JP2011002493A - レンズユニット及び防水カメラ - Google Patents
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Abstract
【課題】少しでもパッキンの数を減らし、作業上の問題や信頼性の問題を減少させた防水カメラ。
【解決手段】最も被写体側に位置する前方レンズと、該前方レンズより撮像面側に位置する後方レンズとより撮像レンズが構成されたレンズユニットにおいて、
前記前方レンズと、撮像面側に延在し内周面側にて前記後方レンズを保持する筒部とが一体に形成されたレンズ部材を備えたこと。
【選択図】図2
【解決手段】最も被写体側に位置する前方レンズと、該前方レンズより撮像面側に位置する後方レンズとより撮像レンズが構成されたレンズユニットにおいて、
前記前方レンズと、撮像面側に延在し内周面側にて前記後方レンズを保持する筒部とが一体に形成されたレンズ部材を備えたこと。
【選択図】図2
Description
本発明は、車載用カメラ、監視用カメラ、防水カメラ及び水中カメラ等の防水カメラに好適なレンズユニット、並びに該レンズユニットを備えた防水カメラに関する。
車の運転席からは前方、後方及び助手席側の各々の下方が死角となり易い。そこで、死角となる方向をデジタルカメラで撮像し、その画像を運手席に設置したモニタで視認できるようにした車載用カメラが知られている(例えば、特許文献1参照)。
車載用カメラは雨に晒されても水滴が内部に浸入しないように防水構造に構成されている。
屋外に設置される監視用カメラも同様に防水構造に構成され、画像を監視ルームに設置したモニタで視認したり、録画したりする。
また、水辺や雨天時に水滴が掛かっても撮影できるように防滴構造に構成されたカメラや、水中で撮影可能なように完全防水型に構成された水中カメラも知られている(例えば、特許文献2参照)。
このようにカメラを防滴構造や防水構造にするために、水が浸入すると思われる部材の間隙にゴム製のOリングからなるパッキンを装着することが多い。
Oリングは二つの部材の外周面と内周面との間隙や、二つの部材の突き当て面の間隙に配置される。そして、Oリングが二つの部材の外周面と内周面との間隙に配置される場合は、Oリングは一方の部材の外周面や外周面に形成した溝にゴムの弾性で圧着した状態で装着される。従って、Oリングをこのような部材に装着するときには、Oリングの内径を若干拡大して装着する必要があり、このために治具を用いて装着することになる。治具は例えば棒状に形成され、一端はOリングを装着する部分の近傍に配置できるように形成され、他端はテーパーになっていてOリングを容易にはめ込めるようにOリングの内径より細く形成されている(例えば、特許文献3参照)。
そして、Oリングを治具に他端からはめ込み、一端から抜き取って所定の部材に装着する。
上述の如き車載用カメラ、監視用カメラ、防滴カメラ及び水中カメラに関し、以下防水カメラと総称する。
防水カメラにおいては、Oリングを装着するために上記の如き治具を用いなければならず、組み立て作業が面倒で作業工数が掛かり、原価高になる。また、Oリングには成型時にパーティングラインで生ずる微細なバリがあり、Oリングが捻れて装着されると水漏れが生ずることがあるので、注意深く作業する必要がある。従って、防水カメラには多数のOリングが用いられているが、Oリングの数はできるだけ少ないことが作業性の点で望ましい。
また、車載用カメラや監視用カメラの場合は、雨に晒される頻度が高く、高温や低温に高湿度の環境下で用いられ、更に廃棄ガス等の有害な物質の影響を受け易いといった悪条件の下に配置される。更に、水中カメラの場合は、高温の砂浜に放置された後、低温の水中に持ち込まれるといったサーモショックを受け易い。これらの結果、Oリングが劣化し、水滴が内部に侵入してカメラの故障の原因となることが生じ易い。従って、Oリングの数はできるだけ少ないことが信頼性の点においても望ましい。
更に、車を水洗いする際に高圧洗車機を用いることがあるが、このとき車載用カメラの正面から高い圧力の水が吹き付けられるので、水漏れの危険性を減少させるためには車載用カメラの正面側にOリングができるだけ少ない方が望ましい。
なお、以上の問題はOリングに限定されるものではなく、断面形状が円でないパッキンについても同様である。
