JP4234626B2 - 撮影カメラ - Google Patents

Description

本発明は、監視装置、自動車等に搭載される車載用監視装置等に使用される撮影カメラであって、特に厳しい自然環境下でも適応可能な撮影カメラに関する。

近年、屋外監視装置や車載用監視装置等に使用される撮影カメラ等が台頭してきており、これらのカメラは、家屋や自動車等が遭遇するのと同等の環境に晒されることになり、これらの厳しい環境下でも適切に対応できることが要求されてきている。この要求を満足するため、自然環境に直接接している物体側第１レンズの保護強化や防水対策を施しているが、十分満足することができない。即ち、前記第１レンズに防水対策を施しても経年的ないしは酷寒地等においての急激な温度変化によってレンズ面が結露したり、曇ったりして光学性能を妨げることが起こり得る。このとき、外気に接しているレンズ面は拭くことができるがレンズ内部のレンズ面に至っては拭くことができない。そこで、これを回避するための方策が必要となってくる。

これに対応するため、鏡筒の内周の第１レンズを収納する段部と第１レンズの端部にＯリングからなるゴムパッキングを配設し、第１レンズと第２レンズ間に外気が侵入することを防止する提案がなされている（特許文献１）。

しかしながら、酷寒地の場合等外気は寒冷なのにカメラの光学系においては、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）やＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）等の電気回路から発生する熱によってレンズ内の水分が暖められて水蒸気となり、これが外気やカメラの電源が切られたとき等において、レンズ面が結露したり、曇ったりしてしまう。このような状況に対しては、前記提案では、十分に対応できないうらみがあった。
特開２００２−９０６０３号公報

本発明の課題は、前記従来技術の問題点を解決して、レンズ内部の結露または曇りの発生を適当に抑制することができる撮影カメラを提供することにある。

本発明は、第１の発明として、レンズを少なくとも２枚以上組み合わせて鏡筒内に収納し熱を発生する電気回路を搭載した撮影カメラにおいて、鏡筒の内周に、第１レンズを収納する第１段部と、この第１段部に連接する第２レンズを収納する第２段部を設け、前記第１レンズの端面と前記第２レンズの端面とに圧接する１個の部材のみで構成された弾性シーリング部材を配設し、前記弾性シーリング部材は、前記第２レンズの上面端部に形成されている円環状の切り欠き段部と前記第１レンズの端面底面との間に配設されて前記第１レンズと前記第２レンズの間を密封しており、前記第１レンズの端面底面部分と前記第２レンズの端面上面部分とは当接していることを特徴とする撮影カメラとすることによって、第１レンズ及び第２レンズ間でのレンズ面の結露や曇ることを適切に抑制可能としたものである。また、部品点数を減らし、より安価な撮影カメラを提供可能としたものである。

本発明による第２の発明は、レンズを少なくとも２枚以上組み合わせて鏡筒内に収納し熱を発生する電気回路を搭載した撮影カメラにおいて、鏡筒の内周に、第１レンズを収納する第１段部と、この第１段部に連接する第２レンズを収納する第２段部を設け、前記第１レンズの端面と前記第２レンズの端面とに圧接する１個の部材のみで構成された弾性シーリング部材を配設し、前記弾性シーリング部材は、前記第１レンズの端面底面と前記第２レンズの端面側面と前記第１段部の底面部とに圧接するように配設されて、前記第１レンズと前記第２レンズの間を密封しており、前記第１レンズの端面底面部分と前記第２レンズの端面上面部分とは当接していることを特徴とする。

本発明による第３の発明は、前記弾性シーリング部材は、前記第１段部の底面部と前記第１段部の側壁との間に形成されている断面傾斜面に圧接するように配設されたことを特徴とする第２発明記載の撮影カメラとすることができる。

本発明においては、鏡筒の内周の第１レンズを収納する段部と第１レンズの端部にＯリングからなるゴムパッキングを配設し、第１レンズと第２レンズ間に外気が侵入することを防止するだけでは、第１レンズ及び第２レンズの表面への結露や曇りを十分に抑制できないことを解明し、この問題を解決するためにさらに検討の結果、第２レンズと鏡筒の内周間の間隙を通してカメラ内の水分が第１レンズと第２レンズとの間に浸透し、これらの水分が結露や曇りを発生させていることを究明した。特に、この現象は、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の電気回路を搭載した撮影カメラにおいて顕著であり、鏡筒の内周の第１レンズを収納する段部と第１レンズの端部にＯリングからなるゴムパッキングを配設して第１レンズと第２レンズ間に外気が侵入することを防止するだけでは十分に第１レンズと第２レンズ面での結露や曇りを防止することができない。これを解決するため、基本的には、第１レンズと第２レンズとの間をシーリング部材によって密封して、外気からの水分のみならず、カメラ内からの水分の浸透を防止するようにしたものである。即ち、外気からの水分の浸透を防ぐと共に、カメラ内部からの水分の浸透を防ぐために、鏡筒の内周に第１レンズを収納する第１段部とこの第１段部に連接する第２レンズを収納する第２段部を設け、第１レンズの端面と第２レンズの端面とに圧接する１個の部材のみで構成された弾性シーリング部材を配設し、第１レンズの端面と第２レンズの端面との間を密封したものである。１個の部材で第１レンズの端面と第２レンズの端面との間を密封したので、部品点数を削減できて好適である。

