JP2023120797A - 防水カメラシステム及び防水ケース - Google Patents

Abstract

【課題】水中撮影と水上撮影を手軽に行うことが可能な防水カメラシステムを提供する。【解決手段】防水ケース２００にデジタルカメラ１００が密閉収容された防水カメラシステム１０００において、デジタルカメラ１００は、レンズ部３を含む第１の筐体１と、第１の筐体１を保持する第２の筐体２とを有し、防水ケース２００は、第１の筐体１の周囲を囲む第１の部分２５０と、第２の筐体２の周囲を囲む第２の部分２６０とを有する。防水ケース２００は、デジタルカメラ１００を収容した状態で、第１の部分２５０が水中側にある第１の姿勢と第１の部分２５０が水上側にある第２の姿勢のいずれの姿勢でも水面に浮くことのできる浮力を有する。【選択図】図６

Description

本発明は、防水カメラシステム及び防水ケースに関する。

デジタルカメラ等の撮像装置を専用の防水ケースに密閉収容して構成される防水カメラシステムが水中や水上での撮影に用いられている。防水カメラシステムを撮像装置が水面よりも上側に位置するようにフロートやサーフボード等の浮力を有する部材の上に取り付けて水面に浮かばせることにより、水上撮影を行うことができる。また、防水カメラシステムにフロート部材を取り付けて撮像装置を水中側に沈めて水面に浮かばせ、無線通信によって撮像装置を遠隔操作しながら水中撮影を行う水中監視システムが提案されている（特許文献１参照）。ここで、４Ｇや５ＧやＷｉ－Ｆｉ（登録商標）等の電波は水中を伝播することができない。そのため、特許文献１の水中監視システムでは、撮像装置の通信用アンテナをフロートから水上に突出させることで、外部機器と撮像装置との間の無線通信を可能としている。

特開２００３－３７７５５号公報

上記特許文献１に記載された技術は、水中撮影専用のシステムとして構成されており、水面に浮かばせた状態で水上を撮影する使用方法を考慮していない。また、従来、防水カメラシステムを水面に浮かばせて水中撮影を行う場合と水上撮影を行う場合とでは、防水カメラシステムを水面に浮かせるためのフロート等を取り替える必要がある等の手間を要する。そこで、手軽に水中撮影と水上撮影を行うことが可能な防水カメラシステムが求められている。

本発明は、水中撮影と水上撮影を手軽に行うことが可能な防水カメラシステムを提供することを目的とする。

本発明に係る防水カメラシステムは、防水ケースに撮像装置が密閉収容された防水カメラシステムであって、前記撮像装置は、レンズ部を含む第１の筐体と、前記第１の筐体を保持する第２の筐体と、を有し、前記防水ケースは、前記第１の筐体の周囲を囲む第１の部分と、前記第２の筐体の周囲を囲む第２の部分と、を有し、前記撮像装置を収容した状態で防水ケースの前記第１の部分が水中側にある第１の姿勢と前記第１の部分が水上側にある第２の姿勢のいずれの姿勢でも水面に浮くことのできる浮力を有することを特徴とする。

本発明によれば、水中撮影と水上撮影を手軽に行うことが可能な防水カメラシステムを提供することができる。

防水カメラシステムに用いられるデジタルカメラの外観斜視図である。 防水カメラシステムに用いられる防水ケースの外観斜視図である。 防水カメラシステムの分解斜視図である。 防水ケースへのデジタルカメラの固定方法を説明する模式図である。 防水カメラシステムの側面図である。 防水カメラシステムを水面に浮かばせた状態を示す断面図である。 デジタルカメラの内部に装備される無線モジュールの正面図である。

以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。図１は、実施形態に係る防水カメラシステム１０００に用いられる撮像装置の一例としてのデジタルカメラ１００の外観斜視図であり、図１（ａ）と図１（ｂ）とではデジタルカメラ１００を見る方向が異なっている。なお、防水カメラシステム１０００の全体像は、後述する図３，図５及び図６に示されている。

デジタルカメラ１００は、大略的に、第１の筐体１と第２の筐体２から構成されている。第１の筐体１は、第１の筐体１の正面部と上部を覆うトップカバー１０を有する。トップカバー１０は、透光性を有するドーム部材１１を有する。ドーム部材１１は、例えば、ポリカーボネート樹脂やアクリル樹脂等の透光性の高い樹脂材料で形成されており、本実施形態では可視光の透過率の大きいアクリル樹脂が使用されている。

