JP2007155776A - レンズ鏡筒 - Google Patents
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Abstract
【課題】CCDイメージセンサ及び周辺回路を効率的に冷却することができるレンズ鏡筒を提供する。
【解決手段】レンズ鏡筒4は、カメラ本体に着脱自在であり、CCDイメージセンサ36を内蔵している。ズーム動作を行う際に操作するズームリング45の内周面45bにファン47を設ける。レンズ鏡筒本体30に通気口49,50を設ける。ズームリング45が操作されると、通気口49から冷たいエアが内部空間46に流入し、通気口50から熱せられたエアが流出する。
【選択図】図2
【解決手段】レンズ鏡筒4は、カメラ本体に着脱自在であり、CCDイメージセンサ36を内蔵している。ズーム動作を行う際に操作するズームリング45の内周面45bにファン47を設ける。レンズ鏡筒本体30に通気口49,50を設ける。ズームリング45が操作されると、通気口49から冷たいエアが内部空間46に流入し、通気口50から熱せられたエアが流出する。
【選択図】図2
Description
本発明は、撮像素子を内蔵しカメラ本体に着脱自在なレンズ鏡筒に関する。
CCDなどの撮像素子を用いて撮像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。デジタルカメラの中には、各種レンズを交換して好みに応じた撮影を行うレンズ交換式のものがある。レンズ交換式のデジタルカメラは、カメラ本体とレンズ鏡筒とから構成されるが、カメラ本体側に撮像素子を内蔵するのが一般的であった。この場合、レンズ鏡筒装着時に、カメラ本体の撮像素子とレンズ鏡筒のレンズ群とを光学的に接続する必要があり、例えばバックフォーカス調節が必要とされることがあるため、不慣れな者にとっては取り扱いが難しいという問題があった。
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、レンズ鏡筒側に撮像素子を内蔵するものが知られている。この場合には、カメラ本体とレンズ鏡筒とを光学的に接続する必要がなくなり、電気的に接続するだけでよくなるため、誰にでもレンズ鏡筒装着作業が簡単になる。また、カメラ本体側に撮像素子を内蔵するタイプのものでは、カメラ本体内へ塵埃が侵入して撮像素子に付着する問題があったが、レンズ鏡筒側に撮像素子を内蔵するタイプのものでは、撮像素子を配置する部屋を密閉することが可能になることから前記問題を解決することができる。しかしながら、レンズ鏡筒側に撮像素子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、撮像素子や、この撮像素子を駆動する回路などが配置されるため、冷却効率が悪くなり熱によって各部の性能が低下するという問題があった。
従来において装置内で発熱した部位を冷却する技術がいくつか提案されている。特許文献1には、半導体レーザ光により固体レーザ素子を励起するレーザ装置が記載されており、装置本体に放熱フィンを設けている。特許文献2には、レンズ鏡筒が突出して設けられるカメラが記載されており、発熱する部品をレンズ鏡筒の側方に配置し、発熱する部品に放熱板を取り付けている。特許文献3には、内視鏡に着脱自在な内視鏡用外付テレビカメラが記載されており、発熱する固体撮像素子の背面側に、送風機構を設けている。
特開平8−167751号公報
特開2002−112082号公報
特開平5−34605号公報
しかしながら、特許文献1及び特許文献2に記載された技術では、放熱フィンや放熱板を取り付けるだけであり、積極的に空気の流れを生じさせているわけではないため、冷却効率が充分に高くならない。また、特許文献3に記載された技術では、固体撮像素子を冷却するための送風機構を設けているが、装置内に送風機構を設置するスペースを確保しなければならず装置が大型化するとともに、部品点数が増加して製造コストが上昇してしまう。
本発明では、撮像素子を効率的に冷却することが可能であるとともに、小型であって製造コストを抑えたレンズ鏡筒を提供することを目的とする。
