JP2009017245A - ドーム型カメラ - Google Patents

Abstract

【課題】ノイズに弱い信号を回転機構から固定された回路基板までの長い距離を高価なケーブル及びコネクタで引き回す事無く、高発熱の回路基板を回転機構内に実装するにも係らず放熱効果の高い構造のドーム型監視カメラを提供する事にある。
【解決手段】ネットワークカメラ回路部分４−１を、パン角調整板７、チルト角調整板９、光軸周り回転板１１等からなる回転機構を介して、筐体２の内側円周状の突起である回転機構支持部６で保持する構造により、撮像装置の発熱を、効率よく筐体外に廃熱する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ドーム型ビデオカメラに関するものである。

監視用ビデオカメラは、形状からボックス型とドーム型の大きく２種類に分類される。ボックス型は、ビデオカメラを箱型の筐体に実装したもので、監視対象の人物に、監視されているという威嚇の効果も兼ね備えた監視カメラである。一方ドーム型は、ドーム状の筐体にビデオカメラを実装したもので、室内のデザインに溶け込み監視対象の人物に監視されている事を意識させないという狙いをもっている。ボックス型は、箱型という電子機器として一般的な筐体構造であるのに比べ、ドーム型は、ドームの中に一定の範囲で自由に動く回転機構部分にカメラを取付ける構造のため、外気と接する筐体部分と発熱部分が空気でアイソレートされ、放熱の工夫が必要である。

ドーム型カメラの放熱の工夫について、例えば、特許文献１には、課題として、「小型かつ目立たない形状で、放熱孔かに優れた固定カメラ装置を得る。」と記載されており、解決手段として、「カメラ５を収納するドーム部６と、カメラ５との間で信号を入出力する電子部品を搭載した基板７を収納する筐体４と、熱伝導率の高い材料で形成され、基板７を筐体に固定する基板固定部８ａと、熱伝導率の高い材料で形成され、筐体４の外壁内に、筐体４の成形材に覆われるように設けられた板金部８ｂを備え、基板固定部８ａと板金部８ｂは、筐体４にインサート成型されている。」と記載されている（要約参照）。

特開２００６−２１７０６１号公報

特許文献１のように、回転機構部分にはレンズと撮像素子等を実装し、発熱量の大きな回路基板を、円柱或いは円錐台の形状の熱伝導率の高い物質からなる筐体部分に分離して実装する手法では、回転機構部分から筐体部分に固定された回路基板までの距離を、ノイズに弱い信号を伝送するために、細線同軸ケーブルや対応する高価なコネクタを使用する必要があり、このような配慮を行ってもノイズが増加し、画質の劣化、ノイズ対策による開発の遅延を招くという問題があった。

本発明の目的は、ノイズに弱い信号を回転機構から固定された回路基板までの長い距離を高価なケーブル及びコネクタで引き回す事無く、高発熱の回路基板を回転機構内に実装するにも係らず放熱効果の高い構造のドーム型監視カメラを提供する事にある。

本発明のドーム型カメラは、回動機構を有するレンズ部と、撮像処理と通信制御を行う撮像回路部を一体化するとともに、筐体内側に設けた回転機構支持部で支持する構造とすることにより、小型で放熱性に優れ、レンズ位置調整が容易なドーム型カメラを提供するものであり、詳細は、請求項に記載する通りである。

本発明によれば、レンズ部、及び撮像素子からネットワークインタフェース部分までを一体化して構成可能となり、ノイズに弱い信号を引き回すための高価な構造が不要となり、安価なドーム型監視カメラを提供可能となる。装置内温度が低下する事より、ノイズが少なく映像品質が高く、故障率の低い高信頼性を確保できる効果もある。また、回転機構を支える支柱と筐体構造が一体化できるので、カメラの小型化にも寄与する。

以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。

図１は、本発明の一実施例を示す断面図である。図２は、本発明の一実施例を示す上面図であり、図３は本発明の一実施例を示す斜め上方からの俯瞰図であり、図１１は、本発明の放熱構造を簡素化して説明した図である。

