(57)【要約】【課題】  本発明は、画角調整時には徒手による微細な画角調整が可能であり、実使用時においては振動や衝撃によって画角がズレにくい撮像装置を提供する。【解決手段】  パン方向、チルト方向、ローテーション方向の少なくとも一つの角度を調整可能な撮像装置において、撮像素子を備えるレンズユニットと、レンズユニットを保持する保持部材と、カバー部材と、カバー部材が取付可能なボトムカバーと、保持部材をボトムカバーに摺動可能に固定するリング部材と、を備える。カバー部材は、ボトムカバーに取り付けられた際に、保持部材をリング部材を介してボトムカバーに向けて押圧する押圧部を有することを特徴とする。【選択図】  図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
パン方向、チルト方向、ローテーション方向の少なくとも一つの角度を調整可能な撮像装置において、
撮像素子を備えるレンズユニットと、
前記レンズユニットを保持する保持部材と、
第一の外装部材と、
前記第一の外装部材が取り付けられる第二の外装部材と、
前記保持部材を前記第二の外装部材に摺動可能に固定する固定部材と、を備え、
前記第一の外装部材は、前記第二の外装部材に取り付けられた際に、前記保持部材を前記固定部材を介して前記第二の外装部材に向けて押圧する押圧部を有することを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記固定部材は、前記第二の外装部材に係止される係止部を備えたことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記固定部材は、
前記係止部が前記第二の外装部材に係止されていない第一の位置と、
前記係止部が前記第二の外装部材に係止されている第二の位置と、
前記固定部材が前記押圧部によって付勢され、前記第二の位置よりも前記固定部材が前記第二の外装部材に近い位置に位置する第三の位置との間を移動可能であることを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記固定部材と前記保持部材の間に配置され、前記保持部材を前記第二の外装部材に向けて付勢する付勢部材を備え、
前記付勢部材が前記保持部材を付勢する付勢力は、前記第一の位置、前記第二の位置、前記第三の位置の順に大きくなることを特徴とする請求項３に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記保持部材の一部に保持部材の他の部分より摩擦係数の大きい高摩擦部を備えたことを特徴とする請求項１から４のいずれか一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、画角の微調整が可能であり、かつ、振動・衝撃による画角ズレを抑制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】
監視カメラにはユーザーの望む位置・方向を撮影するために、ユーザーが、パンチルトローテーション角度の一つ以上を調整して画角を変更できるものがある。こうしたカメラはユーザーの望む位置に画角を設定できるように上記角度の微調整ができることが好ましい。また、内部及び外部からの振動や衝撃によって画角がズレないことも重要とされている。
【０００３】
特許文献１の監視カメラでは、回転体に設けられた複数の孔に、固定体に設けられた突起が嵌まることで回転体が固定されるため、ネジなどを用いずに振動・衝撃に対する画角ズレを防止できる構成となっている。また、回転体に設けられる複数の孔の位置を調整することで、画角の調整も可能となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１７７９０２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、上記従来技術では突起と孔が嵌め合う位置でのみ画角が固定可能であり、隣り合う孔の間に画角を固定することができないため、画角の微調整が困難であった。また、画角の調整はユーザーが行うため、レンズユニットを固定する力はユーザーが操作可能な力に限られる。そのため、レンズユニットを固定する力を大きくすることができず、振動や衝撃によってレンズユニットが動いてしまい、画角がズレてしまうという問題があった。
