СПОСОБ ЗАЩИТЫ ОТ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ОПТИЧЕСКОГО ОКНА КОЖУХА ВИДЕОКАМЕРЫ И ЗАЩИТНЫЙ КОЖУХ (ВАРИАНТЫ) ДЛЯ РЕАЛИЗАЦИИ УКАЗАННОГО СПОСОБА Российский патент 2016 года по МПК H04N5/64 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к оборудованию для наружного наблюдения и средствам для его защиты от неблагоприятных внешних воздействий, более конкретно изобретение относится к способу защиты от загрязнения оптического окна кожуха видеокамеры и защитному кожуху для реализации указанного способа. Изобретение может быть использовано в любой отрасли народного хозяйства, где применяется видеорегистрация и видеонаблюдение, в особенности, в системах безопасности и контроля транспортных средств.

Уровень техники

Использование видеокамер для наружного наблюдения связано с необходимостью их регулярного обслуживания, так как при эксплуатации вне помещения оборудование подвергается неблагоприятному воздействию окружающей среды. Особенно это актуально в осенне-зимне-весенний период при установке видеокамер вблизи проезжей части или в промышленных зонах. В таких условиях на поверхности оборудования, в том числе на оптическом стекле кожуха, может накапливаться загрязнение в виде пыли, запотевания, капель воды, снега, льда и т.п.

Благодаря применению специальных кожухов (футляров, боксов) для защиты видеооборудования и нагревательных элементов внутри кожуха удалось частично ограничить воздействие неблагоприятных факторов внешней среды на видеооборудование, а также несколько стабилизировать температурный режим его работы (см., например, патент RU 52226 U1, МПК: G08B 13/196, Н05К 5/00, опубликовано 10.03.2006 г., патент RU 40512 U1, МПК: G08B 13/196, Н05К 5/00, Н05К 5/02, опубликовано 10.09.2004 г., патент US 7440025 В2, МПК: H04N 5/225, опубликовано 21.10.2008 г.). Однако основные вышеуказанные проблемы остались нерешенными. Установка козырька на защитном кожухе видеокамеры обеспечивает ее защиту только от осадков сверху. Снизу же и с боков оптическое окно кожуха остается совершенно незащищенным от загрязнений.

Известно применение защитной бленды для термокожухов фирмы WizeBox (описание на сайте: http://videoglaz.ru/good.php?id=9871). Согласно описанию бленда изготовлена из стали и предназначена для защиты стекла термокожуха от брызг и пыли, повышения вандалозащищенности термокожуха, исключения попадания бликов света на объектив, увеличения контрастности изображения телекамер за счет снижения влияния фоновой засветки. Недостатоком данного оборудования является то, что оно не может достаточно эффективно препятствовать оседанию частичек пыли, запотеванию, образованию льда на стекле кожуха. Взвешенные в воздухе частички пыли и влаги могут беспрепятственно попадать на внутреннюю поверхность бленды и оседать как на ней, так и на стекле кожуха, что приводит к необходимости дополнительного обслуживания и очистки оборудования. В сложных климатических условиях это может существенно увеличить расходы на техническое обслуживание и снизить качество работы оборудования.

Наиболее близким аналогом заявленного изобретения является техническое решение, раскрытое в патенте RU 2439838 С1 (МПК: H04N 5/64, опубликовано 10.01.2012 г.). В нем описывается способ предотвращения загрязнения стекла переднего окна кожуха видеокамеры наружного наблюдения и кожух для реализации данного способа. Согласно описанию с наружной стороны стекла кожуха устанавливают трубу, первый торец которой открыт для окружающей среды, а второй торец закрывает указанное стекло. При помощи воздуходувной машины, установленной внутри кожуха, создают давление в этой трубе, превышающее давление снаружи нее, при помощи нагревателя подогревают поток воздуха в закрытом корпусе кожуха, а воздух, поступающий на вход воздуходувной машины, очищают при помощи фильтра. В данном способе используют микропроцессорный блок для управления нагревателем, воздуходувной машиной и видеокамерой. Способ направлен на предотвращение накапливания пыли, запотевания, накапливания капель воды, снега и обледенения стекла переднего окна кожуха видеокамеры наружного наблюдения.

Самым существенным недостатком вышеуказанного аналога является то, что в соответствии с ним потоки воздуха проходят через весь кожух и делают его негерметичным, что крайне нежелательно для уличного оборудования. Несмотря на наличие воздушного фильтра в конструкции кожуха, внутрь него неизбежно будут попадать частицы пыли и избыточная влага, что приведет к их оседанию на внутренней поверхности самого кожуха, на электронном оборудовании, платах, внутренней стороне стекла кожуха и даже оптическом стекле камеры. Это может понизить прозрачность стекла, качество работы камеры и даже вывести оборудование из строя, не говоря уже о необходимости более частого и дорогого обслуживания.

