(57)【要約】【課題】比較的小型であって低コスト化が可能であって、電磁力作用装置に使用する電力の消費を少なくすることができるカメラ作動装置を提供する。【解決手段】取得された撮像信号を通信する通信手段を含んだカメラ装置を載置するベースと、該ベースに対向して配設される支持部材と、前記ベースと前記支持部材との間に設けられた自在継手と、前記ベースと前記支持部材とに設けられた電磁石および永久磁石からなる電磁力作用装置とを備えたカメラ作動装置である。前記ベースの一部に、前記自在継手の継手部を中心として該継手部よりも前記支持部材側（すなわち継手部を中心としてカメラ装置の反対側）にバランサーを取り付ける。【選択図】図２
2007166372.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
取得された撮像信号を通信する通信手段を含んだカメラ装置を載置するベースと、該ベースに対向して配設される支持部材と、前記ベースと前記支持部材との間に設けられた自在継手と、前記ベースと前記支持部材とに設けられた電磁石および永久磁石からなる電磁力作用装置とを備えたカメラ作動装置において、
前記ベースの一部に、前記自在継手の継手部を中心として該継手部よりも前記支持部材側（すなわち継手部を中心としてカメラ装置の反対側）にバランサーを取り付けたこと
を特徴とするカメラ作動装置。
【請求項２】
請求項１において、前記ベースは、前記カメラ装置を載置するベース部と該ベース部に一体構造とされ、前記カメラ装置、前記支持部材の一部、前記自在継手および前記電磁力作用装置を内部に包含するようにした外殻とから構成されることを特徴とするカメラ作動装置。
【請求項３】
請求項２において、前記外殻の内側に前記バランサーが取り付けられることを特徴とするカメラ作動装置。
【請求項４】
請求項２において、前記外殻は、前記支持部材が貫通する部分を除いて、外面が球状をなすことを特徴とするカメラ作動装置。
【請求項５】
請求項１において、前記バランサーの一部は永久磁石であることを特徴とするカメラ作動装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれかにおいて、前記バランサーは、前記ベースに作用する重心位置を前記継手部に設定するようにした重心位置調整部材であることを特徴とするカメラ作動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、監視カメラ、携帯用カメラなどのカメラ方向が操作されるカメラ作動位置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば監視カメラの場合、固定ベースに設けられて、水平面に対するカメラ方向、あるいは回転方向の角度が調節されるようになっている。そして、設置面に並行な面を平面として平面内での回転角度をパン角、平面に対する角度をチルト角と呼ばれている。
【０００３】
従来の二軸可動タイプのカメラ作動装置は、回転台の上にもう一軸の可動機構を搭載する構成としている。すなわち、２段に組み合わせる構造としている。
【０００４】
特許文献１には、上述のパン角の角度調節機構が記載されている。すなわち、特許文献１には、監視用のカメラを設置する設置面に固定されるベースと、設置面に略平行な面内で回動自在になるようにベースに保持され前記カメラが取り付けられる取付台と、取付台に固着され取付台の回転方向において複数極が交互に異極に配置された回転磁石と、回転磁石の磁極に対向可能な位置でベースに固定され励磁により取付台に回転力を与える複数極の電磁石とを備える監視カメラ装置が記載され、該監視カメラ装置は、設置面に対する前記カメラの光軸の角度を手操作により調節可能とする角度調節機構を前記取付台に設けている。当該文献に記載されているように、パン角とチルト角との角度調節をモータなどの駆動源を使って機械的機構によって行うことが知られている。この場合に、Ｘ軸とＹ軸との操作をカメラ方向に２段に組み合わせたものとしている。
【０００５】
特許文献２には、向き変更自在に自在継手を介して管内走行用機体に取付けてある管内監視用カメラに対し、その姿勢を前記自在継手との協働で一定の方向に向くように付勢するスプリングを前記機体と前記カメラとの間にわたって設け、前記スプリングによる付勢力に抗してあらかじめ記憶された方向に前記カメラの向きを変更する形状記憶合金を、前記カメラと前記機体とにわたって前記自在継手の周方向の少なくとも３箇所に設け、前記形状記憶合金を、それへの通電に伴う抵抗熱によって記憶形状再生状態にする通電操作装置を設けてある管内監視用カメラの姿勢制御装置が記載されている。
【０００６】
