(57)【要約】【課題】カメラを破損することなく、モニタしやすい映像を撮像することができるモニタ用カメラを提供する。【解決手段】本発明は、起重機(2)の可動部(4)に取り付けられ、下方をモニタするためのモニタ用カメラ(1)であって、カメラフレーム(12)と、このカメラフレームを起重機の可動部から吊り下げる吊下支持機構(14)と、撮像素子(20)及び撮像用光学系(22)を備えたカメラ本体(16)と、このカメラ本体をカメラフレームに対して免振支持する免振支持機構(18)と、カメラ本体の振動を検出する振動検出手段(26,28)と、カメラ本体に内蔵され、撮像素子上に形成される画像の振れを抑制するように像振れ防止用レンズ(22a)を駆動する防振アクチュエータ(24)と、振動検出手段により検出された振動に基づいて、防振アクチュエータを制御する制御部(30)と、を有することを特徴としている。【選択図】図２
2011030002.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
起重機の可動部に取り付けられ、下方をモニタするためのモニタ用カメラであって、
カメラフレームと、
このカメラフレームを上記起重機の可動部から吊り下げる吊下支持機構と、
撮像素子及び撮像用光学系を備えたカメラ本体と、
このカメラ本体を上記カメラフレームに対して免振支持する免振支持機構と、
上記カメラ本体の振動を検出する振動検出手段と、
上記カメラ本体に内蔵され、上記撮像素子上に形成される画像の振れを抑制するように像振れ防止用レンズを駆動する防振アクチュエータと、
上記振動検出手段により検出された振動に基づいて、上記防振アクチュエータを制御する制御部と、
を有することを特徴とするモニタ用カメラ。
【請求項２】
上記振動検出手段は、モニタすべき鉛直方向を検出する鉛直検出部と、上記カメラ本体の補正すべき振れを検出する振れ検出部と、を有する請求項１記載のモニタ用カメラ。
【請求項３】
上記鉛直検出部は加速度センサを備え、上記振れ検出部はジャイロセンサを備えている請求項２記載のモニタ用カメラ。
【請求項４】
上記鉛直検出部は加速度センサ及びローパスフィルターを備え、上記振れ検出部は加速度センサ及びハイパスフィルターを備えている請求項２記載のモニタ用カメラ。
【請求項５】
上記制御部が、上記免振支持機構の免振特性の変化を補正する補正制御部を有する請求項１乃至４の何れか１項に記載のモニタ用カメラ。
【請求項６】
上記免振支持機構は、上記防振アクチュエータが抑制する振動の周波数よりも高い周波数の振動を主に減衰させるように構成されている請求項１乃至４の何れか１項に記載のモニタ用カメラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はモニタ用カメラに関し、特に、起重機の可動部に取り付けられ、下方をモニタするためのモニタ用カメラに関する。
【背景技術】
【０００２】
起重機の可動部であるブームの先端部等にモニタ用のカメラを取り付け、鉛直下方の映像を起重機の操作室内でモニタすることが行われている。このモニタ用のカメラにより、起重機の操作者は、ブームから吊り下げられている吊荷の様子を真上から監視することができ、起重機の操作を容易に行うことが可能になる。
【０００３】
特開２００７−８８６０２号公報（特許文献１）には、クレーン用テレビカメラ装置が記載されている。このクレーン用テレビカメラ装置は、ブラケットによりクレーンのブームに剛結され、ハウジングには鉛直に対する傾斜角度を検出するセンサが備えられている。また、テレビカメラ装置には強制姿勢制御機構が備えられ、この強制姿勢制御機構は、センサによる計測角度に応じてハウジングを回転させて、カメラを鉛直下方に指向させるように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−８８６０２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、特開２００７−８８６０２号公報記載のクレーン用テレビカメラ装置のようにカメラをクレーンのブームに剛結すると、ブームの振動がカメラに直接伝わるので、カメラが破損したり、カメラの寿命が短くなるという問題がある。また、カメラが振動すると、クレーンの操作室でモニタされる映像も振れるので、操作者が吊荷の様子を監視しにくいという問題もある。この問題は、カメラから吊荷までの距離が長くなる、ブームの長いクレーンにおいて特に顕著である。
【０００６】
また、カメラに振動が直接伝わるのを防止するために、カメラをブームの先端から吊り下げたり、カメラを緩衝材を介して支持することが考えられる。しかしながら、この場合には、カメラに伝わる振動を大幅に減少させるためには、緩衝材を非常に柔軟にする必要がある。このため、カメラがブームに対して大きな振幅で振れるので、クレーンの操作室でモニタされる映像が振れるばかりでなく、吊り下げや、緩衝材の態様によっては、吊荷が監視映像の視界から外れてしまう場合がある。
