JP2006041895A - カメラ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 輸送時の振動および衝撃による故障を好適に防止できるカメラ装置を提供する。
【解決手段】 カメラ装置１は、レンズ５と、レンズ５をチルト旋回する駆動部７と、駆動部７によるチルト旋回の旋回角度を制御する制御部９と、を備える。制御部９は、動作モード範囲でレンズ５を旋回させる動作モードに加えて、動作モード範囲の外の輸送位置へレンズ５を退避させる輸送モードで、レンズ５のチルト旋回を制御する。輸送モードでは、レンズの前部が筐体外面付近から離れて筐体内部に移動し、輸送時の衝撃等で生じる慣性力の負荷が小さくなる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、チルト旋回可能なレンズを備えたカメラ装置に関し、特に、輸送時にカメラ装置を保護する技術に関する。カメラ装置は例えば監視カメラである。

従来、監視カメラ等のカメラ装置は、レンズを旋回可能に備えている。精密機器であるカメラ装置は、輸送時に加わる振動や衝撃に耐える必要がある。

従来の監視カメラは、レンズの重量が比較的小さかったので、レンズを駆動する駆動メカニズムが十分な強度を有しており、輸送時の振動や衝撃にも十分に耐えることができていた。

しかし、最近は、犯罪の増加等の影響で高精度の画像が求められ、レンズの高倍率化が進んでいる。レンズの倍率の増加に伴い、レンズのサイズが増大し、駆動メカニズム部分も大きくなっており、輸送時の振動および衝撃に対するレンズや駆動メカニズムの強度が低下する傾向にある。例えば、駆動メカニズムが大きく変形し、レンズまたは駆動メカニズムが筐体等に干渉し、破損する可能性がある。

従来、輸送時の破損を防止するために、駆動部をロックする機構が提案されている。例えば、特許文献１では、駆動部がねじで固定される。また例えば、特許文献２では、駆動部がベルトで固定される。
特開２００２−１２５１４２号公報（第５ページ、図３） 特開２００３−３２２９０４号公報（第５、６ページ、図５）

しかしながら、従来のカメラ装置は、ロック用のねじまたはベルトを外部から操作するための孔を筐体に備える必要があった。そのため、防水性および気密性が要求される屋外用監視カメラのようなカメラ装置には、従来のロック機構が適していないという問題があった。

本発明は、従来の問題を解決するためになされたもので、その目的は、輸送時の故障を好適に防止できるカメラ装置を提供することにある。

本発明のカメラ装置は、レンズと、前記レンズをチルト旋回する駆動部と、前記駆動部によるチルト旋回の旋回角度を制御する制御部とを備え、前記制御部は、動作モード範囲で前記レンズを旋回させる動作モードに加えて、前記動作モード範囲の外の輸送位置へ前記レンズを退避させる輸送モードで、前記レンズのチルト旋回を制御するように構成されている。

この構成により、制御部が、輸送モードにて、駆動部を制御し、動作モード範囲の外の輸送位置へとレンズを退避させる。これにより、慣性の大きいレンズ前部を、通常動作では使用しないチルト範囲に移動できる。そして、レンズ前部を、振動および衝撃の影響が小さくなる場所へと移動して、レンズの慣性力による負荷を低減できる。したがって、輸送時の振動および衝撃に伴うレンズおよび駆動部の破損を防止でき、輸送時の故障を防止することができる。

また、本発明のカメラ装置において、前記制御部は、前記輸送モードでは、前記レンズの前部が筐体外面付近から離れて筐体内部に移動するように前記レンズを旋回させる。この構成により、輸送モードでは、重量の大きいレンズの前部が筐体外面付近から離れて筐体内部に位置するので、レンズの慣性力による負荷を低減し、輸送時の振動および衝撃に伴うレンズおよび駆動部の破損を防止でき、輸送時の故障を防止することができる。

また、本発明のカメラ装置は、前記輸送モードにて、前記レンズのチルト旋回に連動してカメラ内の当接箇所に当接し、前記駆動部を補強する補強手段を備えている。この構成により、レンズが輸送位置へ旋回すると、補強手段が駆動部を補強するので、輸送時の振動および衝撃に伴うレンズおよび駆動部の故障をさらに好適に防止できる。

