(57)【要約】【解決手段】  防犯カメラは、様々な方向を狙うことができるレンズ組立体を保持する調節可能なターレットを有している。カメラは、更に、ターレットの調節可能な方向性と組み合わせると、航空機の機室内の様々な構造物及び位置に様々に取り付けることができるようになる小型ハウジングを有している。レンズ組立体が、可視光線及び赤外線の波長を固定型焦点面上に集めるよう構成されているので、カメラは、明るい状態でも暗い状態でも作動する。或る実施形態では、カメラは、暗い状態の間には視界を照明する赤外線照明源を含んでいる。レンズ組立体は、ピンホール開口を備えた剛性のある筒を含んでおり、開口を通して、光が一連のレンズ要素に入るようになっている。光学センサは、筒の反対側の端部に固定型焦点面において取り付けられ、電子画像信号を生成し、センサは、ターレットの位置次第で、正しい画像方位になるように回転させて調節できるようになっている。
2005535153.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングと、
ターレット軸回りに相対回転できるように前記ハウジングに取り付けられているターレットと、
前記ターレットに取り付けられており、前記ターレット軸に対して或る傾斜角の付いた中心光学軸を有しているレンズ組立体と、
前記レンズ組立体のほぼ焦点面で前記レンズ組立体に取り付けられており、前記光学軸に対して相対的に回転させて調節できるようになっている光学センサと、を備えているカメラ。
【請求項２】
前記レンズ組立体は剛性のある筒を含んでおり、前記筒の中には一連のレンズ要素が概ね前記光学軸に沿って取り付けられており、前記筒の前記レンズ要素における対物側端部の先端には開口が形成されている、請求項１に記載のカメラ。
【請求項３】
前記光学センサは、
センサＰＣＢと、
前記センサＰＣＢに取り付けられており、光を電子信号に変換するように作動する電荷結合素子と、を含んでおり、
前記光学センサは、前記電荷結合素子が焦点面に配置されるように前記筒に対して固定されている、請求項２に記載のカメラ。
【請求項４】
前記筒に固定されている支持部材を更に含んでおり、前記センサＰＣＢが前記支持部材に取り付けられている、請求項３に記載のカメラ。
【請求項５】
前記支持部材は、前記筒にねじ込まれるロックナットを含んでおり、前記ロックナットは、前記支持部材を、前記筒に対して軸方向に、且つ前記光学軸に対して選択された方位で保持する、請求項４に記載のカメラ。
【請求項６】
前記開口はピンホール開口である、請求項２に記載のカメラ。
【請求項７】
前記開口は、１ミリメートル未満の直径を有している、請求項２に記載のカメラ。
【請求項８】
前記開口は、約０．８０２ｍｍの直径を有している、請求項７に記載のカメラ。
【請求項９】
前記ターレットに、前記ターレット軸に垂直に取り付けられている窓を更に備えており、前記レンズ組立体は、前記窓の内側から僅かに離して配置されている、請求項２に記載のカメラ。
【請求項１０】
前記筒の前記先端は傾斜している壁を有しており、前記壁は、前記開口が位置している前記先端の遠位端に向かって内向きに細くなっており、前記傾斜している壁は前記窓に近接配置されている、請求項９に記載のカメラ。
【請求項１１】
前記レンズ組立体は、
前記光学軸に沿って直列に配置されている複数のレンズ要素と、
前記レンズ要素の対物側にある開口と、を含んでおり、
前記複数のレンズ要素は、前記開口と反対側の前記レンズ要素の側の固定焦点面に可視及び赤外線波長の光を収束するように構成されている、請求項１に記載のカメラ。
【請求項１２】
赤外線照明を提供するために前記ターレットに取り付けられている赤外線照明源を更に備えている、請求項１１に記載のカメラ。
【請求項１３】
前記照明源によって生成される光の可視波長が前記カメラの外側に通過するのを遮るためのフィルタを更に備えている、請求項１２に記載のカメラ。
【請求項１４】
前記カメラは、所定の光線状態の間に前記赤外線照明源を作動させるように動作できる光検知器を含んでいる、請求項１に記載のカメラ。
【請求項１５】
前記光検知器は、可視光線が所定レベルより低いときに前記赤外線照明源を作動させるように動作できる、請求項１４に記載のカメラ。
【請求項１６】
可視光線が明るい状態でも暗い状態でも、ビデオ信号を生成して、視認領域を監視するように作動する防犯カメラにおいて、
可視及び赤外線波長の光を焦点に集めるよう作動するレンズ組立体と、
赤外線照明源と、
可視光線が一定のレベルより低いときに赤外線照明源を作動させるように動作できる光検知器と、を備えているカメラ。
