JP2008011233A

JP2008011233A - 撮影装置

Info

Publication number: JP2008011233A
Application number: JP2006180083A
Authority: JP
Inventors: Satoru Goto; 覚後藤; Mitsuo Sawaumi; 三男澤海
Original assignee: Fujifilm Corp
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 2006-06-29
Filing date: 2006-06-29
Publication date: 2008-01-17

Abstract

【課題】結露させることなくイメージセンサを冷却する。
【解決手段】イメージセンサを保持した内側ヒートシンクはペルチェ素子で冷却される。ペルチェ素子の廃熱面に外側ヒートインクが取り付けられている。内側ヒートシンクの内部に内部温度センサが設けられ、外側ヒートシンクには外気温度を測定する外気温度センサを設けてある。内部温度センサで測定される内部温度が所定の温度Ｔｓを超えると、ペルチェ素子とファンとが作動されて冷却が開始される。冷却中に内部温度が外気温度センサで測定される外気温度まで低下すると冷却が停止される。
【選択図】図５

Description

本発明は、イメージセンサを内蔵する撮影装置に関するものである。

イメージセンサを用いて撮影した撮影画像をデジタルの画像データに変換し、内蔵メモリやメモリカードなどの記録媒体に記録するデジタルカメラが普及している。また、レンズ交換式のデジタルカメラの取り扱いを容易にするため、レンズ鏡筒側にイメージセンサ等の回路を内蔵したものが知られている。この場合には、イメージセンサを配置した部屋を密閉することが可能になることから、イメージセンサに塵埃が付着するという問題を解決することができる。しかしながら、レンズ鏡筒側にイメージセンサを内蔵するタイプのものでは、レンズ鏡筒内の狭い空間にイメージセンサや、このイメージセンサを駆動する回路などが配置されるため、内部の温度が上昇して各部の性能が低下するという問題があった。特に半導体製品であるイメージセンサでは、温度上昇によってノイズが多くなるという問題があった。

上記のような問題を解決するために、特許文献１，２では、ＣＣＤイメージセンサをペルチェ素子で
冷却し、ＣＣＤイメージセンサの温度が設定温度より低くなるまで冷却を行うように制御しているが、この場合にはイメージセンサに結露が生じてしまうことがある。そこで、ＣＣＤイメージセンサをそれが収容された容器内で、そのパッケージが素子自体よりも低温となるように冷却することによって、パッケージに結露を生じさせ、素子自体には結露が生じないようにしたものが知られている（例えば、特許文献３参照）。また、密閉空間にＣＣＤイメージセンサを収容し、この密閉空間に窒素ガスなどの乾燥気体を封入することにより、冷却した際にＣＣＤイメージセンサに結露しないようにしたものが知られている（例えば、特許文献４で参照）。
特開２０００−２２８７３４号公報特開２０００−２２８７３６号公報特開平９−１６２３７９号公報特開２００４−２６０７０４号公報

しかしながら、特許文献３のようにイメージセンサを収容した容器内で結露が生じさせる場合では、その結露によって生じた水滴を処理するための機構や水滴によって回路が短絡しないようにするための対策が必要になるという問題があった。また、特許文献４のように乾燥気体を用いる方法では、イメージセンサを収容した空間を極めて高い密閉状態に維持する必要があり部品点数の増加を招くとともに、乾燥気体を注入するための特殊な製造工程が必要になるといった問題があった。

本発明では、簡単な構造で結露を防止しながらイメージセンサを冷却することができる撮影装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１記載の撮影装置では、イメージセンサを内部に保持する熱伝導性を有する筐体と、前記イメージセンサが配された筐体内部または筐体の温度を測定する内部温度センサと、外部の温度を測定する外気温度センサと、前記筐体の外側の面に吸熱面が取り付けられたペルチェ素子と、このペルチェ素子の廃熱面に取り付けられたヒートシンクと、前記内部温度センサによって測定される内部温度と前記外気温度センサによって測定される外気温度とを比較し、内部温度が外気温度よりも高いときにだけ前記ペルチェ素子を駆動して冷却させる冷却制御手段とを備えたものである。

請求項２記載の撮影装置では、イメージセンサを内部に保持する熱伝導性を有する筐体と、前記イメージセンサが配された筐体内部または筐体の温度を測定する内部温度センサと、前記筐体の外側の面に吸熱面が取り付けられたペルチェ素子と、このペルチェ素子の廃熱面に取り付けられたヒートシンクと、電源がオンとされた直後に前記内部温度センサによって測定された温度を基準温度として、この基準温度と内部温度センサによって測定される内部温度とを比較し、内部温度が基準温度よりも高いときにだけ前記ペルチェ素子を駆動して冷却させる冷却制御手段とを備えたものである。

