JP4102394B2 - カメラ装置 - Google Patents

Description

この発明は、撮影範囲あるいは撮影角度等を遠隔制御によって調整することが可能な監視カメラ等のカメラ装置に関する。

カメラ装置として、例えば、監視カメラは、通常、画像記録手段と対で構成され、所定の空間の画像を撮影し、この撮影した画像を適当なタイミングでサンプリングして、画像記録手段で記録するように構成される。そして、監視カメラは、特定のものに限定して撮影するように、あるいは、監視カメラが設置された周囲の任意の位置を選択的に撮影するように構成される。

周囲を選択的に撮影するように構成されたカメラ装置において、カメラ本体は水平方向に３５０度回動し、さらに垂直方向に例えば１２０度回動するように構成され、フォーカス、ズームも調整可能に構成されている。

通常このようなカメラ装置は、レンズを含むカメラ本体と、基台とを備え、カメラ本体は水平軸および垂直軸の周りで回動可能に基台に支持されている。また、カメラ装置は、駆動機構を備え、この駆動機構により、カメラ本体の撮影の方向及び角度を調整可能に形成されている。駆動機構は、基台あるいはブラケットに設けられたモータ、動力伝達機構等を有し、モータの回転によってカメラ本体を駆動する（例えば、特許文献１および２）。
特開２０００−２２１３７９号公報 特開平１１−３３４４７１号公報

上記のような撮影の方向、角度等を調整可能なカメラ装置において、カメラ本体を回動可能に支持している回動軸の両端部は、それぞれ軸受によって回動自在に支持さている。カメラ本体の円滑な動作を確保するためには、回動軸は、軸受により円滑に回動するように支持されている必要がある。同時に、カメラ本体により鮮明な画像を撮像するためには、回動軸の径方向のガタ付きは勿論、軸方向のガタ付きを防止する必要がある。このような要求を満たすためには、軸受を高い精度で形成し、かつ、高い精度で位置決め固定する必要がある。しかしながら、この場合、製造コスト増加の要因となる。

また、回動軸のガタを低減する方法として、回動軸にスペーサを係合させる構成も考えられるが、この場合、カメラ装置の部品点数が増加するとともに組立て性が低下する。

この発明は以上の点に鑑みなされたもので、その目的は、カメラ本体のガタ付きを防止し、品位の向上した画像を撮像できるとともに製造コストの低減を図ることが可能なカメラ装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、この発明の態様に係るカメラ装置は、光学系を含むカメラ本体と、前記カメラ本体の両側に延出した両端部を有する回動軸と、前記回動軸の両端部をそれぞれ回動自在に支持し、前記カメラ本体を前記回動軸の周りで回動可能とした一対のホルダと、を備え、前記少なくとも一方のホルダは、前記回転軸の一端部を支持した軸受部と、ホルダ本体と、前記ホルダ本体から延出しているとともにその延出端に前記軸受部が設けられ、前記軸受部を前記回動軸の軸方向に沿って他方のホルダ側に付勢したバネ部と、を一体に有している。

この発明の他の態様に係るカメラ装置は、基台と、前記基台に対して第１回動軸の周りで回動自在に支持された本体ブラケットと、光学系を含むカメラ本体と、前記カメラ本体から延出した両端部を有し前記第１回動軸と直交する方向に延びた第２回動軸と、前記本体ブラケットに設けられ前記第２回動軸の両端部をそれぞれ回動自在に支持し、前記カメラ本体を前記第２回動軸の周りで回動可能とした一対のホルダと、を備え、
前記少なくとも一方のホルダは、前記第２回動軸の一端部を支持した軸受部と、ホルダ本体と、前記ホルダ本体から延出しているとともにその延出端に前記軸受部が設けられ、前記軸受部を前記第２回動軸の軸方向に沿って他方のホルダ側に付勢したバネ部と、を一体に有している。

この発明の態様によれば、カメラ本体のガタ付きを防止し、品位の向上した画像を撮像できるとともに製造コストの低減を図ることが可能なカメラ装置を提供することができるものである。

以下、図面を参照しながら、この発明の実施形態に係るカメラ装置について詳細に説明する。
図１および図２は、カメラ装置全体を示し、図３は、カメラ装置の一部を分解して示し、図４は、カメラ装置の断面を示している。

