(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
パン機構、チルト機構およびローテーション機構を介して、設置位置に対しパン、チルトおよびローテーションの３軸回りに駆動されるレンズユニットを備えた撮像装置であって、
前記レンズユニットと一体的に移動する第１の基板と、
前記設置位置に対して固定され、前記レンズユニットを駆動するための制御信号を送信する第２の基板と、
前記第１の基板と前記第２の基板との間に配線され、前記第２の基板から送信されるチルト駆動およびローテーション駆動の少なくとも何れか一つの制御信号を前記第１の基板に伝達する第１のケーブルと、
前記第１の基板とチルト駆動手段との間に配線され、前記第１の基板から送信されるチルト駆動の制御信号を前記チルト駆動手段に伝達する第２のケーブルと、
前記第１の基板とローテーション駆動手段との間に配線され、前記第１の基板から送信されるローテーション駆動の制御信号を前記ローテーション駆動手段に伝達する第３のケーブルと、を備えていることを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記第１の基板は、前記レンズユニットによって結像される被写体像を検出する撮像センサ基板であることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記第１の基板は、前記第２の基板から送信されるチルト駆動またはローテーション駆動の制御信号を前記チルト駆動手段または前記ローテーション駆動手段を駆動可能な制御信号に変換することを特徴とする請求項１または２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記レンズユニットを保持すると共に前記レンズユニットと一体的にローテーションの軸回りに回転するローテーションベースを備え、
前記ローテーション駆動手段は、前記ローテーションベースに取り付けられていることを特徴とする請求項１ないし３の何れか１項に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記レンズユニットを保持すると共に前記レンズユニットと一体的にチルトの軸回りに回転するチルトベースを備え、
前記チルト駆動手段は、前記チルトベースに取り付けられていることを特徴とする請求項１ないし４の何れか１項に記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パン、チルトおよびローテーションの３軸回りにレンズの向きを調整することができる撮像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、パン、チルトの２軸周りにレンズの向きを電動駆動できるカメラが種々知られている。例えば、特許文献１に開示されたパンチルトカメラは、チルト機構を内蔵したカメラ本体と、カメラ本体をパン駆動するためのパン機構と、制御部及び電源部が設けられたメイン基板とを備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３５１９１４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、パンおよびチルトに加えて、ローテーションの軸回りにもレンズの向きを調整することができるカメラが所望されている。３軸回りにレンズの向きを調整できるカメラは、パン機構、チルト機構およびローテーション機構がそれぞれ独立して駆動できるように構成されている。そのために、パン機構、チルト機構およびローテーション機構のそれぞれのアクチュエータへの配線が必要になる。
ここで、図３を参照して、パン、チルトおよびローテーションの３軸回りにレンズの向きを調整することができるカメラの一例について説明する。
【０００５】
図３に示すように、カメラ５０は、メインベース５１、パンベース５２、チルトベース５４、ローテーションベース５６およびレンズユニット５８などを備えている。
メインベース５１には、後述するパンモータ５３、チルトモータ５５およびローテーションモータ５７の駆動を制御するメイン基板６０が固定されている。
【０００６】
パンベース５２は、メインベース５１に備えられたパンモータ５３の駆動によって、パン軸（Ｐ軸）回りに回転する。
チルトベース５４は、パンベース５２に備えられたチルトモータ５５の駆動によって、チルト軸（Ｔ軸）回りに回転する。
ローテーションベース５６は、ローテーションベース５６に備えられたローテーションモータ５７の駆動によって、ローテーション軸（Ｒ軸）回りに回転する。
【０００７】
レンズユニット５８はローテーションベース５６に一体的に取付けられ、ローテーションベース５６に同期してローテーション軸（Ｒ軸）回りに回転する。
レンズユニット５８の結像面の位置には撮像センサ基板５９が取り付けられている。撮像センサ基板５９はＣＣＤやＣ−ＭＯＳなどの撮像素子が実装されている。
【０００８】
メイン基板６０とパンモータ５３との間には、メイン基板６０からパンモータ５３に制御信号を伝達するためのパンケーブル６１が接続されている。
