JP2008243615A - ライトユニットおよびこのライトユニットを用いた撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 放熱性を高くすることによって光源が高温環境下に晒されず、しかも、種々の電気機器に対して容易に着脱可能なライトユニットを提供する。また、ライトユニットの放熱性を高くするとともに、当該ライトユニットの着脱を容易にした撮像装置を提供する。
【解決手段】 撮像を行うカメラ機構を内蔵したボディ２０には、外面に開口するライト取付穴２６を設けるとともに、ライト取付穴２６にライトユニットＬを着脱自在に組み込んでなり、このライトユニットＬは、透光カバー１１と、透光カバー１１を固定するとともに熱伝導性を有する金属製ケーシング１２と、金属製ケーシング１２に組み込んだ放熱用金属製基板１４と、放熱用金属製基板１４に固定した光源１６と、光源１６に電気を供給する電源接続基板１５とを備え、放熱用金属製基板１４を金属製ケーシング１２に接触させる構成にした。
【選択図】 図４

Description

この発明は、放熱性に優れ、かつ、電気機器に対して容易に着脱可能なライトユニット、およびそのライトユニットを備えた撮像装置に関する。

現在、ほとんどの電気機器には照明機能が備えられているが、こうした照明機能を有する電気機器においては、如何にライトから発する熱を放熱するかという共通の課題を有している。こうした課題を有する装置の一つとして、防犯目的で設置される撮像装置、いわゆる監視カメラがある。
図８に示す撮像装置は、本体ケース１と、この本体ケース１に固定する前面ケース２とからなるボディ３を備えてなる。上記本体ケース１内部には、レンズ４等からなる撮像機能を有するカメラ機構と、このカメラ機構に電気を供給する電気制御部とを内蔵している。

そして、本体ケース１の開口には、ライト機構ＬＵを固定しているが、このライト機構ＬＵは、レンズ４を貫通させる円盤状のプラスチック基板５と、このプラスチック基板５に固定した複数の光源（低出力赤外線ＬＥＤ）６とからなる。また、プラスチック基板５に配置する上記光源６は、上記電気制御部に直列に接続されており、この電気制御部からの供給電力により発光するようにしている。
上記のように、ライト機構ＬＵを開口に固定した本体ケース１には、ライト機構ＬＵを覆うようにして、前面ケース２を固定する。この前面ケース２は、その平面２ａを透明ガラスで構成しており、上記光源６から出力する光を透過させるとともに、この出力光の照射範囲内を上記カメラ機構が撮像できるようにしている。

また、上記本体ケース１と前面ケース２とは、それら両者をねじ結合によって固定するようにしているが、これら両者の間にはシール７を介在させている。このように、両者の結合部分にシール７を介在させるのは、防水性を高めるためである。特に、監視カメラを屋外に設置する場合等には、ボディ３内に雨水が浸入するおそれがあるが、ボディ３内に水が浸入してしまうと、カメラ機構が故障したり、あるいは電気制御部がショートしてしまったりする。
そこで、本体ケース１と前面ケース２との間にシール７を介在させて、ボディ３内に水が浸入しないようにしっかりと密封しているのである。
このように、装置内に水が浸入しないように、シールによって装置内をしっかりと密封するのは、いずれの電気機器においても共通であるが、特に照明機能を有する電気機器においては、水の浸入により電気回路がショートしてしまい、火災の発生にも繋がることから、一層厳重に密封性を高める必要がある。
なお、特に先行文献の調査はしていない。

上記の撮像装置においては、防水性を向上させるために装置内の密封性を高めているが、このように密封性を高めると、光源６から発生する熱が、前面ケース２内にこもってしまう。特に、外気温が３０度程度まで上昇する夏場においては、前面ケース２内は６０度程度にまで上昇してしまう。
前面ケース２内に熱がこもって装置内が高温になると、当然のこととして、光源６が故障してしまったり、あるいはカメラ機構にも悪影響が及んだりする。つまり、照明機能を有する電気機器においては、水の浸入による故障を防ぐためにどうしても密封性が要求されるが、密封性を追及して防水性を向上させれば、今度は熱がこもって装置が故障しやすくなってしまう。
このように、密封性が要求されるような電気機器に用いても、高い放熱性を実現するライト機構は未だ開発されていない。

