CN101455073A - 半球型摄像机及半球型摄像机的壳体 - Google Patents

半球型摄像机及半球型摄像机的壳体 Download PDF

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Abstract

一种半球型摄像机(1A)，具备摄像机(2)、基座(4A)及半球罩(5)。基座(4A)具备基准面(P1)和相对于基准面(P1)倾斜的罩支承面(P2)。半球罩(5)具有利用接合面(P3)将半球形状的半球形罩(9)和部分球体形状的部分球形罩(10)接合而成的结构。部分球形罩(10)的罩被支承面(P4)支承在基座的罩支承面(P2)上，摄像机(2)配置成使光轴(X1)穿过球心(C)，半球罩(5)以穿过球心(C)的旋转轴(X2)为中心可旋转地支承在罩支承面(P2)上。由此，可以调节摄像机的可视范围的朝向。

Description

半球型摄像机及半球型摄像机的壳体
技术领域
本发明涉及一种具备覆盖摄像机的半球罩的半球型摄像机，特别涉及一种可调节摄像机的可视范围的朝向的半球型摄像机。
背景技术
半球型摄像机例如是为了监控设施等而设置在天花板等处的仪器。一直以来，众所周知，作为上述半球型摄像机具备安装在天花板等处的基座、安装在基座上的摄像机及覆盖摄像机的透明半球罩。例如，在日本专利特开2004-356668号公报(第6-9页，图1)中公开了上述的半球型摄像机。对于上述现有的半球型摄像机而言，为了容易成形且能廉价制造，使用了半球状的半球罩。
然而，在现有的半球型摄像机中，半球罩被固定在基座上，从而无法调节半球罩的朝向。因此，即便在使用具有可360°全方位回转的云台(pan/tilt)机构的摄像机时，摄像机的可视范围(可拍摄范围)也会被限制在以半球罩的天顶方向为中心的半球状的范围(从半球罩的天顶方向直到赤道方向为止的半球状的范围)内。
半球型摄像机有时需要根据其设置场所等条件来调节摄像机的可视范围的朝向(可视范围的中心方向)。例如，对于设置在天花板上的半球型摄像机而言，通常的摄像机的可视范围是从正下方向(半球罩的天顶方向)到水平方向(半球罩的赤道方向)为止的预定范围。而根据半球型摄像机的设置场所，有时甚至从水平方向朝上的角度也包含在可视范围内。然而，现有的半球型摄像机中，无法调节可视范围的朝向。
发明内容
本发明是在上述背景下完成的。本发明的目的在于提供一种可调节摄像机的可视范围的朝向的半球型摄像机。
本发明的一种方式是一种半球型摄像机，该半球型摄像机具备基座、配备在基座上的摄像机以及支承在基座上且覆盖摄像机的半球罩，基座具备预定的基准面及相对于基准面倾斜的罩支承面，半球罩具有利用穿过球心的接合面将具有相同球心的半球形罩和部分球形罩接合而成的结构，半球形罩具有以接合面将球体截断而成的半球形状，部分球形罩具有以接合面和相对于接合面倾斜的罩被支承面将球体截断而成的部分球体形状，部分球形罩的罩被支承面支承在基座的罩支承面上，摄像机配置成使光轴穿过球心，半球罩能够以穿过球心的旋转轴为中心旋转地支承在罩支承面上。
本发明的另一方式是一种半球型摄像机的壳体，该半球型摄像机的壳体具备基座及支承在基座上的半球罩，基座具备预定的基准面及相对于基准面倾斜的罩支承面，半球罩具有利用穿过球心的接合面将具有相同球心的半球形罩和部分球形罩接合而成的结构，半球形罩具有以接合面将球体截断而成的半球形状，部分球形罩具有以接合面和相对于接合面倾斜的罩被支承面将球体截断而成的部分球体形状，部分球形罩的罩被支承面支承在基座的罩支承面上，半球罩能够以穿过球心的旋转轴为中心旋转地支承在罩支承面上。
如下所述，本发明还存在其它形态。因而，本发明的公开旨在提供本发明的一部分方式，而并不是将本发明限定于在此记述并提出申请的发明的范围。