請求項３記載の撮影装置では、冷却制御手段を、内部温度が所定温度以上となったときにペルチェ素子の作動を開始し、内部温度が外部温度に達したときに前記冷ペルチェ素子の作動を停止するようにしたものである。

請求項４記載の撮影装置では、イメージセンサを内部に保持する熱伝導性を有する筐体と、前記イメージセンサが配された筐体内部または筐体の温度を測定する内部温度センサと、外部の温度を測定する外気温度センサと、外気の湿度を測定する湿度センサと、前記筐体の外側の面に吸熱面が取り付けられたペルチェ素子と、このペルチェ素子の廃熱面に取り付けられたヒートシンクと、外気温度センサによって測定される外気温度と湿度センサで測定される外気の湿度とから露点を求め、内部温度センサによって測定される内部温度と露点とを比較し、内部温度が露点よりも高いときにだけ前記ペルチェ素子を駆動して冷却させる冷却制御手段とを備えたものである。

また、請求項５記載の撮影装置では、イメージセンサを内部に保持する熱伝導性を有する筐体と、前記イメージセンサが配された筐体内部または筐体の温度を測定する内部温度センサと、筐体内部の湿度を測定する湿度センサと、前記筐体の外側の面に吸熱面が取り付けられたペルチェ素子と、このペルチェ素子の廃熱面に取り付けられたヒートシンクと、電源がオンとされた直後に前記内部温度センサによって測定された温度と湿度センサで測定される湿度とから露点を求め、内部温度センサによって測定される内部温度と露点とを比較し、内部温度が露点よりも高いときにだけ前記ペルチェ素子を駆動して冷却させる冷却制御手段とを備えたものである。

請求項６記載の撮影装置では、冷却制御手段は、内部温度が所定温度以上となったときにペルチェ素子の作動を開始し、内部温度が露点に達したときにペルチェ素子の作動を停止するようにしたものである。請求項７記載の撮影装置では、ペルチェ素子の駆動中にヒートシンクの周囲の空気を流動させるファンを備えたものである。請求項８記載の撮影装置では、筐体内に冷却制御手段を構成する回路が形成された回路基板を収納し、内部温度センサをその回路基板上に配したものであり、請求項９記載の撮影装置では、筐体内に冷却制御手段を構成する回路が形成された回路基板を収納し、内部温度センサ及び湿度センサをその回路基板上に配したものである。

請求項１０記載の撮影装置では、冷却に関する情報を表示する表示手段を備えたものであり、請求項１１記載の撮影装置では、表示手段に冷却中であることを表示するようにしており、請求項１２記載の撮影装置では、表示手段に少なくとも内部温度センサで測定された温度情報を表示するようにしている。また、請求項１３記載の撮影装置では、表示手段の冷却に関する情報を表示する表示面を斜め後上方に向くように傾けて設けたものであり、請求項１４記載の撮影装置では、表示面を水平に倒した位置と斜め後上方に向くように傾けた位置との間で移動自在にしたものである。さらに、請求項１５記載の撮影装置では、表示手段を、外周面に沿わせて設けられたフイルム状の表示板としたものである。請求項１６記載の撮影装置では、表示手段を、冷却中に点灯する発光ダイオードとしてものである。

請求項１７記載の撮影装置は、イメージセンサの受光面に被写体像を結像させる撮影レンズと、前記イメージセンサを駆動しイメージセンサからの画像信号に対して信号処理を行う回路と、カメラボディに装着するためのマウント部とを備えたものである。

本発明の撮影装置によれば、イメージセンサが配された内部温度、外気温度，湿度等をセンサで測定して、内部温度が外気温度、または露点よりも高い間だけ冷却を行うようにしているから、イメージセンサやそれを収納した筐体等に結露を生じさせることなくイメージセンサを冷却することができる。これにより、イメージセンサの温度上昇にともなうノイズを抑制することができる。

本発明の第１実施形態について説明する。図１に示すように、デジタルカメラ２は、レリーズボタン３等を設けたカメラボディとしての本体ユニット４と、撮影レンズ５とイメージセンサ６（図２参照）を有するレンズユニット７とから構成される。本体ユニット４とレンズユニット７との間で種々の信号を授受するようにされており、本体ユニット４の操作に基づいてレンズユニット７で撮影された画像を本体ユニット４で表示し、あるいは所定の記録メディアに記録するようになっている。レンズユニット７は、本体ユニット４に着脱自在となっており、本体ユニット４には、焦点距離やイメージセンサ６の性能が異なる複数種類のレンズユニット７を選択して取り付けることができる。

