JP3833640B2 - 撮像装置 - Google Patents

Description

本発明は撮像装置に関し、特に耐環境性能を向上した撮像装置に関する。

近年、ＣＣＤ（charge-coupled device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal-oxide Semiconductor）等の撮像素子の小型化等の性能向上に伴い、多様な用途、例えば屋外用途の撮像装置が実用化され、以下に示すような技術が提案されている。

特許文献１〜４には、レンズを収納・保持する樹脂材料で形成された鏡筒の周縁に形成した突起を１番目のレンズの前面側周縁部に被せるように熱溶着によりかしめる技術が開示されている。

また、特許文献５〜８には、レンズ系に対する広い視野範囲を確保するものとして、一番目の凸状レンズの凸状表面をケース等から突出させる技術が開示されている。

また、非特許文献１、特許文献８、及び、９には、水中カメラ等に用いられる技術であって、保護ガラスを用いずに１番目の広角レンズによって直接封止するようにした技術が開示されている。

更に、特許文献１０〜１２には、ケース開口を鏡筒で封止する技術が開示されている。

特開平２−１９８４０３号公報 特開平１１−３１３２３５号公報 実開平４−１０１５１１号公報 特許第２６７９７８４号公報 実開平６−５５８７１号公報 特開平２−２８０１０７号公報 特開平５−７７２７２号公報 実開平２−６４９２７号公報 特開平９−２６５０３５号公報 特開２００２−９０６０３号公報 特開平５−２４１２２７号公報 特開平８−２９８５１号公報 写真工業、Vol.50、1992年、No.7、P.11〜12、新商品紹介

しかしながら、上述の提案の技術では、防水性能等の耐環境性能において必ずしも十分ではない場合があり、更なる技術改良が望まれていた。本発明はこうした現状に鑑みてなされたものであり、その目的は、耐環境性能等を改良した撮像装置を提供することにある。

本発明の撮像装置は、第１の開口を備えたカメラケースと、該カメラケースに内包される鏡筒と、該鏡筒に収納され、前記鏡筒から一部露出する１枚目のレンズを含むレンズ群と、該１枚目のレンズの外周面に設けられた段カット構造に配置された環状のシーリング材と、第２の開口と、前記１枚目のレンズの前記鏡筒から露出する外周部を押圧する突起部とを有し、前記鏡筒の外周部に螺合固定されて前記突起部により前記1枚目のレンズを押圧する押え部材と、を備え、前記押え部材にて前記第１の開口と前記1枚目のレンズの外周部との隙間を埋めて前記第1の開口を封止し、かつ前記突起部にて前記１枚目のレンズを押圧して固定するとともに、該押圧により前記環状のシーリング材を押圧して前記第2の開口を封止する構成とし、前記押え部材を前記鏡筒の外周部に螺合固定する前の状態では、前記押え部材と前記1枚目のレンズのクリアランスが前記環状のシーリング材の幅よりも大きく、一方、前記押え部材を螺合固定した後の状態では、前記環状のシーリング材が押圧変形して前記クリアランスが閉塞され、前記段カット構造と前記押え部材が密閉封止される寸法関係を有することを特徴とする。このように、押え部材によってカメラケースの開口を封止するとともに、１枚目のレンズによって押え部材の開口を封止する構成により、防水が容易である。

押え部材は、ねじ込み式でもよく、鏡筒の外周と嵌合して１枚目のレンズを光軸方向に押圧してもよい。１枚目のレンズは、２枚目のレンズの被写体側の所定面と当接することにより光軸方向の位置決めがなされてもよい。

１枚目及び２枚目のレンズは、前記鏡筒と当接することにより光軸方向の位置決めがなされ、１枚目のレンズと２枚目のレンズ間に配置された弾性部材によって、２枚目のレンズの光軸方向への押圧がなされてもよい。また、１枚目のレンズの被写体側面に施すべきコーティングを廃してもよい。

