阅读说明：本技术 照相机防水构造、防水透镜单元及照相机组件 (Waterproof structure for camera, waterproof lens unit, and camera module ) 是由 富永修一 于 2019-02-08 设计创作，主要内容包括：通过在防水透镜单元(20)的基端部的端面(31)与照相机本体(10)的安装面(13)之间以夹持的方式设置防水壁(60),利用该防水壁(60)将照相机本体(10)的前表面与比其靠前方的空间分隔。(A waterproof wall (60) is provided between an end surface (31) of a base end portion of a waterproof lens unit (20) and a mounting surface (13) of a camera body (10) in a sandwiched manner, and the waterproof wall (60) separates a front surface of the camera body (10) from a space forward of the front surface.)

照相机防水构造、防水透镜单元及照相机组件

技术领域

本发明涉及用于防止水分(水滴、湿气等)浸入内置摄像元件的照相机本体的照相机防水构造。

背景技术

众所周知面向一般用户的便携照相机已经广泛普及，面向企业，在如下的用途中也广泛使用照相机组件。例如，在工厂内的生产线上，对在生产线上流动的零件、产品进行图像识别，进行制造装置的控制、制造出的产品的检查，在该零件、产品的图像识别中使用照相机组件。另外，作为安全对策用的防盗照相机或监视照相机，也使用照相机组件。并且，近年来，在技术开发飞跃性地进展的各种用途的机器人中也使用照相机组件作为图像识别传感器。

这样，在各种用途中广泛普及的照相机组件根据其使用环境而需要防水功能，以往也提出了各种照相机防水构造。

例如，专利文献1公开了将照相机组件(照相机本体和透镜单元)的整体收纳于照相机壳体的方式的照相机防水构造。

另外，专利文献2公开了在防水构造的照相机本体上同样地安装防水构造的更换透镜单元的安装部的防水构造。

并且，专利文献3公开了在对防水构造的照相机本体安装不具有防水性能的透镜单元的前提下，收纳透镜单元的防水壳体和该防水壳体相对于照相机本体的接合部的防水构造。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2006-126742号公报

专利文献2：日本特开平6-294994号公报

专利文献3：日本特开2014-026188号公报

专利文献4：国际公开WO2015/190182号

发明内容

发明所要解决的课题

如上所述，以往提出了各种照相机防水构造，但是关于以对不具有防水性能的照相机本体能够更换地安装防水构造的透镜单元为前提的照相机组件，尚未提出适合于其的照相机防水构造。

通常，在照相机本体不具有防水性能的情况下，采用专利文献1所公开那样的防水壳体，采用了对照相机本体和透镜单元的整体(即，照相机组件的整体)进行收纳的方式。

但是，在将照相机组件的整体收纳于防水壳体的方式中，需要针对大小不同的各种更换透镜单元分别准备尺寸适合的防水壳体，缺乏通用性。

本发明是鉴于这样的情况而完成的，其目的在于，提供一种应用于对不具有防水性能的照相机本体安装具有防水性能的防水透镜单元的照相机组件的通用性高的照相机防水构造、和在该防水构造中使用的防水透镜单元。

用于解决课题的技术方案

为了实现上述目的，本发明的照相机防水构造应用于照相机组件，该照相机组件包括：

照相机本体，内置摄像元件，并且具备在前表面开口的安装部，将安装部的开口周面作为安装面；以及

防水透镜单元，具备从基端部的端面沿轴向延伸的被安装部，通过将该被安装部安装于安装部，从而固定于照相机本体的前表面，

其特征在于，

通过在防水透镜单元的基端部的端面与照相机本体的安装面之间以夹持的方式设置防水壁，利用该防水壁将照相机本体的前表面与比其靠前方的空间分隔。

首先，提出了防止水分从照相机本体的前方浸入该照相机本体的照相机防水构造。例如，在对工厂内设置的照相机组件进行清扫时，在喷射水流而清洗附着于透镜的表面的尘埃的情况下等，该照相机防水构造是优选的。

即，根据本发明，由于利用以夹持的方式设置在防水透镜单元的基端部的端面与照相机本体的安装面之间的防水壁将照相机本体与其前方的空间分隔，因此能够通过防水壁防止水分从前方浸入照相机本体。

