JPH0879575A - 画像入力装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 レンズ３と半導体撮像素子とより成るカメラ
部１を、チルト方向及びパン方向に回転駆動し得る雲台
付きの画像入力装置において、画像の取り込み範囲を従
来装置より拡大し得る手段を提供する。 【構成】 このため、前記カメラ部１のチルト軸６ａ，
６ｂと、これを支持するパンチルト支持板５ａ，５ｂと
を載置する支持装置を載置する装置が、この載置装置を
含む匡体に対して移動可能に構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、雲台付き画像入力装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、レンズと半導体撮像素子とから成
るカメラ部（以下、“カメラ”という）、と、このカメ
ラを上下方向（以下、“チルト方向”という）に回転す
る駆動手段と、水平方向（以下、“パン方向”という）
に回転する駆動手段（以下、“雲台”という）とを兼ね
備えた画像入力装置（以下、“雲台付き画像入力装置”
という）があり、前記カメラを、雲台部によりパン及び
チルト方向に動かして所望位置の被写体画像を取り込
み、モニタ上に映したり、あるいはこの画像を電話回線
やその他の通信手段により遠隔地に送って、蓄積、再生
することができる。

【０００３】以上のような従来の雲台付き画像入力装置
の一例について、図１３ないし図１５に基づいてその構
成を説明する。図１３は、雲台付き画像入力装置の全体
斜視図、図１４は、図１３のＡＡ方向断面図、図１５
は、カメラがチルト方向に動いた時のＢ方向斜視図であ
る。

【０００４】図１３における１はカメラの匡体、２は、
上部に円形の開口部を持つ雲台の匡体、３はレンズ、ま
た、図１４における４は、半導体撮像素子から成るカメ
ラユニットで、半導体撮像素子の中心とレンズ３の光軸
とが一致するように、レンズ３はカメラユニット４に固
定され、カメラユニット４は匡体１の内面下部に固定さ
れている。

【０００５】パンチルト用支持板５ａ，５ｂは、匡体２
の上面２ｃと同一平面上に匡体２の前記開口部と適度な
空間を持っている円形面５ｂと、この５ｂ面の両端にコ
の字状を形成するように対向する面５ａがあり、底面５
ｂの一部には開口部が設けられている。また、パンチル
ト用支持板の対向面５ａの一部には同軸心的に各軸６
ａ，６ｂが固定されている。さらに各軸６ａ，６ｂは、
匡体１の一部にある凹部２箇所と嵌合して、匡体１及び
レンズ３，カメラユニット４を回動自在に軸支してい
る。

【０００６】７は、匡体１のパンチルト用支持板５ｂと
対向する面に直交するように固定され、パンチルト用支
持板５ｂの開口部より突出しているはすば歯車である。
次にはすば歯車７と噛み合っているウォーム歯車８があ
り、このウォーム歯車８はチルトモータ９の軸に固着さ
れている。また、このチルトモータ９は、モータ固定部
材１０に固定されており、さらにモータ固定部材１０
は、パンチルト用支持板５ｂに懸架固定されている。

【０００７】また、パンチルト用支持板５ｂの中心に
は、パン用の平歯車１１が固定されており、この平歯車
１１は、匡体２ｂに固定されているパン軸１２により回
動自在に軸支されている。さらに、平歯車１１と対向す
る位置に噛み合っている平歯車１３があり、この平歯車
１３は、パンモータ１４の軸に固着されれており、パン
モータ１４は、匡体２ｂに固定されている。

【０００８】次に、以上の構成における動作について説
明する。始めにパン方向について述べる。いま図１４に
おいて、パンモータ１４に駆動信号が入力されてパンモ
ータ１４の軸に固着されている平歯車１３が紙面手前側
に回転すると、パン軸１２に支持されている平歯車１１
に回転が伝達され、平歯車１１は紙面奥側に回転する。
この時、平歯車１１は、パンチルト用支持板５ｂに固着
されているので、カメラ（匡体１，レンズ３，カメラユ
ニット４）、パンチルト用支持板５ａ，５ｂ、軸６ａ，
６ｂ、はすば歯車７、ウォーム歯車、チルトモータ９、
モータ固定板１０等は、平歯車１１と一体に、パン軸１
２を中心に所定量だけ紙面奥側に回転して停止する。

