JP2011109578A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 レンズ表面に塵などが付着して、撮影画像に映り込むことがある。また、撮像素子の冷却手段としてファンなどを用いる場合に、塵除去、素子の冷却それぞれの手段を設ける必要があり部品点数が増加する。
【解決手段】 レンズバリアにブロアを配設することにより、レンズ開状態においてブロアによる空気吹き付けにより素子の冷却が可能であり、一方レンズバリアが閉状態から開状態に移動する際にレンズ表面に付着した塵をブロアによる空気吹き付けにより除去する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、静止画あるいは動画などを撮像する撮像光学系を備えるビデオカメラに関するものである。

従来、特開２００５−１６７７０８に開示されているように、レンズの表面に付着した水滴や塵などを除去する為のエア吹き付け装置やワイパーを設けたクレードル装置が提案されている。

また、特開２００７−３１２０６２に開示されているように、レンズバリアに回転自在に組み付けられたクリーニング部材を設け、レンズバリアがレンズを被覆している状態（レンズバリア閉状態）において、クリーニング部材が回転し、レンズ表面の汚れを除去するデジタルカメラが提案されている。

また、一般的に撮像装置内部に設けてある撮像素子や電子部品が高温になり、基本性能を発揮できなくなる問題を防ぐ為、撮像装置にファンや放熱部材を設けて撮像素子や電子部品を冷却する方法がとられている。

特開２００５−１６７７０８号公報 特開２００７−３１２０６２号公報

しかしながら、従来の撮像装置の場合は、レンズやレンズ保護ガラスに付着した塵などを除去する為にクリーニング手段手段、及び撮像素子やＩＣなどを冷却する為のファンやブロアなどによる冷却手段をそれぞれ設ける必要があり、部品点数が増えるという問題があった。

本発明は、以上のような局面に鑑みてなされたもので、上記の問題点を解決するための手段の提供を目的としている。

撮像レンズと前記撮像レンズの前面を遮蔽する第１の状態と前記撮像レンズの前面を開放する第２の状態とを切換え可能なレンズバリアを備えた撮像装置において、前記レンズバリアに空気の流れを発生させる気流発生手段を設け、前記レンズバリアの第１の状態と第２の状態の少なくともいずれか一方の状態において、前記気流発生手段を駆動させる制御手段を設けたことを特徴としている。

レンズバリアの第１の状態において、空気の流れを発生させる気流発生手段の吸気口あるいは排気口が前記撮像レンズに対向する位置に配設され、前記気流発生手段により前記撮像レンズ表面に吸気または排気により空気を吹き付けることを特徴としている。

レンズバリアの第２の状態において、空気の流れを発生させる気流発生手段の吸気あるいは排気により前記撮像装置内部に設けられた撮像素子を冷却することを特徴としている。

レンズバリアの第２の状態において、空気の流れを発生させる気流発生手段の吸気あるいは排気により、前記撮像装置内部に設けられた基板に実装された素子を冷却することを特徴としている。

前記気流発生装置がファンあるいはブロアであることを特徴としている。

レンズバリアの第２の状態において、空気の流れを発生させる気流発生手段の吸気口あるいは排気口が前記撮像装置内部に配設された撮像素子に対向する位置に配設することを特徴としている。

以上説明したように、本出願に係る第１の発明によれば、撮像レンズと前記撮像レンズの前面を遮蔽する第１の状態と前記撮像レンズの前面を開放する第２の状態とを切換え可能なレンズバリアを備えた撮像装置において、前記レンズバリアに空気の流れを発生させる気流発生手段を設け、前記レンズバリアの第１の状態と第２の状態の少なくともいずれか一方の状態において、前記気流発生手段を駆動させることにより、１つの前記気流発生手段を用いて２つの被対象物へ空気の吹き付けあるいは、吸い込みが可能である。

本出願に係る第２の発明によれば、レンズバリアの第１の状態において、空気の流れを発生させる気流発生手段の吸気口あるいは排気口を撮像レンズに対向する位置に配設することにより、前記撮像レンズの表面に付着した塵を除去することができる。

本出願に係る第３の発明によれば、レンズバリアの第２の状態において、空気の流れを発生させる気流発生手段の吸気あるいは排気により撮像装置内部に設けた撮像素子を冷却することにより、撮像素子の性能を確保できる。

本出願に係る第４の発明によれば、レンズバリアの第２の状態において、空気の流れを発生させる前記気流発生手段の吸気あるいは排気により撮像装置内部に設けた素子を冷却することにより、前記撮像装置の性能を確保できる。

