JP4399493B2 - 電子撮像カメラのマウント構造 - Google Patents

Description

本発明は、例えばマシンビジョンシステムに適用して好適な電子撮像カメラのマウント構造に関する。

マシンビジョンシステムにおいては、工業用の電子撮像カメラとして、撮像素子となるエリアイメージセンサにＣＣＤ（Charge Coupled Device）を用いた工業用ＣＣＤカメラが広く用いられている。この種、工業用ＣＣＤカメラは、高精度の撮像出力が要求されるとともに、使用形態も多岐に亘ることから塵埃が多く飛散する設置環境を考慮した気密性の高い防塵構造が要求される。

従来、この種、ＣＣＤ撮像面の防塵構造は、レンズマウントと、エリアイメージセンサ（例えばＣＣＤ）を備えたセンサマウント（デバイスホルダ）との間に、Ｏリング、防塵用のホルダ、遮光板、カバーガラス、防塵ゴム等がそれぞれ個別に重ねて設けられる構造であり、これらの各部品がそれぞれ別体構成であることから、部品点数が多く、作業性並びに経済性に問題があった。ＣＣＤ撮像面の防塵構造に特徴をもつ従来技術として、防塵部材を、バネ定数が小さく、かつ内部の反射光が撮像面に入射しない構造にした防塵構造（特許文献１）や、防塵ゴムの反発力によって生ずる撮像素子の受光面の傾きの問題を防塵ゴムの形状により解消した取り付け構造（特許文献２）などが存在した。
特開２００１−２７５０２３ 特開２００６−１００８７８

しかしながら、これらの従来技術に於いても製品化する実際の組立構造においては、上述したような、Ｏリング、ホルダ、遮光板、カバーガラス、防塵ゴム等の各部品をそれぞれ個別に重ねる構造であり、これらの各部品がそれぞれ別体構成であることから、部品点数が多く、作業性並びに経済性に問題があった。

本発明は上記問題を解消して、部品点数を削減して、生産性の向上、並びに製造コストの低減化を図った電子撮像カメラのマウント構造を提供することを目的とする。

本発明は、レンズマウントと、このレンズマウントに取り付けられたセンサマウントと、このセンサマウントに設けられたエリアイメージセンサと、前記レンズマウントと前記エリアイメージセンサとの間に設けられた防塵構造とを具備し、前記防塵構造は、前記センサマウントに取り付けられるホルダと、遮光板およびカバーガラスと、前記ホルダ、遮光板およびカバーガラスを重ねた状態に支持する支持枠部を有する防塵ゴム本体と、前記防塵ゴム本体に折曲部を介して一体に設けられ、前記折曲部から折り畳んで、前記ホルダ、遮光板およびカバーガラスを前記防塵ゴム本体の前記支持枠部に挟持固定するＯリングとを具備して構成された電子撮像カメラのマウント構造を特徴とする。

本発明によれば、部品点数を削減でき、生産性を向上できるとともに製造コストを低減できる。

以下図面を参照して本発明の実施形態を説明する。図１は本発明の実施形態に係る電子撮像カメラのマウント構造の分解斜視図、図２は同実施形態に係る防塵構造の組立構造体を示す斜視図、図３は同組立構造体を示す一部を拡大して示す側断面図である。

本発明の実施形態に係る電子撮像カメラのマウント構造は、図１に示すように、レンズマウント１１と、このレンズマウント１１に取り付けられたセンサマウント１８と、このセンサマウント１８に設けられたエリアイメージセンサ１６と、上記レンズマウント１１と上記エリアイメージセンサ１８との間に設けられた防塵構造部材（１２〜１５）とを具備して構成される。防塵構造部材は、センサマウント１８に取り付けられるホルダ（押さえ部材）１３と、遮光板１４と、カバーガラス１５と、防塵ゴム１２とを有して構成される。

エリアイメージセンサ１６は、例えばＣＣＤイメージセンサ（Charge Coupled Device Image Sensor）、ＣＭＯＳイメージセンサ（Ｃ−ＭＯＳ Image Sensor）等、矩形状の撮像面（受光面）１７を有する固体撮像素子である。ここでは、エリアイメージセンサ１３にＣＣＤイメージセンサ（以下、単にＣＣＤと称す）を用いたＣＣＤカメラのマウント構造を例に実施形態を説明する。