ドーム部材１１の内側には、破線で示すレンズ部３が、チルト駆動回転軸Ｔを中心としてチルト駆動（垂直回転）を行うことができるように、第１の筐体１の内部に回転可能に保持されている。レンズ部３は、第１の筐体１の内部に配置された不図示の撮像素子に光学像を結像させる撮像光学系を構成する。

第２の筐体２は、デジタルカメラ１００の基台部であり、第１の筐体１をパン駆動回転軸Ｐを中心としてパン駆動（水平回転）を行うことができるように回転可能に保持する。こうして、デジタルカメラ１００は、デジタルカメラ１００が定点配置されていても、パン駆動とチルト駆動を組み合わせることによってレンズ部３を移動させることにより、様々な方向を撮像することができるよう構成されている。

第２の筐体２は、外装部品としてのボトムカバー２１を有する。ボトムカバー２１の内部には、カメラ制御基板やカメラ駆動用電池（共に不図示）、無線モジュール１５０（図６及び図７参照）が配置されている。ボトムカバー２１の側面には、電源ボタン２２と無線通信ボタン２３が設けられている。ボトムカバー２１の底面には、防水ケース２００（図２参照）のカメラ固定用雄ねじ部２０４（図２参照）と締結される固定用雌ねじ穴部２１ａと、防水ケース２００に対する位置決めに用いられる位置決め穴２１ｂが設けられている。

図２は、実施形態に係る防水カメラシステム１０００に用いられる防水ケース２００の外観斜視図であり、図２（ａ）と図２（ｂ）とでは防水ケース２００を見る方向が異なっている。なお、図２（ａ）には、防水ケース２００にデジタルカメラ１００が収容された状態が示されている。

防水ケース２００は、大略的に、ボトムケース２０１とトップケース２０２により構成される。ボトムケース２０１にはデジタルカメラ１００が固定される。ボトムケース２０１には、ストラップ紐係止部２０１ｓと三脚雌ねじ穴２０１ｂが設けられており、また、カメラ固定用雄ねじ２０４の取り付けが可能となっている。ストラップ紐係止部２０１ｓには、防水カメラシステムを水面に浮かばせて使用する際に防水カメラシステムの流れ止めとなる不図示のストラップ紐を取り付けることができる。三脚雌ねじ穴２０１ｂは、防水ケース２００を不図示の三脚座に固定するための部位である。固定用雌ねじ穴部２１ａと螺合するカメラ固定用雄ねじ２０４には、コイン等でねじ締めを可能とする直線状の凹部２０４ｂが設けられている。トップケース２０２は、透光性の高いポリカーボネート樹脂で形成されている。

図３は、防水カメラシステム１０００の分解斜視図であり、デジタルカメラ１００については分解せずに示されている。デジタルカメラ１００は、カメラ固定用雄ねじ２０４によって防水ケース２００のボトムケース２０１に固定される。デジタルカメラ１００とボトムケース２０１の位置決め方法及び固定方法の詳細については、図４を参照して後述する。

デジタルカメラ１００とボトムケース２０１との間には、緩衝材として弾性を有するラバーシート２３１が配置されている。ラバーシート２３１は、不図示の両面テープを用いてボトムケース２０１に固定されており、外部から防水ケース２００に加わる衝撃や振動を吸収して、衝撃や振動がデジタルカメラ１００へ伝達されるのを抑制する。なお、ラバーシート２３１の固定には接着剤が用いられいてもよい。

トップケース２０２の開口側の内側には雌ねじ部２０２ａが形成されており、ボトムケース２０１には、雌ねじ部２０２ａと螺合する雄ねじ部２０１ａが形成されている。雌ねじ部２０２ａと雄ねじ部２０１ａを螺合させることで、トップケース２０２とボトムケース２０１は連結される。その際、トップケース２０２とボトムケース２０１の螺合部からの水の侵入は、シリコンゴム等で形成されたＯリング２３２により防止される。Ｏリング２３２は、トップケース２０２のＯリング固定部２０２ｂ（図６（ａ）参照）に固定されており、ボトムケース２０１のＯリング当接部２０１ｆ（図４及び図６（ａ）参照）によって弾性圧縮されることで内部への水の侵入を防止する。

このように、ボトムケース２０１の雄ねじ部２０１ａとトップケース２０２の雌ねじ部２０２ａが螺合され、Ｏリング２３２によって螺合部が防水されることで、防水ケース２００は防水機能を保ちつつ容易な開閉操作が可能となっている。

