JP2022074534A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ファン等の冷却装置を用いることなく、チルト回転可能であり、且つ、撮像素子を含むカメラユニットの熱を効率的に放熱することができる撮像装置を提供する。【解決手段】 本発明の撮像装置は、撮像素子を含み、チルト回転可能であるカメラユニットと、前記カメラユニットを覆うとともに、開口部を有するカメラケースと、前記カメラユニットをチルト回転可能に支持する支持部材と、前記支持部材に取り付けられ、前記カメラユニットを制御するための基板と、前記開口部に対応する位置であって前記カメラケース内に配置される放熱部材と、を備える。前記放熱部材は、前記カメラユニットがチルト回転することで、前記撮像素子と前記基板とが近接する状態になった場合に、前記開口部を介して、撮像装置の外部に露出するように配置されている。【選択図】 図４

Description

本発明は撮像装置に関するもので、特にカメラユニット、撮像素子の放熱に関するものである。

近年、監視用途等で用いられるカメラにおいて、記録する映像の高精細化、画像解析等の情報処理量の増加による消費電力の増加に伴い、撮像素子や電気素子の発熱量が増加してしまうという課題が顕著となっている。

そこで、この課題に対して、特許文献１では、撮像装置内にファンを設け、ファンによって、撮像装置を冷却することにより、撮像素子の放熱を行っている。しかしながら、特許文献１では撮像装置にファンを新たに搭載する必要がある。そこで、特許文献２では、ファンを用いずに放熱できる構成が開示されている。特許文献２では、撮像素子を含むカメラユニットを回転可能に支持するベアリングを備え、ベアリングがカメラユニットの熱を外装であるカバーに伝達することで、カメラユニットの放熱を行っている。

特開２０１８－８４７１４ 特許第５５９１３４号

しかしながら、特許文献２の構成では、特に、カメラユニットがチルト回転する撮像装置において、カメラユニットの特定のチルト角における状態において、撮像素子と電気素子が接近し、それぞれの素子の温度が高くなってしまうことが懸念される。よって、カメラユニットがチルト回転し、撮像素子と電気素子が接近した場合には、特許文献２の構成では、放熱能力の不足により、十分に放熱できないことが考えられる。

本発明は上記のような点に鑑みてなされたものである。すなわち、ファン等の冷却装置を用いることなく、チルト回転可能であり、且つ、撮像素子を含むカメラユニットの熱を効率的に放熱することができる撮像装置を提供するものである。

本発明の撮像装置は、撮像素子を含み、チルト回転可能であるカメラユニットと、前記カメラユニットを覆うとともに、開口部を有するカメラケースと、前記カメラユニットをチルト回転可能に支持する支持部材と、前記支持部材に取り付けられ、前記カメラユニットを制御するための基板と、前記開口部に対応する位置であって前記カメラケース内に配置される放熱部材と、を備え、前記放熱部材は、前記カメラユニットがチルト回転することで、前記撮像素子と前記基板とが近接する状態になった場合に、前記開口部を介して、撮像装置の外部に露出するように配置されていることを特徴とする。

本発明によれば、ファン等の冷却装置を用いることなく、チルト回転可能であり、且つ、撮像素子を含むカメラユニットの熱を効率的に放熱することができる撮像装置を提供することができる。

本発明の第１の実施形態に係るパンチルトカメラのカメラユニットがチルト角０°の状態のときの（ａ）斜視図と（ｂ）部分拡大断面図である。 本発明の第１の実施形態に係るパンチルトカメラの分解斜視図である。 本発明の第１の実施形態に係るカメラユニット周辺の斜視図である。 本発明の第１の実施形態に係るパンチルトカメラのカメラユニットがチルト角９０°の状態のときの（ａ）斜視図と（ｂ）部分拡大断面図である。 本発明の第２の実施形態に係るパンチルトカメラの斜視図である。 本発明の第３の実施形態に係るパンチルトカメラのカメラユニットがチルト角９０°の状態のときの部分拡大断面図である。 本発明の第４の実施形態に係るカメラユニットがチルト角４５°、９０°の状態のときの斜視図である。

