里通訊部分向外部終端設(shè)備傳送的是圖像數(shù)據(jù)，其中包括由移動(dòng)物體探測部分探測到的移動(dòng)物體圖像。
這樣，這里所描述的發(fā)明可以帶來以下好處(1)一種以簡單和固定的方式構(gòu)成的攝像裝置，可以減小由大范圍圖像區(qū)域所產(chǎn)生的盲區(qū)，特別是當(dāng)監(jiān)控一小塊地方時(shí)，在攝像裝置垂直向下方向附近的盲區(qū)，從而簡化安裝期間的調(diào)整工作；(2)一種包含同樣攝像裝置的監(jiān)控系統(tǒng)。
通過閱讀和理解以下參照附圖所作的詳細(xì)描述，懂得技術(shù)的人將會(huì)明白本發(fā)明的各種優(yōu)點(diǎn)。
在

圖1側(cè)視圖所展示的例子中，根據(jù)本發(fā)明的一種攝像裝置安裝在ATM上方的一堵墻上，以便監(jiān)控ATM安裝的地方，ATM則安裝在銀行之類的一個(gè)狹小區(qū)域內(nèi)。
圖2A-2C的視圖，描述了根據(jù)本發(fā)明的同樣的攝像裝置圖2A為攝像裝置的側(cè)視圖，是沿著攝像裝置所安裝的墻面方向看過去而得到的；圖2B為攝像裝置側(cè)視圖，是從攝像裝置所安裝墻面的垂直方向看去所得到的；圖2C為攝像裝置正面圖是沿著攝像裝置的中心光軸方向看去得到的。
在圖3為示意圖，展示了用作本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)體鏡面的雙曲面鏡和成像部分之間的相互位置關(guān)系，成像部分與雙曲面鏡之間的位置相互對(duì)立。
圖4A-4C的視圖用來說明圖2A-2C所示的攝像裝置的另一個(gè)實(shí)例圖4A的攝像裝置側(cè)視圖，是沿著攝像裝置所安裝的墻面方向看過去而得到的；圖4B的攝像裝置側(cè)視圖，是從攝像裝置所安裝墻面的垂直方向看去所得到的；圖4C的攝像裝置正面圖是沿著攝像裝置的中心光軸方向看去得到的。
圖5的方框圖，展示了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例的監(jiān)控系統(tǒng)的配置。
圖6A-6C的示意圖解釋了把攝像裝置獲得的圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為全景圖像的一種方法。
圖7的示意圖解釋了指定全方向圖像數(shù)據(jù)的顯示范圍的一種方法，全方向圖像數(shù)據(jù)是由成像部分所獲得的。
圖8的流程圖解釋了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例的監(jiān)控系統(tǒng)的工作過程。
圖9展示了由通常用于監(jiān)控ATM的ITV攝像機(jī)所監(jiān)控的一個(gè)區(qū)域，攝像裝置安裝在ATM攝像機(jī)上方的一堵墻上，以便監(jiān)控從ITV攝像機(jī)垂直向下的方向到ATM的前方之間的區(qū)域。
在圖1側(cè)視圖所展示的例子中，根據(jù)本發(fā)明的一種攝像裝置10安裝在ATM上方的一堵墻上，以便監(jiān)控ATM安裝的地方，ATM則安裝在銀行之類的一個(gè)狹小區(qū)域內(nèi)。
如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明的攝像裝置10包含一個(gè)呈旋轉(zhuǎn)體形狀的鏡子(一個(gè)曲面鏡)1(在這里，稱作“旋轉(zhuǎn)體鏡子1”)，用于把一個(gè)大視角范圍的圖像的成像光沿著一個(gè)預(yù)定的方向投射，和一個(gè)用于獲取旋轉(zhuǎn)體鏡子1所投射的成像光而形成一個(gè)圖像的成像部分2。旋轉(zhuǎn)體鏡子1和成像部分2由一個(gè)支撐部分3來固定，支撐部分3具有一個(gè)3面開口的盒子狀結(jié)構(gòu)，使得旋轉(zhuǎn)體鏡子1的旋轉(zhuǎn)軸與成像部分2的光軸A相一致。
另外，當(dāng)攝像裝置10按照?qǐng)D1中所示的方式進(jìn)行安裝時(shí)，攝像裝置10的安裝要保證成像部分2的光軸相對(duì)于垂直方向成一個(gè)θ角。
在一個(gè)狹小的區(qū)域中，根據(jù)本發(fā)明的攝像裝置10安裝在一堵墻的表面的上方或天花板上。在所監(jiān)控的狹小區(qū)域中，攝像裝置10應(yīng)該獲取從攝像裝置10垂直向下的方向到向前的方向之間的區(qū)域范圍內(nèi)的圖像，而不是獲取攝像裝置所安裝的墻面或天花板的圖像，或旋轉(zhuǎn)體鏡子1的臨近地方的圖像。因此，用于固定旋轉(zhuǎn)體鏡子1和成像部分2的支撐部分3，其朝向監(jiān)控目標(biāo)區(qū)域方向的前側(cè)是開口的，它帶有一個(gè)連接部分(它在圖1中沒有表示出來，后面將結(jié)合圖2A進(jìn)行描述)；連接部分支承著旋轉(zhuǎn)體鏡子1和成像部分2，以便使兩者之間具有恰當(dāng)?shù)南嗷ゾ嚯x，連接部分位于支撐部分3的側(cè)面并緊貼著墻壁表面，它不是監(jiān)控的目標(biāo)。
與日本專利公開號(hào)No.9-118178中描述的不同，根據(jù)本發(fā)明的攝像裝置10中沒有用于連接旋轉(zhuǎn)體鏡面1和成像部分2的透明管，因此通過攝像裝置10所獲得的圖像，不會(huì)帶有因進(jìn)入透明管并到達(dá)成像部分的雜散光而引起的許多重疊影像。
還有，根據(jù)本發(fā)明的攝像裝置10，其構(gòu)造使得旋轉(zhuǎn)體鏡面1的旋轉(zhuǎn)軸A和成像部分2的光軸A相對(duì)于垂直方向傾斜成一個(gè)特定的角度。這種構(gòu)造使得攝像裝置10在其所安裝的狹小空間內(nèi)，可以獲得從攝像裝置10垂直向下的方向到向前的方向之間的區(qū)域范圍的圖像，也就是說ATM之類設(shè)備的安裝位置之前的整個(gè)區(qū)域。
