CN1917583A - 摄像装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种摄像装置，其包括：摄像机机身(16)，包括光学系统；转动轴(36)，具有从摄像机机身在两侧延伸的两个端部；以及一对保持件(40、50)，其分别可旋转地支撑转动轴的两个端部，使得摄像机机身可以围绕转动轴而旋转。保持件中的至少一个(50)包括其中插入有转动轴端部的杯形轴承部分(54)、保持件本体(52)、以及弹簧部分(56)，所述弹簧部分从保持件本体延伸并在其延伸端部支撑轴承部分，同时在转动轴轴向上，朝向另一个保持件一侧而驱动轴承部分。

Description

摄像装置

技术领域

本发明涉及一种摄像装置，例如监控摄像机等，其可以通过遥控器来调节图像摄取范围、图像摄取角度等。

背景技术

摄像装置，例如监控摄像机，通常成对设置，并带有图像记录装置，从而在预定的空间摄取图像，并在适当时机对图像进行取样，再通过图像记录装置进行记录。监控摄像机设置为，仅仅摄取特定目标的图像，或者有选择地摄取在其安装位置的外围中的任意位置上的图像。

在设置为选择性摄取外围中的图像的摄像装置中，摄像机机身在水平方向可以旋转350°并且还可以进一步旋转，例如，在垂直方向上旋转120°，同时可以执行对焦和缩放调节。

例如，日本专利申请公开出版物No.2000-221379和No.11-334471中公开了一种摄像装置，其通常包括摄像机机身，该机身包括镜头和底座，并且摄像机机身支撑在底座上，从而可以围绕水平轴线和垂直轴线旋转。此外，摄像装置包括驱动机构，以便可以通过驱动机构调节图像摄取方向及摄像机机身角度。驱动机构具有安装在底座或托架上的电动机、动力传输机构等，并且通过旋转电动机来驱动摄像机机身。

在可以调节图像摄取方向、角度等的摄像装置中，用于旋转支撑摄像机机身的转动轴的两个端部可分别通过轴承旋转地支撑。为了确保摄像机机身平滑运动，转动轴必须通过轴承进行支撑，从而使它们可以平稳转动。同时，为了可以通过摄像机机身而捕到捉清晰图像，不仅要避免转动轴径向上的松动，还要避免它们在轴向上的松动。为了实现上述要求，必须高度精确地构成轴承，同时还需高度精确地将其定位和固定。然而，这会使得制造成本相应增加。

也可以设想使转动轴与一隔离件相接合，作为减小转动轴松动的方法。然而，在这种情况下，会增加摄像装置部件的数量，同时也会降低装配性能。

发明内容

本发明是在考虑到上述情况下而设计的，其目的在于提供一种摄像装置，其可以避免摄像机机身松动，能够摄取具有改进质量的图像，并降低制造成本。

为了达到上述目的，根据本发明一个方面的摄像装置的特征在于，包括：摄像机机身，其包括光学系统；转动轴，具有从摄像机机身在两侧延伸的两个端部；以及一对保持件，其可旋转地支撑转动轴两个端部，并允许摄像机机身围绕转动轴旋转，其中至少一个保持件成一体地具有支撑转动轴端部的轴承部分、保持件本体和弹簧部分，该弹簧部分从保持件本体开始延伸并在弹簧延伸端部上支撑轴承部分，且在转动轴轴向方向上将轴承部分朝向另一个保持件一侧驱动。

根据本发明另一个方面的摄像装置的特征在于包括：底座；机身托架，通过底座支撑，以围绕第一转动轴而旋转；摄像机机身，包括：光学系统；第二转动轴，具有从摄像机机身两侧进行延伸的且同时在与第一转动轴正交的方向上进行延伸两个端部；一对保持件，设置在机身托架上，可旋转地支撑第二转动轴的两个端部，并且允许摄像机机身围绕第二转动轴旋转，保持件中的至少一个成一体地具有支撑第二转动轴端部的轴承部分、保持件本体和弹簧部分，该弹簧部分在其延伸端上支撑轴承部分，并在第二转动轴轴向方向上将轴承部分朝向另一个保持件一侧驱动。

