JP6080061B1 - 撮像装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】構造を複雑にせずに、カメラの前面光透過板と撮像補機の前面光透過板とを清掃できる撮像装置を提供する。【解決手段】撮像装置は、カメラ21の前面を覆うカメラ前面光透過板33と、カメラ前面光透過板の外表面を延長した仮想面39を有し、撮像補機が設置される補機増設空間35と、カメラ前面光透過板の外表面に沿って移動して外表面を拭くと共に、仮想面へ移動するワイパ41と、を備える。【選択図】図4

Description

本開示は、撮像装置に関する。
撮像方向をモータ駆動によって変えることができ、夜間での撮像も行える屋外使用可能な撮像装置(例えば監視カメラ)が知られている(特許文献1等参照)。この監視カメラは、取付台に、カメラ駆動ハウジングが固定される。カメラ駆動ハウジングは、内蔵のパン軸駆動モータによって上部がパン軸中心回りにパン旋回可能となる。カメラ駆動ハウジングの上部には、一対の平行な傾斜支持腕の基端が固定される。一対の傾斜支持腕の先端は、その間でカメラハウジングを支持する。カメラハウジングは、パン軸中心と離間して直角に交差する方向のチルト軸中心回りにチルト回転自在となって、一対の傾斜支持腕の先端に固定される。カメラハウジングは、内蔵のチルト駆動モータによってチルト回転される。
カメラハウジングには、カメラが内蔵される。カメラハウジングの前面には、透過させた可視光、赤外光をカメラに入射させるためのカメラ用窓が設けられる。カメラハウジングには、このカメラ用窓を拭くためのワイパが、モータ駆動によって回転自在に備えられる。また、カメラハウジングの上部には、照明ハウジングが一体に固定される。照明ハウジングには、照明装置が内蔵される。照明装置は、照明ハウジングに設けられ開口部より照明光を出射させる。照明ハウジングの開口部は、照明用窓によって覆われている。照明装置は、カメラのレンズ光軸に沿って照明光を照射する。この監視カメラは、カメラハウジングと照明ハウジングとが一体に設けられることで、カメラのパンチルト動作に合わせて照明光の方向が動く。
米国特許出願公開第2014/0043478号明細書
特許文献1に記載された監視カメラでは、照明用窓に塵埃や着雪が発生すると明るさが減少する。これに対し、カメラ用窓を拭くためのワイパとは別に、照明部に専用のワイパを持たせると、監視カメラの構造が複雑になる。
本開示は、上記事情に鑑みてなされたものであり、構造を複雑にせずに、カメラの前面光透過板と撮像補機の前面光透過板とを清掃できる撮像装置を提供する。
本開示の撮像装置は、カメラの前面を覆うカメラ前面光透過板と、カメラ前面光透過板の外表面を延長した仮想面を有し、撮像補機が設置される補機増設空間と、カメラ前面光透過板の外表面に沿って移動して外表面を拭くと共に、仮想面へ移動するワイパと、を備え、前記ワイパは、前記撮像補機の設置の有無に応じて、移動範囲を変更する。
本開示によれば、構造を複雑にせずに、カメラの前面光透過板と撮像補機の前面光透過板とを清掃できる。
第1の実施形態に係る監視カメラの外観斜視図 図1に示したチルトハウジングの正面図 図2のA−A矢視における要部側面図 図1に示したチルトハウジングの平面図 照明装置が増設された監視カメラの外観斜視図 図5に示したチルトハウジングの正面図 ワイパに遮光板が取り付けられた変形例に係る監視カメラの要部斜視図
以下、適宜図面を参照しながら、実施形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になることを避け、当業者の理解を容易にするためである。尚、添付図面及び以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために提供されるものであり、これらにより特許請求の範囲に記載の主題を限定することは意図されていない。