図１において、ドームカメラ本体１は、外周をドーム部３、筐体２及び底板１３で密閉された構造になっており、レンズ５とネットワークカメラ回路部分４−１からなる撮像装置を本体中央部分に実装する。レンズ５とネットワークカメラ回路部分４−１からなる撮像装置は、ドームカメラ本体１を建物の天井や壁に設置後、所望の被写体を撮像するために、パン角度とチルト角の調整を行う。壁に設置する場合、パン角とチルト角調整により所望の被写体にレンズ５を向ける事が可能であるが、正立した映像でなくパン角分だけ斜めに回転した映像となるため、レンズの光軸周りにパン角と反対向きに回転させる必要がある。そのため、回転機構は、パン角調整板７、パン角固定ネジ８、チルト角調整板９、チルト角固定ネジ１０、光軸周り回転板１１、光軸周り回転固定ネジ１２で構成される。
レンズ５と前記回転機構を合わせて広義にレンズ部と呼称し、レンズ５と撮像回路部であるネットワークカメラ回路部分４−１を合わせて撮像部と呼称する。

レンズ５とネットワークカメラ回路部分４−１からなる撮像装置と、パン角調整板７、パン角固定ネジ８、チルト角調整板９、チルト角固定ネジ１０、光軸周り回転板１１、光軸周り回転固定ネジ１２で構成される回転機構は、熱伝導率の高い材料で作られた筐体２の内側から円周状に出っ張った回転機構支持部６で支持される。ネットワークカメラ回路部分４−１は、最低限シャーシ支柱２６−１及び２６−２で機械的(強度的)に光軸周り回転板１１と繋ぐ。しかしながら、このシャーシ支柱２６−１及び２６−２は、組立精度や機械的強度を保つために、熱伝導率よりも強度が優先されたり、組立容易性の観点から、細い支柱にせざるを得ない事が多く、ネットワークカメラ回路部分４−１と光軸周り回転板１１との熱的接続は、このシャーシ支柱２６−１及び２６−２で固定組み立てた後に、アルミニュームや銅の板金で行う場合が多い。
ドームカメラ本体１は、ネットワークケーブルや電源ケーブル、外付けセンサーケーブル等で外部と接続する。これらのケーブルは、底板１３に開けた穴から引き出す際、受電基板１４で中継してネットワークカメラ回路部分４−１に接続する。

図２は、本発明の一実施例を示す上面図であり、図１と同じ対象を、ドーム部３を外した状態で角度を変えて示すものである。この角度から新しく見えるのは、筐体面にLED等でカメラの状態を表示するために設けた表示基板１５及び音声をモニタするためのマイクロフォン１６である。表示基板１５及びマイクロフォン１６は、ネットワークカメラ回路部分４−１と接続される。また、パン角調整板７に開けたパン角固定ネジガイド穴２３及びチルト角調整板９に開けられた光軸周り回転固定ネジガイド穴２４を確認できる。これらのガイド穴は、回転板の伝熱性能低下を伴うが、低下を防ぐ工夫については後述する。図２からパン角調整板７の調整幅が±１０度程度しか無い事が判るが、本実施例では、大まかなパン角は、ドームカメラ本体１を取付ける時に決めて取り付け、パン角調整板７では微調整を行う仕様で設計している。

図３は、図２と同様図１と同じ対象を、ドーム部３を外した状態で角度を変えて示すものであり、ネットワークケーブルを引き出すケーブル引き出し穴大１７と、電源ケーブルや外付けセンサーケーブル等を引き出すケーブル引き出し穴小１８を含む構造を示す。

図１１は、ネットワークカメラ回路部分４−１から回転機構及び回転機構支持部６を介して筐体２までの伝熱構造を判りやすく示すために簡素化した図であり、図１１において
ネットワークカメラ回路部分４−１と光軸周り回転板１１を熱的に接続する部分が、伝熱板２７である。ネットワークカメラ回路部分４−１で発生した熱は、１部シャーシ支柱２６からも伝わるが、大部分は伝熱板２７、光軸周り回転板１１、チルト角調整板９、パン角調整板７、回転機構支持部６を介して筐体２に伝わる。