レンズユニット７は、その背面にバヨネット爪８を形成したマウント部９を設けてあり、本体ユニット４は、その前面にはバヨネット溝１１を形成したマウント部１２を設けてある。レンズユニット７は、そのバヨネット爪８をバヨネット溝１１に位置合わせして押し込み、回転して固定位置とすることによって本体ユニット４に装着される。なお、このように固定位置とされたときに、イメージセンサ６の受光面が横長の姿勢となるようにしてある。

レンズユニット７を固定位置としたときに、前方に向けて付勢されたロックピン１３がマウント部９に形成されたピン穴と係合することにより、レンズユニット７の回転がロックされる。また、ロック解除ボタン１４を押圧操作することにより、ロックピン１３とピン穴との係合が解除され、レンズユニット７の回転が許容されてカメラ本体４からの取り外しが可能になる。

マウント部９の中央に設けたマウント蓋１６は、前方に向けて付勢してあり、レンズユニット７を装着していない時には、図１に示すようにバヨネット爪８が入り込む開口を内側から塞ぎ、レンズユニット７が本体ユニット１１の装着の際には、レンズユニット７に押圧されて後方に移動することにより、レンズユニット７の装着を許容する。

バヨネット爪８には、複数の接点からなる端子部１７を設けてある。この端子部１７は、レンズユニット７を本体ユニット４に装着した際に、マウント部１２の内側に設けた端子部１８（図３参照）に接続される。これにより、本体ユニット４に内蔵された回路とレンズユニット７に内蔵された回路とを電気的に接続する。

本体ユニット４の前面には、撮影時にストロボ光を被写体に照射するストロボ発光部１９を設けてあり、上面には撮影の際に押圧操作されるレリーズボタン３の他に、静止画撮影を行う撮影モードと撮影済みの画像を再生表示する再生モードを切り替えるモード切替ダイヤル２０を設けてある。さらに、本体ユニット４の背面には、スルー画像表示や撮影済み画像を表示するためのＬＣＤ（液晶ディスプレイ）等を設けてある。

レンズユニット７には、後述するようにイメージセンサ６等を冷却した際に発生する熱の放熱効果を高めるための外気を吸入して排出するために吸気口２２と排気口２３とを設けてある。

図２に示すように、レンズユニット７は、大別してレンズ鏡筒部２５とセンサ鏡筒部２６とファンユニットト７とマウント部９とから構成される。レンズ鏡筒部２５は、撮影レンズ５，この撮影レンズ５やシャッタ装置，絞り装置，ピント調節機構等を内蔵した鏡筒２８等から構成される。センサ鏡筒部２６は、イメージセンサ６，回路基板３１，内側ヒートシンク３２，ペルチェ素子３３，外側ヒートシンク３４から構成される。

内側ヒートシンク３２は、イメージセンサ６と回路基板３１に開成された各種回路によって生じる熱を外部に放出するためのものであり、熱伝導性の高い材料、例えばアルミや銅．銀等で形成したセンサホルダ３７と基板ホルダ３８とから構成してあり、イメージセンサ６を内部に保持する筐体である。センサホルダ３７は、鏡筒２５とほぼ同じ径の円筒状であり、その中空の内部を前後に仕切るようにセンサ保持板３７ａを設けてある。センザ保持板３７ａの中央、すなわち撮影レンズ６の光軸が通る位置に設けた開口にイメージセンサ６を取り付けてある。

イメージセンサ６は、その受光面６ａを前方に向ける姿勢で配してあり、撮影レンズ６によって結像する被写体像を光電変換した画像信号を出力する。イメージセンサ６としては、例えばＣＣＤイメージセンサを用いているが、これに限らずＭＯＳ型等のイメージセンサを用いることができる。
イメージセンサ６は、例えばそのパッケージをセンサホルダ３７に密着させることによってイメージセンサ６からの熱がセンサホルダ３７に伝わりやすくしてある。

回路基板３１には、イメージセンサ６を駆動し画像信号に対して各種処理を行う回路、シャッタ装置、絞り装置、ピント調節機構等を駆動するための駆動回路、本体ユニット４との間で通信を行うための回路等を形成してある。基板ホルダ３８は、センサホルダ３７の外径とほぼ同じ径の円板形状であり、センサホルダ３７の内部側の面に回路基板３１を保持する。したがって、回路基板３１は、イメージセンサ６と同様に密閉されたセンサホルダ３７内に配されている。

上記のようにイメージセンサ６が配置されたセンサホルダ３７の内部は、センサホルダ３７の前端にレンズ鏡筒部２５が、また後端に基板ホルダ３８が取り付けられることによって密閉されている。基板ホルダ３８は、センサホルダ３７の後端に密着されて取り付けられることにより、センサホルダ３７からの熱が伝わりやすくしてある。