図１ないし図４に示すように、カメラ装置１０は、基台１２、この基台に対して例えば、垂直軸線Ｙの周りで回動自在に支持された本体ブラケット１４、垂直軸線Ｙと直交する水平軸線Ｘの周りで回動自在に本体ブラケット１４に支持されたカメラ本体１６を備えている。

基台１２は、ほぼ平坦な板状に形成され、その上面中央部には、中空な第１回動軸１８が立設されている。この第１回動軸１８は、垂直軸線Ｙと平行に延出している。基台１２の裏面側には、カメラ装置１０の動作を制御する回路基板１５が取り付けられている。

図３および図４に示すように、本体ブラケット１４は、金属の板材を折り曲げて形成され、基台１２と対向するように配設された底壁部１４ａと、この底壁部１４ａに対して垂直に起立した一対の側壁部１４ｂとを有している。一対の側壁部１４ｂは垂直軸線Ｙと平行に延び、隙間をおいて互いに対向している。底壁部１４ａの中央部は、第１回動軸１８に回動自在に連結されている。これにより、本体ブラケット１４は、基台１２に対して、第１回動軸１８の回りで回動自在に支持されている。側壁部１４ｂの先端部には、それぞれほぼ円形の切欠き１７が形成されている。これらの切欠き１７は、水平軸線Ｘに沿って整列して位置している。

図４に示すように、基台１２には、本体ブラケット１４を回動させる第１駆動機構２０が設けられている。第１駆動機構２０は、歯付きプーリ２１、および歯付きベルト２２を介して歯付きプーリを回動させる第１モータ２４を備えている。

歯付きプーリ２１は、第１回動軸１８の周囲に回転自在に装着されている。歯付きプーリ２１は、第１回動軸１８の周囲に位置した複数の突起１９を有し、これらの突起は、本体ブラケット１４の底壁部１４ａと係合している。これにより、歯付きプーリ２１は本体ブラケット１４と一体的に回動可能となっている。

第１モータ２４は基台１２の裏面側に取り付けられ、その駆動軸は基台を貫通して基台の上面側に突出している。駆動軸には駆動プーリ２５が固定され、この駆動プーリと歯付きプーリ２１とに歯付きベルト２２が架設されている。第１モータ２４を駆動することにより、駆動プーリ２５、歯付きベルト２２、歯付きプーリ２１を介して、本体ブラケット１４が回動される。

図１ないし図３に示すように、カメラ本体１６は、対物レンズ２６を含む光学系が収納されたレンズ鏡筒２８、レンズ鏡筒の基端部側に設けられた図示しない絞り、光学系により結像された光学像を撮像する図示しない撮像素子、レンズを駆動するズーム、フォーカシング用のレンズ駆動機構３０を有している。

カメラ本体１６は、レンズ鏡筒２８の周囲に固定されたレンズブラケット３２を有している。レンズブラケット３２は、金属の板材を折り曲げて形成され、水平軸線Ｘとほぼ平行な方向に延在した平坦な底壁部３２ａと、この底壁部３２ａに対して垂直に起立した一対の側壁部３２ｂとを有している。一対の側壁部３２ｂは垂直軸線Ｙと平行に延びているとともに、レンズ鏡筒２８を間に挟んで互いに対向している。

レンズブラケット３２の底壁部３２ａには、撮像素子に対して駆動信号を供給し、また、撮像素子で撮像された撮像信号を取り出してこれを処理し画像信号を構築するための回路３４と、レンズ駆動機構３０および絞り等の光学系を制御する回路３４とが設けられている。

カメラ本体１６は、レンズブラケット３２の側壁部３２ｂに固定された一対の第２回動軸３６を有している。これらの第２回動軸３６は、レンズ鏡筒２８に支持された光学系の光軸と直交する方向に延びているとともに、水平軸線Ｘと平行な方向に整列している。また、第２回動軸３６はカメラ本体１６から両側へ突出している。そして、一対の第２回動軸３６は、後述するホルダにより、本体ブラケット１３に対して回動自在に支持されている。これにより、カメラ本体１６は、第２回動軸３６の回りで回動自在に、本体ブラケット１３に支持されている。