ボトムケース２０１に設けられた孔部２０１ｃから防水ケース２００の内部への水の侵入は、カメラ固定用雄ねじ２０４とボトムケース２０１の間にシリコンゴム等で形成されたＯリング２３３が配置されていることによって防止される。こうして、デジタルカメラ１００は、防水ケース２００内に気密に密閉収容される。なお、ボトムケース２０１の孔部２０１ｃには雌ねじ部が形成されており、デジタルカメラ１００をボトムケース２０１から取り外した状態でも、カメラ固定用雄ねじ２０４がボトムケース２０１から容易には脱落しない構成となっている。

図４は、防水ケース２００のボトムケース２０１へのデジタルカメラ１００の固定方法を説明する模式図である。ボトムケース２０１の位置決めボス２０１ｄとデジタルカメラ１００の位置決め穴２１ｂを嵌合させると共に、カメラ固定用雄ねじ２０４の雄ねじ部２０４ａをデジタルカメラ１００の固定用雌ねじ穴部２１ａに螺合させる。これにより、デジタルカメラ１００は防水ケース２００のボトムケース２０１に位置決めされて、ラバーシート２３１を介してボトムケース２０１に密着した状態で固定され、デジタルカメラ１００の各要素と防水ケース２００の各要素の位置関係が定まる。

次に、防水ケース２００の形状的特徴と防水カメラシステム１０００を水面に浮かばせた状態について説明する。図５は、防水カメラシステム１０００の側面図である。図６は、防水カメラシステム１０００を水面に浮かばせた状態を示す断面図である。図７は、デジタルカメラ１００の内部に装備される無線モジュール１５０の正面図である。

図６（ａ）はレンズ部３が水中側に位置する水中撮影時の状態を示しており、図６（ｂ）はレンズ部３が水上側に位置する水上撮影時の状態を示している。また、図６（ａ），（ｂ）の各断面は、図５中に示す矢視Ａ－Ａでの断面で示されており、デジタルカメラ１００のパン駆動回転軸Ｐとチルト駆動回転軸Ｔを含む。なお、図６では、以下の説明に不要な部位の図示は省略されている。

前述したように、防水ケース２００はボトムケース２０１とトップケース２０２で構成される。防水ケース２００は、全体が中心軸Ｒを中心とした略回転体形状（図６の断面を中心軸Ｒを中心に回転させた際の軌跡により形成される立体形状）を有する。防水カメラシステム１０００において、つまり、防水ケース２００にデジタルカメラ１００が密閉収容された状態において、防水ケース２００の中心軸Ｒとデジタルカメラ１００のパン駆動回転軸Ｐとは略合致する。

防水ケース２００は、大略的に、第１の部分２５０と第２の部分２６０から構成される。図５に示されるように、第１の部分２５０はトップケース２０２の一部で構成され、第２の部分２６０はトップケース２０２の一部とボトムケース２０１により構成される。概ね、第１の部分２５０は第１の筐体１の周囲を囲み、第２の部分２６０は第２の筐体２の周囲を囲む。

第２の部分２６０の最大外形部２６１から中心軸Ｒまでの距離Ｌ２は、防水ケース２００の第１の部分２５０の最大外形部２５１から中心軸Ｒまでの距離Ｌ１よりも大きい（Ｌ２＞Ｌ１）。換言すると、防水ケース２００の第１の部分２５０は、デジタルカメラ１００の第１の筐体１の外周面から概ね等距離で隣接する形状を有する。これに対して、第２の部分２６０は、第１の部分２５０との境界から徐々にデジタルカメラ１００の第２の筐体２の外周から離れる形状を有する。こうして、防水ケース２００は、第２の部分２６０において広い空間を有している。つまり、防水ケース２００は第２の部分２６０において所定の浮力を有しており、レンズ部３が水中側にある姿勢と水上側にある姿勢のどちらの姿勢であっても、フロート等の浮き部材を使用せずに水面Ｗ付近で安定して浮かんだ状態を保持することができる。よって、水中撮影であっても水上撮影であっても、安定して行うことが可能となる。

防水カメラシステム１０００は、図５に示されるように、デジタルカメラ１００の撮影画角Ｖが下方（第２の部分２６０側）に最大限チルト駆動されて撮影画角ＶＴとなっても、第２の部分２６０が映り込まないように設計されている。つまり、デジタルカメラ１００で設定可能な撮影画角内に第２の部分２６０が入り込まないように設計されている。
よって、水上撮影時と水中撮影時のいずれの状態であっても、デジタルカメラ１００のレンズ部３をチルト駆動した際に、撮影画角に防水ケース２００を写り込ませることなく、撮影を行うことができる。