メイン基板６０とチルトモータ５５との間には、メイン基板６０からチルトモータ５５に制御信号を伝達するためのチルトケーブル６２が接続されている。
メイン基板６０とローテーションモータ５７との間には、メイン基板６０からローテーションモータ５７に制御信号を伝達するためのローテーションケーブル６３が接続されている。
【０００９】
また、メイン基板６０と撮像センサ基板５９との間には、ビデオケーブル６４が接続されている。メイン基板６０は、ビデオケーブル６４および撮像センサ基板５９を経由してレンズユニット５８に制御信号を送信する。また、撮像センサ基板５９は、ビデオケーブル６４を経由してメイン基板６０に、撮像素子に結像された画像信号を送信する。
【００１０】
このように構成されるカメラ５０において、パン駆動に伴って動くケーブルは、チルトケーブル６２、ローテーションケーブル６３およびビデオケーブル６４の３系統である。
また、チルト駆動に伴って動くケーブルは、チルトケーブル６２とローテーションケーブル６３およびビデオケーブル６４の３系統である。
また、ローテーション駆動に伴って動くケーブルは、ローテーションケーブル６３およびビデオケーブル６４の２系統である。
【００１１】
３軸回りにレンズの向きを調整できるカメラ５０では、メイン基板６０からパン機構、チルト機構およびローテーション機構のそれぞれのアクチュエータまでのケーブルの長さが長くなってしまい、コストが増大してしまうという問題がある。
また、各ケーブルの長さが長いと各ケーブルのひねりや曲げが多くなってしまうため、ケーブルの反力が大きくなり、パン駆動、チルト駆動およびローテーション駆動における駆動負荷が増大してしまうという問題がある。このとき、パン駆動、チルト駆動に伴って動くケーブルが多いことも、駆動負荷が増大する一因である。
さらには、ケーブルは反力に抗して動かされるために、ケーブル自体の耐久性が低下してしまうという問題もある。
【００１２】
本発明は、上述したような問題点に鑑みてなされ、ケーブルのコストを抑え、パン駆動、チルト駆動およびローテーション駆動における駆動負荷を軽減させると共に、繰り返しの駆動に対する耐久性を向上させることができる撮像装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明に係る撮像装置は、パン機構、チルト機構およびローテーション機構を介して、設置位置に対しパン、チルトおよびローテーションの３軸回りに駆動されるレンズユニットを備えた撮像装置であって、前記レンズユニットと一体的に移動する第１の基板と、前記設置位置に対して固定され、前記レンズユニットを駆動するための制御信号を送信する第２の基板と、前記第１の基板と前記第２の基板との間に配線され、前記第２の基板から送信されるチルト駆動およびローテーション駆動の少なくとも何れか一つの制御信号を前記第１の基板に伝達する第１のケーブルと、前記第１の基板とチルト駆動手段との間に配線され、前記第１の基板から送信されるチルト駆動の制御信号を前記チルト駆動手段に伝達する第２のケーブルと、前記第１の基板とローテーション駆動手段との間に配線され、前記第１の基板から送信されるローテーション駆動の制御信号を前記ローテーション駆動手段に伝達する第３のケーブルと、を備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、チルト機構、ローテーション機構等のアクチュエータに配線するケーブルの長さを短くすることができる。そのため、ケーブルの曲げやひねりが少なく、パン駆動、チルト駆動およびローテーション駆動におけるケーブルの反力を少なくすることができる。したがって、コストダウン、低消費電力および高耐久性を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本実施形態に係るカメラの外観を示す図である。
【図２】本実施形態に係るカメラの構成を示す図である。
【図３】３軸回りにレンズの向きを調整できるカメラの一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明に係る実施形態について図１および図２を参照して説明する。本実施形態では、撮像装置として監視用カメラ（以下、カメラという）を用いて説明する。
（第１の実施形態）
図１は、本実施形態に係るカメラの外観を示す斜視図である。
カメラ１００はカメラ本体１０を覆う、半球状の透明なドームカバー３１、円筒状カバー３２および有底円筒状カバー３３を備えている。有底円筒状カバー３３の底部を例えば天井面などに取り付けることで、カメラ１００が設置位置に固定される。
【００１７】
図２は、パン、チルトおよびローテーションの３軸回りにレンズユニットが回転できるカメラ本体１０の構成を示す模式図である。
カメラ本体１０は、メインベース１１、パンベース１２、チルトベース１４、ローテーションベース１６およびレンズユニット１８などを備えている。
メインベース１１は扁平状の円筒状に形成され、その底部が設置位置に直接または上述した有底円筒状カバー３３を介して取付けられる。メインベース１１の内部には、パン駆動、チルト駆動およびローテーション駆動を制御するメイン基板（第２の基板）２０が固定されている。したがって、レンズユニット１８がパン、チルトおよびローテーションの３軸回りに回転しても、設置位置に対するメイン基板２０の位置は変わらない。
