JP2005046315A - 模型装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 模型車両（２）が遮蔽物に囲まれた場所を走行していても、模型車両（２）からの映像が途切れることなく、モニタ（２３）で見ることができる模型装置を提供する。
【解決手段】 模型車両（２）側からモニタ（２３）側へ映像信号を伝送する伝送路として、模型車両（２）の走行を案内し駆動モーター（７）に駆動電源（４）を供給する導電線路となる軌道（３）を利用するので、模型車両（２）が走行する付近に電磁遮蔽物があっても、途切れることなくモニタ（２３）に映像を表示させることができる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、模型車両を軌道に沿って走行させる模型装置に関し、更に詳しくは、模型車両内からの映像を模型車両から離れたモニタに表示する模型装置に関するものである。

従来、線路上を走行する鉄道模型車両の先頭に、進行方向の映像を撮像する撮像カメラを搭載し、鉄道模型車両から離れた位置に設置されたモニタに表示することにより、あたかも運転席に座っている状態で進行方向の映像を見ることができる模型装置が知られている。（例えば、特許文献１）。

特開平１１−３１９３３２号公報（第３欄乃至第４欄、図２）

この従来の鉄道模型装置１００を、図４を用いて説明すると、鉄道模型車両１０１が走行する線路１０２に、模型車両１０１の駆動電源となるＡＣ電源１０３と、制御部１０４ａを内蔵する列車コントローラ１０４が接続されている。

制御部１０４ａには、列車コントローラ１０４の各種操作を表す操作信号を受け、列車コントローラ１０４のランプを点滅させ、その操作の内容を表示する操作信号処理部１０５と、操作信号をデジタル制御信号に変換して線路１０２へ送出するデジタル制御信号変換部１０６を備えている。

また、模型車両１０１には、線路１０２上を転動する車輪１０７を介してデジタル制御信号を入力するデコーダ１０８と、デコーダ１０８で駆動制御される駆動モーター１０９と、列車の進行方向を撮像するＣＣＤカメラ１１０と、ＣＣＤカメラ１１０の出力に接続され、送信アンテナ１１１ａを有するトランスミッタ１１１と、同じく車輪１０７から線路１０２に供給されるＡＣ電源電圧を入力し、ＤＣ電圧に変換して、デコーダ１０８、ＣＣＤカメラ１１０、トランスミッタ１１１へＤＣ電圧を供給する電源フィルタ１１２が搭載されている。

模型車両１０１から離れた位置で、たとえば列車コントローラ１０４の近くには、受信アンテナ１１２ａを有するチューナ１１２と、チューナ１１２の出力に接続されたモニタ１１３が設置されている。

尚、駆動モーター１０９が搭載された模型車両１０１には、一般に図４に示すような金属塊で構成されたウエイト１１４が搭載され、模型車両１０１の自重を増している。これにより、車輪１０７と線路１０２間の接触抵抗が減少し、ＡＣ電源電圧を接触抵抗により減衰させずにデコーダ１０８や電源フィルタ１１２へ出力し、また、駆動モータ１０９に連動する駆動車輪１０７と線路１０２間が滑ることなく、効率的に模型車両１０１を走行させることができる。

このように構成された鉄道模型装置１００は、列車コントローラ１０４を操作し、模型車両１０１の加速、減速などの制御信号を出力すると、デジタル制御信号変換部１０６で変換されたデジタル制御信号が、線路１０２、車輪１０７を介してデコーダ１０８に入力される。デコーダ１０８は、このデジタル制御信号をもとに駆動モータ１０９の回転を制御し、模型車両１０１は、制御信号に応じて加速、減速などを行う。
また、模型車両１０１の先頭に搭載されたＣＣＤカメラ１１０は、進行方向の映像を光電変換した映像信号をトランスミッタ１１１へ出力し、トランスミッタ１１１は、映像信号をもとに変調した高周波信号を送信アンテナ１１１ａから送信する。
送信アンテナ１１１ａから送信される高周波信号は、チューナ１１２が、トランスミッタ１１１の送信周波数帯域のチャンネルを選局することにより受信アンテナ１１２ａから受信され、復調した映像信号がモニタ１１３へ出力される。
これにより、模型車両１０１の運転席にあたかも座っているように、進行方向の映像を見ながら、列車コントローラ１０４を操作することができる。