附图说明
图1是本发明第一实施方式中的半球型摄像机的剖面图。
图2是本发明第一实施方式中的半球型摄像机的立体图。
图3是本发明第一实施方式中的半球型摄像机的剖面图。
图4是本发明第二实施方式中的半球型摄像机的立体图。
图5是本发明第二实施方式中的半球型摄像机的剖面图。
图6是本发明第二实施方式中的半球型摄像机的剖面图。
图7A是本发明第二实施方式中的半球型摄像机的平面图。
图7B是本发明第二实施方式中的半球型摄像机的平面图。
附图标记说明
1A、1B        半球型摄像机
2             摄像机
3             壳体
4A、4B        基座
5             半球罩
6             云台机构
9             半球形罩
10            部分球形罩
14            固定部
15            旋转部
P1            基准面
P2            罩支承面
P3            接合面
P4            罩被支承面
C             球心
X1            光轴
X2            旋转轴
θ1           罩支承面相对于基准面的倾斜角
θ2           接合面相对于罩被支承面的倾斜角
具体实施方式
以下对本发明进行详细的说明。其中，以下的详细说明和附图并非限定发明。取而代之，发明的范围由随附的权利要求书规定。
本发明的半球型摄像机具备基座、配备在基座上的摄像机及支承在基座上且覆盖摄像机的半球罩，基座具备预定的基准面及相对于基准面倾斜的罩支承面，半球罩具有利用穿过球心的接合面将具有相同球心的半球形罩和部分球形罩接合而成的结构，半球形罩具有以接合面将球体截断而成的半球形状，部分球形罩具有以接合面和相对于接合面倾斜的罩被支承面将球体截断而成的部分球体形状，部分球形罩的罩被支承面支承在基座的罩支承面上，摄像机配置成使光轴穿过球心，半球罩能够以穿过球心的旋转轴为中心旋转地支承在罩支承面上。
根据此结构，可以使半球罩在基座的罩支承面上旋转，以使半球形罩的天顶方向倾斜。在此情况下，通过使半球罩在基座的罩支承面上旋转，可以在从最小倾斜角(罩支承面相对于基准面的倾斜角与罩被支承面相对于接合面的倾斜角之差)到最大倾斜角(罩支承面相对于基准面的倾斜角与罩被支承面相对于接合面的倾斜角之和)的范围内，调节半球形罩的天顶方向的倾斜度。由此，可根据半球型摄像机的设置场所等条件来调整摄像机的可视范围的朝向(半球形罩的天顶方向)。
而且，本发明的半球型摄像机中，基座也可具备使摄像机回转的回转机构以及相对于摄像机的回转独立地使半球罩旋转的罩旋转机构。
根据此结构，在对半球罩施加了外力时，只有半球罩相对于基座进行旋转，从而可防止外力负载作用于摄像机的回转机构上。由此，可保护摄像机的回转机构不受外力负载的影响。
而且，本发明的半球型摄像机中，也可以将罩支承面相对于基准面的倾斜角和罩被支承面相对于接合面的倾斜角设定为彼此相等的角度。
根据此结构，半球形罩的天顶方向的倾斜度的最小倾斜角(罩支承面相对于基准面的倾斜角与罩被支承面相对于接合面的倾斜角之差)设定为0°。由此，可将摄像机的可视范围的朝向(半球形罩的天顶方向)设定为与基座的基准面垂直的方向。例如，在将半球型摄像机设置在天花板上的情况下，可将摄像机的可视范围的朝向设定为正下方(即，摄像机的可视范围从正下方到水平方向)。
而且，本发明的半球型摄像机中，基座也可具备具有基准面的固定部以及具有罩支承面且能够相对于固定部旋转的旋转部，半球罩可旋转地支承在旋转部上。