図１から図３お呼び図１１で示す本発明の一実施例では、レンズ５とネットワークカメラ回路部分４−１からなる撮像装置を回転機構に搭載し、熱伝導率の高い材料で作られた筐体２の内側から円周状に出っ張った回転機構支持部６で直接支持する構造であるため、発熱体であるネットワークカメラ回路部分４−１と放熱部分である筐体２との熱抵抗を低く抑えられる。

また、筐体２と回転機構支持部６で回転機構と撮像装置を保持し、専用の柱構造を省く事でカメラの小型化も実現している。

図６に監視用ビデオカメラブロック図を示す。図中（Ａ）は、ネットワークカメラのブロック図であり、（Ｂ）はアナログカメラのブロック図である。アナログカメラでは、（Ｂ）に示すように、レンズ５で撮像素子１０１に投影した像による信号を信号処理部１０２で信号処理し、画像処理部１０３で処理した画像を映像信号生成部１０４でアナログの映像信号として映像信号出力１０５から送出する。ネットワークカメラでは、（Ａ）に示すように（Ｂ）と同様の回路部分に加え、画像圧縮部１０６、通信制御部１０７、ネットワークインタフェース部１０８が存在し、デジタル化し圧縮したデータとしてネットワークケーブル１０９から映像が送出される。ネットワークカメラで映像信号出力１０５は、設置時の確認用に使われる。現在の技術では、図６（Ｂ）で示すアナログカメラの消費電力は２〜３Ｗ程度であり、図６（Ａ）で示すネットワークカメラの消費電力は５〜８Ｗ程度であり、放熱設計を行う上で、アナログカメラよりもネットワークカメラの方が条件が厳しい。

回転機構部には、最低でもレンズ５及び撮像素子１０１の搭載が必須であり、固定されて冷却しやすい筐体部分に発熱量の大きい回路ブロックを分離して実装する場合の切り口は、撮像素子１０１の出力以外にも考えられるが、ネットワークインタフェース部１０８の出力であるネットワークケーブル１０９から送出される信号が、最も信号本数が少なく長距離伝送に耐えうる仕様である。信号配線数及び信号品質の観点から、ネットワークカメラ回路部分４−１を同一基板或いは同一シャーシ化する実装設計が理想である。

本発明によれば、信号配線数及び信号品質の観点から理想であるネットワークカメラ回路部分４−１の一体化と、効率的な放熱設計を同時に満足でき、安価なドーム型監視カメラの提供、装置内温度が低下する事より、ノイズが少なく映像品質が高く、故障率の低い高信頼性の小型カメラを提供可能である。また、ネットワークカメラ回路部分４−１が一体化しているため、回転機構を付加するだけでボックスカメラの設計資産を流用して設計期間、設計投資を節約できる利点もある。

図４に従来のアナログカメラの一例を示す断面図を示す。図４においてアナログカメラ回路部分４−２と回転機構部分を、支柱１９を介して保持する。図５は、放熱構造を説明するモデル図であり、（Ａ）は図１で示す本発明の一実施例の熱抵抗モデルであり、（Ｂ）は、図４で示す従来のアナログカメラの一例の熱抵抗モデルである。本発明では、（Ａ）に示すように、発熱体であるネットワークカメラ回路部分４−１が、回転機構を構成するパン角調整板７チルト角調整板９、光軸周り回転板１１のみを介し筐体２に接続している事から、低い熱抵抗を実現できる。（Ｂ）では、発熱体であるアナログカメラ回路部分４−２が回転機構に加え支柱１９及び底板１３を介して筐体２に接続するため熱抵抗が高い。しかし、アナログカメラの場合は発熱量が小さく大幅な小型化を行う場合以外は特に問題とはならない。

