JP2002540656A - パンおよび／または傾動機能性を有するディジタルカメラ、並びにそのようなカメラのための画像回転装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ディジタルカメラ（３００）がパニンクおよび／または傾動機能性を有し、レンズまたは対物光学素子（８）のような光学入力装置（４００）を備えたカメラハウジング（６）と、光学入力装置を通して受けた光からディジタル画像を作るための画像捕捉ユニット（５００）と、制御装置（６００）とを含む。第１ミラー（９）がカメラハウジング（６）の外部に取付けてある。画像回転装置（２００）が制御装置（６００）から角変位制御信号を受け、第１ミラーをカメラハウジング（６）の光学入力装置（４００，８）に関してある回転角で回転する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 （技術分野） 本発明は、パン（水平左右動）および／または傾動機能性を有するディジタル
カメラに関し、更に具体的には、レンズまたは対物光学素子のような、光学入力
装置を備えるカメラハウジング、画像捕捉ユニットおよび制御装置を有するディ
ジタルカメラに関する。この発明は、そのようなカメラのパンおよび／または傾
動機能性をもたらすための画像回転ユニットにも関する。

【０００２】 （背景技術） パンおよび／または傾動機能性を備えるディジタルカメラの普通の例は、ウエ
ブカメラで、それは、例えば、査察、生産監視等のために所定の場所に取付るこ
とができる。ウエブカメラは、レンズまたは対物光学素子の形の光学入力装置お
よびこの光学入力装置から受けた光からディジタル画像を作るための画像捕捉ユ
ニットを含む。通常、画像捕捉ユニットは、ＣＣＤ素子（電荷結合素子）を含む
。ウエブカメラは、このカメラをイーサネット（登録商標）やトークンリングネ
ットワークのような、所定のネットワークに接続できるようにするためのソフト
ウェアおよびハードウェアを有する。ウエブカメラは、毎秒１〜２５画像のよう
な、所定速度でディジタル画像を作るように設けてある。このウエブカメラが網
羅する視覚容量（ｖｏｌｕｍｅ）を増すために、このカメラは、カメラをパンお
よび／または傾動するための機械的手段を備える。一般的に言うと、パン手段は
、カメラを水平面で与えられた角度（通常０°〜３６０°）だけ回転し、傾動手
段は、カメラを垂直面で与えられた角度（通常０°〜１８０°）だけ回転する。

【０００３】 先行技術のウエブカメラでは、このパンおよび／または傾動機能性を、カメラ
全体または少なくともその対物光学素子を動かすことによって得る。カメラおよ
び対物光学素子は、かなり重いので、そのような方法は、複雑で、大きく且つ高
価な機構を伴う。更に、従って動かさなければならない大きな質量によって、カ
メラをパンまたは傾動できる速度が制限される。

【０００４】 （概要） 本発明の目的は、高速且つより正確なパンおよび／または傾動を可能にし、そ
れによって単位時間当りにより多くの画像を作れるようにするディジタルカメラ
を提供することである。更に、本発明の目的は、大きなまたは高価な機構を必要
とせずに、効率的且つ迅速なパンおよび／または傾動機能性をもたらすために、
ディジタルカメラの外部に取付けるべき画像回転装置を提供することである。

【０００５】 上記の目的は、ディジタルカメラに、カメラハウジングの外部に取付けたミラ
ーを有し、そしてこのミラーを、カメラハウジングの光学入力装置（レンズまた
は対物光学素子）に関して、ディジタルカメラの制御装置から受けた角変位制御
信号に応じて回転するための回転部材を有する画像回転装置を設けることによっ
て達成する。

【０００６】 本発明の他の目的、特徴および利点は、図面は勿論、以下の詳細な開示、前記
請求項から明白であろう。

【０００７】 次に、本発明の好適実施形態を、添付の図面を参照して、更に詳しく説明する
。

【０００８】 （詳細な開示） 図１を参照すると、ディジタルカメラ３００が基本的モジュール型式で示され
ている。このディジタルカメラ３００は、ディジタルカメラ３００が光学的に網
羅する容量の中に存在する任意の物理的物体でよい、一般的物体１００の一つ以
上のディジタル画像を作るように設けてある。独創的な画像回転装置２００がデ
ィジタルカメラ３００の外部に、このディジタルカメラの光学入力装置４００の
前に取付けてある。光学入力装置４００は、一般的には既知のレンズまたは対物
光学素子である。画像回転装置２００の目的は、ディジタルカメラ３００の利用
可能な視野を少なくとも一つの平面で、好ましくは垂直面は勿論、水平面で、拡
大することである。画像回転装置２００の好適な実施の形態を、図２から図４を
参照して更に詳しく説明する。