また、上記のようにしてライト機構ＬＵが故障した場合には、ケースを分解してライト機構ＬＵを取り出すとともに、新たなライト機構ＬＵを取り付けなければならない。
しかし、監視カメラは高い位置に設置される場合が多く、このような場合には、ライト機構を交換するために、監視カメラ自体を天井等から取り外し、当該装置を分解してライト機構を交換し、そして再度監視カメラを天井等に固定しなければならない。
このように、監視カメラにおいて、ライト機構が短期間のうちに故障してしまうと、非常に面倒な交換作業を頻繁に行わなければならず、メンテナンス作業が煩雑化するという問題があった。

この発明の一の目的は、放熱性を高くすることによって光源が高温環境下に晒されず、しかも、種々の電気機器に対して容易に着脱可能なライトユニットを提供することである。
また、この発明の他の目的は、ライトユニットの放熱性を高くするとともに、当該ライトユニットの着脱を容易にした撮像装置を提供することである。

第１の発明は、透光カバーと、この透光カバーを固定するとともに熱伝導性を有する金属製ケーシングと、この金属製ケーシングに組み込んだ放熱用金属製基板と、この放熱用金属製基板に固定した光源と、この光源に電気を供給する電源接続基板とを備え、上記放熱用金属製基板を金属製ケーシングに接触させて、光源から発生する熱を放熱用金属製基板およびケーシングを介して外部に放熱させる点に特徴を有する。

第２の発明は、上記金属製ケーシングには、その内部を区画する着座壁を形成するとともに、この着座壁に上記放熱用金属製基板の平面を密着させて固定した点に特徴を有する。
第３の発明は、上記電源接続基板は、上記着座壁であって放熱用金属製基板を固定した面とは反対側の面に固定するとともに、この電源接続基板の平面と上記金属製ケーシングの端面とが面一になる点に特徴を有する。

第４の発明は、撮像を行うカメラ機構を内蔵したボディには、当該ボディの外面に開口する一または複数のライト取付穴を設けるとともに、このライト取付穴にライトユニットを着脱自在に組み込んでなり、このライトユニットは、透光カバーと、この透光カバーを固定するとともに熱伝導性を有する金属製ケーシングと、この金属製ケーシングに組み込んだ放熱用金属製基板と、この放熱用金属製基板に固定した光源と、この光源に電気を供給する電源接続基板とを備え、上記放熱用金属製基板を金属製ケーシングに接触させて、光源から発生する熱を放熱用金属製基板およびケーシングを介してボディに放熱させる点に特徴を有する。

第５の発明は、上記ボディは、本体ケースと、この本体ケースに固定した金属製の放熱用前面ケースとからなり、上記放熱用前面ケースに上記ライト取付穴を設けた点に特徴を有する。
第６の発明は、上記金属製ケーシングには、その内部を区画する着座壁を形成するとともに、この着座壁に上記放熱用金属製基板の平面を密着させて固定した点に特徴を有する。
第７の発明は、上記電源接続基板は、上記着座壁であって放熱用金属製基板を固定した面とは反対側の面に固定するとともに、この電源接続基板の平面と上記金属製ケーシングの端面とが面一になる点に特徴を有する。

第１の発明によれば、放熱用金属製基板を金属製ケーシングに接触させて、光源から発生する熱を放熱用金属製基板およびケーシングを介して外部に放熱させるので、ユニット内の温度上昇を抑えることができる。このように、ユニット内の温度上昇を抑えれば、光源が高温環境下に晒されることがなくなり、温度上昇に起因する光源の故障を防いで、ライトユニットの寿命を長くすることができる。
また、ライトユニットは、ケーシング内に放熱用金属製基板と、電源接続基板とをユニット化して組み込んでいるので、当該ライトユニット自体を電気機器に容易に着脱することができる。