根据此结构，可使基座的旋转部相对于固定部旋转，以改变半球形罩的天顶方向的朝向。在此情况下，半球形罩的天顶方向的倾斜度不变。在使半球罩在基座的罩支承面上旋转，调节半球形罩的天顶方向的倾斜度时，半球形罩的天顶方向的朝向甚至也会改变。在上述情况下，通过使基座的旋转部相对于固定部旋转，可以将半球形罩的天顶方向的朝向(摄像机的可视范围的朝向)调节为所需的方向。
本发明的半球型摄像机的壳体具备基座及支承在基座上的半球罩，基座具备预定的基准面及相对于基准面倾斜的罩支承面，半球罩具有利用穿过球心的接合面将具有相同球心的半球形罩和部分球形罩接合而成的结构，半球形罩具有以接合面将球体截断而成的半球形状，部分球形罩具有以接合面和相对于接合面倾斜的罩被支承面将球体截断而成的部分球体形状，部分球形罩的罩被支承面支承在基座的罩支承面上，半球罩能够以穿过球心的旋转轴为中心旋转地支承在罩支承面上。
根据此结构，可以和上述情况相同，根据半球型摄像机的设置场所等条件来调整摄像机的可视范围的朝向(半球形罩的天顶方向)。
而且，本发明的半球型摄像机的壳体中，基座也可具备相对摄像机的回转独立地使半球罩旋转的罩旋转机构。
根据此结构，可以和上述情况相同，保护摄像机的回转机构不受外力负载的影响。
而且，本发明的半球型摄像机的壳体中，也可以将罩支承面的相对于基准面的倾斜角和罩被支承面的相对于接合面的倾斜角设定为彼此相等的角度。
根据此结构，可以与上述情况相同，将半球形罩的天顶方向设定为与基座的基准面垂直的方向。
而且，本发明的半球型摄像机的壳体中，基座也可以具备具有基准面的固定部以及具有罩支承面且能够相对于固定部旋转的旋转部，球型罩可旋转地支承在旋转部上。
根据此结构，可以与上述情况相同，在调节半球形罩的天顶方向的倾斜度的情况下，即使半球形罩的天顶方向的朝向有所改变，仍可以将半球形罩的天顶方向的朝向调节为所需的方向。
本发明中，设置了具备基准面和罩支承面的基座以及由半球形罩和部分球形罩所构成的半球罩，且将球形罩可旋转地支承在罩支承面上，由此可调节摄像机的可视范围的朝向。
以下，使用附图对本发明的实施方式的半球型摄像机加以说明。本实施方式中，例示了设置在设施内的监控摄像机等所使用的半球型摄像机的情况。本实施方式的半球型摄像机设置在例如设施内的预定部位上所配备的摄像机设置台上，或者本实施方式的半球型摄像机设置在设施内的壁部或天花板等上。
(第一实施方式)
本发明第一实施方式的半球型摄像机表示于图1～图3中。图1及图3是本实施方式的半球型摄像机1A的剖面图。图2是本实施方式的半球型摄像机1A的立体图。如图1～图3所示，半球型摄像机1A的摄像机2收纳在壳体3的内部。壳体3由安装在天花板等安装面上的基座4A及旋转自如地安装在基座4A上的半球罩5所构成。
在基座4A上，具备摄像机2的云台机构6。利用此云台机构6，摄像机2可相对于基座4A在水平方向及垂直方向上回转。这里，云台机构6相当于本发明的回转机构。
在基座4A的下表面(图1中下侧的面)上，设置有作为将基座4A安装在天花板等处时的基准的基准面P1。在基座4A的上表面(图1中上侧的面)上，设置有相对于基准面P1倾斜了角度θ1的罩支承面P2。在基座4A的罩支承面P2上，形成有圆环状的突出部7。在圆环状的突出部7的周围，形成有圆环状的嵌合槽8。本实施方式中，以使半球型摄像机1A的正面侧(图1中的左侧)降低的方式将罩支承面P2相对于基准面P1倾斜。
半球罩5由具有相同的球心C的半球形罩9和部分球形罩10所构成。半球形罩9形成以赤道面P3将球体截断而成的半球形状。部分球形罩10形成以赤道面P3和相对于赤道面P3倾斜了角度θ2的罩被支承面P4将球体截断而成的部分球形状。半球形罩9的赤道面P3和部分球形罩10的赤道面P3相互接合。也就是说，半球形罩9的赤道面P3和部分球形罩10的赤道面P3可以说成是半球形罩9和部分球形罩10的接合面P3。此接合面P3是穿过半球形罩9和部分球形罩10的球心C的面。
