JP2004212465A - 遠隔操作用カメラ - Google Patents

Abstract

【課題】装置の部品点数が少なくてすみ、組立て作業が容易で、コンパクト化にも適した遠隔操作用カメラを提供する。
【解決手段】内周に内歯ギヤ４３を有する基台１１と、この基台に回転可能に装着された回転台３０と、この回転台上に立設された支持フレーム５１に、前記回転台の回転中心に対してほぼ直交する回転軸５２ａ、５２ｂを介して、回動可能に取付けられたカメラ本体１２とで、遠隔操作用カメラ１０を構成するに際して、水平回動機構として、第１サーボモータ４４の駆動軸に装着された駆動ギヤ４６と、中間ギヤ４３とを、中央に抜き孔を有する支持板４０に取付けて両者を圧接して歯合させ、更にこの支持板４０を回転基板３１に揺動可能に取付け、弾性手段によって中間ギヤ４３を内歯ギヤ２３に圧接させて歯合させる。
【選択図】 図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水平回動及び上下回動をすることにより、遠隔操作によってカメラの方向を自由に変えられるようにした、特に監視用カメラに適した遠隔操作用カメラに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、監視用カメラの取付け台、ロボットアームの回転軸等を旋回させる旋回装置としては、例えば、特開平１０−９０７５８号公報に開示されているようなものがある。この先行技術では、旋回装置を監視用カメラに組付けた状態が例示されており、監視用カメラを垂設する支持棒を減速ギヤを介してモータに連設し、モータの駆動力により支持棒を回転させる構成となっている。
【０００３】
ところで、急旋回、或いは急反転する際に、ギヤのバックラッシ、加工誤差、組付け誤差により、ギヤの噛合面が干渉して騒音、振動が発生する。特に、モータとしてパルスモータを採用する場合、回転変動が１パルス毎に生じるため騒音、振動が一層顕在化される。
【０００４】
このため、特開２０００−５５１４２号公報には、回転台に連設する揺動部材と、上記回転台の外周に配設すると共にインナギヤを有する固定リングと、上記揺動部材に固定したモータと、上記揺動部材に枢支した中間ギヤと、上記モータに軸着すると共に上記中間ギヤに噛合する駆動ギヤと、上記揺動部材を上記駆動ギヤ及び中間ギヤを介して上記インナギヤ方向へ押圧付勢する押圧部材とを備えることを特徴とする旋回装置が開示されている。
【０００５】
この装置によれば、回転台に連設されている揺動部材に固設されたモータが回転すると、このモータに軸着されている駆動ギヤが揺動部材に枢支されている中間ギヤを介して、固定リングの内周に設けたインナギヤを回動させようとし、その反力で、回転台が回転する。このとき、押圧部材が揺動部材を上記駆動ギヤ及び中間ギヤを介して上記インナギヤ方向へ押圧付勢しているため、ギヤのバックラッシ、加工誤差、組付け誤差が吸収され、騒音、振動の低減を図ることができる。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１０−９０７５８号公報
【特許文献２】
特開２０００−５５１４２号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特開平１２−５５１４２号公報の装置においては、その請求項２に示されるように、第１のレバーにモータを取付け、第２のレバーに中間ギヤを枢支し、第１のレバーを第２のレバー方向へ押圧部材により押圧付勢することによって、中間ギヤをインナギヤに押圧付勢しているので、部品点数が増え、装置の組立てに手間や時間がかかり、装置をコンパクト化しにくいという問題があった。
【０００８】
