JP2019061055A

JP2019061055A - 撮像装置

Info

Publication number: JP2019061055A
Application number: JP2017185469A
Authority: JP
Inventors: 泰典木村; Taisuke Kimura
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2017-09-26
Filing date: 2017-09-26
Publication date: 2019-04-18
Also published as: EP3461117A1; US20190098189A1; CN109561242A; CN207897050U; KR20190035459A

Abstract

【課題】本発明は、容易な構成で高性能な無線通信が可能である撮像装置を提供することを目的としている。【解決手段】レンズユニットと、前記レンズユニットが固定されるチルトユニットと、取付部を有するベースユニットと、前記チルトユニットの一方を支持する第１のチルトユニット支持部および前記チルトユニットの他方を支持する第２のチルトユニット支持部を有し、前記ベースユニットに対してパン回転可能であると共に、前記チルトユニットをチルト回転可能に支持するパンユニットと、外部機器との無線通信を可能とする無線アンテナと、を有する無線通信手段と、を備え、前記無線アンテナは、前記第１のチルトユニット支持部または前記第２のチルトユニット支持部に配置されることを特徴とする。【選択図】図３

Description

本発明は無線通信手段を搭載したネットワークカメラ等の撮像装置に関する。

従来、ネットワークカメラでは、カメラと記録装置との接続はＬＡＮケーブルなどによる有線接続が一般的であった。しかし、有線接続は、記録装置までの配線やそれに伴う工事が必要であり、監視システムを構築する際の負荷となるため、近年、無線通信による接続が可能なネットワークカメラのニーズが高まっている。

ネットワークカメラは、屋外の高温環境下で稼働し、カメラ内部からも発熱するため、外装に高い放熱性が求められる。

そのため、ネットワークカメラの外装はアルミなどの放熱性の高い金属で形成されることが多い。

一方、無線通信用の電波は、金属により伝播が妨げられることがあるため、外装が金属で形成されたネットワークカメラでは、高い通信品質を実現することは困難な場合がある。

このような課題に対して、無線通信手段を有する金属外装のデジタルカメラでは、無線通信のためのアンテナを金属外装の筺体より外側に斜めに配置し、アンテナ周辺を無線電波の透過性が高い樹脂で覆っているものがある（特許文献１）。

特開２００７−０６０２３７

特許文献１のように、無線通信基板を所定面に対して傾斜して配置した構成では、デジタルカメラでは有効である。しかしながら、一日中動き続け設置温度環境が厳しいネットワークカメラでは、熱源（撮像素子基板、映像処理エンジン基板、ネットワーク通信基板、照明素子）が多数あるため、これらの熱源と無線通信手段の配置をより考慮しなければならない。また、ネットワークカメラには、無線アンテナで送受信される無線通信の電波を遮る電気ノイズを発生させる部品も配置される。そのため、熱源から発生する熱を効率良く放熱し、無線アンテナから発せられる電波が遮られないように配置する必要がある。すなわち、これら放熱性と通信性能を両立しなければならない。

そこで、本発明は、容易な構成で高性能な無線通信が可能である撮像装置を提供することを目的としている。

本発明の撮像装置は、レンズユニットと、前記レンズユニットが固定されるチルトユニットと、取付部を有するベースユニットと、前記チルトユニットの一方を支持する第１のチルトユニット支持部および前記チルトユニットの他方を支持する第２のチルトユニット支持部を有し、前記ベースユニットに対してパン回転可能であると共に、前記チルトユニットをチルト回転可能に支持するパンユニットと、外部機器との無線通信を可能とする無線アンテナと、を有する無線通信手段と、を備え、前記無線アンテナは、前記第１のチルトユニット支持部または前記第２のチルトユニット支持部に配置されることを特徴とする。

