(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体を撮像するための撮像手段（１）と、
扇型歯車（１６）を含む第１歯車列（３５，１６，７，６）を有して前記撮像手段（１）を水平方向と略平行な面内で回動させるパン動作を行なうための第１駆動手段と、
他の扇型歯車（１７）を含む第２歯車列（４０，１７）を有して前記撮像手段（１）を垂直方向と略平行な面内で回動させるチルト動作を行なうための第２駆動手段と、
前記第１歯車列（３５，１６，７，６）および前記第２歯車列（４０，１７）のうちの一方の歯車列を構成する所定の歯車に対して、弾性部材（１８，６０）を介した付勢力を回動方向に与えることによって、前記第１駆動手段または前記第２駆動手段の遊びに伴うがたつきを防止するためのがたつき防止手段（１８，６０）と
を備え、
前記第１駆動手段は、
前記撮像手段（１）を保持する鏡筒（３）と、
第１モータ（２２）の回転駆動力が伝達される第１回転軸（１５）と、
前記第１回転軸（１５）の一端に取付けられ、前記第１歯車列（３５，１６，７，６）のうちの一の歯車としてのかさ歯車からなるパンギア（７）と、
前記鏡筒（３）に取付けられて前記パンギア（７）に直交して噛み合い、前記パンギア（７）の回転駆動力を前記鏡筒（３）に伝達して前記撮像手段（１）をパン動作させるための前記第１歯車列（３５，１６，７，６）のうちの他の歯車としてのかさ歯車からなる鏡筒歯車（６）と
を含み、
前記第２駆動手段は、
前記鏡筒（１）を回動自在に保持する保持部（４）と、
前記第１回転軸（１５）と同軸上に前記第１回転軸（１５）に対して回転自在に取付けられるとともに前記保持部（４）に固定され、前記第２歯車列（４０，１７）を介して第２モータ（２１）の回転駆動力を前記保持部（４）に伝達して前記撮像手段（１）をチルト動作させるための第２回転軸と
を含み、
前記第２駆動手段を駆動させて前記撮像手段（１）をチルト動作させる際には、前記第１駆動手段における前記鏡筒歯車（６）が前記パンギア（７）に対して相対的に動くことによって前記チルト動作とともに前記撮像手段（１）がパン動作を行うのを阻止するために、前記第２駆動手段の駆動と同期させて前記パン動作を打ち消すように前記第１駆動手段を駆動させ、
前記第１駆動手段または前記第２駆動手段を駆動させる際には、前記がたつき防止手段（１８，６０）によって前記第１駆動手段または前記第２駆動手段の遊びに伴うがたつきを防止するようにした、ビデオカメラ。
【請求項２】
前記弾性部材（１８）による付勢力が与えられる前記所定の歯車は、前記扇型歯車（１６）および前記他の扇型歯車（１７）の一方の扇型歯車である、請求項１記載のビデオカメラ。
【請求項３】
前記他の扇型歯車（１７）は前記第２回転軸上に前記保持部（４）の側に固定され、
前記弾性部材（１８）による付勢力が与えられる前記所定の歯車は前記他の扇型歯車（１７）である、請求項１記載のビデオカメラ。
【請求項４】
前記弾性部材（６０）による付勢力が与えられる前記所定の歯車は、前記鏡筒歯車（６）である、請求項１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、被写体を撮像する方向を所望の位置に合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は、監視カメラやテレビドアホンカメラなどのように所望の方向を撮像することを要求されるものがある。たとえば、本願と同一出願人による特願２０００−０３１４４１号（平成１２年２月９日付提出）では、比較的コンパクトなパンチルト駆動部を備えたビデオカメラが提案されている。
【０００３】
このビデオカメラでは、図１１に示すように、カメラ部１０１およびカメラ制御部１０２を一体に保持する鏡筒１０３にギア部１０６が設けられている。そのギア部１０６とパンギア１０７のかさ歯車とを略直交するように噛み合わせて駆動部１０８を駆動することでパン動作を実現している。なお、パン動作とはカメラ部１０１の水平方向と略平行な面内の回転動作をいう。
【０００４】
一方、カメラ部１０１をチルト動作させる場合には、鏡筒１０３を上下から保持したチルトフレーム１０４を駆動させる。このとき、チルトフレーム１０４の動きに対してパンギア１０７が停止状態なので、鏡筒１０３の下部にあるギア部１０６が相対的に動き、カメラ部１０１がチルト動作をしながらパン動作をしてしまう。
