JP2011164461A

JP2011164461A - カメラ装置

Info

Publication number: JP2011164461A
Application number: JP2010028885A
Authority: JP
Inventors: Tomohiro Nakamura; 知博中村
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2010-02-12
Filing date: 2010-02-12
Publication date: 2011-08-25
Anticipated expiration: 2030-02-12
Also published as: CN102162977A; US8792003B2; US20110199485A1; JP5691188B2

Abstract

【課題】従来の防水規格よりも遥かに優れた防水性能を備えたカメラ装置を提供する。
【解決手段】レンズ１２を外方に臨ませる開口部２２が設けられた外装ケース１０と、開口部２２より外方に臨まされるレンズ１２と、レンズ１２を保持するとともに、外装ケース１０に嵌合することにより、開口部２２よりレンズ１２を外方に臨ませるレンズバレル１１と、レンズバレル１１と外装ケース１０との間に設けられ、開口部２２を介して流入する流水の浸入を防止するパッキン３４と、レンズ１２を介して入射した光を受ける撮像素子１４を有する撮像機構１５とを備え、レンズバレル１１又は外装ケース１０には、開口部２２とパッキン３４の間で、開口部２２を介して外部から流入する流水の経路上に流水を減圧する緩衝部３５が設けられている。
【選択図】図６

Description

本発明は、カメラ装置に関し、特に、自動車の利便性や安全性を向上させるために、車両に取り付けられる車載カメラに用いて好適なカメラ装置に関する。

従来より、自動車の利便性や安全性を向上させるために、車両本体にカメラ装置を搭載し、コクピット近傍に設置されたモニタ装置によって視認するためのカメラ装置が提供されている。この種のカメラ装置は、撮像レンズ及び撮像素子が組み込まれた略矩形状のハウジングを有し、このハウジングが車両本体のリア扉やサイドミラー、フロントスポイラー等に、撮像レンズを外部に臨ませるようにして内蔵あるいは装着される。このようなカメラ装置によれば、ドライバーの死角となる車両周辺を映し出すことができ、安全性や利便性を向上させることができる。

ところで、この種のカメラ装置は、ハウジングと、撮像レンズを保持するレンズバレルとの間に防水構造が設けられている。例えば、図１０に示すように、従来のカメラ装置１００は、フロントケース１０２とリアケース１０３とが結合されてなるハウジング１０１と、撮像レンズ１０４と、撮像レンズ１０４を保持するとともにフロントケース１０２に組み込まれたレンズバレル１０５と、撮像レンズ１０４を介して入射した光を受ける撮像素子１０７を有する撮像機構１０８とを備える。

ハウジング１０１は、フロントケース１０２とリアケース１０３とが、パッキン１０９を介してビス止めにより固定されている。これにより、カメラ装置１００は、フロントケース１０２とリアケース１０２の間からの浸水を防止している。

また、ハウジング１０１は、フロントケース１０２に設けられた開口部１１０に、レンズバレル１０５が嵌合されるとともに、防水用パッキン１１１をフロントケース１０２とレンズバレル１０５の間に設置している。これにより、カメラ装置１００は、フロントケース１０２とレンズバレル１０５の間からの浸水を防止している。

特開２００９−２６５４７３

カメラ装置１００のような車載カメラに求められる防水構造に求められる性能は、一般にカメラ装置を水没させたときの防水性能で評価されるものであり、浸水しなければ規格を満足するものであった。しかし、車載カメラは、車両本体の外部に露出していることから、例えば洗車用の高圧洗浄機による高温、高圧の水流に対しても防水性能を維持することが求められている。

また、従来の高水圧に対応する車載カメラでは、防水用の専用部品と接着剤により防水性能を維持しており、部品点数の増加や高コストといった課題を備えていた。

そこで、本発明は、簡易な構造で、従来の防水規格よりも遥かに優れた防水性能を備えたカメラ装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決するために、本発明に係るカメラ装置は、レンズを外方に臨ませる開口部が設けられた外装ケースと、上記開口部より外方に臨まされる上記レンズと、上記レンズを保持するとともに、上記外装ケースに嵌合することにより、上記開口部より上記レンズを外方に臨ませるレンズバレルと、上記レンズバレルと上記外装ケースとの間に設けられ、上記開口部を介して流入する流水の浸入を防止するパッキンと、上記レンズを介して入射した光を受ける撮像素子を有する撮像機構とを備え、上記レンズバレル又は上記外装ケースには、上記開口部と上記パッキンの間で、上記開口部を介して外部から流入する流水の経路上に上記流水を減圧する緩衝部が設けられているものである。

本発明によれば、開口部より流入した水流は、先ず緩衝部に当たり、パッキンに直接当たることがない。したがって、本発明は、パッキンの防水効果を確実に維持することができる。