本発明の撮像装置は、容易な構成で高性能な無線通信が可能である。

本発明の第１の実施形態に係るネットワーク監視カメラの外観図及びユニット分解斜視図である。第１の実施形態に係るネットワーク監視カメラの詳細分解斜視図である。第１の実施形態に係るネットワーク監視カメラの断面図である。無線通信手段の概略図である。第２の実施形態に係るネットワーク監視カメラの詳細分解斜視図である。第２の実施形態に係るネットワーク監視カメラの断面図である。第２の実施形態に係るネットワーク監視カメラの断面拡大図である。

（第１の実施形態）
以下に、図面を参照して、本発明の実施形態の一例を説明する。

図１は、本発明の実施形態に係るネットワーク監視カメラ１（以下、監視カメラという）の外観図及びユニット分解斜視図である。

図２は、第１の実施形態に係る監視カメラ１の詳細分解斜視図である。

図３は、第１の実施形態に係る監視カメラ１の断面図である。

図４は、無線通信手段の概略図である。

なお、本実施形態では、外部の画像監視センターなどのサーバ（監視装置）と無線により通信可能に接続されてサーバ側で撮像画像を監視する画像監視システムを構成する監視カメラを例示するが、これに限定されない。

図１に示すように、本実施形態の監視カメラ１は、チルトユニット１０と、パンユニット２０と、ベースユニット３０と、を備えている。

ベースユニット３０は、取付部を有し、天井や壁などの取付面に固定され、パンユニット２０をパン回転軸Ｐを中心にパン回転可能に支持する。

パンユニット２０は、チルトユニット１０をチルト回転軸Ｔを中心にチルト回転可能に支持する。

チルトユニット１０は、被写体を撮影するためのレンズや撮像素子などを有する。また、パンユニット２０およびチルトユニット１０は、カバーなどで覆われておらず、外部に露出している。

ベースユニット３０は、第１のベース筐体３０１と、第１の基板３０２と、第２のベース筐体３０３と、パンギア３０４と、を有する。

図２、図３に示すように、第１のベース筐体３０１は、不図示のビスなどの固定手段により、不図示の天井や壁などの取付面に固定される。

第１の基板３０２は、外部インターフェースとして、不図示のＲＪ４５コネクタ、外部入力／出力コネクタ、電源接続コネクタ、音声入力／出力コネクタ、ＳＤカードなどの外部メモリコネクタなどが実装されたプリント基板である。第１の基板３０２は、第１のベース筐体３０１または第２のベース筐体３０３に不図示のビスなどの固定手段により固定される。

第２のベース筐体３０３は、第１の基板３０２を囲うように第１のベース筐体３０１に不図示のビスなどの固定手段により固定される。第１のパンベアリング２０１、第２のパンベアリング２０３は、第２のベース筐体３０３と第１のパン筐体２０２に嵌合されて固定される。

パンギア３０４は、円状の外周に歯が設けられた部材であり、第２のパンベアリング２０３をパン回転軸Ｐ方向に付勢するように、第２のベース筐体３０３にビス３０５により固定される。

パンユニット２０は、第１のパン筐体２０２と、パンモータ２０４と、パンベルト２０５と、第２の基板２０６と、ベース部としての第２のパン筐体２０７と、を有する。パンユニット２０は、さらに、第１のチルトユニット支持部カバー２０８と、第２のチルトユニット支持部カバー２１０と、第１のチルトユニット支持部２０７ａと、第２のチルトユニット支持部２０７ｂと、を有する。

第１のパン筐体２０２は、第１のパンベアリング２０１、第２のパンベアリング２０３により、第２のベース筐体３０３に対して、パン回転軸Ｐを中心にパン回転可能に支持される。

パンモータ２０４は、回転部の外周に歯が設けられており、不図示の固定手段により、第１のパン筐体２０２に固定される。

パンベルト２０５は、内周に歯が設けられており、パンモータ２０４の回転部とパンギア３０４に巻きつけられる。

パンモータ２０４の回転部とパンギア３０４とパンベルト２０５の歯は、互いに噛み合い動力が伝えられる。

そのため、パンモータ２０４が回転することにより、パンベルト２０５を介してパンギア３０４が回転することで、ベースユニット３０に対して、パンユニット２０がパン回転可能となる。

