CN1493912A - 摆头式摄像机 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供一种摆头式摄像机，其通过驱动电动机，改变拍摄方向，在摆头动作时，使在从固定部到活动部的导电布线的软性电缆等的弯曲时所产生的抵抗力为最小，减小驱动电动机的驱动力，实现省电，整体尺寸较小。朝向活动部的导电布线的软性电缆按照下述方式从相对活动部的旋转轴线的两侧的至少2个位置导出而与固定部连接，该方式为：上述软性电缆的平面部与上述轴线平行。

Description

摆头式摄像机

技术领域

本发明涉及电视摄像机，或数码相机等的摄像机，可改变拍摄方向的摆头式摄像机。

背景技术

在过去，人们知道有各种摆头式摄像机，其能够通过远程操作等方式，改变电视摄像机，或数码相机等的拍摄方向。这些摆头式摄像机用于比如，监视摄像机等，即使在较广的监视区域的情况下，仍使头摆动，由此，能够将拍摄的方向改变为垂直方向(倾斜方向)，或水平方向(平台方向)，实现监视，这样可通过较少的台数的监视摄像机，覆盖监视区域整体。

另外，在最近，出现了摆头式摄像机，其用于可利用高速的通信线路等，在远程地方之间，召开会议的，所谓的电视会议系统。该摆头式摄像机的使用目的在于使拍摄的方向对准参加会议的人的发言者等。

在上述这样的摆头式摄像机中，通过活动支架支承电视摄像装置整体，通过电动机等，旋转驱动该活动支架，将拍摄方向改变为垂直方向，或水平方向，但是，由于必须沿垂直方向，或水平方向旋转驱动电视摄像装置整体，故摆头式摄像机整体尺寸增加。

由此，作为减小摆头式摄像机的整体尺寸的方法，人们提出了采用下述方法的各种摆头式摄像机，该方法指沿垂直方向，或水平方向，旋转驱动由作为拍摄体的拍摄所必需的最小的组成部件的摄像镜头与摄像元件形成的摄像部的部分。

在专利文献1中，提出了下述的摄像装置，其中，在沿水平方向旋转的工作台上，设置信号处理衬底，将拍摄方向改变为垂直方向的摄像部设置于支承机构上，该支承机构设置于上述工作台上，沿垂直方向旋转，象这样，整个装置能够将摄像机的拍摄方向改变为平台方向和倾斜方向，在这里，由于可将摄像机相对信号处理衬底，活动而改变为倾斜方向，故通过软性电缆连接此间的电信号的连线的方式，实现上述的活动改变。

另外，在专利文献2中，提出了下述摆头式摄像机，其中，由于仅仅由作为拍摄物的拍摄所必需的最小的组成部分的摄像镜头与摄像元件组成的摄像部的部分按照拍摄方向能够变为平台方向，或倾斜方向的方式构成，活动部分为最小组成，故驱动力较小，耗电量较低，整体尺寸较小。利用相对活动的摄像部的部分固定的信号处理衬底的软性电缆，实现电信号的连线，由此，摄像部可活动。

专利文献1：日本第69976/1997号发明专利公开公报

专利文献2：日本第131806/2002号发明专利公开公报

发明内容

同样在专利文献1和专利文献2中的任何方案中，活动部与固定部的电信号的连线均采用软性电缆。该软性电缆为能够以较低的抵抗力，朝向该扁平的面方向弯曲的类型，但是其具有一定的柔性。另外，该柔性的抵抗力的影响是用于改变拍摄方向的驱动部的负荷的一个原因。

在专利文献1的实例中，将采用软性电缆的，从摄像部到信号处理衬底的连线设定在较长尺寸，极力地减小软性电缆的柔性影响。但是，该软性电缆的长度越长，成本越高，另外，设置空间也必须较大。

