(57)【要約】【課題】  カメラユニットに対して衝撃が加わった際、このカメラユニットがテレ状態にある場合の方がこのカメラユニットがワイド状態にある場合よりも、カメラユニットのズレを小さくすることができる撮像装置を提供する。【解決手段】  ドーム型カメラ１００は、撮影レンズ３と撮影レンズ３により結像された被写体像を電気信号に変換する撮像素子６とを含むカメラユニット１と、カメラユニット１を回転可能に支持する支持部３３と、を有する。カメラユニット１の回転中心は、撮影レンズ３がテレ端側に位置する場合のカメラユニット１の重心位置であるテレ時重心８の位置と撮影レンズ３がワイド端側に位置する場合のカメラユニット１の重心位置であるワイド時重心７の位置とを結ぶ線分上に設けられ、かつテレ時重心８の位置とワイド時重心７の位置との間に設けられ、かつテレ時重心８の位置に近い側に設けられる。【選択図】  図１
2014021153.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮影レンズと前記撮影レンズにより結像された被写体像を電気信号に変換する撮像素子とを含むカメラユニットと、
前記カメラユニットがチルト方向に回転するように支持する支持部と、
を有する撮像装置であって、
前記チルト方向の回転中心は、前記撮影レンズがテレ端側に位置する場合の前記カメラユニットの重心位置であるテレ端側重心位置と前記撮影レンズがワイド端側に位置する場合の前記カメラユニットの重心位置であるワイド端側重心位置とを結ぶ線分上に設けられ、かつ前記テレ端側重心位置と前記ワイド端側重心位置との間に設けられ、かつ前記テレ端側重心位置に近い側に設けられたことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記テレ端側重心位置から前記回転中心までの長さ：Ｙ、前記ワイド端側重心位置から前記回転中心までの長さ：Ｘ、前記撮影レンズがテレ端側に位置する場合の画角：θ（ｔ）、前記撮影レンズがワイド端側に位置する場合の画角：θ（ｗ）とした場合に、
θ（ｔ）／Ｙ＝θ（ｗ）／Ｘ
の関係を満たすことを特徴とする請求項１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、カメラユニットを有する撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、レンズの向きを所定の回転軸周りで調整し、この向きを、安定して調整保持することができるカメラが種々知られている。
【０００３】
特許文献１には、撮影レンズの向きを所定の回転軸回りに電動駆動で調整可能なカメラが開示されている。このカメラは、ズーミング動作及び合焦動作時、移動するレンズにより、所定の回動軸回りに発生する回転モーメントの変化を打ち消すような構成となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平３−１３８６２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来例では、ズーミング動作及び合焦動作時、所定の回動軸回りに発生する回転モーメントの変化を打ち消すために、複数の機構的な構成部材を、前記ズーミング動作及び合焦動作に連動させ、移動させる構成となっていた。したがって、構成部材が付加されることにより、装置が大きく且つ装置の構成部材が多くなってしまい、また、装置のコストがアップしてしまっていた。
【０００６】
図３は、従来例のカメラユニットの断面図である。図３における２１は、カメラユニットである。また、２２は、カメラユニットの回転中心である。そして、２３は、レンズユニットである。さらに、２４は、第１の移動レンズ枠で、ワイド時は２４ａの位置にあり、テレ時は２４ｂの位置にある。
【０００７】
２５は、第２の移動レンズ枠で、ワイド時は２５ｂの位置にあり、テレ時は２５ａの位置にある。２６は、レンズユニット２３の画像を電気信号に変換する撮像素子である。２７は、レンズユニット２３がワイド状態時のカメラユニット２１の重心位置Ｐ２７である。２８は、レンズユニット２３がテレ状態時のカメラユニット２１の重心位置Ｐ２８である。