本発明の撮像装置の別の態様は、レンズ群を収納する鏡筒と、鏡筒から一部露出する１枚目のレンズの側面に形成される段差に挿入された環状のシーリング材と、鏡筒の外周と嵌合して１枚目のレンズを固定する、ねじ込み式の押え部材とを備え、押え部材をねじ込む前の状態では、押え部材と１枚目のレンズのクリアランスがシーリング材の幅よりも大きく、一方、押え部材をねじ込んだ後の状態では、シーリング材が押圧変形してクリアランスが閉塞される寸法関係を有する。「段差」は、１枚目のレンズの外周面上に形成されてもよいし、１枚目のレンズの外周面と鏡筒の被写体側の面とによって形成されてもよい。段差は例えば略Ｌ字状であってもよい。なお、１枚目のレンズと２枚目のレンズとの間に別のシーリング材を配してもよい。

この撮像装置では、１枚目のレンズの内面が凹状であって、シーリング材によって１枚目のレンズの径方向に生じる力の線上には１枚目のレンズの肉が連続的に存在する構成としてもよい。このとき、強度的に有利となり、シーリング材の押圧力がレンズのＲ面寸法に及ぼす影響力を軽減でき、剛性は低くとも屈折率に富んだ材料など、材料選定の自由度が上がる。

図１は本実施の形態に係る撮像装置の断面図、図２は撮像ユニットの斜視図、図３は撮像ユニットの正面図、図４は前ケースに撮像ユニットを組み込んだ斜視図である。

図１に示す如く、本実施の形態の撮像装置１は前ケース２と後ケース３を備え、前ケース２と後ケース３との間にパッキン４を挿入して密閉封止し、図２に示す如く、ケース内に撮像ユニット１０を組み込んでいる。尚、前ケース２と後ケース３とは、前ケース２の図示しないボスに対して後ケース３の背面より後ケース３の図示しない孔を挿通したネジによるネジ止めにより固定される。

図５、図６は撮像ユニット１０の分解斜視図であり、図７は図３に示した撮像ユニット１０の正面図のＡ−Ａ線断面図である。撮像ユニット１０は被写体側から順に、レンズアッシ２０と、フォームリング４０と、調整用リング４２と、リング固定板４４と、レンズホルダ４６と、ＣＣＤ基板４８と、電源基板５０とを備える。

レンズアッシ２０は、広角レンズ群として被写体側から順に第１レンズ２３、第２レンズ２４、絞り２９、第３レンズ２５、第４レンズ２６、第５レンズ２７、及び第６レンズ２８を備える。なお、本実施の形態においては、絞り２９と第３レンズ２５の間にはマスクを設け、レンズの有効光線外から入射する光線を遮っているが、これは実際のレンズ性能に鑑み、増減または移動させてもよい。

第１レンズ２３は、外周部分が段カット構造となっており、その部分にＯリング３４が配設される。鏡筒３２の外周部分と嵌合するねじ込み式の押え部材３０によって、第１レンズ２３は略光軸ＯＡ方向に押えられる。このとき、Ｏリング３４は、レンズ押え部材３０と第１レンズ２３の段カット部分によって押圧される。これによって、レンズ押え部材３０の内壁と第１レンズ２３の段カット部分で密閉封止がされ、防水性能が得られる。

第４レンズ２６、第５レンズ２７、及び第６レンズ２８を保持するレンズ保持部材２２には、３本のキー溝２１が直線的に、かつ、レンズ保持部材２２の外周を３等分する位置関係で設けられている。なお、本図ではキー溝２１は１本で代表している。また、本実施の形態では３本に限定せず適宜に設けることができる。

フォームリング４０は、発泡ゴムを材料とし、環状の形状を有し、レンズアッシ２０に内挿される。調整用リング４２は、内側にねじ加工が施され、また、レンズアッシ２０に対して自由に回転可能に嵌合される。

リング固定板４４は、調整用リング４２を挟むように、第１及び第２タップタイトネジ８０および８２によって、レンズアッシ２０に固定される。このとき、調整用リング４２の回転自由度は維持されたまま、調整用リング４２が脱落しないよう設計が配慮されている。

レンズホルダ４６は、その内側に、レンズ保持部材２２に設けられた３本のキー溝２１とキー嵌合する３本のキー４７が直線的に設けられている。なお、本図ではキー４７は１本で代表している。また、本実施の形態では３本に限定せず適宜に設けることができる。

また、レンズホルダ４６は、その外周に所定の長さだけ、雄ねじ加工が施され、調整用リング４２の内側に施されたねじと螺合するように構成されている。したがって、調整用リング４２が回転すると、キー嵌合がガイドとなって、レンズホルダ４６は非回動のまま光軸方向に前後動する。

