JP2023134145A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】撮像部とは異なる複数のユニットを独立して回転駆動可能な構成を有する撮像装置を提供する。【解決手段】撮像装置であって、撮像部と、第１の機能部を保持する第１の保持部と、第２の機能部を保持する第２の保持部と、第１の保持部を設置面に対して固定する固定部と、第１の保持部内に設けられ、撮像部の向きとは独立に第１の方向の軸周りに第１の保持部を回転させる第１の回転機構と、第２の保持部内に設けられ、撮像部の向きとは独立に第１の方向の軸周りに第２の保持部を回転させる第２の回転機構と、を有し、設置面に対して、第１の保持部、第２の保持部、撮像部の順で第１の方向に重ねて配置されることを特徴とする。【選択図】図２

Description

本発明は、撮像装置に関するものである。

従来、監視カメラといった壁や床、三脚などに設置して使用するカメラ（撮像部）には、撮影方向を変更するために水平方向に回転（パン回転）させることによって、撮像部の向きを変更する機能がある。

又、撮像部の他に、マイクやスピーカー、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）などを用いた警告光、人感センサ、測距センサ（レーザー／レーダー）などの入力（出力）機能を備えたものもある。更に、ズームカメラ、パノラマカメラ、無線通信部、赤外照明、照明などの入力（出力）機能を備えたものもある。これらの追加的な機能を有する構成部分を機能部と呼ぶ。

このような撮像部とは異なる機能部を有する監視カメラとして、追尾している被写体を照らすための赤外照明部を設け、撮像部で被写体をパン回転で追尾しながら撮影しつつ、撮像部の回転に連動して赤外照明部を回転駆動させるものがある。

更に他の機能部として警告光源を設け、被写体とは異なる周囲の人の方向へ向け注意を促すための発光をするものがある。上記のように赤外照明光源と警告光源を有する場合には、それぞれの光源を異なる方向に向ける必要がある。

特許文献１では、パン回転ユニットとチルト回転ユニットとを別ユニットで構成し、複数のパン回転ユニットを積み重ね、これらを同一の操作部によって連携動作させることによりパン操作可能範囲を広げる雲台（保持）システムが記載されている。

特開２０００－１１２０１８号公報

しかしながら、特許文献１の構成では、複数のパン回転ユニットが連動して駆動する構成である。そのため、パン回転ユニット毎に機能部を有していたとしても、１つのパン回転ユニットを回転させると、他のパン駆動ユニットも連動して回転してしまう。そのため、複数の機能部をそれぞれ異なる対象の方向に向けることができないという課題があった。

そこで本発明においては、撮像部とは異なる複数のユニットを独立して回転駆動可能な構成を有する撮像装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の一側面としての撮像装置は、撮像部と、第１の機能部を保持する第１の保持部と、第２の機能部を保持する第２の保持部と、第１の保持部を設置面に対して固定する固定部と、第１の保持部内に設けられ、撮像部の向きとは独立に第１の方向の軸周りに第１の保持部を回転させる第１の回転機構と、第２の保持部内に設けられ、撮像部の向きとは独立に第１の方向の軸周りに第２の保持部を回転させる第２の回転機構と、を有し、設置面に対して、第１の保持部、第２の保持部、撮像部の順で第１の方向に重ねて配置されることを特徴とする。

本発明によれば、撮像部とは異なる複数のユニットを独立して回転駆動可能な構成を有する撮像装置を提供できる。

実施形態１に係る撮像装置の機能ブロック図である。 実施形態１に係る撮像装置の構成である。 実施形態１に係る水平回転の可動部と固定部の構成関係を示す図である。 実施形態２に係る保持部材の位置を遠ざける構成例を示す図である。 実施形態２に係る保持部の位置関係によって機能部を保持する保持部材の位置を異ならせる構成例を示す図である。

以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための形態について詳細に説明する。以下に説明する実施形態は、本発明の実現手段としての一例であり、本発明が適用される装置の構成や各種条件によって適宜修正又は変更されるべきものであり、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。また、後述する各実施形態の一部を適宜組み合わせて構成してもよい。

＜実施形態１＞
図１は、実施形態１に係る撮像装置１０の機能構成を例示的に説明する機能ブロック図である。図１に示す各機能ブロックのうち、ソフトウェアにより実現される機能については、各機能ブロックの機能提供するためのプログラムがＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）等のメモリに記憶される。そして、そのプログラムをＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）に読み出してＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）が実行することにより実現される。

ハードウェアにより実現される機能については、例えば、所定のコンパイラを用いることで、各機能ブロックの機能を実現するためのプログラムからＦＰＧＡ上に自動的に専用回路を生成すればよい。ＦＰＧＡとは、Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙの略である。また、ＦＰＧＡと同様にしてゲートアレイ回路を形成し、ハードウェアとして実現するようにしてもよい。