【請求項１７】
前記照明源によって生成される光の可視波長が、前記カメラの外側に通過するのを遮るフィルタを更に備えている、請求項１６に記載のカメラ。
【請求項１８】
前記レンズ組立体は、可視及び赤外線波長の光を、単一の固定焦点面に集めるよう構成されている、請求項１６に記載のカメラ。
【請求項１９】
前記固定焦点面に取り付けられている電荷結合素子を有する光学センサを更に備えており、前記電荷結合素子は、前記固定焦点面上の光を電子信号に変換するよう作動する、請求項１８に記載のカメラ。
【請求項２０】
前記光学センサは、前記光学センサを前記光学軸に対して相対的に回転させて調節できるように前記レンズ組立体に対して取り付けられている、請求項１９に記載のカメラ。
【請求項２１】
前記レンズ組立体は剛性のある筒を含んでおり、前記筒の中には一連のレンズ要素が概ね中心光学軸に沿って取り付けられており、前記筒の前記一連のレンズ要素の対物側端部の先端には開口が形成されている、請求項１８に記載のカメラ。
【請求項２２】
前記一連のレンズ要素は、少なくとも１つの色消し二重レンズを含んでいる、請求項２１に記載のカメラ。
【請求項２３】
ハウジングと、
前記ハウジングに取り付けられているターレットと、を更に備えており、前記レンズ組立体は前記ターレット内に取り付けられており、前記ターレットは、ターレット軸回りに、前記ハウジングに対して選択された位置まで回転させて調節することができるようになっている、請求項２１に記載のカメラ。
【請求項２４】
前記レンズ組立体は、前記中心光学軸が前記ターレット軸に対して傾斜角度を成すように取り付けられている、請求項２３に記載のカメラ。
【請求項２５】
前記ターレットは概ね円筒形であり、前記ターレットは、前記ハウジングの前方パネルから前方に突き出ている前記ターレットの前方部分を有しており、前記ターレットは、前記前方パネルから前記ハウジングの内側空洞内へと後向きに凹んでいる後方部分を有しており、前記ターレットは、前記ハウジングに固定されているブラケットに固定されている、請求項２３に記載のカメラ。
【請求項２６】
前記ターレットの前記後方部分は、そこに設けられている複数の穴を有しており、前記ターレットは、前記ターレットの選択された回転位置で前記ブラケットと整合している前記穴の内の少なくとも１つを通過して伸張する固定具によって前記ブラケットに取り付けられている、請求項２５に記載のカメラ。
【請求項２７】
前記ターレットに、前記ターレット軸に垂直に、前記レンズ組立体の外側に取り付けられている窓を更に備えている、請求項２１に記載のカメラ。
【請求項２８】
前記筒の前記先端は傾斜している壁を有しており、前記壁は、前記開口が位置している前記先端の遠位端に向かって内向きに細くなっており、前記傾斜している壁は前記窓に近接配置されている、請求項２７に記載のカメラ。
【請求項２９】
内部空洞を画定し、前記内部空洞に対する前方開口部を有しているハウジングと、
前記レンズ組立体と照明源が取り付けられる凹部分を有しているプラットフォームと、を更に備えており、前記プラットフォームは、前記凹部分、前記レンズ組立体及び前記照明源が前記内部空洞内に収まるように、前記前方開口部に対して前記ハウジングに取り付けられている、請求項２１に記載のカメラ。
【請求項３０】
前記カメラの前側を横切って前記プラットフォームに取り付けられている概ね平坦な前方カバーと、
前記レンズ組立体を保護するために前記前方カバーの開口部内に取り付けられている窓と、を更に備えている、請求項２６に記載のカメラ。
【請求項３１】
前記レンズ組立体は、前記前方カバーに対して傾斜角を付けて配置されている、請求項３０に記載のカメラ。
【請求項３２】
光学軸に沿って整列している一連のレンズ要素と、
前記光学軸上の前記一連のレンズ要素の対物側に設けられた開口と、を備えており、
前記一連のレンズ要素は、前記開口の反対側の、前記複数のレンズ要素の側の、単一の固定焦点面上に、可視及び赤外線波長の光を集めるよう構成されている、レンズ組立体。
【請求項３３】
前記複数のレンズ組立体を保持するための筒を更に備えており、前記開口は前記筒内に形成されている、請求項３２に記載のレンズ組立体。
【請求項３４】
前記開口は、約１ｍｍ未満の直径を有している、請求項３３に記載のレンズ組立体。
【請求項３５】
前記開口は、約０．８０２ｍｍの直径を有している、請求項３３に記載のレンズ組立体。
【請求項３６】
前記可視及び赤外線波長は、約４００から約１０００ｍｍの範囲にある、請求項３２に記載のレンズ組立体。