なお、レンズホルダ４６は、レンズアッシ２０と嵌合し設計上のピント位置となる直前の所定の位置となると、レンズホルダ４６の被写体寄りの端部は、フォームリング４０に当接する。レンズホルダ４６に押されてフォームリング４０が圧縮された際に発生する予張力により、調整用リング４２とレンズホルダ４６とが嵌合するねじ部および調整用リング４２の構造部全体が一方向に片寄せされ、ねじ部のバックラッシュや構成部品寸法ばらつきによる調整用リング４２格納部の寸法変化の影響を受けない。

リング固定板４４には、調整用リング４２の外周に対して平行となるような雌ねじ部４５が形成されている。この雌ねじ部４５にとがり先のリング固定ネジ５６を組み付け、調整用リング４２とリング固定板４４が一体化することで、ピントが確実に固定される。また、ピントの固定の際に鏡筒３２を直接固定しないため、レンズに負荷が直接かからない。したがって、レンズに歪みが生じず、撮像品位の低下が避けられる。

レンズホルダ４６には、第３及び第４タップタイトネジ８４及び８６によって、撮像素子であるＣＣＤが設けられたＣＣＤ基板４８が固定される。レンズホルダ４６は、上述の通り、レンズアッシ２０に対してキー嵌合しており、その位置の調整が調整用リング４２で行われ、それぞれの部品の精度を適切に管理することにより、いわゆる「垂直出し」または「アオリ調整」とよばれる位置あわせが不要となる。ＣＣＤ基板４８がレンズホルダ４６に対して垂直となるように取り付けることで、撮像面は、光軸方向に対して垂直となる。したがって、撮像面の調整は、光軸方向をＺ軸方向とした場合、Ｘ及びＹ軸方向、及び回転方向（θ）のみでよい。なお、上記タップタイトネジは、場合により、タッピンネジや普通ネジでもよい。

ＣＣＤ基板４８には、ＣＣＤ基板４８に電力を供給するとともに、ＣＣＤ基板４８が出力する信号を撮像ユニット１０の外部に出力する機能を備える電源基板５０が取り付けられる。撮像ユニット１０は、レンズアッシ２０に設けられる、第１及び第２外装止めネジ穴９２及び９４とで、前ケース２にねじ止めされる。

以上の構成により、レンズ自体を調整することなくピント調整が可能となり、調整作業の効率が向上する。また、調整用リング４２を用いることで、ピント調整、及び、レンズ光軸と撮像素子の所定の画素を一致させる、いわゆる「光軸調整」を独立して行うことが可能となる。さらに、ピント固定は、調整用リング４２を固定することで実現できるので、レンズに直接負荷がかからず、レンズに歪みが発生することが回避できる。

レンズアッシ２０を詳述する。図８はレンズアッシ２０の断面図、図９は前ケース２の開口を押え部材３０で封止した断面図である。レンズアッシ２０の被写体側には鏡筒３２が配置され、この鏡筒３２の被写体側には第１レンズ２３が配置され、第１レンズ２３の外周部分の段カット構造にシーリング材であるＯリング３４が配置され、第１レンズ２３がＯリング３４を介して押え部材３０によって略光軸ＯＡ方向に押さえられる。ここでは、Ｏリング３４は、水素化ニトリルブタジエンゴム（ＨＮＢＲ： Hydrogenated Nitrile-Butadiene Rubber）で形成される。一般に、ニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ：Nitrile-Butadiene Rubber）は、その耐油性や耐候性により、防水カメラなどのシール材に用いられる。さらに、ＮＢＲの耐オゾン性や、耐熱性、耐候性を向上させ劣化寿命を延ばしたＨＮＢＲは、シーリング材としてより好適である。なお、第１レンズ２３の像面側の所定の面と第２レンズ２４の被写体側の所定の面とが当接することにより、第１レンズ２３の光軸ＯＡ方向の位置を規定している。