ペルチェ素子３３は、周知のように直流電流を流すことにより、一方の面すなわち吸熱面の熱を他方の廃熱面に移動させることにより、吸熱面側を冷却することができるものであり、イメージセンサ６を冷却するために設けてある。ペルチェ素子３３は、その吸熱面を基板ホルダ３８の背面側に密着させてあり、内側ヒートシンク３２を介してイメージセンサ６を冷却する。

外側ヒートシンク３４は、ペルチェ素子３０の廃熱面からの熱を外部に効率的に放熱させるために設けてあり、内側ヒートシンク３２と同様に熱伝導性の高い材料で形成してある。外側ヒートシンク３４は、内側ヒートシンク３２の外径よりも大きな内径を有した略円筒形に形成され、その内周面に光軸６ａに沿って長くされた複数の放熱フィン３４ａを設けてある。各放熱フィン３４ａの間が吸入された外気の通路となり、その通路の前端部分が前述の吸気口２２となる。また、外側ヒートシンク３４の後端には後端板３４ｂを設けてあり、この後端板３４ｂには各放熱フィン３４ａの間の部分には、吸気口２２からの外気をファンユニット２７に導くための通気孔３４ｃを設けてある。

外側ヒートシンク３４の内部に前述の内側ヒートシンク３２を配してある。基板ホルダ３８と後端板３４ｂとの間にペルチェ素子３３を挟み込むようにして、ペルチェ素子３０の廃熱面が後端板３４ｂに密着され、その廃熱面の熱が外側ヒートシンク３４に伝わりやすくしてある。なお、内側ヒートシンク３２と各放熱フィン３４ａとの間には、適当な間隔を設け、外側ヒートシンク３４の熱が内側ヒートシンク３２に伝わらないようにするのがよい。

外側ヒートシンク３４の後部にファンユニット２７を設けてあり、このファンユニット２７の後部にマウント部９を設けてある。ファンユニット２７は、外側ヒートシンク３４と同じ外径を有し、外周面に排気口２３を設けた外筒２７ａの内部にファン２７ｂを内蔵している。ファン２７が回転することにより、吸気口２２から外気が吸気されて各放熱フィン３４ａの間を流れ、通気孔３４を介してファンユニット２７の内部に流入し、排気口２３から排出される。このように、ファンユニット２７は、各放熱フィン３４ａの間に外気を積極的に流すことによって、すなわち外側ヒートシンク３４の周囲の空気を流動させることで外側ヒートシンク３４の放熱を促進し、ペルチェ素子３３の冷却効果を高めるとともに、廃熱面の過度の温度上昇を防止する。この例では、各放熱フィン３４ａの間に外気を流すのと同時に内側ヒートシンク３２の外側に外気を流すことによって、内側ヒートシンク３２の放熱を促進する効果もある。

なお、この例においては、外側ヒートシンク３４とファン２７ｂとによって放熱手段を構成しているが、放熱手段としてはペルチェ素子３３からの熱を外部に放出するものであれば、他の構成を採用することができる。

外気温度センサ４１は、吸入口２２から吸入される外気温度を測定する。この外気温度センサ４１は、は、吸入口２２の近傍で放熱フィン３４ａ上に設けてあるが、例えば放熱フィン３４ａとの間に断熱材を介在させるなどして取り付けることにより、放熱フィン３４ａの熱の影響を受けないようにして吸入される外気の温度を測定するようにしてある。なお、外気温度センサ４１の取り付け位置は、上記の限るものではなく、外気温度が測定可能であればどこでもよい。

内部温度センサ４２は、ペルチェ素子３３によって冷却される側の温度（以下、内部温度という）を測定する。この例では、温度センサ４２は、基板ホルダ３８の内面に取り付けてあり、内側ヒートシンク３２、この場合は基板ホルダ３８の部分の温度を測定するが、センサホルダ３７の温度や、センサホルダ内部の雰囲気温度を測定してもよく、この例のようにペルチェ素子によって最も温度が下げられる部分の温度を測定することは結露を発生させないという観点から好ましい。また、各温度センサ４１，４２としては、各種のものを用いることができるが、この例ではサーミスタを用いている。

図３に示すように、レンズユニット７には、バス４５で相互に接続された撮影部４６，レンズ側通信部４７，冷却部４８、これらを統括的に制御するレンズ側制御部４９等を内蔵しており、これらの回路部品は、前述した回路基板３１に実装してある。撮影部４６は、イメージセンサ６やこのイメージセンサ６を駆動する回路、イメージセンサ６からの画像信号に補正処理を行う補正回路、画像信号をデジタル変換して画像データに変換するＡ／Ｄ変換器などから構成される。レンズ側通信部４７は、各端子部１７，１８介して本体ユニット４側の回路と接続されて各種データの授受を行う。

