(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体を撮像する撮像部と、この撮像部に対して映像信号処理および制御を行う制御部とを一体に保持する保持筒と、この保持筒を回動自在に保持する保持部と、この保持部を可動させる駆動部とからなるビデオカメラにおいて、
前記駆動部は２つのモータと複数の歯車列からなり、一方のモータを回転させることで第１の歯車列を介して一端が略扇形状のかさ歯車を備えたパンギアを可動させる第１の駆動手段と、他方のモータを回転させることで第２の歯車列を介して前記保持部を所定の範囲で自在に可動させる第２の駆動手段とを備え、前記パンギアと前記保持部の回転軸が同一中心上でそれぞれ可動するように構成し、前記パンギアのかさ歯車と直交して噛み合うかさ歯車を前記保持筒に備え、このかさ歯車の回転軸は前記保持部に軸支するように構成し、
前記第１の駆動手段により前記撮像部が光軸上の所定の点を通る第１の中心軸を中心として回転することによって左右に可動し、前記所定の点を通る第２の中心軸を中心として回転することによって上下に可動するものであり、さらに、
前記駆動部に、前記一方と他方のモータと前記第１の駆動手段と前記第２の駆動手段を内蔵するための略箱状の駆動ケースと、この駆動ケースの両端部に前記一方と他方のモータを配し、前記一方のモータのウォームに噛み合う前記第１の歯車列を構成する複数の平歯車と、前記他方のモータのウォームに噛み合う前記第２の歯車列を構成する複数の平歯車と、前記パンギアの一端に、前記一方のモータで駆動する前記複数の平歯車のうち最終段の平歯車に噛み合う略扇形状の平歯車と、前記保持部の一端に、前記他方のモータで駆動する前記複数の平歯車のうち最終段の平歯車に噛み合う略扇形状の平歯車とを備え、前記パンギアと前記保持部とが同軸の回転軸上でそれぞれ独立して可動するよう一体化された保持筒保持組を前記駆動ケースの側面から組み立てて構成し、それぞれの回転軸を保持するようにＵ字状の窪みを備えた前記駆動ケースが駆動カバーと嵌合し、この駆動カバーは前記保持筒保持組の挿入部の前記駆動ケースの側面切り欠き部を覆うように凸状のリブを備えていることを特徴とするビデオカメラ。
【請求項２】
前記第１の駆動手段と第２の駆動手段の歯車列の速比が同一になるようそれぞれの歯車に同じ歯数を備えたことを特徴とする請求項１に記載のビデオカメラ。
【請求項３】
前記保持筒を回動自在に保持する保持部と、この保持部を可動させる駆動部とのそれぞれの回転動作時の接触部分に間隙を設けてそこに弾性体を備えたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のビデオカメラ。
【請求項４】
前記保持筒を回動自在に保持する保持部に設けた第１の弾性体の摩擦力より、前記保持部を可動させる駆動部に設けた第２の弾性体の摩擦力を大きくなるよう構成したことを特徴とする請求項３に記載のビデオカメラ。
【請求項５】
前記パンギアのかさ歯車と直交して噛み合う前記保持筒に備えられたかさ歯車との噛み合い部分近傍の前記保持部との間隙に半球状の突起を前記パンギア側または前記保持部側のいずれかに設け、前記保持部を可動させる駆動部と前記保持部との間隙に半球状の突起を前記駆動部側または前記保持部側のいずれかに設けて、その間隙がわずかになるように構成したことを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載のビデオカメラ。
【請求項６】
前記保持筒を回動自在に保持する保持部の一端に設けた１枚の基板の両面にそれぞれ光検知部を備え、これら光検知部を遮る位置に前記パンギアに設けた第１の遮光部と前記駆動部に設けた第２の遮光部を備え、前記撮像部の上下左右の可動範囲を検出するようにしたことを特徴とする請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載のビデオカメラ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ビデオカメラに関し、特に撮像部の撮像方向を所望の位置にあわせることのできるビデオカメラに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ビデオカメラにおいて、監視カメラやテレビドアホンカメラ等のように所望の方向を撮像することを要求されるものにあっては、従来より電動雲台やモータの回転を直線運動に変換しその運動を揺動自在に保持された撮像部に伝えパン、チルト動作をさせるものがあった。