＜第１の実施形態＞
以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面を基に詳細に説明する。図１は、本発明の撮像装置の実施形態の一例であるパンチルトカメラ１００のカメラユニット１がチルト角０°の状態のときの（ａ）斜視図と（ｂ）部分拡大断面図である。図２は、パンチルトカメラ１００の分解斜視図である。図３は、パンチルトカメラ１００のカメラユニット１周りの詳細図である。図４は、パンチルトカメラ１００のカメラユニット１がチルト角９０°の状態のときの（ａ）斜視図と（ｂ）部分拡大断面図である。チルト角９０°の状態とは、パンチルトカメラ１００を天井に設置したときは、下方を撮像する状態であり、パンチルトカメラ１００を机上に設置したときは、上方を撮像する状態である。

図１および図２を用いて、パンチルトカメラ１００の構成を説明する。撮像装置の一例としてのパンチルトカメラ１００は、パン方向およびチルト方向に回転可能なカメラである。なお、ここではパン方向およびチルト方向の両方に回転可能であるカメラについて説明するが、チルト方向にのみに回転可能なカメラであってもよい。パンチルトカメラ１００は、カメラユニット１と、パン回転基台部２と、固定台部８と、放熱板金２０等を備えている。

カメラユニット１は、フォーカスレンズ及びズームレンズなどの撮像光学系を有している。カメラユニット１は、パン回転基台部２によりチルト回転（チルト方向に回転）可能に支持されており、カメラケース１７，１８、カメラ外装筐体３および一対の側面外装筐体５に覆われる。また、カメラユニット１は、フォーカスレンズ及びズームレンズなどの撮像光学系の光軸方向に延びる側面と、側面と略直交する端面とを有している。

支持部材としてのパン回転基台部２は、カメラユニット１をチルト回転可能に支持し、制御基板６や放熱板金１９を固定する部材であり、パン回転可能な部材である。パン回転基台部２は、アルミ合金などの熱伝導率が高い材質で形成されている。パン回転基台部２には、カメラユニット１をチルト回転させるためのチルト駆動モータ４が設けられている。また、パン回転基台部２の底面部には、パン回転基台部２をパン回転（パン方向に回転）駆動させるためのパン駆動モータ７が固定される。パン駆動モータ７の駆動力は、パン駆動モータ７に取り付けられた歯車（不図示）、ベルト３０を介し、固定台部８に固定された歯車２９に伝わり、カメラユニット１を含むパン回転基台部２がパン回転する。さらに、パン回転基台部２のパン回転中心に付近には開口が設けられ、電源基板９と制御基板６とを雪像する同軸ケーブル（不図示）が配置される。また、パン回転基台部２は、一対の側面外装筐体５により覆われる。より詳細には、側面外装筐体５のうち一方はチルト駆動モータ４を覆うとともに、パン回転基台部２の一方の端部を覆う。側面外装筐体５のうち他方はパン回転基台部２の他方の端部を覆う。また、金属からなる一対の側面外装筐体５はパン回転基台部２に不図示のビスにより固定され、パン回転基台部２に伝達された熱を一対の側面外装筐体５から外気に逃がすように構成されている。また、側面外装筐体５はアルミ合金からなる。

放熱板金１９は、アルミ合金、または銅であり、制御基板６から発生した熱をパン回転基台部２に伝達するものである。放熱板金１９は、制御基板６とパン回転基台部２の間において、パン回転基台部２に固定される。制御基板６は、映像処理回路を含み、映像処理回路は、映像信号ケーブル（不図示）により伝達される映像信号を処理する。制御基板６は、前述したように、パン回転基台部２に固定される。なお、放熱板金１９は、アルミ合金、または銅に限らず、熱伝導率が高い材質で形成されていればよい。

固定台部８は、パン回転基台部２をパン回転可能に支持し、電源基板９が固定される部材であり、アルミ合金のような熱伝導性の高い部材で構成される。固定台部８は電源基板９とともに、固定台外装筐体２１に覆われる。電源基板９は電源回路を含み、この電源回路は同軸ケーブル（不図示）などを介して、パンチルトカメラ１００の各部に電源を供給する。

