(57)【要約】【課題】  本発明の目的は、複数のカメラとＰＴＺカメラとから構成される撮像装置において、環境温度が大きく変動するような厳しい環境下に設置した場合においても、高精度な停止位置精度を実現できる撮像装置を提供することにある。【解決手段】  本発明の撮像装置は、円周状に配置された複数の固定カメラと、前記複数のカメラの略中心に配置され、パンチルト可能なパンチルトカメラと、少なくとも前記パンチルトカメラを制御する制御基板と、前記パンチルトカメラのパン回動角度あるいはチルト回動角度を検出する回動検出手段と、前記複数の固定カメラと前記回動検出手段との間、および、前記制御基板と前記回動検出手段との間に設けられた壁と、を備え、前記回動検出手段は、前記壁によって前記複数の固定カメラおよび前記制御基板から隔離されていることを特徴とする。【選択図】  図３
2019102906.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円周状に配置された複数の固定カメラと、
前記複数のカメラの略中心に配置されるパンチルトカメラと、
少なくとも前記パンチルトカメラを制御する制御基板と、
前記パンチルトカメラのパン回転角度あるいはチルト回転角度を検出する回転検出手段と、
前記複数の固定カメラと前記回転検出手段との間、および、前記制御基板と前記回転検出手段との間に設けられた壁と、を備え、
前記回転検出手段は、前記壁によって前記複数の固定カメラおよび前記制御基板から隔離されていることを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記制御基板を固定する固定部と、
前記固定部に配置されたファンと、を備え、
前記回転検出手段は、前記ファンにより発生する風の前記制御基板から前記固定カメラまでの風路と離れて配置され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】
前記パンチルトカメラの撮像手段と、
前記撮像手段をチルト回転可能に支持するチルト支持手段と、
前記チルト支持手段をパン回転可能に支持するパン支持手段と、
前記チルト支持手段の設けられた前記パン支持手段をパン回転するためのパン駆動手段と、
前記チルト支持手段に配置された前記パン駆動手段の制御するためのパン制御基板と、
前記パン制御基板を冷却するためのパン駆動ファンと、を備え、
前記回転検出手段は前記パン駆動ファンにより冷却される前記チルト支持手段に配置されることを特徴とする、請求項１に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記回転検出手段は、発光素子と受光素子とエンコーダスケールで構成される光学式エンコーダ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５】
前記エンコーダスケールは樹脂製であることを特徴とする、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、複数のカメラを備える撮像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
オフィスビル、商店、街中などにおいて、防犯、防災などを目的として監視カメラが利用されている。ユーザーは使用用途に応じたカメラを選択して設置する。たとえば、俯瞰的に監視したい場合には画角の広い全方位カメラを設置し、拡大した映像を取得したい場合には光学ズーム付のパンチルトカメラ（以下、ＰＴＺカメラ）を設置する場合がある。
【０００３】
また、広大な敷地を俯瞰的に監視しつつ、敷地内に不審物あるいは不審者を見つけた場合には、その箇所を拡大した映像を取得するような監視用途には、広大な範囲を全方位カメラで撮影する。そして、全方位カメラの映像に映っている不審物や不審者をＰＴＺカメラでズームしてカメラ同士を連携させて撮影する場合もある。そのような用途に適したカメラとして、特許文献１のように、複数のカメラを円周状に配置して高解像な画像を取得できる多眼カメラがよく知られている。多眼カメラで取得した全方位画像においてさらに詳細な画像を取得するために、多眼カメラの中央付近にＰＴＺカメラを配置されているものもある。