JP2017085326A - カメラ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】部品点数を増やさず、簡素な構造で安価に、撮像精度を劣化させるノイズ光のレンズへの入射を効果的に抑制するカメラ装置を提供する。【解決手段】カメラ装置において、撮像素子に被写体からの光を集光するレンズと、透光性を有し、レンズと同軸に配置される有底筒状のレンズカバー２３と、レンズカバー２３の内側に配置される赤外光源５３と、赤外光源５３とレンズとの間に設けられ、一端でレンズの前方空間を同軸で包囲し、他端面６１をレンズカバー２３の底であるレンズ前面板６３の内面に密着する、弾性を有する環状遮光部材２７と、レンズ前面板６３の外面６７に被着され、他端面６１を含む外側の領域を包囲する遮光材６９と、を設けた。【選択図】図２

Description

本発明は、夜間でも撮像可能なカメラ装置に関する。

広がりのある照明を行い、且つ撮像ユニットへの余分な光の侵入を防止するための撮像装置が知られている（例えば特許文献１参照）。特許文献１の撮像装置は、イメージセンサの周囲の位置に、複数の発光素子を搭載し、複数の発光素子の光を、導光体によって撮像範囲に導いて照明する。また、この撮像装置では、撮像系と照明系とが近接しており、撮像系と照明系とを光学的に遮断するフードが設けられ、且つフードにフランジが設けられている。

この撮像装置によれば、フィルタの上面で反射した光の撮像系ユニットへの入射を遮断できる。このため、撮像ノイズになる出射光を遮断でき、撮像画像の鮮明化に有効である。

特開２００７−２３５８６３号公報

しかしながら、特許文献１の構成では、導光体やフードが必要となり、部品点数が増えるため、構造が複雑になるとともに、製品コストが高くなる。

本発明は、上記状況に鑑みて案出され、部品点数を増やさず、簡素な構造で安価に、撮像精度を劣化させるノイズ光のレンズへの入射を効果的に抑制することができるカメラ装置を提供することにある。

本発明は、撮像素子に被写体からの光を集光するレンズと、透光性を有し、前記レンズと同軸に配置される有底筒状のレンズカバーと、前記レンズカバーの内側に配置される赤外光源と、前記赤外光源と前記レンズとの間に設けられ、一端で前記レンズの前方空間を同軸で包囲し、他端面を前記レンズカバーの底であるレンズ前面板の内面に密着する、弾性を有する環状遮光部材と、前記レンズ前面板の外面に被着され、前記他端面を含む外側の領域を包囲する遮光材と、を備える、カメラ装置を提供する。

このカメラ装置によれば、赤外光源から出射される光は、環状遮光部材によって遮断され、直接光或いはレンズ前面板の内面で反射した反射光がレンズに入る割合が低減する。レンズ前面板の外面に水滴、塵埃等の汚れが付着すると、赤外光源からレンズ前面板の内面から入射した光は、一部がレンズ前面板の外面で乱反射し、更にその一部がレンズ前面板に戻る。レンズ前面板に戻った光は、レンズ前面板の内面と外面との間で繰り返し反射する。この光は、レンズ前面板を環状遮光部材まで伝播して進むと、レンズ前面板の外面に設けられる遮光材に到達する。外面に被着されている遮光材は、レンズ前面板を伝播する光が外面に到達すると、その一部を吸収する。これにより、レンズ前面板に沿う方向に進行した光は、遮光材によりその振幅の一部が減衰し、環状遮光部材の内側への進入が抑制される。

本発明によれば、部品点数を増やさず、簡素な構造で安価に、撮像精度を劣化させるノイズ光のレンズへの入射を効果的に抑制することができる。

本実施形態のボックス型監視カメラの外観斜視図 図１に示したボックス型監視カメラの要部分解斜視図 前面カバー内部の縦断面図 図２に示した前面カバーの正面図 環状遮光部材が取り付けられた前面カバーの縦断面図 （Ａ）遮光材が設けられていない比較例に係るレンズ前面板近傍の模式図、（Ｂ）（Ａ）の構成によって得られる撮像画像の模式図 （Ａ）遮光材が設けられた本実施形態に係るレンズ前面板近傍の模式図、（Ｂ）（Ａ）の構成によって得られる撮像画像の模式図 レンズ前面板の内面と環状遮光部材との間に遮光材が設けられる第１変形例に係るレンズ前面板近傍の模式図 近赤外線吸収剤を含む環状遮光部材が設けられる第２変形例に係るレンズ前面板近傍の模式図

