(57)【要約】【課題】容易に設置可能であるとともに、外力が加わって姿勢が変化した場合でも自立的に立設状態に復帰して撮像を継続する、据え置き式の撮像装置を提供する。【解決手段】本発明の撮像装置１は、撮像用レンズ１１を有し、少なくともパン方向に回動可能なメラ部７と、湾曲した凸面が設置面側に形成された筐体６１を有する本体部６とを具え、前記本体部６の下部に重心があり、傾斜状態から立設状態に自立的に復帰する。前記筐体６１の前記凸面は、球面状又は円筒面状に形成されてもよい。本発明の撮像装置は１、所謂起き上がりこぼしと同様な構造を有している。撮像装置１は、傾斜しても自立的に立設状態に復帰するので、所望の監視領域を再び撮像できる。立設状態に復帰した場合に、以前の立設状態に対して撮像装置１が垂直軸回りに回転していたとしても、カメラ部をパン方向に回転させることにより、監視領域に撮像レンズを向けることができる。【選択図】    図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像用レンズ（１１）を有し、少なくともパン方向に回動可能なカメラ部（７）と、湾曲凸面が設置面側に形成された筐体（６１）を有する本体部（６）とを具え、前記本体部（６）の下部に重心があり、傾斜状態から立設状態に自立的に復帰する撮像装置。
【請求項２】
前記筐体（６１）の前記凸面は、球面状又は円筒面状に形成されている請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記筐体（６１）には平面状の底面（６６）が形成されており、前記底面（６６）の周囲に前記凸面が形成されている請求項１又は請求項２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記本体部（６）は、前記設置面に向かう力を発生させる磁石（６７）を具える請求項１乃至請求項３の何れかに記載の撮像装置。
【請求項５】
撮像用レンズ（１１）を有し、少なくともパン方向に回動可能なカメラ部（７）と、平面状の底面（６６）が形成された半球状の筐体（６１）を有する本体部（６）とを具えた撮像装置であって、
前記筐体（６１）の中心軸からの撮像装置の重心の距離ａは、ａ  ＜  Ｌ／Ｈ・√（Ｒ２−Ｈ２）を満たしており、ここで、Ｌは、前記重心から前記中心軸へ下した垂直線と前記中心軸との交点と、前記筐体（６１）の球面の中心との間の距離であり、Ｒは、前記球面の曲率半径であり、Ｈは、前記筐体（６１）の球面の中心と前記底面（６６）との間の距離である撮像装置。
【請求項６】
前記カメラ部（７）はチルト方向に回動可能であり、撮像装置の角速度を検出するセンサ（２４）を具えており、前記センサ（２４）の出力に基づき撮像装置の揺れを補正するように前記カメラ部（７）を動作する請求項１乃至請求項５の何れかに記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、主として監視用として用いられる据え置き式の撮像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
撮像用レンズ、固体撮像素子及び画像信号処置回路等を具え、遠隔場所に別個に設置された表示装置に有線又は無線で画像データを供給する撮像装置は、監視用として広く使用されている。監視用の撮像装置は、建物の天井に取り付けられる吊り下げ式のものが広く用いられているが、台座や床に設置される据え置き式の撮像装置も存在している。
【０００３】
吊り下げ式の撮像装置は、ビスやボルト等を用いて天井に固定される。据え置き式の撮像装置も、監視用として用いられる場合には、通常、台座や床に固定される。何らかのアクシデントによって外力が加えられて倒れたり傾くと、撮像装置は所望の監視領域を撮像できなくなるからである。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−２８５３２８号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、監視用の撮像装置の全てが恒常的に設置されるわけではない。例えば、工事現場や期間限定の展示物などを監視するために、数週間〜数ヶ月程度の限定された期間だけ撮像装置が設置される場合も多い。撮像装置の撤去後に孔を埋める処理を行えば良いとは言え、比較的短期間しか設置しない撮像装置のために天井や床に孔を明けることは、建物の所有者としては極力避けたいことである。また、天井又は床に孔を明けてビスやボルトで撮像装置を固定するのは煩雑な作業であり、鋼板上に撮像装置を配置する場合など、固定用の孔を明けることが事実上無理な状況もある。
【０００６】