したがって、本発明の目的は、装置の部品点数が少なくてすみ、組立て作業が容易で、コンパクト化にも適した遠隔操作用カメラを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の遠隔操作用カメラは、内周に内歯ギヤを有する基台と、この基台に回転可能に装着された回転台と、この回転台上に立設された支持フレームに、前記回転台の回転中心に対してほぼ直交する回転軸を介して、回動可能に取付けられたカメラ本体とを備え、前記回転台は、該回転台に一箇所を枢支されて揺動可能に支持され、中央に抜き孔又はスリットが形成された支持板と、この支持板の前記抜き孔又はスリットを挟んで一方の側に固定された第１モータと、この第１モータによって回転する駆動ギヤと、前記支持板の前記抜き孔又はスリットを挟んで他方の側に回転可能に支持されて、前記抜き孔又はスリットによる弾性力により前記駆動ギヤに圧接された状態で歯合する中間ギヤと、前記支持板を前記回転台に対して所定方向に回動するように弾性付勢して、前記中間ギヤを前記回転台の前記内歯ギヤに歯合させる弾性付勢手段とを有することを特徴とする。
【００１０】
上記発明によれば、支持板上に第１モータと中間ギヤとが抜き孔又はスリットを挟んで設置され、抜き孔又はスリットによる弾性力により、第１モータの駆動ギヤと中間ギヤとが圧接され、その状態で中間ギヤが更に回転台の内歯ギヤに歯合しているので、駆動ギヤの回転により中間ギヤが内歯ギヤと歯合しながら内歯ギヤに沿って回転し、それによって回転台がカメラ本体と一緒に回転する。このとき、駆動ギヤ、中間ギヤ及び内歯ギヤのそれぞれが弾性的に圧接されているので、バックラッシュが発生しにくく、ガタ付き音も軽減される。また、支持板上に第１モータと中間ギヤとを予め設置して、この支持板を回転台に取付けることにより、第１モータ、駆動ギヤ、及び中間ギヤを回転台に取付けることができるので、組立て作業が容易になり、部品点数も少なくすることができる。
【００１１】
本発明の遠隔操作用カメラにおいては、前記回転台には、第２モータが設置され、この第２モータの駆動軸は、回転方向に係合した状態で軸方向に所定距離で移動可能な弾性材質からなるカップリングを介して、ウォームギヤに連結されており、前記カメラ本体には該カメラ本体と一体に回転すると共に、前記ウォームギヤに歯合する上下回動ギヤが装着されており、前記ウォームギヤは、前記駆動軸方向に弾性手段によって付勢され、前記上下回動ギヤに弾性的に圧接されていることが好ましい。
【００１２】
上記態様によれば、第２モータの駆動軸とウォームギヤとが、弾性材質からなるカップリングを介して接続されているので、組付け精度の許容度が高まり、振動吸収によって騒音の発生も少なくすることができる。また、ウォームギヤが弾性手段によって駆動軸方向に付勢されているので、ウォームギヤと上下回動ギヤとの噛み合いを常に密接にして、バックラッシュやガタ付き音を軽減することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の一実施の形態を説明する。図１は本発明の一実施形態による遠隔操作用カメラの斜視図、図２は同遠隔操作用カメラの縦断面図、図３は同遠隔操作用カメラの水平回転機構の分解斜視図、図４は同水平回転機構の平面断面図、図５は同遠隔操作用カメラの上下駆動機構を示す側面図、図６は同上下駆動機構における第２モータの駆動軸とウォームギヤとの連結構造を示す斜視図である。
【００１４】
図１に示すように、この遠隔操作用カメラ１０は、特に監視用カメラに好適なものであり、屋内の天井等に固定される基台１１と、この基台１１に水平回転及び上下動可能に設置されたカメラ本体１２と、カメラ本体１２を覆うカバー１３とを備えている。カバー１３は、カメラ本体１２と一緒に水平回転し、カメラ本体１２の上下動に伴ってレンズ１４が指向する方向に沿って、透明な材質の窓１５が取付けられている。
