JP2021047096A - 水中用カメラハウジングの気密性確認装置 - Google Patents

Abstract

【課題】気密性確認を的確に実現し得る閾値を決定可能な水中用カメラハウジングの気密性確認装置を提供する。【解決手段】水中用カメラハウジング２の気密性を確認する気密性確認装置１であって、水中用カメラハウジング２内外の気圧を検出する気圧センサーと、水中用カメラハウジング２に備えた３色ＬＥＤ発光素子８と、前記水中用カメラハウジング２に備えたブザー７と、水中用カメラハウジング２内に対する空気の吸排を行うポンプ１２と、水中用カメラハウジング２内の気密性確認制御を行う制御手段３と、を有し、前記制御手段３の制御の基に、水中用カメラハウジングの内圧を、大気圧から相対的に（０．２気圧程度低い適正値に設定する際）減圧値が設定値より高いか低いかを３色ＬＥＤ発光素子８の発光色とブザー７の発報回数で知らせ適正値に誘導する。設定範囲内に誘導されてから一定時間待機してその時の基準値を基に閾値を決定する。【選択図】図１

Description

本発明は、水中用カメラハウジングの気密性確認装置に関するものである。

一般に、水中撮影が可能なカメラ及びそのカメラを収容する水中用カメラハウジングでは、その内部への浸水を防止する為、この水中用カメラハウジングの開閉蓋部等にＯリング等からなるシール部材を用いて内部への密封構造としている。

そこで、特許文献１では、本発明に関連する技術として、半導体基板等の回路基板ケースの気密性確認試験に関する技術で、ポンプを用いた減圧法で差圧計による差圧検出方式を採用し、回路基板ケースと、基準ケースとに関して差圧計により測定した圧力差の「有り」、「無し」に応じて当該回路基板ケースの気密性の有無を判定するようにした技術が開示されている（特許文献１、段落００３１，００３２）。
また、特許文献２では、筐体内部に気圧センサーを内蔵した防水機器を、防水機器外部の気圧を変化させることができる試験装置内に配置し、前記防水機器外部の気圧変化に対する前記防水機器の筐体内部の気圧変化量を、前記気圧センサーを用いて測定し、測定値が予め設定した気圧変化量以下か否かにより、前記防水機器の防水性能が正常か否かを判定する構成とした防水機器の防水性能検査方法が開示されている。

しかし、特許文献１の技術は、自動車の室外を含めた雨水等に曝されうる位置に配置する回路基板ケースといった用途に限定され、水中用カメラハウジングの如き筐体内の密閉空間における空気圧はポンプを用いた減圧法を採用する場合、減圧直後では空気圧が変動し易いことを考慮したものではなく、水中用カメラハウジングの気密性確認を行う技術ではない。

また、特許文献２の技術は、水中用カメラハウジングの気密性確認を行う技術ではない。

特開２０１１−１５５７４１号公報 特開２００９−１２１９６５号公報

本発明は、Ｏリング等からなるシール部材のキズや劣化等の不具合、又は防水面に髪の毛や糸屑等及び塵埃等々を挟み込んだりしているとその箇所から浸水しカメラを破損してしまう。それを防止するために事前に（ダイビングの前に）短時間でカメラハウジングの気密性を確認する装置である。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、従来の装置は、ハウジングの内圧を0.8気圧程度まで減圧し、水漏れによる気圧の変化を監視して水漏れを検出しようとしているが、この場合、密閉された容器（ハウジング）の内圧は温度によって大きく変動し、温度センサーを内蔵して温度補正の仕組みをプログラムに取り入れても、陸上から水中に入る様な急激な変化では気圧の変化に対し温度変化が遅れ、十分な補正が出来ず温度変化で誤報が出てしまう。
又、この誤報を出にくくする為に閾値の幅を大きく取っているので、実際の水漏れに対して感度が低く大量に水が漏れてから警告がでるので手遅れになり、カメラが水没で破損する問題があった。
これを解決するためにダイビング前の短時間に十分な気密性があるかを確認することにより、カメラが水没して破損するのを防止するものである。

本発明は、水中用カメラハウジングの気密性を確認する水中用カメラハウジングの気密性確認装置であって、水中用カメラハウジング内外の気圧を検出する気圧センサーと、
前記水中用カメラハウジングに備えた３色発光素子と、前記水中用カメラハウジングに備えた警告音発報手段と、カメラハウジングに備えた空気の流入を阻止する逆止弁と、気密性確認制御を行う制御手段と、を備えハウジング内部を外気圧に対して相対的に0.2気圧程度まで減圧し、高精度にハウジング内の気圧の変化を監視することにより、僅かな空気漏れを短時間で検出して警告する装置である。