【０００６】
そこで、本発明は、画角調整時には徒手による微細な画角調整が可能であり、実使用時においては振動や衝撃によって画角がズレにくい撮像装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の撮像装置は、パン方向、チルト方向、ローテーション方向の少なくとも一つの角度を調整可能であり、撮像素子を備えるレンズユニットと、前記レンズユニットを保持する保持部材と、
第一の外装部材と、前記第一の外装部材が取付可能な第二の外装部材と、前記保持部材を前記第二の外装部材に摺動可能に固定する固定部材と、を備え、前記第一の外装部材は、前記第二の外装部材に取り付けられた際に、前記保持部材を前記固定部材を介して前記第二の外装部材に向けて押圧する押圧部を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、画角調整時には徒手による微細な画角調整が可能であり、実使用時においては振動や衝撃によって画角がズレにくい撮像装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明における監視カメラ装置の外観図
【図２】本発明における監視カメラ装置の内部構成図
【図３】本発明における監視カメラ装置の分解図
【図４】本発明の第一の実施例における第一段階を示す詳細断面図
【図５】本発明の第一の実施例における第二段階を示す詳細断面図
【図６】本発明の第一の実施例における第三段階を示す詳細断面図
【図７】本発明の第一の実施例における第一段階のスナップフィット周りの詳細断面図
【図８】本発明の第一の実施例における第二段階のスナップフィット周りの詳細断面図
【図９】本発明の第一の実施例における第三段階のスナップフィット周りの詳細断面図
【図１０】本発明における高摩擦部周辺の詳細断面図
【図１１】本発明におけるバネの圧縮量と保持力の関係を示すグラフ
【発明を実施するための形態】
【００１０】
＜第１の実施形態＞
以下、本発明の実施形態について説明する。図１に本発明の実施形態におけるパンチルトローテーションカメラの外観図を示す。また図２にカバー部材３００を外した内部構成図を、図３に分解図を示す。
【００１１】
なお、本実施例におけるローテーション軸Ｌ１はレンズユニット２１１の光軸方向で定義される。パン軸Ｌ２はボトムカバー２０１の法線方向で定義される。チルト軸Ｌ３はローテーション軸Ｌ１及びパン軸Ｌ２に垂直な方向で定義される。
【００１２】
撮像装置１００は、パン方向、チルト方向、ローテーション方向の少なくとも一つの角度を調整可能である。撮像装置１００は、レンズユニット２１１と、保持部材２１２と、カバー部材３００と、ボトムカバー２０１と、リング部材２２０と、ウェーブワッシャー２０２と、を備えている。なお、カバー部材３００は、請求項中の第一の外装部材である。ボトムカバー２０１は、請求項中の第二の外装部材である。リング部材２２０は、請求項中の固定部材である。ウェーブワッシャー２０２は、請求項中の付勢部材である。
【００１３】
レンズユニット２１１は、撮像レンズや撮像素子を実装した撮像基板などを有している。
【００１４】
保持部材２１２は、レンズユニット２１１を露出させるための開口を有し、内部にレンズユニット２１１を保持する部材である。
【００１５】
カバー部材３００は、レンズユニット２１１などを覆うカバーである。カバー部材３００は、ボトム部材２１３に固定される。また、カバー部材３００は、ボトムカバー２０１に取り付けられた状態で、リング部材２２０をボトムカバー２０１側に押圧する押圧部としての押圧リブ３０２を備える。押圧リブ３０２は、図６に示すように、カバー部材３００の内面から突出しており、レンズユニット２１１を挟んで左右に１つずつ設けられている。
【００１６】
