JP4954625B2 - 監視カメラ - Google Patents

Description

本発明は、監視カメラに関し、例えば、電動雲台、カメラハウジング、撮像素子や放熱フィンを含むカメラモジュール等によって構成される主に屋外向けの電動雲台カメラ装置、または、ＥＭ−ＣＣＤ（Electron Multiplying-Charge Coupled Device）カメラを搭載する密閉型カメラハウジングに関するものである。

従来、電動雲台カメラ装置において、冷却の必要がある撮像素子を搭載したカメラモジュールにおいて、撮像素子冷却用のペルチェ素子の放熱部は、上記カメラモジュールの筐体部に接触させることのみの放熱構造であった（文献公知発明に係るものではない）。

また、従来、ＥＭ−ＣＣＤカメラを搭載する密閉型カメラハウジングにおいては、消費電力と占有体積の多いカメラ電源をカメラハウジング外に設置し、更にＥＭ−ＣＣＤカメラを基板むき出しの状態でカメラハウジングに入れることで、カメラハウジング内の温度上昇を抑えると共に、ＥＭ−ＣＣＤカメラ周辺への熱の篭りを対策していた。

なお、監視カメラの公知文献としては、筺体内にケースを備え、このケースに少なくともカメラとレンズを収納し、ケースにガス導入口を備え、ガス導入口に配管を接続し、配管よりケース内に冷却ガスを流入することで、ケース内部を冷却する技術が、特許文献１に開示されている。
また、カメラ筺体内のプリント基板上部に小型ブロアファンを備え、筺体下面または筺体側面下部に設けた吸気口から冷却風を取り入れ撮像素子やプリント基板上に実装している電子部品の熱を冷却風が吸収することによって温められた冷却風を小型ブロアファンが吸気した方向に対し直交する方向（筺体の前面、後面、右側面または左側面）の内、一方向へ排気することで冷却する技術が、特許文献２に開示されている。
また、カメラ筺体内の撮像素子に冷却用に取り付けたペルチェ素子とファンを連動させることにより冷却する技術が、特許文献３に開示されている。
また、カメラ筺体内に送風パイプと吸風パイプを設け、筺体内に風を送り込み循環させることで冷却する技術が、特許文献４に開示されている。
また、他にも、カメラケースが円筒形で内外面が中空の二重構造となっており中に冷却水を循環させて内部の温度上昇を防ぐ水冷式の技術が特許文献５に開示され、さらに、水の代わりに油を用いて冷却する冷却式の技術が、特許文献６に開示されている。

特開２００５−０８４３６７号公報 特開２００６−２９５８５５号公報 特開平１１−２８４８８９号公報 特開平１０−０９３８４７号公報 特開２００４−２６６４７４号公報 特開２０００−３２４３７１号公報

しかしながら、撮像素子冷却用のペルチェ素子の放熱部を、上記カメラモジュールの筐体部に接触させることのみの放熱構造では、放熱効果が充分とはいえず、冷却の必要がある撮像素子の内部温度を低温に維持することが困難である。

冷却の必要がある撮像素子として、特に高感度撮像素子を使用する電動雲台カメラ装置においては、高感度撮像素子の性能を最大限に引き出すため、外気温度が比較的に高い環境においても高感度撮像素子の温度を十分に低温に保つようにすることが望まれる。

また、ＥＭ−ＣＣＤカメラは、その機能上別体のカメラ電源が必要であり、カメラハウジング内にＥＭ−ＣＣＤカメラと一緒に搭載するのが望ましいが、消費電カが高く発熱も多い。その上、ＥＭ−ＣＣＤカメラのＣＣＤが熱による悪影響を受け易い為、外気を導入できない密閉型カメラハウジングでの使用は難しい。

なお、特許文献１では、ケース内部のカメラやレンズを冷却することはできるが、そのために、筺体内にケースを備えるためのスペースを確保しなければならないので筺体（カメラハウジング）が大型にならざるを得ず、また、ケース内に冷却ガスを流入するために、ガス導入口を備えてガス配管を接続するだけでなく、冷却ガスを流入する作業を必要とするため、面倒である課題がある。

