JP4131945B2 - 撮像装置とこの製造方法 - Google Patents

Description

この発明は、ベースに移動可能に取り付けられるチルトユニットを有する撮像装置と、撮像装置の製造方法に関する。

最近、デジタル機器の普及に伴い、デジタルカメラ等の画像情報機器についても多くの機種が開発され製造されてきている。このような画像情報機器としては、例えば、監視カメラに用いられる撮像装置が知られている。このような撮像装置においては、カメラユニットをモータ等により駆動することで、できるだけ広い視野角で撮像するものである。

特許文献１は、半球型のドーム形状のカメラカバーユニットを有しており、このカメラカバーユニットは、内部を移動するカメラを有している。そして、このカメラカバーユニット自体も例えば、３６０度に回転するものであり、広い視野角で撮像が可能となる。
特開２００１−２３８１０１号公報

しかし、上述した従来装置においては、例えば壁側面に装着された場合、広い視野を撮像するべくカメラカバーユニットを回転させると、水平方向が保てないため、通常、人間が部屋を見渡す場合のような自然な視界を得ることができない。更に、自然な視界を得るためのパン・チルト機構の具体的な構成が示されておらず、その場合のチルトユニットをベースへ効率的にしかも高精度に取り付けるための構成及び製造方法が示されていないという問題がある。

本発明は、自然で広範囲な視界が得られ、容易に高精度にベースに取り付けることができるチルトユニットを有する撮像装置及びその製造方法を提供することを目的としている。

本発明は、チルト方向に移動可能なカメラ素子を内部に有し、外部に二つの第１嵌合部をもつユニットと、塑性変形されて固定された二つの第２嵌合部を有し、これらを前記二つの第１嵌合部にそれぞれ嵌合することで前記ユニットをパン方向に移動可能に支持するベースとを具備することを特徴とする撮像装置である。

本発明に係る撮像装置は、パン機能とチルト機能とを有する撮像装置であり、カメラ素子をもつカメラユニットが内蔵されチルト方向に駆動される略球形状のチルトユニットと、このチルトユニットをパン方向に移動可能に支持するベースとを有しており、このとき、ベースにピボットが塑性変形されて固定され（いわゆる、かしめられ）ている。更に、チルトユニットには、ピボット受け部が設けられている。このような構成をもち、チルトユニットがベースに取り付けられる場合は、ネジ等や特別な工具を設けることなく、ベースが作業員の手でたわませて弾性変形の範囲で取付けることで、容易に高精度に取り付けを行うことができるものである。なお、このピボットとピボット受け部とは、チルトユニットとベースとの間で反対であることも可能である。

以下、この発明に係る撮像装置の一実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明に係る撮像装置のチルトユニットとベースとの一例を示す正面図、図２及び図３は、チルトユニットとベースとの取り付け方の一例を説明するための側面図、図４は、本発明に係る撮像装置のチルトユニットの一例を説明する断面図、図５は、本発明に係る撮像装置のチルトユニットとベースとの一例を示す斜視図、図６は、本発明に係る撮像装置のチルトユニットとベースとの一例を示す底面図、図７は、本発明に係る撮像装置のチルトユニットの一例を示す断面図、図８は、本発明に係る撮像装置のチルトユニットに設けられるピボット受け部の一例を示す上面図、図９は、本発明に係る撮像装置のベースとピボットとの一例を示す断面図、図１０は、本発明に係る撮像装置のチルトユニットとベースとの取り付け方の他の一例を説明するための側面図、図１１は、本発明に係る撮像装置の外観の一例を示す外観図、図１２は、本発明に係る撮像装置の電気的構成の一例を示すブロック図である。

（ベースとチルトユニット）
初めに、本発明に係る撮像装置は、これらの図に示すように、パン方向にカメラユニット１１１，１１３を移動するパン機構と、チルト方向にカメラユニット１１１，１１３を移動するチルト機構を有するものであり、これにより、自然で広範囲な視界を得ることができる。すなわち、図１乃至図３において、本発明に係る撮像装置１０は、各機構の基礎的構造となるベース１と、これに装着され支持されるチルトユニット２とを有している。

更にベース１は、図５に示すように、パンモータ１２４とパンモータ１２４の回転を伝える複数のギア７を有している。そして、チルトユニット２は、このギア７に接続されており、パンモータ１２４の回転によりチルトユニット２が任意のパン方向に駆動される。又、ベース１は、ギアを取付けるための部品を要せずに、複数のギア７をそのまま取り付けられる形状を有しているものである。