【０００７】
従って、本発明は、カメラを破損することなく、モニタしやすい映像を撮像することができるモニタ用カメラを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決するために、本発明は、起重機の可動部に取り付けられ、下方をモニタするためのモニタ用カメラであって、カメラフレームと、このカメラフレームを起重機の可動部から吊り下げる吊下支持機構と、撮像素子及び撮像用光学系を備えたカメラ本体と、このカメラ本体をカメラフレームに対して免振支持する免振支持機構と、カメラ本体の振動を検出する振動検出手段と、カメラ本体に内蔵され、撮像素子上に形成される画像の振れを抑制するように像振れ防止用レンズを駆動する防振アクチュエータと、振動検出手段により検出された振動に基づいて、防振アクチュエータを制御する制御部と、を有することを特徴としている。
【０００９】
このように構成された本発明においては、撮像素子及び撮像用光学系を備えたカメラ本体が、免振支持機構によりカメラフレームに対して支持されている。カメラフレームは、吊下支持機構により起重機の可動部から吊り下げられている。また、カメラ本体の振動を検出する振動検出手段が備えられ、制御部は、振動検出手段により検出された振動に基づいて防振アクチュエータを制御する。像振れ防止用レンズが防振アクチュエータによって駆動されることにより、撮像素子上に形成される画像の振れが抑制される。
【００１０】
このように構成された本発明によれば、カメラ本体が免振支持機構によってカメラフレームに支持されているので、カメラ本体に伝達される振動が抑制され、カメラ本体の損傷を防止することができる。さらに、カメラ本体には防振アクチュエータが内蔵されているので、カメラ本体を免振支持機構により支持していても、モニタされる画像が大きく振れるのを防止することができる。
【００１１】
本発明において、好ましくは、振動検出手段は、モニタすべき鉛直方向を検出する鉛直検出部と、カメラ本体の補正すべき振れを検出する振れ検出部と、を有する。
【００１２】
このように構成された本発明によれば、鉛直検出部によって検出された鉛直方向の光軸上の画像の振れを抑制するように、振れ検出部によって検出されたカメラ本体の振れに基づいて防振アクチュエータを制御することにより、起重機から吊り下げられている吊荷の画像等を安定化させることができる。
【００１３】
本発明において、好ましくは、鉛直検出部は加速度センサを備え、振れ検出部はジャイロセンサを備えている。
このように構成された本発明によれば、加速度センサにより鉛直方向を確実に検出することができると共に、ジャイロセンサにより補正すべき振れを検出することができる。
【００１４】
本発明において、好ましくは、鉛直検出部は加速度センサ及びローパスフィルターを備え、振れ検出部は加速度センサ及びハイパスフィルターを備えている。
このように構成された本発明によれば、鉛直検出部の加速度センサと振れ検出部の加速度センサを兼用にすることができるので、モニタ用カメラを安価に構成することができる。
【００１５】
本発明において、好ましくは、制御部が、免振支持機構の免振特性の変化を補正する補正制御部を有する。
このように構成された本発明によれば、補正制御部が免振支持機構の免振特性の変化を補正するので、外部環境等の変化による防振特性への影響を抑制することができる。
【００１６】
本発明において、好ましくは、免振支持機構は、防振アクチュエータが抑制する振動の周波数よりも高い周波数の振動を主に減衰させるように構成されている。
このように構成された本発明によれば、防振アクチュエータにより画像の振れを抑制すると共に、防振アクチュエータでは応答することが難しい高い周波数の振動を免振支持機構により減衰させることができるので、広い周波数範囲の振れを抑制することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明のモニタ用カメラによれば、カメラを破損することなく、モニタしやすい映像を撮像することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１実施形態によるモニタ用カメラを起重機に取り付けた状態を示す図である。
【図２】本発明の第１実施形態によるモニタ用カメラの斜視図である。
【図３】モニタ用カメラのカメラ本体を支持する支持機構を示す斜視図である。
【図４】（ａ）カメラ本体の支持機構をモデル化した図、及び（ｂ）支持機構の免振特性を示す図である。
【図５】カメラ本体の構成を示す斜視図である。
【図６】制御部における信号処理を模式的に示すブロック図である。
【図７】本発明の第２実施形態によるモニタ用カメラを天井式の起重機に取り付けた状態を示す図である。
