JP5672957B2 - 撮像装置及び板ばね - Google Patents

Description

本発明は、撮像装置及び板ばねに関する。

監視カメラ等の撮像装置は周辺環境を撮影するが、設置位置が固定されている。そのため、監視カメラに設けられたレンズによって撮影できる範囲と、ユーザーが監視カメラによって撮影したい場所との関係によって、監視カメラのレンズが、水平方向及び垂直方向に動作できることが望ましい。ここで、レンズが水平方向に動作することをパン方向といい、レンズが垂直方向に動作することをチルト方向という。

監視カメラは、通常、レンズを含む部材であるレンズブロックと、レンズブロックを支持し、本体を部屋内の天井等に固定するための支持部材からなる。このとき、レンズブロックが支持部材に対してパン方向及びチルト方向に動作できる。

従来、レンズブロックのパン方向及びチルト方向の位置決めは、例えばボールジョイントやユニバーサルジョイント等によって行われていた。しかし、この機構では、構造が複雑であり、各構成部品を設置するための大きなスペースが必要であった。また、各部品の設置のために多数のねじが必要であった。その結果、撮像装置の製造において、小型化やローコスト化を図ることが困難であった。

そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、全体の小型化を図ることができ、簡易な構成で、レンズの方向を変更したり、レンズ位置を固定することが可能な、新規かつ改良された撮像装置及び板ばねを提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、レンズが設置されるレンズケースと、水平面に対して垂直な面内の方向であるレンズケースのチルト方向の回転軸と一致する中心軸を有し、レンズケースの側面に形成された円柱部材と、レンズケースをチルト方向に回転可能に支持する基台と、基台に固定され、円柱部材の円周面を基台側に弾性力で押さえる板ばねとを備える撮像装置が提供される。

上記板ばねは、円柱部材の円周面を基台側に押さえる第１の屈曲部を有してもよい。

上記板ばねは、板状の差し込み部を更に有し、基台は、差し込み部が挿入され、板ばねを固定できる第１の開口を有してもよい。

上記レンズを露出させつつ、レンズケース、円柱部材、基台及び板ばねを被覆するカバーを更に備え、板ばねは、カバーを弾性力で基台に対して固定してもよい。

上記カバーは、レンズケースをチルト方向に回転可能に支持してもよい。

上記板ばねは、カバーを基台に対して固定する第２の屈曲部を有してもよい。

上記カバーは、板ばねが挿入される第２の開口と、板ばねを第２の開口に案内するガイド部を有してもよい。

また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、レンズが設置されるレンズケースの側面に形成された円柱部材の円周面を、レンズケースを支持する基台側に弾性力で押さえる第１のばね部と、レンズを露出させつつ、レンズケース、円柱部材、基台を被覆するカバーを弾性力で基台に対して固定する第２のばね部とを備える板ばねが提供される。

上記基台に形成された第１の開口に挿入される、板状の差し込み部を更に備えてもよい。

以上説明したように本発明によれば、全体の小型化を図ることができ、簡易な構成で、レンズの方向を変更したり、レンズ位置を固定することができる。

本発明の一実施形態に係る監視カメラ１００を示す斜視図である。 同実施形態に係る監視カメラ１００を示す側面図である。 同実施形態に係る監視カメラ１００を示す斜視図であって、外装カバー１０９を取り外した状態を示す。 図３で示した監視カメラ１００の分解斜視図である。 図３で示した監視カメラ１００の分解側面図である。 図３で示した監視カメラ１００の分解側面図である。 同実施形態に係る監視カメラ１００の分解斜視図であって、外装カバー１０７、１０９を除いた図である。 レンズブロック１０１を示す分解斜視図である。 パン用板ばね１０２を示す上面図である。 パン用板ばね１０２を示す側面図である。 チルト用板ばね１０２を示す上面図である。 チルト用板ばね１０６を示す側面図である。 チルト用板ばね１０６を示す側面図である。 外装カバー１０７を示す斜視図である。 外装カバー１０７を示す下面図である。 図６の部分拡大図であって、チルト用板ばね１０７がレンズケース１０８の突起部１０８ｂを押さえている状態を示す図である。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