本発明は、このような問題を解決するものであり、容易に設置可能であるとともに、外力が加わって姿勢が変化した場合でも、自立的に立設状態に復帰して撮像を継続する、据え置き式の撮像装置を提供する。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の撮像装置は、撮像レンズを有し、少なくともパン方向に回転可能なカメラ部と、湾曲した凸面が設置面側に形成された筐体を有する本体部とを具え、前記本体部の下部に重心があり、傾斜状態から立設状態に自立的に復帰する。筐体の凸面は、球面状又は円筒面状に形成されてもよく、また、筐体には平面状の底面が形成され、この底面の周囲に凸面が形成されてもよい。さらに、撮像装置は、設置面に向かう力を発生させる磁石を具えてもよい。
【０００８】
【作用及び効果】
撮像装置の重心が本体部の下部に位置しており、本体部の筐体には湾曲した凸面が設置面側に形成されているので、本発明の撮像装置は、所謂起き上がりこぼしと同様な構造を有している。従って、撮像装置が傾斜しても、揺動しつつ自立的に立設状態に復帰するので、撮像装置は、所望の監視領域を再び撮像できる。加えて、立設状態に復帰した場合に、以前の立設状態に対して撮像装置が垂直軸回りに回転していたとしても、カメラ部をパン方向に回転させることにより、監視領域に撮像レンズを向けることができる。また、以上のような構成を具えることにより、本発明の撮像装置の設置作業は、単に設置面に撮像装置を載置するだけでよく、ビス等による固定を要さない。
【０００９】
本体部の筐体には平面状の底面が形成されていると、撮像装置を傾斜させるために要する力が大きくなり、僅かな力が加わっても撮像装置は傾くことはない。さらに、パン方向、さらにはチルト方向へカメラ部が回転する際においても、撮像装置の傾斜を防止できる。設置面に向かう力を発生させる磁石を設けても、撮像装置を傾斜させるために要する力が増加すると共に、撮像装置を立設状態に復帰させる力も増加する。また、撮像装置の角速度を検出するセンサを設けて、このセンサ出力に基づき撮像装置の揺れを補正するようにカメラ部を動作させると、撮像装置が揺動した場合にぶれのない画像が得られる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図を用いて説明する。図１に、本発明の撮像装置を用いた監視システムの概要を示す。監視システムは、所望の領域を撮像可能な場所に設置される撮像装置（１）と、監視画像の表示や撮像装置（１）の制御等を行うコントロールユニット（３）を具えている。コントロールユニット（３）は、撮像装置（１）とケーブル（５）で繋がれており、このケーブル（５）を介してＲＳ−２３２ＣやＲＳ−４２２等のデータ転送規格に基いて撮像装置（１）との間でデータの送受を行う。コントロールユニット（３）は、この撮像装置（１）から送られた画像信号に基づいて監視画像を表示するディスプレイ（３５）、撮像装置（１）のパン／チルト機構を駆動させるためのジョイスティック（３７）、各種命令やパラメータを入力するためのキーボード（３８）を具えている。
【００１１】
図２は、撮像システムのブロック図である。撮像装置（１）は、光を集めるレンズ（１１）と、レンス（１１）を介して入射された光を電気信号に変換するＣＣＤ（１２）と、ＣＣＤ（１２）から得られた電気信号を所定の形式の画像データに変換するデジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）（１３）とを筐体に格納してカメラ部（７）を構成している。カメラ部（７）は、撮像装置（１）の本体部とは分離されており、本体部に対して水平方向（パン方向）及び垂直方向（チルト方向）に回転可能に構成されている。
【００１２】
ＤＳＰ（１３）から出力された画像データは、画像用メモリ（１４）に一時格納された後、ＣＰＵ（１５）によって適宜読み出されて、インターフェイス（Ｉ／Ｆ）部（１６）に送られる。Ｉ／Ｆ部（１６）には、コントロールユニット（３）に繋がるデータ伝送用のケーブル（５）が接続されている。ＣＰＵ（１５）は、撮像装置（１）の動作に必要な統括的な処理を行い、ＲＯＭ（１７）には、ＣＰＵ（１５）で行う処理を記述したプログラムが格納されている。また、ＲＡＭ（１８）は、ＣＰＵ（１５）で処理されるデータの一時格納用に使用される。スイッチ（１９）は、これらの内部装置への給電をオン／オフする。
【００１３】
パンモータ（２０）は、カメラ部（７）をパン方向に駆動するステッピングモータであり、減速機構を介してカメラ部（７）と接続されている。パンモータドライバ（２１）は、入力された指令信号に基づいてパンモータ（１９）に駆動パルスを供給する。チルトモータ（２２）は、カメラ部（７）をチルト方向に駆動するステッピングモータであり、パンモータ（２０）と同様に、減速機構を介してカメラ部（７）と接続されている。チルトモータドライバ（２３）は、指令信号に基づいてチルトモータ（２２）に駆動パルスを供給する。