以下の実施形態では、撮像装置として、ワイパを有する監視カメラを例示して説明する。尚、以下の実施形態では、チルト軸には、物理的なチルト軸の他、仮想的な軸(チルト回転中心)が含まれてもよい。同様に、パン軸には、物理的なパン軸の他、仮想的な軸(パン回転中心)が含まれてもよい。
(第1の実施形態)
[構成等]
図1は第1の実施形態に係る監視カメラ11の外観斜視図である。
監視カメラ11は、本体ハウジング13と、パンハウジング15と、チルトハウジング17と、を有する。本体ハウジング13は、下面(図1の下側の面)が取付面となる。本体ハウジング13は、例えば、取付面側がその反対側よりも若干大径となった略円柱形状に形成される。監視カメラ11は、本体ハウジング13の取付面がボルト等の締結具によって、被固定面に固定される。
パンハウジング15には、支持アーム19が取り付けられる。パンハウジング15は、本体ハウジング13の上面に、パン軸Pcを中心に、パン回転自在に支持される。パン軸Pcは、本体ハウジング13の軸線と一致する。
パンハウジング15は、一側部に1本の支持アーム19の基端を支持する。即ち、支持アーム19は、パンハウジング15と一体にパン回転する。パンハウジング15は、支持アーム19の基端を、パン軸Pcから離れて直角に交差する第1チルト軸T1cによって回転自在に支持する。つまり、支持アーム19は、第1チルト軸T1cを中心に傾動可能となる。支持アーム19は、パンハウジング15から起立して、先端でチルトハウジング17を支持する。
チルトハウジング17は、例えば、略球形状に形成される。チルトハウジング17は、球形状の一部分が切除されている。この一部分には、支持アーム19の先端が配置される。チルトハウジング17は、支持アーム19の先端に、直径方向の一端が、第1チルト軸T1cと平行な第2チルト軸T2cを中心にチルト回転自在に支持される。
第2チルト軸T2cは、例えば、球形状に形成されたチルトハウジング17の中心を通る。チルトハウジング17は、パンハウジング15から上方に離間して支持アーム19に支持される。つまり、チルトハウジング17は、支持アーム上下端の第1チルト軸T1cと第2チルト軸T2cとの2つの回転中心によってチルト回転が可能となっている。これにより、チルトハウジング17は、パンハウジング15からせり出し(パン軸Pcから離反する方向に移動)可能となっている。
チルトハウジング17は、内部にカメラ21(図4参照)を収容する。カメラ21は、イメージセンサやレンズを有する撮像ユニットを含む。カメラ21は、第2チルト軸T2cに直角に交差する方向に、カメラ21のレンズ(図示略)の光軸Oc(例えば図4参照)が沿うようにして配置される。
カメラ21の光軸Ocと第2チルト軸T2cとは交わらない。即ち、カメラ21の光軸Ocは、カメラ21が取り付け面と平行な方向を撮像する場合、第2チルト軸T2cを挟んでパンハウジング15の反対側に配置される。つまり、カメラ21は、光軸Ocが、第2チルト軸T2cよりも上方(パンハウジング15と反対側)にずれた位置で配置されている。
監視カメラ11では、本体ハウジング13とパンハウジング15との間が、パン回転部23となる。パンハウジング15と支持アーム19との間が、第1チルト回転部25となる。支持アーム19とチルトハウジング17との間が第2チルト回転部27となる。
パン回転部23、第1チルト回転部25、及び第2チルト回転部27における撮像情報やモータの制御信号のデータ伝送は、例えば、アンテナを用いた非接触のPLC(Power Line Communication)通信によって行われる。
また、監視カメラ11では、パン回転部23における電力の伝送が、例えばスリップリングによって行われる。また、第1チルト回転部25及び第2チルト回転部27における電力の伝送が、例えばよじれ線によって行われる。
監視カメラ11は、パン回転部23、第1チルト回転部25、及び第2チルト回転部27が、水密構造を有する。パン回転部23、第1チルト回転部25、及び第2チルト回転部27は、例えば、軸と軸受との隙間が双方に接触する防水シール材により塞がれて防水構造を構成する。これにより、監視カメラ11は、ドームカバーで覆わずに、屋外仕様とすることが可能である。