相对于具备能够更换地安装透镜单元的安装部的照相机本体，安装具备相同的安装方式的被安装部的透镜单元。因此，对于大小不同的各种透镜单元，由于安装部与被安装部的尺寸构造相同，因此也能够使夹持防水壁的构造共用化，能够实现通用性高的照相机防水构造。

另外，本发明的照相机防水构造以使用具有防水性能的防水透镜单元为前提。

并且，本发明的照相机防水构造也能够构成为，具备覆盖照相机本体的周围的照相机壳体，该照相机壳体的前面壁形成防水壁。

这样，通过用照相机壳体覆盖照相机本体的周围，不仅能够防止水分从前方浸入照相机本体，还能够防止水分从所有方向浸入照相机本体。另外，由于照相机壳体仅覆盖照相机本体的周围，因此即使安装于照相机本体的透镜单元的大小不同，也不需要更换照相机壳体。

另外，优选构成为，在防水透镜单元的基端部的端面与防水壁的表面之间且在被安装部的周围配置具有弹性的环状的防水密封件，利用防水透镜单元和防水壁按压防水密封件。

由此，能够更可靠地防止水分从夹持防水壁的部分浸入。

接着，本发明的防水透镜单元的特征在于如下构成。

即，防水透镜单元包括以下的结构：具备固定侧筒体和装入有多片透镜的可动侧透镜镜筒，被安装部从固定侧筒体的基端部的端面沿轴向延伸，通过将该被安装部安装到在照相机本体的前表面开口的安装部，固定于该照相机本体的前表面，且通过使可动侧透镜镜筒相对于固定侧筒体沿轴向移动，使焦点对合于想要拍摄的目标位置。

而且，在将固定侧筒体的基端部的端面定位在照相机本体中形成安装面的安装部的开口周面上的状态下，

可动侧透镜镜筒从将想要拍摄的目标位置设定为无限远并将焦点对合于该目标位置时的、可动侧透镜镜筒相对于固定侧筒体的移动位置起，能够进一步朝向内置于照相机本体的摄像元件接近。

上述的防水透镜单元通过如下构成，成为适合于上述的本发明的照相机防水构造的防水透镜单元。

即，固定侧筒体的基端部形成防水透镜单元的基端部，

在去除防水壁，将固定侧筒体的基端部的端面定位在照相机本体中形成安装面的安装部的开口周面上的状态下，

可动侧透镜镜筒从将想要拍摄的目标位置设定为无限远并将焦点对合于该目标位置时的、可动侧透镜镜筒相对于固定侧筒体的移动位置起，能够进一步朝向内置于照相机本体的摄像元件接近防水壁的厚度以上的距离。

通常，照相机组件的镜头安装构造被设定为，在透镜单元的基端部(固定侧筒体的基端部)的端面与照相机本体的安装面接触的状态下，将透镜单元安装在照相机本体上，在该状态下规定法兰焦距。法兰焦距是指从安装面到摄像元件的距离。

另外，一般的透镜单元被调整为，在将想要拍摄的目标位置设定为无限远时，可动侧镜头镜筒配置在最接近摄像元件的移动端，在该移动端处于无限远的位置的像在摄像元件上成像(即，焦点对合)。

上述的本发明的照相机防水构造是从不受限于这些常识的构思中而提出的，通过使防水壁夹设于透镜单元中的基端部的端面与照相机本体中的安装面之间，透镜单元中的基端部的端面配置在比照相机本体的安装面靠前方的位置。因此，在上述的一般的透镜单元中，即使使可动侧镜头镜筒移动到最接近摄像元件的移动端，也不会使焦点对合于处于无限远的位置的像。

因此，本发明的防水透镜单元通过构成为与上述的一般的透镜单元中的可动侧透镜镜筒的移动端(最接近摄像元件的移动端)相比，可动侧透镜镜筒能够进一步朝向摄像元件接近防水壁的厚度以上的距离，由此，也能够使焦点对合于处于无限远的位置的像。

