JP2007193319A - 結露防止装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 水分が撮像装置の内部に入った場合にも、結露の発生を有効に防止できる結露防止装置を提供することを目的とする。
【解決手段】 ケース１の一面に換気制御部としての略円形状の換気口２を備え、換気制御部としての略円形状の換気口２により、換気方向に対して能力差を生じ、高温・高湿環境にあったケース１が低温・低湿環境に移された場合の水蒸気の換気能力に比べて、低温・低湿環境にあったケース１が高温・高湿環境に移された場合の水蒸気の換気能力が低くなり、ケース１内部の結露を抑制することができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、結露防止装置に関し、特に撮像装置等の光学部品の結露防止装置に関するものである。

近年、レンズや固体撮像素子等の光学部品を使用する撮像装置は、従来使用されていた環境より厳しい環境条件を必要とする自動車に搭載され、視界確保やセンサとして使用され始めている。

車載用の撮像装置は、例えば、車輌の後方にカメラ部が備えられ、車内で車外の状況を確認し、後方の安全確認や、安全走行のために使用されている。それら車載用の撮像装置は、環境温度や湿度の変化によってレンズや撮像素子のカバーガラス等の光学系に結露が発生した場合、良好な画像が得られず、運転者は後方の安全確認や、安全走行ができなくなる。そのため、従来の撮像装置では、メカニカルシールによる封止構造とする方法（例えば、特許文献１参照）や、筐体内にヒータを含む除湿装置を設ける方法を採用して結露を防止することが一般的である。

特開２００２−２２１７４８号公報（段落０００８〜００１１、図１）

しかしながら、上記従来の結露防止装置では、メカニカルシールによる封止構造は、一旦水分が撮像装置の内部に入った場合、結露状態が改善するまでに時間がかかるという問題があった。また、ヒータを含む除湿装置を設けた方法は、消費電力が大きく不経済であり、筐体自体が大きくなり、装置の小型化が困難であった。

本発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであり、撮像装置内部での結露の発生を有効に防止できる結露防止装置を提供することを目的とする。

本発明に係る結露防止装置は、ケースの一面に、高温・高湿環境にあった前記ケースが低温・低湿環境に移された場合の水蒸気の換気能力に比べて、低温・低湿環境にあった前記ケースが高温・高湿環境に移された場合の水蒸気の換気能力を低くし、前記ケースの内壁の温度、または、前記ケース内の部品の表面温度を前記ケース内部の露点より高くする換気制御部を備えたものである。
また、本発明に係る結露防止装置は、密閉性のケースと、このケースの一面に設けられ、高温・高湿環境にあった前記ケースが低温環境に移された場合の水蒸気の換気能力に比べて、低温環境にあった前記ケースが高温・高湿環境に移された場合の水蒸気の換気能力が低くなるように、拡散による移動が支配的となる通路で前記ケース内部と前記環境とを連通する換気口とを備えたものである。

本発明によれば、光学部品等を収納・保護する密閉性のケースに拡散による移動が支配的となる換気口を設け、低温・低湿環境に移された場合と高温・高湿環境に移された場合との水蒸気の換気能力差を発生させることにより、環境温度や湿度が変化しても筐体内部の結露発生を抑制できる。

以下、本発明に係る結露防止装置の各種実施の形態について、図面に基づいて説明する。
実施の形態１．
図１は、本実施の形態１における結露防止装置の構成を示す斜視図であり、図２は側断面図である。光学部品を収納・保護するケースを模擬したケース１は、６面を板で囲まれており、一面の中央部に換気制御部としての略円形状の換気口２を備えている。換気口２の直径Ｄ１は、約１．２４ｍｍである。ケース１の外形寸法は、幅が約７１ｍｍ、高さが約３４ｍｍ、奥行きは約１８ｍｍである。換気口２を備える面は、真鍮の金属部材から成り、板厚は約４ｍｍで形成されている。その他の５面は、アルミニウムの金属部材から成り、板厚は約１．５ｍｍで形成されている。ケース１の内容積は、約１５３００ｍｍ^３となり、内部の空間は、直径１．２４ｍｍ、長さ４ｍｍの細長い通路をなした換気口２によって外部とつながっている。この通路は有効面積が小さく、流動に対する抵抗が大きいので、強制的な圧力差をかかる状態でなければ、実質的にガスの流動は生じない。そにため、換気口２を通した物質の移動は、いわゆる拡散が支配的となる移動となる。つまり、換気口２を介したケース１の内部と外部との物質移動速度はＦｉｃｋの法則に従い、換気口２の通路内での物質の濃度勾配に比例する。

次に、動作について説明する。高温・高湿環境にあるケース１が低温・低湿環境に移された場合は、ケース１は外気により外壁から温度が下降し始め、換気口２からはケース１内部と外部の水蒸気分圧の差を駆動力として拡散による水蒸気の放出が始まる。しかし、ケース１の温度が緩やかに下降するのに対し、略円形状の換気口２により水蒸気が放出されることによる露点の下降速度の方が速いため、ケース１の内壁の温度が内部の露点温度を上回ることになるので、ケース１の内部では結露が発生しない。

図３は、６０℃７０％ＲＨの環境から２５℃３０％ＲＨの環境にケース１を移した時と、２５℃３０％ＲＨの環境から６０℃７０％ＲＨの環境にケース１を移した時の内部の空気の温度変化を示している。各々、ケース１の初期の内部空気の温度を０％とし、移動した後の環境温度を１００％として、内部空気の温度変化の比率を経時的に示している。つまり、温度変化量△Ｔは次の式となる。
△Ｔ＝１００×｛（Ｔｉｎ（ｔ）−Ｔｉｎ（０））／（Ｔｏｕｔ−Ｔｉｎ（０））｝ここで、Ｔｏｕｔは外部の環境温度、Ｔｉｎ（０）は試験開始時のケース１の内部の温度、Ｔｉｎ（ｔ）は試験開始からｔ時間後のケース１の内部の温度である。

図３より、低温・低湿環境から高温・高湿環境に移動した時の方が、高温・高湿環境から低温・低湿環境に移した時より、短時間に内部空気の温度変化が起こっていることが分かる。これは、低温・低湿環境から高温・高湿環境に移動した場合、ケース１の外部表面に結露が発生し、外気の水蒸気の潜熱が結露により付着した水滴から熱伝導によりケース１に伝わるためと考えられる。そのため、低温・低湿環境から高温・高湿環境に移動した場合、約８５％で一度温度上昇が止まるが、その後、結露した水分が乾いた時点で、外部温度の１００％まで上昇する。

低温・低湿環境にあるケース１が高温・高湿環境に移された場合、ケース１は外気により温度が上昇し始め、換気口２からは水蒸気の侵入が始まるが、換気口２以外に通風経路をもたない狭いケース１内では空気の流動がほとんどなく、ケース１内に侵入した水蒸気は換気口２付近に滞留し、換気口２内での水蒸気分圧の勾配は小さくなってしまう。そのため、換気口２の略円形状の換気口２によりケース１の内部への水蒸気の侵入速度は抑制され、露点の上昇速度が緩やかになる。一方、外気からの熱による温度上昇速度は上述したように速いので、ケース１の内壁の温度が、内部の露点温度を上回ることになり、ケース１の内部では結露が発生しない。

図４は、６０℃７０％ＲＨの環境から２５℃３０％ＲＨの環境にケース１を移した時と、２５℃３０％ＲＨの環境から６０℃７０％ＲＨの環境にケース１を移した時の内部の空気の絶対湿度変化量を示している。各々、ケース１の初期の内部空気の絶対湿度を０％とし、移動した後の環境の絶対湿度を１００％として、内部空気の絶対湿度変化の比率を経時的に示している。つまり、絶対湿度変化量△Ｈは次の式となる。
△Ｈ＝１００×｛（Ｈｉｎ（ｔ）−Ｈｉｎ（０））／（Ｈｏｕｔ−Ｈｉｎ（０））｝ここで、Ｈｏｕｔは外部環境の絶対湿度、Ｈｉｎ（０）は試験開始時のケース１の内部の絶対湿度、Ｈｉｎ（ｔ）は試験開始からｔ時間後のケース１の内部の絶対湿度である。

図４より、低温・低湿環境から高温・高湿環境に移動した時の方が、高温・高湿環境から低温・低湿環境に移した時より、内部空気の絶対湿度変化が遅い。この結果は、上述したようにケース１に水蒸気が侵入する（低湿度条件から高湿度条件へ移行時）場合は、水蒸気の移動速度が抑制され、逆に、ケース１から出る（高湿度条件から低湿度条件へ移行時）場合には、換気口２から出た水蒸気が流動性のある外気で希釈され、水蒸気分圧の勾配が高く保たれることにより、水蒸気の移動速度が保持されるためと考えられる。