【図８】本発明の第２実施形態によるモニタ用カメラの斜視図である。
【図９】本発明の第２実施形態における制御部の信号処理を模式的に示すブロック図である。
【図１０】本発明の第３実施形態における制御部の信号処理を模式的に示すブロック図である。
【図１１】本発明の第４実施形態における制御部の信号処理を模式的に示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
次に、添付図面を参照して、本発明の好ましい実施形態を説明する。
まず、図１乃至図６を参照して、本発明の第１実施形態によるモニタ用カメラを説明する。図１は、本実施形態によるモニタ用カメラを起重機に取り付けた状態を示す図である。
【００２０】
図１に示すように、本実施形態のモニタ用カメラ１は、起重機２の可動部であるブーム４の先端部に取り付けられ、ブーム４の先端から吊り下げられている吊荷６の画像を、概ね鉛直上方から動画として撮像するように構成されている。モニタ用カメラ１によって撮像された画像は、起重機２の操作室８内に配置された表示装置１０にリアルタイムで表示される。起重機２の操作者は、表示装置１０に表示される映像を参照しながら、ブーム４の移動や、吊荷６の上げ下げを行うことができる。
【００２１】
次に、図２乃至図５を参照して、本実施形態のモニタ用カメラ１の構成を説明する。図２は本実施形態によるモニタ用カメラ１の斜視図である。図３はモニタ用カメラ１のカメラ本体を支持する支持機構を示す斜視図である。図４はカメラ本体の支持機構を（ａ）モデル化した図、及び（ｂ）支持機構の免振特性を示す図である。図５はカメラ本体の構成を示す斜視図である。
図２に示すように、モニタ用カメラ１は、カメラフレームであるカメラ外ケース１２と、このカメラ外ケース１２の上部に取り付けられた吊下支持機構１４と、を有する。
【００２２】
カメラ外ケース１２は、下方が開放した直方体形状のケースであり、内部にカメラ本体１６（図３）が収容されている。
吊下支持機構１４は、門形の第１可動枠１４ａと、正方形状の第２可動枠１４ｂと、を有する。第１可動枠１４ａの水平部分は、起重機２のブーム４の先端近傍に固定されている。また、第１可動枠１４ａの両側の脚部の先端部は第２可動枠１４ｂに連結され、第２可動枠１４ｂは、第１可動枠１４ａに対して第１の軸線Ａ１を中心に回動可能に支持されている。さらに、第１可動枠１４ａが連結されていない第２可動枠１４ｂの２つの辺には、カメラ外ケース１２が連結されている。カメラ外ケース１２は、第２可動枠１４ｂに対して第２の軸線Ａ２を中心に回動可能に支持されている。また、第１の軸線Ａ１と第２の軸線Ａ２は互いに直交するように構成されている。これにより、カメラ外ケース１２は起重機２のブーム４に対して任意の方向に回動することができ、カメラ外ケース１２に収納されたカメラ本体１６は、ブーム４の角度が変化した場合にも、自重により概ね鉛直下方に向けられる。
【００２３】
図３に示すように、カメラ本体１６は、免振支持機構である免振部材１８により、カメラ外ケース１２の内部に免震支持されている。免振部材１８は、粘弾性材料で構成された部材であり、カメラ本体１６の角部とカメラ外ケース１２の内壁面を連結している。
【００２４】
図４（ａ）は、カメラ本体１６の免振部材１８による支持を力学的なモデルで表した一例である。即ち、免振部材１８による支持は、図４（ａ）に示すように、カメラ本体１６をバネ及びこれと並列に連結されたダンパーによる支持として近似的にモデル化することができる。
【００２５】
図４（ｂ）は、免振部材１８による免振特性の一例を示すグラフである。この免振特性は、免振部材１８の材質、形状、配置、及びカメラ本体１６の質量等により適宜設定することができる。本実施形態においては、免振部材１８は、主に約２０Ｈｚ以上の周波数の振動を遮断するように構成されている。即ち、約２０Ｈｚ以上の周波数の振動は、免振部材１８により遮断され、カメラ外ケース１２からカメラ本体１６に伝達されにくいようになっている。より具体的には、周波数約２０Ｈｚの振動は約１２ｄＢ減衰されて１／４になり、周波数が高くなるほど減衰量は大きくなる。なお、免振部材１８により振動を遮断する周波数は、後述するカメラ本体１６に内蔵された防振アクチュエータ２４（図５）が応答可能な周波数の約１／２に設定されている。
【００２６】
次に、図５を参照して、カメラ本体１６の構成を説明する。
図５に示すように、カメラ本体１６には、撮像素子２０と、この撮像素子２０に画像を合焦させる撮像用光学系２２と、この撮像用光学系２２の中の像振れ防止用レンズ２２ａを駆動して、合焦される画像を安定化させる防振アクチュエータ２４が内蔵されている。さらに、カメラ本体１６には、カメラ本体１６の回転角速度を検出する振れ検出部であるジャイロセンサ２６と、カメラ本体１６の加速度を検出する鉛直検出部である加速度センサ２８と、ジャイロセンサ２６及び加速度センサ２８の検出信号に基づいて防振アクチュエータ２４を制御する制御部３０が内蔵されている。なお、本実施形態において、ジャイロセンサ２６及び加速度センサ２８は、振動検出手段を構成する。