本発明は、撮像素子及びズームレンズが内蔵されるとともにカメラ本体に着脱自在なレンズ鏡筒に関し、レンズ鏡筒の外部から内部へエアを流入させるエア流入口及び内部から外部へエアを流出させるエア流出口と、前記ズームレンズを光軸方向に移動させるズームレンズ移動機構の一部を構成し、ズーム動作時に光軸を中心にして回転する回転部材と、この回転部材に形成され、ズーム動作時における回転に伴って、前記エア流入口及び前記エア流出口を介してレンズ鏡筒の内部にエアの流れを生じさせ撮像素子を冷却するファンとを備えたことを特徴とする。
前記回転部材はズーム動作を行うときに手動で回転操作されるズームリングであり、このズームリングの内周面はレンズ鏡筒の内部空間に面しており、この内周面に前記ファンが一体に形成されていることが好ましい。ズームリングとファンとを一体に成形することにより、部品点数を抑えることができる。
前記回転部材が、光軸を中心にして回転することにより前記ズームレンズを光軸方向に移動させるカムが形成されレンズ鏡筒の内部に配置されたカム筒である構成も好適である。
前記エア流入口と前記エア流出口とは、光軸を挟んで互いに対向するようにして配置されていることが好ましい。これにより、レンズ鏡筒の内部で空気の流れが活発になり、撮像素子が効率的に冷却される。
本発明は、撮像素子及びズームレンズを内蔵するとともにカメラ本体に着脱自在なレンズ鏡筒に関し、有底の筒状に形成されたレンズ鏡筒本体と、有底の筒状に形成されて前記レンズ鏡筒本体の内部に配され、ズームレンズが組み込まれるとともに底部の前面に撮像素子が取り付けられた内筒と、前記レンズ鏡筒本体と前記内筒との間に配され、前記ズームレンズを光軸方向に移動させるズームレンズ移動機構の一部を構成し、ズーム動作時に光軸を中心にして回転する回転部材と、前記撮像素子の後方の領域を含むようにして、少なくとも前記レンズ鏡筒本体、前記内筒、及び前記回転部材によって気密に囲まれ、冷却液が満たされた空間と、前記回転部材に形成され、ズーム動作時における回転に伴って、前記空間内の前記冷却液に流れを生じさせて前記撮像素子を冷却する羽根部とを備えたことを特徴とする。
本発明のレンズ鏡筒によれば、レンズ鏡筒の外部から内部へエアを流入させるエア流入口及び内部から外部へエアを流出させるエア流出口と、ズームレンズを光軸方向に移動させるズームレンズ移動機構の一部を構成し、ズーム動作時に光軸を中心にして回転する回転部材と、この回転部材に形成され、ズーム動作時における回転に伴って、エア流入口及びエア流出口を介してレンズ鏡筒の内部にエアの流れを生じさせ撮像素子を冷却するファンとを備えたので、ファン駆動用の新たな駆動源例えばモータを設ける必要がないことから、レンズ鏡筒の大型化を抑えるとともに製造コストを抑えることができる。また、冷たい外気を内部に流入させることから、撮像素子及び周辺回路を効率的に冷却することができる。
本発明のレンズ鏡筒によれば、有底の筒状に形成されたレンズ鏡筒本体と、有底の筒状に形成されてレンズ鏡筒本体の内部に配され、ズームレンズが組み込まれるとともに底部の前面に撮像素子が取り付けられた内筒と、レンズ鏡筒本体と内筒との間に配され、ズームレンズを光軸方向に移動させるズームレンズ移動機構の一部を構成し、ズーム動作時に光軸を中心にして回転する回転部材と、撮像素子の後方の領域を含むようにして、少なくともレンズ鏡筒本体、内筒、及び回転部材によって気密に囲まれ、冷却液が満たされた空間と、回転部材に形成され、ズーム動作時における回転に伴って、空間内の冷却液に流れを生じさせて撮像素子を冷却する羽根部とを備えたので、内筒の底部を介して撮像素子の後方に冷却液の流れを生じさせて撮像素子及び周辺回路を効率的に冷却することができる。
[第1実施形態]
図1に示すように、カメラシステム2は、カメラ本体3とレンズ鏡筒4とから構成される。カメラ本体3にはレンズ鏡筒4が着脱自在であり、装着時にはカメラ本体3とレンズ鏡筒4とが電気的に接続される。
図1に示すように、カメラシステム2は、カメラ本体3とレンズ鏡筒4とから構成される。カメラ本体3にはレンズ鏡筒4が着脱自在であり、装着時にはカメラ本体3とレンズ鏡筒4とが電気的に接続される。
