JP7446832B2

JP7446832B2 - 撮像装置

Info

Publication number: JP7446832B2
Application number: JP2020014212A
Authority: JP
Inventors: 佑太安武
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2020-01-30
Filing date: 2020-01-30
Publication date: 2024-03-11
Anticipated expiration: 2040-01-30
Also published as: JP2021121078A

Description

本発明は無線モジュールを搭載した撮像装置に関するものである。

近年、講義の収録・配信やコンサートのライブストリーミングなどに使用されるパン・チルト回転可能なネットワークカメラは、高画素化や高性能化が進んでいる。また、高画素化や高性能化に伴い、画像処理やネットワーク通信を行うためのＡＳＩＣやＣＰＵが実装される制御基板が、主な発熱源となっている。よって、制御基板が配置されるボトムケースは、放熱のために熱伝導性の高い金属で構成されることがある。また、ネットワークカメラにおいて、外部装置から映像確認や遠隔操作を行えるように、無線モジュールが搭載される場合がある。

制御基板に実装されるＡＳＩＣやＣＰＵにより、無線モジュールを制御する場合、制御基板と無線モジュールを電気的に接続するケーブルが長いと、波形品位の劣化に繋がり、伝送特性が悪化する場合がある。そのため、制御基板がボトムケース内に配置される場合、制御基板と無線モジュールを電気的に接続するケーブルの長さを短くするために、無線モジュールをボトムケース内に配置することが望ましい。

しかしながら、無線モジュールのアンテナ部が金属で構成されるボトムケース内に配置されると、無線電磁波が遮断され、無線通信に悪影響となる場合がある。そこで、特許文献１では、無線モジュールのアンテナがドームカバー内に配置される構成となっている。

特開２０１８－２０７４７６号公報

特許文献１の構成は、アンテナ部はパン回転可能なパンベースに配置されており、アンテナ基板は、固定部であるボトムケースに配置されている制御基板に接続されている。よって、パンベースがパン回転すると、アンテナ部とアンテナ基板を接続するケーブルがねじれてしまい、無線通信に悪影響を及ぼしてしまう場合がある。

そこで、本発明では、パン回転可能な撮像装置において、良好な無線通信を可能とする撮像装置を提供する。

上記目的を達成するために、本発明の撮像装置は、撮像素子を有するカメラユニットと、
外部装置と無線通信可能である無線アンテナを有する無線モジュールと、前記無線モジュールを保持する保持部材と、前記無線モジュールを制御する制御基板と、前記制御基板を収容し、開口部を有する電磁遮蔽性のボトムケースと、前記カメラユニットを支持するパンベースと、電磁波を透過させ、前記パンベースを覆うカバーと、を有し、前記ボトムケースに対してパン回転可能であるパンユニットと、を備え、前記無線モジュールは、前記保持部材を介して前記ボトムケースに固定され、前記無線アンテナは、前記パンベースと前記カバーの間に配置されるとともに、前記開口部から前記ボトムケースの外側に突出していることを特徴とする。

本発明によれば、パン回転可能な撮像装置において、良好な無線通信を可能とする撮像装置を提供することができる。

本発明の実施例に係るネットワークカメラ１００の斜視図。本発明の実施例に係るネットワークカメラ１００の断面図。本発明の実施例に係るカメラユニット２００の分解斜視図。本発明の実施例に係るパンユニット３００の分解斜視図。本発明の実施例に係るボトムユニット４００の分解斜視図。本発明の実施例に係る無線モジュール４０９周りの斜視図。本発明の実施例に係る無線モジュール４０９周りをボトムプレート４１３側から見た図。本発明の実施例に係るパンユニット３００と無線モジュール４０９の位置関係を説明するための図。

＜ネットワークカメラ１００の構成＞
以下に、本発明の好ましい実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。ただし、以下の実施例で説明される寸法、材料および構成要素の相対的な位置等は任意であり、本発明が適用される装置の構成または様々な条件に応じて変更できる。なお、本発明に直接的な関係を有さないケーブルや部品についての説明は割愛し、不図示とする。さらに、説明の都合上、部品の形状等について、簡略化して述べる場合がある。