ここで、本発明においては、ベース１において、チルトユニット２をベース１に支持させるための嵌合部として、例えば、ピボット３，４が設けられており、このピボット３，４は、ネジ止め等がされるものではなく、専用の工作機により塑性変形されて固定（いわゆる、かしめ）されたものである。更に、ベース１は、例えばスティール等の金属により生成され、一定の弾性を有しており、作業者が組み立てる際に、図２に示すように突出部であるアーム部１−１及び１−２が容易にたわませることができる。一方、チルトユニット２においても、それぞれ、嵌合部として例えば、ピボット受け部５，６が設けられている。従って、図２に示すように、作業者が組み立てる際に、ピボット等をネジ止め等することがなく、ベース１を弾性変形内でたわませて装着するものである。

本発明に係る撮像装置１０は、チルトユニット２をこのような特徴のベース１に弾性変形内でたわませて組み立てることにより、ネジ止め等する場合と比べて、作業工程が少なく容易となる。更に、ベース１のピボットについても、ベース１を形成する専門の業者が塑性変形して固定（いわゆる、かしめる）することで、正確な取付位置で強固に形成することができるため、熟練した作業者でなくとも、チルトユニット２のベース１への装着を容易に高精度に行うことができる。

なお、ここで、ベースの弾性については、一例として、５Ｋｇ以下の力によりベース１が５ｍｍ以上のたわみを示すものであることが好適である。すなわち、通常の筋力を有する作業者が容易に行える範囲で、安定して機能する一つのピボット長に応じたたわみを出せる弾性であることが要求されている。しかし、この数値は一例であり、これ以外の値でも同等の趣旨で同様の作用効果を示すことは言うまでもない。

又、たわみを実現するに好適な構成として、図２、図３、図５、図６に示すように、ベース１は、突出部としてのアーム部１−１，１−２を有することが好適である。すなわち、ベース１の突出部としてのアーム部１−１，１−２に嵌合部の一例であるピボットが固定されることにより、取付けの際に、アーム部１−１，１−２だけがたわめばよいことになり、要求されている弾性変形が容易に実現できるものである。

又、図１１に示すように、本発明に係る撮像装置１０は、一例として、カバー１１と、透過性のドーム型カバー１２とを有しており、上述した機構を保護している。

（チルトユニット）
次に、チルトユニット２について、詳細に図面を用いて説明する。チルトユニット２は、図４に示すように、内部にチルト機構を有しており、レンズ１１１とＣＣＤ等の固体撮像素子１１３とを有するカメラユニットをチルト方向に駆動させることができる。すなわち、図７の断面図に示すように、チルトユニット２−１は、チルト機構のベース１３に備えられたチルトモータ１２５の回転を伝える複数のギアを有しており、このギアに接続されたカメラユニットの方向を制御することができる。

更に、このチルトユニット２は、嵌合部として、一例として、図８に示すようなピボット受け部５，６をそれぞれ有するものである。ここで、ピボット受け部５においては、ギアが一体化したものであり、ピボット受け機能とギア機能とを併せ持っている。

（システム構成と動作）
ここで図１２の電装Ｄのブロック図を用いて、システムとしての撮像装置の動作を説明する。図１２において、一例として、ネットワークカメラである撮像装置１０はレンズ１１１と、これを通過した入射光を受け、これに応じた検出信号を出力するＣＣＤ（Charge Coupled Device）等による固体撮像素子１１３とを有している。更に、撮像装置１０は、図４に示す電装部Ｄとして、固体撮像素子１１３からの出力を受ける画像処理部１１６と、ここで画像処理された画像信号をＭＰＥＧ圧縮又はＪＰＥＧ圧縮等の圧縮処理を行う画像圧縮部１１７とを有している。画像処理部１１６では、入力された画像信号に対して、例えば、シャープネス処理、コントラスト処理、ガンマ補正、ホワイトバランス処理、画素加算処理等の画像処理が施される。

更に、撮像装置１０は電装部Ｄとして、全体の処理動作を制御し、後述する本発明の特徴であるログ情報の送信等を制御するＭＰＵ（Main Processing Unit）１２０と、これらの動作を司るプログラムを格納したり、画像信号の各処理動作を行うためのワークエリアを提供したり、又、アラーム表示のための画面データ等が保存されるメモリ１２１とを有している。

更に、撮像装置１０は電装部Ｄとして、ＭＰＵ１２０にデータバスを介して接続されて、イーサネット（Ethernet）通信部１１８と、無線ＬＡＮ（Local Area Network）通信部１１９とを有しており、有線ネットワークＮ、又は、無線ネットワークを介して、例えば、外部のＰＣ１２６やサーバＳとの間で通信処理を行う。

更に、撮像装置１０は電装部Ｄとして、ＭＰＵ１２０にデータバスを介して接続され制御される、カメラユニットＣをパン方向に駆動するためのパンドライバ１２２と、更に、カメラユニットＣをチルト方向に駆動するためのチルトドライバ１２３とを有している。更に、これらは、上述したステッピングモータ等のパンモータ１２４とステッピングモータ等のチルトモータ１２５とに接続されている。また更に、カメラユニットＣは、少なくとも、上述したレンズ１１１と、固体撮像素子１１３とを有している。

