JP5339833B2

JP5339833B2 - 撮像装置

Info

Publication number: JP5339833B2
Application number: JP2008244318A
Authority: JP
Inventors: 千冬富田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2008-09-24
Filing date: 2008-09-24
Publication date: 2013-11-13
Anticipated expiration: 2028-09-24
Also published as: JP2010081046A

Description

本発明は、例えば監視カメラ等に用いられる撮像装置に関する。

従来のこの種の撮像装置としては、例えば次に示すものがある（特許文献１）。この撮像装置は、本体ケースに、カメラケースが角度調整可能に装着され、カメラケースには、カメラ部が収容されている。

カメラケースの外周側には、発光素子が配設されている。カメラケース及び発光素子は、本体ケースに取り付けられた球面状のカバー部材によって覆われている。カメラケースの前端部には、開口部が形成され、開口部の外周側には、カバー部材に沿って所定の間隙を存して延びる遮蔽部が形成されている。発光素子から照射される赤外光をこの遮蔽部で遮ることで、該赤外光がカメラケースの開口部からカメラ部に入り込んで発光素子の虚像が撮像されるのを防止している。

一方、図８は、従来の他の撮像装置を示す概略断面図である。

図８に示すように、この撮像装置は、球面状のケース１０７にカメラ部２０１が支持部材１０４を介して角度調整可能に支持されており、カメラ部２０１の外周部には、補助光照射装置１０６が配置されている。

カメラ部２０１は、球面状のケース１０７の曲率中心に略一致する位置に配置された回転軸１０８を介して支持部材１０４に支持されており、カメラ部２０１の撮影光軸Ａは、回転軸１０８の中心を通る直線上に配置されている。また、補助光照射装置１０６の光軸Ｂは、撮影光軸Ａから離れた位置に配置されている。

図９は、図８の状態からカメラ部２０１が回転軸１０８を支点として４５°回転した状態を示す概略断面図である。図８及び図９において、補助光照射装置１０６より照射された補助光は、ケース１０７の内面において透過光Ｌ１と反射光Ｌ２とに分光される。
特開２００１−１４５００４号公報

しかし、上記特許文献１の撮像装置では、経時変化により遮蔽部とカバー部材とが固着してしまうという問題や、カバー部材と遮蔽部との間の摩擦が撮影中のカメラ部の回転動作に悪影響を及ぼす可能性がある。

また、図８及び図９に示す撮像装置では、補助光照射装置１０６の光軸Ｂは、ケース１０７の曲率中心（カメラ部２０１の回転軸１０８の中心）を通る直線と一致していないため、反射光Ｌ２の反射角度はカメラ部２０１の回転位置によって異なる。

従って、反射光Ｌ２のケース１０７の内面での反射角度が一定とならないため、カメラ部２０１の回転角度によっては反射光Ｌ２がカメラ部２０１のレンズ鏡筒に入り込んで撮影画像に悪影響を及ぼす問題が生じる。

そこで、本発明は、撮影中のカメラ部のスムースな回転動作を確保することができると共に、補助光照射手段から照射される光のケースでの反射光をレンズ鏡筒に入り込み難くすることができる撮像装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の撮像装置は、回転動作が可能に配置されるカメラ部と、該カメラ部のレンズ鏡筒によって撮影される被写体に向けて補助光を照射する補助光照射手段と、前記カメラ部及び前記補助光照射手段を収容する球面状のケースと、を備える撮像装置であって、前記補助光照射手段の光学系の光軸は、前記ケースの曲率中心を通る直線に略一致する位置に配置され、前記補助光照射手段の開口部には、前記補助光の照射角度を規制するための規制部材が設けられ、前記レンズ鏡筒の撮影光軸は、前記補助光照射手段の光学系の光軸に対して離間配置されることを特徴とする。
また、本発明の撮像装置は、回転動作が可能に配置されるカメラ部と、該カメラ部のレンズ鏡筒によって撮影される被写体に向けて補助光を照射する補助光照射手段と、前記カメラ部及び前記補助光照射手段を収容する球面状のケースと、を備える撮像装置であって、前記補助光照射手段の光学系の光軸は、前記ケースの曲率中心を通る直線に略一致する位置に配置され、前記補助光照射手段の開口部には、前記補助光の照射角度を規制するための規制部材が設けられ、前記レンズ鏡筒の撮影光軸は、前記補助光照射手段の光学系の光軸に対して略平行に配置されることを特徴とする。

本発明によれば、撮影中のカメラ部のスムースな回転動作を確保することができると共に、補助光照射手段から照射される光のケースでの反射光をレンズ鏡筒に入り込み難くして撮影画像への悪影響を軽減することができる。

