JP2022052458A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ユーザーによるレンズ保護部材の交換作業性を向上する撮像装置を提供する。【解決手段】筐体と、筐体内に配置され、レンズを保持するレンズユニット２００と、透明部材により形成され、レンズユニット２００を保護するレンズ保護部材１４０と、レンズ保護部材１４０を保持し、筐体に対する回動軸を中心軸として筐体に回動可能に保持される保持部材と、筐体に対して取り外し可能であって、保持部材の回動を規制するように筐体に固定される規制部材と、を有する撮像装置１００である。保持部材は、レンズ保護部材１４０を保持した状態であり、規制部材に規制される第１の位置と、規制部材が筐体から取り外されることにより、レンズ保護部材１４０が筐体に対して着脱可能になる第２の位置に回動可能である。【選択図】図３

Description

本発明は、撮像装置に関するものである。

従来からネットワークカメラは様々な環境下に設置されることが想定されている。例えば、車両の屋外に取り付けられることを想定する場合、環境温度の急激な変化によりカメラ窓に結露が発生することがある。また寒冷地では降雪のためカメラ窓に雪が付着したり氷結したりすることがある。そして結露や雪によって撮影範囲がふさがれ、所望の映像を記録できない恐れがある。これらを防ぐため、ネットワークカメラにはカメラ窓を加熱するヒーターを搭載している機種がある。また加熱効率を高めるためカメラ窓にはガラス材料が使用されることがある。

一方でネットワークカメラが車両の屋外に取り付けられる場合、飛び石や外部からの衝撃によりカメラ窓が割れる可能性がある。またひどく汚れたりキズがついてしまったりした際に、カメラ窓のみを交換したいという要望がある。そして交換作業はなるべく簡易であることが望ましく、カメラ窓以外のヒーター部品やその保持部品などは分解せずに交換できるとよい。

特開平６－９８２１２号公報

特許文献１に記載された撮像装置では、ヒーターガラスは筐体に固着されている。よってヒーターガラスが汚れたり傷ついたりしたときは、詳細に分解するか筐体ごと交換することになり、ガラス単体で交換ができない構造になっている。また、ヒーターガラスが筐体に対して固定されているため、外部からの衝撃をガラス単体の強度で受けることになりガラスが割れてしまう恐れがある。

本発明は、前記の事情に鑑みてなされたもので、ユーザーによるレンズ保護部材の交換作業性を向上する点で有利な撮像装置を提供することを例示的目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の一実施形態に係る撮像装置は、筐体と、前記筐体内に配置され、レンズを保持するレンズユニットと、透明部材により形成され、前記レンズユニットを保護するレンズ保護部材と、前記レンズ保護部材を保持し、前記筐体に対する回動軸を中心軸として前記筐体に回動可能に保持される保持部材と、前記筐体に対して取り外し可能であって、前記保持部材の前記回動を規制するように前記筐体に固定される規制部材と、を有し、前記保持部材は、前記レンズ保護部材を保持した状態であり、前記規制部材に規制される第１の位置と、前記規制部材が前記筐体から取り外されることにより、前記レンズ保護部材が前記筐体に対して着脱可能になる第２の位置に回動可能であることを特徴とする。

本発明によれば、例えば、ユーザーによるレンズ保護部材の交換作業性を向上する撮像装置を提供することができる。

本実施形態に係る撮像装置の全体図である。 本実施形態に係る撮像装置の断面図である。 本実施形態に係るヒーターを含む部分分解図である。 本実施形態に係る撮像装置のホルダの回動構成を示す斜視図である。

以下、図を用いて、本発明の実施形態について説明する。その際、図において同一の機能を有するものは同一の数字を付け、その繰り返しの説明は省略する。なお、以下の実施形態において示す構成は一例に過ぎず、本発明は、図示された構成に限定されるものではない。

