JP2019118044A - 撮像装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 大型化することなく、結露を抑制することができる撮像装置を提供する。【解決手段】 本発明の撮像装置は、筐体と、レンズと、半球状のレンズ保護部材と、撮像素子と、レンズ駆動部と、前記レンズ、前記撮像素子および前記レンズ駆動部を保持するハウジングと、前記ハウジングを保持する少なくとも1つのカバー部材と、少なくとも1つの放熱部材と、を備え、前記放熱部材は、前記撮像素子から発生する熱が伝えられる第1部分と、前記レンズ駆動部から発生する熱が伝えられる第2部分と、を有し、前記放熱部材は、前記第1部分と前記第2部分に伝えられた熱を前記放熱部材と前記レンズ保護部材との間の空間に放熱することを特徴とする。【選択図】 図3
Description
本発明は撮像装置に関する。
従来からネットワークカメラは様々な環境下に設置されることが想定されている。例えば、屋外で使用されることを想定する場合、防水防塵構造を採用する必要がある。防水防塵性能を担保するためには、シール材などを用いて密閉構造をとることが多い。
また温度変化の激しい地域に設置されることもある。その場合、外気温が筐体内の温度より急激に低くなったときに筐体の内部に結露が発生することがある。そして結露によりレンズを保護するカバー内側が曇り、撮影画質が著しく低下してしまうことがある。
このような結露を防ぐ方法として、結露を物理的に拭き取る方法や、乾燥剤を使用して湿度を下げる方法、またカバーをヒーターで暖め、外気温との温度差をなくして結露を防ぐ方法などがある。
特許文献1に記載された撮像装置では、カメラユニットのドームカバーとインナーカバーの間に空気の対流が抑制された断熱空間部を備えることで結露を防いでいる。
特許文献2に記載された撮像装置では、熱伝導性の高い専用部材を配置し、この専用部材を筐体外部に露出させている。そして意図的に結露する場所を設けることにより筐体内部の結露を低減させている。
ところがネットワークカメラはいたずら防止のため、簡単にカバーを開けることができない構造になっており、筐体内側の結露を物理的に拭き取ることが難しい。また乾燥材を使用しても、一度結露が生じてしまった場合は取り除くことが困難である。ヒーターを使用する場合、消費電力の増加や部品点数の増加が考えられ、筐体が大きくなってしまう恐れがある。
特許文献1に記載された撮像装置では、断熱空間部を設けることにより、筐体内部が発熱した場合の放熱効率が低下する恐れがある。また断熱空間部を用意するため、筐体が大型化してしまう可能性がある。
一方、特許文献2に記載された撮像装置では、専用部材が必要なため部品点数の増加が考えられる。また専用部材を筐体外部に露出させる必要があるため、防水防塵を担保する追加部品が必要になる可能性がある。その結果筐体が大型化したり、防水防塵構造が煩雑化したりする恐れがある。
そこで、本発明は、大型化することなく、結露を抑制することができる撮像装置を提供する。
本発明の撮像装置は、筐体と、レンズと、半球状のレンズ保護部材と、撮像素子と、レンズ駆動部と、前記レンズ、前記撮像素子および前記レンズ駆動部を保持するハウジングと前記ハウジングを保持する少なくとも1つのカバー部材と、少なくとも1つの放熱部材と、を備え、前記放熱部材は、前記撮像素子から発生する熱が伝えられる第1部分と、
前記レンズ駆動部から発生する熱が伝えられる第2部分と、を有し、前記放熱部材は、前記第1部分と前記第2部分に伝えられた熱を前記放熱部材と前記レンズ保護部材との間の空間に放熱することを特徴とする。
前記レンズ駆動部から発生する熱が伝えられる第2部分と、を有し、前記放熱部材は、前記第1部分と前記第2部分に伝えられた熱を前記放熱部材と前記レンズ保護部材との間の空間に放熱することを特徴とする。
本発明によれば、大型化することなく、結露を抑制することができる。
〔実施例1〕
以下、本発明の第1の実施形態について、図面を用いて説明する。
以下、本発明の第1の実施形態について、図面を用いて説明する。
撮像装置の例として、ネットワークカメラを例に挙げて説明する。