図2は、図1に示したチルトハウジング17の正面図である。
チルトハウジング17の外面には、カメラ21の光軸Ocに垂直な平坦面29が形成される。平坦面29には、カメラ21に撮像光を入射させるための撮像光入射窓31が開口される。撮像光入射窓31は、可視光及び赤外線を透過できるカメラ前面ガラス33によって覆われる。つまり、カメラ21は、前面がカメラ前面ガラス33によって覆われている。
チルトハウジング17の一方の外側面には、カメラ前面ガラス33を挟んで支持アーム19の反対側に、補機増設空間35が確保されている。補機増設空間35には、監視カメラ11の仕様やオプションの追加によって、撮像補機が取り付けられる。補機増設空間35は、カメラ前面ガラス33の外表面37を延長した仮想面39を有している。つまり、カメラ前面ガラス33の外表面37と仮想面39とは、同一平面となる。撮像補機は、例えば、照明装置、非可視光カメラ(赤外線カメラ等)、又は可視光カメラを含む。
チルトハウジング17の平坦面29には、カメラ前面ガラス33の下方における補機増設空間35寄りに、ワイパ41の回転駆動軸43が配置される。回転駆動軸43は、チルトハウジング17に収容されるワイパモータ45(図4参照)によって駆動される。回転駆動軸43は、カメラ21の光軸Ocに沿う方向となる。ワイパ41は、基端が回転駆動軸43によって正逆回転される。図2に示すワイパ41の左右の位置は、補機増設空間35に撮像補機が増設されない場合の移動範囲(ストローク)を示している。
ワイパ41は、基端から先端に向かって延在するワイパアーム47を有する。ワイパアーム47は、基端を中心に正逆回転されることで、揺動(往復運動)する。ワイパアーム47には、ゴム等からなるブレード49(拭き取り材)が取り付けられる。カメラ前面ガラス33は、ブレード49の軌跡の内側(移動範囲内)に配置されている。
図3は、図2のA−A矢視における要部側面図である。
ワイパ41は、カメラ前面ガラス33の外表面37に沿ってブレード49が接触しながら移動する。これにより、カメラ前面ガラス33の外表面37は、ワイパ41によって、汚れ等が拭き取られる。
チルトハウジング17には、補機増設空間35の近傍にオプション検出センサ51(図4参照)が設けられてもよい。オプション検出センサ51は、補機増設空間35に撮像補機が増設されているか否かを検出する。オプション検出センサ51によって検出された検出情報は、監視カメラ11のコントローラ53へ送られる。コントローラ53は、オプション検出センサ51からの検出情報に基づき、ワイパモータ45の正逆回転角度を制御する。これにより、ワイパ41は、撮像補機の設置の有無に応じ、仮想面39へ移動可能に移動範囲が変更される。
オプション検出センサ51は、例えば、撮像補機の設置によって押圧されることで、撮像補機の設置を検出する。オプション検出センサ51は、例えばリミットスイッチを含む。尚、オプション検出センサ51は、ディップスイッチ等の手動スイッチの切り換えによって、撮像補機の設置の有無の情報を送出してもよい。
オプション検出センサ51は、側面遮光板55の有無を検出してもよい。監視カメラ11は、撮像補機が増設されない仕様において、一対の側面遮光板55がカメラ前面ガラス33を挟んで左右に取り付けられてもよい。一対の側面遮光板55の間の上部には、上面遮光板57が設けられてもよい。
撮像補機が増設されると、一対の側面遮光板55のうち、撮像補機とカメラ前面ガラス33との間に位置する一方の側面遮光板55は、ワイパアーム47に干渉するため不要となる。このため、ワイパ41の移動範囲は、撮像補機とカメラ前面ガラス33との間に位置する一方の側面遮光板55が取り外されたことをリミットスイッチ等のセンサで検知することによって、変更されてもよい。
図4は、図1に示したチルトハウジング17の平面図である。