【００２７】
撮像素子２０は、撮像素子２０上に合焦された画像を電気信号に変換するように構成されている。撮像された画像の電気信号は、操作室８内の表示装置１０に送られ、映像として表示される。
撮像用光学系２２は、カメラ本体１６に入射した光を撮像素子２０上に合焦させるように構成されている。撮像用光学系２２の中の一部のレンズは、像振れ防止用レンズ２２ａとして設けられており、この像振れ防止用レンズ２２ａを防振アクチュエータ２４によって移動させることにより、カメラ本体１６が振動した場合においても、撮像素子２０上に形成される画像が安定化される。
【００２８】
防振アクチュエータ２４は、像振れ防止用レンズ２２ａを光軸Ａに直交する平面内で移動させるように構成されている。防振アクチュエータ２４は、像振れ防止用レンズ２２ａを光軸Ａに直交する平面内で駆動する２つのリニアモータ３２ａ、３２ｂと、像振れ防止用レンズ２２ａが移動された位置を検出する２つの位置センサ３４ａ、３４ｂ（図６）と、を有する。２つのリニアモータ３２ａ、３２ｂは、光軸Ａに直交する平面内で、像振れ防止用レンズ２２ａを互いに直交するＸ方向、Ｙ方向に駆動するように夫々配置されている。これにより、像振れ防止用レンズ２２ａを光軸Ａに直交する平面内で任意の位置に並進移動させることができる。位置センサ３４ａ、３４ｂは、像振れ防止用レンズ２２ａのＸ方向、Ｙ方向の移動を検出するように配置されている。
【００２９】
ジャイロセンサ２６は、カメラ本体１６に取り付けられ、カメラ本体１６の回転角速度を検出するように構成されている。また、ジャイロセンサ２６は、光軸Ａに直交する平面内のＸ軸を中心とする回転角速度を検出するＸセンサ部２６ａと、Ｙ軸を中心とする回転角速度を検出するＹセンサ部２６ｂを内蔵しており、各方向の回転角速度を検出できるように構成されている。ジャイロセンサ２６により検出された角速度信号は、制御部３０に入力される。
【００３０】
加速度センサ２８は、カメラ本体１６に取り付けられ、カメラ本体１６の加速度を検出するように構成されている。また、加速度センサ２８は、光軸Ａに直交する平面内のＸ軸方向の加速度を検出するＸセンサ部２８ａと、Ｙ軸方向の加速度を検出するＹセンサ部２８ｂを内蔵しており、各方向の加速度を検出できるように構成されている。加速度センサ２８により検出された加速度信号は、制御部３０に入力される。
【００３１】
制御部３０は、ジャイロセンサ２６及び加速度センサ２８の検出信号に基づいて、防振アクチュエータ２４を制御し、撮像素子２０上に形成される画像の振れを抑制するように構成されている。制御部３０は、ジャイロセンサ２６及び加速度センサ２８から入力された信号に基づいて、像振れ防止用レンズ２２ａを移動させるべき位置を計算する。さらに、制御部３０はリニアモータ３２ａ、３２ｂに信号を出力して、像振れ防止用レンズ２２ａを計算された位置に向けて移動させる。移動された像振れ防止用レンズ２２ａの位置は、位置センサ３４ａ、３４ｂによって検出され、制御部３０にフィードバックされる。なお、制御部３０は、各種演算回路、フィルター等のアナログ回路によって構成することができる。或いは、制御部３０を、各検出信号をデジタルデータに変換するＡ／Ｄ変換器、各種演算を行うマイクロプロセッサ、デジタルデータをアナログ信号に変換して出力するＤ／Ａ変換器等によって構成することもできる。
【００３２】
次に、図６を参照して、制御部３０による防振アクチュエータ２４の制御を説明する。図６は制御部３０における信号処理を模式的に示すブロック図である。
図６に示すように、制御部３０は、ジャイロセンサ２６、加速度センサ２８、及び位置センサ３４ａ、３４ｂによる検出信号を入力し、リニアモータ３２ａ、３２ｂを駆動するように構成されている。まず、ジャイロセンサ２６のＸセンサ部２６ａ及びＹセンサ部２６ｂから夫々入力された角速度信号は、バッファーアンプ４２ａ、４２ｂに夫々入力された後、ハイパスフィルター４４に入力される。なお、本実施形態においては、ハイパスフィルター４４の遮断周波数は０．２Ｈｚに設定されている。
【００３３】
ハイパスフィルター４４を通過した各信号は、積分回路４６ａ、４６ｂに入力され、ここでＸ方向、Ｙ方向の変位量Δｘ、Δｙに夫々変換される。次いで、積分回路４６ａ、４６ｂから出力された変位量Δｘ、Δｙの信号は、乗数回路４８ａ、４８ｂに入力され、ここで所定の振れ補正定数ｋが乗じられる。これにより、カメラ本体１６の振動による画像の振れを補正するために必要な像振れ防止用レンズ２２ａのＸ方向、Ｙ方向の移動量が得られる。
【００３４】