また、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）により実現するようにしてもよい。なお、図１に示した機能ブロックの構成は一例であり、複数の機能ブロックが１つの機能ブロックを構成するようにしてもよいし、いずれかの機能ブロックが複数の機能を行うブロックに分かれてもよい。

実施形態１に係る撮像装置１０は、撮像部１００、第１の保持部２００、第２の保持部３００、第１の機能部４００、第２の機能部５００、固定部６００の複数のユニットで構成される。以下、これらの構成ブロックの単位をユニットと呼称する。

撮像部１００は、第２の保持部３００に連結される。撮像部１００は、水平回転機構１０１、鉛直回転機構１０２、制御部１０３、撮像素子１０４、被写体像を撮像素子の受光面に形成する光学系１０５等を有する。実施形態１の撮像部１００は、例えば監視カメラ等として機能する。

水平回転機構１０１及び鉛直回転機構１０２は、撮像部１００を他のユニットに対して、独立して回転駆動を行う機構である。このとき、水平回転機構１０１及び鉛直回転機構１０２は、固定部６００を基準として回転駆動を行う。

水平回転機構１０１（第３の回転機構）は、鉛直方向（第１の方向）を軸として水平方向（左右方向）に回転させる機構であり、パン回転機構とも呼ぶ。

鉛直回転機構１０２（第４の回転機構）は、水平方向（第１の方向に直交する第２の方向）を軸として鉛直方向（上下方向）に回転させる機構であり、チルト回転機構とも呼ぶ。以下、鉛直方向を第１の方向、水平方向を第２の方向とも呼ぶ。

以降に登場する各水平回転機構及び各鉛直回転機構についても、回転方向については同様である。パン回転及びチルト回転の回転軸の中心は撮像部１００のユニットの略中心（或いは中心近傍）としている。これにより、入力素子の一種である撮像素子１０４を含む撮像部１００の向く方向を変更することができる。

制御部１０３は、プロセッサ（ＣＰＵ）及び記録媒体としてのメモリを備える少なくとも１つのコンピュータで構成される。また、制御部１０３は、撮像部１００の各構成要素に回線を介して接続される。また、制御部１０３のＣＰＵは記憶媒体としてのメモリに記憶されたコンピュータプログラムに基づき、水平回転機構１０１、鉛直回転機構１０２、撮像素子１０４等の撮像装置１００内の各部の動作を制御する。

撮像素子１０４は、入力素子であり、光学系１０５によって形成された被写体を光電変換することにより映像信号を取得する。光学系１０５は、ズームレンズやフォーカスレンズを有し、ズーム倍率の変更やオートフォーカスを行うことが可能である。又、光学系１０５は、可視光カットフィルターや赤外光カットフィルターを用いて、入光する分光特性を調整することが可能である。又、絞りやＮＤ（ＮｅｕｔｒａｌＤｅｎｓｉｔｙ）フィルタを用いて、入光する光量を減衰させることが可能である。尚、撮像部１００はズームカメラとして機能している。

第１の保持部２００は、第２の保持部３００、固定部６００、及び第１の機能部４００に連結される。第１の保持部２００は、水平回転機構２０１及び制御部２０２等を有する。第１の保持部２００は、第１の機能部４００を物理的に保持する。

水平回転機構２０１（第１の回転機構）は、第１の保持部２００及び第１の機能部４００を他のユニットに対して、独立して回転駆動を行う機構である。ここで水平回転機構２０１は、固定部６００に対して、第１の保持部２００を鉛直方向（第１の方向）の軸周りに回転させるための第１の回転機構として機能している。パン回転機構の回転軸の中心は第１の保持部２００のユニットの中心（或いは中心近傍）に位置している。これにより、入力（出力）素子４０３を含む第１の機能部４００の向く方向を変更することができる。水平回転機構２０１は、第１の保持部２００の内部（第１の保持部内）に設けられる。

制御部２０２は、プロセッサ（ＣＰＵ）及びメモリを備える少なくとも１つのコンピュータで構成され。また、制御部２０２は、第１の保持部２００の各構成要素に回線を介して接続される。また、制御部２０２のＣＰＵは記憶媒体としてのメモリに記憶されたコンピュータプログラムに基づき、水平回転機構２０１を制御する。

水平回転機構１０１、水平回転機構２０１、及び水平回転機構３０１は、それぞれ固定部６００に対して独立して回転することが可能である。また、水平回転機構１０１、水平回転機構２０１、及び水平回転機構３０１の回転軸の中心を鉛直方向（第１の方向）に重ねて配置している。それにより、撮像部１００、第１の保持部２００、及び第２の保持部３００を略同じ軸周りに回転させることが可能となる。

第２の保持部３００（雲台部）は、撮像部１００、第１の保持部２００、及び第２の機能部５００、に連結される。第２の保持部３００は、水平回転機構３０１及び制御部３０２等を有する。第２の保持部３００は、第２の機能部５００を物理的に保持する。