また、本発明のカメラ装置において、前記補強手段は、回動可能なストッパー部材と、前記レンズの回動に応じて前記ストッパー部材を回動させて前記当接箇所に当接させるカム機構と、を備えている。この構成により、カム機構を利用して、レンズの旋回に補強手段を好適に連動させることができる。

本発明は、上記のように輸送モードにてレンズを動作モード範囲の外の輸送位置へ退避させることで、輸送時の振動および衝撃に伴うレンズおよび駆動部の破損を防止でき、輸送時の故障を防止することができるという効果を有するカメラ装置を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態のカメラ装置について、図面を用いて説明する。本実施の形態では、カメラ装置が監視カメラ装置である。

本発明の第１の実施の形態に係るカメラ装置を図１および図２に示す。カメラ装置１は、天井に下向きに設置されるドーム型カメラである。図１および図２において、カメラ装置１は、概略的には、筐体３と、筐体３内に旋回可能に備えられたレンズ５と、レンズ５を旋回させる駆動部７と、駆動部７を制御する制御部９とで構成されている。

筐体３は、円筒型のベース部１１を有しており、ベース部１１にドームカバー１３が取り付けられている。ドームカバー１３は透明な樹脂製であり、円筒と半球が組み合わされた形状を有している。

レンズ５は、ドームカバー１３内に収容されており、カメラ１５の一部として機能する。レンズ５は高倍率レンズである。レンズ５は鏡筒１７を備えており、鏡筒１７の前部には前玉レンズ１９が取り付けられている。また、鏡筒１７の後端には、ＣＣＤ等の撮像素子が取り付けられている。そして、レンズ５と撮像素子によりカメラ１５が構成されている。レンズ５を含むカメラ１５は、レンズ支持部材２１に固定されている。

次に、駆動部７について説明する。駆動部７は、レンズ５を旋回可能に支持する可動メカニズムである。駆動部７は、まず、メカシャーシ３１を備えている。メカシャーシ３１は、金属板であり、筐体３のベース部１１に、パン方向に回転可能に備えられている。メカシャーシ３１は、ドームカバー１３の中心を通るパン軸を中心として回転する。

メカシャーシ３１は、パン機構３３によって回転される。パン機構３３は、パンモータ３５とパンギア３７とを備えている。パンモータ３５は、メカシャーシ３１上に搭載されており、パンギア３７は筐体３のベース部１１に固定されている。そして、パンギア３７が、パンモータ３５の駆動ギアと噛み合っている。パンモータ３５が回転すると、回転力がパンギア３７に伝わる。そして、パンギア３７からの反力で、パンモータ３５がメカシャーシ３１と共に回転する。パン機構３３は、メカシャーシ３１を３６０度以上の範囲で旋回させる。

メカシャーシ３１は、シャーシ壁４１を備えている。シャーシ壁４１は、鉄板製であり、メカシャーシ３１に立設されている。シャーシ壁４１には、レンズ支持部材２１が、チルト軸を中心として、チルト方向に回転可能に支持されている。

レンズ支持部材２１は、レンズ５と共に、チルト機構４３によって回転される。チルト機構４３は、チルトモータ４５とチルトギア４７とを備えている。チルトモータ４５は、シャーシ壁４１上に搭載されており、チルトギア４７はレンズ支持部材２１の回転軸に固定されている。そして、チルトギア４７が、チルトモータ４５の駆動ギアと噛み合っている。チルトモータ４５が回転すると、回転力がチルトギア４７に伝わる。そして、チルトギア４７が、レンズ支持部材２１およびレンズ５と共に回転する。

ここで、チルト方向の旋回角度をチルト角といい、パン方向の旋回角度をパン角度という。チルト角度の基準は、真下（ドーム天頂）の方向である。すなわち、レンズ５が真下（ドーム天頂）を向いたときに、チルト角度が０度である。また、レンズ５が水平方向を向くと、チルト角度が９０度である。そして、レンズ５が真上を向くとき、チルト角度が１８０度である。本実施の形態では、チルト機構４３が、レンズ５を０度から１８０度まで旋回可能に構成されている。

