JP2009288642A - 雲台付き撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 パンチルトカメラにおいて、撮像系ユニットから外部へ信号伝達するフレキシブル配線基板は、パンチルト動作に伴う移動・変化量を吸収するため渦巻状巻き配線構造をとる事がある。当構造は、組立性に難があり、巻き量のバラツキや配線位置にズレが生じやすい。これはフレキシブル配線基板の移動・変化量に影響を与えるため、当該部の耐久性能の安定性を低下させる問題がある。
【解決手段】 フレキシブル配線基板に、カメラ内部構造の配線経路に適した曲げ及び突起形状を付加する。渦巻状巻きを開始・終了する部分に曲げ・突起形状を設け内部部品によって規制することで、渦巻状巻きに必要な配線長を規定することができる。また経路に対する配線長も曲げ・突起形状で規定することで、フレキシブル配線基板の配線位置がずれることがない。
【選択図】 図1

Description

本発明は雲台付き撮像装置において、フレキシブル基板のパン・チルト回転に伴う移動及び変形量を規定する内部配線構造に関するものである。

雲台付き撮像装置の内部配線構造に関する従来例として、特許文献１に記載された「雲台付きカメラ装置」がある。これは雲台付きカメラ装置において、カメラユニットからの映像信号を伝達するケーブル等をパン・チルト回転軸周りに渦巻状に巻いて配線することで、パン・チルト駆動に伴うケーブルの変形を吸収し、よじれや断線を防止するものである。
特開２００２−４０５５３号公報

雲台付き撮像装置は、撮像光学系及び撮像素子を含むカメラユニット部がパン・チルト回転を行うため、撮像信号を外部へ伝達するケーブルはパン・チルト駆動に伴いよじれや曲げ等の変形を生じる。ケーブルの変形は、雲台駆動部への負荷およびケーブル自体の断線の要因となり、撮像装置の耐久性を良くなくさせることがある。

ケーブルの変形を緩和する方法として、パン・チルト回転軸周りに渦巻状にケーブルを巻く配線構造が挙げられる。この配線構造は、パン・チルト回転に伴うケーブルの変形量をケーブル渦巻状配線径の変動によって吸収することが可能なため、ケーブル負荷の軽減やケーブル変形方向及び範囲の規定に有効である。

前記ケーブルは撮像装置の小型化や省コスト及びパン・チルト動作の負荷軽減のためフレキシブルフラットケーブル（以下ＦＦＣ）が使用される事が多いが、ＦＦＣの渦巻状配線構造は、パン・チルト回転軸周りへのＦＦＣの巻き作業が必要なため組立性が良くない。またパン・チルト回転軸周りの巻き量は組立作業によってバラツキが生じやすく、それに起因して撮像装置自体の耐久性能にもバラツキが生じていた。

前記巻き量のバラツキをなくすために、ＦＦＣに対し配線長を規定するマーキングを行う、あるいは折りを加えるといった手段が従来からとられてきた。しかし、このような手段は、特にFFCを複数重ねて配線する場合において、撮像装置の複雑な内部配線経路や、渦巻状配線構造によって生じる内周側と外周側の巻き量の差によってズレやたるみを生じるため、根本的な解決手段とはなりえなかった。

雲台付き撮像装置の撮像信号をカメラユニット外部へ伝達する手段として、フレキシブル基板を使用する。フレキシブル基板はＦＦＣやその他のケーブル類と異なり、形状を自由に設計可能である。渦巻状配線構造の巻き開始部あるいは終了部、少なくとも１箇所において、前記フレキシブル基板に曲げあるいは突起形状を設けて、内部部品で固定できるように構成することで、前記渦巻状配線構造の巻きに必要な配線長をズレなく規定することが可能である。

本発明は、撮像光学系と撮像素子を含むカメラユニットと、カメラユニットをパン・チルト方向に少なくとも１方向回転可能な雲台装置と、撮像信号をカメラユニット外部へ伝達するフレキシブル基板を有する雲台付き撮像装置において、
前記フレキシブル基板は、パン・チルト回転軸周りに渦巻状に巻かれ、前記巻きに必要な配線長は、前記フレキシブル基板に形成された曲げあるいは突起形状によって規定され、前記曲げあるいは突起形状は撮像装置の内部部品構造によって規制されることを特徴とする雲台付き撮像装置である。

前記カメラユニットからの撮像信号の伝達がフレキシブル基板１つでは足りない場合、複数重ねて配線することがある。その際、フレキシブル基板の重ね順により、渦巻状配線構造において内周側へ配置されるものと外周側へ配置されるものでは、同数巻くために必要な配線長は外周側がわずかに長くなる。前記必要な配線長の違いは、渦巻状配線構造においてたるみやズレを生じる。よって複数のフレキシブル基板は必要な配線長の差を考慮して、それぞれ異なった位置に巻きに必要な配線長を規定する曲げまたは突起形状を設けなくてはならない。