【０００５】
そこで、カメラ部１０１をチルト動作させるときには、このパン動作をさせるための駆動手段を同期して回動させることで、パン動作をすることなくカメラ部１０１を所定の角度だけチルト動作させている。
【０００６】
また、チルトフレーム１０４と駆動部１０８との回転動作時における接触部分、および、チルトフレーム１０４と鏡筒１０３下部との回転動作時における接触部分にそれぞれ隙間を設けて、その隙間にゴムなどの摩擦抵抗の大きい材料からなる弾性体１５１、１５２が装着されている。この弾性体１５１、１５２による摩擦力により、駆動部１０８の歯車の遊びに伴うがたつきを吸収している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上述したビデオカメラでは以下に示すような問題があった。上述したビデオカメラでは、カメラ部１０１をチルト動作させる場合に、パン動作をしないようにチルトフレーム１０４の駆動とパン動作の駆動とを同期させる必要がある。
【０００８】
このとき、駆動部１０８の歯車のバックラッシュによって、チルト動作のためのギアとパン動作のためのギアとが噛み合い、実際に動作するまでに時間差が生じてしまう。このため、チルト動作を行なう際に、チルトフレーム１０４の駆動とパン動作の駆動との同期がとれず、カメラ部１０１が上下方向にまっすぐチルト動作をせずに左右に横揺れするという問題があった。
【０００９】
また、チルトフレーム１０４と鏡筒１０３下部との間に弾性体１５２を装着し、この弾性体１５２の摩擦力によりがたつきを吸収している。このとき、チルトフレーム１０４と鏡筒１０３との隙間にぴったりと弾性体１５２を装着すると、パン動作をスムーズに行なうことができなくなるため、チルトフレーム１０４と鏡筒１０３との間の隙間をある程度確保する必要がある。しかしながら、その結果、弾性体１５２によって十分な摩擦力が得られないという問題があった。
【００１０】
本発明は上記問題点を解決するためになされたものであり、チルト動作またはパン動作を行なう際に駆動部のがたつきを防止してスムーズに動作を行なうことのできるビデオカメラを提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るビデオカメラは、撮像手段と、第１駆動手段と、第２駆動手段と、がたつき防止手段とを備えている。撮像手段は被写体を撮像する。第１駆動手段は、扇型歯車を含む第１歯車列を有して撮像手段を水平方向と略平行な面内で回動させるパン動作を行なう。第２駆動手段は、他の扇型歯車を含む第２歯車列を有して撮像手段を垂直方向と略平行な面内で回動させるチルト動作を行なう。がたつき防止手段は、第１歯車列および第２歯車列のうちの一方の歯車列を構成する所定の歯車に対して、弾性部材を介した付勢力を回動方向に与えることによって、第１駆動手段または第２駆動手段の遊びに伴うがたつきを防止する。第１駆動手段は、鏡筒と第１回転軸とパンギアと鏡筒歯車とを含んでいる。鏡筒は撮像手段を保持する。第１回転軸は、第１モータの回転駆動力が伝達される。パンギアは、第１回転軸の一端に取付けられ、第１歯車列のうちの一の歯車としてのかさ歯車からなる。鏡筒歯車は、鏡筒に取付けられてパンギアに直交して噛み合い、パンギアの回転駆動力を鏡筒に伝達して撮像手段をパン動作させるための第１歯車列のうちの他の歯車としてのかさ歯車からなる。また、第２駆動手段は、保持部と第２回転軸とを含んでいる。保持部は、鏡筒を回動自在に保持する。第２回転軸は、第１回転軸と同軸上に第１回転軸に対して回転自在に取付けられるとともに保持部に固定され、第２歯車列を介して第２モータの回転駆動力を保持部に伝達して撮像手段をチルト動作させる。第２駆動手段を駆動させて撮像手段をチルト動作させる際には、第１駆動手段における鏡筒歯車がパンギアに対して相対的に動くことによってチルト動作とともに撮像手段がパン動作を行うのを阻止するために、第２駆動手段の駆動と同期させてパン動作を打ち消すように第１駆動手段を駆動させる。そして、第１駆動手段または第２駆動手段を駆動させる際には、がたつき防止手段によって第１駆動手段または第２駆動手段の遊びに伴うがたつきを防止するようにしている。
【００１２】