在半球形罩9的赤道面P3(半球形罩9一侧的接合面P3)的端部上，以环状形成内侧(球体的内表面侧)突出的接合凸部11。在部分球形罩10的赤道面P3(部分球形罩10一侧的接合面P3)的端部上，以环状形成外侧(球体的外表面侧)突出的接合凸部12。使半球形罩9的接合凸部11和部分球形罩10的接合凸部12相嵌合，由此将半球形罩9和部分球形罩10接合。
在部分球形罩10的罩被支承面P4上，形成有突出的圆环状的嵌合部13。部分球形罩10的嵌合部13嵌合于基座4A的嵌合槽8，从而部分球形罩10可相对于基座4A旋转。根据上述的旋转机构，半球罩5可旋转地支承在基座4A的罩支承面P2上。相对于摄像机2的水平方向及垂直方向的回转，半球罩5能够独立地相对于基座4A旋转。即，在半球罩5旋转时，只有半球罩5相对于基座4A旋转。例如，即便在半球罩5受到外力而旋转时，摄像机2的云台机构6也不会受到上述外力。这里，上述的旋转机构相当于本发明的罩旋转机构。
本实施方式中，半球形罩9由透明塑料制成，而部分球形罩10由不透明塑料制成。半球形罩9和部分球形罩10通过成形而制造。由此，能够以低成本制造半球形罩9和部分球形罩10。
而且，本实施方式中，将罩支承面P2的相对于基准面P1的倾斜角θ1和接合面P3的相对于罩被支承面P4的倾斜角θ2设定为彼此相等的角度(θ1＝θ2)。
摄像机2被上述半球罩5覆盖。摄像机2具备CCD(Charge CoupledDevice，电荷耦合器件)等摄像元件，朝向摄像元件的入射光的光轴X1配置在穿过球心C的位置。因此，摄像机2的可视范围是以半球形罩9的天顶方向为中心的半球状的范围(从半球形罩9的天顶方向到赤道方向的半球状的范围)。
下面说明以上述方式构成的半球型摄像机1A的动作。这里，对设置半球型摄像机1A时，根据设置场所等条件来调节摄像机2的可视范围时的动作加以说明。
在本发明第一实施方式的半球型摄像机1A中，在调节摄像机2的可视范围时，使半球罩5相对于基座4A旋转。使半球罩5旋转时，罩支承面P2上的半球形罩9的位置(半球形罩9的天顶位置)发生变化。
如图1所示，例如，在使半球罩5旋转以使罩支承面P2上的半球形罩9的位置达到半球型摄像机1A的正面侧(图1中的左侧)时，半球形罩9的天顶方向倾斜成最大倾斜角(θ1+θ2)。
另一方面，如图3所示，例如，在使半球罩5旋转以使罩支承面P2上的半球形罩9的位置达到半球型摄像机1A的背面侧(图3中的右侧)时，半球形罩9的天顶方向倾斜成最小倾斜角(θ1-θ2)。
本实施方式中，罩支承面P2的相对于基准面P1的倾斜角θ1和接合面P3的相对于罩被支承面P4的倾斜角θ2被设定为彼此相等的角度(θ1＝θ2)。因此，半球形罩9在天顶方向的倾斜度的最小倾斜角为0°。也就是说，在此情况下，半球形罩9的赤道面P3相对于基准面P1为水平(参照图3)。
这样，使半球罩5在罩支承面P2上旋转，以调整半球形罩9的天顶方向的倾斜度。由此可调节摄像机2的可视范围。这里，所谓半球形罩9的天顶方向的倾斜度，是指从与基准面P1垂直的方向到半球形罩9的天顶方向的倾斜角(或者，从相对于基准面P1的水平方向到半球形罩9的赤道方向的倾斜角)。
根据上述发明的第一实施方式的半球型摄像机1A，设置有由半球形罩9和部分球形罩10构成的半球罩5，且将半球罩5可旋转地支承在罩支承面P2上，由此可调节摄像机2的可视范围的朝向。
即，本实施方式中，使半球罩5在基座4A的罩支承面P2上旋转，从而可使半球形罩9的天顶方向倾斜。在此情况下，通过使半球罩5在基座4A的罩支承面P2上旋转，可以在从最小倾斜角(θ1-θ2)到最大倾斜角(θ1+θ2)的范围内，调节半球形罩9的天顶方向的倾斜度。由此，可根据半球型摄像机1A的设置场所等条件来调整摄像机2的可视范围的朝向(半球形罩9的天顶方向)。