このように、拡散による移動が支配的な通路でケース１内部と環境とを連通する換気口２を設けることにより、高温・高湿環境にあった前記ケース１が低温・低湿環境に移された場合の水蒸気の換気能力に比べて、低温・低湿環境にあった前記ケース１が高温・高湿環境に移された場合の水蒸気の換気能力が低くなると考えられ、前記ケース１の内壁の温度を前記ケース１内部の露点より高くするように換気能力差をもたせることで、ケース１の内部での結露を防ぐことができる。

つまり、高温・高湿環境にあった前記ケース１が低温・低湿環境に移された場合、内部空気の温度低下は遅く、水蒸気の放出速度は速いため、内部での結露は発生し難く、低温・低湿環境にあった前記ケース１が高温・高湿環境に移された場合、内部空気の温度上昇は早く、水蒸気の侵入速度が遅いため、内部での結露は発生し難くなる。内部部品の温度変化は、内部空気の温度変化と密接に関係しているため、内部部品温度の変化も同様のことが言えると考えられる。

ここで、絶対湿度がＨａの高温・高湿環境において、ケース１を内部が環境と同じ温度、湿度になるまで放置し、その後、ケース１を絶対湿度がＨｂの低温・低湿環境に移したとき、時間とともに測定したケース１の内部の絶対湿度をＨ_１とする。

また、絶対湿度がＨｂの低温・低湿環境において、ケース１を内部が環境と同じ温度、湿度になるまで放置し、その後、ケース１を絶対湿度がＨａの高温・高湿環境に移したとき、時間とともに測定したケース１の内部の絶対湿度をＨ_２とする。

この場合、ケース１を高温・高湿環境から低温・低湿環境に移動したときのケース１内部の絶対湿度Ｈ_１の変化に対する、低温・低湿環境から高温・高湿環境に移動したときのケース１内部の絶対湿度Ｈ_２の変化の比率Ｈ（換気能力比率）は、次の式で求められる。
Ｈ＝１００×{(Ｈ_２−Ｈｂ)/(Ｈａ−Ｈｂ)}/{(Ｈ_１−Ｈａ)/(Ｈｂ−Ｈａ)}

図５は、本実施の形態１における結露防止装置での、高温・高湿環境が６０℃・７０％ＲＨ、低温・低湿環境が２５℃・３０％ＲＨのときの、換気能力比率Ｈの時間による変化を示す。換気制御部としての略円形状の換気口２により、換気方向に対して能力差を生じ、高温・高湿環境にあったケース１が低温・低湿環境に移された場合の水蒸気の換気能力に比べて、低温低湿環境にあった前記ケースが高温高湿環境に移された場合の水蒸気の換気能力が低く（図中１００％以下となる場合）なり、ケース１内部の結露を抑制することが分かる。

なお、上述の実施の形態１では、換気口の直径Ｄ１を、1．２４ｍｍで設けたが、これに限るものではない。内容積が同一であれば、０＜Ｄ１＜８ｍｍ（開口面積約５０ｍｍ^２）の範囲で設けてもよい。Ｄ１が８ｍｍ以上になると通路内にガスの流れが生じて、水蒸気の移動がいわゆる抵抗支配となって換気能力差を生じにくくなり、低温・低湿環境にあったケース１が高温・高湿環境に移された場合に水蒸気の換気能力が高くなり、ケース１内部に結露を発生しやすくなる。

図６は、換気口面積に対する換気能力比率を示したグラフである。換気能力比率は、各々実験開始から２５０秒後の値を使用している。換気口の面積を変えた場合の６０℃７０％ＲＨの環境から２５℃３０％ＲＨの環境にケース１を移した時の内部空気の絶対湿度変化の値から直線近似した式と、２５℃３０％ＲＨの環境から６０℃７０％ＲＨの環境にケース１を移した時の内部空気の絶対湿度変化の値から直線近似した式を用いて換気能力比率Ｈを求めている。

図６より、各環境変化（６０℃７０％ＲＨと２５℃７０％ＲＨ間、６０℃７０％ＲＨと５℃３０％ＲＨ間、６０℃４０％ＲＨと２５℃３０％ＲＨ間）に共通して、換気口面積が大きくなると換気能力比率は大きくなり、つまり、高温・高湿環境にあったケース１が低温・低湿環境に移された場合の水蒸気の換気能力と、低温・低湿環境にあった前記ケース１が高温・高湿環境に移された場合の水蒸気の換気能力に差がなくなることになる。換気口面積が５０ｍｍ^２になると、換気能力比率は７０％から９０％程度となり、内部結露を抑制するのが困難となってくることが分かる。

また、ここでは、換気口２をケース１の一面の中央部に一個だけ設けたが、これに限るものではない。ただし、換気口の数や位置に制約は無いが、総面積が大きくなると、総面積が同じであれば換気口の数を多くした方が換気能力差は発生し難くなる傾向にある。

図６の中の丸印（○）のマーカーの値は、図７に示すように、換気口を設ける面の上下左右対称の位置に、同じ直径の穴６ａから６ｄを横並びに４個開け、各々の穴中心の間隔を１５ｍｍとしている。４個の穴の総面積が換気口面積となる。同じ環境条件の換気口穴１個の菱形（◇）のマーカーの値と比較すると、換気口面積が小さい場合は、換気能力比率に大きな差は見られないが、換気口面積が大きくなるに従って、４個の穴を開けた方が換気能力比率が大きくなり、換気能力差が無くなってくることが分かる。このため、換気口の数は少なく、また、位置は近い場所に設けた方が、換気能力差は大きくなることが分かる。これは、換気口が離れた位置に並存するため、各換気口周辺の圧力差により、一方の換気口から他方の換気口へつながる気流が発生し、換気口内に抵抗支配のガス流が生じたためと考えられる。

以上のように、本実施の形態１では、密閉性のケース１に拡散による移動が支配的となる通路でケース１内部と環境とを連通する略円形状の換気口２を設けたので、換気方向に対して能力差を生じさせることができ、環境変化による筐体内部の結露発生を抑制できる。また、ヒータを含む除湿装置を必要とせず、装置の小型化が容易で、低消費電力を実現できる。さらに、換気口の加工が容易であり、樹脂材料等、使用材料の選択範囲が広い。

実施の形態２．
実施の形態１の結露防止装置においては、収納ケースに略円形状の換気口を設けた場合について示したが、実施の形態２では、スリット形状の換気口を設けた場合について示す。

図８は、本実施の形態２における結露防止装置の構成を示す斜視図であり、図９は側断面図である。実施の形態２は、実施の形態１の結露防止装置に、略円形状の替わりにスリット形状の換気口３ａ、３ｂ、３ｃを備えたものである。その他の構成に関しては、実施の形態１と同様であり、相当部分には図１と同一符号を付して説明を省略する。

ケース１の一面の換気口３ａ、３ｂ、３ｃを備える面は、真鍮の金属部材から成り、板厚は約４ｍｍで形成されている。その他の５面は、アルミニウムの金属部材から成り、板厚は約１．５ｍｍで形成されている。換気口３ａ、３ｂ、３ｃはいずれも、幅が約６３ｍｍで、高さｈは約０．０１ｍｍで設けられている。

図１０は、本実施の形態２における結露防止装置での、高温・高湿環境が６０℃・７５％ＲＨ、低温・低湿環境が２５℃・３０％ＲＨのときの、換気能力比率Ｈの時間による変化を示す。換気制御部としてのスリット形状の換気口３ａ、３ｂ、３ｃにより、換気方向に対して能力差を生じ、高温・高湿環境にあったケース１が低温・低湿環境に移された場合の水蒸気の換気能力に比べて、低温・低湿環境にあった前記ケース１が高温・高湿環境に移された場合の水蒸気の換気能力が低くなり、ケース１内部の結露を抑制することになる。

なお、上述の実施の形態２では、換気口を３本設けたが、これに限るものではない。換気能力差は、ケース１の内部の内容積が同じであれば、換気口の総面積でほぼ決まる。換気口の数や位置に制約は無いが、上述したように各換気口間の距離が長くならないようにすることが好ましい。また、内容積が異なれば、必要な換気口の総面積も異なる。