なお、説明は以下の順序で行うものとする。
１．一実施形態の構成
２．一実施形態の組み立て方法
３．一実施形態の調整方法

＜１．一実施形態の構成＞
まず、本発明の一実施形態に係る監視カメラ１００の構成を説明する。
監視カメラ１００は、例えば部屋の天井等の水平面に固定される。監視カメラ１００は、周辺環境を動画像又は静止画像として撮影する。監視カメラ１００のレンズ１０８ｃは、図１及び図２に示すように、水平方向及び垂直方向にユーザーによる手動で移動できる。ここで、レンズ１０８ｃが水平方向に動作することをパン方向といい、レンズ１０８ｃが垂直方向に動作することをチルト方向という。レンズ１０８ｃの位置を調整することで、監視カメラ１００に設けられたレンズ１０８ｃによって撮影できる範囲に関わらず、ユーザーが監視カメラ１００によって撮影したい場所を撮影できる。

監視カメラ１００は、外装カバー１０７によって覆われるレンズブロック１０１と、外装カバー１０９によって覆われる下ケース１０３と基板１０４等からなる。基板１０４には、監視カメラ１００の動作に必要な回路等の電子部品が設置されている。

レンズブロック１０１は、図７に示すように、基台１０５と、レンズケース１０８からなる。まず、レンズブロック１０１について説明する。

基台１０５は、例えば合成樹脂製であり、図８に示すように、レンズケース支持部１０５ｂでレンズケース１０８がチルト方向に回転できるように支持する。レンズケース支持部１０５ｂは、円周面を有する。レンズケース支持部１０５ｂの円周面は、レンズケース１０８のスライド部１０８ａの円周面に対応している。これにより、レンズケース１０８は滑らかにチルト方向に移動できる。また、基台１０５は、三つの突起部１０３ａに載置され、突起部１０３ａ上でパン方向に回転する。そして、基台１０５は、レンズケース１０８をパン方向に回転できるように支持する。更に、基台１０５は、円柱形状の外周部１０５ａを有する。外周部１０５ａはパン用板ばね１０２によって下ケース１０３側に押さえられる。

レンズケース１０８は、例えば合成樹脂製であり、レンズ１０８ｃが設置される。レンズケース１０８の内側には、レンズ１０８ｃを透過した光が結像して、光電変換することで電気信号を生成するＣＣＤ撮像素子又はＣＭＯＳ撮像素子やその他の電気部品が設置されるが、図では省略している。また、レンズケース１０８は、側面に突起部１０８ｂが形成される。突起部１０８ｂは、円柱部材の一例であり、レンズケース１０８のチルト方向の回転軸と一致する中心軸を有する。レンズケース１０８は、基台１０５上でチルト方向に回転できる。

チルト用板ばね１０６は、例えば金属製であり、基台１０５に固定され、レンズケース１０８の突起部１０８ｂの円周面を基台１０５側に弾性力で押さえる。また、チルト用板ばね１０６は、外装カバー１０７を弾性力で基台１０５に対して固定する。

チルト用板ばね１０６は、屈曲部１０６ａ，１０６ｂと、差し込み部１０６ｃを有する。屈曲部１０６ａは、第１の屈曲部の一例であり、突起部１０８ｂの円周面を基台１０５側に板ばねの弾性力で押さえる。屈曲部１０６ｂは、第２の屈曲部の一例であり、屈曲部１０６ｂが外装カバー１０７の固定穴１０７ａに挿入されることによって、板ばねの弾性力で外装カバー１０７を基台１０５に対して固定する。差し込み部１０６ｃは板状であり、差し込み側の端部が屈曲部１０６ａ側に形成され、基台１０５の差し込み穴１０５ｃに挿入される。その結果、チルト用板ばね１０６が基台１０５に固定される。

パン用板ばね１０２は、例えば金属製であり、基台１０５を下ケース１０３側に弾性力で押さえる。パン用板ばね１０２は、ばね部１０２ｃと、円形部１０２ｄと、係止部１０２ｅ等からなる。円形部１０２ｄは、薄板であり、リング形状を有する。円形部１０２ｄの内周には基台１０５が挿入される。ばね部１０２ｃは、円形部１０２ｄの内周に切り欠き部１０２ｆが形成されることによって、適切な弾性力を有し、基台１０５の外周部１０５ａを弾性力で押さえる。係止部１０２ｅは、円形部１０２ｄの外周から屈曲して形成され、突起部１０３ａに係止する。

