(57)【要約】【課題】カメラ本体を大型にせずかつ簡易な構成で、像振れを抑制してかつ撮像ユニットの振動の振幅の拡大を抑える機能を備えた監視カメラを提供すること。【解決手段】レンズ鏡筒と撮像素子と振動検出手段の少なくとも三点から成る撮像ユニットと像振れ補正手段と、前記撮像ユニットを収納する本体ケースと、前記撮像ユニットの前面に配設される窓と、前記撮像ユニットの周囲に配置される照明手段と、前記窓と前記撮像ユニットの間に配置され、一端は前記窓に固定される第一の遮光部材と、前記撮像ユニットの後方の周囲に配置され、一端は前記本体ケースに固定される第二の遮光部材を有する撮像装置において、前記第一の遮光部材および前記第二の遮光部材は粘弾性体で構成され、前記撮像ユニットは前記第一の遮光部材および前記第二の遮光部材によって支持され、前記撮像ユニットの周囲に配置される規制部材を有することを特徴とする。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レンズ鏡筒と撮像素子と前記レンズ鏡筒に加わる振動を検出する振動検出手段の少なくとも三点から成る撮像ユニットと、
前記振動検出手段で検出した振動を用いて像振れを補正する像振れ補正手段と、
前記撮像ユニットを収納する本体ケースと、
前記撮像ユニットの前面に配設される透明性を有する窓と、
前記撮像ユニットの周囲に配置される照明手段と、
筒状形状で前記窓と前記撮像ユニットの間に配置され、一端は前記窓に固定される第一の遮光部材と、
前記撮像ユニットの後方の周囲に配置され、一端は前記本体ケースに固定される第二の遮光部材を有する撮像装置において、
前記第一の遮光部材および前記第二の遮光部材は粘弾性体で構成され、前記撮像ユニットは前記第一の遮光部材および前記第二の遮光部材によって支持され、
前記撮像ユニットの周囲に配置される規制部材を有することを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記第一の遮光部材および第二の遮光部材は、同一形状であることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記規制部材は前記撮像ユニットの光軸に対して直角方向でかつ前記撮像ユニットの重心近傍を通る位置に配置されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記照明手段は、前記撮像ユニットに取り付けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、監視カメラの像振れ抑制機能に関する。
【背景技術】
【０００２】
監視カメラにおいて、外部振動によってカメラ本体が振動して撮影映像が揺れる「像振れ」が問題となっている。
【０００３】
像振れを抑制するために、一般的に電子式や光学式などの像振れ補正手段が用いられている。既存の像振れ補正手段は、手持ち撮影による低い周波数の手振れを補正するための機能であるため、補正可能な振動は低い周波数に限られている。
【０００４】
対して、構造物に設置される監視カメラにおいては、風や車や電車等の走行振動等によって高い周波数の振動も発生する場合がある。そのため、既存の像振れ補正手段では、映像のフレームレートの限界や、光学系を駆動させるアクチュエータの応答性の限界により、高い周波数の像振れを補正することが困難であることが課題となっている。
【０００５】
この課題を解決するため、特許文献１では、撮像ユニットに内蔵された光学式像振れ補正で低い周波数の像振れを補正して、粘弾性体による免振支持機構で撮像ユニットを支持して、高い周波数の像振れを抑える構成が挙げられている。また、粘弾性体を用いた免振支持機構の振動減衰効果が示されている。一般的に粘弾性体の特性として、共振周波数付近で振幅が拡大するが、共振周波数を限りなく０Ｈｚに近い構成とすることで、特許文献１に記載の振動減衰効果が得られると考えられる。
【０００６】
ここで、粘弾性体で支持された撮像ユニットの構成を簡易的に１自由度振動系に置き換えると、共振周波数は、√（ｋ／ｍ）／２πで表される。ここで、ｋは粘弾性体のバネ定数、ｍは撮像ユニットの質量である。上述の共振周波数の式より、共振周波数を限りなく０Ｈｚに近づけるためには、粘弾性体のバネ定数ｋを０に近づけるか、撮像ユニットの重量ｍを無限大に近づける必要がある。
【０００７】
しかし、現実的に構成するには、低いバネ定数の粘弾性体で撮像ユニットを支持するために粘弾性体の材料や形状を工夫したり、撮像ユニットに錘を追加したりする必要があるため、設計の自由度が低くなり、構成として複雑となってしまうことが課題である。
【０００８】
この課題に対して、特許文献２では、低い周波数で振幅が拡大する構成となっているが、ショックアブソーバーでレンズの周囲を支持する簡易な構成で振幅の拡大を抑える方法が挙げられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特許第５７６１８４３号公報