次に、制御部９について説明する。制御部９は、ＣＰＵおよびメモリを搭載した基板からなるコンピュータである。ＣＰＵがＲＯＭに記憶されたプログラムを実行することで、制御部９が実現される。制御部９は、パン機構３３およびチルト機構４３を制御し、より詳細にはパンモータ３５およびチルトモータ４５への電力供給を制御し、これにより、レンズ５のパン角度およびチルト角度を制御する。制御部９は、所望のパン角度およびチルト角度を算出できる。また、制御部９は、パン方向およびチルト方向の動作範囲を制限することができる。

制御部９は、チルト旋回に関しては、動作モードと輸送モードで動作する。動作モードは、通常の撮影を行うときのモードであり、通常モードと呼んでもよい。これに対して、輸送モードは、カメラ装置１を輸送するときのモードである。

図３に示されるように、動作モードでは、制御部９は、レンズ５の動作範囲を、所定の動作モード範囲に制限する。本実施の形態では、動作モード範囲は、チルト角度が０度〜９０度の範囲である。制御部９は、動作モード範囲内でレンズ５を旋回させる。

輸送モードでは、レンズ５の動作範囲が、動作モード範囲より広い輸送モード範囲に設定される。そして、制御部９は、レンズ５を、動作モード範囲から外れた所定の輸送位置へ旋回し、退避させる。

図３では、レンズ５が輸送位置にある。本実施の形態では、輸送モード範囲が、０度〜１８０度に設定されている。そして、輸送位置は、チルト角度が１８０度になる位置に設定されてる。したがって、輸送モードでは、チルト角度が１８０度になり、レンズ５がドーム天頂の反対を向いている。

このように、輸送モードでは、レンズ５は、撮影窓であるドームカバー１３から離れて、筐体３の内部を向く。そして、レンズ５の前部（前玉レンズ１９）は、ドームカバー１３から離れて、筐体３の内部に移動し、カメラシャーシ５に近づく。また、レンズ５が輸送位置に達すると、制御部９により電源がオフにされる。

制御部９は、外部コントローラに通信可能に接続されており、外部コントローラに遠隔制御されて、駆動部７のパン機構３３およびチルト機構４３を制御する。そして、制御部９は、動作モードおよび輸送モードのチルト旋回制御も、外部コントローラの指示に従って行う。

すなわち、動作モード範囲（チルト角度０〜９０）が外部コントローラから制御部９に書き込まれ、制御部９が動作モード範囲でチルト角度を制御し、これにより動作モードが実現される。また、輸送モード範囲（チルト角度０度〜１８０度）が外部コントローラから制御部９に書き込まれ、制御部９が動作範囲を拡張する。さらに、輸送位置（チルト角度１８０度）が外部コントローラから制御部９に指示され、制御部９が輸送位置へレンズ５を移動する。このようにして輸送モードが実現される。

また別の好適な制御構成例では、動作モードで起動する場合は、特に動作モード範囲が書き込まれる必要はない（書き込まれなくてもよい）。ノーマルでの動作範囲が０度〜９０度に設定されていればよい。そして、輸送モードのときだけ、チルト角度が上記のように書き換えられる。初期動作で原点検出まで動けば問題ない。このような設定により、コントローラがない場合でも、動作モードでの動作が好適に行われる。

次に、図４を参照し、カメラ装置１の動作を説明する。ここでは、通常の動作モードから輸送モードまでの一連の動作を説明する。

カメラ装置１は、起動すると、まず、動作モードで動作する。動作モードでは、外部コントローラから制御部９に、チルト角度範囲として、動作モード範囲（０度〜９０度）が書き込まれる（Ｓ１０）。そして、制御部９は、原点サーチ動作を行う（Ｓ１２）。ここでは、初期の回転動作をパン機構３３およびチルト機構４３が行い、チルト旋回およびパン旋回の原点が特定される。チルト旋回の原点は、チルト角が０度になるドーム天頂方向である。