水平回転機構３０１（第２の回転機構）は、第２の保持部３００及び第２の機能部５００を他のユニットに対して、独立して回転駆動を行う機構である。ここで水平回転機構３０１は、固定部６００に対して、第２の保持部３００を鉛直方向（第１の方向）の軸の周りに回転させるための第２の回転機構として機能している。パン回転機構の回転軸の中心は第２の保持部３００のユニットの略中心（或いは中心近傍）に位置している。これにより、入力（出力）素子５０３を含む第２の機能部５００の向く方向を変更することができる。水平回転機構３０１は、第２の保持部３００の内部（第２の保持部内）に設けられる。

制御部３０２は、プロセッサ（ＣＰＵ）及びメモリを備える少なくとも１つのコンピュータで構成される。また、制御部３０３は、第２の保持部３００の各構成要素に回線を介して接続される。また、制御部３０３のＣＰＵは記憶媒体としてのメモリに記憶されたコンピュータプログラムに基づき、水平回転機構３０１等を制御する。

第１の機能部４００は、第１の保持部２００と連結されて保持される。第１の機能部４００は、鉛直回転機構４０１、制御部４０２、及び入力（出力）素子４０３等を有する。鉛直回転機構４０１（第５の回転機構）は、第１の機能部４００を他のユニットに対して、独立して回転駆動を行う機構である。即ち、第２の機能部５００の内部に設けられた鉛直回転機構４０１は、撮像部の向きとは独立に、水平方向（第２の方向）の回転軸を中心に第２の機能部５００を回転させることができる。

制御部４０２は、プロセッサ（ＣＰＵ）及びメモリを備える少なくとも１つのコンピュータで構成される。また、制御部４０２は、撮像部１００の各構成要素に回線を介して接続される。また、制御部４０２は、メモリに格納されたプログラムに従って、鉛直回転機構４０１及び入力（出力）素子４０３等を制御する。

入力（出力）素子４０３及び入力（出力）素子５０３は、マイク、スピーカー、警告光源、人感センサ、測距センサ、ズームカメラ、パノラマカメラ、無線通信部、照明部（赤外照明部や可視光照明部）などの入力素子又は出力素子の少なくとも１つを含む。警告光源としては、例えばＬＥＤ（ｌｉｇｈｔ ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｏｄｅ）等が挙げられる。測距センサとしては、例えばレーザー／レーダー等が挙げられる。

入力（出力）素子４０３には少なからず指向性があり、第１の機能部４００の固定部に対する向きを変更することで、入力（出力）素子４０３の固定部に対する向きを変更することが可能となる。すなわち、第１の機能部４００の向きを変更可能な構成とすることで、第１の機能部４００を対象の方向へ向けることが可能となる。実施形態１では、入力（出力）素子４０３は、赤外光を発する素子の例を用いて説明する。

第２の機能部５００は、第２の保持部３００と連結されて保持される。第２の機能部５００は鉛直回転機構５０１、制御部５０２、及び入力（出力）素子５０３等を有する。鉛直回転機構５０１（第６の回転機構）は、第２の機能部５００を他のユニットに対して、独立して回転駆動を行う機構である。即ち、第２の機能部５００の内部に設けられた鉛直回転機構５０１は、撮像部１００の向きとは独立に、水平方向（第２の方向）の回転軸を中心に第２の機能部５００を回転させることができる。

制御部５０２は、プロセッサ（ＣＰＵ）及びメモリを備える少なくとも１つのコンピュータで構成される。また、制御部５０２は、第２の機能部５００の各構成要素に回線を介して接続される。また、制御部５０２のＣＰＵは記憶媒体としてのメモリに記憶されたコンピュータプログラムに基づき、鉛直回転機構５０１及び入力（出力）素子５０３等を制御する。

入力（出力）素子５０３には、指向性があり、第２の機能部５００の固定部に対する向きを変更することで、入力（出力）素子５０３の固定部に対する向きを変更することが可能となる。即ち、第２の機能部５００の向きを変更可能な構成とすることで、第２の機能部５００を対象の方向へ向けることが可能となる。実施形態１では、入力（出力）素子５０３は、警告光を発する素子の例を用いて説明する。

固定部６００は、第１の保持部２００と連結される。また、固定部６００は撮像装置１０の第１の保持部２００を外部の設置面に対して物理的に固定する。設置面は例えば、天井、壁、三脚などが挙げられる。また、固定部６００には外部から電源を供給するための電気接点及び外部と通信するための電気接点が設けられている。尚、固定部６００、第１の保持部２００、第２の保持部３００、第１の機能部４００、第２の機能部５００、撮像部１００等の各ユニットは互いにケーブル等を介して電気的に接続されており相互に通信可能となっている。