（実施形態）
本実施形態では、撮像装置の例として、ネットワークカメラを例に挙げて説明する。

図１は、本実施形態に係る撮像装置１００の全体図である。撮像装置１００は映像の撮影と記録が可能である。撮像装置１００は筐体を有し、筐体はトップカバー１１０と、ボトムカバー１３０と、を含む。トップカバー１１０とボトムカバー１３０はそれぞれ、例えば、金属ダイキャストやポリカーボネートなどの樹脂成形で作製することができる。ボトムカバー１３０には設置用穴が設けられており、ねじなどを用いて、例えば車両の外側（屋外）などに固定される。トップカバー１１０とボトムカバー１３０は、ねじなどでお互いに締結される。

レンズ保護部材１４０は、筐体内部に収容されるレンズやその他部品を衝撃やゴミから守る役割を担っている。映像を撮影する際、レンズ保護部材１４０を通して撮影するためレンズ保護部材１４０は光学部品として扱われ、透明度や寸法精度が重要になる。つまり、レンズ保護部材１４０は、透明部材により形成される。レンズ保護部材１４０は、例えば、ガラスや透明ポリカーボネートなどで作製されることが好ましい。

図２は、本実施形態に係る撮像装置１００の断面図である。トップカバー１１０の内側には、後述のレンズユニットの撮影範囲に対応する箇所が開口した弾性部材１６０が固定されている。弾性部材１６０は、トップカバー１１０とレンズ保護部材１４０との間に押圧された状態で配置され、筐体内部に水や塵埃が浸入することを防いでいる。弾性部材１６０は、例えば、シリコンゴムなどで作製される。レンズ保護部材１４０は、前記撮影範囲に対応する箇所が開口しているホルダ１８０（保持部材）に保持されており、ホルダ１８０はトップカバー１１０に回動可能に保持されている。ホルダ１８０は、例えばポリカーボネートやＰＢＴなどの樹脂成形で作製される。トップカバー１１０の、ホルダ１８０が配置される側の面（背面）には受け部１１４が形成されている。同じくボトムカバー１３０の、ホルダ１８０が配置される側の面（背面）にはボトム受け部１３４が形成されている。ホルダ１８０がレンズ保護部材１４０を保持している状態（第１の位置にある状態）において、受け部１１４およびボトム受け部１３４と、ホルダ１８０との間には隙間がある。受け部１１４およびボトム受け部１３４は、ホルダ１８０を受ける。具体的には、受け部１１４およびボトム受け部１３４は、レンズ保護部材１４０に、例えば、正面側から外力が加えられ、レンズ保護部材１４０が変形したときに、ホルダ１８０と当接する。

筐体内部には略球体のレンズユニット２００がさらに配置されている。レンズユニット２００は、レンズ２２０と、レンズホルダ２３０と、撮像素子を有する撮像基板２４０と、そして、レンズカバー２１０と、を備える。レンズ２２０は、レンズホルダ２３０に螺合保持されており、フォーカスを調整するため光軸方向に位置調整が可能になっている。撮像基板２４０は、レンズホルダ２３０に接着などで固定されている。そして、レンズホルダ２３０は、レンズカバー２１０に把持され固定されている。レンズカバー２１０の前方には映像撮影のための開口部が形成されており、レンズカバー２１０後方にはワイヤ２５０などを通す穴が形成されている。レンズカバー２１０は例えば金属ダイキャストやポリカーボネートなどの樹脂成形で作製することができる。

レンズユニット２００はカバー抑え部材２６０とボトムカバー１３０に覆われるように保持されており、チルトおよびローテーション動作が可能になっている。カバー抑え部材２６０は撮影範囲である水平位置から垂直位置まで連続して開口している。それによりチルト動作の範囲規制を行っている。また、カバー抑え部材２６０は、パン回転可能に固定されており、レンズユニット２００のパン動作を可能にしている。カバー抑え部材２６０は、例えば、ポリカーボネートなどの樹脂成型で作製することができる。

さらに、筐体内部には制御基板３００が収容されている。制御基板３００は、ヒーター制御や電源供給、カメラ制御、ネットワークへの接続など、撮像装置１００全体の制御機能を担っている。制御基板３００と撮像基板２４０はワイヤ２５０などで電気的に接続されている。レンズユニット２００はレンズ保護部材１４０とレンズ２２０を通じて受光した光を撮像基板２４０で電気信号に変換し制御基板３００に伝送する。そして、制御基板３００は受け取った映像データを記録したりネットワーク上に配信したりする。