特許文献３には、地上に立設した支柱や建造物の壁部等の設置部材に取り付けられ、保護筺体に水平旋回動作可能な監視カメラを内装してなり、上記監視カメラを上記保護筺体に自重による鉛直方向への自由な傾動を許容する状態で吊下可能な自在継手機構を設けてなることを特徴とする監視カメラ装置が記載されている。
本願出願者は、先に特許文献４に示される内容のカメラ作動装置の提案を行った。
【０００７】
【特許文献１】特開平１０−２７１３６４号公報
【特許文献２】実公平６−２３９５９号公報
【特許文献３】特開２００５−２１７９６４号公報
【特許文献４】特開２００５−２８４２１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
チルト角、すなわちカメラを平面に対してＸ軸およびＹ軸方向に角度調節することがしばしば求められる。この場合に、パン角、すなわち回転角度の調節は重要な要因ではない。監視カメラばかりでなく、各種のカメラにおいて、Ｘ軸およびＹ軸方向に角度調節する場合に、手操作で調節するものは、設置後の調節を頻繁に行う場合には用いられないという問題がある。また、カメラ方向に２段に組み合わせた機械的機構のものは移動体の追尾を追うなど速度が要求される場合には、大型化（パワーの増大）して突出量が大きくなると共に、部品点数が多くなって構成が複雑になって制御も複雑になるからコストが高くなるという問題があった。
【０００９】
本出願の発明者等は、特許文献４に示されるように、Ｘ軸、Ｙ軸方向の角度調節を１段方式によって行うようにするものであり、これによって比較的小型であって設置角からの突出量が少なく、部品点数が少なく制御系も簡単なものとして低コストにして、追尾性の向上を図ったカメラ作動装置を提案した。
【００１０】
当該カメラ装置は、カメラを設置する可動ベースと、該可動ベースの中央点を支持し、設置ベースに固着された支持部材と、可動ベースを前記設置ベースに対して実質的に平面状に保持可能な平面保持手段と、前記可動ベースに前記可動ベースに対向して配置された３つ以上の複数の電磁石と、これらの電磁石にそれぞれ対向する方向であり、かつカメラ方向に前記可動ベース上に配置、固着された磁石と、それぞれの電磁石の磁力、すなわち斥力を制御する磁力制御手段とを備えることを特徴としている。
【００１１】
そして、このカメラ作動装置によれば、上述構成のカメラ作動装置が提供され、Ｘ軸、Ｙ軸方向の角度調節を１段方式（構成）によって行うことが出来、これによって比較的小型であって設置面からの突出量が少なく、部品点数が少なく制御系も簡単なものとして低コストとすることが出来、追尾性のすぐれた汎用性のあるものとすることが出来るようになった。
【００１２】
本願発明者等は、更に研究を進めると、電磁力作用装置に使用する電力の消費を少なくすることができれば更に秀れたカメラ作動装置を提供することができることになると認識するに至った。
【００１３】
このため、本発明は、比較的小型であって低コスト化が可能であって、電磁力作用装置に使用する電力の消費を少なくすることのできるカメラ作動装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、カメラおよび該カメラで取得された撮像信号を通信する通信手段を載置するベースと、該ベースに対向して配設される支持部材と、前記ベースと前記支持部材との間に設けられた自在継手と、前記ベースと前記支持部材とに設けられた電磁石および永久磁石からなる電磁力作用装置とを備えたカメラ作動装置において、
前記ベースの一部であって、前記自在継手の継手部を中心として該継手部よりも前記支持部材側（すなわち継手部を中心としてカメラの反対側）にバランサーを取り付けたこと
を特徴とするカメラ作動装置を提供する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、ベースに作用する重心位置を調節することができるから比較的小型であって、部品点数を少なくして低コスト化が可能であって、電磁力作用装置に使用する電力の消費を少なくすることのできるカメラ作動装置を提供することができる。更に、重心を継手部あるいは継手部近傍に設定すること、この位置に可動体を保持することが出来るから、更に消費電力を小さくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明の実施例によれば、前述のカメラ作動装置であって、前記バランサーは、前記ベースに作用する重心位置を前記継手部に設定するようにした重心調整部材であることを特徴とするかメラ作動装置が構成される。
【００１７】