第２の発明によれば、ケーシング内部に形成した着座壁に放熱用金属製基板の平面を密着させて固定したので、一層放熱性を高めることができる。
第３の発明によれば、放熱用金属製基板を固定した面とは反対側の面に電源接続基板を固定するとともに、この電源接続基板の平面とケーシングの端面とを面一にしたので、例えば、電気機器に設けたライト取付穴に対して、電源接続基板側から挿入するだけで、当該ライトユニットを容易に取り付けることが可能となる。

第４の発明によれば、光源から発生する熱が、放熱用金属製基板からケーシングに伝達するとともに、当該ケーシングからライト取付穴の内壁を介してボディに放熱されるので、放熱性を高めて撮像装置内の温度上昇を抑えることができる。このように、撮像装置内の温度上昇を抑えれば、温度上昇に起因する光源の故障やカメラ機構の故障を防ぐことができ、ライトユニットおよびカメラ機構の寿命を長くすることができる。
また、ライトユニットは、ケーシング内に放熱用金属製基板と、電源接続基板とをユニット化して組み込んでいるので、当該ライトユニットをライト取付穴に組み込むだけで、当該ライトユニットを容易に着脱することができる。このように、ライトユニットをボディに容易に着脱することができるので、例えば、光源の寿命によりライトユニットを交換する場合にも、撮像装置自体を壁面や天井等から取り外したり、あるいはボディを分解したりすることなく、外部から簡単にライトユニットのみを着脱することができる。したがって、撮像装置のメンテナンス作業を簡素化することができる。

第５の発明によれば、金属製の放熱用前面ケースにライト取付穴を設けたので、ライトユニットのケーシングに伝達した熱がボディに伝達しやすくなり、一層放熱性を高めることができる。
第６の発明によれば、ケーシング内部に形成した着座壁に放熱用金属製基板の平面を密着させて固定したので、一層放熱性を高めることができる。
第７の発明によれば、放熱用金属製基板を固定した面とは反対側の面に電源接続基板を固定するとともに、この電源接続基板の平面とケーシングの端面とを面一にしたので、ボディに設けたライト取付穴に、電源接続基板側からライトユニットを挿入するだけで、当該ライトユニットを容易に取り付けることができる。

図１〜５にこの発明のライトユニットの実施形態を示す。
図１に示すように、このライトユニットＬは、光を透過する透光カバー１１と、この透光カバー１１を固定する円筒のケーシング１２とからなる。上記透光カバー１１は、樹脂やガラス等の材質からなり、また、上記ケーシング１２は、アルミニウム等の熱伝導率が高い金属によって構成されている。なお、透光カバー１１は、光を透過すればどのような素材で構成してもよいし、また、着色を施しても構わない。
図２に示すように、上記透光カバー１１は、その一端を開口するとともに、この開口端側の外周面に雄ねじ１１ａを形成している。一方、上記ケーシング１２は、その一端側の内周面に雌ねじ１２ａを形成しており、この雌ねじに上記透光カバー１１の雄ねじ１１ａを螺合させるとともに、両者を接着剤によって完全に固定するようにしている。また、ケーシング１２の外周面には、ピッチを小さくしたねじ溝１２ｂを形成している。このねじ溝１２ｂは、電気機器に設けたねじ孔等にねじ結合させることによって、当該ライトユニットＬを電気機器に固定するためのものである。

なお、上記透光カバー１１とケーシング１２との螺合部分には、それら両者の螺合部分に隙間ができないようにシール１３を介在させている。
また、上記透光カバー１１の平面部１１ｂには、コイン溝１１ｃを形成しているが、このコイン溝１１ｃは、それに硬貨等を嵌めて回転させることによって、透光カバー１１およびケーシング１２を一体に回転させるためのものである。