【０００３】
特開平３−２２７１８２号公報に記載のものでは、モータの回転を直線運動に変換し、その運動をカメラヘッドに伝えヘッド部を水平軸の回りに揺動可能にするとともに、角度調整ロッドを介してこのヘッドを前後に移動可能として、効率的に遠隔操作可能とする方法が提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、撮像部を含めた角度調整機構をコンパクトに構成するには特開平３−２２７１８２号公報に記載のものでは、光軸方向の厚みが撮像部に角度調整機構を加えた寸法より薄くすることが困難という欠点があった。
【０００５】
このことは、最近のテレビドアホンにおいてデザイン面からパンチルト機能付でも薄型にすることが求められているのにその寸法的な制約が問題となっていた。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明のビデオカメラは上記のような課題を解決したもので、被写体を撮像する撮像部と、この撮像部に対して映像信号処理および制御を行う制御部とを一体に保持する保持筒と、この保持筒を回動自在に保持する保持部と、この保持部を可動させる駆動部とからなるビデオカメラにおいて、前記駆動部は２つのモータと複数の歯車列からなり、一方のモータを回転させることで第１の歯車列を介して一端が略扇形状のかさ歯車を備えたパンギアを可動させる第１の駆動手段と、他方のモータを回転させることで第２の歯車列を介して前記保持部を所定の範囲で自在に可動させる第２の駆動手段とを備え、前記パンギアと前記保持部の回転軸が同一中心上でそれぞれ可動するように構成し、前記パンギアのかさ歯車と直交して噛み合うかさ歯車を前記保持筒に備え、このかさ歯車の回転軸は前記保持部に軸支するように構成し、前記第１の駆動手段により前記撮像部が光軸上の所定の点を通る第１の中心軸を中心として回転することによって左右に可動し、前記所定の点を通る第２の中心軸を中心として回転することによって上下に可動するものである。
【０００７】
また、前記駆動部に、前記一方と他方のモータと前記第１の駆動手段と前記第２の駆動手段を内蔵するための略箱状の駆動ケースと、この駆動ケースの両端部に前記一方と他方のモータを配し、前記一方のモータのウォームに噛み合う前記第１の歯車列を構成する複数の平歯車と、前記他方のモータのウォームに噛み合う前記第２の歯車列を構成する複数の平歯車と、前記パンギアの一端に、前記一方のモータで駆動する前記複数の平歯車のうち最終段の平歯車に噛み合う略扇形状の平歯車と、前記保持部の一端に、前記他方のモータで駆動する前記複数の平歯車のうち最終段の平歯車に噛み合う略扇形状の平歯車とを備え、前記パンギアと前記保持部とが同軸の回転軸上でそれぞれ独立して可動するよう一体化された保持筒保持組を前記駆動ケースの側面から組み立てて構成し、それぞれの回転軸を保持するようにＵ字状の窪みを備えた前記駆動ケースが駆動カバーと嵌合し、この駆動カバーは前記保持筒保持組の挿入部の前記駆動ケースの側面切り欠き部を覆うように凸状のリブを備えているものである。
【０００８】
そして、好ましくは、前記第１の駆動手段と第２の駆動手段の歯車列の速比が同一になるようそれぞれの歯車に同じ歯数を備えたものである。
【０００９】
そしてまた、好ましくは、前記保持筒を回動自在に保持する保持部と、この保持部を可動させる駆動部とのそれぞれの回転動作時の接触部分に間隙を設けてそこに弾性体を備えたものである。
【００１０】