【特許文献２】特開２０１０−２０４２９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上述の特許文献１、及び特許文献２に開示された従来技術では、像振れを抑制するために新たに機構を追加する必要があるため、カメラ本体が大型化してしまうという課題がある。また、上述の特許文献１又は特許文献２のような構成で像振れを抑制したとしても、照明内蔵の監視カメラにおいて、照明がカメラ本体についている場合、カメラ本体の振動により照明光が振れてしまうことが課題である。
【００１１】
そこで、本発明の目的は、カメラ本体を大型にすることなく、かつ簡易な構成で、像振れを抑制して、かつ撮像ユニットの振動の振幅が拡大することを抑える機能を備えた監視カメラを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の目的を達成するために、本発明に係る撮像装置は、
レンズ鏡筒と撮像素子と前記レンズ鏡筒に加わる振動を検出する振動検出手段の少なくとも三点から成る撮像ユニットと、
前記振動検出手段で検出した振動を用いて像振れを補正する像振れ補正手段と、
前記撮像ユニットを収納する本体ケースと、
前記撮像ユニットの前面に配設される透明性を有する窓と、
前記撮像ユニットの周囲に配置される照明手段と、
筒状形状で前記窓と前記撮像ユニットの間に配置され、一端は前記窓に固定される第一の遮光部材と、
前記撮像ユニットの後方の周囲に配置され、一端は前記本体ケースに固定される第二の遮光部材を有する撮像装置において、
前記第一の遮光部材および前記第二の遮光部材は粘弾性体で構成され、前記撮像ユニットは前記第一の遮光部材および前記第二の遮光部材によって支持され、前記撮像ユニットの周囲に配置される規制部材を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、カメラ本体を大型にすることなく、かつ簡易な構成で、像振れを抑制して、振幅が拡大する場合においても、振幅の拡大を抑えることが可能な監視カメラを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１の実施例による監視カメラの外観図である。
【図２】本発明の第１の実施例による監視カメラの分解斜視図である。
【図３】本発明の第１の実施例による監視カメラの断面図である。
【図４】本発明の第１の実施例による第一の遮光部材の遮光原理の概念図である。
【図５】本発明の第１の実施例による振動減衰効果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明を実施するための形態を図面に基づいて説明する。
【００１６】
［実施例１］
以下、図１から図５を参照して、本発明の第１の実施例による、監視カメラの像振れ補正機能について説明する。
【００１７】
図１は本発明の第１の実施例による監視カメラの外観図である。
【００１８】
本体ケース１０１、窓枠１０２、撮像ユニット２０１の前面に配設された透明性を有する窓１０３で構成される。窓１０３は、窓枠１０２に対し接着などの手段で固定されている。
【００１９】
図２は本発明の第１の実施例による監視カメラの構成を示す分解斜視図である。
【００２０】
本体ケース１０１の内部には撮像ユニット２０１、照明手段としてのＬＥＤ２０２、第一の遮光部材２０３、第二の遮光部材２０４、規制部材２０５が収納されている。ここで、本実施例における像振れ補正手段である、電子式像振れ補正について説明する。
【００２１】
まず、撮像ユニット２０１は、レンズ鏡筒、撮像素子、ジャイロセンサを少なくとも有している。レンズ鏡筒から入った像は撮像素子に結像されて、撮像素子の一部の領域が抽出されて映像として出力される。また、ジャイロセンサによって、監視カメラにかかる振れの方向と量を検出する。そして、ジャイロセンサによって検出した振れの方向とは逆方向に撮像素子内の領域を動かしてことで像振れ補正が補正された像が出力される。
【００２２】
図３は本発明の第一の実施例による監視カメラの断面図である。
撮像ユニット２０１の前方の周囲には、照明手段である複数のＬＥＤ２０２が支持部材を介して撮像ユニット２０１に取り付けられている。また、撮像ユニット２０１の前面の全周を囲むように、筒状形状の第一の遮光部材２０３が配置され、第一の遮光部材２０３の一端は、窓１０３の内側に接着等の手段で固定されている。
【００２３】
ここで、図４を参照して本発明における第一の遮光部材２０３の遮光原理について説明する。図４は本発明における第一の遮光部材の遮光原理を示す概略図である。
【００２４】
撮像ユニット２０１の周囲に配置されたＬＥＤ２０２からの光線は窓１０３の肉厚内で反射する。反射した光線は窓に接している第一の遮光部材２０３によって遮光される。これにより、レンズ鏡筒への光線の侵入を防いでいる。ここで、図４に示すようにＬＥＤ２０２からの光線が一定の照射角θで第一の遮光部材２０３の外側の縁から入射し、内側の縁で反射光が遮光される構成とする。すると、遮光に必要な第一の遮光部材の円周方向の厚さｘは、ＬＥＤから照射される光線の照射角θ、窓の板厚ｔより、ｘ≧２ｔ・ｔａｎ（θ／２）となる。
【００２５】
図４において、ＬＥＤ２０２は便宜上、撮像ユニット２０１の円周方向に対して近い位置に配置されているが、もちろんＬＥＤ２０２を外側に配置しても遮光効果には影響はないことは言うまでもない。