ボトムカバー２０１は、レンズユニット２１１などが配置される部材である。ボトムカバー２０１には、カバー部材３００がカバー固定ネジ３０１によって固定される。また、ボトムカバー２０１は、レンズユニット２１１が配置されるボトム部材２１３を有する。
【００１７】
リング部材２２０は、円状の部材であり、保持部材２１２をボトムカバー２０１に摺動可能に固定する。リング部材２２０は、ボトムカバー２０１の爪２０１ａに係止される、係止部としてのスナップフィット２２２を備える。また、リング部材２２０は、リング部材２２０の穴に挿通された脱落防止ネジ２２１によって、パン軸Ｌ２方向にボトムカバー２０１に対して移動可能に取り付けられる。リング部材２２０は、第一位置、第二位置、第三位置との間を移動可能である。第一の位置は、スナップフィット２２２がボトムカバー２０１の爪２０１ａに係止されていない位置である。第二の位置は、スナップフィット２２２がボトムカバー２０１の爪２０１ａに係止されている位置である。第三の位置は、リング部材２２０が押圧リブ３０２によって付勢され、第二の位置よりもリング部材２２０がボトムカバー２０１側に位置する位置である。
【００１８】
ウェーブワッシャー２０２は、リング部材２２０と保持部材２１２の間に配置され、保持部材２１２をボトムカバー２０１側に付勢する。
【００１９】
次に、各部材の固定方法について説明する。
【００２０】
レンズユニット２１１は、保持部材２１２の内部かつボトム部材２１３の上に配置され、保持部材２１２とボトム部材２１３に対して、ローテーション軸Ｌ１まわり及びチルト軸Ｌ３まわりに摺動回転可能に保持される。保持部材２１２の略円筒部には、ウェーブワッシャー２０２、リング部材２２０が配置される。また、保持部材２１２は、リング部材２２０がボトムカバー２０１に固定されることで、リング部材２２０、ウェーブワッシャー２０２、カバー部材３００に対してパン軸Ｌ２まわりに摺動回転可能に保持される。
【００２１】
また、リング部材２２０、ウェーブワッシャー２０２、保持部材２１２、レンズユニット２１１、ボトム部材２１３がボトムカバー２０１に取り付けられることで、本体ユニット２００が構成される。また、カバー部材３００に設けた穴を通してカバー固定ネジ３０１をボトムカバー２０１に固定することで、カバー部材３００が本体ユニット２００に取り付けられる。
【００２２】
次にパンチルトローテーション軸まわりの保持力を発揮する仕組みについて説明する。
【００２３】
レンズユニット２１１のローテーション軸Ｌ１まわり及びチルト軸Ｌ３まわりの保持力は、レンズユニット２１１と保持部材２１２及びボトム部材２１３との摩擦力である。そのため、ウェーブワッシャー２０２が保持部材２１２をボトムカバー２０１側に付勢する力が大きい程、レンズユニット２１１のローテーション軸Ｌ１まわり及びチルト軸Ｌ３まわりの保持力が大きくなる。
【００２４】
レンズユニット２１１のパン軸Ｌ２まわりの保持力は、保持部材２１２とウェーブワッシャー２０２との摩擦力である。そのため、ウェーブワッシャー２０２の保持部材２１２に対する付勢力が大きい程、レンズユニット２１１のパン軸Ｌ２まわりの保持力も大きくなる。
【００２５】
以上より、ウェーブワッシャー２０２の保持部材２１２に対する付勢力が大きい程、パンチルトローテーション軸まわりの保持力が大きくなることになる。
【００２６】
以下、本実施形態におけるレンズユニット２１１の保持力が三段階に変化することを説明する。
【００２７】
図４に第一段階における断面図を示す。図７に第一段階における脱落防止ネジ２２１周辺の断面図を示す。
【００２８】
第一段階では画角調整のためにカバー部材３００が本体ユニット２００から取り外されている。リング部材２２０はスナップフィット２２２がボトムカバー２０１の爪に対して上方に位置しているため、スナップフィット２２２は爪に掛っておらず、脱落防止ネジ２２１に付き当てられる位置にある（第一の位置）。ウェーブワッシャー２０２はリング部材２２０から付勢力を受けて保持部材２１２を付勢し、この時の付勢力によってレンズユニット２１１にはユーザーが徒手により画角を操作可能な保持力が働く。
【００２９】
