JP2015025939A - 水滴除去装置 - Google Patents

Abstract

【課題】カメラが撮像窓を介して被写体を撮像して取得する撮像画像の鮮明化を図ることができる水滴除去装置を提供する。
【解決手段】複数の噴出ノズル２１は、カメラ１２の撮像窓に衝撃波を噴出する。配置部は、複数の噴出ノズル２１が撮像窓の互いに異なる方向に衝撃波を噴出するように、撮像窓の周囲に複数の噴出ノズル２１を配置する。衝撃波発生部１１４は、複数の噴出ノズル２１から噴出される衝撃波を発生する。噴出制御部は、複数の噴出ノズル２１から噴出ノズル２１を選択し、選択された噴出ノズル２１から衝撃波を噴出させるように制御する。
【選択図】図１

Description

本発明は、カメラを収納するハウジングに設けられた撮像窓に付着した水滴を除去する水滴除去装置に関する。

従来、この種の技術としては、例えば以下に示す特許文献１に記載されたものが知られている。特許文献１には、監視カメラを収納する箱形のハウジングに設けられた平板な撮像窓を介して被写体を撮像する監視カメラ装置の技術が記載されている。撮像窓には、撮像窓の表面を清掃するワイパーが設けられている。

また、監視カメラ装置としては、略半球体状のドームカバーを介して被写体を撮像するドーム型の監視カメラ装置が従来から知られている。撮像窓のドームカバーは、略半球体状に形成されているため、上述したような平面を清掃するワイパーにより撮像窓の表面を清掃するのは困難であった。

そこで、ドーム型の監視カメラ装置では、ドームカバーの表面に親水性または撥水性のコーティングを施し、雨滴などの水滴が撮像画像に及ぼす悪影響を抑制し、撮像画像の鮮明化を図っていた。

特開平６−３０３４７１号公報

上記従来のドーム型の監視カメラ装置では、親水性のコーティングが施されたドームカバーに水滴が付着している状態で被写体を拡大して撮像すると、被写体に焦点が合いづらくなり、撮像画像が不鮮明になるおそれがあった。一方、撥水性のコーティングが施されたドームカバーに水滴が付着している状態で被写体を広角で撮像し、水滴に焦点が合った場合には、撮像画像が不鮮明になるおそれがあった。

さらに、親水性または撥水性のコーティングが施された場合に、ドームカバーに付着した水滴が乾くと、汚れがドームカバーの表面に残存しやすくなっていた。このため、撮像画像が不鮮明になるおそれがあった。

本発明の目的は、カメラが撮像窓を介して被写体を撮像して取得する撮像画像の鮮明化を図ることができる水滴除去装置を提供することである。

本発明は、カメラ（１２）の撮像窓（１５）に衝撃波を噴出する複数の噴出ノズル（２１）と、前記複数の噴出ノズルが前記撮像窓の互いに異なる方向に衝撃波を噴出するように、前記撮像窓の周囲に前記複数の噴出ノズルを配置する配置部（２３）と、前記複数の噴出ノズルから噴出される衝撃波を発生する衝撃波発生部（１１４）と、前記複数の噴出ノズルから噴出ノズルを選択し、選択された前記噴出ノズルから衝撃波を噴出させるように制御する噴出制御部とを備えることを特徴とする水滴除去装置を提供する。

本発明の水滴除去装置によれば、撮像窓に付着した水滴を衝撃波により除去もしくは微細粒化することが可能となり、撮像窓を介してカメラが被写体を撮像して取得する撮像画像の鮮明化を図ることができる。

本発明の実施形態に係る水滴除去装置を取り付けた監視カメラ装置の外観を示す斜視図である。 本発明の実施形態に係る水滴除去装置の外観を示す斜視図である。 本発明の実施形態に係る水滴除去装置を取り付けていない監視カメラ装置の外観を示す斜視図である。 噴出ノズルとドームカバーの外観を示す斜視図である。 噴出ノズルとドームカバーの垂直方向の位置関係を示す部分平面図である。 噴出ノズルとドームカバーの水平方向の位置関係を示す平面図である。 ガッシュブラケットに取り付けられた噴出ノズルの外観を示す斜視図である。 収納部の内部の外観を示す斜視図である。 固定ノズルにおける固定ノズル噴出口の外観を示す斜視図である。 水滴除去装置の主要部の外観を示す斜視図である。 スライドノズル側から見た選択部の外観を示す斜視図である。 固定ノズル側から見た選択部の断面を示す斜視図である。 スライドノズル側から見た選択部の外観を示す斜視図である。 衝撃波発生部の取り付け構造を示す斜視図である。 衝撃波発生部の取り付け構造を示す斜視図である。 スイッチング電源ユニットの取り付け構造を示す斜視図である。 カメラ、水滴除去装置を制御する構成を示す図である。 噴出ノズルの一配置例を示す図である。