本出願に係る第５の発明によれば、空気の流れを発生させる気流発生手段にファンあるいはブロアを用いることにより、
本出願に係る第６の発明によれば、レンズバリアの第２の状態において、空気の流れを発生させる前記気流発生手段の吸気口あるいは排気口が前記撮像装置内部に配設された撮像素子に対向する位置に配設することにより、撮像素子を冷却することができる。

本発明の第１の実施形態を説明するブロック図。 本発明の第１の実施形態を説明する斜視図。 本発明の第１の実施形態におけるレンズバリアの構成を説明する斜視図。 本発明の第１の実施形態を説明する斜視図。 本発明の第１の実施形態を説明する断面図。 本発明の第１の実施形態を説明する断面図。 本発明の第１の実施形態を説明するフローチャート。 本発明の第２の実施形態を説明する正面図。 本発明の第２の実施形態を説明する正面図。 本発明の第２の実施形態における吸気口カバーの構成を説明する斜視図。 本発明の第３の実施形態を説明するブロック図。 本発明の第３の実施形態を説明する断面図。 本発明の第３の実施形態を説明する断面図。 本発明の第３の実施形態を説明するフローチャート。

（実施例１）
図１は本発明の第１の実施形態における撮像装置の構成を示すブロック図である。

１０１は撮像装置本体、１１２はフォーカス及びズーム等の光学制御系を含む光学レンズ群及び絞りからなる撮像光学系、１０４は被写体像を電気信号に変換する撮像素子、１０５はカメラ信号処理部、１０６は撮像素子１０４の出力信号を処理して画像信号を処理する画像処理部、１０７は各部の操作を制御するシステム制御部、１１０は撮影画像や再生画像を表示する為の画像表示部である。

１０８はズームや電源のオンオフを操作する為の操作部、信号多重１０９では画像処理部からの画像信号とバッテリ残量等の画像を生成する表示画像生成部１１１で生成された画像を合成し、画像表示部１１０に表示する。

１０２は、撮像光学系１１２をなす撮像レンズ１０３を覆う保護カバーとしてのレンズバリア１０２、１１５はレンズバリア１０２に設けられたブロアであり、１１４は前記レンズバリア１０２の位置を検出する為の位置検出スイッチである。

図２Ａ、図２Ｂは本発明の撮像装置を正面側から見た斜視図、図３は本発明の撮像装置におけるレンズバリアの詳細図である。

本発明の撮像装置１０１は、直方体形状の筐体１２０の正面側に臨んで撮像レンズ１０３が配置されており、図２Ａに示す前記撮像レンズ１０３を露出させる第１の位置（レンズバリア開状態）と、図２Ｂに示す前記撮像レンズ１０３を隠蔽する第２の位置（レンズバリア閉状態）の間で移動可能なレンズバリア（レンズカバー）１０２を備えている。

また、前記筐体１２０の上面側には、電源スイッチ兼モード切り替えスイッチ１２６、シャッターボタン１２７、ズームキー１２８が設けられている。

前記撮像レンズ１０３の下方にはベースプレート１２２が前記筐体１２０に取付けられており、前記ベースプレート１２２の一部を折り曲げることにより一対の第１、第２のレンズバリア係合部１２３，１２４が形成されており、前記ベースプレート１２２の開口部１２５内には前記レンズバリア１０２が前記第１の位置に在るか、或いは前記第２の位置に在るかを検出するためのレンズバリア位置検出スイッチ（不図示）が前記筐体１２０内に設けられている。

前記レンズバリア１０２は、略矩形状に形成されており、前記レンズバリア１０２のスライド方向の一端部には、前記レンズバリア１０２の移動をガイドする為にレール状をなす第１のレンズバリアスライドガイド１３３が配置され、他端部に第２のレンズバリアスライドガイド１３４が配置されている。

前記第１のレンズバリアスライドガイド１３３と第１のレンズバリア係合部１２３がスライド可能に係合されており、同様に前記第２のレンズバリアスライドガイド１３４と第２のレンズバリア係合部１２４がスライド可能に係合されており、前記レンズバリア１０２は前記レンズバリアスライドガイド１３３、１３４に沿って前記筐体１２０の第１の主面１２９上を前記第１の位置（レンズバリア開状態）と前記第２の位置（レンズバリア閉状態）の相互で移動するようになっている。

前記レンズバリア１０２と筐体１２０の間にはレンズバリア付勢バネ１３０が配設されており、前記レンズバリア付勢バネ１３０の一端部を第１のバネ係止部１３１により前記レンズバリア１０２に回動可能に係止されている。また、他端部は第２のバネ係止部１３２により前記筐体１２０に回動可能に係止されている。