レンズ鏡筒4の後面に設けられたレンズ側マウント部5には、バヨネット爪6が形成されている。このバヨネット爪6には接続端子7が設けられている。カメラ本体3の前面に設けられたカメラ本体側マウント部8には、バヨネット溝9が形成されている。レンズ鏡筒4をカメラ本体3に装着する際には、バヨネット爪6をバヨネット溝9に合わせた状態で押し込んでから回転させる。カメラ本体側マウント部8のロックピン10がレンズ側マウント部5の図示しないピン孔と係合すると、レンズ鏡筒4が位置決めされる。また、レンズ鏡筒4の位置決めに伴ってレンズ側マウント部5の接続端子7がカメラ本体側マウント部8の接続端子11(図5参照)に接続される。なお、カメラ本体側マウント部8には、前方向にバネ付勢されたマウント蓋12が設けられており、このマウント蓋12はレンズ鏡筒4の装着時にレンズ側マウント部5に押圧されて後方向に移動する。マウント蓋12は、レンズ鏡筒4の非装着時にカメラ本体3の内部に塵埃が侵入することを防止する役割を果たしている。
カメラ本体側マウント部8には、ロックピン10と連動するロック解除ボタン13が設けられている。ロック解除ボタン13は、レンズ鏡筒4を取り外す際に操作されるものであり、押圧することでロックピン10を後方向に移動させてロックを解除することができる。カメラ本体の前面にはストロボ14の発光部14aが設けられている。
カメラ本体3の上面には、撮影時に押圧操作されるレリーズボタン20と、撮影/再生モードの切替え時に操作されるモード切替部21とが設けられている。カメラ本体3の後面には、撮影画像や各種設定条件が表示されるLCD23と、電源スイッチ24とが設けられている(図5参照)。
図2に示すように、レンズ鏡筒4は、有底の筒状のレンズ鏡筒本体30を有しており、後面が閉じられている。このレンズ鏡筒本体30の内部には、有底の筒状の内筒31が配置されている。
内筒31には第1レンズ群32が組み込まれており、この第1レンズ群32の後方にはズームレンズ群33が組み込まれている。ズームレンズ群33はリング状の保持枠34に保持されており、この保持枠34を介して内筒31に組み込まれている。内筒31の底板35において、前面35aの中央部にはCCDイメージセンサ36が設けられ、また、底板35の後面35bには、CCDイメージセンサ36に対応する位置に、放熱フィン37が設けられている。この放熱フィン37は、複数枚の板であり、図2中上下方向に延びるようにして互いに平行に設けられている。内筒31の底板35及び放熱フィン37は、放熱性の高い材料で形成することが好ましく、例えばアルミニウムなどの金属を用いることが好ましい。
内筒31の底板35には、CCDイメージセンサ36以外にも、後述するCCD駆動回路70、アナログ信号処理回路72、A/D変換回路73、レンズ鏡筒用CPU71、データ通信回路74などが実装基板に実装されて取り付けられている。なお、これらの回路のうち、一部の回路をカメラ本体3側に配置することとしてもよい。また、カメラ本体3側に配置した回路のうち、一部の回路例えばデジタル信号処理回路78をレンズ鏡筒4側に配置することとしてもよい。
保持枠34の外周面には光軸44に対して垂直に延びる摺動ピン40が設けられており、この摺動ピン40は周方向で互いに等間隔になるようにして3本設けられている。また、内筒31には光軸方向に延びる直進ガイド孔41が設けられており、この直進ガイド孔41も周方向で互いに等間隔になるようにして3つ設けられている。各摺動ピン40は各直進ガイド孔41に挿入されている。
レンズ鏡筒本体30と内筒31との間にはカム筒42が配置されており、カム筒42の外周面がレンズ鏡筒本体30の内周面に接するように、また、カム筒42の内周面が内筒31の外周面に接するようにされている。図3に示すように、カム筒42の内周面にはカム溝43が形成されており、このカム溝43は周方向で互いに等間隔になるようにして3本設けられている(図3においては2本だけ図示)。各カム溝43には、各摺動ピン40の先端部が接するようにされている。カム筒42が光軸44を中心にして回転すると、摺動ピン40が直進ガイド孔41及びカム溝43に摺動し、ズームレンズ群33が光軸に沿って前後に移動するようになっている。