さらに、好ましくは、前記保持筒を回動自在に保持する保持部に設けた第１の弾性体の摩擦力より、前記保持部を可動させる駆動部に設けた第２の弾性体の摩擦力を大きくなるような手段を有するものである。
【００１１】
さらにまた、好ましくは、前記パンギアのかさ歯車と直交して噛み合う前記保持筒に備えられたかさ歯車との噛み合い部分近傍の前記保持部との間隙に半球状の突起を前記パンギア側または前記保持部側のいずれかに設け、前記保持部を可動させる駆動部と前記保持部との間隙に半球状の突起を前記駆動部側または前記保持部側のいずれかに設けて、その間隙がわずかになるような手段を有するものである。
【００１２】
また、好ましくは、前記保持筒を回動自在に保持する保持部の一端に設けた１枚の基板の両面にそれぞれ光検知部を備え、これら光検知部を遮る位置に前記パンギアに設けた第１の遮光部と前記駆動部に設けた第２の遮光部を備え、前記撮像部の上下左右の可動範囲を検出するような手段を有するものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明のビデオカメラの実施の形態を図１乃至図８を参照して説明する。
＜第１の実施の形態＞本発明の第１の実施の形態を図１乃至図６に従って詳細に説明する。
【００１４】
図１は、本発明の実施の形態を示すビデオカメラの外観正面図であり、被写体を撮像する撮像部１は、被写体を撮像するためのレンズと、被写体からの像を受光する固体撮像素子から構成されている。
【００１５】
固体撮像素子にて電気信号に変換する駆動回路とその電気信号を映像信号処理および制御を行うための制御部２で映像信号に処理されて信号ケーブル（図示せず）から出力される。尚、撮像部１と制御部２は保持筒３に固定されている。
【００１６】
この保持筒３は、後述する保持筒３の保持部であるチルトフレーム４と回転自在になるよう回転中心の上面と下面に円柱状の突起部分５を介して回転自在に保持されている。さらに、保持筒３の下部には、回転中心に対して略扇形状に形成されその円弧部分にかさ歯車を設けたギア部６が一体に構成され、パンギア７と噛み合っている。
【００１７】
図２は、本発明の実施の形態を示すビデオカメラの側面要部断面図であり、図１におけるＡ−Ａ部断面を表し、チルトフレーム４は、駆動部８に組み合わせられて軸支され、駆動部に内蔵されたモータの回転により軸支された軸を中心に回転し撮像部１を上下にチルト動作させることができる。
【００１８】
さらに、パンギア７も駆動部８に組み合わせられて軸支され、駆動部に内蔵されたモータの回転により軸支された軸を中心に回転し、ギア部６を介して保持筒３に設けられた突起部分５の軸心を中心に撮像部１を左右にパン動作させることができる。
【００１９】
図３は、駆動部の内部部品配置図であり、駆動部８は、概箱状の駆動ケース９に駆動手段としての２つのモータ２１、２２と複数の歯車列を収納し、さらに、前述のパンギア７とチルトフレーム４とが同軸の回転軸上でそれぞれ独立して可動するよう一体化された保持筒保持組２５を駆動ケース９の側面から組み立てて構成し、それぞれの回転軸を保持するようにＵ字状の窪み２６を備えた駆動ケース９が駆動カバー１０と嵌合し、駆動カバー１０は保持筒保持組の挿入部の駆動ケース９の側面切り欠き部を覆うように凸状のリブを備えている。
【００２０】
図４は、保持筒保持組の要部断面図であり図２におけるＢ−Ｂ部断面を表す。チルトフレーム４とパンギア７とは、回転軸を同じくして組み合わされ保持筒保持組１１として構成される。チルトフレーム４の回転軸は、円形の貫通穴を有しこの穴にパンギア７の回転軸１５が回転自在に嵌め合う。チルトフレーム４の回転軸より長くなった回転軸１５に、ギア１６が固く嵌合している。
【００２１】
この時、この嵌合部の回転軸１５の断面形状を六角形にするなどして回転軸１５とギア１６が回転方向にずれないようにする方が好適である。チルトフレーム４の回転軸には、略扇形状の平歯車のギア１７が形成され、同じくギア１６にも略扇形状の平歯車が形成されそれぞれモータ２１、２２で駆動する最終段の平歯車に噛み合う。
【００２２】