本発明の目的は、カメラハウジング内部で発生する熱を低温に維持することが簡単に実現可能な監視カメラを提供することにある。

本発明は、上記目的を達成するため、カメラを、撮像方向を前方、その反対方向を後方とするカメラハウジング内部に備える監視カメラであって、前記カメラハウジング内部の後方の空気を吸引し前方へと排出する第一のファンを前記カメラの後部に備え、前記第一のファンにより前記カメラハウジング内部の前方に排出された風を吸引し、前記カメラを通過させて排出する第二のファンを前記カメラに備え、前記カメラに電力を供給する電源を備え、一方の端部が前記電源に固定され、他方の端部が前記第一のファンに固定される電源金具を備えることを特徴とする。

本発明によれば、カメラハウジング内部で発生する熱を低温に維持することが簡単に実現可能な監視カメラを得ることができる。

したがって、冷却の必要がある撮像素子として特に高感度撮像素子を使用する電動雲台カメラ装置においてはその高感度撮像素子の性能を最大限に引き出すことができるため、低照度下でも良好な監視画像が得られるような電動雲台カメラ装置を得ることができる。

また、本発明によって、カメラハウジング内の熱が１ヶ所に篭ることなく分散されるので、ＥＭ−ＣＣＤカメラを搭載する密閉型カメラハウジングにおいてはカメラ電源を一緒に設置した状態でも、ＥＭ−ＣＣＤカメラのＣＣＤ付近温度は性能維持可能なものとなる。

さらに、カメラ電源から発生した熱を直接前面ガラスに当てることで結露防止効果があり、デフロスタが不要となり、カメラハウジング内の発熱部品を減らすことが可能となる。

本発明は監視カメラであるが、実施例１として電動雲台カメラ装置である場合、実施例２としてＥＭ−ＣＣＤカメラ搭載の密閉型カメラハウジングである場合について、以下説明する。

図１は、電動雲台カメラ装置におけるカメラモジュールの主要部分の分解斜視図を示す。１０１は撮像素子(以下、ＣＣＤという)、１０２は光学フィルタ切換え用のアクチェータ、１０３はＣＣＤ固定用のＣＣＤブロック、１０４は絶縁シート、１０５はＣＣＤ駆動回路などが実装されたセンサー基板、１０６はＣＣＤ１０１の放熱用の放熱フィン、１０７は空気の循環を促すフィンカバー、１０８はフィンカバー１０７とファンダクト１０９の密着のためのダクトパッキン、１０９はファン１１１の風量を集中させて強力にするファンダクト、１１０はファン１１１の固定及び空気の循環を促すファンベース、１１１はＣＣＤ１０１空冷用のファンである。

ＣＣＤ１０１をＣＣＤブロック１０３にねじ止めし、光学フィルタ切換え用のアクチェータもＣＣＤブロック１０３にねじ止めする。ＣＣＤブロック１０３と放熱フィン１０６の間に、絶縁シート１０４，センサー基板１０５を挟んでねじ止めする。放熱フィン１０６にフィンカバー１０７をねじ止めする。フィンカバー１０７とファンベース１１０の間に、ダクトパッキン１０８，ファンダクト１０９を挟んで、ファンベース１１０と放熱フィン１０６との間でねじ止めする。ファンベース１１０の反対面にＣＣＤ１０１空冷用のファン１１１をねじ止めする。

ＣＣＤ１０１には冷却用ペルチェ素子及びサーミスタが既に内蔵されているものを採用し、これをセンサー基板１０５に搭載されている制御回路によりＣＣＤ内部温度を一定の低温に保つ。この時内蔵されているペルチェ素子の放熱部がＣＣＤ１０１の背面部であり、ＣＣＤ１０１で発生する熱で非常に高温となる。このＣＣＤ１０１の背面部に放熱フィン１０６を密着させ、ＣＣＤ１０１背面の熱を放熱フィン１０６に伝導させる。この時ＣＣＤ１０１と放熱フィン１０６との密着面には伝熱用シリコーンコンパウンドを塗布し、熱伝導を促進させる。

