JP2006014248A - Camera - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は撮像素子を備えるカメラに関する。 The present invention relates to a camera provided with an image sensor.
従来、CCD(Charge Coupled Device)と、このCCDを冷却するペルチェ素子と、CCDとペルチェ素子とを収容する密閉空間を形成する第1、第2のカバーと、第1のカバーと第2のカバーとの接合面に配置された、シール部材としてのOリングとを備えるカメラは公知である(特開平6−45570号公報参照)。
CCDを冷却することによってその性能を維持することができるが、外気が高温・多湿の場合にCCDを冷却すると、CCDの撮像面に結露が生じ、画像がぼける等の不具合が生じることがある。 The performance of the CCD can be maintained by cooling the CCD. However, when the CCD is cooled when the outside air is hot and humid, there may be a problem such as condensation on the imaging surface of the CCD and blurring of the image.
そこで、密閉空間の密閉率を向上させたり、窒素等の気体を封入したりすることによって密閉空間内の湿度の上昇を抑え、それによって結露を防止していた。 Therefore, the increase in the humidity in the sealed space is suppressed by improving the sealing rate of the sealed space or enclosing a gas such as nitrogen, thereby preventing condensation.
しかし、例えばOリングは経年変化によって劣化する。また、温度変化による膨張・収縮の繰り返しによってOリングとカバーとの間に空隙が生じたり、Oリング自体に微小な通気孔が生じたりする。そのため、Oリング等のシール部材によって密閉空間内への外気の侵入を完全に阻止することは難しい。 However, for example, the O-ring deteriorates with aging. In addition, a repetition of expansion / contraction due to a temperature change may cause a gap between the O-ring and the cover, or a minute air hole may be formed in the O-ring itself. For this reason, it is difficult to completely prevent the outside air from entering the sealed space by a sealing member such as an O-ring.
この発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、その課題は密閉空間に侵入した水蒸気による悪影響を防止することができるカメラを提供することである。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide a camera that can prevent the adverse effects of water vapor that has entered a sealed space.
前述の課題を解決するため請求項1記載の発明は、密閉空間に収容される撮像素子と、この撮像素子を冷却する冷却手段とを備えているカメラにおいて、前記撮像素子の前記冷却手段によって冷却される部位の近傍に生じる水滴を吸収する吸水部材を備えていることを特徴とする。
In order to solve the above-described problems, the invention described in
請求項2記載の発明は、請求項1記載のカメラにおいて、前記吸水部材は前記撮像素子及び前記冷却手段の少なくとも一方に接触していることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the camera according to the first aspect, the water absorbing member is in contact with at least one of the imaging element and the cooling means.
請求項3記載の発明は、請求項1又は2記載のカメラにおいて、前記吸水部材は前記撮像素子を包囲していることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the camera according to the first or second aspect, the water absorbing member surrounds the imaging element.
請求項4記載の発明は、請求項1〜3のいずれか1項記載のカメラにおいて、前記吸水部材は前記密閉空間内に配置されていることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the camera according to any one of the first to third aspects, the water absorbing member is disposed in the sealed space.
請求項5記載の発明は、請求項1記載のカメラにおいて、前記吸水部材の一端と他端とは温度差を有し、前記撮像素子及び前記冷却手段の少なくとも一方に近い前記一端の温度は前記他端の温度より低いことを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, in the camera according to the first aspect, the one end and the other end of the water absorbing member have a temperature difference, and the temperature of the one end close to at least one of the imaging element and the cooling means is the The temperature is lower than the temperature at the other end.
請求項6記載の発明は、筐体とこの筐体に固定される光学フィルタとで形成される密閉空間に収容され、前記光学フィルタと対向する撮像素子と、前記撮像素子を冷却する冷却手段とを備えているカメラにおいて、前記冷却手段の冷却動作が停止したときに前記光学フィルタに生じる水滴を吸収する吸水部材を備えていることを特徴とする。 According to a sixth aspect of the present invention, there is provided an imaging device that is accommodated in a sealed space formed by a housing and an optical filter fixed to the housing, and that faces the optical filter, and a cooling unit that cools the imaging device. The camera is provided with a water absorbing member that absorbs water droplets generated in the optical filter when the cooling operation of the cooling means is stopped.
この発明のカメラによれば、密閉空間に侵入した水蒸気による悪影響を防止することができる。 According to the camera of the present invention, it is possible to prevent an adverse effect due to water vapor entering the sealed space.
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1はこの発明の第1実施形態に係るカメラのCCDを収容する密閉容器の断面を示す概念図である。 FIG. 1 is a conceptual diagram showing a cross-section of a sealed container that houses a CCD of a camera according to a first embodiment of the present invention.