一方、加速度センサ２８のＸセンサ部２８ａ及びＹセンサ部２８ｂから夫々入力された加速度信号は、バッファーアンプ３６ａ、３６ｂに夫々入力された後、ローパスフィルター３８に入力される。なお、本実施形態においては、ローパスフィルター３８の遮断周波数は０．２Ｈｚに設定されている。
【００３５】
ローパスフィルター３８を通過した各信号は、鉛直方向演算回路４０に入力され、カメラ本体１６を向けるべき方向を表す鉛直方向信号に変換される。鉛直方向信号によって表される方向にカメラ本体１６の光軸Ａを向けることにより、ブーム４の先端から吊り下げられ、鉛直下方に位置する吊荷６をモニタする視界に収めることができる。さらに、鉛直方向信号によって表される光軸の振れを抑制するように防振アクチュエータ２４を制御することにより、撮像素子２０上に結像される吊荷６の画像を安定化させることができる。具体的には、鉛直方向演算回路４０においては、ローパスフィルター３８を通過したＸ方向、Ｙ方向の加速度信号αｘ、αｙが夫々２階時間積分される。
【００３６】
鉛直方向演算回路４０の出力信号、及び乗数回路４８ａ、４８ｂの出力信号が夫々加算されて位置指令信号ｘ、ｙが生成され、コイル駆動回路５０ａ、５０ｂに入力される。位置指令信号ｘ、ｙは、一例として（数式１）により計算することができる。
2011030002.tif 000003
【００３７】
位置指令信号ｘ、ｙは、コイル駆動回路５０ａ、５０ｂにより夫々電力増幅され、リニアモータ３２ａ、３２ｂに入力される。コイル駆動回路５０ａ、５０ｂの出力によりリニアモータ３２ａ、３２ｂは夫々駆動され、防振アクチュエータ２４に取り付けられた像振れ防止用レンズ２２ａが光軸Ａに直交する平面内で移動される。即ち、像振れ防止用レンズ２２ａは、リニアモータ３２ａによりＸ軸方向に駆動され、リニアモータ３２ｂによりＹ軸方向に駆動される。
【００３８】
像振れ防止用レンズ２２ａのＸ軸方向の移動は位置センサ３４ａにより検出され、Ｙ軸方向の移動は位置センサ３４ｂにより検出される。これらの検出信号は、制御部３０にフィードバックされる。位置センサ３４ａの検出信号は制御部３０の位置検出回路５２ａに入力され、位置センサ３４ｂの検出信号は制御部３０の位置検出回路５２ｂに入力される。位置検出回路５２ａ、５２ｂの出力信号は、位置指令信号ｘ、ｙから夫々差し引かれ、位置検出回路５２ａ、５２ｂの出力信号と位置指令信号ｘ、ｙの差信号が、コイル駆動回路５０ａ、５０ｂに入力される。
【００３９】
これにより、リニアモータ３２ａ、３２ｂは、位置指令信号ｘ、ｙにより指令された位置と、像振れ防止用レンズ２２ａの実際の位置との差に基づいて駆動される。従って、像振れ防止用レンズ２２ａが位置指令信号ｘ、ｙにより指令された位置に到達するとリニアモータ３２ａ、３２ｂの駆動力は０となり、位置指令信号ｘ、ｙが変化すると、リニアモータ３２ａ、３２ｂは、位置指令信号ｘ、ｙに追従するように像振れ防止用レンズ２２ａを移動させる。
【００４０】
次に、本発明の第１実施形態によるモニタ用カメラ１の作用を説明する。
図１に示すように、本実施形態のモニタ用カメラ１は、起重機２のブーム４の先端部から吊下支持機構１４により吊り下げられ、その自重により概ね鉛直下方に向けられている。ブーム４から吊り下げられている吊荷６は、モニタ用カメラ１により撮像され、撮像された画像は操作室８の表示装置１０にリアルタイムで表示される。次に、ブーム４が回動されると、吊下支持機構１４により吊り下げられているモニタ用カメラ１は、第１可動枠１４ａに対して第２可動枠１４ｂ及びカメラ外ケース１２が回動されて、モニタ用カメラ１の自重により再び鉛直下方に向けられる。しかしながら、吊下支持機構１４内の機械的な摩擦やモニタ用カメラ１の慣性により、モニタ用カメラ１は、ブーム４が回動され始めた後、僅かに遅れながら鉛直下方に向くように回動されると共に、鉛直下方を通り過ぎて振り子のように振動される。
【００４１】
カメラ本体１６に内蔵された加速度センサ２８は、カメラ本体１６を向けるべき鉛直下方に対するカメラ本体１６の光軸Ａの傾きを検出する。一方、ブーム４の回動に伴う周期の短い振動は、カメラ外ケース１２とカメラ本体１６の間の免振部材１８により吸収される。免振部材１８に吸収されずにカメラ本体１６に伝導された周期の短い振動は、カメラ本体１６に内蔵されたジャイロセンサ２６により検出される。
【００４２】
制御部３０は、加速度センサ２８及びジャイロセンサ２６の検出信号に基づいて、鉛直方向の光軸上の画像が、撮像素子２０上に安定して形成されるように防振アクチュエータ２４を制御する。即ち、加速度センサ２８により求められた鉛直方向の画像が、ジャイロセンサ２６により検出される周期の短い振動により振れるのを防止するように、防振アクチュエータ２４を制御する。これにより、モニタ用カメラ１が正確に鉛直下方に向けられていない場合においても、モニタ用カメラ１の鉛直下方に位置する吊荷６をモニタ映像の視界に収めながら、表示装置１０に表示される吊荷６の画像の振れを抑制することができる。