ワイパ41は、ワイパモータ45がコントローラ53により回転制御されることによって、仮想面39へ移動可能である。即ち、ワイパ41は、撮像補機が増設されていない場合、第1の清掃領域Wsの範囲で往復移動する。一方、撮像補機が増設されると、ワイパ41は、第1の清掃領域Wsに第2の清掃領域Woを加えた範囲で往復移動する。
図5は、撮像補機としての照明装置59が増設された監視カメラ11の外観斜視図である。
照明装置59は、照明ハウジング61を有する。照明ハウジング61には、例えばLED(Light Emitting Diode)を含む光源63が収容される。照明ハウジング61の前面には、光源63を覆う照明装置前面ガラス65が取り付けられる。このように、照明装置59は、外殻が照明ハウジング61と照明装置前面ガラス65とを含む。
補機増設空間35の体積は、照明装置59の体積と略一致する。チルトハウジング17には、照明装置59が取り付け(例えば後付け)可能となるようにした固定構造が予め設けられている。この固定構造としては、弾性係止爪を係止凹部に係止する係止構造、ねじをねじ穴に螺合する締結構造等が挙げられる。
監視カメラ11は、照明装置59がチルトハウジング17に取り付けられると、例えばオプション検出センサ51が照明装置59の増設を検出する。この検出情報はコントローラ53へ送られ、コントローラ53は、検出情報に基づいてワイパモータ45の回転を制御し、ワイパ41を第2の清掃領域Woへ移動可能とする。
図6は、図5に示したチルトハウジング17の正面図である。
ワイパ41は、例えば、昼間の未使用時には、ワイパアーム47がカメラ前面ガラス33と照明装置59との間に配置される。一方、ワイパ41は、例えば、夜間の未使用時には、ワイパアーム47がカメラ前面ガラス33を挟んで照明装置59の反対側に配置される。ワイパアーム47の未使用時の位置(停止位置)は、コントローラ53によって制御される。
尚、図6では、カメラ前面ガラス33を挟んで照明装置59の反対側の移動範囲の端部が、カメラ21の前面に重複しているが、夜間の未使用時には、カメラ21の撮像範囲に入らない位置にワイパ41が配置されてもよい。つまり、不図示ではあるが、図6の状態よりも、ワイパ41の移動範囲が支持アーム19側に拡大され、その端部に配置されてもよい。また、ワイパ41の移動範囲を撮像補機側に拡大し、夜間の未使用時のワイパ41が、照明装置の照明光を遮光しない範囲で、ワイパ41の移動範囲の照明装置59側の端部に配置されてもよい。
コントローラ53には、光電センサやタイマが接続されてもよい。コントローラ53は、光電センサやタイマからの検出情報に応じて、昼間又は夜間であることを検出する。コントローラ53は、この昼夜の検出情報に基づき、ワイパモータ45を回転制御して、ワイパ41の未使用時のワイパアーム47の停止位置を制御する。
尚、昼間は照明装置59が点灯や点滅を行わない非照明期間の一例であり、夜間は照明装置59が点灯や点滅を行う照明期間の一例である。例えば、夜間であっても外部の照明装置が照明することで、光電センサにより検出された光量が多い場合、非照明期間としてコントローラ53が動作してもよい。また、例えば、昼間であっても天候不順の影響で、光電センサにより検出された光量が少ない場合、照明期間としてコントローラ53が動作してもよい。
図7は、ワイパ41に遮光板67が取り付けられた変形例に係る監視カメラ11の要部斜視図である。
監視カメラ11は、ワイパ41のワイパアーム47に、カメラ前面ガラス33の外表面37から垂直に起立する遮光板67が取り付けられてもよい。これにより、監視カメラ11は、外乱光(例えば太陽光)がカメラ21に入射されることを抑制でき、画質を向上できる。遮光板67は、例えば、側面遮光板55と略同一の形状で形成される。遮光板67は、ワイパアーム47に対して着脱自在でもよい。