以下、本発明の実施形態の一例を図面を参照して説明する。

図１は、本発明の実施形態の一例である撮像装置を説明するための図であり、球面状のケースを装着する前の状態を示す斜視図である。

本実施形態の撮像装置は、図１に示すように、カメラ部１０１が、架台１０２のターンテーブル１０６に突設されたチルト支持腕１０４に回転軸１０８を介して支持されており、後述する球面状のケース１０７（図６参照）に収容された状態で用いられる。

ターンテーブル１０３の内部には、不図示の減速ギアやパンモータ５０８（図５参照）等の可動機構が組み込まれている。この可動機構の駆動によりターンテーブル１０３が垂直方向の軸線回りに回転し、カメラ部１０１がパン動作する。

また、チルト支持腕１０４の内部にも、不図示の減速ギアやチルトモータ５０７（図５参照）等の可動機構が組み込まれている。この可動機構の駆動により、チルト支持腕１０４が回転軸１０８の中心を支点に垂直方向に回転し、カメラ部１０１がチルト動作する。チルト支持腕１０４の回転軸１０８の中心は、球面状のケース１０７の曲率中心と略一致する位置に配置されている。これにより、少なくとも２つの異なる方向を向く回転軸線を中心にカメラ部１０１を回転動作させることができる。

カメラ部１０１の内部には、撮影画角を可変になすズーム機構が組み込まれたレンズ鏡筒１０５が設けられている。また、カメラ部１０１の側部には、カメラ部１０１で撮影される被写体に向けて例えば赤外照明等の補助光を照射開口部１０６を介して適宜照射する補助光照射装置５０５（図３参照）が設けられている。

図２は、レンズ鏡筒１０５の撮影光学系５０１を示す断面図である。

図２に示すように、撮影光学系５０１には、先端に固定された正の屈折力を有する第１レンズ群２０１と、負の屈折力を有し、変倍に伴ない第１レンズ群２０１の結像側で光軸に沿って駆動される第２レンズ群２０２とが配置されている。また、撮影光学系５０１には、正の屈折力を有し、変倍に伴ない第２レンズ群２０２の結像側で光軸に沿って駆動される第３レンズ群２０３が配置されている。

第３レンズ群２０３の結像側には、被写界の輝度に応じて開口面積を制御して適正な露光を得るための絞り２０４が配置され、絞り２０４の結像側には、正の屈折力を有する第４レンズ群２０５が固定配置されている。第４レンズ群２０５の結像側には、撮影光学系により結像された被写体像を電気信号に変換するＣＣＤセンサ２０６が配置されている。

第２レンズ群２０２は、ステッピングモータ２０７により回転駆動される送りねじ２０８により光軸方向に沿って進退移動する。また、第３レンズ群２０３も同様に、ステッピングモータ２０９により回転駆動される送りねじ２１０により光軸方向に沿って進退移動する。第２レンズ群２０２及び第３レンズ群２０３の光軸方向の移動により、撮影画角を適宜変更してズーミング撮影を行うことが可能となっている。絞り２０４は、モータ２１１によりその開口面積が制御されて、適正な露光の撮影を可能にする。

図３は、補助光照射装置５０５を説明するための断面図である。

この補助光照射装置５０５は、実装基板３０２に固定された素子保持枠３０３に複数の赤外発光ＬＥＤ３０１が取り付けられている。素子保持枠３０３の被写体側には、第１光学素子であるズーム固定パネル３０４が組み込まれている。

ズーム固定パネル３０４は、素子保持枠３０３に固定された押さえバネ３０５により、素子保持枠３０３の座面３０３ａに押圧接触している。圧縮バネ３１２は、ズーム固定パネル３０４を、押さえバネ３０５の押圧力による摩擦力に抗して光軸に対して直交する図３の下方向に付勢する。

光軸調整ネジ３０６は、素子保持枠３０３に螺合されており、筐体３０７から突出する調整つまみ部３０６ａを回すことで、光軸に対して直交する図３の上下方向に進退移動する。従って、ズーム固定パネル３０４は、圧縮バネ３１２による図３の下方向への付勢力に抗してその下端部３０４ａが光軸調整ネジ３０６により押圧されるので、該光軸調整ネジ３０６の回転量に応じて光軸に対して直交する図３の上下方向に移動可能となる。

なお、本実施形態では、このようにズーム固定パネル３０４を図３の上下方向に移動させる光軸調整機構の他に、ズーム固定パネル３０４を図３の紙面と直交する方向に移動させる光軸調整機構も配置されている。

ズーム固定パネル３０４の前面側には、ズーム移動パネル３０８が配置されている。ズーム移動パネル３０８は、筐体３０７に支持されたガイド軸３０９に光軸方向に沿って移動可能に嵌合される嵌合部３０８ａを有している。