以下、図面を用いて本発明を実施するための実施形態を説明する。

（実施形態）
図１は本発明の実施形態に係る水滴除去装置を備えた監視カメラ装置の外観を示す斜視図である。図１において、監視カメラ装置１１は、監視対象の被写体を撮像するカメラ１２を備えている。カメラ１２は、釣り鐘状の筐体部１３内に設けられた後述する支持駆動部１７１（図１７に図示）により吊り下げられて支持され、回動可能に筐体部１３内に収納されている。筐体部１３の外周面には、日よけのサンシェードカバー１４が取り付けられている。

筐体部１３の下部には、透明もしくは半透明の略半球体状のドームカバー１５が設けられている。カメラ１２は、撮像窓となるドームカバー１５を介して被写体を撮像し被写体の画像を取得する。

筐体部１３の上部には、筐体部１３を支持するアーム１６が設けられ、このアーム１６と一体化した台座部１７がねじなどの固定具により壁１８に固定されている。これにより、筐体部１３は、壁１８に取り付けられている。

水滴除去装置は、監視カメラ装置１１に取り付けられ、ドームカバー１５に付着した水滴を衝撃波により除去または微細粒化して、カメラ１２が取得する画像の画質を良好にする。衝撃波は、空気の振動の波であり、音速に近い速さで空気中を伝搬する。

水滴除去装置は、図２において、３つの噴出ノズル２１（２１ａ，２１ｂ，２１ｃ）と、３本の衝撃波伝送管２２（２２ａ，２２ｂ，２２ｃ）を備えている。なお、噴出ノズル２１と衝撃波伝送管２２は、上記個数に限定されることはない。

噴出ノズル２１は、衝撃波をドームカバー１５の表面に噴出する。噴出ノズル２１は、一端の噴出口から衝撃波を噴出し、他端は衝撃波伝送管２２が嵌め込まれて衝撃波伝送管２２に接合している。すなわち、噴出ノズル２１ａは衝撃波伝送管２２ａに接合し、噴出ノズル２１ｂは衝撃波伝送管２２ｂに接合し、噴出ノズル２１ｃは衝撃波伝送管２２ｃに接合している。なお、噴出ノズル２１と衝撃波伝送管２２との接合部をバンドなどで締め付けることで離脱防止効果を高めることができる。

噴出ノズル２１は、噴出ノズル２１をドームカバー１５の周囲に配置する配置部を構成するガッシュブラケット２３に取り付けられている。ガッシュブラケット２３には、先端部が外側に屈曲した係止つめ２４が複数設けられている。ガッシュブラケット２３には、先端部が内側に屈曲した係止つめ２５が複数設けられている。これらの係止つめ２４，２５は、ガッシュブラケット２３をサンシェードカバー１４に取り付ける際に用いられる。

衝撃波伝送管２２は、他端が収納部２６に収納され後述する選択部８１（図８に図示）に接合されている。収納部２６は、防水仕様の例えばアルミのダイカストで構成され、支持部材となる左右一対の吊り下げブラケット２７が取り付けられている。

水滴除去装置は、監視カメラ装置１１に対して着脱自在に取り付けられ、必要に応じて後付することができる。水滴除去装置を監視カメラ装置１１に後付する方法について説明する。

図３は水滴除去装置が監視カメラ装置１１に取り付けられていない状態の監視カメラ装置１１の外観を示す斜視図である。図３に示す監視カメラ装置１１に対して、筐体部１３の上部に設けられたカバー１９を取り外し、サンシェードカバー１４を筐体部１３の上方のアーム１６側に持ち上げて移動させる。

このような状態において、図２に示す噴出ノズル２１が取り付けられたガッシュブラケット２３を筐体部１３の下部外周に沿って仮配置する。その後、サンシェードカバー１４を下方に戻し、ガッシュブラケット２３の係止つめ２４を、サンシェードカバー１４の内側に形成された被係止部の溝（図示せず）に引っかける。また、ガッシュブラケット２３の係止つめ２５を筐体部１３の底部外周面に当接させる。これにより、ガッシュブラケット２３は、サンシェードカバー１４の底部に取り付けられる。

ガッシュブラケット２３が取り付けられたサンシェードカバー１４は、ねじなどの固定具で筐体部１３に固定される。これにより、サンシェードカバー１４に取り付けられたガッシュブラケット２３の噴出ノズル２１は、図１に示すように、ドームカバー１５の周囲に配置される。

収納部２６は、左右一対の吊り下げブラケット２７をねじなどの固定具で台座部１７ととともに壁１８に固定される。また、収納部２６は、収納部２６の下部をねじなどの固定具により壁１８に固定して補強することが可能である。

図４はドームカバー１５と噴出ノズル２１の周辺の外観を示す斜視図である。ガッシュブラケット２３に取り付けられた噴出ノズル２１の先端部の噴出口は、ドームカバー１５に向けられ、噴出口から噴出された衝撃波はドームカバー１５の表面に当てられる。ドームカバー１５の表面に付着した雨滴などの水滴は、衝撃波のエネルギーにより吹き飛ばされて除去される。もしくは、水滴は衝撃波のエネルギーで粉砕されて微細粒化される。

例えば図４に示す噴出ノズル２１ｂを代表すると、衝撃波の噴出方向の中心線４１とドームカバー１５との交点４２を中心にして、略同心円上に外側に向かって放射状に水滴が吹き飛ばされるか、もしくはドームカバー１５の表面を移動する。または、水滴の一部は、吹き飛ばされずに微細粒化されてドームカバー１５の表面に残る。

