JP4251163B2

JP4251163B2 - カメラ装置

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Publication number: JP4251163B2
Application number: JP2005216895A
Authority: JP
Inventors: 博昭肥田
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2005-07-27
Filing date: 2005-07-27
Publication date: 2009-04-08
Anticipated expiration: 2025-07-27
Also published as: TW200715934A; TWI337060B; EP1748640B1; EP1748640A1; DE602006007197D1; CN100559258C; CN1904715A; JP2007036658A; US20070024743A1; US7540670B2

Description

本発明はカメラ装置に関する。

遠隔操作によってカメラをパン、チルト、ズームさせるカメラ装置（ＰＴＺ（パンチルトズーム）カメラ）が提案されている（特許文献１参照）。このようなカメラ装置は建物の天井壁に取着されて使用される他、そのままテーブルなどの上に載置されて使用される。
このようなカメラ装置は、建物の天井壁などに取着されるベース部材と、ベース部材を通る第１の仮想軸の回りに回転可能に（パン可能に）ベース部材に組み付けられた外ケースと、外ケースの内側に第１の仮想軸と交差する平面上を延在する第２の仮想軸の回りに回転可能に（チルト可能に）外ケースに組み付けられた内ケースと、内ケースの内部に組み付けられたカメラおよびカメラの制御動作を行う基板とを備えている。
カメラは撮影光学系を収容するレンズ鏡筒を有し、レンズ鏡筒には撮影光学系によって導かれた被写体像を撮像する撮像素子が設けられている。
レンズ鏡筒は、撮影光学系を構成する複数のレンズのうち光軸方向に移動可能に設けられた可動レンズを撮影光学系の光軸方向に移動させてフォーカス動作を行わせるフォーカシング機構やズーム動作を行わせるズーミング機構が設けられている。
前記基板には、前記フォーカシング機構やズーミング機構の駆動源（モータ）を駆動するためのドライバ回路や、前記撮像素子を駆動したり撮像素子から出力される撮像信号を処理してディスプレイなどに供給するための映像信号を生成する信号処理回路などが実装されており、これらの回路は種々の電子部品で構成されている。
これら電子部品は動作に伴って発熱するため、ヒートシンクを用いて冷却している。
特開２０００−２４４７８１号公報

しかながら、近年、カメラ装置の小型化に伴いレンズ鏡筒と基板の間隔が縮小されてきていることから、ヒートシンクで電子部品を冷却しても、電子部品から発生した熱がレンズ鏡筒に伝わりやすい。
ところで、レンズ鏡筒においては、可動レンズが移動する構成となっていることから、互いに摺動する箇所があり、これら摺動箇所にはグリスなどの潤滑剤が塗布されている。
したがって、これらの潤滑剤が前記電子部品の熱で加熱されると、劣化を生じ耐久性を確保する上で不利が生じる。
本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、その目的は、電子部品を効果的に冷却してカメラの耐久性の向上を図ることができ小型化を図る上で有利なカメラ装置を提供することにある。

上記目的を達成するために本発明は、ベース部材と、前記ベース部材を通る第１の仮想軸の回りに回転可能に前記ベース部材に組み付けられ外側開口が延在形成された外ケースと、前記外ケースの内側に前記第１の仮想軸と交差する平面上を延在する第２の仮想軸の回りに回転可能に前記外ケースに組み付けられ前記第２の仮想軸の回りの回転時に前記外側開口に沿って移動する内側開口が形成された内ケースと、前記内ケースの内側に組み付けられた支持部材とを備え、前記支持部材に前記外側開口および前記内側開口から被写体の撮影を可能としフォーカシング動作およびズーム動作を行うカメラと、前記フォーカシング動作およびズーム動作を制御するための回路部並びに被写体を撮像した撮像信号を処理するための回路部が実装された基板とが設けられたカメラ装置であって、前記内ケースに冷却風を前記基板に衝当させる冷却ファンが設けられ、前記内ケースに前記冷却風の取り入れ口と前記基板に衝当された後の前記冷却風の排気口とが設けられ、前記外ケースに前記冷却風を前記取り入れ口に導く空気導入口と、前記排気口から排出される冷却風を前記外ケースの外部に導く空気導出口とが設けられていることを特徴とする。