第２の基板２０６は、不図示の映像処理エンジン、通信処理エンジン、メモリなどが実装されるプリント基板であり、不図示のビスなどの固定手段により、第２のパン筐体２０７に固定される。

また、第２の基板２０６は、第１の基板３０２に不図示の伝送ケーブルなどの接続手段により電気的に接続される。

第２のパン筐体２０７は、パンギア３０４、パンモータ２０４、パンベルト２０５、第２の基板２０６を囲うように第１のパン筐体２０２に不図示のビスなどの固定手段により固定される。

第１のチルトユニット支持部２０７ａ、第２のチルトユニット支持部２０７ｂは、それぞれ、チルトユニット１０の一方、チルトユニット１０の他方を支持している。第１のチルトユニット支持部２０７ａ、第２のチルトユニット支持部２０７ｂには、チルト回転軸Ｔ上にそれぞれ第１の穴２０７ｃ、第２の穴２０７ｄが設けられている。

第１のチルトユニット支持部カバー２０８、第２のチルトユニット支持部カバー２１０は、それぞれ第１のチルトユニット支持部２０７ａ、第２のチルトユニット支持部２０７ｂの外側に不図示のビスなどの固定手段により固定される。

また、第２のパン筐体２０７には、第１のチルトユニット支持部２０７ａ、第２のチルトユニット支持部２０７ｂの根本にそれぞれ第３の穴２０７ｅ、第４の穴２０７ｆが設けられる。

チルトユニット１０は、レンズユニット１１０と、第１のチルト筐体１０１と、照明手段１０２と、照明レンズ１０７と、第２のチルト筐体１１１などを有する。

レンズユニット１１０は、不図示のレンズ群、レンズホルダー、プリント基板、撮像素子などを備え、不図示の固定手段により第１のチルト筐体１０１に固定される。

第１のチルト筐体１０１は、略球状であり、レンズユニット１１０に被写体から入光される光を通すための第１の穴１０１ａが光軸上に設けられる。

レンズカバー１０８は、透明であり、第１の穴１０１ａに嵌合するように不図示の接着剤などの固定手段により、第１のチルト筐体１０１に固定される。

照明手段１０２は、赤外線ＬＥＤなどの照明素子１０２ａを有するプリント基板またはＦＰＣであり、不図示の固定手段により、第１のチルト筐体１０１に固定される。

照明手段１０２の電気的接続は、レンズユニット１１０内の不図示のプリント基板に伝送ケーブルなどの接続手段で行われる。

照明素子１０２ａから発せられた光は、レンズユニット１１０の撮影する被写体に向けて照射される。

そのため、第１のチルト筐体１０１には、照明素子１０２ａの照射側に第２の穴１０１ｂが設けられる。

照明レンズ１０７は、照明素子１０２ａから発せられる光を透過するレンズであり、不図示の接着剤などの固定手段により、第１のチルト筐体１０１に第２の穴１０１ｂに嵌合するように固定される。

照明レンズ１０７は、レンズユニット１１０の画角や被写体までの距離に合わせて照明素子１０２ａから発せられる光を集光または拡散してもよい。

第２のチルト筐体１１１は、レンズユニット１１０、照明手段１０２を囲うように第１のチルト筐体１０１に固定される。

第１のチルト筐体１０１には、チルト回転軸Ｔ上に第３の穴１０１ｃ、第４の穴１０１ｄが設けられる。第１のチルト筐体１０１は、第１のチルトベアリング２０９、第２のチルトベアリング２１１、第１のチルトシャフト１０６、第２のチルトシャフト１１２により、第２のパン筐体２０７に対して、チルト回転軸Ｔを中心にチルト回転可能に支持される。