本発明はかかる問題に鑑みてなされたものであり、防水カメラにおいてOリング等のパッキンの数を皆無にすることは困難であるが、少しでもパッキンの数を減らし、上述の如き作業上の問題や信頼性の問題を減少させたレンズユニット、及び該レンズユニットを備えた防水カメラを提案することを発明の目的とする。
上記目的は下記に記載した発明により達成される。
1.最も被写体側に位置する前方レンズと、該前方レンズより撮像面側に位置する後方レンズとより撮像レンズが構成されたレンズユニットにおいて、
前記前方レンズと、撮像面側に延在し内周面側にて前記後方レンズを保持する筒部とが一体に形成されたレンズ部材を備えたことを特徴とするレンズユニット。
前記前方レンズと、撮像面側に延在し内周面側にて前記後方レンズを保持する筒部とが一体に形成されたレンズ部材を備えたことを特徴とするレンズユニット。
2.少なくとも前記筒部の内周面及びは撮像面側の端部は遮光処理されていることを特徴とする前記1に記載のレンズユニット。
3.前記後方レンズは不透明な遮光筒を介して前記筒部の内周面にて保持されていることを特徴とする前記1に記載のレンズユニット。
4.前記1〜3の何れか1項に記載のレンズユニットを内蔵し、前記レンズユニットを被写体側から被覆する前カバーと前記レンズ部材との間隙はパッキンによって水密状態に構成されていることを特徴とする防水カメラ。
5.最も被写体側に位置する前方レンズと、該前方レンズより撮像面側に位置する後方レンズとより構成された撮像レンズを内蔵した防水カメラにおいて、
前記前方レンズと、撮像面側に延在し内周面側にて前記後方レンズを保持する筒部と、該筒部の外周面の外側に位置する枠状の前カバー部とが一体に形成されたレンズ部材を備えたことを特徴とする防水カメラ。
前記前方レンズと、撮像面側に延在し内周面側にて前記後方レンズを保持する筒部と、該筒部の外周面の外側に位置する枠状の前カバー部とが一体に形成されたレンズ部材を備えたことを特徴とする防水カメラ。
6.少なくとも前記筒部の内周面及び撮像面側の端部は遮光処理されていることを特徴とする前記5に記載の防水カメラ。
7.前記後方レンズは不透明な遮光筒を介して前記筒部の内周面にて保持されていることを特徴とする前記5に記載の防水カメラ。
8.前記撮像レンズを撮像面側から被覆する後カバーと前記前カバー部との間隙はパッキンによって水密状態に構成されていることを特徴とする前記5〜7の何れか1項に記載の防水カメラ。
請求項1〜3の何れか1項に記載のレンズユニット及び請求項4に記載の防水カメラによれば、従来の如く前方レンズと、後方レンズを保持する筒部との間にパッキンを設ける必要がなくなり、作業上の問題や信頼性の問題が減少し、原価低減される。
請求項5〜8の何れか1項に記載の防水カメラによれば、従来の如く前方レンズと、後方レンズを保持する筒部との間にパッキンを設ける必要がなくなると共に、前方レンズを保持する部材と前カバーとの間にもパッキンを設ける必要がなくなり、作業上の問題や信頼性の問題が減少し、原価低減される。
先ず、本発明の元となる防水カメラの一例について図1に示す断面図を参照して説明する。なお、この防水カメラは、車載用カメラや屋外で用いられる監視用カメラに好適なものである。
先ず、防水カメラに内蔵されるレンズユニット1について説明する。レンズユニット1は主として撮像レンズL及び撮像レンズLを保持する内鏡筒21から構成される。
撮像レンズLは被写体側から第1レンズL1、第2レンズL2及び第3レンズL3より構成されている。第1レンズL1、第2レンズL2及び第3レンズL3は内鏡筒21に保持されている。
第1レンズL1の後方には遮光板22が内鏡筒21に固定され、不要光を遮光すると共に、第2レンズL2を内鏡筒21に保持している。第2レンズL2の後方には遮光板23が配置され内鏡筒21に接合されている。第3レンズL3の後方には遮光板24が接着剤Sで内鏡筒21に接合され、不要光を遮光すると共に、第3レンズL3を内鏡筒21に保持している。
なお、本明細書においては、前面、前部及び前方が被写体側であって、背面、後部及び後方がその逆側である。
