JP5078578B2 - Imaging device - Google Patents
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Description
本発明は、例えば監視カメラなどの撮像装置に関する。 The present invention relates to an imaging apparatus such as a surveillance camera.
一般に商店、銀行などの商業施設、工場などの工業施設の製造ラインあるいは地下鉄、アーケードなどの公共施設には、安全管理などの目的でいわゆる監視カメラが設置されている。この種の監視カメラは、人の出入りがある場所に設置することが多く、被撮影者に監視されているという不快感を与えないように、また、犯罪者に容易に発見されないようにするために、できる限りの小型化が要望されてきた。 In general, a so-called surveillance camera is installed in a commercial facility such as a store or bank, a production line of an industrial facility such as a factory, or a public facility such as a subway or an arcade for the purpose of safety management. This kind of surveillance camera is often installed in a place where people come and go, so as not to give the subject a sense of discomfort that it is being monitored, and to prevent it from being easily detected by criminals In addition, miniaturization as much as possible has been demanded.
かかる要望に応えるべく、光電変換素子であるCCDを用いた小型な監視カメラが登場し、広範に使用されるようになった。しかしながら、装置の小型化と引き換えに、部品装着の高密度化が進み、結果監視カメラ本体内の空気の高温化を招いてしまうこととなった。また、監視カメラは、ごく稀に起こる犯罪や異常などを漏らさず撮影する必要があるため、昼夜を問わず連続運転を行わなければならず、内部空気の高温化に歯止めが効かない状況となっている。更に、映像の高画質化に伴い、カメラ部に搭載されたCPUが処理するデータ量及び発熱量は増加の一途を辿り、状況は更に悪くなっている。 In order to meet such demand, a small surveillance camera using a CCD, which is a photoelectric conversion element, has appeared and has been widely used. However, in exchange for miniaturization of the device, the density of component mounting has increased, and as a result, the temperature of the air in the surveillance camera body has increased. In addition, surveillance cameras need to be photographed without leaking crimes and abnormalities that occur infrequently, so continuous operation must be performed day and night, and it will not be possible to stop the high internal air temperature. ing. Furthermore, as the image quality is improved, the amount of data and the amount of heat generated by the CPU mounted on the camera unit are constantly increasing, and the situation is getting worse.
監視カメラに搭載される光電変換素子であるCCDはその固有の特性として、光入力がなくても、暗電流が流れ、この暗電流量は温度が高ければ高いほど増加することが知られている。そして、暗電流の増加に伴い信号のダイナミックレンジが減少し、撮像信号のS/N比が低下してしまうため、光電変換エラーが生じ易くなる。この変換エラーが原因となり、映像にいわゆるシロ傷が現れ、映像劣化の問題を引き起こす。前述のように監視カメラ本体内の空気温度が益々高くなる中、このような映像劣化の問題はますます深刻化している。 It is known that a CCD, which is a photoelectric conversion element mounted on a surveillance camera, has a unique characteristic that a dark current flows even if there is no light input, and this dark current amount increases as the temperature increases. . As the dark current increases, the dynamic range of the signal decreases and the S / N ratio of the imaging signal decreases, so that a photoelectric conversion error is likely to occur. Due to this conversion error, so-called white scratches appear in the video, causing a problem of video degradation. As described above, as the air temperature in the surveillance camera body becomes higher and higher, the problem of such image deterioration becomes more serious.
