JPH08159381A

JPH08159381A - 指向方向旋回装置

Info

Publication number: JPH08159381A
Application number: JP6301095A
Authority: JP
Inventors: Hideaki Nakanishi; 秀明中西; Yuichi Kawakami; 雄一川上; Nobukazu Kawagoe; 宣和川越
Original assignee: Minolta Co Ltd
Current assignee: Minolta Co Ltd
Priority date: 1994-12-05
Filing date: 1994-12-05
Publication date: 1996-06-21

Abstract

(57)【要約】【目的】簡単なパン及びチルト方向の駆動機構により
センサ等の被指向部材の注視方向が垂直面内で水平移動
するようにする。【構成】センサ部３２は枠体３３にチルト方向に回動
可能に支持され、枠体３３は筐体３１にパン方向に回動
可能に支持されている。湾曲部が枠体３３の後方に位置
するように、Ｕ字型のガイド部材３４が筐体３１にチル
ト方向に回動可能に支持されている。センサ部３２の背
面の光軸Ｌ１上に係合部材３７が突設され、該係合部材
３７はガイド部材３４のガイド溝３４２に摺動可能に係
合されている。枠体３３及びガイド部材３４はそれぞれ
パン方向駆動機構３５とチルト方向駆動機構３６とによ
り回転駆動される。センサ部３２を角度θで傾斜した状
態でパン方向移動させると、係合部材３７がガイド溝３
４２を摺動し、光軸Ｌ１はガイド部材３４及び軸３６１
を含む平面内を移動し、垂直面内において水平移動す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、監視カメラ等のセンサ
や投光機等の指向方向をパン方向及びチルト方向に旋回
させる指向方向旋回装置に係り、特に指向方向を水平に
移動させることのできる指向方向旋回装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】図８は、従来の旋回機能を備えた監視カ
メラの概略構造を示す斜視図である。監視カメラ１００
は、カメラ１０１、Ｕ字型に屈曲した枠体１０２、カメ
ラ１０１の光軸（監視方向）Ｌを上下方向（以下、チル
ト方向という）に移動させるギヤードモータ１０３及び
カメラ１０１の光軸Ｌを左右方向（以下、パン方向とい
う）に移動させるギヤードモータ１０４から構成されて
いる。

【０００３】カメラ１０１は、左右の側面に突設された
チルト方向の回動軸１０５をＵ字型枠体１０２の側面１
０２Ａ，１０２Ａ′に穿設された孔１０２Ｂに貫通させ
てＵ字型枠体１０２に取り付けられ、上記側面１０２Ａ
を貫通して突出された回動軸１０５の先端には上記ギヤ
ードモータ１０３の出力軸が取り付けられている。ま
た、Ｕ字型枠体１０２の下面中央にはパン方向の回動軸
１０６が下方向に突設され、この回動軸１０６の先端に
上記ギヤードモータ１０４の出力軸が取り付けられてい
る。

【０００４】なお、ギヤードモータ１０３は枠体１０２
に固定され、該枠体１０２と一体的にチルト方向に回動
可能になされ、ギヤードモータ１０４は不図示の監視カ
メラ本体に固定されている。

【０００５】上記構成において、ギヤードモータ１０４
を回転駆動すると、Ｕ字型枠体１０２が回動軸１０６の
廻りに回転し、これによりカメラ１０１の光軸Ｌがパン
方向に移動され、ギヤードモータ１０３を回転駆動する
と、カメラ１０１が回動軸１０５の廻りに回転し、これ
によりカメラ１０１の光軸Ｌがチルト方向に移動され
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、監視カメラ
その他のセンサ装置やスポットライトやレーザビーム照
射等の投光装置においては、センサ方向又は投光方向を
水平に移動させて遠方の水平移動している対象物を追尾
させたい場合がある。

【０００７】上記従来の監視カメラは、Ｕ字型枠体１０
２を回転軸１０６の廻りに回転させているので、カメラ
１０１の光軸Ｌが上記回転軸１０６に対して直角でない
（仰角又は俯角が０°でない）ときは、カメラ１０１が
回転軸１０６の廻りに歳差運動し、光軸Ｌを水平移動さ
せることはできない。