【００１５】
図２を併せて参照すると、基台１１は、大径円筒部１１ａと小径円筒部１１ｂとで構成されている。大径円筒部１１ａ内には、制御回路を構成する電子部品を実装した複数の配線基板２１が上下に所定間隔をおいて配設されている。小径円筒部１１ｂは、ネジ２２によって大径円筒部１１ａに固定されている。
【００１６】
図３に示すように、小径円筒部１１ｂの底部内周には、内歯歯車２３がネジ２４によって固定されている。また、後述する回転台３０を構成する回転基板３１が、上記小径円筒部１１ｂ内に配置された回転軸３３にネジ３２を介して固定されている。回転軸３３は、前記小径円筒部１１ｂの底部中心に図示しないベアリングを介して回転可能に支持されている。したがって、回転基板３１は、回転軸３３と一体に水平回転可能とされている。
【００１７】
回転基板３１には、３本の円筒状の支柱３４がネジ３５を介して固定されている。また、そのうちの１本の支柱３４ａと、回転基板３１との間には、樹脂製の支持板４０の端部が挟まれて、その端部に形成された孔４１を貫通してネジ３５を螺着させている。そして、上記支柱３４ａは、図示しないベアリングで保持された回転軸を内蔵し、上記支持板４０は、この回転軸に固定されて揺動可能に支持されている。
【００１８】
図４を併せて参照すると、支持板４０には、細長い抜き孔４２が形成されている。この抜き孔４２の一方の側辺中央には、中間ギヤ４３が図示しない支軸を介して回転可能に支持されている。また、抜き孔４２の他方の側辺には、第１サーボモータ４４が図示しないネジによって固定され、その駆動軸４５が抜き孔４２を通して支持板の反対側（図３の上方）に突出している。この駆動軸４５には、駆動ギヤ４６が装着されている。駆動ギヤ４６は、抜き孔４２を多少開かせて支持板４０の弾性力を作用させることにより、前記中間ギヤ４３に圧接された状態で歯合している。
【００１９】
また、支持板４０は、支柱３４に螺着されたネジ３５によって、上記のように揺動可能に支持されているが、その他端部は、回転基板３１との間に介在されたスプリング４７によって外方に付勢されている。その結果、特に図４に示すように、上記スプリング４７の付勢力によって、中間ギヤ４３が内歯ギヤ２３に圧接されて歯合している。
【００２０】
このように、本発明によれば、第１サーボモータ４４の駆動軸に装着された駆動ギヤ４６と、中間ギヤ４３とを、両者が圧接して歯合した状態で支持板４０に取付けておくことができ、この支持板４０を回転基板３１に取付けて中間ギヤ４３を内歯ギヤ２３に歯合させるだけで、水平回転機構を構成することができるので、部品点数が少なくなり、装置の組立て作業性が良好となり、各ギヤの噛み合いも確実になって故障が少なくなる。
【００２１】
なお、支持板４０は、上記のような抜き孔４２を有するものが好ましいが、外周の一部から切り込まれたスリットを有するものでもよい。また、駆動ギヤ４６と中間ギヤ４３とを弾性的に圧接させるために樹脂製のものが好ましいが、薄い金属板などで形成することもできる。
【００２２】
また、図４に示される符号４９は、詳細は省略するが、配線のねじれ等を防止するため、水平回転角度を規制するリミットスイッチである。
【００２３】
前記支柱３４には、上板５０が同じくネジによって固定されており、回転基板３１と上板５０とそれらを連結する支柱３４とによって、本発明の回転台３０が構成されている。
【００２４】
上板５０には、長辺方向から見て一端がＬ字状に折曲され、その折曲部を上板５０にネジ止めされ、上板５０に対して垂直にかつ平行に立設された一対の支持フレーム５１、５１が取付けられている。そして、カメラ本体１２は、この支持フレーム５１、５１に支軸５２ａ、５２ｂを介して上下動（傾動）可能に支持されている。