本実施例では、本発明を適用したネットワークカメラの実施形態の一例について説明する。図１は、ネットワークカメラ１００の斜視図である。なお、図１では、ネットワークカメラ１００の外装部材の一部を切断し、内部構造が見える状態で図示している。

ネットワークカメラ１００は、カメラユニット２００、パンユニット３００、ボトムユニット４００から構成される。また、ネットワークカメラ１００は、設置面に対して略平行かつ光軸１０１に対して略直交であるチルト軸１０２まわりにチルト回転することが可能である。また、ネットワークカメラ１００は、設置面に対して略直交であるパン軸１０３まわりにパン回転することが可能である。なお、設置面とは、ネットワークカメラ１００を設置する面のことであり、壁、天井や机上などを指す。

＜カメラユニット２００の構成＞
図２は、ネットワークカメラ１００の断面図である。図３は、カメラユニット２００の分解斜視図である。

まず、図２および図３を参照して、カメラユニット２００に関する構成を説明する。カメラユニット２００は、レンズ鏡筒２０１、レンズ鏡筒保持部材２０２、チルトシャフト２０３、チルトプーリー２０４、カメラカバー２０５から構成される。

レンズ鏡筒２０１は、不図示のレンズ群、レンズ保持部材、撮像素子、撮像素子が実装されるプリント基板などを備える。レンズ鏡筒保持部材２０２は、第一の板金２０２ａおよび第二の板金２０２ｂから構成され、レンズ鏡筒２０１を保持する。

チルトシャフト２０３は、第一のチルトシャフト２０３ａおよび第二のチルトシャフト２０３ｂから構成される。第一のチルトシャフト２０３ａは、金属からなる中実形状の部品であり、チルトプーリー２０４に嵌合された状態で固定される。第二のチルトシャフト２０３ｂは、金属からなる中空形状の部品であり、中空部には前述した撮像素子の出力信号などを伝送する不図示のケーブルが挿通される。また、第一のチルトシャフト２０３ａが第一のチルトベアリング３０２ａに、第二のチルトシャフト２０３ｂが第二のチルトベアリング３０２ｂにそれぞれ挿通される。

第一のチルトシャフト２０３ａが固定されるチルトプーリー２０４および第二のチルトシャフト２０３ｂは、第二の板金２０２ｂに、第一のチルトシャフト２０３ａの中心軸と第二のチルトシャフト２０３ｂの中心軸が同軸になるように固定される。カメラカバー２０５は、第一のカメラカバー２０５ａ、第二のカメラカバー２０５ｂ、第三のカメラカバー２０５ｃから構成され、レンズ鏡筒２０１を覆う。

以上のカメラユニット２００は、チルトプーリー２０４とチルト回転用のピニオンプーリー３０３ｃにタイミングベルト３０５（図３）が掛けられることで、パンユニット３００に対して、チルト軸１０２まわりにチルト回転可能になる。

＜パンユニット３００の構成＞
次に、図２および図４を参照して、パンユニット３００に関する構成を説明する。図４は、パンユニット３００の分解斜視図である。

パンユニット３００は、パンベース３０１、第一のチルトベアリング３０２ａ、第二のチルトベアリング３０２ｂ、パン回転用およびチルト回転用の２つのモータユニット３０３、パンカバー３０４から構成される。

パンベース３０１は、樹脂または金属で形成される第一のパンベース３０１ａ、第二のパンベース３０１ｂ、第三のパンベース３０１ｃから構成される。なお、本実施例では、パンベース３０１は、３つの部品から構成されるが、一体で形成されても良い。第一のチルトベアリング３０２ａ、第二のチルトベアリング３０２ｂは、それぞれ第一のパンベース３０１ａ、第二のパンベース３０１ｂの段付貫通孔に嵌合し、支持される。