図２Ａに示すように、前記レンズバリア１０２は前記第１の位置（レンズバリア開状態）に在る時には、レンズバリア付勢バネ１３０のバネ力により前記レンズバリア１０２が図中矢印Ａ方向に付勢され、前記撮像レンズ１０３を露出させた状態に維持される。また図３に示す前記レンズバリア１０２に設けた位置検出スイッチ操作部１３５によって、前記ベースプレート１２２開口部１２５内に設けたレンズバリア位置検出スイッチ（図示省略）が押圧操作されて、前記レンズバリア１０２が開放位置に在ることが検出され、写真撮影が可能な状態になる。

一方、図２Ｂに示すように、前記レンズバリア１０２は前記第２の位置（レンズバリア閉状態）に在るときには、前記レンズバリア付勢バネ１３０のバネ力により前記レンズバリア１０２が図中矢印Ｂ方向に付勢されており、前記撮像レンズ１０２を隠蔽した状態に維持される。

また、前記レンズバリア１０２内には気流発生手段であるブロア１１５が設けてあり、ワイヤ１５２により前記筐体１２０内部に設けてある基板１５１に実装されたコネクタ１５３と電気的接続を得ている。

また、前記筐体１２０には吸気口１５４が設けてあり、前記ブロア１１５が吹き付ける空気を前記筐体内部へ取り込めるようになっている。

図４は本発明の撮像装置を背面側から見た斜視図である。図４に示すように、筐体１２０の前記第１の主面１２９に対向する第２の主面１０９には、液晶等の画像表示部１１０が設けられている。

本発明の特徴とするブロア１１５について図５、６を用いて説明する。

前記レンズバリア１０２は第１の位置（レンズバリア開状態）と第２の位置（レンズバリア閉状態）を移動可能な構成となっている。

図５ａは本発明の撮像装置のレンズバリア１０２が第２の位置（レンズバリア閉状態）にある場合の正面図であり、図５ｂは図５ａにおけるＢ断面、図５ｃは図５ａにおけるＣ断面である。

図５ｃに示すように前記ブロア１１５は前記レンズバリア１０２内部に配設されており、第２の位置（レンズバリア閉状態）において前記ブロア１１５の排気口１４９が撮像レンズ１０３と対向するように設けられている。 また、前記ブロア１１５と基板１５１を電気的に接続するワイヤ１５２は前記ブロア１１５の正面から引き出され、前記筐体１２０内部に設けられた基板１５１に実装されたコネクタ１５３と接続される。前記ブロア１１５への電源供給は、前記基板１５１から前記コネクタ１５３及びワイヤ１５２を介してなされる。

また、前記筐体１２０の内部には、前記筐体１２０内にメモリーカード等の記録媒体収納部１３６及びバッテリー収納部１３７が設けられている。

一方、図６ａは本発明の撮像装置のレンズバリア１０２が第１の位置（レンズバリア開状態）にある場合の正面図であり、図６ｂは図５ａにおけるＢ断面、図６ｃは図５ａにおけるＣ断面である。

前記レンズバリア１０２が第１の位置（レンズバリア開状態）にある場合、前記レンズバリア１０２は前記ブロア１１５が前記筐体１２０に設けられた吸気口１５４に対向する位置となるように移動する。また、前記吸気口１５４から撮像素子１０４までの空気の通り道を確保する為、前記筐体１２０と前記撮像レンズ１０３の間にはダクト１５６が設けてある。これにより前記ブロア１１５から噴出した気流を効率良く撮像素子１０４に到達させることが可能となる。また前記撮像素子１０４には前記撮像素子１０４の温度を検知する為の温度センサ１５７が実装されている。

前記ブロア１１５の動作につき図７に示すフローチャートにより説明する。

Ｓ８０１で図２、３に示すように前記位置検出スイッチ操作部１３５によって、前記ベースプレート１２２開口部１２５内に設けたレンズバリア位置検出スイッチ（図示省略）が押圧操作されることでレンズバリア１０２の開動作を検知すると、Ｓ８０２へ移りブロア１１５から撮像レンズ１０３に空気を吹き付け撮像レンズ１０３の表面に付着した塵などを吹き飛ばす。次にＳ８０３でレンズバリア位置検出スイッチによりレンズバリア１０２が第２の位置（レンズバリア開状態）となったと検知するとＳ８０４へ移行して撮像装置１０１の電源がオンとなる。

次にＳ８０５で温度センサ１５７の温度情報を読み込み、Ｓ８０６において温度センサ１５７が示す温度がＴ＞Ｔ０（規定値）か否かを判定する。Ｔ＞Ｔ０の場合はＳ８０７へ移行し、ブロア１１５から筐体１２０の吸気口１５４に向けて空気を吹き付け、筐体１２０内部に配設されている撮像素子１０４の冷却を行う。