３つの噴出ノズル２１ａ，２１ｂ，２１ｃからの衝撃波の噴出を後述するように制御することで、カメラ１２の撮像範囲のドームカバー１５から水滴が除去されるか、または微細粒化される。この結果、カメラ１２は、水滴が除去または微細粒化される前に比べて鮮明で良好な被写体の画像を取得することができる。

噴出ノズル２１の噴出口の方向は、例えば図５に示すように設定される。図５において、一点鎖線Ｌ１５ｈは、ドームカバー１５において、ちょうど半球となっている位置を表している。すなわち、一点鎖線Ｌ１５ｈの位置に半球体の端面が位置する。図５に示すように、半球体の端面の中心Ｏから概ね４５°の位置に対する接線Ｌ５１の方向となるように噴出口の向きが設定される。

噴出ノズル２１の噴出口の位置は、図５に示すように、カメラ１２のチルト方向の撮像範囲となる画角θ５１に対して、この画角θ５１の範囲外となるように配置される。また、噴出ノズル２１の噴出口の位置は、図５に示すように、カメラ１２のチルト方向の撮像範囲となる画角θ５１に対して、撮像範囲の最上端Ｌ１５との距離Ｌ５２が極力短くなるように配置される。

図６はドームカバー１５を底部から見た外観を示す平面図である。噴出ノズル２１は、図６に示すように、ガッシュブラケット２３に取り付けられてドームカバー１５の外周に配置される。

噴出ノズル２１ｂは、ドームカバー１５の中心Ｏに対して例えば正面方向に配置されている。噴出ノズル２１ａは、噴出ノズル２１ｂが配置された正面方向に対して例えばθ６１の角度範囲に配置されている。角度範囲θ６１は、正面方向を０°とすると、＋４５°〜＋９０°の範囲となる。噴出ノズル２１ｃは、噴出ノズル２１ｂが配置された正面方向に対して例えばθ６２の角度範囲に配置されている。角度範囲θ６２は、正面方向を０°とすると、−４５°（＋３１５°）〜−９０°（＋２７０°）の範囲となる。

噴出ノズル２１が配置される位置は、上記に限定されることはなく、カメラ１２の撮像範囲に応じて適宜設定される。ガッシュブラケット２３には、噴出ノズル２１が挿入されて取り付けられる取付穴６１が、ドームカバー１５の中心Ｏに対して１５°程度の間隔で設けられている。各噴出ノズル２１ａ，２１ｂ，２１ｃは、この取付穴６１を変えることで配置位置を適宜変えることが可能となる。

噴出ノズル２１は、図７に示すように、ガッシュブラケット２３に取り付けられ、噴出口の向きが調整される。図７において、噴出ノズル２１は、サポートブラケット７１を介してガッシュブラケット２３にねじ７２で固定されている。サポートブラケット７１には、四隅に調整用ねじ７３が設けられている。ねじ７２を緩めた状態において、それぞれの調整用ねじ７３の締め込み具合を調整することで、サポートブラケット７１のガッシュブラケット２３に対する取付角度を変化させる。これにより、ドームカバー１５に対する噴出ノズル２１の向きを微調整することが可能となる。

一端が噴出ノズル２１に接合された衝撃波伝送管２２の他端は、図８に示すように、収納部２６に収納されて、衝撃波を噴出ノズル２１ａ，２１ｂ，２１ｃのいずれか１つに伝送する衝撃波伝送管２２を選択する選択部８１に接合されている。収納部２６には、後述する噴出制御部などの電子回路部品が搭載された回路基板８２が収納されている。

選択部８１は、図９に示すように、固定ノズル９１を備え、固定ノズル９１には、３つの固定ノズル噴出口９２（９２ａ，９２ｂ，９２ｃ）が設けられている。固定ノズル噴出口９２は、衝撃波が伝送する方向に延伸して設けられている。衝撃波伝送管２２は、固定ノズル噴出口９２の一端に嵌め込まれ、図１０の矢印の方向で示す衝撃波の伝送方向と同方向となるように接合されている。すなわち、衝撃波伝送管２２ａは固定ノズル噴出口９２ａに接合され、衝撃波伝送管２２ｂは固定ノズル噴出口９２ｂに接合され、衝撃波伝送管２２ｃは固定ノズル噴出口９２ｃに接合されている。

衝撃波伝送管２２は、衝撃波の伝送方向と同方向となるように固定ノズル噴出口９２に接合されているので、接合部における伝送路の屈曲による衝撃波の減衰を抑制することができる。なお、衝撃波伝送管２２と固定ノズル噴出口９２との接合部をバンドなどで締め付けることで離脱防止効果を高めることができる。

選択部８１は、図１１に示すように、スライドノズル１１１を備えている。スライドノズル１１１は、固定ノズル９１に設けられた溝状のガイド部１１２に嵌め込まれ、ガイド部１１２に沿って図１１の矢印で示す方向に移動自在に設けられている。スライドノズル１１１には、衝撃波伝送管１１３の一端が嵌め込まれて接合され、衝撃波伝送管１１３の他端は、衝撃波発生部１１４の衝撃波噴出口１１５に嵌め込まれて接合されている。これにより、スライドノズル１１１と衝撃波発生部１１４とは、衝撃波伝送管１１３を介して接合される。