另外，优选防水透镜单元的被安装部构成在外周面形成有外螺纹，并将该外螺纹相对于形成于所述照相机本体的内螺纹拧入而进行安装的安装构造。

如果是这样的拧入式的安装结构，则仅通过延长在被安装部的外周面形成的外螺纹的长度，就能够容易地在将防水壁以夹持的方式设置在固定侧筒体的基端部的端面与照相机本体的安装面之间的状态下，与形成于照相机本体的内螺纹螺合。

另外，例如，通过利用防水构件闭塞固定侧筒体的内周面与可动侧透镜镜筒的外周面之间的间隙，能够使透镜单元成为防水构造。

如以上说明的那样，根据本发明的照相机防水构造，利用以夹持的方式设置在防水透镜单元的基端部的端面与照相机本体的安装面之间的防水壁将照相机本体与其前方的空间分隔，因此能够通过防水壁防止水分从前方浸入照相机本体。

另外，根据本发明的防水透镜单元，即使应用于在透镜单元的基端部的端面与照相机本体的安装面之间夹持防水壁的照相机防水构造，也能够使焦点对合于位于无限远的位置的像。

附图说明

图1A、图1B是表示本发明的第1实施方式的照相机防水构造的图，图1A是主视图，图1B是将防水透镜单元及照相机本体的安装部剖切而表示的端视图。

图2A、图2B是将本发明的第1实施方式的照相机防水构造分解而表示的图，图1A是主视图，图2B是将防水透镜单元、防水壁以及照相机本体的安装部剖切而表示的端视图。

图3A、图3B是表示本发明的第1实施方式的防水透镜单元的主视端视图，各图分别表示使可动侧透镜镜筒移动到不同的移动位置的状态。

图4A是将本发明的第1实施方式的防水透镜单元分解而表示的主视端视图，图4B是放大表示前方透镜组向前方透镜固定筒的装入构造的主视端视图，图4C是图4B中的A-A线剖视图。

图5是用于说明防水透镜单元中的可动侧透镜镜筒的可动范围设定的端视图。

图6A、图6B是表示本发明的第2实施方式的照相机防水构造的图，图6A是主视图，图6B是将防水透镜单元和照相机壳体剖切而表示的端视图。

图7是将本发明的第2实施方式的照相机防水构造分解而表示的图，是将防水透镜单元和照相机壳体剖切而表示的端视图。

图8是表示本发明的防水透镜单元的应用例的图，是将防水透镜单元及照相机本体的安装部剖切而表示的端视图。

附图标记说明

10：照相机本体、11：摄像元件、12：安装部、12a、内螺纹部、13：安装面、

20：防水透镜单元、

30：固定侧筒体、30a：内螺纹、31：固定侧筒体的基端部的端面、32：被安装部、32a：外螺纹部、

40：可动侧透镜镜筒、40a：外螺纹、40b：旋转操作部、41：光圈板、42：前方透镜组、43：前方透镜固定筒、44：间隔件、45：固定环、46：贯穿孔、47：顶端透镜、S：空间、48：防水密封件、

50：后方透镜组、51：后方透镜固定筒、52：固定环、55：防水构件、56：螺母构件、

60：防水壁、61：安装孔、62：防水密封件、

70：照相机壳体、71：前面壁、

80：连接器、81：信号线缆、82：衬套、

90：移动量限制环

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式进行详细说明。

[第1实施方式]

图1A～图5C是表示本发明的第1实施方式的照相机防水构造和防水透镜单元的图。

照相机防水构造适用于由照相机本体10和防水透镜单元20构成的照相机组件。照相机本体10内置CCD图像传感器等摄像元件11，并且具备在前表面开口的安装部12，防水透镜单元20能够更换地安装于该安装部12。照相机本体10不具有防水性能，在水浸入内部的情况下，包含摄像元件11在内的内置零件有可能损坏。因此，出于防止水分浸入照相机本体10的目的，装入有照相机防水构造。