冷却部４８は、図４に示されるように、ファン２７ｂ，ペルチェ素子３３，外気温度センサ４１，内部温度センサ４２，冷却制御回路５０から構成され、ペルチェ素子３３による冷却を制御する。冷却制御回路５０には、外気温度センサ４１で測定される外部温度と、内部温度センサ４２で測定される内部温度が入力される。この冷却制御回路５０は、電源がオンとなると、内部温度を参照し、この内部温度が所定の温度Ｔｓにまで上昇したときに、ペルチェ素子３０とファン２７ｂへの通電を開始して冷却を行う。冷却中では、結露を防止するために、外気温度と内部温度を比較し、内部温度が外気温度にまで低下した時点で、ペルチェ素子３０とファンの通電を停止して冷却を停止する。このようにして、内部温度が所定温度以上となったときに冷却を開始し、内部温度が外気温度よりも高い間だけ冷却を継続して、内部温度が外気温度に達したときに冷却を停止する。所定の温度Ｔｓは、イメージセンサの特性や、内部温度センサの測定位置、センサホルダの構造などを考慮して、適宜に設定することができる。この例ではイメージセンサ６としてＣＣＤ型やＣＭＯＳ型を用いた場合に、４５Ｃ°を所定の温度Ｔｓとして設定する。

図３に示されるように、本体ユニット４は、バス５１で接続された本体側通信部５２，データ処理部５３，表示部５４，記録部５５、本体側制御部５６等を内蔵している。操作部５７は、レリーズボタン３、モード切替スイッチ２０等から構成される。本体側制御部５６は、操作部５７の操作に応答して本体ユニット４の各部を制御するとともに、レンズユニット７との間で通信を行って撮影などを実行させる。本体側通信部５２は、各端子部１８，１７を介してレンズ側通信部４７と接続され、各種データの授受を行う。

データ処理部５３は、画像データの圧縮や伸張等を行う。表示部５４は、本体ユニット４の背面に設けたＬＣＤやこのＬＣＤを画像データに基づいて駆動する回路などからなり、ＬＣＤにスルー画像や撮影済みの画像を表示する。記録部５５は、レンズユニット７の撮影で得られる画像データを記録するためのものであり、記録メディアやこれに対してデータの記録，読出しを行うメデイアコントローラ等から構成される。

電源制御部５８は、電源スイッチ５8ａのオンに応答して、バッテリ５８ｂの出力電圧を所定の電圧に変圧し、本体ユニット４の各部に供給する。また、電源制御部５８は、各端子部１８，１７を介してレンズユニット７の電源部５９に給電し、この電源部５９がレンズユニット７の各部に給電する。

次に上記構成の作用について説明する。電源スイッチ５8ａをオンとして撮影モードを選択すると、撮影レンズ５を通過した被写体光がイメージセンサ６の受光面に結像され、この結像した被写体像が光電変換されて画像信号として出力される。この画像信号が撮影部４６で画像データに変換された後に、レンズ側通信部４７，本体側通信部５２を介して表示部５４に送られ、ＬＣＤにスルー画像が表示される。イメージセンサ６による光電変換は、所定の周期で繰り返し行われるから、ＬＣＤにスルー画像が動画で表示される。

レリーズボタン３を押圧すると、その操作に応じた信号がレンズユニット７に送られることにより、イメージセンサ６による静止画の撮影が行われる。この撮影で得られる画像データは、本体ユニット４のデータ処理部５３に送られてデータ圧縮されてから記録部５５に送られ、記録メディアに記録される。このようにして静止画の撮影が行われる。

ところで、撮影モードを選択しているときには、イメージセンサ６が常に作動しており、また回路基板３１に設けた各回路も作動しているため、これらは発熱して温度が上昇し、これにともない内側ヒートシンク３２の温度も上昇する。

一方、電源スイッチ５8ａがオンとされた後には、冷却制御回路５０によって内部温度センサ４２で測定される内部温度が監視され、図５に示すように、内部温度が所定の温度Ｔｓに達すると、ペルチェ素子３３及びファン２７ｂへの通電が開始される。

ペルチェ素子３３への通電が開始されると、それにより内側ヒートシンク３２が冷却され、これにともないイメージセンサ６，回路基板３１上の各回路が冷却される。また、ファン２７ｂが回転を開始することにより、吸気口２２からの外気がペルチェ素子３３で熱せられた外側ヒートシンク３４の各放熱フィン３４ａの間を通ることにより、ペルチェ素子３３の廃熱が放熱フィン３４ａを介して効率的に放熱される。そして、このようにして熱せられた外気は通気孔３４ｃからファンユニット２７内に流れ込み、そして各排気口２３から排気される。