モータユニット３０３は、ステッピングモータ３０３ａ、モータ保持部材３０３ｂ、ピニオンプーリー３０３ｃから構成される。ステッピングモータ３０３ａは、モータ保持部材３０３ｂに固定され、モータ回転軸にピニオンプーリー３０３ｃが圧入される。本実施例では、パン回転用およびチルト回転用に同一のモータユニット３０３を用いている。パン回転用のモータユニット３０３は、モータ保持部材３０３ｂが第三のパンベース３０１ｃに、チルト回転用のモータユニット３０３は、モータ保持部材３０３ｂが第一のパンベース３０１ａにそれぞれ固定される。

また、パン回転用のピニオンプーリー３０３ｃと後述するパンプーリー４０３、チルト回転用のピニオンプーリー３０３ｃと前述したチルトプーリー２０４には、それぞれタイミングベルト３０５が掛けられる。

パンカバー３０４は、第一のパンカバー３０４ａおよび第二のパンカバー３０４ｂから構成され、パンベース３０１を覆う。第一のパンカバー３０４ａおよび第二のパンカバー３０４ｂは、樹脂などの電磁波を透過させる材料で形成される。

以上のパンユニット３００は、第三のパンベース３０１ｃがパンベース保持部材４０５（図５）に固定されることで、ボトムユニット４００の固定部に対して、パンベース保持部材４０５とともにパン軸１０３まわりにパン回転可能となる。

＜ボトムユニット４００の構成＞
次に、図２および図５を参照して、ボトムユニット４００に関する構成を説明する。図５は、ボトムユニット４００の分解斜視図である。

ボトムユニット４００は、ボトムケース４０１、パンシャフト４０２、パンプーリー４０３、第一のパンベアリング４０４ａ、第二のパンベアリング４０４ｂ、パンベース保持部材４０５を備える。ボトムユニット４００は、さらに、パンシャフト４０２の固定ナット４０６、制御基板４０７、電源基板４０８、無線モジュール４０９、無線モジュール保持部材４１０、無線モジュールガイド４１１、リアプレート４１２、ボトムプレート４１３を備える。

第一のパンベアリング４０４ａおよび第二のパンベアリング４０４ｂは、パンプーリー４０３の段付貫通孔に嵌合し、支持される。パンシャフト４０２は、金属からなる中空形状部品であり、中空部には前述した撮像素子の出力信号などを伝送する不図示のケーブルが挿通される。

また、パンシャフト４０２は、フランジ部４０２ａを有し、第一のパンベアリング４０４ａおよび第二のパンベアリング４０４ｂの内輪に対して、フランジ部４０２ａが第二のパンベアリング４０４ｂの内輪の端面と当接するまで挿通される。さらに、パンシャフト４０２は、フランジ部４０２ａの反対側に雄ネジ部４０２ｂを有する。

固定ナット４０６は、内径部に雌ネジ部４０６ａが形成され、パンシャフト４０２の雄ネジ部４０２ｂと螺合する。パンベース保持部材４０５は、パンシャフト４０２に嵌合し、固定ナット４０６がパンシャフト４０２に対して、規定回転トルクで締め付けられることで、端面が第一のパンベアリング４０４ａの内輪の端面と当接する位置で固定される。また、固定ナット４０６がパンシャフト４０２に対して、規定回転トルクで締め付けられることで、第一のパンベアリング４０４ａおよび第二のパンベアリング４０４ｂに所定量の与圧が与えられる。

ボトムケース４０１は、回転しない固定部であり、金属などの電磁遮蔽性の材料で形成され、非外観面（パンカバー３０４に覆われる部分）に矩形状の開口部４０１ａを有する。開口部４０１ａ内には、無線モジュール４０９が配置される。開口部４０１ａは、パンカバー３０４の外表面の近くにおいて、ボトムケース４０１に設けられている。

パンプーリー４０３は、ボトムケース４０１に固定され、パンプーリー４０３とパン回転用のピニオンプーリー３０３ｃにタイミングベルト３０４が掛けられる。このように構成されることにより、パンシャフト４０２、パンベース保持部材４０５、固定ナット４０６は、固定部であるボトムケース４０２およびパンプーリー４０３に対して、パン軸１０３まわりにパン回転可能となる。