図１１は、図６に示した換気口面積に対する換気能力比率を示したグラフに、スリット形状の換気口の値を加えたものである。図中米印（＊）のマーカーが実施の形態２のケース１の値である。換気口が５ｍｍ^２以下の場合は、略円形状の換気口を１個（◇マーカー）設けた場合、または、略円形状の穴を４個設けた場合（＊マーカー）の実施の形態１とほぼ同様の値を示すが、換気口面積が大きくなるにつれて急激に換気能力比率が大きくなり、換気能力差が失われていくのが分かる。この図１１からも、換気能力差が換気口の面積によって決まり、また、開口部が離れた位置に存在する場合には、換気能力差が減少するので、換気口は前記ケース１の一部にまとまっている方が換気能力差が大きくなることが分かる。

また、ここでは、換気口のスリット高さｈを、０．０１ｍｍで設けたが、これに限るものではない。換気口の総面積が同じであれば、０＜ｈ＜約０．０６ｍｍ（換気口面積が約１１ｍｍ^２）の範囲で設けてもよい。ｈが約０．０６ｍｍ（換気口面積が約１１ｍｍ^２）以上になると換気能力差を生じにくくなり、低温・低湿環境にあったケース１が高温・高湿環境に移された場合に水蒸気の換気能力が高くなり、ケース１内部に結露を発生しやすくなる。

以上のように、本実施の形態２では、ケース１にスリット形状の換気口３ａ、３ｂ、３ｃを設けたので、換気方向に対して能力差を生じさせることができ、環境変化による筐体内部の結露発生を抑制できる。また、スリット形状の換気口によりごみや塵などの侵入を防ぐことができる。

実施の形態３．
実施の形態２の結露防止装置においては、ケースにスリット形状の換気口のみを設けた場合について示したが、換気口のスリット高さが狭く加工に課題があった。実施の形態３では、このスリット形状の換気口を備える面に防塵板（結露板）を設けた場合について示す。

図１２は、本実施の形態３における結露防止装置の構成を示す斜視図であり、図１３は側断面図である。実施の形態３は、実施の形態２の結露防止装置に、防塵板（結露板）４を備え、形状は同じであるがスリット高さｈの寸法が大きい換気口３ａ、３ｂ、３ｃを設けている。その他の構成に関しては、実施の形態１と同様であり、相当部分には図１と同一符号を付して説明を省略する。

防塵板４は、ケース１の換気口３ａ、３ｂ、３ｃを備える面に、両面テープ等の粘着材６ａ、６ｂにより取付けられている。この防塵板４は、アクリルの樹脂部材から成り、板厚は約３ｍｍで形成されている。換気口３ａ、３ｂ、３ｃを備える面と防塵板４との間には、粘着材６ａ、６ｂにより隙間ｄ１が約０．０１ｍｍで確保される。換気口３ａ、３ｂ、３ｃのスリット高さｈは、約０．１ｍｍで設けられている。

図１４は、本実施の形態３における結露防止装置での、高温・高湿環境が６０℃・７５％ＲＨ、低温・低湿環境が２５℃・３０％ＲＨのときの、換気能力比率Ｈの時間による変化を示す。換気制御部としてのスリット形状の換気口３ａ、３ｂ、３ｃとこの換気口を備える面と防塵板４との隙間ｄ１により、実施の形態２と同様に、換気方向に対して能力差を生じ、高温・高湿環境にあったケース１が低温・低湿環境に移された場合の水蒸気の換気能力に比べて、低温・低湿環境にあったケース１が高温・高湿環境に移された場合の水蒸気の換気能力が低くなり、ケース１内部の結露を抑制することになる。動作については、実施の形態２と同様であり、その説明を省略する。

なお、上述の実施の形態２においても、換気口を３本設けたが、これに限るものではない。換気能力差は、換気口の総面積で決まり、換気口の数や位置に制約は無い。また、換気口の総面積は、収納ケースの内部の容積により異なり、同じ容積の収納ケースであれば換気口の総面積が同じであればよい。ただし、上述のように、離れた位置に開口部が存在しないようにした方がよい。

以上のように、本実施の形態３では、換気口３ａ、３ｂ、３ｃを覆う防塵板４を設けたので、換気口の有効面積を換気口の外周と換気口を備える面と防塵板の隙間により規定され、拡散による移動が支配的となる。そのため、換気方向に対して能力差を生じさせることができ、環境変化による筐体内部の結露発生を抑制できる。また、換気口にごみや塵が侵入し難くなり目詰まりを避けることができるだけでなく、スリット形状の換気口の加工がしやすくなる。

実施の形態４．
実施の形態２及び実施の形態３の結露防止装置においては、収納ケースにスリット形状の換気口を設けた場合について示したが、スリットを加工できる材料の種類又は加工方法の選択に制限があり、製品とするに当っての課題があった。実施の形態４では、略円形状の換気口を設け、換気口を備える面に、相対する面に凹凸を施した防塵板を設けた場合について示す。

図１５は、本実施の形態４における結露防止装置の構成を示す斜視図であり、図１６は側断面図である。実施の形態４は、実施の形態３の結露防止装置に、片面に凹凸部７ａを施した防塵板７を備え、寸法の大きい略円形状の換気口２を設けたものである。その他の構成に関しては、実施の形態３と同様であり、相当部分には図１２と同一符号を付して説明を省略する。

図１６に示すように、防塵板７は、ケース１の略円形状の換気口２を備える面に、凹凸部７ａを施した面が相対して当接するように配設される。この防塵板７は、アクリルの樹脂材料から成り、板厚は約３ｍｍで形成されている。換気口２の直径Ｄ２は、約１４ｍｍで設けられている。凹凸部７ａの高さｄ２は０．０１５＜ｄ２＜０．０５ｍｍの幅で設けられている。

防塵板７に施す凹凸部７ａは、例えば、樹脂部材等に設けたシボ加工で形成される。金属部材の表面をエッチングにより形成したものでもよい。また、プリント配線基板を用いる場合は、導体パターンや絶縁用のコーティング部材で設けてもよい。凹凸形状は、防塵板７側の面の替わりに、ケース１側の面に設けてもよい。

図１７は、本実施の形態４における結露防止装置での、高温・高湿環境が６０℃・７５％ＲＨ、低温・低湿環境が２５℃・３０％ＲＨのときの、換気能力比率Ｈの時間による変化を示す。換気制御部としての換気口２を備える面と防塵板７の凹凸部７ａの隙間により、実施の形態１と同様に、換気方向に対して能力差を生じ、高温・高湿環境にあったケース１が低温・低湿環境に移された場合の水蒸気の換気能力に比べて、低温・低湿環境にあった前記ケースが高温・高湿環境に移された場合の水蒸気の換気能力が低くなり、ケース１内部の結露を抑制することになる。動作については、実施の形態１と同様であり、その説明を省略する。

なお、上述の実施の形態４においては、換気口２は直径Ｄ２の約１４ｍｍ略円形状（換気口面積が約１５４ｍｍ^２）のものを用いたが、これに限るものではない。換気能力は、換気口２を備える面と防塵板７の凹凸部７ａの隙間の形状で決まり、換気口の形状、寸法、数や位置に制約は無い。

また、ここでは、凹凸部７ａの高さｄ２は０．０１５＜ｄ２＜０．０３５ｍｍの幅で設けられているが、これに限るものではない。内容積が同一であれば、０＜ｄ２＜０．５０ｍｍの範囲で設けてもよい。ｄ２が０．０５０ｍｍ以上になると換気能力差を生じにくくなり、低温低湿環境にあったケース１が高温高湿環境に移された場合に水蒸気の換気能力が高くなり、ケース１内部に結露を発生しやすくなる。

以上のように、本実施の形態４では、ケース１の換気口２を備える面に凹凸部７ａを施した防塵板７を当接するように設けたので、換気口２を備える面と防塵板７の凹凸部７ａの隙間により、換気方向に対して能力差を生じさせることができ、環境変化による筐体内部の結露発生を抑制できる。また、換気口の形状や、換気口を備える面と防塵板の隙間の寸法を制御する必要がなく、安定して換気能力差が得られる。さらに、ごみや塵の侵入による換気口の目詰まりを避けることができるとともに、凹凸を有する防塵板を前記ケース１に当接するか、前記ケース１の面に凹凸加工を施し、平板の防塵板を当接するだけで換気制御部を構成できるため、結露防止装置の製作が容易となる。また、防塵板７が換気口２の邪魔板の役割を果たし、外部環境で強い気流が存在していても、防塵板７が換気口２への動圧の伝播を防止するので、拡散支配を維持し、換気能力差を確保することが容易となり、結露を有効に防止できる。

ここで、上記各実施の形態で示した、密閉性のケース１に拡散が支配的な換気口２を設けた場合の、換気能力、及び結露防止効果を検討するため、さらに換気口２の条件を変えて試験を行った。

実施の形態５．
実施の形態１の結露防止装置においては、ケースに略円形状の換気口を横一列（直線的）に設けた場合について示したが、実施の形態５では、略円形状の換気口を平面的に配置した場合について示す。