另外，在专利文献2的实例中，采用可沿平台方向和倾斜方向，驱动最小组成的摄像部分的驱动部，形成较小尺寸，但是由于通过1根软性电缆，实现连线，故平台方向和倾斜方向中的一个方向为软性电缆的弯曲方向，然而，由于相对另一方向，产生软性电缆的扭转。由此，因在上述驱动部，产生软性电缆的扭转的抵抗力，故驱动部会造成较大的负载。另外，由于软性电缆的布线较短，故软性电缆的柔性的影响较大，另外，伴随旋转的角度的增加，柔性的影响也成比例地上升。

一般，摄像装置的整体尺寸越小，越缩短软性电缆的布线，由此，为了形成小型的摆头式摄像机，软性电缆的柔性的影响显著。

本发明的目的在于为了解决上述的问题，提供一种摆头式摄像机，其相对软性电缆的设置空间，有效地减小软性电缆的抵抗力，省电，整体尺寸较小。

为了实现该目的，按照本发明的第一发明，本发明涉及一种摆头式摄像机，该摆头式摄像机包括摄像部，该摄像部采用光电转换的摄像元件，对拍摄物进行拍摄；支承轴，该支承轴以可改变上述摄像部的拍摄方向的方式实现支承；支架，该支架通过上述支承轴，支承上述摄像部；驱动部，该驱动部固定于支架上，使上述摄像部旋转；平板状的柔性衬底，该平板状的柔性衬底与上述摄像元件电连接，从上述摄像部导出，其特征在于上述柔性衬底按照下述方式从相对支承轴的轴线的两侧的至少2个位置导出，与上述支架连接，该方式为：上述柔性衬底的平面部与上述轴线平行。

由此，在改变拍摄方向时，由于柔性衬底从支承轴的轴线的两侧的至少2个位置导出，故柔性衬底的抵抗力方向为抵消方向，可减小驱动力。另外，也可将因摆头角度造成的柔性衬底的抵抗力的变化减小。

另外，上述柔性衬底导出到上述摄像元件的拍摄方向侧，设置于上述摄像部的旋转空间的范围内，由此，与上述摄像元件的拍摄方向侧相反一侧的空间是空的，驱动部等的设置的自由度增加，并且可减小摆头式摄像机的整体尺寸。

此外，在上述拍摄方向为规定方向时，上述柔性衬底的从上述两侧导出的相应的挠曲弹性力基本上相同，由此，在使用最多的拍摄方向为规定方向等的情况下，可无需驱动力而保持拍摄方向。另外，在为脉冲电动机等的没有自身保持功能的驱动部的场合，当切断驱动部的电源时，可获得自动地恢复到上述的规定方向的功能。

还有，上述柔性衬底的导出位置为相对上述轴线的对象位置，因此可最有效地抵消柔性衬底的抵抗力。

另外，本发明的第二发明所述的发明涉及一种摆头式摄像机，该摆头式摄像机包括摄像部，该摄像部采用光电转换的摄像元件，对拍摄物进行拍摄；第1支承轴，该第1支承轴以可改变上述摄像部的拍摄方向的方式支承；第1支架，该第1支架通过上述第1支承轴，支承上述摄像部；第1驱动部，该第1驱动部固定于上述第1支架上，使上述摄像部旋转；第2支承轴，该第2支承轴以可活动的方式支承上述第1支架；第2支架，该第2支架通过上述第2支承轴，支承上述第1支架；第2驱动部，该第2驱动部固定于第2支架上，使上述第1支架旋转；平板状的柔性衬底，该柔性衬底与上述摄像元件电连接，从上述摄像部导出，其特征在于上述柔性衬底按照下述方式从由上述摄像部，相对第1支承轴的轴线的两侧的至少2个位置导出而与上述第1支架连接，该方式为：上述柔性衬底的平面部与上述第1支承轴的轴线平行，另外，上述柔性衬底按照下述方式从由上述第1支架，相对第2支承轴的轴线的两侧的至少2个位置导出而与上述第2支架连接，该方式为：上述柔性衬底的平面部与上述第2支承轴的轴线平行。

由此，即使在为比如，可沿水平方向和垂直方向这2个方向改变的摆头式摄像机的情况下，沿相应的摆头方向导出的柔性衬底的抵抗力方向为抵消的方向，，可通过较小的力改变拍摄方向。另外，因摆头的角度造成的上述抵抗力的变化也减小。