【０００８】図９は、従来の監視カメラにおける光軸Ｌ
のパン方向移動を説明するための図である。同図におい
て、平面Ｓ１はカメラ１０１内の撮像面、光学系１０７
は被写体像を上記撮像面Ｓ１に投影するカメラ１０１の
レンズ系、平面Ｓ２はカメラ１０１の光軸Ｌの軌跡を示
すために仮想的に設けた水平面に対して垂直な平面であ
る。なお、光学系１０７は、チルト方向に仰角θだけ傾
いた状態となっている。

【０００９】Ｘ，Ｙは、平面Ｓ２上に設けられた直交座
標の座標軸、Ｘ′，Ｙ′は、光学系１０７を介して平面
Ｓ１に投影されたＸ-Ｙ座標の座標軸である。また、
ｘ，ｙは、光学系１０７に設けられた直交座標の座標軸
であり、Ｍは、光学系１０７のパン方向の回転軸で、図
９における回動軸１０６に相当するものである。光学系
１０７は、仰角θだけ上方に傾斜されているので、ｙ軸
は回転軸Ｍに対して角度θだけ傾いている。ｘ軸、Ｘ軸
及びＸ′軸は、互いに平行な水平方向の軸であり、Ｙ軸
及び回転軸Ｍは鉛直方向の軸である。また、Ｙ′軸とｙ
軸とは平行になっている。

【００１０】Ｌmは現在のカメラ１０１の旋回位置にお
ける光軸Ｌの方向で、現在の監視方向を示すものであ
る。Ｌmoは、上記光軸Ｌmのｘ軸及びＸ軸を含む水平面
Ｓ３への正射影で、水平位置（角度θ＝０°の位置）に
おけるカメラ１０１の監視方向に相当するものである。
なお、Ｌmoは、Ｘ-Ｙ座標系の原点Ｏを通っている。ま
た、Ｌm′は、カメラ１０１を現在位置から反時計廻り
に角度αだけパンした位置における光軸Ｌの方向で、Ｌ
mo′は光軸Ｌmの上記水平面Ｓ３への正射影である。

【００１１】同図において、平面Ｓ２と光軸Ｌm′との
交点Ｐ（Ｘ_P，Ｙ_P）は、下記数１で示される。

【００１２】

【数１】

【００１３】仰角θを固定した状態でカメラ１０１を水
平方向にパンしたときの平面Ｓ２上における光軸Ｌの軌
跡は、上記数１において、θ＝一定としたときの角度α
に対するＹ_Pの変化として求められるから、Ｄ・tanθ＝
Ｋ（定数）とおくと、Ｙ_P＝Ｋ／cosαで表される。この
式より、カメラ１０１のパンする角度αが大きくなる
程、cosαは小さくなるから、Ｙ_Pは増大し、光軸Ｌの軌
跡は、図９において曲線Ｑのようになる。なお、カメラ
１０１が水平面Ｓ３より下方向に傾斜している場合（俯
角θ≠０°の場合）は、Ｙ_Pは負の値となるから、カメ
ラ１０１のパンする角度αが大きくなる程、Ｙ_Pは減少
し、光軸Ｌの軌跡は、曲線ＱのＸ軸に対する線対象の曲
線となる。

【００１４】以上より、パンする角度αが大きくなる
程、θ＞０°においては、カメラ１０１の監視方向は高
くなり、θ＜０°においては、カメラ１０１の監視方向
は低くなる。このため、例えば遠方で水平方向に移動し
ている対象物を監視カメラで追跡する場合、対象物が正
面位置（α＝０°の位置）から離れるにつれて監視カメ
ラの監視方向が上方向（又は下方向）に変化し、パンの
範囲が所定の範囲を越えると、対象物がカメラ１０１の
画角から外れ、対象物を追尾することができなくなる。

【００１５】パン方向移動に応じてチルト方向移動を行
えば、カメラ１０１の光軸Ｌを水平移動させることも可
能であるが、この場合は、上記数１のＹ_P式より、tanθ
／cosα＝一定となるようにパン方向角度α及びチルト
方向角度θを同時に制御しなければならず、制御ソフト
が非常に複雑になる。