この構成によれば、第１駆動手段を駆動させることによって撮像手段をパン動作させる場合や、第２駆動手段を駆動させるとともにその第２駆動手段と同期させて第１駆動手段を駆動させることによって、パン動作を阻止しながら撮像手段をチルト動作させる場合に、がたつき防止手段によって、第１駆動手段または第２駆動手段の遊びに伴うがたつきが防止されて、撮像手段の回動動作をスムースに行なうことができる。
【００１３】
そのような弾性部材による付勢力が与えられる所定の歯車は、扇型歯車および他の扇型歯車の一方の扇型歯車がある。
【００１５】
また、他の扇型歯車は第２回転軸上に保持部の側に固定される場合、弾性部材による付勢力が与えられる所定の歯車は他の扇型歯車であってもよい。
【００１７】
さらに、弾性部材による付勢力が与えられる所定の歯車は鏡筒歯車であってもよい。
【００２１】
【発明の実施の形態】
実施の形態１
本発明の実施の形態１に係るビデオカメラについて説明する。図１に示すように、被写体を撮像するためのカメラ部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。
【００２２】
固体撮像素子に受光された被写体からの光は、カメラ制御部２において電気信号に変換されるとともに、その変換された電気信号に所定の処理が施されて映像信号として信号ケーブル（図示せず）から出力される。このカメラ部１とカメラ制御部２とは鏡筒３に固定されている。
【００２３】
鏡筒３は、円柱状の突起部分５を介してチルトフレーム４に対して回動自在に保持されている。鏡筒３の下部には、回転中心に対して略扇形状に形成されたギア部６が一体的に形成されている。このギア部６には、略扇型形状の円弧部分にかさ歯車が設けられている。このギア部６は、パンギア７と噛み合っている。
【００２４】
チルトフレーム４と鏡筒３の下部との回転動作時における接触部分には、ゴムなどの摩擦抵抗の大きい材料からなる弾性体５２が装着されている。この弾性体５２による摩擦力によって、駆動部８の歯車による遊び（バックラッシュ）が吸収される。
【００２５】
次に図２に示すように、チルトフレーム４は駆動部８に軸支されている。駆動部８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チルトフレーム４を回動することで、カメラ部１を垂直方向と略平行な面内（上下方向）でチルト動作させることができる。
【００２６】
パンギア７も駆動部８に軸支されている。駆動部８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パンギア７を回動することで、ギア部６を介して鏡筒３に設けられた突起部５の軸心を中心としてカメラ部１を水平方向と略平行な面内（左右方向）にパン動作させることができる。
【００２７】
なお、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、そのセンサ基板４１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。
【００２８】
次に駆動部８について説明する。図３に示すように、駆動部８には、略箱状の駆動ケース９に駆動力を与えるための２つのモータ２１、２２と複数の歯車列が収納されている。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回動できるように一体化された鏡筒保持組２５が駆動ケース９の側面に設けられている。
【００２９】
そして、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と嵌合している。駆動カバー１０には、鏡筒保持組２５の挿入部の駆動ケース９の側面切欠部を覆うように凸状のリブが設けられている。
【００３０】
そして、ギア３７、３８の駆動軸を中心として、駆動ケース９に固定された突起部１９とチルトフレーム４につながるギア１７との間にＶ字状のばね１８が装着されている。
【００３１】
次に、鏡筒保持組２５について説明する。図４に示すように、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合わされた鏡筒保持組２５として構成されている。チルトフレーム４の回転軸は、円形の貫通孔を有し、この貫通孔にパンギア７の回転軸１５が回転自在に嵌め合っている。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。このとき、この嵌合部分における回転軸１５の断面形状を、たとえば六角形にするなどして回転軸１５とギア１６とが回転方向にずれないようにすることが望ましい。