本発明は高精度にハウジング内の気圧の変化を監視し、僅かな空気漏れを短時間で検出できる様にしたので、ダイビング前に気密性を確認でき、浸水してカメラが破損するのを防止できる。

図１は本発明の実施例に係る水中用カメラハウジングの気密性確認装置の実体的構成ブロック図である。 図２は本発明の実施例に係る水中用カメラハウジングのプログラムによる気密性確認装置の基準値、閾値設定処理、及び、気密性確認処理の流れ（前半）を示すフローチャートである。 図３は本発明の実施例に係る水中用カメラハウジングの気密性確認装置のプログラムによる基準値、閾値設定処理、及び、気密性確認処理の流れ（後半）を示すフローチャートである。 図４は本実施例に係る水中用カメラハウジングの気密性確認装置におけるプログラムによる気密性確認装置の内部気圧を予備的基準値（Ｐ３，Ｐ４）間に誘導する際の、気圧の変化に対するブザーの鳴動とＬＥＤ表示を示したものである。 図５は本実施例に係る水中用カメラハウジングの気密性確認装置における水中用カメラハウジングの減圧直後の空気漏れ無し、空気漏れ有りの場合の気圧変化を示すグラフである。 図６は本実施例に係る水中用カメラハウジングの気密性確認装置における閾値設定処理の際の測定圧変化を示すグラフである。

本発明は、水中用カメラハウジングの気密性を確認する水中用カメラハウジングの気密性確認装置であって、水中用カメラハウジング内外の気圧を検出する気圧センサーと、水中用カメラハウジングに備えた３色発光素子と、警告音発報手段と、水中用カメラハウジング内の空気を吸引する手段と、水中用カメラハウジング内の気密性確認制御を行う制御手段とを有し、ハウジング内の気圧を精密に測定することにより空気漏れを警告する構成により実現した。

本実施例に係る気密性確認装置１は図１、に示すように、水中撮影に使用する図示しないカメラに対し気密性をもって内蔵するための水中用カメラハウジング２に適用するものである。

前記気密性確認装置１は、前記水中用カメラハウジング２に、前記気密性確認装置１全体の動作制御を行う制御手段３と、前記気圧センサーと、温度センサーとを一体化した一体センサー部６と、前記水中用カメラハウジング２内への水（海水又は淡水）の浸水を検出する浸水センサー９と、前記制御手段３の制御の基に赤色、青色、緑色の３色で発光する３色発光素子である３色ＬＥＤ素子８と、前記制御手段３の制御の基に警告音を発報する警告音発報手段であるブザー７と、前記気密性確認装置１の動作に必要な所要の電力を供給する電源である電池５と、電源スイッチ４と、を搭載している。

又前記浸水センサー9は、図１に示すように、浸水センサー部と検出レベルにより発振周波数が変化する発振器１０とにより構成している。

さらに、前記水中用カメラハウジング２内から空気を吸引する空気吸引手段である、ポンプ１２と吸引した空気が逆流するのを防止する逆止弁１１を備えている。

次に、本実施例に係る水中用カメラハウジング２の気密性確認装置１における気密性確認処理における基準値、閾値設定処理、及び、気密性確認処理の流れについて、図2、図３、（図４、図５及び図６）を参照して説明する。

前記電源スイッチ４をオンした後、設定処理をスタートし、まずハードウェアの設定を行う（Ｓ１）。すなわち、割り込み処理、図示しないタイマー等のセットアップを行う。

次に、前記電池５の電池(Batt）電圧の計測を行い、電池電圧に応じて前記３色ＬＥＤ素子８の 点滅を行う（Ｓ２）。

図４左上欄に電池(Batt）電圧に応じた３色ＬＥＤ素子８の赤色点灯パターン３種を示す。

次に、前記一体センサー部６による気圧測定と温度測定を行う（Ｓ３）。

すなわち、前記気密性確認装置１の起動時に気圧センサーにより測定し、このときの気圧Ｐｘ（ｈＰａ）を初期圧力(基準気圧)Ｐ０（ｈＰａ）として記憶保持する。また、温度センサーにより測定した温度を初期温度Ｔ０として記憶保持する。

次に、基準気圧Ｐ０を基準にして、
Ｐ０（ｈＰａ）−１７（ｈＰａ）＝Ｐ１（ｈＰａ）、
Ｐ０（ｈＰａ）−１５０（ｈＰａ）＝Ｐ２（ｈＰａ）、
Ｐ０（ｈＰａ）−１８０（ｈＰａ）＝Ｐ３（ｈＰａ）、
Ｐ０（ｈＰａ）−２２０（ｈＰａ）＝Ｐ４（ｈＰａ）
として記憶保持する（Ｓ４）。