図１８は、本実施の形態５における結露防止装置の構成を示す斜視図であり、図１９は換気口面積に対する換気能力比率を示したグラフである。図１８に示すように、実施の形態５は、実施の形態１の図１に示すケース１の換気口２の代わりに、略円形状の換気口２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄを平面的な広がりをもって、四角形の各頂点に配列したものである。その他の構成に関しては、実施の形態１と同様であり、相当部分には図１と同一符号を付して説明を省略する。

実施の形態１では、図１でケース１の一面の中央付近に１個の換気口を設けており、図７では４個の換気口を直線状に並べる配列とした実施の形態を示した。本実施の形態では、換気口を設ける面に各々略円形状で同じ直径の４個の換気口２ａ〜２ｄを長方形の頂点の位置に配置し、換気口の配列は、換気口２ａと２ｃ、換気口２ｂと２ｄの間隔は３０ｍｍであり、換気口２ａと２ｂ、換気口２ｃと２ｄの間隔は１５ｍｍである。各換気口間の最大距離となる対角の距離は、約３４ｍｍで、実施の形態１で換気口を直列に４個並べた時の最大距離の７割程度となる。

図１９は、換気口面積（総面積）に対する換気能力比率を示したグラフであり、実施の形態１の図６に本実施の形態における略円形状の換気口を四角の配置した場合の値（丸印（●）のマーカー）を加えている。なお、４個の穴の総面積がＸ軸の換気口面積となる。４個の換気口を平面的に配列した場合、同じ直径の４個の換気口が直線に並んだ場合（○）よりも換気能力差が大きく、総面積が同じで換気口穴１個の場合（◇）とほぼ同様の換気能力差となっていることが分かる。

これは、各換気口の直径が異なっていても総面積が同じであれば、ほぼ同程度の換気能力差が得られるが、同じ数の換気口を使用する場合には、換気口の距離を短く保つことが必要であることを示している。各換気口の直径に関係なく、総面積が同じであれば、換気能力差が同じ程度になることから、換気能力が換気口の水力直径（ある流路の断面と等価な円管の直径のこと。４Ａ／Ｌ（Ａ：断面積、Ｌ：流体が接触する断面長）で示される。）に影響されない、つまり、各換気口での水蒸気の移動が抵抗支配よりも拡散支配が優位となっていることが示唆される。一方、換気口間の距離が開くことによって換気能力差が低下することから、上述したように、一方の開口部から他方の開口部へつながる気流が発生し、換気口内に抵抗支配のガス流が生じたためと考えられる。したがって、換気口を複数の換気口で構成する場合は、直線的に並べるよりも、距離を置かないように平面的に配置する方が望ましいことが分かる。

実施の形態６．
実施の形態２の結露防止装置においては、収納ケースにスリット形状の換気口を設けた場合について示したが、実施の形態６では、スリットについても開口面積が同じで、形状の異なる場合について比較検討した結果について示す。

図２０と図２１は本実施の形態６における結露防止装置の構成を示す斜視図である。換気口を設けるケース１の面の、向かって左側には４本のスリットが、向かって右側には３本のスリットが設けられている。その他の構成に関しては、実施の形態２と同様であり、相当部分には図１と同一符号を付して説明を省略する。図２２は、図２０と図２１で示す本実施の形態６による結露防止装置での、高温・高湿環境を６０℃・９０％ＲＨ、低温・低湿環境を２５℃・３０％ＲＨとしたときの、換気能力比率Ｈの時間による変化を示したグラフである。

本実施の形態６の結露防止装置は、各スリット形状は異なるが、総換気口面積を同一にしている。図２０に示す結露防止装置は、幅１５ｍｍのスリットを４本、幅２０ｍｍのスリットを３本設け、各々のスリット高さｈを０．０１ｍｍとしている。左側のスリット（３ｄ、３ｅ、３ｆ、３ｇ）と右側のスリット（３ａ、３ｂ、３ｃ）との間隔は、１０．５ｍｍであり、上下方向の各スリット中心の間隔（ピッチ）は、６ｍｍである。図２１の結露防止装置は、幅１．５ｍｍのスリットを４本、幅２．０ｍｍのスリットを３本開け、各々のスリット高さｈを０．１ｍｍとしている。左側のスリット（３ｋ、３ｌ、３ｍ、３ｎ）と右側のスリット（３ｈ、３ｉ、３ｊ）との間隔は、２６．４５ｍｍであり、上下方向の各スリット中心の間隔（ピッチ）は、６ｍｍである。各々、換気口の総面積は１．２ｍｍ^２となっている。

図２２の中の四角印（□）のマーカーの値は、図２０に示す本実施の形態６による結露防止装置の値であり、丸印（○）のマーカーの値は、図２１に示す結露防止装置の値である。四角印（□）のマーカーの値と、丸印（○）のマーカーの値を比較すると、換気能力比率の時間的変化は、ほぼ同様であることが分かる。つまり、換気能力比率は換気口の面積によって決まり、スリットのスリット高さｈにより変化しないことが分かる。このことは、上述した各換気口での水蒸気の移動が抵抗支配よりも拡散支配が優位となっていることを裏付けるものと考えられる。また、２５０秒から５００秒の換気能力比率の値で、四角印（□）のマーカーの方が、丸印（○）のマーカーの値より若干大きく、換気能力差が小さくなったのは、上述した気流の発生が影響しているものと考えられる。このため、防塵の問題を考える必要のない場合には、換気口を成形の困難なスリットとする必要は特になく、換気口の総換気口面積のみ考慮し、また各換気口の距離を行いように配置すればよいことが分かる。

実施の形態７．
実施の形態３の結露防止装置においては、スリット形状の換気口、及び換気口を備える面と防塵板の隙間により、換気方向に対して能力差を生じさせることを示したが、実施の形態７では、円形の換気口を備える面と防塵板の隙間と、換気口の総換気口面積の関係について検討した。

図２３は、本実施の形態７における結露防止装置の構成を示す斜視図である。実施の形態３の結露防止装置と同様に、防塵板４を備えているが、換気口２は、直径１４ｍｍの略円形状のものを設けている。その他の構成に関しては、実施の形態３と同様であり、相当部分には図１２と同一符号を付して説明を省略する。

図２３に示すように、防塵板４は、ケース１の略円形状の換気口２を備える面に、厚さ０．０３ｍｍの粘着材６ａ、６ｂにより貼り付けられ、ケース１と０．０３ｍｍの隙間ｄ１を設けて配設されている。この防塵板４は、アクリルの樹脂材料から成り、板厚は約３ｍｍで形成されている。換気口２の直径Ｄ２は、約１４ｍｍで設けられている。換気能力は、換気口の形状に影響されず、換気口の総換気口面積に関係する。防塵板４を用いた場合の換気口の有効面積は、換気口２の外周である直径１４ｍｍの周長約４４ｍｍに隙間ｄ１の０．０３ｍｍを乗じた値の約１．３２ｍｍ^２と考えられる。

図２４は、本実施の形態７における結露防止装置での、高温・高湿環境を６０℃・９０％ＲＨ、低温・低湿環境を２５℃・３０％ＲＨとしたときの、換気能力比率Ｈの時間による変化を示したグラフである。

図２４の中の四角印（□）のマーカーの値は、図２３に示すように、直径１４ｍｍの換気口２を設けた面に、アクリル樹脂からなる防塵板７を、隙間０．０３ｍｍを設けて配設した場合で、換気口面積が約１．３２ｍｍ^２と考えられるものである。図２４の中の丸印（○）のマーカーの値は、直径１．２４ｍｍの換気口２を１個設けた場合であり、換気口面積は約１．２ｍｍ^２である。

四角印（□）のマーカーの値と、丸印（○）のマーカーの値を比較すると、ほぼ同等の換気口面積を有する場合の換気能力比率は、７５０秒を経過すると多少違いが顕れるが、５００秒以内では同一となり、ほぼ同様であることが分かる。つまり、換気能力比率は換気口の面積によって決まり、防塵板４を設けた場合は、換気口２の周長に隙間量を乗じた面積が、換気口面積に該当することが分かる。これにより、防塵機能を要求される場合、形成の困難なスリット構造を採用せず、防塵板４とケース１間の隙間と、換気口の周長から、換気口の有効面積を調整して結露防止機能を持たせ、併せて防塵機能を有することができる。

実施の形態８．
実施の形態１から実施の形態７までに、換気能力は換気口面積に依存することを示してきたが、実施の形態８では、ケース１の容積が変わった場合に関して検討する。