そして、上記ケーシング１２内には、放熱用金属製基板１４および電源接続基板１５を組み込んでいるが、上記放熱用金属製基板１４には、その一方の面に高出力の赤外線ＬＥＤからなる光源１６を固定するとともに、この光源１６に電源接続基板１５から電気を供給するようにしている。
上記ライトユニットの構成について、図３、図４を用いて具体的に説明する。上記円筒状のケーシング１２には、その内部を区画する着座壁１２ｃを形成している。この着座壁１２ｃは、ケーシング１２と一体に形成されており、その外方に一対のねじ孔１２ｄ，１２ｄが形成されている。

そして、上記放熱用金属製基板１４は、上記ケーシング１２と同様に、アルミニウム等の熱伝導率の高い金属で構成される。
また、この放熱用金属製基板１４は、その外周面がケーシング１２の内周面にほぼ一致する寸法関係を維持している。そして、放熱用金属製基板１４の一方の面には光源１６を固定するとともに、他方の面を上記ケーシング１２の着座壁１２ｃに密着するようにしている。そして、放熱用金属製基板１４に形成したねじ孔１４ａ，１４ａを、ケーシング１２に形成したねじ孔１２ｄ，１２ｄに一致させるとともに、これら両ねじ孔１４ａ，１２ｄにねじｎを貫通させて、当該放熱用金属製基板１４をケーシング１２に固定している。

一方、上記電源接続基板１５は、導電性の素材で構成されており、図５に示すように、その一方の面１５ａのみを絶縁体でコーティングしている。そして、この絶縁体でコーティングした一方の面１５ａには、プラス端子１７とマイナス端子１８とを露出させている。なお、プラス端子１７は、電源接続基板１５の絶縁体がコーティングされていない部分、すなわち導電性を有する部分に接触している。
また、図４に示すように、上記電源接続基板１５と同様、着座壁１２ｃ、および放熱用金属製基板１４も導電性を有している。そして、上記光源１６には一対の接続端子１６ａ，１６ｂを備えるとともに、この一方の接続端子１６ａを放熱用金属製基板１４に接触させている。

したがって、プラス端子１７は、電源接続基板１５の導電性を有する部分→着座壁１２ｃ→放熱用金属製基板１４→接続端子１６ａを介して光源１６に電気的に接続されることとなる。
これに対して上記マイナス端子１８は、図５からも明らかなように、絶縁体のコーティング上に設けて、導電性を有する部分には接触しないようにするとともに、このマイナス端子１８に、外周を絶縁体で覆った導線１９を接続している。
この導線１９は、電源接続基板１５に形成した貫通孔１５ｂを介して、一方の面１５ａから裏側の面に導くようにしている。そして、具体的には図示しないが、着座壁１２ｃおよび放熱用金属製基板１４を貫通して光源１６の他方の端子１６ｂに接続されている。ただし、導線１９は、外周を覆う絶縁体によって、放熱用金属製基板１４および着座壁１２ｃからも電気的に遮断されている。

また、上記の電源接続基板１５は、ケーシング１２の着座壁１２ｃであって、上記放熱用金属製基板１４を固定した面とは反対側の面にしっかりと面接触させる。そして、電源接続基板１５に形成したねじ孔１５ｃ，１５ｃを、ケーシング１２に形成したねじ孔１２ｄ，１２ｄに一致させるとともに、これら両ねじ孔１５ｃ，１２ｄにねじｎを貫通させて、当該電源接続基板１５をケーシング１２に固定している。
なお、上記電源接続基板１５は、それをケーシング１２に固定したとき、両端子１７，１８を設けた一方の面１５ａが、ケーシング１２の開口端側に露出するようにしている。そして、電源接続基板１５における両端子１７，１８を設けた一方の面１５ａと、ケーシング１２の開口端とが面一になる寸法関係を維持している。

