JP6411151B2 - 光学ユニット及び撮像装置 - Google Patents
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Description
この構成によれば、ハウジング内に配置された窓部材は、その外周縁部と内壁の間において、押圧部材により押圧されると共に窓部材に接触する第1環状シール部材と、第1環状シール部材により押圧されると共に第1環状シール部材と内壁の間に介在する第2環状シール部材とにより、ハウジングの外部と内部を遮断するように密封(シール)されている。このように、シール部材として、第1環状シール部材とは別個に独立した第2環状シール部材を設けたことにより、例えば、窓部材が開口部を通して(例えば高圧の洗浄水等の)外力を受けることにより、第1環状シール部材が窓部材を介してその外力の影響を受けたとしても、第2環状シール部材はその外力の影響を直接的に受けないため、依然として高いシール性能が維持され、構造の簡素化、組付け作業の容易化等を達成しつつ、高防水性、耐久性等を確保することができる。
この構成によれば、窓部材は、その外周縁部が第1環状シール部材の環状凹部に嵌め込まれた状態で、ハウジングの内壁→第2環状シール部材→第1環状シール部材(及び窓部材)→押圧部材の順序で配列され、押圧部材により光軸方向の押圧力が及ぼされることにより、第1環状シール部材が光軸方向に圧縮され、第2環状シール部材が第1環状シール部材と内壁に挟まれて圧縮される。これにより、例えば、(高圧洗浄水等の)外力が開口部を通して窓部材に及ぼされ、窓部材が内側に押し込まれると、窓部材と一緒に第1環状シール部材も内側に変位(変形)するものの、第2環状シール部材が内壁と第1環状シール部材の間において所望のシール作用を果たすため、全体として高いシール性能を維持することができる。
この構成によれば、第1環状シール部材と第2環状シール部材との接触領域において、第1環状シール部材の複数の環状突起が第2環状シール部材の環状平面と密接するため、接触面圧を高めることができ、その分だけシール性能を高めることができる。
この構成によれば、第2環状シール部材がOリングとして形成されていることにより、第2環状シール部材の凸状湾曲面と第1環状シール部材の環状平面とが密接するため、接触面圧を高めることができ、その分だけシール性能を高めることができる。
この構成によれば、開口部を通して内部に進入する被写体光が、第2環状シール部材により遮られるのを防止でき、所望の光学特性を確保することができる。
この構成によれば、開口部を通して内部に進入する被写体光が、第1環状シール部材に達した場合に、乱反射等の影響を防止でき、所望の光学特性を確保することができる。
この構成によれば、押圧部材とハウジングの内壁との間で、第1環状シール部材と圧縮量と第2環状シール部材の圧縮量の比率がそれぞれ設定されるが、第2環状シール部材の肉厚を薄くすることで、圧縮によるヘタリ等を防止しつつ所望のシール機能を確保することができる。
この構成によれば、押圧部材が光学要素を保持する機能を兼ねるため、構造の簡素化、部品点数の削減等を達成することができる。
この構成によれば、構造の簡素化、組付け作業の容易化等を達成しつつ、(フロントガラス等の)窓部材に対して外部から高圧洗浄水等の外力が加わっても、高防水性及び耐久性等を確保でき、所望の光学特性、撮像特性を得ることができる。
この撮像装置は、車体の外部に設けられる車載カメラとして適用されるものであり、図1ないし図3に示すように、外輪郭を画定するハウジング10、ハウジング10の内部に配置されて開口部11aを覆う窓部材20、窓部材20(の外周縁部23)に直接嵌め込まれる第1環状シール部材30、第1環状シール部材30(の前側)に隣接して配置される第2環状シール部材40、第1環状シール部材30(の後側)に隣接して配置される押圧部材50、光学要素としての光軸LをもつレンズG等を収容すると共に押圧部材50に保持されるレンズ鏡筒60、レンズ鏡筒60の後方に配置される撮像素子70、撮像素子70を実装する基板80等を備えている。
前側ハウジング11は、図2ないし図4に示すように、略矩形の開口部11a、開口部11aの周りで内側に形成された環状凹部11b、環状凹部11bの一部を画定すると共に第2環状シール部材40を密接させる内壁としての当接面11c、押圧部材50を当接させる当接面11d、ネジBを捩じ込む4つのネジ穴11e、押圧部材50を位置決めする2つの位置決めピン(不図示)等を備えている。
後側ハウジング12は、図2及び図3に示すように、外部の配線等を連結するコネクタ12a、コネクタ12aに接続された配線等を備えた基板12b等を備えている。