図９に示す如く押え部材３０の周縁部には段５５が形成されており、その段５５に前述のものとは別のＯリング５４が配置される。前ケース２の開口に押え部材３０を挿入する際、レンズアッシ２０に設けた突起９１（図２に記載）が前ケース２の背面に設けた図示しない凹部に位置決めされ、レンズアッシ２０に設けた孔９０に挿通したネジにより前ケース２の背面に設けた図示しないボスにネジ止めすることで前ケース２の開口は、押え部材３０により封止される。

図１０、図１１は、図８のレンズアッシ２０の断面図に示す領域７０を拡大した図であり、レンズアッシ２０の開口を第１レンズ２３にて封止する構造を説明する。

第１レンズ２３は鏡筒３２の被写体側で保持、収納され、押え部材３０の端部には、内側に向かう小さな爪状かつ環状の突起１９２（押え部）が設けられている。この押え部材３０を鏡筒３２にねじ込むことで、第１レンズ２３と押え部材３０の間に配置されたＯリング３４が押圧変形し、押え部材３０の開口は第１レンズ２３により密閉封止される。このとき、以下の設計的配慮をする。

まず、Ｏリング３４の内径は、第１レンズ２３の外径より大きく、Ｏリング３４の外径は、押え部材３０の内径より小さく設計する。こうすれば、図１０に示すように押え部材３０を鏡筒３２にねじ込む前のＯリングは押圧変形することなく配置され、図１１に示す押え部材３０を鏡筒３２にねじ込んだ後においても、Ｏリング３４は、押え部材３０の内壁面や、第１レンズ２３のコバ部との間で、大きな摩擦力を発生するような接触が避けられる。その結果、Ｏリング３４には不必要な回転方向の摩擦力やねじれの力が発生せず、ダメージを受けにくい。

さらに、光学設計上、レンズ内部の乱反射や逆光によるゴースト、フレア等を防止するために被写体側の第１レンズに反射防止用のコーティングを施すことが設計常識として確立している。しかしながら、屋外用などの撮像装置であって、第１レンズの表面が露出し且つ風等によりゴミなどがレンズ表面に当たりうる悪環境下の場合、第１レンズの表面のコーティングが一部剥がれ、撮影される画質の低下を引き起こす可能性があった。また、熱膨張によるコーティングのクラック等も同様の問題を引き起こす。そこで、本実施の形態においては、悪環境下で用いる撮像装置の場合、従来の設計常識に反し、第１レンズの外側のコーティングを廃し、かつその場合においてもゴースト、フレア等が発生しにくいレンズ構成としている。

尚、悪環境下で利用されない撮像装置であれば、当然ながら従来どおりコーティングを施してもよい。一方、屋内用であっても第１レンズに何らかの物体が当たる恐れがある場合、または環境温度の変化を受けやすい場合、第１レンズのコーティングを廃してもよい。

前ケース２の開口を押え部材３０により封止する構造を採用する本実施の形態の撮像装置は、例えば前述の特許文献１０の図１１に開示される、前ケースの開口を鏡筒により封止する構造のものと比較し、以下の作用効果上の違いを奏する。

（１）温度特性
屋外用のカメラでは、露出部分が直接外気に晒されたり、直射日光を受けるため、温度変動が大きい。鏡筒がケース外に露出する構造だと、レンズ鏡筒に温度変動による歪み、捩れ、変形が生じ、レンズの取り付け位置精度が落ちる。鏡筒は本来、１／１００ｍｍ以下のずれで光学性能に影響がでるほど精妙である。
一方、本実施の形態のように鏡筒がケースより露出しない構成であれば、押え部材３０が多少変形してもレンズの取り付け位置精度に影響がない。レンズの取り付け位置精度は鏡筒により補償されている。なお、レンズ押え部材３０をアルマイト加工したアルミ材やステンレス材等の金属材料で構成することにより熱による変形をさらに防止できる。

（２）強度
屋外用のカメラ、特に車載カメラは洗車やメンテナンスの際にカメラ部分に力が加わることがある。鏡筒が外部に露出していると、鏡筒に直接力が加えられ変形し、レンズ取り付け位置精度に影響しうる。一方、本実施の形態のように鏡筒がケースから露出しない構成であれば、力はむしろ押え部材３０に加わり、鏡筒に加わる力が抑えられ、鏡筒の変形が抑えられる。そのため、レンズの取り付け位置精度に影響がでにくい。なお、レンズ押え部材３０を前述の金属材料で構成すれば、外部からの衝撃による変形をより防止できる。

