JP2010271435A - 防水ハウジングシステム及び防水ハウジング - Google Patents
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Abstract
【課題】水面付近でも水滴による影響を受けない防水ハウジングシステム及び防水ハウジングを提供する。
【解決手段】被写体光束を通過させるフィルタ13と、フィルタ13を振動させ水滴を飛散させるための圧電素子14と、防水ハウジング10内に収納され、圧電素子14を振動させるための圧電素子駆動回路315と、防水ハウジング10内に収納可能な、圧電素子駆動回路315に駆動を開始させるためのカメラ本体200とを有する。
【選択図】 図1
【解決手段】被写体光束を通過させるフィルタ13と、フィルタ13を振動させ水滴を飛散させるための圧電素子14と、防水ハウジング10内に収納され、圧電素子14を振動させるための圧電素子駆動回路315と、防水ハウジング10内に収納可能な、圧電素子駆動回路315に駆動を開始させるためのカメラ本体200とを有する。
【選択図】 図1
Description
本発明は、防水ハウジングシステム及び防水ハウジングに関し、詳しくは、水滴除去機能を有する防水ハウジングシステム及び防水ハウジングに関する。
カメラ等の撮影機器の被写体光束の透過部に水滴が付着すると、画質が劣化することから、水滴を除去してから撮影するのが一般的である。特に、防水プロテクタを装着して撮影する場合には、水上と水中の境界付近においては水滴が付着しやすく、水滴を除去することは大変であり、また除去しても再び付着してしまう。
水滴を除去する技術は、従来より種々提案されており、例えば、特許文献1には、撥水性の膜を形成した透過面を振動器によって振動させることにより、水滴を飛散させる車両周辺視認装置が開示されている。また、特許文献2にはカメラのフィルタに超音波発生装置を配設しておき、降雨時等に超音波を発生させることにより、水滴やほこり等が付着しないようにしたカメラが開示されている。
特許文献1に開示される車両周辺視認装置は、水面と水中の境界付近での撮影を行うものではない。また、特許文献2に開示されるようなカメラにおいて、水面と水中の境界付近での撮影にあたって防水プロテクタを使用する場合、カメラのフィルタに水滴除去機能が設けられていたとしても、防水プロテクタの透明窓に付着した水滴を除去するには拭き取るしかなく面倒であった。
本発明は、このような事情を鑑みてなされたものであり、水面付近でも水滴による影響を受けない防水ハウジングシステム及び防水ハウジングを提供することを目的とする。
上記目的を達成するため第1の発明に係わる防水ハウジングシステムは、被写体光束を通過させる透明窓と、上記透明窓を振動させ水滴を飛散させるための加振手段と、上記ハウジング内に収納され、上記加振手段を振動させるための駆動回路手段と、上記ハウジング内に収納され、上記駆動回路手段に駆動を開始させるためのカメラと、を具備する。
第2の発明に係わる防水ハウジングシステムは、上記第1の発明において、上記透明窓は加振手段である圧電素子が固着され、該圧電素子が振動することにより上記透明窓が屈曲振動する。
第3の発明に係わる防水ハウジングシステムは、上記第1の発明において、上記透明窓は、上記カメラの状態に合わせて自動的に振動する第1の振動タイミングと、外部からの任意の操作に連動して振動する第2の振動タイミングとを有する。
第3の発明に係わる防水ハウジングシステムは、上記第1の発明において、上記透明窓は、上記カメラの状態に合わせて自動的に振動する第1の振動タイミングと、外部からの任意の操作に連動して振動する第2の振動タイミングとを有する。
第4の発明に係わる防水ハウジングシステムは、上記第1の発明において、上記カメラは自動焦点調節機能を有し、上記カメラが被写体に対し合焦したと判断したとき上記加振手段を駆動する。
第5の発明に係わる防水ハウジングシステムは、上記第1の発明において、上記加振手段の駆動は上記ハウジングの外部からの操作により任意に駆動される。
第5の発明に係わる防水ハウジングシステムは、上記第1の発明において、上記加振手段の駆動は上記ハウジングの外部からの操作により任意に駆動される。
第6の発明に係わる防水ハウジングシステムは、上記第1乃至第5の発明において、上記カメラには合焦動作を開始する第1のレリーズ手段と、露光を開始する第2のレリーズ手段を有し、上記加振手段の駆動中に、上記第2のレリーズ手段が動作すると上記加振手段の加振を停止し、露光を開始する。
第7の発明に係わる防水ハウジングシステムは、上記第1乃至第5の発明において、上記カメラは露光を開始する第2のレリーズ手段を有し、上記第2のレリーズ手段の動作に応じた可動ミラーおよび/または絞りの動作中に、上記加振手段の加振を行う。
第7の発明に係わる防水ハウジングシステムは、上記第1乃至第5の発明において、上記カメラは露光を開始する第2のレリーズ手段を有し、上記第2のレリーズ手段の動作に応じた可動ミラーおよび/または絞りの動作中に、上記加振手段の加振を行う。
第8の発明に係わる防水ハウジングは、被写体光束を通過させる透明窓と、上記透明窓を振動させ水滴を飛散させるための加振手段と、を具備する。
第9の発明に係わる防水ハウジングは、上記第8の発明において、上記防水ハウジングは、さらに上記ハウジング内に収納されたカメラから出力される上記加振手段を駆動させる信号を受けて上記加振手段を駆動するための上記ハウジング内に収納された駆動回路手段を具備する。
第9の発明に係わる防水ハウジングは、上記第8の発明において、上記防水ハウジングは、さらに上記ハウジング内に収納されたカメラから出力される上記加振手段を駆動させる信号を受けて上記加振手段を駆動するための上記ハウジング内に収納された駆動回路手段を具備する。
本発明によれば、水面付近でも水滴による影響を受けない防水ハウジングシステム及び防水ハウジングを提供することができる。