第一段階は主に画角調整のための段階であり、画角操作に必要なレンズユニット２１１の保持力が十分小さいため画角操作が容易に行える。また、レンズユニット２１１を指で軽くたたくタップ動作で微調整もできる。
【００３０】
図５に第二段階における断面図を示す。図８に第二段階における脱落防止ネジ２２１周辺の断面図を示す。
【００３１】
第二段階ではカバー部材３００が本体ユニット２００から取り外されている。リング部材２２０はスナップフィット２２２がボトムカバー２０１の爪によって係止される位置にある（第二の位置）。ウェーブワッシャー２０２はリング部材２２０から付勢力を受けて保持部材２１２を付勢し、この時の付勢力によってレンズユニット２１１にはユーザーが徒手により画角を操作可能かつ振動によって画角がズレることがない保持力が働く。
【００３２】
第二段階は主に振動環境下における画角調整のための段階であり、エンジンなどの振動が伝わる環境での画角調整が可能となる。また、ＳＤカードの挿抜やメンテナンス作業時にカバー部材３００を取り外しても、画角がズレることなく作業が可能となる。なおリング部材２２０のスナップフィット２２２はユーザーが徒手により着脱可能なため、第一段階と第二段階はユーザーが徒手により移行させることができる。
【００３３】
図６に第三段階における断面図を示す。図９に第三段階における脱落防止ネジ２２１周辺の断面図を示す。
【００３４】
第三段階では画角調整後にカバー部材３００を本体ユニット２００に取り付けると、カバー部材３００に設けた押圧リブ３０２がリング部材２２０をボトムカバー２０１側に押圧付勢する。リング部材２２０はスナップフィット２２２がボトムカバー２０１の爪による係止位置以上に押圧付勢されるため、スナップフィット２２２は爪に対して下方に位置し、カバー部材３００の押圧リブ３０２に付き当てられる位置にある（第三の位置）。
【００３５】
ウェーブワッシャー２０２はリング部材２２０から付勢力を受けて保持部材２１２を付勢し、この時の付勢力によってレンズユニット２１１には振動や衝撃によって画角ズレが起こらない保持力が働く。
【００３６】
第三段階は映像を記録する実使用のための段階であり、振動や衝撃によって画角ズレが起こりにくくなっている。
【００３７】
第二段階からカバー部材３００を本体ユニット２００に取り付けると、リング部材２２０が押圧リブ３０２によって押圧付勢されて第三段階に移行する。第三段階からカバー部材３００を取り外すと、リング部材２２０がスナップフィット２２２の係止位置まで移動して第二段階に移行する。
【００３８】
なおリング部材２２０のスナップフィット２２２がボトムカバー２０１の爪に対して上方に位置している第一段階の位置であっても、カバー部材３００を取り付けると押圧リブ３０２によってリング部材２２０は下方に押圧付勢される。この時、スナップフィット２２２は爪との係止位置を超えて、爪に対して下方の位置まで押圧付勢される、第三段階の位置となる。
【００３９】
本発明によれば、カバー部材３００がボトムカバー２０１に取り付けられる前は、押圧リブ３０２によって、保持部材２１２がボトムカバー２０１側に押圧されていないので、微細な画角調整が可能である。
【００４０】
また、カバー部材３００がボトムカバー２０１に取り付けられた際は、押圧リブ３０２によって、保持部材２１２がボトムカバー２０１側に押圧されているので、振動や衝撃によって画角ズレが起こりにくくなっている。
【００４１】
＜第２の実施形態＞
以下、本発明の第二の実施形態について説明する。
【００４２】
レンズユニット２１１が各摺動部品の摩擦力によって保持力を発揮する構成、カバー部材３００の着脱によって画角の保持力が変化する構成は同一なので説明を省略する。
【００４３】
図１０に本実施例における監視カメラ装置の断面図を示す。
【００４４】
保持部材２１２は、カバー部材３００を本体ユニット２００に取り付けた状態において、レンズユニット２１１と接触する保持部材２１２内部に沿った円弧状の高摩擦部２１２ａを備える。また、保持部材２１２は、カバー部材３００を本体ユニット２００に取り付けた状態において、ボトムカバー２０１と接触する保持部材２１２底面に沿った円環状の高摩擦部２１２ｂを備える。
