JP2022087627A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ヒーターによって効率よく前窓を加熱可能な撮像装置を提供することを目的とする。【解決手段】 レンズユニットと、表面および前記表面から略垂直方向に延びる側面を有し、前記レンズユニットを保護する窓と、前記窓を加熱するヒーターと、を備え、前記ヒーターは、前記窓の前記表面に接触する第１接触部と、前記窓の前記側面に接触する第２接触部と、を有することを特徴とする。【選択図】 図２

Description

本発明は、ヒーターを備える撮像装置に関するものである。

車載用の監視カメラには、カメラケースの前窓に氷雪が付着しても溶かすことができるように、前窓を加熱するためのヒーターが搭載されているものがある。ヒーターはカメラの撮影範囲外である前窓の周囲に配置される（特許文献１）。また、監視カメラの前窓は、耐衝撃性を付与するため強化ガラスやポリカーボネート等の樹脂が使用されることが多い。ガラスや樹脂は熱伝導率が低く、さらに車両走行中は前窓が強制空冷されるため、前窓中央部を十分な温度に加熱するにはヒーターの電力を増大させる必要がある。

特開２０１８－１４７００号公報

しかし、ヒーターの電力を増大させると、ヒーターの周辺に配置されているレンズユニットや他の電気部品にも影響を与える。そのため、ヒーターの温度をある一定値以上は上げることが出来ないといった課題がある。

そこで、本発明は、ヒーターによって効率よく前窓を加熱可能な撮像装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明の撮像装置は以下の構成を有する。レンズユニットと、表面および前記表面から略垂直方向に延びる側面を有し、前記レンズユニットを保護する窓と、前記窓を加熱するヒーターと、を備え、前記ヒーターは、前記窓の前記表面に接触する第１接触部と、前記窓の前記側面に接触する第２接触部と、を有する。

本発明の撮像装置によれば、ヒーターによって効率よく前窓を加熱可能な撮像装置を提供することができる。

第１の実施形態における撮像装置の分解図 第１の実施形態におけるヒーターユニットの部分断面図 第１の実施形態におけるヒーターユニットの分解斜視図 第２の実施形態におけるヒーターユニットの分解斜視図 第３の実施形態におけるヒーターユニットの分解斜視図 第３の実施形態における上カバーを取り外した状態の撮像装置を被写体側からみた図 第３の実施形態における赤外ＬＥＤ周辺の断面図

＜第１の実施形態＞
本発明の第１の実施形態について、図１から図３を参照して説明する。図１は、本発明における撮像装置の分解図である。

撮像装置は、上カバー１０１と、下カバー２０４と、レンズユニット２０１と、赤外ＬＥＤ２０２と、リフレクター２０３と、を備える。なお、本発明の撮像装置は、車両の外部に設置されることを想定した形状となっているが、車両の内部や柱などに設置されてもよい。

上カバー１０１と下カバー２０４は、不図示のビスなどによって固定され、外装を構成している。また、上カバー１０１と下カバー２０４は、内部のレンズユニット２０１を外部からの衝撃から保護するため、アルミダイカストなどの金属材料で構成されている。下カバー２０４は、レンズユニット２０１や基板４００を支持する部材であり、上カバー１０１は、レンズユニット２０１や基板４００を覆う部材である。上カバー１０１には透明窓１０２と赤外透過窓１０３が取り付けられる。窓としての透明窓１０２は、透明な材料であり、例えばガラスや樹脂である。赤外透過窓１０３は、赤外を透過する材料であり、例えば調色されたポリカーボネートなどの樹脂である。また、下カバー２０４は、レンズユニット２０１を支持するための台座部２０４ａを有している。

レンズユニット２０１は、レンズや撮像素子などを備えており、球形状のカバーに覆われている。レンズユニット２０１は、下カバー２０４の台座部２０４ａによって、パン方向およびチルト方向に回転可能に支持される。レンズユニット２０１のパン方向およびチルト方向へ回転移動は、設置時にユーザが手動で行う。なお、パンモータやチルトモータを搭載し、遠隔からの操作により、自動でパン方向およびチルト方向に回転する構成にしてもよい。また、パン方向やチルト方向に回転できなくてもよい。レンズユニット２０１は、上カバー１０１、下カバー２０４および透明窓１０２によって外部からの埃や水の侵入から保護されると共に、透明窓１０２を通して外部を撮影する。