附图说明

图1为第1实施例的摆头式摄像机的外观图；

图2为第1实施例的摆头式摄像机中的，省略导电布线的内部结构图；

图3为第1实施例的软性电缆的布线的说明图；

图4为第2实施例的摆头式摄像机中的，省略导电布线的内部结构图；

图5为第2实施例的软性电缆的布线的说明图；

图6为从上方观看到的第2实施例的摆头式摄像机的内部结构图的说明图。

具体实施方式

下面通过第1实施例和第2实施例，对本发明的实施例进行描述。

第1实施例

对本发明的第1实施例进行描述。图1为具有本发明的组成的摆头式摄像机的外观图。该摆头式摄像机1包括外罩2a，该外罩2a呈头盔状，其覆盖后面将要描述的摄像部主体；半球状镜头盖2b，该半球状镜头盖2b，该镜头盖2b覆盖外罩2a的前方开口部。该镜头罩2b由透明材料等的光能够实现透射的材料制作。该外罩2a可采用比如，ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯)等的材料，镜头盖2b可采用比如，PC(聚碳酸酯)等的材料。

象图2所示的那样，摄像部主体具有支承摄像部主体，用作工作台的金属板制成的第2支架8。该第2支架8的中间部呈矩形板状，在摄像部主体的正面侧(从拍摄方向侧观看)的中间部，具有朝向上方弯曲的突起。在该突起的正面侧，固定有发出红外光的红外LED14。另一方面，从第2支架8中的与突起相对的一侧(背面侧)的中间部，向上方伸出有截面呈L形的支承部件。

在第2支架8的中间部，在突起附近，和支承部件的正面侧，分别沿垂直方向突设有第2支承轴11，该第2支承轴11以可沿平台方向(水平方向)旋转的方式支承树脂制的第1支架7，第2支承轴11通过第2支架8的中间部和支承部件支承。在从正面侧观看时，第1支架7呈以正面侧中间为中心的大致方形的形状。另外，在图2中，为了容易判断各组成部件的设置，形成将第1支架7的一部分去掉的图。

在第1支架7的内侧，设置有摄像部9。在该摄像部9的中间内部，固定有CCD等的摄像元件4，其将光转换为电信号，将其输出，该摄像元件4与软性电缆50电连接。用于拍摄拍摄物的摄像镜头3采用除去插入普通光学系统内的IR(红外线)切断滤色片以外的固定焦点镜头。另外，本实施例中的摄像部9为包括摄像元件4和摄像镜头3的，除去软性电缆50以外的组成的部分。

另外，在摄像部9的摄像镜头3的两侧，固定有发光元件5和受光元件6，该发光元件5为圆柱状，其发出朝向与拍摄方向相同的方向的3mm的红外点光，该受光元件6为圆柱状，其感受来自发光元件5的反射红外光。发光元件5和摄像元件4与受光元件6基本沿水平方向呈直线状设置。该发光元件5与受光元件6构成有源的测距组件，其用于拍摄物的检测。测距组件的可测距距离约在5m的范围内。

摄像元件4和发光元件5与受光元件6安装于软性电缆50的环形部50x上，在该环形部50x上，还安装有控制电路的一部分。软性电缆50与控制主板60连接，该控制主板60固定于第2支架上，具有CCD控制电路、图像处理电路和将要在后面描述的驱动部的控制电路等，但是在图2中，布线的绕回的部分省略。

朝向摆头式摄像机的外部的信号电缆从控制主板60导出，为了确保与个人计算机的主机部连接，与设置于外罩2a的背面侧的图中未示出的连接部连接。

从摄像部9，在摄像元件4的基本水平方向的两侧，突设有第1支承轴10，该第1支承轴10按照可相对第1支架7，沿倾斜方向(垂直方向)旋转的方式支承摄像部9。这些第1支承轴10位于相同轴线上，支承于第1支架7上。另外，连杆部9a从摄像部9的内面侧的位置，沿摄像部主体的背面方向突出。在该连杆部9a的中间部，形成有长孔。