上記のように冷却が開始されると、冷却制御回路５０によって、外気温度センサ４１で測定される外気温度と、内部温度センサで測定される内部温度とが所定の周期で繰り返し取得され、取得ごとに比較される。この比較で内部温度が外気温度よりも高いときには、冷却が継続されるが、内部温度が外気温度と等しくなると、ペルチェ素子３３及びファン２７ｂへの通電が停止されて、冷却が停止される。

冷却の停止後では、内部温度が監視され、内部温度が所定の温度Ｔｓに達すると、再びペルチェ素子３３及びファン２７ｂへの通電が開始されて、冷却が行われる。以降、同様に冷却のための制御が行われる。これにより、イメージセンサ６や内側ヒートシンク３２は、外気温度よりも低く冷却されることがないから、結露することがない。

次に内部温度センサだけを用いて制御を行う第２実施形態について説明する。この第２実施形態におけるレンズユニットの構成は、外部温度センサを設けていない点の他は、第１実施形態と同じであるから、その構成の図示を省略する。この例では、冷却制御回路５０は、図６に示すように電源スイッチ５8ａをオンとした時点で内部温度センサ４２によって測定される温度が外気の温度と等しいものとして、その測定結果を基準温度とし、冷却開始後に内部温度センサ４２で測定された内部温度が基準温度にまで低下したときに、冷却を停止するように制御する。これによれば、１個の温度センサを用いるだけでよいので、部品点数を少なくすることができる。

図７に外気温度センサ，内部温度センサに加えて湿度センサを設けた第３実施形態を示す。なお、以下に説明する他は、第１実施形態と同様であるので、同じ構成部材には同一の符号を付してその説明を省略する。放熱フィン３４ａの吸気口２２の近傍に、吸気する外気の湿度を測定する湿度センサ６１を設けてある。湿度センサ６１は、外気温度センサ４１と同様に断熱材を放熱フィン３４ａとの間に配する等により、放熱フィン３４ａからの熱の影響を受けずに外気の湿度を測定できるようにしてある。図８に示すように、冷却制御回路５０は、外気温度センサ４１で測定された外部温度と、湿度センサ６１で測定された外気の湿度とに基づき、外気の露点を算出し、内部温度センサ４２で測定される内部温度が露点にまで低下したときに、冷却を停止するように制御を行う。これによれば、結露しない範囲でより内部温度を下げることができ、イメージセンサの温度上昇にともなうノイズをより軽減することができる。

なお、第２実施形態と同様に外気温度センサを省略し、内部温度センサと湿度センサとを内側ヒートシンクの内部に設け、電源スイッチ５8ａをオンとした時点でそれら内部温度センサと湿度センサとで測定された温度と湿度を用いて露点を求め、この露点と内部温度を比較して冷却を制御してもよい。

上記各実施形態では、内側ヒートシンクの一部である基板ホルダに内部温度センサを配置しているが、例えば図９に示すように、内部温度センサ４２を回路基板３１上に設けてもよい。このようにすれば内部温度センサ４２と回路基板３１上の冷却制御回路５０とを回路基板３１の配線パターンを利用して接続できるため、ハーネスが不要とすることができ部品点数を減らすことができる。

冷却動作が行われていることを示すインジケータを設けた第４実施形態を図１０に示す。なお、以下に説明する他は、第１実施形態と同様であるので、同じ構成部材には同一の符号を付してその説明を省略する。また、第１実施形態の構成にインジケータを設けた例について説明するが、上記に説明した他の例についても同様に構成することができるのはいうまでもない。

回路基板３１にＬＥＤ（発光ダイオード）６４を設けてあり、このＬＥＤ６４は冷却中、すなわちペルチェ素子３３とファン２７ｂとが作動している間に点灯するようになっている。ライトガイド６５は、その一端がＬＥＤ６４を臨み、他端が外側ヒートシンク３４の外周面に露呈するように外側ヒートシンク３４、センサホルダ３２を貫通して設けてある。これにより、ＬＥＤ６４の点灯、消灯をライトガイド６５を介して外部から確認することができ、冷却中であるか否かをユーザが知ることができる。なお、ライトガイド６５を設けずにＬＥＤ６４をレンズユニット７の外側に設け、その点灯、消灯を直接に視認できるようにしてもよい。また、この例では、インジケータとしてＬＥＤ６４を用いているが、他の光源や表示手段を用いて冷却中であることを表示してもよい。

