JP6494243B2

JP6494243B2 - 撮像装置

Info

Publication number: JP6494243B2
Application number: JP2014219765A
Authority: JP
Inventors: 佐々木　大輔; 大輔佐々木
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2014-10-28
Filing date: 2014-10-28
Publication date: 2019-04-03
Anticipated expiration: 2034-10-28
Also published as: US9800767B2; US20160119513A1; JP2016085418A

Description

本発明は耐衝撃性能を備えた監視カメラなどの撮像装置に関するものである。

従来の耐衝撃性能を備えた監視カメラは、レンズユニットを覆うドームカバーを耐衝撃性のあるポリカーボネート樹脂等で構成し、カメラ本体を覆う外装筐体を金属で構成することにより、耐衝撃性能を付加していた。しかし、金属で構成されている外装筐体に比較し、樹脂で構成されているドームカバーは衝撃により破壊しないまでも瞬間的に大きな変形を伴う。このため、一定以上の衝撃が加わった場合、変形したドームカバーがレンズユニット等の内部構造と接触し、内部構造が損傷することがあった。

このような問題を解決するための従来例として、カメラユニットを支持する支持部材である回転台を、回転ブラケットの支柱に垂直方向に設けられた長穴を通してそれぞれ軸ねじにより固定した監視カメラの例がある。これにより簡単な構造により回転台を垂直方向に回転可能かつ垂直方向に直動可能に支持することができ、カバーが殴打された場合の衝撃力を吸収することにより、ユニットカメラの損傷を防ぐことができるようにした監視カメラ（特許文献１参照）がある。

特開２００３−１７４５７２

従来の耐衝撃性能を備えた監視カメラは、ドームカバーに衝撃が加わった場合に生じる変形に対し、レンズユニットが退避することで損傷を防ぐことができる構造となっている。ある衝撃が加わった場合に生じるドームカバーの変形量は、ドームカバーの肉厚および球形状の径に依存し、肉厚が薄いほど、さらに球形状の径が大きいほどドームカバーの変形量は大きくなる。

また、ドームカバーがレンズユニットの光学性能へ及ぼす影響は、ドームカバーの肉厚が厚いほど、さらに球形状の径が小さいほど、ドームカバーが光学部品として作用するため影響が大きくなる。レンズユニットが高倍率・高望遠となると、光学性能への影響はさらに大きくなり、解像度劣化を引き起こすことがある。そのため高倍率・高望遠レンズユニットを搭載した監視カメラにおいては、ドームカバーの肉厚は可能な限り薄く、また球形状の径も大きく構成することが望ましい。

しかしながら、従来の耐衝撃性能を備えた監視カメラにおいて、ドームカバーを肉薄、大径化した場合、衝撃によるドームカバーの変形量が大きくなるため、レンズユニットに必要な退避量が大きくなってしまい、監視カメラが大型化してしまう課題があった。

本発明は、撮像素子を含むレンズユニットと、レンズユニットを覆うドームカバーと、前記レンズユニットと前記ドームカバーとの間に配置されるインナーカバーと、前記レンズユニットおよび前記インナーカバーを支持する回転台ユニットと、前記回転台ユニットを回転可能に支持する固定部を備え、前記回転台ユニットは、前記レンズユニットを固定部側に移動しないように支持し、前記インナーカバーを前記固定部側に移動可能に支持し、前記インナーカバーは、前記ドームカバーが押圧された場合、前記固定部側に移動し、前記固定部に接触することを特徴とする。

以上説明したように本発明によれば、ドームカバーに衝撃が加わった場合、衝撃の一部をインナーカバーの剛性で受け、ドームカバーの変形を抑止することができるため、変形したドームカバーがレンズユニットに衝突して損傷することがない。またドームカバーの変形を抑止する構成のため、レンズユニットに退避機構を設ける必要がない。さらにドームカバーに剛性を必要としない構成のため、レンズユニットの光学性能を優先してドームカバーを肉薄、大径化することも可能である。

本発明における撮像装置全体の構成図本発明における撮像装置の内部を示す構成図本発明におけるインナーカバーの詳細形状図本発明における衝撃印加前後の撮像装置の断面図本発明における衝撃印加前後の撮像装置の断面図本発明における衝撃印加前後の撮像装置の断面図