从第1支架7中的一个侧面侧，截面基本上呈L形的电动机固定板朝向背面方向延伸。在电动机固定板的前端部，通过2根支柱12b以螺纹紧固方式固定有步进电动机(在下面将其称为“倾斜电动机”)12，该步进电动机12构成用于沿基本垂直方向，倾斜地驱动摄像部9的驱动部，该支柱12b呈圆柱状，其从倾斜电动机12伸出，在倾斜电动机12的电动机轴上，嵌合有基本呈L形的驱动杆12a。该驱动杆12a的前端部插入到上述连杆部9a的长孔中。

另一方面，在第2支架8的中间部的底面侧，通过2个固定架以螺纹紧固方式固定有步进电动机(在下面将其称为“平台电动机”)13，该步进电动机13构成用于沿基本水平方向驱动第1支架7的驱动部，该固定架呈圆柱状，其从平台电动机13伸出，在图中未示出其结构，在平台电动机13的电动机轴上，嵌合有基本呈L形的驱动杆13a。该驱动杆13a的前端部插入到形成于第1支架7的底部的中间位置的U字形的缺口中。

倾斜电动机12和平台电动机13的导电布线在图2中省略，但是，其通过导电布线与控制主板60连接。另外，本实例的驱动部采用步进电动机，但是也可采用下述电动机，以代替上述方式，该电动机使驱动杆12a，13a在小于180°的范围内旋转。

图3为用于说明将软性电缆50从摄像部9固定于第2支架上的控制主板上的布线的绕回部分的说明图，其为为了便于说明而将驱动部等删除的简略图。

象图3所示的那样，软性电缆50从摄像部9导出，通过右端布线部50a和左端布线部50b，与第1支架7连接。在第1支架7上，固定有顶部固定部50c和底部固定部50d。另外，从第1支架7导出的顶端布线部50e和底端布线部50f在第2支架固定部50g的位置，连接固定于第2支架上。

相对摄像部9的导出位置是针对构成相对第1支承轴10的轴线的两侧的对象的2个位置而言的，其按照软性电缆50的平面部与上述轴线平行的方式导出。另外，相对第1支架7的导出位置是针对构成相对第2支承轴11的轴线的两侧的对象的2个位置而言的，与前述相同，其按照软性电缆50的平面部与上述轴线平行的方式导出。

在软性电缆50中，在第2支架固定部50g，在2个通路绕回的布线为1根，接插件连接部50h按照可与设置于控制主板60上的连接接插件连接的方式设置。在本实施例中，采用通过1根软性电缆连续地布线的价格较低的方法，但是，顶部固定部50c，底部固定部50d、第2支架固定部50g采用没有柔性的印刷电路衬底，通过软性电缆50，对其分别进行布线，也是可以的。

下面通过图2，对本实施例的摆头式摄像机的动作进行描述。

通过来自控制主板60的驱动信号，固定于第1支架7上的倾斜电动机12中的驱动杆12a旋转。由此，由于驱动杆12a的前端部插入到摄像部9的连杆部9a的长孔，故使摄像部9，相对第1支架7，沿倾斜方向旋转。由于摄像部9具有摄像元件4和摄像镜头3，故可通过上述旋转，将拍摄方向改为倾斜方向。

另一方面，通过来自控制主板60的驱动信号，固定于第2支架8上的平台电动机13中的驱动杆13a旋转。由此，由于驱动杆13a的前端部插入到形成于第1支架7的下侧位置的U形的缺口，故可将第1支架7，相对第2支架8，沿平台方向旋转。伴随该平台电动机13的驱动，摄像部9沿平台方向旋转，故可将拍摄方向改为平台方向。

由于发光元件5和受光元件6为有源式的测距组件，发光元件5和受光元件6固定于摄像部9上，故可成一体地，将测距方向变为倾斜方向和平台方向。在发光元件5和受光元件6不进行测距的同时，将该测距方向改为倾斜方向和平台方向，由此，可在可实现方向改变的范围内，检测距摄像机，小于5m的范围内的拍摄物。另外，由于摄像机的拍摄方向朝向与测距方向相同的方向，故可通过停止于已检测的拍摄物的方向，对拍摄物进行拍摄。