上記の初期動作の後、通常動作が行われる（Ｓ１４）。通常動作では、パン機構３３およびチルト機構４３が機能して、レンズ５が旋回する。パン機構３３およびチルト機構４３は、制御部９により指定された位置（パン角度およびチルト角度）にレンズ５を位置決めする。そして、カメラ１５がレンズ５を通して被写体を撮影する。

通常モードにおいて、パン旋回の動作範囲はフリーであり、したがって、レンズ５は、３６０度の任意の方向を向くことができる。これに対して、チルト旋回の動作範囲は、動作モード範囲に制限されている。動作モード範囲は前述のように、チルト角度が０度〜９０度の範囲である。カメラ装置１は天井等に下向きに設置されているので、レンズ５は、真下から水平方向の範囲で回動できる。

次に、輸送モードの動作について説明する。上記の通常動作中に、外部コントローラが制御部９に、通常状態では使用しないチルト角度範囲（９０度〜１８０度）にレンズ５を向けられるようにチルト機構４３の動作範囲を拡大する指令を出す。具体的には、外部コントローラから制御部９に、チルト角度範囲として、輸送モード範囲（０度〜１８０度）が書き込まれる（Ｓ１６）。これにより、チルト旋回の動作範囲が拡大する。

次に、外部コントローラから制御部９に、輸送位置のチルト角度（１８０度）が書き込まれる。この指示に従い、制御部９が、チルト機構４３のチルトモータ４５を制御し、レンズ５を輸送位置へと移動させ、待避させる（Ｓ１８）。レンズ５は、真上（ドーム天頂の反対）を向く。レンズ５が輸送位置へ移動すると、電源がオフにされる（Ｓ２０）。これにより、レンズ５がが輸送位置に固定される。カメラ装置１は、この状態で天井から取り外され、輸送される。

ここで、輸送中にカメラ装置１が落下して、衝撃が加わったとする。本実施の形態では、重量の大きいレンズ前部（前玉レンズ１９）がメカシャーシ３１の近傍に位置している。したがって、メカシャーシ３１にかかるレンズ５の慣性力が小さく、メカシャーシ３１の変形も小さい。これにより、レンズ５や駆動部９などの筐体３との干渉を回避することができる。

以上に本発明の第１の実施の形態に係るカメラ装置１について説明した。本実施の形態によれば、制御部９が、輸送モードにて、駆動部７を制御し、動作モード範囲の外の輸送位置へとレンズを退避させる。これにより、慣性の大きいレンズ前部を、通常動作では使用しないチルト範囲に移動できる。レンズ前部を、振動および衝撃の影響が小さくなる場所へと移動して、レンズ５の慣性力による負荷を低減できる。したがって、輸送時の振動および衝撃に伴うレンズ５および駆動部７の破損を防止でき、輸送時の故障を防止することができる。

また、本実施の形態によれば、制御部９は、輸送モードでは、レンズ５の前部が筐体外面付近から離れて筐体内部に移動するようにレンズ５を旋回させる。これにより、輸送モードでは、重量の大きいレンズ５の前部が筐体外面付近から離れて筐体内部に位置するので、レン５ズの慣性力による負荷を低減し、輸送時の振動および衝撃に伴うレンズ５および駆動部７の破損を防止でき、輸送時の故障を防止することができる。

次に、図５および図６は、本発明の第２の実施の形態に係るカメラ装置を示している。第２の実施の形態のカメラ装置５１は、第１の実施の形態のカメラ装置１に加えて、レバー５３とカム機構５５とを備えている。これらの構成は、以下に説明するように、駆動部７のストッパー機構として機能し、これにより駆動部７の補強手段として機能する。

なお、図５および図６では、図面を見やすくするために、部品が適宜省略されている。しかし、本実施の形態のカメラ装置５１は、基本的に第１の実施の形態のカメラ装置１の全構成を備えており、さらに、図５および図６のレバー５３とカム機構５５とを備えている。