本発明におけるフレキシブル基板は、複数重ねた状態でパン・チルト回転軸周りに渦巻状に巻かれ、前記曲げあるいは突起形状は、渦巻状配線構造によって生じる内周側と外周側の必要な配線長の差に基づき、複数のフレキシブル基板において各々形成される位置が異なることを特徴とする。

前記フレキシブル基板は、渦巻状配線構造部の他にも撮像装置筐体内部の配線経路に適した曲げ形状を有することで、組立性が向上する。但し、フレキシブル基板は所定のサイズの原版より作成するため、コの字のように囲われる形状をとると、隣接して配置することが困難となりコスト面で不利となる。フレキシブル基板の曲げおよび突起形状は階段形状のように隣接して配置できる形状をとることが望ましい。

本発明のフレキシブル基板は、筐体内部構造の配線経路に対し配線長を規定する曲げ形状を有し、前記曲げ形状は階段形状であることを特徴とする。

前記のような階段形状を有したフレキシブル基板において、雲台付き撮像装置のチルト回転軸周りの部品及び配線構造は下記のようになる。

本発明の雲台付き撮像装置のチルト回転軸は、前記フレキシブル配線基板が通過し得る中空部及びスリット形状を有し、
前記フレキシブル配線基板の突起形状は、フレキシブル配線基板をチルト回転軸周りに所定の巻き数を巻いた後、前記中空部及びスリット部に挿入固定することで巻きに必要な配線長を規定し、
前記フレキシブル配線基板の曲げ形状は、前記突起形状と反対方向に曲がり、折り返して中空部及びカメラユニットへ収納する配線構造としたことを特徴とする。

前記のような階段形状を有したフレキシブル基板において、雲台付き撮像装置のパン回転軸周りの部品及び配線構造は下記のようになる。

本発明の雲台付き撮像装置は、パン回転軸周りに前記フレキシブル配線基板の配線及び移動範囲を規定する収納部品を有し、
前記収納部品はフレキシブル配線基板が通過し得るスリット部及びフレキシブル配線基板を固定するポケット形状部を有し、
前記フレキシブル配線基板の曲げ形状は、フレキシブル配線基板をパン回転軸周りに所定の巻き数を巻いた後、前記収納部品のスリット部を通過し曲げ隅部を固定し、ポケット形状部において曲げ角部を固定することで巻きに必要な配線長を規定する配線構造としたことを特徴とする。

本発明によれば、フレキシブル配線基板に、カメラ内部構造の配線経路に適した曲げ及び突起形状を付加し、渦巻状巻きを開始・終了する部分に曲げ・突起形状を設け内部部品によって規制することで、渦巻状巻きに必要な配線長を規定することができる。また経路に対する配線長も曲げ・突起形状で規定することで、フレキシブル配線基板の配線位置がずれることがない。

次に、本発明の詳細を実施例の記述に従って説明する。

以下に、本発明の実施の形態を添付の図面に基づいて詳細に説明する。

図１に本発明の実施形態における構成図を示す。図１は雲台付き撮像装置におけるフレキシブル基板の配線構造及び配線長を規定する内部部品構成を示したものである。

本撮像装置におけるカメラユニット部は、撮像光学系及び撮像素子を含む撮像ユニット１、撮像ユニット１からの電気信号を撮像信号に変換する基板２、撮像ユニット１と基板２を収納するカメラ外装３で構成される。カメラユニット部から外部へ撮像信号を伝達するフレキシブル基板７は、チルト回転軸１２の内部を通過した後、渦巻状配線構造７ａを形成し、チルト回転に伴うフレキシブル基板７の移動及び変形を吸収する。

フレキシブル基板７は、渦巻状配線構造７ａを形成した後、雲台外装４の内部リブ構造及びフレキシブル基板固定部品５に沿うように、パン回転軸８付近まで配線される。駆動部品６の中央を通過したフレキシブル基板７は、パン回転軸８周りに渦巻状配線構造７ｂを形成し、パン回転に伴うフレキシブル基板７の移動及び変形を吸収する。

パン回転軸８周りの渦巻状配線構造７ｂは、フレキシブル基板７の移動・変形範囲及び巻きに必要な配線長を規定する収納部品１０に収納される。収納部品１０にはフレキシブル基板７が外部へ通過できるスリット部があり、かつ雲台部及びカメラユニット部を支えるベース板金１１に接続される。スリット部を通過し外部へ出たフレキシブル基板７はベース板金１１下部に配置されている基板９へ接続される。基板９は雲台付き撮像装置の電源回路及びカメラユニット部からの撮像信号を外部へ映像信号として出力する。