図1は、本発明の第1の実施形態に係る撮像装置の全体断面図である。ネットワークカメラ100は、映像の撮影と記録が可能である。ネットワークカメラ100は筐体を有し、筐体はアッパーケース120とボトムケース140により構成される。アッパーケース120とボトムケース140はそれぞれ、例えば金属ダイキャストやポリカーボネートなどの樹脂成形で作製することができる。アッパーケース120とボトムケース140は、ねじでお互いに締結されている。アッパーケース120とボトムケース140の間には、防水防塵性能を担保するためにパッキン170が押圧され配置されている。パッキン170は例えばシリコンゴムなどで作製される。
半球状のレンズ保護部材110はアッパーケース120に超音波溶着を用いて固定されており、収容される部品を衝撃やゴミから守り、水の侵入を防ぐ役割を担っている。また映像を撮影する際、レンズ保護部材110を通して撮影するため、レンズ保護部材110の透明度や寸法精度が重要になる。レンズ保護部材110は例えば透明ポリカーボネートなどで作製される。
筐体内部にはレンズ210、センサ基板230に実装された撮像素子220、ハウジング240、回転軸が形成されたカバー部材250、放熱部材260、後述するレンズ駆動部270から構成されるカメラ部200を有している。カメラ部200はレンズ保護部材110とレンズ210を通じて受光した光を撮像素子220で電気信号に変換する。レンズ210はハウジング240内に光軸方向に移動可能な状態で保持されており、センサ基板230はハウジング240に接着されている。カバー部材250は左右からねじなどによりハウジング240に固定されている。カバー部材250とハウジング240は例えばポリカーボネートなどの樹脂成形で作製される。
カメラ部200はカメラベース340によりカバー部材250の回転軸を介して回動可能に保持されている。そしてカメラ部200はチルト駆動部としてのチルト回動装置310によって回転軸中心に回動することが可能となっている。
さらに筐体内部には制御基板350、メインベース320、パン回動装置360が収容される。制御基板350は電源供給やカメラ制御、ネットワークへの接続など、ネットワークカメラ100全体の制御機能を担っている。また制御基板350はボトムケース140にねじなどにより固定されている。そしてセンサ基板230とワイヤ370で電気的に接続され、取得した撮像データが制御基板350に伝送される。メインベース320はボトムケース140にねじなどにより固定されている。またメインベース320はカメラベース340をボトムケース140に形成されたパン軸142の周りに回動可能に保持している。固定には回動可能に保持するため、止め輪380を用いている。パン回動装置360はボトムケース140にねじなどにより固定されており、カメラベース340をパン回転させることが可能になっている。カメラベース340には半球状の摺動部342が形成されており、パン回転時の部品保持と摩擦を低減させる役割を担っている。カメラベース340とメインベース320は例えばポリカーボネートなどの樹脂成形で作製することができる。
図2はカメラ部200の外観を示す斜視図である。本発明の第1の実施形態では、組立作業性を考慮しカバー部材250と放熱部材260は複数に分かれている。カバー部材250は左右に分かれており、それぞれに回転軸を有している。また映像を撮影するためレンズ付近は開口している。放熱部材260は上部の第1の放熱部材260aと底背部の第2の放熱部材260bの2つに分かれており、カバー部材250に爪嵌合などで固定されている。放熱部材260は例えば金属フィラーを含有するなどして熱伝導率を高めた熱伝導性樹脂成形で作製することができる。放熱部材260はレンズ保護部材110の内側に沿うよう略一定距離を保つ状態で配置されている。
図3はカメラ部200の詳細構成を示す断面図である。レンズ駆動部270はレンズ210bをハウジング内の光軸方向に可動させることによりフォーカス動作やズーム動作を可能にしている。レンズ駆動部270は例えばステッピングモーター272とギア274、固定板金276などで構成され、センサ基板230を介して制御基板350に電気的に接続されている。そして制御基板350からの制御信号によりモーターが駆動し、ギアを介してレンズ210bへ動力を伝える。