前述したように、第２の部分２６０は、第１の部分２５０との境界から徐々にデジタルカメラ１００の第２の筐体２の外周から（換言すれば、中心軸Ｒから）離れる第１の傾斜部２６２ａを有する。また、第２の部分２６０は、最大外形部２６１からボトムケース２０１の底面へ向けて（換言すれば、中心軸Ｒへ）徐々に接近する第２の傾斜部２６２ｂを有する。第１の傾斜部２６２ａと第２の傾斜部２６２ｂは、中心軸Ｒと直交する平面を挟んで対向する。水中撮影時には第１の傾斜部２６２ａが水中側となり、水上撮影時には第２の傾斜部２６２ｂが水中側となり、水面Ｗの揺れの影響を緩和する。こうして、防水カメラシステム１０００を水面Ｗで安定して浮かばせた状態とすることで、撮影時の揺れを軽減させることができる。

また、第１の傾斜部２６２ａは、デジタルカメラ１００のレンズ部３を第２の部分２６０側に最大限チルト駆動させた撮影画角ＶＴと重ならない範囲で、第２の部分２６０の内部空間の体積が大きくなるように設計される。これにより、防水ケース２００は、第１の傾斜部２６２ａと第２の傾斜部２６２ｂからなる傾斜部２６２を有することにより、第２の部分２６０での内容積が増えてその内部に空気を保持することができることで、大きな浮力を得ることができる。

第２の筐体２の内部に装備される無線モジュール１５０は、図７に示されるように、回路基板上に不図示のＩＣやコネクタを実装すると共に、アンテナ部１５０ａを実装している。デジタルカメラ１００は、アンテナ部１５０ａを介して外部機器との間で無線通信を行うことができる。なお、本実施形態では、無線モジュール１５０として、無線モジュール基板にアンテナ部１５０ａが形成されたアンテナ一体型モジュールを使用しているが、これに限らず、アンテナ部１５０ａを別体として有する構成であってもよい。

防水カメラシステム１０００の使用時にアンテナ部１５０ａが水面よりも下側に位置すると、アンテナ部１５０ａへ電波が届き難くなる。よって、水中撮影と水上撮影の両方で水による通信切断の発生を抑制するためには、水中撮影時と水上撮影時の両方でアンテナ部１５０ａを水面よりも上側又は水面付近に位置させることが望ましい。アンテナ部１５０ａを水面よりも上側又は水面付近に位置させるために防水ケース２００に必要とされる浮力の大きさは、内包されるデジタルカメラ１００の重量とアンテナ部１５０ａの実装位置を考慮して設計される。これにより、デジタルカメラ１００での撮影操作や撮影条件の設定操作、撮影画像ライブビュー表示等やデジタルカメラ１００に記憶された撮影画像等の再生等を、外部機器においてストレスフリーで行うことが可能となる。

前述したように、デジタルカメラ１００のパン駆動回転軸Ｐと防水ケース２００の中心軸Ｒは、略合致する（換言すれば、略同一直線上にある）。これにより、デジタルカメラ１００をパン駆動させても、デジタルカメラ１００のレンズ部３と防水ケース２００のトップケース２０２との間の距離が一定に保たれるため、トップケース２０２が原因となって撮影画像に歪みが生じるのを抑制することができる。

また、防水ケース２００の第１の部分２５０の一部は、図６に示されるように、点Ｃを中心とした半径ＳＲの半球形状２０２ｅとなっている。そして、点Ｃは、パン駆動回転軸Ｐとチルト駆動回転軸Ｔの交点に位置しており、且つ、レンズ部３の撮影光軸上に位置している。これにより、デジタルカメラ１００をパン駆動させた場合もレンズ部３をチルト駆動させた場合も、デジタルカメラ１００のレンズ部３と防水ケース２００のトップケース２０２との間の距離が一定に保たれる。よって、トップケース２０２が原因となって撮影画像に歪みが生じるのを抑制することができる。

なお、第１の部分２５０を半球形状２０２ｅから円柱形状２０２ｆへと続く形状としているのは、トップケース２０２の内側形状を樹脂金型で成型する際の金型の抜き方向を考慮し、アンダーカットを無くした形状にしたためである。

以上の説明の通り、本実施形態によれば、フロート等の浮き部材を使用せずに手軽に水中撮影と水上撮影を行うことができる。また、外部機器とデジタルカメラとの間の無線通信が水によって切断されるのを回避することができることにより、デジタルカメラに対する外部機器による各種操作やデジタルカメラから外部機器への画像データ等の送信等をストレスフリーで行うことが可能となる。

