JPH09163190A - ディスプレイを備えた遠隔監視装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 棒の先端にビデオカメラを付け棒の根元近く
に液晶ディスプレイを付けた従来の遠隔監視システムの
場合、液晶ディスプレイの画像が小さく画面が見づらか
ったり、ディスプレイが重いため手が疲れてしまうとい
う欠点があった。本発明はこれらの欠点を克服すること
を課題とする。 【解決手段】 伸縮自在のプローブの先端に、カメラ方
向回転機構を介して、カメラを取り付け、そのプローブ
の根元近くにコントロールボックスを取り付ける。カメ
ラとヘッドマウント・ディスプレイ及び回転機構とコン
トロールボックスの間をケーブルでつなぎ、コントロー
ルボックスの操作スイッチを操作することにより、それ
らを制御するようにする。ディスプレイはプローブから
切り離し、監視者の頭部に搭載するようにする。カメラ
とディスプレイをケーブルでつなぎ、このケーブルはプ
ローブ内を這わせる。ディスプレイに映し出される映像
と被写体の方向を対応付けるため、プローブにマークを
付け、常にカメラの上部が手元で解るようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、遠隔場所の状況を
監視する装置に関し、特に、液晶等の軽量ディスプレイ
を備えた遠隔監視装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１３に示すように、警察官による容疑
者の捜査の際等、壁７０１の裏側に容疑者がいる恐れの
ある場合、壁から顔を出すことは危険であるため、従来
は手鏡を使って壁の裏側の状況を観察していた。特に、
アメリカの警察は、この方法を使っている。

【０００３】また最近、図１３に示すように、棒７０２
の先端にビデオカメラ７０３を付けて、そこで撮像した
映像を手元の液晶ディスプレイ７０４に映して状況を観
察するシステムも開発されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記棒の先端
にビデオカメラを付けたシステムの場合、液晶ディスプ
レイ７０４の画像が小さくて画面が見づらかったり、デ
ィスプレイが重いため手が疲れてしまうという欠点があ
った。

【０００５】また、捜査者は何時も液晶ディスプレイに
神経を集中させる必要があり、周囲の状況を観察する余
裕がなくなり、容疑者が横や背後から襲ってきてもそれ
に気付かなかったりする恐れもある。

【０００６】また、地震等で建物が崩壊したとき等に、
瓦礫に埋もれた遭難者を見つけて救出する時等、図１４
に示すように、狭い間から伸縮プローブ付きカメラを内
部にいれて遭難者を捜索していた。

【０００７】しかし、このシステムの場合、直射日光が
当たると画面が見にくく、画面に視線を集中させると、
危険な周囲に神経が行き届かなくなり、周囲の建物が崩
壊した現場では非常に危険で、怪我をする恐れがあっ
た。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
めに、本発明によれば、監視用小型カメラと、該小型カ
メラを支持して遠隔点に配置するための伸縮自在プロー
ブと、該プローブの先端とカメラの間に設け、カメラの
方向を変えるための回転機構と、該プローブの根元近く
に設けたコントロールボックスと、上記カメラで撮像し
た映像を監視者の近くに映すディスプレイと、上記回転
機構とコントロールボックス、カメラとディスプレイを
接続し、電気信号の伝送を行なうケーブルと、を備えた
ディスプレイを備えた遠隔監視装置を提供する。

【０００９】上記遠隔監視装置において、前記回転機構
は、不用な外力が加えられたときに破損を回避する滑り
機構を有することが好ましい。また、この回転機構が内
蔵モータを有し、監視者のコントロールスイッチ操作に
より前記コントロールボックスからケーブルを通して送
られてくる制御信号によって制御されるようにすること
が好ましい。

【００１０】前記ディスプレイは、監視者の頭部に搭載
するヘッドマウント・ディスプレイとすることが好まし
い。

【００１１】更に、前記コントロールボックスは、その
操作スイッチ部が、前記伸縮プローブの回転にかかわら
ず、重力により常に一定の方向を向くように重量バラン
スがとられることが好ましい。