Ｓ８０６においてＴ＞Ｔ０を満たさないと判定した場合には、Ｓ８０８へ進みブロア１１５からの空気の吹き付けを停止し、Ｓ８０５へ戻り再度温度検知を行う。再度Ｓ８０６においてＴ＞Ｔ０となった場合に、前記ブロア１１５から空気を撮像素子１０４へ吹き付け撮像素子１０４の冷却を行う。、
Ｔ０には撮像素子の性能保証温度あるいは、性能保証温度にマージンを持たせた値を用いる。

以上の構成により、レンズ開状態においてブロアによる空気吹き付けにより素子の冷却が可能であり、一方レンズバリアが閉状態から開状態に移動する際にレンズ表面に付着した塵をブロアによる空気吹き付けにより除去することが可能となる。

（実施例２）
本発明第２の実施形態について図８、９、１０を参照しながら説明する。

図８がレンズバリア２０２が第１の位置における、本発明の撮像装置を正面側から見た斜視図、図９はレンズバリア２０２が第２の位置における本発明の撮像装置を正面から見た斜視図である。

本発明第１の実施形態における撮像装置では、ブロア１１５から噴出する空気を撮像素子１０４に導く為のダクト１５６を設けた。しかし、ダクト１５６を設ける代わりに、図８Ａ，Ｂ、９Ａ，Ｂに示すように筐体２２０において撮像素子１０４と対向する位置に吸気口２５４を設ける。これにより、第２の位置（レンズバリア開状態）において、ダクト１５６が無い状態においても、撮像素子１０４にブロア１１５から空気を吹き付けることが可能であり、撮像素子１０４を冷却することができる。

しかし第２の位置（レンズバリア閉状態）において、吸気口２５４がレンズバリア２０２に隠れず露出する為、外部から塵などが筐体２２０内部に入り込む恐れがある。そこで、塵等の進入を防ぐ為に吸気口カバー２４０をレンズバリア２０２に設けてある。前記吸気口カバー２４０は第２の位置（レンズバリア閉状態）において、レンズバリア２０２から出現して吸気口２５４を塞ぎ、第１の位置（レンズバリア開状態）においては、レンズバリア２０２内部に収納される構成になっている。

図１０に吸気口カバー２４０を説明する図を示す。

第１の位置（レンズバリア開状態）から第２の位置（レンズバリア閉状態）に移行する場合は、レンズバリア２０２に設けた第１の突起２４１が吸気口カバー２４０のガイドとなり、筐体２２０に設けてあるベースプレート２２２で前記吸気口カバー２４０が止められ、レンズバリア２０２外部に出現するように構成されている。

一方、第２の位置（レンズバリア閉状態）から第１の位置（レンズバリア開状態）に移行する場合においては、吸気口カバー２４０は筐体２２０に設けた第２の突起２４２が係ることにより、レンズバリア２０２内部に収納される構成になっている。

以上の構成により、レンズ開状態においてブロアによる空気吹き付けにより素子の冷却が可能であり、一方レンズバリアが閉状態から開状態に移動する際にレンズ表面に付着した塵をブロアによる空気吹き付けにより除去することが可能であり、吸気口から筐体内部へ塵が侵入することを防止できる。

（実施例３）
本発明第３の実施形態について図を参照しながら説明する。

図１１が本発明の第３の実施形態を示すブロック図、図１２、１３が断面図である。

本発明第１の実施形態における撮像装置では、レンズバリア開動作の後電源が入る構成であり、ブロア３１５から噴出する空気により撮像素子１０４の冷却を行う。

第３の実施形態においては、電源オンに連動してレンズバリアが開閉する構成を有する撮像装置において、基板３５１に実装されたＩＣ３５５を冷却することを目的としている。

図１１では前記実施例１との際について述べるが、操作部３０８からの電源オン等の信号を検知するとシステム制御部３０７はレンズバリア３０２開閉動作を行う為、モータドライブ３１３の制御を行い、前記モータドライブ３１３は前記システム制御部３０７の制御に従いモータ３１２を駆動することで、レンズバリア３０２の開閉を行う。

図１２は、前記撮像レンズ３０３を隠蔽する第２の位置（レンズバリア閉状態）を示す図であり、図１２ａは本実施例を側面から見た断面図、図１２ｂは図１２ａのＡＡ断面である。