而且，本实施方式中，因为罩旋转机构是相对摄像机2的水平和垂直的回转独立动作的，所以在对半球罩5施加了外力时，只有半球罩5相对于基座4A旋转，从而可防止外力负载作用于摄像机2的云台机构6。由此，可保护摄像机2的云台机构6免受外力负载影响。
另外，本实施方式中，由于半球形罩9的天顶方向的倾斜度的最小倾斜角(θ1-θ2)为0°，因此可以将摄像机2的可视范围的朝向(半球形罩9的天顶方向)设定为与基座4A的基准面P1垂直的方向。例如，在将半球型摄像机1A设置在天花板上的情况下，可以将摄像机2的可视范围的朝向设定为正下方(即，摄像机2的可视范围从正下方到水平方向)。
而且，本实施方式中，摄像机2配置成使其光轴X1穿过球心C，半球罩5以穿过球心C的旋转轴X2为中心在罩支承面P2上旋转。这里，旋转轴X2垂直于罩支承面P2(及罩被支承面P4)。由此，在使半球罩5旋转时，摄像机2的光轴X1总是位于半球罩5的球心C。即，即便罩支承面P2上的半球形罩9的位置发生了变化，摄像机2的光轴X1也总是位于半球形罩9的球心C。因此，可防止因半球罩5的旋转而产生的像差及畸变。
(第二实施方式)
其次，本发明第二实施方式的半球型摄像机1B表示于图4～图7中。本实施方式的半球型摄像机1B是在第一实施方式的半球型摄像机1A中添加了基座旋转机构的结构。也就是说，这里只要没有特别说明，本实施方式的半球型摄像机1B的结构是与第一实施方式相同的结构。
图4是本实施方式的半球型摄像机1B的立体图。图5及图6是本实施方式的半球型摄像机1B的剖面图。如图4～图6所示，本实施方式的半球型摄像机1B的基座4B具备：下表面具有基准面P1的固定部14以及上表面具有罩支承面P2的旋转部15。
如图5及图6所示，在基座4B的固定部14的外周面上，环绕设置有卡止槽16。在基座4B的旋转部15的下端部，向内侧突出地设有卡止部17。基座4B的旋转部15的卡止部17嵌合于固定部14的卡止槽16，基座4B的旋转部15可旋转地支承在固定部14上。本实施方式的基座4B具有如上述的基座旋转机构。
下面说明以上述方式构成的本发明第二实施方式的半球型摄像机1B的动作。这里，使用图7(图7A及图7B)对本实施方式的半球型摄像机1B的特征性动作即基座4B的旋转加以说明。
本发明第二实施方式的半球型摄像机1B中，在像第一实施例那样调节摄像机2的可视范围时，通过使半球罩5相对于基座4B旋转来调节半球形罩9的天顶方向的倾斜。
例如，如图7A所示，在使半球罩5相对于基座4B旋转了角度α以调节半球形罩9的天顶方向的倾斜度时，半球形罩9的天顶方向的朝向成为从半球型摄像机1B的正面侧(图7A中的上侧)偏移了角度α的状态。
在上述情况下，本实施方式中，如图7B所示，使基座4B的旋转部15相对于固定部14反转相同角度α，这样可使半球形罩9的天顶方向的朝向成为向着半球型摄像机1B的正面侧(图7B的上侧)。
根据上述发明的第二实施方式的半球型摄像机1B，也可发挥与第一实施方式相同的作用效果。
而且，本实施方式中，使基座4B的旋转部15相对于固定部14旋转，从而可改变半球形罩9的天顶方向的朝向。在此情况下，半球形罩9的天顶方向的倾斜度不变。因此，使半球罩5在基座4B的罩支承面P2上旋转以调节半球形罩9的天顶方向的倾斜度时，即使半球形罩9的天顶方向的朝向改变，仍可以通过使基座4B的旋转部15相对于固定部14旋转而将半球形罩9的天顶方向的朝向(摄像机2的可视范围的朝向)调节为所需的方向。
以上，通过例示说明了本发明的实施方式，但本发明的范围并非限定于上述情况，在权利要求书所记载的范围内，可根据目的进行变更、变形。