【００４３】
本発明の第１実施形態のモニタ用カメラによれば、カメラ本体が免振部材によってカメラ外ケースに支持されているので、カメラ本体に伝達される振動が抑制され、カメラ本体の損傷を防止することができる。さらに、カメラ本体には防振アクチュエータが内蔵されているので、カメラ本体を免振部材により支持していても、モニタされる画像が大きく振れるのを防止することができる。即ち、カメラ本体を免振部材により支持すると、外部振動の周波数によっては却ってカメラ本体の振動振幅を大きくしてしまう場合があるが、本実施形態のモニタ用カメラによれば、防振アクチュエータにより撮像素子上に形成される像を安定化させることができる。これにより、カメラ本体の損傷を防止しながら、安定した画像を撮像することができる。
【００４４】
また、本実施形態のモニタ用カメラによれば、防振アクチュエータは、加速度センサを備えた鉛直検出部によって検出された鉛直方向の光軸上の画像の振れを抑制するように制御される。防振アクチュエータは、ジャイロセンサを備えた振れ検出部によって検出されたカメラ本体の振れに基づいて、鉛直方向の光軸上の画像を安定化させる。これにより、起重機からモニタ用カメラの鉛直下方に吊り下げられている吊荷の画像の振れを確実に抑制することができる。即ち、ジャイロセンサによって検出された振れのみに基づいて防振アクチュエータの防振制御を行うと、監視したい吊荷とは無関係に振動する被写体の画像が安定化されるように防振制御が実行され、吊荷の像が却って振れてしまう場合があるという問題がある。本実施形態においては、吊荷が存在する方向を加速度センサにより検出しているので、確実に吊荷の像を安定化することができる。
【００４５】
さらに、本実施形態のモニタ用カメラにおいては、免振部材により免振を行う周波数帯域が、防振アクチュエータにより防振を行う周波数帯域よりも高く選択されている。これにより、防振アクチュエータにより画像の振れを抑制すると共に、防振アクチュエータでは応答することが難しい高い周波数の振動を免振部材により減衰させることができるので、広い周波数範囲の振れを抑制することができる。
【００４６】
次に、図７乃至図９を参照して、本発明の第２実施形態によるモニタ用カメラを説明する。
本実施形態においては、モニタ用カメラは、トロリがガータ上を走行する天井式の起重機に取り付けられている。また、本実施形態は、カメラ外ケースをトロリから吊り下げる吊下支持機構の構造、及びカメラ本体の振動を検出する振動検出手段が、上述した第１実施形態とは異なる。従って、ここでは、本実施形態の第１実施形態とは異なる部分のみを説明し、同様の部分については説明を省略する。図７は、本実施形態によるモニタ用カメラを天井式の起重機に取り付けた状態を示す図である。図８は本実施形態によるモニタ用カメラの斜視図である。図９は制御部における信号処理を模式的に示すブロック図である。
【００４７】
図７に示すように、本発明の第２実施形態によるモニタ用カメラ１０１は、天井式の起重機１０２から吊り下げられて使用される。起重機１０２は、水平方向に設けられたガータ１０４と、このガータ１０４上を走行するトロリ１０６と、トロリ１０６に取り付けられた巻上機１０８と、を有する。吊荷６は、巻上機１０８によって巻き上げられる巻上ロープ１０８ａによって吊り上げられる。また、モニタ用カメラ１０１は、トロリ１０６から吊り下げられ、鉛直下方に位置する吊荷６を撮像する。
【００４８】
図８に示すように、本実施形態のモニタ用カメラ１０１においては、カメラ外ケース１２は吊下支持機構である２本のワイヤーロープ１１４によりトロリ１０６から吊り下げられている。カメラ本体をカメラ外ケース１２内に支持する免振支持機構は、第１実施形態と同様である。
【００４９】
次に、図９を参照して、本発明の第２実施形態における防振アクチュエータの制御を説明する。上述した第１実施形態においては、振動検出手段が加速度センサ及びジャイロセンサを備えており、振動検出手段の鉛直検出部が加速度センサにより構成され、振動検出手段の振れ検出部がジャイロセンサで構成されていた。これに対し、本発明の第２実施形態においては、振動検出手段は加速度センサのみを備えており、鉛直検出部が加速度センサとローパスフィルターにより構成され、振れ検出部が加速度センサ、ハイパスフィルター、及び積分回路により構成されている。
【００５０】
図９に示すように、本実施形態においてカメラ本体に内蔵されている制御部１３０は、加速度センサ１２８、及び位置センサ３４ａ、３４ｂによる検出信号を入力し、リニアモータ３２ａ、３２ｂを駆動するように構成されている。
【００５１】
加速度センサ１２８のＸセンサ部１２８ａ及びＹセンサ部１２８ｂから夫々入力された加速度信号は、バッファーアンプ１３６ａ、１３６ｂに夫々入力される。バッファーアンプ１３６ａ、１３６ｂの出力は、ローパスフィルター１３８及びハイパスフィルター１４４に入力される。ローパスフィルター１３８を通過した各信号は、鉛直方向演算回路４０に入力され、鉛直方向信号に変換される。