尚、実施形態１では撮像装置１０に配置している各ユニットには制御部が設けられているが、制御部はそれぞれのユニットごとに配置しなくともよい。少なくともいずれか１つのユニットに１つの制御部を備え、その制御部にコンピュータとしてのＣＰＵとメモリを有し、各ユニットの可動部の駆動等を統括的に制御してもよい。また、各制御部は、上記したようにＣＰＵとしての機能があり、各ユニットの各構成要素を統括的に制御し、各種パラメーターの設定を行う。

尚、実施形態１では、水平回転機構及び鉛直回転機構は、回転動作を行うモーターとギアなどによる減速機構によって構成される。モーターは、例えば、ステッピングモーター、サーボモータ、直流モーターなどで構成される。ギアは、例えば、ウォームギアやベルトなどによって構成される。

図２は、実施形態１に係る撮像装置１０の構成の一例である。図２を参照して、実施形態１の撮像装置１０の構成及び配置について以下に説明する。尚、図２においては、説明を明瞭にするために、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の３軸を図示している。各水平回転機構の回転軸はＺ軸である。各鉛直回転機構の回転軸はＹ軸である。ただし、図２の状態から水平回転を行った場合には、第１の機能部４００及び第２の機能部５００の鉛直回転機構の回転軸はＸＹ平面上で遷移する。また、説明を明瞭にするために、撮像部１００、第１の機能部４００及び第２の機能部５００はＸ軸の＋方向を向いているものとして説明する。

尚、実施形態１における水平回転機構と鉛直回転機構の回転方向について図２に示している。１１０は撮像部１００の鉛直回転機構の回転方向である。１１１は、撮像部１００の水平回転機構の回転方向である。２１０は、第１の保持部２００の水平回転機構の回転方向である。３１０は、第２の保持部３００の水平回転機構の回転方向である。４１０は、第１の機能部４００の鉛直回転機構の回転方向である。５１０は、第２の機能部５００の鉛直回転機構の回転方向である。

固定部６００に対し、第１の保持部２００、第２の保持部３００、撮像部１００の順番で鉛直方向（Ｚ軸方向）に重ねて配置される。即ち、被写体を撮影するための撮像部１００は、第１の保持部２００や第２の保持部３００に対して、鉛直方向（第１の方向）について固定部６００とは反対側に連結されている。

第１の機能部４００は、第１の保持部２００から水平方向（Ｙ軸の－方向）へ棒状に延びた保持部材６０１（第１の保持部材）によって連結されている。即ち、第１の機能部４００は、第１の保持部２００に対して鉛直方向（第１の方向）と直交する水平方向（第２の方向）に延びる保持部材６０１（第１の保持部材）により保持されている。

第１の機能部４００は、鉛直回転機構４０１が設けられており、保持部材６０１は鉛直回転機構４０１を介して第１の保持部２００と連結されている。これにより、鉛直回転機構４０１は、第１の機能部４００を保持部材６０１及び第１の保持部２００に対して鉛直方向に回転することができる。

尚、第１の機能部４００を鉛直方向にチルト回転させるための鉛直回転機構４０１を第１の保持部２００側に設けてもよい。その場合には、鉛直回転機構４０１は保持部材６０１を介して第１の機能部４００に連結される。このとき、鉛直回転機構４０１を回転することによって保持部材６０１を介して、第１の機能部４００を第１の保持部２００に対して鉛直方向に回転させることができる。このように、鉛直回転機構４０１は第１の保持部２００または第１の機能部４００のいずれか一方に設けられていればよい。

第２の機能部５００は、第２の保持部３００から水平方向（Ｙ軸方向の＋方向）へ棒状に延びた保持部材６０２（第２の保持部材）によって連結される。即ち、第２の機能部５００は、第２の保持部３００の第２の方向について第１の機能部４００と反対側に、第２の方向に延びた保持部材６０２（第２の保持部材）によって保持されている。

第２の機能部５００は、鉛直回転機構５０１が設けられており、保持部材６０２は鉛直回転機構５０１を介して第１の機能部４００に連結される。これにより、鉛直回転機構５０１は、第２の機能部５００を保持部材６０２及び第２の保持部３００に対して鉛直方向に回転することができる。

尚、第２の機能部５００を鉛直方向にチルト回転させるための鉛直回転機構５０１を第２の保持部３００側に設けてもよい。その場合には、鉛直回転機構５０１は保持部材６０２を介して第２の機能部５００に連結される。このとき、鉛直回転機構５０１を回転することによって保持部材６０２を介して、第２の機能部５００を第２の保持部３００に対して鉛直方向に回転させることができる。

図２の状態では、撮像部１００、第１の機能部４００、及び第２の機能部５００はＸ軸の＋方向を向いており（それぞれＸ軸の＋方向に指向性があり）、すべての鉛直回転機構の回転軸は水平方向（ＸＹ平面）となっている。また、各ユニットは基板やケーブル（回線）を介して電気的にそれぞれ接続される。