次に、図３を参照して、カメラユニット１の周辺について、詳細に説明する。カメラユニット１は、カメラユニット１の周囲に配置される支持板金１０および支持板金１１により支持されている。

板金部材としての支持板金１０は、撮像光学系の光軸に直交する断面がコの字型に形成されており、チルト回転軸２３，２４が具備されている。板金部材としての支持板金１１は、平板状である。支持板金１０に固定されたチルト回転軸２３、２４は、それぞれベアリング２５、２６の内径側（内側、内周部）に嵌合する。また、ベアリング２５、２６の外径側（外側、外周部）はパン回転基台部２に嵌合して支持されている。そして、支持板金１０と支持板金１１は、カメラユニット１などを覆う。支持板金１０、１１は、カメラユニット１の側面に配置されている。

また、支持板金１０にはチルト駆動モータ４の駆動力が伝わる歯車２７が固定される。チルト駆動モータ４に取り付けられた歯車（不図示）と支持板金１０に固定された歯車２７はベルト２８で接続されている。チルト駆動モータ４の外形側（外側）はパン回転基台部２に接触するように固定されている。これにより、チルト駆動モータ４で発生した熱をパン回転基台部２へ伝熱して一対の側面外装筐体５から放熱させることができる。

撮像素子１２はアライメント板金１３に接着固定されている。アライメント板金１３は撮像光学系における所定の位置に撮像素子１２を収容するとともに、カメラユニット１の撮像光学系後部（後端）に設けられたアライメント板金の固定位置でカメラユニット１に固定される。また、撮像素子１２は撮像素子用の撮像素子基板１５に実装されており、撮像素子基板１５はアライメント板金１３に固定される。また、撮像素子１２は、カメラユニット１がチルト角０°から９０°に回転するにつれて、制御基板６に近づくようになっている。また、撮像素子１２および撮像素子基板は、カメラユニット１の端面に配置されている。つまり、撮像素子１２および撮像素子基板１５は、カメラユニット１がチルト角０°の状態において、制御基板６と略直交するように配置されている。

放熱部材としての放熱板金２０は、アルミ合金、または銅からなり、パンチルトカメラ１００で発生した熱を外部へ逃がすための部材である。また、放熱板金２０は、支持板金１０にビス（不図示）で固定される。すなわち、放熱板金２０は、支持板金１０と接触している。放熱板金２０は、カメラケース１８の曲面部に沿った曲面形状となっている。そして、撮像素子基板１５の撮像素子１２の実装面と反対側の面には撮像素子基板１５と接触するように伝熱部材１６が取り付けられ、伝熱部材１６により撮像素子１２で発生した熱を放熱板金２０に伝達させる。なお、放熱板金２０は、アルミ合金、または銅に限らず、熱伝導率が高い材質で形成されていればよい。放熱板金２０は、カメラユニット１の側面に配置されている。

放熱板金２０、支持板金１０、１１が取り付けられたカメラユニット１は、カメラケース１７、１８で覆われる。カメラケース１７、１８は、ポリカーボネイト（ＰＣ）などの樹脂で構成されており、曲面部を有している。カメラケース１８には放熱板金２０を外部に露出させる矩形状の開口部２２（第１開口部）が形成されている。開口部２２は、カメラケース１８の略中央部に形成されている。また、開口部２２は、カメラユニット１がチルト回転していない状態において、制御基板６と対向するように配置される。開口部２２は、カメラユニット１の側面に対向する位置に形成されている。

また、カメラケース１７、１８が組み合わせられることで、カメラユニット１が露出する円状の開口部（第２開口部）が形成される。

また、カメラケース１８は、カメラユニット１がチルト角０°の状態で、固定台部８側に配置されている。つまり、カメラユニット１がチルト角０°の状態では、図１（ｂ）に示すように、カメラケース１８の開口部２２は、制御基板６と対向する位置に配置されている。また、カメラユニット１がチルト角度９０°の状態では、図４（ｂ）に示すように、撮像素子１２と制御基板６とが接近する。これにより、制御基板６上の発熱素子の熱が撮像素子１２に伝わり、撮像素子１２の温度が高くなる。しかし、カメラユニット１がチルト角度９０°の状態では、図４（ｂ）に示すように、放熱板金２０が、開口部２２より、外部の空気に晒されるので、放熱効率を高めることができる。