【０００９】また、同様に、パンモータ１４に駆動信号
が入力されてパンモータの軸に固着されている平歯車１
３が紙面奥側に回転すると、カメラ（匡体１，レンズ
３，カメラユニット４）、パンチルト用支持板５ａ，５
ｂ、軸６ａ，６ｂ、はすば歯車７、ウォーム歯車８、チ
ルトモータ９、モータ固定板１０等は、平歯車１１と一
体にパン軸１２を中心に所定量だけ紙面手前側に回転し
て停止する。

【００１０】次に、チルト方向について述べる。チルト
モータ９に駆動信号が入力されてチルトモータ９の軸に
固着されているウォーム歯車８が時計方向に回転する
と、匡体１に固定されているはすば歯車７は、軸６ａ，
６ｂを中心に紙面手前側上方に回転して、カメラ（匡体
１，レンズ３，カメラユニット４）は、レンズ３側が上
方に所定量だけ上がって停止する。

【００１１】同様に、チルトモータ９に駆動信号が入力
されてチルトモータ９の軸に固着されているウォーム歯
車８が反時計方向に回転すると、匡体１に固定されてい
る平歯車７は、軸６ａ，６ｂを中心に紙面奥側上方に回
転して、カメラ（匡体１，レンズ３，カメラユニット
４）は、レンズ３側は下方に所定量だけ下がって停止す
る。このようにしてカメラ（匡体１，レンズ３，カメラ
ユニット４）をパン，チルトの各方向に所望の量だけ動
かしてレンズを被写体の方向に向けて画像を取り込み、
モニタ等に映したり、画像を電話回線やその他の通信手
段により遠隔地に送り、蓄積、再生することができるよ
う構成されている。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】ところが、以上のよう
な従来の雲台付き画像入力装置には、次のような問題が
あった。図１５は、カメラ（以下より、匡体１，レンズ
３，カメラユニット４を含んだものを指す）がチルト方
向に動いた時の状態図である。いま、カメラが、水平な
位置Ｆより、図１４で前述したように、チルトモータ９
に駆動信号が入力されてチルトモータ９の回転がウォー
ム歯車８よりはすば歯車７に伝達されて、軸６ａ，６ｂ
を中心にカメラは時計方向に、回転しレンズ３側は上方
に上がっていき、さらに駆動信号を入力し続けるとＧの
位置になって停止する。この時、レンズ３と反対の一端
Ｅが、匡体２と当接していて、それ以上カメラは時計方
向に回動することはできないので、この角度Ｉが最大の
上向きの角度となる。

【００１３】また同様に、チルトモータ９に駆動信号が
入力されチルトモータ９の回転がはすば歯車７に伝達さ
れて軸６ａ，６ｂを中心にカメラが水平な位置Ｆより反
時計方向に回転して、カメラのレンズ３側は下方に下が
っていき、さらに駆動信号を入力し続けるとＨの位置に
なり停止する。この時レンズ３側の一端Ｄが匡体２と当
接していてそれ以上カメラは反時計方向に回動すること
はできないのでこの角度Ｊが最大の下向きの角度とな
る。

【００１４】以上のことより、雲台付き画像入力装置の
チルト方向での被写体を取り込むことができる範囲は、
水平位置Ｆより匡体１のレンズ３側の一端Ｄが匡体２に
当接するところの角度Ｊとレンズ３側の反対側の一端Ｅ
が、匡体２に当接するまでの角度Ｉとの和Ｋとなる。