ここで、公知例特開２００６−２１７０６１号で示されたドームカメラの構造例を図８に示す。図８において、２２は撮像信号ケーブルであり、回転機構部分に実装した撮像素子１０１の信号を、固定部分に実装されたネットワークカメラデジタル回路部分４−３まで、例えば複数の同軸線等で伝送する。ネットワークカメラデジタル回路部分４−３は、図６（Ａ）のネットワークカメラ回路部分４−１から撮像素子１０１を除いたもの、或いは撮像素子１０１及び信号処理１０２を除いたもの、或いは撮像素子１０１及び信号処理１０２お呼び画像処理１０３を除いたものである。ネットワークカメラ回路部分４−１が回転機構に実装する撮像素子１０１等と固定された筐体２側に分離して実装されるため、複数の屈曲性の高い細線同軸ケーブルを使ってノイズに敏感な信号を伝送する必要があるため、実装構造が複雑で高価になる、ノイズにより画質が低下する、ノイズ対策により開発期間が遅延する等の問題がある。

本発明のポイントとなる回転機構支持部６の形状について、図７を用いて説明する。図７において、新しくパン角固定ネジ穴２１が確認できる。図７の（Ａ）に示すように回転機構支持部６は、筐体２の内側円周の全周囲に渡って設ける場合、（Ｂ）に示すように、円周の１部に形成する場合がある。

図７では、本発明のポイントとなる回転機構支持部６の形状について説明したが、ここでは、回転機構支持部６とパン角調整板７の接続部分の形状、寸法について図９で説明する。図中、t1はパン角調整板７の厚さ、t2は回転機構支持部６の厚さ、L1は回転機構支持部６の突起部分長さ、L2はパン角調整板７のパン角固定ネジガイド穴２３から先の長さ、Ｌ３はパン角固定ネジガイド穴２３の直径、Ｌ４は回転機構支持部６先端部分とパン角調整板７のチルト角調整ネジ側部分との重なり長さを示す。パン角調整板７に開けたパン角固定ネジガイド穴２３は、パン角調整板７と回転機構支持部６接続構造の伝熱性能低下を伴うため、回転機構支持部６先端部分とパン角調整板７のチルト角調整ネジ側部分との重なり部分の長さＬ４を十分な長さにする必要がある。パン角調整板７と回転機構支持部６との接触部分による熱抵抗の上昇が無い場合でも、このＬ４がパン角調整板７の厚さt1より少ないと熱が伝わるボトルネックとなるため、最低でもパン角調整板７の厚さt1以上である必要がある。本実施例で、L4は、t1より大きな3mmである。このような条件で設計する事により、低い熱抵抗を実現可能である。

通常金属板と金属板との接触部分の熱抵抗は制御が困難であり、ネジ止め等で金属板同士を密着させる手法が一般的であるが、図１０に示すように熱伝導性シート２５を金属板間に挿入して熱抵抗を低く保つ手法を本発明に適用する事も可能である。図１１に示す伝熱板２７と発熱体であるＬＳＩのパッケージとの間に熱伝導性シートを使うのは常識である。

図９においては、パン角調整板７に開けたパン角固定ネジガイド穴２３により、パン角調整板７と回転機構支持部６接続構造の伝熱性能低下を防ぐ寸法上の工夫を説明したが、光軸周り回転固定ネジガイド穴２４においても同様に、光軸周り回転板１１とパン角調整板７との伝熱性能低下の可能性も示している。図１２においては、光軸周り固定ネジ案２８が確認できる。図１２は、本発明のチルト角調整板９と光軸周り回転板１０の一例を示してあり、角度Ａは、ドームカメラ本体１を壁に設置する場合、パン角とチルト角調整により所望の被写体にレンズ５を向けた後、正立した映像を得るため、光軸周り回転板１１を、パン角回転分だけパン角の反対周りに回転させる角度である。チルト角調整板９に開けられた光軸周り回転固定ネジガイド穴２４による熱伝導路を断ち切らないためには、完全な円形の光軸周り回転板１１を密着して重ねる事で対応できる。しかしながら光軸周り回転板１１は、シャーシ支柱２６等でネットワークカメラ回路部分４−１を構造的に支える必要があり、かつチルト角調整板９と光軸周り回転板１１は重なりつつ滑らかに回転する機能が求められる。そのような理由から光軸周り回転板１１には、ネジ等の突起物を付けられないため、同一板金を切り抜いてシャーシ支柱２６−１から２６−３を設ける必要があり、完全な円形で構成する事が困難である。そのような場合は、光軸周り回転板１１を角度Ａだけ回転させても、両端に２箇所あるパン角調整板７と接触するチルト角固定ネジ１０近辺までは、光軸周り回転固定ネジガイド穴２４を光軸周り回転板１１が塞ぐ構造となるよう、シャーシ支柱２６切り出し寸法を制御する。