図１１は、温度表示を行うようにした第５実施形態を示すものである。この例では、レンズユニット７のセンサ鏡筒部２６の外周面に表示部６７を設けてある。表示部６７は、ＬＣＤ６７ａ等から構成されており、冷却制御回路５０の制御の基で冷却に関する各種情報をＬＣＤ６７ａに表示する。図１２に温度表示の一例を示すように、この例では、外気温度センサ４１で測定された外気温度と、内部温度センサ４２で測定された内部温度を冷却に関する情報として表示する。なお、冷却に関する情報としては、外気の露点、冷却中であるか否かの情報、温度変化など種々のものを採用することができる。このように冷却状況を表示することによって、ユーザが状況を確認できる他、ユーザがある程度バッテリの消耗を予測できる。

冷却に関する各種情報を表示する表示部は、操作者からの視認性が高いことが好ましく、図１３に示す表示部６８のように、そのＬＣＤ６８ａを図示するように水平に倒した収納位置と、二点鎖線で示すようにＬＣＤ６８ａを収納位置から適当な角度で傾斜させて斜め後上方に向けた姿勢の傾斜位置との間で移動自在にして、ユーザが後方より確認しやすくしてもよい。また、図１４に示す表示部６９のように、ＬＣＤ６９ａを適当な角度で傾斜させて斜め後上方に向けた姿勢で設けてもよい。

さらに、図１５に示すように、フイルム状の表示板７１を例えば外側ヒートシンク３４の外周面に沿わせて設け、冷却に関する情報の表示を行うようにすれば、外観のデザインに影響を与えることがない。フイルム状の表示板７１としては、例えば有機ＥＬ素子を用いたフレキシブル表示装置を用いることができる。

図１６に示す第６実施形態では、冷却に関する情報を表示する表示部７２とともに、冷却動作を停止する冷却解除ボタン７３を設けてある。冷却作動中に、この冷却解除ボタン７３を押圧操作することにより、ペルチェ素子３３，ファン２７ｂによる冷却が強制的に停止される。これにより、電池が消耗している場合に、冷却解除ボタン７３を押圧操作して冷却を停止させ、その分撮影回数を多くしたり撮影時間を長くしたりすることができる。なお、冷却に関する情報として、電池の残量や、そのれに基づく撮影可能な残り時間時間、撮影可能回数などを表示してもよい。

上記各実施形態では、レンズユニットが本体ユニットに対して着脱自在としたデジタルカメラにおいて、レンズユニットを撮影装置として、それに内蔵したイメージセンサ等を冷却する場合について説明したが、撮影レンズとカメラ本体とが一体化されたこれまでのデジタルカメラや、本体ユニット側にイメージセンサを設けたレンズ交換式のデジタルカメラ等の撮影装置にも本発明を利用することができる。

本発明を実施したデジタルカメラの外観を示す斜視図である。レンズユニットの構成を示す部分断面図である。デジタルカメラの電気的構成を示すブロック図である。冷却部の構成を示すブロック図である。冷却の制御の処理手順を示すフローチャートである。内部温度センサだけを設けた例における冷却の制御の処理手順を示すフローチャートである。湿度センサを設けた例のレンズユニットの構成を示す部分断面図である。湿度センサを設けた例における冷却の制御の処理手順を示すフローチャートである。回路基板上に内部温度センサを設けた例のレンズユニットの構成を示す部分断面図である。冷却中の点灯するＬＥＤを設けた例のレンズユニットの構成を示す部分断面図である。温度表示を行う表示部を設けた例のレンズユニットの外観を示す斜視図である。表示部の表示例を示す説明図である。温度表示を行う表示部を可動式として例のレンズユニットの外観を示す斜視図である。温度表示を行う表示部の表示面を傾斜させた例のレンズユニットの外観を示す斜視図である。外側ヒートシンクの外周面に沿わせて表示板を設けた例のレンズユニットの外観を示す斜視図である。冷却解除ボタンを設けた例のレンズユニットの外観を示す斜視図である。

符号の説明

２デジタルカメラ
４カメラ本体
５撮影レンズ
６イメージセンサ
７レンズユニット
９マウント部
２７ｂファン
３２，３４，ヒートシンク
３３ペルチェ素子
４１外気温度センサ
４２内部温度センサ
５０冷却制御回路
６１湿度センサ