車載カメラとして用いた実施例を示す図面である。車載カメラとして用いた実施例を示す図面である。車載カメラの設置例を示す斜視図である。カメラ装置の斜視図である。カメラ装置の分解斜視図である。カメラ装置の断面図である。他のカメラ装置の断面図である。他のカメラ装置の断面図である。防水規格を説明するための図である。従来のカメラ装置を示す断面図である。

以下、本発明が適用されたカメラ装置について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．ハウジング
２．レンズバレル
３．緩衝部

本発明が適用されたカメラ装置１は、図１に示すように、例えば自動車の車体後部に設置されることにより車体後方を映し出すリアモニターとして用いられる。カメラ装置１は、図２及び図３に示すように、バックドア２の略中央に取り付けられるとともに、ナビゲーションシステム３等と接続され、運転席側のダッシュボードやインパネに配設されているモニタに後方映像を映し出すことができる。なお、カメラ装置１は、フロントグリルやナンバー下部などの車体の最前部に取り付けることで、車体前方の左右の死角を映し出すようにしてもよい。また、カメラ装置１は、サイドミラーの下部に取り付けることで車体側方の死角を映し出すようにしてもよい。

カメラ装置１は、図４〜図６に示すように、略矩形状のハウジング１０と、ハウジング１０に嵌合されたレンズバレル１１と、レンズバレル１１に組み込まれた撮像レンズ１２を介して入射した映像を取り込むＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子１４を備えた撮像機構１５と、撮像機構１５をハウジング１０内に支持するとともにＧＮＤとなる内外の電磁波を遮蔽するシールドケース１６とを有する。

＜１．ハウジング＞
ハウジング１０は、上下一対のフロントケース２０とリアケース２１とが突き合わせ結合されることにより形成される。フロントケース２０とリアケース２１とは、エンジニアプラスチック等を用いて略矩形状に成型加工されている。また、フロントケース２０とリアケース２１は、外側面同士が突き合わされた後、超音波溶着により結合される。

フロントケース２０は、略中央に円形のレンズ開口部２２が設けられた円筒部２３と、内部にレンズバレル１１が嵌合するとともにリアケース２１と結合される矩形部２４とが形成されている。レンズ開口部２２は、後述するレンズバレル１１の外径よりも若干大きな径を有している。また、円筒部２３と矩形部２４との境界には、シールドケース１６を介してレンズバレル１１が係止する係止段部２５が設けられている。そして、フロントケース２０は、レンズバレル１１が後端から挿入されることにより、係止段部２５に係止されるとともに、レンズバレル１１の外周面がレンズ開口部２２の内壁に嵌合する。

リアケース２１は、フロントケース２０の矩形部２４と結合可能な略矩形状をなし、下面に撮像機構１５と接続する接続端子２６と、コネクタケーブル４が係止されるジャック部２７が形成されている。

＜２．レンズバレル＞
レンズバレル１１は、撮像レンズ１２が組み込まれた円筒状の鏡筒部３０と、撮像機構１５の基板４４と接合する接合面部３１とを有する。鏡筒部３０は、撮像レンズ１２が保持されている。また、鏡筒部３０は、外周面３０ａにフロントケース２０のレンズ開口部２２から流入した水の浸入を防止するＯリング３４が装着されている。Ｏリング３４は、レンズバレル１１がフロントケース２０に嵌合することにより、フロントケース２０の円筒部２３の内周面と、レンズバレル１１の鏡筒部３０の外周面３０ａとの間で挟持され、後端側への水の浸入を防止する。なお、カメラ装置１は、Ｏリング３４以外にも、防水性能を有する各種パッキンを用いることができる。

＜３．緩衝部＞
また、鏡筒部３０は、外周面３０ａのＯリング３４が配設された位置よりも先端側に、緩衝壁３５が形成されている。緩衝壁３５は、レンズ開口部２２の内壁と鏡筒部３０の外周面３０ａとの間に生じる微少な隙間Ｃより流入した水流を減圧するものであり、図６に示すように、鏡筒部３０の外周面３０ａから、水流の流入経路上に張り出すことにより形成される。

これにより、レンズ開口部２２より流入した水流は、先ず緩衝壁３５に当たり、Ｏリング３４に直接当たることがない。洗車用の高圧洗浄機などでは、洗浄効果を高めるために温水が用いられることがあるが、かかる高温高圧の水流が直接Ｏリング３４に当たると、弾性率が下がり、防水効果を維持することができなくなる。また、接着剤等により防水性能を高めたものでも、高温高圧の水流が接着剤に直接当たると、同様に防水効果を維持することができない。

一方、カメラ装置１では、高温高圧水流の経路上に緩衝壁３５を設けることにより、Ｏリング３４に直接水流が当たることがなく、Ｏリングの防水効果を確実に維持することができる。