第１のチルトベアリング２０９は、第１のチルトユニット支持部２０７ａ、第１のチルトシャフト１０６にチルト回転軸Ｔ上で嵌合される。

第１のチルトシャフト１０６は、略筒状で、穴１０６ａを有し、ビス１０５により、チルト筐体１０１にチルト回転軸Ｔ上で固定される。

チルトギア１０９は、円状であり、外周に歯が設けられた部材である。

第２のチルトベアリング２１１は、第２のチルトユニット支持部２０７ｂにチルト回転軸Ｔ上で嵌合される。

第２のチルトシャフト１１２は、略筒状で、穴１１２ａを有し、チルトギア１０９と共に、ビス１１３により、チルト筐体１０１にチルト回転軸Ｔ上で固定される。

チルトモータ２１２は、回転部の外周に歯が設けられており、第２のパン筐体２０７に不図示の固定手段により固定される。

チルトベルト２１３は、内周に歯が設けられており、チルトモータ２１２の回転部とチルトギア１０９に巻き付けられる。

チルトモータ２１２の回転部とチルトギア１０９とチルトベルト２１３の歯は、互いに噛み合い動力が伝えられる。

そのため、チルトモータ２１２の回転部が回転することにより、チルトベルト２１３を介してチルトギア１０９が回転することで、パンユニット２０に対して、チルトユニット１０がチルト回転可能となる。

伝送ケーブル１０４は、レンズユニット１１０内の不図示の撮像素子の電気信号を第２の基板２０６に伝送するケーブルである。

伝送ケーブル１０４は、第１のチルト筐体１０１の第３の穴１０１ｃ、第１のチルトシャフト１０６の穴１０６ａ、第１の穴２０７ｃ、第１のチルトベアリング２０９、第２のパン筐体２０７の第３の穴２０７ｅを通る。そして、伝送ケーブル１０４は、第２の基板２０６に不図示のコネクタなどの接続手段により接続される。

このようにチルト回転軸Ｔ上を通すことで、伝送ケーブル１０４はチルト時のねじれ量を抑えることができる。

無線通信手段２１４は、監視カメラ１が外部機器と無線通信可能とするためのユニット部材である。

ここで無線通信手段２１４について詳述する。

図４に示すように、無線通信手段２１４は、無線ＬＡＮなど無線通信を利用してデータの送受信を行うものであり、無線基板２１４ａと無線アンテナ２１４ｂを有する。無線アンテナ２１４ｂは、無線アンテナケーブル２１４ｆによって無線基板２１４ａに接続される。

無線基板２１４ａは、ＩＣチップ２１４ｃ、板金２１４ｄなどが設けられ、不図示のコネクタなどにより第２の基板２０６に電気的に接続される。

本発明においては、無線アンテナ２１４ｂは、第２のチルトユニット支持部２０７ｂまたはチルトユニット支持部カバー２１０にビスなどの固定手段により固定される。

チルトユニット支持部カバー２１０は、無線アンテナ２１４ｂを内包するように略凸形状である。

無線アンテナケーブル２１４ｆは、第４の穴２０７ｆを通り、無線基板２１４ａは不図示の接続手段により、第２の基板２０６と電気的に接続される。

次に、監視カメラ１の放熱について説明する。

発熱源は、主に、レンズユニット１１０、照明素子１０２ａ、第１の基板３０２、第２の基板２０６、パンモータ２０４、チルトモータ２１２である。

これらから発せられる熱は、様々な放熱経路を経由し、最終的には外装表面から機体外部へ放出される。

熱を機体外部へ積極的に放出するため、外装は熱伝導率の高いアルミなどの金属が使用されることが多い。

本実施形態では、外装である第１のベース筐体３０１、第２のベース筐体３０３、第１のパン筐体２０２、第２のパン筐体２０７、第１のチルト筐体１０１、第２のチルト筐体１１１は、金属で形成される。

これにより、レンズユニット１１０、照明素子１０２ａの熱は、不図示のサーマルシートなどの伝熱手段により、第１のチルト筐体１０１に伝わり、その後、第１のチルト筐体１０１の外側表面から機体外部へ放出される。