衝撃波伝送管１１３は、例えばシリコンゴムなどの可撓性の部材で構成され、スライドノズル１１１の移動にともなって屈曲する。

図１２に示すように、スライドノズル１１１の衝撃波噴出口１２１と固定ノズル噴出口９２とは、概ね同径に構成されている。スライドノズル１１１は、スライドノズル１１１の衝撃波噴出口１２１と固定ノズル噴出口９２との双方の中心軸とが概ね一致するように移動される。

選択部８１は、図１３に示すように、スライドノズル駆動モータ１３１を備えている。スライドノズル駆動モータ１３１は、ステッピングモータで構成され、後述する噴出制御部１７６の制御の下に駆動制御される。スライドノズル１１１は、スライドノズル１１１に設けられたカム溝１３２を介してスライドノズル駆動モータ１３１の偏心出力軸１３３に連結されている。

スライドノズル駆動モータ１３１の偏心出力軸１３３は、偏心出力軸１３３の回転により偏心出力軸１３３がカム溝１３２に沿って往復運動する。これにより、スライドノズル１１１は、先の図１１の矢印で示す方向に往復移動する。選択部８１は、この往復運動によりスライドノズル１１１の衝撃波噴出口１２１と固定ノズル噴出口９２との双方の中心軸が概ね一致するように位置合わせする。

スライドノズル１１１の衝撃波噴出口１２１と固定ノズル噴出口９２ａとが位置合わせされると、固定ノズル噴出口９２ａに接合された衝撃波伝送管２２ａが選択される。これにより、衝撃波は衝撃波伝送管２２ａを介して噴出ノズル２１ａに伝送され、噴出ノズル２１ａから噴出される。

スライドノズル１１１の衝撃波噴出口１２１と固定ノズル噴出口９２ｂとが位置合わせされると、固定ノズル噴出口９２ｂに接合された衝撃波伝送管２２ｂが選択される。これにより、衝撃波は衝撃波伝送管２２ｂを介して噴出ノズル２１ｂに伝送され、噴出ノズル２１ｂから噴出される。スライドノズル１１１の衝撃波噴出口１２１と固定ノズル噴出口９２ｂとが位置合わせされると、衝撃波伝送管１１３と固定ノズル噴出口９２ｂとは、概ね直線上に配置される。これにより、伝送路の屈曲による衝撃波の減衰を最小限にとどめることができる。

スライドノズル１１１の衝撃波噴出口１２１と固定ノズル噴出口９２ｃとが位置合わせされると、固定ノズル噴出口９２ｃに接合された衝撃波伝送管２２ｃが選択される。これにより、衝撃波は衝撃波伝送管２２ｃを介して噴出ノズル２１ｃに伝送され、噴出ノズル２１ｃから噴出される。

このようにして、選択部８１は、衝撃波を噴出する噴出口２１ａ，２１ｂ，２１ｃを択一的に選択する。

図１１に戻って、衝撃波発生部１１４は、図示しないが、ラックギア付のピストンとシリンダ、スプリング、間欠ギア、伝達ギア群、電動モータなどで構成されている。衝撃波発生部１１４は、シリンダ内のピストンを圧縮バネの解放力により瞬間的にスライドさせることにより、シリンダ内の空気を急激に圧縮する。圧縮された空気は、シリンダ口から衝撃波噴出口１１５に向かって瞬間的に膨張して衝撃波が発生し衝撃波噴出口１１５から噴出される。衝撃波の後には、膨張した空気が衝撃波噴出口１１５から噴出される。

衝撃波発生部１１４は、ピストンを１回スライドさせることでひとつの衝撃波を発生する。衝撃波発生部１１４は、電動モータと間欠ギアにより繰り返しシリンダをスライドさせることで一秒間に１０回程度の衝撃波を発生させることができる。衝撃波発生部１１４は、後述する噴出制御部１７６（図１７に図示）の制御の下に、衝撃波を発生する。

衝撃波発生部１１４は、図１４に示すように、先の図２に示す収納部２６に収納されている。衝撃波発生部１１４は、ねじなどの固定具によりメインブラケット１４１に固定されている。メインブラケット１４１は、一端側が樹脂ダンパー１４４を介して取付ブラケット１４２に取り付けられ、他端側が樹脂ダンパー１４４を介して取付ブラケット１４３に取り付けられている。取付ブラケット１４２，１４３は、ねじなどの固定具で収納部２６に固定されている。衝撃波発生部１１４は、ピストンの動作時にその慣性で図１４の矢印で示すピストンの動作方向に振動する。