【００２６】
撮像ユニット２０１の後方の周囲の全周を囲むように、筒状形状の第二の遮光部材２０４が配置され第二の遮光部材２０４の一端は、本体ケース１０１の内側に接着等の手段で固定されている。ＬＥＤ２０２からの光線が本体ケース１０１の中で乱反射して、撮像ユニット２０１内の隙間から侵入して映像に影響を与える。第二の遮光部材２０４の内側で撮像ユニット２０１内の隙間を遮光することによって映像への影響を防いでいる。
【００２７】
本実施例において、第一の遮光部材２０３と第二の遮光部材２０４は、粘弾性体で構成されており、振動減衰機能を併せ持っている。撮像ユニット２０１は、第一の遮光部材２０３と第二の遮光部材２０４で挟まれるように支持されている。本実施例において、電子式像振れ補正で補正可能な最大の周波数は１〜３０Ｈｚである。そのため、撮像ユニット２０１と第一の遮光部材２０３と第二の遮光部材２０４とを含む振動系は、３０Ｈｚ以上において振動減衰効果を持つように構成されている。
【００２８】
また、図３に示すように第一の遮光部材２０３と第二の遮光部材２０４は、同一材料で構成された略同一形状の部材である。これにより、部品点数を削減され、コストダウンに寄与できる。加えてに、前方の第一の遮光部材２０３と後方の第二の遮光部材２０４に均等に荷重がかかるように撮像ユニットの重心Ｇの位置が調整されている。この構成により、本体ケース１０１からの振動に対して、撮像ユニット２０１の光軸Ａは、略平行に移動することができる。
【００２９】
撮像ユニット２０１の周囲を囲むように規制部材２０５が配置されている。本実施例において、撮像ユニット２０１が静止している時、規制部材２０５は全周において撮像ユニット２０１に接触せずクリアランスＬを持たせる。このクリアランスＬは、電子式像振れ補正によって補正可能な振幅の大きさによって決定される。
【００３０】
規制部材２０５の外周は本体ケース１０１の内側に接着などで固定されている。もしくは、本体ケース１０１と一体の部材であってもよい。また、撮像ユニット２０１が規制部材２０５に接触する時の衝撃を和らげるため、規制部材２０５が撮像ユニット２０１に接触する箇所または規制部材２０５の全体が粘弾性体で構成されていてもよい。この場合、撮像ユニット２０１が静止している時に規制部材２０５は撮像ユニット２０１に接触していても構わないが、粘弾性体は、振動が加えられた時に撮像ユニット２０１がクリアランスＬの分だけ弾性変形するよう構成されていることとする。
【００３１】
規制部材２０５は、望ましくは、図３のように撮像ユニット２０１の光軸Ａに対して略直角方向でかつ撮像ユニット２０１の重心Ｇの近傍を通る線上に配置されているものとする。この構成により、撮像ユニット２０１が規制部材２０５によって規制されても、撮像ユニット２０１の光軸Ａは、略平行に維持することができる。
【００３２】
ここで、本発明の振動抑制効果について説明する。
図５は本実施例における、第一の遮光部材２０３と第二の遮光部材２０４による振動減衰効果の一例を示すグラフである。加振周波数ごとの振動応答比を示している。振動応答比とは、本体ケース１０１に加振される振動の振幅に対する撮像ユニット２０１の振動の振幅の比である。
【００３３】
図５に示すように、低い周波数では、共振の影響により振幅が拡大しており、１Ｈｚにおける振幅応答比は約１．００、５Ｈｚにおいては約１．１５、１０．８７Ｈｚにおいては約１．４７で最大の振動応答比となる。１８Ｈｚ以上からは、高い周波数ほど減衰し、１８Ｈｚにおいては約１．００、３０Ｈｚにおいては約０．５０、５０Ｈｚにおいては約０．２７、７０Ｈｚにおいては約０．１９となっている。
【００３４】
本実施例において、加振される周波数が電子式像振れ補正で補正可能な周波数の範囲内の場合、第一の遮光部材２０３および第二の遮光部材２０４の粘弾性体の影響により撮像ユニットの振幅は拡大する。しかし、規制部材２０５によって撮影ユニットの２０１の振動がクリアランスＬ以内に抑えられるため、電子式像振れ補正で補正可能となる。
【００３５】
また、加振される周波数が電子式像振れ補正で補正可能な周波数の範囲以上の場合、電子式像振れ補正は機能しないが、粘弾性体の振動減衰効果により撮像ユニット２０１の振動が減衰され、像振れが抑制される。
【００３６】
以上の構成により、大型にすることなく簡易な構成で広い範囲の周波数の像振れを補正する監視カメラを提供する事ができる。
【００３７】
本実施例ではＬＥＤ２０２を撮影ユニット２０１に取り付けている。これは、撮像ユニット２０１とＬＥＤ２０２との位置関係を維持して照明の振れを防ぐための構成であるため、もちろん撮像ユニット２０１以外の本体ケース１０１や窓枠１０２に固定されていても振動減衰効果には影響しないことは言うまでもない。
【符号の説明】
【００３８】
１０１  本体ケース、１０３  窓、２０１  撮像ユニット、２０２  ＬＥＤ、
２０３  第一の遮光部材、２０４  第二の遮光部材、２０５  規制部材
【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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