以下、適宜図面を参照しながら、本発明に係るカメラ装置を具体的に開示した実施形態（以下、本実施形態という）を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。なお、添付図面及び以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために提供されるのであって、これらにより特許請求の範囲に記載の主題を限定することは意図されていない。なお、以下の各実施形態において、本発明に係るカメラ装置として、例えば監視用途に用いられるボックス型監視カメラ１１を例示して説明する。

図１は、本実施形態のボックス型監視カメラ１１の外観斜視図である。本実施形態に係るボックス型監視カメラ１１は、前面カバー１３と、本体カバー１５とからなるカバーケース１７により覆われる。カバーケース１７は、上部が更に天板１９によって覆われている。ボックス型監視カメラ１１は、本体カバー１５の位置に取付座２１が設けられる。取付座２１は、不図示のメスＬＡＮ（Local Area Network）端子を備えたＣＤ（Combined Duct）対応の支柱に固定される。

図２は、図１に示したボックス型監視カメラ１１の要部分解斜視図である。カバーケース１７には、前面カバー１３の後方に、レンズカバー２３、パッキン２５、環状遮光部材２７、フード２９、レンズ座３１、撮像ユニット３３、撮像部カバー３５が順次後方に向かって並んで収容される。なお、本明細書中、「前」とは、被写体側を言う。「後」とは、ボックス型監視カメラ１１を挟んで被写体と反対側を言う。

図３は、前面カバー内部の縦断面図である。撮像部カバー３５（図２参照）には、撮像ユニット３３が取り付けられる。撮像ユニット３３には、ヒートシンク３７等に固定された撮像素子３９が収容される。撮像ユニット３３には筒状のレンズ座３１が接続される。レンズ座３１は、内側にレンズ４１の後端側を収容する。レンズ４１は、前端側が内筒４３によって覆われる。レンズ４１は、撮像素子３９に対し、被写体からの光を集光する。

内筒４３の前方には、フード２９が設けられる。フード２９には、外筒４５が形成される。フード２９は、外筒４５の内側に内筒４３を嵌合してレンズ４１を保持する。フード前面４７には、レンズ開口穴４９が形成される。フード前面４７には、レンズ開口穴４９を包囲する枠状凸部５１が形成される。

フード前面４７には、赤外光源５３を先端に支持する光源支持アーム５５の基端が固定される。本実施形態において、赤外光源５３は、複数のＬＥＤ（Light Emitting Diode）を用いて構成される。赤外光源５３としては、ＬＥＤ以外の光源が用いられてもよい。

フード前面４７には、環状遮光部材２７が、枠状凸部５１を包囲して取り付けられる（図４参照）。環状遮光部材２７は、例えばゴム等の弾性材からなる。環状遮光部材２７には、後方に向かって突出する複数の係合爪５７が形成される。環状遮光部材２７は、フード２９に形成される係合孔５９に係合爪５７を係合してフード前面４７に取り付けられる。

赤外光源５３は、フード前面４７に取り付けられた環状遮光部材２７の外側（図３の下側）に配置される。即ち、赤外光源５３は、レンズカバー２３の内側にレンズ４１との間で配置される。換言すれば、環状遮光部材２７は、レンズ４１と赤外光源５３との間に設けられる。これにより、赤外光源５３からの光は、環状遮光部材２７の内側へは進入が遮断される。

環状遮光部材２７が取り付けられたフード２９は、レンズカバー２３の内側に挿入されて組み立てられる。レンズカバー２３は、透光性を有し、有底筒状に形成される。レンズカバー２３は、レンズ４１の前方を内側にして、同軸で配置される。レンズカバー２３は、更に前面カバー１３の内側に挿入されて組み立てられる。

レンズカバー２３は、成形性及び透明性に優れた樹脂材料を基板材料として用いる。上記樹脂材料には、有機系樹脂材料と無機系樹脂材料とがある。本実施形態では、レンズカバー２３の基板材料に、ポリカーボネートなどの有機系樹脂材料が用いられている。ポリカーボネートは、硬く衝撃に強いため好適である。また、アクリルなど透明性の良好な樹脂も使用可能である。

より具体的には、レンズ４１の外周の内筒４３が、フード２９の外筒４５に挿入される。レンズ４１の前方は、フード２９のレンズ開口穴４９によって開放される。このレンズ開口穴４９は、環状遮光部材２７によって包囲される。環状遮光部材２７は、レンズ４１を収容した内筒４３及び外筒４５を、一端に挿入する。環状遮光部材２７は、フード２９がレンズカバー２３の内側に組み付けられることで、他端面６１をレンズカバー２３の底であるレンズ前面板６３の内面６５に密着する。レンズ４１の前方は、内筒４３及び外筒４５と、環状遮光部材２７とによって包囲され、レンズ前面板６３によって塞がれて密閉空間となる。即ち、環状遮光部材２７は、赤外光源５３とレンズ４１との間に設けられ、一端でレンズ４１の前方空間を同軸で包囲し、他端面６１をレンズ前面板６３の内面６５に密着する。