図３は、図２の撮像装置１０の断面（ＺＹ平面）図であり、実施形態１に係る水平回転の可動部と固定部の構成関係を示す図である。以下、図３を参照して、撮像装置１０の水平回転における可動部と固定部の関係について示す。尚、回転機構については鉛直回転機構を省略して、水平回転機構のみを示している。また、外部の設置面（天井、壁、三脚など）と物理的に連結されていて、物理的に回転しない固定部６００を黒色で塗りつぶしている。黒色で塗りつぶしていない箇所は、固定部６００に対して水平回転することが可能な水平方向の可動部である。

図３のように、撮像部１００、第１の保持部２００、及び第２の保持部３００は固定部６００に対して、水平回転機構をそれぞれ有しており、第１の機能部４００は、保持部材６０１及び第１の保持部２００に対して独立した水平回転機構を有している。又、第２の機能部５００は、保持部材６０２及び第２の保持部３００に対して独立した鉛直回転機構を有している。

水平回転機構１０１は、固定部６００に対して撮像部１００を回転させる。そのため、第１の保持部２００及び第２の保持部３００とは独立してパン回転することが可能となる。水平回転機構２０１は、固定部６００に対して第１の保持部２００を回転させる。そのため、撮像部１００及び第２の保持部３００とは独立してパン回転することが可能となると共に、第１の機能部４００も連動してパン回転する。

水平回転機構３０１は、固定部６００に対して第２の保持部３００を回転させる。そのため、撮像部１００及び第１の保持部２００とは独立してパン回転することが可能となると共に、第２の機能部５００も連動してパン回転する。

第１の機能部４００は、保持部材６０１によって、第１の保持部２００と連結されている。そのため、第１の保持部２００が水平回転した場合に、第１の機能部４００は、第１の保持部２００の水平回転と同一の回転軸で、かつ、同一の角速度で水平回転する。

第２の機能部５００は、保持部材６０２によって、第２の保持部３００と連結されている。そのため、第２の保持部３００が水平回転した場合に、第２の機能部５００は、第２の保持部３００の水平回転と同一の回転軸で、かつ、同一の角速度で水平回転する。そのため、第１の保持部２００の回転によって、第１の機能部４００及び第２の機能部５００の位置関係は変わらない。

このように、実施形態１では、撮像部１００、第１の保持部２００及び第２の保持部３００を鉛直方向に重ねて配置している。即ち、第１の保持部２００と第２の保持部３００は固定部６００及び撮像部１００によって上下（鉛直方向）に挟まれた構成となっている。

さらに、固定部６００に対してそれぞれ独立した水平回転機構を備えることで、第１の機能部４００及び第２の機能部５００がそれぞれ独立したパン回転を行うことが可能となる。即ち、複数の機能部を異なる対象（方向）に、適切に向けることが可能な構成となる。

水平回転機構１０１、水平回転機構２０１、及び水平回転機構３０１はそれぞれ独立した回転機構であるが、複数の回転機構を連動（連携）して動作させてもよい。その場合、例えば、撮像部１００のズームカメラと第１の機能部４００の赤外光を連携駆動させることで、撮像部１００のズームカメラで特定の被写体を追尾しながら、赤外光で同一の特定の被写体を照らすことができる。この時、第２の機能部５００は、撮像部１００と第１の機能部４００とを連動させずに、第２の機能部５００を撮像部１００及びと第１の機能部４００とは異なる方向へ回転することで、特定の被写体とは異なる周囲の人物への警告光で警告を示すことができる。

上記で例示したような連動させて動作させる方法（連携駆動方法）としては大きく２つある。１つ目は制御による方法である。各制御部が回転機構に対して行う回転制御信号の指令を、同一の回転量及び同一の回転速度かつ同期してそれぞれの回転機構で実施することで各回転機能の連動した動作を実現することができる。

２つ目は物理的な連結構造による方法である。例えば、撮像部１００と第２の保持部３００のそれぞれを連結して固定する。このとき、水平回転機構１０１または水平回転機構３０１のいずれかを回転させることで第２の保持部３００及び撮像部１００が連動して回転する。このような連結機構の連結方法は固定用の部材等を用いて物理的に固定してもよいが、電気的なスイッチよって、連結の有無を切り替えることが好ましい。この場合、例えば、ユーザーが制御部に指令を送信することで、それぞれを連結または連結の解除が可能となる。ユーザーの指示は、例えば、固定部６００にある外部との通信用の接点または無線通信等によって行う。