【００１２】また、前記伸縮プローブは、その外周上に
マークが付され、撮像画像の上下関係が手元で即座に認
識できるようにすることが好ましい。そうして、前記伸
縮プローブは、複数の硬質パイプで構成され、パイプ径
の小さいパイプを大きいパイプの内側に収納可能な構造
とし、それらのパイプの断面形状は同一とし、かつ断面
の一部にパイプ長手方向に沿った凹部または凸部を設
け、パイプの伸縮に際して、パイプ間で上記凹部または
凸部の位置が変わらないようにし、パイプの長さを任意
の長さに調整できるパイプ固定機構と最長引き出し時に
パイプの外れを防止する外れ防止機構を有することが好
ましい。

【００１３】

【発明の実施の形態】次に、本発明の遠隔監視装置の幾
つかの実施形態について、図面を参照して説明をする。

【００１４】図１に示すとおり、本装置は、大きく分け
て、ＣＣＤカメラ１０１、ヘッドマウント・ディスプレ
イ１０９、伸縮プローブ１０５、及びコントロールボッ
クス１１０から成る。

【００１５】この実施形態ではヘッドマウント・ディス
プレイを用いているが、ディスプレイは、例えば、図１
３を参照して前述したようにプローブに取り付けてもよ
く、その他監視者の見やすい所に取り付けることができ
る。

【００１６】ＣＣＤカメラ１０１は照明ライト１０２及
びマイク１０３と共に固定台に取り付けられ、この固定
台は回転機構１０４を介して伸縮プローブ１０５の先端
に取り付けられている。伸縮プローブの根元付近にはコ
ントロールボックスが回転自在に取り付けられていて、
そこにバッテリー１０８、電気回路１０７が収納されて
おり、コントロールスイッチ１０６が設けられている。

【００１７】回転機構１０４には駆動モータが内蔵され
ていて後述するとおりプローブの先端に搭載したＣＣＤ
カメラの向きを変えるためにカメラの方向を回転できる
ようになっている。回転機構１０４とコントロールボッ
クス１１０との間はケーブルで接続されていて、コント
ロールスイッチ１０６を操作することにより、カメラの
向きを操作できるようになっている。なお、プローブは
中空パイプになっていて、ケーブルはこのパイプの中を
這わせてある。

【００１８】ＣＣＤカメラ１０１、ライト１０２、マイ
ク１０３への電源供給はケーブルを介してコントロール
ボックス１１０のバッテリー１０８から供給され、ＣＣ
Ｄカメラで撮像した画像信号およびマイクで収音した音
はケーブルを介してコントロールボックスの電気回路１
０７に送られる。ここで信号処理を行った結果はヘッド
マウント・ディスプレイ１０９に送られ、映像が監視者
の眼の前に表示され、音はヘッドホンから出力される。

【００１９】この装置の使用法は、上述の説明から明ら
かであるが、下記に簡単に説明すると、監視者はヘッド
マウント・ディスプレイ１０９を装着して、伸縮プロー
ブ１０５を手で持ち、適正な長さに調整する。監視範囲
を広げるためには、監視者は手元のコントロールスイッ
チを操作して回転機構１０４を駆動し、カメラの方向を
変える。

【００２０】被写体が暗い場所にあるときには、ライト
用のスイッチをオンにして照明ライトを点灯する。この
ようにして、監視者は、色々な環境で本装置を使用する
ことができ、また、カメラで捉えることのできる範囲も
広げることができる。

【００２１】次に本実施形態における遠隔監視装置の各
部についてさらに詳しく説明する。

【００２２】図２は、本遠隔監視装置に用いる頭部搭載
型映像表示装置の外観を示す。同図から明らかなとお
り、この装置は頭部に搭載するための装着部と、映像表
示のためのビューワー部、映像信号、音声信号、制御信
号等の信号伝送線、リモコン部等からなる。

【００２３】図３は、映像表示部の光学系の概略を示
す。同図に示すとおり、カメラで撮像して伝送されてき
た映像信号は液晶シャッター５０１に供給され、画像パ
ターンを形成する。従って、光源から発した光はこの液
晶シャッターを通過後、光学画像となって、レンズ５０
２で拡大され、ハーフミラー５０３で反射されて、監視
者の眼に達する。