本发明其他目的和优点将通过以下描述进行解释，并且其中部分将通过表述变得显而易见，或者可以通过本发明实施而理解。通过以下特别指出的装置和组合，可以实现并获得本发明的目的和优点。

附图说明

结合到说明书中并构成说明书一部分的附图示出了本发明的实施例，并与上面给出的一般描述和下面给出的实施例的详细描述一起，用于解释本发明的原理。

图1是示出了根据本发明实施例的完整摄像装置的透视图；

图2是示出了完整摄像装置的透视图，其中摄像机机身旋转位置有所改变；

图3是示出了摄像机机身、机身托架以及摄像装置保持件的分解透视图；

图4是沿其垂直轴线截取的摄像装置的截面图；

图5是示出了图4中的区域A的放大的截面图

图6A是摄像装置的一个保持件的前侧正视图，图6B是沿图6A中的线VIB-VIB截取的保持件截面图，以及图6C是保持件的后视图；

图7A是根据本发明第二实施例的摄像装置保持件的正视图，图7B是沿图7A中的线VIIB-VIIB截取的保持件截面图；以及

图8是沿图7A中的线VIII-VIII截取的保持件截面图。

具体实施方式

参考附图，对根据本发明的实施例的摄像装置进行详细说明。

图1和图2示出了完整的摄像装置，图3示出了处于分解状态的摄像装置的一部分，图4示出了摄像装置的横截面。

如图1至4所示，摄像装置10具有：底座12；机身托架14，其通过底座支撑，从而可以自由地围绕，例如，垂直轴线Y，而旋转；摄像机机身16，通过机身托架14支撑，从而可以围绕与垂直轴线Y成直角的水平轴线X而旋转。

底座12形成为近似平坦盘形，第一空心转动轴18直立地设置在底座12的上表面中心部分上。第一转动轴18平行于垂直轴线Y而延伸。印刷电路板15设置在底座12的背面上，并且控制摄像装置10的操作。

如图3和图4所示，机身托架14通过弯折金属板而构成，并且具有设置在底座12对面的底壁部分14a和垂直于底壁部分14a的一对侧壁部分14b。该对侧壁部分14b平行于垂直轴线Y而延伸，并且彼此面对面地越过它们之间的空间。底壁部分14a的中心部分可旋转地与第一转动轴18连接。利用这样的设置，机身托架14通过底座12支撑，从而可以围绕第一转动轴18而旋转。基本上为圆形的凹口17形成在侧壁部分14b的每个延伸端部中。这些凹口17沿水平轴线X相互对齐。

如图4所示，第一驱动机构20设置到底座12上，以旋转机身托架14。第一驱动机构20包括带齿的皮带轮21以及第一电动机24，该第一电动机24用于通过同步皮带22旋转带齿的皮带轮21。

带齿的皮带轮21可旋转地套装在第一转动轴18上。带齿的皮带轮21具有多个凸起19，位于第一转动轴18的周围，并且这些凸起19用于与机身托架14的底壁部分14a接合。利用这样的设置，带齿的皮带轮21可以与机身托架14一同旋转。

第一电动机24安装到底座12背面上，并且其驱动轴穿过底座而突出至底座上表面一侧。驱动轴具有固定于其上的驱动皮带轮25以及在驱动皮带轮25和带齿的皮带轮21之间绷紧的同步皮带22。在驱动第一电动机24时，机身托架14通过驱动皮带轮25、同步皮带22以及带齿的皮带轮21而旋转。

如图1到图3所示，摄像机机身16具有：镜筒28，其中，容纳有带有物镜26的光学系统；光圈(未示出)，设置在镜筒28的底座端部侧上；图像摄取装置(未示出)，用于摄取由光学系统聚焦的光学图像；以及缩放/聚焦镜头驱动机构30，用于驱动镜头。

摄像机机身16具有镜头托架32，其固定到镜筒28的外围。镜头托架32通过弯折金属板而形成，具有平坦底壁部分32a和一对侧壁部分32b，底壁部分32a在近似平行于水平轴线X的方向上延伸，侧壁部分32b直立地垂直于底壁部分32a。一对侧壁部分32b平行于垂直轴线Y而延伸，且彼此相向地跨越镜筒28。