環状凹部11bは、図3及び図4に示すように、窓部材20を嵌め込んだ第1環状シール部材30及び第2環状シール部材40を光軸L方向の後方から前方に向けて積層した状態で嵌め込み可能な寸法に形成されている。
当接面11cは、第2環状シール部材40の前側の環状平面41を光軸L方向において密接させるように環状の平面に形成されている。
当接面11dは、押圧部材50をネジBで締結することにより第1環状シール部材30及び第2環状シール部材40を光軸L方向に圧縮する際に、押圧部材50を当接させてそれ以上の移動を規制し、所定の圧縮代を設定する役割をなすものである。
そして、窓部材20は、その外周縁部23が第1環状シール部材30の環状凹部31に嵌め込まれて第1環状シール部材30により保持された状態で、ハウジング10の内部に配置されて開口部11aを覆うようになっている。
内縁部35は、開口部11aにより規定される光路範囲から光軸Lに垂直な方向に逸脱するように後退した領域に位置するように形成されている。
また、第1環状シール部材30が、黒色のゴム材料により形成されることにより、開口部11aを通して内部に進入する被写体光の乱反射等の影響を防止でき、所望の光学特性を確保することができる。
さらに、内縁部35が開口部11aから光軸Lに垂直な方向に後退して形成されているため、開口部11aを通して内部に進入する被写体光が第1環状シール部材30により遮られるのを防止でき、所望の光学特性を確保することができる。
尚、第1環状シール部材30の材料としては、ニトリルゴム、シリコーンゴム、ブチルゴム、スチレンブタジエンゴム、フッ素ゴム、エチレンプロピレンゴム等を使用することができる。
内縁部43は、開口部11aにより規定される光路範囲から光軸Lに垂直な方向に逸脱するように後退した領域に位置するように形成されている。
ここで、第2環状シール部材40が、黒色のゴム材料により形成されると、開口部11aを通して内部に進入する被写体光の乱反射等の影響を防止でき、所望の光学特性を確保することができる。
また、内縁部43が開口部11aから光軸Lに垂直な方向に後退して形成されているため、開口部11aを通して内部に進入する被写体光が第2環状シール部材40により遮られるのを防止でき、所望の光学特性を確保することができる。
これによれば、押圧部材50とハウジング10の当接面11c(内壁)との間で、第1環状シール部材30と圧縮量と第2環状シール部材40の圧縮量の比率がそれぞれ設定されるが、第2環状シール部材40の肉厚を薄くすることで、圧縮によるヘタリ等を防止しつつ所望のシール機能を確保することができる。
尚、第2環状シール部材40の材料としては、ニトリルゴム、シリコーンゴム、ブチルゴム、スチレンブタジエンゴム、フッ素ゴム、エチレンプロピレンゴム等を使用することができる。
ここでは、押圧部材50が、その保持部53でレンズ鏡筒60を保持するように形成されている、すなわち、押圧部材50が光学要素としてのレンズ鏡筒60を保持する機能を兼ねるため、構造の簡素化、部品点数の削減等を達成することができる。
基板80は、図3に示すように、略矩形の平板状をなし、撮像素子70、その他の電子部品を実装するように形成されており、レンズ鏡筒60の取付け部63に対してネジ等を用いて締結固定されるようになっている。
先ず、ハウジング10(前側ハウジング11、後側ハウジング12)、窓部材20、第1環状シール部材30、第2環状シール部材40、押圧部材50、レンズ鏡筒60、撮像素子70等を実装した基板80等を準備する。
続いて、レンズ鏡筒60の取付け部63に対して撮像素子70の光軸合わせを行いつつ基板80を組み付ける。
続いて、第2環状シール部材40を前側ハウジング11の環状凹部11bに組み込み、その後方から窓部材20を嵌め込んだ第1環状シール部材30を組み込む。
続いて、第1環状シール部材30の後方から押圧部材50を位置決めしつつ前側ハウジング11に組み込み、ネジBを貫通孔53に通して、前側面52が当接面11dに当接するまでネジ穴11eに捩じ込む。
これにより、押圧部材50が光軸L方向における所定の押圧力を及ぼし、第1環状シール部材30が光軸L方向に圧縮され、第2環状シール部材40が第1環状シール部材30と当接面11c(内壁)に挟まれて圧縮された状態となる。
その後、後側ハウジング12を後方から近づけて、前側ハウジング11と接合しネジ等により締結固定する。
以上により、光学ユニットと撮像素子70を備えた撮像装置が得られる。尚、上記組み付け手順は一例であって、その他の手順で組み付けてもよい。
この実施形態に係る撮像装置において、前側ハウジング11に替えて前側ハウジング11´が採用され、第1環状シール部材30に替えて第1環状シール部材30´が採用され、第2環状シール部材40に替えて第2環状シール部材40´が採用されている。