【請求項３７】
前記レンズ要素は、少なくとも１つの色消し二重レンズを含んでいる、請求項３２に記載のレンズ組立体。
【請求項３８】
前記色消し二重レンズは、相補形状を有し一体に接合されている一対の光学要素を含んでいる、請求項３７に記載のレンズ組立体。
【請求項３９】
前記固定焦点面の光を電子画像信号に変換するために前記固定焦点面に配置されているセンサ装置を更に備えている、請求項３２に記載のレンズ組立体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、様々な取り付け方をすることのできるビデオカメラに関しており、より詳しくは、明るい状態でも暗い状態でも使用でき、様々な位置及び環境に取り付けるのに適した小型構造を有する防犯カメラに関している。
【背景技術】
【０００２】
本出願は、２００１年１１月２６日出願の米国仮特許出願第６０／３３３，３９９号と、２００２年６月６日出願の米国特許出願第１０／１６４，６８０号に基づく優先権を主張する特許出願である。
ビデオ防犯カメラは、公共及び／又は防犯区域内の安全性を高めるための有用な道具である。防犯カメラは、望ましくない行動又は不法侵入の発生を認識し警報するため、及び／又は、後で参照し又場合によっては証拠として使用する可能性のために記録する信号を提供するために、活動を監視できるようになっている。例えば、防犯カメラは、空港、銀行、商業地域、駐車場、鉄道の駅などで行動を監視するのに広く用いられている。
【０００３】
商用旅客機へ安全に乗ることに対して関心が高まっているため、防犯カメラは、航空機の機室(cabin)の様々な場所、特に操縦室扉の外側付近における乗客の行動を監視するよう求められている。更に、国家運輸安全委員会は、最近、操縦士の行動を記録して航空機事故を分析する際に使用するために、各旅客機の操縦室にビデオカメラの取り付けを求める法令を提案した。
【０００４】
旅客機で使用する場合、各防犯カメラは、航空機の機室内の、特別な構造的環境及び所望の方位を有している幾つかの代表的な取り付け場所の１つに取り付けられる。顧客の要求次第で、航空機には、これら様々な取り付け場所に１つ又は複数のカメラを装備することもできる。様々な取り付け場所では、各カメラを、垂直壁の後ろ、天井パネルの上、隔壁などに取り付けなければならないし、そのような各場所では、機室の所望の部分を監視するために特定のカメラ視野角度が必要となる。そのため、様々なカメラ取り付け場所の具体的な制約を満たすために、様々な型式のカメラが設計されている。各型式のカメラを、工学的に作り、製造し、供給し、購入し、貯蔵し、取り付け、保守しなければならないので、異なる取り付け場所用にカメラを再設計するのに、重複した資源が使われる。従って、航空機の機室内の一般的に必要とされる各取り付け場所に広く取り付けることのできる防犯カメラが必要とされている。
【０００５】
防犯カメラは、広範に変化する照明条件で作動しなければならない。従来型の防犯カメラは、可視光線からビデオ画像を生成するようには作動するが、照明が暗いか又は暗闇の中では機能しない。従って、明るい昼間の光から真っ暗闇まで変化する照明条件の下で使用できる防犯カメラが必要とされている。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、実用性が高められた改良型防犯カメラを提供する。防犯カメラは、カメラが必要な航空機の機室内の複数の場所の何れにでもカメラを取り付けることのできる外部構造を有しているのが望ましい。本発明の様々な態様によれば、カメラは、特定の取り付け位置に必要な視界を提供し、及び／又は、様々な照明状況に適応するように調整することができる。そのような様々な取り付け方をすることのできるカメラは、多くのカメラを備えた航空機の機室防犯システムでは、及び／又は、複数の航空機に対して、例えば操縦室扉の外又は操縦室内など様々な取り付け場所に１つ又は複数の防犯カメラを装備する際は、特に経済的である。各取り付け場所用に特別に構成された複数の型式のカメラを使用するのとは違い、各取り付け場所に対し単一の型式の万能防犯カメラを使用することによって、製造者、取り付け人及びオペレーターは資源を節約する。
【０００７】
例えば、或る実施形態では、カメラは、ハウジングと、ハウジングに取り付けられターレット軸回りに相対回転できるようになっているターレットと、ターレットに取り付けられターレット軸に対して斜めに角度の付いた中心光学軸を有しているレンズ組立体と、通常は固定焦点面でレンズ組立体に取り付けられており、光学軸に対して回転的に調節することのできる光学センサと、を含んでいる。