これらの事情を鑑み、CCDを冷却する手段として、様々な放熱構造が提案されている。特許文献1に記載のビデオカメラにおいて、前面板の後方に貫通孔の開口面に撮像素子を介して対向する熱伝達板を設け、この熱伝達板と撮像素子間及び熱伝達板とカメラ筐体間に各々第1熱伝導性ゴムと第2熱伝導性ゴムを介装した放熱構造を採用している。
また、特許文献2に記載のものでは、配線基板にCCDを装着すると共に、該CCDに対しその主体を包容する吸熱ケースを配置し、更に前記吸熱ケースと外装パネルを接続し一体化する放熱構造を採用している。
In view of these circumstances, various heat dissipation structures have been proposed as means for cooling the CCD. In the video camera described in
Moreover, in the thing of
特許文献1においては、CCDと筐体に伝熱部材を配置し、熱拡散及び熱伝達を促進し、筐体への低熱抵抗化が実現されている。しかしながら、CCDと一体となった熱伝達構造が、CCDの有効表面積を増大させることとなり、空気の熱を受け易くしてしまっているという問題がある。
In
更に、図4を用いて詳細に説明する。図4(a)は従来技術に係るカメラヘッド部内部の斜視図、図4(b)は該カメラヘッド部の断面図である。これらの図において、カメラヘッド部10の筐体11内にレンズ鏡筒12が収容され、レンズ鏡筒12内にはズーム機能あるいはフォーカス機能を有するレンズ群13が配列される。レンズ群13の光軸後方には、CCDからなる撮像素子14が配置される。なお、ここでは図において、前方及び後方を矢印Fr,Rrにより表す。
Furthermore, it demonstrates in detail using FIG. 4A is a perspective view of the inside of a camera head unit according to the prior art, and FIG. 4B is a cross-sectional view of the camera head unit. In these drawings, a
撮像素子14は基板15に装着され、放熱のための拡散板16が付設される。レンズ鏡筒12の側面にはこの例では2つのモータ17,18が配置され、これらのモータ17,18はレンズ鏡筒12内のレンズ群13を駆動し、ズームやフォーカスの駆動源として用いられる。
The
かかる撮像装置において、モータ17,18は使用頻度が高く、非常に高温となる。そして、この高温になったモータ17,18が筐体11内の空気を温める。更に、十分な対流領域が確保できない場合にはその空気はモータ17,18付近で滞留し、殆ど他の部位へ周らず篭ってしまう。また、撮像素子14を構成するCCDについても、レンズ鏡筒12の端面においてモータ17,18に近接した位置に配置されることが多い。このためモータ17,18付近の温められ、淀んだ空気がCCDを取り囲み、更なる高温化を招来する等の問題がある。
In such an imaging apparatus, the
本発明はかかる実情に鑑み、温度上昇を有効且つ適正に抑制し、適正作動を保証する撮像装置を提供することを目的とする。 In view of such circumstances, an object of the present invention is to provide an imaging apparatus that effectively and appropriately suppresses temperature rise and ensures proper operation.
本発明の撮像装置は、レンズ群により集光された光を電気信号に変換する撮像素子と、前記撮像素子を装着する基板と、前記撮像素子と前記基板との間に配置され前記撮像素子の熱を拡散する拡散板と、前記レンズ群を収容するレンズ鏡筒の側面に配置され前記レンズ群を駆動するモータと、前記レンズ鏡筒と前記拡散板との間に介挿される底板部と前記底板部の周囲に設けられた隔板部とを有し前記モータの作動により温められた空気を前記撮像素子の周囲の空気と隔離する隔壁と、前記撮像素子、前記基板、前記拡散板、前記レンズ鏡筒、前記モータ、及び前記隔壁を収容する筐体と、前記拡散板と一体となった状態で前記筐体の内壁に圧接されて前記拡散板と前記筐体を伝熱可能に接続する伝熱板と、前記筐体を回動可能に支持する支持部とを有することを特徴とする。 An image pickup apparatus according to the present invention includes an image pickup element that converts light collected by a lens group into an electrical signal, a substrate on which the image pickup element is mounted, and the image pickup element disposed between the image pickup element and the substrate. A diffusion plate that diffuses heat; a motor that is disposed on a side surface of a lens barrel that houses the lens group; and that drives the lens group; a bottom plate portion that is interposed between the lens barrel and the diffusion plate; a septum wall air heated by operation of the motor and a diaphragm unit provided on the periphery of the bottom plate portion you isolated from the air surrounding the imaging element, the imaging element, the substrate, the diffusion plate A housing for housing the lens barrel, the motor, and the partition wall, and being in pressure contact with an inner wall of the housing in an integrated state with the diffusion plate, so that the diffusion plate and the housing can conduct heat. A heat transfer plate to be connected and a support that rotatably supports the casing. And having a part.