第1レンズL1の後部外周面にはOリング25が装着され、Oリング25は内鏡筒21の前部内周面に密着しているので、第1レンズL1と内鏡筒21との間隙は水密状態に構成されている。従って、第2レンズL2や第3レンズL3等の位置に水が浸入することはない。
内鏡筒21の外周面には雄ネジ21aが螺設され、雄ネジ21aは内鏡筒21の外周側に位置する外鏡筒31に螺設された雌ネジ31aと螺合する。
外鏡筒31の後端面にはプリント配線板12が固定されており、プリント配線板12には撮像素子11が実装されている。撮像素子11は、CCD(Charge Coupled Device)型イメージセンサ若しくはCMOS(Complementary Metal−Oxide Semiconductor)型イメージセンサであって、プリント配線板12に実装される。そして、プリント配線板12の各配線はケーブル13によって防水カメラの外部に位置する外部機器と接続されている。この接続は、例えばケーブル13の先端に設けられたコネクタとプリント配線板12に設けられた受けのコネクタによって行われる。
以上により、内鏡筒21を回転させれば、雄ネジ21aと雌ネジ31aの螺合により、内鏡筒21は外鏡筒31に対して進退する。従って、撮像レンズLと撮像素子11との距離が変化し、被写体像を撮像素子11に適切に合焦させることができる。即ち、雄ネジ21aと雌ネジ31aとによりピント調整を行うことができる。
以上の如く構成したレンズユニット1に外鏡筒31、撮像素子11,プリント配線板12等を加えて構成したユニットを撮像ユニット10と称する。
この撮像ユニット10は前後より前カバー41と後カバー42とで被覆されている。
後カバー42には、後部中央に空いた貫通孔にゴムから成るブッシュ43が装着されている。そして、撮像ユニット10の後方から後カバー42が挿入されるときに、ブッシュ43の貫通孔からケーブル13が引き出される。また、プリント配線板12の背面が、後カバー42の内面に貼着されたゴムから成るリング状の弾性部材44に当接している。
内鏡筒21の前部外周面にはOリング46が装着され、後カバー42の先端部に円状に形成された長溝にOリング45が装着されている。従って、前方から挿入した前カバー41の内周面とOリング46が密着するので、前カバー41と内鏡筒21の間隙は水密状態に保持される。また、前カバー41の後端部がOリング45に密着するので、前カバー41と後カバー42の間隙は水密状態に保持され、撮像ユニット10は水密状態になる。
最後に、前カバー41と後カバー42は不図示の接着剤で接合されて、防水カメラが完成する。
このように構成された防水カメラにおいて、被写体の光像は撮像レンズLにより撮像素子11に結像し、その光像は光電変換されて画像信号となり、ケーブル13を介して外部機器に送信される。外部機器に送信された画像信号は所定の画像処理が行われる。この防水カメラが車載用カメラであるならば、画像信号に基づいて形成された画像を運転席に設置したモニタで視認し、この防水カメラが監視用カメラであるならば、同様な画像を監視ルームに設置したモニタで視認したり録画したりする。
ここで、以上の如く説明した防水カメラにはOリング25,45,46と3個のOリングが使用されている。そこで、作業性や信頼性をより向上させるために、Oリングの数を減らした実施の形態を以下に説明する。
[第1の実施の形態]
図2は第1の実施の形態の防水カメラにおける断面図である。
[第1の実施の形態]
図2は第1の実施の形態の防水カメラにおける断面図である。
図2は図1と類似していて、同一の部材が多数ある。しかし、図2が図1と最も異なるのは第1レンズである。
図2におけるレンズ部材100の中央には第1レンズL11が一体に形成され、図1と同様に第1レンズL11、第2レンズL21及び第3レンズL31で撮像レンズL10を構成している。なお、特許請求の範囲における前方レンズが第1レンズL11に相当し、後方レンズが第2レンズL21及び第3レンズL31に相当する。
レンズ部材100には撮像素子11が位置する撮像面側に延在した筒部100aが設けられ、この筒部100aの内周面側にて第2レンズL21及び第3レンズL31を保持している。また、筒部100aの内周面と嵌合する外周面を有する第3レンズ保持枠211が設けられ、第3レンズ保持枠211の前部には遮光板231が接合され、後部には第3レンズL31が装着されて遮光板241で保持されている。