【０００８】
本発明の或る好適な実施形態によれば、レンズ組立体は、可視光線の波長と赤外線の波長の両方を含む或る範囲の光の波長を固定焦点面に合わせるよう構成されている。適しているレンズ組立体は、レンズ要素の対物側端部にピンホール開口を有している筒内の中心光学軸に沿った位置に、固定的に取り付けられている複数のレンズ要素を含んでいることが分かっている。或る特定の実施形態では、４つの色消し二重レンズが、少なくとも幾つかのレンズ要素で形成されている。光学センサは、対物側端部と反対側の焦点面で筒に取り付けられている。そのような実施形態は、可視光線がある状態でも無い状態でも、カメラが作動できるようになっており好都合である。或る実施形態では、カメラは、更に、赤外線照明源を含んでおり、可視光線が一定のレベル以下のときに赤外線照明を提供する。この構成では、適切な視界領域の照明が外部照明源から得られない暗い状態でもカメラが使用できるので有用である。
【０００９】
所望の領域を監視するために選択されたレンズ組立体の方位次第で、光学センサをレンズ組立体に対して回転式に調節して、ビデオ画像をモニター上に正しい方位で見ることができるように整えることができる。この調節能力は、高度な融通性を提供するので、異なる取り付け場所に付帯する様々な位置にカメラを取り付け、及び／又は視界方向を変更することができるようになる。
【００１０】
或る実施形態では、カメラは、レンズ組立体を覆う透明な保護窓を含んでいる。そのような実施形態では、筒は斜面になった先端を有しており、ピンホール開口が窓の内側近くにくるようレンズ組立体を配置でき、好都合である。筒が斜面を有する形状になっているので、小型設計をやり易い。
或る実施形態では、カメラは、更に、赤外線照明源で生成される光の可視波長が、カメラの外へ通過するのを遮るフィルタを含んでいる。フィルタは、人間の観察者からカメラに向けられる注意を引き付けないようにし、好都合である。或る実施形態では、フィルタは、カメラを偽装するのを支援するか、又は周囲と調和するように選択することができる。
【００１１】
本発明の別の利点は、航空機の機室内の多くの取り付け場所に様々に取り付けることのできる小型防犯カメラを提供することである。これにより、多数のカメラを備えた航空機防犯システムの全てのカメラに単一の設計を用いることができるようになり、唯１つの型式のカメラだけを設計、製造、購買、保管、取り付け及び保守することで、資源を節約することができる。
本発明のこの他の特徴及び利点は、以下の説明、図面及び請求項に記載されており、それらから明らかである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明は、様々な修正及び代替形態を受け入れるものであるが、幾つかの好適な実施形態を、例として図面に示し、ここで詳しく説明する。しかしながら、本発明は、説明する特定の形態に限定されるものではなく、反対に、本発明は、特許請求の範囲で定義する本発明の精神及び範囲内にある全ての修正、変更、等価物を含むものであると理解するべきである。
【００１３】
以下、図面を参照して行くが、図中、同様の番号は同様の構成要素を示しており、図１及び図２に防犯カメラ１０を示している。カメラ１０は望ましくは、外観的に小型のモジュール式の設計で、航空機のの機室構造内の多くの取り付け可能な場所の１つに取り付けることのできる寸法になっている。カメラ１０は、概括的には、前方開口部を有する内部空洞１４を画定している後方ハウジング１２を含んでいる。前方プレート１６は、後方ハウジング１２に固定され、前方開口部を横切って伸張し、これにより内部空洞１４を封じている。前方プレート１６は、カメラ１０を適切な外部構造物に取り付けるために用いられる突出する側方フランジ１８を含んでいる。
【００１４】
図１及び図２に示す実施形態では、カメラ１０は、更に、前方プレート１６の円形開口部内に取り付けられているターレット(turret)２０を含んでいる。ターレット２０は、前方プレート１６に対して、ターレット軸Ｔ（図２）回りに回転させて調節することができる。或る考えられる取付では、カメラ１０は、航空機の機室の壁パネル（図示せず）の後側に対してフランジ１８を固定することによって取り付けられるので、ターレット２０は、壁パネルの視認用の切り取り部分から突き出している。ハウジング１４、前方プレート１６及びターレット２０は、ステンレス鋼又はＡ３５６アルミニウムのような金属製であるのが望ましいが、例えば、プラスチック又は複合材料のような他の適した材料を代わりに用いることもできる。