【００３２】
チルトフレーム４の回転軸には、略扇型形状の平歯車ギア１７が形成されている。ギア１６にも、略扇型形状の平歯車が形成されている。これら２つの平歯車はそれぞれモータ２１、２２で駆動する歯車列の最終段の平歯車に噛み合っている。
【００３３】
次に、駆動部８における歯車列の噛み合いについて説明する。図５に示すように、駆動部８は、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を回動させる第１の駆動部と、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を回動させる第２の駆動部とを有している。
【００３４】
第１の駆動部では、モータ２２の回転軸に取付けられたウォームギア３１の回転がウォームホィールギア３２に伝わる。このウォームホィールギア３２と一体的に構成されたギア３３を介して回転がギア３４に伝わる。このギア３４と一体的に構成されたギア３５を介してギア１６に回転が伝わり、パンギア７が回動する。
【００３５】
第２の駆動部では、モータ２１の回転軸に取付けられたウォームギア３６の回転がウォームホィールギア３７に伝わる。このウォームホィールギア３７と一体的に構成されたギア３８を介してギア３９に回転が伝わる。このギア３９と一体的に構成されたギア４０を介してギア１７に回転が伝わり、チルトフレーム４が回動する。
【００３６】
このとき、ギア１７には、ばね１８の付勢力が、カメラ部１が下に向く方向（紙面に対して上方向）に作用している。すなわち、ばね１８の付勢力がギア１７の回動方向に作用している。これにより、ウォームギア３６、ウォームホィールギア３７、ギア３８、３９、４０の遊びに伴うがたつきが防止される。
【００３７】
チルト動作させる場合には、上述したように、第１駆動部を停止した状態で第２の駆動部のみを回動させると、チルトフレーム４の動きに対してパンギア７が停止しているため、鏡筒３の下部にあるギア部６が相対的に動いてカメラ部１がチルト動作をしながらパン動作を起こしてしまう。
【００３８】
このため、第２の駆動部を回動させるときには、第１の駆動部を同期して回動させることで、パン動作を打消してカメラ部１を所定の角度だけチルト動作させることができる。なお、第１の駆動部のみ回動させれば、カメラ部１を所定の角度だけパン動作させることができる。
【００３９】
第２の駆動部の遊びに伴うがたつきは、ばね１８の付勢力によって防止されるため、第２の駆動部の駆動開始時に第２の駆動部の遊びによって、第１の駆動部のみが動作してカメラ部が横に揺れることがなくなる。すなわち、カメラ部の横揺れ現象を防止することができる。
【００４０】
なお、上記実施の形態では、ばね１８を図３に示すように装着したが、図６に示すように、鏡筒保持組２５の回転軸に挿入し、一端をギア１７に固定し他端をケース９に固定したばね２０を装着することで、ギア１７に上向きの力を加えることによっても遊びに伴うがたつきを防止することができる。
【００４１】
また、この実施の形態では、ばねを適用してギア１７に付勢力を与えていたが、ギア１７に対して回動方向に付勢力を与えることのできる弾性部材であれば、ばねに限られない。
【００４２】
実施の形態２
本発明の実施の形態２に係るビデオカメラについて説明する。図７に示すように、被写体を撮像するカメラ部１とカメラ制御部２は鏡筒３に固定され、チルトフレーム４を介して駆動部８につながっている。その鏡筒３の下部とチルトフレーム４との間にＶ字状のばね６０が装着されている。なお、これ以外の構成については実施の形態１において説明したビデオカメラと同様なので同一部材には同一符号を付しその説明を省略する。
【００４３】
図８に示すように、鏡筒３の下部とチルトフレーム４との間に装着されたＶ字状のばね６０は、その一端がギア６に固定され、他端がチルトフレーム４に固定されている。このばね６０により、鏡筒３には常にギア６に対して回動方向に付勢力が加えられることになり、第１の駆動部の遊びに伴うがたつきを防止することができる。
【００４４】
これにより、このビデオカメラでは、カメラ部１をパン動作させる際にカメラ部１ががたつくのを防止して、スムースに動作を行なうことができる。
【００４５】
なお、この実施の形態では、ばね６０を適用してギア６に付勢力を与えていたが、ギア６に対して回動方向に付勢力を与えることのできる弾性部材であれば、ばねに限られない。