樹脂ダンパー１４４は、図１４の矢印で示すピストンの動作方向を主変形方向とし、図１５に示すように、メインブラケット１４１の両端に配置されている。樹脂ダンパー１４４は、メインブラケット１４１の両端のそれぞれに少なくとも１つ以上配置する。図１５では一例として、樹脂ダンパー１４４はメインブラケット１４１の一端側に５つ、他端側に３つ配置している。この樹脂ダンパー１４４により、衝撃波発生部１１４で発生する振動は吸収されて減衰される。これにより、衝撃波発生部１１４で発生する振動が収納部２６に伝わるのを低減することができる。

衝撃波発生部１１４は、ピストンの動作時に動作音が発生し、衝撃波の発生時に破裂音が発生する。このような音圧を低減するため、必要に応じてグラスウールなどの吸音材や発泡ウレタン材を収納部２６内に設ける。また、収納部２６の蓋と箱との接合部分には、防水、防音のための密閉性を高めるための例えばシリコンラバーを介在させる。

収納部２６には、図１６に示すように、先の図８に示す回路基板８２の下部にスイッチング電源ユニット１６１が収納されている。スイッチング電源ユニット１６１は、外部から交流電圧を受けて、スライドノズル駆動モータ１３１、衝撃波発生部１１４の電動モータならびに回路基板８２に搭載された電子回路にそれぞれ直流電圧を供給する。スイッチング電源ユニット１６１は、ねじなどの固定具により取付ブラケット１４２，１４３に固定されている。先の図８に示す回路基板８２も同様に、ねじなどの固定具により取付ブラケット１４２，１４３に固定されている。

スイッチング電源ユニット１６１は、動作時に発熱するので、スイッチング電源ユニット１６１に設けられたヒートシンク側が収納部２６の内壁面と対向するように配置される。スイッチング電源ユニット１６１のヒートシンクと収納部２６の内壁面との間には、熱伝道シート（図示せず）を配置する。これにより、スイッチング電源ユニット１６１で発生した熱は、効率よく収納部２６に伝わり、放熱効果を高めることができる。

収納部２６に収納される衝撃波発生部１１４は、上述したように衝撃波を発生させる構成としたので、小型かつ軽量にすることが可能となる。これにより、収納部２６は、収納部自体と収納部材とを合わせた総重量を概ね３．５ｋｇ以下で、かつ容積を概ね０．００３５ｍ^３以下に構成することが可能となる。これにより、監視カメラ装置１１に水滴除去装置を取り付ける際に、施工者は収納部２６を片手で持つことが可能となる。この結果、屋外などの高所に設置された監視カメラ装置１１に水滴除去装置を後付けする際の作業性を向上させることができる。

図１７はカメラ１２、選択部８１ならびに衝撃波発生部１１４を制御する構成を示す図である。

カメラ１２は、図１に示す筐体部１３の内部に支持駆動部１７１によって吊り下げられて支持されている。カメラ１２は、カメラ制御部１７２の制御の下に、支持駆動部１７１によって回動可能に筐体部１３の内部に収納されている。

支持駆動部１７１は、パンモータ１７３、チルトモータ１７４を備えている。支持駆動部１７１は、パンモータ１７３の駆動制御により水平方向の回動動作が制御される。支持駆動部１７１は、チルトモータ１７４の駆動制御により垂直方向の回動動作が制御される。

カメラ１２は、撮像レンズの倍率を変更するズーム動作を行うズームモータ１７５を備えている。パンモータ１７３とチルトモータ１７４はダイレクトドライブモータで、ズームモータ１７５はステッピングモータで構成される。

これらのモータは、パルス信号のパルスカウント値により回転が制御され、回転量がパルスカウント値に比例する。これにより、ダイレクトドライブモータまたはステッピングモータの回転により移動が制御される非移動体の移動位置は、パルスカウント値に基づいて検出することが可能となる。したがって、ダイレクトドライブモータで駆動されて移動する支持駆動部１７１ならびに前述したステッピングモータで駆動されて移動するスライドノズル１１１は、各々のモータを駆動制御するパルス信号のパルスカウント値に基づいて移動位置を認識して制御することが可能となる。

カメラ１２は、支持駆動部１７１のパンモータ１７３が駆動制御されることで、水平方向となるパン方向に回動するパン回動の動作が制御される。カメラ１２は、支持駆動部１７１のチルトモータ１７４が駆動制御されることで、垂直方向となるチルト方向に回動するチルト回動の動作が制御される。

カメラ１２は、撮像の制御方向をＰＴＺにより表し、ＰＴＺカメラとも呼ばれる。ＰＴＺのＰは、pan（パン）、Panoramic Viewの略で、水平方向の回動を表し、Ｔはtilt(チルト)の略で、垂直方向の首振りを表す。Ｚはzoom（ズーム）の略で、被写体を拡大（ズームイン）もしくは縮小（ズームアウト）して撮像することを表す。

カメラ１２は、カメラ制御部１７２の制御の下に、支持駆動部１７１により回動されて撮像方向が決められる。カメラ１２は、カメラ制御部１７２の制御の下に、予めプリセットされた複数の撮像方向を、予め設定された周期で撮像方向を変えながら順次撮像する。