＜第１の実施形態＞
以下、本発明の実施形態について説明する。図１は本発明の実施形態における撮像装置全体の構成図である。ドーム部品１１はカバー１２に一体的に取り付けられており、この一体化されたものをドームカバーとして構成している。カバー１２はケース１３に取り付けられ、撮像装置１００を覆っている。またケース１３内部にはインナーケース１４が取り付けられる。

図２は本発明の実施形態における撮像装置１００の内部を示す構成図である。撮像装置１００は、大きく分けてカメラユニット２００、回転台ユニット３００、固定部ユニット４００にて構成されている。

カメラユニット２００は次のような構成である。レンズなどの光学系と、ＣＣＤやＣＭＯＳなどの撮像素子を有するレンズユニット２０１は、チルト回転軸を有したレンズフレームユニット２０２に支持されている。レンズフレームユニット２０２には、レンズユニット２０１を覆うためのカメラカバー２０３が取り付けられる。またレンズフレームユニット２０２には、カメラユニット２００をチルト方向に回転駆動するためのチルトプーリ２０４が固定される。

回転台ユニット３００は次のような構成である。回転台３０１はカメラユニット２００をチルト方向に回転可能に支持している。カメラユニット２００は、チルトモーター３０２によってチルトプーリ２０４をタイミングベルトで駆動することでチルト方向に回転することが可能である。制御基板３０３は回転台３０１に固定される。また回転台３０１には、パン方向に回転駆動するための図示しないパンモーターが取り付けられている。

回転台３０１にはカメラユニット２００を覆うようにインナーカバー３１０が弾性支持される。回転台３０１は、カメラユニット２００を中心に対向に設けられたバネ受け部３０１ａと、段付ビス固定ボス３０１ｂが備えられている。インナーカバー３１０は、バネ３１１によってドーム部品１１に接近する方向に付勢され、段付ビス３１２を図３における可動用穴部３１０ｂに挿通固定することによって、ドーム部品１１に対し離反する方向に移動可能に支持される。またインナーカバー３１０はドーム部品１１を略オフセットした半球形状を有しており、カメラユニット２００とドーム部品１１との間の空間に配置されるように回転台３０１に弾性支持されている。

図３は本発明の実施形態におけるインナーカバー３１０の詳細形状図である。インナーカバー３１０は、カメラユニット２００がチルト方向に回転する範囲において、レンズユニット２０１が撮影可能な光線領域を避ける長穴形状３１０ａを有している。しかし、この長穴形状３１０ａがあるためインナーカバー３１０は、ドーム部品１１と同材質および同肉厚であった場合、ドーム部品１１と比較して強度が劣ってしまう。

強度を補うためにインナーカバー３１０を金属材料で構成した場合、インナーカバー３１０の重量およびイナーシャが増加し、回転台３０１をパン方向に回転駆動する際の大きな負荷となる。そのため、高速・高加速の回転駆動ができない、あるいは大きな駆動電力を必要としてしまうといった問題がある。インナーカバー３１０を樹脂材料で構成し、肉厚を増すことで強度を補った場合においても問題は同様である。

インナーカバー３１０の強度を向上させるには、長穴形状３１０ａの長手方向に対し垂直方向に、背の高い補強リブを設けることが有効であるが、略半球形状であるために側壁深さが深く、成形時の抜き勾配を考慮すると薄肉のリブとなってしまう。そこで本発明におけるインナーカバー３１０は、長穴形状３１０ａの長手方向を中心に対向する位置に窪み形状３１０ｃを設ける。半球形状凸面側に補強リブ３１０ｄ、半球形状凹面側に補強リブ３１０ｅ、３１０ｆに分離して、それぞれ窪み形状３１０ｃに接続、横断するような形状を複数有している。

これにより側壁深さが浅くなり、略肉厚を維持した補強リブを設けることができるため、インナーカバー３１０を樹脂材料で構成しても、強度の向上を図ることができる。さらに樹脂材料をガラス繊維あるいはカーボンフィラーを含有した高剛性樹脂とすることで、インナーカバー３１０をドーム部品１１と比較し大きく強度に優れた耐衝撃部品とすることが可能である。