本発明によれば、撮像素子を覆うように隔壁を設け、特にモータの作動により温められた空気が撮像素子側に回り込まないようにする。これにより撮像素子近傍の空気の温度上昇が防止され、そのCCDに対する熱影響を有効に抑制することができる。 According to the present invention, the partition wall is provided so as to cover the image pickup device, and in particular, the air heated by the operation of the motor is prevented from entering the image pickup device side. Thereby, the temperature rise of the air in the vicinity of the image sensor is prevented, and the thermal influence on the CCD can be effectively suppressed.
以下、図面に基づき、従来例と実質的に同一又は対応する部材には同一符号を用いて、本発明による撮像装置の好適な実施の形態を詳細に説明する。
(第1の実施形態)
図1及び図2は、本発明の撮像装置における第1の実施形態を示している。先ず、図1において、10は光学レンズもしくは光学レンズ群及び撮像系を内蔵したカメラヘッド部、1は電源及び画像処理回路等を内蔵したベース部である。ベース部1は、図示しない基台上に回動可能に支持され、パン軸2の回りに回動可能(図1、矢印A)である。また、ベース部1にはカメラヘッド部10の支柱3が立設されており、カメラヘッド部10は支柱3によりチルト軸4の回りに回動可能(図1、矢印B)に支持される。
Hereinafter, preferred embodiments of an imaging apparatus according to the present invention will be described in detail using the same reference numerals for members that are substantially the same as or correspond to those of a conventional example, based on the drawings.
(First embodiment)
1 and 2 show a first embodiment of the imaging apparatus of the present invention. First, in FIG. 1,
このようにベース部1上に搭載されたカメラヘッド部10は、自動又はオペレータ等の操作によりパン軸2及びチルト軸4の周り回動して、任意方向に作動可能である。この撮像装置は、例えば監視カメラ等として使用され、その設置場所にて所望の映像が撮影できるようになっている。
As described above, the
次に、図2(a)は本発明に係るカメラヘッド部内部の斜視図、図2(b)は該カメラヘッド部の断面図である。この実施形態において撮像装置の基本構成は、実質的に従来例(図4)と同様である。即ち、図2において、カメラヘッド部10の筐体11の内部にレンズ鏡筒12が収容され、レンズ鏡筒12内にはズーム機能あるいはフォーカス機能を有するレンズ群13が配列される。レンズ群13の光軸後方には、CCDでなる撮像素子14が配置される。なお、ここでは図において、前方及び後方を矢印Fr,Rrにより表す。
Next, FIG. 2A is a perspective view of the inside of the camera head according to the present invention, and FIG. 2B is a cross-sectional view of the camera head. In this embodiment, the basic configuration of the imaging apparatus is substantially the same as that of the conventional example (FIG. 4). That is, in FIG. 2, a