【００１５】
カメラ１０は、操縦室扉、隔壁、機内厨房保管庫構造物、又は適切な構造物、又はそれらの裏側に取り付けることもできる。カメラ１０の寸法は、考えられるできるだけ多くの取り付け場所に嵌め込めるように選択されているので、数多くの種類のカメラを製造する必要はない。例えば、大量生産の航空機では、通常、幾つかのカメラ取り付け場所が提供されており、カメラ１０は、選択されている場所の何れか又は全てで使用するのに適している。更に、或る実施形態（図示せず）では、随意的に、万能防犯カメラ１０を、中性フィルタ、トゥーウェイミラー(two-way mirror)、又は直線偏光器と波長板の或る種の組み合わせのような偽装監視窓の裏に取り付けることもできる。
【００１６】
概括的には、カメラ１０は、視界から受け取った光から電子画像信号を生成するように作動する。更に具体的には、図２に示すように、カメラ１０は、光を受け取り焦点に集めるレンズ組立体２２と、焦点に集められた光を電子信号に変換する光学センサ２４と、光学センサ２４からの信号を処理してビデオ信号にする主回路２６を含んでいる。図１に示すように、カメラ１０は、ビデオ信号出力を提供する少なくとも１つの外部的にアクセス可能なコネクタ２８を含んでいる。当業者には理解頂けるように、回路は、例えばＮＴＳＣ、ＲＳ−１７０Ａ、ＰＡＬ、ＳＥＣＡＭ又はデジタルテレビフォーマットのような何れかの所望の標準に従ってビデオ出力を生成するように選択し構成することができ、コネクタ２８はそれらと適合するものである。図示の例では、コネクタ２８は、クラスＥの１３ピンの丸いＮＴＳＣコネクタである。
【００１７】
レンズ組立体２２は、ターレット２０に固定的に取り付けられているので、ターレット２０を軸Ｔの回りに回転させると、レンズ組立体２２とその対応する視界の狙いを選択的に定めることができる。ターレット２０は、概ね円筒形で、前方突出部分３０と、前方プレート１６の内部に配置されている後方部分３２を有している。ターレット２０の後方部分３２回りの外周には、複数の逐次送り穴(incremental perforations)３４が配置されている。図２に示すように、ターレット２０を、前方プレート１６に対して固定された位置に保持するため、後方ターレット部分３２は、前方プレート１６から突き出ているブラケット３６に固定されている。更に具体的には、ターレット２０が軸Ｔ回りの選択された方位に固定されるように、ネジ３８がブラケット３６の開口に配置された各穴３４を通して固定されている。ターレット２０は、ネジ３８を取り外し、ターレット２０を軸Ｔの回りに回転させて穴を所望の方位に対応して配置し、ネジ３８を配置した穴３４に通して締め直すことによって、調整することができる。ターレット２０は、更に、概ねレンズ組立体２２の前方に配置され、ねじ付保持リング４２で固定されている保護窓４０を含んでいる。窓４０は、透明な材料で作られている。
【００１８】
更に図２に示すように、レンズ組立体２２は、概括的には、中心光学軸Ａを有する筒４４を含んでいる。筒４４は、軸Ａに沿って一連の光学要素を保持しており、これについては図６に関連付けて後で説明する。ピンホール開口４８は、筒４４のレンズ要素の対物側の先端４４ａに配置されており、光が一連の光学要素に入るようになっている。図２に示すように、筒４４は、光学軸Ａがターレット軸Ｔに対して斜角を成すように、ターレット２０に取り付けられている。先端４４ａは、斜角付き形状であるのが望ましい。斜角付き形状になっていると、ピンホール開口４８が透明窓４０の内側に近接するようレンズ組立体２２を配置できるので、好都合である。
【００１９】
レンズ組立体２２をしっかりと保持するために、ターレット２０は、図２及び図３に示すように、筒４４を相補的に受け入れるよう形成されているスリーブ５２を含んでいる。スリーブ５２は、レンズ組立体２２がターレットのスリーブ５２内で回転するのを防ぐため、筒４４から半径方向外向きに突き出している各位置決めピン５６（図２）を受け入れる１つ又は複数の位置決めスロット５４（図３）を有している。窓４５に対する光学軸Ａの角度のずれは、光学センサ２４上に投影された画像の収差を引き起こしかねないので、スリーブ５２は、筒４４を剛直に保持しているのが望ましい。
【００２０】