ここに、
Ｐ１（ｈＰａ）以下は減圧開始、
Ｐ２（ｈＰａ）以下はまもなく設定値、
Ｐ３（ｈＰａ）以下でＰ４（ｈＰａ）以上は設定値範囲内、
Ｐ４（ｈＰａ）以下は減圧しすぎ、
を各々意味するものである。

次に、水中用カメラハウジング２の内気圧を測定し測定気圧Ｐｘｋ（ｈＰａ）とする（Ｓ５）。
そして、この測定気圧Ｐｘｋ（ｈＰａ）をＰ３（ｈＰａ）、Ｐ４（ｈＰａ）間となるように誘導する。

ここで、Ｐｘｋは、
現在の圧力値Ｐｘを初期温度Ｔ０、現在の温度値Ｔｘを基に下記の式で温度補正し、初期温度Ｔ０相当の圧力値に換算したものである。
即ち、Ｐｘｋ＝Ｐｘ×（Ｔ０＋２７３）／（Ｔｘ＋２７３）である。
以降の説明では測定気圧Ｐｘｋ（ｈＰａ）を用いるものとする。

次に、測定気圧Ｐｘｋ（ｈＰａ）とＰ１（ｈＰａ）とを比較し（Ｓ６）、
測定気圧Ｐｘｋ（ｈＰａ）＞Ｐ１（ｈＰａ）であれば、（減圧開始前の表示）
Ｐ０範囲表示設定、基準値計測をクリアして次に進む（Ｓ７）。
また、測定気圧Ｐｘｋ（ｈＰａ）＞Ｐ１（ｈＰａ）でなければ、次に進む。

次に、測定気圧Ｐｘｋ（ｈＰａ）と、Ｐ１（ｈＰａ）、Ｐ２（ｈＰａ）とを比較し（Ｓ８）、測定気圧Ｐｘｋ（ｈＰａ）がＰ１（ｈＰａ）より小さくＰ２（ｈＰａ）より大であれば、（減圧開始の表示）Ｐ１範囲表示設定、基準値計測をクリアして次に進む（Ｓ９）。
また、測定気圧Ｐｘｋ（ｈＰａ）がＰ１（ｈＰａ）より小さくＰ２（ｈＰａ）より大でなければ次に進む。

次に、測定気圧Ｐｘｋ（ｈＰａ）と、Ｐ２（ｈＰａ）、Ｐ３（ｈＰａ）とを比較し、
測定気圧Ｐｘｋ（ｈＰａ）がＰ２（ｈＰａ）より小さくＰ３（ｈＰａ）より大であれば（Ｓ１０）、（まもなく設定値の表示）Ｐ２範囲表示設定、ブザー７を１回鳴動させる。
すなわち、測定気圧Ｐｘｋ（ｈＰａ）がＰ３（ｈＰａ）以下になった瞬間、前記３色ＬＥＤ素子８の発光、前記ブザー７の発音により基準値予報を行うものである。これにより、予備的な基準値への誘導が近いことを速やかに把握できる。
次に、基準値計測をクリアして次に進む（Ｓ１１）。
また、測定気圧Ｐｘｋ（ｈＰａ）がＰ２（ｈＰａ）より小さくＰ３（ｈＰａ）より大でなければ次に進む。

次に、測定気圧Ｐｘｋ（ｈＰａ）と、Ｐ３（ｈＰａ）、Ｐ４（ｈＰａ）とを比較し、
測定気圧Ｐｘｋ（ｈＰａ）がＰ３（ｈＰａ）より小さくＰ４（ｈＰａ）より大であれば（Ｓ１２）、（設定値範囲内の表示）Ｐ３（ｈＰａ）範囲の表示設定を行い、ブザー７を２回鳴動させる。（Ｓ１３）
すなわち、測定気圧Ｐｘｋ（ｈＰａ）がＰ３（ｈＰａ）以下、Ｐ４（ｈＰａ）以上になった瞬間、前記３色ＬＥＤ素子８の発光、前記ブザー７の発音することにより予備的な基準値に誘導されたことを速やかに把握できる。

次にこのときの測定気圧Ｐｘｋ（Ｐ３＞Ｐｘ＞Ｐ４）が基準値Ｐ５に格納されているか否かの判定を行い（Ｓ１４）、格納されていない場合には、３０秒経過を待って（Ｓ１５）、その時の気圧値を基準値Ｐ５として格納する（Ｓ１６）。
格納されている場合には、S19にすすむ。