図５において、レバー５３は、ストッパー部材であり、メカシャーシ３１のシャーシ壁４１に回動可能に取り付けられている。レバー５３は、シャーシ壁４１の壁面に沿って回動自在である。レバー５３の回動中心は、チルト軸の横に設定されている。また、レバー５３は、回動中心から、筐体３のベース部１１内まで延びている。そして、レバー５３の先端５７は、ベース部１１の内面に設けられた突当部５９の近傍に位置している。レバー５３が回動すると、後述するように、先端５７が突当部５９に突き当たり、レバー５３が筐体３を押圧する。突当部５９はストッパー部材の当接箇所に相当する。

なお、レバー５３は、その回動範囲でメカシャーシ３１等に干渉しないように適当に屈曲している。また、レバー５３の先端５７には、ゴム等の弾性部材が備えられている。

カム機構５５は、レンズ５のチルト旋回に連動してレバー５３を回動させるように構成されている。カム機構５５は、カムスリット６１と従動突起６３で構成されている。

カムスリット６１（カム溝）は、チルトギア４７に設けられている。カムスリット６１は、チルトギア４７の縁部に沿って設けられており、図示のように、チルト軸からの距離が場所によって変化する。従動突起６３は、レバー５３から突出しており、カムスリット６１に挿入されている。レンズ５がチルト旋回すると、カムスリット６１がチルト軸を中心に回転し、カムスリット６１に案内されて従動突起６３が移動し、レバー５３が回動する。

ここで、本実施の形態のカム形状の設定について説明する。図５は、レンズ５のチルト角度が９０度のときのカム位置およびレバー位置を示している。レンズ５のチルト角度が０度から９０度の範囲では、チルト軸からカムスリット６１までの距離が一定である。すなわち、カムスリット６１は、半径が一定の円弧である。したがって、チルト角度が０度から９０度の範囲では、カムスリット６１が回転しても、従動突起６３は動かず、レバー５３も回動しない。そして、図５に示されるように、レバー５３の先端５７は、筐体３の内面の突当部５９から離れている。

これに対し、レンズ５のチルト角度が９０度から１８０度の範囲では、チルト軸からカムスリット６１までの距離が短くなる。すなわち、カムスリット６１は、螺旋の一部を描いている。したがって、チルト角度が９０度から１８０度の範囲では、カムスリット６１が回転すると、従動突起６３がチルト軸に近づき、レバー５３が回動し、レバー５３の先端５７が突当部５９に近づく。図６はチルト角度が１８０度のときのカム位置およびレバー位置を示している。図示のように、チルト角度が１８０度に達したとき、レバー５３が突当部５９に突き当たる。

次に、本実施の形態のカメラ装置５１の動作を説明する。図７は、通常の動作モードから輸送モードまでの一連の動作を示している。

図７において、動作モードでのカメラ動作（Ｓ１０〜Ｓ１４）は、第１の実施の形態と同様である。起動後に初期動作が行われ、そして、通常動作が行われる。このとき、チルト角度は０度から９０度の範囲に制限される。この範囲では、上述したように、カム機構は、レバー５３を同じ位置に保持する。レバー５３は、チルト動作が阻害されないように、筐体３に干渉しない位置に保持される。

輸送モードでも、制御部９の制御下でのチルト機構４３の動作は、第１の実施の形態と同様である。チルト動作範囲が、動作モード範囲から輸送モード範囲へ拡張され（Ｓ１６）、レンズ５が輸送位置（チルト角度１８０度）へ移動される（Ｓ１８）。

ただし、本実施の形態では、レンズ５の旋回に連動して、さらに、メカロック動作が行われる。ここでは、前述したカム設定に従い、レンズ５のチルト角度が９０度を超えると、レバー５３が回動する。そして、レンズ５のチルト角度が１８０度に達すると、レバー５３の先端５７が、筐体３の突当部５９に突き当たる。このとき、レバー５３の先端５７に取り付けられた弾性部材により、動作ストロークの誤差が吸収され、レバー５３と突当部５９が確実に当接する。そして、レバー５３が突き当たることで、レバー５３が突張り部材として機能し、駆動部７のメカシャー３１を補強し、メカシャーシ３１の変形を抑制する。例えば、輸送時にカメラ装置１が落下したとしても、メカシャーシ３１の変形が小さくてすみ、破損が回避される。