上述の従来の模型装置１００では、ＣＣＤカメラ１１０で撮像した映像信号を無線信号として模型車両１０１側の送信アンテナ１１１ａからモニタ１１３側の受信アンテナ１１２ａへ送信するものであるが、導電性の素材で形成されたトンネル、鉄橋などを模型車両１０１が通過すると、これらが高周波信号である無線信号を遮蔽し、一時的に映像信号が途絶え、モニタ１１３の映像が見づらいものとなっていた。特に、一般の模型装置では、微弱な出力の無線信号しか用いることができないので、付近に電磁波が存在する環境では更にこの問題が顕著なものとなっていた。

また、映像信号を無線通信方式でモニタ１１３側へ電送するために、トランスミッタ１１１、送受信アンテナ１１１ａ、１１２ａ、チューナ１１２等の高価な回路部品を要し、模型装置１００全体が高価なものとなっていた。
更に、送信アンテナ１１１ａを模型車両１０１へ設置するために、実物の模型としての外観を損なうものとなっていた。

また、模型車両１０１の自重を増すために、ウエイト１１２を搭載しているが、余分な部品が必要となり、模型車両１０１に固定する組み立て工程を要していた。

本発明の目的は、模型車両が遮蔽物に囲まれた場所を走行していても、模型車両からの映像が途切れることなく、モニタで見ることができる模型装置を提供することにある。

上述の目的を達成するため、請求項１の模型装置は、模型車両の走行を案内し、駆動電源に接続する導電線路で構成された軌道と、模型車両に搭載され、軌道に接触する接触部を介して駆動電源の供給を受け、模型車両を軌道上を走行させる駆動モーターと、模型車両に搭載され、模型車両内からの映像を撮像する撮像カメラと、撮像カメラが撮像した映像を、模型車両から離れた位置で表示するモニタとを備えた模型装置であって、
模型車両に搭載され、撮像カメラから出力される映像信号によってＦＭ変調した被変調映像信号を接触部へ出力するＦＭ変調回路部と、 軌道に接続し、軌道から入力した被変調映像信号を映像信号に復調し、モニタへ出力するＦＭ復調回路部とを備えることを特徴とする。

撮像カメラから出力される映像信号でＦＭ変調した被変調映像信号は、模型車両から接触部を介して導電線路で構成された軌道へ出力され、軌道に接続するＦＭ復調回路部は、被変調映像信号を復調した映像信号をモニタへ出力する。

映像信号は、ＦＭ変調した被変調映像信号として、軌道に接続するＦＭ復調回路部へ出力されるので、軌道に接続する駆動電源や駆動モーターによるノイズの影響を受けずに、模型車両側からモニタ側へ映像信号が伝送される。

また、請求項２の模型装置は、模型車両は、鉄道模型車両であり、接触部は、軌道となる線路上を転がり接触する車輪であることを特徴とする。

ＦＭ変調した被変調映像信号は、線路上を転動する車輪を介して、線路へ出力される。
車輪と線路は、転がり接触であるので、接触圧が安定しないが、ＦＭ変調した被変調映像信号で映像信号を線路へ送出するので、接触圧の変化による影響を受けずに、映像信号を復調できる。

また、請求項３の模型装置は、鉄道模型車両は、互いに連結する複数の車両からなり、駆動モーターが搭載された模型車両に、撮像カメラとＦＭ変調回路部に電源を供給する補助バッテリーが搭載されることを特徴とする。

駆動モータが搭載された模型車両に、補助バッテリーが搭載されるので、ウエイトを搭載せずに車両重量が増し、車輪と線路が滑りにくい。

また、請求項４の模型装置は、駆動モーターが搭載された模型車両の車輪から、被変調映像信号を出力することを特徴とする。

駆動モータと補助バッテリーが搭載された模型車両の車輪と線路間の接触圧は高く、線路へ出力され被変調映像信号の接触抵抗による減衰は少ない。

また、請求項５の模型装置はＦＭ変調回路部は、不平衡出力される被変調映像信号を平衡出力に変換し、一対の線路上に接触する各車輪へ出力する整合用トランスを有することを特徴とする。