【００１６】本発明は、上記課題に鑑みてなされたもの
であり、仰角又は俯角を有して被指向機器の指向方向を
パン方向に移動させた場合にも指向方向を水平移動させ
ることのできる指向方向旋回装置を提供することを目的
とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
特定の方向に指向される被指向部材と、上記被指向部材
の指向方向に相当する注視軸とこの注視軸に直交する第
１の軸との交点を通り、かつ、該第１の軸に直交する第
２の軸を回転軸として、上記被指向部材の本体に回動可
能に支持され、上記第１の軸上で上記被指向部材を回動
可能に支持する支持手段と、上記被指向部材本体の、上
記第２の軸に直交する第３の軸が交差する位置で、両端
部が回動可能に支持され、中間部が上記被指向部材の背
面側に曲折したガイド部材と、上記被指向部材の背面部
に突設され、先端部が上記ガイド部材に摺動可能に係合
された係合部材と、上記支持手段を上記第２の軸の廻り
に回動させて上記被指向部材をパン方向に移動させる第
１の駆動手段と、上記ガイド部材を上記第３の軸の廻り
に回動させて上記被指向部材をチルト方向に移動させる
第２の駆動手段とを備えたものである。

【００１８】また、請求項２記載の発明は、上記被指向
機器の旋回装置において、上記被指向部材を対象物に関
する情報を取り込むセンサとしたものである。

【００１９】

【作用】請求１記載の発明によれば、ガイド部材を駆動
すると、ガイド部材の曲折部が第３の軸を中心に回動す
る。一方、支持手段を駆動すると、支持手段における被
指向部材の支持位置が第２の軸を中心に回動し、これに
より被指向部材が第２の軸の廻りに回動して注視軸がパ
ン方向に移動する。

【００２０】このとき、予めガイド部材の回動により該
ガイド部材に係合された係合部材が第３の軸を中心に回
動しており、一連の動きにより被指向部材が第３の軸の
廻りに回動して注視軸がチルト方向に移動する。

【００２１】ガイド部材の曲折部を第１の軸を含む水平
面に対して所定角度θだけ傾けた状態（仰角又は俯角を
上記所定角度θに設定した状態）を保持して支持手段を
駆動すると、被指向部材が第２の軸の廻りを回動するの
に応じて係合部材がガイド部材の曲折部を摺動し、注視
軸は上記ガイド部材の曲折部及び第１の軸を含む平面
（水平面に対して角度θだけ傾いた平面）上を移動す
る。これにより、水平面に対して垂直な平面における注
視軸のパン方向の軌跡は、水平となる。

【００２２】請求項２記載の発明によれば、センサによ
り対象物の画像、温度等の情報が取り込まれる。センサ
が仰角又は俯角を有して対象物を注視し、該対象物が平
行移動している場合、支持手段を対象物の移動方向にパ
ン方向移動させるだけで対象物の追尾が可能で、対象物
を見失うことなく当該対象物に関する情報の連続取込が
可能になる。

【００２３】

【実施例】本発明に係る指向方向旋回装置について、銀
行やコンビニエンスストア等の監視用若しくは産業用ロ
ボットの目として利用される監視カメラを例に説明す
る。

【００２４】図１は、本発明に係る監視カメラの内部構
造を示す一部破断した斜視図である。同図に示す監視カ
メラ１は、広い範囲を監視する広角のビデオカメラ（以
下、広角カメラという）２、狭い範囲を監視する狭角の
ビデオカメラ（以下、狭角カメラという）３及びこれら
ビデオカメラ２，３を水平方向に回転させる基台４から
構成されている。

【００２５】基台４は、不図示の駆動機構により水平面
内で回動可能になされ、基台４を回動させて広角カメラ
２及び狭角カメラ３の監視範囲が変更されるようになっ
ている。

【００２６】広角カメラ２は、例えば水平画角６０°以
上の単焦点標準レンズを備え、略人間の視野若しくはそ
れ以上の視野範囲で対象物を監視するようになってい
る。また、広角カメラ２は、基台４に固着され、基台４
と一体的に回転するようになっている。

【００２７】狭角カメラ３（被指向部材）は、広角カメ
ラ２で監視している範囲内にある一部の対象物を注視す
るもので、広角カメラ２より水平画角の狭い撮影レンズ
系を備えている。また、狭角カメラ３は、筐体３１内に
パン方向及びチルト方向の旋回機構を有し、狭角カメラ
３の光軸Ｌ１が広角カメラ２の撮影範囲内で変更可能に
なっている。狭角カメラ３の筐体３１は、広角カメラ２
の上部に固定され、基台４と一体に回転するようになっ
ている。