この場合、外気からの水分の浸透を防ぐために、第１レンズの端面と鏡筒の第１段部内に配設される弾性シーリング部材は、第１レンズの端面底面と鏡筒の第２段部に収納、支持される第２レンズの端面上面に配設されれば、十分に所期の目的を達成することができる。

また、弾性シーリング部材を第１レンズの端面底面と第２レンズの端面側面との間に配設することができる。

本発明で使用される弾性シーリング部材は、第１また第２レンズの端面と鏡筒の対応する段部内に配設されるが、これらの弾性シーリング部材は、鏡筒内に第１レンズと第２レンズと共に組み込まれた際に、これらのレンズの端面をレンズの光軸方向から押圧保持したときに弾性変形する程度の弾性を有すればよく、さらに水分の浸透を抑制するために、レンズ端面の全周で圧接するように環状であることが望ましく、このようなシーリング部材は、ゴム、プラスチック材によって容易に形成可能であり、特に弾性ゴムＯリングが好適である。

本発明においては、鏡筒の内周に第１レンズを収納する第１段部とこの第１段部に連接する第２レンズを収納する第２段部を設け、第１レンズの端面と第２レンズの端面とに圧接する１個の部材のみで構成された弾性シーリング部材を配設し、第１レンズの端面と第２レンズの端面との間を密封することによって、簡便且つ適切に密封可能としてレンズ内部の結露または曇りの発生を抑制できる撮影カメラを提供可能としたものである。

以下に、図面を参照して、本発明による撮影カメラに対する実施例について説明する。

［実施例１］
図１は、本発明による実施例１の撮影カメラを示す断面図である。
図１から明らかなように、この実施例による撮影カメラは、円筒状のプラスチックで成型された鏡筒２の内周に、メニスカス凹レンズからなる第１レンズＬ１、凹レンズからなる第２レンズＬ２、凸レンズからなる第３レンズＬ３、凸レンズからなる第４レンズＬ４が収納支持されているレンズユニット１４と、このレンズユニット１４を通じて撮像されるＣＣＤ１２とこのＣＣＤ１２を作動させる電気回路を備えた回路基板１３を収納固定したカメラケースとから構成されている。この図中、９はプラスチックからなる絞り、１０は第４レンズＬ４を鏡筒２に収納保持するための押圧環、１５はレンズ系の光軸を示す。

図２には、図１の光軸１５より上半分で、本発明の特徴部分を拡大した断面図を示し、鏡筒２には、その内周前面部に、円環状の第１段部７とこの第１段部７に連接する第２段部８が形成されている。この第１段部７には、光学ガラスからなる第１レンズＬ１が収納支持されており、前記第２段部８には、プラスチックからなる第２レンズＬ２が収納支持されている。第２レンズＬ２の上面端部には円環状の切り欠き段部５が形成されており、この切り欠き段部５と第１レンズＬ１の端面底面１７との間に、断面円形の弾性ゴムＯリングからなるシーリング部材１が配設されている。このＯリング１の断面径ｄは、第１レンズＬ１の端面底面１７と第２レンズＬ２の切り欠き段部５の底面部１６との間に形成される間隙Ｈより大径とされており、レンズ押さえ環３の螺旋ねじ山１８と鏡筒２の外周の螺旋ねじ溝１９とを螺合させてレンズ押さえ環３で第１レンズＬ１の端面上面２０を光軸方向に押圧することによって、Ｏリング１を弾性変形させて第１レンズＬ１の端面底面１７及び第２レンズＬ２の切り欠き段部５の底面部１６にＯリング１密着させ、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２との間を密封して、外気及びカメラ内部からの水分が第１レンズＬ１と第２レンズＬ２との間に浸透することを抑制可能としている。なお、図中のＯリング１の断面形状は、押圧による弾性変形前の形状を示す。また、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２は、この実施例では、それぞれ光学ガラスとプラスチックで形成されているが、いずれも光学ガラスまたはプラスチックで形成しても良い。