図４は、図２に示した前面カバー１３の正面図である。レンズ前面板６３の外面６７には、遮光材６９が被着される。遮光材６９は、環状遮光部材２７の他端面６１を含み、他端面６１の外側の領域を包囲する。本実施形態では、円形状のレンズ前面板６３の外面６７に、略矩形枠状に形成される。遮光材６９は、近赤外線吸収剤が分散されてなる塗料を印刷した塗膜とすることができる。また、遮光材６９の塗膜は、赤外光源５３の前面を遮らないように、つまり、赤外光源５３から出射する赤外光が遮光材６９の塗膜に入射して塗膜によって拡散反射しないように印刷されている。

近赤外線吸収剤としては、例えば、アンフラ系化合物、有機アミニウム系化合物、シアニン系化合物、ナフタロシアニン系化合物、アントラキノン系化合物、ポリメチン系化合物、ジイモニウム系化合物等の有機系のものを用いることができる。

近赤外線吸収剤が分散されてなる塗料としては、例えば特開２０１３−８７２２８号公報に開示される「赤外線遮断水性塗料」を用いることができる。この赤外線遮断水性塗料は、無機系の赤外線吸収剤として機能する、アンチモンドープ酸化錫、アンチモンドープ酸化亜鉛、ガリウムドープ酸化亜鉛及び錫ドープ酸化インジウムからなる群から選択される１種以上の微粒子を含有してなる。これらのうち２種以上を混合して使用することもできる。

図５は、環状遮光部材２７が取り付けられた前面カバー１３の縦断面図である。遮光材６９が外面６７に被着されたレンズ前面板６３の内面６５には、環状遮光部材２７が配置される。つまり、遮光材６９と環状遮光部材２７とは、レンズ前面板６３を挟んで対向して配置される。図４に示すように、レンズ前面板６３の遮光材６９に包囲される非印刷部分７１には、枠状凸部５１の内側にレンズ４１が露出される。

次に、上記した本実施形態のボックス型監視カメラ１１の作用を説明する。

図６（Ａ）は、遮光材６９が設けられていない比較例に係るレンズ前面板近傍の模式図である。図６（Ｂ）は、図６（Ａ）の構成によって得られる撮像画像の模式図である。

先ず、本実施形態に係るボックス型監視カメラ１１における作用の説明に先立ち、比較例について説明する。比較例の構成では、図６（Ａ）に示すように、レンズ前面板６３の外面６７に、遮光材６９が設けられていない。この場合、レンズ前面板６３の外面６７に水滴や塵埃等の汚れが付着すると、赤外光源５３から出射した光が水滴等によって乱反射し、その一部がレンズ前面板６３に戻る。レンズ前面板６３に戻った光は、レンズ前面板６３内を導波路として進行し、環状遮光部材２７の内側へ進入する。環状遮光部材２７の内側に進入した光の一部は、レンズ前面板６３の内面６５から出射してレンズ４１に入射する。その結果、図６（Ｂ）に示すように、撮像画像がくもり、鮮明度が低下する。このため、比較例に係る撮像画像では、撮像の際に、撮像精度を劣化させるノイズ光がレンズ４１に入射するため、撮像画像の画質が劣化している。

図７（Ａ）は、遮光材６９が設けられた本実施形態に係るレンズ前面板近傍の模式図である。図７（Ｂ）は、図７（Ａ）の構成によって得られる撮像画像の模式図である。

一方、本実施形態に係るボックス型監視カメラ１１では、赤外光源５３が駆動されると、赤外光源５３から出射した光がレンズカバー２３のレンズ前面板６３を通り、被写体に照射される。撮像素子３９は、赤外光源５３が照射された被写体からの物体光をレンズ４１によって集光し、被写体の画像情報を光電変換により得る。これにより、比較例に係る撮像画像とは異なり、撮像の際に、撮像精度を劣化させるノイズ光がレンズ４１に入射する割合が低減するため、撮像画像の画質の劣化が抑制され、暗所においても、明瞭な撮像画像が得られる。