【００２８】なお、広角カメラ２又は狭角カメラ３の撮
影レンズ系は、単焦点レンズで構成してもよく、ズーム
レンズで構成してもよい。

【００２９】図２は、広角カメラと狭角カメラの監視範
囲の一例を示す図である。同図において、Ｇ１は広角カ
メラ２の撮影画面を示し、Ｇ２は狭角カメラの撮影画面
を示している。上記旋回機構で狭角カメラ２の注視方向
を変化させることにより、広角カメラ２の撮影画面Ｇ１
内にある絵以外の植物や座机等の任意の対象物が狭角カ
メラ３で撮影される。

【００３０】次に、狭角カメラ３の旋回機構について説
明する。狭角カメラ３は、主として対象物を撮影するセ
ンサ部３２、該センサ部３２の光軸（注視軸）Ｌ１をパ
ン方向に移動させる中空の四角形の枠体３３（支持手
段）、上記センサ部３２の光軸Ｌ１をチルト方向に移動
させる半円形の湾曲部３４１を有するＵ字型のガイド部
材３４、上記枠体３３の駆動機構３５（第１の駆動手
段）及び上記ガイド部材３４の駆動機構３６（第２の駆
動手段）から構成されている。

【００３１】センサ部３２は、直方体の筐体３２１の前
側面に撮影レンズ３２２が設けられるとともに、筐体３
２１内の該撮影レンズ３２２の光軸Ｌ１上の適所に長方
形のＣＣＤイメージエリアセンサからなる撮像素子３２
３が設けられ（図３参照）、監視対象物の像を撮影レン
ズ３２２により撮像素子３２３の撮像面に結像し、該撮
像素子３２３で撮像するものである。撮像画像は、筐体
３２１の後側面から取り出されたケーブルＫで不図示の
モニター装置に出力される。

【００３２】センサ部３２は、筐体３１の前側面の近傍
位置に上記撮像レンズ３２２が該前側面から露出するよ
うに設けられている。

【００３３】図３に示すように、センサ部３２に狭角カ
メラ３の光軸Ｌ１をＸ軸とするＸＹＺ直交座標を仮定す
ると、筐体３２１の左右の両側面であってＹ軸（第１の
軸）と交差する位置に回動軸５が回動可能に突設され、
センサ部３２は、上記枠体３３の中空部内に嵌装され、
上記回動軸５の先端部を枠体３３の対向する側面に固定
して枠体３３に回動可能に支持されている。なお、回動
軸５を筐体３２１に固設し、回動軸５の先端部を枠体３
３に回動可能に支持させるようにしてもよい。また、Ｙ
軸及びＺ軸は、それぞれ上記撮像素子３２３の横方向の
辺と縦方向の辺とに平行になっている。

【００３４】狭角カメラ３の光軸Ｌ１が正面方向（広角
カメラ２の光軸Ｌ２と平行な方向）を向いているときの
Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸で構成される直交座標系をＵＶＷ座
標とすると（図３参照）、枠体３３の上下の両側面の中
央位置（ＵＶＷ座標系のＷ軸（第２の軸）が交差する位
置）にプーリ３５２，３５３が固着された回動軸３５１
が突設されている。枠体３３は、この回動軸３５１を筐
体３１の天板と底板とにそれぞれ回動可能に支持させて
筐体３１にパン方向に回動可能に取り付けられている。
これにより枠体３３をＷ軸の廻りに回動させることによ
り狭角カメラ３の光軸Ｌ１がパン方向に移動するように
なっている。

【００３５】また、上記枠体３３の外側には上記Ｕ字型
のガイド部材３４が設けられている。ガイド部材３４
は、枠体３３の後側に湾曲したガイド部３４１が形成さ
れるように設けられている。ガイド部材３４は、その両
端部の外側にプーリ３６２，３６３が固着された回動軸
３６１が突設され、この回動軸３６１を、筐体３１の左
右の両側板であって上記ＵＶＷ座標のＶ軸（第３の軸）
と交差する位置にそれぞれ回動可能に支持させて筐体３
１内に取り付けられている。

【００３６】図３に示すように、ガイド部材３４の湾曲
したガイド部３４１には長手方向に沿ってガイド溝３４
２が穿設され、このガイド溝３４２には、センサ部３２
の筐体３２１の後側面であって光軸Ｌ１（Ｘ軸）と交差
する位置に突設された棒状の係合部材３７が摺動可能に
係合されている。すなわち、図４に示すように、係合部
材３７の先端部に回動可能に設けられた円筒状のコロ３
７２がガイド部材３４のガイド溝３４２に貫通されてい
る。