レンズ鏡筒本体30には、光軸44を中心にして回転可能にされたズームリング45が設けられている。このズームリング45は外周面45aがレンズ鏡筒本体30の外部空間に面しており、内周面45bがレンズ鏡筒本体30の内部空間46に面している。この内部空間46は、レンズ鏡筒本体30、内筒31、及びカム筒42に囲まれており、CCDイメージセンサ36の後方の領域を含むようにして形成されている。内部空間46は、密閉状態にする(ただし、通気口49,50は除く)ことが好ましいが、多少の隙間が生じていてもよい。図4に示すように、ズームリング45の内周面45bには光軸方向に対して傾斜するようにされた板状のファン47が複数枚形成されている。ファン47はズームリング45に一体に形成されている。
図2に示すように、ズームリング45とカム筒42とは連結ピン48により連結されており、ズームリング45と共にカム筒42が回転するようになっている。ズームレンズ群33を移動させるズームレンズ移動機構は、ズームリング45、連結ピン48、カム筒42等によって構成されている。
レンズ鏡筒本体30には2つの通気口49,50が互いに光軸44を挟んで対向するようにして設けられている。ただし、通気口49はズームリング45より前方に配置され、通気口50はズームリング45より後方に配置されている。ズームリング45の回転方向に応じて、通気口49,50のうちいずれか一方がエアの流入口となり、他方がエアの流出口となる。これらの通気口49,50には、レンズ鏡筒4の内部に塵埃が侵入するのを防止するためのスポンジ51,52がそれぞれ設けられている。
図5のブロック図に示すように、CCDイメージセンサ36は、CCD駆動回路70に接続されており、CCD駆動回路70を介してレンズ鏡筒用CPU71によって駆動を制御されている。CCDイメージセンサ36は、第1レンズ群32及びズームレンズ群33により結像された光学的な被写体像を電気的な撮像信号に変換して出力する。CCDイメージセンサ36から出力された撮像信号はアナログ信号処理回路72に入力される。アナログ信号処理回路72は、相関二重サンプリングを行うことによって信号からノイズを除去する機能や、信号を増幅する機能を備え、撮像信号に対してこれらの処理を施してから出力する。
適当なレベルに増幅された撮像信号は、A/D変換回路73によってデジタル変換されて画像データとなる。この画像データは、データ通信回路74を介してカメラ本体3側へと送信される。レンズ鏡筒用CPU71は、カメラ本体用CPU75と交信しながら、レンズ鏡筒4側の撮影処理や画像処理等を管制する。
レンズ鏡筒4からの画像データは、データ通信回路76を介してメモリ77に書き込まれる。デジタル信号処理回路78は、メモリ77から画像データを読み出し、階調変換、ホワイトバランス補正、γ補正等の処理を施す。各種処理が施された画像データはLCD駆動回路79へ入力され、LCD23にスルー画として表示される。
レリーズボタン20が押圧操作されたときには、メディアコントローラ80の制御によって、各種処理が施された画像データが記録メディア81に記録される。また、レリーズボタン20が押圧操作されたときには、撮影環境からの光量に応じてストロボ14が駆動される。カメラ本体用CPU75は、レンズ鏡筒用CPU71と交信しながら、カメラ本体3側の撮影処理、画像表示処理、記録処理等を管制する。カメラ本体用CPU75には、レリーズボタン20、モード切替部21、及び電源スイッチ24が接続されている。
カメラ本体3にはバッテリ82が配置され、カメラ本体3の各部に電力を供給している。また、このバッテリ82は、接続端子7,11を介してレンズ鏡筒4に接続されており、レンズ鏡筒4の各部にも電力を供給している。
以下、上記構成による作用について説明する。レンズ鏡筒4をカメラ本体3に装着すると、レンズ鏡筒4とカメラ本体3とが電気的に接続される。
カメラ本体3の電源スイッチ24をオンにし、モード切替部21を操作して撮影モードに設定すると、撮影が可能な状態となる。LCD23にはスルー画が表示される。LCD23のスルー画を眺めながらズームリング45を手動で回転操作することにより、ズーム動作を行うことができる。レリーズボタン20を押圧操作すると撮影が行われ、その時点で得られた画像データが記録メディア81に記録される。