また、前記ベースは、前記カメラおよび前記通信手段を載置するベース部と該ベース部に一体構造とされ、前記カメラ装置、前記通信手段、前記支持部材の一部、前記自在継手および前記電磁力作用装置を内部に包含するようにした外殻とから構成されることを特徴とするカメラ作動装置が構成される。
【００１８】
また、前記外殻の内側に前記バランサーが取り付けられることを特徴とするカメラ作動装置が構成される。
【００１９】
また、前記外殻は、前記支持部材が貫通する部分を除いて、外面が球状をなすことを特徴とするカメラ作動装置が構成される。
【００２０】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
【実施例】
【００２１】
図１は、本発明の実施例であるカメラ作動装置、いわゆるカメラ姿勢制御装置の外観図であり、図２は図１の断面図である。
【００２２】
これらの図において、カメラ作動装置１００は、ベース１と支持部材としてのシャフト２とベース１とシャフト２との間に設けた自在継手としてのユニバーサルジョイント３とベース１に取り付けた撮像及び撮像信号を送信する手段からなるカメラ装置４とベース１およびシャフト２の間にベース１の姿勢制御のために設けられる電磁力作用装置５とから構成される。
【００２３】
ベース１は、カメラ装置４を載置しており、本実施例の場合、平面円盤状のベース台１１およびこれに取り付けられた外殻１２とからなる。
【００２４】
外殻１２はシャフト２が貫通する部分（貫通部１３）を除いてほぼ球形をなし、先端部にアクリルカバー１４が設けてある。別の見方をすれば、外殻１２の内部にベース台１１が取り付けられてベース１が構成されていることになる。ベース台１１は、外殻１２の内部の中心のやや上側に設定される。
【００２５】
外殻１２の内部にあって、ベース台１１には回路基板１５、ＣＣＤ１６およびレンズ１７からなるカメラ装置４が載置されている。ＣＣＤ１６およびレンズ１７によってカメラが構成され、撮像された像の信号は回路基板１５から外部に伝送される。すなわち、回路基板１５はＣＣＤ１６を駆動し、撮像信号を受け取って外部に伝送することを行う。
【００２６】
レンズ１７の周囲には外殻１２に設けられたアクリルカバー１４が配設される。
【００２７】
シャフト２は、一方の先端部が貫通部１３を貫通して外殻１２内に位置し、先端部には自在継手保持部２１およびベース台１１に並行して電磁石保持部２２が形成してある。
【００２８】
自在継手保持部２１とベース台１１の下面との間には、部材Ａ２３および部材Ｂ２４からなるユニバーサルジョイント３が設けてある。ユニバーサルジョイント３の継手部は球状の外殻１２のほぼ中心点に設定される。
【００２９】
電磁石保持部２２は、等間隔に複数個（例えば、３、４個）の電磁石３１が設けられる。そして、外殻１２の内面であって貫通部１３の近傍に継手部方向に伸びる永久磁石３２が電磁石３１に対向する形でわずかに離間して設けられる。電磁石３１と永久磁石３２によって電磁力作用装置５が構成される。この例では、電磁力作用装置５を構成するに当って電磁石３１を電磁石保持部２２に、そして永久磁石３２を外殻１２に設けているが、反対に外殻１２に電磁石３１を、そして電磁石保持部３２に永久磁石３２を取り付けるようにしてもよい。この場合には、電磁石保持部２２は、永久磁石保持部となる。
【００３０】
ベース台１１および外殻１２からなるベース１、回路基板１５、ＣＣＤ１６およびレンズ１７からなるカメラ装置４、外殻１２の一部をなすアクリルカバー１４、永久磁石３１およびユニバーサルジョイント３の構成する部材Ａ２３で形成される可動体各部の重みおよび継手部に対する各モーメントから計算される可動体の重心を継手部に設定する。継手部における摩擦を考慮すると数学的な継手部支点である必要はなく、継手部を含む近傍でよい。
【００３１】
このように、重心をベース１の下方であるシャフト側（継手部を中心としてカメラ装置４の反対側）にシフト（すなわち調整）させることによって電磁作用装置によるシャフト２に対する可動体の姿勢制御に当って電力を小さくすることができる。すなわち、電磁力作用措置５の消費電力を小さくすることができる。特に、重心を継手部に一致させることによって消費電力は極めて小さいものとすることができるようになる。
【００３２】
この場合に、外殻１２は球形とすることによって装置全体をコンパクトにするだけでなく、消費電力を小さくするのに有利である。しかしながら、外殻１２の形状は球状に限定されず、楕円状であっても角形であっても構わない。
【００３３】
