JP2010276636A

JP2010276636A - 撮像装置

Info

Publication number: JP2010276636A
Application number: JP2009126044A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Ide; 寛之井手
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2009-05-26
Filing date: 2009-05-26
Publication date: 2010-12-09

Abstract

【課題】交通や風などの外力の影響を受ける環境に設置しても、画像揺れの少ないパンチルト機構を得る。
【解決手段】雲台部２の縁部はころがり部材４１を介して、固定部１に設けた受け部４２に接しており、雲台部２ところがり部材４１の間に弾性部材４３が介在されている。弾性部材４３は弾性変形により、常時反力が発生する状態になるように設定されている。ころがり部材４１は弾性部材４３の反力によって、ころ受け部４２側に常に付勢され、がたつきが防止されている。
この構成により、静止時に雲台部２に外力が加わった場合に、ころがり部材４１が弾性部材４３によってころ受け部４２の方向に付勢されるので、雲台部２の揺れを抑え画像ぶれが生ずることはない。
【選択図】図３

Description

本発明は、撮影手段をパン（水平）方向、チルト（垂直）方向への駆動を行い、静止画又は動画を撮影するための固定型のパンチルトカメラ等の撮像装置に関するものである。

従来、パンチルトカメラの回転は、回転軸を中心に回転するように構成されている。

また特許文献１では、カメラユニット部が大きく傾き、撮影方向が変わってしまうことを防ぐために、カメラユニット部の傾きを規制する部材を離れた位置に配置することで、カメラユニット部が大きく傾くことを規制している。

特開２００２―４０５５３号公報

上述のような従来例によれば、カメラユニット部と規制部材は僅かに離れた位置に配置されている。しかし、屋外などでパンチルトカメラが風や車両の通行など振動によって外力の影響を受ける設置環境下では、その僅かな隙間によりカメラユニット部が振動してしまう。撮影時に、特に撮影レンズの焦点距離が長くなった場合などは、僅かな振動でも激しい画像揺れが生じ易い。

本発明の目的は、上述の問題点を解消し、交通や風などの外力の影響を受ける環境に設置されても、監視やモニタリングに適した画像揺れの少ない画像が得られる撮像装置を提供することにある。

上記目的を達成するための本発明に係る撮像装置は、固定部と、該固定部に対しパン軸を中心にパン方向に回転しカメラユニット部を支持する雲台部と、該雲台部に対しチルト軸を中心にチルト方向に回転するカメラユニット部と、前記雲台部を回転させる雲台駆動手段と、前記カメラユニット部を回転させるカメラ駆動手段と、前記雲台部と前記固定部との間及び（又は）前記カメラユニット部と前記雲台部との間に介在し付勢手段を備えた緩衝機構とを有することを特徴とする。

本発明に係る撮像装置によれば、レンズユニットが固定されるカメラユニット部の揺れを低減し、画像揺れを防止し、監視やモニタリングにより適した画像が得られる。

実施例１の斜視図である。実施例１の断面図である。実施例１の部分拡大断面図である。実施例１の変形例の斜視図である。実施例２の断面図である。実施例２の変形例の断面図である。

本発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明する。

図１は可動雲台付き監視カメラ装置の斜視図である。固定部１上に、雲台部２がパン回転軸を中心に水平回転可能に構設され、雲台部２上にカメラユニット部３が垂直回転可能に設けられている。そして、カメラユニット部３にレンズユニット４が設けられている。

図２は前方から見た断面図であり、カバーの一部や機構の一部は断面として示し、一部公知のものや説明上、不要なものは省略して描いている。

雲台部２を固定部１に対して作動する機構台１０は固定部１内に配置され、上下方向を向くパン軸１１が回動自在にパン軸受１２により軸支されている。パン軸１１の上部は雲台部２に圧入などで固設され、パン軸１１の下部はスプリングリング１４によって機構台１０に対する抜け止めが施されており、雲台部２は固定部１に対してパン軸１１を中心にパン方向に回転可能にされている。

パン軸１１にはウォームホイール１５が固定され、ウォームホイール１５にはウォーム１６が螺合されている。機構台１０に固定されたステップモータ１７の動力がモータピニオン１８からウォーム１６に同軸に構成されたプーリ１９、ベルト２０を介してウォーム１６に伝達されている。このステップモータ１７の動力により回転するウォーム１６の回転によって、雲台部２をパン方向に回転運動させるようになっている。

雲台部２上には、カメラユニット部３を支える第１支柱２１、第２支柱２２が設けられている。これらの第１支柱２１、第２支柱２２内において、カメラユニット部３の第１チルト軸２３、第２チルト軸２４がそれぞれ第１チルト軸受２５、第２チルト軸受２６に嵌合して、カメラユニット部３は雲台部２に対してチルト方向に回動自在とされている。

第１チルト軸２３にウォームホイール２７が固定され、ウォームホイール２７を駆動するステップモータ２８、モータピニオン２９、ベルト３０、プーリ３１、ウォーム３２などの雲台駆動手段は、第１支柱２１内に配置されている。