因此，盡管根據(jù)本發(fā)明的攝像裝置的構(gòu)造十分簡單，仍然可以以一種固定的方式安裝旋轉(zhuǎn)體鏡面1和成像部分2，并減小由于大視角范圍圖像區(qū)域所產(chǎn)生的盲區(qū)，特別是當(dāng)監(jiān)控一個(gè)狹小區(qū)域時(shí)，在攝像裝置10以下方向上的盲區(qū)。
還有，可以獲得攝像裝置10之前的整個(gè)區(qū)域的完整圖像，因此通過在墻上或天花板上簡單地安裝攝像裝置10，就可以獲得所要監(jiān)控的整個(gè)區(qū)域的圖像。因此，在安裝攝像裝置10時(shí)，完全可能省去安裝角的調(diào)整過程。
現(xiàn)在，參照附圖進(jìn)一步詳細(xì)說明根據(jù)本發(fā)明的攝像裝置10。
圖2A-2C的視圖展示了根據(jù)本發(fā)明的攝像裝置10圖2A是沿著安裝攝像裝置10的墻壁方向看過去而得到的攝像裝置10的側(cè)視圖；圖2B是沿著安裝攝像裝置10的墻壁的垂直方向看去的攝像裝置的側(cè)視圖；圖2C是沿著攝像裝置的光軸方向看去得到的正面視圖。
如圖2A-2C所示，并根據(jù)以上描述，根據(jù)本發(fā)明的攝像裝置10包含，用于投射大視角范圍區(qū)域圖像的成像光的旋轉(zhuǎn)體鏡面(曲面鏡)1，和用于獲得旋轉(zhuǎn)體鏡面1所投射的成像光來形成圖像的成像部分2。旋轉(zhuǎn)體鏡面1和成像部分2通過支撐部分3固定在一起，使得旋轉(zhuǎn)體鏡面1的軸線A與成像部分2的軸線A重合，且旋轉(zhuǎn)體鏡面1與成像部分2之間相隔一個(gè)特定的距離相對(duì)立安放。
旋轉(zhuǎn)體鏡面1由性能優(yōu)良的難熔樹脂材料(例如，丙烯酸樹脂)制成，呈凸面或凹面的拋物面或雙曲面形狀，并具有360°全方位環(huán)繞視角。樹脂材料的表面沉積有鋁之類的材料，鋁沉積表面經(jīng)處理形成鏡面。
盡管本具體實(shí)施例所參照的案例中帶有一個(gè)完整的凸面雙曲面形狀，但本發(fā)明并不局限于此。旋轉(zhuǎn)體鏡面1可以做成只包括一部分凸面或凹面的拋物面或雙曲面。
成像部分2包括，例如，一個(gè)成像透鏡2a，一個(gè)CCD(沒有畫出)，一個(gè)A/D轉(zhuǎn)換器(沒有畫出)，一個(gè)圖像處理電路(沒有畫出)，等等。成像部分2，經(jīng)過成像透鏡2a，捕捉由旋轉(zhuǎn)體鏡子1的鏡面反射的光線，并利用A/D轉(zhuǎn)換器和圖像處理電路生成圖像數(shù)據(jù)。
圖3的示意圖表示，根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例的作為旋轉(zhuǎn)體鏡子1的雙曲面鏡(后面，也稱為“雙曲面鏡1”)和成像部分2的相互位置關(guān)系，成像部分2與雙曲面鏡的位置相對(duì)。
圖3中所示的用作旋轉(zhuǎn)體鏡面1的雙曲面鏡，是通過旋轉(zhuǎn)雙曲線而獲得的一對(duì)雙曲面中的一個(gè)，它具有一個(gè)中心軸Z軸，在圍繞Z軸的3維空間中，X軸和Y軸相互垂直，而Z軸垂直于X軸和Y軸，也就是說，雙曲面鏡對(duì)應(yīng)于一對(duì)雙曲面中的Z＞0的區(qū)域。這對(duì)雙曲面可以表示為(x2+Y2)/a2-Z2/b2＝-1，且c2＝(a2+b2)，其中，a和b是由雙曲面鏡的雙曲面形狀所決定的常量。c是用來確定雙曲面焦距的常量。上面的表達(dá)式和與之相關(guān)的常量預(yù)先存儲(chǔ)在轉(zhuǎn)換信息存儲(chǔ)部分14中，這個(gè)部分將在后面予以說明。
雙曲面鏡有兩個(gè)焦點(diǎn)①和②，位于Z軸上到原點(diǎn)距離為c的不同位置上。所有從外面射向這些焦點(diǎn)中的一點(diǎn)(本案中，是焦點(diǎn)①)的光線，都被雙曲面鏡反射而到達(dá)另一個(gè)焦點(diǎn)(本案中，是焦點(diǎn)②)。
成像部分2的成像透鏡2a的接收光線的一面的安裝，要使得旋轉(zhuǎn)體鏡子1(雙曲面鏡)的旋轉(zhuǎn)軸A(Z軸)與成像透鏡2a的光軸A相重合，成像透鏡2a的第一主點(diǎn)位于焦點(diǎn)②上。利用這種結(jié)構(gòu)，用來獲取圖像的成像部分2，利用凸面旋轉(zhuǎn)體鏡子1(雙曲面鏡)反射來的光線，獲得一個(gè)圖像；而無論在任何方向觀察，在雙曲面鏡子1的焦點(diǎn)①上總能看到一個(gè)對(duì)應(yīng)的圖像。
攝像裝置10的視角是由雙曲面鏡子1的形狀和成像透鏡2a的設(shè)計(jì)條件所決定的，使得可以在近距離內(nèi)獲得一個(gè)大視野范圍區(qū)域內(nèi)的圖像。
參照?qǐng)D2A-2C，支撐部分3包含一個(gè)用于支承旋轉(zhuǎn)體鏡子1的旋轉(zhuǎn)體鏡子支承部分3a；一個(gè)用于支承成像部分2的成像部分支承部分3b；和一個(gè)用來把旋轉(zhuǎn)體鏡子1和成像部分2聯(lián)成一體，并使之保持特定距離的連接部分3c，其距離保證了攝像裝置10位于焦點(diǎn)上，而旋轉(zhuǎn)體鏡子1和成像部分2之間具有軸線重疊的位置關(guān)系。這些部分3a、3b、和3c可以由例如壓鑄鋁或硬塑料之類的物質(zhì)制成，并且做成一個(gè)整體，從側(cè)面方向看時(shí)呈一個(gè)U字形。
在旋轉(zhuǎn)體鏡的支承部分3a的底面和成像部分的支承部分3b的上面分別帶有固定部分4，以便旋轉(zhuǎn)體鏡子1和成像部分2相互對(duì)立地安裝，旋轉(zhuǎn)體鏡子1鏡面的光軸和成像部分2的成像透鏡2a的中心光軸彼此相互重合。與支撐部分3相類似，固定部分4也是由例如壓鑄鋁或硬塑料之類的物質(zhì)制成。固定部分4可以固定在支撐部分3上，或與支撐部分3做成一個(gè)整體。
盡管在本具體實(shí)施例所描述的案例中，所帶有的固定部分4使得旋轉(zhuǎn)體鏡子1的鏡面的中心光軸A和成像部分2的成像透鏡2a的中心光軸A相重合，根據(jù)圖像數(shù)據(jù)應(yīng)用目的的不同，它們各自的軸線A也可以相互分開。