【００２５】
図５、６を併せて参照すると、一方の支軸５２ａには、ウォームホイール５３が装着されている。また、上板５０の回転基板３１側の面には、第２サーボモータ５４が取付けられている。そして、第２サーボモータ５４の駆動軸５５は、回転基板３１の反対側の面から突出している。
【００２６】
この駆動軸５５には、孔５５ａが形成されており、その外周にスリーブ５６が装着されている。そして、スリーブ５６の孔５６ａと、上記駆動軸５５の孔５５ａとを通して連結ピン５７が挿入されることにより、駆動軸５５とスリーブ５６とが連結されている。スリーブ５６の先端には、リブ状に突出した凸部５６ｂが形成されている。
【００２７】
一方、前記ウォームホール５３に歯合するウォーム５８を有するウォーム軸５９が、上板５０から立設されたブラケット６０を介して、カメラ本体１２の支軸５２ａに対して直角方向に配設されて支持されている。
【００２８】
このウォーム軸５９の基端には孔５９ａが形成され、この孔５９ａにピン６２が挿入されている。また、スリーブ５６とウォーム軸５９とは、例えば合成ゴムなどの弾性材質からなるカップリング６３を介して連結されている。
【００２９】
このカップリング６３は、全体として円柱状の本体の両端部に互いに交差する方向に形成された溝６３ａ、６３ｂを有し、一方の溝６３ａにはスリーブ５６の凸部５６ｂが挿入され、他方の溝６３ｂには上記ウォーム軸５９に挿入されたピン５２が挿入されている。
【００３０】
その結果、スリーブ５６と、ウォーム軸５９とは、カップリング６３の溝６３ａ、６３ｂの深さからはみ出さない範囲で軸方向に多少の移動を可能にされながら、互いに一体に回転するように連結されている。
【００３１】
また、このような弾性材質のカップリング６３を用いることにより、駆動軸５５とウォーム軸５９との間に多少の位置ずれが生じても、その組付け誤差を吸収することができ、組付け精度の許容度を高めることができる。
【００３２】
次に、この遠隔操作用カメラ１０の作用について説明する。
この遠隔操作用カメラ１０では、例えばパソコン、携帯電話などにより、ＬＡＮやインターネットを介して、配線基板２１上に搭載された制御回路に駆動信号が入力されると、第１サーボモータ４４及び第２サーボモータ５４が回転して、カメラ本体１２を所望の自由な方向に向けることができるようになっている。
【００３３】
すなわち、第１サーボモータ４４が回転すると、駆動ギヤ４６を介して、基台１１の小径円筒部１１ｂに固定された内歯ギヤ２３と歯合する中間ギヤ４３が回転し、中間ギヤ４３はその回転角に比例したギヤ数だけ内歯ギヤ２３の周方向に移動する。その結果、中間ギヤ４３を装着した支持板４０を介して回転基板３１も一体に回転し、支柱３４を介して連結された上板５０も一体に回転する。その結果、カメラ本体１２を水平方向に回動させることができる。
【００３４】
また、第２サーボモータ５４が回転すると、スリーブ５６、カップリング６３及びウォーム軸５９を介してウォーム５８が回転し、ウォーム５８に歯合するウォームホイール５３及び支軸５２ａが回転して、カメラ本体１２が上下方向に回動し、傾動動作を行わせることができる。このように、上記水平回動と上下回動とを組合せることにより、カメラ本体１２のレンズ１４を任意の自由な方向に向けることができる。
【００３５】
そして、本発明では、前記のように、第１サーボモータ４４の駆動軸に装着された駆動ギヤ４６と、中間ギヤ４３とを支持板４０に取付け、支持板４０の抜き孔４２を広げることにより生じる弾性力によって両者を圧接させて歯合させ、その状態でスプリング４７により支持板４０を付勢して、中間ギヤ４３を内歯ギヤ２３に圧接させているので、これらのギヤ間のバックラッシュが軽減され、回転による振動や騒音を軽減することができる。