実施の形態１の図１で示したケース１に対して、相似的に１．５倍、２倍の寸法のケース１を作製する。つまり、ケース１の基準寸法は、幅が約７１ｍｍ、高さが約３４ｍｍ、奥行きは約１８ｍｍであり、換気口２の直径Ｄ１は、約１．２４ｍｍである。１．５倍の場合は、幅が約１０６．５ｍｍ、高さが約５１ｍｍ、奥行きは約２７ｍｍとなり、換気口２の直径Ｄ１は、約１．８６ｍｍとなる。２倍の場合は、幅が約１４２ｍｍ、高さが約６８ｍｍ、奥行きは約３６ｍｍとなり、換気口２の直径Ｄ１は、約２．４８ｍｍとなる。各々のケース１で、換気口２を備える面は、真鍮の金属部材から成り、板厚は各倍率とも約４ｍｍで形成している。また、その他の５面は、アルミニウムの金属部材から成り、板厚は各倍率とも約１．５ｍｍで形成している。実験に用いたケース１の内容積は、基準（１倍）のものが約１５３００ｍｍ^３となり、１．５倍のものは、約５１５００ｍｍ^３となり、２倍のものは、約１２０５００ｍｍ^３となる。

図２５は、上記３種類の大きさのケース１を、６０℃７０％ＲＨの環境から２５℃３０％ＲＨの環境に移した時と、２５℃３０％ＲＨの環境から６０℃７０％ＲＨの環境に移した時の、試験開始から２５０秒後の換気能力比率とケースの容積との関係を示している。図２５より、換気能力比率は、ケースの容積に直線近似され、容積が大きくなるほど小さくなり、換気能力差が大きくなることが分かる。このため、相似的にケースの大きさを変える場合は、直線近似により、換気能力比率を算出することができる。

実施の形態９．
実施の形態１から実施の形態８までは、温度と湿度が異なる環境にケースを移動させた場合について検討してきたが、実施の形態９では、温度が等しく、湿度のみ異なる環境にケースを移動させた場合について検討する。

図２６は、実施の形態１の図１で示したケース１の換気口２の直径を１．２４ｍｍとしたものを、６０℃で、相対湿度が９５％ＲＨの環境と同じ６０℃で相対湿度が２０％ＲＨの環境間で移動させた結果をまとめたものである。つまり、温度差を持たせず、水蒸気圧差のみが異なる条件で換気を行った場合である。Ｙ軸は絶対湿度比率で、試験開始時のケース１内の絶対湿度を０％とし、環境の絶対湿度を１００％とした場合の各時間でのケース１内の絶対湿度を百分率で示したものである。絶対湿度比率は温度変化を伴う場合は、ケース１を高温・高湿環境から低温・低湿環境に移動した場合と、低温・低湿環境から高温・高湿環境に移動した場合に差が生じ、その比率を換気能力比率としている。しかし、本実施の形態のように、温度差がなく、水蒸気圧差のみの場合は、各時間での絶対湿度比率に大きな差は見られず、換気能力に差が生じないことが分かる。これは、ケース１と外気との温度差がないので、ケース１の換気口２の出口付近での外気の対流がほとんどなく、ケース１から水蒸気が流出する場合でも、拡散した水蒸気が換気口２の出口付近に滞留して水蒸気の濃度勾配が小さくなり、ケース１内に水蒸気が流入する場合と同様に換気量が抑制されるためと考えられる。

また、変化が安定するまでに、約３００００秒（約８時間）かかっており、温度差を伴う変化の場合の約２５００秒（約４０分）に比べると、非常に長時間かかっていることがわかる。このことより、水蒸気の換気能力には、温度差が重要な役割を持つことがわかる。

図２７は、図１で示したケース１の換気口２の直径を１．２４ｍｍとしたもので温度差と換気能力比率の関係をまとめた図である。Ｙ軸の換気能力比率は、実験開始から２５０秒後の値で、Ｘ軸は、実験開始時のケース１内の温度と、移動した環境温度の温度差を示している。温度差が小さくなるに従い、換気能力差は小さくなり（つまり換気能力比率は大きくなり）、直線近似によると温度差約１．５℃以下で、換気能力差はなくなることを示している。

以上より、拡散が支配的な換気口で換気能力差を生じるためには、移動する環境間に温度差が必要であることがわかる。しかし、温度差がない場合には、外気が過飽和の水蒸気を含むことがない限り、ケース１内部の温度は露点より高く保たれることになるので、換気能力に差がなくても結露することはない。

実施の形態１０．
実施の形態１から実施の形態７までに、換気能力は換気口面積に依存することを示してきたが、実施の形態１０では、ケース１の換気口面積の上限と下限に関して検討する。

以下、主に６０℃と２５℃の間での結果を使用して、換気口の下限と上限に関して検討する。実施の形態１から７までは、ケース１の内壁温度とケース１内部の空気の露点の関係から結露の有無を検討してきたが、ここでは、ケース内部の部品の温度についても検討する。内部結露の可能性を考えると、換気口２の面積の上限は、ケース１が低温環境から高温高湿環境に移った場合に、ケース１の温度または、内部の部品の温度が高くなる前に、内部の部品が、内部の部品の温度よりも高い露点の空気に接する場合である。図２８は、図１に示したケース１において、換気口２の直径を約１．７ｍｍにした場合の、ケース１を―５℃から３５℃８５％ＲＨの環境に移動した際のケース１（筐体）温度と内部部品、ケース１内の空気温度の関係を示している。温度変化を通して、ケース１内の空気の温度に対して、ケース１の温度は常に高い温度を示し、一方、内部部品は常に低い温度を示している。ケース１内部の空気の温度が結露状態にない場合は、ケース１の内壁での結露は発生しないが、内部部品は、空気の温度に対して、最大８℃程度低くなる状態があり、内部空気の湿度が高い（露点との差が小さい）場合、結露が発生する可能性がある。

図２９は、実施の形態５における試験結果（図１９）を、換気口面積と実験開始から２５０秒後のケース内の相対湿度との関係でまとめた図である。図より、換気口面積の値が４５ｍｍ^２以上となると相対湿度が９０％ＲＨを上回るものがあり、内部部品がケース内部の空気温度より低くなることを考慮すると、結露の可能性があると考えられる。逆に、総換気口面積の上限を４５ｍｍ^２以下とすることで、筐体内部の空気の相対湿度を抑えることができるので、結露を防止することができると考えられる。

一方、ケース１が高温高湿環境から低温環境に移った場合にも、ケース１内部の水蒸気が外部に流出して露点が低下する以上に、ケース１や、内部部品の温度が下がると結露が生ずる。図３０は、図１に示したケース１において、換気口２の直径を約１．７ｍｍにした場合の、ケース１を６０℃９０％ＲＨから２５℃３０％ＲＨの環境に移動した際のケース１（筐体）温度と内部部品、ケース１内の空気温度の関係を示している。温度変化を通して、ケース１内の空気温度に対して、ケース１は常に低い温度を示し、内部部品は常に高い温度を示している。ケース１内部の空気温度が結露状態にない場合は、内部部品での結露は発生しないが、ケースの内壁は、内部空気温度に対して最大３℃程度低くなる状態があり、内部空気の湿度が高い（露点との差が小さい）場合、結露が発生する可能性がある。

そこで、ケース１を高温高湿環境から低温低湿環境に移動させたときの内部空気の湿度の変化について検討を行った。図３１は、実験開始から２５００秒（約４０分）までのケース１内部の空気の温度比率（実験開始時のケース内部の空気の温度を０％とし、環境温度を１００％とした場合の、各時間でのケース内部の空気の温度の比率）を示した図である。菱形印（◇）のマーカーは、換気口径が直径１．２４ｍｍの略円形で、ケースを６０℃７０％ＲＨの環境から５℃３０％ＲＨの環境に移した場合、四角形印（□）のマーカーは、換気口径が直径１．２４ｍｍの略円形で、ケースを６０℃４０％ＲＨの環境から２５℃３０％ＲＨの環境に移した場合、三角形印（△）のマーカーは、換気口径が直径１．２４ｍｍの略円形で、ケース１を６０℃７０％ＲＨの環境から２５℃３０％ＲＨの環境に移した場合、円形印（○）のマーカーは、換気口径が直径７．６ｍｍの略円形で、ケース１を６０℃７０％ＲＨの環境から２５℃３０％ＲＨの環境に移した場合、バツ形印（×）のマーカーは、換気口径が直径２．４８ｍｍの略円形で、ケース１が２倍の大きさで、６０℃７０％ＲＨの環境から２５℃３０％ＲＨの環境に移した場合である。換気口径、温度差、筐体の大きさの違いはあっても、ほぼ２５００秒後にはケース１内部の湿り空気の温度比率は約１００％となり、環境温度と同じ温度になることがわかる。