ＣＣＤ１０１の内部温度を低温に維持するには放熱フィン１０６に溜まった熱を空気に効率良く放射させる必要があり、これをファン１１１による空冷により実現する。ただし、ファン１１１から吹き出す風はファンダクト１０９，ダクトパッキン１０８及びフィンカバー１０７により吹き出し口の大きさを小さくして、より風量が増大した状態でフィン１０６に吹き当たる構造としている。

図２Ａ，図２Ｂ，図２Ｃ，図２Ｄ，図２Ｅは、電動雲台カメラ装置におけるカメラモジュールの平面図，正面図，底面図，左側面図，右側面図を示す。１１２は図１の主要部分及びその他のカメラ構成部品全体を覆うカメラカバー、１１３はカメラハウジング内の空気の循環を促すウインドガイド、１１４はカメラモジュールの信号処理が実装されたメイン基板、１１５はズームレンズ、１１６はレンズ制御及びヒータガラス、ヒーターなどの制御回路が実装されたレンズ制御基板、１１７はカメラハウジング内部で空気の循環を促す制風板である。

図１に示した主要部分及びズームレンズ１１５がカメラカバー１１２で覆われており、カメラカバー１１２の上部には、カメラモジュールの映像信号処理系の回路が実装されたメイン基板１１４及び、ズームレンズやワイパー、ヒーター類の制御回路が実装されたレンズ制御基板１１６が固定された構成となっている。さらにカメラカバー１１２には、ウインドガイド１１３、制風板１１７及びファンベース１１０が実装され特殊な形状となっている。これは本カメラモジュールを本実施例１の電動雲台カメラ装置のカメラハウジングに実装したときに、放熱フィン１０６に吹き当たって高温となるファン１１１の風を、カメラハウジング内部を内面に沿って広範囲で循環させる構造とするためである。

図３は、図２で示すカメラモジュールが、電動雲台カメラ装置のカメラハウジング内部に実装された状態を示すカメラハウジング断面による平面図である。１１８はカメラハウジングである。

図３中の実線矢印と破線矢印は、ファン１１１を回転させた時のカメラハウジング１１８内部の空気の対流の様子を表すものである。高温となった空気は広範囲にわたりカメラハウジング１１８の内面に沿って循環されることで、放熱効率を最大限に向上させている。

この結果、カメラハウジング内部で発生する熱を低温に維持することができ、高感度撮像素子を使用しても高感度撮像素子から発生する熱を低温に維持し、高感度撮像素子の性能を最大限に引き出すことができるため、低照度下でも良好な監視画像が得られるような電動雲台カメラ装置を得ることができる。

図４Ａ，図４Ｂ，図４Ｃは、ＥＭ−ＣＣＤカメラを搭載する密閉型カメラハウジングの平面図、カメラハウジング断面による正面図、左側面図を示す。２０１はＥＭ−ＣＣＤカメラ、２０２はレンズ、２０３はカメラハウジング、２０４はファン、２０５はカメラ電源、２０６はアルミニウム製のカメラ電源金具、２０７は吐出しファン、２０８は前面ガラスである。

密閉型カメラハウジングは、カメラハウジング２０３内に、ＥＭ−ＣＣＤカメラ２０１とレンズ２０２の他にカメラ電源２０５を一緒に搭載している。カメラ電源２０５はその端部にカメラ電源金具２０６を固定し、カメラ電源金具２０６にファン２０４を固定している。また吐出しファン２０７をＥＭ−ＣＣＤカメラ２０１への空気の吸入と反対側に固定している。またカメラハウジング２０３の前面に前面ガラス２０８を固定している。

図５は、図４Ｂの右半分の拡大図であり、カメラ電源２０５から発生する熱がカメラハウジング２０３の前方に流出する様子を示す。図６は、図４Ａの拡大図であり、カメラ電源２０５から発生する熱がカメラハウジング２０３内部を循環する様子を示す。