図３は、本実施形態に係るヒーター３５０を含む部分分解図である。撮像装置１００の外側から、トップカバー１１０、弾性部材１６０、レンズ保護部材１４０、ヒーター３５０、ホルダ１８０、レンズユニット２００の順に配置されている。ヒーター３５０は撮影範囲が開口しており、ホルダ１８０に対してテープなどで固定される。なお、ヒーター３５０は、レンズ保護部材１４０を加熱できる配置であればよく、図示された配置に限られるものではない。そして、ヒーター３５０は、制御基板３００にワイヤやＦＰＣ接続などで電気的に接続される。ヒーター３５０は、例えば、ＦＰＣヒーターやラバーヒーターなどで構成される。

本実施形態において、レンズ保護部材１４０は、弾性部材１６０により押圧されることでヒーター３５０に当接する。そして、ヒーター３５０と共にホルダ１８０に保持される。

ホルダ１８０は、回動軸部材１８２を２つ有している。ホルダ１８０は、回動軸部材１８２によって形成される軸（回動軸）を中心軸として、トップカバー１１０に回動可能に保持されている。そして、回動軸部材１８２によって形成される回動軸は、筐体正面からの投影方向においてレンズユニット２００と重ならない位置に配置されている。言い換えると、回動軸部材１８２によって形成される回動軸は、ホルダ１８０をレンズ保護部材１４０が配置されている方向から見た場合に、レンズユニット２００と重ならない位置に配置されている。

ここで、ヒーター３５０の電熱方法について説明する。制御基板３００は温度センサなどの情報をもとにヒーター３５０に電流を供給する。ヒーター３５０は抵抗をもっているため、制御基板３００から受け取る電流により全体的に発熱する。制御基板３００は、ヒーター３５０の加熱温度に複数の目標値をもっている。例えば、外気温が氷点下の場合は、ヒーター３５０が融氷雪できる温度になるようヒーター３５０に電流を供給する時間を長くとる。一方、氷点下ではないが結露が発生する恐れがある場合は、ヒーター３５０に電流を供給する時間を短くすることでヒーター３５０の加熱を抑える。また、加熱の必要がない状況では電流の供給をしない。制御基板３００の電流供給により発熱したヒーター３５０の熱はレンズ保護部材１４０の額縁部に伝わる。伝えられた熱は次第にレンズ保護部材１４０の中心に移動する。その結果、レンズ保護部材１４０全体が温まり、撮影範囲の結露や雪の付着および氷結を防ぐ。

弾性部材１６０は、前述した防水防塵を担保するのに加え、レンズ保護部材１４０に伝わった熱が筐体に伝わることを防いでいる。また、ホルダ１８０を樹脂で作製することにより筐体への熱伝導を低減できる。これらによりヒーター３５０は効率的にレンズ保護部材１４０のみを加熱できる。また、レンズ保護部材１４０の温度分布を均一にするため、レンズ保護部材１４０の材料は熱伝導率の高いガラス材料を使用することが望ましい。さらに熱や外部からの衝撃に耐えるため、レンズ保護部材１４０には、５ｍｍ厚程度の強化ガラスを採用するとなおよい。

図４は、本実施形態に係る撮像装置１００のホルダ１８０の回動構成を示す斜視図である。図４（Ａ）は、ホルダ１８０が第１の位置に固定された状態を示す図である。ホルダ１８０が第１の位置にある場合、ホルダ１８０はレンズ保護部材１４０を保持している状態である。言い換えると、レンズ保護部材１４０はホルダ１８０に固定されている状態である。

トップカバー１１０には軸受け部１１６が形成されており、軸受け部１１６はホルダ１８０の回動軸部材１８２を保持している。そして、回動軸部材１８２は、軸固定部材１９０により回動可能にトップカバー１１０に固定されている。軸固定部材１９０は、ねじなどを用いてトップカバー１１０に固定されている。軸固定部材１９０は、金属板金やポリカーボネートなどの樹脂成形で作製される。