図３２は、ケース１内部の空気の絶対湿度比率を示した図である。図中の円形印（○）と菱形印（◇）のマーカーの値は、２５００秒の時点でほぼ１００％であるため、環境とほぼ同様の絶対湿度となっているが、他のマーカー（三角形印（△）、四角形印（□）、×形印（×））の値は、約８５％で安定化しており、内部に水蒸気が残っていることを示している。この残った水蒸気は、長時間をかけて、水蒸気圧差によりケース外部に放出されることになる。

図３３は、ケース１の大きさが先に示した（実施の形態８の図２５）基準寸法のもので、また、換気口の形状と配列は、略円形穴１個、略円形穴の直線状配列４個、略円形穴の平面状配列４個のものを使用して、換気口の総面積を変えた場合の、実験開始から２５００秒後のケース内部の相対湿度を示した図である。なお、Ｘ軸は換気口面積を１０倍した値である。Ｘ軸を対数表示として直線で近似すると、６０℃７０％ＲＨ環境から２５℃３０％ＲＨ環境に移動した場合は、換気口面積が約０．５５ｍｍ^２でケース内部の相対湿度が１００％となり、６０℃７０％ＲＨ環境から５℃３０％ＲＨ環境に移動した場合は、換気口面積が約０．６５ｍｍ^２でケース内部の相対湿度が１００％となる。

外部環境が５℃の場合の方が、２５℃の場合より換気能力が高いことは、上述したように温度差が大きいことから説明できる。しかし、図３３で、５℃環境の方が、換気口面積が大きくないと内部結露が発生する状態となるのは、５℃環境の方が２５℃環境より飽和水蒸気圧が小さいため、２５℃環境より多くの水蒸気をケースの外部に放出する必要があるためと考えられる。このことより、水蒸気量が少ない場合は、換気口面積が０．５５ｍｍ^２より小さい値でも、ケース内部が安定した状態でも相対湿度を１００％ＲＨ以下とすることができる。

以上より、ケース内部の結露を避けるためには、図１で示したケース１の大きさの場合、換気口面積が、約０．６ｍｍ^２以上、４５ｍｍ^２以下に調整することが望ましいと考えられる。

実施の形態１１．
実施の形態１１では、実施の形態１で示した換気口に、ねじを螺合し、ねじの隙間を換気口として使用して防塵機能を付加する実施の形態を示す。実施の形態１と同様であり、相当部分には図１と同一符号を付して説明を省略する。

図３４は、本実施の形態を示すケースの斜視図である。図３４（ａ）は、ねじをケースに装着する前の斜視図であり、図３４（ｂ）は、ねじをケースに装着した後の状態を示す斜視図である。図において、ケース１には、実施の形態１における図１に示す換気口２の代わりにねじ穴８が設けられている。このねじ穴８にねじ９を螺合し、固定すると、図３４（ｂ）の斜視図に示す形態となる。ねじ９が２級ねじでピッチ０．５の場合、ねじ穴８とねじ９の隙間は最大で８８μｍ、中心値で４９μｍとなり、ねじ山の傾斜を考慮してｃｏｓ６０°を乗じると、実効上、最大で４４μｍ、中心値で２４μｍの隙間を生ずることになる。ケース１の内部は、このねじ９とねじ穴８との隙間を通じて外部環境と連通することになる。つまり、ねじ穴８とねじ９間の隙間が拡散が支配的となる換気口の役目を果たし、また、ねじ山による屈曲形状が防塵機能を果たすこととなる。

以上により、ケース１にねじ穴８を設け、設けたねじ穴８にねじ９を螺合、固定することで、容易にケース１の内部の結露を防止し、塵の侵入を防止する結露防止装置を形成することができる。また、ねじ９は、同様の機能を有するボルト、セットビス等を使用することが可能である。

また、本実施の形態１１では、ケース１にねじ穴８を１つ設けた場合について説明したが、実施の形態１の図７や、実施の形態５の図１８に示す換気口２ａ〜２ｄの代わりに、複数のねじ穴８ａ〜８ｄをケース１の面内に配置する構成をとってもよい。

以上、上述の各実施の形態では、ケース１の形状には直方体を用いたが、これに限るものではない。

実施の形態１２．
実施の形態１から実施の形態１１までは、光学部品等を収納・保護するケースを模した直方体のケースに換気口を設けた実施の形態を示してきたが、実施の形態１２では、実際のレンズ鏡筒に応用した実施の形態を示す。

図３５は、本実施の形態１０における拡散抵抗が支配的となる換気口を設けたレンズ鏡筒と防塵リングの斜視図、図３６は、レンズ鏡筒の断面図、図３７は、防塵リングを装着したレンズ鏡筒の斜視図、図３８は、レンズ鏡筒を取付けたカメラモジュールの断面図である。

レンズ鏡筒１０は、図３５、図３６に示すように、段つきの円筒形をしたレンズ枠１１に、複数のレンズ１４ａ、１４ｂがレンズ枠１１内に収められたものである。一端には、光を取り込む絞り孔１３が設けられており、絞り孔１３側が被写体側で、他方が撮像素子側となる。レンズ１４ａは、レンズ枠１１の被写体側の内面に当接され、撮像素子側から、防湿用のゴム材等で作製された防湿リング１８ａとレンズ間リング１５ａにより付勢され、位置決めされている。レンズ１４ｂは、レンズ枠１１に形成されたレンズ突き当て面１１ａに当接して位置決めされている。したがって、レンズ１４ａのへの付勢力は、位置決めされたレンズ１４ａとレンズ１４ｂ間に存在する防湿リング１８ａの弾性により維持されることになる。レンズ１４ｂの撮像素子側には防湿リング１８ｂを介してレンズ固定リング１５ｂが設けられ、レンズ固定リング１５ｂによりレンズ１４ｂは、レンズ突き当て面１１ａに押し付けられている。レンズ固定リング１５ｂは、レンズ枠１１にネジ嵌合または接着等で固定されている。これにより、レンズ鏡筒１０は容積約１６ｍｍ^３の密閉空間を形成することになる。

そして、レンズ枠１１の被写体側の外周面１１ｂには、レンズ鏡筒１０内部に貫通する直径０．１ｍｍの換気口１２が、レンズ１４ａとレンズ１４ｂの中間に位置するように設けられ、レンズ間リング１５ａにも換気口１２に対応する位置に穴を設けて、換気孔１２を塞がないようにしている。さらに、内径がレンズ枠１１の外周面１１ｂの外径に合わせて設定されている防塵リング１７を、図３７に示すように換気口１２を覆うようにレンズ枠１１の被写体側から軽圧入する。レンズ枠１１の外周面１ｂの内、防塵リング１７が当接される部分１１ｃの表面は、シボ加工などにより、高さ０．００４ｍｍの細かな凹凸形状をしており、その細かな凹凸により、換気口１２の有効面積は０．００１３ｍｍ^２に調整される。

これにより、レンズ鏡筒１０内の容積約１６ｍｍ^３の密閉空間は、有効面積０．００１３ｍｍ^２の換気口により外部と連通することになる。これは、実施の形態１におけるケース１の千分の１の容積に相当する。一方、換気口２の有効面積も実施の形態１における換気口２の千分の１の面積に相当する。

また、レンズ枠１１の撮像素子側の外周面１１ｄには、雄ねじ１１ｅが形成され、この雄ねじ１１ｅによって、図３８に示すようにカメラ−モジュール２０の鏡胴部１６に取付けられる。鏡胴１６には、レンズ鏡筒１０を取付ける円筒形の筒部１６ａが設けられ、その内面には、レンズ鏡筒１０の雄ねじ１１ｂに螺合する雌ねじ１６ｂが形成されている。鏡胴１６の他端には、撮像素子１９ｂが取付けられる。撮像素子１９ｂは、電子基板１９ａに電気的に接続され、固定されている。電子基板１９ａは、鏡胴１６に接着剤１９ｃにより固定されている。これにより、カメラモジュール２０は、雄ねじ１１ｂと雌ねじ１６ｂの隙間を除いて約１５０００ｍｍ^３の密閉空間を有することとなる。