被変調映像信号は、一対の線路に模型車両の各車輪を介して平衡出力される。

請求項１の発明によれば、模型車両側からモニタ側へ映像信号を伝送する伝送路として、模型車両の走行を案内し駆動モーターに駆動電源を供給する導電線路となる軌道を利用するので、無線通信方式に必要な回路部品を要することなく、安価に模型装置が得られる。

また、模型車両が走行する付近に電磁遮蔽物があっても、途切れることなくモニタに映像を表示させることができる。

また、模型車両に送信アンテナを搭載する必要がないので、実際の車両に近似した形状することができる。

請求項２の発明によれば、鉄道模型車両の車輪を利用するので、模型の外観を損なうことなく、被変調映像信号を線路へ出力することができる。

また、鉄道模型車両は、複数の車輪で線路上を走行するので、被変調映像信号を複数の車輪から並列に線路へ出力することができ、特定の車輪と線路間に接続不良が生じても、被変調映像信号は確実に線路へ出力される。

また、請求項３の発明によれば、鉄道模型車両の脱線を防止し、線路と車輪との滑りを減少させるためのウエイトを車両に搭載することなく重量が増加するので、ウエイトを用意する必要がなくなり、また、車両に搭載する組み立て行程も不要となる。

また、請求項４の発明によれば、模型車両の車輪と線路間の接触抵抗による影響を減じて被変調映像信号を線路へ出力できる。また、駆動モーターが搭載された模型車両の車輪は線路上で滑りにくくなるので、滑り接触により被変調映像信号に重畳する恐れのあるノイズが発生することもない。

また、請求項５の発明によれば、被変調映像信号は、一対の線路に平衡出力されるので、一対の線路に対して模型車両の向きを考慮することなく各車輪を載せても、ＦＭ変調回路部、一対の線路、ＦＭ復調回路部間が整合し、被変調映像信号を確実に復調できる。

以下、図１乃至図３の図面を参照して本発明の一実施形態に係る模型装置１を説明する。図１に示すように、本実施の形態に係る模型装置は、実物の鉄道車両を縮尺した鉄道模型車両２を同一縮尺の軌道である線路３、３上に走行させる鉄道模型装置１であり、線路３、３に、鉄道模型車両２の駆動電源となるＤＣ電源４が、コントローラ５を介して接続されている。

ＤＣ電源４は、例えば５Ｖの直流電源で、コントローラ５により極性と電圧が制御される直流電圧を平行な一対の線路３、３間に供給している。ＤＣ電源４は、また、ＤＣ電源４及びコントローラ５と共に同一のコントロールボックス１０内に収容された後述するＦＭ復調回路部６へもその動作のための電源を供給している。

一対の線路３、３は、ここではそれぞれ長円となるフープ状に連続しているが、一端が途切れていてもよい。

図２に示すように、鉄道模型車両２は、ここでは、先頭車両２Ａと、中間車両２Ｂと、後尾車両２Ｃの互いに連結された３両編成で構成され、後尾車両２Ｃに模型車両２全体を走行させる駆動モーター７が搭載されている。駆動モーター７には、後尾車両２Ｃの車輪８Ｃ、８Ｃを介して線路３、３間に供給される直流電圧が入力される。駆動モーター７は、線路３、３間の直流電圧の極性に応じて正、逆回転し、またその電圧にほぼ比例した回転数で回転し、その回転を図示しないウオームギアなどで駆動輪となる車輪８Ｃ、８Ｃへ伝達する。従って、前述のコントローラ５を操作し、線路３、３間に供給する電圧とその極性を制御することにより、鉄道模型車両２の走行方向と走行速度が制御される。

駆動モーター７に接続する電源線には、直列にローパスフィルタ９が接続され、駆動モーター７を駆動させることにより発生する高周波成分のノイズが、線路３、３間に流れないようになっている。