このような構成を有するネットワークカメラである撮像装置１０は、以下に述べるような基本動作を行うものである。すなわち、撮像装置１０は、被写体からの入射光を受けその撮像画面に応じた画像信号をネットワーク等を介して供給する撮像動作、カメラユニットＣの方向を、例えば、パン方向、チルト方向に駆動するカメラ駆動動作、更に、撮像した画像信号に基づく各動作モード（例えば、マスク処理）や、マスク領域を設定する等の各種設定動作、自己テスト動作等を行うことができる。

すなわち、撮像動作においては、ネットワークＮ（又は無線ネットワーク）を介して、制御装置であるＰＣ１２６等から指示信号を受け、メモリ１２１に格納されている動作プログラムに応じて、ＭＰＵ１２０の制御により行われるものである。被写体からの入射光をレンズ１１１を介して受けた固体撮像素子１１３は、これに応じた検出信号を画像処理部１１６に供給し、所定画像処理を施した後に、画像圧縮部１１８でＪＰＥＧ圧縮又はＭＰＥＧ圧縮等の画像圧縮を行い、イーサネット通信部１１８又は無線ＬＡＮ通信部１１９を介して外部に出力される。

又、カメラ駆動動作においては、ステッピングモータであるパンモータ１２４とチルトモータ１２５とにおいてゼロ座標調整を経た後は、ＭＰＵ１２０が、現在のカメラユニットＣの方向を常に認識している。これにより、ＭＰＵ１２０は、現在のカメラユニットＣが撮像している画面の座標を常に管理するものであり、ＭＰＵ１２０からドライバに供給される動作制御信号に応じて、パン方向又はチルト方向にカメラユニットＣが駆動され撮像画面が変化すると同時に、ＭＰＵ１２０は、現在の撮像画面の座標を常に認識している。従って、ユーザは、ネットワークを介して接続されたＰＣ１２６等の画面から、現在の撮像装置１０が供給しつづけている画像信号に応じた撮像画面を見ながら、カメラユニットＣをパン方向又はチルト方向に移動することができ、移動に応じた撮像画面を見ることができる。又、ＭＰＵ１２０は、現在の撮像画面の座標を認識し管理するものであり、ユーザも、操作に応じて、現在の撮像画面の座標情報を例えばＰＣ１２６上にて取得することができる。

又、各動作モード、例えば、マスク処理モードにおいては、ユーザにより設定された任意の領域の画像について、所定のマスク処理を施すものである。すなわち、マスク領域の設定画面において、ユーザの操作に応じて、撮像画面中のマスク領域が設定されると、その後、設定された期間において、撮像画面中のマスク領域に対し、例えば、モザイク処理を施したり、黒画像で塗り潰したり、他の画像に置き換える等の方法によるマスク処理を行なうものである。

（他の実施形態）
又、更に、本発明に係る撮像装置１０のベース１は、他の実施形態として、図９の(ｂ)に示すように、プラスティック２１等の樹脂で生成されてもよい。このとき、図９の(ａ)は上述したベース１のスティール等の金属による生成を示しており、ピボット３は、専用の工作機により塑性変形されて固定（いわゆる、かしめ）されたものを示している。一方、ベース２１がプラスティック等の樹脂２１により生成された場合は、一般に金属の場合より厚く設けることが好適であり、更に、ピボット２２も塑性変形されて固定（いわゆる、かしめ）するだけでなく、ベース２１に挿入するものであってもよい。

又、更に、図１０においては、嵌合部として、ベース１にピボット受け部２５，２６を、チルトユニット２にピボット２３，２４を設けた場合を示している。この場合も、上述した実施形態と同等の作用効果を有するものである。又、アーム部１−３，１−４を設けて，たわみを容易に実現することも同様である。又、ピボット２３においては、ピボット２３に同軸のギアがチルトユニット２側に設けられており、チルトユニット２の安定したパン方向の駆動動作を可能としている。又、更に、嵌合部としては、ピボットとピボット受け部以外のものであっても、同等の作用効果を有するものである。

以上記載した様々な実施形態により、当業者は本発明を実現することができるが、更にこれらの実施形態の様々な変形例を思いつくことが当業者によって容易であり、発明的な能力をもたなくとも様々な実施形態へと適用することが可能である。従って、本発明は、開示された原理と新規な特徴に矛盾しない広範な範囲に及ぶものであり、上述した実施形態に限定されるものではない。