（３）薬品耐性
屋外用のカメラ、特に搭載カメラ等では、ワックス等の油脂、オイルに晒され易く、ポリマー等の腐食性のある薬品により腐食されうる。鏡筒が露出する構成では鏡筒の腐食によるレンズ取り付け位置精度の低下が懸念されるが、本実施の形態では鏡筒がケースから露出しないので、鏡筒の腐食は防止され、レンズの取り付け位置精度が維持できる。なお、レンズ押え部材３０を前述の金属材料で構成すれば、腐食をより防止できる。

（４）耐タンパー性
屋外用のカメラ、特に車載カメラ等は、外部からのいたずらを想定する必要がある。鏡筒が露出する構成だと、鏡筒に直接力が加わり、レンズずれが生じる。また、熱溶着の部分をカッター等で切り込んだり、はがされたりすることにより第１レンズが外れるおそれがある。一方、本実施の形態では鏡筒がケースから露出しないので、ケースを開けない限り第１レンズは外れず、耐久性に優れる。なお、レンズ押え部材３０を前述の金属材料で構成すれば、さらに耐タンパー性能が高まる。

（５）経時特性
経時変化により装置の各部材は劣化する。特に外部に露出している部分の劣化は内部の部材に比べて速い。鏡筒が露出し、熱溶着によりレンズを鏡筒に押えている構成では、押え部分がクリープ破壊し、レンズが外れる懸念がある。一方、本実施の形態では鏡筒がケースから露出せず、第１レンズが外れにくく、経時変化に強い。なお、レンズ押え部材３０を前述の金属材料で構成すれば、さらに経時変化に強くなる。

（６）保守性
レンズが鏡筒に熱溶着によりかしめられる構成では、保守整備の際、レンズと鏡筒を一体交換しなければならずコストがかかるが、本実施の形態では鏡筒に一体的に第１レンズを固定していないので、レンズ、鏡筒及び押え部材を別個に交換することができ、コスト面で有利である。

（７）製造容易性
鏡筒にレンズを熱溶着により押さえる構成では、熱溶着で固定する部品すべての寸法ばらつきが重なるため、レンズかしめを行うべきレンズの高さにばらつきが出て、かしめ強度を一定に保つことが困難であるが、本実施の形態の構成であれば、鏡筒へのレンズの固定が熱によらないため、レンズの取り付け位置は部品の寸法ばらつきに依存せず、工程管理や歩留まりで有利である。なお、レンズ押え部材３０を前述の金属材料で構成すれば、さらにレンズの取り付け位置精度が向上する。

（８）防水性能
一般にＯリングによる密閉封止、すなわちシーリングを行う際、Ｏリングが押圧変形された際の圧縮率を、下限として８％、上限として４０％を目安にするが、使用するＯリングの線径により圧縮率の管理値を変えていくのが好ましい。即ち、線径が小さい場合、密着面積を増大させるために圧縮率を大きくとり、逆に線径が大きい場合、必要以上の密着面積をとる必要がないため、圧縮率は小さくともよい。圧縮率は、一般には公差や経年劣化を考慮して設定される。

一方、メーカー等の一般公表資料によれば、Ｏリングによる防水は、線径２ｍｍ以下では圧縮率が１５％〜４０％、線径２〜４ｍｍ未満では圧縮率１０％〜３０％、線径４ｍｍ以上では圧縮率８％〜２０％がよいとされる。本実施の形態では、圧縮永久歪を考慮し、高圧縮側に５％のマージンを持たせ、圧縮率の管理値を１５％〜３５％としている。

このように、Ｏリングによる密閉封止の際、圧縮率を厳しく管理しなければならないが、レンズを熱溶着により鏡筒に押さえる構成では、前述のごとく、レンズ構成部品の寸法ばらつきにより、かしめ部分の高さが変動するため、熱溶着治具により一定のかしめ量が確保し辛く、結果としてＯリングの圧縮率がばらつきを生じ、所望の防水性能を実現することが困難である。一方、本実施の形態の構成であれば、押え部材のねじ込み量やねじ込み力を管理することでＯリングの圧縮率を極めて容易に管理できるため、歩留まりよく、所望の防水性能を備えることができる。