【００２４】監視者は、この光学画像をあたかも虚像５
０６の位置から送られてきたかのように見ることがで
き、大きな見やすい画面として見ることができる。この
場合、液晶シャッター５０５により外部からの光を遮断
するように制御することによりカメラからの画像を見や
すくすることができる。

【００２５】監視者が外部の状況を見たいときは、液晶
シャッター５０５の透過率を上げることにより、外部か
ら、液晶シャッター５０５、ハーフミラー５０３を通し
て直接眼に入ってくる光の方が多くなって、外部の状況
を見ることができる。この切換は液晶シャッター５０５
に流す電流を切り換えるだけでできるので制御が非常に
簡単である。

【００２６】図４は上記コントロールボックスの取り付
けを詳細に示したものである。この部分の特徴は、コン
トロールボックス２０１が必ず重力に対して一定の方向
を向くように作られていることである。

【００２７】図４において、伸縮プローブ２０２がコン
トロールボックス２０１を貫通するように、コントロー
ルボックスが伸縮プローブの根元、即ち扱い者の手元近
くに取り付けられているが、コントロールボックス２０
１に設けた孔と伸縮プローブ２０２の間には僅かな間隙
があり、伸縮プローブを円周方向に回転した場合に、コ
ントロールボックス２０１は、重力により下方に引かれ
るため、回転せずに正規の位置を保つようになってい
る。

【００２８】このため、コントロールボックスは、スイ
ッチが配設された面が上になり、反対側の面が下になる
ように、反対側を重くしてある。こうすることにより、
重力の作用でコントロールスイッチは常に上に位置させ
ることができる。

【００２９】ここで、コントロールスイッチとしては、
前記回転機構１０４を回転制御するための回転用スイッ
チ２０３、暗い場所での撮影のためのライトを点灯する
ためのライト用スイッチ２０４、ヘッドマウント・ディ
スプレイの液晶シャッター制御用ボタンが示されている
が、必要に応じて適宜設けることができる。この構造に
なっていることにより、監視者にとっては、コントロー
ルスイッチの面が常に一定の場所にあるので、操作性が
向上する。

【００３０】図５は、コントロールボックスの取り付け
方について他の実施形態を示す。この実施形態の特徴
は、伸縮プローブを長手方向に回転、即ちプローブの先
端を上下に動かした場合、コントロールボックスのスイ
ッチ配設面が上を向くようにしたことである。

【００３１】同図に示すように、プローブ３０２は、コ
ントロールボックス３０１の取り付け部材３０７が回転
自在に取り付けられ、この取り付け部材に、プローブ３
０２の長手方向のＡ軸と直角方向のＢ軸に沿った回転軸
３０９を設け、この軸にコントロールボックス３０１を
回転自在に取り付ける。

【００３２】コントロールボックスは、Ｂ軸を中心にＡ
軸に沿った方向の両側のバランスをとり、回転軸３０９
の上方と下方では下方に重心がかかるように重量の調整
を行なう。取り付け部材３０７は、コントロールボック
スを搭載した状態で左右のバランスがとれるように調整
する。

【００３３】このように構成することにより、プローブ
を回転した時だけでなく、プローブの先端を上下に動か
してプローブの位置が傾斜した時にも、コントロールス
イッチの位置は重量に対して必ず上を向いているように
することができる。

【００３４】プローブを回転させた時、そのプローブの
先端側に取り付けたカメラも回転するので、被写体がど
ちらの方向を向いているのか直感的にわかりにくくなる
ことがある。そこで、本発明の遠隔監視装置において
は、撮影画像の上下関係を即座に認識できるよう、伸縮
プローブ外周上に凸部または凹部を設けるかマークをつ
ける。

【００３５】図６は、監視物体（被写体）、カメラの撮
影固定条件、モニタの設置位置、監視者の眼の関係を示
す。ケース１においては、監視物体の実際の位置とモニ
タに映る像の上下関係が同じであり、監視者は特に不自
然を感じることはない。