【００３７】これによりガイド部材３４をＶ軸の廻りに
回動させると、係合部材３７が回動し、狭角カメラ３が
Ｙ軸の廻りに回動して光軸Ｌ１がチルト方向に移動する
ようになっている。

【００３８】筐体３１内であって枠体３３の後方位置に
は、上記プーリ３５２，３５３の回転軸３５１と平行に
軸３５４が回動可能に取り付けられている。この軸３５
４の両端部であってプーリ３５２，３５３との平行位置
にプーリ３５５，３５６が固着され、更にプーリ３５５
の近傍位置にギヤ３５７が固着されている。プーリ３５
２とプーリ３５５間及びプーリ３５３とプーリ３５６間
にはそれぞれタイミングベルトＴＢ１，ＴＢ２が架設さ
れ、ギヤ３５７にはギヤードモータ３５９の駆動ギヤ３
５８が噛合されている。また、タイミングベルトＴＢ１
には枠体３３のパン方向の回転角を検出するパン回転角
検出器３９が噛合されている。

【００３９】また、上記プーリ３６２，３６３の回転軸
３６１と平行に軸３６４が回動可能に取り付けられ、こ
の軸３６４の両端部であってプーリ３６２，３６３との
平行位置にプーリ３６５，３６６が固着され、更にプー
リ３６６の近傍位置にギヤ３６７が固着されている。プ
ーリ３６２とプーリ３６５間及びプーリ３６３とプーリ
３６６間にはそれぞれタイミングベルトＴＢ３，ＴＢ４
が架設され、ギヤ３６７にはギヤードモータ３６９の駆
動ギヤ３６８が噛合されている。また、タイミングベル
トＴＢ３には枠体３３のチルト方向の回転角を検出する
チルト回転角検出器３８が噛合している。

【００４０】上記プーリ３５２，３５３，３５５，３５
６、軸３５４、ギヤ３５７，３５８、ギヤードモータ３
５９及びパン回転角検出器３９は、枠体３３の駆動機
構、すなわち、狭角カメラ３のパン方向の駆動機構を構
成し、上記プーリ３６２，３６３，３６５，３６６、軸
３６４、ギヤ３６７，３６８、ギヤードモータ３６９及
びチルト回転角検出器３８は、ガイド部材３４の駆動機
構、すなわち、狭角カメラ３のチルト方向の駆動機構を
構成している。

【００４１】上記パン回転角検出器３９及びチルト回転
角検出器３８は、それぞれタイミングベルトＴＢ１とタ
イミングベルトＴＢ３の移動量を検出するもので、これ
ら検出データは、不図示の制御ケーブルにより不図示の
旋回制御回路に送出されるようになっている。旋回制御
回路は、上記検出データを用いてプーリ３５２又はプー
リ３６３の回転量を演算し、更にこの演算結果から光軸
Ｌ１の正面方向（広角カメラの光軸Ｌ２と平行な方向）
に対するパン方向の回転角αとチルト方向の回転角θと
を検出する。

【００４２】そして、狭角カメラ３の光軸Ｌ１のパン方
向（又はチルト方向）の移動制御は、上記検出された回
転角α（又は回転角θ）に基づいてギヤードモータ３５
９（又はギヤードモータ３６９）の駆動を制御すること
により行われる。

【００４３】次に、上記構成において、狭角カメラ３を
チルト方向に傾けた状態（θ≠０°の状態）でパン方向
の移動を行ったときの光軸Ｌ１の軌跡について、図３及
び図５を用いて説明する。

【００４４】図３から明らかなように、枠体３３をＷ軸
の廻りに回転させると、センサ部３２もＷ軸の廻りに回
転し、センサ部３２の後側面から突出された係合部材３
７もＷ軸の廻りを回転する。このとき、係合部材３７
は、ガイド部材３４のガイド溝３４２に係合し、このガ
イド溝３４２に沿って摺動するので、係合部材３７と同
軸上にある光軸Ｌ１は、常にガイド溝３４２及びＶ軸を
含む平面内を移動する。

【００４５】θ＝０°においては、ガイド溝３４２及び
Ｖ軸を含む平面は水平面となるから、光軸Ｌ１はＵ軸と
Ｖ軸とからなるＵＶ平面内を移動する。一方、θ≠０°
においては、ガイド溝３４２及びＶ軸を含む平面は水平
面に体して角度θだけ傾斜するから、光軸Ｌ１は、水平
面から角度θだけ傾斜した平面内を移動することにな
る。