第１支柱２１に固定されたステップモータ２８の動力は、モータピニオン２９からウォーム３２に同軸に構成されたプーリ３１にベルト３０を介して伝達され、ウォーム３２を回転させる。ウォームホイール２７はステップモータ２８の動力で回転するウォーム３２により回転し、第１チルト軸２３、第２チルト軸２４及びカメラユニット部３を回転運動させる。また、このカメラ駆動手段は第２支柱２２側に設けても支障はない。

レンズユニット４と第１電気回路基板３３は、図示しない板金や合成樹脂などの構造体を介して、カメラユニット部３に固定されている。レンズユニット４は公知の撮影光学系と撮像素子とから構成され、撮像素子と第１電気回路基板３３は信号ケーブル３４により接続され、撮像素子の出力は第１電気回路基板３３を介して電気処理を経て撮像した画像を出力する。

第１電気回路基板３３の出力は機構台１０に固定されている第２電気回路基板３５に接続され、第２電気回路基板３５の出力は信号ケーブル３６を経由して、ステップモータ１７、２８に接続されている。

第２電気回路基板３５には、電源や制御回路、内部配線用コネクタ、各種外部インタフェイスなどが実装されている。制御回路としては、マルチプロセッサユニット、モータドライバ、メモリ画像処理ユニットが用いられている。外部インタフェイスには、電源入力端子、画像出力ポート、外部制御通信ポートなどがある。

図３は固定部１と雲台部２とのパン軸１１を中心とする円形の接続部分に設けた緩衝機構の部分拡大断面図である。即ち、雲台部２の縁部はころがり部材４１を介して、固定部１の開口を一周して設けたころ受け部４２に接しており、雲台部２ところがり部材４１の間に弾性部材４３が介在されている。ころがり部材４１はころ４１ａ、回転軸４１ｂ、保持部材４１ｃから構成され、弾性部材４３は例えばゴム、フェルト、ばねなどから成り、接着などによって固定されている。なお、４４は固定部１と雲台部２の隙間を覆うカバーである。

弾性部材４３は弾性変形により、常時反力が発生する状態になるように設定されている。ころがり部材４１は弾性部材４３の反力によって、ころ受け部４２側に常に付勢され、がたつきが防止されている。また、ころがり部材４１はパン軸１１の回転に対する回転負荷を小さくしている。

雲台部２と固定部１が、弾性部材４３の反力を受ける個所、及びころがり部材４１ところ受け部４２が接触する個所は、雲台部２の回転周縁部、又はその近傍にあり、パン軸１１から一定距離の個所にある。

この構成により、静止時に雲台部２に外力が加わった場合に、ころがり部材４１が弾性部材４３によってころ受け部４２の方向に付勢されるので、雲台部２の揺れを抑えることができる。

また、雲台部２の回転運動時も、弾性部材４３によってころがり部材４１がころ受け部４２の方向に付勢されているため、低速で回転運動をしながら撮影しているなど、モータなどの振動の影響がある場合でも、画像揺れが少ない画像を撮影することができる。

なお実施例では、弾性部材４３ところがり部材４１を雲台部２に、ころ受け部４２を固定部１に配置しているが、ころがり部材４１ところ受け部４２を逆に配置しても同様の効果がある。

更に、ころがり部材４１と弾性部材４３は、図４の変形例に示すような板ばね４５によっても代用が可能である。

図２に示すように、同様の緩衝機構が雲台部２とカメラユニット部３の間に設けられている。つまり、ころがり部材５１が第２チルト軸２４の近傍に配置され、弾性部材５２は第２チルト軸２４から一定距離離れた個所の雲台部２に接着などによって固定されていて、弾性部材５２の弾性変形により、常に反力が発生する状態にされている。ころがり部材５１は弾性部材５２の反力によって、カメラユニット部３の側面に常に付勢され、がたつきが防止されている。

雲台部２とカメラユニット部３がころがり部材５１を介して接する個所は、第２チルト軸２４から一定距離の個所にあり、ころがり部材５１は第２チルト軸２４の回転に対する回転負荷を小さくしている。

この構成により、静止時にカメラユニット部３に外力が加わった場合に、弾性部材５２によってころがり部材５１がカメラユニット部３の方向に付勢され、カメラユニット部３の揺れを抑えることができる。

また、カメラユニット部３の回転運動時も、弾性部材５２によってころがり部材５１がカメラユニット部３に付勢されている。そのため、カメラユニット部３が低速で回転運動しながら撮影しているなど、モータなどの振動の影響がある場合でも、画像揺れが少ない画像を撮影することができる。