本発明によれば基板の電子部品で発生する熱を冷却風によって効果的に冷却でき、内ケース内においてカメラに伝達される熱を低減させることができる。したがって、カメラの摺動箇所に塗布されているグリスなどの潤滑剤の劣化を確実に防止でき、カメラ装置を小型化した場合に生じる電子部品で発生する熱にまつわる問題を解消でき、カメラ装置の小型化を図る上で有利となる。

（第１の実施の形態）
以下、本発明によるカメラ装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は第１の実施の形態におけるカメラ装置１００の正面図、図２はカメラ装置１００の側面図、図３はカメラ装置１００の背面図、図４はカメラ装置１００の平面図である。
図１乃至図４に示すように、カメラ装置１００は、ベース部材１０と、ベース部材１０に組み付けられた外ケース２０と、外ケース２０の内側に組み付けられた内ケース３０と、内ケース３０の内側に組み付けられた支持部材４０と、支持部材４０に組み付けられたカメラ５０や基板６０と、基板６０を冷却する冷却ファン７０などを備えている。
ベース部材１０は、屋内の天井や壁面、あるいは、屋内外の支柱などに取着されるもので、外ケース２０が取り付けられる取り付け面１２を有している。

図１、図２に示すように、外ケース２０は、ベース部材１０を通る第１の仮想軸Ｌ１の回りに回転可能にベース部材１０に組み付けられている。本実施の形態では、第１の仮想軸Ｌ１の回りに３４０度の範囲で回転可能に設けられ、より詳細には、カメラ５０の光軸を前方に向けた基準位置から左右方向にそれぞれ１７０度の範囲で回転可能に設けられている。
第１の仮想軸Ｌ１は取り付け面１２に対して直交し、外ケース２０は取り付け面１２に対して直交する方向に延在して設けられ、本実施の形態では、第１の仮想軸Ｌ１は鉛直軸線である。
図１、図２、図４に示すように、外ケース２０は、前半部が円筒状に形成され、後半部の上部が後方に球状に膨出形成され、下部には円板部２１が設けられ、円板部２１が取り付け面１２上で旋回する。
図１、図４に示すように、外ケース２０の前部から頂部にわたり一定の幅の外側開口２２が延在形成されている。この外側開口２２は外ケース２０が円板部２１に臨む外ケース２０の下端から頂部にわたり第１の仮想軸Ｌ１と平行する方向に沿って延在形成されている。
図２、図３に示すように、外ケース２０の後部でその下半部には上下に間隔をおき左右に延在する複数のスリット２４Ａが形成され、これら複数のスリット２４Ａによって空気流通口２４が構成されている。
なお、図示では省略したが、外ケース２０は内ケース３０を組み込む関係上、前後に分割可能に構成されている。

図５はカメラ装置１００の内部構成を示す断面図、図６は図５のＡＡ線断面図、図７は図６のＢ矢視図、図８は内ケース３０の背面図である。
図１、図４に示すように、内ケース３０は、外ケース２０の内側に第１の仮想軸Ｌ１と直交する平面上を延在する第２の仮想軸Ｌ２の回りに回転可能に組み付けられている。本実施の形態では、第２の仮想軸Ｌ２の回りに１２０度の範囲で回転可能に設けられ、より詳細には、例えばベース部材１０を水平面に取り付け、カメラ５０の光軸を水平方向に向けた基準位置からベース部材１０に近づく方向に３０度、ベース部材１０から離れる方向に９０度の範囲で回転可能に設けられ、第２の仮想軸Ｌ２は水平軸線である。
内ケース３０は、図１に示すように、外側開口２２を通って外ケース２０の内側に組み込まれるように、外側開口２２よりも小さい寸法の一定の幅で形成され、図５に示すように、前面と後面は互いに平行する平坦面で形成され、上面と下面は球面で形成され、図６に示すように、左右の側面は中央部が開放された環状面で形成されている。