監視カメラ１００が組み立てられた状態では、レンズブロック１０１は、パン用板ばね１０２によって、監視カメラ１００のシャーシとなる下ケース１０３の突起部１０３ａに押圧されている。レンズブロック１０１の基台１０５のうち外周部１０５ａが、下ケース１０３に形成された突起部１０３ａの切り欠き部１０３ａＡに載ることによって、基台１０５の位置が決められている。なお、突起部１０３ａには、上面に円柱形状のリブ１０３ａＢと、側面に角形状のリブ１０３ａＣが設けられている。

そして、パン用板ばね１０２には、位置決め用穴１０２ａと角穴１０２ｂが設けられている。位置決め用穴１０２ａによって、パン用板ばね１０２の位置が決定される。また、角穴１０２ｂによって、パン用板ばね１０２は固定される。更に、パン用板ばね１０２の内側には、レンズブロック１０１を押さえるための形状を有するばね部１０２ｃが切り欠き部１０２ｆによって成形されている。

外装カバー１０７は、レンズブロック１０１を覆う。外装カバー１０７はレンズ用開口部１０７ｂが形成されており、レンズ用開口部１０７ｂはレンズ１０８ｃが露出するように、外装カバー１０７のうちレンズ１０８ｃのチルト方向の移動範囲が開口したものである。外装カバー１０７の内側には、図１４及び図１５に示すように、レンズケース支持部１０７ｃが形成されている。レンズケース支持部１０７ｃは、円周面を有する。レンズケース支持部１０７ｃの円周面は、レンズケース１０８のスライド部１０８ａの円周面に対応している。これにより、レンズケース１０８は滑らかにチルト方向に移動できる。

外装カバー１０７の内側には、更に、ガイド部１０７ｅと規制部１０７ｄが設けられる。ガイド部１０７ｅは、外装カバー１０７を基台１０５に対して固定する際、チルト用板ばね１０６の屈曲部１０６ｂが接触する。そして、屈曲部１０６ｂがガイド部１０７ｅに接触しながら外装カバー１０７の固定穴１０７ａに案内される。また、規制部１０７ｄは、外装カバー１０７を基台１０５に対して固定する際、チルト用板ばね１０６の屈曲部１０６ｂの側面が接触する。規制部１０７ｄは、屈曲部１０６ｂが外側に広がらないように規制する。以上より、ガイド部１０７ｅと規制部１０７ｄによって、チルト用板ばね１０６の屈曲部１０６ｂはスムーズに外装カバー１０７の固定穴１０７ａに導かれ、確実に固定穴１０７ａに挿入される。

＜２．一実施形態の組み立て方法＞
次に、本実施形態の監視カメラ１００の組み立て方法について説明する。
まず、下ケース１０３に基板１０４が設置される。基板１０４は、図示しないねじ１本と、図４に示す下ケース１０３に成形されたフック１０３ｂによって固定される。

そして、レンズブロック１０１の基台１０５が、下ケース１０３の突起部１０３ａに形成された切り欠き部１０３ａＡに載せられる。

次に、パン用板ばね１０２が基台１０５を押さえるように被せられ、位置決め用穴１０２ａが、図７に示す円柱形状のリブ１０３ａＢに合わせられる。その結果、パン用板ばね１０２の位置が決定される。更に、パン用板ばね１０２が押し込まれて、角穴１０２ｂが図７に示すリブ１０３ａＣに嵌められる。この状態で、パン用板ばね１０２が、内側に形成された３箇所のばね部１０２ｃで基台１０５を押さえ込んでいる。ばね部１０２ｃは、片持ちの薄板ばねの機能を有している。このため、基台１０５は、３箇所のばね部１０２ｃによって下ケース１０３の切り欠き部１０３ａＡに押さえつけられる。

本実施形態のパン用板ばね１０２の弾性力を増減させる方法は複数あり、弾性力の大小の調整がしやすいという利点がある。弾性力の増減方法は、例えばパン用板ばね１０２の厚さを増減させる方法、板ばねの材料の硬度を増減させる方法、ばね部１０２ｃのサイズを増減させる方法、基台１０５の外周部１０５ａの厚さを増減させる方法等である。