上記の構成からなるライトユニットＬは、両端子１７，１８を電源に接続することによって光源１６が発光する。光源１６が発光すると、当然のこととして発熱するが、この光源１６から生じる熱は、放熱用金属製基板１４を介して着座壁１２ｃに伝達する。このように、着座壁１２ｃに伝達した熱は、そのままケーシング１２の外装面に伝達されるとともに、この外装面を通じて外部に放熱される。
したがって、光源１６から発熱しても、この熱がケーシング１２を介して速やかに外部に放熱されるので、透光カバー１１内に熱がこもることがなく、光源１６が高温にさらされることがない。
また、上記のように透光カバー１１内に熱がこもらないので、高出力の光源１６を用いることができる。このように高出力の光源１６を用いることができるので、複数の光源を用いていた従来に比べて、ライトユニットを小型化することができ、ライトユニットを用いる電気機器の設計の自由度を増すことができる。

そして、図６、図７に示す撮像装置は、上記ライトユニットＬを用いた電気機器の一例である。この撮像装置Ｓは、監視カメラとして設置されるもので、ボディ２０内に、撮像を司るカメラ機構２１と、このカメラ機構２１に電気を供給する電気制御部２２とを内蔵している。ここでいうカメラ機構とは、レンズや撮像素子、電子回路基板等の撮像に関わる構成要素を広く含むものであり、電気制御部とは、接続した電源から供給される電力によって、上記カメラ機構やライトユニットを制御するものである。
そして、ボディ２０は、本体ケース２３と、この本体ケース２３に固定した放熱用前面ケース２４とからなる。この放熱用前面ケース２４は、アルミニウム等の放熱性の高い金属で構成されており、この放熱用前面ケース２４に上記カメラ機構２１を構成するレンズ２５を開口させている。

また、この放熱用前面ケース２４には、上記レンズ２５が開口する面と同一面に、一対のライト取付穴２６，２６を開口させている。そして、このライト取付穴２６，２６に、上記ライトユニットＬのケーシング１２をねじ結合により固定している。
ライトユニットＬをライト取付穴２６に組み込む際には、透光カバー１１に形成したコイン溝１１ｃに硬貨等を嵌めて、ライトユニットＬを回転させることによって、ライト取付穴２６にケーシング１２をねじ結合させる。
そして、ライトユニットＬをライト取付穴２６に固定したとき、透光カバー１１の平面部１１ｂが、ちょうど放熱用前面ケース２４の開口面と面一になるようにしている。

さらに、上記ライト取付穴２６の底部には、電気制御部２２に接続した端子２７，２８が設けられており、ライトユニットＬが固定された状態で、電源接続基板１５に設けた両端子１７，１８と、上記端子２７，２８とが接触するようにしている。したがって、ライトユニットＬをライト取付穴２６に固定することにより、ライトユニットＬに電気制御部２２から電気の供給が可能となる。
上記の構成からなる撮像装置Ｓにおいて、電気制御部２２からライトユニットＬに電気を供給すると光源１６が発光する。光源１６が発光すると、当然のこととして発熱するが、この光源１６から生じる熱は、放熱用金属製基板１４を介して着座壁１２ｃに伝達する。このように、着座壁１２ｃに伝達した熱は、そのままケーシング１２の外装面およびライト取付穴２６を介して、放熱用前面ケース２４に伝達し、この放熱用前面ケース２４から外部に放熱される。
したがって、光源１６から発熱しても、この熱がケーシング１２および放熱用前面ケース２４を介して速やかに外部に放熱されるので、透光カバー１１内に熱がこもることがなく、光源１６が高温にさらされることがない。

なお、上記ライトユニットＬにおいては、ケーシング１２の外周に形成したねじ溝１２ｂのピッチを小さくしている。このように、ねじ溝１２ｂのピッチを小さくすれば、ライト取付穴２６の内周面との接触面積を大きくすることができ、ケーシング１２から放熱用前面ケース２４への熱伝達率を一層高めることができる。
また、この撮像装置Ｓにおいては、放熱用前面ケース２４にライト取付穴２６を開口させるとともに、このライト取付穴２６にユニット化されたライトユニットＬを取り付けるようにしている。したがって、撮像装置Ｓを分解することなく、簡単にライトユニットＬを着脱することができる。
なお、上記撮像装置Ｓにおいては、ボディ２０を放熱用前面ケース２４と本体ケース２３とで構成したが、これらを一体に形成してもよい。
また、上記撮像装置ＳにはライトユニットＬを２つ設けているが、このようにライトユニットＬを複数設けることによって、照射距離を長くすることができる。ただし、照射距離にこだわらなければ、ライトユニットＬを１つだけ設けても構わない。