図５に示すように、内ケース３０の上面と下面には複数の上部スリット３４Ａと複数の下部スリット３６Ａがそれぞれ形成され、複数の上部スリット３４Ａにより排気口３４が形成され、複数の下部スリット３６Ａにより取り入れ口３６が形成されている。
図１、図４、図５に示すように、内ケース３０の上面と外ケース２０の後上部の内面との間、内ケース３０の後面と外ケース２０の後部の内面との間、内ケース３０の左右側面と外ケース２０の左右側部の内面との間、内ケース３０の下面と円板部２１との間にはそれぞれ隙間Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４が確保されている。
内ケース３０は、その前部が外側開口２２内に臨むように配設され、内ケース３０の前面には内側開口３２が形成されている。
そして、図８に示すように、内ケース３０にはその幅方向の両側部の中央から外方にそれぞれ支軸３８が突設され、それら支軸３８が外ケース２０の内部の軸受部（不図示）で支持されることで、第２の仮想軸Ｌ２の回りに回転可能に外ケース２０に組み付けられ、第２の仮想軸Ｌ２の回りに回転することで内ケース３０の前部が外側開口２２内を移動し、内側開口３２が外側開口２２に沿って移動するように構成されている。

図５乃至図７に示すように、支持部材４０は、内ケース３０の内側にねじにより取着されている。
支持部材４０は合成樹脂製で型により一体成形され、支持部材４０は内ケース３０の内側で前後に延在して設けられている。
支持部材４０は、底板部４２と、底板部４２の後端から起立する起立板部４４と、底板部４２の左右から起立する側板部４６などを備えている。
図９、図１０に示すように、上述の支軸３８は側板部４６に設けられている。

図５乃至図７に示すように、カメラ５０は、底板部４２上に外側開口２２および内側開口３２から被写体の撮影を可能とするように取着されている。
カメラ５０は、被写体像を導く撮影光学系と、撮影光学系で導かれた被写体像を撮像する撮像素子とを備え、撮影光学系にはフォーカシング機構およびズーミング機構が設けられている。
図中、符合５２は撮影光学系の最も前方に位置する対物レンズを示す。

図５乃至図７に示すように、基板６０は、底板部４２上に２枚設けられ、側板部４６に平行するように設けられている。
基板６０には、フォーカシング機構によるフォーカス動作およびズーミング機構によるズーム動作を制御するための回路部が実装され、また、撮像素子から出力される撮像信号を処理するための回路部などが実装されている。
これら回路部は、集積回路素子（ＩＣやＬＳＩ）や電流制御素子（トランジスタ）などの電子部品を含んでおり、それら電子部品は電源が供給されて動作することにより発熱するものである。