図５は、歯車列の噛み合いを表す駆動部の要部断面図であり、モータ２２を回転させることで第１の歯車列を介してパンギア７を可動させる第１の駆動手段と、他方のモータ２１を回転させることで第２の歯車列を介してチルトフレーム４を可動させる第２の駆動手段の動きを順を追って説明する。
【００２３】
第１の駆動手段では、モータ２２の回転軸に取り付けられたウォーム３１の回転がウォームホィール３２に伝わりこのウォームホィール３２と一体に構成されたギア３３を介してギア３４に伝わる。このギア３４と一体に構成されたギア３５を介してギア１６に伝わり、パンギア７が可動する。
【００２４】
第２の駆動手段では、モータ２１の回転軸に取り付けられたウォーム３６の回転がウォームホィール３７に伝わりこのウォームホィール３７と一体に構成されたギア３８を介してギア３９に伝わる。このギア３９と一体に構成されたギア４０を介してギア１７に伝わり、チルトフレーム４が可動する。
【００２５】
この時、第１の駆動手段が止まったまま第２の駆動手段のみ可動するとチルトフレーム４の動きに対してパンギア７が停止状態なので、保持筒３下部にあるギア部６が相対的に動き撮像部１がチルトしながらパン動作してしまう。
【００２６】
そこで、第２の駆動手段を可動させるときは第１の駆動手段を同期して可動させることで、撮像部１を所定の角度チルト動作させることができる。第１の駆動手段のみ可動させれば、撮像部１を所定の角度パン動作させることができる。
【００２７】
この時、第１の駆動手段と第２の駆動手段の駆動歯車の歯数の積と被動歯車の歯数の積を同じにし、モータ２１、２２の仕様を同じにすることでチルト動作の際の同期動作の制御を簡単に行うことができる。また、同期動作の際は、モータにはステッピングモータを使用し、ステップ毎にモータを交互に制御すると好適となる。
【００２８】
次に、図２に従ってパンチルト動作範囲の検知構造について説明する。
【００２９】
図２において、チルトフレーム４のＬ字状アームの先端にセンサ基板４１が固定され、基板の両面に光センサ４２、４３が配置されている。光センサ４３は、チルトフレーム４の動きとともに駆動ケース９に配置された遮光部４４を挟むように移動する。また、パンギア７と一体に構成された遮光アーム４５は、光センサ４２の間を移動する。
【００３０】
図６は、検知部分の要部断面図であり図２におけるＣ−Ｃ部断面を表し、チルトフレーム４とともに可動する光センサ４２、４３は、固定側の遮光部４４と可動する遮光アーム４５が、光を遮るときに信号がＯＦＦとなり、パンチルト動作により可動範囲の両サイドにそれぞれ光センサが相対的に移動し遮光部４４と遮光アーム４５が、光を遮らなくなるときに信号がＯＮとなる。
【００３１】
このように光センサ４２、４３で可動範囲を検知し、信号がＯＮになったことで可動範囲を外れたとして第１の駆動手段と第２の駆動手段のモータの回転方向を逆転し少しだけ戻して止めることで所定のチルト動作範囲とパン動作範囲を制御することができる。
＜第２の実施の形態＞本発明の第２の実施の形態を図７に従って詳細に説明する。
【００３２】
本実施の形態は前記第１の実施の形態に対しチルトフレーム４と駆動部８およびチルトフレーム４と保持筒３下部の構成に関わる部分のみ異なっており、その部分以外の説明は省略するとともに同一部分には同一符号を付して説明する。
【００３３】
図７は、本発明の実施の形態を示すビデオカメラの外観正面図であり、被写体を撮像する撮像部１と制御部２は保持筒３に固定され、チルトフレーム４を介して駆動部８に繋がっている。
【００３４】
前記駆動部８に含まれる第２の駆動手段を可動させるときは第１の駆動手段を同期して可動させることで、撮像部１を所定の角度チルト動作させたり、第１の駆動手段のみ可動させて撮像部１を所定の角度パン動作させることができる。この場合、駆動手段には、歯車が含まれているのでバックラッシュによるガタが生じる。
【００３５】
そこで、チルトフレーム４と駆動部８との回転動作時の接触部分に間隙を設けてそこにゴム等摩擦抵抗の大きい材料からなる弾性体５１を挿入する。また、チルトフレーム４と保持筒３下部との回転動作時の接触部分に間隙を設けてそこにゴム等摩擦抵抗の大きい材料からなる弾性体５２を挿入する。これら弾性体５１、５２の摩擦力でガタを吸収する。