また、本実施形態のパン用板ばね１０２の形状によれば、円形部１０２ｄの外周に、ほぼ等間隔に設けられた３箇所の係止部１０２ｅが下ケース１０３のリブ１０３ａＣに嵌められる。その結果、ばね部１０２ｃの弾性力が、３箇所の係止部１０２ｅの角穴１０２ｂに作用する。したがって、個々の角穴１０２ｂは、直近のばね部１０２ｃによって発生する弾性力によって下ケース１０３から外れる方向に力が作用する。しかし、その力は３箇所の係止部１０２ｅが円形部１０２ｄを介して連結しているため、互いに引き合うことになり、下ケース１０３からパン用板ばね１０２が外れることはできない。よって、パン用板ばね１０２をねじ等で下ケース１０３に固定する必要はない。

更に、上記構成と、パン用板ばね１０２の形状によれば、レンズブロック１０１をパン方向（図１の矢印方向）に回転させるための機構は、基台１０５が基台１０５上でレンズケース１０８がパン方向に滑らない形状を有していることと、パン用板ばね１０２のみである。そのため、従来のように複雑な機構を必要とせず、パン用板ばね１０２の固定にねじ等が不要であることから、監視カメラ１００は省スペース化を図ることができる。

そして、基台１０５にレンズケース１０８が載せられる。レンズケース１０８の側面には、スライド部１０８ａが両側面に成形されており、スライド部１０８ａがレンズケース１０８のチルト方向の回転を生じさせる。基台１０５にはスライド部１０８ａを受ける形状を有するレンズケース支持部１０５ｂが成形されている。

次に、チルト用板ばね１０６は、屈曲部１０６ａがレンズケース１０８の突起部１０８ｂを押さえた状態で、図８に示す基台１０５の差し込み穴１０５ｃに挿入される。なお、図８に示されていない対向面側でも同様にチルト用板ばね１０６が基台１０５に挿入される。

この状態で、レンズケース１０８と基台１０５は、チルト用板ばね１０６を介して一体化される。屈曲部１０６ａがレンズケース１０８の突起部１０８ｂを押さえることで、屈曲部１０６ａを支持する薄板部分は片持ちの薄板ばねとなる。そして、この弾性力がレンズケース１０８をスライド部１０８ａに基づいて回転させる際に負荷となる。その結果、チルト用板ばね１０６の弾性力がチルト方向のレンズ１０８ｃの位置の保持力となる。

なお、スライド部１０８ａと突起部１０８ｂは、別に成形しておくことで、次の利点がある。すなわち、チルト用板ばね１０６の接触によってレンズケース１０８の突起部１０８ｂが傷ついたとしても、チルト方向のスライド面は、チルト用板ばね１０６と接触する突起部１０８ｂとは別のスライド部１０８ａの表面であるため、チルト方向の動作を維持できる。また、スライド部１０８ａは大きい径を有している方がスライド方向の動作を安定させることができ、突起部１０８ｂは小さい径の方がチルト用板ばね１０６を小さくできる。

本実施形態のチルト用板ばね１０６の弾性力を増減させる方法は複数あり、弾性力の大小の調整がしやすいという利点がある。弾性力の増減方法は、例えばチルト用板ばね１０６の厚さを増減させる方法、板ばねの材料の硬度を増減させる方法、屈曲部１０６ａの折り曲げ角度を増減させる方法、レンズケース１０８の突起部１０８ｂの直径を増減させる方法等である。

チルト用板ばね１０６は設置時の上下方向に対して垂直方向から差し込まれる。また、チルト用板ばね１０６は基台１０５側にレンズケース１０８を押さえる。したがって、チルト用板ばね１０６は、設置時の上下方向に外れることはない。一方、チルト用板ばね１０６は差し込み方向に対しては容易に取り外し可能である。

チルト用板ばね１０６のもう一つの屈曲部１０６ｂも、屈曲部１０６ｂを支持する薄板部分が板ばねとなっている。外装カバー１０７の固定穴１０７ａに挿入される。これによって、外装カバー１０７が基台１０５と一体化される。固定穴１０７ａへのチルト用板ばね１０６の挿入方向も設置時の上下方向に対して垂直方向である。

上記構成より、チルト用板ばね１０６は、基台１０５と外装カバー１０７に挟まれるため、固定される。したがって、チルト用板ばね１０６は、ねじ等で固定する必要がない。

以上より、監視カメラ１００の組み立ては、下ケース１０３、基板１０４、レンズブロック１０１、パン用板ばね１０２と順番に重ねていくだけで完了し、組み立てが容易である。