第1の放熱部材260aは第1部分としての第1の面262aを備えており、第1の面262aはセンサ基板230に近接しているが接触はしていない。そしてセンサ基板230は撮像素子220の熱を近接した第1の放熱部材260aに伝えることで放熱している。第1の面262aがセンサ基板230に接触していない理由は、センサ基板230は光軸に対する傾きを補正した状態でハウジング240に接着されており、外力により補正がずれることを防ぐためである。そのため第1の面262aとセンサ基板230の距離は可能な限り近いことが望ましいが、傾き補正量や部品の公差を考慮して決めるのがよい。
レンズ駆動部270は固定板金276を用いてステッピングモーター272の内部コイルから発生する熱を外部へ放熱している。第2の放熱部材260bは第2部分としての第2の面262bを備えており、第2の面262bと固定板金276は当接もしくは近接している。そしてステッピングモーターの熱を固定板金276から第2の放熱部材260bに伝えることで放熱している。
第1の放熱部材260aと第2の放熱部材260bは略球体状をしており、レンズ保護部材110の内側におおよそ一定距離を保つように配置されている。また放熱部材260とレンズ保護部材110の間に伝熱空間290を有している。それぞれの放熱部材には放熱の効率を上げるためにフィン部264が形成されている。そしてレンズ駆動部270と撮像素子220から放熱部材260に伝わった熱は伝熱空間290を介してレンズ保護部材110に伝わる。その結果、レンズ駆動部270や撮像素子220の放熱を実現するとともに、その熱を利用してレンズ保護部材110を暖めることが可能になる。なおレンズ保護部材110と放熱部材260の距離は2mm程度が望ましいが、カメラ部200が可動することや、部品の公差、外部衝撃によるレンズ保護部材110の変形などを考慮して決めるのがよい。
外気温が急激に下がった場合、外気によりレンズ保護部材110が冷却される。そしてレンズ保護部材110が冷えることで、レンズ保護部材110の内側空気が冷却される。すると冷やされた空気内の水蒸気が凝縮し、結露となってレンズ保護部材110の内側に生じる。この結露により撮影画質が著しく低下し、ネットワークカメラとしての機能を損なってしまうことがある。
本発明の第1の実施形態では放熱部材260によりレンズ保護部材110とその内側空気が暖められることで、水蒸気の凝縮を抑制し結露の発生を防ぐことが可能になる。またカメラ電源の入切などにより一度結露が生じてしまった場合でも、放熱部材260による加熱で短時間のうちに結露を消失させることができる。さらにカメラ部200はチルト回動装置310によりチルト動作が可能となっているが、そのいずれの回転位相であっても、放熱部材260はレンズ保護部材110の撮影画角範囲内に存在するように制御されている。そのためカメラをチルト動作させ撮影画角を変更したとしても、結露を防止する性能に変化はない構成になっている。
以上により、本発明の第1の実施形態によれば、熱源の放熱を実現するとともに、その熱を利用することでファンやヒーターを用いることなくレンズ保護部材の結露を低減し筐体を小型化することができる。
なお、上述した本発明の第1の実施形態において、筐体は2部品から構成されているが、3つもしくはそれ以上の部品から構成されていてもよい。
また、上述した本発明の第1の実施形態において、アッパーケース120とボトムケース140の固定方法は、爪嵌合や接着を用いて固定してもよい。
また、上述した本発明の第1の実施形態において、レンズ保護部材110は球形をしているが、非球面形状や平板形状などでもよい。
また、上述した本発明の第1の実施形態において、レンズ保護部材110の固定方法は別の防水部材と共に、ねじや接着、もしくは別部品を用いて固定してもよい。
また、上述した本発明の第1の実施形態において、制御基板350とセンサ基板230の接続はフレキシブル基板やフラットケーブル、細線同軸ケーブル、中継基板を使用して電気的に接続してもよい。
また、上述した本発明の第1の実施形態において、カバー部材250に設けられた軸とカメラベース340に設けられた軸受は別部品を用いて形成してもよい。
また、上述した本発明の第1の実施形態において、カバー部材250と放熱部材260はそれぞれ2つで形成されていたが、単一もしくは3つ以上であってもよい。