先頭車両２Ａには、鉄道模型車両２の進行方向の映像を撮像する撮像カメラであるＣ−ＭＯＳカメラ１１が搭載されている。Ｃ−ＭＯＳカメラ１１の出力は、中間車両２Ｂに搭載されたＦＭ変調回路ユニット１２に接続し、光電変換した映像信号を出力している。
図３は、ＦＭ変調回路ユニット１２の構成を示すブロック図でありＣ−ＭＯＳカメラ１１から出力される映像信号は、オペアンプで構成される低周波増幅回路１３で増幅され、クランプ回路１４へ入力される。クランプ回路１４は、映像信号に含まれる同期信号をクランプし、バッフア１５を介してＦＭ変調回路部１６へ出力する。バッファ１５は、ＦＭ変調回路部１６の入力インピーダンスと整合するように、インピーダンス変換する。

ＦＭ変調回路部１６には、搬送波となる一定周波数の高周波信号を出力する発振回路１７が接続され、ＦＭ変調回路部１６は、この搬送波に、バッファ１５から入力される映像信号を信号波としてＦＭ変調を行い、被変調映像信号をバルントランス１８へ出力する。

バルントランス１８は、不平衡線路であるＦＭ変調回路部１６の出力を、平衡線路へ接続する整合用変成器であり、被変調映像信号を、平衡線路である一対の信号出力線１９、１９へ出力する。

一対の信号出力線１９、１９は、一対の線路３、３上をそれぞれ転がり接触する左右の各車輪８、８に接続するもので、ここでは、図２に示すように、ＦＭ変調回路ユニット１２が搭載された中間車両２Ｂの車輪８Ｂ、８Ｂのみならず、分岐して、駆動モーター７が搭載された後尾車両２Ｃ車輪８Ｃ、８Ｃへも電気接続している。従って、被変調映像信号は、左右それぞれ複数の車輪８、８・・から、一対の線路３、３へ出力される。

Ｃ−ＭＯＳカメラ１１とＦＭ変調回路ユニット１２の各回路は、後尾車両２Ｃに搭載された２本の補助バッテリー２０、２０を電源として動作する。図２に示すように、２本の補助バッテリー２０を直列に接続した出力は、中間車両２Ｂに搭載された昇圧回路２１に入力される。昇圧回路２１は、３Ｖの補助バッテリー２０の直流電圧を５Ｖに昇圧するもので、５Ｖの直流電圧は、昇圧回路２１で発生するノイズをカットするローパスフィルタ２２を介してＣ−ＭＯＳカメラ１１とＦＭ変調回路ユニット１２の各回路に出力され、これらの動作電圧として用いられる。

図１に示すように、一対の線路３、３に出力された被変調映像信号は、各線路３、３に接続するＦＭ復調回路部６に入力される。ＦＭ復調回路部６では、ＦＭ検波が行われ、被変調映像信号から映像信号が復調される。被変調映像信号は、一対の線路３、３に印加されるＤＣ電源４の直流電圧に重畳し、ＦＭ復調回路部６に入力される被変調映像信号には、車輪８と線路３間の転がり接触による電圧レベル変化、駆動モータ７の回転動作などによるノイズが含まれるが、ＦＭ変調による被変調映像信号であるので、復調過程でこれらのノイズなどの影響が除かれ、途切れなく確実に映像信号を復調できる。

ＦＭ復調回路部６から出力される映像信号は、その出力に接続されたモニタ２３で再生され、これにより鉄道模型車両２の進行方向の映像を、鉄道模型車両２から離れた位置で見ることができる。

ここでは、鉄道模型車両２の走行を制御するコントローラ５の近くにモニタ２３を設置することにより、あたかも運転席から進行方向を見る感覚で、コントローラ５を操作することができる。

この実施の形態では、駆動モータ７が搭載された後尾車両２Ｃに、Ｃ−ＭＯＳカメラ１１とＦＭ変調回路ユニット１２の電源となる２本の補助バッテリー２０、２０を搭載するので、従来のように、車両の重量を増すためのウエイトを搭載する必要がない。これにより、車輪８Ｃと線路３間の接触抵抗が減少するので、被変調映像信号を減衰させることなく線路３へ出力できるとともに、駆動車輪８Ｃが線路３上を滑ることないので、効率的に模型車両２を走行させることができ、更に、駆動車輪８Ｃと線路３が滑り接触することにより発生するノイズが、被変調映像信号に重畳することを防止できる。