【０００８】
回転中心２２は、テレ時の重心位置Ｐ２７とワイド時の重心位置Ｐ２８とを結んだ線分Ｐ２７−Ｐ２８上のほぼ中央の位置に設定してあるので、長さＸ、長さＹの大小関係は、
Ｘ＝Ｙ    ……式（４）
となっている。
【０００９】
なお、長さＸは、重心位置Ｐ２７から回転中心２２までの長さである。また、長さＹは、重心位置Ｐ２８から回転中心２２までの長さである。
【００１０】
ここで、カメラユニット２１に対する外部衝撃によって、摩擦力で固定してあるレンズユニット２３の向きがズレることを考える。まず、ワイド状態のカメラユニット２１に、外部から所定の衝撃が加わると、ワイド時カメラ重心Ｐ２７に、力Ｆが発生するので、モーメント力として、Ｘ×Ｆが生じる。また、テレ状態のカメラユニット２１に、外部から所定の衝撃が加わると、テレ時カメラ重心Ｐ２８に、力Ｆが発生するので、モーメント力として、Ｙ×Ｆが生じる。
【００１１】
したがって、所定の衝撃で発生するモーメント力の大小関係は、式（４）より
Ｘ×Ｆ＝Ｙ×Ｆ    ……式（５）
となる。
【００１２】
よって、所定の衝撃で発生するレンズユニット２３の向きのズレ量は、上記モーメント力に比例すると考えられるので、テレ時のレンズユニット２３の向きのズレ量と、ワイド時のレンズユニット２３の向きのズレ量とは、ほぼ、同量発生することになる。
【００１３】
以上のように、図３に示した従来例では、テレ時でもワイド時でも、レンズユニット２３の向きのズレ量がほぼ同量生じてしまった。このため、ワイド時の撮影画像の画面内に占めるズレの割合と比較して、テレ時の撮影画像の画面内に占めるズレの割合が大きくなってしまっていた。
【００１４】
本発明は、上記のような点に鑑みてなされたものである。すなわち、カメラユニットに対して衝撃が加わった際、このカメラユニットがテレ状態にある場合の方がこのカメラユニットがワイド状態にある場合よりも、カメラユニットのズレを小さくすることができる撮像装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的を達成するために、本発明の撮像装置は、撮影レンズと前記撮影レンズにより結像された被写体像を電気信号に変換する撮像素子とを含むカメラユニットと、前記カメラユニットを回転可能に支持する支持部と、を有する撮像装置であって、前記カメラユニットの回転中心は、前記撮影レンズがテレ端側に位置する場合の前記カメラユニットの重心位置であるテレ端側重心位置と前記撮影レンズがワイド端側に位置する場合の前記カメラユニットの重心位置であるワイド端側重心位置とを結ぶ線分上に設けられ、かつ前記テレ端側重心位置と前記ワイド端側重心位置との間に設けられ、かつ前記テレ端側重心位置に近い側に設けられたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、カメラユニットに対して衝撃が加わった際、このカメラユニットがテレ状態にある場合の方がこのカメラユニットがワイド状態にある場合よりも、カメラユニットのズレを小さくすることができる撮像装置を提供するものである。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本実施形態におけるカメラユニット１の断面図である。
【図２】本実施形態におけるドーム型カメラ１００の断面図である。
【図３】従来例のカメラユニットの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本実施形態におけるカメラユニット１について、図１を用いて説明する。
【００１９】
図１において、１は、カメラユニットである。このカメラユニット１は、後述のレンズユニット３および撮像素子６などを含む。また、２は、カメラユニット１の回転中心位置である。そして、３は、被写体像を形成するレンズユニットである。
【００２０】
４は、第１のレンズを保持する第１の移動レンズ枠である。この第１の移動レンズ枠４は、ワイド時には、４ａの位置にあり、テレ時には、４ｂの位置にある。つまり、第１の移動レンズ枠４は、レンズユニット３（以下、撮影レンズ３と称することがある）がワイド端に位置する場合には、４ａに位置し、撮影レンズ３がテレ端に位置する場合には、４ｂに位置する。なお、第１のレンズは、たとえば、ズームレンズである。