＜３．一実施形態の調整方法＞
次に、本実施形態の監視カメラ１００におけるレンズ１０８ｃの調整方法について説明する。

［パン方向］
レンズブロック１０１を図１に矢印で示すパン方向に、手動で回転しようとすると、パン用板ばね１０２のばね部１０２ｃが負荷となる。この負荷以上の力で回転させ、希望するレンズ１０８ｃの向きになったら手を離すと、その位置でレンズ１０８ｃが止まる。この状態でレンズブロック１０１の保持力は、パン用板ばね１０２のばね部１０２ｃの弾性力である。

この弾性力の増減は、上述したとおり、複数の方法があり、いずれも容易である。本実施形態の一例では、弾性力をレンズブロック１０１の回転モーメントにして検討を行い、５０〜１００Ｎｍｍとした。この値は、レンズブロック１０１の重量やサイズ等によってきまるため、弾性力を増減させる方法が複数あることは、製品の商品化にとって非常に有効である。

［チルト方向］
レンズブロック１０１を例えば図２の矢印で示すチルト方向に、手動で回転しようとすると、チルト用板ばね１０６の屈曲部１０６ａの弾性力が負荷となる。この負荷以上の力で回転させ、希望するレンズ１０８ｃの向きになったら手を離すと、その位置でレンズ１０８ｃが止まる。この状態でレンズブロック１０１の保持力は、チルト用板ばね１０６の屈曲部１０６ａの弾性力である。

この弾性力の増減は、上述したとおり、複数の方法があり、いずれも容易である。本実施形態の一例では、弾性力をレンズブロック１０１の回転モーメントにして検討を行い、１０〜４０Ｎｍｍとした。この値は、レンズブロック１０１の重量やサイズ等によってきまるため、弾性力を増減させる方法が複数あることは、製品の商品化にとって非常に有効である。

以上により、本実施形態によれば、監視カメラ１００は、レンズ１０８ｃのチルト方向及びパン方向の移動のための機構が、従来の監視カメラに比べて大きな部品はなく、少ない部品点数で実現できる。また、監視カメラ１００は固定用のねじも不要で、組み立ても一方向から重ねるだけであり、従来に比べて容易である。その結果、本実施形態によれば、安価で小型化を図った監視カメラを実現できる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

１００ 監視カメラ
１０１ レンズブロック
１０２ パン用板ばね
１０２ａ 位置決め用穴
１０２ｂ 角穴
１０２ｃ ばね部
１０２ｄ 円形部
１０２ｅ 係止部
１０２ｆ 切り欠き部
１０３ 下ケース
１０３ａ 突起部
１０３ａＡ 切り欠き部
１０３ａＢ、１０３ａＣ リブ
１０３ｂ フック
１０４ 基板
１０５ 基台
１０５ａ 外周部
１０５ｂ レンズケース支持部
１０５ｃ 差し込み穴
１０６ チルト用板ばね
１０６ａ、１０６ｂ 屈曲部
１０６ｃ 差し込み部
１０７、１０９ 外装カバー
１０７ａ 固定穴
１０７ｂ レンズ用開口部
１０７ｃ レンズケース支持部
１０７ｄ 規制部
１０７ｅ ガイド部
１０８ レンズケース
１０８ａ スライド部
１０８ｂ 突起部
１０８ｃ レンズ

Claims (3)

1. レンズが設置されるレンズケースと、
   前記レンズケースのチルト方向の回転軸と一致する中心軸を有し、前記レンズケースの側面に形成された円柱部材と、
   前記レンズケースにおける、前記回転軸に対して交差する方向に配置され、前記回転軸に対して交差する方向から前記レンズケースが載置されることにより、前記レンズケースを前記チルト方向に回転可能に支持する基台と、
   前記基台に固定され、前記円柱部材の円周面を、前記基台側に弾性力で押さえる第１の屈曲部を有する板ばねと、
   前記レンズを露出させつつ、前記レンズケース、前記円柱部材、前記基台及び前記板ばねを被覆するカバーと、を備え、
   前記板ばねは、板状の差し込み部を有し、前記差し込み部が前記基台に設けられた第１の開口に挿入されることにより前記基台に固定され、
   前記板ばねは、前記カバーを弾性力で前記基台に対して固定する第２の屈曲部を有する、撮像装置。
2. 前記カバーは、前記レンズケースを前記チルト方向に回転可能に支持する、請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記カバーは、前記板ばねが挿入される第２の開口と、前記板ばねを前記第２の開口に案内するガイド部を有する、請求項１又は２に記載の撮像装置。

Images