【００４６】図５において、Ｓ１はＵＶＷ座標における
Ｕ軸とＶ軸とからなるＵＶ平面で、狭角カメラ３を含む
水平面である。また、Ｓ２は、狭角カメラ３の注視方向
の前方に仮想的に設けた、上記水平面Ｓ１と直交するＶ
軸とＷ軸とからなるＶＷ平面に平行な垂直面である。ｘ
軸及びｙ軸は垂直面Ｓ２上に設けられた直交座標で、ｘ
軸は水平面Ｓ１と垂直面Ｓ２とが交差する直線であり、
ｙ軸はＵ軸と垂直面Ｓ２との交点Ｏ′を通るｘ軸に垂直
な直線である。従って、ｙ軸は、Ｗ軸と平行になってい
る。

【００４７】また、Ｓ点は、狭角カメラ３の光軸Ｌ１を
正面方向（光軸Ｌ１がＵ軸と一致する方向）の位置から
仰角θだけ上側にチルト移動させたときの該光軸Ｌ１と
垂直面Ｓ２との交点である。すなわち、旋回制御の初期
位置（θ＝α＝０°の位置）からガイド部材３４をＶ軸
を中心に、図５に示すように時計廻りに角度θだけ回動
したときの光軸Ｌ１と垂直面Ｓ２との交点である。

【００４８】Ｒ点は、狭角カメラ３の光軸Ｌ１を正面方
向の位置から仰角θだけＵ軸に対して上側にチルト移動
移動させた状態で角度αだけＵ軸に対して反時計方向に
パン移動させたときの該光軸Ｌ１と垂直面Ｓ２との交点
である。すなわち、初期位置からガイド部材３４を角度
θだけ回動させた後、枠体３３をＷ軸を中心として反時
計廻りに角度αだけ回動したときの光軸Ｌ１と垂直面Ｓ
２との交点である。

【００４９】ここで、ガイド部材３４の回転角θを保持
した状態で枠体３３をＷ軸の廻りに回動させたときの光
軸Ｌ１と垂直面Ｓ２との交点Ｒの軌跡について検討する
と、Ｒの軌跡は、光軸Ｌ１がガイド溝３４２及びＶ軸を
含む平面内にあるから、この平面、すなわち、ＵＶＷ座
標の原点ＯとＳ点及びＲ点とを含む平面Ｓ３と垂直面Ｓ
２との交線Ｈで表される。一方、平面Ｓ３は水平面Ｓ１
に対して上方に角度θだけ傾斜しているから、水平面Ｓ
１と垂直面Ｓ２との交線ｘ軸と上記交線Ｈとは平行にな
り、Ｒ点は水平移動することがわかる。

【００５０】なお、図５において、Ｓ点のｙ座標ＳＯ′
とＲ点のｙ座標ＲＴ（Ｔ点は、Ｒ点からｘ軸に引いた垂
線の交点）との関係を調べると、以下に示すようにＳ
Ｏ′＝ＲＴとなり、交線Ｈはｘ軸に平行で、Ｒ点は確か
に水平移動することがわかる。

【００５１】すなわち、ＯＯ′＝Ｄとすると、ＵＶＷ座
標系において、Ｓ点のＹ座標ＳＯ′は、ＳＯ′＝ＯＯ′・tanθ＝Ｄ
・tanθ 一方、平面Ｓ３上の任意の点における座標を（ｕ，
ｖ，ｗ）とすると、平面Ｓ３は、Ｖ軸を含む平面である
から、ｕ・sinθ＋ｗ・cosθ＝０が成立する従って、平面Ｓ３上にある点Ｒの座標を（Ｒu，Ｒ
v，Ｒw）とすると、Ｒu＝−Ｄ、Ｒv＝−Ｄ・tanθ、Ｒw
＝ＲＴであるから、Ｒu及びＲwをの関係式に代入すると、Ｒu・sinθ
＋Ｒw・cosθ＝−Ｄ・sinθ＋ＲＴ・cosθ＝０となり、
この式との関係式とから、ＲＴ＝（Ｄ・sinθ）／cos
θ＝Ｄ・tanθ＝ＳＯ′となる。

【００５２】なお、本実施例では、半円形のガイド部材
３７を用いたが、ガイド部材３４の形状は、半円形に限
定されるものではなく、半楕円形に湾曲したものやコ字
型に屈曲したものでもよい。また、本実施例では、ガイ
ド溝３４２に係合部材３７の先端部に回動可能に設けら
れた円筒状のコロ３７２を嵌装させていたが、ガイド部
材３４と係合部材３７との係合構造はこの構造に限定さ
れるものではなく、例えば図６や図７に示す構造でもよ
い。