永久磁石３２の重みだけでは重心の位置を継手部に設定することが出来ない場合が想定される。この場合には、永久磁石３２に付加して重みをつけることになる。従って、この場合、永久磁石３２と重みによって定まる装置がバランサーとして機能する。このように、バランサーは重心位置調整部材である。上述の重みは永久磁石３２と一体的構成としてもよいし、別体としてもよい。また、永久磁石３２をベース台１１に取り付けたような場合には可動体の上方部の重みが増すことになるので、ベース１、すなわち外殻１２の下方部に付けるバランサーはそれだけ大きなものとすることになる。このように、永久磁石３２をバランサーとしても機能させると装置をより小型化することができる。バランサーの位置、重みは直ちに計算することが可能である。
【００３４】
上述の実施例であって、電磁作用装置に加えて力の小さなバネ機構を設けるようにしてもよい。
【００３５】
図３を用いて、制御方法について説明する。図３において、磁力制御手段４０は、演算処理装置としてのＣＰＵを備え、当該ＣＰＵは処理手段４１、記憶手段４２、入力手段４３および出力手段４４を備える。記憶手段４２はカメラ方向に対する設定された傾斜角度に対して、例えば電磁石Ａ、電磁石Ｂ、電磁石Ｃおよび電磁石Ｄに対して与える電流の値をマップの形で記憶している。ＣＰＵは、カメラ操作者の操作信号によって、もしくはカメラによって得られた画像に対して予め与えた手法による操作信号によってカメラの傾斜のための指令値を入力手段４３に入力する。この場合に、ベース台１１上に取り付けた傾度センサからの傾度信号を入力するようにしてもよいし、先の計算結果に基づく傾度を記憶手段４２に記憶しておいて、この傾度を傾度信号として使用してもよい。ＣＰＵは、指令値および傾度信号に基づいてカメラ方向に対する設定値傾斜角度を処理手段４１を使用して演算処理する。設定する傾斜角度が求められると記憶手段４２にマップ状に記憶されたデータから電磁石Ａ、電磁石Ｂ、電磁石Ｃ，電磁石Ｄに対して与える電流値を演算し、その結果を出力手段４４に出力する。出力手段４４から各電磁石に対する制御信号が、電流値の形で出力される。異なった電流値によって各電磁力作用機構には異なった磁力、すなわち斥力が作用することになる。水平（Ｘ軸）方向の追尾の場合は、Ａ、Ｃの電磁石を用いる電磁石Ａに永久磁石に対して斥力を発生させるような電流を流す。力を受けた永久磁石は可動ベースを押上げ、可動ベースは支点を中心に傾くことによりベースに搭載したカメラの撮影する方向が変わる。反対にＣに電流を流すことにより反対側へベースが傾く。垂直（Ｙ軸）方向もこれと同じようにＢ、Ｃの電磁石の組み合わせで動かす。可動ベース４箇所につけられたバネは原点復帰用として取り付けられており、永久磁石への電流がない場合には可動ベースが原点（正面へ向く）へ戻るように作用する。これによって上述したようにＸ軸傾斜＋Ｙ軸傾斜制御を行うことが出来る。
【００３６】
本例にあってはマップを用いた手段についても説明したが、２軸の傾斜センサを取り付け、フィードバック制御を行うようにしてもよい。
【００３７】
このような制御を行うに際して、バランサー付加したことに伴なって重心位置を制御することができ、特に重心位置を継手部あるいは継手部近傍に設定することによって電力を極めて小さくした制御が可能になる。
【００３８】
取得された撮像信号を通信する通信手段を含んだカメラ装置４を載置するベース１と、ベース１に対向して配設される支持部材であるシャフト２と、ベース１とシャフト２との間に設けられた自在継手と、ベース１とシャフト２とに設けられた電磁石および永久磁石からなる電磁力作用装置５とを備えたカメラ作動装置であって、ベース１、外殻２、カメラ装置４、部材Ａ２３および永久磁石３２から可動体が構成され、ベース１の一部に、特に外殻１２の内部に、自在継手の継手部を中心として継手部よりもシャフト側（すなわち継手部を中心としてカメラ装置４の反対側）に電磁力作用装置５の一部、例えば永久磁石３２によって、あるいは永久磁石３２と重みとによって構成されるバランサーを取り付けたカメラ作動装置１００が構成される。この可動体の重心は継手部もしくは継手部の近傍に設定するのがよい。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の実施例の外観図。
【図２】図１の断面図。
【図３】制御装置の構成図。
【符号の説明】
【００４０】
１…ベース、２…シャフト、３…ユニバーサルジョイント、４…カメラ装置、５…電磁力作用装置、１１…ベース台、１２…外殻、１３…貫通部、１４…アクリルカバー、１５…回路基板、１６…ＣＣＤ、１７…レンズ、２１…自在継手保持部、２２…電磁石保持部、２３…部材Ａ，２４…部材Ｂ、１００…カメラ作動装置。
【図１】
2007166372.tif 000003
【図２】
2007166372.tif 000004
【図３】
2007166372.tif 000005