【００１５】この結果、匡体１と匡体２との当接するこ
とにより、被写体の取り込む範囲が限定されるので、範
囲Ｋ以外の被写体を取り込むことはできなくなる。しか
しながら、実際には、範囲Ｋ以外の被写体を取り込みた
い場合もあり、この時は雲台付き画像入力装置自体を被
写体の近くに移動するか、さらに別の雲台を用意して雲
台付き画像入力装置をこの雲台に固定して所望の位置に
カメラを向けてやらなければならない。または、この雲
台付き画像入力装置の匡体と載置面との間にスペーサな
どを挿入して装置全体を傾けたりしなくてはならず、非
常に煩雑になるという問題がある。

【００１６】また、前述したように匡体同士が当接する
ことにより被写体を取り込む範囲が決定されるので、匡
体同士が当接しないように、図１４における匡体２を小
さくすればよいが、匡体２の中には、パン，チルトを駆
動させるためのモータや歯車，固定部材、また不図示の
電気部品などがあるため、この小形化は現実的には極め
て難しいという問題があった。

【００１７】本発明は、以上のような局面にかんがみて
なされたもので、以上のような雲台付き画像入力装置の
画像の取り込み範囲を従来装置より拡大し得る手段の提
供を目的としている。

【００１８】

【課題を解決するための手段】このため本発明において
は、この種の画像入力装置を、（１）レンズと半導体撮
像子とから成るカメラ部と、このカメラ部に上下の回転
運動を与えるカメラ部の回動中心とこの回動中心を支持
する支持手段とを載置する載置手段が、この載置手段を
含む匡体に対して移動可能に構成し、また、（２）前記
カメラ部と、このカメラ部の前記回動中心とこの回動中
心との前記支持手段と、前記カメラ部に上下の回転運動
を与える駆動手段とを載置する載置手段が、この載置手
段を含む匡体に対して移動可能に構成し、あるいはま
た、（３）前記カメラ部と、このカメラ部の前記回動中
心とこの回動中心との前記支持手段と、前記カメラ部に
上下の回転運動を与える駆動手段とを載置する載置手段
を、移動することができる駆動手段を備えるよう構成す
ることにより、前記目的を達成しようとするものであ
る。

【００１９】

【作用】以上のような本発明構成により、カメラ部とチ
ルト方向の回転を与える駆動手段とが移動できるため、
従来装置よりチルト方向での画像取り込み範囲が拡大さ
れる。またレンズ部の移動により、ズーム機能が補足さ
れ、さらにこれらの移動手段によりパンチルト方向での
画像の蹴られ等を防止して画像取り込み範囲の拡大に寄
与することができる。

【００２０】

【実施例】以下に、本発明を複数の実施例について、図
１ないし図１２に基づいて説明する； （実施例１）図１は、第１の実施例の全体斜視図、図２
は、図１のＬ−Ｌ方向の断面図、図３は、図１のＭ−Ｍ
方向の断面図、図４は、カメラ及びパンチルトの駆動手
段がレンズ側に移動した時の図３相当図、図５は、図４
の時チルト動作を行い、カメラを下側に向けた時の図３
相当図、また、図６は、カメラ及びパンチルトの駆動手
段がレンズと反対側に移動した時に、チルト動作を行い
カメラを上側に向けた時の図３相当図を示す。

【００２１】図１において、１はカメラの匡体、２は上
部に開口部を持つ雲台の匡体、３はレンズ、図２におけ
る４は、半導体撮像素子から成るカメラユニットで、半
導体撮像素子の中心と、レンズ３との光軸とが一致する
ように、レンズ３はカメラユニット４に固定され、カメ
ラユニット４は匡体１の内面下部に固定されている。

【００２２】パンチルト用支持板５ａ，５ｂは匡体２の
上面２ｃと同一平面上に匡体２の開口部と適度な空間を
持っている円形面５ｂとこの５ｂ面の両端にコの字状を
形成するように対向する各面５ａがあり、底面５ｂの一
部には開口部が設けられている。また、パンチルト用支
持板の対向面５ａの一部には、この面と直交するように
チルト軸６ａ，６ｂが同軸心的に固定されている。さら
に各チルト軸６ａ，６ｂは、匡体１の一部にある凹部２
箇所と嵌合して、匡体１及びレンズ３，カメラユニット
４を回動自在に軸支している。