在摄像部9处于摄像状态时，固定于第2支架8上的红外LED14朝向拍摄物，发光而照射红外光。由于在摄像部9中，去除了IR切断滤色片，故通过照射拍摄物而反射的红外光，即使在为较暗的拍摄物的情况下，仍可进行摄像。

下面通过图3，针对在下述期间，软性电缆所具有的柔性对驱动力的抵抗力的影响，影响较小的导电布线连接的效果进行描述，该期间指在摄像部9的拍摄方向变为倾斜方向，或平台方向时，从摄像部9导出的软性电缆50连接固定于第2支架11上的期间。

该软性电缆50从摄像部9的2个位置导出，连接固定于第1支架上。此时，由于右端布线部50a与左端布线部50b处于弯曲状态，故因软性电缆所具有的柔性，产生垂直方向的抵抗力。但是，该导出位置是针对构成相对第1支承轴10的轴线的两侧的对象的2个位置而言的，右端布线部50a的抵抗力与左端布线部50b的抵抗力为与第1支承轴的旋转方向相反的方向的抵抗力，相互的抵抗力抵消。

另外，由于该导出位置为第1支承轴10的轴线的两侧，从构成对象的2个位置导出，相应的抵抗力相对第1支承轴10，对摄像部9施加同一转矩，故最有效地抵消相互的抵抗力。另外，即使在上述两侧中的一侧从多个位置，进行多根布线的情况下，上述多根布线的抵抗力的合力可等于另一布线的抵抗力。

此外，上述倾斜电动机采用仪表的场合，由于仪表单体在非通电时，没有本身保持功能，故在非通电时，在右端布线部50a与左端布线部50b的挠曲弹性力是相同的旋转位置，保持摄像部9，如果将该位置处的拍摄方向设定为利用最多的方向，则可实现省电。另外，当切断仪表的通电时，成为自动恢复的拍摄方向。

另外，由于软性电缆50的右端布线部50a与左端布线部50b按照其平面部为与第1支承轴10的轴线相平行的方式导出，连接固定于第1支架7上，故对弯曲的抵抗力为最少利用的方向，另外，相对摄像部9的旋转，不发生扭转。

在软性电缆50中，顶部固定部50c和底部固定部50d固定于第1支架上。此时图中未示出的倾斜电动机的导电布线也可在此部分，与软性电缆50连接。

软性电缆50从第1支架的2个位置导出，连接固定于第2支架上，此时的顶端布线部50e与底端布线部50f处于弯曲状态，使相互间导电地布线。对于在此部分处的软性电缆50所具有的柔性的影响，以及该影响较小的导电布线连接效果的说明，由于与从上述的摄像部9的2个位置导出，连接固定于第1支架上的右端布线部50a与左端布线部50b相同，故其作用效果的说明省略。

第2实施例

下面对本发明的第2实施例进行描述。图4为将另一实施例的第1支架的一部分去掉的内部结构图，另外，导电布线省略。在该另一实施例的摆头式摄像机中，未安装有由发光元件与受光元件形成的有源方式的测距组件。

下面对此场合的软性电缆的布线进行描述。象图4所示的那样，软性电缆50从摄像部9的2个位置导出，连接固定于第1支架7上，右端布线部50a与左端布线部50b按照位于摄像元件4的拍摄方向侧的方式布线。

图5为表示从摆头式摄像机的上方观看到该布线的内部结构的说明图，但是，这2根布线的位置位于构成摄像部9的一部分的组成部件的摄像镜头3的旋转范围R的空间内。

由于该空间为摄像镜头3旋转所必需的空间，但是右端布线部50a与左端布线部50b和摄像镜头3形成一体，实现旋转，故摄像镜头3的旋转没有妨碍。由此，摄像元件4的摄像方向侧的相反侧的空间是空的，驱动部等的设置的自由度增加。特别是，在外罩的内部，在将摄像方向改为倾斜方向和平台方向的摆头式摄像机中，必须在外罩内的有限的空间，对软性电缆进行布线，故为适合的设置。