図９は支持部材４０にカメラ５０、冷却ファン７０などが取り付けられた状態を示す説明図、図１０は図９のＡ矢視図である。
図５乃至図７、図９、図１０に示すように、冷却ファン７０は、冷却風を基板６０に衝当させるように内ケース３０の内部に設けられている。
本実施の形態では、冷却ファン７０は支持部材４０の底板部４２の下面に配設され、底板部４２には図示省略されてはいるが冷却ファン７０取り付け用の開口が形成されている。
図１１は取り付け板８０に冷却ファン７０が取り付けられた状態を示す説明図、図１２は図１１のＡ矢視図、図１３は冷却ファン７０と取り付け板８０の取り付け部分の説明図である。
詳細に説明すると、図１１、図１２に示すように、冷却ファン７０は、ファンケース７２と、ファンケース７２の中央外側開口７４に配設されたモータ７６と、モータの出力軸に取着された羽根７８とを備える。
図１１乃至図１３に示すように、ファンケース７２がねじ７２０２を介して取り付け板８０に取着され、取り付け板８０の外側の３箇所の取り付け孔８２（図１３参照）に防振ゴム８４が嵌め込まれ、支持部材４０に一体的に突出形成されたボス部４００２の先端の小径部４００４が防振ゴム８４の中心孔８４０２（図１３参照）に挿通され、小径部４００４の先端に防振ゴム８４の外径よりも大きな外形のワッシャ８６が配置され、ねじ８８でワッシャ８６を小径部４００４に取着することで冷却ファン７０が支持部材４０に配設されている。すなわち、冷却ファン７０と支持部材４０の間に防振ゴム８４が介在した状態で冷却ファン７０が配設されている。
そして、冷却ファン７０の下方に、すなわち、冷却ファン７０の吸い込み側に取り入れ口３６が位置し、図５、図６に示すように、基板６０に沿った冷却ファン７０の吐出側の延長方向に排気口３４が位置している。

次に、冷却ファン７０による冷却動作について説明する。
まず、図５に示すように、内ケース３０がカメラ５０の光軸を水平方向に向けた基準位置に位置した状態では、内ケース３０の取り入れ口３６が隙間Ｓ４を介して円板部２１に臨み、排気口３４が外側開口２２を介して外ケース２０の上方に臨んでいる。
この状態で、冷却ファン７０が駆動されることにより、外部空気が外側開口２２から隙間Ｓ４を介して取り入れ口３６に取り込まれるとともに、空気流通口２４から隙間Ｓ２を介して取り入れ口３６に取り込まれ、冷却ファン７０によって冷却風として基板６０に衝当され、基板６０に衝当された冷却風は、排気口３４から外側開口２２の外方に排出される。
したがって、この場合、外側開口２２は、冷却風を取り入れ口３６に導く空気導入口と、排気口３４から排出される冷却風を外ケース２０の外部に導く空気導出口とを兼ね、また、空気流通口２４は、冷却風を取り入れ口３６に導く空気導入口を構成している。

次に、内ケース３０がカメラ５０の光軸を水平方向と鉛直方向上方（水平方向に対して上方に９０度回転した方向）との中間の方向に向けた状態では、内ケース３０の取り入れ口３６が隙間Ｓ４を介して円板部２１に臨み、排気口３４が隙間Ｓ１を介して外ケース２０の後上部の内面に臨んでいる。
この状態で、冷却ファン７０が駆動されることにより、外部空気が外側開口２２から隙間Ｓ４を介して取り入れ口３６に取り込まれ、冷却ファン７０によって冷却風として基板６０に衝当され、基板６０に衝当された冷却風は、排気口３４から隙間Ｓ１を介して外側開口２２の上方に排出される。
したがって、この場合、外側開口２２は、冷却風を取り入れ口３６に導く空気導入口と排気口３４から排出される冷却風を外ケース２０の外部に導く空気導出口とを兼ねている。

次に、内ケース３０がカメラ５０の光軸を鉛直方向上方（水平方向に対して上方に９０度回転した方向）に向けた状態では、内ケース３０の取り入れ口３６が外側開口２２を介して前方に臨み、排気口３４が隙間Ｓ２を介して外ケース２０の空気流通口２４に臨んでいる。
この状態で、冷却ファン７０が駆動されることにより、外部空気が外側開口２２から取り入れ口３６に取り込まれ、冷却ファン７０によって冷却風として基板６０に衝当され、基板６０に衝当された冷却風は、排気口３４から隙間Ｓ２および空気流通口２４を介して後方に排出される。
したがって、この場合、外側開口２２は、冷却風を取り入れ口３６に導く空気導入口を構成し、空気流通口２４は、排気口３４から排出される冷却風を外ケース２０の外部に導く空気導出口を構成している。