なお、本発明で使用される第１レンズＬ１と第２レンズＬ２は、鏡筒に収納支持される前に、レンズ面を洗浄して、レンズ面に付着している塵埃、汚れ等をなくし、付着水分を可及的に少なくされているが、このような処理が、レンズを鏡筒内に組み込む前に施されることが好ましい。以下後述する他の実施例においても同様に処理されている。

［実施例２］
この実施例の撮影カメラは、実施例１記載のものと、基本的に同じであるが、第２レンズＬ２の形状が、図３及び図４に示すように、凹レンズの代わりにメニスカス凹レンズおよびメニスカス凸レンズを使用しており、このようなレンズであっても第１レンズＬ１及び第２レンズＬ２との間に、外気及びカメラ内部からの水分の浸透を十分に抑制されている。このように、本発明においては、第１レンズＬ１及び第２レンズＬ２は、目的に応じて、種々の機能及び形状を有するレンズを使用できることは、言うまでもない。

［実施例３］
図５は、本発明による他の実施例における撮影カメラの断面図である。
この実施例による撮影カメラは、基本的に前記実施例１の場合と同じであるが、Ｏリング１による第１レンズＬ１と第２レンズＬ２との間の密封構造がわずかに異なる。即ち、図５に示すように、鏡筒２の第１段部７の底面部２１を延長させ、この底面部２１をＯリング１との圧接面とし、更に、この段部７の側壁２２と底面部２１との間に断面傾斜面２３を形成し、この断面傾斜面２３を利用して、第２レンズＬ２の端面側面２７に対するＯリング１の圧接力を付与するようにすることができる。この実施例における第２レンズＬ２の端面は、実施例１の場合と異なり、切り欠き段部５を形成することなく、直立する端面側面２７となっている。

このような密封構造とすることによって、第１レンズＬ１及び第２レンズＬ２の端面をＯリング１と圧接するための特殊形状としなくても、容易且つ確実に、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２との間の密封性を得ることができる。また、実施例１及び２と同様に、１個のＯリング１で第１レンズＬ１と第２レンズＬ２の端面を密封することができ、材料削減できるというメリットがある。

［比較例］
図６は、弾性シーリング部材を２つ用いた場合の比較例の撮影カメラを示す断面図である。比較例の撮影カメラは、上記実施例と異なり、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２との端面を密封するために、それぞれのレンズＬ１及びＬ２に対応する第１のシーリング部材（Ｏリング）１と第２のシーリング部材６を使用する点で基本的に相違する。この比較例においては、外気からの水分の浸透を抑制するためにＯリング１からなる第１のシーリング部材によって第１レンズＬ１の端面を密封する構造は、基本的に、前記実施例３の場合と同じであるが、カメラ内部からの水分の浸透を抑制するための第２レンズＬ２の端面を密封するため、前記第１シーリング部材に加えてもう１個の第２の弾性シーリング部材を使用している。即ち、鏡筒２の第２段部８に収納可能なプラスチックで形成された円環状の中間環４を使用し、この中間環４の底面２４と第２レンズＬ２の端面上面２５との間に弾性ゴムからなる環状の第２シーリング部材６を配設し、中間環４は、第１レンズＬ１の端面底面１７と当接させ得る長さを有しており、レンズ押さえ環３を鏡筒２の外周に螺合させた際、レンズ押さえ環３により第１レンズＬ１の端面上面２０が光軸１５の方向（図面中では右方）に押圧されることによって、中間環４も第２シーリング部材６を押圧する。この押圧によって、第２シーリング部材は、弾性変形して第２レンズＬ２の端面上面２５と第２シーリング部材６が密着し、カメラ内部からの水分が第２レンズＬ２の端面上面２５から浸透することを抑制する。さらに、中間環４は、前記第１のシーリング部材１とも弾性的に圧接し、中間環４に沿って浸透し得るカメラ内部からの水分が第１レンズＬ１と第２レンズＬ２との間へ浸透することを抑制することができる。この場合、第２シーリング部材６が当接する中間環４と第２レンズＬ２の端面上面２５に第２の弾性シーリング部材６の幅に相当する環状の切り欠き段部２６及び５を形成したときには、第２シーリング部材６が適切に位置決めされるので好ましい。

この比較例の密封構造は、この比較例に記載されているように、第２レンズＬ２として物体側に凸面の上面を有してレンズの端面の厚みが薄いレンズを使用し、実施例１のように、Ｏリング１を収納配設し得る切り欠き段部５を形成できない場合には、特に有効である。