図３および図４に示すように、一対の第２回動軸３６は、それぞれホルダ４０、５０によって回動自在に支持されている。一方のホルダ４０は、矩形板状のホルダ本体４１とホルダ本体の中央部に設けられたカップ状の軸受部４２とを有し、例えば、合成樹脂により一体成形されている。ホルダ本体４１は、本体ブラケット１４の一方の側壁部１４ｂに対して、外側からねじ止め固定されている。軸受部４２は、その一部が、側壁部１４ｂに形成された切欠き１７に所定の隙間を持って係合している。

一方の第２回動軸３６の先端部は、軸受部４２内に挿入され、カップ状の軸受部４２によって覆われている。軸受部４２は、第２回動軸３６の先端部を回転自在に支持されているとともにスラスト方向の荷重を支持している。これにより、カメラ本体１６は、軸受部４２により光学系の光軸方向およびこの光軸方向と直交する方向の動きが規制されている。

図３ないし図６に示すように、他方のホルダ５０は、細長いほぼ板状のホルダ本体５２、カップ状の軸受部５４、ホルダ本体から延出しているとともにその延出端に軸受け部５４が設けられた細長い帯状のバネ部５６を有し、例えば、合成樹脂により一体成形されている。バネ部５６は、ホルダ本体５２に形成されたほぼＵ字形状の溝５３によって規定されている。バネ部５６は片持ち構造をなし、ホルダ本体５２と一体に形成された基端部と、自由端となる延出端とを有している。そして、バネ部５６は、垂直軸線Ｙと平行な方向に沿って延びている。また、ホルダ本体５２からは、側方に向かって遮蔽板５８が延出している。この遮蔽板５８はホルダ本体５２と一体成形されている。

ホルダ５０のホルダ本体５２は、本体ブラケット１４の他方の側壁部１４ｂに対して、外側からねじ止め固定されている。軸受部５４は、その一部が、側壁部１４ｂに形成された切欠き１７に所定の隙間を持って係合している。他方の第２回動軸３６の先端部は、軸受部５４内に挿入され、カップ状の軸受部５４によって覆われている。軸受部５４は、第２回動軸３６の先端部を回転自在に支持しているとともにスラスト方向の荷重を支持している。これにより、カメラ本体１６は、軸受部４５により光学系の光軸方向およびこの光軸方向と直交する方向の動きが規制されている。

軸受部５４は、薄板で片持ち構造のバネ部５６によって支持されているため、そのバネ部の弾性変形により、軸方向に、つまり、第２回動軸の延出方向に沿ってたわむことができる。また、軸受部５４、第２回動軸３６、および本体ブラケット１４の寸法関係は、常に、バネ部５６が軸方向外側にたわんだ状態となるよう設定されている。このため、バネ部５６は、弾性変形に伴う反力により、軸受部５４および第２回動軸３６を他方のホルダ４０に向かって、かつ、第２回動軸３６の軸方向に沿って付勢している。これにより、第２回動軸３６を含むカメラ本体１６の水平軸線Ｘ方向に沿ったガタ付きが防止される。なお、各第２回動軸３６の先端は球面状に形成されている。このため、第２回動軸３６の回転に対する負荷を小さく抑えることができる。

図３および図４に示すように、カメラ装置１０は、第２回動軸３６の回りでカメラ本体１６を回動させる第２駆動機構７０を備えている。第２駆動機構７０は、歯車７２、歯付きプーリ７４、および歯付きベルト７５を介して歯付きプーリを回動させる第２モータ７６を備えている。

歯車７２は、レンズブラケット３２と本体ブラケット１４との間で、一方の第２回動軸３６の周囲に固定されている。歯車７２は、第２回動軸３６の周囲に位置した複数の突起７７を有し、これらの突起は、レンズブラケット３２の側壁部３２ｂと係合している。これにより、歯車７２はカメラ本体１６と一体的に回動可能となっている。

歯付きプーリ７４は、本体ブラケット１４の一方の側壁部１４ｂ内面に回動自在に取り付けられている。歯付きプーリ７４は、歯車７２と歯合した歯車部７８を一体に有している。

第２モータ７６は本体ブラケット１４に取り付けられ、その駆動軸は本体ブラケットを貫通して側壁部１４ｂの内側に突出している。駆動軸には駆動プーリ７９が固定され、この駆動プーリと歯付きプーリ７４とに歯付きベルト７５が架設されている。第２モータ７６を駆動することにより、駆動プーリ７９、歯付きベルト７５、歯付きプーリ７４、歯車７２を介して、カメラ本体１６が第２回動軸３６の回りで回動される。