【００２３】７は、匡体１のパンチルト用支持板６ｂと
対向する面に直交するように固定され、パンチルト用支
持板５ｂの開口部より突出しているはすば歯車である。
次にはすば歯車７と噛み合っているウォーム歯車８があ
り、このウォーム歯車８はチルトモータ９の軸に固着さ
れている。また、このチルトモータ９は、モータ固定部
材１０に固定されており、さらにモータ固定部材１０
は、パンチルト用支持板５ｂに懸架固定されている。

【００２４】また、パンチルト用支持板５ｂの中心に
は、パン用の平歯車１１が固設されており、この平歯車
１１は、コ字状部材１７に固定されているパン軸１２に
より回動自在に軸支されている。さらに、平歯車１１と
対向する位置に噛み合っている平歯車１３があり、この
平歯車１３は、パンモータ１４の軸に固着されており、
パンモータ１４はＬ字状部材１５に固定されている。

【００２５】一方、パンチルト用支持板の円形板５ｂと
の間に適当な隙間を持ち、円形板５ｂより大きく均一幅
で匡体２より小さく匡体２ｃと嵌合している部材１６
ａ，１６ｂがある。部材１６ａ，１６ｂの対向面には部
材１６ａ，１６ｂと同等の均一幅でコ字状の板の両端が
直交方向に曲がり部材１６ａ，１６ｂに懸架固定されて
いるコ字状部材１７がある。

【００２６】また、コ字状部材１７の、コ字状の垂直方
向の１６ｂ側にパンモータ１４を固定しているＬ字状部
材１５の垂直面が固定されていて、コ字状部材１７の匡
体２ｂと対向する面には、平歯車１１を軸支しているパ
ン軸１２が固定されている。さらにコ字状部材１７の両
端には板ばね１８，１９等の一部が固定されていて、そ
の一端は匡体２を付勢して、振動などでカメラ部が動か
ないようにしてある。

【００２７】次に、図３において、匡体２は、図１でも
明らかなように、２Ｃ面上に匡体１，レンズ３，カメラ
ユニット４が移動した時、パンチルト用部材５ｂに懸架
固定されている構成部品、部材１６ａ，１６ｂ、コ字状
部材１７等も移動できるように開口部を設けているの
で、この開口部より異物などが混入しないように開口部
を保護してやる必要性がある。そこで、柔軟性のある材
料で構成されている保護カバー２０，２２を部材１６
ａ，１６ｂの一端に固定して、またその一部は匡体２と
匡体２の一部に支持されているローラ２１，２３に挟持
されている。

【００２８】次に以上構成における動作であるが、パ
ン，チルト動作に関しては、前記従来例と同様であるた
め、重複説明は省略して、以下に本実施例１の特徴であ
る動作について説明する。；図４において、２点鎖線Ｎ
の位置より、例えば匡体２を固定してカメラ側匡体１を
持って紙面左側に動かすと、匡体２と部材１６ａ，１６
ｂとの嵌合部分が板ばね１８，１９に付勢されながら
（図２参照）実線位置Ｏまで移動すると、平歯車１１，
パン軸１２，パンモータ１４，固定板１５，コ字状部材
１７などのパンチルトを駆動するために必要な全ての構
成部品も移動する。この時、左側の保護カバー２２は、
匡体２とローラ２３との間を滑りながら、匡体２の下側
に移動する。一方、右側の保護カバー２０は、匡体２と
ローラ２１との間を滑りながら、逆に引き出され匡体２
の拡大された開口部を隠す。

【００２９】この状態Ｏにおいて、前述したようにチル
トモータ９に駆動信号が入力されると、図５に示すよう
に、レンズ３側が、軸６ａ，６ｂを中心に反時計方向に
回動して、匡体２と点Ｑで当接した状態Ｐで停止する。
この時のカメラの下向きの角度Ｘは、Ｔａｎｔ₃ ／ｌ₃
で表わされる。これと、従来のカメラを移動しない状態
での角度Ｊ（従来例図１５参照）はＴａｎｔ₁ ／ｌ₁ で
あり、一方、ｌ₁ ＞ｌ₃ であるため、角度Ｘ＞角度Ｊと
なり、従来より角度が大きくなり、その分だけ被写体を
取り込む範囲が広がる。