カメラ制御部１７２は、監視カメラ装置１１の全体の動作を制御する制御中枢として機能する。カメラ制御部１７２は、監視カメラ装置１１の全体を制御する制御プログラムを記憶した記憶部を有し、記憶部に記憶された制御プログラムに基づいて監視カメラ装置１１の全体の動作を制御する。カメラ制御部１７２は、ＣＰＵ、記憶装置、入出力装置などの資源を備えた例えばマイクロコンピュータで構成される。

カメラ制御部１７２は、パンモータ１７３にパルスカウント値の駆動制御パルス信号を与え、この駆動制御パルス信号に基づいてパンモータ１７３の回転動作を制御する。すなわち、パンモータ１７３は、パルスカウント値に基づいて駆動制御され、支持駆動部１７１は、パルスカウント値に基づいて駆動制御されるパンモータ１７３によりパン方向の回動動作が制御される。これにより、カメラ制御部１７２は、パンモータ１７３に与えられる駆動制御パルス信号のパルスカウント値によりカメラ１２のパン方向における撮像方向を検出する。カメラ制御部１７２は、検出したカメラ１２のパン方向における撮像方向を噴出制御部１７６に与える。

噴出制御部１７６は、選択部８１ならびに衝撃波発生部１１４の動作を制御する制御中枢として機能する。噴出制御部１７６は、選択部８１ならびに衝撃波発生部１１４の動作を制御する制御プログラムを記憶した記憶部を有し、記憶部に記憶された制御プログラムに基づいて選択部８１ならびに衝撃波発生部１１４の動作を制御する。噴出制御部１７６は、ＣＰＵ、記憶装置、入出力装置などの資源を備えた例えばマイクロコンピュータで構成される。

噴出制御部１７６は、スライドノズル駆動モータ１３１にパルスカウント値の駆動制御パルス信号を与え、この駆動制御パルス信号に基づいてスライドノズル駆動モータ１３１を駆動制御する。すなわち、スライドノズル１１１は、パルスカウント値に基づいて駆動制御されるスライドノズル駆動モータ１３１により往復運動が制御される。

これにより、噴出制御部１７６は、駆動制御パルス信号のパルスカウント値に基づいて、スライドノズル駆動モータ１３１で移動制御されるスライドノズル１１１の位置を検出する。これにより、噴出制御部１７６は、前述したように、スライドノズル１１１の衝撃波噴出口１２１と固定ノズル９１の固定ノズル噴出口９２ａ，９２ｂ，９２ｃとの位置合わせを制御し、前述した選択部８１の選択動作を制御する。

噴出制御部１７６は、選択部８１による選択動作が行われた後、衝撃波発生部１１４で予め設定された所定の回数衝撃波を発生させる。発生した衝撃波は、スライドノズル１１１、スライドノズル１１１に連結された固定ノズル９１の固定ノズル噴出口９２、ならびに衝撃波伝送管２２を介して噴出ノズル２１に伝送され、噴出ノズル２１からドームカバー１５の表面に噴出される。

噴出制御部１７６は、３つの噴出ノズル２１ａ，２１ｂ、２１ｃに対して、カメラ制御部１７２から与えられたカメラ１２のパン方向における撮像方向に基づいて、衝撃波を噴出する例えば３つの噴出パターン１〜３を選択して実行する。なお、噴出パターンは、この３つのパターンに限定されることはなく、監視カメラ装置１１を使用する監視者により様々に設定することができる。

３つの噴出パターン１〜３を説明するにあたって、噴出ノズル２１ａ，２１ｂ、２１ｃは、例えば図１８に示すように配置されているものとする。図１８はドームカバー１５に対する噴出ノズル２１ａ，２１ｂ，２１ｃの一配置例を示す図である。

図１８において、ドームカバー１５の略半球体の底面をなす円形の開口面の中心Ｏに対して、壁１８に対向する正面方向を０°とし、壁１８の方向を１８０°する。このような方位において、噴出ノズル２１ａは、ドームカバー１５に対して２７０°の位置に配置され、噴出ノズル２１ｂは、０°の位置に配置され、噴出ノズル２１ｃは、９０°の位置に配置されている。

図１８において、噴出ノズル２１ａは、配置位置の２７０°を中心にして２２５°〜３１５°の範囲に衝撃波を噴出するものとする。噴出ノズル２１ｂは、配置位置の０°を中心にして３１５°〜４５°の範囲に衝撃波を噴出するものとする。噴出ノズル２１ｃは、配置位置の９０°を中心にして４５°〜１８０°の範囲に衝撃波を噴出するものとする。

このような噴出ノズル２１ａ，２１ｂ，２１ｃの配置において、噴出パターン１は、予め設定された所定の周期で噴出ノズル２１ａ，２１ｂ，２１ｃを変えながら衝撃波を噴出する。例えば噴出ノズル２１ａ、噴出ノズル２１ｂ、噴出ノズル２１ｃ、噴出ノズル２１ａの順序で繰り返し噴出ノズル２１から衝撃波を噴出する。

これにより、カメラ１２のパン方向における撮像方向によらず、壁１８側に位置するドームカバー１５の１３５°〜２２５°の範囲を除く、カメラ１２の撮像範囲のドームカバー１５に対して衝撃波を噴出することができる。