本発明は、ネットワークカメラ、特に高解像度でフレームレートの高いネットワークカメラに好適である。

本発明の一実施例を示す断面図。 本発明の一実施例を示す上面図。 本発明の一実施例を示す斜め上方からの俯瞰図。 従来のアナログカメラの一例を示す断面図。 放熱構造を説明するモデル図。 監視用ビデオカメラブロック図。 本発明の筐体内突起の形状説明図。 従来のネットワークカメラの１例説明図。 本発明の回転機構支持部分詳細図。 本発明の回転機構支持部分の応用例。 本発明の放熱構造を簡素化した図。 本発明のチルト角調整板と光軸周り回転板の例。

符号の説明

１…ドームカメラ本体
２…筐体
３…ドーム部
４…回路部分
４−１…ネットワークカメラ回路部分
４−２…アナログカメラ回路部分
４−３…ネットワークカメラデジタル回路部分
５…レンズ
６…回転機構支持部
７…パン角調整板
８…パン角固定ネジ
９…チルト角調整板
１０…チルト角固定ネジ
１１…光軸周り回転板
１２…光軸周り回転固定ネジ
１３…底板
１４…受電基板
１５…表示基板
１６…マイクロフォン
１７…ケーブル引き出し穴大
１８…ケーブル引き出し穴小
１９…支柱
２０…取付板
２１…パン角固定ネジ穴
２２…撮像信号ケーブル
２３…パン角固定ネジガイド穴
２４…光軸周り回転固定ネジガイド穴
２５…熱伝導性シート
２６…シャーシ支柱
２７…伝熱板
２８…光軸周り固定ネジ穴
１０１…撮像素子
１０２…信号処理部
１０３…画像処理部
１０４…映像信号生成部
１０５…映像信号出力
１０６…画像圧縮部
１０７…通信制御部
１０８…ネットワークインタフェース部
１０９…ネットワークケーブル

Claims (5)

1. 透明或いは半透明なドーム部と、円柱或いは円錐台に近似される形状の筐体部と、回動機構を有するレンズ部と、撮像回路部を備えるドーム型カメラであって、
   前記筐体部内側の全円周或いは円周の一部に回転機構支持部を設け、前記回転機構支持部に前記回動機構を有するレンズ部を含む前記撮像部を支持することを特徴とするドーム型カメラ。
2. 請求項１記載のドーム型カメラにおいて、前記撮像部に画像圧縮部、通信制御部、及び、通信インタフェース部を具備することを特徴とするドーム型カメラ。
3. 請求項１または２記載のドーム型カメラにおいて、前記回動機構を有するレンズ部に、パン角調整可能なパン角調整板と、前記パン角調整板に接続されたチルト角の調整可能なチルト角調整板と、前記チルト角調整板に接続され光軸周りの調整可能な光軸周り回転板と、前記光軸周り回転板に接続されるレンズ部を具備することを特徴とするドーム型カメラ。
4. 請求項３記載のドーム型カメラにおいて、前記撮像部を前記光軸周り回転板に保持する伝熱板を具備することを特徴とするドーム型カメラ。
5. 請求項３または４記載のドーム型カメラにおいて、前記パン角調整板のパン角固定ネジガイド穴より内周部と前記回転機構支持部の前記筐体半径方向の接続寸法が、前記パン角調整板の厚さ以上とすることを特徴とするドーム型カメラ。

Images