Раскрытие изобретения

Настоящее изобретение относится к способу защиты от загрязнения оптического окна кожуха видеокамеры, а также защитному кожуху, предназначенному для реализации указанного способа.

Основной технический результат изобретения заключается в минимизации количества циклов и стоимости технического обслуживания оборудования для наружного наблюдения и поддержание его высоких эксплуатационных характеристик и качества работы в течение длительного периода времени.

Дополнительными техническими результатами являются:

- предотвращение образования загрязнений на оптическом окне видеокамеры для наружного наблюдения, в том числе оседания пыли, капель воды, снега, запотевания и обледенения;

- улучшение температурных условий работы оборудования для наружного наблюдения;

- защита от прямых солнечных лучей и повышение качества работы оборудования для наружного наблюдения.

Указанные технические результаты достигаются благодаря способу защиты от загрязнения оптического окна кожуха видеокамеры путем размещения на переднем торце указанного кожуха защитного тубуса в виде трубы произвольного сечения таким образом, что внутренние стенки тубуса образуют границы зоны видимости видеокамеры, при этом через по меньшей мере одно отверстие в нижней или боковой части защитного тубуса в него нагнетают поток воздуха путем создания разности температур воздуха, находящегося в тубусе, и окружающего воздуха, или принудительно созданием избыточного давления внутри тубуса, воздух в тубус подают через воздуховод, установленный на нижней или боковой стороне кожуха видеокамеры и сообщающийся с окружающей средой через воздухозаборник.

Прохождение потока воздуха через тубус в направлении от корпуса к открытому торцу тубуса не позволяет частицам пыли, каплям влаги и снегу оседать на внутренней стороне тубуса, и в особенности, на оптическом окне, т.е. внешней стороне стекла оптического окна корпуса кожуха. Поддержание постоянного воздушного потока препятствует загрязнению оптического окна и образованию запотевания и льда на стекле кожуха и стенках тубуса.

В одном варианте осуществления изобретения для обеспечения потока воздуха в тубусе создают разность температур между воздухом внутри тубуса и окружающим воздухом. Достигается это тем, что в воздуховоде кожуха видеокамеры устанавливают нагревательный элемент, от которого нагретый воздух через отверстия в стенке тубуса попадает в тубус и затем вытесняется к его переднему торцу.

В качестве нагревательного элемента может быть использован радиатор видеокамеры, что также способствует отводу избыточного тепла из внутренней полости корпуса кожуха. Но также могут быть использованы и дополнительные нагревательные элементы, когда необходимо создать более высокую температуру воздуха внутри тубуса для обеспечения необходимого потока воздуха.

В некоторых случаях предпочтительно, чтобы нагревательный элемент был расположен в передней части воздуховода кожуха. Например, когда воздуховод размещен вдоль нижней части корпуса кожуха.

В другом варианте осуществления изобретения поток воздуха в тубусе создают путем принудительного нагнетания воздуха под давлением. Избыточное давление в тубусе создают обычно с помощью вентилятора или компрессора, которые размещают внутри воздуховода кожуха. Питание на вентилятор или компрессор подают изнутри корпуса.

Достижение указанного технического результата достигается также благодаря кожуху видеокамеры для наружного наблюдения, включающему закрытый корпус, передний торец которого имеет оптическое окно, открывающееся внутрь тубуса, выполненного в виде трубы произвольного сечения, внутренние стенки которой образуют границы зоны видимости видеокамеры, при этом в нижней или боковой части указанного тубуса проделано по меньшей мере одно отверстие, через которое тубус сообщается с внешней средой через воздуховод, закрепленный на нижней или боковой стенке корпуса кожуха, внутри воздуховода установлен нагревательный элемент для создания разности температур между окружающим воздухом и воздухом внутри тубуса.

В предпочтительном варианте осуществления нагревательный элемент представляет собой радиатор видеокамеры. В некоторых случаях в воздуховод может быть установлен дополнительный нагревательный элемент.

В другом аспекте изобретения достижение технического результата происходит благодаря кожуху видеокамеры для наружного наблюдения, содержащему закрытый корпус, передний торец которого имеет оптическое окно, открывающееся внутрь тубуса, выполненного в виде трубы произвольного сечения, внутренние стенки которой образуют границы зоны видимости видеокамеры, при этом в нижней или боковой части указанного тубуса проделано по меньшей мере одно отверстие, через которое задняя ближняя к корпусу часть тубуса сообщается с внешней средой через воздуховод, закрепленный на нижней или боковой стенке корпуса кожуха, внутри воздуховода установлен нагнетающий воздух элемент для создания избыточного давления внутри тубуса.