撮像素子14は基板15に装着され、放熱のための拡散板16が付設される。拡散板16は、撮像素子14と一体的に固定される。レンズ鏡筒12の側面には2つのモータ17,18が配置され、これらのモータ17,18はレンズ鏡筒12内のレンズ群13を駆動し、ズームおよびフォーカスの制御のための駆動源として用いられる。
The
CCDなどによって構成される撮像素子14は、上述のように基板15に装着され、レンズ群13により集光された光を電気信号に変換し、画像データを出力する。この変換の際に、微量ながら熱が発生するため、撮像素子14は自身の熱によって昇温する。撮像素子14は温度上昇に弱いため、撮像素子14にアルミ等の熱伝導率の高い材料でできた拡散板16を取り付ける。この拡散板16により撮像素子14の局所的な熱を拡散し、過度の温度上昇を防止する。
The
レンズ鏡筒14は複数の光学レンズからなるレンズ群13を有し、レンズ群13は、モータ17,18にて駆動され、これによってズームやフォーカスの制御が行われる。モータ17,18の使用頻度及び消費電力量は非常に高く、モータ17,18及びそれらを取り巻く空気の温度は高くなる。
The
さて、本実施形態において、拡散板16、および基板15を取り囲むように隔壁19が配置されている。この隔壁19は、モータ17,18で温められた筐体内の空気が撮像素子14付近に回り込まないように基板15(撮像素子14)の周囲の空気と隔離するためである。隔壁19の材質はゴム、ウレタン、スポンジ、エラストマー、プラスチックなど熱伝導率が低い材料であることが望ましい。
In the present embodiment, a
隔壁19は、拡散板16、基板15を覆っている。例えば図2(b)のように、拡散板16とレンズ鏡筒14の後方側端面との間に隔壁19の底板部19aが介挿され、底板部19aの周囲から隔板部19bが立ち上がる有底構造の隔壁19を構成することができる。これにより、モータ17,18によって温められた空気と隔離することができる。また、この例では底板部19aの略中央部位には、撮像素子14露出させるための開口部が設けられている。これは、撮像素子14によって受光させる必要があるためである。このように、筐体11内の空間において、レンズ鏡筒の後方に撮像素子14の取付部(主に基板15及び拡散板16)を覆う隔壁19を設けている。
The
なお、モータ17,18と撮像素子14及び拡散板16、基板15との間(底板部19aに対応する位置)に板状の隔壁を形成し、気流抵抗を増大させるだけでも効果がある。更に、隔壁19は図示例では単純な箱状の矩形となっているが、この図示例の場合に限らず、筐体11内面の曲面に倣うような曲面を形成しておくと、両者の密着性が向上する。
In addition, it is effective even if a plate-like partition is formed between the
本実施形態によれば、レンズ鏡筒の後方に撮像素子14の取付部(主に基板15及び拡散板16)を覆う隔壁19を設ける。これによって、モータ17,18の作動により温められた空気が撮像素子14側に回り込まないようにする。その結果、撮像素子14近傍の空気の温度上昇が防止され、その撮像素子に対する熱影響を有効に抑制することができる。従って、前述した暗電流に起因する問題等を解消し、撮像装置で得られる画像の画質・品位を向上することができる。また、温度上昇を防止することで、撮像素子の耐久性を向上することができるばかりか、構成が比較的簡単であり、コスト的にも有利である等の利点がある。
According to the present embodiment, the
(第2の実施形態)
次に、本実施の形態による撮像装置を説明する。なお、ここでは第1の実施形態で説明したものについては、その説明を省略するものとする。
図3は、第2の実施形態の撮像装置を示している。図3において、伝熱板20は、拡散板16にネジ等で一体に取り付けられ、一体となった状態で筐体11の内壁に弾性的に圧接されている。これにより拡散板16と筐体11とは伝熱可能に接続される。また、伝熱板20は、隔壁19によって覆われている。
(Second Embodiment)
Next, the imaging apparatus according to the present embodiment will be described. Here, the description of what has been described in the first embodiment will be omitted.