在本实施方式中，对专利文献4所公开的现有的防水透镜单元进行了改良，构成适合本发明的照相机防水构造的防水透镜单元20。

即，防水透镜单元20具备固定侧筒体30和可动侧透镜镜筒40。如图3A、图3B所示，可动侧透镜镜筒40能够相对于固定侧筒体30沿轴向移动，通过使可动侧透镜镜筒40相对于固定侧筒体30移动，从而成为使焦点对合于想要拍摄的目标位置(即，使处于目标位置的像成像于摄像元件11)的结构。

筒状的被安装部32从固定侧筒体30的基端部的端面31(也是防水透镜单元20的基端部的端面31)向轴向延伸，通过将该被安装部32向照相机本体10的安装部12安装，从而将防水透镜单元20固定于照相机本体10的前表面。

安装透镜单元的照相机的安装方式有各种方式，照相机本体10的安装部12和防水透镜单元20的被安装部32由共同的安装方式构成。例如，在本实施方式中采用了称为C安装的拧入式的安装方式，通过将形成于防水透镜单元20的被安装部32的外周面的外螺纹部32a拧入形成于照相机本体10的安装部12的内周面的内螺纹部12a，从而成为向安装部12安装被安装部32的结构(参照图2A、图1B)。

另外，应用本发明的照相机防水构造的照相机组件不限于C安装等拧入式的安装方式，也可以采用其他的安装方式。

如图4A所示，在可动侧透镜镜筒40装入有多片透镜和光圈板41。多片透镜被分为从可动侧透镜镜筒40的顶端侧(图的左侧)装入的前方透镜组42和从可动侧透镜镜筒40的基端侧(图的右侧)装入的后方透镜组50。

前方透镜组42在适当地夹设间隔件44的同时从前方依次嵌入前方透镜固定筒43，并通过固定环45从顶端侧固定。如图4B、图4C所示，在固定环45上隔开180°的两处形成有贯穿孔46。另外，图4C是从图4B中的通过空间S的A-A截面观察该图的左方向的图。另外，相对于前方透镜固定筒43嵌入到最前方的位置的顶端透镜47在由固定环45闭塞的外周部分形成有空间S，各贯穿孔46与该空间S连通。

在将透镜装入到前方透镜固定筒43之后，将一方的贯穿孔46配置在上方位置，从该贯穿孔46填充粘接剂。于是，粘接剂从贯穿孔46流入空间S，无间隙地填充于空间S内。此时，空间S内的空气从配置于下方位置的另一方的贯穿孔46排出。这样，从上方位置的贯穿孔46填充粘接剂，直到粘接剂从下方位置的贯穿孔46溢出为止。通过该处理，能够在顶端透镜47的外周面与前方透镜固定筒43的内周面之间形成无间隙的防水构造。

需要说明的是，若对表面露出的顶端透镜47的表面进行防水加工，则水滴不会在附着的状态下残存，因此优选。

从图4A所示的状态起，从顶端侧(图的左侧)向可动侧透镜镜筒40的内部嵌入光圈板41，接着拧入前方透镜固定筒43，由此将光圈板41和前方透镜组42装入到可动侧透镜镜筒40的内部。通过在可动侧透镜镜筒40的内周面与前方透镜固定筒43之间设置环状的防水密封件48(例如O形环)，从而形成无间隙的防水构造。

后方透镜组50从后方依次嵌入后方透镜固定筒51，并通过固定环52从后方固定。如图4A所示，后方透镜固定筒51从基端侧(图的右侧)向可动侧透镜镜筒40的内部拧入。由此，后方透镜组50被装入到可动侧透镜镜筒40的内部。

如图4A所示，在固定侧筒体30的内周面，从基端部沿轴向以一定的范围形成有内螺纹30a。另外，在可动侧透镜镜筒40的外周面形成有外螺纹40a。可动侧透镜镜筒40嵌入固定侧筒体30的内部，外螺纹40a与内螺纹30a螺合。在可动侧透镜镜筒40的顶端部外周形成有旋转操作部40b，通过使该旋转操作部40b旋转，可动侧透镜镜筒40具有基于内螺纹30a和外螺纹40a的螺纹机构地相对于固定侧筒体30向轴向移动。