組立時には、筒部100aの内部に遮光部材221、第2レンズL21、第3レンズL3等が装着された第3レンズ保持枠211及び遮光板241を順に挿入し、遮光板241を接着剤Sで筒部100aに接合することにより、挿入した各部材が筒部100aに固定される。
以上の如く本レンズユニットはレンズ部材100、第2レンズL21、第3レンズL31及び第3レンズ保持枠211等から構成される。
また、レンズ部材100の前部外周面には図1における内鏡筒21と同様にOリング46が装着され、レンズ部材100と前カバー41との間隙が水密状態に保持される。
また、レンズ部材100の筒部100aの外周面には雄ネジ100bが螺設され、図1と同様に外鏡筒31に螺設された雌ネジ31aと螺合する。
ここで、レンズ部材100は、第1レンズL11が一体に形成されているために、アクリルやポリカーボネート等の透明な樹脂から成型されていて、筒部100aも透明になる。従って、外部の不要光が筒部100aを透過して第2レンズL21や撮像素子11に入射しないように、少なくとも筒部100aの内周面と結像面側の端部とを塗装、印刷若しくは不透明なシートをインモールド成形すること等により遮光処理することが望ましい。
なお、他の部材は図1の部材と共通であって図2に同じ符号で示めしてあり、説明は省略する。
以上の如く防水カメラを構成することにより、図1におけるOリング25が不要になり、組立工数が低減すると共に信頼性が向上し、組立費とOリング25の部品費によって原価低減される。
また、本防水カメラが車載用カメラである場合に、正面側(第1レンズL11の側)には図1と比較してOリングの数が減少するので、高圧洗車機による洗車が行われても水漏れの虞が減少する。
[第2の実施の形態]
図3は第2の実施の形態の防水カメラにおける断面図である。
[第2の実施の形態]
図3は第2の実施の形態の防水カメラにおける断面図である。
本実施の形態は第1の実施の形態と類似している。
第1の実施の形態と同様に図3におけるレンズ部材100の中央には第1レンズL11が一体に形成され、第1レンズL11、第2レンズL22及び第3レンズL32で撮像レンズL20を構成している。なお、特許請求の範囲における前方レンズが第1レンズL11に相当し、後方レンズが第2レンズL22及び第3レンズL32に相当する。
第1の実施の形態との相違点は、レンズ部材100の筒部100aの内周面側に、不透明な黒色樹脂から成型された円筒状の遮光筒222を配置したことである。これにより、筒部100aの遮光処理が不要になり、不要光が筒部100aを透過しても第2レンズL21や撮像素子11に入射することはない。
また、遮光筒222は金属から形成されていてもよく、この場合は黒染め等により黒色に処理することが望ましい。
また、遮光筒222の前部222aは図2の遮光部材221と同様な形状に形成されているので、遮光部材221は不要となり、部材の数が増加することはない。
なお、遮光筒222を設けることにより、図3の第2レンズL22、第3レンズ保持枠212及び遮光板242の外径寸法を図2の部材より細く形成することになる。
以上により第1の実施の形態と同様に図1におけるOリング25が不要になり、組立工数が低減すると共に信頼性が向上し、組立費とOリング25の部品費によって原価低減される。
また、本防水カメラが車載用カメラである場合に、正面側(第1レンズL11の側)には図1と比較してOリングの数が減少するので、高圧洗車機による洗車が行われても水漏れの危険性が減少する。
[第3の実施の形態]
図4は第3の実施の形態の防水カメラにおける断面図である。
[第3の実施の形態]
図4は第3の実施の形態の防水カメラにおける断面図である。
図4は図1と類似していて、同一の部材が多数ある。しかし、図4が図1と最も異なるのは第1レンズである。
図4におけるレンズ部材300の中央には第1レンズL13が一体に形成され、図1と同様に第1レンズL13、第2レンズL23及び第3レンズL33で撮像レンズL30を構成している。なお、特許請求の範囲における前方レンズが第1レンズL13に相当し、後方レンズが第2レンズL23及び第3レンズL33に相当する。