噴出パターン２は、カメラ制御部１７２から与えられるカメラ１２のパン方向における撮像方向に基づいて、カメラ１２が現在撮像しているパン方向における撮像方向に対応した噴出ノズル２１から衝撃波を噴出する。

カメラ１２のパン方向における撮像方向が図１８の２２５°〜３１５°の範囲にある場合には、衝撃波が噴出ノズル２１ａから噴出される。すなわち、選択部８１によりスライドノズル１１１の衝撃波噴出口１２１と固定ノズル９１の固定ノズル噴出口９２ａとが位置合わせされ、衝撃波伝送管２２ａを介して衝撃波が噴出ノズル２１ａに伝送され、噴出ノズル２１ａから噴出される。

カメラ１２のパン方向における撮像方向が図１８の３１５°〜４５°の範囲にある場合には、衝撃波が噴出ノズル２１ｂから噴出される。すなわち、選択部８１によりスライドノズル１１１の衝撃波噴出口１２１と固定ノズル９１の固定ノズル噴出口９２ｂとが位置合わせされ、衝撃波伝送管２２ｂを介して衝撃波が噴出ノズル２１ｂに伝送され、噴出ノズル２１ｂから噴出される。

カメラ１２のパン方向における撮像方向が図１８の４５°〜１３５°の範囲にある場合には、衝撃波が噴出ノズル２１ｃから噴出される。すなわち、選択部８１によりスライドノズル１１１の衝撃波噴出口１２１と固定ノズル９１の固定ノズル噴出口９２ｃとが位置合わせされ、衝撃波伝送管２２ｃを介して衝撃波が噴出ノズル２１ｃに伝送され、噴出ノズル２１ｃから噴出される。

このように、噴出パターン２では、カメラ１２が現在撮像して撮像方向のドームカバー１５に衝撃波を噴出することができる。

噴出パターン３は、カメラ１２が撮像する前に撮像方向のドームカバー１５に衝撃波を噴出する。カメラ１２が撮像するパン方向における撮像方向は、カメラ制御部１７２に複数プリセットされている。カメラ１２は、このプリセットされた複数の撮像方向を周期的に変えながら順次撮像する。

カメラ１２は、例えば撮像方向１、撮像方向２、撮像方向３がプリセットされてこの順序で周期的に繰り返しながら撮像するものとする。ここで、撮像方向１は例えば図１８において６０°の方向であり、撮像方向２は例えば３４０°の方向であり、撮像方向３は例えば２５０°であるものとする。

このような場合に、噴出パターン３では、撮像方向１は噴出ノズル２１ｃが衝撃波を噴出する噴出範囲となるので、カメラ１２が撮像方向１にパン回動して撮像する前に、予め噴出ノズル２１ｃから衝撃波を噴出する。続いて、撮像方向２は噴出ノズル２１ｂが衝撃波を噴出する噴出範囲となるので、カメラ１２が撮像方向２にパン回動して撮像する前に、予め噴出ノズル２１ｂから衝撃波を噴出する。引き続いて、撮像方向３は噴出ノズル２１ａが衝撃波を噴出する噴出範囲となるので、カメラ１２が撮像方向３にパン回動して撮像する前に、予め噴出ノズル２１ａから衝撃波を噴出する。

このように、噴出パターン３では、カメラ１２が撮像する前に、カメラ１２が撮像する撮像方向のドームカバー１５に衝撃波を噴出して水滴を除去もしくは微細粒化する。これにより、カメラ１２は、事前に水滴が除去もしくは微細粒化されたドームカバー１５を介して撮像することができる。

図１７に戻って、カメラ制御部１７２は、監視装置１７７に接続されている。

監視装置１７７は、カメラ制御部１７２と例えばＬＡＮにより接続され、例えばＴＣＰ／ＩＰ等のプロトコルを用いてカメラ制御部１７２との間で信号の送受信を行う。監視装置１７７は、カメラ１２で取得された撮像画像の画像データを受信し、ディスプレイにカメラ１２で取得された撮像画像を表示制御する。監視装置１７７は、カメラ１２で取得された画像データを必要に応じて記憶装置に記憶する。

監視装置１７７は、カメラ１２が監視装置１７７からの指令に基づいて被写体を撮像する場合には、カメラ１２が撮像する際の絞りや撮像方向などの撮影要件を調整制御し、これらの撮像要件をカメラ制御部１７２に与える。

監視装置１７７は、水滴除去装置のオン／オフを手動もしくは自動で指令する。監視装置１７７は、例えばカメラ１２で取得された撮像画像に基づいて、例えば以下のようにして自動で水滴除去装置のオン／オフを指令することができる。

監視装置１７７は、予め用意されて画像の鮮明度を検出する所定の画像処理方法により水滴がドームカバー１５に付着して撮像画像が不鮮明になったことが検出されると、水滴除去装置を作動させる。その後、監視装置１７７は、撮像画像が鮮明になったことが検出されると、水滴除去装置を停止させる。

以上説明したように、この実施形態によれば、ドームカバー１５に付着した水滴を衝撃波により除去もしくは微細粒化するので、ドームカバー１５を介してカメラ１２が被写体を撮像して取得する撮像画像の鮮明化を図ることができる。