Claims

被写体像を光電変換して画像信号を生成するイメージセンサを備えた撮影装置において、
前記イメージセンサを内部に保持する熱伝導性を有する筐体と、前記イメージセンサが配された筐体内部または筐体の温度を測定する内部温度センサと、外部の温度を測定する外気温度センサと、前記筐体の外側の面に吸熱面が取り付けられたペルチェ素子と、このペルチェ素子の廃熱面に取り付けられたヒートシンクと、前記内部温度センサによって測定される内部温度と前記外気温度センサによって測定される外気温度とを比較し、内部温度が外気温度よりも高いときにだけ前記ペルチェ素子を駆動して冷却させる冷却制御手段とを備えたことを特徴とする撮影装置。
被写体像を光電変換して画像信号を生成するイメージセンサを備えた撮影装置において、
前記イメージセンサを内部に保持する熱伝導性を有する筐体と、前記イメージセンサが配された筐体内部または筐体の温度を測定する内部温度センサと、前記筐体の外側の面に吸熱面が取り付けられたペルチェ素子と、このペルチェ素子の廃熱面に取り付けられたヒートシンクと、電源がオンとされた直後に前記内部温度センサによって測定された温度を基準温度として、この基準温度と内部温度センサによって測定される内部温度とを比較し、内部温度が基準温度よりも高いときにだけ前記ペルチェ素子を駆動して冷却させる冷却制御手段とを備えたことを特徴とする撮影装置。
前記冷却制御手段は、内部温度が所定温度以上となったときに前記ペルチェ素子の作動を開始し、内部温度が外部温度に達したときに前記ペルチェ素子の作動を停止することを特徴とする１または２記載の撮影装置。
被写体像を光電変換して画像信号を生成するイメージセンサを備えた撮影装置において、
前記イメージセンサを内部に保持する熱伝導性を有する筐体と、前記イメージセンサが配された筐体内部または筐体の温度を測定する内部温度センサと、外部の温度を測定する外気温度センサと、外気の湿度を測定する湿度センサと、前記筐体の外側の面に吸熱面が取り付けられたペルチェ素子と、このペルチェ素子の廃熱面に取り付けられたヒートシンクと、外気温度センサによって測定される外気温度と湿度センサで測定される外気の湿度とから露点を求め、内部温度センサによって測定される内部温度と露点とを比較し、内部温度が露点よりも高いときにだけ前記ペルチェ素子を駆動して冷却させる冷却制御手段とを備えたことを特徴とする撮影装置。
被写体像を光電変換して画像信号を生成するイメージセンサを備えた撮影装置において、
前記イメージセンサを内部に保持する熱伝導性を有する筐体と、前記イメージセンサが配された筐体内部または筐体の温度を測定する内部温度センサと、筐体内部の湿度を測定する湿度センサと、前記筐体の外側の面に吸熱面が取り付けられたペルチェ素子と、このペルチェ素子の廃熱面に取り付けられたヒートシンクと、電源がオンとされた直後に前記内部温度センサによって測定された温度と湿度センサで測定される湿度とから露点を求め、内部温度センサによって測定される内部温度と露点とを比較し、内部温度が露点よりも高いときにだけ前記ペルチェ素子を駆動して冷却させる冷却制御手段とを備えたことを特徴とする撮影装置。
前記冷却制御手段は、内部温度が所定温度以上となったときに前記ペルチェ素子の作動を開始し、内部温度が露点に達したときに前記ペルチェ素子の作動を停止することを特徴とする請求項４または５記載の撮影装置。
前記ペルチェ素子の駆動中に前記ヒートシンクの周囲の空気を流動させるファンを備えていることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の撮影装置。
前記筐体内に前記冷却制御手段を構成する回路が形成された回路基板を収納しており、前記内部温度センサを前記回路基板上に配したことを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１項に記載の撮影装置。
前記筐体内に前記冷却制御手段を構成する回路が形成された回路基板を収納しており、前記内部温度センサ及び湿度センサを前記回路基板上に配したことを特徴とする請求項５記載の撮影装置。
冷却に関する情報を表示する表示手段を備えたことを特徴とする請求項１ないし９のいずれか１項に記載の撮影装置。
前記表示手段は、冷却中であることを表示することを特徴とする請求項１０記載の撮影装置。
前記表示手段は、少なくとも内部温度センサで測定された温度情報を表示することを特徴とする請求項１０記載の撮影装置。
前記表示手段は、その冷却に関する情報を表示する表示面が斜め後上方に向くように傾けて設けられていることを特徴とする請求項１０ないし１２のいずれか１項に記載の撮影装置。
前記表示手段は、その冷却に関する情報を表示する表示面を水平に倒した位置と斜め後上方に向くように傾けた位置との間で移動自在にされていることを特徴とする請求項１３記載の撮影装置。
前記表示手段は、外周面に沿わせて設けられたフイルム状の表示板であることを特徴とする請求項１３記載の撮影装置。
前記表示手段は、冷却中に点灯する発光ダイオードであることを特徴とする請求項１１記載の撮影装置。
前記イメージセンサの受光面に被写体像を結像させる撮影レンズと、前記イメージセンサを駆動しイメージセンサからの画像信号に対して信号処理を行う回路と、カメラボディに装着するためのマウント部とを備えていることを特徴とする請求項１ないし１６のいずれか１項に記載の撮影装置。