JP2016090844A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ヒーター・ファン等の温度調節機能を持つパンチルトカメラにおいて、低温下でヒーターとファンによる温風での加熱手段であると、空気を介した熱伝達のため、内部部品を加熱するまで時間が掛り、またパンチルト動作による内部部品の姿勢の変化により、加熱効果が不均一となる問題があった。
【解決手段】 各内部部品を支持する構造体を金属部品で構成する等、相互に熱伝達可能なように構成し、ヒーターユニットと接続する。直接熱伝達により各部品を加熱可能なため、温風による加熱より時間の短縮が図れる。またパンおよびチルトの回転軸を介した熱伝達となるため、パンチルト動作による内部部品の姿勢変化に対しても、常にヒーターユニットと内部部品との熱伝達距離が一定のため、加熱効果が安定する。
【選択図】 図１

Description

本発明は高温および低温環境下において動作する、監視カメラ用撮像装置の温度調整機構に関するものである。

従来の監視カメラ用撮像装置の温度調整機構の例として、以下のようなものがある。

カメラハウジングに設置される内気循環型の空気調和装置（特許文献１参照）は、送風機とヒーターを有する。送風機のファンが正転すると、送風機の吸込み口から空気が吸い込まれ、その空気が前面ガラスに吹き出される。このとき、ヒーターをオンにすれば前面ガラスに吹き出される空気が温風となり前面ガラスの曇りが除去、防止される。一方、送風機のファンが逆転するとカメラ本体に空気が吹き当てられ、このときヒーターをオフにすると、カメラを冷却することができるようにしたカメラハウジングの空気調和装置がある。

特開２００２−４０５５４

従来の監視カメラ用撮像装置の温度調整機構は、ファンとヒーターを有しているため、低温環境下においては、前面ガラスの曇り防止用の温風を利用し、内部のレンズユニットやモーター、電気部品等を正常に動作可能な温度まで加熱することが可能である。固定型の監視カメラにおいては、前記温風に対して内部のレンズユニットやモーター、電気部品の配置・姿勢が一定のため、温風での加熱効果は安定する。

しかしながら、レンズユニットをパンおよびチルト方向に回転可能な機構を備えた監視カメラにおいては、前記温風に対する前記内部部品の配置・姿勢が変化するため、パンチルトの姿勢差によって加熱効果にバラツキが生じてしまう。また温風による加熱は、熱伝達効率の低い空気を介した加熱となるため、前記内部部品を十分な温度に加熱するには、時間が掛り、且つ前記ヒーターに大きな電力が必要となってしまう問題があった。

本発明は、光学系および撮像素子を含むレンズユニットと、電気基板と、筐体内を暖めるヒーターを備えた撮像装置であって、前記電気基板を支持する基板支持部と、前記ヒーターを支持するヒーターユニットはそれぞれ熱伝達可能に接続され、前記ヒーターにより、前記ヒーターユニットおよび前記基板支持部を介して前記電気基板に熱を伝達することを特徴をする撮像装置である。

上記のように構成すると、電気基板に対する加熱は基板支持部を介した直接伝熱となるため、温風を利用した加熱よりも熱伝達効率が改善し、短時間での加熱、およびヒーターに必要な電力を抑えることができる。

またレンズユニットをチルト方向に回転可能に支持するとともに、パン方向に回転可能な回転支持部と、レンズユニットをチルト方向に回転させるチルトモーターと、回転支持部をパン方向に回転させるパンモーターを有し、前記チルトおよびパンモーターは前記回転支持部に支持され、前記回転支持部は前記ヒーターユニットと熱伝達可能に接続されていることを特徴とする。

上記のように構成すると、チルトおよびパンモーターに対する加熱は回転支持部を介した直接伝熱となるため、温風を利用した加熱よりも熱伝達効率が改善し、結果ヒーターに必要な電力を抑えることができる。また、回転支持部に支持されたチルトおよびパンモーターは、回転支持部を介したヒーターユニットとの熱伝達距離が、パン方向の回転姿勢に関わらず常に一定となるため加熱が安定する。

またレンズユニットは、全体を覆うレンズフレームに支持され、レンズフレームは、前記回転支持部にチルト方向に回転可能に支持されるとともに、熱伝達可能に接続されていることを特徴とする。

上記のように構成すると、レンズユニットに対する加熱はレンズフレームと回転支持部を介した直接伝熱となるため、温風を利用した加熱よりも熱伝達効率が改善し、結果ヒーターに必要な電力を抑えることができる。また、レンズフレームに支持されたレンズユニットは、レンズフレームおよび回転支持部を介したヒーターユニットとの熱伝達距離が、チルトおよびパン方向の回転姿勢に関わらず常に一定となるため加熱が安定する。