赤外ＬＥＤ２０２（赤外照明）は、照度０ルクスなどの暗い環境下で、被写体に照射して撮影することで、暗い環境下でも被写体を認識することを可能にしている。よって、赤外ＬＥＤ２０２は、輝度が低い環境下で点灯する。赤外ＬＥＤ２０２は、発光素子とレンズから構成される。レンズは光を集光、もしくは、拡散するように設計されたキャップで、レンズにより配光角が設定される。発光素子から発光された赤外光がレンズで集光もしくは拡散される。なお、赤外光を発光できるものであれば、ＬＥＤでなくてもよい。

リフレクター２０３（反射部材）は、赤外ＬＥＤ２０２から出射された光を所定の方向に集める部材である。リフレクター２０３は、赤外ＬＥＤ２０２の囲うように配置される。また、リフレクター２０３は、傾斜面を有している（図７）。リフレクター２０３は、赤外光の反射率が高くて熱伝導性の高い材料である必要があり、例えばメッキ処理をしたアルミダイカスト、あるいは白色の熱伝導性樹脂で構成される。リフレクター２０３は、赤外透過窓１０３に近接して配置される（図７）。赤外ＬＥＤ２０２の点灯時、赤外ＬＥＤ２０２の熱は、リフレクター２０３を伝わり、赤外透過窓１０３を加熱する。これにより、赤外透過窓１０３に付着した氷雪を溶かすことができる。なお、第３の実施形態で、赤外透過窓１０３をより加熱する方法について説明する。

次に、図２および図３を参照して、本発明におけるヒーターユニットについて説明する。図２は、本発明におけるヒータユニットの部分断面図である。図３は、ヒーターユニットの分解斜視図である。撮像装置は、さらに、透明窓１０２と、ゴム部材１０４と、ヒーター３０１と、熱拡散板３０２と、ホルダ３０３と、を備える。

透明窓１０２は、ガラスや樹脂などの透明材料で構成され、レンズユニット２０１は透明窓１０２を通して被写体を撮影可能である。透明窓１０２は、上カバー１０１にゴム部材１０４を介して取り付けられる。ゴム部材１０４は、撮像装置内に埃や水が浸入するのを抑制する。ゴム部材１０４は、中央に開口を有し、矩形状であるとともに、表面および表面から略垂直方向に延びる側面を有する。ゴム部材１０４は、上カバー１０１に取り付けられる。また、ゴム部材１０４によって、上カバー１０１にヒーター３０１の熱が移動しないように断熱されている。

ヒーター３０１はフィルム状の発熱部品であり、透明窓１０２と接触して透明窓１０２を加熱する。また、ヒーター３０１は、レンズユニット２０１がどの撮影方向を向いていてもケラレが発生しないように中央に開口部３０１ｃを有する。ヒーター３０１は図示しない制御部によって制御される。ヒーター３０１は、図示しない温度センサによって透明窓１０２の温度が一定値以下と判定されたとき、制御部によって起動される。

ヒーター３０１は、透明窓１０２の表面（レンズユニット２０１の光軸に略垂直な光学面）に接触する第１接触部３０１ｂを有している。さらに、ヒーター３０１は、透明窓１０２の側面（レンズユニット２０１の光軸に平行な面）に接触する第２接触部３０１ａを有している。第２接触部３０１ａは、第１接触部３０１ｂから突出するように複数設けられている。より具体的には、第２接触部３０１ａは、透明窓１０２の複数の側面にそれぞれ対応するように複数設けられる。なお、必ずしも複数設ける必要はなく、連続している形状でもよいし、さらに分割していてもよい。

熱拡散板３０２（伝熱部材）は、例えばアルミ板金であり、ヒーター３０１で発生した熱が局所的に集中しないように拡散させる。また、熱拡散板３０２は、ヒーター３０１と同様に、ケラレが発生しないように中央に開口部３０２ａを有する。なお、ヒーター３０１の発熱が面全体で均一に保てる場合、熱拡散板３０２は無くても良い。

ホルダー３０３は、熱伝導率の低い樹脂材料で構成され、透明窓１０２、ヒーター３０１および熱拡散板３０２を保持すると共に、熱が外部へ逃げないように断熱する。

以上のように、本実施形態の撮像装置は、レンズユニット２０１と、表面および前記表面から略垂直方向に延びる側面を有し、レンズユニット２０１を保護する透明窓１０２と、透明窓１０２を加熱するヒーター３０１と、を備える。ヒーター３０１は、透明窓１０２の表面に接触する第１接触部３０１ｂと、透明窓１０２の側面に接触する第２接触部３０１ａと、を有する。