以上、本発明をその好適な実施形態に基づいて詳述してきたが、本発明はこれら特定の実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の様々な形態も本発明に含まれる。例えば、上記実施形態では、パン駆動とチルト駆動が可能なレンズ部を有するデジタルカメラを防水ケースに収容することによって防水カメラシステムを構成した。しかしながら、防水ケースに収容可能なデジタルカメラは、前出の構成に限られず、例えば、撮影方向が可変でない（レンズ部の向きを変更することができない）ものであってもよい。

また、防水ケースに収容可能な撮像装置は、デジタルカメラに限定されるものではなく、撮像機能（撮像素子）を備えたビデオカメラやスマートフォン等の電子機器であってもよい。防水ケースとしてトップケースとボトムケースを螺合させると共にＯリングを介在させて密閉する構造のものを取り上げたが、これに限らず、Ｏリングを介在させてパッチン錠等を用いて密閉する構造のものを用いてもよい。

更に、上記実施形態では、防水ケースを第２の部分の最大外形部において螺合するトップケースとボトムケースで構成したが、２つのケースを螺合させる位置はこれに限られない。また、防水ケースは、トップケースとボトムケースの２つのケースに限らず、撮像装置の形状等を考慮して、３つ以上のケースで構成するようにしてもよい。

１ 第１の筐体
２ 第２の筐体
３ レンズ部
１０ トップカバー
２１ ボトムカバー
１００ デジタルカメラ
１５０ 無線モジュール
１５０ａ アンテナ部
２００ 防水ケース
２０１ ボトムケース
２０２ トップケース
２６２ａ 第１の傾斜部
２６２ｂ 第２の傾斜部
１０００ 防水カメラシステム

Claims (10)

1. 防水ケースに撮像装置が密閉収容された防水カメラシステムであって、
   前記撮像装置は、
   レンズ部を含む第１の筐体と、
   前記第１の筐体を保持する第２の筐体と、を有し、
   前記防水ケースは、
   前記第１の筐体の周囲を囲む第１の部分と、
   前記第２の筐体の周囲を囲む第２の部分と、を有し、
   前記撮像装置を収容した状態で防水ケースの前記第１の部分が水中側にある第１の姿勢と前記第１の部分が水上側にある第２の姿勢のいずれの姿勢でも水面に浮くことのできる浮力を有することを特徴とする防水カメラシステム。
2. 前記撮像装置は、アンテナ部を有する無線モジュールを備え、
   前記第１の姿勢と前記第２の姿勢のそれぞれの姿勢において、前記アンテナ部が水面よりも上側または水面付近に位置することを特徴とする請求項１に記載の防水カメラシステム。
3. 前記防水ケースは中心軸を有する略回転体形状を有し、
   前記撮像装置において前記第１の筐体は、前記中心軸と略同一直線上にあるパン駆動回転軸を中心として回転可能に前記第２の筐体に保持され、
   前記レンズ部は前記パン駆動回転軸と直交するチルト駆動回転軸を中心として回転可能に前記第１の筐体に保持されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の防水カメラシステム。
4. 前記第１の部分の一部は半球形状を有し、
   前記半球形状の中心は、前記パン駆動回転軸と前記チルト駆動回転軸の交点に位置し、且つ、前記レンズ部の撮影光軸上に位置していることを特徴とする請求項３に記載の防水カメラシステム。
5. 前記第２の部分は、前記撮像装置で設定可能な撮影画角内に入り込まない形状を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の防水カメラシステム。
6. レンズ部を含む第１の筐体と、前記第１の筐体を保持する第２の筐体とを有する撮像装置を密閉収容する防水ケースであって、
   前記第１の筐体の周囲を囲む第１の部分と、
   前記第２の筐体の周囲を囲む第２の部分と、を有し、
   前記第１の部分が水中側にある第１の姿勢と前記第１の部分が水上側にある第２の姿勢のいずれの姿勢でも水面に浮くことのできる浮力を有することを特徴とする防水ケース。
7. 前記防水ケースは中心軸を有する略回転体形状を有することを特徴とする請求項６に記載の防水ケース。
8. 前記防水ケースにおいて、前記第２の部分の最大外形部から前記中心軸まで距離は前記第１の部分の最大外形部から前記中心軸までの距離よりも大きいことを特徴とする請求項７に記載の防水ケース。
9. 前記第２の部分は、
   前記第１の部分との境界から前記第２の部分の最大外形部へ向けて前記中心軸から離れる第１の傾斜部と、
   前記第２の部分の最大外形部から前記中心軸に徐々に接近する第２の傾斜部と、を有することを特徴とする請求項８に記載の防水ケース。
10. 前記防水ケースは、前記第２の部分の最大外形部において螺合する２つのケースからなることを特徴とする請求項６乃至９のいずれか１項に記載の防水ケース。
    

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