なお、上記実施形態においては、光源として赤外線ＬＥＤを用いたが、光源は赤外線ＬＥＤに限らず、用途に応じて適宜決定すればよい。また、上記実施形態では、放熱用金属製基板に光源を１つだけ固定したが、この放熱用金属製基板にはいくつの光源を固定してもよい。
また、上記ライトユニットＬを用いる電気機器は、撮像装置に限らずどのような電気機器に用いてもよい。

この実施形態のライトユニットを示す図である。 ライトユニットの分解図である。 ライトユニットを分解した状態を示す断面図である。 ライトユニットを組み立てた状態を示す断面図である。 電源接続基板の平面図である。 この実施形態の撮像装置を示す図である。 図６におけるＶＩＩ−ＶＩＩ線断面図である。 従来の撮像装置を示す図である。

符号の説明

１１ 透光カバー
１２ ケーシング
１２ｃ 着座壁
１４ 放熱用金属製基板
１５ 電源接続基板
１６ 光源
２０ ボディ
２１ カメラ機構
２３ 本体ケース
２４ 放熱用前面ケース
２６ ライト取付穴
Ｌ ライトユニット
Ｓ 撮像装置

Claims (7)

1. 透光カバーと、この透光カバーを固定するとともに熱伝導性を有する金属製ケーシングと、この金属製ケーシングに組み込んだ放熱用金属製基板と、この放熱用金属製基板に固定した光源と、この光源に電気を供給する電源接続基板とを備え、上記放熱用金属製基板を金属製ケーシングに接触させて、光源から発生する熱を放熱用金属製基板およびケーシングを介して外部に放熱させる構成にしたライトユニット。
2. 上記金属製ケーシングには、その内部を区画する着座壁を形成するとともに、この着座壁に上記放熱用金属製基板の平面を密着させて固定した上記請求項１記載のライトユニット。
3. 上記電源接続基板は、上記着座壁であって放熱用金属製基板を固定した面とは反対側の面に固定するとともに、この電源接続基板の平面と上記金属製ケーシングの端面とが面一になる構成にした上記請求項２記載のライトユニット。
4. 撮像を行うカメラ機構を内蔵したボディには、当該ボディの外面に開口する一または複数のライト取付穴を設けるとともに、このライト取付穴にライトユニットを着脱自在に組み込んでなり、このライトユニットは、透光カバーと、この透光カバーを固定するとともに熱伝導性を有する金属製ケーシングと、この金属製ケーシングに組み込んだ放熱用金属製基板と、この放熱用金属製基板に固定した光源と、この光源に電気を供給する電源接続基板とを備え、上記放熱用金属製基板を金属製ケーシングに接触させて、光源から発生する熱を放熱用金属製基板およびケーシングを介してボディに放熱させる構成にした撮像装置。
5. 上記ボディは、本体ケースと、この本体ケースに固定した金属製の放熱用前面ケースとからなり、上記放熱用前面ケースに上記ライト取付穴を設けた請求項４記載の撮像装置。
6. 上記金属製ケーシングには、その内部を区画する着座壁を形成するとともに、この着座壁に上記放熱用金属製基板の平面を密着させて固定した上記請求項４または５に記載の撮像装置。
7. 上記電源接続基板は、上記着座壁であって放熱用金属製基板を固定した面とは反対側の面に固定するとともに、この電源接続基板の平面と上記金属製ケーシングの端面とが面一になる構成にした上記請求項６記載の撮像装置。

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