【０００９】 図１に示すように、ディジタルカメラ３００は、更に、物体１００を表すディ
ジタル画像を作るための適当な手段を備えた画像捕捉ユニット５００を含む。こ
の画像捕捉ユニット５００は、ＣＣＤ素子（電荷結合素子）を含むのが好ましく
、その素子の内部構造は当業者に周知であると思われる。ディジタルカメラ３０
０は、外部画像回転装置２００は勿論、画像捕捉ユニット５００を制御するため
の制御装置６００も有する。この制御装置６００は、装置２００およびユニット
５００にだけでなく、画像捕捉ユニット５００が捕捉した画像を記憶するための
ディジタルメモリ７００にも機能するように接続してある。更に、ディジタルカ
メラ３００は、画像変換ユニット８００を含んでもよく、その目的は、視野をパ
ニング（水平に左右動）または傾動するとき、画像回転装置２００によって生ず
る画像回転効果を補正するためにディジタル画像を回転することである。この画
像変換ユニット８００は、対物光学素子４００に関する画像回転装置２００の回
転角に反応し、現行のパンおよび／または傾斜角を補正するためにディジタル画
像を変換するときにこの回転角を使用する。そのような画像変換を行うこと、即
ち、ディジタル画像を一つ以上の方向に回転することは、十分ディジタルカメラ
の当業者の理解範囲内にあると思われる。従って、画像変換ユニット８００の内
部構造は、ここで説明しない。

【００１０】 メモリ７００は、ＥＥＰＲＯＭメモリのような、何か市販のメモリによって実
行してもよい。

【００１１】 図１に示すように、ディジタルカメラ３００は、イーサネット（登録商標）ま
たはトークンリングネットワークのような、ネットワーク９００に接続してもよ
く、そのネットワークはインターネットの一部でもよい。そのような用途では、
ディジタルカメラ３００の制御装置６００がこのディジタルカメラ３００をネッ
トワーク９００で利用できるウエブカメラ、即ち、ディジタル画像を作るウエブ
サーバとして作用させるためのソフトウェアを備える。

【００１２】 ディジタルカメラ３００のパンおよび／または傾斜角度、更に具体的には、画
像回転装置が対物光学素子４００の中心軸に関するカメラ３００の視野を変える
角度は、このカメラのユーザがネットワーク９００を介して制御装置６００にア
クセスすることによって設定および変更することができる。その代りに、この（
これらの）パンおよび／または傾斜角度をディジタルカメラ３００に直結したコ
ンピュータから制御してもよい。

【００１３】 次に、画像回転装置２００の好適な実施形態を、図２から図４を参照して更に
詳しく説明する。以下の要素をこれらの図に示す： 数量 参照番号 名称 １ １９ フレーム １ １８ タイミングベルト締め具 １ １７ ベルト車 １ １６ タイミングベルト １ １５ ベルト車 １ １４ タイミングベルト １ １３ タイミングベルト締め具 ２ １２ 光センサ １ １１ ミラーホルダ １ １０ 傾斜ミラー １ ９ 固定ミラー １ ８ カメラレンズ（対物光学素子） ２ ７ モータ １ ６ カメラハウジング １ ５ ミラー車 １ ４ 傘歯車 １ ３ 傾斜軸 ２ ２ 固定部分 １ １ 案内車

【００１４】 画像回転装置２００は、第１固定ミラー９および第２傾斜ミラー１０を含むミ
ラーシステムを有する。固定ミラー９は、カメラ３００の光学中心軸に対して３
７°の角度で対物光学素子８の前に直接取付けてある。固定ミラー９は、ミラー
車５に取付けてあり、その車は、対物光学素子の周りに回転可能であり、従って
０°と３６０°の間の回転角の視野をもたらす。

【００１５】 視野の中心に傾斜ミラー１０が、その回転軸がカメラの光学中心軸に垂直であ
るように取付けてある。傾斜ミラー１０は、ミラー車５に装着してあり、それに
よってこの傾斜ミラー１０を固定ミラー９と共に対物光学素子８の周りに回転さ
せる。ミラー９および１０の対物光学素子８に関する幾何学的配置のために、短
時間に大容量を監視することが可能である。

【００１６】 傾斜ミラー１０は、ミラーホルダ１１に取付けてあり、それは次に二つの固定
部分２の間でミラー車５で支承してある。このミラー車５と向い合わせに、僅か
に小さい案内車１が同心に取付けてある。傾斜軸３がこのミラー車に偏心して取
付けてあり、それで傾斜ミラー１０を動かす。案内車１は、その運動を傾斜軸３
に伝え、この傾斜軸３から傘歯車４を介してミラーホルダ１１へ伝える。この配
置は、遊星歯車装置に似て、案内車が太陽ピニオンに相当し、傾斜軸が遊星ピニ
オンに相当する。ミラー車は、遊星ピニオンのホルダとして作用する。