固定部ユニット４００は次のような構成である。パン軸受ユニット４０１は回転台ユニット３００をパン方向に回転可能に支持する。また、パン軸受ユニット４０１にはパンプーリ３０４が固定されており、パンモーターによってタイミングベルトで駆動することで、回転台ユニット３００をパン方向に回転することが可能である。固定板金４０２はパン軸受ユニット４０１を支持し、ケース１３に固定される。

図４、５、６は本発明の実施形態における衝撃印加前後の撮像装置の断面図である。特にインナーカバー３１０がインナーケース１４に接触する部分を拡大した図も示している。衝撃印加前、インナーカバー３１０は、固定部ユニット４００におけるインナーケース１４に対し一定の隙間を保ち、且つドーム部品１０とカメラユニット２００との間の空間に保持されている。インナーケース１４に対して一定の隙間を保つことで、パン方向の回転動作に対してインナーカバー３１０が摩擦負荷になることはない。

衝撃印加後、インナーカバー３１０は変形したドーム部品１０に押圧され、ドーム部品１０から離反する方向に移動し、インナーケース１４に接触する。ドーム部品１０とインナーケース１４に挟まれたインナーカバー３１０は、衝撃に対して十分な強度を持っているため略変形せず、その結果、ドーム部品１０の変形も抑止することが可能である。また衝撃収束後は、インナーカバー３１０はバネ３１１の弾性により衝撃印加前の位置に復帰する。

インナーカバー３１０を回転台ユニット３００に対して被可動に固定し、衝撃を回転台ユニット３００で受ける構成も考えられるが、その場合、パン回転軸受ユニット４０１および固定板金４０２で衝撃を受けることになる。そのため、図示しないパン回転軸受ユニット４０１内のベアリングの損傷や、固定板金４０２が変形する懸念がある。

ケース１３は金属等の強度が十分な材料で構成されている。インナーケース１４は、ケース１３に対して強固に固定されており、インナーカバー３１０の衝突によって略変形することはない。また本実施形態においてはインナーカバー３１０はインナーケース１４に接触可能に構成しているが、ケース１３に対して接触可能な構成としても良い。

１１ドーム部品
１２カバー
１３ケース
１４インナーケース
１００撮像装置
２００カメラユニット
３００回転台ユニット
４００固定部ユニット
２０１レンズユニット
２０２レンズフレームユニット
２０３カメラカバー
２０４チルトプーリ
３０１回転台
３０１ａバネ受け部
３０１ｂ段付ビス固定ボス
３０２チルトモーター
３０３制御基板
３０４パンプーリ
３１０インナーカバー
３１０ａ長穴形状部
３１０ｂ可動用穴部
３１０ｃ窪み形状
３１０ｄ補強リブ
３１０ｅ補強リブ
３１０ｆ補強リブ
３１１バネ
３１２段付ビス
４０１パン軸受ユニット
４０２固定板金

Claims

撮像素子を含むレンズユニットと、
前記レンズユニットを覆うドームカバーと、
前記レンズユニットと前記ドームカバーとの間に配置されるインナーカバーと、
前記レンズユニットおよび前記インナーカバーを支持する回転台ユニットと、
前記回転台ユニットを回転可能に支持する固定部と、を備え、
前記回転台ユニットは、前記レンズユニットを固定部側に移動しないように支持し、前記インナーカバーを前記固定部側に移動可能に支持し、
前記インナーカバーは、前記ドームカバーが押圧された場合、前記固定部側に移動し、前記固定部に接触することを特徴とする撮像装置。
前記インナーカバーを前記ドームカバーに接近する方向に付勢する付勢部材を備えることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
前記インナーカバーは前記レンズユニットを露出させるための開口を有してい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。
前記インナーカバーは半球状であり、
前記開口は、前記インナーカバーの中央部に設けられていることを特徴とする、請求項３に記載の撮像装置。
前記インナーカバーは、複数の補強リブを備え、
前記複数の補強リブは、前記インナーカバーの内面および外面からそれぞれ突出していることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の撮像装置。