なお、カメラ装置１は、緩衝壁３５を複数設けてもよく、これにより、さらに流入した水流を減圧することができる。また、カメラ装置１は、緩衝壁３５をＯリング３４の配設位置の直上に設けることにより、Ｏリング３４の位置決め部としても機能させることができる。

［他の実施例］
また、カメラ装置１は、図７に示すように、レンズバレル１１の鏡筒部３０の外周面３０ａに緩衝壁３５を設けるとともに、フロントケース２０の円筒部２３の内壁にも、緩衝凸部３７を突設してもよい。これにより、カメラ装置１は、高温高圧水流の経路上に、円筒部２３の内壁と鏡筒部３０の外周面３０ａとから交互に、緩衝凸部３７及び緩衝壁３５が突出するため、より確実に水流を減圧することができる。

さらに、カメラ装置１は、図８に示すように、鏡筒部３０の外周面３０ａに、後端側へ向かうにつれて、フロントケース２０の円筒部２３の内壁側に漸次膨出する傾斜面部３８を形成してもよい。カメラ装置１は、傾斜面部３８を設けることにより、水流を減圧するとともに、確実にＯリング３４に水流が直接当たることを防止することができる。

接合面部３１は、矩形板状をなし、カメラ装置１の先端側の一面中央に鏡筒部３０が形成され、後端側の他面に撮像機構１５の基板４４と接続する一対の接続ブロック３９が立設されている。接続ブロック３９は、基板４４と対峙する上面に接着剤４０が充填される充填溝が形成され、この接着剤４０によって基板４４と接合面部３１とを接合させる。また、接合面部３１は、外側縁にシールドケース１６に係止される係止凹部４２が形成されている。

［撮像機構１５］
次いで、接続ブロック３９に接続される撮像機構１５について説明する。図５及び図６に示すように、撮像機構１５は、撮像レンズ１２を介して入射光を受ける撮像素子１４と、撮像素子１４が実装されるとともに各種回路が形成される基板４４と、撮像素子１４で受光した画像を処理する回路チップ４５とを有する。撮像素子１４は、ＣＣＤやＣＭＯＳ等を用いることができる。また、基板４４は、略矩形状をなすリジット基板であり、表面に撮像素子１４が実装され、裏面に回路チップ４５や、信号や電源等のケーブルを備えたハーネスが接続されるコネクタと接続される図示しない端子部が形成されている。そして、基板１３は、撮像素子１４をレンズバレル１１の後端側に臨む撮像レンズ１２と対向させ、ピント調節を行った後、外側縁に塗布した接着剤４０によって接続ブロック３９と接着される。

なお、基板４４は、レンズバレル１１の接合面部３１に立設されている一対の接続ブロック３９に対応して、外側縁に一対の接着剤４０の塗布領域を設けている。この塗布領域は、部品の実装ができない基板４４の外側縁に沿って設けられているため、撮像素子１４やその他の電子部品の実装領域や回路パターンの形成領域を確保しつつ、限られたスペースを有効に活用して塗布領域を設けることができ、基板４４の大型化を抑制することができる。

なお、かかる塗布領域に塗布される接着剤４０としては、例えば紫外線硬化性の接着剤や熱硬化性の接着剤が用いられる。そして、基板４４は、接着剤４０が塗布された後、接続ブロック３９の充填溝が形成された上面に載置される。そして、基板４４は、レンズバレル１１に嵌合されている撮像レンズ１２と撮像素子１４との位置合わせやピント調節が行われ、紫外線照射等により接着剤４０が硬化されて接続ブロック３９に固定される。

その後、シールドケース１６と基板４４及びレンズバレル１１が結合され、リアケース２１に組み込まれた後、レンズバレル１１がフロントケース２０の後端側から嵌合される。最後に、フロントケース２０とリアケース２１とを超音波溶着によって接合することにより、カメラ装置１が製造される。このカメラ装置１は、フロントケース２０とリアケース２１とを超音波溶着によって接合しているため、かかる接合部においては特別な構成を備えなくとも防水が図られている。なお、カメラ装置１は、フロントケース２０とリアケース２１とを接着剤によって接着させてもよい。

このように、カメラ装置１は、レンズバレル１１と撮像機構１５とが予め接続されてユニット化された後、ハウジング１０内に組み込まれるものである。したがって、カメラ装置１は、ユニット化されたレンズバレル１１及び撮像機構１５を外径の異なる他のハウジングにも転用することができ、例えば外形デザインの異なる様々な車両に適した様々なハウジングに対して一つのユニットで対応することができる。

このとき、カメラ装置１は、レンズバレル１１と撮像機構１５とが予め接続されてユニット化されているため、図６〜図８に示すように、開口部２２とＯリング３４との間に開口部２２を介して外部から高温高圧の流水が流入するクリアランスが生じた場合にも、この流入経路上に緩衝壁３５や緩衝凸部３７、傾斜面部３８等が形成されているため、Ｏリング３４に直接水流が当たることがなく、Ｏリング３４の防水性能を維持することができる。