如图3A、图3B所示，在固定侧筒体30的内周面与可动侧透镜镜筒40的外周面之间设置有环状的防水密封件(例如，作为圆环状的防水密封件的O形环)等防水构件55。通过该防水构件55，固定侧筒体30的内周面与可动侧透镜镜筒40的外周面之间的间隙被闭塞，形成防水构造。另外，防水构件55并不限定于圆环状的防水密封件，也能够应用构成为四边形等多边形状的环状的防水密封件。另外，防水密封件不限于O形环，也能够应用呈圆形以外的截面形状的防水密封件。并且，通过作为防水构件55应用润滑脂等粘性构件，在固定侧筒体30的内周面与可动侧透镜镜筒40的外周面之间填充该粘性构件，也能够形成防水构造。

另外，如图3B等所示，在可动侧透镜镜筒40的外螺纹40a螺合有螺母构件56。该螺母构件56构成用于限制可动侧透镜镜筒40相对于固定侧筒体30的相对旋转的双螺母。即，在对可动侧透镜镜筒40进行旋转操作而使其向轴向移动后，对螺母构件56进行旋转操作而将螺母构件56按压于固定侧筒体30的顶端面。通过该操作，如专利文献4所记载的那样，可动侧透镜镜筒40的外螺纹40a与固定侧筒体30的内螺纹30a之间的松动消失，能够限制由振动等引起的可动侧透镜镜筒40的意外的旋转。

防水透镜单元20通过使可动侧透镜镜筒40相对于固定侧筒体30沿轴向移动，从而使焦点对合于想要拍摄的目标位置。即，使位于目标位置的像成像于摄像元件11。

接着，说明本实施方式的照相机防水构造。

如图1A～图2B所示，照相机防水构造通过在防水透镜单元20的基端部的端面31与照相机本体10的安装面13之间以夹持的方式设置防水壁60而构筑。

如图2B所示，在防水壁60上贯穿设置有圆形的安装孔61。安装孔61的内径设定为使防水透镜单元20的被安装部32贯穿但不使照相机本体10的安装部12贯穿的尺寸。

防水透镜单元20的被安装部32穿过安装孔61而嵌入防水壁60。接着，将防水透镜单元20的被安装部32拧入照相机本体10的安装部12。由此，防水壁60被夹持在防水透镜单元20的基端部的端面31与照相机本体10的安装面13之间。在此，安装面13是安装部12的开口周面。

照相机本体10的前表面被防水壁60与比其靠前方的空间分隔。因此，阻止了水分从前方向照相机本体10侵入。

并且，在防水透镜单元20的基端部的端面31与防水壁60的表面之间且在被安装部32的周围配置有具有弹性的环状的防水密封件62(例如，圆环状的防水密封件即O形环)。该防水密封件62在防水透镜单元20与防水壁60之间被按压而变形。若这样夹设防水密封件62，则能够更可靠地防止水分从夹持防水壁60的部分的浸入。

另外，防水密封件62也不限定于圆环状的O形环，能够应用构成为四边形等多边形状的环状的防水密封件、呈圆形以外的截面形状的防水密封件。

在此，形成于防水透镜单元20的被安装部32的外螺纹部32a在固定侧筒体30的基端部的端面31与照相机本体10的安装面13之间以夹持的方式设置有防水壁60的状态下，具有能够与形成于照相机本体10的安装部12的内螺纹部12a螺合的长度。

另外，内置于照相机本体10的摄像元件11以作为安装部12的开口周面的安装面13为基准，设置在距安装面13预先设定的距离。将从该安装面13到摄像元件11的距离称为法兰焦距(fb)。

一般而言，如图5A所示，在使该安装面13与防水透镜单元20的基端部的端面31(即，固定侧筒体30的基端部的端面31)抵接的状态下，将透镜单元安装于照相机本体10。

并且，一般的透镜单元以其安装状态为基准，被调整成，在将想要拍摄的目标位置设定为无限远时，可动侧透镜镜筒40相对于固定侧筒体30配置在最接近摄像元件11的移动端，在该移动端，位于无限远的位置的像在摄像元件11成像(即，焦点对合)(参照图5A)。