以下、図面に従って本発明を適用した防水ハウジングとデジタルカメラとからなる防水ハウジングシステムを用いて好ましい一実施形態について説明する。図1は、本発明の一実施形態に係わる防水ハウジングシステムの構成を示す図であり、図1(a)はカメラの光軸方向に沿っての断面図であり、図1(b)は背面側から見た透視図であり、図1(c)は図1(a)における部分Aの断面拡大図である。
防水ハウジング10は、ボディ部ハウジング11とレンズ部ハウジング12とから構成されている。また、この防水ハウジング10内には、レンズ鏡筒100とカメラ本体200とから構成されているデジタルカメラが収納可能となっている。ボディ部ハウジング11内には、ほぼカメラ本体200が収納可能であり、レンズ部ハウジング12内には、ほぼレンズ鏡筒100が収納可能である。
カメラ本体200は、図1(b)に示すように複数の支持部18によって、ボディ部ハウジング11内で固定されている。また、ボディ部ハウジング11の上面には、レリーズ釦17が配置されている。このレリーズ釦17は、図1(b)に示すように、カメラ本体200の上面に設けられたレリーズ釦61に連動しており、レリーズ釦17を押圧すると、カメラ本体200のレリーズ釦61も押圧される。
カメラ本体200の上面には、図3に示すように、パワースイッチ257が設けられている。また、カメラ本体200の背面の上部には水滴除去スイッチ256が配置されており、この水滴除去スイッチ256は、図1(a)に示すように、ボディ部ハウジング11の背面側に配置されたプロテクタ水滴除去スイッチ16に連動している。したがって、プロテクタ水滴除去スイッチ16を押圧すると、カメラ本体の水滴除去スイッチ256も押圧される。
ボディ部ハウジング11の側部には、駆動回路基板15が配置されており、カメラ本体200の通信接点301(図5参照)と接続されている。この駆動回路基板15には、プロテクタCPU310等(図5参照)の電気回路が配設されている。
レンズ部ハウジング12の先端側には、光学的に透明なフィルタ13が配置されており、このフィルタ13の周縁部に圧電素子14が固着されている。すなわち、図1(c)に示すように、フィルタ13は、レンズ部ハウジング12とフィルタ押さえリング19の間にゴム20a、20bによって挟着されており、ゴム20aとの圧着面に圧電素子14が固着されている。この圧電素子14は駆動回路基板15内の圧電素子駆動回路315(図5参照)に接続されており、圧電素子14が超音波周波数で振動すると、フィルタ13が屈曲運動し、表面に振動波が生じ、この振動波によって、水滴や塵埃等が除去される。
なお、本実施形態においては、水滴除去動作は、プロテクタ水滴除去スイッチ16、水滴除去スイッチ256を押圧することによって実行されるが、変形例として、専用釦を設けずに、ファンクション釦に水滴除去の機能を割りつけるようにしても良い。すなわち、図3の水滴除去スイッチ256をファンクション釦とし、このファンクション釦を操作するたびに、図4に示すように、プレビュー(#101)、ワンタッチホワイトバランス(WB)(#103)、試し撮り撮影(#105)、水滴除去(#107)、オフ(#109)と順次、切り換わるようにしておく。ユーザは、表示部を見ながら、ファンクション釦を操作し、水滴除去モードを設定すれば良い。
次に、レンズ鏡筒100とカメラ本体200からなる本実施形態に係わるデジタルカメラの構成について、図2を用いて説明する。レンズ鏡筒100はカメラ本体200に対して着脱自在に構成されている。レンズ鏡筒100内には、図2に示すように、第1群レンズ101aと第2群レンズ101bとから構成される撮影光学系101が配置されている。第1群レンズ101aの内のレンズであって、被写体光束の結像にあたって妨げとならない位置に圧電素子105が固着されている。レンズ鏡筒100内には、図5において説明するように、種々の電気回路が配置されており、これらの電気回路を収納するレンズ基板110が配置されている。
レンズ鏡筒100の内部に配置された撮影光学系101の光軸上であって、カメラ本体200のミラーボックス内には、可動反射ミラー201が配置されている。この可動反射ミラー201は、被写体光束をペンタプリズム204等のファインダ光学系に反射するために撮影光学系101の光軸に対して45度傾いた反射位置と、被写体像を撮像素子ユニット224(図5参照)中の撮像素子211に導くために、撮影光路から退避した退避位置とに回動可能となっている。
可動反射ミラー201の回動軸は図2の紙面に対して垂直方向に沿っている。この可動反射ミラー201によって、上方に被写体光束を反射する。なお、本実施形態では、上方に反射しているが、これに限らず、カメラ本体の右方でも左方でも、被写体光束の反射方向は機構部材や光学部材の配置上、最も適切になるように選択してよい。
可動反射ミラー201の反射光軸上にフォーカシングスクリーン203が配置されている。これは撮影光学系101による被写体光束を結像させるための結像面であり、可動反射ミラー201からの距離が撮像素子211と等価な位置に配設されている。フォーカシングスクリーン203の上方には、被写体像を左右反転させるためのペンタプリズム204が配置されている。ペンタプリズム204の後方には、接眼光学系205が配置されており、撮影者は接眼部側から接眼光学系205を覗いて被写体像の確認を行うことができる。
可動反射ミラー201の中央付近はハーフミラーで構成されており、この可動反射ミラー201の背面には、ハーフミラー部を透過した被写体光束を反射するための測距用のサブミラー202が設けられている。このサブミラー202は、可動反射ミラー201に対して回動可能であり、可動反射ミラー201が撮影光路から退避し、被写体光束が撮像素子211に入射しているときには、ハーフミラー部を覆う位置に回動し、可動反射ミラー201が図示の如き被写体像観察位置(挿入状態)にあるときには、可動反射ミラー201に対して起き上がって開となり測距ユニット217に被写体光束の一部を反射可能となる位置にある。