第1環状シール部材30´は、図5に示すように、環状凹部31、第2環状シール部材40´と対面する側の環状平面32´、押圧部材50と接する側の環状平面34、略矩形の内縁部35等を備えている。
第2環状シール部材40´は、図5に示すように、断面が略円形をなすOリングとして形成されている。
これによれば、第2環状シール部材40´がOリングとして形成されていることにより、第2環状シール部材40´の凸状湾曲面が、前側ハウジング11´の当接面11c´と第1環状シール部材30´の環状平面32´とが密接するため、接触面圧を高めることができ、その分だけシール性能を高めることができる。
上記実施形態においては、第2環状シール部材として、平板状の第2環状シール部材40及びOリングをなす第2環状シール部材40´を採用した場合を示したが、これに限定されるものではなく、別個に向けられるシール部材でれば、その他の形態をなす第2環状シール部材を採用することができる。
上記実施形態においては、第1環状シール部材30に複数の環状突起33を設け、第2環状シール部材40を環状平面42に形成した場合を示したが、これに限定されるものではなく、逆に、第1環状シール部材を環状平面とし、第2環状シール部材に複数の環状突起を設けてもよい。
上記実施形態においては、窓部材として平板状の窓部材20を示したが、これに限定されるものではなく、外側に向けて凸状又は凹状をなす窓部材を採用してもよい。
11 前側ハウジング
11a 開口部
11b 環状凹部
11c,11c´ 当接面(内壁)
11d 当接面
11e ネジ穴
12 後側ハウジング
20 窓部材
23 外周縁部
30,30´ 第1環状シール部材
31 環状凹部
32,32´ 環状平面
33 環状突起
34 環状平面
35 内縁部
40,40´ 第2環状シール部材
41 環状平面
42 環状平面
43 内縁部
50 押圧部材
51 開口部
52 前側面
53 保持部
54 貫通孔
60 レンズ鏡筒
G レンズ(光学要素)
L 光軸
70 撮像素子
80 基板
B ネジ
Claims (9)
- 開口部を有するハウジングと、前記開口部を覆うべく前記ハウジングに配置される窓部材と、前記窓部材の外周縁部と前記ハウジングの内壁の間に介在する第1環状シール部材と、前記第1環状シール部材を前記内壁に向けて押圧する押圧部材と、前記ハウジング内で前記窓部材の後方に配置される光学要素と、を含む光学ユニットであって、
前記ハウジングの内壁と前記第1環状シール部材の間に介在するよう設けられた第2環状シール部材を備え、
前記第1環状シール部材は、前記窓部材の外周縁部を嵌め込む環状凹部を含むと共に前記光学要素の光軸方向に圧縮されて配置され、
前記第2環状シール部材は、前記第1環状シール部材に密接しつつ前記光軸方向に圧縮されて、前記第1環状シール部材の光軸方向前方に配置されている、
ことを特徴とする光学ユニット。 - 前記第1環状シール部材は、前記窓部材に接して配置されており、
前記第2環状シール部材は、前記窓部材に接しないよう配置されている、
請求項1に記載の光学ユニット。 - 前記第1環状シール部材は、前記第2環状シール部材と圧縮されつつ密接する側にのみ複数の環状突起を有し、
前記第2環状シール部材は、前記第1環状シール部材及び前記ハウジングの内壁とそれぞれ密接する環状平面を有する、
ことを特徴とする請求項2に記載の光学ユニット。 - 前記第1環状シール部材は、前記第2環状シール部材と圧縮されつつ密接する環状平面を有し、
前記第2環状シール部材は、断面が略円形をなすOリングとして形成されている、
ことを特徴とする請求項1に記載の光学ユニット。 - 前記第2環状シール部材は、前記開口部により規定される光路から逸脱するように後退した領域に配置されている、
ことを特徴とする請求項1ないし4いずれか一つに記載の光学ユニット。 - 前記第1環状シール部材は、黒色のゴム材料により形成されている、
ことを特徴とする請求項1ないし5いずれか一つに記載の光学ユニット。 - 前記第2環状シール部材は、圧縮方向における肉厚が前記第1環状シール部材よりも薄く形成されている、
ことを特徴とする請求項1ないし6いずれか一つに記載の光学ユニット。 - 前記押圧部材は、前記光学要素を取り付けて保持する保持部を含む、
ことを特徴とする請求項1ないし7いずれか一つに記載の光学ユニット。 - 請求項1ないし8いずれか一つに記載の光学ユニットと、前記ハウジング内において前記光学要素の後方に配置された撮像素子を含む、
ことを特徴とする撮像装置。
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