ホルダ固定部材３７０（規制部材）は、ホルダ１８０の背面を抑え、ホルダ１８０の回動を規制するようにトップカバー１１０にねじなどを用いて固定されている。ホルダ固定部材３７０は、ばね性をもった金属材料などで作製されることが望ましい。トップカバー１１０に形成されている受け部１１４は、回動軸部材１８２の間に配置されており、筐体の略中心に位置している。ホルダ１８０が第１の位置に固定されているとき、受け部１１４はホルダ１８０と接触していない。即ち、ホルダ１８０が第１の位置に固定されているとき、受け部１１４とホルダ１８０との間には隙間がある。

ここでレンズ保護部材１４０に衝撃や外力が加わった場合について説明する。レンズ保護部材１４０がホルダ１８０に固定されている状態で、レンズ保護部材１４０に外力が加わると、その力はレンズ保護部材１４０を保持しているホルダ１８０に伝達される。ホルダ１８０の２つの回動軸部材１８２はトップカバー１１０と軸固定部材１９０により保持されているため、２点支持梁のようにホルダ１８０の中心が変形する。その後、ホルダ１８０の背面はトップカバー１１０の受け部１１４に当たり、それ以上の変形は阻止される。つまり、受け部１１４は、レンズ保護部材１４０に外力が加えられ、レンズ保護部材１４０が変形したときに、ホルダ１８０と当接する位置に配置される。ホルダ１８０は樹脂で形成されているため弾性変形領域を持っている。すなわち、受け部１１４によってその変形量を弾性変形領域の範囲内に抑えることができる。その結果、回動軸部材１８２が衝撃や外力によって破損することを防いでいる。また、ホルダ１８０が変形することにより衝撃力が低減される。そのためガラスなどで作製されたレンズ保護部材１４０の破損も防ぐことができる。

図４（Ｂ）は、ホルダ１８０がレンズ保護部材１４０を交換可能な第２の位置に回動（移動）した状態を示す図である。ホルダ１８０が第２の位置にあるとき、レンズ保護部材１４０がトップカバー１１０に対して着脱可能となり、レンズ保護部材１４０を交換可能となる。レンズ保護部材１４０を交換する手順は以下の通りである。まず、トップカバー１１０に固定されているホルダ固定部材３７０を取り外す。すると、ホルダ１８０は、第１の位置と第２の位置に回動可能な状態になる。そして、ホルダ１８０を回動軸部材１８２によって形成される軸を中心に筐体の内側へ回動させる。その結果、レンズ保護部材１４０が取り出せる状態（着脱可能な状態）になるのでレンズ保護部材１４０のみを取り出す。本実施形態においてホルダ１８０の回動は受け部１１４により規制されるためホルダ１８０がレンズユニット２００に当たることはない。また、ホルダ１８０の回動軸部材１８２は軸固定部材１９０により固定されているため、ホルダ１８０がトップカバー１１０から外れることはない。さらにヒーター３５０はホルダ１８０に固定されており、弾性部材１６０はトップカバー１１０に固定されているため、これらの部品も単独で外れることはない。その結果、ユーザーはレンズ保護部材１４０のみを容易に交換することが可能となる。

以上により、本実施形態によれば、ユーザーによるヒーター３５０を搭載したカメラのレンズ保護部材１４０交換作業性を向上することができる。また、外部からの衝撃を緩和し、レンズ保護部材１４０およびヒーター３５０を保持するホルダ１８０が破損する可能性を低減する撮像装置を提供できる。

なお、上述した実施形態において、筐体は２部品から構成されているが、３つもしくはそれ以上の部品から構成されていてもよい。また、上述した本発明の実施形態において、トップカバー１１０とボトムカバー１３０の固定方法は、爪嵌合や接着を用いて固定してもよい。