【００３０】同様に、図６において、２点鎖線Ｎの位置
より、匡体２を固定してカメラ側匡体１を持って紙面右
側に動かし、チルトモータ９に駆動信号を入力すると、
レンズ３側が軸６ａ，６ｂを中心に時計方向に回動し
て、匡体２と点Ｔで当接した状態Ｓで停止する。この時
のカメラの上向きの角度Ｙは、Ｔａｎｔ₄ ／ｌ₄ で表わ
される。これは従来のカメラを移動しない状態での角度
Ｉ（従来例図１５参照）がＴａｎｔ₂ ／ｌ₂ であり、一
方、ｌ₂ ＞ｌ₄ であるため、角度Ｙ＞角度Ｉとなり、従
来より角度が大きくなり、その分だけ被写体を取り込む
範囲が広がった。以上により、被写体を取り込む範囲の
角度は（Ｘ＋Ｙ）＞（Ｊ＋Ｉ）＝Ｋとなり従来より広が
った。

【００３１】（実施例２）次に第２の実施例について説
明する。図７は、図１のＬ−Ｌ断面図（図２）の第２の
実施例図を示す。但し、図７において図２におけると同
一（相当）構成要素については、重複説明を省略する。
図７中、コ字状部材１７のコ字状右側鉛直部にラック２
４がコ字状部材１７と幅方向同じ長さで固定されてお
り、さらにこのラック２４に噛み合うように、平歯車２
５がモータ２６の軸に固着されている。また、このモー
タ２６は、固定部材２７を介して匡体２ｂに固定されて
いる。

【００３２】いま、モータ２６に駆動信号が入力され
て、平歯車２５が回転すると、ラック２４に回転が伝達
されてラック２４が直線運動を行い、カメラが図８（本
実施例の図４相当図）のＮの状態よりＯ及びＲの状態の
ように移動する。また、この時チルト動作を行えば、前
記の実施例１と同様な効果を得るのは言うまでもない。

【００３３】（実施例３）さらに、第２の実施例を、テ
レビ会議システムや監視カメラシステムなどに利用した
事例を、第３の実施例として以下に説明する；図９に、
この実施例３の全体斜視図を示す。この図は、テレビ会
議システムや監視カメラシステムなどの匡体内の載置面
２８とに、雲台付き画像入力装置が載置されている状態
を示すもので、載置面２８と直交する方向に保護面２９
があり、レンズ３の対向する面に透明または半透明のガ
ラス，アクリル等の透過面３０を有する。

【００３４】いま、図９のＳ−Ｓ方向の断面図を示す図
１０において、レンズ３等の前面に透過面３０がある水
平位置Ｎの状態と、レンズ３が左側に移動した時の状態
Ｏでは、画像の取り込む範囲はＯの状態の方が広いのは
周知の通りであるが、特にＮの状態でのチルト動作を行
った時、Ｇ，Ｈの状態で透過面３０により画像の上下が
蹴られるという現象が起こる。この時、カメラを移動す
ることにより前述したように画像を取り込む範囲が広が
り、蹴られはなくなる。同様にパン動作時においても、
左右の蹴られに対して同じ効果が得られることは言うま
でもない。

【００３５】（実施例４）次に、第４の実施例について
説明する。図１１は、図９同様に、監視カメラシステム
などの匡体内の載置面２８に雲台付き画像入力装置が載
置されている状態の全体斜視図を示すもので、載置面２
８と直交する方向に保護面２９があり、レンズ３の対向
する面に開口部２９ａがある。この開口部２９ａには不
図示の開閉可能な扉があり、画像などを取り込む時にこ
の扉を開ける。