この基準値Ｐ５は、外気圧より０．２気圧程度低い値である。

また、３０秒経過前、又は、前記測定気圧Ｐｘｋを基準値Ｐ５とした後は、次に、測定気圧Ｐｘｋ（ｈＰａ）と、Ｐ４（ｈＰａ）とを比較し、Ｐｘｋ＜Ｐ４であれば（Ｓ１７）、Ｐ４表示設定（減圧しすぎの表示）、基準値計測をクリアして（Ｓ１８）、（Ｓ５）に戻る。
また、Ｐｘｋ＜Ｐ４でなければ（Ｓ５）に戻る。

このとき、測定気圧Ｐｘｋ（ｈＰａ）がＰ４以下になった瞬間、ブザー７を３回鳴動させ、続けて３色ＬＥＤ素子８の青色を２秒点灯させその後ゆっくりと点滅させる、
すなわち、測定気圧Ｐｘｋ（ｈＰａ）がＰ４以下になった場合、減圧し過ぎとなるので、前記３色ＬＥＤ素子8の発光、前記ブザー７の発音により警報を発するものである。これにより、減圧し過ぎの状態を速やかに把握できる。

尚、ブザー７の発音による警報の態様は以下の通りである。
Ｐ１からＰ２に移行した時 1回鳴動、設定値が近いことを示す予鈴である。
Ｐ２からＰ３に移行した時 2回鳴動、設定範囲内であるあること示す。
Ｐ３からＰ４に移行した時 3回鳴動、設定値以下で減圧しすぎであることを示す。
Ｐ３からＰ２に移行した時 4回鳴動、内圧がＰ２以上に上昇したことを示す。
Ｐ２からＰ１に移行した時 5回鳴動、内圧が初期気圧とほぼ同等に戻ったことを示す。

又、前記３色ＬＥＤ素子８における各色の基本的な点滅態様は以下の通りである。
すなわち、測定気圧Ｐｘｋ（ｈＰａ）がＰ１以上では、３色ＬＥＤ素子８の赤色が点滅し未減圧であることを示す。
測定気圧Ｐｘｋ（ｈＰａ）がＰ１とＰ２との間では、３色ＬＥＤ素子８の赤色緑色が交互点滅し、減圧中であることを示す。
測定気圧Ｐｘｋ（ｈＰａ）がＰ２とＰ３との間では３色ＬＥＤ素子８の緑色が早点滅し、設定値が近いことを示す。
測定気圧Ｐｘｋ（ｈＰａ）がＰ３とＰ４との間では、３色ＬＥＤ素子８の緑色がゆっくりと点滅し、設定値（予備的基準値）範囲内であることを示す。
さらに、測定気圧Ｐｘｋ（ｈＰａ）がＰ４以下では３色ＬＥＤ素子８の青色が点滅し、減圧しすぎであることを示すものである。

一方、（Ｓ１４）で、測定気圧Ｐｘｋ（Ｐ３＞Ｐｘｋ＞Ｐ４）が基準値Ｐ５に格納されている場合には、さらに５分経過したか否かの判定を行い（Ｓ１９）、５分経過した場合は気密性確認OKの表示を行い、ダイビングモードに移行する（Ｓ２０）。

５分経過前においては、前記測定気圧Ｐｘｋ（ｈＰａ）とＰ５＋α（ｈＰａ）とを比較し（Ｓ２１）、Ｐｘｋ＞Ｐ５＋αであれば、エア漏れ警告を行い、エラー処理に移行する（Ｓ２２）。これは電源OFFするまでリセットされない。
ここに、αは、基準値Ｐ５に対して一定時間内にどの位い気圧が上昇するとエア漏れを警告するかの設定値で、本実施例では5分以内に１．０（ｈＰａ）上昇するとエア漏れと警告するように設定した。しかし、この数値αは、ハウジングの容量やどの位のエア漏れを警告するかによって変わるので、条件によって調整するものである。

また、Ｐｘｋ＞Ｐ５＋αでなければ、前記測定気圧Ｐｘｋ（ｈＰａ）とＰ５とを比較し（Ｓ２３）、Ｐｘｋ＜Ｐ５であれば（Ｓ２３）、測定気圧Ｐｘｋ（ｈＰａ）を基準値Ｐ５として書き換え格納し（Ｓ２４）、（Ｓ５）に戻る。