また、上述した実施形態において、制御基板３００と撮像基板２４０の接続はフレキシブル基板やフラットケーブル、細線同軸ケーブル、中継基板を使用して電気的に接続してもよい。さらに、上述した実施形態において、ヒーター３５０と制御基板３００との接続は中継基板を用いて接続してもよい。また、上述した実施形態において、ヒーター３５０は撮影範囲が透明なフィルムヒーターを用いてもよい。

さらに、上述した実施形態において、弾性部材１６０は防水性のシール材や発泡体を用いてもよい。また、上述した実施形態において、レンズ保護部材１４０はアクリル樹脂やサファイアガラスなどを用いてもよい。また、上述した本発明の実施形態において、ホルダ１８０の回動軸部材１８２は金属シャフトなどの別部品を用いて形成してもよい。さらに、上述した実施形態において、ホルダ１８０と受け部１１４の間にさらに緩衝性を高めるための緩衝材を配置してもよい。また、上述した実施形態において、ホルダ固定部材３７０は爪嵌合やテープなどを用いてトップカバー１１０に固定してもよい。

（その他の実施形態）
以上、本発明をその好適な実施例に基づいて詳述してきたが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の主旨に基づき種々の変形が可能であり、それらを本発明の範囲から除外するものではない。

１００ 撮像装置
１１４ 受け部
１３４ ボトム受け部
１４０ レンズ保護部材
１８０ ホルダ
１８２ 回動軸部材
１９０ 軸固定部材
３５０ ヒーター
３７０ ホルダ固定部材

Claims (15)

1. 筐体と、
   前記筐体内に配置され、レンズを保持するレンズユニットと、
   透明部材により形成され、前記レンズユニットを保護するレンズ保護部材と、
   前記レンズ保護部材を保持し、前記筐体に対する回動軸を中心軸として前記筐体に回動可能に保持される保持部材と、
   前記筐体に対して取り外し可能であって、前記保持部材の前記回動を規制するように前記筐体に固定される規制部材と、を有し、
   前記保持部材は、前記レンズ保護部材を保持した状態であり、前記規制部材に規制される第１の位置と、前記規制部材が前記筐体から取り外されることにより、前記レンズ保護部材が前記筐体に対して着脱可能になる第２の位置に回動可能であることを特徴とする撮像装置。
2. 前記レンズ保護部材を加熱するヒーターを、さらに、備え、
   前記保持部材は、前記ヒーターを保持することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記ヒーターは、前記保持部材に固定されていることを特徴とする、請求項２に記載の撮像装置。
4. 前記ヒーターと前記保持部材は、前記レンズユニットの撮影範囲に対応する箇所が開口していることを特徴とする、請求項２または３に記載の撮像装置。
5. 前記レンズ保護部材と前記ヒーターとは、当接することを特徴とする、請求項２乃至４のいずれか１項に記載の撮像装置。
6. 前記回動軸は、前記保持部材を前記レンズ保護部材が配置されている方向から見た場合に、前記レンズユニットと重ならない位置に配置されてい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。
7. 前記保持部材は、複数の回動軸部材を有す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。
8. 前記回動軸部材は、軸固定部材により回動可能に前記筐体に固定されることを特徴とする請求項７に記載の撮像装置。
9. 前記筐体は、前記保持部材よりも内側に配置されて前記保持部材を受ける受け部を有することを特徴とする、請求項１乃至８のいずれか１項に記載の撮像装置。
10. 前記受け部と前記保持部材との間には隙間があることを特徴とする、請求項９に記載の撮像装置。
11. 前記受け部は、前記レンズ保護部材に外力が加えられ、前記保持部材が変形したときに、前記保持部材と当接する位置に配置されることを特徴とする、請求項１０に記載の撮像装置。
12. 前記レンズ保護部材は、ガラス材料で作製されていることを特徴とする、請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の撮像装置。
13. 前記筐体と前記レンズ保護部材との間に弾性部材が配置されていることを特徴とする、請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の撮像装置。
14. 前記弾性部材は、前記筐体に固定されていることを特徴とする、請求項１３に記載の撮像装置。
15. 前記筐体は、車両の外側に設置されることを特徴とする、請求項１乃至１４のいずれか１項に記載の撮像装置。

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