カメラの外観となる密閉容器は第1の筐体18と第2の筐体19とで形成されている。
A sealed container that is the appearance of the camera is formed of a
密閉容器内には第1の筐体18と光学フィルタ16と基板21と伝熱部材14とによってCCD(撮像素子)11とペルチェ素子(冷却手段)13とを収容する密閉空間10が形成されている。
A sealed
光学フィルタ16は部材20によって第1の筐体18の下部に圧接されている。第1の筐体18と光学フィルタ16との接合面にはOリング17Aが配置されている。
The
基板21はCCD11及びペルチェ素子13に電力を供給するとともに、CCD11で得られた画像信号を外部に出力するために使用される。
The
基板21は第1の筐体18と伝熱部材14とで挟持されている。伝熱部材14はビス22によって第1の筐体18に接合されている。
The
基板21と第1の筐体18との接合面にはOリング17Bが配置されている。また、基板21と伝熱部材14との接合面にはOリング17Cが配置されている。
An O-
上記のように形成された密閉空間10の内部は一旦減圧状態にされ、そこに窒素等の気体が封入される。ただ、Oリング17A,17B,17Cの経年変化等による空隙の発生によって密閉空間10内に外気が侵入する場合がある。
The inside of the sealed
伝熱部材14の一端面は伝熱シート15Aを介してペルチェ素子13の一端面に圧接されている。また、伝熱部材14の他端面は伝熱シート15Bを介して第2の筐体19に圧接されている。
One end surface of the
図2は図1の部分拡大図である。 FIG. 2 is a partially enlarged view of FIG.
ペルチェ素子13は基板21に実装されている。
The Peltier
ペルチェ素子13の他端面にはCCD11が伝熱シート15Cを介して取り付けられている。CCD11が所定温度以下になるようにペルチェ素子13への供給電流が制御される。
The
CCD11を包囲するように吸水部材12が配置されている。吸水部材12はCCD11及びペルチェ素子13に接触する。なお、吸水部材12は両面テープ(図示せず)によって基板21に貼り付けられている。
A
吸水部材12には特殊ウレタンスポンジ(例えばソフラス(商標)・Hタイプ(アイオン株式会社))、和紙、不織布等が用いられる。
As the
ペルチェ素子13に電流を供給したとき、ペルチェ効果によって伝熱シート15Aを介して伝熱部材14が加熱される。伝熱部材14の熱は伝熱シート15B及び第2の筐体19を介して密閉容器外に放熱される。
When a current is supplied to the Peltier
また、ペルチェ効果によってCCD11で発生した熱が吸収され、CCD11が冷却される。密閉空間10の水蒸気が飽和状態となったとき、水蒸気が凝結し、水滴が生じる。この水滴はCCD11とペルチェ素子13とが接触する部位(密閉空間10の内部で最も温度が低い部位)の近傍に付着する。
Further, the heat generated in the
上述したように吸水部材12はCCD11及びペルチェ素子13を包囲し、しかもそれらに接触しているので、水滴は吸水部材12によって吸収される。
As described above, the
この実施形態によれば、経年変化によってOリングが劣化し、発生した空隙から密閉空間10内に外気が侵入してCCD11の近傍に水滴が付着しても、水滴は吸水部材12に吸収されるので、結露を防止することができる。
According to this embodiment, the O-ring deteriorates due to secular change, and even if outside air enters the sealed
また、吸水部材12は密閉空間10内に配置されており、吸水部材12のペルチェ素子13から遠い部位(他端)とペルチェ素子13に近い部位(一端)との温度差によって水分は密閉空間10内を循環する(吸水部材12に吸収された水分は蒸発して水蒸気となる)。
Further, the
このとき、吸水部材12のペルチェ素子13から遠い部位はペルチェ素子13に近い部位よりも相対的に高温になる。密閉空間10内でペルチェ素子13の近傍の温度が近傍以外の場所より低温になることに伴い、吸水部材12にも温度差が生じるからである。
At this time, a portion of the
吸水部材12の水分の蒸発に伴って密閉空間10内の水蒸気圧が上昇し、その水蒸気圧と外気圧とが平衡状態になると、密閉空間10内に新たに外気が侵入しなくなるため、密閉空間10内に水滴が発生しなくなる。
When the water vapor pressure in the sealed
図3はこの発明の第2実施形態に係るカメラのCCDを収容する密閉容器の断面を示す概念図であり、第1実施形態と共通する部分には同一符号を付してその説明を省略する。 FIG. 3 is a conceptual diagram showing a cross-section of a sealed container that houses a CCD of a camera according to a second embodiment of the present invention. The same reference numerals are given to the parts common to the first embodiment, and the description thereof is omitted. .