本発明の或る態様によれば、カメラは、光の可視波長と赤外線波長を視認することができる。更に具体的には、レンズ組立体２２は、可視光線と赤外線両方のスペクトルを含む光の波長の範囲に対して、固定焦点面に光を集めるよう構成されている。図２に示すように、固定焦点面の光を電子画像に変換するため、光学センサ２４は、固定焦点面に配置されている電荷結合素子（ＣＣＤ）５８を含んでいる。更に具体的には、ＣＣＤ５８は、ＣＣＤ５８を固定焦点面に保持する中央支持部材６０に固定されているセンサ印刷回路基板（ＰＣＢ）６２に表面実装されている。ＣＣＤ５８は、様々な照明状態での作動に備えて、可視光線と紫外線の両方に反応するのが望ましい。光学センサ２４は、ＣＣＤ５８上に収束された画像を電子信号に変換し、この電子信号は主回路２６へ送られる。
【００２１】
主回路２６は、光学センサ２４からの信号を処理して、コネクタ２８（図１）から送り出されるビデオ出力信号とするよう作動する。更に、主回路は、光学センサ２４を作動させるための、パワーチョークコイルのような電源を含んでいる。主回路２６は、１つ又は複数の印刷回路基板を備えた集積回路である。或る実施形態では、ＣＣＤは、ＮＴＳＣ標準の４９４（ｈ）×７６８（ｖ）画素の解像度で、４６デシベルの信号対雑音比を有している。主回路は、ビデオ出力を処理するための１つ又は複数のデジタル信号プロセッサを含んでいる。更に、万能防犯カメラ１０は、商業用航空機で一般的に使うことのできる型式の１５ボルト直流電源のような利用可能な電源で作動する。
【００２２】
本発明の別の態様によれば、光学センサ２４は、光学軸Ａに対して回転方向方位を調整できるように取り付けられている。センサＰＣＢ６２は、ネジ６３で中央支持部材６０に留められている。光学センサ２４をレンズ組立体２２に取り付け、レンズ組立体２２をスリーブ内に軸方向に保持するために、中央支持部材６０の外側回りに、ロックナット６４が回転可能に配置されている。ロックナット６４は、スリーブ５２の最も後方部分と螺子係合し、中央支持部材６０をレンズ組立体２２に対して軸方向に固定している。ロックナット６４を締め付ける前に、軸Ｔ回りのターレット２０の方位次第で、光学センサ２４を軸Ａ回りに所望の方位に必要なだけ回転して、出来上がりのビデオ画像の狙いを真っ直ぐに定める。センサ２４を軸Ａ回りに回転調節できることと、ターレット２０を軸Ｔ回りに回転調節できることを組み合わせると、カメラ１０は、レンズ組立体２２を通して所望の視界を捕捉できるようになるので、所望の視界を捕捉したまま、カメラを様々な取り付け位置で使用することができる。
【００２３】
暗い状態で目に見えない照明を提供するために、カメラ１０は、更に、赤外線照明源６６を備えている。赤外線照明源６６は、可視光線が一定のレベル以下の場合、視認対象物の方向に赤外線照明を供給する。その結果、照明源６６は、視認領域の適切な照明が外部光源から得られない場合、暗い状態でもカメラ１０が作動できるようにする。図示の例では、赤外線照明源６６は、赤外線ＰＣＢ７０に取り付けられている一列の赤外線発光ダイオード（ＬＥＤ）６８を含んでいる。照明源６６は、保護窓４０の内側の、ターレット２０の前側の半円溝７２（図２及び図３）内に取り付けられている。
【００２４】
使用中に、カメラに注意を引き付けないようにするために、カメラ１０は、更に、赤外線照明源６６で生成される光の可視波長（通常、赤）を遮断するための赤外線通過帯域フィルタ７４を備えている。その結果、可視光線はカメラ１０の外側に出ないので、外側からは見えない。赤外線通過帯域フィルタ７４は、図２および図３に示すように、照明源６６と保護窓４０の間の凹部７２の中に在る。図示の実施形態では、フィルタ７４は半円形で、赤外線源６６を覆っているが、レンズ組立体２２の開口４８を覆ってはいない。
【００２５】
或る実施形態では、カメラは、随意的に、カメラを特定の用途に必要な最適条件に適合させるための補助のフィルタ７６を含んでいる。例えば、補助のフィルタ７６は、或る照明環境での画像捕捉効果を最適化し、或いは代替的に偽装を行うために選択することができる。図３に示すように、補助のフィルタ７６は、レンズ組立体２２の開口２２を覆うため、保護窓４０と同じ形状である。或る実施形態では、補助のフィルタ７６は、中性フィルタ、又はポリカーボネートや金属基板被覆ガラスのような材料で作られたトゥーウェイミラーでもよい。代わりに、補助フィルタ７６は、例えば、直線偏光器と１／４波長板を組み合わせた偏光器及び／又は波長板を備えていてもよい。補助のフィルタ７６と赤外線通過帯域フィルタ７４の間には、第１スペーサーガスケット７８が配置されているのが望ましい。赤外線通過帯域フィルタ７４と赤外線照明源６６の間には、第２スペーサーガスケット８０が配置されている。
【００２６】