また、上述した本発明の第1の実施形態において、放熱部材260はねじや接着などを用いて固定してもよい。
また、上述した本発明の第1の実施形態において、第2の面262bと固定板金276の間に伝熱部材を用いて放熱効率を上げてもよい。
〔実施例2〕
以下、本発明の第2の実施形態について説明する。本発明の第2の実施形態では、上述した本発明の第1の実施形態に係る撮像装置と比較して、カメラ部の構成が異なる。
以下、本発明の第2の実施形態について説明する。本発明の第2の実施形態では、上述した本発明の第1の実施形態に係る撮像装置と比較して、カメラ部の構成が異なる。
以下では主に、本発明の第1の実施形態との相違点について重点的に説明し、同一な構成の説明は省略する。
図1において、ネットワークカメラ100は筐体を有し、筐体はアッパーケース120とボトムケース140により構成される。アッパーケース120とボトムケース140は、パッキン170を挟み、ねじでお互いに締結されている。アッパーケース120はレンズ保護部材110を備えており、レンズ保護部材110はアッパーケース120に超音波溶着を用いて固定されている。筐体内部には制御基板350、メインベース320、カメラベース340、パン回動装置360が収容される。
図4は本発明の第2の実施形態に係るカメラ部500の全体斜視図である。本発明の第2の実施形態では、組立作業性を考慮しカバー部材550は複数に分かれているが、放熱部材560は単一で構成されている。また放熱部材560はレンズ周辺を略円環状に覆うように形成された円環部568を有しており、円環部568には撮影用の開口部が形成されている。カバー部材550は左右に分かれており、それぞれに回転軸を有している。放熱部材560はカバー部材550に爪嵌合などで固定されている。放熱部材560は例えば金属フィラーを含有するなどして熱伝導率を高めた熱伝導性樹脂成形で作製することができる。
図5は本発明の第2の実施形態に係るカメラ部500の詳細構成を示す断面図である。カメラ部500はレンズ510、センサ基板530に実装された撮像素子520、ハウジング540、回転軸が形成されたカバー部材550、放熱部材560、レンズ駆動部レンズ駆動部570から構成されている。カメラ部500はカメラベース340によりカバー部材550の回転軸を介して回動可能に保持されている。
レンズ駆動部570はレンズ510をハウジング内の光軸方向に可動させることによりフォーカス動作やズーム動作を可能にしている。レンズ駆動部570は例えばステッピングモーター572とギア574、固定板金576などで構成され、センサ基板530を介して制御基板350に電気的に接続されている。
放熱部材560は第1の面562aと第2の面562bを備えており、第1の面562aはセンサ基板530に近接しているが接触はしていない。そしてセンサ基板530は撮像素子520の熱を近接した第1の放熱部材560aに伝えることで放熱している。第2の面562bは固定板金576に当接もしくは近接している。そしてステッピングモーターの熱を固定板金576から放熱部材560に伝えることで放熱している。
放熱部材560は略球体状をしており、レンズ保護部材110の内側におおよそ一定距離を保つように配置されている。また放熱部材560とレンズ保護部材110の間に伝熱空間590を有している。さらに放熱部材560は放熱の効率を上げるためにフィン部564が形成されている。そしてレンズ駆動部570と撮像素子520から放熱部材560に伝わった熱は伝熱空間590を介してレンズ保護部材110に伝わる。その結果、レンズ駆動部570や撮像素子520の放熱を実現するとともに、その熱を利用してレンズ保護部材110を暖めることが可能になる。
本発明の第2の実施形態では円環部568がレンズ510aの周りを円環状に覆っていることにより、レンズ保護部材110のより撮影範囲に近い部分を暖めることが可能になる。よって短時間のうちに撮影画質に影響する範囲の結露を消失させることが期待できる。また特殊な環境下においてレンズ510aに結露が生じてしまった場合でも、円環部568による加熱でレンズ510aに生じた結露を消失させることができる。さらにカメラ部500はチルト回動装置570によりチルト動作が可能となっているが、そのいずれの回転位相であっても、撮影範囲に近い部分を暖められる構成になっている。