【００２１】
５は、レンズを保持する第２の移動レンズ枠である。この第２の移動レンズ枠５は、ワイド時には、５ｂの位置にあり、テレ時には、５ａの位置にある。つまり、第２の移動レンズ枠５は、撮影レンズ３がテレ端に位置する場合には、５ａに位置し、撮影レンズ３がワイド端に位置する場合には、４ｂに位置する。なお、第２のレンズは、たとえば、フォーカスレンズである。
【００２２】
６は、撮影レンズ３の画像を電気信号に変換する撮像素子である。より詳細には、撮像素子６は、撮影レンズ３により結像された被写体像を電気信号に変換する。
【００２３】
７は、ワイド時重心（図１のＰ７）である。このワイド時重心７は、撮影レンズ３がワイド状態時のカメラユニット１の重心位置である。つまり、ワイド時重心７は、撮影レンズ３がワイド端に位置する場合における、カメラユニット１の重心位置である。
【００２４】
８は、テレ時重心（図１のＰ８）である。このテレ時重心８は、撮影レンズ３がテレ状態時のカメラユニット１の重心位置である。つまり、テレ時重心８は、撮影レンズ３がテレ端に位置する場合における、カメラユニット１の重心位置である。
【００２５】
なお、本実施例におけるワイド時重心７は、ワイド端側重心位置に相当し、テレ時重心８は、テレ端側重心位置に相当する。
【００２６】
回転中心２は、ワイド時重心の位置Ｐ７とテレ時重心の位置Ｐ８とを結んだ線分上（つまり、線分Ｐ７−Ｐ８上）のテレ側（Ｐ８側）に近い位置に設定さ（設けら）れている。すなわち、ワイド時重心Ｐ７から回転中心２までの長さをＸとし、テレ時重心Ｐ８から回転中心２までの長さをＹとした場合における、Ｘ、Ｙの大小関係は、
Ｘ＞Ｙ    ……式（１）
となっている。
【００２７】
ここで、カメラユニット１に対する外部衝撃によって、摩擦力で固定（保持）されているレンズ（カメラユニット１）の向きがズレてしまうことを考える。
【００２８】
まず、ワイド状態のカメラユニット１に外部から所定の衝撃が加えられた場合、ワイド時重心Ｐ７に力Ｆが発生するので、モーメント力として、Ｘ×Ｆが生じる。
【００２９】
また、テレ状態のカメラユニット１に外部から所定の衝撃が加えられた場合、テレ時重心Ｐ８に力Ｆが発生するので、モーメント力として、Ｙ×Ｆが生じる。所定の衝撃で発生するモーメント力の大小関係は、式（１）より
Ｘ×Ｆ＞Ｙ×Ｆ    ……式（２）
となる。
【００３０】
よって、所定の衝撃で発生するレンズ向きのズレ量は、これらモーメント力に比例すると考えられる。したがって、本実施形態におけるカメラユニット１によれば、テレ時のレンズ向きのズレ量の方を、ワイド時のレンズ向きのズレ量よりも、少なくすることができる。この結果、ワイド時よりもテレ時の方がレンズ向きを安定して保持することが可能となる。
【００３１】
続いて、ワイド時の画角とテレ時の画角との関係で、回転中心位置をどこに設定すべきかを考える。たとえば、撮影レンズ３のテレ時の画角を２０°、撮影レンズ３のワイド時の画角を１００°とし、撮影レンズ３（カメラユニット１）の向きが一定角度２°ずれた場合を考える。すると、テレ時には、２°／１０°で、１０％の画面ズレが発生し、ワイド時には、２°／１００°で、２％の画面ズレが発生する。
【００３２】
つまり、テレ時の画面ズレの方が、ワイド時の画面ズレに比較して、５倍（つまり、ワイド時の画角とテレ時の画角との比＝１００°／２０°）大きいことがわかる。したがって、所定の衝撃で発生する画面ズレ量を、テレ時とワイド時とで同量としてやるには下記の関係式（３）を満たすように、長さＸ、長さＹを決めてやればよい。
θ（ｔ）／Ｙ＝θ（ｗ）／Ｘ    ……関係式（３）
ただし、θ（ｔ）は、撮影レンズ３がテレ端側に位置する場合の画角（たとえば２０°）であり、θ（ｗ）は、撮影レンズ３がワイド端側に位置する場合の画角（たとえば１００°）である。また、Ｙは、撮影レンズ３がテレ端側に位置する場合のカメラユニット１の重心位置からカメラユニット１の回転中心までの長さ（たとえば１ｍｍ）である。そして、Ｘは、撮影レンズ３がワイド端側に位置する場合のカメラユニット１の重心位置から回転中心までの長さ（たとえば５ｍｍ）である。