【００３６】ケース２においては、ケース１の場合と比
較してカメラを９０°回転して撮影した場合であり、監
視物体の位置はケース１の場合と変わっていないが、モ
ニタに映る画像は９０°回転している。即ち、立ってい
る人間の像が横になって見える。

【００３７】上記ケース２の場合、監視者が本遠隔監視
装置の操作状況を確認して、その条件に合せて画像を判
断すれば問題はない。例えば、監視者が、モニタ画面と
監視物体の両方を、同時に見るか、一方を見た後、条件
を固定したまま他方を見るようにすればよい。

【００３８】しかし、現場で実際に撮影する場合には、
必ずしもケース１の条件が満たされているとは限らず、
一般にプローブは長くして使うことが多いので、各条件
を考えて判断するには時間がかかる。また、条件を誤り
監視者が錯覚する可能性も高い。

【００３９】そこで、本発明の遠隔監視装置において
は、プローブの先端のカメラの向きが見えなくても、ま
た、カメラが見え隠れしていても、常にカメラの撮影条
件が確認できるような工夫がなされている。例えば、後
述するとおり、プローブに凹部を設け、この凹部の位置
がプローブの先端から根元まで変わらないような構造と
する。その他、モニタ画面上にカメラの上位置を示すマ
ークを映す等、種々の方法が考えられるが、要は手元で
カメラの方向がわかるようにすればよい。

【００４０】図７は、本発明の遠隔監視装置に用いるプ
ローブの一例を示したもので、同図の中央に断面図で示
すとおり、直径の異なる３本のパイプを同心円状に配設
し、直径の小さいパイプを直径の大きいパイプの中に収
納できるようになっている。

【００４１】パイプ円周上の一部には凹部が設けられて
おり、各パイプの凹部の位置が同じ位置にくるように配
列されている。従ってこれらのパイプの相対的な回転は
防止され、３本のパイプは長手方向に伸縮できるのみと
なっている。

【００４２】プローブの長さを適正な長さに伸ばし、そ
こで固定するには、ナット４０７、４０８をその位置で
締めればよい。図８はこの部分を拡大して詳細に示した
ものである。プローブの内側のパイプ４０５の周囲には
ナットリング４０９が配置されており、このナットリン
グ４０９が外側のパイプ４０４に嵌合している。

【００４３】外側パイプの先端外表面にはネジ山が刻ま
れていてナット４０７に螺合するようになっている。ナ
ットリング４０９は図９に示すように、内側パイプが貫
通する孔４０９Ｃと外側パイプの中に入る部分４０９
Ｄ、テーパー部４０９Ａ、縦方向の切り割り４０９Ｂが
設けられている。

【００４４】図８において、ナット４０７を回すと、外
側パイプ４０４が図の左側に進み、ナットリング４０９
を左側に押すが、ナットリングの先端のテーパー部がナ
ット４０７によって動きを制限され内側パイプを締め付
ける力が働く。従って、内側パイプと外側パイプがしっ
かりと固定される。

【００４５】伸縮プローブを長く引き出したとき、内側
パイプが外側パイプからはずれてしまうのを防ぐため
に、ストッパが設けられている。図７において、内側パ
イプ４０５，４０６には夫々ストッパ（抜止リング）４
０２，４０３が設けられていて、パイプを最大限に引き
出したとき前述のナットリングに当接してそれ以上引き
出せないようになっている。

【００４６】このパイプ固定機構と抜け止め機構がある
ために、プローブパイプが急激に動いた場合でもパイプ
の接続部が動いたり外れたりせず、従って、ケーブルや
カメラの破損を防ぐことができる。

【００４７】カメラで撮像できる範囲を広げるために、
プローブの先端とカメラの間に回転機構が設けられてい
る。この回転機構は、図１０に示すとおり、駆動モータ
６０４、減速ギヤ６０５、動力伝達部を備え、全体が蛇
腹６０６で覆われている。図１１は、回転機構６０２に
よってカメラが水平方向に９０°の範囲で回転される様
子を図示したものである。モータ６０４からの駆動力に
よりアーム６０７が図示のように回転する。