【００１４】
ジャイロセンサ（２４）は、撮像装置（１）の揺れ、すなわち角速度を検出するセンサである。撮像装置（１）が揺れている場合、ＣＰＵ（１５）は、ジャイロセンサ（２３）から得られた角速度に基づいてパンモータドライバ（２０）及びチルトモータドライバ（２２）に指令信号を送り、揺れを相殺するようにカメラ部（７）を駆動する。これにより、撮像装置（１）が揺れた場合でも、ぶれのない画像を得ることができる。
【００１５】
ケーブル（５）は、コントロールユニット（３）のインターフェイス部（３１）に接続されている。撮像装置（１）からコントロールユニット（３）に送られた画像データは、画像用メモリ（３２）に一時格納され、ハードディスク（３６）から読み出されてＲＡＭ（３３）に格納されている画像再生プログラムをＣＰＵ（３４）が実行することにより、ディスプレイ（３５）に画像が表示される。また、画像用メモリ（３２）から読み出された画像データは、ハードディスク（３６）に格納されるので、使用者は、所望の時間に所望の画像データを再生できる。
【００１６】
撮像装置（１）は、コントロールユニット（３）によって操作される。使用者は、キーボード（３８）を用いて値を入力し、撮像装置（１）にこの値を示すデータを送信することにより、撮像装置（１）のＲＡＭ（１８）に格納された制御パラメータや各種設定値を変更することができる。また、ジョイスティック（３７）には、図１に示すように、カメラ部（７）のパン方向及びチルト方向にそれぞれ対応してスティックが設けられている。使用者がパン方向に係るスティックを傾かせると指定信号がケーブル（５）を介して撮像装置（１）に送られて、パンモータドライバ（２０）は、スティックの傾斜方向に応じた向きに、スティックの傾斜の程度に応じた速度でパンモータ（２１）を駆動させる。これにより、カメラ部（７）はパン方向に回転する。チルト方向についても同様である。
【００１７】
本実施例では、撮像装置（１）とコントロールユニット（３）との間をデータ伝送用のケーブル（５）で繋いでいるが、無線通信を用いてこれらの間のデータ伝送を行ってもよい。また、撮像装置（１）の管理用サーバーを設けて、コントロールユニット（３）と撮像装置（１）をインターネットを介して接続することも可能である。
【００１８】
図３は、立設状態における撮像装置（１）の第１実施例の斜視図である。撮像装置（１）は、本体部（６）とカメラ部（７）、そしてこれらの間に設けられた台座部（８）とを具えている。本体部（６）は、合成樹脂で形成された半球状の筐体（６１）を有しており、この筐体（６１）内の空間に各種内部装置が格納されている。この内部空間の底部には、内部装置を配置するための設置板（６２）が固定されており、この上に、図２で説明した画像用メモリ（１４）やＣＰＵ（１５）等を配置した回路基板（６３）（６３）、電源用バッテリ（６４）、パンモータ（２０）等が取付けられている。
【００１９】
本体部（６）の筐体（６１）の上面は平面状に形成されており、この上面には台座部（８）が回動自在に取り付けられている。台座部（８）の下部の円盤（８１）の下面には、歯車（８２）が設けられており、この歯車（８２）は、本体部（６）の筐体（６１）の内部空間に配置される。パンモータ（２０）は、減速機構（６５）を介して歯車（８２）と連結されており、パンモータ（２０）が駆動すると台座部（８）は右方又は左方に回転する。
【００２０】
台座部（８）の円盤（８１）の上面には、２本の支柱（８３）（８３）が立設されている。これら支柱（８３）（８３）の間には、カメラ部（７）が枢設されている。  カメラ部（７）は、これら支柱（８３）（８３）の先端側に配置され、上方向又は下方向に回転可能である。カメラ部（７）の回転角度は特に限定されないが、少なくともカメラ部（７）のレンズ（１１）が水平方向を向く状態から、６０度程度上方へ向いた状態の間で変化できることが好ましい。勿論、カメラ部（７）を３６０度回転可能なように構成してもよい。一方の支柱（８３）の側面には、減速機構（８４）を介してチルトモータ（２２）が取り付けられており、この減速機構（８４）は、カメラ部（７）の枢軸（図示せず）と連結されている。
【００２１】
本体部（６）の筐体（６１）の設置面側の領域、すなわち下面部は球面であり、撮像装置（１）の全体の重心は、本体部（６）の下部に位置している。重心位置の調整は、筐体（６１）内における内部装置の配置を調整することにより、必要ならば調整用の錘を筐体（６１）内に配置することで行われる。このような、起き上がりこぼしと同様な有することで、本発明の撮像装置（１）は、外力によって傾けられても揺動しつつ自立的に立設状態に復帰する。