密閉容器は筐体32とホルダ30とで構成されている。
The sealed container includes a
密閉容器内には筐体32と光学フィルタ16とによってCCD11とペルチェ素子13とを収容する密閉空間40が形成されている。
A sealed
光学フィルタ16はホルダ30によって筐体32の下部に圧接されている。筐体32と光学フィルタ16との接合面にはOリング17が配置されている。
The
基板31はCCD11及びペルチェ素子13に電力を供給するとともに、CCD11で得られた画像信号を外部に出力するために使用される。基板31は筐体32に支持部材33A,33Bを介して支持されている。
The
伝熱部材34の一端面は伝熱シート35Aを介してペルチェ素子13の一端面に圧接されている。また、ペルチェ素子13の他端面は伝熱シート35Bを介して筐体32に圧接されている。
One end surface of the
伝熱部材34の他端面には基板31に実装されたCCD11が取り付けられている。
The
伝熱部材34を包囲するように吸水部材12が配置されている。吸水部材12はCCD11に接触する。この実施形態ではペルチェ素子13と伝熱部材34とで冷却手段が構成される。なお、吸水部材12は両面テープ(図示せず)によって基板31に貼り付けられている。
The
この実施形態によれば、第1実施形態と同様の効果を奏する。 According to this embodiment, the same effects as those of the first embodiment can be obtained.
なお、上記各実施形態では、吸水部材12をCCD11に接触させるようにしたが、必ずしも両者を接触させる必要はなく、CCD11やペルチェ素子13に対して水滴を吸着可能な空隙を介して吸水部材12を配置してもよい。
In each of the above-described embodiments, the
図4はこの発明の第3実施形態に係るカメラのペルチェ素子の拡大断面を示す概念図である。 FIG. 4 is a conceptual diagram showing an enlarged cross section of a Peltier element of a camera according to a third embodiment of the present invention.
第3実施形態の構成と第1実施形態の構成とはペルチェ素子及び吸水部材112を除いて同じであるので、同一構成部分についての説明を省略する。
Since the structure of 3rd Embodiment and the structure of 1st Embodiment are the same except the Peltier device and the
ペルチェ素子113は2種の金属の組合せからなる回路113Aをセラミック板113Bとセラミック板113Bとで挟み込んで形成されている。回路113Aに流す電流の方向によってペルチェ素子113の吸熱側と加熱側とが決められる。
The
加熱側のセラミック板113Cには伝熱部材14が伝熱シート15Aを介して取り付けられる(図1参照)。
A
また、吸熱側のセラミック板113BにはCCD11が伝熱シート15Cを介して取り付けられる(図1参照)。
Further, the
吸熱側のセラミック板113Bは加熱側のセラミック板113Cより大きい。セラミック板113Bには水滴を吸い取るための吸水部材112が回路113Aを包囲するように配置されている。
The ceramic plate 113B on the heat absorption side is larger than the
吸水部材112と回路113Aとの間には空隙がある。吸水部材112はペルチェ素子113を製造する際に形成される。
There is a gap between the
吸水部材112はセラミック基板113Bに吸水性を有する樹脂ポリマ等を吹き付けて固めることによって形成される。
The
この実施形態によれば、第1実施形態と同様の効果を奏するとともに、吸水部材112がペルチェ素子113の製造時にセラミック基板113Bに形成されるので、組立作業の工数を削減できる。
According to this embodiment, the same effects as those of the first embodiment can be obtained, and the
また、カメラの組立時、吸水部材12を手作業で基板21に貼り付けるため、その作業を円滑に行なうには吸水部材12を密閉空間10に対して要求される大きさ以上にする必要がある。これに対し、この実施形態では、吸水部材112がペルチェ素子113の製造時にこれと一体に形成されるので、吸水部材112を基板21に貼り付ける必要がない。その結果、密閉空間10の容積を小さくすることができる。
In addition, since the
なお、吸水部材112を回路113Aに接触させるようにしてもよい。
The
また、吸水部材112の材料として樹脂ポリマに代え、第1実施形態と同様のものを用いてもよい。この場合、吸水部材112を接着剤又は両面テープでセラミック基板113Bに固定する。
Further, the material of the
図5はこの発明の第4実施形態に係るカメラのCCDを収容する密閉容器の断面を示す概念図であり、第1実施形態と共通する部分には同一符号を付してその説明を省略する。 FIG. 5 is a conceptual diagram showing a cross-section of a sealed container that houses a CCD of a camera according to a fourth embodiment of the present invention. The same reference numerals are given to the same parts as those in the first embodiment, and the description thereof is omitted. .