このように、実施形態１では、撮像部１００、第１の保持部２００及び第２の保持部３００を鉛直方向（第１の方向）に重ねて配置し、それぞれが他のユニットとは独立して水平回転する回転機構する構成としている。さらに、第１の保持部２００に連結する第１の機能部４００に他のユニットとは独立して回転する鉛直回転機構を備える構成としている。さらに、第２の保持部３００に連結する第２の機能部５００に他のユニットとは独立して回転する水平回転機構を備える構成を有する。従って、第１の機能部４００と第２の機能部５００についても、それぞれ独立した回転（鉛直回転）を行うことが可能となる。このような構成とすることで、機能部を有する複数のユニットを撮像部１００とは異なるように独立して回転駆動させることが可能な撮像装置１０を提供することができる。

尚、第１の保持部２００と第２の保持部３００の位置関係は逆転してもよい。また同様に第１の機能部４００と第２の機能部５００の位置関係は逆転してもよい。

また、それぞれの入力（出力）素子は、指向性があるものとして説明した。しかし、例えば、電球のように全方位を照射可能なものであっても、（撮像装置１０を含む）遮蔽物によって方向を変えたい場合があり、その場合は指向性があると言える。即ち、遮蔽物等によって結果的に特性が変化してしまう入力（出力）素子も実施形態１における入力（出力）素子に含まれる。

尚、実施形態１では、保持部及び機能部がそれぞれ２つある場合について示したが、３つ以上ある場合についても同様に適用することが可能である。

＜実施形態２＞
実施形態２では、チルト回転及びパン回転による第１の機能部４００と第２の機能部５００の物理的な干渉を抑制する構成について説明する。第１の機能部４００または第２の機能部５００がチルト回転する場合に、その形状によっては、Ｚ軸方向で干渉が発生することがある。この際における干渉は、第１の機能部及び第２の機能部が鉛直方向に重なっているときに生じる。

固定部６００と各可動部は、ケーブルによって電気的に接続される。そのため、同一方向に回転し続ける旋回駆動をすると、ケーブルが捻じれて断線または一部が破損する可能性が生じる。そこで、各可動部の回転角度を制限してケーブルの捻じれを抑制することで断線やケーブルの破損を抑制することができる。尚、実施形態２における固定部６００と各可動部は、実施形態１の構成と同様であるため、詳細な説明は省略する。

パン回転の可動域は図２におけるＸ軸方向の＋方向を０度として、－１７０度から＋１７０度であるものとして以下に説明する。さらに、チルト回転の可動域は、図２におけるＸ軸方向の＋方向を０度として、＋１０度から－９０度であるものとして以下に説明する。尚、＋の回転方向はＺ軸の＋方向を向くものであり、－の回転方向はＺ軸の－方向を向くものとして説明する。

図２に示す撮像部１００では、例えば、固定部６００を天井などの設置面に固定設置して使用する。そのため、チルト回転は撮像部１００が下方向を見下ろしやすいように、－の回転方向を広く設計される。また、＋方向は天井などの設置面が映り込むため、－の回転方向に比べると可動域は狭く設計される傾向がある。

実施形態２における、第１の機能部４００と第２の機能部５００の物理的な干渉を抑制する構成について図４を参照してそれぞれ以下に説明する。図４は、実施形態２に係る保持部材６０１及び保持部材６０２の配置位置を実施形態１と異なる場所に構成（それぞれの保持部材を遠ざけるように配置した構成）した一例の図である。

まず、実施形態２に係る保持部材６０１及び保持部材６０２の配置位置を実施形態１と異なる場所に構成することについて、図４を参照して以下に説明する。図４においては、第１の保持部２００と第２の保持部３００は実施形態１と同様に鉛直方向に重ねて配置されている。第１の保持部２００と第２の保持部３００との境界（ＸＹ平面）を境界面７００とする。即ち、第１の保持部２００の－Ｚ軸方向に構成される面と第２の保持部３００の＋Ｚ軸方向に構成される面との境界に境界面７００が構成される。

また、第１の保持部２００の鉛直方向の中点を中点２２０とする。中点２２０から延びる２つの矢印は第１の保持部２００の中点２２０からの鉛直方向の距離を示しており、２つの矢印は同一の長さである。また、第２の保持部３００の鉛直方向の中点を中点３２０とする。中点３２０から延びる二つの矢印は第２の保持部３００の中点３２０からの鉛直方向の距離を示しており、２つの矢印は同一の長さである。

図４に示すように実施形態２では、第１の保持部２００に連結される保持部材６０１を境界面７００から遠ざけて配置する。即ち、保持部材６０１の第１の保持部２００との連結位置を中点２２０よりもＺ軸の＋側（図４の上側）となるようにする。また、第２の保持部３００に連結される保持部材６０２を境界面７００から遠ざけて配置する。即ち、保持部材６０１の第１の保持部２００との連結位置を中点３２０よりもＺ軸の－側（図４の下側）に配置する。