サブミラー202の反射光路上に測距用センサを含むTTL位相差方式の測距ユニット217が配置されており、測距ユニット217によって、撮影光学系101によって結像される被写体像の焦点ズレ方向と焦点ズレ量を検出する。
可動反射ミラー201の後方には、フォーカルプレーンタイプのシャッタ213が配置されている。シャッタ213の後方であって、撮影光学系101の光軸上には、防塵フィルタ207、光学的ローパスフィルタ209、赤外カットフィルタ210、撮像素子211が順次、配置されている。防塵フィルタ207の周縁部付近には圧電素子208が固着されており、超音波振動によって防塵フィルタ207に付着した塵埃を除去する。光学ローパスフィルタ209は被写体光束から撮像にあたって有害な高周波成分を除去し、また赤外カットフィルタ210は被写体光束から赤外光成分を除去する。撮像素子211は、撮影光学系101によって結像された被写体像を電気信号に光電変換する。
撮像素子211の背面側には図5を用いて説明する電気回路等が配設された本体基板27が配置されている。また、カメラ本体200の背面であってユーザが観察しやすい位置に液晶モニタ26が配置されている。液晶モニタ26はライブビュー表示、記録済みの画像データの再生表示および各種メニューモード等の各種表示を行う。なお、液晶モニタ26はカメラ本体200の背面に配置されるが、撮影者が観察できる位置であれば、背面に限らないし、また液晶に限らず有機ELディスプレイ等、他の表示装置でも構わない。さらに、固定式に限らず、可動式のモニタであってもよい。
カメラ本体200の前方上部には、被写体の補助照明用の内蔵フラッシュ60が配置されている。内蔵フラッシュ60は、発光部がカメラ本体200内に収納された収納状態(図2参照)と、発光部が被写体側に向けて起き上った状態となるポップアップ状態とに切り換えられる。
次に、図5を用いて、本実施形態におけるレンズ鏡筒100とカメラ本体200とからなるデジタルカメラ、および防水ハウジング10とからなる防水ハウジングシステムの電気回路について説明する。レンズ鏡筒100の内部には、前述したように焦点調節および焦点距離調節用の撮影光学系101を構成する第1群および第2群レンズ101a、101bと、開口量を調節するための絞り103が配置されており、第1群レンズ101aの最前面のレンズ101aには圧電素子105(図2参照)が固着されている。なお、絞り103は、第1群レンズ101aと第2群レンズ101bの中間に配置しているが、絞り103の位置は適宜変更しても良い。
第1群および第2群レンズ101a、101bの内のフォーカスレンズやズームレンズは光学系駆動機構107によって駆動され、絞り103は絞り駆動機構109によって駆動される。圧電素子105(図2参照)には、図示しない圧電素子駆動回路によって駆動信号が供給され、圧電素子105は振動する。なお、この圧電素子駆動回路は、図6に示す回路と同様である。
光学系駆動機構107、および絞り駆動機構109はそれぞれレンズCPU111に接続されており、このレンズCPU111は通信接点300を介してカメラ本体200に接続されている。レンズCPU111はレンズ鏡筒100内の制御を行うものであり、光学系駆動機構107を制御してピント合わせや、ズーム駆動を行うとともに、絞り駆動機構109を制御して絞り値制御を行う。また、図示しない圧電素子駆動回路を制御して、レンズ101aを振動させ、超音波振動波によって塵埃や水滴等を除去する。なお、光学系駆動機構107および絞り駆動機構109の電気回路の部分、圧電素子駆動回路およびレンズCPU111等は、前述のレンズ基板110(図1参照)内に配設されている。
カメラ本体200内には、前述したように、被写体像を観察光学系に反射するために撮影光学系101の光軸に対して45度傾いた位置と、被写体像を撮像素子211に導くために跳ね上がった位置との間で、回動可能な可動反射ミラー201が設けられている。この可動反射ミラー201の上方には、被写体像を結像するためのフォーカシングスクリーン203が配置され、このフォーカシングスクリーン203の上方には、被写体像を左右反転させるためのペンタプリズム204が配置されている。
ペンタプリズム204の出射側(図5で右側)には被写体像観察用の接眼光学系205が配置され、この脇であって被写体像の観察に邪魔にならない位置に測光センサ206が配置されている。この測光センサ206は被写体像を分割して測光する多分割測光素子で構成されている。測光センサ206の出力は、測光処理回路212に接続されており、測光処理回路212は測光センサ206の出力に基づいて、被写体輝度に応じた被写体輝度信号を出力する。
上述の可動反射ミラー201の中央付近はハーフミラーで構成されており、この可動反射ミラー201の背面には、前述したように回動可能なサブミラー202が設けられている。可動反射ミラー201は可動ミラー駆動機構222によって駆動されている。
サブミラー202の下方には測距ユニット217が配置されており、測距ユニット217は、測距センサ218と、この出力が接続された測距回路219から構成される。測距センサ218と測距回路219によって、撮影光学系レンズ101によって結像される被写体像の焦点ズレ方向と焦点ズレ量を、所謂位相差法によって測定することができる。
可動反射ミラー201の後方には、前述したように、露光時間制御用のフォーカルプレーンタイプのシャッタ213が配置されており、このシャッタ213はシャッタ駆動機構221によって駆動制御される。シャッタ213の後方には撮像素子211が配置されており、撮影光学系101によって結像される被写体像を電気信号に光電変換する。なお、撮像素子211としては、CCD(Charge Coupled Devices)や、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)等の二次元固体撮像素子を使用することができる。