なお、レンズ押え部材３０を前述の金属材料で構成すれば、さらに厳密にＯリングの圧縮率を管理できる。また、寸法精度も一般の樹脂成型品と較べ向上するので、圧縮率の管理もさらに容易となる。

（９）小型化
レンズを熱溶着により鏡筒に押さえる構成では、上述のようにＯリングの圧縮率の管理が困難であるため、Ｏリングの径が所定以上のものしか採用できず、小型化が困難である。一方、本実施の形態の構成であれば、極めて小径のＯリングを採用でき、装置をより小型に設計できる。この場合も、レンズ押え部材３０を前述の金属材料で構成すれば、さらに厳密にＯリングの圧縮率が管理できるので、更なる小型化に寄与する。

（１０）耐振動性能
レンズを熱溶着により鏡筒に押さえる構成では、特に車載カメラ等の場合、車両その他の振動によりこの押えが外れる懸念がある。一方、本実施の形態の構成では、このような問題は生じない。

（１１）その他
本実施の形態の構成では、上記の他に、押え部材のみを変更することにより、異なる開口寸法を有するケースに対応できるため設計の自由度が高い。また、外に露出する押え部材を上述の金属等で形成することにより、押え部材に彫刻シルク印刷などを施すことができ、また装飾用の処理などを施すことにより、美観の向上が容易である。

本実施の形態の撮像装置はさらに、例えば前述の特許文献１０や特許文献５に開示の前ケースの開口を第１レンズにより封止する構造のものと比較し、以下の作用効果上の違いを奏する。

上述の従来技術は、第１レンズが一般に樹脂で成形される前ケースにより取り付け位置精度が確保される。一方、第２レンズ以降のレンズは、同じく一般に樹脂で成形される鏡筒に保持、収納されてはいるが、この鏡筒自体が前ケースに取り付けられる構造のため、第２レンズ以降の位置精度は、鏡筒自体の精度に加えて、鏡筒と前ケースとの取り付け位置精度の分、悪化する。そのため、第１レンズと第２レンズ間の精度が悪化し、光学系の性能に改善の余地が認められる。一方、本実施の形態では、第１レンズと第２レンズ間がそれぞれのレンズの面精度で決定できるため、非常に光学系精度の高い撮像装置が実現する。

以上が本発明のひとつの実施の形態である。この実施の形態は例示であり、それらの各構成要素やその組合せにいろいろな変形が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。以下、変形例を挙げる。

図１２は、変形例に係るレンズアッシ２０の断面図である。図１０では、Ｏリング３４が第１レンズ２３と押え部材３０の隙間に配置され、これらによって押圧されたが、図１２ではＯリング３４は押え部材３０と鏡筒９５の隙間に配置され、これらによって押圧される。

レンズアッシ２０の被写体寄りには鏡筒９５が配置され、この鏡筒９５の被写体側には第１レンズ１９３が配置され、この鏡筒９５の先端部であって、押え部材３０の段カット構造によって生じる隙間にＨＮＢＲ等の材質からなるＯリング３４が配置され、第１レンズ１９３が押え部材３０によって略光軸ＯＡ方向に押さえられる。

第１レンズ１９３は鏡筒９５に保持、収納され、光軸ＯＡ方向の位置決めや中心の位置決めなどが行われる。押え部材３０のねじ込みにより、第１レンズ１９３が光軸ＯＡ方向に押し付けられ、Ｏリング３４が押圧変形する。第1レンズの外周部分でかつ鏡筒９５の先端部分でＯリング３４により密閉封止がされる。

前述の実施の形態では、第１レンズ１９３の像面側の所定面と第２レンズ２４の被写体側の所定面とが当接することにより、第１レンズ１９３の光軸ＯＡ方向の位置が規定されたが、ここでは、鏡筒９５により光軸ＯＡ方向の位置が規定される。そこで、第２レンズ２４の被写体側と第１レンズ１９３の像面側に生じるクリアランスに別のＯリング１９４を介在させ、第２レンズを光軸ＯＡ方向で押え、第２レンズの取り付け位置を固定する。ただし、このための部材はＯリング１９４に限定されず、板バネ等、いろいろな形状と素材による一般的な弾性体であってもよい。図１２の第１レンズ１９３には、図１０の第１レンズ２３のようにレンズ外周面にツバを形成する必要がなくなり、簡易なレンズ構成になる。