以上のように、本発明のパンチルトカメラ１００は、撮像素子１２を含み、チルト回転可能であるカメラユニット１と、カメラユニット１を覆うとともに、開口部２２を有するカメラケース１８を備える。さらに、本発明のパンチルトカメラ１００は、カメラユニット１をチルト回転可能に支持するパン回転基台部２と、パン回転基台部２に取り付けられ、カメラユニット１を制御するための制御基板６と、を備える。さらに、本発明のパンチルトカメラ１００は、開口部２２に対応する位置であってカメラケース内に配置される放熱板金２０と、を備える。そして、放熱部材２０は、カメラユニット１がチルト回転することで、撮像素子１２と制御基板６とが近接する状態になった場合に、開口部２２を介して、パンチルトカメラ１００の外部に露出するように配置されている。

以上のような構成により、カメラユニット１がチルト角度９０°の状態で、制御基板６上の発熱素子の熱が撮像素子１２に伝わり、撮像素子１２の温度が高くなっても、開口部２２より外部の空気に晒される放熱板金２０により、効率よく放熱すること可能である。すなわち、ファン等の冷却装置を用いることなく、チルト回転可能であり、且つ、撮像素子１２を含むカメラユニット１の熱を効率的に放熱することができるパンチルトカメラ１００を提供することができる。

また、金属等の熱伝導性の高い部材でカメラケース１７，１８を構成し、カメラケース１７、１８の全面から放熱する構成とした場合、樹脂等の部材で構成する場合と比較して、重量が増加し、カメラユニット１のチルト回転に伴うトルクが増加してしまう。しかしながら、本発明のカメラケース１７，１８は、樹脂で形成されているので、カメラユニット１のチルト回転に伴うトルクが増加させることなく、効率よく放熱することが可能である。

本実施形態では、開口部２２が、カメラケース１８の略中央部に形成されているが、この位置に限定させるものではない。カメラユニット１がチルト角度９０°の状態で、放熱板金２０が、開口部２２より露出できる位置であればよい。また、開口部２２の形状は矩形状でなくてもよく、円形状でなどであってもよい。また、放熱板金２０は、曲面形状でなく、平板形状であってもよい。

＜第２の実施形態＞
以下、本発明の第２の実施形態について、第１の実施形態とは異なる形態について説明する。図５は、本発明の第２の実施形態におけるパンチルトカメラの斜視図である。第２の実施形態のカメラケース１８の開口部２２は、複数の開口を有するスリット形状である。スリット形状の開口部２２は、カメラケース１８の全面に設けられる。

実施形態２では、実施形態１と同様の効果がある。すなわち、カメラユニット１がチルト角度９０°の状態で、制御基板６上の発熱素子の熱が撮像素子１２に伝わり、撮像素子１２の温度が高くなっても、開口部２２より外部の空気に晒される放熱板金２０により、効率よく放熱すること可能である。さらに、開口部２２は、スリット形状であるので、カメラケース１８内への異物侵入を抑制することができる。

＜第３の実施形態＞
以下、本発明の第３の実施形態について、第１および２の実施形態とは異なる形態について説明する。図６は本発明の第３の実施形態におけるパンチルトカメラの部分拡大断面図である。

第２の実施形態の放熱板金２０は、カメラケース１８の側面と略同一面になるように配置している。つまり、開口部２２を塞ぐように配置している。すなわち、放熱部材２０のうち開口部２２から露出する面は、カメラケース１８の外表面と略同一面となるように配置されている。

実施形態３では、実施形態１と同様の効果がある。すなわち、カメラユニット１がチルト角度９０°の状態で、制御基板６上の発熱素子の熱が撮像素子１２に伝わり、撮像素子１２の温度が高くなっても、開口部２２より外部の空気に晒される放熱板金２０により、効率よく放熱すること可能である。また、放熱板金２０は、カメラケース１８の側面と略同一面になるように配置されているので、外部の空気との接触効率があがり、より効率的に放熱を行うことができる。さらに、カメラケース１８の開口部２２は、放熱板金２０でふさがれているため、隙間がなくなるので、開口部２２からの異物の侵入を抑制することができる。