一個(gè)用于把攝像裝置安裝在墻上或其它地方的安裝部分5，分別連接在旋轉(zhuǎn)體鏡子支承部分3a和成像部分支承部分3b上靠近連接部分3c的那端上，支撐部分3包含著3a和3b。安裝部分5包含著沿垂直于墻面方向伸展的臂狀部分，安裝部分5通過它固定在墻面上。每個(gè)臂狀部分的端部都帶有螺絲部分5a。支撐部分3上的旋轉(zhuǎn)體鏡子支承部分3a和成像部分支承部分3b，都通過螺絲部分5a連接在安裝部分5上。例如，如圖2a所示，當(dāng)安裝攝像裝置時(shí)，安裝部分5的臂狀部分使得中心光軸A相對(duì)于垂直方向成一個(gè)特定的角度。在這種情況下，安裝部分5的臂狀部分具有不同的長度，以便位于安裝部分5的上端的臂狀部分比位于安裝部分5下端的臂狀部分要長，其中位于安裝部分5的上端的臂狀部分與旋轉(zhuǎn)體鏡子支承部分3a相連，而位于安裝部分5下端的臂狀部分與成像部分支承部分3b相連。在支撐部分3安裝于，比如一面墻或天花板等地方的狀態(tài)下，通過安裝部分5，中心光軸相對(duì)于墻面或天花板呈一個(gè)特定的角度θ，使得支撐部分3有一個(gè)向上開口的間隙。通過這種結(jié)構(gòu)，就可以防止把成像部分2置于旋轉(zhuǎn)體鏡子1的垂直下方，從而減小攝像裝置10的垂直下方所形成的盲區(qū)，并防止成像部分2自身的圖像被捕捉到。
成像部分2包含一個(gè)調(diào)節(jié)部分2b，用于調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)體鏡子1的鏡面和成像部分2的透鏡2a之間的距離，以使得旋轉(zhuǎn)體鏡子1的焦點(diǎn)位于成像部分2的成像平面上，也就是說，透鏡2a的一個(gè)主點(diǎn)位于旋轉(zhuǎn)體鏡子1的焦點(diǎn)上。盡管圖中沒有畫出，調(diào)節(jié)部分2b還帶有，例如，一個(gè)銷子，一個(gè)定位螺絲，和一個(gè)用于引導(dǎo)透鏡2a沿著成像部分2的中心光軸移動(dòng)的螺旋槽。
每個(gè)用于固定旋轉(zhuǎn)體鏡子1或成像部分2的固定部分4，都帶有一個(gè)用來可拆卸地滑動(dòng)和固定旋轉(zhuǎn)體鏡子1或成像部分2的滑動(dòng)軌道4a，以便旋轉(zhuǎn)體鏡子1的旋轉(zhuǎn)軸A與成像部分2的透鏡2a的光軸A相重合。另外，旋轉(zhuǎn)體鏡子1和成像部分2都帶有一個(gè)法蘭部分，與滑動(dòng)槽4a相配合。
通過在各自的滑動(dòng)槽4a中滑動(dòng)旋轉(zhuǎn)體鏡子1和成像部分2，可以很容易地把旋轉(zhuǎn)體鏡子1和成像部分2從固定部分4上拆除，或把旋轉(zhuǎn)體鏡子1或成像部分2安裝在固定部分4上，并使旋轉(zhuǎn)體鏡子1的旋轉(zhuǎn)軸A與成像部分2的中心光軸A相重合。因此，無需繁瑣地調(diào)整來使中心光軸重合。
還有，一個(gè)由金屬或樹脂片制成的反射光吸收器，上面帶有無光澤的涂料，安裝在位于支撐部分3內(nèi)側(cè)的連接部分3c上。反射光吸收器吸收從支撐部分3上反射出的光線，并防止所產(chǎn)生的光線間接地附加在旋轉(zhuǎn)體鏡子1上。因此，成像部分2可以獲得由有效光線產(chǎn)生的高質(zhì)量的圖像。
注意，反射光吸收器6和連接部分3c可以整個(gè)做成一體，也就是說，連接部分3c可以通過噴涂來吸收反射光。
一個(gè)由透明材料，例如，丙烯酸樹脂制成的透明罩7，連接在支撐部分3中的旋轉(zhuǎn)體鏡子支承部分3a和成像部分支承部分3b的一端，用于防止灰塵之類的物質(zhì)附著在位于支撐部分3中的旋轉(zhuǎn)體鏡子1和成像部分2上。
由于反射光吸收器位于支撐部分3內(nèi)側(cè)的連接部分3c上，因此即使安裝了這樣一個(gè)透明罩7，仍然可以防止由于透明罩7的反射光，在成像部分2上產(chǎn)生包含許多重疊影像的圖像，也就是說，在成像部分2上可以獲得由有效光線構(gòu)成的高質(zhì)量圖像。
注意，根據(jù)本發(fā)明，透明罩7并不是攝像裝置10的基本配置。因此，沒必要總是配有透明罩7。
還有，在支撐部分3的連接部分3c的背面上帶有一個(gè)成像控制部分8，它處于攝像裝置10的成像范圍之外。成像控制部分8起一個(gè)接口的作用，以便連接攝像裝置10和攝像裝置10之外的監(jiān)控系統(tǒng)。成像控制部分8和成像部分2，通過沿成像部分支承部分3b表面鋪設(shè)的電纜9實(shí)現(xiàn)電器連接，并且連接在包含于支撐部分3中的連接部分3c上。
由于根據(jù)本具體實(shí)施例的攝像裝置10的上述配置方式，攝像裝置10自身的尺寸并沒有增加。還有，成像控制部分8位于支撐部分3的連接部分3c的背面，處于攝像裝置10的成像范圍之外，因此成像部分2的尺寸可以減小，從而使得攝像裝置10的成像覆蓋范圍增大了。
盡管在本具體實(shí)施例中，成像部分2帶有A/D轉(zhuǎn)換器、圖像處理電路等部分，這些部分也可以包含在成像控制部分8中。這樣做可以使成像部分2進(jìn)一步縮小。
支撐部分3的大小是由旋轉(zhuǎn)體鏡子1和成像部分2的尺寸所決定的。
根據(jù)本具體實(shí)施例的攝像裝置10，旋轉(zhuǎn)體鏡子1的尺寸比成像部分2的尺寸要大，成像部分支承部分3b的尺寸比用于支承旋轉(zhuǎn)體鏡子1的旋轉(zhuǎn)體鏡子支承部分3a要小。還有，用于把成像部分支承部分3b與旋轉(zhuǎn)體鏡子支承部分3a連接成一體的連接部分3c的形狀做成，從低端到高端尺寸逐漸增大，即，沿著圖1B的從左到右方向。
例如，在根據(jù)本具體實(shí)施例的攝像裝置10中，旋轉(zhuǎn)體鏡子1是由雙曲面鏡制成，如圖3中所示，并且由上述的表達(dá)式所描述。在圖3中，當(dāng)旋轉(zhuǎn)體鏡子1的直徑為62mm，高度＝15mm，數(shù)值a，b和c分別為13.70mm，9.1mm，16.45mm時(shí)，成像部分2的直徑＝30mm，高度＝52mm，焦距2c(焦點(diǎn)①和②之間的距離)是32.9mm，支撐部分3的連接部分3c的長度從100mm到120mm，支撐部分3上旋轉(zhuǎn)體鏡子支承部分3a的寬度范圍在90mm到100mm之間，支撐部分3上的成像部分支承部分3b的寬度范圍在30mm至50mm。