【００１８】
また、メインベース１１には、パンベース１２をパン駆動するためのパンモータ１３が取り付けられている。本実施形態では、パンモータ１３としてステッピングモータが用いられている。このパンモータ１３の出力軸には平歯車１３ａが軸着され、後述するパンベース１２の内歯車１２ａと噛合する。
メインベース１１は、その上方でパンベース１２をパン軸（Ｐ軸）回りに回転自在に支持している。
【００１９】
パンベース１２は上方が開口する円筒状に形成されている。パンベース１２の内周面の一部にはパンモータ１３の平歯車１３ａと噛合する内歯車１２ａが形成されているので、パンモータ１３の駆動によってパンベース１２はパン軸（Ｐ軸）回りに回転する。このようなメインベース１１とパンベース１２との間に配設されたパンモータ１３の平歯車１３ａと内歯車１２ａとが噛合する構成は、パン機構の一例である。
また、パンベース１２には、チルトベース１４をチルト駆動するためのチルトモータ１５が取り付けられている。本実施形態では、チルトモータ１５としてステッピングモータが用いられている。このチルトモータ１５の出力軸には平歯車１５ａが軸着され、後述するチルトベース１４の歯車１４ｂと噛合する。
パンベース１２は、その内部でチルトベース１４をチルト軸（Ｔ軸）回りに回転自在に軸支している。
【００２０】
チルトベース１４は上方が開口する円筒状に形成されている。チルトベース１４の回動軸１４ａの一部にはチルトモータ１５の平歯車１５ａと噛合する歯車１４ｂが形成されているので、チルトモータ１５の駆動によってチルトベース１４はチルト軸（Ｔ軸）回りに回転する。このようなパンベース１２とチルトベース１４との間に配設されたチルトモータ１５の平歯車１５ａと歯車１４ｂとが噛合する構成は、チルト機構の一例である。また、チルトベース１４の内周面の一部には、後述するローテーションモータ１７の平歯車１７ａと噛合する内歯車１４ｃが形成されている。
チルトベース１４は、その内部でローテーションベース１６をローテーション軸（Ｒ軸）回りに回転自在に支持している。
【００２１】
ローテーションベース１６は平板状に形成されている。ローテーションベース１６には、ローテーションモータ１７が取り付けられている。本実施形態では、ローテーションモータ１７としてステッピングモータが用いられている。このローテーションモータ１７の出力軸にはチルトベース１４の内歯車１４ｃと噛合する平歯車１７ａが軸着されているので、ローテーションモータ１７の駆動によってローテーションベース１６はローテーション軸（Ｒ軸）回りに回転する。このようなチルトベース１４とローテーションベース１６との間に配設されたローテーションモータ１７の平歯車１７ａと内歯車１４ｃとが噛合する構成は、ローテーション機構の一例である。
【００２２】
ローテーションベース１６は、その中央でレンズユニット１８を保持している。レンズユニット１８は円柱状に形成され、その内部には光軸に沿って図示しない複数のレンズが配置されている。レンズユニット１８は、ローテーションベース１６に対してレンズユニット１８の光軸とローテーション軸（Ｒ軸）とが略一致するように取付けられている。
また、レンズユニット１８の後端であって、レンズユニット１８の結像面には、撮像センサ基板（第１の基板）１９が取付けられている。撮像センサ基板１９は、ＣＣＤやＣ−ＭＯＳなどの撮像素子が実装され、レンズユニット１８によって結像される被写体像を検出する。
【００２３】
次に、本実施形態のカメラ本体１０では、各アクチュエータに制御信号を伝達するためのケーブルの長さが短くなるように構成されている。以下では、本実施形態に係るケーブルの配線について説明する。
メイン基板２０とパンモータ１３との間には、メイン基板２０からパンモータ１３に制御信号を伝達するためのパンケーブル２１が接続されている。
また、撮像センサ基板１９とチルトモータ１５との間には、メイン基板２０からチルトモータ１５に制御信号を伝達するためのチルトケーブル（第２のケーブル）２２が接続されている。
また、撮像センサ基板１９とローテーションモータ１７との間には、メイン基板２０からローテーションモータ１７に制御信号を伝達するためのローテーションケーブル（第３のケーブル）２３が接続されている。
【００２４】
また、メイン基板２０と撮像センサ基板１９との間には、ビデオケーブル（第１のケーブル）２４が接続されている。メイン基板２０は、ビデオケーブル２４および撮像センサ基板１９を経由してレンズユニット１８に制御信号を送信する。また、撮像センサ基板１９は、ビデオケーブル２４を経由してメイン基板２０に、撮像素子に結像された画像信号を送信する。
【００２５】
さらに、本実施形態の撮像センサ基板１９には、メイン基板２０からチルトモータ１５およびローテーションモータ１７への制御信号を各モータへのパルス信号に変換する駆動回路が実装されている。したがって、駆動回路はメイン基板２０から送信されたチルトモータ１５への制御信号をパルス信号に変換し、変換したパルス信号をチルトケーブル２２を経由してチルトモータ１５に送信する。同様に、駆動回路はメイン基板２０から送信されたローテーションモータ１７への制御信号をパルス信号に変換し、変換したパルス信号をローテーションケーブル２３を経由してローテーションモータ１７に送信する。