またヒーターを支持するユニットはダクト形状を形成し、前記ダクト形状を風が通過するように配置されたファンを備え、筐体内が高温の時は、ヒーターをオフすることで、前記ヒーターを支持するユニットを放熱フィンとして作用させることを特徴とする。

以上説明したように本発明によれば、内部のレンズユニットやモーター、電気部品等を支持する構造体と、ヒーターユニットを熱伝達可能に接続することによって、直接加熱することができる。そのため、低温環境下において、加熱時間の短縮と、内部部品を加熱するために必要なヒーターの電力を抑えることができる。また、パンチルト動作が可能な監視カメラにおいては、パンチルト動作により内部部品の配置・姿勢が変化しても、回転支持部を介したヒーターユニットとの熱伝達距離は常に一定になる。そのため、温風では不均一であった加熱が、パンチルト方向の姿勢に関わらず安定する。

本発明における撮像装置の構成図 本発明における固定部ユニットの構成図 本発明におけるパン回転支持ユニットの構成図 本発明におけるカメラユニットの構成図

＜第１の実施形態＞
以下、本発明の実施形態について説明する。図１は本発明の実施形態における撮像装置の構成図である。ドーム部１１はカバー１２に一体的に取り付けられている。カバー１２はケース１３に取り付けられ、撮像装置１０を覆う。撮像装置１０は、ヒーターユニット１５０を含む固定部ユニット１００と、固定部ユニット１００に対しパン方向に回転可能なパン回転支持ユニット２００、パン回転支持ユニット２００に対しチルト方向に回転可能なカメラユニット３００にて構成される。

図２は本発明の実施形態における固定部ユニット１００の構成図である。ヒーターユニット１５０は、ヒーター１５１と、それぞれ板金からなるヒーター支持部１５２とヒーター熱伝達部１５３にて構成される。ヒーター支持部１５２とヒーター熱伝達部１５３は組み合わさることで、ファン１５４から排出される空気を呼び込むダクト形状を形成する。ヒーターユニット１５０を通過して暖められた空気は、ドーム部１１へ吹き付けることで曇りを除去、防止する。また暖められた空気は、ケース１３内部を循環し、内部空気を介して撮像装置１０を含む筐体内を暖めることにも寄与する。

ヒーター熱伝達部１５３は、電気基板１０２を支持する板金からなる基板支持部１０１に熱伝達可能に密着してに固定され、ヒーター１５１の熱を基板支持部１０１を介して電気基板１０２へ直接伝達することが可能である。図２では基板支持部１０１は電気基板１０２の基板面にのみ接触しているが、図示しない熱伝達部によって基板支持部１０１と電気基板１０２上の電気部品を接続することで、低温特性の低い特定の電気部品を集中して暖めることも可能である。

軸受支持部１０３は、基板支持部１０１に対し熱伝達可能に密着して固定される。軸受支持部１０３にはベアリング１０４が固定され、ベアリング１０４には回転中空シャフト１０５が挿通される。回転中空シャフト１０５には、パン回転支持ユニット２００に接続するためのフランジ部１０６がナット１０７によって固定される。軸受支持部１０３、ベアリング１０４、回転中空シャフト１０５、フランジ部１０６はそれぞれ金属等の熱伝達率の高い材料で構成することで、基板支持部１０１からの熱をパン回転支持ユニット２００へ伝達することが可能である。また、パン回転支持ユニット２００への信号伝達および電源供給のための伝送ユニット１０８は、回転中空シャフト１０５に挿通され、軸受支持部１０３に固定されている。

図３は本発明の実施形態におけるパン回転支持ユニット２００の構成図である。パン回転支持部２０１には電気基板２０２が固定される。また図示しない電気基板２０２上の電気部品は、伝熱シート２０３を介してパン回転支持部２０１に接触しており、低温特性の低い前記電気部品を集中して暖めることが可能となっている。

パン回転支持部２０１には、パン回転支持ユニット２００をパン方向に回転駆動するパンモーター２０４が熱伝達可能に密着して固定される。パンモーター２０４は、軸受支持部１０３に固定されたパン回転プーリ２０５との間で、タイミングベルト２０６を駆動することでパン回転支持ユニット２００を回転させる。パンモーター２０４は、低温下ではモーター内部の軸受が詰ることでトルク性能が低下することがあるため、パン回転支持部２０１を介して暖めることで、トルク性能を維持することに有効である。

パン回転支持部２０１には、カメラユニット３００をチルト方向に回転駆動するチルトモーター２１０が熱伝達可能に密着して固定される。チルトモーター２１０は、図４に記載のレンズフレーム３０２に固定されたチルト回転プーリ２１１との間で、タイミングベルト２１２を駆動することでカメラユニット３００を回転させる。チルトモーター２１０は、低温下ではモーター内部の軸受が詰ることでトルク性能が低下することがあるため、パン回転支持部２０１を介して暖めることで、トルク性能を維持することに有効である。