監視カメラ11は、照明装置59が増設されると、上記したように、一方の側面遮光板55が取り外される。監視カメラ11は、取り外された側面遮光板55を、遮光板67としてワイパアーム47に取り付けられて流用する構造でもよい。この場合、側面遮光板55は、脱着されることによってコントローラ53へワイパアーム47のストローク変更情報を送出できる。脱着された側面遮光板55は、遮光板67としてワイパアーム47に取り付けられ、太陽光を遮光できる。また、脱着される側面遮光板55をワイパアーム47に取り付けることで、取り外した側面遮光板55を保管する必要もなくなる。
このように、監視カメラ11は、側面遮光板55に数々の付加価値を持たせることができる。その結果、監視カメラ11は、部品点数の増大を抑制し、構造の肥大化を防止して、一層のコンパクト化を図れる。
[作用等]
次に、監視カメラ11の作用について説明する。
監視カメラ11では、補機増設空間35が、カメラ前面ガラス33に隣接して確保される。補機増設空間35では、照明装置59が増設された場合、仮想面39が、増設された照明装置前面ガラス65の外表面69(図6参照)となる。つまり、カメラ前面ガラス33の外表面37と、照明装置前面ガラス65の外表面69とは同一平面となる。
ワイパ41は、カメラ前面ガラス33の外表面37に沿って移動して外表面37を拭く。これと共に、ワイパ41は、仮想面39への移動が可能となっている。ワイパ41の移動範囲の切換は、オプション検出センサ51の検出情報に基づき、コントローラ53がワイパモータ45を制御することで、行われる。つまり、ワイパ41は、照明装置前面ガラス65も拭くことができる。
従って、監視カメラ11は、一台のワイパ41で、カメラ前面ガラス33と照明装置前面ガラス65との両方を清掃できる。これにより、カメラ前面ガラス33と照明装置前面ガラス65に付着した汚れ、雨水、結露、着雪等が拭き取られる。よって、監視カメラ11は、カメラ21による撮像画像の画質を向上でき、照明装置59による照明光の明るさの低減を抑制できる。
監視カメラ11では、撮像補機が増設されない場合、ワイパ41は、カメラ前面ガラス33を拭き、仮想面39に到達しない移動範囲で、往復移動する。尚、移動範囲に仮想面39の一部が含まれてもよい。
撮像補機が補機増設空間35に設置されると、ワイパ41の移動範囲が、コントローラ53の制御により、仮想面39へ移動可能な範囲に変更される。ワイパ41の移動範囲は、例えば、撮像補機の設置を検出するセンサを用いることで、検出結果に応じて変更される。尚、ワイパ41の移動範囲は、撮像補機とカメラ前面ガラス33との間に位置する一方の側面遮光板55が取り外されたことをセンサで検知することで、変更されてもよい。
これにより、拭き取りが必要な範囲とワイパ41の移動範囲とを合わせ、監視カメラ11は、不要なワイパ41の動作を抑制できる。
監視カメラ11では、ワイパ41が、カメラ前面ガラス33の外表面37から垂直方向に出っ張って配置されている。また、監視カメラ11は、照明装置59が増設されると、照明装置59とカメラ前面ガラス33との間の側面遮光板55が取り外される。
照明装置59による非照明期間には、ワイパ41は、カメラ前面ガラス33と照明装置59との間に配置されてもよい。この場合、ワイパ41は、取り外された側面遮光板55の代用部材として、例えば照明装置59側の斜め上方からカメラ前面ガラス33へ入射する太陽光を遮光できる。
一方、照明装置59による照明期間には、ワイパ41は、カメラ前面ガラス33を挟んで照明装置59の反対側に配置されてもよい。監視カメラ11は、ワイパ41が照明装置59の反対側に配置されると、照明装置59とカメラ前面ガラス33との間に、外表面37から垂直に出っ張る部材がなくなる。これにより、監視カメラ11は、例えば、近距離の被写体に照明光を照射するときの照明光によるケラレを抑制できる。その結果、照明光を用いて影のない明瞭な撮像画像が得られる。
監視カメラ11では、遮光板67がワイパ41に取り付けられることで、カメラ前面ガラス33に対して直交する遮光面が、ワイパ41単体の場合よりも大きくなってもよい。これにより、側面遮光板55が存在する場合と同等以上の太陽光に対する遮光効果が得られる。