次に、内ケース３０がカメラ５０の光軸を水平方向に対して下方３０度に回転した方向に向けた状態では、内ケース３０の取り入れ口３６が隙間Ｓ２を介して空気流通口２４に臨み、排気口３４が外側開口２２を介して外方に臨んでいる。
この状態で、冷却ファン７０が駆動されることにより、外部空気が空気流通口２４から隙間Ｓ２を介して取り入れ口３６に取り込まれ、冷却ファン７０によって冷却風として基板６０に衝当され、基板６０に衝当された冷却風は、排気口３４から外側開口２２の斜め上方に排出される。
したがって、この場合、空気流通口２４は、冷却風を取り入れ口３６に導く空気導入口を構成し、外側開口２２は、排気口３４から排出される冷却風を外ケース２０の外部に導く空気導出口を構成している。

以上の通り、本実施の形態によれば、内ケース３０が第２の仮想軸Ｌ２回りのどの回転位置に位置した状態であっても、外ケース２０の外方の空気が空気導入口と取り入れ口３６を介して冷却ファン７０によって取り込まれて基板６０に衝当され、基板６０に衝当された冷却風は、排気口３４と空気導出口を介して外ケース２０の外方に排出される。
したがって、基板６０の電子部品で発生する熱を冷却風によって効果的に冷却でき内ケース３０内においてカメラ５０に伝達される熱を低減させることで、カメラ５０の摺動箇所に塗布されているグリスなどの潤滑剤の劣化を確実に防止でき、カメラ５０の耐久性の向上を図る上で極めて有利である。
したがって、カメラ装置１００を小型化した場合に生じる電子部品で発生する熱にまつわる問題を解消でき、カメラ装置１００の小型化を図る上で有利となる。
また、本実施の形態では、防振ゴム８４を介して冷却ファン７０を設けたので、冷却ファン７０駆動時の振動のカメラ５０への影響を可及的に減少でき、パンチルトズームカメラにより鮮明な画像を得る上で有利となる。
なお、場合によっては前記潤滑剤が加熱されることで蒸発する場合も考えられ、蒸発した潤滑剤がカメラ５０の撮影光学系を構成するレンズなどの光学部品に付着して曇りが生じると、撮像素子で撮像される画像の画質に悪影響を及ぼすことも想定される。
しかしながら、本実施の形態によれば、基板６０の電子部品で発生する熱を冷却風によって効果的に冷却できるため、潤滑剤の蒸発を確実に防止でき、撮像された画像の画質を確保する上で極めて有利である。

第１の実施の形態におけるカメラ装置１００の正面図である。カメラ装置１００の側面図である。カメラ装置１００の背面図である。カメラ装置１００の平面図である。カメラ装置１００の内部構成を示す断面図である。図５のＡＡ線断面図である。図６のＢ矢視図である。内ケース３０の背面図である。支持部材４０にカメラ５０、冷却ファン７０などが取り付けられた状態を示す説明図である。図９のＡ矢視図である。取り付け板８０に冷却ファン７０が取り付けられた状態を示す説明図である。図１１のＡ矢視図である。冷却ファン７０と取り付け板８０の取り付け部分の説明図である。

符号の説明

１０……ベース部材、２０……外ケース、２２……外側開口、３０……内ケース、３２……内側開口、３４……排気口、３６……取り入れ口、４０……支持部材、５０……カメラ、６０……基板、７０……冷却ファン、１００……カメラ装置、Ｌ１……第１の仮想軸、Ｌ２……第２の仮想軸。