レンズブラケット３２の一方の側壁部３２ｂ、ここでは、ホルダ５０側の側壁部３２ｂには、カメラ本体１６の回動位置を検出する位置検出器として、例えば、フォトセンサ６０が取り付けられている。フォトセンサ６０は、隙間を置いて対向した発光素子および受光素子を有している。

ホルダ５０のホルダ本体５２と一体的に形成された遮蔽板５８は、この発明における被検知部を構成し、フォトセンサ６０の移動路上に設けられている。カメラ本体１６およびフォトセンサ６０が第２回動軸３６の回りで所定位置に回動した際、例えば、図１に示すように、カメラ本体１６が水平位置に回動した際、遮蔽板５８がフォトセンサ６０の発光素子と受光素子との間に侵入し、発光素子からの光信号を遮蔽する。これにより、カメラ本体１６の初期位置、ここでは、水平位置が検出される。

以上のように構成されたカメラ装置１０によれば、カメラ本体１６は、第１回動軸１８の回りで約３５０度回動可能であり、また、第２回動軸３６の回りで約１２０度回動可能となっている。カメラ装置１０は、任意の場所に設置され、ネットワーク等と介してコンピュータ等に接続される。そして、コンピュータを通して、カメラ本体１６を任意の回動位置に移動させ、撮像方向が任意に選択されるとともに、光学系のズーム、フォーカス等の操作がなされる。

カメラ本体を支持している第２回動軸の少なくとも一方の端部は、ホルダ５０によって支持され、このホルダ５０のバネ部５６により、レンズブラケット、カメラ本体は一体に他方のホルダ４０側へ付勢されている。このため、第２回動軸の軸方向に沿ったガタ付きをなくし、撮影方向へのカメラ本体の位置誤差、およびカメラ本体回動時の振動を低減することができる。これにより、撮影画面のブレを防止し、品位の向上した鮮明な画像を撮像することが可能となる。

ホルダ５０は、ホルダ本体、バネ部、軸受部を有した一体成形品として構成されている。このため、軸受部を付勢するための別部材を設ける必要がなく、単一のホルダ５０により、軸受およびガタ付き防止の機能を果たすことができる。従って、部品点数の削減、組立性の向上を図り、製造コストを低減することが可能となる。

更に、本実施形態によれば、ホルダ５０は、カメラ本体の位置検出に用いる遮蔽板を一体に有している。このため、ホルダ５０に位置検出機能を持たせることができ、製造コストを一層低減することが可能となる。
以上のことから、カメラ本体のガタ付きを防止し、品位の向上した画像を撮像できるとともに製造コストの低減を図ることが可能なカメラ装置が得られる。

なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

上述した実施形態において、バネ部を一体に有したホルダは、第２回動軸の一方の端部のみに設ける構成としたが、それぞれバネ部を一体に有した一対のホルダによって第２回動軸の両端部を支持する構成としてもよい。また、カメラ本体は、第１回動軸および第２回動軸の回りでそれぞれ回動自在な構成としたが、この発明は、カメラ本体を第２回動軸の回りのみで回動可能としたカメラ装置にも適用可能である。更に、第１回動軸は、片持ち構造に限らず、第２回動軸と同様に、両端で回動自在に支持された構成としてもよい。この場合、第１回動軸の少なくとも一方を、上述したバネ部を一体に有したホルダにより支持することが望ましい。位置検出センサは、フォトセンサに限定されることなく、他のセンサを用いても良い。

ホルダは、バネ部を補強する補強部材を備えていてもよい。図７および図８に示す実施形態によれば、ホルダ５０は、バネ部５６の一部、ここでは、基端部を跨いでホルダ本体５２に固定された金属製の板バネ８０を備えている。板バネ８０の両端部は、ホルダ本体５２と共に、カメラ装置の本体ブラケットにねじ止めされている。板バネ８０の中間部は、バネ部５６の基端部に当接し、バネ部５６を回動軸方向に押圧している。

このような補強部材を設けることにより、経時変化等に起因するバネ部５６の付勢力低下を補い、カメラ本体のガタ付きを長期間に渡って防止することができる。
なお、補強部材は、板バネに限らず、線状のバネ等を用いてもよい。