电路板34设置在镜头托架32的底壁部分32a上。一个电路板34提供驱动信号给图像摄取装置，并且取得通过图像摄取装置摄取到的图像的图像摄取信号，再通过对图像摄取信号进行处理而产生图像信号；另一个电路板34控制光学系统，例如像镜头驱动机构30、光圈等。

摄像机机身16具有一对第二转动轴36，固定于镜头托架32的侧壁部分32b。第二转动轴36在正交于由镜筒28支撑的光学系统的光学轴线的方向上延伸，并在平行于水平轴线X的方向对齐。此外。第二转动轴36从摄像机机身16的两个侧面朝向外部地凸出。然后，一对第二转动轴36由保持件支撑(下文进行描述)，从而可以相对于机身托架14自由地旋转。利用这样的设置，摄像机机身16通过机身托架14支撑，从而可以围绕第二转动轴36旋转。

如图3和图4中所示，一对第二转动轴36分别由保持件40、50而可旋转地支撑。保持件40具有矩形盘状保持件本体41以及形成在保持件本体41中心部分的杯形轴承部分42，并且该保持件40由诸如合成树脂的材料一体构成。保持件本体41，利用螺钉，从外侧固定在机身托架14的侧壁部分14b中的一个上。轴承部分42的一部分以预定间隙与形成在侧壁部分14b上的凹口17接合。

第二转动轴36中的一个的末端插入到轴承部分42中，并利用杯状轴承部分42被覆盖。轴承部分42可旋转地支撑第二转动轴36末端，同时也支撑止推方向的载荷。利用这样的设置，摄像机机身16沿光学系统的光轴方向以及沿与光轴方向正交的方向上的运动可以通过轴承部分42来控制。

如图3和图6A至图6C所示，另一个保持件50具有：长形的且近似盘状的保持件本体52；杯状轴承部分54；和带状弹簧部分56，其从保持件本体52处而延伸，并且具有设置在其延伸端部上的轴承部分54，同时该保持件50由诸如合成树脂的材料一体构成。弹簧部分56由保持件本体52中形成的近似为U型的槽所限定。弹簧部分56被设置成为悬臂结构，且具有与保持件本体52一体构成的底部端部和作为自由端的延伸端部。弹簧部分56在平行于垂直轴线Y的方向上延伸。此外，屏蔽板58从保持件本体52处横向延伸。屏蔽板58与保持件本体52一体构成。

保持件50的保持件本体52从外侧固定到机身托架14的另一个侧壁部分14b。轴承部分54的一部分与侧壁部分14b中以预定间隔而形成的凹口17接合。另一第二转动轴36的末端插入到杯状轴承部分54中并由其覆盖。轴承部分54可旋转地支撑第二转动轴36末端，同时也支撑止推方向负载。利用这样的设置，摄像机机身16沿光学系统光轴方向以及沿与光轴方向正交的方向上的运动可以通过轴承部分54来控制。

因为轴承部分54由具有悬臂结构的弹簧部分56而支撑，所以它可以在轴向上，即第二转动轴延伸方向上，通过弹簧部分的弹性变形，而弯曲。轴承部分54、第二转动轴36、和机身托架14之间的空间关系设置为，弹簧部分56总是轴向向外弯曲。因此，弹簧部分56，通过其弹性变形产生的反作用力，在第二转动轴36的轴向方向上，朝向另一个保持件40，而驱动轴承部分54和第二转动轴36。利用这样的设置，可以避免包括有第二转动轴36的摄像机机身16在水平轴线X上的松动。需注意的是，相应的第二转动轴36的末端形成为球形形状。因此，旋转中的第二转动轴36上的负载可以降低到很小的值。

如图3和图4所示，摄像装置10包括第二驱动机构70，用于围绕第二转动轴36而旋转摄像机机身16。第二驱动机构70包括：齿轮72；带齿皮带轮74；以及用于通过同步皮带75而旋转带齿皮带轮74的第二电动机76。