すなわち、ヒーター３０１は、第１接触部３０１ｂに加えて、透明窓１０２の側面に接触する第２接触部３０１ａを有している。これにより、第１接触部３０１ｂのみの場合よりも、透明窓１０２とヒータ３０１との接触面積が大きくなる。よって、効率よく、透明窓１０２を加熱することができる。なお、透明窓１０２の加熱性能を上げるには、ヒーター３０１の温度を上げる方法もあるが、ヒーター３０１の周辺に配置される部品に影響を与える温度以上には上げられない。そのような場合に、本実施形態のように、ヒーター３０１と透明窓１０２の接触面積を増やすことが有効である。なお、いうまでもなく、ヒーター３０１の温度が同一の場合、透明窓１０２の温度はヒーター３０１との接触面積が多い方が高くなる。

また、本実施形態の撮像装置の第１接触部３０１ｂは、透明窓１０２の表面の周囲に接している。これにより、第１接触部３０１ｂによってけられることなく、撮像することが可能である。

また、本実施形態の撮像装置の第２接触部３０１ａは、透明窓１０２の複数の側面にそれぞれ対応するように複数設けられる。これにより、第２接触部３０１ａが１つの場合と比較して、より効率的に透明窓１０２を加熱することができる。

＜第２の実施形態＞
次に、図４を参照して、第２の実施形態について説明する。図４は、第２の実施形態におけるヒーターユニットの分解斜視図である。第２の実施形態では、ヒーターと熱拡散板の構成が第１の実施形態と異なるが、他の部分については、第１の実施形態と同様の構成であるため、説明を省略する。

第２の実施形態のヒーター５０１は、第１の実施形態の第２接触部３０１ａを有しておらず、第１接触部５０１ｂのみを備えている。

第２の実施形態の熱拡散板５０２は、透明窓１０２の表面（レンズユニット２０１の光軸に略垂直な光学面）に接触する第１伝熱部５０２ｂを有している。さらに、熱拡散板５０２は、透明窓１０２の側面（レンズユニット２０１の光軸に平行な面）に接触する第２伝熱部５０２ａを有している。第２伝熱部５０２ａは、第１伝熱部５０２ｂから突出するように複数設けられている。より具体的には、第２伝熱部５０２ａは、透明窓１０２の複数の側面にそれぞれ対応するように複数設けられる。なお、必ずしも複数設ける必要はなく、４つが連続している形状でもよいし、さらに分割していてもよい。

以上のように、本実施形態の撮像装置は、レンズユニット２０１と、表面および前記表面から略垂直方向に延びる側面を有し、レンズユニット２０１を保護する透明窓１０２と、を備える。本実施形態の撮像装置は、さらに、透明窓１０２を加熱するヒーター３０１と、ヒーター３０１の熱を透明窓１０２に伝熱する熱拡散板５０２を備える。熱拡散板５０２は、透明窓１０２の表面に接触する第１伝熱部５０１ｂと、透明窓１０２の側面に接触する第２伝熱部５０１ａと、を有する。

すなわち、熱拡散板５０２は、第１伝熱部５０２ｂに加えて、透明窓１０２の側面に接触する第２伝熱部５０２ａを有している。これにより、第１伝熱部５０２ｂのみの場合よりも、透明窓１０２と熱拡散板５０２との接触面積が大きくなる。よって、効率よく透明窓１０２を加熱することができる。なお、透明窓１０２の加熱性能を上げるには、ヒーター３０１の温度を上げる方法もあるが、ヒーター３０１の周辺に配置される部品に影響を与える温度以上には上げられない。そのような場合に、本実施形態のように、熱拡散板５０２と透明窓１０２の接触面積を増やすことが有効である。

また、本実施形態の撮像装置の第１伝熱部５０２ｂは、透明窓１０２の表面の周囲に接している。これにより、第１伝熱部５０２ｂによってけられることなく、撮像することが可能である。

また、本実施形態の撮像装置の第２伝熱部５０２ａは、透明窓１０２の複数の側面にそれぞれ対応するように複数設けられる。これにより、第２伝熱部５０２ａが１つの場合と比較して、より効率的に透明窓１０２を加熱することができる。