上述のシャッタ213と撮像素子211の間には、除塵機構を構成する防塵フィルタ207とこの防塵フィルタ207の周縁部に接着もしくは圧接された圧電素子208が配置されている。この圧電素子208は、圧電素子駆動回路220に接続されており、この圧電素子駆動回路220から駆動信号を受け超音波で振動し、防塵フィルタ207に付着した塵埃等を除去する。圧電素子駆動回路220の詳細は図6を用いて後述する。
防塵フィルタ207と撮像素子211との間には、被写体像の高周波成分をカットし、低周波のみを通過させるための光学的ローパスフィルタ209と、赤外光成分をカットする赤外カットフィルタ210とが配置されている。これらの防塵フィルタ207、圧電素子208、ローパスフィルタ209、赤外カットフィルタ210および撮像素子211は、撮像素子ユニット224を構成しており、この撮像素子ユニット224は、塵埃等が侵入し難いように、隙間が少なくなるように構成されている。なお、防塵フィルタ207は、ローパスフィルタ209や赤外カットフィルタ210等の他の光学素子と兼用しても良い。
撮像素子211は撮像素子駆動回路223に接続され、入出力回路239からの制御信号によって駆動制御される。撮像素子駆動回路223によって、撮像素子211から出力された光電アナログ信号が増幅され、アナログデジタル変換(AD変換)される。撮像素子駆動回路223はASIC(Application Specific Integrated Circuit 特定用途向け集積回路)262内の画像処理回路227に接続され、この画像処理回路227によってデジタル画像データのデジタル的増幅(デジタルゲイン調整処理)、色補正、ガンマ(γ)補正、コントラスト補正、白黒・カラーモード処理、ライブビュー画像処理といった各種の画像処理がなされる。
画像処理回路227は、データバス261に接続されている。このデータバス261には、画像処理回路227の他、後述するシーケンスコントローラ(以下、「ボディCPU」と称す)229、圧縮伸張回路231、ビデオ信号出力回路233、SDRAM制御回路237、入出力回路239、通信回路241、記録媒体制御回路243、フラッシュメモリ制御回路247、スイッチ検知回路253が接続されている。
データバス261に接続されているボディCPU229は、このデジタルカメラの動作を制御するものであり、フラッシュメモリ249に記憶されているプログラムに従って制御を行う。またデータバス261に接続されている圧縮伸張回路231はSDRAM238に記憶された画像データをJPEG等の静止画用の圧縮形式で圧縮し、また画像再生時に伸張するための回路である。なお、画像圧縮はJPEGに限らず、他の圧縮方法も適用できる。
データバス261に接続されたビデオ信号出力回路233は液晶モニタ駆動回路235を介して背面液晶モニタ26に接続される。ビデオ信号出力回路233は、SDRAM238、または記録媒体245に記憶された画像データを、背面液晶モニタ26に表示するためのビデオ信号に変換するための回路である。
背面液晶モニタ26はカメラ本体200の背面に配置されるが、撮影者が観察できる位置であれば、背面に限らないし、また液晶に限らず他の表示装置でも構わない。SDRAM238は、SDRAM制御回路237を介してデータバス261に接続されており、このSDRAM238は、画像処理回路227によって画像処理された画像データまたは圧縮伸張回路231によって圧縮された画像データを一時的に記憶するためのバッファメモリである。
上述の測光処理回路212、測距回路219、圧電素子駆動回路220、シャッタ駆動機構221、可動ミラー駆動機構222、撮像素子駆動回路223、および通信端子301に接続される入出力回路239は、データバス261を介してボディCPU229等の各回路とデータの入出力を制御する。通信端子301は、防水プロテクタ10内のプロテクタCPU310等と通信を行うための端子であり、専用端子であっても良いが、外部フラッシュ装置と接続するXシュー部や、USBコネクタを通信端子とて兼用しても良い。レンズCPU111と通信接点300を介して接続された通信回路241は、データバス261に接続され、ボディCPU229等とのデータのやりとりや制御命令の通信を行う。
データバス261に接続された記録媒体制御回路243は、記録媒体245に接続され、この記録媒体245への画像データ等の記録の制御を行う。記録媒体245は、xDピクチャーカード(登録商標)、コンパクトフラッシュ(登録商標)、SDメモリカード(登録商標)またはメモリスティック(登録商標)等の書換え可能な記録媒体のいずれかが装填可能となるように構成され、カメラ本体200に対して着脱自在となっている。その他、マイクロドライブ(登録商標)などの様なハードディスクユニットや無線通信ユニットを接続可能に構成してもよい。
データバス261に接続されているフラッシュメモリ制御回路247は、フラッシュメモリ(Flash Memory)249に接続され、このフラッシュメモリ249は、カメラのフローを制御するためのプログラムが記憶されている。ボディCPU229はこのフラッシュメモリ249に記憶されたプログラムに従ってデジタルカメラの制御を行う。なお、フラッシュメモリ249は、電気的に書換可能な不揮発性メモリである。
カメラ本体200やレンズ鏡筒100のパワー供給の制御を行うためのパワースイッチレバーに連動してオン・オフするパワースイッチ257と、シャッタレリーズ釦に連動するスイッチ、再生モードを指示する再生釦に連動するスイッチ、背面液晶モニタ26の画面でカーソルの動きを指示する十字釦に連動するスイッチ、ライブビュー表示の切り替えを行う表示切換釦に連動するスイッチ、撮影モードを指示するモードダイヤルに連動するスイッチ、選択された各モード等を決定するOK釦に連動するOKスイッチ、水滴除去動作を指示する水滴除去スイッチ256、レンズ鏡筒100のカメラ本体への着脱状態を検知する着脱検知スイッチ259等の各種スイッチ255は、スイッチ検知回路253を介してデータバス261に接続されている。