［実施例４］
図７は、本発明による実施例４に係る防水用撮影カメラを示す断面図である。本実施例による撮影カメラは、第１レンズＬ１の端面側面と鏡筒２の第１段部の側壁２２の上端に形成された円環状切り欠き２８との間に、ゴム弾性Ｏリングからなる第１のシーリング部材１を使用している。また、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２との間を密封するために、第１レンズＬ１の端面底面１７と第２レンズＬ２の端面上面に形成された円環状の切り欠き段部５との間に、弾性Ｏリングからなる第２のシーリング部材６を使用している。

この場合には、レンズ押さえ環３が鏡筒２の螺旋ねじ山１８及び螺旋ねじ溝１９と螺合された際に、直接レンズ押さえ環３が第１のシーリング部材１と圧接するので、より密封性を上げることができる。

本発明による撮影カメラは、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の受光素子を用いて電気回路を内蔵した小型ビデオカメラ、車載用カメラ、監視用カメラ、デジタルカメラ、携帯電話搭載カメラ等においても有効に利用することができる。

本発明による実施例１で示す撮影カメラにおける断面図である。 本発明による実施例１で示す撮影カメラの一部を切り欠いた光軸より上半分の拡大断面図である。 本発明の実施例２で示す撮影カメラの一部を切り欠いた光軸より上半分の拡大断面図である。 本発明による実施例２で示す撮影カメラの一部を切り欠いた光軸より上半分の拡大断面図である。 本発明による実施例３の撮影カメラの一部を切り欠いた光軸より上半分の拡大断面図である。 本発明による比較例の撮影カメラの一部を切り欠いた光軸より上半分の拡大断面図である。 本発明による実施例４の撮影カメラの一部を切り欠いた光軸より上半分の拡大断面図である。

符号の説明

Ｌ１ 第１レンズ
Ｌ２ 第２レンズ
１ 第１シーリング部材（Ｏリング）
２ 鏡筒
３ レンズ押さえ環
４ 中間環
５ 第２レンズの切り欠き段部
６ 第２シーリング部材
７ 第１段部
８ 第２段部
９ 絞り
１０ 押圧環
１１ カメラケース
１２ ＣＣＤ
１３ 回路基板
１４ レンズユニット
１５ 光軸
１６ 第２レンズの切り欠き段部の底面部
１７ 第１レンズの端面底面
１８ 螺旋ねじ山
１９ 螺旋ねじ溝
２０ 第１レンズの端面上面
２１ 第１段部の底面部
２２ 第１段部の側壁
２３ 第１段部の断面傾斜面
２４ 中間環の底面
２５ 第２レンズの端面上面
２６ 中間環の切り欠き段部
２７ 第２レンズの端面側面
２８ 第１段部の側壁の切り欠き

Claims (3)

1. レンズを少なくとも２枚以上組み合わせて鏡筒内に収納し熱を発生する電気回路を搭載した撮影カメラにおいて、
   鏡筒の内周に、第１レンズを収納する第１段部と、この第１段部に連接する第２レンズを収納する第２段部を設け、
   前記第１レンズの端面と前記第２レンズの端面とに圧接する１個の部材のみで構成された弾性シーリング部材を配設し、
   前記弾性シーリング部材は、前記第２レンズの上面端部に形成されている円環状の切り欠き段部と前記第１レンズの端面底面との間に配設されて前記第１レンズと前記第２レンズの間を密封しており、
   前記第１レンズの端面底面部分と前記第２レンズの端面上面部分とは当接していることを特徴とする撮影カメラ。
2. レンズを少なくとも２枚以上組み合わせて鏡筒内に収納し熱を発生する電気回路を搭載した撮影カメラにおいて、
   鏡筒の内周に、第１レンズを収納する第１段部と、この第１段部に連接する第２レンズを収納する第２段部を設け、
   前記第１レンズの端面と前記第２レンズの端面とに圧接する１個の部材のみで構成された弾性シーリング部材を配設し、
   前記弾性シーリング部材は、前記第１レンズの端面底面と前記第２レンズの端面側面と前記第１段部の底面部とに圧接するように配設されて、前記第１レンズと前記第２レンズの間を密封しており、
   前記第１レンズの端面底面部分と前記第２レンズの端面上面部分とは当接していることを特徴とする撮影カメラ。
3. 前記弾性シーリング部材は、前記第１段部の底面部と前記第１段部の側壁との間に形成されている断面傾斜面に圧接するように配設されたことを特徴とする請求項２記載の撮影カメラ。

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