【００３６】
同様に、第２サーボモータ５４によって回転するウォーム５８が、スプリング６１によりウォームホイール５３に圧接されているので、両ギヤ間のバックラッシュが軽減され、更に、弾性材質からなるカップリング６３が振動を吸収するので、回転による振動や騒音を軽減することができる。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、支持板上に第１モータと中間ギヤとが抜き孔又はスリットを挟んで設置され、抜き孔又はスリットによる弾性力により、第１モータの駆動ギヤと中間ギヤとが圧接され、その状態で中間ギヤが更に回転台の内歯ギヤに歯合しているので、駆動ギヤの回転により中間ギヤが内歯ギヤと歯合しながら内歯ギヤに沿って回転し、それによって回転台がカメラ本体と一緒に回転する。このとき、駆動ギヤ、中間ギヤ及び内歯ギヤのそれぞれが弾性的に圧接されているので、バックラッシュが発生しにくく、ガタ付き音も軽減される。また、支持板上に第１モータと中間ギヤとを予め設置して、この支持板を回転台に取付けることにより、第１モータ、駆動ギヤ、及び中間ギヤを回転台に取付けることができるので、組立て作業が容易になり、部品点数も少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態による遠隔操作用カメラの斜視図である。
【図２】同遠隔操作用カメラの縦断面図である。
【図３】同遠隔操作用カメラの水平回転機構の分解斜視図である。
【図４】同水平回転機構の平面断面図である。
【図５】同遠隔操作用カメラの上下駆動機構を示す側面図である。
【図６】同上下駆動機構における第２モータの駆動軸とウォームギヤとの連結構造を示す斜視図である。
【符号の説明】
１０ 遠隔操作用カメラ
１１ 基台
１１ａ 大径円筒部
１１ｂ 小径円筒部
１２ カメラ本体
１３ カバー
１５ 窓
２１ 配線基板
２３ 内歯歯車
３０ 回転台
３１ 回転基板
３３ 回転軸
３４ 支柱
４０ 支持板
４２ 抜き孔
４３ 中間ギヤ
４４ 第１サーボモータ
４５ 駆動軸
４６ 駆動ギヤ
４７ スプリング
５０ 支持フレーム
５３ ウォームホイール
５４ 第２サーボモータ
５５ 駆動軸
５６ スリーブ
５８ ウォーム
５９ ウォーム軸
６０ ブラケット
６３ カップリング

Claims (2)

1. 内周に内歯ギヤを有する基台と、この基台に回転可能に装着された回転台と、この回転台上に立設された支持フレームに、前記回転台の回転中心に対してほぼ直交する回転軸を介して、回動可能に取付けられたカメラ本体とを備え、前記回転台は、該回転台に一箇所を枢支されて揺動可能に支持され、中央に抜き孔又はスリットが形成された支持板と、この支持板の前記抜き孔又はスリットを挟んで一方の側に固定された第１モータと、この第１モータによって回転する駆動ギヤと、前記支持板の前記抜き孔又はスリットを挟んで他方の側に回転可能に支持されて、前記抜き孔又はスリットによる弾性力により前記駆動ギヤに圧接された状態で歯合する中間ギヤと、前記支持板を前記回転台に対して所定方向に回動するように弾性付勢して、前記中間ギヤを前記回転台の前記内歯ギヤに歯合させる弾性付勢手段とを有することを特徴とする遠隔操作用カメラ。
2. 前記回転台には、第２モータが設置され、この第２モータの駆動軸は、回転方向に係合した状態で軸方向に所定距離で移動可能な弾性材質からなるカップリングを介して、ウォームギヤに連結されており、前記カメラ本体には該カメラ本体と一体に回転すると共に、前記ウォームギヤに歯合する上下回動ギヤが装着されており、前記ウォームギヤは、前記駆動軸方向に弾性手段によって付勢され、前記上下回動ギヤに弾性的に圧接されている請求項１記載の遠隔操作用カメラ。

Images