図１は、この発明の実施形態に係るカメラ装置全体を示す斜視図。 図２は、カメラ本体の回動位置を変更した状態における上記カメラ装置全体を示す斜視図。 図３は、上記カメラ装置のカメラ本体、本体ブラケット、ホルダを示す分解斜視図。 図４は、上記カメラ装置をその垂直軸線に沿って切断して示す断面図。 図５は、図４のＡ領域を拡大して示す断面図。 図６は、上記カメラ装置のホルダをそれぞれ示す図。 図７は、この発明の第２の実施形態に係るカメラ装置のホルダを示す図。 図８は、図７の線Ｂ−Ｂに沿ったホルダの断面図。

符号の説明

１０…カメラ装置、 １２…基台、 １４…本体ブラケット、 １６…カメラ本体、
１８…第１回動軸、 ２０…第１駆動機構、 ３４…レンズブラケット、
３６…第２回動軸、 ４０、５０…ホルダ、 ５２…ホルダ本体、 ５４…軸受部、
５６…バネ部、 ５８…遮蔽板、 ６０…フォトセンサ、 ７０…第２駆動機構、
８０…板バネ

Claims (10)

1. 光学系を含むカメラ本体と、
   前記カメラ本体の両側に延出した両端部を有する回動軸と、
   前記回動軸の両端部をそれぞれ回動自在に支持し、前記カメラ本体を前記回動軸の周りで回動可能とした一対のホルダと、を備え、
   前記少なくとも一方のホルダは、前記回転軸の一端部を支持した軸受部と、ホルダ本体と、前記ホルダ本体から延出しているとともにその延出端に前記軸受部が設けられ、前記軸受部を前記回動軸の軸方向に沿って他方のホルダ側に付勢したバネ部と、を一体に有しているカメラ装置。
2. 前記軸受部、ホルダ本体、バネ部を有したホルダは、合成樹脂により一体成形されている請求項１に記載のカメラ装置。
3. 前記カメラ本体と一体的に回動可能に前記カメラ本体に設けられ、前記カメラ本体の回動位置を検出する位置検出器を備え、前記一方のホルダは、前記ホルダ本体と一体的に形成され前記位置検出器によって検出可能な被検知部を有している請求項１又は２に記載のカメラ装置。
4. 前記軸受部は、前記回動軸の一端部が挿入されたカップ状に形成されている請求項１又は２に記載のカメラ装置。
5. 前記少なくとも一方のホルダは、前記ホルダ本体に取り付けられ前記バネ部をその付勢方向に押圧した補強部材を有している請求項１又は２に記載のカメラ装置。
6. 前記補強部材は、金属性のバネを含んでいる請求項５に記載のカメラ装置。
7. 基台と、前記回動軸と直交する軸の周りで回動自在に前記基台上に支持された本体ブラケットと、を備え、
   前記少なくとも一方のホルダのホルダ本体および他方のホルダは、前記本体ブラケットに固定され、前記カメラ本体は、前記一対のホルダを介して前記本体ブラケットに支持されている請求項１ないし６のいずれか１項に記載のカメラ装置。
8. 前記他方のホルダは、前記本体ブラケットに固定されたホルダ本体と、前記ホルダ本体と一体に形成されているとともに前記回動軸の他方の端部が挿入された軸受部とを有している請求項７に記載のカメラ装置。
9. 前記回動軸と直交する軸の周りで前記本体ブラケットを回動させる第１駆動機構と、前記回動軸の周りで前記カメラ本体を回動させる第２駆動機構と、を備えている請求項７又は８に記載のカメラ装置。
10. 基台と、
    前記基台に対して第１回動軸の周りで回動自在に支持された本体ブラケットと、
    光学系を含むカメラ本体と、
    前記カメラ本体から延出した両端部を有し前記第１回動軸と直交する方向に延びた第２回動軸と、
    前記本体ブラケットに設けられ前記第２回動軸の両端部をそれぞれ回動自在に支持し、前記カメラ本体を前記第２回動軸の周りで回動可能とした一対のホルダと、を備え、
    前記少なくとも一方のホルダは、前記第２回動軸の一端部を支持した軸受部と、ホルダ本体と、前記ホルダ本体から延出しているとともにその延出端に前記軸受部が設けられ、前記軸受部を前記第２回動軸の軸方向に沿って他方のホルダ側に付勢したバネ部と、を一体に有しているカメラ装置。

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