図４は本発明の実施形態におけるカメラユニット３００の構成図である。レンズユニット３０１は、光学系および撮像素子を含み、このレンズユニットの全体を覆うように形成されたレンズフレーム３０２に支持される。レンズフレーム３０２は、レンズユニット３０１の周囲を覆うように形成することで、熱放射あるいは近距離での空気伝達により、レンズユニット３０１に熱を伝達しやすく構成している。

レンズフレーム３０２は、チルト回転シャフトを有しており、パン回転支持部２０１にベアリング３０３を介して挿通固定することで、チルト方向に回転可能に支持される。レンズフレーム３０２およびチルト回転シャフト、ベアリング３０３は共に金属であり、パン回転支持ユニット２００からの熱を伝達可能に構成されている。

レンズユニット３０１には、撮像素子ユニット３０４が固定される。撮像素子ユニット３０４は、レンズフレーム３０２と伝熱シート３０６で接続されており、低温下において、パン回転支持ユニット２００からの熱を伝達可能に構成されている。また、撮像素子ユニット３０４からの信号は、レンズ電気基板３０５に接続され、図示しない伝送ケーブルによってパン回転支持ユニット２００へ伝送される。

このように構成することで、温度調整が必要なユニットは全て、ヒーターユニット１５０と直接熱交換が可能な構造・配置とすることができる。さらにパンおよびチルト回転軸を経由した熱伝達機構のため、パンチルトの回転動作に伴う姿勢差が生じても、ヒーターユニット１５０との熱伝達距離は常に一定に保つことができ、温度調整が安定する。

また、この構造を利用し高温時においては、ヒーター１５１をオフにすることで、熱伝達方向が逆となり、ヒーター支持部１５２およびヒーター熱伝達部１５３を放熱フィンとして作用させることも可能である。ファン１５４の位置はヒーターユニット１５０に対し常に一定であり、且つ比較的近傍に配置される。ファン１５４から排出された空気は、ヒーターユニット１５０に形成されたダクトに対し、常に減衰前の安定した風速風量で通過することとなる。そのため、温度調整が必要なユニットの近傍に配置した放熱フィンと比較しても、パンチルトの姿勢差によらず放熱効果が安定する。

１０ 撮像装置
１１ ドーム部
１２ カバー
１３ ケース
１００ 固定部ユニット
１０１ 基板支持部
１０２ 電気基板
１０３ 軸受支持部
１０４ ベアリング
１０５ 回転中空シャフト
１０６ フランジ部
１０７ ナット
１０８ 伝送ユニット
１５０ ヒーターユニット
１５１ ヒーター
１５２ ヒーター支持部
１５３ ヒーター熱伝達部
１５４ ファン
２００ パン回転支持ユニット
２０１ パン回転支持部
２０２ 電気基板
２０３ 伝熱シート
２０４ パンモーター
２０５ パン回転プーリ
２０６ タイミングベルト
２０７ チルトモーター
２０８ チルト回転プーリ
２０９ タイミングベルト
３００ カメラユニット
３０１ レンズユニット
３０２ レンズフレーム
３０３ ベアリング
３０４ 撮像素子ユニット
３０５ レンズ電気基板
３０６ 伝熱シート

Claims (4)

1. 光学系および撮像素子を含むレンズユニットと、電気基板と、筐体内を暖めるヒーターを備えた撮像装置であって、前記電気基板を支持する基板支持部と、前記ヒーターを支持するヒーターユニットはそれぞれ熱伝達可能に接続され、前記ヒーターにより、前記ヒーターユニットおよび前記基板支持部を介して前記電気基板に熱を伝達することを特徴とする撮像装置。
2. 前記レンズユニットをチルト方向に回転可能に支持するとともに、パン方向に回転可能な回転支持部と、前記レンズユニットをチルト方向に回転させるチルトモーターと、回転支持部をパン方向に回転させるパンモーターを有し、前記チルトおよびパンモーターは前記回転支持部に支持され、前記回転支持部は前記ヒーターユニットと熱伝達可能に接続されていることを特徴とする撮像装置。
3. 前記レンズユニットは、全体を覆うレンズフレームに支持され、前記レンズフレームは、前記回転支持部にチルト方向に回転可能に支持されるとともに、熱伝達可能に接続されていることを特徴とする請求項２記載の撮像装置。
4. 前記ヒーターを支持するユニットはダクト形状を形成し、前記ダクト形状を風が通過するように配置されたファンを備え、筐体内が高温時は、ヒーターをオフすることで、前記ヒーターを支持するユニットを放熱フィンとして作用させることを特徴とした請求項１から３のいずれか１項に記載の撮像装置。

Images