レンズ鏡筒１０の外径が直径１３ｍｍである場合、ねじの隙間による有効面積は、約２ｍｍ^２から３ｍｍ^２となる。この有効面積を１．２ｍｍ^２とするためには、レンズ鏡筒１０を固定するための接着剤（図示せず）をねじの隙間に一部塗布し、接着剤を塗布しない長さ（換気口として機能するねじ隙間の長さ）を１６ｍｍから２５ｍｍとすることで実現できる。これにより、実施の形態１におけるケース１と同等の容積と換気口を有することとなる。なお、電子基板１９ａの鏡胴１６への固定は、接着剤１９ｃに限るわけではなく、ねじ等により固定することも可能である。ただし、水蒸気の通る箇所（換気口の役割を果たす部分）が複数箇所に散在する場合には、換気能力差が得られ難い。このため、電子基板１９ａには、スルーホール等の穴を塞ぐコーティング等を行い、電子基板１９ａの鏡胴１６への固定はねじ等ではなく、接着剤１９ｃを用い、鏡胴１６の電子基板１９ａへの当接面１６ｃ全周に塗布して接着し、電子基板１９ａを鏡胴１６に固定するとともに、電子基板１９ａと鏡胴１６の間の隙間を塞ぐことが望ましい。

カメラモジュール２０での撮影は、絞り口１３を被写体に向けることで、レンズ鏡筒１０の絞り孔１３から入った光が、レンズ１４ａ、レンズ１４ｂにより、撮像素子１９ｂの図示しない撮像面に結像することによって行われる。このとき、レンズ鏡筒１０ａを回転させて鏡胴１６に対するレンズ鏡筒１０ａの位置を光軸方向に移動させることで、撮像素子１９ｂの撮像面に対するレンズ１４ａ、１４ｂの距離を変え、焦点を調整することができる。

近年、カメラは小型化され、多方面で利用されるようになってきた。中には、車載用や、屋外で用いる監視用のカメラも多数用いられている。この場合、カメラモジュール２０は、温度湿度が異なる環境間を移動する機会が増える。しかし、本実施の形態１２では、カメラモジュール２０やレンズ鏡筒１０に拡散が支配的となる換気口を設けて、他の部分を密閉するようにしたので、温度、湿度の変化する環境間を移動しても内部に結露を生ずることがない。しかも、換気口１２の前面に防塵リング１７を設け、防塵リング１７とレンズ枠１１の外周面１１ｃとの隙間を通して換気するようにしたので、カメラモジュール２０の移動によってカメラモジュール２０が受ける動圧が換気口１２に直接当ることがなく、抵抗が支配的となる流動を抑制して、換気能力差を生じさせ、効果的に結露を防止することができる。また、塵や埃の侵入も有効に防止することができる。

さらに、最近のカメラは小型化によってレンズ間の容積が小さくなり、換気能力差を有するための換気口を小さく作製する必要がある。しかし、本実施の形態で示す防塵リング１７を採用し、防塵リング１７を凹凸のあるレンズ枠１１の外周面１１ｃに当接させて隙間を調節することで、換気口の有効面積を調整できるので、微小な有効面積の換気口を容易に形成できるとともに、防塵の効果も得られる。

防湿リング１８ａ、１８ｂは必ずしも必要ではないが、換気口１２以外に空気が流通できる個所が発生すると、その個所と換気口１２の間に流れが生じて換気能力差を確保することが困難となるので、換気口１２以外の部分では密閉性を確保するように調整する必要がある。

また、レンズ鏡筒１０内部のレンズ間リング１５ａを利用して、換気口の有効面積を調整することも可能である。例えば、レンズ間リング１５ａの表面にシボ等により細かな凹凸を形成し、レンズ枠１１の内面に当接して換気口１２を内側から覆うように挿入する。この場合、レンズ枠１１に設けた換気口１２の周長にレンズ間リング１５ａの表面に設けた凹凸の高さを乗じた値が、有効面積となる。レンズ間リング１５ａの被写体側には、防湿リング１８ａがあるため、レンズ間リング１５ａの被写体側を通して水蒸気が出入りすることはできない。このため、レンズ間リング１５ａの換気口１２に対応しない部分で、レンズ１４ａとレンズ１４ｂの中間位置に別途穴を設けて、水蒸気の通り道を確保する必要がある。

また、レンズ間リング１５ａのレンズ１４ｂに当接する面に凹凸等を設けて水蒸気の通り道を確保することも考えられる。この場合、レンズ鏡筒１０が低温環境から高温高湿環境に移動した際、外部の高温高湿の湿り空気が直接レンズ１４ｂの第一面（被写体側の面）に到達することなく内部に流入するように流路を形成することが望ましい。なお、このようにレンズ鏡筒１０の内部のリングを利用して換気口１２の有効面積を調整する場合には、防塵リング１７を使用する必要がなくなる。換気口１２の有効面積を確保する手段として、レンズ間リング１５ａを利用する方法を示したが、近年、レンズの樹脂化にともない、レンズ間隔をレンズに一体成形されたフランジ部で行う場合が多くなっている。このような樹脂製のレンズの場合は、上述したレンズ間リング１５ａに代えて、レンズに一体成形されたフランジ部の外周を、シボ等により凹凸形状とすることで同等の効果を得ることができる。

実施の形態１３．
実施の形態１２では、レンズ鏡筒に換気口を設けて、防塵リングを装着することで、防塵とレンズ鏡筒内部の結露を防止することを示した。本実施の形態１３では、防塵リングの代わりに、レンズ鏡筒の焦点調整用のねじ部を利用する実施の形態を示す。

図３９は、本実施の形態１３における換気口を設けたレンズ鏡筒の斜視図で、図４０は、レンズ鏡筒を装着したカメラモジュールの断面図である。

図において、レンズ鏡筒３０は、レンズ枠３１の外周面に図４０に示すカメラモジュール４０の鏡胴３６に装着する際に螺合するための雄ねじ３１ａを有し、側面に換気口３２を有している。そして、図４０に示すように内部にレンズ２４ａと２４ｂが装着され、換気口３２は、装着されたレンズ３４ａ、３４ｂの間の位置に貫通するように設けられている。他の部分について、実施の形態１２と同様であるため、図示と説明は省略する。換気口３２は、換気口３２から流入する水蒸気が直接レンズ３４ａの第二面（撮像素子側）またはレンズ３４ｂの第一面（被写体側）に当らないよう、両レンズの中間部分に設けられている。

レンズ３４ａと３４ｂは、撮像素子３９ｂの図示しない撮像面に被写体の画像を結像し、撮像素子３９ｂはそれを電気信号に変換する。電子基板３９ａは、撮像素子３９ａと半田付け等で電気的に接合され、撮像素子３９ａは、電子基板３９ａに固定されている。電子基板３９ａは接着剤３９ｃで鏡胴３６に固定されている。電子基板３９ａの鏡胴３６への固定は、特に接着剤３９ｃに限定するわけではなく、ねじ等で固定することも可能である。鏡胴３６は、レンズ鏡筒３０を装着する筒部３６ａを有し、筒部３６ａの内面側には、レンズ枠３１の外周に設けられた雄ねじ３１ａに対応する雌ねじ３６ｂが形成されている。

レンズ鏡筒３０は、鏡胴３６の雌ねじ３６ｂに螺合され、撮像素子２９ｂとレンズ鏡筒３０の距離を調整することにより、焦点を調整することができる。このとき、レンズ鏡筒３０に設けられた換気口３２は、鏡胴３６の雌ねじ３６ｂに覆われ、レンズ鏡筒３０の密閉空間は、このねじ嵌合の隙間によって有効面積が調整された換気口３２を通して、外気と連通することになる。

また、電子基板３９ａには、スルーホール等の穴を塞ぐコーティング等を行い、接着剤３９ｃを用い、鏡胴３６の電子基板３９への当接面３６ｃ全周に塗布して接着し、電子基板３９ａを鏡胴３６に固定して、密閉性を確保している。

そのため、カメラモジュール４０内の撮像素子が設けられている空間も、雄ねじ３１ａと雌ねじ３６ｂで規定される隙間によって外部と連通することになる。そして、実施の形態１２で記載したように、雄ねじ３１ａと雌ねじ３６ｂで規定される換気口の有効面積は、図４１に示すように、レンズ鏡筒３０と鏡胴３６の筒部３６ａの上端面（被写体側の面）の隙間箇所にレンズ鏡筒３０の固定用の接着剤５０を塗布して固定し、その際、一部に塗布しない部分３６ｄを設け、３６ｄの周長によって調整することが可能となる。

これにより、カメラモジュール４０は、拡散が支配的で、かつ有効面積を調整された換気口によって外部とつながることになり、温度、湿度の異なる環境間を移動しても、内部の結露を有効に防止し、併せて防塵効果も得ることができる。