【００２２】
図４に、筐体（６１）を半円筒状に形成した第２実施例を示す。筐体（６１）の下面は、必ずしも球面に形成する必要はなく、撮像装置（１）が傾斜した場合に、スムースな姿勢復帰動作を可能とするような湾曲した凸面が形成されておればよい。
【００２３】
なお、本発明において、立設状態にて設置面と接触する筐体（６１）の面部は、必ずしも湾曲した凸面には限られない。平面状の底面を筐体（６１）に形成し、この底面（６６）の周囲に凸面が形成されていてもよい。図５は、第３実施例であり、本体部（６）の筐体（６１）は、２つの互いに平行な平面で球を裁断した形状を有している。言い換えると、第１実施例において、半球状の筐体（６１）の底部を変形して平面状の底面（６６）を形成した実施例である。このように、床等の設置面に接触する平らな底面（６６）を設けることにより、ある程度の大きさの外力が加わらないと撮像装置（１）は傾斜しないので、傾斜後の復帰動作を可能としつつ、撮像装置（１）はより安定に設置される。さらに、パン方向、さらにはチルト方向へカメラ部が回転する際においても、撮像装置（１）の傾斜を防止できる。
【００２４】
図６は、第３実施例を改良したものであり、筐体（６１）の内部に磁石（６７）が配置されている。例えば、磁石（６７）は、筐体（６１）の底面（６６）の裏側に配置される。撮像装置（１）を鉄板等の磁性体上に配置する場合、磁石（６１）に設置面に向かう磁力が働くことにより、撮像装置（１）はより安定に配置される。また、撮像装置（１）が傾いた場合、重力に加えてこの下向きの磁力も働くことによって、撮像装置（１）の姿勢復帰が確実にかつ迅速に行われる利点もある。
【００２５】
次に、本発明の撮像装置における重心位置を、第３実施例を取り上げて具体的に説明する。図７は、傾斜状態における第３実施例の撮像装置の側面図である。図７において、ａは、筐体の中心軸Ｙからの重心Ｍの距離であり、Ｌは、重心Ｍから中心軸Ｙへ下した垂直線Ｘと中心軸との交点と、球面中心との間の距離である。また、Ｒは、球面の曲率半径であり、Ｈは、筐体の球面の中心と底面（６６）間の距離である。Ａは、Ｌ、Ｒ、及びＨで決まる値であり、Ａ＝Ｌ／Ｈ・√（Ｒ２−Ｈ２）である。重心Ｍの位置が、ａ  ＜  Ａ  であれば、傾斜した場合に、撮像装置（１）は立設状態に復帰をすることができる。例えば、Ｌ＝３５ｍｍ、Ｒ＝５０ｍｍ、Ｈ＝４５ｍｍの場合、Ａ＝１７ｍｍとなる。パン／チルト動作によるカメラ部（７）の移動に伴い重心Ｍの位置が変化して、ａがＡ以上となっても、ａをＡ未満となるように再度カメラ部（７）を移動させて重心Ｍの位置を調整することにより、撮像装置（１）は立設状態に復帰する。また、パン／チルト動作によって重心Ｍが移動しても、ａがＡ以上にならないように、本体部（６）に調整用の錘を配置してもよい。
【００２６】
上記実施例の説明は、本発明を説明するためのものであって、特許請求の範囲に記載の発明を限定し、或は範囲を減縮する様に解すべきではない。本発明の各部構成は上記実施例に限らず、特許請求の範囲に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能であることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る撮像装置を用いた監視システムの概要図である。
【図２】本発明に係る撮像装置を用いた監視システムのブロック図である。
【図３】立設状態における本発明の撮像装置の第１実施例を示す斜視図である。
【図４】立設状態における本発明の撮像装置の第２実施例を示す斜視図である。
【図５】立設状態における本発明の撮像装置の第３実施例を示す斜視図である。
【図６】立設状態における本発明の撮像装置の、磁石を有する第３実施例を示す斜視図である。
【図７】傾斜状態における本発明の撮像装置の第３実施例を示す側面図である。
【符号の説明】
（１）          撮像装置
（６）          本体部
（７）          カメラ部
（１１）        撮像用レンズ
（２４）        センサ
（６１）        筐体
（６６）        底面
（６７）        磁石
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2004193916.tif 000006
【図５】
2004193916.tif 000007
【図６】
2004193916.tif 000008
【図７】
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