＜第４の実施形態＞
以下、本発明の第４の実施形態について、第１、第２および３の実施形態とは異なる形態について説明する。図７は本発明の第４の実施形態におけるパンチルトカメラの斜視図であり、（ａ）はチルト角が４５°であるとき、（ｂ）はチルト角が９０°であるときである。

第４の実施形態において、カメラケース１８の開口部２２は、チルト回転角度が４５°未満のときは、外部に露出しないように形成されている。カメラケース１８の開口部２２は、チルト角が４５°以上回転した時に外部に露出する。

実施形態４では、実施形態１と同様の効果がある。すなわち、カメラユニット１がチルト角度９０°の状態で、制御基板６上の発熱素子の熱が撮像素子１２に伝わり、撮像素子１２の温度が高くなっても、開口部２２より外部の空気に晒される放熱板金２０により、効率よく放熱すること可能である。また、撮像素子１２と制御基板６上の電子素子が接近しないときには、開口部２２が外部に露出しないようできる。よって、異物がカメラユニット１内に侵入することを抑制することができる。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。また設計機能を考慮した構成であれば、それを限定するものではない。

１ カメラユニット
２ パン回転基台部（支持部材）
３ カメラ外装筐体
４ チルト駆動モータ
５ 側面外装筐体
６ 制御基板
７ パン駆動モータ
８ 固定台部
９ 電源基板
１０ 支持板金（板金部材）
１１ 支持板金（板金部材）
１２ 撮像素子
１３ アライメント板金
１５ 撮像素子基板
１６ 伝熱部材
１７ カメラケース
１８ カメラメース
１９ 放熱板金
２０ 放熱板金
２１ 固定台外装筐体
２２ 開口部
１００ パンチルトカメラ（撮像装置）

Claims (12)

1. 撮像素子を含み、チルト回転可能であるカメラユニットと、
   前記カメラユニットを覆うとともに、開口部を有するカメラケースと、
   前記カメラユニットをチルト回転可能に支持する支持部材と、
   前記支持部材に取り付けられ、前記カメラユニットを制御するための基板と、
   前記開口部に対応する位置であって前記カメラケース内に配置される放熱部材と、
   を備え、
   前記放熱部材は、前記カメラユニットがチルト回転することで、前記撮像素子と前記基板とが近接する状態になった場合に、前記開口部を介して、撮像装置の外部に露出するように配置されていることを特徴とする、撮像装置。
2. 前記開口部と前記基板は、前記カメラユニットがチルト回転していない状態において、対向するよう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。
3. 前記撮像素子は、前記カメラユニットがチルト回転するにつれて、前記基板に近づくことを特徴とする、請求項１または２に記載の撮像装置。
4. 前記カメラユニットの周囲に配置される板金部材をさらに備え、
   前記放熱部材は、前記板金部材に接触するように配置されることを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の撮像装置。
5. 前記放熱部材は、曲面形状であることを特徴とする、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の撮像装置。
6. 前記カメラケースは、曲面部を有し、
   前記放熱部材は、前記カメラケースの曲面部に沿った形状であることを特徴とする、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の撮像装置。
7. 前記放熱部材は、板金であることを特徴とする、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の撮像装置。
8. 前記開口部はスリット形状であることを特徴とする、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の撮像装置。
9. 前記放熱部材のうち前記開口部から露出する面は、前記カメラケースの外表面と略同一面であることを特徴とする、請求項１乃至８のいずれか一項に記載の撮像装置。
10. 前記放熱部材は、前記開口部を塞ぐように配置されることを特徴とする、請求項１乃至９のいずれか一項に記載の撮像装置。
11. 前記カメラケースの開口部は、前記放熱部材を露出させるための第１開口部と、前記カメラユニットを露出させるための第２開口部と、からなることを特徴とする、請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の撮像装置。
12. 前記カメラユニットは、レンズの光軸方向に延びる側面と前記側面と略直交する端面とを有し、
    前記放熱部材は、前記側面に配置され、前記撮像素子は、前記端面に配置されることを特徴とする、請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の撮像装置。

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