図１に示すＣＣＤカメラのマウント構造において、防塵ゴム１２は、例えばシリコンゴムにより構成されるもので、防塵ゴム本体１２ａと、防塵ゴム本体１２ａから延出された平行する一対の折曲部１２ｂ，１２ｂを介して防塵ゴム本体１２ａに一体に形成されたＯリング１２ｃとを有して構成される。

防塵ゴム本体１２ａは、ＣＣＤ１６の撮像面（受光面）１７に対応させた箱形の外筐と、光路を形成する開口（貫通孔）とを有して構成され、一方の開口面部に、上記ホルダ１３、遮光板１４およびカバーガラス１５を重ねた状態に支持する支持枠部１２ｄを形成し、他方の開口面部にＣＣＤ１６の撮像面１７の周部に密着する密着面部を形成している。

防塵ゴム本体１２ａの外筐の一辺から平行する一対の折曲部１２ｂ，１２ｂを介して防塵ゴム本体１２ａと一体に設けられたＯリング１２ｃは、ホルダ（押さえ部材）１３と、遮光板１４と、カバーガラス１５とを内包して折曲部１２ｂ，１２ｂから折り畳んだ状態で実装される。

Ｏリング１２ｃは、一対の折曲部１２ｂ，１２ｂを介して折り曲げられる折り曲げ側の面部に、ホルダ（押さえ部材）１３に嵌合する嵌め込み構造を有し、Ｏリング１２ｃを折曲部１２ｂ，１２ｂから折り畳んで、ホルダ１３、遮光板１４およびカバーガラス１５を内包し、上記嵌め込み構造をホルダ１３に嵌合することにより、図２に示すように、ホルダ１３、遮光板１４およびカバーガラス１５と、防塵ゴム本体１２ａおよびＯリング１２ｃとを一組にした組立構造体が構成される。さらに、防塵ゴム本体１２ａの他方の開口面部にＣＣＤ１６の撮像面１７の周部を嵌め込むことにより、ホルダ１３、遮光板１４およびカバーガラス１５と、防塵ゴム本体１２ａおよびＯリング１２ｃとに加えて、ＣＣＤ補強用パッド１６を密着状態で一体化した一組の組立構造体が構成可能である。

この実施形態では、上記嵌め込み構造を、図３に一部を拡大して示すように、Ｏリング１２ｃに設けた複数の嵌合用凸状部１２ｅ，１２ｅ，…と、ホルダ１３に設けた複数の嵌合用凹溝部１３ｂ，１３ｂ，…とにより構成しているが、この構成に限らず、例えばＯリング１２ｃに嵌合用凹溝部を設け、ホルダ１３に嵌合用凸状部を設けた構成、あるいはＯリング１２ｃに複数の係止爪をもたせた構成等、他の構成であっても実現可能である。

上記したマウント構造の組立手順は、まず防塵ゴム本体１２ａに一体に設けられたＯリング１２ｃを折曲部１２ｂ，１２ｂから折り畳んで、ホルダ１３、遮光板１４およびカバーガラス１５を内包し、上記嵌め込み構造をホルダ１３に嵌合して、ホルダ１３、遮光板１４およびカバーガラス１５と、防塵ゴム本体１２ａおよびＯリング１２ｃとを一組にした組立構造体を構成する。または、上記組立構造体に加え、防塵ゴム本体１２ａの他方の開口面部にＣＣＤ１６の撮像面１７の周部を嵌め込むことで、ホルダ１３、遮光板１４およびカバーガラス１５と、防塵ゴム本体１２ａおよびＯリング１２ｃとに加えて、ＣＣＤ１６を密着状態で一体化した一組の組立構造体を構成する。この一組の組立構造体の一例を図２に示している。ここではＣＣＤ１６を含んだ一組の組立構造体を例示している。

上記組立構造体の一部材となるホルダ１３の係止部１３ａをセンサマウントとなるＣＣＤマウント１８にねじ止め固定することにより、防塵ゴム本体１２ａとＯリング１２ｃとの間に、ホルダ１３、遮光板１４およびカバーガラス１５と、防塵ゴム本体１２ａおよびＯリング１２ｃが挟持された状態で、かつ、防塵ゴム本体１２ａがＣＣＤ１６に密着した状態で、Ｏリング１２ｃ、ホルダ１３、遮光板１４、カバーガラス１５、防塵ゴム本体１２ａ、およびＣＣＤ１６が、ＣＣＤマウント１８に固定される。

上記組立構造体の一部材となるホルダ１３をセンサマウントとなるＣＣＤマウント１８にねじ止め固定した後、ＣＣＤマウント１８をレンズマウント１１にねじ止め固定することにより、ＣＣＤカメラのマウント構造が完成する。