第２の基板２０６、パンモータ２０４、チルトモータ２１２の熱は、不図示のサーマルシートなどの伝熱手段により、第１のパン筐体２０２と第２のパン筐体２０７に伝わる。その後、第１のパン筐体２０２と第２のパン筐体２０７の外側表面から機体外部へ放出される。

第１の基板３０２の熱は、不図示のサーマルシートなどの伝熱手段により、第１のベース筐体３０１と第２のベース筐体３０３に伝わり、その後、第１のベース筐体３０１と第２のベース筐体３０３の外側表面から機体外部へ放出される。

このように、熱源から発せられる熱は、外装を経由して機体外部へ放熱される。

ところで、無線アンテナ２１４ｂは、他の金属や電気的なノイズ源が近くに配置された場合に通信品質が劣化するという特徴がある。

監視カメラ１では、主に第１の基板３０２、第２の基板２０６、伝送ケーブル１０４、レンズユニット１１０がノイズ源となる。

無線アンテナ２１４ｂは、これらのノイズ源からできる限り離れた位置に配置することが望ましい。

そこで、ノイズ源である伝送ケーブル１０４は、無線アンテナ１０４ｂと対向のチルトユニット支持部２０７ａに配置することで、伝送ケーブル１０４が無線アンテナ２１４ｂに近づき通信性能が劣化することを防ぐ。

また、無線アンテナ２１４ｂの周囲を囲う第２のチルトユニット支持部カバー２１０を樹脂で形成することにより、電波の通信性能を上げることができる。

このような構成によれば、監視カメラ１は、外部機器と高性能な無線通信を実現することができる。

（第２の実施形態）
第１の実施形態では、チルト駆動をモータとベルトとギアを用いて行う場合の構成を示したが、第２の実施形態では、チルト駆動を超音波モータを用いて行う場合の構成を示す。

また、チルト駆動以外に関する構成は同じであるため省略し、構成の異なる部分のみを示す。

パン駆動を超音波モータを用いて行う場合については、チルト駆動の構成と同様にすることで適用可能であるため説明を省略する。

図５は、第２の実施形態に係る監視カメラ１の詳細分解斜視図である。
図６は、第２の実施形態に係る監視カメラ１の断面図である。
図７は、第２の実施形態に係る監視カメラ１の断面拡大図である。

まず、超音波モータについて説明する。

超音波モータとは、超音波振動を利用しロータを駆動する方式のモータである。超音波モータは、リング状であり、チルトユニット１０を回転駆動させるためのものである。

ステータとロータに適度な圧力をかけた状態で、ステータにたわみ波動を発生させ、その進行波を利用してロータを駆動する。

高性能なエンコーダと合わせて使用することで高精度な位置制御を行うことが可能である。

本発明において、超音波モータユニット４０とは、ビス４０１ａ、ビス４０１ｂ、超音波モータプレート４０２、チルトベアリング支持部材４０３、ウェーブワッシャー４０４、ステータＦＰＣ４０５、ステータ４０６、ロータ４０７を指す。

超音波モータユニット４０は、構成する部品が金属でできているものがあり、また、ノイズを発生するため、無線アンテナ２１４ｂの電波を妨げることがある。

そのため、無線アンテナ２１４ｂの配置されない側、すなわち、第１のチルトユニット支持部２０７ａ側に配置する。

ロータ４０７は、第１のチルト筐体１０１の第１のチルトユニット支持部２０７ａ側、すなわち、第３の穴１０１ｃ側に不図示の接着材などの固定手段により固定される。

ステータ４０６は、ロータ４０７と対向するように配置される。

ステータＦＰＣ４０５は、ステータ４０６の外側に不図示の接着剤などの固定手段により固定され、第３の穴２０７ｅを通り、第２の基板２０６に接続される。

第１のチルトベアリング２０９は、第１のチルトシャフト１０６、チルトベアリング支持部材４０３にチルト回転軸Ｔ上で嵌合される。

超音波モータプレート４０２は、チルトベアリング２０９をチルトベアリング支持部材４０３と挟持するようにビス４０１ａによりチルトベアリング支持部材４０３に固定される。