赤外光源５３から出射される光は、環状遮光部材２７によって遮断され、直接光或いはレンズ前面板６３の内面６５で反射した反射光がレンズ４１に入ることがない。

図７（Ａ）に示すように、レンズ前面板６３の外面６７に水滴、塵埃等の汚れが付着すると、赤外光源５３からレンズ前面板６３の内面６５から入射した光は、一部がレンズ前面板６３の外面６７で乱反射され、更にその一部がレンズ前面板６３に戻る。レンズ前面板６３に戻った光は、レンズ前面板６３の内面６５と外面６７との間で繰り返し反射する。この光は、レンズ前面板６３を導波路として、レンズ前面板６３に沿う方向に伝播する。

環状遮光部材２７の外側でレンズ前面板６３に戻った光は、レンズ前面板６３を環状遮光部材２７まで伝播して進むと、レンズ前面板６３の外面６７に設けられる遮光材６９に到達する。外面６７に被着されている遮光材６９は、レンズ前面板６３を伝播する光が外面６７に到達すると、その一部を吸収する。

これにより、レンズ前面板６３に沿う方向に進行した光は、遮光材６９を過ぎると減衰され、環状遮光部材２７の内側への進入が抑制される。即ち、対象物に照射されない、撮像ノイズになる赤外光源５３からの出射光が、レンズ４１に入射しにくくなる。その結果、図７（Ｂ）に示すように、鮮明な撮像画像を得ることができる。

従って、本実施形態に係るボックス型監視カメラ１１によれば、部品点数を増やさず、簡素な構造で安価に、撮像精度を劣化させるノイズ光のレンズ４１への入射を効果的に抑制することができる。

次に、上記構成の各種変形例を説明する。

図８は、レンズ前面板６３の内面６５と環状遮光部材２７との間に遮光材６９が設けられる第１変形例に係るレンズ前面板近傍の模式図である。

ボックス型監視カメラ１１は、上記したレンズ前面板６３の外面６７に設けた遮光材６９に加え、レンズ前面板６３の内面６５と環状遮光部材２７との間に遮光材６９を設けてもよい。

この変形例に係るボックス型監視カメラ１１によれば、外面６７の遮光材６９に加え、内面６５に設けた遮光材６９によっても、環状遮光部材２７の内側に進入する光を減衰させ、抑制することができる。その結果、上記した本実施形態のボックス型監視カメラ１１の撮像画像に比べて、更に、鮮明な撮像画像を得ることができる。

図９は、近赤外線吸収剤を含む環状遮光部材２７が設けられる第２変形例に係るレンズ前面板近傍の模式図である。

ボックス型監視カメラ１１は、環状遮光部材２７の素材に、上記した近赤外線吸収剤を含むものであってもよい。

このボックス型監視カメラ１１では、環状遮光部材２７の外側から、レンズ前面板６３を伝播して環状遮光部材２７へ進行する光が、レンズ前面板６３の外面６７の遮光材６９によって吸収されて減衰する。これに加え、レンズ前面板６３を伝播して環状遮光部材２７へ進行する光は、近赤外線吸収剤を含む環状遮光部材２７の他端面６１が密着するレンズ前面板６３の内面６５においても吸収されて減衰する、これにより、環状遮光部材２７の内側では、レンズ前面板６３を伝播して環状遮光部材２７へ進行する光の進入が更に抑制される。その結果、上記した本実施形態のボックス型監視カメラ１１の撮像画像に比べて、更に、鮮明な撮像画像を得ることができる。

以上、図面を参照しながら実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

本発明は、部品点数を増やさず、簡素な構造で安価に、撮像精度を劣化させるノイズ光のレンズへの入射を効果的に抑制することができるカメラ装置として有用である。

１１…ボックス型監視カメラ
２３…レンズカバー
２７…環状遮光部材
３９…撮像素子
４１…レンズ
５３…赤外光源
６１…他端面
６３…レンズ前面板
６５…内面
６７…外面
６９…遮光材

Claims (2)

1. 撮像素子に被写体からの光を集光するレンズと、
   透光性を有し、前記レンズと同軸に配置される有底筒状のレンズカバーと、
   前記レンズカバーの内側に配置される赤外光源と、
   前記赤外光源と前記レンズとの間に設けられ、一端で前記レンズの前方空間を同軸で包囲し、他端面を前記レンズカバーの底であるレンズ前面板の内面に密着する、弾性を有する環状遮光部材と、
   前記レンズ前面板の外面に被着され、前記他端面を含む外側の領域を包囲する遮光材と、を備える、
   カメラ装置。
2. 請求項１に記載のカメラ装置であって、
   前記環状遮光部材は、素材に近赤外線吸収剤を含む、
   カメラ装置。