【００２６】
このように構成することで、チルトケーブル２２およびローテーションケーブル２３の長さを短くすることができる。また、メイン基板２０からパンベース１２に向かって配線するケーブルをビデオケーブル２４のみにすることができる。
なお、メイン基板２０からビデオケーブル２４を経由してチルトモータ１５およびローテーションモータ１７に直接、高周波のパルス信号を送信してしまうと、ビデオケーブル２４を経由して送信される画像信号にノイズの影響を与えてしまうおそれがある。しかし、本実施形態では、メイン基板２０からビデオケーブル２４を経由して撮像センサ基板１９に周波数の低い制御信号が送信されるだけである。その後、撮像センサ基板１９が駆動回路を介してチルトモータ１５およびローテーションモータ１７を駆動可能な制御信号に変換して送信する。これにより、画像信号の送信やチルトモータ１５およびローテーションモータ１７の制御を１本のビデオケーブル２４で実現しつつも、ビデオケーブル２４によって送信される画像信号に対するノイズの影響を軽減することができる。
【００２７】
次に、パン駆動、チルト駆動およびローテーション駆動を行い、レンズユニット１８の向きを移動させる動作について説明する。
まず、パン駆動する場合、制御信号がメイン基板２０からパンケーブル２１を経由してパンモータ１３に送信される。パンモータ１３が駆動することで、パンベース１２に一体的に可動するレンズユニット１８がパン軸（Ｐ軸）回りに回転する。このとき、パン駆動に伴って動くケーブルは、ビデオケーブル２４のみである。
【００２８】
次に、チルト駆動する場合、メイン基板２０はビデオケーブル２４を経由して制御信号を撮像センサ基板１９に送信する。上述したように、撮像センサ基板１９の駆動回路は、制御信号をパルス信号に変換した後、チルトケーブル２２を経由してパルス信号をチルトモータ１５に送信する。チルトモータ１５が駆動することで、チルトベース１４に一体的に可動するレンズユニット１８がチルト軸（Ｔ軸）回りに回転する。このとき、チルト駆動に伴って動くケーブルは、チルトケーブル２２とビデオケーブル２４の２系統である。
【００２９】
次に、ローテーション駆動する場合、メイン基板２０はビデオケーブル２４を経由して制御信号を撮像センサ基板１９に送信する。上述したように、撮像センサ基板１９の駆動回路は、制御信号をパルス信号に変換した後、ローテーションケーブル２３を経由してパルス信号をローテーションモータ１７に送信する。ローテーションモータ１７が駆動することで、ローテーションベース１６と一体的に可動するレンズユニット１８がローテーション軸（Ｒ軸）回りに回転する。このとき、ローテーション駆動に伴って動くケーブルは、チルトケーブル２２とビデオケーブル２４の２系統である。また、本実施形態におけるチルトケーブル２２は、メイン基板２０とチルトモータ１５とを接続するのではなく、撮像センサ基板１９とチルトモータ１５とを接続するように構成した。このように構成することにより、チルトケーブル２２を図３で示したチルトケーブル６２よりも短くすることが可能となる。これにより、パン駆動およびローテーション駆動における駆動負荷の軽減、チルトケーブル２２の耐久性向上、更にはケーブルのコストダウンを実現することができる。
【００３０】
本実施形態によれば、パン機構、チルト機構およびローテーション機構における各アクチュエータに配線するケーブルの長さを短くすることができる。そのため、ケーブルの曲げやひねりが少なく、パン駆動、チルト駆動およびローテーション駆動におけるケーブルからの反力を少なくすることができる。したがって、コストダウン、低消費電力および高耐久性を図ることができる。
【００３１】
以上、本発明を種々の実施形態と共に説明したが、本発明はこれらの実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の範囲内で変更等が可能である。
例えば、上述した実施形態では、チルトモータ１５をパンベース１２に設置する場合について説明したが、この場合に限られない。例えば、チルトモータ１５を、チルトベース１４に設置し、パンベース１２との間でギヤ連動する構造にしてもよい。この場合、チルト駆動に伴って動くケーブルは、ビデオケーブル２４の１系統のみとなる。
【００３２】
また、上述した実施形態では、チルトケーブル２２とローテーションケーブル２３との接続元を撮像センサ基板１９とする場合について説明したが、この場合に限られない。ローテーションベース１６やレンズユニット１８と一体的に動く基板であれば、別の基板でもあってもよい。
【符号の説明】
【００３３】
１１：メインベース  １２：パンベース  １３：パンモータ  １４：チルトベース  １５：チルトモータ  １６：ローテーションベース  １７：ローテーションモータ  １８：レンズユニット  １９：撮像センサ基板  ２０：メイン基板  ２１：パンケーブル  ２２：チルトケーブル  ２３：ローテーションケーブル  ２４：ビデオケーブル
【図１】
0005523275.tif 000002
【図２】
0005523275.tif 000003
【図３】
0005523275.tif 000004