例如，在以上说明中，对于将罩支承面P2的相对于基准面P1的倾斜角θ1和接合面P3的相对于罩被支承面P4的倾斜角θ2设定为彼此相等的角度(θ1＝θ2)的一例进行了说明。但是，本发明的范围并非限定于上述情况，也可以将罩支承面P2的相对于基准面P1的倾斜角θ1和接合面P3相对于罩被支承面P4的倾斜角θ2设定为彼此不同的角度(θ1≠θ2)。
在使半球罩5相对于基座4A、4B旋转时，可以通过马达等的驱动力使半球罩5旋转，也可以通过手动方式使半球罩5旋转。另外，在使基座4B的旋转部15相对于固定部14旋转时，可以通过马达等的驱动力使基座4B的旋转部15旋转，也可以通过手动方式使基座4B的旋转部15旋转。
以上是对当前所考虑的本发明的优选实施方式进行了说明，但应理解为，针对本实施方式可以进行多种变形，而且，在本发明的实际的精神和范围内的以上所有变形均包含在随附的权利要求书的范围内。
工业利用可能性
如以所述，本发明的半球型摄像机具有可调节摄像机的可视范围的朝向的效果，可用作监控摄像机等中所使用的半球型摄像机等。

Claims (8)

1.一种半球型摄像机，其特征在于，
所述半球型摄像机具备基座、配备在所述基座上的摄像机以及支承在所述基座上且覆盖所述摄像机的半球罩，
所述基座具备预定的基准面及相对于所述基准面倾斜的罩支承面，
所述半球罩具有利用穿过所述球心的接合面将具有相同球心的半球形罩和部分球形罩接合而成的结构，
所述半球形罩具有以所述接合面将球体截断而成的半球形状，
所述部分球形罩具有以所述接合面和相对于所述接合面倾斜的罩被支承面将球体截断而成的部分球体形状，
所述部分球形罩的所述罩被支承面支承在所述基座的所述罩支承面上，
所述摄像机配置成使光轴穿过所述球心，
所述半球罩能够以穿过所述球心的旋转轴为中心旋转地支承在所述罩支承面上。
2.根据权利要求1所述的半球型摄像机，其特征在于，
所述基座具备：
使所述摄像机回转的回转机构；以及
相对于所述摄像机的回转独立地使所述半球罩旋转的罩旋转机构。
3.根据权利要求1所述的半球型摄像机，其特征在于，
所述罩支承面的相对于所述基准面的倾斜角和所述罩被支承面的相对于所述接合面的倾斜角被设定为彼此相等的角度。
4.根据权利要求1所述的半球型摄像机，其特征在于，
所述基座具备：
具有所述基准面的固定部；以及
具有所述罩支承面且能够相对于所述固定部旋转的旋转部，
在所述旋转部上，可旋转地支承所述球形罩。
5.一种半球型摄像机的壳体，其特征在于，
所述半球型摄像机的壳体具备基座及支承在所述基座上的半球罩，
所述基座具备预定的基准面及相对于所述基准面倾斜的罩支承面，
所述半球罩具有利用穿过所述球心的接合面将具有相同球心的半球形罩和部分球形罩接合而成的结构，
所述半球形罩具有以所述接合面将球体截断而成的半球形状，
所述部分球形罩具有以所述接合面和相对于所述接合面倾斜的罩被支承面将球体截断而成的部分球体形状，
所述部分球形罩的所述罩被支承面支承在所述基座的所述罩支承面上，
所述半球罩能够以穿过所述球心的旋转轴为中心旋转地支承在所述罩支承面上。
6.根据权利要求5所述的半球型摄像机的壳体，其特征在于，
所述基座具备相对于摄像机的回转独立地使所述半球罩旋转的罩旋转机构。
7.根据权利要求5所述的半球型摄像机的壳体，其特征在于，
所述罩支承面的相对于所述基准面的倾斜角和所述罩被支承面的相对于所述接合面的倾斜角被设定为彼此相等的角度。
8.根据权利要求5所述的半球型摄像机的壳体，其特征在于，
所述基座具备：
具有所述基准面的固定部；以及
具有所述罩支承面且能够相对于所述固定部旋转的旋转部，
在所述旋转部上，可旋转地支承所述球形罩。
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