本発明に係る撮像装置のチルトユニットとベースとの一例を示す正面図。 本発明に係る撮像装置のチルトユニットとベースとの取り付け方の一例を説明するための側面図。 本発明に係る撮像装置のチルトユニットとベースとの取り付け方の一例を説明するための側面図。 本発明に係る撮像装置のチルトユニットの一例を説明する断面図。 本発明に係る撮像装置のチルトユニットとベースとの一例を示す斜視図。 本発明に係る撮像装置のチルトユニットとベースとの一例を示す底面図。 本発明に係る撮像装置のチルトユニットの一例を示す断面図。 本発明に係る撮像装置のチルトユニットに設けられるピボット受け部の一例を示す上面図。 本発明に係る撮像装置のベースとピボットとの一例を示す断面図。 本発明に係る撮像装置のチルトユニットとベースとの取り付け方の他の一例を説明するための側面図。 本発明に係る撮像装置の外観の一例を示す外観図。 本発明に係る撮像装置の電気的構成の一例を示すブロック図。

符号の説明

１…ベース、１−１，１−２…ベースの突出部、２…チルトユニット、３…ピボット、４…ピボット、５…ピボット受け部、６…ピボット受け部、７…ギア、１０…撮像装置、１１…カバー、１２…ドーム型カバー。

Claims (20)

1. チルト方向に移動可能なカメラ素子を内部に有し、外部に二つの第１嵌合部をもつユニットと、
   塑性変形されて固定された二つの第２嵌合部を有し、これらを前記二つの第１嵌合部にそれぞれ嵌合することで前記ユニットをパン方向に移動可能に支持するベースと、
   を具備することを特徴とする撮像装置。
2. 前記ベースは、弾性変形させることで前記ユニットの第１嵌合部を前記ベースの第２嵌合部に嵌合することができることを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
3. 前記二つの第２嵌合部は、前記ベース部の二つの突出部に設けられており、この二つの突出部を弾性変形させることで前記ユニットの第１嵌合部を前記ベースの第２嵌合部に嵌合することができることを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
4. 前記第1嵌合部がピボット受け部であり、前記第２嵌合部がピボットであることを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
5. 前記第1嵌合部がピボットであり、前記第２嵌合部がピボット受け部であることを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
6. 前記第1嵌合部がギアが一体化したピボット受け部であり、前記第２嵌合部がピボットであることを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
7. 前記ベースは、部品を要せずにギアをそのまま取り付けられる形状を有していることを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
8. 前記ベースは、金属を材料とすることを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
9. 前記ベースは、樹脂を材料とすることを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
10. 前記ユニットをパン方向に移動するためのパンモータを前記ベース上に有し、
    前記カメラ素子をチルト方向に移動するためのチルトモータを前記ユニット内に有することを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
11. チルト方向に移動可能なカメラ素子を内部に有し、外部に二つの第１嵌合部をもつユニットを用意し、
    塑性変形されて固定された二つの第２嵌合部を有するベースを弾性変形させることで、前記ユニットの二つの第１嵌合部に前記二つの第２嵌合部をそれぞれ嵌合させ、前記ユニットをパン方向に移動可能に支持することを特徴とする撮像装置の製造方法。
12. 前記二つの第２嵌合部は、前記ベース部の二つの突出部に設けられており、この二つの突出部を弾性変形させることで前記ユニットの第１嵌合部を前記ベースの第２嵌合部に嵌合することを特徴とする請求項１１記載の製造方法。
13. 前記第1嵌合部がピボット受け部であり、前記第２嵌合部がピボットであることを特徴とする請求項１１記載の製造方法。
14. 前記第1嵌合部がピボットであり、前記第２嵌合部がピボット受け部であることを特徴とする請求項１１記載の製造方法。
15. 前記第1嵌合部がギアが一体化したピボット受け部であり、前記第２嵌合部がピボットであることを特徴とする請求項１１記載の製造方法。
16. 前記ベースは、部品を要せずにギアをそのまま取り付けられる形状に形成されることを特徴とする請求項１１記載の製造方法。
17. 前記ベースは、金属を材料として製造されることを特徴とする請求項１１記載の製造方法。
18. 前記ベースは、樹脂を材料として製造されることを特徴とする請求項１１記載の製造方法。
19. 前記カメラ素子をチルト方向に移動するためのチルトモータを、前記ユニット内に取り付け、
    前記ユニットをパン方向に移動するためのパンモータを、前記ベース上に取り付けることを特徴とする請求項１１記載の製造方法。
20. チルト方向に移動可能なカメラ素子を内部に有し、外部に二つの第１嵌合部をもつユニットと、
    二つの第２嵌合部を有し、弾性変形させることで前記ユニットの第１嵌合部を前記ベースの第２嵌合部に嵌合することにより前記ユニットをパン方向に移動可能に支持するベースとを具備することを特徴とする撮像装置。

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