このように、境界面７００から保持部材６０１と保持部材６０２をそれぞれ遠ざけて配置することで、第１の機能部４００と第２の機能部５００とのＺ軸方向における距離が離れた構成となる。これにより、チルト回転による干渉を低減することが可能となる。尚、チルト回転による干渉の度合いによっては、保持部材６０１または保持部材６０２の少なくとも一方だけ、境界面７００から遠ざけて配置するようにしてもよい。

次に、それぞれの保持部の位置関係によって機能部を保持する保持部材の位置を異ならせることについて図５を参照して以下に説明する。図５は、実施形態２に係る保持部の位置関係によって機能部を保持する保持部材の位置を異ならせる構成例を示す図である。

図５においては、第１の機能部４００と保持部材６０１とを連結する位置と、第２の機能部５００と保持部材６０２とを連結する位置を、それぞれの機能部の鉛直方向の位置関係によって異ならせる構成例を示す。ここでは、チルト駆動の可動域が、＋方向よりも－方向に広い場合を例に挙げて説明する。また、特に可動域が広い－方向へチルト駆動する場合を例に挙げて説明する。

図５において、第１の機能部４００は第２の機能部５００よりもＺ軸の＋側（図５の上側）にある。このとき、保持部材６０１を第１の機能部４００の前方（Ｘ軸の＋側）側となるように連結する。即ち、図５に示す中点４２０は、第１の機能部４００のＸ方向の中点であり、この中点４２０よりも前方側（前面側）となるように第１の機能部４００に保持部材６０１を連結する。

保持部材６０２は、第２の機能部５００の後方（Ｘ軸の－側）側となるように連結する。即ち、図５に示す中点４２０は第１の機能部４００のＸ方向の中点であり、この中点４２０よりも後方側（背面側）となるように第２の機能部５００に保持部材６０２を連結する。

第１の機能部４００は、保持部材６０１の位置を回転軸としてチルト回転する。そのため、回転軸から距離が長い後方側がＺ軸の＋方向に大きく遷移してしまうが、回転軸からの距離が短い前方側はＺ軸の－方向への遷移が抑制される。同様に、第２の機能部５００は保持部材６０２の位置を回転軸としてチルト回転する。そのため、回転軸から距離が長い前方側がＺ軸の－方向に大きく遷移してしまうが、回転軸からの距離が短い前方側はＺ軸の＋方向への遷移が抑制される。

図５に示す各機能部の位置関係では、第１の機能部４００のＺ軸の－方向への遷移量と、第２の機能部５００のＺ軸の＋方向への遷移量が多いと干渉する。しかし、第１の機能部４００に保持部材６０１を連結させる位置及び第２の機能部５００に保持部材６０２を連結させる位置について、それぞれ上記したように異ならせることで干渉を抑制することが可能となる。

また、各制御部から回転指示の指令があった際に、第１の機能部４００と第２の機能部５００が干渉するかを制御部が判断して、干渉する場合には当該回転指示の指令に対して回転させる回転範囲（可動域）を制限してもよい。これにより回転による干渉をなくすることができる。制御部が干渉を判断するにあたり、設計時に各機能部の大きさと回転機構の可動範囲から、干渉する回転角度や回転位置のテーブルを設計者が作成してメモリに格納する。その後、撮像装置１０の制御部は、メモリからテーブルを呼び出して干渉する位置への回転駆動の指令があった場合には、回転範囲を制限する。この時の撮像装置１０の制御部は、上記したいずれの制御部であってもよい。

また、水平回転を行う場合には干渉を防ぐために、水平回転機構２０１や水平回転機構３０１の回転前（駆動前）に第１の機能部４００または第２の機能部５００を干渉がなくなる角度まで鉛直方向に回転させてもよい。干渉がなくなるかは、上記と同様にテーブルによって制御部が判断をする。

また、干渉が発生しない位置をホームポジションとして設計者やユーザーが設定しておき、パン回転する前にはチルト回転をホームポジションに一度戻してから、パン回転をしてもよい。これによって、パン回転による第１の機能部４００と第２の機能部５００の干渉を防ぐことができる。

このように、実施形態２では、第１の機能部４００に保持部材６０１を連結させる位置及び第２の機能部５００に保持部材６０２を連結させる位置をそれぞれ境界面７００から離す構成としている。さらに、第１の機能部４００と保持部材６０１とを連結する位置と、第２の機能部５００と保持部材６０２とを連結する位置を、それぞれの機能部の鉛直方向の位置関係によって異ならせる構成にしている。これにより、実施形態１の効果に加え、第１の機能部４００と第２の機能部５００との干渉を抑制することが可能な撮像装置１０を提供することができる。

尚、第２の実施形態では固定部６００と各可動部は、ケーブルによって電気的に接続されることで可動範囲を制限する場合を例に挙げて説明したが、スリップリングや無線技術を適用しても良い。その場合、ケーブルが不要となるため回転制限が必要なくなる。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