なお、レリーズ釦は、撮影者が半押しするとオンする第1レリーズスイッチと、全押しするとオンする第2レリーズスイッチを有している。この第1レリーズスイッチ(以下、1stレリーズと称する)のオンによりカメラは焦点検出、撮影レンズのピントあわせ、被写体輝度の測光等の撮影準備動作を行い、第2レリーズスイッチ(以下、2ndレリーズと称する)のオンにより撮像素子の出力に基づいて被写体像の画像データの取り込みを行う撮影動作を実行する。また、水滴除去スイッチ256は、図3に示すように、撮影者が水滴除去動作を指示するスイッチである。着脱検知スイッチ259は、カメラ本体200にレンズ鏡筒100が装着状態にあるか否かを検知するスイッチである。
電源電池270は、前述のパワースイッチ257のオンに応じて、カメラ本体200およびレンズ鏡筒100内の回路素子や駆動素子に電源を供給する。
防水ハウジング10内には、プロテクタ水滴除去スイッチ16に接続されたプロテクタCPU310が設けられている。このプロテクタCPU310は、図示しないメモリに記憶されたプログラムにしたがって防水プロテクタ10内の制御を行う。また、プロテクタCPU310は、入出力回路311に接続されている。この入出力回路311は、プロテクタCPU310への信号の入出力を制御し、また通信端子301および入出力回路239を介して、カメラ本体200内のボディCPU229と通信可能である。
また、入出力回路311は、圧電素子駆動回路315に接続されており、この圧電素子駆動回路315は、プロテクタCPU310からの制御信号に基づいて、フィルタ13に固着された圧電素子14の駆動を行う。電源電池320は、防水ハウジング10に配置されているこれらの回路素子等に電源を供給する。プロテクタCPU310、入出力回路311、圧電素子駆動回路315等は、駆動回路基板15(図1参照)に配置されている。
次に、図6及び図7を用いて水滴除去動作を行う圧電素子駆動回路315と、塵埃除去動作を行う圧電素子駆動回路220とその周辺回路について説明する。なお、圧電素子駆動回路220の内部は圧電素子駆動回路106と同様であり、図6におけるプロテクタCPU310を入出力回路239に置き換え、圧電素子14を圧電素子208に置き換える以外には、同様であり、またレンズ鏡筒100内の圧電素子105を振動させる圧電素子駆動回路も同様であるので、ここでは、圧電素子駆動回路315について説明する。また、プロテクタCPU310と圧電素子駆動回路315の間には、入出力回路311が配置されているが、信号の仲介だけであるので、図6においては省略している。
圧電素子駆動回路315内に配置されたN進カウンタ41は、プロテクタCPU310内のクロックジェネレータ55から出力されるクロックパルス(Sig1)を入力し、またプロテクタCPU310の出力IOポートであるD_NCnt端子から出力されるカウンタ設定値Nを入力する。N進カウンタ41はクロックパルスをカウントし、このカウント値がカウンタ設定値Nとなるとパルス(Sig2)を出力する。このパルスSig2を入力するDフリップフロップから構成される1/2分周回路42は、パルスSig2の立ち上がり信号を入力するたびに出力(Sig3)が反転する分周回路である。
1/2分周回路42の出力端子はインバータ43の入力端子に接続され、このインバータ43の出力端子は、MOSトランジスタ(Q02)44cのゲートに接続される。MOSトランジスタ(Q02)44cのソースはトランス45の一次側の一端に接続され、ドレインは抵抗(R00)46を介して接地されている。また、1/2分周回路42の出力端子はMOSトランジスタ(Q01)44bのゲートにも接続され、MOSトランジスタ(Q01)44bのソースはトランス45の一次側の他端に接続され、ドレインはMOSトランジスタ(Q02)44cのドレインに接続されている。
トランス45の一次側中間タップは、電源オン・オフ用のMOSトランジスタ(Q00)44aのドレインに接続しており、このMOSトランジスタ(Q00)44aのゲートは、プロテクタCPU310のIOポートであるP_PwCont端子に接続され、このトランジスタ44aのソースは電源回路53に接続されている。この電源回路53は電源電池320から電源の供給を受けている。また、トランス45の二次側の一端は、圧電素子14の一端に接続され、トランス45の二次側の他端は、MOSトランジスタ(Q01)44b、(Q02)44cのドレインに接続されると共に、抵抗(R00)46を介して接地されている。圧電素子14の他端は接地されており、圧電素子14の一端側より、トランス45による昇圧交流電圧(Sig4)を受け、超音波振動を行う。
以上のように、圧電素子駆動回路315とその周辺回路は構成されている。まず、MOSトランジスタ(Q00)44aのゲートに、プロテクタCPU310のP_PwCont端子からLレベル信号が印加されると、MOSトランジスタ44aはnチャネルタイプであることから、導通し、電源回路53から電源電圧がトランス45の一次側中間タップに印加される。
この状態で、プロテクタCPU310のクロックジェネレータ55からクロックパルスSig1がN進カウンタ41に出力されると、N進カウンタ41はカウントを開始し、プロテクタCPU310のD_NCntを介して設定された設定値Nまでカウントすると、出力端子からパルス信号Sig2を出力する。N進カウンタ41からのパルス信号Sig2を入力する1/2分周回路42によって、デューティ比が50%のパルス信号(図7のSig3)に変換され、このパルス信号はMOSトランジスタ(Q01)44bのゲートと、インバータ43を介してMOSトランジスタ(Q02)44cに印加される。
MOSトランジスタ(Q01)44bとMOSトランジスタ(Q02)44cは交互にオン状態となり、トランス45の一次側には中間タップを介して電源回路53から電源電圧が印加され、トランス45の巻線数比に従って昇圧された電圧(図7のSig4)が二次側から出力され、圧電素子14に印加される。圧電素子14に印加される高圧電圧の周波数はプロテクタCPU310のD_NCnt端子から設定される設定値Nによって変化させることができるので、圧電素子14の共振周波数となるように設定値Nを決めれば効率よく水滴(塵埃)を除去することができる。共振周波数は可聴周波数を越え、例えば、超音波周波数からなる。