以上が本発明における、雲台付き撮像装置における全体構成である。次に、本発明がとるパン・チルト回転軸における渦巻状配線構造及びフレキシブル基板形状について詳細に説明する。

図２に本発明におけるフレキシブル基板形状の詳細図を示す。撮像ユニット１からの電気信号を撮像信号に変換する基板２に接続するコネクタ部が１０１、電源回路及びカメラユニット部からの撮像信号を外部へ映像信号として出力する基板９に接続するコネクタ部が１０８となる。パン・チルト回転軸周りの配線長を規定する、および筐体内部の配線経路に適した曲げ、突起形状が１０２から１０７となる。

図３に本発明におけるチルト回転軸周りの渦巻状配線構造７ａの詳細を示す。チルト回転軸１２は、フレキシブル基板７が通過しうる幅のスリット部１２ａ及び中空部１２ｂを有している。雲台外装４の内部リブ構造を沿って配線されたフレキシブル基板７はチルト回転軸１２周りに所定の回数で渦巻状に巻かれる。

巻かれた後、フレキシブル基板７の曲げ部１０２をチルト回転軸１２のスリット部１２ａへ通し、さらに突起部１０３を中空部１２ｂへ挿入する。スリット部１２ａの深さは、フレキシブル基板７の幅より大きく、かつフレキシブル基板７と突起部１０３の突起長を足し合わせた幅より小さく形成されており、突起部１０３を挿入することで固定することが可能なような構造となっている。

コネクタ部１０１は図２に示すように、曲げ部１０２からカメラユニットとは反対方向へ形成されており、曲げ部１０２において折り返してチルト回転軸中空部１２ｂを通過し、カメラユニット内部へ収納される構造となっている。カメラユニット内部へ収納されたフレキシブル基板７のコネクタ部１０１は基板２と接続される。

フレキシブル基板７を複数重ねて配線する場合、前記渦巻状配線構造７ａの外周側と内周側に配置されるフレキシブル基板７において必要な配線長が異なる。外周側に配置されるフレキシブル基板７は渦巻状配線径、巻き数及びフレキシブル基板７の厚みから算出される配線長差分だけ内周側より長くなる。よって外周側に配置するフレキシブル基板７は図２における曲げ部１０２から１０４までの区間長において、配線長差分だけ長く設定する必要がある。

このように構成すると、チルト回転軸周りの渦巻状配線構造の巻きに必要な配線長が規定でき、かつチルト回転に伴いフレキシブル基板７がずれることもないため、当該部の耐久性が安定化する。

図４に本発明におけるパン回転軸８周りのフレキシブル基板７の固定構造を示す。フレキシブル基板７は曲げ部１０５において、フレキシブル基板固定部品５及びフレキシブル基板固定部品１３によって曲げ隅部及び角部を固定され、パン回転軸８周りの渦巻状配線構造の巻き開始位置を規定される。またフレキシブル基板固定部品５は雲台外装４の内部リブ構造とフレキシブル基板７を挟み込むことで内部配線経路を規定する。フレキシブル基板７は曲げ部１０４により方向を変更し、前記チルト回転軸側へ配線される。

図５に本発明におけるパン回転軸８周りの渦巻状配線構造７ｂの詳細を示す。前記曲げ部１０５において、フレキシブル基板固定部品５及び１３によって巻き開始位置を規定されたフレキシブル基板７は、パン回転軸８周りに所定の回数で渦巻状に巻かれる。

渦巻状に巻かれたフレキシブル基板７は、渦巻状配線の移動及び変形範囲を規定する収納部品１０に収納され、雲台付き撮像装置における内部部品と干渉しないように保護される。収納部品１０はフレキシブル基板７が通過しうるスリット部１０ａ及びフレキシブル基板７を固定するポケット形状部１０ｂを有している。

所定の回数で渦巻状に巻かれたフレキシブル基板７は、スリット部１０ａを通過し収納部品１０の外部へ配線される。フレキシブル基板７は曲げ隅部１０６がストッパーとなることで、パン回転に伴い規定の配線長以上に収納部品１０に引き込まれることがない。

また、スリット部１０ａを通過したフレキシブル基板７は、収納部品１０外側に配置されたポケット形状部１０ｂに曲げ角部１０７が収納固定される。これにより曲げ角部１０７に対しポケット形状部１０ｂがストッパーとなることで、パン回転に伴い規定の配線長以上に収納部品１０から押し出されることがない。図５に収納部品１０の内部に配線されたフレキシブル基板７の渦巻状配線構造を示す。