FIG. 3 shows an imaging apparatus according to the second embodiment. In FIG. 3, the
本実施の形態では、伝熱板20は略台形の断面形状を有し、その台形の底辺側両端部にて拡散板16と結合する。また、該台形の上辺部は、図示のように筐体11の内壁に弾接する。更に、図3(a)に示されるように伝熱板20の両側は開放されている。なお、図示例の場合に限らず、伝熱板20の断面形状として「コ」字状等に形成することもできる。
In the present embodiment, the
上述のように伝熱板20を筐体11の内壁に圧接させる弾力は、伝熱板20自体の弾性力を利用することができる。伝熱板20は、熱伝導率の高いアルミニウム(もしくはアルミニウム合金)板金で形成されており、撮像素子14と筐体11の間を低熱抵抗の状態で接続する。
As described above, the elastic force that presses the
密閉筐体に構成されたカメラヘッド部10において温度が最も低い部位は、外気と直接接する筐体11である。第2の実施形態においては、筐体11と撮像素子14とを伝熱板20を介して低熱抵抗の状態で接続することで、その撮像素子14の温度上昇を大幅に低減することができる。従って、第2の実施形態の場合でも、前述の隔壁19と相俟って撮像素子14近傍の空気の温度上昇を防止し、その撮像素子14に対する熱影響を有効に抑制することができる。
In the
また、更なる低熱抵抗化を図るには、伝熱板20の伝熱面積を増大させ、伝熱距離を短くし、高熱伝導率部材(例えば銅など)を用いれば良い。また、伝熱板20が筐体11と接する部分の面積は、大きければ大きいほど効果が大きい。
更に、筐体11と伝熱板20の間には、熱伝導ゴム(図示しない)を介在させても良く、これにより外部からの衝撃に対し、熱伝導ゴムが弾性変形して衝撃を吸収し、撮像素子14に大きな衝撃が加わらないようにできる。
In order to further reduce the thermal resistance, the heat transfer area of the
Further, a heat conductive rubber (not shown) may be interposed between the
以上本発明の好適な実施の形態を説明したが、各実施形態の図示例等のみに限定されるものではなく、本発明の範囲内で変更等が可能である。
例えば、本発明の撮像装置において、隔壁19及び伝熱板20はいずれか一方を単独で備えることも可能であり、それぞれによる作用効果を得ることができる。
The preferred embodiments of the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to the illustrated examples of the embodiments, and can be modified within the scope of the present invention.
For example, in the imaging device of the present invention, the
1 ベース部
2 パン軸
3 支柱
4 チルト軸
10 カメラヘッド部
11 筐体
12 レンズ鏡筒
13 レンズ群
14 撮像素子
15 基板
16 拡散板
17,18 モータ
19 隔壁
20 伝熱板
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記撮像素子を装着する基板と、
前記撮像素子と前記基板との間に配置され前記撮像素子の熱を拡散する拡散板と、
前記レンズ群を収容するレンズ鏡筒の側面に配置され前記レンズ群を駆動するモータと、
前記レンズ鏡筒と前記拡散板との間に介挿される底板部と前記底板部の周囲に設けられた隔板部とを有し前記モータの作動により温められた空気を前記撮像素子の周囲の空気と隔離する隔壁と、
前記撮像素子、前記基板、前記拡散板、前記レンズ鏡筒、前記モータ、及び前記隔壁を収容する筐体と、
前記拡散板と一体となった状態で前記筐体の内壁に圧接されて前記拡散板と前記筐体を伝熱可能に接続する伝熱板と、
前記筐体を回動可能に支持する支持部と
を有することを特徴とする撮像装置。 An image sensor that converts light collected by the lens group into an electrical signal;
A substrate on which the image sensor is mounted ;
A diffusion plate disposed between the image sensor and the substrate for diffusing heat of the image sensor;
A motor that is disposed on a side surface of a lens barrel that houses the lens group and drives the lens group;
A bottom plate portion interposed between the lens barrel and the diffusion plate, and a partition plate portion provided around the bottom plate portion, and air heated by the operation of the motor and the septal wall that be isolated from the air,
A housing that houses the imaging device, the substrate, the diffusion plate, the lens barrel, the motor, and the partition;
A heat transfer plate that is in pressure contact with the inner wall of the casing in a state of being integrated with the diffusion plate and connects the diffusion plate and the casing in a heat transferable manner;
An imaging apparatus comprising: a support portion that rotatably supports the housing .
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