赤外線照明源６６が必要な場合だけ作動するように、カメラ１０は、或る外部照明状態の間に赤外線ＬＥＤを作動させるために動作することのできる光検知器８２（図３）を含んでいるのが望ましい。例えば、或る実施形態では、光検知器８２は赤外線ＰＣＢに取り付けられ、可視光線が適正レベル以下になると赤外線ＬＥＤを作動させるように動作することができる。光検知器８２は、赤外線ＬＥＤに供給される電力を制御し、照明状態が変化するのに応じてＬＥＤを入れたり切ったりする主回路２６（図２）のカメラ１０の内部回路素子に信号を送る。
【００２７】
レンズ組立体２２を、図６を参照しながら詳しく説明する。レンズ組立体２２は、比較的小型であるため、一般的にピンホール開口と呼ばれる型式の開口４８を有している。或る実施形態では、ピンホール開口４８は、数ミリメートルに足りない直径を有しており、望ましくは直径約１ミリメートル以下で、最も望ましくは直径約０．８０２ｍｍである。ピンホール開口４８は、その寸法が小さくレンズ要素の対物側に位置しているため、視界が広く、秘密防犯監視にはよく適した特性を備えている。
【００２８】
本発明の或る実施形態によれば、レンズ組立体２２は、約４００−１０００ｎｍの間の波長範囲の可視光線及び赤外線の両方を焦点に集めるように構成されている。この比較的広い波長範囲は、反射防止（例えばＭｇＦ2）被覆が施された色消し二重レンズ（又は「色消しレンズ」）４６ａ、４６ｂ、４６ｃ、４６ｄの特別な組み合わせによって実現されている。ピンホール開口はＦ／５に固定され、光学軸Ａに対して約４５度で境界を画定された円錐型の視界を提供するのが望ましい。レンズ組立体２２は、約４００ｍｍと無限遠の間の作動距離に対して最適化され、約６ｍｍの画像を、スリーブ５２の後方端部からＣＣＤ５２までの７．０ｍｍの後方焦点距離で対角線上に結ぶよう最適化されるのが望ましい。好適な本実施形態では、レンズ組立体の長さは、対物側の第１レンズ表面から画像面までが約１０１ｍｍである。ここで、レンズ組立体２２の一般的な構造について説明し、その後、光学要素の詳細な説明をする。
【００２９】
レンズ組立体２２は、概括的には、対物側から画像側へ、それぞれ４６ａ、４６ｂ、４６ｃ、４６ｄで示されている一連の第１、第２、第３及び第４色消しレンズを含んでおり、それぞれ、筒４４内に光学軸Ａに沿って適切に間隔を空けた関係で取り付けられており、筒４４には、対物側から画像側へ、斜角付き先端部４４ａ、主筒部分４４ｂ、保持器部分４４ｃ、及び後方部分４４ｄからなる複数の部分が組み込まれている。
【００３０】
更に具体的には、対物側から始めて、第１色消しレンズ４６ａは、第１筒部分４４ｂの対物側端部内に、環状段９１に押し付けて嵌合されている。斜角付き先端４４は、主筒部分４４ｂに取り付けられ、第１色消しレンズ４６ａを段９１に対して固定された位置に保持している。先端４４ａには雄ねじが設けられ、主筒部分４４ｂ内側の雌ねじと係合している。先端４４ａには、先端４４ａをねじ込み又はねじ戻しするためにトルクを掛けるための道具を受け入れるよう適切に形成された少なくとも１つの凹部９０が設けられている。例えば、凹部９０は、アレンレンチのような六角形のツールを受け付けるように六角形であってもよい。第２色消しレンズ４６ｂは、主筒部分４４ｂにおける対物側とは反対側の端部に嵌め込まれ、第１色消しレンズ４６ａから間隔を空けた所望の位置に配置されている。筒４４は、更に、主筒部分４４ｂ内に滑り込み、第２色消しレンズ４６ｂの後ろ側に当接する保持器部分４４ｃを含んでいる。保持器部分４４ｃの後方端部からは、対物側から画像側へ、スペーサ９２、第３色消しレンズ４６ｃ、もう１つのスペーサ９３、及び第４色消しレンズ４４ｄが嵌め込まれ、互いに積み重ねられ、保持器部分４４ｃに取り付けられている後方筒部分４４ｄで固定保持されている。
【００３１】
或る実施形態では、各色消しレンズ４６ａ−４６ｄは、それぞれ、ＮＯＲＬＡＮＤの光学接着剤ＮＯＡ６１のような光学品質接着剤によって１つに接合された２つのレンズ要素を含んでいる色消し二重レンズである。表１は、第１、第２、第３及び第４色消しレンズ４６ａ−４６ｄをレンズ要素Ｌ４−Ｌ１０によって識別しており、それぞれの焦点長さ見積もり値を提供している。
【００３２】
【表１】
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【００３３】
レンズ組立体の実施形態に適したレンズ要素Ｌ１−１０のパラメータは、以下の表２に示されており、Ｌ１とＬ２は、図７に示すように、ピンホール開口４８内に入っているレンズ要素である。表２は、Ｌ１−Ｌ１０と、それらの各表面半径Ｒを、組み込まれているレンズ組立体２２に関して光学側から画像側の順に記載している。