また、超音波モータプレート４０２は、ステータ４０６とロータ４０７を第１のチルト筐体１０１と挟持するようにビス４０１ｂにより第１のチルト筐体１０１に固定される。

これにより、ステータ４０６とロータ４０７の間に圧力がかかり、ステータ４０６に発生させたたわみ波動をロータ４０７へ伝え、ステータ４０６とロータ４０７は、相対的に回転可能となる。

そのため、ロータ４０７が、ステータ４０６に対して回転することで、パンユニット２０に対してチルトユニット１０がチルト回転可能となる。

伝送ケーブル１０４は、ロータ４０７の穴４０７ａ、ステータ４０６の穴４０６ａ、チルトベアリング支持部材４０３の穴４０３ａ、超音波モータプレート４０２の穴４０２ａ、第３の穴１０１ｃ、第１の穴２０７ｃを通る。

第１のチルトユニット支持部２０７ａ、第２のチルトユニット支持部２０７ｂは、第２のパン筐体２０７と別部品でもよく、材料が樹脂であればさらに無線アンテナ２１４ｂの電波を遮ることがないため、通信品質を向上できる。

なお、本実施形態では、無線通信手段として、アンテナと基板とが別体型のものを用いたが、例えば、無線基板２１４ａと無線アンテナ２１４ｂとが一体であるものを用いてもよい。

各部品は不図示のパッキンなどの部品を用いて密閉構造としてもよい。

一般的に、パン、チルトの位置精度は、エンコーダなどを用いることで向上されることができることが今回は説明を省略した。

１１０レンズユニット
１０チルトユニット
３０ベースユニット
２０パンユニット
２０７ａ第１のチルトユニット支持部
２０７ｂ第２のチルトユニット支持部
２１４ｂ無線アンテナ
２１４無線通信手段

Claims

レンズユニットと、
前記レンズユニットが固定されるチルトユニットと、
取付部を有するベースユニットと、
前記チルトユニットの一方を支持する第１のチルトユニット支持部および前記チルトユニットの他方を支持する第２のチルトユニット支持部を有し、前記ベースユニットに対してパン回転可能であると共に、前記チルトユニットをチルト回転可能に支持するパンユニットと、
外部機器との無線通信を可能とする無線アンテナと、を有する無線通信手段と、
を備え、
前記無線アンテナは、前記第１のチルトユニット支持部または前記第２のチルトユニット支持部に配置される
ことを特徴とする撮像装置。
前記チルトユニットと前記パンユニットを電気的に接続する接続手段を備え、
前記接続手段は、前記第１のチルトユニット支持部に配置され、
前記無線アンテナは、前記第２のチルトユニット支持部に配置される
ことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
前記第２のチルトユニット支持部のうち、少なくとも前記無線アンテナの周囲は樹脂で形成される
ことを特徴とする請求項１または２に記載の撮像装置。
前記パンユニットは、前記第１のチルトユニット支持部および前記第２のチルトユニット支持部が固定され、前記ベースユニットに取り付けられるベース部を有し、
前記チルトユニット、前記ベースユニットおよび前記ベース部は金属で形成され、
前記第１のチルトユニット支持部と前記第２のチルトユニット支持部は、樹脂で形成される
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の撮像装置。
照明手段を備え、
前記照明手段は、前記チルトユニットの内部に配置される
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の撮像装置。
前記チルトユニットを回転駆動させるための超音波モータを備え、
前記超音波モータは前記第１のチルトユニット支持部に配置される
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の撮像装置。
前記超音波モータは、リング状であり、
前記接続手段は、前記超音波モータの内部を通るように配置される
ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の撮像装置。
前記チルトユニットと前記パンユニットは外部に露出している
ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の撮像装置。