【００５３】図６に示す係合構造の第２実施例は、ガイ
ド部材３４を、図３におけるＵＶＷ座標の原点Ｏを中心
とする半円形に湾曲した棒部材で構成するとともに、係
合部材３７の先端に、軸３７１の中心軸廻りに回転可能
なコロ保持体３７４を設け、更にこのコロ保持体３７４
に、軸３７１の中心軸に直交する軸廻りに回転可能に保
持されたコロ３７３を設け、このコロ３７３を湾曲した
ガイド部材３４に内側から当接させたものである。枠体
３３をパン方向に回動させると、係合部材３７のコロ３
７３がガイド部材３４上を回転移動し、狭角カメラ３の
光軸Ｌ１が軸３７１とガイド部材３４とを含む平面内で
パン方向移動する。

【００５４】図７に示す係合構造の第３実施例は、図６
の変形例で、ガイド部材３４は図７のものと同一形状を
なしている。図７のものは、係合部材３７の先端部に、
軸３７１の中心軸廻りに回転可能なコロ保持体３７８を
設け、更にこのコロ保持体３７８に軸３７１の中心軸に
平行な軸３７５ａの廻りに回転可能に保持されたコロ３
７５と、これら２つの軸３７１，３７５ａに平行かつこ
れら２つの軸３７１，３７５ａのなす平面内で移動可能
な回転軸３７６ａに回転可能に保持されたコロ３７６と
を、該ガイド部材３４を挾持するように取り付けたもの
である。

【００５５】コロ３７５の回転軸３７５ａとコロ３７６
の回転軸３７６ａ間にはバネ３７７が設けられ、このバ
ネ３７７の付勢力によりコロ３７５，３７６がガイド部
材３４に圧接されている。枠体３３をパン方向に回動さ
せると、係合部材３７のコロ３７５，３７６がガイド部
材３４上を回転移動し、狭角カメラ３の光軸Ｌ１が、軸
３７１とガイド部材３４とを含む平面内でパン方向移動
する。

【００５６】また、本実施例では、狭角カメラ３の視界
を広くするため、筐体３１の幅寸法を可及的に短くすべ
くパン方向及びチルト方向の駆動源であるギヤードモー
タ３５９，３６９を狭角カメラ３の後方に配置するよう
にしたが、ギヤードモータ３５９及びギヤードモータ３
６９をぞれぞれ軸３５１と軸３６１とに直結して枠体３
３とガイド部材３４とを駆動するようにしてもよい。

【００５７】また、ギヤードモータに代えてステッピン
グモータを駆動源としてもよい。ステッピングモータを
用いると、チルト回転角検出器３８及びパン回転角検出
器３９が不要になるので、構成を簡単にすることができ
る。

【００５８】また、図１において、筐体３２１の後側面
から取り出されたケーブルＫは、そのまま筐体３１の後
側面から取り出してもよいが、このようにすると、筐体
３２１の旋回動作によってケーブルＫがあらゆる方向に
屈曲される虞がある。ケーブルＫが屈曲されると、その
寿命に悪影響を与えるだけでなく、筐体３２１の駆動の
負荷にもなるので、これを防止するため、本実施例で
は、図１に示すように、Ｙ軸（第１の軸）の廻りに輪を
形成するように、ケーブルＫを撓ませるとともに、枠隊
３３の下部に一旦固定し、更にＷ軸（第２の軸）の廻り
に一巻きした後、筐体３１の後側面から取り出すように
している。

【００５９】なお、Ｙ軸の廻りのケーブルＫの輪を保持
するために、ケーブルガイドＫ１を設けるとともに、ケ
ーブルＫがプーリ３５３やタイミングベルトＴＢ３に絡
まないように、Ｗ軸の廻りにガイド（不図示）を設けて
いる。

【００６０】また、上記実施例では、センサとしてカラ
ービデオカメラを例に説明したが、センサは、静止画を
撮影するスチルカメラでもよく、輝度や温度を計測する
その他の光学素子であってもよい。この場合の対象物に
関する情報の取込方法は、対象物からの反射光を受動的
に受光するパッシブタイプでもよく、センサに赤外光等
の投光器を設け、該投光器から照射された光の対象物か
らの反射光を受光するアクティブタイプでもよい。