図５は実施例２の断面図であり、図２と同一の符号は同一の部材を示している。

雲台部２の基部は内歯車６１とされ、その上に第１支柱２１、第２支柱２２が構設されている。パン軸１１は内歯車６１に固定され、内歯車６１の内歯６１ａには、ステップモータ６２の動力で回転するモータピニオン６３が噛合し、モータピニオン６３の回転によって、内歯車６１を介して雲台部２はパン方向に回転するようになっている。

ステップモータ６２は機構台１０上に設けた可動のモータ固定用板金６４に固定されている。モータ固定用板金６４は機構台１０に固定の止め板６５に対して図５の左右の矢印の方向にコイルばね６６により付勢され、モータピニオン６３が内歯車６１を内側から外側に向けて付勢しており、モータピニオン６３は動力伝達手段と付勢手段を兼ねている。

雲台部２と固定部１がコイルばね６６の反力を受ける個所、及び内歯車６１とモータピニオン６３の接触する個所は、雲台部２の回転周縁部の近傍にあり、パン軸１１から一定距離の個所にある。

この緩衝機構においては、静止時に雲台部２に外力が加わった場合に、コイルばね６６によってモータピニオン６３が内歯車６１の方向に付勢されるので、雲台部２の揺れを抑えることができる。また、雲台部２の回転運動時も、コイルばね６６によってモータピニオン６３が内歯車６１の方向に付勢されている。そのため、低速で回転運動しながら撮影しているモータなどによる振動の影響がある場合でも、画像揺れの少ない画像を撮影することができる。

また、第１支柱２１には第１チルト軸２３が、第２支柱２２には第２チルト軸２４が設けられ、第１チルト軸２３はカメラユニット部３に設けた内歯車６７と第１支柱２１に設けられた軸受６８に支承され、第２チルト軸２４は第２チルト軸受２６に嵌合されている。第１チルト軸２３は内歯車６７の中心に挿通され、内歯６７ａにはステップモータ６９のモータピニオン７０が噛み合って、内歯車６７を回転するようにされている。

ステップモータ６９は第１主柱２１に取り付けられた可動のモータ固定用板金７１に固定されている。モータ固定用板金７１は上下の矢印の方向に摺動可能に、コイルばね７２により付勢され、モータピニオン７０が常に内歯車６７の内歯６７ａに接するように止め板７３に対して付勢されている。

この緩衝機構においては、雲台部２とカメラユニット部３がコイルばね７２の反力を受ける個所、及び内歯車６７とモータピニオン７０の接触する個所は、第１チルト軸２３から一定距離の個所にある。

この構成により、静止時にカメラユニット部３に外力が加わった場合に、コイルばね７２によってモータピニオン７０が内歯車６７の方向に付勢されているので、カメラユニット部３の揺れを抑えることができる。

また、カメラユニット部３の回転運動時も、コイルばね７２によってモータピニオン７０が内歯車６７に付勢されているため、低速で回転運動しながら撮影しモータなどの振動の影響がある場合でも、画像の揺れの少ない画像を撮影することができる。また、駆動手段の取り付けは第２支柱２２側にしても支障はない。

本実施例で用いている内歯車６１、６７とモータピニオン６３、７０との２個所の組み合わせは、それぞれローラの組み合わせなどでも代用が可能である。

図６は実施例２の変形例であり、ステップモータ６２とモータピニオン６３は内歯車６１に対して固定とし、モータピニオン６３の反対側に、内歯車６１の内歯６１ａに噛合するピニオン７４が軸７５により軸支されている。軸７５は移動板金７６により支持され、コイルばね７７により内歯６１ａの方向に付勢するようにしてもよい。

この構成により、静止時に雲台部２に外力が加わった場合に、ピニオン７４が内歯車６１ａの方向に付勢されているので、雲台部２が低速で回転運動中にモータなどの振動の影響がある場合でも、画像揺れの少ない画像を撮影することができる。

以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されないことは云うまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

１固定部
２雲台部
３カメラユニット部
４レンズユニット
１０機構台
１１パン軸
１５ウォームホイール
１７、２８、６２、６９ステップモータ
２１第１支柱
２２第２支柱
２３第１チルト軸
２４第２チルト軸
２５第１チルト軸受
２６第２チルト軸受
４１ころがり部材
４２ころ受け部
４３弾性部材
４５板ばね
６１、６７内歯車
６３、７０モータピニオン
６６、７２、７７コイルばね
７４ピニオン

Claims

固定部と、該固定部に対しパン軸を中心にパン方向に回転しカメラユニット部を支持する雲台部と、該雲台部に対しチルト軸を中心にチルト方向に回転するカメラユニット部と、前記雲台部を回転させる雲台駆動手段と、前記カメラユニット部を回転させるカメラ駆動手段と、前記雲台部と前記固定部との間及び（又は）前記カメラユニット部と前記雲台部との間に介在し付勢手段を備えた緩衝機構とを有することを特徴とする撮像装置。
前記緩衝機構は前記雲台駆動手段及び（又は）カメラ駆動手段の動力伝達手段を兼ねることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
前記付勢手段は前記動力伝達手段を付勢することを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。