齿轮72固定在镜头托架32和机身托架14之间的一个第二转动轴36外围。齿轮72具有多个凸起77，位于第二转动轴36的外围，这些凸起77与镜头托架32的侧壁部分32b相接合。利用这样的设置，齿轮72可以与摄像机机身16一同旋转。

带齿皮带轮74可旋转地固定到机身托架14的一个侧壁部分14b的内表面上。带齿皮带轮74具有与齿轮72相啮合的并与之成一体的齿轮部分78。

第二电动机76安装在机身托架14上，其驱动轴穿过机身托架而突出进入侧壁部分14b的内侧。驱动轴具有固定其上的驱动皮带轮79及在驱动皮带轮79与带齿的皮带轮74之间绷紧的同步皮带75。当驱动第二电动机76时，通过驱动皮带轮79、同步皮带75、带齿皮带轮74以及齿轮72，摄像机机身16围绕第二转动轴36而旋转。

位置检测器，例如光传感器60，固定到镜头托架32的一个侧壁部分32b，即固定至保持件50一侧的侧壁部分32b，以检测摄像机机身16的旋转位置。光传感器60具有以一定的间隔彼此相对的光发射装置以及光接收装置。

与保持件50的保持件本体52一体形成的屏蔽板58，构成本发明中的需要检测的部分，并被设置在光传感器60的移动路径上。当摄像机机身16和光传感器60围绕第二转动轴36而旋转到预定位置时，例如，当摄像机机身16旋转到如图1所示的水平位置时，屏蔽板58进入光传感器60的光发射装置和光接收装置之间，并且屏蔽来自光发射装置的光学信号。利用这样的操作，可以检测摄像机机身16的初始位置，即水平位置。

根据如上所述而设置的摄像装置10，摄像机机身16可以围绕第一转动轴18旋转大约350°，围绕第二转动轴36旋转大约120°。摄像装置10可以安装在任意位置，并通过网络或类似媒介而与计算机或类似装置进行连接。通过计算机而将摄像机机身16移动到任意旋转位置，可以任意选择图像摄取方向，并执行对光学系统的诸如缩放、聚焦等动作的操纵。

支撑摄像机机身的第二转动轴的至少一个端部由保持件50支撑，通过保持件50的弹簧部分56，将镜头托架和摄像机机身同时朝向另一个保持件40而驱动。因此，可以消除第二转动轴轴向上的松动，并且可以降低摄像机机身在图像摄取方向上的定位错误和摄像机机身旋转时的振动。因此，可以避免图像摄取屏幕的模糊现象，并可以摄取到具有提高的质量的清晰图像。

保持件50由一体模制制品组成，具有保持件本体、弹簧部分、和轴承部分。因此，不必设置用于驱动轴承部分的独立部件，通过单一保持件50就可以实现轴承的功能和防止松动的功能。因此，可以降低部件数量以改善装配特性，同时还可以降低制造成本。

此外，根据实施例，保持件50具有与之成一体的屏蔽板，用于检测摄像机机身位置。因此，保持件50可以设置有位置检测功能，从而可以进一步降低制造成本。

从上面所描述的内容中，可以获得一种摄像装置，其可以防止摄像机机身松动，可以摄取具有改进质量的图像，并且可以降低制造成本。

虽然已经描述了本发明的某些实施例，但这些实施例仅是为了举例的目的，并不是为了限制本发明范围。确实，这里所描述的新颖方法及系统可以以各种形式来实现；此外，在不脱离本发明精神的前提下，这里所描述的方法和系统的形式上也可以有不同的省略、置换和改变。所附权利要求及它其等同物可以覆盖这些形式或改动，使它们包含在本发明精神和范围之内。

在所述实施例中，尽管具有与之成一体的弹簧部分的保持件仅设置在第二转动轴的一个端部，但是，也可以由具有与之成一体的弹簧部分的一对保持件来支撑第二转动轴的两个端部。尽管摄像机机身设置为可以围绕第一和第二转动轴而自由旋转，但是，本发明也可以应用到摄像机机身仅可以围绕第二转动轴而旋转的摄像装置中。此外，第一转动轴不限于悬臂结构，而是可以可旋转地支撑于其两个端部，同样，第二转动轴也是如此。在这种情况下，第一转动轴中的至少一个优选地通过保持件支撑，该保持件成一体地具有如上所述的弹簧部分。位置检测传感器并不限于光传感器，也可以使用其它传感器。