撮影が繰り返されると、レンズ鏡筒4内のCCDイメージセンサ36及び周辺回路が発熱する。これらの熱は、内筒31の底板35及び放熱フィン37を介して、内部空間46のエアに伝達される。これにより、内部空間46のエアが熱せられる。
内部空間46のエアが熱せられた状態で、ズームリング45が前面側から見て時計回りに回転操作されると、ファン47によって図2中A方向にエアの流れが生じ、通気口49を介して外部の冷たいエアが内部空間46に流入するとともに、通気口50を介して熱せられたエアが外部へと流出する。一方、ズームリング45が前面側から見て反時計回りに回転操作されると、ファン47によって図2中B方向にエアの流れが生じ、通気口50を介して冷たいエアが内部空間46に流入するとともに、通気口49を介して熱せられたエアが外部へと流出する。これにより、放熱フィン37及び底板35が効率的に冷却され、CCDイメージセンサ36及び周辺回路が冷却されるため、これらの性能が低下することを防止することができる。また、本実施形態の構成によれば、ファン47を駆動するために新たな駆動源を設ける必要がないことから、レンズ鏡筒4の大型化を抑えるとともに製造コストを抑えることができる。
なお、上記第1実施形態の構成に加えて、レンズ鏡筒4の外部からのエアを内部空間46に効率的に流入させるために、図6及び図7に示すガイド壁90〜93を設けエア流路を形成してもよい。ガイド壁90,91は断面L字状であり、レンズ鏡筒本体30の内周面と内筒31の外周面とに固定されている。一方、ガイド壁92,93は断面L字状であり、レンズ鏡筒本体30の内周面にだけ固定されている。これは、内筒31側の空間が、前述した連結ピンの通過領域とされるためである。
[第2実施形態]
第1実施形態のレンズ鏡筒ではズームリングにファンを形成したが、以下で説明する第2実施形態のレンズ鏡筒ではカム筒にファンを形成している。第2実施形態の説明においては、第1実施形態と同様の構成要素に関しては同一の符号を付し、その説明を省略する。
第1実施形態のレンズ鏡筒ではズームリングにファンを形成したが、以下で説明する第2実施形態のレンズ鏡筒ではカム筒にファンを形成している。第2実施形態の説明においては、第1実施形態と同様の構成要素に関しては同一の符号を付し、その説明を省略する。
第2実施形態のレンズ鏡筒100においては、図8に示すように、第1実施形態のカム筒42の替わりにカム筒101が設けられている。このカム筒101には第1実施形態のカム溝43と同じ形状のカム溝102が形成されており、カム溝102には摺動ピン40の先端部が接している。カム筒101が光軸44を中心にして回転すると、ズームレンズ群33が光軸44に沿って前後方向に移動するようになっている。カム筒101はレンズ鏡筒100の内部に配置されたモータ103の動力が伝達されて回転し、モータ103はカメラ本体3(図1参照)に設けられたズーム操作部104の操作に基づいて駆動する。
カム筒101の外周面には、光軸方向に対して傾斜する板状のファン105が多数形成されている。ファン105はカム筒101に一体に形成してもよいし、別体にして取り付けてもよい。通気口106はファン105より前方に形成され、通気口107はファンより後方に形成されている。ズーム操作部104が操作されると、カム筒101が回転し、ファン105によって内部空間46にエアの流れが生じる。第1実施形態のレンズ鏡筒4と同様の作用効果を有することとなる。
[第3実施形態]
第1及び第2実施形態のレンズ鏡筒ではエアを用いて冷却を行ったが、以下で説明する第3実施形態のレンズ鏡筒では冷却液を用いて冷却を行っている。第3実施形態の説明においては、第1及び第2実施形態と同様の構成要素に関しては同一の符号を付し、その説明を省略する。
第1及び第2実施形態のレンズ鏡筒ではエアを用いて冷却を行ったが、以下で説明する第3実施形態のレンズ鏡筒では冷却液を用いて冷却を行っている。第3実施形態の説明においては、第1及び第2実施形態と同様の構成要素に関しては同一の符号を付し、その説明を省略する。