Claims

ベース部材と、
前記ベース部材を通る第１の仮想軸の回りに回転可能に前記ベース部材に組み付けられ外側開口が延在形成された外ケースと、
前記外ケースの内側に前記第１の仮想軸と交差する平面上を延在する第２の仮想軸の回りに回転可能に前記外ケースに組み付けられ前記第２の仮想軸の回りの回転時に前記外側開口に沿って移動する内側開口が形成された内ケースと、
前記内ケースの内側に組み付けられた支持部材とを備え、
前記支持部材に前記外側開口および前記内側開口から被写体の撮影を可能としフォーカシング動作およびズーム動作を行うカメラと、前記フォーカシング動作およびズーム動作を制御するための回路部並びに被写体を撮像した撮像信号を処理するための回路部が実装された基板とが設けられたカメラ装置であって、
前記内ケースに冷却風を前記基板に衝当させる冷却ファンが設けられ、
前記内ケースに前記冷却風の取り入れ口と前記基板に衝当された後の前記冷却風の排気口とが設けられ、
前記外ケースに前記冷却風を前記取り入れ口に導く空気導入口と、前記排気口から排出される冷却風を前記外ケースの外部に導く空気導出口とが設けられている、
ことを特徴とするカメラ装置。
前記第２の仮想軸は、前記第１の仮想軸と直交する平面上を延在し、前記外側開口は、前記第１の仮想軸と平行する方向に沿って延在形成され、前記外側開口は、前記空気導入口と前記空気導出口とを兼ねていることを特徴とする請求項１記載のカメラ装置。
前記第２の仮想軸は、前記第１の仮想軸と直交する平面上を延在し、前記外側開口は、前記第１の仮想軸と平行する方向に沿って延在形成され、前記外ケースに空気の流通を可能とした空気流通口が設けられ、前記空気導入口は前記外側開口または前記空気流通口の一方で構成され、前記空気導出口は前記外側開口または前記空気流通口の他方で構成されていることを特徴とする請求項１記載のカメラ装置。
前記ベース部材は、前記外ケースが取り付けられる取り付け面を有し、前記第１の仮想軸は前記取り付け面に対して直交していることを特徴とする請求項１記載のカメラ装置。
前記ベース部材は、前記外ケースが取り付けられる取り付け面を有し、前記第１の仮想軸は前記取り付け面に対して直交し、前記外ケースは前記取り付け面に対して直交する方向に延在して設けられていることを特徴とする請求項１記載のカメラ装置。
前記ベース部材は、前記外ケースが取り付けられる取り付け面を有し、前記第１の仮想軸は前記取り付け面に対して直交し、前記外ケースは前記取り付け面に対して直交する方向に延在して設けられ、前記外側開口は前記外ケースが前記取り付け面に臨む箇所からその延在方向の先部にわたって延在形成されていることを特徴とする請求項１記載のカメラ装置。
前記ベース部材は、前記外ケースが取り付けられる取り付け面を有し、前記第１の仮想軸は前記取り付け面に対して直交し、前記外ケースは前記取り付け面に対して直交する方向に延在して設けられ、前記外側開口は前記外ケースが前記取り付け面に臨む箇所からその延在方向の先部にわたって延在形成され、前記外側開口が前記空気導入口と前記空気導出口とを兼ねていることを特徴とする請求項１記載のカメラ装置。
前記ベース部材は、前記外ケースが取り付けられる取り付け面を有し、前記第１の仮想軸は前記取り付け面に対して直交し、前記外ケースは前記取り付け面に対して直交する方向に延在して設けられ、前記外側開口は前記外ケースが前記取り付け面に臨む箇所からその延在方向の先部にわたって延在形成され、前記外ケースに空気の流通を可能とした空気流通口が設けられ、前記空気導入口は前記外側開口または前記空気流通口の一方で構成され、前記空気導出口は前記外側開口または前記空気流通口の他方で構成されていることを特徴とする請求項１記載のカメラ装置。
前記冷却ファンは前記内ケースの内側に配設されていることを特徴とする請求項１記載のカメラ装置。
前記冷却ファンは前記支持部材に防振ゴムを介して取着され前記内ケースの内側に配設されていることを特徴とする請求項１記載のカメラ装置。