密閉容器は筐体232とホルダ230とで構成されている。
The sealed container includes a
密閉容器内には筐体232と光学フィルタ216とによってCCD11とペルチェ素子13とを収容する密閉空間240が形成されている。筐体232と光学フィルタ216との接合面にはOリング217が配置されている。
A sealed
光学フィルタ216とCCD11とは空隙を介して対向する。光学フィルタ216はホルダ230によって筐体232の下部に圧接されている。
The
また、光学フィルタ216の一方の面(密閉空間240側の面)には吸水部材212,213が配置されている。
Further,
吸水部材212は光路を遮らないように環状に形成されている。吸水部材212の外周面は筐体232の内周面に接触している。吸水部材212は両面テープ(図示せず)等によって光学フィルタ216に貼り付けられている。
The
吸水部材213はOリング217の内側に密閉空間240を包囲するように配置されている。吸水部材213は筐体232と光学フィルタ216とによって圧縮されている。吸水部材213は筐体232、光学フィルタ216及びOリング217に接触している。
The
吸水部材212,213の材料としては第1実施形態と同様のものを用いることができる。
As the material of the
基板231はCCD11及びペルチェ素子13に電力を供給するとともに、CCD11で得られた画像信号を外部に出力するために使用される。基板231は筐体232に支持部材233A,233Bを介して支持されている。
The
伝熱部材234の一端面は伝熱シート235Aを介してペルチェ素子13の一端面に圧接されている。また、ペルチェ素子13の他端面は伝熱シート235Bを介して筐体232に圧接されている。
One end surface of the
伝熱部材234の他端面には基板231に実装されたCCD11が取り付けられている。この実施形態ではペルチェ素子13と伝熱部材234とで冷却手段が構成される。
The
ペルチェ素子13への電流の供給が停止されたとき、CCD11のペルチェ素子13によって冷却される部位の温度が次第に上昇し、密閉空間240内で光学フィルタ216の温度が最も低くなる。そのため、光学フィルタ216の一方の面に水滴が付着する。
When the supply of current to the
上述したように吸水部材212,213は光学フィルタ216の一方の面にそれぞれ位置しているので、光学フィルタ216の一方の面の水滴は吸水部材212,213によって吸収される。その結果、結露が防止される。
As described above, since the
この実施形態によれば、第1実施形態と同様の効果を奏するとともに、Oリング217の経年変化等による空隙が発生した場合であっても、その空隙を通じて密閉空間240内に侵入する外気に含まれる水蒸気が吸水部材213によって吸収されるので、水蒸気の密閉空間240内への侵入が抑制され、また筐体232からホルダ230と光学フィルタ216とを取り外すだけで吸水部材212,213を交換することができるので、作業性が向上する。
According to this embodiment, the same effect as that of the first embodiment is obtained, and even when a gap due to aging of the O-
なお、上記実施形態では吸水部材213をOリング217の内側に配置したが、吸水部材213が光学フィルタ216に接するのであれば、吸水部材213の位置はOリング217の外側でもよい。
In the above embodiment, the
また、上記実施形態では吸水部材213と吸水部材212とを光学フィルタ216の一方の面に配置したが、この構成に限るものではなく、吸水部材213及び吸水部材212のいずれか一方を光学フィルタ216の一方の面に配置してもよい。
In the above embodiment, the
更に、上記各実施形態では撮像手段としてCCD11を一例として挙げたが、撮像素子はこれらに限定されない。また、冷却手段としてペルチェ素子13を一例として挙げたが、同様の機能を有する電子冷却素子であれば、素子はこれに限定されない。
Further, in each of the above embodiments, the
10,40,240 密閉空間
11 CCD(撮像素子)
12,112,212,213 吸水部材
13 ペルチェ素子(冷却手段)
34,234 伝熱部材
216 光学フィルタ
232 筐体
10, 40, 240 Sealed
12, 112, 212, 213
34,234
Claims (6)
前記撮像素子の前記冷却手段によって冷却される部位の近傍に生じる水滴を吸収する吸水部材を備えていることを特徴とするカメラ。 In a camera comprising an image sensor housed in a sealed space and a cooling means for cooling the image sensor,
A camera comprising a water absorbing member that absorbs water droplets generated in the vicinity of a portion cooled by the cooling means of the imaging device.
前記冷却手段の冷却動作が停止したときに前記光学フィルタに生じる水滴を吸収する吸水部材を備えていることを特徴とするカメラ。 In a camera that is housed in a sealed space formed by a housing and an optical filter that is fixed to the housing, and that includes an imaging device that faces the optical filter, and a cooling unit that cools the imaging device.
A camera comprising a water absorbing member that absorbs water droplets generated in the optical filter when the cooling operation of the cooling means is stopped.
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