【００４８】図１０において円で囲った動力伝達部の詳
細が図１２に記載されている。同図において、モータの
減速ギヤ部から軸１を介して歯車１に回転が伝えられ
る。この歯車１は歯車２と係合しており、歯車２が回転
する。歯車２は軸２に固定されているので、この軸２を
介して傘歯車１に回転が伝達される。傘歯車１は傘歯車
２と噛み合っているので、傘歯車２が回転する。この回
転は、波ワッシャー受及び波ワッシャーを介して、ワッ
シャー受に伝達され、このワッシャー受が固着された軸
３に伝達され、この軸３が回転し、軸３に固定されたア
ームを回転する。

【００４９】軸３と軸受けの間には間隙があり、傘歯車
２と軸３は緩い結合となっている。また、軸３にワッシ
ャー受が固定されており、波ワッシャー、波ワッシャー
受けを介して傘歯車２に結合されている。この結合は、
標準ワッシャーの板厚を調整することにより、波ワッシ
ャー受けと傘歯車２の間の摩擦結合の大きさを調整する
ことにより行なう。

【００５０】波ワッシャー受けと傘歯車２との間の結合
は、例えば、作動トルクが５．７〜８．７Ｋｇｆ・ｃｍ
にする。それ以上のトルクが加えられると傘歯車２と波
ワッシャーが滑り、これにより、回転機構の破損を防
ぐ。上記作動トルク以下であれば回転機構は正規の動作
を行い、カメラ部の回転を行なうことは勿論である。

【００５１】以上、本発明の遠隔監視装置について、実
施形態の説明とともに説明したが、本発明によれば、遠
隔監視装置として、必要な機能と操作性を充分に検討し
た上で、それらの機能を適正な手段によって実現したも
のであり、実用上の利点が大きいものである。

【００５２】

【発明の効果】本発明の遠隔監視装置は、伸縮プローブ
をその長手方向と直角の方向（円周方向）に回転した
り、伸縮プローブの先端を上下したり（長手方向に回転
したり）した場合に、操作スイッチ部がそれに伴って回
転して、操作者から見えなくなったり、扱いが不便にな
るのを防止するため、重力によりコントロールボックス
のスイッチ配列面が常に一方向（例えば上方向）を向く
ようにしてあるので、操作スイッチを速やかに認識で
き、機動性に富んだ操作ができる。

【００５３】監視する物体の実際の方向とモニター上に
映っている画像の方向が対応するように、プローブの円
周方向の一部に凹部を設けたり、マークを付けたり、プ
ローブの断面を異形断面にしたりしているので、監視者
が常にモニター画面の上下と実際の上下の関係を一致さ
せたり、瞬時にそれらの関係を判断できる。

【００５４】プローブパイプの長手方向に沿って凹部
（溝）を設ける場合は、複数のパイプの間の相対的な回
転が防止できる。従って、簡単な構造で方向確認が容易
にできる。

【００５５】プローブ先端のカメラは回転機構によって
水平方向に左右各９０°の範囲で回転できるようになっ
ていて、その回転機構は、小型モータと減速ギヤを用い
て、トルクと回転速度を調節しているが、長いプローブ
の先端にカメラが付いているため、操作中に障害物に当
たることがあり、その衝撃で回転機構を構成するギヤが
破損したり、回転不可能になったり、ガタができて機能
が低下したりすることが考えられるが、本発明の遠隔監
視装置においては、モータからの力を伝達する歯車の一
部に滑り機構を設け、上記のような不用な外力が加わっ
た場合、この滑り機構の滑りによって歯車の破損、回転
機構の損傷を回避することができる。

【００５６】プローブパイプを最大限に伸ばしたとき、
内側パイプが外側パイプから外れてしまうと、精密なカ
メラを破損する恐れがあるが、本発明の遠隔監視装置に
おいては、この外れを防止するためのストッパーが付い
ているのでこの様な事故を防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の頭部搭載型ディスプレイを備えた遠隔
監視装置の全体を示す模式図である。