第3実施形態のレンズ鏡筒200においては、図9に示すように、レンズ鏡筒本体201には通気口が形成されていない。また、内部空間46は、レンズ鏡筒本体200と、内筒31と、カム筒101によって気密に囲まれている。この内部空間46には冷却液202が満たされている。
撮影が繰り返されCCDイメージセンサ36及び周辺回路が発熱すると、この熱は内筒31の底板35及び放熱フィン37を介して、内部空間46の冷却液202に伝達される。ここで、ズーム操作部104が操作されると、カム筒101が回転し、ファン(羽根部)105によって内部空間46の冷却液202が攪拌される。これにより、冷却液202の熱は分散されてレンズ鏡筒本体201に効率良く伝達され、レンズ鏡筒本体201から外部へ放熱される。
なお、上記第1及び第2実施形態では、通気口が2箇所に設けられていたが、3箇所以上に設けられる構成であってもよい。また、上記第1及び第2実施形態では、撮像素子の背面が内筒の底板に保持されていたが、撮像素子の周部だけが底板に保持され撮像素子の背面が内部空間に露呈するようにしてもよい。
上記第2及び第3実施形態では、ズーム操作部が撮影者に操作された場合にのみズーム動作が行われたが、撮影時以外例えば再生モード時にズーム動作を行ってレンズ鏡筒の内部を冷却するようにしてもよい。
2 カメラシステム
3 カメラ本体
4 レンズ鏡筒
30 レンズ鏡筒本体
31 内筒
35 底板
36 CCDイメージセンサ
42 カム筒
46 内部空間
49,50 通気口
3 カメラ本体
4 レンズ鏡筒
30 レンズ鏡筒本体
31 内筒
35 底板
36 CCDイメージセンサ
42 カム筒
46 内部空間
49,50 通気口
Claims (5)
- 撮像素子及びズームレンズが内蔵されるとともにカメラ本体に着脱自在なレンズ鏡筒において、
レンズ鏡筒の外部から内部へエアを流入させるエア流入口及び内部から外部へエアを流出させるエア流出口と、
前記ズームレンズを光軸方向に移動させるズームレンズ移動機構の一部を構成し、ズーム動作時に光軸を中心にして回転する回転部材と、
この回転部材に形成され、ズーム動作時における回転に伴って、前記エア流入口及び前記エア流出口を介してレンズ鏡筒の内部にエアの流れを生じさせ撮像素子を冷却するファンとを備えたことを特徴とするレンズ鏡筒。 - 前記回転部材はズーム動作を行うときに手動で回転操作されるズームリングであり、このズームリングの内周面はレンズ鏡筒の内部空間に面しており、この内周面に前記ファンが一体に形成されていることを特徴とする請求項1記載のレンズ鏡筒。
- 前記回転部材は、光軸を中心にして回転することにより前記ズームレンズを光軸方向に移動させるカムが形成されレンズ鏡筒の内部に配置されたカム筒であることを特徴とする請求項1記載のレンズ鏡筒。
- 前記エア流入口と前記エア流出口とは、光軸を挟んで互いに対向するようにして配置されていることを特徴とする請求項1ないし3いずれか1項記載のレンズ鏡筒。
- 撮像素子及びズームレンズを内蔵するとともにカメラ本体に着脱自在なレンズ鏡筒において、
有底の筒状に形成されたレンズ鏡筒本体と、
有底の筒状に形成されて前記レンズ鏡筒本体の内部に配され、ズームレンズが組み込まれるとともに底部の前面に撮像素子が取り付けられた内筒と、
前記レンズ鏡筒本体と前記内筒との間に配され、前記ズームレンズを光軸方向に移動させるズームレンズ移動機構の一部を構成し、ズーム動作時に光軸を中心にして回転する回転部材と、
前記撮像素子の後方の領域を含むようにして、少なくとも前記レンズ鏡筒本体、前記内筒、及び前記回転部材によって気密に囲まれ、冷却液が満たされた空間と、
前記回転部材に形成され、ズーム動作時における回転に伴って、前記空間内の前記冷却液に流れを生じさせて前記撮像素子を冷却する羽根部とを備えたことを特徴とするレンズ鏡筒。
Priority Applications (2)
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Publications (1)
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