したがって、前述したように、第三のパンベース３０１ｃを介してパンベース保持部材４０５に固定されるパンユニット３００は、ボトムユニット４００の固定部に対して、パン軸１０３まわりにパン回転可能となる。

制御基板４０７は、画像処理やネットワーク通信を行うためのＡＳＩＣ、ＳＤＩ出力端子、ＨＤＭＩ（登録商標）端子、ＵＳＢ端子、ＬＡＮ端子、後述するフレキシブルプリント配線板４１４が接続されるコネクタ４０７ａなどが実装されている。また、制御基板４０７は、ボトムケース４０１に固定され、収容されている。

電源基板４０８は、電源入力端子、音声入力端子などが実装され、ボトムケース４０１に固定される。無線モジュール４０９は、外部装置と無線通信可能である。

リアプレート４１２は、制御基板４０７および電源基板４０８に実装された端子形状に合わせた切り欠き形状を有し、ボトムケース４０１に固定される。ボトムプレート４１３は、ボトムケース４０１に固定され、ネットワークカメラ１００は、不図示の固定用ねじを用いることで、ボトムプレート４１３を介して天井や壁に設置することができる。

＜無線モジュール４０９の構成＞
次に、図２から図８を参照して、無線モジュール４０９の詳細について説明する。図６は、無線モジュール周りの斜視図である。図７は、無線モジュール周りをボトムプレート４１３側から見た図である。図８は、パンユニットと無線モジュールの位置関係を説明するための図である。

無線モジュール４０９は、アンテナ部４０９ａ（無線アンテナ）およびコネクタ４０９ｂ（コネクタ部）を有し、制御基板４０７に実装されるＡＳＩＣにより制御される。アンテナ部４０９ｂは、外部装置と通信する通信部であり、コネクタ４０９ｂは、フレキシブルプリント配線板４１４（フレキシブルプリント基板）が接続される部分である。アンテナ部４０９ａおよびコネクタ４０９ｂは基板４０９ｃ上に配置されている。また、アンテナ部４０９は、外方を向くように配置されている。

また、無線モジュール４０９は、板金からなる無線モジュール保持部材４１０にねじにより固定される。無線モジュール保持部材４１０は、断面視Ｌ字形状であり、開口部４０１ａ内に配置される部分の端部が突出している。ここで、アンテナ部４０９ａは、近傍に電磁遮蔽性の部品があると、無線通信機能が損なわれるため、電磁遮蔽性の板金からなる無線モジュール保持部材４１０は、アンテナ部４０９ａの近傍に位置しないように形成されている。アンテナ部４０９ａの近傍には、樹脂で形成されている無線モジュールガイド４１１が配置される。無線モジュールガイド４１１は、ボトムケース４０１にねじで固定される。無線モジュールガイド４１１は、アンテナ部４０９ａとの距離を調整することで、無線電磁波の波長を微調整する役割を担う。

また、無線モジュール保持部材４１０は、制御基板４０７と無線モジュール４０９の間に配置されるように、ボトムケース４０１にねじで固定される。このように配置されることにより、電磁遮蔽性の板金からなる無線モジュール保持部材４１０は、制御基板４０７から放出される電磁ノイズに対して、無線モジュール４０９のための電磁シールド材として機能する。また、無線モジュール保持部材４１０が、ボトムケース４０１に固定されると、無線モジュール４０９は、ボトムケース４０１の非外観面に設けられた開口部４０１ａから突出する。特に、アンテナ部４０９ａは、ボトムケース４０１の外側に配置される。これは、アンテナ部４０９ａが電磁遮蔽性の材料で形成されるボトムケース４０１の内側に配置されると、無線電磁波が遮蔽され、無線通信に影響が出るためである。アンテナ部４０９ａは、ボトムケース４０１の外側に配置されることで、無線電磁波が遮断されることなく、良好な無線通信を行うことができる。