圖4A-4C的視圖描述了根據(jù)本具體實(shí)施例的攝像裝置的另一個(gè)實(shí)例圖4A是一種攝像裝置10A的側(cè)視圖，它是沿著攝像裝置10a所安裝墻面的方向看過去而得到的；圖4B是攝像裝置10A的一個(gè)側(cè)視圖，它是沿著攝像裝置10a所安裝墻面的垂直方向看過去而得到的；圖4C是攝像裝置10A的正面視圖，它是沿著攝像裝置10a的中心光軸方向看過去而得到的。
總之，圖4A-4C中所示的攝像裝置10A的配置與圖2A-2C中攝像裝置10配置方式相類似。然而，圖4A-4C中攝像裝置10A的配置也有與圖2A-2C中攝像裝置10的配置不同的地方，那就是，支撐部分3A的連接部分3c的外圍部分上帶有螺孔，從而使得支撐部分3A可以通過螺絲直接安裝在墻面上，或安裝在其它地方。圖4A-4C中所示的其它部分，與圖2A-2C中所描述的相同，并具有相同的數(shù)值。因此，就不在對(duì)這些部分進(jìn)行詳細(xì)描述了。
下面，將描述根據(jù)本發(fā)明的攝像裝置10或10A構(gòu)成的監(jiān)控系統(tǒng)(注意，以下所描述的監(jiān)控系統(tǒng)使用的是攝像裝置10)。
圖5的框圖描述了一種監(jiān)控系統(tǒng)30的配置，這是一種根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例的全方向監(jiān)控系統(tǒng)。
監(jiān)控系統(tǒng)30包括包含有上述部分，例如旋轉(zhuǎn)體鏡面1、成像部分2、和成像控制部分8的攝像裝置10；用于控制攝像裝置10，和以下所描述的監(jiān)控系統(tǒng)30的其它部分的主控制部分11；一個(gè)用于存儲(chǔ)控制程序，以便控制監(jiān)控系統(tǒng)30的每一個(gè)單元的程序存儲(chǔ)部分12；一個(gè)用于存儲(chǔ)攝像裝置10所獲得的數(shù)據(jù)圖像的圖像數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部分13；一個(gè)轉(zhuǎn)換信息存儲(chǔ)部分14，用來存儲(chǔ)參數(shù)之類的轉(zhuǎn)換信息，這些參數(shù)用于將存儲(chǔ)在圖像數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部分13中的圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為所需要的轉(zhuǎn)換圖像；一個(gè)用于將存儲(chǔ)在圖像數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部分13中的圖像數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)換為所需的轉(zhuǎn)換圖像的圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換部分15；一個(gè)用來顯示攝像裝置10所獲得的圖像數(shù)據(jù)，和圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換部分15所獲得的轉(zhuǎn)換圖像的顯示部分16；一個(gè)用來控制顯示部分16的顯示控制部分17；一個(gè)用來指定顯示部分16上的圖像數(shù)據(jù)顯示范圍的顯示范圍指定部分18；一個(gè)根據(jù)攝像裝置10所獲得的圖像數(shù)據(jù)，來探測視野范圍內(nèi)的移動(dòng)物體的移動(dòng)物體探測部分19；一個(gè)用來與外部設(shè)備進(jìn)行通訊的通訊部分20；一個(gè)用來輸入字符和應(yīng)用程序指令的輸入部分21；和一個(gè)用來連接各單元的總線22。
還有，監(jiān)控系統(tǒng)30通過總線22與一條通訊線相連。通訊線連接在一個(gè)外部終端設(shè)備40上。
主控制部分11包含，例如，一個(gè)電腦中的一個(gè)CPU、一個(gè)MPU或類似的芯片，并根據(jù)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)部分12中的控制程序，通過總線22，來控制監(jiān)控系統(tǒng)的每個(gè)單元。
程序存儲(chǔ)部分12包括，例如，一片RAM，一片EPROM，一片EEPROM，一片活動(dòng)硬盤，一個(gè)硬盤，等等，并具有一個(gè)用來存儲(chǔ)控制程序的區(qū)域，主控制部分11通過這個(gè)程序來控制各個(gè)單元。
圖像數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部分13包括，例如，一片RAM，一片EPROM，一片EEPROM，一個(gè)活動(dòng)硬盤，一個(gè)硬盤，等等，并在主控制部分11的控制下，以幀為單位連續(xù)地更新和存儲(chǔ)攝像機(jī)部分10上成像部分2所獲得的圖像數(shù)據(jù)。
轉(zhuǎn)換信息存儲(chǔ)部分14包括，例如，一片RAM，一片EPROM，一片EEPROM，一個(gè)活動(dòng)硬盤，一個(gè)硬盤，等等，它用來存儲(chǔ)轉(zhuǎn)換信息，將所獲得的圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成符合預(yù)定顯示格式的圖像數(shù)據(jù)要用到轉(zhuǎn)換信息。
圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換部分15存儲(chǔ)著，例如，圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換程序，并根據(jù)存儲(chǔ)在轉(zhuǎn)換信息存儲(chǔ)部分14上的轉(zhuǎn)換信息，把捕捉到的圖像數(shù)據(jù)作為輸入數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成具有特定顯示格式的圖像數(shù)據(jù)，例如，全景圖像數(shù)據(jù)或透視圖像數(shù)據(jù)。
圖6A-6C的示意圖描述了一種把攝像裝置10所獲得的圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成全景圖像的方法圖6A顯示了由攝像裝置10獲得的圖像數(shù)據(jù)61；圖6B顯示的是，對(duì)應(yīng)于圖像數(shù)據(jù)61的表述為環(huán)狀形式的圖像數(shù)據(jù)62，根據(jù)存儲(chǔ)在轉(zhuǎn)換信息存儲(chǔ)部分14中的轉(zhuǎn)換信息，通過圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換部分15，被擴(kuò)展為全景圖像；圖6C顯示的是，表述為長方形狀的全景圖像63，它是根據(jù)存儲(chǔ)在轉(zhuǎn)換信息存儲(chǔ)部分14中的轉(zhuǎn)換信息，由環(huán)狀圖像數(shù)據(jù)62轉(zhuǎn)換而來。
在圖6A中，點(diǎn)P(r，θ)代表的是一個(gè)全方向圖像數(shù)據(jù)中由極坐標(biāo)表示的像素。在圖6C中，點(diǎn)P(X，Y)代表的是一個(gè)由XY坐標(biāo)表示的像素。點(diǎn)P(X，Y)對(duì)應(yīng)于極坐標(biāo)點(diǎn)P(r，θ)，當(dāng)全方向圖像數(shù)據(jù)被轉(zhuǎn)換成全景圖像數(shù)據(jù)時(shí)，全方向圖像數(shù)據(jù)中的點(diǎn)P(r，θ)被轉(zhuǎn)換為全景圖像數(shù)據(jù)中的點(diǎn)P(X，Y)。還有，點(diǎn)P0(r0，θ0)表示將全方向圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為全景圖像數(shù)據(jù)的一個(gè)參考點(diǎn)。
攝像裝置10所獲得的全方向圖像數(shù)據(jù)代表的是一個(gè)環(huán)形圖像，在實(shí)踐中，通過這樣一個(gè)圖像很難獲得精確的視像信息。因此，顯示部分16不顯示代表環(huán)形圖像的全方向圖像數(shù)據(jù)，而是顯示由全方向圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換而來獲得的轉(zhuǎn)換后的圖像，例如，全景圖像，透視圖像或其它類似的圖像。現(xiàn)已知道一種把全方向圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為全景圖像數(shù)據(jù)或透視圖像數(shù)據(jù)的方法，因此這里就省略了對(duì)它的詳細(xì)描述。
通過把全方向圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為全景圖像或透視圖像而獲得的數(shù)據(jù)，并不局限于靜態(tài)圖像數(shù)據(jù)。也可以通過這樣的轉(zhuǎn)換過程而獲得動(dòng)態(tài)圖像數(shù)據(jù)。
顯示部分16包含一個(gè)圖像顯示器件，例如一個(gè)液晶顯示器(LCD)，一個(gè)等離子體顯示器，或一個(gè)電致發(fā)光顯示器(ELD)。在顯示控制部分17的控制下，顯示部分16顯示全方向圖像數(shù)據(jù)，或由全方向圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換而來的全景圖像數(shù)據(jù)或透視圖像數(shù)據(jù)。
顯示范圍指定部分18包含，例如，按鍵開關(guān)，一個(gè)做在顯示部分16上的觸摸板，或類似的器件，以便把顯示部分16上顯示的圖像數(shù)據(jù)的一部分指定為顯示范圍。當(dāng)使用顯示范圍指定部分18指定顯示范圍時(shí)，顯示控制部分17就執(zhí)行一個(gè)控制指令，以便把對(duì)應(yīng)于指定顯示范圍那部分的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行放大并顯示。
圖7的示意圖描述了一種方法，用來指定由成像部分2獲得的全方向圖像數(shù)據(jù)中的一個(gè)顯示范圍。
圖7中所示的環(huán)形圖像，對(duì)應(yīng)于通過圖像控制部分8并顯示在顯示部分16上的輸入圖像數(shù)據(jù)。當(dāng)使用顯示范圍指定部分18或輸入部分21，在顯示部分16上的一個(gè)環(huán)形圖像上指定所需的顯示范圍(一個(gè)轉(zhuǎn)換區(qū)域)時(shí)，圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換部分15就把指定范圍內(nèi)的圖像數(shù)據(jù)分離出來，并根據(jù)轉(zhuǎn)換信息轉(zhuǎn)換成透視圖像數(shù)據(jù)。結(jié)果是，在顯示部分16上顯示出轉(zhuǎn)換后的透視圖像數(shù)據(jù)。
一種指定顯示區(qū)域的方法包括，在一個(gè)環(huán)形圖像上指定目標(biāo)顯示區(qū)域的中心坐標(biāo)A0(r0，θ0)，把包含中心點(diǎn)坐標(biāo)的預(yù)定顯示范圍內(nèi)的圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為透視圖像數(shù)據(jù)，從而指定顯示部分16的顯示范圍。在此情況下，r代表到環(huán)形輸入圖像中心的距離，θ代表相對(duì)于環(huán)形輸入圖像上的一個(gè)參考位置的一個(gè)角度。通過指定距離r和角度θ，就可以指定環(huán)形圖像上的位置坐標(biāo)。