Обычно в качестве нагнетающего воздух элемента используется вентилятор или компрессор. Благодаря их работе внутри тубуса создается избыточное давление, что обеспечивает непрерывное движение воздуха из воздуховода в тубус, а из тубуса через открытый его торец наружу. Это препятствует проникновению частиц пыли, влаги и других факторов загрязнения внутрь тубуса, и в особенности, их оседанию и накапливанию на поверхности стекла, образующего оптическое окно защитного кожуха.

Для более эффективного решения вышеуказанной задачи внутри воздуховода может быть размещен нагревательный элемент. Это может быть радиатор видеокамеры или другой источник тепла. В первом случае реализация изобретения также обеспечивает отвод избыточного тепла от изнутри закрытого корпуса, что способствует созданию оптимального температурного режима для работы камеры.

В предпочтительном варианте осуществления воздуховод кожуха закреплен вдоль корпуса кожуха и имеет воздухозаборное отверстие в задней части.

Для очистки воздуха, поступающего в воздуховод снаружи от пыли и других механических примесей, воздуховод оснащают воздушным фильтром. Его размещают предпочтительно в задней части воздуховода для более легкой замены и технического обслуживания кожуха.

В предпочтительном варианте осуществления воздуховод закрепляется в нижней части корпуса кожуха и соединяется с внутренней полостью тубуса через отверстие, выполненное в нижней части тубуса, прилегающей к корпусу кожуха.

Для контроля температуры внутри воздуховода и тубуса в воздуховод может быть дополнительно установлен датчик температуры.

Краткое описание чертежей

На Фиг. 1 показана схема реализации одного варианта изобретения в виде защитного кожуха, оснащенного конвекционной системой подачи воздуха в тубус.

На Фиг. 2 показана схема реализации другого варианта изобретения в виде защитного кожуха, оснащенного принудительной системой подачи воздуха в тубус.

Осуществление изобретения

Изобретение относится к области оборудования для наружного наблюдения и средствам для его защиты от неблагоприятных внешних воздействий.

Реализация заявленного способа и защитный кожух по настоящему изобретению обеспечивают достижение основного и дополнительных технических результатов. Благодаря конструкции защитного кожуха оптическое окно кожуха камеры и внутренняя поверхность тубуса остаются свободными от загрязнений в течение длительного периода времени, что минимизирует количество циклов технического обслуживания и его стоимость при сохранении высоких эксплуатационных характеристик оборудования.

Защитный кожух изобретения содержит закрытый корпус 1, внутри которого находится видеокамера 2 (см. Фиг. 1). На переднем торце корпуса 1 имеется стекло 7, образующее оптическое окно видеокамеры. На переднем торце корпуса 1 закреплен тубус 3, выполненный в виде трубы произвольного сечения. Тубус неподвижно либо через шарнир соединяется своим задним торцом со стенкой переднего торца корпуса 1 таким образом, что внутренние стенки тубуса 3 формируют границы зоны видимости для видеокамеры 2, установленной внутри корпуса 1.

Тубус 3 может быть изготовлен из любого подходящего материала, например из железа или пластика. Поверхность тубуса 3 может быть обработана специальным теплоизоляционным покрытием. Сечение трубы тубуса 3 может быть подобрано в зависимости от модификации корпуса видеокамеры и условий работы оборудования. Наиболее распространенным является использование тубусов с круглым сечением трубы.

Для кожухов, на переднем торце корпуса 1 которых имеется два или более оптических окна 7, используют тубусы 3, состоящие из нескольких труб, каждая из которых может формировать границы зоны видимости для каждой отдельной камеры 2.

Для удобства технического обслуживания тубус 3 может быть закреплен на переднем торце корпуса при помощи шарнира. Кроме того, тубус 3 в некоторых случаях изготавливают составным, с возможностью изменения его длины за счет смещения внутренней части тубуса относительно наружной. Т.е. для целей настоящего изобретения возможно использование телескопического тубуса с изменяемой длиной. Следует отметить, что использование вышеуказанного тубуса 3 на переднем торце корпуса кожуха делает ненужным установку защитного козырька на корпусе 1.