なお、本実施形態において、圧電素子駆動回路315と圧電素子駆動回路220は、同一の回路としたが、圧電素子駆動回路315は水滴除去用の振動を行い、圧電素子駆動回路220は除塵用の振動を行うので、それぞれ最適な回路となるように一部を変更しても構わない。また、D_NCnt端子から出力されるカウンタ設定値Nは、超音波振動を行うにあたって、共振周波数となるように、適宜変更するようにする。
次に、本実施形態における動作について、図8に示すフローチャート、図9および図10に示すタイミングチャートを用いて説明する。動作を開始すると、まず、レリーズ釦が半押しされたか、すなわち、1stレリーズスイッチがオンか否かの判定を行う(#1)。この判定はスイッチ検知回路253によって1stレリーズスイッチの状態を検出することにより行う。
ステップ#1における判定の結果、1stレリーズスイッチがオンとなると(図9、図10におけるタイミングt01)、測距を行う(#3)。このステップでは、測距センサ218および測距回路219等において、位相差AFにより焦点ズレ方向および焦点ズレ量を求める。測距を行うと、次に、フォーカスレンズ駆動を行う(#5、タイミングt02)。このステップでは、ステップ#3において求めた焦点ズレ方向および焦点ズレ量を用いて、レンズCPU111および光学系駆動機構107によって撮影光学系101のピント合わせを行う。
ステップ#5においてフォーカスレンズ駆動を行いピントが合うと、次に、合焦表示をオンする(#7、タイミングt03)。このステップでは、光学ファインダ中の合焦表示部材や、ライブビュー表示中であれば液晶モニタ26上に合焦表示を行う。また、合焦表示を行うと共に、レンズ水滴除去を開始し、またタイマをスタートする(#9)。レンズ水滴除去は、ボディCPU229よりプロテクタCPU310にレンズ水滴除去の指示を行い、プロテクタCPU310は圧電素子駆動回路315を駆動し、圧電素子14を超音波振動させることにより、フィルタ13の表面に振動波を発生させることにより行う。
続いて、水滴除去タイマオーバか否かの判定を行う(#11)。レンズ水滴除去動作はフィルタ13に付着した水滴を除去するに十分な所定時間を行うので、このステップではステップ#9において水滴除去動作を開始してから所定時間が経過したか否かの判定を行う。この判定の結果、所定時間が経過していなかった場合には、レリーズ釦が全押しされたか、すなわち、2ndレリーズスイッチがオンか否かの判定を行う(#15)。この判定はスイッチ検知回路253によって2ndレリーズスイッチの状態を検出することにより行う。
ステップ#15における判定の結果、2ndレリーズスイッチがオンでなかった場合には、ステップ#1と同様に、1stレリーズスイッチがオンか否かの判定を行う(#17)。この判定の結果、1stレリーズスイッチがオンの場合には、ステップ#11に戻り、水滴除去がタイムオーバしたか否かの判定を行い、タイムオーバしていなければ、水滴除去を行いながら、2ndレリーズスイッチの状態と1stレリーズスイッチの状態を検出する待機状態となる。
ステップ#11における判定の結果、タイムオーバすると(t04のタイミング)、レンズ水滴除去の動作を停止する(#13)。このステップでは、ボディCPU229からプロテクタCPU310に水滴除去動作の停止を指示し、プロテクタCPU310は圧電素子駆動回路315による振動を停止する。レンズ水滴除去動作を停止すると、ステップ#15に進み、判定の結果、2ndレリーズスイッチがオンでなければ、ステップ#17に進み1stレリーズスイッチの判定を行う。この判定の結果、1stレリーズスイッチがオフであった場合には、ステップ#1に戻る。この場合はレリーズ釦から撮影者の指が離れた状態であることから、最初に戻るようにしている。
ステップ#1における判定の結果、1stレリーズがオフであった場合には、次に、水滴除去スイッチがオンか否かの判定を行う(#21)。防水ハウジング10の外側からプロテクタ水滴除去スイッチ16を押圧すると、カメラ本体200に配設された水滴除去スイッチ256がオンとなるので、このステップでは、水滴除去スイッチ256がオンとなったか否かの判定を行う。
ステップ#21における判定の結果、水滴除去スイッチがオフの場合には、ステップ#1に戻る。一方、判定の結果、水滴除去スイッチがオンとなった場合には(t06のタイミング)、ステップ#9と同様に、レンズ水滴除去動作を開始すると共に、タイマをスタートする(#23)。続いて、ステップ#11と同様に、水滴除去タイムがオーバしたか否かを判定する(#25)。この判定の結果、タイムオーバしていなかった場合には、ステップ#17と同様に、1stレリーズがオンか否かの判定を行う(#27)。
ステップ#27における判定の結果、1stレリーズがオフの場合には、ステップ#25に戻り、所定時間が経過するまで、ステップ#25と#27を交互に判定する待機状態となる。一方、ステップ#27における判定の結果、1stレリーズがオンとなった場合には、ステップ#3に進み、前述の動作を実行する。
ステップ#25における判定の結果、タイムオーバした場合には(t07のタイミング)、ステップ#13と同様に、レンズ水滴除去動作を停止する(#29)。水滴除去動作を停止すると、ステップ#1に戻る。
ステップ#15における判定の結果、2ndレリーズがオンとなると(タイミングt11)、ステップ#31以下において、撮影動作に移る。まず、レンズ水滴除去動作を停止し(#31)、合焦表示をオフにする(#33)。図9に示した例では、1stレリーズがオンとなってから、2ndレリーズがオンとなるまでに、十分な時間があることから、レンズ水滴除去動作が終了している。しかし、図10に示した例では、1stレリーズがオンとなってから、2ndレリーズがオンとなるまでに十分な時間がないことから、ステップ#31においてレンズ水滴除去動作を停止している。