図５に示すように、カメラ電源２０５から発生する熱はアルミニウム製のカメラ電源金具２０６を介してファン２０４に伝わり、ファン２０４の回転に伴う排気となってカメラハウジング２０３の前方に流出する。

図６に示すように、ファン２０４からの排気は、ＥＭ−ＣＣＤカメラ２０１への吸入とレンズ２０２の前面方向に分散され、ＥＭ−ＣＣＤカメラ２０１へ吸入された空気は反対側に固定の吐出しファン２０７より排出され、レンズ２０２の前面方向へ分散された空気は前面ガラス２０８に当たり前面ガラス２０８の内面に沿って流れる。吐出しファン２０７より排出された空気と前面ガラス２０８の内面に沿って流れた空気は、循環してファン２０４の後方に戻され、ファン２０４により再び循環される。

その結果、カメラハウジング２０３内の熱が１ヶ所に篭ることなく分散されるので、ＥＭ−ＣＣＤカメラを搭載する密閉型カメラハウジングにおいてはカメラ電源を一緒に搭載した状態でも、ＥＭ−ＣＣＤカメラのＣＣＤ付近温度は性能維持可能なものとなり、ＥＭ−ＣＣＤカメラを基板むき出しの状態で使用しなくてすむ。さらに、カメラ電源から発生した熱を直接前面ガラスに当てることで結露防止効果があり、デフロスタが不要となり、カメラハウジング内の発熱部品を減らすことが可能となる。

電動雲台カメラ装置におけるカメラモジュールの主要部分の分解斜視図を示す。 電動雲台カメラ装置におけるカメラモジュールの平面図を示す。 電動雲台カメラ装置におけるカメラモジュールの正面図を示す。 電動雲台カメラ装置におけるカメラモジュールの底面図を示す。 電動雲台カメラ装置におけるカメラモジュールの左側面図を示す。 電動雲台カメラ装置におけるカメラモジュールの右側面図を示す。 図２で示すカメラモジュールが、電動雲台カメラ装置のカメラハウジング内部に実装された状態を示すカメラハウジング断面による平面図である。 ＥＭ−ＣＣＤカメラを搭載する密閉型カメラハウジングの平面図を示す。 ＥＭ−ＣＣＤカメラを搭載する密閉型カメラハウジングのカメラハウジング断面による正面図を示す。 ＥＭ−ＣＣＤカメラを搭載する密閉型カメラハウジングの左側面図である。 図４Ｂの右半分の拡大図であり、カメラ電源から発生する熱がカメラハウジングの前方に流出する様子を示す。 図４Ａの拡大図であり、カメラ電源から発生する熱がカメラハウジング内を循環する様子を示す。

符号の説明

１０１：ＣＣＤ、１０２：アクチェータ、１０３：ＣＣＤブロック、１０４：絶縁シート、１０５：センサー基板、１０６：放熱フィン、１０７：フィンカバー、１０８：ダクトパッキン、１０９：ファンダクト、１１０：ファンベース、１１１:ファン、１１２:カメラカバー、１１３:ウインドガイド、１１４:メイン基板、１１５:ズームレンズ、１１６:レンズ制御基板、１１７:制風板、１１８：カメラハウジング、２０１： ＥＭ−ＣＣＤカメラ、２０２：レンズ、２０３：カメラハウジング、２０４：ファン、２０５：カメラ用電源、２０６：カメラ電源用金具、２０７：吐出しファン、２０８：前面ガラス。

Claims (1)

1. カメラを、撮像方向を前方、その反対方向を後方とするカメラハウジング内部に備える監視カメラであって、
   前記カメラハウジング内部の後方の空気を吸引し前方へと排出する第一のファンを前記カメラの後部に備え、
   前記第一のファンにより前記カメラハウジング内部の前方に排出された風を吸引し、前記カメラを通過させて排出する第二のファンを前記カメラに備え、
   前記カメラに電力を供給する電源を備え、
   一方の端部が前記電源に固定され、他方の端部が前記第一のファンに固定される電源金具を備えることを特徴とする監視カメラ。

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