そのようなＰＴＺカメラは、例えば、全方位画像で取得した人物の顔をズームするような使われ方をするため、高倍率ズームを搭載することが多く、パンチルトには高い停止位置精度が求められる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第５９２５８６８号広報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の構成において、ＰＴＺカメラを中央部近傍に配置した場合、一般的な監視目的であればパンチルトの停止位置精度としては十分だと思われる。しかし、多眼カメラとＰＴＺカメラとのカメラ同士を連携させる使われ方においては、前述の通り、より高い停止位置精度が求められる。特に高倍率ズームのＰＴＺカメラにおけるテレ側においては、画角が１°から２°程度になることもある。よって、通常のステッピングモータを用いて、駆動伝達手段としてギアやベルトなどを用いた構成においてはギアのバックラッシ、ベルトのガタなどにより所望の精度が出ない可能性がある。
【０００６】
また、多眼カメラとＰＴＺカメラとから構成される撮像装置が設置される環境は多岐にわたり、例えば屋外で設置される可能性もあり、そのような環境下では昼夜の温度差が非常に大きい場合もある。環境の温度差が大きいと、ギアなどの駆動伝達手段の膨張や収縮が生じることによっても所望の停止位置精度が出ない可能性がある。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、複数のカメラとＰＴＺカメラとから構成される撮像装置において、環境温度が大きく変動するような厳しい環境下に設置した場合においても、高精度な停止位置精度を実現できる撮像装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の撮像装置は、円周状に配置された複数の固定カメラと、前記複数のカメラの略中心に配置され、パンチルト可能なパンチルトカメラと、少なくとも前記パンチルトカメラを制御する制御基板と、
前記パンチルトカメラのパン回動角度あるいはチルト回動角度を検出する回動検出手段と、
前記複数の固定カメラと前記回動検出手段との間、および、前記制御基板と前記回動検出手段との間に設けられた壁と、を備え、前記回動検出手段は、前記壁によって前記複数の固定カメラおよび前記制御基板から隔離されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、複数のカメラとＰＴＺカメラとから構成される撮像装置において、環境温度が大きく変動するような厳しい環境下に設置した場合においても、高精度な停止位置精度を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】多眼カメラ１の外観斜視図である。
【図２】多眼カメラ１の内部を示す図である。
【図３】多眼カメラ１の断面図である。
【図４】エンコーダ周りを拡大した拡大図である。
【図５】第２実施例の多眼カメラ１の断面図である。
【図６】第３実施例の多眼カメラ１の内部を示す図である。
【図７】図６のＢ−Ｂ断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
［実施例１］
本発明の実施形態について図１〜４を用いて詳細に説明する。
【００１２】
図１は多眼カメラ１の外観斜視図であり、外装は多眼カメラ１を天井などに取り付けるためのボトムカバー２０４と透明カバー２０５で構成されている。透明カバー２０５を外すと、図２に示す通り、壁としてのベース２０１には略円形状に配置された６台の固定カメラ１０１〜１０６が固定されており、さらに中央部近傍（略中心）にはパンチルトカメラ１０７が固定されている。固定カメラ１０１〜１０６は撮像センサ（不図示）および光学系（不図示）を有し、多眼カメラ１の外側を撮像できるように固定されている。固定カメラ１０１〜１０６で得られた画像はベース２０１に固定された制御基板２０２により画像処理され、画像をつなぎ合わせてパノラマ画像として出力する。
【００１３】