上述の鉄道模型装置１において、線路には、鉄道模型車両を走行させる電源としてＤＣ電源から直流電圧を印加したが、ＦＭ被変調信号を復調できる限りにおいて、ＡＣ電源から交流電源を印加してもよい。

また、ＦＭ変調回路部や駆動モータを搭載する車両は、いずれの車両であってもよく、撮像カメラを搭載する先頭車両であってもよい。従って、鉄道模型車両は、必ずしも複数の連結した車両で構成する必要はなく、１両であってもよい。

更に、撮像カメラは、鉄道模型車両の進行方向の映像に限らず、いずれの方向の映像を撮像するものであってもよく、従って、必ずしも鉄道模型車両の先頭に搭載する必要はなく、任意の場所で任意の向きに設置することができる。

また、上述の実施の形態は、鉄道模型装置で説明したが、模型の車道に沿って導電線路の軌道を配設し、レーシングカーなどの車両を車道に走行させる模型装置であってもよい。

更に、模型車両の走行を制御するコントローラは、必ずしも必要はなく、一定速度で模型車両が走行する模型装置に対しても本発明を実施できる。

本発明は、軌道に沿って走行する模型車両内からの映像をモニタで表示する模型装置に適している。

本発明の実施の形態に係る鉄道模型装置１の全体を示すブロック図である。 鉄道模型車両２のブロック図である。 ＦＭ変調回路ユニット１２のブロック図である。 従来の鉄道模型装置１００を示すブロック図である。

符号の説明

１ 鉄道模型装置
２ 鉄道模型車両（模型車両）
２Ａ 先頭車両
２Ｂ 中間車両
２Ｃ 後尾車両
３ 軌道（線路）
４ 駆動電源
６ ＦＭ復調回路部
７ 駆動モーター
８ 車輪（接触部）
１１ Ｃ−ＭＯＳカメラ（撮像カメラ）
１２ ＦＭ変調回路ユニット（ＦＭ変調回路部）
２０ 補助バッテリー
２３ モニタ

Claims (5)

1. 模型車両（２）の走行を案内し、駆動電源（４）に接続する導電線路で構成された軌道（３）と、
   模型車両（２）に搭載され、軌道（３）に接触する接触部（８）を介して駆動電源（４）の供給を受け、模型車両（２）を軌道（３）上を走行させる駆動モーター（７）と、
   模型車両（２）に搭載され、模型車両（２）内からの映像を撮像する撮像カメラ（１１）と、
   撮像カメラ（１１）が撮像した映像を、模型車両（２）から離れた位置で表示するモニタ（２３）とを備えた模型装置であって、
   模型車両（２）に搭載され、撮像カメラ（１１）から出力される映像信号によってＦＭ変調した被変調映像信号を接触部（８）へ出力するＦＭ変調回路部（１２）と、
   軌道（３）に接続し、軌道（３）から入力した被変調映像信号を映像信号に復調し、モニタ（２３）へ出力するＦＭ復調回路部（６）とを備えることを特徴とする模型装置。
2. 模型車両は、鉄道模型車両（２）であり、接触部は、軌道となる線路（３）上を転がり接触する車輪（８）であることを特徴とする請求項１記載の模型装置。
3. 鉄道模型車両（２）は、互いに連結する複数の車両（２Ａ、２Ｂ、２Ｃ）からなり、駆動モーター（７）が搭載された模型車両（２Ｃ）に、撮像カメラ（１１）とＦＭ変調回路部（１２）に電源を供給する補助バッテリー（２０）が搭載されることを特徴とする請求項２に記載の模型装置。
4. 駆動モーター（７）が搭載された模型車両（２Ｃ）の車輪（８Ｃ）から、被変調映像信号を出力することを特徴とする請求項３に記載の模型装置。
5. ＦＭ変調回路部（１２）は、不平衡出力される被変調映像信号を平衡出力に変換し、一対の線路上に接触する各車輪（８）へ出力する整合用トランス（１８）を有することを特徴とする請求項２、３または４に記載の模型装置。

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