＜第３の実施形態＞
次に、図５から図７を参照して、第３の実施形態について説明する。図５は、第３の実施形態におけるヒーターユニットについての分解斜視図である。図６は、上カバーを取り外した状態の撮像装置を被写体側からみた図である。図７は、赤外ＬＥＤ周辺の断面図である。第３の実施形態では、熱拡散板３０２とホルダー３０３の構成が第２の実施形態と異なるが、他の部分については、第２の実施形態と同様の構成であるため、説明を省略する。

熱拡散板６０２は、第２伝熱部６０２ａから外方に曲がる曲げ部６０２ｃ（第３伝熱部）を有する。また、ホルダー６０３は、熱拡散板６０２の曲げ部６０２ｃの形状に沿ったガイド部６０３ｂを備える。ガイド部６０３ｂは、図６に示すように、熱拡散板６０２の曲げ部６０２ｃが、リフレクター２０３に接触あるいは近接するようにガイドする。これにより、熱拡散板６０２の曲げ部６０２ｃは、図６および図７に示すように、リフレクター２０３に接触、あるいは近接することができ、リフレクター２０３にヒーター３０１の熱を伝えることが出来る。

以上のように、本実施形態の撮像装置は、熱拡散板６０２は、第２伝熱部６０２ａから外方に曲がる曲げ部６０２ｃを有する。これにより、熱拡散板６０２は、リフレクター２０３に接触、あるいは近接することができ、リフレクター２０３にヒーター３０１の熱を伝えることが出来る。このような構成は、特に、赤外ＬＥＤ２０２の熱だけでは赤外透過窓１０３に付着した氷雪が溶けない場合に有効である。

以上のように構成することで、透明窓の光学面に加えて側面もヒーターで温めることにより、透明窓の加熱性能を上げることが出来る。また熱拡散板をさらに曲げてリフレクターに近接させることにより、ヒーターの熱を赤外透過窓にまで伝えることが出来る。

＜変形例＞
熱拡散板とヒーターのそれぞれが、透明窓１０２の側面と接触する構成としてもよい。またゴム部材１０４はなくてもよい。

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。

１０１ 上カバー
１０２ 透明窓
１０３ 赤外透過窓
１０４ ゴム部材
２０１ レンズユニット
２０２ 赤外ＬＥＤ
２０３ リフレクター
２０４ 下カバー
３０１ ヒーター
３０１ａ 第２接触部
３０２ 熱拡散板
３０３ ホルダー
５０２ 熱拡散板
５０２ａ 第２伝熱部
６０２ 熱拡散板
６０２ｃ 曲げ部
６０３ ホルダー
６０３ｂ ガイド部

Claims (7)

1. レンズユニットと、
   表面および前記表面から略垂直方向に延びる側面を有し、前記レンズユニットを保護する窓と、
   前記窓を加熱するヒーターと、を備え、
   前記ヒーターは、前記窓の前記表面に接触する第１接触部と、前記窓の前記側面に接触する第２接触部と、を有することを特徴とする、撮像装置。
2. 前記第１接触部は、前記窓の前記表面の周囲に接していることを特徴とする、請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記第２接触部は、前記窓の複数の側面にそれぞれ対応するように複数設けら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。
4. レンズユニットと、
   表面および前記表面から略垂直方向に延びる側面を有し、前記レンズユニットを保護する窓と、
   前記窓を加熱するヒーターと、
   前記ヒーターの熱を前記窓に伝熱する伝熱部材と、を備え、
   前記伝熱部材は、前記窓の前記表面に前記ヒーターの熱を伝熱する第１伝熱部と、前記窓の前記側面に前記ヒーターの熱を伝熱する第２伝熱部と、を有することを特徴とする、撮像装置。
5. 前記第１伝熱部は、前記ヒーターを介して、前記窓の周囲に接していることを特徴とする、請求項４に記載の撮像装置。
6. 前記第２伝熱部は、前記窓の複数の側面にそれぞれ対応するように複数設けられることを特徴とする、請求項５または６に記載の撮像装置。
7. 赤外照明と、
   前記赤外照明を保護する赤外透過窓と、
   前記赤外照明の周辺を覆うと共に前記赤外透過窓に接触または近接するリフレクターと、さらに、備え、
   前記伝熱部材は、前記第２接触部から延びる第３伝熱部を有し、前記リフレクターと前記第３伝熱部が接触または近接することで前記赤外透過窓にヒーターの熱を伝熱することを特徴とする、請求項４乃至６のいずれか一項に記載の撮像装置。

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