【００５２】
一方、ハイパスフィルター１４４に入力された各加速度信号は、積分回路１４６ａ、１４６ｂにより夫々時間積分され、速度信号ｘ’、ｙ’に変換される。さらに、速度信号ｘ’、ｙ’は積分回路４６ａ、４６ｂにより夫々時間積分され、変位量Δｘ、Δｙに変換される。
【００５３】
鉛直方向演算回路４０及び積分回路４６ａ、４６ｂから出力された信号の、制御部１３０における処理は、上述した第１実施形態と同様であるので、説明を省略する。
【００５４】
本発明の第２実施形態のモニタ用カメラによれば、加速度センサの検出信号にローパスフィルターをかけることにより鉛直方向を検出し、同じ加速度センサの検出信号にハイパスフィルターをかけることにより振れを検出しているので、ジャイロセンサを省略することができる。これにより、モニタ用カメラを安価に構成することができる。
【００５５】
次に、図１０を参照して、本発明の第３実施形態によるモニタ用カメラを説明する。
本実施形態のモニタ用カメラは、制御部の構成が上述した第２実施形態とは異なる。従って、ここでは、本実施形態の第２実施形態とは異なる部分のみを説明し、同様の部分については説明を省略する。図１０は制御部における信号処理を模式的に示すブロック図である。
【００５６】
本発明の第３実施形態によるモニタ用カメラは、カメラ外ケース１２に対してカメラ本体１６を支持する免振部材１８の免振特性の温度変化を補正するように構成されている。免振部材１８は、一般に外気温の変化により、弾性や粘性が変化する。このため、外気温が変化すると、免振部材１８により免振可能な振動の周波数、減衰特性等が変化する。本実施形態においては、制御部に補正制御部が内蔵されており、補正制御部は外気温に応じて制御部の制御特性を変化させ、外気温に関わらず適正な防振制御が行えるようにしている。
【００５７】
図１０に示すように、本発明の第３実施形態によるモニタ用カメラに内蔵されている制御部２３０は、外部通信手段である受信機２１２と、この受信機２１２が受信した信号に基づいて制御特性を変化させる補正制御部２１４と、この補正制御部２１４の出力信号に応じて増幅特性を変更する可変増幅器２４８ａ、２４８ｂを備えている。また、制御部２３０の外部には、温度センサ２１０が設けられており、温度センサ２１０は外気温を検出するように構成されている。
【００５８】
温度センサ２１０は外気温を検出し、検出した外気温を無線で受信機２１２に送信するように構成されている。受信機２１２は、制御部２３０に内蔵されており、温度センサ２１０から送信された外気温に関する信号を受信するように構成されている。
【００５９】
補正制御部２１４は、外気温に応じた種々の制御特性を記憶しており、受信機２１２が受信した外気温に関する信号に基づいて適切な制御特性を選択する。補正制御部２１４は、選択した制御特性に応じた信号を可変増幅器２４８ａ、２４８ｂに送り、可変増幅器２４８ａ、２４８ｂの増幅特性を変化させる。可変増幅器２４８ａ、２４８ｂは、積分回路４６ａ、４６ｂの各出力信号を増幅して、コイル駆動回路５０ａ、５０ｂに夫々出力するように構成されている。これにより、制御部２３０の制御特性が補正され、防振アクチュエータ２４が外気温に応じて適正に制御される。
【００６０】
制御部２３０におけるその他の構成、作用は上述した第２実施形態と同様であるので説明を省略する。
【００６１】
本発明の第３実施形態のモニタ用カメラによれば、温度センサによって検出された温度に基づいて、補正制御部が防振アクチュエータの制御特性を変化させるので、外気温の変化により免振部材の特性が変化しても、適正な防振制御を行うことができる。
【００６２】
また、上述した第３実施形態においては外気温に応じて制御部による制御特性を変化させていたが、変形例として、免振部材１８の経年変化に応じて制御特性を変化させるように、補正制御部を構成することもできる。この場合には、モニタ用カメラの製造後の経過年数をカウントする計時手段（図示せず）を設けておき、この計時手段によって積算された経過年数に応じて補正制御部が制御特性を変化させる。また、外気温に基づく補正と、経年変化に基づく補正を併用しても良い。
【００６３】
次に、図１１を参照して、本発明の第４実施形態によるモニタ用カメラを説明する。
本実施形態のモニタ用カメラは、制御部の構成が上述した第１実施形態とは異なる。従って、ここでは、本実施形態の第１実施形態とは異なる部分のみを説明し、同様の部分については説明を省略する。図１１は制御部における信号処理を模式的に示すブロック図である。
【００６４】
本発明の第４実施形態によるモニタ用カメラは、制御部による防振制御特性を使用条件等に応じて、使用者が調整できるように構成されている。