また、上述した各実施形態における制御の一部または全部を上述した各実施形態の機能を実現するコンピュータプログラムをネットワークまたは各種記憶媒体を介して撮像装置１０等に供給するようにしてもよい。そしてその撮像装置１０等におけるコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）がプログラムを読み出して実行するようにしてもよい。その場合、そのプログラム、該プログラムを記憶した記憶媒体は本発明を構成することとなる。

１０ 撮像装置
１００ 撮像部
２００ 第１の保持部
３００ 第２の保持部
４００ 第１の機能部
５００ 第２の機能部
６００ 固定部

Claims (19)

1. 撮像部と、
   第１の機能部を保持する第１の保持部と、
   第２の機能部を保持する第２の保持部と、
   前記第１の保持部を設置面に対して固定する固定部と、
   前記第１の保持部内に設けられ、前記撮像部の向きとは独立に第１の方向の軸周りに前記第１の保持部を回転させる第１の回転機構と、
   前記第２の保持部内に設けられ、前記撮像部の向きとは独立に前記第１の方向の軸周りに前記第２の保持部を回転させる第２の回転機構と、を有し、
   前記設置面に対して、前記第１の保持部、前記第２の保持部、前記撮像部の順で前記第１の方向に重ねて配置されることを特徴とする撮像装置。
2. 前記撮像部を前記第１の方向の軸周りに回転させるための第３の回転機構と、前記撮像部を前記第１の方向に直交する第２の方向の軸周りに回転させるための第４の回転機構と、を備えることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記第１の機能部を前記第１の方向に直交する第２の方向の軸周りに回転させるための第５の回転機構を有することを特徴とする請求項１または２に記載の撮像装置。
4. 前記第２の機能部を前記第１の方向に直交する第２の方向の軸周りに回転させるための第６の回転機構を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の撮像装置。
5. 前記第１から前記第６の回転機構の駆動を制御することで、前記撮像部、前記第１の保持部、前記第２の保持部、前記第１の機能部、前記第２の機能部のそれぞれを独立に回転させる制御部を有することを特徴とする請求項４に記載の撮像装置。
6. 前記制御部は、前記第１の回転機構、前記第２の回転機構、及び前記第３の回転機構のうち少なくともいずれかを連動して動作させることを特徴とする請求項５に記載の撮像装置。
7. 前記制御部は、前記第１の機能部、前記第２の機能部、前記第１の保持部、及び前記第２の保持部の回転位置を記憶したテーブルを参照して前記第１から第６の回転機構の回転範囲を制御することを特徴とする請求項５または６に記載の撮像装置。
8. 前記制御部は、前記第５の回転機構及び前記第６の回転機構の回転角度に基づいて、前記第１の回転機構または前記第２の回転機構の回転範囲を制限することを特徴とする請求項５乃至７のいずれか１項に記載の撮像装置。
9. 前記制御部は、前記第１の回転機構または前記第２の回転機構の駆動前に、前記第５の回転機構または前記第６の回転機構を駆動させることを特徴とする請求項５乃至８のいずれか１項に記載の撮像装置。
10. 前記第５の回転機構は、前記第１の機能部または前記第１の保持部に設けられていることを特徴とする請求項３に記載の撮像装置。
11. 前記第６の回転機構は、前記第２の機能部または前記第２の保持部に設けられていることを特徴とする請求項４に記載の撮像装置。
12. 前記撮像部、前記第１の保持部、及び前記第２の保持部のいずれか１つ以上を連結する連結機構を有することを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の撮像装置。
13. 前記第１の機能部は、前記第１の保持部に対して前記第１の方向に直交する第２の方向に延びる第１の保持部材によって保持され、
    前記第２の機能部は、前記第２の保持部に対して前記第２の方向に延びる第２の保持部材によって保持されることを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の撮像装置。
14. 前記第１の保持部材は、前記第１の保持部に対して前記固定部に近い位置に設けられ、前記第２の保持部材は、前記第２の保持部に対して前記撮像部に近い位置に設けられることを特徴とする請求項１３に記載の撮像装置。
15. 前記第１の保持部材の前記第１の機能部に対する連結位置と、前記第２の保持部材の前記第２の機能部に対する連結位置のいずれか一方の位置を前方、もう一方の位置を後方とすることを特徴とする請求項１３または１４に記載の撮像装置。
16. 前記第１の機能部及び前記第２の機能部は、入力素子または出力素子を有することを特徴とする請求項１乃至１５のいずれか１項に記載の撮像装置。
17. 前記入力素子又は前記出力素子は、マイク、スピーカー、警告光源、人感センサ、測距センサ、ズームカメラ、パノラマカメラ、無線通信部、照明部のいずれかを含むことを特徴とする請求項１６に記載の撮像装置。
18. 前記第１の方向は、鉛直方向であることを特徴とする請求項１乃至１７のいずれか１項に記載の撮像装置。
19. 前記第２の方向は、水平方向であることを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
    
    
    

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