由于从第1支架导出，连接于第2支架上的软性电缆的布线与前述相同的组成，故省略对其的描述。

象上面描述的那样，由于本发明的软性电缆的布线即使在较小的空间，仍有效地减小软性电缆所具有的柔性的影响，故可形成在拍摄方向改变时，减小驱动部的驱动力，整体尺寸较小，省电的摆头式摄像机。

Claims (10)

1.一种摆头式摄像机，该摆头式摄像机包括：

摄像部，该摄像部采用光电转换的摄像元件，对拍摄物进行拍摄；

支承轴，该支承轴以可改变上述摄像部的拍摄方向的方式实现支承；

支架，该支架通过上述支承轴，支承上述摄像部；

驱动部，该驱动部固定于支架上，使上述摄像部旋转；

平板状的柔性衬底，该平板状的柔性衬底与上述摄像元件电连接，从上述摄像部导出；

其特征在于上述柔性衬底按照下述方式从相对支承轴的轴线的两侧的至少2个位置导出而与上述支架连接，该方式为：上述柔性衬底的平面部与上述轴线平行。

2.根据权利要求1所述的摆头式摄像机，其特征在于上述柔性衬底导出到上述摄像元件的拍摄方向侧，设置于上述摄像部的旋转空间的范围内。

3.根据权利要求2所述的摆头式摄像机，其特征在于在上述拍摄方向为规定方向时，上述柔性衬底的从上述两侧导出的相应的挠曲弹性力基本上相同。

4.根据权利要求1所述的摆头式摄像机，其特征在于上述柔性衬底的导出位置为相对上述轴线的对象位置。

5.一种摆头式摄像机，该摆头式摄像机包括：

摄像部，该摄像部采用光电转换的摄像元件，对拍摄物进行拍摄；

第1支承轴，该第1支承轴以可改变上述摄像部的拍摄方向的方式实现支承；

第1支架，该第1支架通过上述第1支承轴，支承上述摄像部；

第1驱动部，该第1驱动部固定于上述第1支架上，使上述摄像部旋转；

第2支承轴，该第2支承轴以可活动的方式支承上述第1支架；

第2支架，该第2支架通过上述第2支承轴，支承上述第1支架；

第2驱动部，该第2驱动部固定于第2支架上，使上述第1支架旋转；

平板状的柔性衬底，该柔性衬底与上述摄像元件电连接，从上述摄像部导出；

其特征在于，上述柔性衬底按照下述方式从由上述摄像部，相对第1支承轴的轴线的两侧的至少2个位置导出而与上述第1支架连接，该方式为：上述柔性衬底的平面部与上述第1支承轴的轴线平行，另外，上述柔性衬底按照下述方式从由上述第1支架，相对第2支承轴的轴线的两侧的至少2个位置导出而与上述第2支架连接，该方式为：上述柔性衬底的平面部与上述第2支承轴的轴线平行。

6.根据权利要求5所述的摆头式摄像机，其特征在于由上述摄像部与第1支架连接的柔性衬底，导出到上述摄像元件的拍摄方向侧，设置于上述摄像部旋转的空间的范围内。

7.根据权利要求5所述的摆头式摄像机，其特征在于当上述拍摄方向为规定方向时，由上述摄像部与第1支架连接的柔性衬底的从上述第1支承轴的轴线的两侧导出的相应的挠曲弹性力基本上是相同的。

8.根据权利要求5所述的摆头式摄像机，其特征在于在上述拍摄方向为规定方向时，由上述第一支架与第2支架连接的柔性衬底的从上述第2支承轴的轴线的两侧导出的相应的挠曲弹性力基本上是相同的。

9.根据权利要求5所述的摆头式摄像机，其特征在于上述柔性衬底相对上述摄像部的导出位置为相对上述第1支承轴的轴线的对象位置。

10.根据权利要求5所述的摆头式摄像机，其特征在于上述柔性衬底相对上述第1支架的导出位置为上述第2支承轴的轴线的对象位置。

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