図１１に示すように、本発明の第４実施形態によるモニタ用カメラに内蔵されている制御部３３０は、外部通信手段である受信機３１２と、この受信機３１２が受信した信号に基づいて制御特性を変化させる補正制御部３１４と、この補正制御部３１４の出力信号に応じて増幅特性を変更する可変増幅器３４８ａ、３４８ｂ、３４８ｃ、３４８ｄを備えている。また、制御部３３０の外部には、調整操作部３１０が設けられており、調整操作部３１０は無線で受信機３１２に信号を送ることができるように構成されている。
【００６５】
モニタ用カメラの使用者は、調整操作部３１０を操作して、起重機の使用状態等に応じて制御部３３０による防振制御特性を設定する。設定された制御特性は、調整操作部３１０から無線で受信機３１２に送信される。受信機３１２は、制御部３３０に内蔵されており、調整操作部３１０から送信された防振制御特性の設定に関する信号を受信するように構成されている。
【００６６】
補正制御部３１４は、防振制御特性の種々の設定を記憶しており、受信機３１２が受信した設定を選択する。補正制御部３１４は、選択した制御特性に応じた信号を可変増幅器３４８ａ〜３４８ｄに送り、可変増幅器３４８ａ〜３４８ｄの増幅特性を変化させる。各可変増幅器３４８ａ〜３４８ｄは、鉛直方向演算回路４０、積分回路４６ａ、４６ｂの各出力信号を増幅して、コイル駆動回路５０ａ、５０ｂに夫々出力するように構成されている。これにより、制御部３３０の制御特性が補正され、防振アクチュエータ２４は使用者の設定に応じた制御特性で制御される。
【００６７】
制御部３３０におけるその他の構成、作用は上述した第１実施形態と同様であるので説明を省略する。
【００６８】
本発明の第４実施形態のモニタ用カメラによれば、使用者が調整操作部を操作することにより、防振アクチュエータの制御特性を設定することができるので、モニタ用カメラに加わる外部振動の状態、気温、湿度等の外部環境、使用者の好み等に応じて、防振アクチュエータの制御特性を調整することができる。
また、制御特性の設定は、調整操作部から無線により制御部に送信されるので、離れた場所から設定を変更することが可能であり、起重機のブームの先端を下ろすことなく、起重機の使用状態のまま設定を変更することができる。
【００６９】
以上、本発明の好ましい実施形態を説明したが、上述した実施形態に種々の変更を加えることができる。特に、上述した実施形態においては、モニタ用カメラを、ブームを備えた起重機、天井式の起重機に適用しているが、本発明のモニタ用カメラを、他の任意の起重機に適用することができる。また、上述した各実施形態に備えられている各機能は、適宜組み合わせて本発明に適用することができる。
【符号の説明】
【００７０】
１        本発明の第１実施形態によるモニタ用カメラ
２        起重機
４        ブーム（可動部）
６        吊荷
８        操作室
１０      表示装置
１２      カメラ外ケース（カメラフレーム）
１４      吊下支持機構
１４ａ    第１可動枠
１４ｂ    第２可動枠
１６      カメラ本体
１８      免振部材（免振支持機構）
２０      撮像素子
２２      撮像用光学系
２２ａ    像振れ防止用レンズ
２４      防振アクチュエータ
２６      ジャイロセンサ（振れ検出部）
２６ａ    Ｘセンサ部
２６ｂ    Ｙセンサ部
２８      加速度センサ（鉛直検出部）
３０      制御部
３２ａ、３２ｂ  リニアモータ
３４ａ、３４ｂ  位置センサ
３６ａ、３６ｂ  バッファーアンプ
３８      ローパスフィルター
４０      鉛直方向演算回路
４２ａ、４２ｂ  バッファーアンプ
４４      ハイパスフィルター
４６ａ、４６ｂ  積分回路
４８ａ、４８ｂ  乗数回路
５０ａ、５０ｂ  コイル駆動回路
５２ａ、５２ｂ  位置検出回路
１０１    本発明の第２実施形態によるモニタ用カメラ
１０２    起重機
１０４    ガータ
１０６    トロリ
１０８    巻上機
１０８ａ  巻上ロープ
１１４    ワイヤーロープ
１２８    加速度センサ
１２８ａ  Ｘセンサ部
１２８ｂ  Ｙセンサ部
１３０    制御部
１３６ａ、１３６ｂ  バッファーアンプ
１３８    ローパスフィルター
１４４    ハイパスフィルター
１４６ａ、１４６ｂ  積分回路
２１０    温度センサ
２１２    受信機
２１４    補正制御部
２３０    制御部
２４８ａ、２４８ｂ  可変増幅器
３１２    受信機
３１４    補正制御部
３３０    制御部
３４８ａ、３４８ｂ、３４８ｃ、３４８ｄ  可変増幅器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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