上記したように、防塵ゴム本体１２ａにＯリング１２ｃを一体に設けた防塵ゴム１２を構成し、さらに、この防塵ゴム１２を用いて、ホルダ１３、遮光板１４およびカバーガラス１５と、防塵ゴム本体１２ａおよびＯリング１２ｃとを一組にした組立構造体を構成し、または、この構成に加えて、防塵ゴム本体１２ａの他方の開口面部にＣＣＤ１６の撮像面１７の周部を嵌め込むことで、ホルダ１３、遮光板１４およびカバーガラス１５と、防塵ゴム本体１２ａおよびＯリング１２ｃとに加え、ＣＣＤ１６を密着状態で一体化した一組の組立構造体を構成して、この組立構造体をＣＣＤマウント１８に取り付ける構成としたことにより、部品点数を削減でき、かつ組立工程を著しく簡素化した、生産性の向上並びに製造コストの低減化に寄与できるマウント構造が提供できる。さらに、ＣＣＤマウント１８の取り付け工程を含む組立構造において、ＣＣＤ１６の撮像面を組立初期の段階で密閉構造とすることができ、これによって歩留まりのよい生産工程を構築できる。また上記した防塵ゴム本体１２ａにＯリング１２ｃを一体に設けた防塵ゴム１２を用いることで、一体化された防塵ゴム本体１２ａとＯリング１２ｃとの間で気密性の高い光路空間を形成できることから、撮像塵埃の飛散する環境下において長期に亘り安定した信頼性の高い撮像出力が可能となる。

なお、上記した実施形態では、エリアイメージセンサにＣＣＤを用いたマウント構造を例に示したが、これに限らず、例えばエリアイメージセンサにＣＭＯＳイメージセンサを用いた場合においても上記同様のマウント構造とすることが可能である。この構成要素以外の他の構成要素についても、上述した実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施の段階では本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。

本発明の実施形態に係るマウント構造を示す分解斜視図。 上記実施形態に係るマウント構造の一組の組立構造体を示す斜視図。 上記実施形態に係るマウント構造の一組の組立構造体を一部を拡大して示す側断面。

符号の説明

１１…レンズマウント、１２…防塵ゴム１２、１２ａ…防塵ゴム本体、１２ｂ…折曲部、１２ｃ…Ｏリング、１２ｄ…支持枠部、１２ｅ…嵌合用凸状部、１３…ホルダ（押さえ部材）、１３ａ…係止部、１３ｂ…嵌合用凹溝部、１４…遮光板、１５…カバーガラス、１６…エリアイメージセンサ（ＣＣＤ）、１７…撮像面（受光面）、１８…センサマウント（ＣＣＤマウント）。

Claims (3)

1. レンズマウントと、このレンズマウントに取り付けられたセンサマウントと、このセンサマウントに設けられたエリアイメージセンサと、前記レンズマウントと前記エリアイメージセンサとの間に設けられた防塵構造とを具備し、
   前記防塵構造は、前記センサマウントに取り付けられるホルダと、遮光板およびカバーガラスと、
   前記ホルダ、遮光板およびカバーガラスを重ねた状態に支持する支持枠部を有する防塵ゴム本体と、
   前記防塵ゴム本体に折曲部を介して一体に設けられ、前記折曲部から折り畳んで、前記ホルダ、遮光板およびカバーガラスを前記防塵ゴムの前記支持枠部に挟持固定するＯリングと
   を具備して構成されていることを特徴とする電子撮像カメラのマウント構造。
2. 前記防塵ゴム本体は、平行する一対の前記折曲部を介して前記Ｏリングと一体に形成され、一方の面に前記支持枠部を形成し、他方の面に前記エリアイメージセンサの撮像面周部に密着する密着面部を形成していることを特徴とする請求項１に記載の電子撮像カメラのマウント構造。
3. 前記Ｏリングは、前記折曲部を介して折り曲げられる折り曲げ側の面部に、前記ホルダに嵌合する嵌め込み構造を有し、前記Ｏリングを前記折曲部から折り畳んで、前記ホルダ、遮光板およびカバーガラスを内包し、前記嵌め込み構造を前記ホルダに嵌合することにより、前記ホルダ、遮光板およびカバーガラスと、前記防塵ゴム本体およびＯリングとを一組にした組立構造体が構成されることを特徴とする請求項１に記載の電子撮像カメラのマウント構造。

Images