【００３４】
【表２】
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【００３５】
レンズ要素Ｌ１−Ｌ１０及び色消しレンズ４６ａ−４６ｄは、それぞれ、アッベ数と、可視スペクトルに亘りそして近赤外線へ入り込んだ色収差を最小にするように選択されている屈折率を有しており、なお、可視光線と赤外線の焦点長さはほぼ等しい。その結果、レンズ組立体２２は、可視光線と赤外線の画像を同じ焦点面Ｆ（図７）に結ぶ。ピンホール開口４８は、レンズ要素Ｌ１−Ｌ１０を通して光を集め、画像を、焦点面Ｆに取り付けられているＣＣＤ（図２）上に結ぶ。
【００３６】
図４及び図５には、上記レンズ組立体２２は含んでいるがターレットは含んでいない、別の実施形態によるカメラ１１０を示している。カメラ１１０は、構成要素が少なく、レンズ方位の調節が不要の製品に用いるのに経済的である。カメラ１１０は、外観的に小型のモジュール式の設計で、航空機の機室構造内の多くの取り付け可能な場所に取り付けることを配慮している。
カメラ１１０は、概括的には、図５に示すように、前方開口部を有する内部空洞１１４を画定する後方ハウジング１１２を含んでいる。レンズ組立体２２は、前方開口部において後方ハウジング１１２に固定されているプラットフォーム１１６に取り付けられている。プラットフォーム１１６は、カメラ１１０を適切な外部構造物に取り付けるのに用いられる突出する側方フランジ１１８を含んでいる。
【００３７】
カメラ１１０は、概略的には、図１−３に関連付けて説明したカメラ１０と同様に作動し、レンズ組立体２２が受け取る光をビデオ信号に変換する。例えば、カメラ１１０は、レンズ組立体の後方に取り付けられている光学センサ（図示せず）と、ビデオ信号を処理してコネクタ２８から出力として送り出す主回路１２６とを含んでいる。図５に示すように、主回路１２６は、内部空洞内のハウジング１１２に取り付けられている。
【００３８】
プラットフォーム１１６は、図示のように傾斜角の付いている引っ込み部分１１７（図５）を含んでいる。レンズ組立体２２と赤外線照明源１６６は、引っ込み部分１１７（図５）と、レンズ組立体２２と、光学センサとがハウジング１１２の内部空洞内に収まるように、プラットフォーム１１６に取り付けられる。カメラ１１０は、更に、プラットフォーム１１６に固定されている前方カバー１３８を含んでいる。窓開口部１３９は、前方カバー１３８内に設けられており、保護窓要素１４０が、前方カバーとプラットフォーム１１６の間に取り付けられ、開口部１３９を覆っている。レンズ組立体２２の傾斜している先端５０は、小型化するため窓１４０に近接配置されている。窓要素１４０は、偽装を行い、及び／又は光に所望のフィルタ掛けを行えるようにする。
【００３９】
図８は、代表的な取り付け場所に取り付けられているカメラ１０を示している。具体的には、カメラ１０は、操縦室扉２０２上方のパネル２００の裏に取り付けられている。ターレット２２は、レンズ組立体が邪魔されないように、パネル内の切り抜きを通して伸張している。レンズ組立体は、扉２０２付近に立っている人２０６を十分に見ることができ、人の顔を下向きに包含できるだけの視界２０４が得られるように、ターレット２２によって狙いが定められるのが望ましい。
【００４０】
当業者には自明のように、ここに説明した好適な本実施形態には、様々な変更及び修正を施すことができる。そのような変更及び修正は、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、そしてその付帯する利点を消失させることなく行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の教示に従って構築されている万能防犯カメラの斜視図である。
【図２】概ね図１の線Ｉ−Ｉに沿う側断面図である。
【図３】図１及び図２のカメラのターレットとレンズ組立体の拡大斜視図である。
【図４】別の実施形態による防犯カメラの斜視図である。
【図５】図４の防犯カメラの分解斜視図である。
【図６】図１−５のカメラに用いられているレンズ組立体の分解斜視図である。
【図７】レンズ組立体の側断面図である。
【図８】機室内の或る考えられる取り付け場所に取り付けられているカメラの概略断片斜視図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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