図１３及び図１４は、図１２のレンズアッシ２０の断面図に示す領域７１を拡大した図である。レンズアッシ２０の開口を第１レンズ１９３にて封止する構造を説明する。

第１レンズ１９３は鏡筒９５の被写体側で保持、収納され、押え部材３０の端部には、内側に向かう小さな爪状かつ環状の突起１９２（押え部）が設けられている。この押え部材３０を鏡筒３２にねじ込むことで、第１レンズ１９３は鏡筒９５に押えられ光軸方向の位置を規定され、同時に第１レンズ９３の外周部分でかつ鏡筒９５の先端部分に配置されたＯリング３４が押圧変形して密閉封止される。

Ｏリング３４の内径は、第１レンズ１９３の外径より大きく、Ｏリング３４の外径は、押え部材３０の内径より小さく設計することで、図１３に示すように押え部材３０を鏡筒３２にねじ込む前のＯリングは押圧変形することなく配置され、図１４に示す押え部材３０を鏡筒３２にねじ込んだ後においても、Ｏリング３４は、押え部材３０の内壁面や鏡筒９５の先端部分との間で大きな摩擦力を発生するような接触が避けられる。これによる効果は前述のとおりである。

レンズの変形についても設計上の配慮が可能である。図１５は、第１レンズ１９３の形状と第１レンズ１９３の外周部分に用いられるＯリング３４との位置関係を示す拡大断面図である。本図のごとく、このレンズアッシ２０において、押え部材３０がねじ込まれた際、Ｏリング３４の圧縮によって第１レンズ１９３の径方向に生じる力の線上１００には第１レンズ１９３の肉が連続的に存在する。したがって、Ｏリング３４からの力によって、第１レンズ１９３の凹状部が変形しにくく、硬度の高いレンズを用いる必要がない。その結果、製造コスト面、レンズ設計の自由度の面で有利であり、特に外部からの衝撃が強い場合、この構成は有利である。

図１６及び図１７は、レンズアッシ２０の開口を封止するための構成の変形例を示す断面図である。ここで、押え部材３０以外の構成は図１３及び図１４同様であるので説明を略す。

押え部材９６は、Ｏリング３４が配置される第１レンズ１９３の外周部分において、内壁面に溝１２０を有する。図１６では、Ｏリング３４を押え部材９６に接する径で設け、図１７では第１レンズ１９３に接する径で設けている。溝１２０により、Ｏリング３４が押圧変形しても、押え部材９６に対し、それが第１レンズ１９３から離れる方向への力がかかりにくくなり、良好に第１レンズ１９３を鏡筒９５に押えることができる。

図１８は、図１３及び図１４に示す、レンズアッシ２０の開口を封止した構成の変形例を示す断面図である。第１レンズ１１０は、像面側の径が小さくなるように外周部に段差を設け、その段差部にＯリング３４を配置する。押え部材１１３は先端に爪状の突起１１２（押え部）をもち、Ｏリング３４が配置される個所に溝１２０が掘られている。第１レンズ１１０の側に段差があるため、押え部材１１３は溝１２０の分しか段差を持っていない。そのため、突起１１２（押え部）が図１３及び図１４に比べて大きくなっている。

以上の構成において、押え部材３０を鏡筒９５にねじ込むことで、押え部材３０により第１レンズ１１０が鏡筒９５に押さえられ、同時にＯリング３４は鏡筒９５の先端部分と第１レンズ１１０により押圧変形して密閉封止がされる。

図１９及び図２０は、図１３及び図１４の別の変形例を示す。ここでは、第１レンズ１９３の側面と押え部材１１４との間に隙間１２２を設けた点で構成が異なり、他の点は同一である。この隙間１２２により、Ｏリング３４を押圧変形したことによる力を逃がすことができ、押え部材１１４が第１レンズ１９３から離れる方向に広がることを防止できる。

同様に、図２１及び図２２は、図１６及び図１７の変形例を示し、図２３は図１８の変形例を示す。ここでも第１レンズ１９３、１１０の側面と押え部材１１５、１１６との間に隙間１２２を設けた点で構成が異なり、他の点は同一である。また、その効果は上述のとおりである。