そして、ズーム移動パネル３０８は、モータ３１０によって回転駆動される送りねじ３１１により光軸に沿って進退移動し、これにより、撮影レンズの画角に応じて赤外発光ＬＥＤ３０１から照射される赤外光線の照射範囲が変化する。

図４は、ズーム移動パネル３０８がモータ３１０により回転される送りねじ３１１により光軸方向に移動したときの補助光照射装置５０５の照射範囲の変化を説明するための断面図である。

図４（ａ）のＴＥＬＥ状態においては、ズーム移動パネル３０８とズーム固定パネル３０４との間隔が狭いため、平板ガラスが赤外発光ＬＥＤ３０１の前面に配置されたものとほぼ同等となり、赤外発光ＬＥＤ３０１の持つ配光とほぼ等しくなる。

赤外発光ＬＥＤ３０１は、本実施形態では、反射タイプのものであり、素子裏面に形成された略放物形状を成した反射傘の作用により、ほぼ平行光が照射され、図中破線で示すような光が被写界に向けて照射される。この様な照射光学系にすることで、光をより有効利用することが出来るため、ＴＥＬＥ状態でより光を集光して遠くまで届かせることが可能である。

図４（ｂ）のＷＩＤＥ状態においては、ズーム移動パネル３０８が送りねじ３１１の作用により、図中左方に繰り出され、ズーム移動パネル３０８とズーム固定パネル３０４との間隔が広くなる。

この状態では、赤外発光ＬＥＤ３０１からほぼ平行光で照射された光がズーム固定パネル３０４の凸レンズ部３０４ｂ、ズーム移動パネル３０８の凹レンズ部３０８ａで屈折して図中破線のように拡散光となり、ＷＩＤＥ状態の被写界を照射する事が可能となる。

図５は、本実施形態の撮像装置の制御ブロック図である。

図５に示すように、カメラ部１０１の撮影光学系５０１は、モータ駆動回路５０２及び映像信号処理部５０３を介して中央演算処理装置５０４に接続され、補助光照射装置５０５は、駆動回路５０６を介して中央演算処理装置５０４に接続されている。

この状態で、モニタ管理者などの手動操作により、図中制御信号線を介してズーム操作が行われると、上述したように、撮影光学系５０１のズーム機構が駆動され、撮影画角が変化する。

また、これに伴って、補助光照射装置５０５のズーム移動パネル３０８が駆動されて、赤外光の照射角度が変化する。更に、モニタ管理者の操作によるチルトモータ５０７及びパンモータ５０８の駆動により、カメラ部１０１がパン・チルト動作して被写体を追尾する事が可能となっている。

また、カメラ部１０１は、撮像フレーム信号などを一時記憶するメモリ５０９と、磁気テープ、固体メモリ又はハードディスクなどで構成された映像記録部５１０と、液晶モニタなどで構成された映像表示部５１１とを有している。

また、カメラ部１０１は、外部の電源供給源を介して中央演算処理装置５０４に電力を供給する電源回路５１２と、制御信号や映像信号のやり取りを行うための信号ケーブルと、連動解除スイッチ５１３とを有している。

連動解除スイッチ５１３のスイッチの作用により、撮影光学系５０１と補助光照射装置５０５との連動が解除されて、撮影光学系５０１はＷＩＤＥ状態に、補助光照射装置５０５はＴＥＬＥ状態に制御される。

図６は架台１０２に球面状のケース１０７を装着してカメラ部１０１を該ケース１０７で覆った状態を示す概略断面図、図７は図６の状態からカメラ部１０１が回転軸１０８を支点として４５°回転した状態を示す概略断面図である。

ケース１０７は、半透明とされており、補助光照射装置５０５から開口部１０６を介して照射された補助光は、ケース１０７を通過する透過光Ｌ１と、ケース１０７の内面で反射する反射光Ｌ２とに分光される。

ここで、本実施形態では、補助光照射装置５０５の光学系の光軸Ｂは、ケース１０７の曲率中心、即ち、カメラ部１０１の回転軸１０８の中心を通る直線と略一致する位置に配置されている。このため、カメラ部１０１の回転角度に関係なく、反射光Ｌ２は常に正反射光となる。

従って、反射光Ｌ２の反射角度が分かれば、反射光Ｌ２がカメラ部１０１のレンズ鏡筒１０５に入り込まない位置にカメラ部１０１の撮影光軸Ｂを配置することができる。本実施形態では、光軸Ｂに対して撮影光軸Ａを略平行に離間配置しており、また、補助光照射装置５０５の開口部１０６の周囲に、例えば逆円すい状のカバー（規制部材）１０９を設けて、補助光の照射角度が一定になるようにしている。