レンズ部材300には撮像素子11が位置する撮像面側に延在した筒部300aと、筒部300aの外周面の外側に位置し図1における前カバー41に相当する枠状の前カバー部300bとが一体に形成されている。
この筒部300aの内周面にて第2レンズL23及び第3レンズL33を保持している。また、筒部300aの内周面と嵌合する外周面を有する第3レンズ保持枠213が設けられ、第3レンズ保持枠213の前部には遮光板233が接合され、後部には第3レンズL33が装着されて遮光板243で保持されている。
組立時には、筒部300aの内部に遮光部材223、第2レンズL23、第3レンズL33等が装着された第3レンズ保持枠213及び遮光板243を順に挿入し、遮光板243を接着剤Sで筒部300aに接合する。
なお、本実施の形態においては筒部300aの外周面に雄ネジが螺設されてなく、筒部300aの後端部にプリント配線板12が固定されている。第2レンズL23は遮光部材223を介してレンズ部材300の第1レンズL13の近傍に当接し、第3レンズL33は第3レンズ保持枠213を介して第2レンズL23に当接しているので、筒部300aによってプリント配線板12に対する撮像レンズL30の位置が定まる。
また、後カバー42の先端部に円周状に形成された長溝にOリング45が装着され、前方から挿入した前カバー部300bの後端部がOリング45に密着するので、レンズ部材300と後カバー42との間隙は水密状態に保持される。
ここで、レンズ部材300は、第1レンズL13が一体に形成されているために、アクリルやポリカーボネート等の透明な樹脂から成型されていて、前カバー部300bや筒部300aも透明になる。従って、外部の不要光が前カバー部300b及び筒部300aを透過して第2レンズL23や撮像素子11に入射しないように、少なくとも筒部300aの内周面と後端面とを塗装、印刷若しくは不透明なシートをインモールド成形により遮光処理することが望ましい。
なお、他の部材は図1の部材と共通であって図4に同じ符号で示めしてあり、説明は省略する。
以上の如く防水カメラを構成することにより、図1におけるOリング25及びOリング46が不要になり、組立工数が低減すると共に信頼性が向上し、組立費と、Oリング25及びOリング46の部品費によって原価低減される。
また、本防水カメラが車載用カメラである場合に、正面側(第1レンズL13の側)にはOリングが存在しないので、高圧洗車機による洗車が行われても水漏れの虞が殆どない。
[第4の実施の形態]
図5は第4の実施の形態の防水カメラにおける断面図である。
[第4の実施の形態]
図5は第4の実施の形態の防水カメラにおける断面図である。
本実施の形態は第3の実施の形態と類似している。
第3の実施の形態と同様に図5におけるレンズ部材300の中央には第1レンズL13が一体に形成され、第1レンズL13、第2レンズL24及び第3レンズL34で撮像レンズL40を構成している。なお、特許請求の範囲における前方レンズが第1レンズL13に相当し、後方レンズが第2レンズL24及び第3レンズL34に相当する。
第3の実施の形態との相違点は、レンズ部材300の筒部300aの内周面側に、不透明な黒色樹脂から成型された円筒状の遮光筒224を配置したことである。これにより、筒部300aの遮光処理が不要になり、不要光が筒部300aを透過しても第2レンズL24や撮像素子11に入射することはない。
また、遮光筒224は金属から形成されていてもよく、この場合は黒染め等により黒色に処理することが望ましい。
また、遮光筒224の前部224aは図4の遮光部材223と同様な形状に形成されているので、遮光部材223は不要となり、部材の数が増加することはない。
なお、遮光筒224を設けることにより、図5の第2レンズL24、第3レンズ保持枠214及び遮光板244の外径寸法を図4の部材より細く形成することになる。
以上により第3の実施の形態と同様に図1におけるOリング25及びOリング46が不要になり、組立工数が低減すると共に信頼性が向上し、組立費と、Oリング25及びOリング46の部品費によって原価低減される。
また、本防水カメラが車載用カメラである場合に、正面側(第1レンズL13の側)にはOリングが存在しないので、高圧洗車機による洗車が行われても水漏れの虞が殆どない。