【００３３】
この関係式（３）を満足するように長さＸ、長さＹを決めれば、所定の衝撃で発生する画面ズレ量の全画面に占める割合を、テレ時とワイド時とでほぼ同量にすることができ、且つ、テレ時の画面ズレ量を、従来例より、少なくすることができる。
【００３４】
続いて、図２は、ドーム型カメラ１００の断面図である。このドーム型カメラ１００には、カメラユニット１が搭載されている。なお、図２では、このカメラユニット１をカメラユニット３１として示している。また、本実施形態におけるドーム型カメラ１００は、撮像装置に相当する。
【００３５】
図２において、下ケース３７は、有底円筒形状に形成された外装部品である。この下ケース３７の底の内面には、後述するベース部３４および上ケース３６が取り付けられる。また、下ケース３７の底の外面には、天井などの設置場所に対する取り付け構造が備えられている。
【００３６】
上ケース３６は、円筒状に形成された外装部品である。この上ケース３６は、下ケース３７に取り付けられる。また、この上ケース３６の上端には、ドーム３５が取り付けられる。なお、上ケース３６および下ケース３７は、たとえば、金属製、より詳細には、アルミニウム合金製であり、これにより、耐衝撃性が高められる。
【００３７】
ドーム３５は、半球形状に形成された外装部品である。このドーム３５は、上ケース３６に取り付けられる。また、このドーム３５は、透明または半透明のプラスチック製である。そして、このドーム３５は、カメラユニット３１を覆う。
【００３８】
カメラユニット３１は、被写体を撮像して映像信号を生成する。このカメラユニット３１は、ドーム３５により覆われる。また、カメラユニット３１は、支持部３３によりチルト方向に回転可能に支持される。なお、図２では、このチルト方向の回転中心を、カメラユニットの回転中心３２として示している。さらに、図２では、図１における回転中心２を、カメラユニットの回転中心３２として示している。
【００３９】
支持部３３は、カメラユニット３１をチルト方向に回転可能に支持する。この支持部３３は、ベース部３４の上端に取り付けられる。また、ベース部３４は、円筒状に形成されている。そして、ベース部３４は、支持部３３が取り付けられる。このベース部３４は、下ケース３７の底の内面に対して取り付けられる。さらに、ベース部３４は、パン方向に回転可能に構成されている。
【００４０】
以上のように、本実施例では、回転中心２２は、ワイド時重心７の位置とテレ時重心８の位置とを結ぶ線分上に設けられ、かつワイド時重心７の位置とテレ時重心８の位置との間に設けられ、かつテレ時重心８の位置に近い側に設けられている。
【００４１】
これにより、カメラユニット１に衝撃が加わった際、カメラユニット１がワイド状態にある場合よりもカメラユニット１がテレ状態にある場合の方が、カメラユニット１のズレを少なくすることができる。
【００４２】
また、本実施例では、回転中心２２は、
θ（ｔ）／Ｙ＝θ（ｗ）／Ｘ
の関係を満たすように設けられている。
【００４３】
これにより、カメラユニット１に衝撃が加わった際、カメラユニット１がワイド状態にある場合の画面ズレ量の全画面に占める割合と、カメラユニット１がテレ状態にある場合の画面ズレ量の全画面に占める割合と、をほぼ同量にすることができる。
【００４４】
以上、本発明をその好適な実施形態に基づいて詳述してきたが、本発明はこれら特定の実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の様々な形態も本発明に含まれる。上述の実施形態の一部を適宜組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【００４５】
１  カメラユニット
３  撮影レンズ
６  撮像素子
７  ワイド時重心
８  テレ時重心
３３  支持部
１００  ドーム型カメラ
【図１】
2014021153.tif 000003
【図２】
2014021153.tif 000004
【図３】
2014021153.tif 000005