さらに、Ｐｘｋ＜Ｐ５でなければ、（Ｓ５）に戻る。

図５は本実施例に係る水中用カメラハウジング２の気密性確認装置１において、減圧直後の水漏れ無し、水漏れ有りの場合の気圧変化を示すものである。

本実施例では、実験の結果、内容積２リットル程度の水中用カメラハウジングで有れば３０秒程度で気圧の変化が安定するので待ち時間を３０秒とした。また、３０秒から計測を開始して5分後には、リークが無い場合でも基準値に対して０.８（ｈＰａ）上昇するので閾値αは１．０に設定した。この数値は水中カメラハウジングの内容量や必要とする精度で変わることに留意するものである。

以上説明した本実施例に係る水中用カメラハウジング２の気密性確認装置１によれば、以下のような作用、効果を発揮する。

即ち、本実施例に係る水中用カメラハウジング２の気密性確認装置１は、水中用カメラハウジング２の気密性（密閉性）をダイビング前に短時間で確認するものである。

前記ポンプ１２水中用カメラハウジング２内の空気を抜いて（減圧して）、内部気圧の変化を気圧センサーで測定し空気漏れが無いことを確認する。空気漏れがあった場合、気圧が一定割合で上昇するのでこれを検出して前記３色ＬＥＤ素子８の発光や前記ブザー７による鳴動で警告する。

また、前記ポンプ１２で水中用カメラハウジング２内を０．８気圧程度（一定気圧）まで減圧し、減圧直後は内部気圧が図示しないＯリングの移動や馴染みで空気漏れがなくても上昇する傾向があり安定しないので一定時間（実施例では３０秒程度）待って、その時の気圧を基準値として設定する。これにより、前記ポンプ１２で水中用カメラハウジング２内を減圧した時のバラツキや減圧後の気圧の戻り分を無視でき、閾値までの幅を狭範囲に設定できることになる。

また、閾値を狭範囲に設定できることから、短時間（実施例では5分程度）で気密性を確認できるので測定中の温度変化も少なく、無視できる利点がある。

また、既述した図２、図３に示すプログラム動作の特徴は以下の通りである．
（１）基準値の設定は、外気より０．２気圧程度低く設定する必要がある。すなわち、外気圧は天候や海抜によって変わるのでー旦外気圧の測定を行ってから相対的に外気圧より０．２気圧低い値に設定する。
（２）水中用カメラハウジング２の内気圧をＰ３〜Ｐ４に誘導するに際しては、大気圧からポンプ１２で減圧する際、Ｐ３になる前にＰ２でブザー７を１回鳴らし、Ｐ３が近いことを知らせる。また、Ｐ３以下になったところでブザー７を２回鳴らす。さらに、減圧しすぎ場合、ブザー７が３回鳴り、３色ＬＥＤ素子８の青色が点灯して知らせる
（３）減圧直後、（ポンプ１２を止めても）気圧が戻る傾向があるので３０秒後の安定したデータを基準値Ｐ５とする。
（４）Ｐ５±αの範囲内で５分経過するとダイビングモードに遷移する。Ｐ５±αを超えるとリーク警告になり電源オフまでリセットされない。
（５）ダイビングモードでも気圧の監視は継続していて、基準値Ｐ５を超えると３色ＬＥＤ素子８の赤緑交互点滅となる。

尚、上述した実施例では、手動ポンプを使用したが、電動ポンプを使用しＰ３以下，Ｐ４以上を検出した時電動ポンプを自動的に停止させる様にすることも可能である。

本発明の水中用カメラハウジングの気密性確認装置は、上述した場合の他、水中撮影に用いるカメラと、交換レンズとの組み合わせからなるカメラシステムや、水中撮影に用いるカメラと、水中照明ランプとの組み合わせからなる撮影システム等用として広範に利用可能である。

１ 水中用カメラハウジングの気密性確認装置
２ 水中用カメラハウジング
３ 制御手段
４ 電源スイッチ
５ 電池
６ 一体センサー部
７ ブザー
８ ３色ＬＥＤ素子
９ 浸水センサー
１０ 発振器
１１ 逆止弁
１２ 吸引ポンプ

Claims (3)

1. 予備的な基準値範囲に誘導する際、予備的な基準値の上限より上で一定の気圧Ｐ２以下になった時、３色発光素子の発光色と警告音発報手段で発報して、予備的な基準値範囲に近いことを予鈴として速やかに知しめてなることを特徴とした水中用カメラハウジングの気密性確認装置。
2. 予備的な基準値範囲に誘導する際、減圧値が予備的な基準値の下限より低い時は、減圧し過ぎであることを、３色発光素子の発光色と警告音発報手段の発報回数で速やかに知しめてなることを特徴とした水中用カメラハウジングの気密性確認装置。
3. 予備的な基準値範囲内に誘導された直後から、一定時間待機し、その時の気圧値を閾値の基準とすることを特徴とした水中用カメラハウジングの気密性確認装置。

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