Корпус 1 оснащен воздуховодом 4, который проходит вдоль корпуса 1 и заканчивается воздухозаборным отверстием в задней своей части. Поступающий по воздуховоду 4 атмосферный воздух попадает внутрь тубуса 3 через отверстие, выполненное в его стенке. Такое отверстие располагается предпочтительно в задней нижней, ближней к корпусу 1 части тубуса 3.

В одном варианте осуществления внутри воздуховода 4 предусмотрен нагревательный элемент 5. Это может быть радиатор видеокамеры, который отдает тепло, образующееся в ходе работы видеооборудования, внутрь воздуховода 4, тем самым создавая разность температур наружного воздуха и воздуха внутри воздуховода. Расположение нагревательного элемента 5 внутри воздуховода 4 подбирается таким образом, чтобы более нагретый воздух поднимался вверх, попадая через отверстие в нижней или боковой части тубуса 3 внутрь него. Предпочтительным является расположение нагревательного элемента 5 в передней части воздуховода 4, ближе к отверстию в тубусе 3. Нагреваясь в воздуховоде 4, атмосферный воздух попадает в тубус 3 и вытесняет из него часть воздуха, создавая непрерывный воздушный поток. В зависимости от внешней температуры и от количества тепла, излучаемого нагревательным элементом 5, скорость воздушного потока может меняться.

В условиях, когда радиатора видеокамеры недостаточно для нагревания воздуха внутри воздуховода 4 до нужной температуры, там же может быть установлен дополнительный нагревательный элемент. В таких случаях, кожух может быть оснащен дополнительно датчиком температуры, показания с которого влияют на подаваемое напряжение на дополнительный нагревательный элемент.

В другом варианте осуществления непрерывный поток воздуха в тубусе 3 поддерживают путем принудительного нагнетания воздуха из окружающей среды через воздуховод 4. Конструктивно данный вариант отличается от предыдущего варианта с конвекционным воздухообменом только тем, что внутри воздуховода 4 дополнительно устанавливают нагнетатель воздуха 8 (см. Фиг. 2). Это может быть вентилятор или компрессор. При этом, независимо от внешней температуры возможно поддержание постоянного воздушного потока внутри тубуса 3 от заднего его торца, соединенного с корпусом, к переднему открытому торцу, открывающемуся во внешнюю среду. Расположение нагнетательного элемента 8 внутри воздуховода 4 при этом не является принципиальным, он может находиться в любой части воздуховода 4.

Данный вариант осуществления изобретения предусматривает также возможность использования нагревательного элемента 5 в виде радиатора видеокамеры или дополнительного нагревательного элемента. В этом случае поставленные задачи будут достигаться более эффективно благодаря возможности независимого регулирования потока воздуха и его температуры.

Для очистки атмосферного воздуха от механических примесей и избыточной влаги в задней части воздуховода 4 кожуха устанавливают воздушный фильтр 6. Он может находиться как с наружной, так и с внутренней стороны воздуховода. Целесообразно, чтобы конструкция и расположение воздушного фильтра 6 предусматривали его быструю замену.

Для облегчения технического обслуживания воздуховода 4 и элементов, установленных внутри него, сам воздуховод 4 может быть закреплен на корпусе кожуха с помощью шарнирного соединения.

Изобретение относится к оборудованию для наружного наблюдения и средствам для его защиты от неблагоприятных внешних воздействий, более конкретно к способу защиты от загрязнения оптического окна кожуха видеокамеры и защитному кожуху для реализации указанного способа. Техническим результатом является минимизация количества циклов и стоимости технического обслуживания оборудования для наружного наблюдения и поддержание его высоких эксплуатационных характеристик и качества работы в течение длительного периода времени, а также предотвращение образования загрязнений на оптическом окне видеокамеры для наружного наблюдения, в том числе оседания пыли, капель воды, снега, запотевания и обледенения. Способ по изобретению состоит в размещении на переднем торце кожуха тубуса в виде трубы произвольного сечения таким образом, что внутренние стенки тубуса образуют границы зоны видимости видеокамеры, при этом через по меньшей мере одно отверстие в нижней или боковой части защитного тубуса в него нагнетают поток воздуха путем создания разности температур воздуха, находящегося в тубусе, и окружающего воздуха, или принудительно созданием избыточного давления внутри тубуса, воздух в тубус подают через воздуховод, установленный на нижней или боковой стороне кожуха видеокамеры и сообщающийся с окружающей средой через воздухозаборник. Защитный кожух содержит закрытый корпус, передний торец которого имеет оптическое окно, открывающееся внутрь тубуса, выполненного в виде трубы произвольного сечения, внутренние стенки которой образуют границы зоны видимости видеокамеры, при этом нижняя или боковая часть указанного тубуса снабжена по меньшей мере одним отверстием, через которое задняя ближняя к корпусу часть тубуса сообщается с внешней средой через воздуховод, закрепленный на нижней или боковой стенке корпуса кожуха, при этом внутри воздуховода установлен нагнетающий воздух элемент для создания избыточного давления внутри тубуса. 3 н. и 15 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Способ защиты от загрязнения оптического окна кожуха видеокамеры путем размещения на переднем торце указанного кожуха защитного тубуса в виде трубы произвольного сечения таким образом, что внутренние стенки тубуса образуют границы зоны видимости видеокамеры, отличающийся тем, что через по меньшей мере одно отверстие в нижней части защитного тубуса в него нагнетают поток воздуха путем создания разности температур воздуха, находящегося в тубусе, и окружающего воздуха, или принудительно созданием избыточного давления внутри тубуса, при этом воздух в тубус подают через воздуховод, установленный на нижней стороне кожуха видеокамеры и сообщающийся с окружающей средой через воздухозаборник, и поток воздуха проходит через тубус в направлении от корпуса к открытому торцу тубуса.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что разность температур воздуха внутри защитного тубуса и окружающего воздуха создают пропусканием потока воздуха через воздуховод, в котором установлен нагревательный элемент.