【００３６】いま、図１１のＳ−Ｓ方向の断面図を示す
図１２において、Ｎの状態では、前述したようにチルト
動作を行った時保護面２９の開口部２９ａにより、画像
の上下が蹴られるという現象が起こるが、この時、カメ
ラを移動して保護面２９の開口部２９ａよりＯの状態の
ようにレンズ３を突出させることにより、この開口部２
９ａにより制限はなくなり、所望の画像の取り込む範囲
を確保できる。同様にパン動作時においても同じ効果が
得られるのは言うまでもない。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
カメラ部とチルト方向の回転運動を与える駆動手段とが
移動できるようにした結果、従来よりもチルト方向での
画像を取り込む範囲を拡大することができた。

【００３８】また、例えば、図８に示した実施例２でも
解るように、Ｎの状態よりレンズがＯ及びＲの位置に移
動できることによりズーム機能を有することになり、ズ
ーム機能を有しているレンズに対してはズーム機能の有
効な補助手段となり得る。さらに、図９に示した実施例
３のように、テレビ会議システムや監視カメラシステム
などの匡体内に雲台付き画像入力装置を載置した場合
は、前述したようにパンチルト方向での画像の蹴られ防
止とチルト方向での画像を取り込む範囲の拡大に貢献で
きる。

【００３９】また、図１１に示した実施例４のように、
環境条件が厳しい中で使用される場合や建物の外壁や内
壁の中に隠し目立たないようにしたい場合、匡体内に雲
台付き画像入力装置を載置し、通常時はカメラをカバー
で隠し、使用時にカバーの一部を開けて、レンズを匡体
の外に出せるようにできる。

【００４０】この結果、カメラとチルト方向の回転運動
を与える駆動手段とが移動することができるようにした
ことにより、使用時と未使用時に匡体に対して収納可能
にさせる機能を有したことになり、カメラの保護にもな
る。さらに、例えば実施例４の図１２でも解るように、
レンズ３が匡体２９の外側に突出することにより、匡体
２９の内側においてチルト動作を行うよりも画像を取り
込む範囲が拡大されるのは前記実施例３同様、言うまで
もない。このようにカメラとチルト方向の回転運動を与
える駆動手段が移動することにより多様な効果を得るこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施例１の全体斜視図

【図２】 図１のＬ−Ｌ断面図

【図３】 図１のＭ−Ｍ断面図

【図４】 要部移動時の図３相当図（その１）

【図５】 要部移動時の図３相当図（その２）

【図６】 要部移動時の図３相当図（その３）

【図７】 実施例２の図２相当図

【図８】 実施例２の図４相当図

【図９】 実施例３の全体斜視図

【図１０】 図９のＳ−Ｓ断面図

【図１１】 実施例４の全体斜視図

【図１２】 図１１のＳ−Ｓ断面図

【図１３】 従来装置の一例の全体斜視図

【図１４】 図１３のＡ−Ａ断面図

【図１５】 図１３のＢ方向斜視図

【符号の説明】

１ カメラの匡体 ２ 雲台の匡体 ３ レンズ ４ カメラユニット ５ａ，５ｂ パンチルト用支持板 ６ａ，６ｂ チルト軸 ９ チルトモータ １２ パン軸 １４ パンモータ ２６ モータ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 レンズと半導体撮像子とから成るカメラ
   部と、このカメラ部に上下の回転運動を与えるカメラ部
   の回動中心とこの回動中心を支持する支持手段とを載置
   する載置手段が、この載置手段を含む匡体に対して移動
   可能に構成したことを特徴とする画像入力装置。
2. 【請求項２】 前記カメラ部と、このカメラ部の前記回
   動中心とこの回動中心との前記支持手段と、前記カメラ
   部に上下の回転運動を与える駆動手段とを載置する載置
   手段が、この載置手段を含む匡体に対して移動可能に構
   成したことを特徴とする請求項１記載の画像入力装置。
3. 【請求項３】 前記カメラ部と、このカメラ部の前記回
   動中心とこの回動中心との前記支持手段と、前記カメラ
   部に上下の回転運動を与える駆動手段とを載置する載置
   手段を、移動することができる駆動手段を備えたことを
   特徴とする請求項１及び２のいずれかに記載の画像入力
   装置。