最後に、第1,2の実施の形態において、第3,4の実施の形態と同様に外鏡筒31を用いずに筒部31aの後端部にプリント配線板12が固定されるようにしてもよい。
また、第3,4の実施の形態において、第1,2の実施の形態と同様に外鏡筒31を用いて筒部300aに雄ネジを螺設し、外鏡筒31の雌ネジと螺合させるようにしてもよい。
また、第1〜4の実施の形態における撮像レンズは3枚構成であるが、レンズ構成はどのようなものであってもよい。
更に、Oリング25,45,46については、必ずしも断面形状が円でなくてもよく、どのようなパッキンであってもよい。
加えて、第1〜4の実施の形態は車載用カメラや監視用カメラに好適な形態であるが、同様な基本構成のままで防滴カメラや防水カメラにも適用可能である。
1 レンズユニット
11 撮像素子
12 プリント配線板
21 内鏡筒
25,45,46 Oリング
31 外鏡筒
41 前カバー
42 後カバー
100,300 レンズ部材
100a,300a 筒部
211,212,213,214 第3レンズ保持枠
222,224 遮光筒
300b 前カバー部
L,L10,L20,L30,L40 撮像レンズ
L1,L11,L13 第1レンズ
L2,L21,L22,L23,L24 第2レンズ
L3,L31,L32,L33,L34 第3レンズ
11 撮像素子
12 プリント配線板
21 内鏡筒
25,45,46 Oリング
31 外鏡筒
41 前カバー
42 後カバー
100,300 レンズ部材
100a,300a 筒部
211,212,213,214 第3レンズ保持枠
222,224 遮光筒
300b 前カバー部
L,L10,L20,L30,L40 撮像レンズ
L1,L11,L13 第1レンズ
L2,L21,L22,L23,L24 第2レンズ
L3,L31,L32,L33,L34 第3レンズ
Claims (8)
- 最も被写体側に位置する前方レンズと、該前方レンズより撮像面側に位置する後方レンズとより撮像レンズが構成されたレンズユニットにおいて、
前記前方レンズと、撮像面側に延在し内周面側にて前記後方レンズを保持する筒部とが一体に形成されたレンズ部材を備えたことを特徴とするレンズユニット。 - 少なくとも前記筒部の内周面及びは撮像面側の端部は遮光処理されていることを特徴とする請求項1に記載のレンズユニット。
- 前記後方レンズは不透明な遮光筒を介して前記筒部の内周面にて保持されていることを特徴とする請求項1に記載のレンズユニット。
- 請求項1〜3の何れか1項に記載のレンズユニットを内蔵し、前記レンズユニットを被写体側から被覆する前カバーと前記レンズ部材との間隙はパッキンによって水密状態に構成されていることを特徴とする防水カメラ。
- 最も被写体側に位置する前方レンズと、該前方レンズより撮像面側に位置する後方レンズとより構成された撮像レンズを内蔵した防水カメラにおいて、
前記前方レンズと、撮像面側に延在し内周面側にて前記後方レンズを保持する筒部と、該筒部の外周面の外側に位置する枠状の前カバー部とが一体に形成されたレンズ部材を備えたことを特徴とする防水カメラ。 - 少なくとも前記筒部の内周面及び撮像面側の端部は遮光処理されていることを特徴とする請求項5に記載の防水カメラ。
- 前記後方レンズは不透明な遮光筒を介して前記筒部の内周面にて保持されていることを特徴とする請求項5に記載の防水カメラ。
- 前記撮像レンズを撮像面側から被覆する後カバーと前記前カバー部との間隙はパッキンによって水密状態に構成されていることを特徴とする請求項5〜7の何れか1項に記載の防水カメラ。
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CN111830778A (zh) * | 2020-08-24 | 2020-10-27 | 沈阳泰科易科技有限公司 | 一种镜头与外壳接缝处弹性连接的全景相机防水结构 |
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2009
- 2009-06-16 JP JP2009143149A patent/JP2011002493A/ja active Pending
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