以上により、本発明の第2の実施形態によれば、熱源の放熱を実現するとともに、その熱を利用することでレンズ保護部材の撮影範囲内に生じた結露を効率的に低減することができる。
100 監視カメラ
110 レンズ保護部材
120 アッパーケース
140 ボトムケース
200 カメラ部
210 レンズ
220 撮像素子
240 ハウジング
270 レンズ駆動部
250,550 カバー部材
260,560 放熱部材
110 レンズ保護部材
120 アッパーケース
140 ボトムケース
200 カメラ部
210 レンズ
220 撮像素子
240 ハウジング
270 レンズ駆動部
250,550 カバー部材
260,560 放熱部材
Claims (8)
- 筐体と、レンズと、半球状のレンズ保護部材と、撮像素子と、レンズ駆動部と、前記レンズ、前記撮像素子および前記レンズ駆動部を保持するハウジングと、前記ハウジングを保持する少なくとも1つのカバー部材と、少なくとも1つの放熱部材と、を備え、
前記放熱部材は、前記撮像素子から発生する熱が伝えられる第1部分と、前記レンズ駆動部から発生する熱が伝えられる第2部分と、を有し、
前記放熱部材は、前記第1部分と前記第2部分に伝えられた熱を前記放熱部材と前記レンズ保護部材との間の空間に放熱することを特徴とする、撮像装置。 - 前記第1部分は、前記撮像素子に接触することなく近接しており、前記第2部分は前記レンズ駆動部に当接もしくは近接しており、前記放熱部材は前記レンズ保護部材の内側に沿うよう略一定距離を保つ状態で配置されていることを特徴とする、請求項1に記載の撮像装置。
- 前記放熱部材は熱伝導性樹脂で形成されていることを特徴とする、請求項1または2に記載の撮像装置。
- 前記放熱部材はフィン部を有していることを特徴とする、請求項1から3のいずれか一項に記載の撮像装置。
- 前記カバー部材を回動可能に保持する軸受を有したカメラベースを備えていることを特徴とする、請求項1から4のいずれか一項に記載の撮像装置。
- 前記カバー部材を回動するチルト駆動部を備えていることを特徴とする、請求項5に記載の撮像装置。
- 前記カバー部材が回動した際にいずれの回転位相であっても前記放熱部材が前記レンズ保護部材の撮影画角の範囲内に存在することを特徴とする、請求項5または6に記載の撮像装置。
- 筐体と、レンズと、半球状のレンズ保護部材と、撮像素子と、レンズ駆動部と、前記レンズ、前記撮像素子および前記レンズ駆動部を保持するハウジングと、前記ハウジングを保持する少なくとも1つのカバー部材と、少なくとも1つの放熱部材と、を備え、
前記放熱部材は、前記レンズの周りを円環状に覆うように形成されていることを特徴とする撮像装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017251722A JP2019118044A (ja) | 2017-12-27 | 2017-12-27 | 撮像装置 |
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JP2017251722A JP2019118044A (ja) | 2017-12-27 | 2017-12-27 | 撮像装置 |
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Publication Number | Publication Date |
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JP2017251722A Pending JP2019118044A (ja) | 2017-12-27 | 2017-12-27 | 撮像装置 |
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JP7435024B2 (ja) | 2020-02-27 | 2024-02-21 | オムロン株式会社 | 光学機器 |
-
2017
- 2017-12-27 JP JP2017251722A patent/JP2019118044A/ja active Pending
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