合焦表示をオフとすると、次に、ミラーアップと絞り込みを行う(#35、タイミングt12)。このステップでは、レンズCPU111に絞り込み指示を出し、絞り駆動機構109によって絞り103の絞り込みを行う。また、可動ミラー駆動機構222によって可動ミラー201を上昇させ、撮影光学系101の光軸から退避させる。
これで、撮影動作の準備ができたので、次に、露光を行う(#39、タイミングt13)。露光動作は、シャッタ駆動機構221によってシャッタ213のシャッタ先幕の走行を開始させる。そして、予め演算により求められた適正露光となるシャッタ秒時(露光時間)または手動設定されたシャッタ秒時が経過すると、シャッタ後幕を走行させる。なお、被写体が暗い場合等にはシャッタ先幕走行完了時等に内蔵フラッシュ60による補助照明を行う。
露光動作が終わると(タイミングt14)、ミラーダウンと絞り開放を行う(#41)。このステップでは、可動ミラー駆動機構222によって可動ミラー201を下降させ(タイミングt15)、再び撮影光学系101からの被写体光束をファインダ光学系に導く。また、レンズCPU111に指示し、絞り駆動機構109によって絞り103を開放状態に駆動する。ミラーダウン、絞り開放を行うと、メインルーチンに戻る。
このように、本実施形態においては、防水ハウジング10のレリーズボタン17を操作し、カメラ本体200のレリーズボタン61を押圧することによって、1stレリーズ操作を行う。自動焦点調節動作が行われ合焦状態となると、防水ハウジング10のフィルタ13を振動させて水滴除去動作を実行している。このため、デジタルカメラを防水ハウジング10内に収納した状態であっても、防水ハウジング10の外部から1stレリーズ操作を行うことにより、簡単に水滴除去動作を実行させることができる。
また、本実施形態においては、防水ハウジング10に設けられたプロテクタ水滴除去スイッチ16を操作すると、カメラ本体200に設けられた水滴除去スイッチ256がオンとなり、水滴除去動作を実行させることができる。このため、撮影者が意図する任意のタイミングで、簡単に水滴除去動作を実行させることができる。
さらに、本実施形態においては、2ndレリーズ操作が行われると、所定時間が経過していなくても、レンズ水滴除去動作を停止している。このため、撮影動作の直前まで水滴除去を行うとともに、撮影動作に入ると、水滴除去動作を停止するので、画像への悪影響を防止することができる。
なお、図8のフローにおいて、合焦時やプロテクタ水滴除去スイッチ16が操作された場合に、防水プロテクタ10内の圧電素子14を振動させていたが、この場合、レンズ鏡筒100内の圧電素子105については特に振動を禁止していない。しかし、電源浪費を防止するために、防水プロテクタ10を装着した場合には、圧電素子105の振動を禁止するようにしても勿論かまわない。また、防水プロテクタ10を装着して水中に潜ってしまった場合には、水滴除去動作は無意味であることから、水圧計等、水深を測定できる素子を設け、所定以上の深さの水中にある場合には、水滴除去動作を禁止するようにしても良い。
次に、図8に示した本実施形態のフローの変形例を、図11を用いて説明する。本発明の一実施形態においては、2ndレリーズがオンとなった際に、レンズ水滴除去動作を停止していたが、本変形例においては、2ndレリーズ操作がなされて際に、レンズ水滴除去動作を開始し、露光動作が開始する前にレンズ水滴除去動作を停止するようにしている。本変形例のフローは、図8のフローにおいて合焦時のレンズ水滴除去動作(#9〜#13)を省略し、2ndレリーズ後にレンズ水滴除去動作(#36〜#38)を実行している。これ以外は図8のフローと同様であるので、追加したステップ#36〜#38のレンズ水滴除去動作を説明する。
ステップ#15において、2ndレリーズスイッチがオンとなると、ミラーアップと絞り込みを開始する(#35)。続いて、レンズ水滴除去動作を開始し(#36)、水滴除去タイムオーバか否かの判定を行う(#37)。本変形例においては、ステップ#37における所定時間としては、ミラーアップや絞り込みに要する時間より短い時間とする。ステップ#37における判定の結果、タイムオーバでなかった場合には、タイムオーバとなるのを待つ。所定時間が経過し、判定の結果、タイムオーバとなると、レンズ水滴除去動作を停止する(#38)。この後は、図8のフローと同様、露光動作を行い(#39)、ミラーダウンと絞り開放を行い(#41)、元のフローに戻る。
このように、本変形例においては、露光動作に入る直前に行われるミラーアップや絞り込みの時間を利用し、その間にレンズ水滴除去動作を実行している。このため、露光動作の直前で水滴除去を行うことができ、水滴による画質の劣化を防止することができる。
なお、本変形例においては、合焦時に水滴除去動作を省略していたが、一実施形態と同様、合焦時に水滴除去動作を実行しても構わない。この場合、図8のステップ#31では水滴除去動作を停止していたが、このステップは省略しても良い。
以上説明したように、本発明の一実施形態や変形例においては、防水ハウジング10に透明窓(フィルタ13)を設け、この透明窓に水滴を飛散させるための圧電素子14等の加振手段を設けている。このため、水面付近でも水滴による影響を受けない防水ハウジングシステムや防水ハウジングを提供することができる。本実施形態においては、カメラに水滴除去機能を有していたが、このような機能を有していないカメラであっても、防水ハウジング10に格納することにより、水面付近でも水滴による影響を防止できる。
また、本実施形態や変形例においては、水滴除去動作を常時実行しておらず、合焦時等やプロテクタ水滴除去スイッチ16等が操作された場合等、必要な場合にのみ水滴除去動作を実行するようにしている。このため、電源の浪費を防止することができる。
さらに、本実施形態や変形例においては、レンズ鏡筒100内に設けられている圧電素子105を駆動するための制御信号を、防水ハウジング10内のプロテクタCPU310に出力している。このため、特別に信号処理を行う必要がない。