【００３６】
パン動作のときパンギア７の回転トルクが保持筒３下部にあるギア部６を介してチルトフレーム４と保持筒３下部との回転動作時の接触部分に反力としてチルトフレーム４を持ち上げようとする力が働く。そこで、弾性体５１の摩擦力を弾性体５２のそれより大きくなるようにすることで反力を低減できる。
＜第３の実施の形態＞本発明の第３の実施の形態を図８に従って詳細に説明する。
【００３７】
本実施の形態は前記第１の実施の形態に対しチルトフレーム４とパンギア７の構成に関わる部分のみ異なっており、その部分以外の説明は省略するとともに同一部分には同一符号を付して説明する。
【００３８】
図８は、本発明の実施の形態を示すビデオカメラの要部外観正面図であり、被写体を撮像する撮像部１と制御部２は保持筒３に固定され、チルトフレーム４を介して駆動部８に繋がっている。
【００３９】
パンギア７は、回転中心から所定の距離で保持筒３下部にあるギア部６と噛み合っているのでビデオカメラ全体に衝撃力が加わるとパンギア７が撓んで噛み合いが外れてしまう場合がある。そこで、パンギア７とギア部６との噛み合い部分近傍の位置に撓みを防止するよう半球状の突起５５をチルトフレーム４の表面に設ける。
【００４０】
この時、突起５５の先端とパンギア７表面との間隙は噛み合いの外れが生じない程度に少なくし且つパンギア７の可動時に抵抗とならないよう最低限隙間を設ける。
【００４１】
保持筒３に固定された撮像部１と制御部２の自重は、チルトフレーム４によって支えられているためチルトフレーム４の回転軸に対して片持ち構造となっている。
【００４２】
そこで、駆動時のガタを低減しつつ極力摩擦抵抗を少なくするために、チルトフレーム４の回転軸の下方の位置にチルトフレーム４と駆動ケース９との隙間が極力無い程度にチルトフレーム４の表面に半球状の突起５６を設ける。この実施例では、チルトフレーム４側に突起を設けたが、逆に駆動ケース９側に円弧状に断面半円状のリブを設けても良い。
【００４３】
【発明の効果】
本発明のビデオカメラは上記のような構成であるから、コンパクトな構成でパンチルト動作を実現できる。また、少ない部品点数で密閉性の良い駆動ケースを実現できる。そして、２つの駆動系で部品の共通化が図れる。そしてまた、パン動作やチルト動作の動きのガタを低減できる。
【００４４】
さらに、ビデオカメラに加えられた衝撃でかさ歯車部の噛み合いが外れるのを防止したり、チルト動作時のがたつきを低減できる。さらにまた、パンチルト動作を制御するのに可動側の１ヶ所にセンサを設けるだけでよく、検知構造を簡単にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明のビデオカメラの実施の形態を示す外観正面図である。
【図２】  本発明のビデオカメラの実施の形態を示す側面要部断面図である。
【図３】  本発明のビデオカメラの実施の形態を示す駆動部の内部部品配置図である。
【図４】  本発明のビデオカメラの実施の形態を示す保持筒保持組の要部断面図である。
【図５】  本発明のビデオカメラの実施の形態を示す歯車列の噛み合いを現す駆動部の要部断面図である。
【図６】  本発明のビデオカメラの実施の形態を示す検知部分の要部断面図である。
【図７】  本発明のビデオカメラの実施の形態を示す外観正面図である。
【図８】  本発明のビデオカメラの実施の形態を示す要部外観正面図である。
【符号の説明】
１ 撮像部
２ 制御部
３ 保持筒
４ チルトフレーム（保持部）
８ 駆動部
７ パンギア
９ 駆動ケース
１０ 駆動カバー
１６ ギア
１７ ギア
２１ モータ
２２ モータ
３１ ウォーム
３２ ウォームホィール
４１ センサ基板
５１ 弾性体
５２ 弾性体
【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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