以上説明したように、本実施形態では、補助光照射装置５０５の光学系の光軸Ｂを、ケース１０７の曲率中心を通る直線に略一致する位置に配置している。これにより、補助光照射装置５０５から照射される光のケース１０７での反射光をレンズ鏡筒１０５に入り込み難くして撮影画像への悪影響を軽減することができると共に、撮影中のカメラ部１０１のスムースな回転動作を確保することができる。

また、補助光照射装置５０５の開口部１０６の周囲に補助光の照射角度を一定にするためカバー１０９を設けているので、ケース１０７での正反射光Ｌ２の反射角度を略一定に保つことができる。このため、レンズ鏡筒１０５に正反射光Ｌ２が入り込まない位置に該レンズ鏡筒１０５及び補助光照射装置５０５を配置することで、レンズ鏡筒１０５への正反射光Ｌ２の入り込みを確実に防ぐことができる。

なお、本発明は上記実施形態に例示したものに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。

例えば、上記実施形態では、カメラ部１０１に補助光照射装置５０５を一体に設けた場合を例示したが、必ずしもこのようにする必要はなく、カメラ部１０１と補助光照射装置５０５とを別体に配置してもよい。

本発明の実施形態の一例である撮像装置を説明するための図であり、球状のケースを装着する前の状態を示す斜視図である。レンズ鏡筒の撮影光学系を示す断面図である。補助光照射装置を説明するための断面図である。補助照明装置の照射範囲を説明するための断面図であり、（ａ）はＴＥＬＥ状態、（ｂ）はＷＩＤＥ状態である。撮像装置の制御ブロック図である。架台に球面状のケースを装着してカメラ部を該ケースで覆った状態を示す概略断面図である。図６の状態からカメラ部が回転軸を支点として４５°回転した状態を示す概略断面図である。従来の撮像装置を説明するための概略断面図である。図８の状態からカメラ部が回転軸を支点として４５°回転した状態を示す概略断面図である。

符号の説明

１０１カメラ部
１０２架台
１０３ターンテーブル
１０４チルト支持腕
１０５レンズ鏡筒
１０６照射開口部
１０７ケース
１０８回転軸
１０９カバー
２０１第１レンズ群
２０２第２レンズ群
２０３第３のレンズ群
２０４絞り
２０５第４レンズ群
２０６ＣＣＤセンサ
２０７ステッピングモータ
２０８送りねじ
２０９ステッピングモータ
２１０送りねじ
２１１モータ
３０１赤外発光ＬＥＤ
３０２実装基板
３０３素子保持枠
３０４ズーム固定パネル
３０５押さえバネ
３１２圧縮バネ
３０６光軸調整ネジ
３０７筐体
３０８ズーム移動パネル
３０９ガイド軸
３１０モータ
３１１送りねじ
５０１撮影光学系
５０２駆動回路
５０３映像信号処理部
５０５補助光照射装置
５０６駆動回路
５０４中央演算処理装置
５０７チルトモータ
５０８パンモータ
５０９メモリ
５１０映像記録部
５１１映像表示部
５１２電源回路
５１３連動解除スイッチ

Claims

回転動作が可能に配置されるカメラ部と、
該カメラ部のレンズ鏡筒によって撮影される被写体に向けて補助光を照射する補助光照射手段と、
前記カメラ部及び前記補助光照射手段を収容する球面状のケースと、を備える撮像装置であって、
前記補助光照射手段の光学系の光軸は、前記ケースの曲率中心を通る直線に略一致する位置に配置され、
前記補助光照射手段の開口部には、前記補助光の照射角度を規制するための規制部材が設けられ、
前記レンズ鏡筒の撮影光軸は、前記補助光照射手段の光学系の光軸に対して離間配置されることを特徴とする撮像装置。
前記補助光照射手段は、前記補助光が照射される範囲を変化させることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
回転動作が可能に配置されるカメラ部と、
該カメラ部のレンズ鏡筒によって撮影される被写体に向けて補助光を照射する補助光照射手段と、
前記カメラ部及び前記補助光照射手段を収容する球面状のケースと、を備える撮像装置であって、
前記補助光照射手段の光学系の光軸は、前記ケースの曲率中心を通る直線に略一致する位置に配置され、
前記補助光照射手段の開口部には、前記補助光の照射角度を規制するための規制部材が設けられ、
前記レンズ鏡筒の撮影光軸は、前記補助光照射手段の光学系の光軸に対して略平行に配置されることを特徴とする撮像装置。
前記レンズ鏡筒は、前記ケースで反射された前記補助光が前記レンズ鏡筒に入り込まない位置に配置されることを特徴とする請求項３に記載の撮像装置。
前記補助光照射手段は、前記補助光が照射される範囲を変化させることを特徴とする請求項３に記載の撮像装置。
前記補助光照射手段は、前記カメラ部と別体に配置されることを特徴とする請求項３に記載の撮像装置。