【００４５】
高摩擦部２１２ａは保持部材２１２内部の他の部分より摩擦係数が大きくなるように設定されており、同様に高摩擦部２１２ｂは保持部材２１２底面の他の部分より摩擦係数が大きくなるように設定されている。
【００４６】
以下、第２の実施形態におけるレンズユニット２１１の保持力の変化について説明する。
【００４７】
カバー部材３００が本体ユニット２００から取り外された状態では、高摩擦部２１２ａ及び２１２ｂはどこにも触れることがない。
【００４８】
ウェーブワッシャー２０２の圧縮量ｘ、バネ定数ｋとすると、ウェーブワッシャー２０２が発揮する付勢力ｆはｆ＝ｋｘで表される。ローテーション軸Ｌ１及びチルト軸Ｌ３まわりのレンズユニット２１１の保持力Ｆｒ、Ｆｔはレンズユニット２１１と保持部材２１２の摩擦係数μ１とするとＦｒ＝Ｆｔ＝μ１ｆ＝μ１ｋｘで表される。これはウェーブワッシャー２０２の圧縮量ｘに比例する。
【００４９】
パン軸Ｌ２まわりのパンユニット２１０の保持力Ｆｐはウェーブワッシャー２０２とリング部材２２０の摩擦係数μ２とすると、Ｆｐ＝μ２ｆ＝μ２ｋｘで表される。これはウェーブワッシャー２０２の圧縮量ｘに比例する。以下、簡単のためにμ１＝μ２＝μ、Ｆｒ＝Ｆｔ＝Ｆｐ＝μｋｘとする。
【００５０】
振動や衝撃で画角がズレないためのパンチルトローテーション軸まわりの保持力をＦａ、Ｆａ＝μｋｘとなる圧縮量ｘ＝Ｘとすると、各軸まわりの保持力と圧縮量の関係はグラフの点線で表される。
【００５１】
次に高摩擦部２１２ａ及び２１２ｂを設けるとウェーブワッシャー２０２の圧縮量が規定量に達した時点でレンズユニット２１１及び保持部材２１２は高摩擦部に接触して摩擦係数が変化する。この時の摩擦係数をμ’とすると前述の通りμ＜μ’なので、振動や衝撃で画角がズレないためのパンチルトローテーション軸まわりの保持力Ｆａに達するまでのウェーブワッシャー２０２の圧縮量Ｘ’とすると、Ｆａ＝μｋＸ＝μ’ｋＸ’よりＸ＞Ｘ’となる。この時の各軸周りの保持力と圧縮量の関係はグラフの実線で表される。
【００５２】
高摩擦部２１２ａ及び２１２ｂを設けることで圧縮量が小さくなり、これに伴ってリング部材２２０が押圧リブ３０２によって押圧付勢されて移動する距離も小さくなる。よって、撮像装置１００におけるパン軸Ｌ２方向の外形を小さくすることができる。
【００５３】
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。
【００５４】
例えば、脱落防止ネジ２２１はリング部材２２０が本体ユニット２００から脱落するのを防止するが、リング部材２２０にスナップフィット形状をさらに追加してボトムカバー２０１と係止させてもよい。
【００５５】
リング部材２２０のスナップフィット２２２の係止相手は、脱落防止ネジ２２１で固定したワッシャーなどの別部品でもよい。
【００５６】
また、脱落防止ネジ２２１に係止する形状を設けてもよい。パン回転時、パンユニット２１０はウェーブワッシャー２０２に対して摺動可能に保持されているが、パンユニット２１０にウェーブワッシャー２０２も含めてリング部材２２０に対して摺動してもよい。
【００５７】
高摩擦部２１２ａ及び２１２ｂは他の部位より摩擦係数が大きければ、別部材や表面処理など方法は限定しない。保持部材をボトムカバー側に付勢する手段はウェーブワッシャーに限定しない。
【符号の説明】
【００５８】
１００  撮像装置
２０１  ボトムカバー
２０２  ウェーブワッシャー
２１１  レンズユニット
２１２  保持部材
２１２ａ  高摩擦部
２１２ｂ  高摩擦部
２１３  ボトム部材
２２０  リング部材
２２１  脱落防止ネジ
２２２  スナップフィット
３００  カバー部材
３０１  カバー固定ネジ
３０２  押圧リブ
【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】
2019033406.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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