本発明に係る結露防止装置の実施の形態１の構成を示す斜視図である。 本発明に係る結露防止装置の実施の形態１の構成を示す側断面図である。 本発明に係る結露防止装置の実施の形態１における温度変化量の時間による変化を示すグラフである。 本発明に係る結露防止装置の実施の形態１における絶対湿度変化量の時間による変化を示すグラフである。 本発明に係る結露防止装置の実施の形態１における換気能力比率の時間による変化を示すグラフである。 本発明に係る結露防止装置の実施の形態１における換気能力比率の換気口面積による変化を示すグラフである。 本発明に係る結露防止装置の実施の形態１の他の構成を示す斜視図である。 本発明に係る結露防止装置の実施の形態２の構成を示す斜視図である。 本発明に係る結露防止装置の実施の形態２の構成を示す側断面図である。 本発明に係る結露防止装置の実施の形態２における換気能力比率の時間による変化を示すグラフである。 本発明に係る結露防止装置の実施の形態２における換気能力比率の換気口面積による変化を示すグラフである。 本発明に係る結露防止装置の実施の形態３の構成を示す斜視図である。 本発明に係る結露防止装置の実施の形態３の構成を示す側断面図である。 本発明に係る結露防止装置の実施の形態３における換気能力比率の時間による変化を示すグラフである。 本発明に係る結露防止装置の実施の形態４の構成を示す斜視図である。 本発明に係る結露防止装置の実施の形態４の構成を示す側断面図である。 本発明に係る結露防止装置の実施の形態４における換気能力比率の時間による変化を示すグラフである。 本発明に係る結露防止装置の実施の形態５の構成を示す斜視図である。 本発明に係る結露防止装置の実施の形態５の換気能力比率と換気口面積との関係を示すグラフである。 本発明に係る結露防止装置の実施の形態６の構成を示す斜視図である。 本発明に係る結露防止装置の実施の形態６の構成を示す斜視図である。 本発明に係る結露防止装置の実施の形態６の換気能力比率の時間による変化を示すグラフである。 本発明に係る結露防止装置の実施の形態７の構成を示す斜視図である。 本発明に係る結露防止装置の実施の形態７の換気能力比率の時間による変化を示すグラフである。 本発明に係る結露防止装置の実施の形態８の換気能力比率とケースの容量との関係を示すグラフである。 本発明に係る結露防止装置の実施の形態９の絶対湿度比率の時間による変化を示すグラフである。 本発明に係る結露防止装置の実施の形態９の換気能力比率と温度差との関係を示すグラフである。 本発明に係る結露防止装置の実施の形態１０の筐体または内部部品の温度と筐体内気温との関係を示すグラフである。 本発明に係る結露防止装置の実施の形態１０の相対湿度と換気口面積との関係を示すグラフである。 本発明に係る結露防止装置の実施の形態１０の筐体または内部部品の温度と筐体内気温との関係を示すグラフである。 本発明に係る結露防止装置の実施の形態１０の温度比率の時間による変化を示すグラフである。 本発明に係る結露防止装置の実施の形態１０の絶対湿度比率の時間による変化を示すグラフである。 本発明に係る結露防止装置の実施の形態１０の相対湿度と換気口面積との関係を示すグラフである。 本発明に係る結露防止装置の実施の形態１１の構成を示す斜視図である。 本発明に係るレンズ鏡筒の実施の形態１２の構成を示す斜視図である。 本発明に係るレンズ鏡筒の実施の形態１２の構成を示す断面図である。 本発明に係るレンズ鏡筒の実施の形態１２の構成を示す斜視図である。 本発明に係るカメラモジュールの実施の形態１２の構成を示す断面図である。 本発明に係るレンズ鏡筒の実施の形態１３の構成を示す斜視図である。 本発明に係るカメラモジュールの実施の形態１３の構成を示す断面図である。 本発明に係るカメラモジュールの実施の形態１３の構成を示す斜視図である。

符号の説明

１ ケース、 ２、２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ、３ａ、３ｂ、３ｃ、５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅ、５ｆ、５ｇ、５ｈ、５ｉ、５ｊ、５ｋ、５ｌ、５ｍ、５ｎ、１２、３２ 換気口、 ７ 防塵板、 ８ 雌ねじ、 ９ 雄ねじ、 １０、３０ レンズ鏡筒、 ２０、４０ カメラモジュール、 １１、３１ レンズ枠、 ３６ 鏡胴、 １７ 防塵リング、 １９ｂ、３９ｂ 撮像素子、

Claims (13)

1. ケースと、
   このケースの一面に設けられ、高温・高湿環境にあった前記ケースが低温・低湿環境に移された場合の水蒸気の換気能力に比べて、低温・低湿環境にあった前記ケースが高温・高湿環境に移された場合の水蒸気の換気能力が低くし、前記ケースの内壁または内部部品の温度を前記ケース内部の露点より高くする換気口とを
   備えた結露防止装置。
2. 密閉性のケースと、
   このケースの一面に設けられ、高温・高湿環境にあった前記ケースが低温・低湿環境に移された場合の水蒸気の換気能力に比べて、低温・低湿環境にあった前記ケースが高温・高湿環境に移された場合の水蒸気の換気能力が低くなるように、拡散による移動が支配的となる通路で前記ケース内部と外部とを連通する換気口とを
   備えた結露防止装置。
3. 前記換気口が、スリット形状からなることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の結露防止装置。
4. 前記換気口が、略円形状からなることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の結露防止装置。
5. 前記換気口が、螺合された雌ねじと雄ねじの隙間からなることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の結露防止装置。
6. 前記換気口が設けられた面に所定の隙間をもって配設され、前記換気口を覆う防塵板を備え、
   前記換気口の有効面積を、前記換気口の外周長と前記隙間により調整することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の結露防止装置。
7. 前記防塵板には凹凸面が形成され、前記凹凸面を前記換気口が設けられた面に相対するように当接して前記隙間を形成することを特徴とする請求項６に記載の結露防止装置。
8. 前記換気口が設けられた面には凹凸が形成され、前記防塵板を前記換気口が設けられた面に当接して前記隙間を形成することを特徴とする請求項６に記載の結露防止装置。
9. レンズ枠と、前記レンズ枠に複数のレンズが当該レンズ面の間に間隔をあけて収納される密閉性のレンズ鏡筒であって、
   前記複数のレンズの取り付け位置の間に前記レンズ枠を貫通して設けられた換気口と、
   前記換気口を覆うように前記レンズ枠の外周面と所定の隙間をもって嵌合され、前記換気口が拡散による移動が支配的となって前記レンズ鏡筒の内部と外部とを連通するように前記換気口の有効面積を前記換気口の外周長と前記隙間により調整する防塵リングと、
   を備えてなるレンズ鏡筒。
10. 前記レンズ枠の外周面には凹凸が形成され、
    前記防塵リングを前記換気口が設けられた面に当接して前記隙間を形成することを特徴とする請求項９に記載のレンズ鏡筒。
11. レンズ枠と、前記レンズ枠に複数のレンズが当該レンズ面の間に間隔をあけて収納される密閉性のレンズ鏡筒であって、
    前記複数のレンズの取り付け位置の間に前記レンズ枠を貫通して設けられた換気口と、
    前記複数のレンズの前記間隔を規定するとともに、外周面に凹凸が形成され、前記換気口を覆うように前記レンズ枠の内周面と所定の隙間をもって当接され、前記換気口が拡散による移動が支配的となるように前記換気口の有効面積を前記換気口の外周長と前記隙間により調整する筒状部品またはレンズに一体に形成されたフランジ部と、
    を備えてなるレンズ鏡筒。
12. 複数のレンズを有するレンズ鏡筒が装着され、前記レンズ鏡筒を保持する鏡胴を備えたレンズユニットであって、
    レンズ枠と、前記レンズ枠に複数のレンズが当該レンズ面の間に間隔をあけて収納され、前記複数のレンズの取り付け位置の間に前記レンズ枠を貫通して設けられた換気口と、
    前記換気口が設けられた外周面に形成された雄ねじとを有する密閉性のレンズ鏡筒と、
    前記雄ねじに対応する雌ねじが形成され、前記レンズ鏡筒が螺合されることにより、前記雌ねじが前記換気口を覆い、前記換気口が拡散による移動が支配的となるように前記換気口の有効面積を前記換気口の外周長と前記螺合された雄ねじと雌ねじの隙間により調整する前記鏡胴と、
    を備えてなるレンズユニット。
13. レンズ枠と、前記レンズ枠に収納されるレンズと、前記レンズ枠を装着する鏡胴と、前記レンズが結像する光を受光する撮像素子とを有するカメラモジュールであって、
    前記レンズ枠は外周面に形成された雄ねじを有し、
    前記鏡胴は前記雄ねじと螺合する雌ねじを有し、
    前記レンズ枠が前記鏡胴に螺合して装着されるとともに、前記雄ねじと前記雌ねじの間の隙間を一部を残して塞ぐことを特徴とするカメラモジュール。

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