また、パンチルトカメラ１０７は撮像センサ（不図示）およびズーム可能な光学系（不図示）を有する撮像手段としてのカメラユニット２０３をパンチルトして撮像できる。固定カメラ１０１〜１０６で得られたパノラマ画像を多眼カメラとネットワークで接続されたパソコンなどで確認し、さらに拡大して詳細な画像を取得したいエリアをユーザーが指定すると、そのエリアをパンチルトカメラ１０７でズームして撮像する。このようにパノラマ画像により座標をつくり、その座標に向かってズームする場合、パンチルトの位置決め精度が十分でないと、所望のエリアのズーム画像が取得できないので、パンチルトの位置決め精度は高い精度が求められる。その制御方法などは、公知の技術であるため詳細は省略する。
【００１４】
画像を処理したり、駆動手段などの各デバイスに電源を供給するための制御基板２０２はベース２０１に固定されており、固定カメラ１０１〜１０６とパンチルトカメラ１０７に対して電気接続手段（不図示）にて電気的に接続されている。ベース２０１は制御基板２０２の熱を逃がすためにも、アルミなどの熱伝導性の良い材料が望ましいが、消費電力と必要な放熱能力によっては樹脂でも構わない。制御基板２０２の外側には制御基板２０２を覆うように筐体の一部としてのボトムカバー２０４が配置されている。
【００１５】
固定カメラ１０１〜１０６およびパンチルトカメラ１０７の被写体側にはカメラを保護するためのポリカーボネード（ＰＣ）製の透明カバー２０５が配置されている。また、透明カバー２０５はボトムカバー２０４に対してビスなどの締結手段（不図示）により固定されている。
【００１６】
一般的に、多眼カメラは広大な敷地を監視する目的で使用されることが多いので、屋外に設置できることが求められる。屋外で使用するためには本体内部への水の侵入を防ぐことが必要なので本実施例においてもボトムカバー２０４および透明カバー２０５はゴムパッキン（不図示）により密閉された構造とするが、詳細の構造については省略する。
【００１７】
つぎに、パンチルトカメラ１０７のパン駆動について図３、４を用いて詳細に述べる。
【００１８】
ベース２０１に対して樹脂製のパン支持手段としてのパンベース２０６はビス（不図示）により固定されている。パンベース２０６にはパンギア２０７が固定されており、パンベルト２０８を介してチルト支持手段としてのチルトベース２０９に固定されているステッピングモータ２１３の駆動が伝達されて所望の回転数でパン回転する。パンベース２０６は、チルトベース２０９をパン回転可能に支持する。また、チルトベース２０９は、カメラユニットをチルト回転可能に支持する。前述のとおり、パンチルトカメラ１０７の停止精度には高い精度が求められる。そのため、本実施例においては、回転検出手段として光学エンコーダ２１２を用いて所望の停止位置精度に制御する。光学式エンコーダ２１２は、エンコーダスケール２１０と発光素子および受光素子の一例としてのエンコーダセンサ２１１で構成される。光学式エンコーダ２１２は、エンコーダスケール２１０により反射した光をエンコーダセンサ２１１で検知して位置検知するが、公知の技術であるため、詳細については省略する。つぎに、光学式エンコーダ２１２の配置について、図４の断面斜視図を用いて説明する。パンギア２０７の面上にエンコーダセンサ２１１を固定し、パンギア２０７に相対するチルトベース２０９の面上にエンコーダスケール２１０を配置して、パン回転角度を検知する。検知したパン回転角度を制御基板２０２にフィードバックしてパン回転角度を制御する。光学式エンコーダ２１２は、ベース２０１によって複数の固定カメラ１０１〜１０６および制御基板２０２から隔離されている。
【００１９】
エンコーダスケールとしては、ガラスや樹脂にパターンをエッチングあるいは印刷する方式が良く知られている。しかし、一般的によく使われている樹脂面に印刷する方式を用いた場合には樹脂の伸縮により印刷したパターンのピッチも変わってしまい、結果として停止位置もその収縮分だけずれてしまう。樹脂は温度により収縮しやすい特性を有することはよく知られており、樹脂製のエンコーダスケールを用いた場合にはエンコーダスケールを配置した空間の温度に対して停止位置は敏感に変化する。
【００２０】
ところで、本実施例のような多眼カメラ１においては、複数の固定カメラ１０１〜１０６により画像を取得することに加え、ステッピングモータ２１３などの各デバイスへの電源供給が必要になることから制御基板２０２は大きな電力が必要になる。電力の一部は熱に変換されるため、制御基板２０２からは大きな熱が発生する。
【００２１】
また、本実施例のように複数の固定カメラ１０１〜１０６を用いた多眼カメラ１においては撮像センサも固定カメラと同じ数だけ配置されるので大きな熱を発生させる発熱源となりうる。