また、図８に示すように、アンテナ部４０９ａは、パンベース３０１と樹脂などの電磁波を透過させる材料で形成される第一のパンカバー３０４ａの間に配置される。軌跡Ａは、第三のパンベース３０１ｃがパン方向へ回転した際の移動軌跡であり、アンテナ部４０９ａは、軌跡Ａの外側に配置されている。これは、パンユニット３００がパン軸１０３まわりにパン回転する際に、アンテナ部４０９ａがパンベース３０１に衝突することを防止するためである。また、アンテナ部４０９ａは、パンカバー３０４から形成される空間の内部に配置されている。

一方で、コネクタ４０９ｂは、ボトムケース４０１の内側に配置される。これは、制御基板４０７と無線モジュール４０９を電気的に接続するプリント配線板４１４の長さが長いと、波形品位の劣化に繋がり、伝送特性が悪化するためである。このように、コネクタ４０９ｂは、ボトムケース４０１の内側に配置されることで、プリント配線板４１４の長さを短くすることができ、伝送特性の悪化を低減することができる。なお、アンテナ部４０９ａは、開口部４０１ａから突出する必要があるが、コネクタ４０９ｂの一部も開口部４０１ａから突出していてもよい。

以上のように、無線モジュール４０９、制御基板４０７の両方とも、パンベース３０１がパン回転してもパン回転しない。よって、無線モジュール４０９と制御基板４０７を接続するフレキシブルプリント配線板４１４がねじれてしまうことを防ぐことができる。

これにより、パン回転可能なネットワークカメラ１００において、良好な無線通信を実現することが可能である。また、ネットワークカメラ１００は、電磁遮蔽性のボトムケース４０１の外観面の開口部および当該開口部を覆う樹脂の別部品を設けずとも、良好な無線通信を行うことができる。

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および変更が可能である。

１００ネットワークカメラ
１０１光軸
１０２チルト軸
１０３パン軸
２００カメラユニット
２０１レンズ鏡筒
２０３チルトシャフト
２０３ａ第一のチルトシャフト
２０３ｂ第二のチルトシャフト
３００パンユニット
３０１パンベース
３０１ａ第一のパンベース
３０１ｂ第二のパンベース
３０１ｃ第三のパンベース
３０４パンカバー
３０４ａ第一のパンカバー
３０４ｂ第二のパンカバー
４００ボトムユニット
４０１ボトムケース
４０１ａ開口部
４０２パンシャフト
４０７制御基板
４０７ａコネクタ
４０９無線モジュール
４０９ａアンテナ部
４０９ｂコネクタ
４１０無線モジュール保持部材
４１４フレキシブルプリント配線板

Claims

撮像素子を有するカメラユニットと、
外部装置と無線通信可能である無線アンテナを有する無線モジュールと、
前記無線モジュールを保持する保持部材と、
前記無線モジュールを制御する制御基板と、
前記制御基板を収容し、開口部を有する電磁遮蔽性のボトムケースと、
前記カメラユニットを支持するパンベースと、電磁波を透過させ、前記パンベースを覆うカバーと、を有し、前記ボトムケースに対してパン回転可能であるパンユニットと、
を備え、
前記無線モジュールは、前記保持部材を介して前記ボトムケースに固定され、
前記無線アンテナは、前記パンベースと前記カバーの間に配置されるとともに、前記開口部から前記ボトムケースの外側に突出していることを特徴とする撮像装置。
前記保持部材は、前記無線モジュールと前記制御基板の間に配置されることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
前記保持部材は、電磁遮蔽性の部材からな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。
前記保持部材は、前記無線アンテナの近傍に配置されないことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の撮像装置。
前記ボトムケースの外側に配置される無線モジュールガイドをさらに備え、
前記無線モジュールガイドは、前記無線アンテナと前記パンベースの間に配置され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。
前記無線アンテナは、前記撮像装置の外方を向くように配置されていることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の撮像装置。
前記開口部は、前記カバーの外表面の近くにおいて、前記ボトムケースに設けられていることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の撮像装置。
前記無線モジュールと前記制御基板を接続するフレキシブルプリント基板をさらに備え、
前記フレキシブルプリント基板は、前記無線モジュールのコネクタ部と接続されることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の撮像装置。
前記カメラユニットは、前記パンユニットに対してチルト回転可能であることを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の撮像装置。