【００６１】また、上記実施例では、センサを例に説明
したが、本発明は、センサの旋回装置に限定されるもの
ではなく、一般的な被指向機器の指向方向旋回装置に適
用することができ、例えばスポットライトやレーザービ
ーム等の投光機、或いは球技練習用の投球機等の旋回装
置にも適用することができる。

【００６２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
パン方向に回動可能に支持された支持手段に、被指向部
材をチルト方向に回動可能に取り付け、チルト方向に回
動可能に支持され、被指向部材の後方に湾曲若しくは屈
曲したガイド部材に、上記被指向部材の背面に突設され
た係合部材を摺動可能に係合させ、上記ガイド部材を回
動させて被指向部材をチルト方向に移動させるととも
に、上記支持手段を回動させて被指向部材をパン方向に
移動させるようにしたので、被指向部材をチルト方向に
傾斜させた状態（仰角（又は俯角）θ≠０°の状態）で
パン方向移動を行わせるだけで、被指向の注視軸は上記
ガイド部材とチルト方向の回転軸とを含む平面（水平面
に対して角度θで傾斜した平面）内を移動し、注視軸を
簡単に平行移動させることができる。

【００６３】これにより遠方の水平方向に移動している
対象物を好適に追尾することができる。

【００６４】また、対象物に関する情報を取り込むセン
サを被指向部材としたものでは、対象物が水平移動して
いる場合にも、上記支持部材をパン方向に回動させるだ
けで対象物を見失うことなく追尾でき、該対象物に関す
る情報の連続取込が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る監視カメラの内部構造を示す一部
破断した斜視図である。

【図２】広角カメラと狭角カメラの撮影範囲の一例を示
す図である。

【図３】狭角カメラに設定したＸＹＺ座標系及びＵＶＷ
座標系を示す図である。

【図４】ガイド部材と係合部材との係合構造の第１実施
例を示す断面図である。

【図５】狭角カメラをパン方向に移動させたときの光軸
の軌跡を説明するための図である。

【図６】ガイド部材と係合部材との係合構造の第２実施
例を示す断面図である。

【図７】ガイド部材と係合部材との係合構造の第３実施
例を示す断面図である。

【図８】従来の旋回機能を備えた監視カメラの概略構造
を示す斜視図である。

【図９】従来の監視カメラにおける光軸のパン方向移動
を説明するための図である。

【符号の説明】

１監視カメラ２広角カメラ３狭角カメラ（被指向部材）３１筐体３２センサ部３３枠体（支持手段）３４ガイド部材３５パン方向駆動機構（第１の駆動手段）３６チルト方向駆動機構（第２の駆動手段）３７係合部材３８チルト回転角度検出器３９パン回転角度検出器３２１筐体３２２撮影レンズ３２３ＣＣＤイメージセンサ（撮像素子）３５１，３５４，３６１，３６４回動軸３５２，３５３，３５５，３５６，３６２，３６３，３
６５，３６６プーリ３５７，３６７駆動ギヤ３５８，３６８ギヤ３５９，３６９ギヤードモータ４基台５回動軸ＴＢ１〜ＴＢ４タイミングベルト

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｇ０３Ｂ 37/00 Ｇ０８Ｂ 25/00 ５１０Ｍ 8621−2Ｅ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】特定の方向に指向される被指向部材と、
上記被指向部材の指向方向に相当する注視軸とこの注視
軸に直交する第１の軸との交点を通り、かつ、該第１の
軸に直交する第２の軸を回転軸として、上記被指向部材
の本体に回動可能に支持され、上記第１の軸上で上記被
指向部材を回動可能に支持する支持手段と、上記被指向
部材本体の、上記第２の軸に直交する第３の軸が交差す
る位置で、両端部が回動可能に支持され、中間部が上記
被指向部材の背面側に曲折したガイド部材と、上記被指
向部材の背面部に突設され、先端部が上記ガイド部材に
摺動可能に係合された係合部材と、上記支持手段を上記
第２の軸の廻りに回動させて上記被指向部材をパン方向
に移動させる第１の駆動手段と、上記ガイド部材を上記
第３の軸の廻りに回動させて上記被指向部材をチルト方
向に移動させる第２の駆動手段とを備えたことを特徴と
する指向方向旋回装置。
【請求項２】上記被指向部材は、対象物に関する情報
を取り込むセンサであることを特徴とする請求項１記載
の指向方向旋回装置。