用來指定顯示范圍的另一種方法是，指定4個(gè)特定的點(diǎn)，例如，A1(r1，θ1)、A2(r2，θ2)、A3(r3，θ3)、和A4(r4，θ4)，并指定由4點(diǎn)之間的連線所封閉的區(qū)域作為顯示區(qū)域。
換種方法，可以預(yù)先設(shè)定距離r，以便只需確定兩個(gè)角度就可以確定顯示范圍。
移動(dòng)物體探測部分19中存儲(chǔ)著，例如，一個(gè)移動(dòng)物體探測程序。移動(dòng)物體探測部分19用于連續(xù)比較全方向圖像數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)在圖像數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部分13中是以幀為單位連續(xù)地更新和存儲(chǔ)的，以便探測在由顯示范圍指定部分18所指定的顯示范圍中的一個(gè)正在接近某一區(qū)域的物體，并根據(jù)所探測物體的位移所指示的圖像數(shù)據(jù)來跟蹤一個(gè)或多個(gè)移動(dòng)物體的運(yùn)動(dòng)。
以下將會(huì)進(jìn)一步描述探測一個(gè)正在接近顯示區(qū)域的移動(dòng)物體的探測過程。當(dāng)全方向圖像數(shù)據(jù)被以幀為單位連續(xù)地存儲(chǔ)在圖像數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部分13中時(shí)，移動(dòng)物體探測部分19就根據(jù)全方向圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，從而獲得一個(gè)代表幀之間差值的二進(jìn)制圖像，并根據(jù)計(jì)算結(jié)果來判斷是否有移動(dòng)物體出現(xiàn)。一旦探測出有移動(dòng)物體出現(xiàn)，那個(gè)移動(dòng)物體的數(shù)據(jù)就記錄在圖像數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部分13中。此后，所記錄的差值數(shù)據(jù)不斷地更新，以便隨著移動(dòng)物體的運(yùn)動(dòng)而獲得圖像數(shù)據(jù)。
顯示控制部分17用來以放大或縮小的方式，在顯示部分16上顯示圖像數(shù)據(jù)，其中也包括由移動(dòng)物體探測部分19探測到的移動(dòng)物體的圖像。
通訊部分20包含，例如，一個(gè)用于發(fā)送無線電信號(hào)的天線，一個(gè)信號(hào)調(diào)制解調(diào)器，一個(gè)無線電信號(hào)轉(zhuǎn)換電路，一個(gè)連接電路的通訊線，等等；通訊部分20在主控制部分11的控制下，把包括移動(dòng)物體的圖像數(shù)據(jù)經(jīng)通訊線傳送給預(yù)先指定的外部終端設(shè)備。
輸入部分21包括，例如，一個(gè)10個(gè)按鍵的鍵盤，按鍵開關(guān)，一個(gè)觸摸板，或其它配件；輸入部分21用來輸入字母或應(yīng)用程序指令。
在根據(jù)本具體實(shí)施例，具有上述配置的監(jiān)控系統(tǒng)30中，攝像裝置10可以獲得一個(gè)大視野范圍的圖像，這樣就無需通過沿著移動(dòng)物體的運(yùn)動(dòng)方向移動(dòng)攝像裝置10來跟蹤移動(dòng)物體的運(yùn)動(dòng)。因此，攝像裝置10的結(jié)構(gòu)可以非常簡單，從而可以以低成本制成一種用途廣泛的監(jiān)控系統(tǒng)。
下面，將參照?qǐng)D8中的流程圖，詳細(xì)描述根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例的監(jiān)控系統(tǒng)30的工作過程。在以下的描述中，假定根據(jù)本發(fā)明的攝像裝置10安裝在一個(gè)狹小區(qū)域的墻面上，在這個(gè)狹小區(qū)域中安裝著ATM，攝像裝置10得到一個(gè)從攝像裝置垂直向下方向到ATM前方方向之間的區(qū)域范圍內(nèi)的圖像。
首先，第一步，攝像裝置10的成像部分2獲取投射到旋轉(zhuǎn)體鏡子1上的圖像光作為圖像數(shù)據(jù)。
然后，第二步，攝像裝置10的成像部分2把獲得的圖像數(shù)據(jù)，以幀為單位連續(xù)而臨時(shí)地存儲(chǔ)在圖像數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部分13中。
然后，第三步，攝像裝置所獲取并存儲(chǔ)在圖像數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部分13中的圖像數(shù)據(jù)顯示在顯示部分16上。
然后，第四步，確定顯示范圍指定部分18或輸入部分21是否對(duì)顯示在顯示屏16上的圖像數(shù)據(jù)，指定了一種所期待的顯示范圍和顯示格式。如果判定已經(jīng)執(zhí)行了所期待的指定，流程就執(zhí)行步驟5。如果判定沒有，流程就返回步驟3。
當(dāng)如步驟4中，判定已經(jīng)指定了顯示范圍和所期待的顯示格式，在步驟5中，圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換部分15就根據(jù)存儲(chǔ)在轉(zhuǎn)換信息存儲(chǔ)部分14中的轉(zhuǎn)換信息，把顯示在顯示部分16上的圖像數(shù)據(jù)(一個(gè)環(huán)形圖像)轉(zhuǎn)換成所期待的圖像格式，即，全景圖像數(shù)據(jù)或透視圖像數(shù)據(jù)。
然后，第六步，轉(zhuǎn)換后的圖像數(shù)據(jù)在顯示部分16中顯示出來。