衝撃波により水滴を除去もしくは微細粒化するので、ドームカバー１５に非接触状態で水滴を除去もしくは微細粒化することができる。これにより、撮像窓に直接接触するワイパーにより水滴を除去する場合に比べて、以下に示すような効果を得ることができる。

ワイパーを用いた場合には、撮像画像にワイパーが映り込み視界の一部を遮るおそれがある。このため、撮像画像が見にくくなるおそれがあった。また、撮像窓がアクリルなどの樹脂で形成されている場合には、ワイパーにより撮像窓の表面に損傷を与えるおそれがある。

さらに、ワイパーがゴム製の場合には、紫外線による劣化や摩耗による損耗粉、ゴミ溜まりなどにより定期交換などの保守管理が必要になっていた。

これに対して、この実施形態では衝撃波を用いているので、撮像画像にワイパーが映り込んで撮像画像の一部を遮ることは回避され、かつワイパーにより撮像窓に損傷を与えることは回避される。また、ワイパーを定期交換する保守管理が不要になり、保守管理の手間を軽減することができる。

また、この実施形態では、撮像窓に親水性または撥水性のコーティングが施された場合に比べて、撮像窓に付着した水滴が乾いた後撮像窓に汚れが残存するといった不具合を解消することができる。撮像窓に施された親水性または撥水性のコーティングは、経時変化によりその効果が低下するので、定期的な保守管理が必要になる。

これに対して、この実施形態では、このような保守管理が不要となり、保守管理の手間を軽減することができる。

この実施形態では、衝撃波発生部１１４は、ピストンを瞬間的にスライドさせることにより空気を圧縮し、圧縮した空気をシリンダ口から瞬間的に膨張させるシリンダと、バネの解放力によりピストンを瞬間的にスライドさせる圧縮バネとを備えて構成されている。 この構成により、衝撃波発生部１１４は、コンプレッサーやボンベなどの高圧状態を保持する構成を用いることなく、衝撃波を発生することができる。これにより、衝撃波発生部１１４を小型、軽量化することが可能となり、この結果、水滴除去装置を小型、軽量化することができる。

この実施形態では、３つの噴出パターン１〜３により衝撃波の噴出を制御している。噴出パターン１は、所定の周期で噴出ノズル２１ａ，２１ｂ，２１ｃを変えながら衝撃波を噴出する。これにより、カメラ１２のパン方向における撮像方向によらず、カメラ１２の撮像範囲のドームカバー１５に対して衝撃波を噴出することができる。

噴出パターン２は、カメラ１２が現在撮像しているパン方向における撮像方向に対応した噴出ノズル２１から衝撃波を噴出する。これにより、カメラ１２が現在撮像して撮像方向のドームカバー１５に衝撃波を噴出することができる。

噴出パターン３は、カメラ１２が撮像する前に、プリセットされた撮像方向のドームカバー１５に衝撃波を噴出する。これにより、カメラ１２は、事前に水滴が除去もしくは微細粒化されたドームカバー１５を介して撮像することができる。

なお、上記実施形態では、撮像窓は略半球体状のドームカバーとして説明したが、撮像窓は略半球体状のドームカバーに限定されることはなく、撮像窓は例えば平面状であってもよく、本発明は撮像窓の形状に制約を与えるものではない。

１１…監視カメラ装置
１２…カメラ
１５…ドームカバー（撮像窓）
２１（２１ａ，２１ｂ，２１ｃ）…噴出ノズル
２２（２２ａ，２２ｂ，２２ｃ）…衝撃波伝送管
２３…ガッシュブラケット（配置部）
８１…選択部
１１４…衝撃波発生部
１７６…噴出制御部

Claims (3)

1. カメラの撮像窓に衝撃波を噴出する複数の噴出ノズルと、
   前記複数の噴出ノズルが前記撮像窓の互いに異なる方向に衝撃波を噴出するように、前記撮像窓の周囲に前記複数の噴出ノズルを配置する配置部と、
   前記複数の噴出ノズルから噴出される衝撃波を発生する衝撃波発生部と、
   前記複数の噴出ノズルから噴出ノズルを選択し、選択された前記噴出ノズルから衝撃波を噴出させるように制御する噴出制御部と、
   を有することを特徴とする水滴除去装置。
2. 前記噴出制御部は、前記カメラの水平方向における撮像方向と前記複数の噴出ノズルの配置位置とに基づいて、前記撮像窓に衝撃波を噴出する噴出ノズルを選択し、選択された前記噴出ノズルから衝撃波を噴出させる
   ことを特徴とする請求項１に記載の水滴除去装置。
3. プリセットされた複数の撮像方向を周期的に変えながら順次撮像する前記カメラを備えたカメラ装置に搭載され、
   前記噴出制御部は、前記カメラが撮像するプリセットされた撮像方向と前記複数の噴出ノズルの配置位置とに基づいて、プリセットされた撮像方向の被写体を前記カメラが撮像する前に、前記撮像窓に衝撃波を噴出する噴出ノズルを選択し、選択された前記噴出ノズルから衝撃波を噴出させる
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の水滴除去装置。

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