【００４６】
実施の形態３
本発明の実施の形態３に係るビデオカメラについて説明する。図９に示すように、被写体を撮像するカメラ部１とカメラ制御部２は鏡筒３に固定され、チルトフレーム４を介して駆動部８につながっている。
【００４７】
鏡筒３の下部とチルトフレーム４との間にはゴムなどの弾性体５２が装着されている。そして、図１０に示すように、鏡筒３の上部とチルトフレーム４との間には巻きばね５３が装着されている。なお、これ以外の構成については実施の形態１において説明したビデオカメラと同様なので、同一部材には同一符号を付しその説明を省略する。
【００４８】
上述したビデオカメラでは、鏡筒３の上部とチルトフレーム４との間に巻きばね５３が装着されることで、鏡筒３には下向きの付勢力が与えられる。これにより、弾性体５２と鏡筒３およびチルトフレーム４との間には適度の摩擦力を生じさせることができる。
【００４９】
その結果、この摩擦力が不足することによって駆動部８の遊びに伴うがたつきを十分に防止できなくなることがなくなる。また、過度の摩擦力によってパン動作がスムースに行われなくなるのを防止することができる。
【００５０】
なお、この実施の形態では、巻きばね５３を適用して鏡筒３に下向きの付勢力を与えていたが、鏡筒３の軸方向に付勢力を与えることのできる弾性部材であれば、巻きばねに限られない。
【００５１】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【００５２】
【発明の効果】
本発明に係るビデオカメラによれば、第１駆動手段を駆動させることによって撮像手段をパン動作させる場合や、第２駆動手段を駆動させるとともにその第２駆動手段と同期させて第１駆動手段を駆動させることによって、パン動作を阻止しながら撮像手段をチルト動作させる場合に、がたつき防止手段によって、第１駆動手段または第２駆動手段の遊びに伴うがたつきが防止されて、撮像手段の回動動作をスムースに行なうことができる。
【００５３】
そのような弾性部材による付勢力が与えられる所定の歯車は、扇型歯車および他の扇型歯車の一方の扇型歯車がある。
【００５４】
また、他の扇型歯車は第２回転軸上に保持部の側に固定される場合、弾性部材による付勢力が与えられる所定の歯車は他の扇型歯車であってもよい。
【００５５】
さらに、弾性部材による付勢力が与えられる所定の歯車は鏡筒歯車であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の形態１に係るビデオカメラの正面図である。
【図２】  同実施の形態において、図１に示すＩＩ−ＩＩにおける部分断面図である。
【図３】  同実施の形態において、駆動部の内部を示す図である。
【図４】  同実施の形態において、図２に示すＩＶ−ＩＶにおける鏡筒保持組の部分断面図である。
【図５】  同実施の形態において、駆動部における歯車列の噛合いを示す断面図である。
【図６】  同実施の形態において、駆動部内の歯車列を示す図である。
【図７】  本発明の実施の形態２に係るビデオカメラの正面図である。
【図８】  同実施の形態において、鏡筒の下部およびチルトフレームを示す部分拡大図である。
【図９】  本発明の実施の形態３に係るビデオカメラの正面図である。
【図１０】  同実施の形態において、鏡筒の上部およびチルトフレームを示す部分拡大図である。
【図１１】  従来のビデオカメラの正面図である。
【符号の説明】
１  カメラ部、２  カメラ制御部、３  鏡筒、４  チルトフレーム、８  駆動部、７  パンギア、９  駆動ケース、１０  駆動カバー、１６，１７  ギア、１８  ばね、２１，２２  モータ、２５  鏡筒保持組、３１  ウォームギア、３２ウォームホィール、４１  センサ基板、５１，５２  弾性体、５３，６０  ばね。
【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】
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【図１０】
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【図１１】
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