然后，第七步，判定輸入部分21是否輸入了探測移動(dòng)物體的指令。如果判定輸入了這樣的指令，流程就進(jìn)入第八步。如果沒有輸入這樣的指令，流程就結(jié)束。
然后，第八步，判定全方向圖像數(shù)據(jù)中是否包含表示移動(dòng)物體位移的圖像數(shù)據(jù)。當(dāng)判斷出全方向圖像數(shù)據(jù)包含步驟8中這樣的圖像數(shù)據(jù)，流程就執(zhí)行步驟9。如果不包含這樣的圖像數(shù)據(jù)，流程就結(jié)束。
然后，第九步，移動(dòng)物體探測部分19根據(jù)表示移動(dòng)物體位移的圖像數(shù)據(jù)探測到至少有一個(gè)或多個(gè)移動(dòng)物體，并跟蹤這些物體的運(yùn)動(dòng)。在這里，假定移動(dòng)物體探測部分可以比較圖像數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部分13中連續(xù)更新和存儲(chǔ)的全方向圖像數(shù)據(jù)，以便探測出由于移動(dòng)物體運(yùn)動(dòng)而引起的圖像數(shù)據(jù)中移動(dòng)物體的位移，并根據(jù)指示所探測到的位移的圖像數(shù)據(jù)來跟蹤至少一個(gè)或多個(gè)移動(dòng)物體的運(yùn)動(dòng)。
然后，第十步，通過一條通訊線，通訊部分20把包含所跟蹤的移動(dòng)物體圖像的圖像數(shù)據(jù)傳輸給連接在通訊線上的外部終端設(shè)備。
然后，第十一步，包含有移動(dòng)物體圖像的圖像數(shù)據(jù)在顯示部分16上顯示出來。
通過連續(xù)地執(zhí)行以上所描述地步驟，就可以跟蹤攝像裝置10所獲得圖像中的移動(dòng)物體，從而判定出在監(jiān)視系統(tǒng)所安裝的地方出現(xiàn)了一個(gè)移動(dòng)物體。
在本發(fā)明的具體實(shí)施例中，采用了曲面鏡作為光學(xué)系統(tǒng)，并且攝像裝置包括用于把大視野范圍的圖像光反射到一個(gè)預(yù)定方向的曲面鏡1；用來獲取曲面鏡1的反射圖像光來形成一個(gè)圖像的成像部分2；用來把曲面鏡1和成像部分2連成一體的支撐部分。然而，本發(fā)明并不局限于此，使用魚眼鏡頭作為光學(xué)系統(tǒng)也可以達(dá)到本發(fā)明的目的。
本發(fā)明提出的視像設(shè)備包含一個(gè)用來把一個(gè)大視野范圍的圖像的成像光投射到一個(gè)預(yù)定方向的光學(xué)系統(tǒng)；一個(gè)用來獲取光學(xué)系統(tǒng)投射的成像光來形成一個(gè)圖像的成像部分；一個(gè)用來把光學(xué)系統(tǒng)和成像部分連成一體，并保證曲面鏡和成像部分的位置相對(duì)的支撐部分。
光學(xué)系統(tǒng)是一個(gè)曲面鏡或一個(gè)魚眼鏡頭。
支撐部分把曲面鏡和成像部分連成一體，并保證在安裝時(shí)曲面鏡和成像部分的光軸相對(duì)于垂直方向呈一個(gè)特定的角度。
通過這種配置，可以把曲面鏡和成像部分以一種固定的方式安裝，當(dāng)攝像裝置用于一個(gè)監(jiān)控狹小區(qū)域的監(jiān)控系統(tǒng)時(shí)，可以減小在大范圍圖像區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生的盲區(qū)，特別是從攝像裝置向下方向的盲區(qū)。
還有，可以消除在安裝攝像裝置期間對(duì)安裝角度的調(diào)整，并實(shí)現(xiàn)曲面鏡(凸面鏡)和成像部分之間的精確的相對(duì)位置關(guān)系。
還有，可以防止由于光線在透明管中反射而產(chǎn)生的許多重疊影像被疊加在所生成的圖像上，也可以提高所獲得圖像的質(zhì)量。
對(duì)于那些了解技術(shù)的人而言，在沒有背離本發(fā)明的范圍和精髓的前提下，可以很容易地想象和作出各種其它改動(dòng)。因此，這里所附加地權(quán)利要求書，并不限于前面所描述的內(nèi)容，而是擴(kuò)展了前面的內(nèi)容。
權(quán)利要求
1.一種攝像裝置包含一個(gè)用來把一個(gè)大視角范圍內(nèi)圖像的成像光，向著預(yù)定方向投射的光學(xué)系統(tǒng)；一個(gè)用來獲取光學(xué)系統(tǒng)投射的成像光，來形成一個(gè)圖像的成像部分；一個(gè)用來把光學(xué)系統(tǒng)和成像部分連成一體的支撐部分，并使曲面鏡和成像部分處于位置相對(duì)的狀態(tài)。
2.一種根據(jù)權(quán)利要求1的攝像裝置，其中的光學(xué)系統(tǒng)是一個(gè)曲面鏡或魚眼透鏡。
3.一種根據(jù)權(quán)利要求2的攝像裝置，其中的支撐部分是可連接的，當(dāng)連接曲面鏡和成像部分時(shí)，使曲面鏡和成像部分的中心光軸相對(duì)于垂直方向成一個(gè)特定的角度。
4.一種根據(jù)權(quán)利要求2的攝像裝置，其中的支撐部分包含，一個(gè)用于支承曲面鏡的曲面鏡支承部分，一個(gè)用來支承成像部分并與曲面鏡支承部分位置相對(duì)的成像部分支承部分，和一個(gè)用來連接曲面鏡支承部分和成像部分支承部分的連接部分，連接部分位于支撐部分的一側(cè)并處于曲面鏡的成像范圍之外。
5.一種根據(jù)權(quán)利要求3的攝像裝置，其中的支撐部分包含，一個(gè)用于支承曲面鏡的曲面鏡支承部分，一個(gè)用來支承成像部分并與曲面鏡支承部分位置相對(duì)的成像部分支承部分，和一個(gè)用來連接曲面鏡支承部分和成像部分支承部分的連接部分，連接部分位于支撐部分的一側(cè)并處于曲面鏡的成像范圍之外。
6.一種根據(jù)權(quán)利要求2的攝像裝置，其中的支撐部分連接著曲面鏡和成像部分，并使二者位置相對(duì)，從而保證它們的光軸相互重合。
7.一種根據(jù)權(quán)利要求2的攝像裝置，其中的曲面鏡是一個(gè)具有旋轉(zhuǎn)體形狀的鏡子。