本発明によれば、特に耐環境性能を向上した撮像装置を提供することができる。

実施の形態に係る撮像装置の断面図である。 実施の形態に係る撮像ユニットの斜視図である。 実施の形態に係る撮像ユニットの正面図である。 実施の形態に係る前ケースに撮像ユニットを組み込んだ斜視図である。 実施の形態に係る撮像ユニットの分解斜視図である。 実施の形態に係る撮像ユニットの他の分解斜視図である。 実施の形態に係る撮像ユニットのＡ−Ａ断面図である。 実施の形態に係るレンズアッシの断面図である。 実施の形態に係る前ケースの開口を押え部材で封止すると共に押え部材の開口を第１レンズで封止した断面図である。 レンズアッシの開口を第１レンズにて封止した断面図であり、押え部材で押える前の状態である。 レンズアッシの開口を第１レンズにて封止した断面図であり、押え部材で押えた後の状態である。 実施の形態に係る他のレンズアッシの断面図である。 図１２のレンズアッシの所定領域を拡大した断面図である。 図１２のレンズアッシの所定領域を拡大した断面図である。 第1レンズの構成と第1レンズの外周部分に用いられるＯリングとの関係を示す断面図である。 図１３に示すレンズアッシの開口を封止した構成の変形例を示す断面図である。 図１４に示すレンズアッシの開口を封止した構成の変形例を示す断面図である。 図１３及び図１４に示すレンズアッシの開口を封止した構成の他の変形例を示す断面図である。 図１３の他の変形例を示す断面図である。 図１４の他の変形例を示す断面図である。 図１６の変形例を示す断面図である。 図１７の変形例を示す断面図である 図１８の変形例を示す断面図である。

符号の説明

１ 撮像装置
２ 前ケース
３ 後ケース
１０ 撮像ユニット
２０ レンズアッシ
２３、１１０、１９３ 第１レンズ
３０、９６、１１３、１１４、１１５、１１６ 押え部材
３２、９５ 鏡筒
３４、５４、１９４ Ｏリング

Claims (5)

1. 第１の開口を備えたカメラケースと、該カメラケースに内包される鏡筒と、該鏡筒に収納され、前記鏡筒から一部露出する１枚目のレンズを含むレンズ群と、該１枚目のレンズの外周面に設けられた段カット構造に配置された環状のシーリング材と、
   第２の開口と、前記１枚目のレンズの前記鏡筒から露出する外周部を押圧する突起部とを有し、前記鏡筒の外周部に螺合固定されて前記突起部により前記1枚目のレンズを押圧する押え部材と、
   を備え、前記押え部材にて前記第１の開口と前記1枚目のレンズの外周部との隙間を埋めて前記第1の開口を封止し、かつ前記突起部にて前記１枚目のレンズを押圧して固定するとともに、該押圧により前記環状のシーリング材を押圧して前記第2の開口を封止する構成とし、
   前記押え部材を前記鏡筒の外周部に螺合固定する前の状態では、前記押え部材と前記1枚目のレンズのクリアランスが前記環状のシーリング材の幅よりも大きく、一方、前記押え部材を螺合固定した後の状態では、前記環状のシーリング材が押圧変形して前記クリアランスが閉塞され、前記段カット構造と前記押え部材が密閉封止される寸法関係を有することを特徴とする撮像装置。
2. 前記段カット構造は、前記１枚目のレンズの外周面と前記鏡筒の被写体側の面とによって形成されることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記１枚目のレンズと２枚目のレンズとの間に別のシーリング材を配して密閉封止したことを特徴とする請求項１または２に記載の撮像装置。
4. 前記１枚目のレンズの内面が凹状であって、前記段カット構造に配置された前記環状のシーリング材によって前記１枚目のレンズの径方向に生じる力の線上には、前記１枚目のレンズの肉が連続的に存在するよう前記１枚目のレンズの形状設計がなされていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の撮像装置。
5. 前記段カット構造に配置された前記環状のシーリング材、及び、前記１枚目のレンズと２枚目のレンズとの間に配される前記別のシーリング材とに、水素ニトリルブタジエンゴムのOリングを用いることを特徴とする請求項３または４に記載の撮像装置。

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