【００２２】
前述のとおり、エンコーダスケール２１０は温度に対して敏感であり、大きな熱を発生させる発熱源の近傍にエンコーダスケール２１０を配置するとその熱によりエンコーダスケール２１０が膨張する。停止位置精度は、ステッピングモータ２１３で回転したステップ角と、回転検出手段としての光学式エンコーダ２１２により得られた角度により制御する。しかし、光学式エンコーダ２１２により得られた角度がずれてしまうと、ずれた角度分だけ停止位置がずれてしまう。
【００２３】
このようなずれを軽減するために、本実施例においては、図３、図４のように発熱源である制御基板２０２と熱的に接続しているベース２０１に対して空気層３００を介してパンベース２０６を配置している。このようにすることで、パンベース２０６に固定したパンギア２０７の面上にエンコーダスケール２１０を貼り付けることで制御基板２０２の熱がエンコーダスケール２１０に伝わり難い構成としている。
【００２４】
さらに、前述のとおり、固定カメラ１０１〜１０６の撮像センサも大きな熱の発生源となりうるので、固定カメラ１０１〜１０６を固定しているベース２０１に対して空気層３００を介してパンベース２０６を配置している。このようにすることで、固定カメラ１０１〜１０６の撮像センサの熱がエンコーダスケール２１０に伝わり難い構成としている。
【００２５】
本実施例においては、エンコーダスケール２１０は、発熱源としての制御基板２０２と固定カメラ１０１〜１０６から熱が伝わりやすいベース２０１に対して空気層３００を介して配置されている。エンコーダセンサ２１１は、さらに空気層３０１を介して配置されており、エンコーダスケール２１０とエンコーダセンサ２１１で構成される回転検出手段としての光学式エンコーダ２１２を発熱源としての制御基板２０２と熱的に遮断する構成とした。
【００２６】
本実施例はパンベース２０６を樹脂製としたが、ベース２０１とパンベース２０６の固定部に対してエンコーダスケール２１０の貼付部が十分遠くて、熱的に遮断されているとみなされる場合には、パンベース２０６を金属製としても構わない。また、パンベース２０６とベース２０１の固定面に樹脂製のスペーサを挟むことで熱的に遮断させる構成にしても効果は変わらない。
【００２７】
エンコーダスケール２１０をチルトベース２０９に配置する構成としたが、パンベース２０６に配置する構成としても効果は変わらない。
【００２８】
制御基板２０２を１枚で構成したが、２枚に分割した基板構成においても同様に熱的に遮断する構成をとることで同様の効果が得られる。
【００２９】
［実施例２］
前述の実施例では、発熱源に対して熱的に遮断された空間に回転検出手段としての光学式エンコーダ２１２を配置することで高精度な停止位置精度を実現する構成とした。しかし、発熱源をファンにより強制的に冷却する場合にはその風路から遮断された空間に回転検出手段を配置することで前述の実施例と同様に高精度な位置決め精度を実現することができる。
【００３０】
図５はパン制御基板の一例としての制御基板４０３を強制空冷するためのパン駆動ファンの一例としての遠心ファンを搭載したパンチルトカメラ付の多眼カメラである。多眼カメラやパンチルトカメラの構成については前述の実施例と同様のため省略する。
【００３１】
遠心ファンＡ４０１はベース４０６に対してビス（不図示）で固定されていて、制御基板４０３により暖められた空気を本体内では比較的冷えているパンチルトカメラ１０７のチルト部近傍の空間に送るために矢印のような流路で風を送っている。チルト部近傍の空間で冷やされた空気は、遠心ファンＢ４０２により再び制御基板４０３が配置されている空間に送られる。このように形成された流路を経由することで制御基板４０３が冷却される。
【００３２】
一方、パンギアＢ４０４は樹脂製のパンベースＢ４０５に固定されており、制御基板４０３の熱が伝わるベース４０６に対しては前述の実施例と同様に熱的に遮断されている。さらにエンコーダスケール４０７はパンギア２０７の面上に配置されているので、制御基板２０２や固定カメラ１０１〜１０６からは熱的に遮断された空間に配置されている。また、エンコーダスケール４０７は、パンベース４０５によって遠心ファンＡ４０１により生じる風の流路からも遮断されているので、制御基板４０３と固定カメラ１０１〜１０６により暖められた空気によるエンコーダスケール４０７の温度上昇も軽減される。これにより、エンコーダスケール４０７の熱膨張が軽減されるため、実施例１と同様に熱膨張による停止位置精度の悪化が軽減され、高精度な停止位置精度が実現できる。