3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что в качестве нагревательного элемента используют радиатор видеокамеры.

4. Способ по п. 2, отличающийся тем, что нагревательный элемент устанавливают в передней части кожуха видеокамеры.

5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в поток воздуха в тубус нагнетают принудительно с помощью вентилятора или компрессора, установленного в воздуховоде кожуха видеокамеры.

6. Защитный кожух видеокамеры для наружного наблюдения, содержащий закрытый корпус, передний торец которого имеет оптическое окно, открывающееся внутрь тубуса, выполненного в виде трубы произвольного сечения, внутренние стенки которой образуют границы зоны видимости видеокамеры, отличающийся тем, что в нижней части указанного тубуса имеется по меньшей мере одно отверстие, через которое тубус сообщается с внешней средой через воздуховод, закрепленный на нижней стенке корпуса с возможностью прохождения потока воздуха через тубус в направлении от корпуса к открытому торцу тубуса, при этом внутри воздуховода установлен нагревательный элемент для создания разности температур между окружающим воздухом и воздухом внутри тубуса.

7. Кожух по п. 6, отличающийся тем, что нагревательный элемент представляет собой радиатор видеокамеры.

8. Кожух по п. 6, отличающийся тем, что воздуховод проходит вдоль корпуса кожуха и имеет воздухозаборное отверстие в задней части.

9. Кожух по п. 6, отличающийся тем, что в задней части воздуховода установлен воздушный фильтр.

10. Кожух по п. 6, отличающийся тем, что воздуховод закреплен в нижней части корпуса кожуха и соединяется с внутренней полостью тубуса через отверстия, выполненные в нижней части тубуса, прилегающей к корпусу кожуха.

11. Кожух по п. 6, отличающийся тем, что внутри воздуховода дополнительно установлен датчик температуры.

12. Защитный кожух видеокамеры для наружного наблюдения, содержащий закрытый корпус, передний торец которого имеет оптическое окно, открывающееся внутрь тубуса, выполненного в виде трубы произвольного сечения, внутренние стенки которой образуют границы зоны видимости видеокамеры, отличающийся тем, что в нижней части указанного тубуса имеется по меньшей мере одно отверстие, через которое задняя ближняя к корпусу часть тубуса сообщается с внешней средой через воздуховод, закрепленный на нижней стенке корпуса, проходящий вдоль корпуса и имеющий воздухозаборное отверстие в задней части, при этом внутри воздуховода установлен нагнетающий воздух элемент для создания избыточного давления внутри тубуса.

13. Кожух по п. 12, отличающийся тем, что в качестве нагнетающего воздух элемента используется вентилятор или компрессор.

14. Кожух по п. 12, отличающийся тем, что внутри воздуховода дополнительно установлен нагревательный элемент.

15. Кожух по п. 14, отличающийся тем, что нагревательный элемент представляет собой радиатор видеокамеры.

16. Кожух по п. 12, отличающийся тем, что в задней части воздуховода установлен воздушный фильтр.

17. Кожух по п. 12, отличающийся тем, что воздуховод закреплен в нижней части корпуса кожуха и соединяется с внутренней полостью тубуса через отверстия, выполненные в нижней части тубуса, прилегающей к корпусу кожуха.

18. Кожух по п. 12, отличающийся тем, что внутри воздуховода дополнительно установлен датчик температуры.