また、カメラ装置１は、フロントケース２０とリアケース２１とを超音波溶着によって接合することから、接合時に振動が加わる。このため、カメラ装置１は、振動による撮像レンズ１２と撮像素子１４との位置ずれや摩擦による破損等の防止上、フロントケース２０のレンズ開口部２２とレンズバレル１１の鏡筒部３０の外周面３０ａとの間には、設計上、若干の隙間Ｃが設けられている（図６）。したがって、高圧洗浄機の流水が当該隙間Ｃから流入するおそれがあるが、カメラ装置１は、上述したように、レンズバレル１１とフロントケース２０との間にＯリング３４を設けると共に、高温高圧水流の経路上に緩衝壁３５や緩衝凸部３７、傾斜面部３８等が形成されているため、Ｏリング３４に直接水流が当たることがなく、Ｏリング３４の防水性能を維持することができる。

また、カメラ装置１によれば、レンズバレル１１やフロントケース２０に緩衝壁３５や緩衝凸部３７等を形成するだけで高温高圧水流を減圧することができ、部品点数や製造工数の増加を招くことなく、簡易な構成で防水性能を高めることができる。

さらに、これにより、カメラ装置１は、例えば、ＩＰ６９Ｋ規格のような、高温高圧水流の放射を受けた場合にも、防水性能を維持することができる。ここで、ＩＰ６９Ｋは、ドイツ規格ＤＩＮ４００５０ＰＡＲＴ９で定められた、高温・高圧水に対する保護規定であり、図９に示すように、８０℃の湯を、指定の形状のノズルから８０〜１００ＢＡＲの水圧、かつ１４〜１６リットル／分の水量で、供試体に放水する。供試体とノズルの間隔は１０〜１５ｃｍ、放水の方位は水平方向に０度、３０度、６０度、９０度であり、各方位につき３０秒ずつ供試体を水平面上で回転させながら実施する。カメラ装置１は、上述した構成を備えることにより、ＩＰ６９Ｋを満足する。

また、カメラ装置１は、車載カメラとして用いる以外にも、例えば防犯カメラや、インターホンカメラ等に適用することもできる。この場合にも、フロントケース２０のレンズ開口部２２とレンズバレル１１との間隙に存在する水流経路上に、緩衝壁３５や緩衝凸部３７、傾斜面部３８等を形成することにより、Ｏリング３４に直接水流が当たらないため、あらゆる設置条件に広く対応することができる。

１カメラ装置、バックドア、３ナビゲーションシステム、１０ハウジング、１１レンズバレル、１２撮像レンズ、１４撮像素子、１５撮像機構、１６シールドケース、２０フロントケース、２１リアケース、２２レンズ開口部、２３円筒部、２４矩形部、２６接続端子、２７ジャック部、３０鏡筒部、３０ａ外周面、３１接合面部、３４Ｏリング、３５緩衝壁、３７緩衝凸部、３８傾斜面部、３９接続ブロック、４０接着剤、４２係止凹部、４４基板

Claims

レンズを外方に臨ませる開口部が設けられた外装ケースと、
上記開口部より外方に臨まされる上記レンズと、
上記レンズを保持するとともに、上記外装ケースに嵌合することにより、上記開口部より上記レンズを外方に臨ませるレンズバレルと、
上記レンズバレルと上記外装ケースとの間に設けられ、上記開口部を介して流入する流水の浸入を防止するパッキンと、
上記レンズを介して入射した光を受ける撮像素子を有する撮像機構とを備え、
上記レンズバレル又は上記外装ケースには、上記開口部と上記パッキンの間で、上記開口部を介して外部から流入する流水の経路上に上記流水を減圧する緩衝部が設けられているカメラ装置。
上記緩衝部は、上記レンズバレルの外周面に突設されている請求項１記載のカメラ装置。
上記緩衝部は、上記外装ケースの内壁に突設されている請求項１に記載のカメラ装置。
上記緩衝部は、上記レンズバレルの後端側に向かって、漸次膨出する傾斜面を有する請求項１に記載のカメラ装置。
上記外装ケースは、上記開口部が設けられたフロントケースと、上記撮像機構が配置されているリアケースとからなり、上記フロントケース及び上記リアケースは超音波溶着又は接着剤により結合されている請求項１記載のカメラ装置。
上記外装ケースは、上記撮像素子が実装された基板が収納されている請求項５記載のカメラ装置。
上記撮像機構と上記レンズバレルとをユニット化した撮像ユニットを備え、該撮像ユニットが上記リアケースに支持されるとともに、上記レンズバレルが上記フロントケースの開口部に嵌合されている請求項６記載のカメラ装置。
車載カメラに用いられる請求項７記載のカメラ装置。