与此相对，如上所述，本实施方式的照相机防水构造通过在防水透镜单元20的基端部的端面31与照相机本体10的安装面13之间以夹持的方式设置防水壁60而构筑。

因此，照相机本体10的安装面13从防水透镜单元20的基端部的端面31(即，固定侧筒体30的基端部的端面31)离开防水壁60的厚度D(参照图5C)。

因此，在上述的一般的透镜单元中，即使使可动侧镜头镜筒40移动到最接近摄像元件11的移动端，焦点也不会对合于处于无限远的位置的像。

在此，本实施方式的防水透镜单元20构成为，与图5A所示的一般的透镜单元中的可动侧透镜镜筒40的移动端(最接近摄像元件11的移动端)相比，可动侧透镜镜筒40能够进一步朝向摄像元件11接近防水壁60的厚度D以上的距离。

由此，即使防水壁60夹持在防水透镜单元20的基端部的端面31与照相机本体10的安装面13之间，也能够使焦点对合于处于无限远的位置的像。

例如，相对于与如图5A所示的一般的透镜单元同样地设定的防水透镜单元20，如图5B所示，使可动侧透镜镜筒40的基端部缩短防水壁60的厚度D以上的长度。由此，可动侧透镜镜筒40相对于固定侧筒体30能够进一步朝向摄像元件11接近防水壁60的厚度D以上的距离。

另外，防水壁60的面积、形状能够任意地设计。另外，也能够在防水壁60上设置多个安装孔61，在各安装孔61中安装照相机组件，用一个防水壁60作为多个照相机组件的防水构造。

[第2实施方式]

图6和图7是表示本发明的第2实施方式的照相机防水构造的图。需要说明的是，在这些图所示的第2实施方式的照相机防水构造中，对与已述的第1实施方式的照相机防水构造相同的部分或相当的部分标注相同的附图标记并省略其部分的详细说明。

在第2实施方式的照相机防水构造中，使用照相机壳体70构筑照相机本体10的防水构造。照相机壳体70形成为能够收纳照相机本体10的大小，前面壁71形成防水壁60。即，如图7所示，在照相机壳体70的前面壁71贯穿设置有圆形的安装孔61，该安装孔61的内径设定为使防水透镜单元20的被安装部32贯穿但不使照相机本体10的安装部12贯穿的尺寸。

收纳于照相机壳体70的照相机本体10将安装部12配置于该安装孔61的同轴上，使安装面13与前面壁71的内表面接触。并且，将防水透镜单元20的被安装部32从照相机壳体70的外侧***安装孔61，拧入照相机本体10的安装部12进行安装。

由此，防水壁60被夹持在防水透镜单元20的基端部的端面31与照相机本体10的安装面13之间，从而构筑照相机防水构造。另外，通过用照相机壳体70覆盖照相机本体10的周围，不仅能够防止水分从前方浸入照相机本体10，还能够防止水分从所有方向浸入照相机本体10。

照相机壳体70构成为仅收纳照相机本体10，因此即使安装于照相机本体10的透镜单元的大小不同，照相机壳体70也没有影响，不需要更换照相机壳体70。

如图7所示，在照相机本体10上经由连接器80连接有信号线缆81。该信号线缆81通过具有防水性能的衬套82***到照相机壳体70内。

此外，本发明并不限定于上述的实施方式，当然能够在不变更主旨的范围内进行各种变形实施、应用实施。

例如，如图8所示，防水照相机单元也能够用于不使用防水壁60的一般的照相机组件。在该情况下，可动侧透镜镜筒40能够相对于固定侧筒体30移动到与焦点对合于无限远的位置的移动位置相比更朝向摄像元件11接近的位置，因此，在该移动端，焦点不会对合于无限远的位置。

在此，如图8所示，通过使移动量限制环90夹设于固定侧筒体30的中空部内的基端面与可动侧透镜镜筒40的基端面之间，能够限制超出必要的可动侧透镜镜筒40的移动。

移动量限制环90只要在防水照相机单元中设定为与相比于一般的透镜单元中的可动侧透镜镜筒40的移动端(最接近摄像元件11的移动端)，能够使可动侧透镜镜筒40进一步朝向摄像元件11接近的移动量对应的厚度即可。