【図２】本発明の遠隔監視装置に用いる頭部搭載型ディ
スプレイの外観図である。

【図３】頭部搭載型のディスプレイの光学系を説明する
ための線図である。

【図４】本発明の遠隔監視装置のプローブ上へのコント
ロールボックスの取り付けを示す模式図である。

【図５】本発明の遠隔監視装置のプローブ上へのコント
ロールボックスの取り付けを示す模式図である。

【図６】被写体、カメラの向き、モニタ上の画像、の関
係を説明するための模式図である。

【図７】本発明の遠隔監視装置のプローブの構造を示す
模式図である。

【図８】プローブ固定機構の詳細な構造を示す断面図で
ある。

【図９】ナントリングの構造を示す模式図である。

【図１０】カメラの回転機構を示す側部一部断面図であ
る。

【図１１】カメラの回転機構を示す平面一部断面図であ
る。

【図１２】カメラの回転機構の動力伝達機構の詳細な構
造を示す側部断面図である。

【図１３】従来の遠隔監視装置の外観と使用法を示す説
明図である。

【図１４】従来の遠隔監視装置の外観と使用法を示す説
明図である。

【符号の説明】

１０１ ＣＣＤカメラ １０２ ライト １０３ マイク １０４ 回転機構 １０５ 伸縮プローブ １０６ コントロールスイッチ １０７ 電気回路 １０８ バッテリー １０９ ヘッドマウント・ディスプレイ １１０ コントロールボックス

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 監視用小型カメラと、 該小型カメラを支持して遠隔点に配置するための伸縮プ
   ローブと、 該プローブの先端とカメラの間に設け、カメラの方向を
   変えるための回転機構と、 該プローブの根元近くに設けたコントロールボックス
   と、 上記カメラで撮像した映像を監視者の近くに映すディス
   プレイと、 上記回転機構とコントロールボックス、カメラとディス
   プレイを接続し、電気信号の伝送を行うケーブルと、を
   有する、ディスプレイを備えた遠隔監視装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の遠隔監視装置におい
   て、前記回転機構は、不用な外力が加えられたときに破
   損を回避する滑り機構を有する、ディスプレイを備えた
   遠隔監視装置。
3. 【請求項３】 請求項１又は２に記載の遠隔監視装置に
   おいて、前記回転機構は、内蔵モータを有し、監視者の
   コントロールスイッチ操作により、前記コントロールボ
   ックスからケーブルを通して送られてくる制御信号によ
   って制御されるようになした、ディスプレイを備えた遠
   隔監視装置。
4. 【請求項４】 請求項１〜３の何れか１つに記載の遠隔
   監視装置において、前記ディスプレイが、監視者の頭部
   に搭載するヘッドマウント・ディスプレイである、ディ
   スプレイを備えた遠隔監視装置。
5. 【請求項５】 請求項１〜４の何れかに１つの記載の遠
   隔監視装置において、前記コントロールボックスは、そ
   の操作スイッチ部が、前記伸縮プローブの回転にかかわ
   らず、重力により常に一定の方向を向くように重量バラ
   ンスがとられた、ディスプレイを備えた遠隔監視装置。
6. 【請求項６】 請求項１〜５の何れか１つに記載の遠隔
   監視装置において、前記伸縮プローブは、その外周上に
   マークが付され、撮像画像の上下関係が即座に認識でき
   るようになした、ディスプレイを備えた遠隔監視装置。
7. 【請求項７】 請求項１〜６の何れか１つの記載の遠隔
   監視装置において、前記伸縮プローブは、複数の硬質パ
   イプで構成され、パイプ径の小さいパイプを大きいパイ
   プの内側に収納可能な構造とし、それらのパイプの断面
   形状は同一とし、かつ断面の一部にパイプ長手方向に沿
   った凹部または凸部を設け、パイプの伸縮に際して、パ
   イプ間で上記凹部または凸部の位置が変わらないように
   し、パイプの長さを任意の長さに調整できるパイプ固定
   機構と、最長引き出し時にパイプの外れを防止するスト
   ッパを有する、ディスプレイを備えた遠隔監視装置。