なお、本実施形態においては、合焦時に水滴除去動作を実行していたが、これに限らず、たとえば、1stレリーズが操作された際に、まず水滴除去動作を実行し、水滴除去がなされた後に合焦動作を実行するようにしても良く、そのタイミングは任意に変更しても良い。
また、本実施形態においては、撮影のための機器として、デジタルカメラを用いて説明したが、カメラとしては、デジタル一眼レフカメラでもコンパクトデジタルカメラでもよく、ビデオカメラ、ムービーカメラのような動画用のカメラでもよく、さらに、携帯電話や携帯情報端末(PDA:Personal Digital Assist)、ゲーム機器等に内蔵されるカメラでも構わない。
本発明は、上記実施形態にそのまま限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素の幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
10・・・防水ハウジング、11・・・ボディ部ハウジング、12・・・レンズ部ハウジング、13・・・フィルタ、14・・・圧電素子、15・・・駆動回路基板、16・・・プロテクタ水滴除去スイッチ、17・・・レリーズ釦、18・・・支持部、19・・・フィルタ押さえリング、26・・・液晶モニタ、27・・・本体基板、41・・・N進カウンタ、42・・・1/2分周回路、43・・・インバータ、44・・・MOSトランジスタ、45・・・トランス、46・・・抵抗、53・・・電源回路、55・・・クロックジェネレータ、60・・・内蔵フラッシュ、61・・・レリーズ釦、100・・・レンズ鏡筒、101・・・撮影光学系、101a・・・第1群レンズ、101b・・・第2群レンズ、103・・・絞り、105・・・圧電素子、107・・・光学系駆動機構、109・・・絞り駆動機構、110・・・レンズ基板、111・・・レンズCPU、200・・・カメラ本体、201・・・可動反射ミラー、202・・・サブミラー、203・・・フォーカシングスクリーン、204・・・ペンタプリズム、205・・・接眼光学系、206・・・測光センサ、207・・・防塵フィルタ、208・・・圧電素子、209・・・光学的ローパスフィルタ、210・・・赤外カットフィルタ、211・・・撮像素子、212・・・測光処理回路、213・・・シャッタ、217・・・測距ユニット、218・・・測距センサ、219・・・測距回路、220・・・圧電素子駆動回路、221・・・シャッタ駆動機構、222・・・可動ミラー駆動機構、223・・・撮像素子駆動回路、224・・・撮像素子ユニット、227・・・画像処理回路、229・・・ボディCPU、231・・・圧縮伸張回路、233・・・ビデオ信号出力回路、235・・・液晶モニタ駆動回路、237・・・SDRAM制御回路、238・・・SDRAM、239・・・入出力回路、241・・・通信回路、243・・・記録媒体制御回路、245・・・記録媒体、247・・・フラッシュメモリ制御回路、249・・・フラッシュメモリ、253・・・スイッチ検出回路、255・・・各種スイッチ、256・・・水滴除去スイッチ、257・・・パワースイッチ、259・・・着脱検知スイッチ、261・・・データバス、262・・・ASIC、270・・・電源電池、300・・・通信接点、301・・・通信接点、310・・・プロテクタCPU、311・・・入出力回路、315・・・圧電素子駆動回路、320・・・電源電池
Claims (9)
- 防水ハウジングシステムにおいて、
被写体光束を通過させる透明窓と、
上記透明窓を振動させ水滴を飛散させるための加振手段と、
上記ハウジング内に収納され、上記加振手段を振動させるための駆動回路手段と、
上記ハウジング内に収納され、上記駆動回路手段に駆動を開始させるためのカメラと、
を具備することを特徴とする防水ハウジングシステム。 - 上記透明窓は加振手段である圧電素子が固着され、該圧電素子が振動することにより上記透明窓が屈曲振動することを特徴とする請求項1に記載の防水ハウジングシステム。
- 上記透明窓は、上記カメラの状態に合わせて自動的に振動する第1の振動タイミングと、外部からの任意の操作に連動して振動する第2の振動タイミングとを有することを特徴とする請求項1に記載の防水ハウジングシステム。
- 上記カメラは自動焦点調節機能を有し、上記カメラが被写体に対し合焦したと判断したとき上記加振手段を駆動することを特徴とする請求項1に記載の防水ハウジングシステム。
- 上記加振手段の駆動は上記ハウジングの外部からの操作により任意に駆動されることを特徴とする請求項1に記載の防水ハウジングシステム。
- 上記カメラには合焦動作を開始する第1のレリーズ手段と、露光を開始する第2のレリーズ手段を有し、上記加振手段の駆動中に、上記第2のレリーズ手段が動作すると上記加振手段の加振を停止し、露光を開始することを特徴とする請求項1乃至5に記載の防水ハウジングシステム。
- 上記カメラは露光を開始する第2のレリーズ手段を有し、上記第2のレリーズ手段の動作に応じた可動ミラーおよび/または絞りの動作中に、上記加振手段の加振を行うことを特徴とする請求項1乃至5に記載の防水ハウジングシステム。
- 防水ハウジングにおいて、
被写体光束を通過させる透明窓と、
上記透明窓を振動させ水滴を飛散させるための加振手段と、
を具備することを特徴とする防水ハウジング。 - 上記防水ハウジングは、さらに上記ハウジング内に収納されたカメラから出力される上記加振手段を駆動させる信号を受けて上記加振手段を駆動するための上記ハウジング内に収納された駆動回路手段を具備することを特徴とする上記請求項8に記載の防水ハウジング。
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-
2009
- 2009-05-20 JP JP2009121568A patent/JP2010271435A/ja active Pending
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