従って、監視カメラ11によれば、構造を複雑にせずに、カメラの前面ガラスと撮像補機の前面ガラスとを清掃できる。なお、前面光透過板としての前面ガラスは、ガラスプレートの他、プラスチック、ポリカーボネート、アクリル等の透明樹脂であってもよい。
(他の実施形態)
以上のように、本開示における技術の例示として、第1の実施形態を説明した。しかし、本開示における技術は、これに限定されず、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施形態にも適用できる。
第1の実施形態では、監視カメラ11に2つのチルト軸が存在し、各々のチルト軸を中心に各ハウジングが回転可能であることを例示したが、チルト軸がいずれか1つでもよい。また、監視カメラ11にチルト軸が存在せず、チルト回転しなくてもよい。
第1の実施形態では、オプション検出センサ51により、補機増設空間35に撮像補機が増設されているか否かを検出し、コントローラ53へ通知することを例示したが、他の方法でコントローラ53が撮像補機の設置を認識してもよい。例えば、不図示のUI(User Interface)を用いて撮像補機が設置された旨を操作入力し、この情報がコントローラ53に通知されてもよい。
第1の実施形態では、コントローラは、物理的にどのように構成してもよい。また、プログラム可能なコントローラを用いれば、プログラムの変更により処理内容を変更できるので、コントローラの設計の自由度を高めることができる。コントローラは、1つの半導体チップで構成してもよいし、物理的に複数の半導体チップで構成してもよい。複数の半導体チップで構成する場合、第1の実施形態の各制御をそれぞれ別の半導体チップで実現してもよい。この場合、それらの複数の半導体チップで1つのコントローラを構成すると考えることができる。また、コントローラは、半導体チップと別の機能を有する部材(コンデンサ等)で構成してもよい。また、コントローラが有する機能とそれ以外の機能とを実現するように、1つの半導体チップを構成してもよい。また、複数のコントローラが1つのコントローラで構成されてもよい。
本開示は、構造を複雑にせずに、カメラの前面光透過板と撮像補機の前面光透過板とを清掃できる撮像装置等に有用である。
11 監視カメラ
21 カメラ
33 カメラ前面ガラス
35 補機増設空間
37 外表面
39 仮想面
41 ワイパ
59 照明装置
67 遮光板

Claims (4)

  1. カメラの前面を覆うカメラ前面光透過板と、
    前記カメラ前面光透過板の外表面を延長した仮想面を有し、撮像補機が設置される補機増設空間と、
    前記カメラ前面光透過板の外表面に沿って移動して前記外表面を拭くと共に、前記仮想面へ移動するワイパと、を備え
    前記ワイパは、前記撮像補機の設置の有無に応じて、移動範囲を変更す撮像装置。
  2. カメラの前面を覆うカメラ前面光透過板と、
    前記カメラ前面光透過板の外表面を延長した仮想面を有し、撮像補機が設置される補機増設空間と、
    前記カメラ前面光透過板の外表面に沿って移動して前記外表面を拭くと共に、前記仮想面へ移動するワイパと、を備え、
    前記撮像補機として照明装置が設置され、
    前記ワイパは、前記照明装置による非照明期間には、前記カメラ前面光透過板と前記照明装置との間に配置され、前記照明装置による照明期間には、前記カメラ前面光透過板を挟んで前記照明装置の反対側に配置される、撮像装置。
  3. 請求項1に記載の撮像装置であって、
    前記撮像補機として照明装置が設置され、
    前記ワイパは、前記照明装置による非照明期間には、前記カメラ前面光透過板と前記照明装置との間に配置され、前記照明装置による照明期間には、前記カメラ前面光透過板を挟んで前記照明装置の反対側に配置される、撮像装置。
  4. 請求項2又は3に記載の撮像装置であって、
    前記ワイパには、前記カメラ前面光透過板の外表面に対して垂直に遮光板が取り付けられる、撮像装置。
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