フレキシブル基板７を複数重ねて配線する場合、前記渦巻状配線構造７ｂの外周側と内周側に配置されるフレキシブル基板７において必要な配線長が異なる。外周側に配置されるフレキシブル基板７は渦巻状配線径、巻き数及びフレキシブル基板７の厚みから算出される配線長差分だけ内周側より長くなる。よって外周側に配置するフレキシブル基板７は図２における曲げ部１０５から１０６までの区間長において、配線長差分だけ長く設定する必要がある。

このように構成すると、パン回転軸周りの渦巻状配線構造の巻きに必要な配線長が規定でき、かつパン回転に伴いフレキシブル基板７がずれることもないため、当該部の耐久性が安定化する。

フレキシブル基板７の形状は、所定の原版において隣接して配置可能なように考慮し、突起形状部１０３以外の曲げ部は階段形状に構成することが望ましい。前記チルト回転軸１２周りの渦巻状配線構造７ａは、パン回転軸周りにも適用しても構わないし、前記パン回転軸８周りの渦巻状配線構造７ｂは、チルト回転軸周りにも適用しても構わない。これらの配線構造を最適に応用することでフレキシブル基板７の形状を階段形状に構成することが可能である。

なお、図６は、収納部品内部のフレキシブル基板渦巻状配線構造図である。

最後に図７に示すように、フレキシブル基板７のコネクタ部１０８は、ベース板金１１を通過し基板９へ接続する。以上のように構成すると、フレキシブル基板７においてパン・チルト回転に伴い移動・変形する配線区画、及び配線長が規定可能である。よって組立時の発生しうるズレやたるみに依存せず、耐久性を安定化させることが可能である。

雲台付き撮像装置におけるフレキシブル基板の全体構成図 フレキシブル基板形状図 チルト回転軸周りの渦巻状配線構造図 パン回転軸周りのフレキシブル基板固定構造図 パン回転軸周りの渦巻状配線構造図 収納部品内部のフレキシブル基板渦巻状配線構造図 雲台付き撮像装置の配線接続図

符号の説明

１ 撮像レンズユニット
２ カメラ基板
３ カメラユニット外装
４ 雲台外装
５ フレキシブル基板固定部品
６ 駆動部品
７ フレキシブル基板
７ａ チルト渦巻状配線構造
７ｂ パン渦巻状配線構造
８ パン回転軸
９ 電源基板
１０ フレキシブル基板収納部品
１０ａ スリット部
１０ｂ ポケット形状部
１１ ベース板金
１２ チルト回転軸
１２ａ スリット部
１２ｂ 中空部
１３ フレキシブル基板固定部品

Claims (5)

1. 撮像光学系と撮像素子を含むカメラユニットと、カメラユニットをパン・チルト方向に少なくとも１方向回転可能な雲台装置と、撮像信号をカメラユニット外部へ伝達するフレキシブル基板を有する撮像装置において、
   前記フレキシブル基板は、パン・チルト回転軸周りに渦巻状に巻かれ、前記巻きに必要な配線長は、前記フレキシブル基板に形成された曲げあるいは突起形状によって規定され、前記曲げあるいは突起形状は撮像装置の内部部品構造によって規制されることを特徴とする雲台付き撮像装置。
2. 前記フレキシブル基板は、複数重ねた状態でパン・チルト回転軸周りに渦巻状に巻かれ、前記曲げあるいは突起形状は、渦巻状配線構造によって生じる内周側と外周側の巻きの必要な配線長の差に基づき、複数のフレキシブル基板において各々形成される位置が異なることを特徴とする請求項１に記載の雲台付き撮像装置。
3. 前記フレキシブル基板は、筐体内部構造の配線経路に対し配線長を規定する曲げ形状を有し、前記曲げ形状は階段形状であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の雲台付き撮像装置。
4. 前記チルト回転軸は、前記フレキシブル基板が通過し得る中空部及びスリット形状を有し、
   前記フレキシブル基板の突起形状は、フレキシブル基板をチルト回転軸周りに所定の巻き数を巻いた後、前記中空部及びスリット部に挿入固定することで巻きに必要な配線長を規定し、
   前記フレキシブル基板の曲げ形状は、前記突起形状と反対方向に曲がり、折り返して中空部及びカメラユニットへ収納する配線構造としたことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の雲台付き撮像装置。
5. 前記パン回転軸周りに前記フレキシブル基板の配線及び移動範囲を規定する収納部品を有し、
   前記収納部品はフレキシブル基板が通過し得るスリット部及びフレキシブル基板を固定するポケット形状部を有し、
   前記フレキシブル基板の曲げ形状は、フレキシブル基板をパン回転軸周りに所定の巻き数を巻いた後、前記収納部品のスリット部を通過し曲げ隅部を固定し、ポケット形状部において曲げ角部を固定することで巻きに必要な配線長を規定する配線構造としたことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の雲台付き撮像装置。

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