8.一種根據(jù)權(quán)利要求4的攝像裝置，其中的支撐部分包含，曲面鏡支承部分，成像部分支承部分，和連接部分，當(dāng)從側(cè)面看時(shí)，支撐部分呈U字形。
9.一種根據(jù)權(quán)利要求5的攝像裝置，其中的支撐部分包含，曲面鏡支承部分，成像部分支承部分，和連接部分，當(dāng)從側(cè)面看時(shí)，支撐部分呈U字形。
10.一種根據(jù)權(quán)利要求2的攝像裝置，其中的支撐部分安裝在建筑的一個(gè)墻面上，并使成像部分的中心光軸相對(duì)于建筑的墻面傾斜一個(gè)特定的角度，這使得支撐部分有一個(gè)向上張開的間隙。
11.一種根據(jù)權(quán)利要求2的攝像裝置，其中的支撐部分安裝在建筑的天花板上，并使成像部分的中心光軸相對(duì)于建筑的天花板傾斜一個(gè)特定的角度，這使得支撐部分有一個(gè)向上張開的間隙。
12.一種根據(jù)權(quán)利要求10的攝像裝置，還包含一個(gè)把支撐部分安裝在建筑的墻面上的安裝部分。
13.一種根據(jù)權(quán)利要求11的攝像裝置，還包含一個(gè)把支撐部分安裝在建筑的天花板上的安裝部分。
14.一種根據(jù)權(quán)利要求7的攝像裝置，其中的旋轉(zhuǎn)體形狀的鏡子呈凸面或凹面的拋物面形或雙曲面形。
15.一種根據(jù)權(quán)利要求2的攝像裝置，其中的成像部分包含一個(gè)調(diào)節(jié)部分，以便調(diào)節(jié)曲面鏡的鏡面與成像部分的鏡頭之間的距離。
16.一種根據(jù)權(quán)利要求2的攝像裝置，其中的支撐部分包含一個(gè)固定部分，用來固定曲面鏡和成像部分，這種固定是可拆卸的。
17.一種根據(jù)權(quán)利要求4的攝像裝置，其中支撐部分的連接部分帶有一個(gè)反射光吸收器，它可以吸收由支撐部分反射的光線。
18.一種根據(jù)權(quán)利要求5的攝像裝置，其中支撐部分的連接部分帶有一個(gè)反射光吸收器，它可以吸收由支撐部分反射的光線。
19.一種根據(jù)權(quán)利要求17的攝像裝置，還包含一個(gè)安裝在支撐部分的曲面鏡支承部分和成像部分支承部分上的透明罩，以便蓋住支撐部分中的曲面鏡和成像部分。
20.一種根據(jù)權(quán)利要求18的攝像裝置，還包含一個(gè)安裝在支撐部分的曲面鏡支承部分和成像部分支承部分上的透明罩，以便蓋住支撐部分中的曲面鏡和成像部分。
21.一種根據(jù)權(quán)利要求2的攝像裝置，還包含一個(gè)用來控制成像部分的成像控制部分，它安裝在成像部分的非成像區(qū)域的一側(cè)。
22.一種根據(jù)權(quán)利要求21的攝像裝置，其中的圖像控制部分位于支撐部分的連接部分的附近。
23.一種監(jiān)控系統(tǒng)包含一種權(quán)利要求1中的攝像裝置；一種用來以幀為單位，連續(xù)更新和存儲(chǔ)成像部分所獲得的圖像數(shù)據(jù)的圖像數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部分；一種用來存儲(chǔ)轉(zhuǎn)換信息的轉(zhuǎn)換信息存儲(chǔ)部分，其中的轉(zhuǎn)換信息用來把圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成預(yù)定的顯示格式；一種用來把攝像裝置所獲得的圖像數(shù)據(jù)作為輸入圖像數(shù)據(jù)，根據(jù)轉(zhuǎn)換信息，轉(zhuǎn)換為全景圖像數(shù)據(jù)格式或透視圖像數(shù)據(jù)格式的圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換部分；一種用來顯示轉(zhuǎn)換后的圖像數(shù)據(jù)的顯示部分；一種用來控制圖像數(shù)據(jù)在顯示部分上顯示的顯示控制部分。
24.一種根據(jù)權(quán)利要求23的監(jiān)控系統(tǒng)，還包含一個(gè)用來指定圖像數(shù)據(jù)顯示范圍的顯示范圍指定部分，其中對(duì)應(yīng)于經(jīng)顯示范圍指定部分指定的顯示范圍中的那部分圖像，在顯示控制部分的控制下，以放大或縮小的方式顯示在顯示部分上。
25.一種根據(jù)權(quán)利要求24的監(jiān)控系統(tǒng)，還包含一個(gè)移動(dòng)物體探測部分，它通過比較圖像數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部分中連續(xù)更新和存儲(chǔ)的圖像數(shù)據(jù)，來探測正在接近某一區(qū)域的移動(dòng)物體，這一區(qū)域?qū)?yīng)于顯示范圍指定部分所指定的范圍，其中，包含有所探測的移動(dòng)物體圖像的圖像數(shù)據(jù)，在顯示控制部分的控制下，以放大或縮小的方式在顯示部分上顯示。
26.一種根據(jù)權(quán)利要求25的監(jiān)控系統(tǒng)，還包含一個(gè)用來與監(jiān)控系統(tǒng)外部的終端設(shè)備進(jìn)行通訊的通訊部分，以便把各種信息傳遞給外部終端設(shè)備，在此，通訊部分把包括移動(dòng)物體探測部分探測到的移動(dòng)物體的圖像傳遞給外部終端設(shè)備。
全文摘要
本發(fā)明的一種攝像裝置包括一個(gè)用來把一個(gè)大視角范圍內(nèi)圖像的成像光投射到一個(gè)特定方向上的光學(xué)系統(tǒng)；一個(gè)用來獲取光學(xué)系統(tǒng)所投射的成像光，并形成圖像的成像部分；和一個(gè)用來把光學(xué)系統(tǒng)和成像部分連成一體的支撐部分，并使曲面鏡和成像部分之間處于位置相對(duì)的狀態(tài)。
文檔編號(hào)H04N5/225GK1439930SQ0310618
公開日2003年9月3日 申請(qǐng)日期2003年2月20日 優(yōu)先權(quán)日2002年2月21日
發(fā)明者賀好宣捷, 三沢賢洋 申請(qǐng)人:夏普株式會(huì)社