【００３３】
［実施例３］
実施例２においては、ファンの流路に対して熱的に遮断された空間にエンコーダスケールを配置することでエンコーダスケールの熱膨張を軽減して高精度な停止位置精度を実現する構成とした。しかし、エンコーダスケールを貼り付ける部品をファンなどで強制的に冷却することでも前述の実施例と同様の効果が得られる。
【００３４】
図６は前述の実施例と同様に多眼カメラであり、透明カバー２０５を外した状態の内部構造図を示している。図７は図６の断面ＢＢを示した詳細断面図である。前述の実施例と同様の構成については説明を省略する。
【００３５】
チルトベース５０１にはチルト駆動のためのチルトモータ５０２がビス（不図示）で固定されており、チルトユニット５０３にはチルトギア５０４がビス（不図示）で固定されている。また、チルトモータ５０２の駆動を伝達するためのチルトベルト５０５がチルトモータ５０２のチルトピニオンギア５０６とチルトギア５０４に掛けられている。チルトベース５０２にはチルトモータ５０２を制御するための制御基板であるチルトモータドライバ基板５０７が固定されている。チルトモータドライバ基板５０７によりチルトモータ５０２は所望の回転数で回転し、チルトベルト５０５とチルトギア５０４を介してチルトユニット５０３が所望の回転数で回転する。
【００３６】
チルトベース５０１にはチルト回転角度の回転検出手段としてのエンコーダスケール５０８が貼り付けられ、エンコーダスケール５０８の相対する位置にエンコーダセンサ５０９が配置されている。これにより、フィードバック制御してチルト回転を制御できるが、詳細の説明は省略する。
【００３７】
ところで、チルトベース５０１にはチルトモータ５０２とチルトモータドライバ基板５０７が固定されているので、チルトベース５０１にはチルトモータ５０２とチルトモータドライバ基板５０７の熱が伝わる。チルトベース５０１の面上にはチルトエンコーダスケール５０８が貼り付けられているので、チルトエンコーダスケール５０８にも熱が伝わり、温度上昇による膨張分だけチルトエンコーダ５１０の検出結果がずれてしまう。
【００３８】
本実施例では、温度上昇によるチルトエンコーダスケール５０８の膨張量を低減するために、チルトベース５０１のチルトエンコーダスケール５０８貼付面と反対面にチルトファン５１１を固定している。チルトファン５１１は多眼カメラ本体の内で比較的冷えている空間の空気をチルトベース５０１に当てることでチルトベース５０１の温度を下げることに寄与する。そして、結果としてチルトベース５０１に貼り付けられているチルトエンコーダスケール５０８の温度を下げることにも寄与する。
【００３９】
これによって、温度上昇によるチルトエンコーダスケール５０８の膨張分の回転検出ずれ量は低減されて、高精度な位置精度が実現できる。
【００４０】
本実施例においては、チルトモータ５０２はチルトベース５０１に固定したが、チルトユニット５０３に固定しても構わない。その場合は、チルトユニット５０３にチルトファン５１１を配置する形態をとるのが望ましい。また、チルトファン５１１により冷却する部品をチルトエンコーダスケール５０８が貼り付けられているチルトベースとしている。しかし、選択するエンコーダの種類によってエンコーダセンサの方が温度に対して敏感であれば、エンコーダセンサ側の部品を冷却する構成をとっても効果は変わらない。
【符号の説明】
【００４１】
１  多眼カメラ
１０１〜１０６  固定カメラ
１０７  パンチルトカメラ
２０１  ベース
２０２  制御基板
２０４  ボトムカバー
２０６  パンベース
２０７  パンギア
２０８  パンベルト
２０９  チルトベース
２１０  エンコーダスケール
２１１  エンコーダセンサ
２１２  光学式エンコーダ
２１３  ステッピングモータ
【図１】
2019102906.tif 000003
【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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