【００１７】 ミラー車が動かないとき、もし、案内車を回転すると、傾斜軸３がそれ自体の
軸の周りに回転し、ミラーホルダ１１をその回転軸の周りに回転する。従って、
傾斜ミラー１０をミラー車５に関して回転し、視野の中心軸がカメラの光学中心
に関して傾斜する。もし、ミラー車５と案内車１が同じ角速度で回転すると、傾
斜軸に相対運動がなく、従ってこのミラーホルダ／ミラーがその回転軸周りに回
転しない。しかし、ミラー車５は、全体としてカメラの光学中心軸に対して一定
角度で、固定ミラー９および傾斜ミラー１０と共に回転する。

【００１８】 言換えれば、ミラー車５と案内車１を同期して回転することによって、視野を
、任意の与えられた傾斜角について３６０°回転することができる。次に、もし
これらの車を互いに対して回転すると、ミラーホルダ１１の角度が変り、視野を
新しい傾斜角について再び３６０°回転することができる。この様にして、カメ
ラの周りに非常な大容量を網羅することができ、大容量の中でどの場所に対して
も画像を得ることができる。

【００１９】 ミラー車５および案内車１をそれぞれのモータ７によって駆動する。ベルト車
１５，１７、タイミングベルト１４，１６およびタイミングベルト締め具１３，
１８が、図２から図４に示すように、設けてある。

【００２０】 この独創的な画像回転装置は、少なくとも以下の利点をもたらす： ● 回転する部品の慣性モーメントが小さい ● パン／傾動調整速度が速く、角度設定間の時間が短い ● 設定精度が高い ● 設計がコンパクト ● 構造部品が少ない ● 製造コストが低い ● 設計が柔軟 ● パン／傾動制御が簡単 ● 視野が広い

【００２１】 本発明を上に好適実施形態を参照して説明した。しかし、ここに開示したもの
の他の実施形態が、前記独立請求項が定義する、この発明の範囲内で可能である
。

【図面の簡単な説明】

【図１】 好適な実施形態によるディジタルカメラの全体の構造の概略ブロック線図であ
る。

【図２】 画像回転装置およびそれ取付けるカメラの第１側面図である。

【図３】 図２に示す画像回転装置およびカメラの第２側面図である。

【図４】 図２および図３に示す画像回転装置の平面図である。

【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書

【提出日】平成１３年５月１１日（２００１．５．１１）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） // Ｈ０４Ｎ 101:00 Ｈ０４Ｎ 101:00 (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ，ＺＷ )，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ， ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ， ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，Ｃ Ｕ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ， ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，Ｌ Ｋ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ， ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，Ｔ Ｍ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ ，ＺＡ，ＺＷ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 パンおよび／または傾動機能性を有するディジタルカメラ（
   ３００）であって、レンズまたは対物光学素子（８）のような光学入力装置（４
   ００）を備えるカメラハウジング（６）と、上記光学入力装置を通して受けた光
   からディジタル画像を作るための画像捕捉ユニット（５００）と、制御装置（６
   ００）と、上記カメラハウジング（６）の外部に取付けた第１ミラー（９）と、
   そして上記制御装置（６００）に接続してあり、上記第１ミラーを上記カメラハ
   ウジング（６）の光学入力装置（４００，８）に関してある回転角で回転するよ
   うになっている画像回転装置（２００）とを含むディジタルカメラにおいて、 上記画像捕捉ユニット（５００）に接続してあり、該画像捕捉ユニット（５０
   ０）が捕捉したディジタル画像を、上記第１ミラー（９）の回転角に関係した角
   度だけ回転するようになっている画像変換ユニット（８００）を有することを特
   徴とするディジタルカメラ。
2. 【請求項２】 請求項１のディジタルカメラであって、更に、上記カメラハ
   ウジング（６）の外部に取付けた第２ミラー（１０）を含み、上記画像回転装置
   （２００）が上記第２ミラーを上記カメラハウジング（６）の光学入力装置（４
   ００，８）に関して第２回転角で回転するようになっているディジタルカメラ。
3. 【請求項３】 カメラハウジング（６）、レンズまたは対物光学素子（８）
   のような光学入力装置（４００）、そしてこの光学入力装置を通して受けた光か
   らディジタル画像を作るための画像捕捉ユニット（５００）を有するディジタル
   カメラ（３００）のための画像回転装置（２００）であって、上記カメラハウジ
   ング（６）の外部に取付けた第１ミラー（９）と、この第１ミラーを上記カメラ
   ハウジングの光学入力装置（４００，８）に関して第１回転角で回転するための
   第１回転部材（５，７）とを含む画像回転装置において、 上記カメラハウジング（６）の外部に取付けた第２ミラー（１０）、および 上記第２ミラーを上記カメラハウジングの光学入力装置（４００，８）に関し
   て第２回転角で回転するための第２回転部材（３，７）を有することを特徴とす
   る回転装置。