保持件可以包括用于加固弹簧部分的加固件。根据图7A、7B和图8所示的实施例，保持件50包括金属板簧80，该板簧固定于弹簧部分56，在本例中，即越过弹簧底部端部而固定于保持件本体52。板簧80与保持件本体52一起，在其两个端部上通过螺钉固定于摄像装置机身托架。板簧80的中间部分抵靠弹簧部分56的底部端部，从而在转动轴向上挤压弹簧部分56。

配备加固件可以补偿因为老化和类似情况造成的弹簧部分56的驱动力的降低，并且可以长期防止摄像机机身松动。

需注意的是，加固件并不限于板簧，也可以使用线簧或其它类似物。

Claims (10)

1.一种摄像装置，其特征在于包括：

摄像机机身，包括光学系统；

转动轴，具有从所述摄像机机身在两侧上延伸的两个端部；以及

一对保持件，可旋转地支撑所述转动轴的所述两个端部，并且允许所述摄像机机身围绕所述转动轴旋转；

至少一个所述保持件一体地具有支撑所述转动轴端部的轴承部分、保持件本体、以及弹簧部分，所述弹簧部分从所述保持件本体而延伸，并在其延伸端部支撑所述轴承部分，同时沿所述转动轴的轴向朝向所述另一个保持件一侧驱动所述轴承部分。

2.根据权利要求1所述的摄像装置，其特征在于，包括有所述轴承部分、所述保持件本体和所述弹簧部分的所述保持件，由合成树脂成一体地形成。

3.根据权利要求1或2所述的摄像装置，其特征在于，进一步包括位置检测器，设置在所述摄像机机身上，从而可以与所述摄像机机身一同旋转，并且被构造为，检测所述摄像机机身的旋转位置，所述保持件中的一个具有接受检测部分，其由所述位置检测器检测，并与所述保持件本体一体地构成。

4.根据权利要求1或2所述的摄像装置，其特征在于，所述轴承部分形成为杯形，所述转动轴端部插入其中。

5.根据权利要求1或2所述的摄像装置，其特征在于，所述至少一个保持件具有加固件，所述加固件连接至所述保持件本体，并且在其驱动方向上挤压所述弹簧部分。

6.根据权利要求5所述的摄像装置，其特征在于，所述加固件包括金属弹簧。

7.根据权利要求1所述的摄像装置，其特征在于，进一步包括底座和机身托架，所述机身托架支撑在所述底座上，以便可以围绕与所述转动轴正交的轴线旋转；

所述至少一个保持件的所述保持件本体和另一个保持件固定于所述机身托架，并且所述摄像机机身通过所述一对保持件由所述机身托架支撑。

8.根据权利要求7所述的摄像装置，其特征在于，所述另一个保持件具有固定到所述机身托架的保持件本体和轴承部分，所述轴承部分与所述保持件本体成一体地构成，并且所述转动轴的另一个端部插入到所述轴承中。

9.根据权利要求7或8所述的摄像装置，其特征在于，进一步包括第一驱动机构和第二驱动机构，所述第一驱动机构围绕与所述转动轴正交的轴线而旋转所述机身托架，所述第二驱动机构围绕所述转动轴而旋转所述摄像机机身。

10.一种摄像装置，其特征在于包括：

底座；

机身托架，由所述底座支撑，可围绕第一转动轴旋转；

摄像机机身，包括光学系统；

第二转动轴，其两个端部从所述摄像机机身在两侧上进行延伸，并且沿与所述第一转动轴正交的方向进行延伸；以及

一对保持件，其设置在所述机身托架上，可旋转地支撑所述第二转动轴的两个端部，并且允许所述摄像机机身围绕所述第二转动轴旋转，

至少一个所述保持件一体地具有支撑所述第二转动轴端部的轴承部分、保持件本体、和弹簧部分，所述弹簧部分从所述保持件本体延伸，并在其延伸端支撑所述轴承部分，同时在所述第二转动轴轴向上朝向所述另一个保持件一侧驱动所述轴承部分。

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