以上に本発明の第２の実施の形態に係るカメラ装置５１について説明した。本実施の形態によれば、レンズ５が輸送位置へ旋回すると、補強手段が当接箇所に当接して駆動部７を補強するので、輸送時の振動および衝撃に伴うレンズおよび駆動部の故障をさらに好適に防止できる。

また、本実施の形態によれば、補強手段がストッパー部材とカム機構とで構成されており、カム機構が、レンズ５の回動に応じてストッパー部材を回動させて当接箇所に当接させる。したがって、カム機構を利用して、レンズ５の旋回に補強手段を好適に連動させることができる。

なお、上述の説明では、カムスリット（カム溝）が、チルトギアに設けられていた。しかし、カムスリットは、レンズ５と共に回動する任意の他の部材に設けられてもよい。カムスリット６１は、例えば、レンズ支持部材２１に設けられてもよい。また、カムスリット６１は別の円板等に設けられてもよい。

また、上述の説明では、ストッパ機構が、アクチュエータとしてカムを備えていた。これに対して、リンクやモータなどの他の種類のアクチュエータが備えられてもよい。そして、他の種類のアクチュエータにより、ストッパーの位置が切り替えられ、駆動メカが保持されてもよい。例えば、モータがストッパー部材を動かして筐体に突き当ててもよい。

また、上述の実施の形態では、１つのストッパー部材（レバー５３）が備えられた。これに対して、ストッパー部材は２つでもよく、さらに多くてもよい。これにより、補強効果を増大できる。

また、上述の第１および第２の実施の形態では、パン機構３３およびチルト機構３５が、ギヤを備えていた。これに対して、ベルトなどの他の駆動機構が設けられてもよい。

また、本発明は監視カメラ装置に限定されず、他の種類のカメラ装置に適用されてもよい。

その他、本発明は上述の実施の形態に限定されず、当業者が本発明の範囲内で上述の実施の形態を変形可能なことはもちろんである。

以上のように、本発明にかかるカメラ装置は、輸送時の振動および衝撃による故障を好適に防止できるという効果を有し、監視カメラ装置等として有用である。

本発明の第１の実施の形態におけるカメラ装置の断面図 本発明の第１の実施の形態におけるカメラ装置の断面図 動作モード範囲および輸送モード範囲を示す図 本発明の第１の実施の形態におけるカメラ装置の動作を示すフロー図 本発明の第２の実施の形態におけるカメラ装置の断面図 本発明の第２の実施の形態におけるカメラ装置の断面図 本発明の第２の実施の形態におけるカメラ装置の動作を示すフロー図

符号の説明

１ カメラ装置
３ 筐体
５ レンズ
７ 駆動部
９ 制御部
１１ ベース部
１３ ドームカバー
１５ カメラ
１９ 前玉レンズ
２１ レンズ支持部材
３１ メカシャーシ
３３ パン機構
３５ パンモータ
３７ パンギア
４１ シャーシ壁
４３ チルト機構
４５ チルトモータ
４７ チルトギア

Claims (4)

1. レンズと、
   前記レンズをチルト旋回する駆動部と、
   前記駆動部によるチルト旋回の旋回角度を制御する制御部とを備え、
   前記制御部は、動作モード範囲で前記レンズを旋回させる動作モードに加えて、前記動作モード範囲の外の輸送位置へ前記レンズを退避させる輸送モードで、前記レンズのチルト旋回を制御することを特徴とするカメラ装置。
2. 前記制御部は、前記輸送モードでは、前記レンズの前部が筐体外面付近から離れて筐体内部に移動するように前記レンズを旋回させることを特徴とする請求項１に記載のカメラ装置。
3. 前記駆動部に設けられ、前記輸送モードにて、前記レンズのチルト旋回に連動してカメラ内の当接箇所に当接し、前記駆動部を補強する補強手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載のカメラ装置。
4. 前記補強手段は、回動可能なストッパー部材と、前記レンズの回動に応じて前記ストッパー部材を回動させて前記当接箇所に当接させるカム機構と、を備えたことを特徴とする請求項３に記載のカメラ装置。

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