図１３は、前記撮像レンズ１０３を露出させる第１の位置（レンズバリア開状態）を示す図であり、図１３ａは本実施例にを側面から見た断面図、図１３ｂは図１３ａのＢＢ断面である。

本実施例の撮像装置３０１は、筐体３２０で外装を構成されており、撮像レンズ１０３及び撮像素子３０４及び電気部品が実装される基板３５１、及び第１の位置と第２の位置を移動可能に取り付けられたレンズバリア３０２を有する。前記レンズバリア３０２は前記筐体３２０に設けられたスライドガイド３４３に沿って第１の位置と第２の位置を移動可能であり、レンズバリアモータ３１２からの動力によりギア３４１が回転し、レンズバリアアーム３４２を上下に動かすことにより、レンズバリア３０２の開閉するようになっている。前記ブロア３１５は前記レンズバリア３０２の内部に配設されており、前記ブロア３１５と基板３５１を電気的に接続するワイヤ３５２は前記ブロア３１５の側面から引き出され、前記筐体３２０内部に配設された基板３５１に実装されたコネクタ３５３と接続される。

ブロア３１５はレンズバリア３０２が第２の位置にある場合には、前記撮像レンズ１０３と対向する位置に移動し、レンズバリア３０２が第１の位置にある場合には、前記基板３５１に実装されているＩＣ３５５と対向する位置に移動するようにレンズバリア３０２に設けてある。

次に前記ブロア３１５の動作につき図１４に示すフローチャートにより説明する。

Ｓ８１１で電源オン状態を検知すると、Ｓ８１２に移りブロア３１５から撮像レンズ１０３に向かって空気を吹き付け、撮像レンズ１０３に付着した塵を除去する。次にＳ８１３に移りレンズバリア３０８が第２の位置（レンズバリア閉状態）から第１の位置（レンズバリア開状態）へ移動し、Ｓ８１４でレンズバリア３０８が第１の状態にあることを検知すると、Ｓ８１５に移る。ここで基板３５１に実装された温度センサー（不図示）の温度情報を読み込み、温度センサ（不図示）が示す温度がＴ＞Ｔ０（規定値）か否かをＳ８１６で判定し、Ｔ＞Ｔ０の場合はＳ８１７へ移る。ブロア３１５から空気を噴出し、筐体３２０内部に配設されているＩＣ３５５を冷却し、Ｓ８１５へ戻り再度温度検知を行う。Ｓ８１６でＴ＞Ｔ０を満たさない場合には、Ｓ８１８に移り、ブロア３１５からの空気の吹き付けを停止し、Ｓ８１５へ戻り再度温度検知を行う。

Ｔ０にはＩＣ３５５の性能保証温度あるいは、性能保証温度にマージンを持たせた値を用いる。

レンズ１０３に付着した塵を除去する動作は、レンズバリア３０２が開く前に行っても良く、レンズバリア３０２が開く動作と同時に行っても良い。

以上の構成により、レンズ開状態においてブロアによる空気吹き付けによりＩＣの冷却が可能であり、一方レンズバリアが閉状態から開状態に移動する際にレンズ表面に付着した塵をブロアによる空気吹き付けにより除去することが可能となる。

１０１，２０１，３０１ 撮像装置
１０２，２０２，３０２ レンズバリア
１０３，３０３ 撮像レンズ
１０４，３０４ 撮像素子
１０５，３０５ カメラ信号処理部
１０６，３０６ 画像処理部
１０７，３０７ システム制御部
１０８，３０８ 操作部
１０９，３０９ 信号多重
１１０，３１０ 画像表示部
１１１，３１１ 表示映像生成部
１１２ 撮像光学系
１１４，３１４ 位置検出ＳＷ
１１５，３１５ ブロア
１１９ 第２の主面
１２０，２２０ 筐体
１２２，２２２ ベースプレート
１２３ 第１のレンズバリア係合体
１２４ 第２のレンズバリア係合体
１２５ ベースプレートの開口部
１２６ 電源スイッチ兼モード切り替えスイッチ
１２７ シャッターボタン
１２８ ズームキー
１２９ 筐体１２０の前記第１の主面
１３０ レンズバリア付勢バネ
１３１ 第１のバネ係止部
１３２ 第２のバネ係止部
１３３ 第１のレンズバリアスライドガイド
１３４ 第２のレンズバリアスライドガイド
１３５ 位置検出スイッチ操作部
１３６ 記録媒体収納部
１３７ バッテリー収納部
１４０，２４０ 吸気口カバー
１４１，２４１ 第１の突起
１４２，２４２ 第２の突起
１４９，２４９ 排気口
１５１，３５１ 基板
１５２，３５２ ワイヤ
１５３，３５３ コネクタ
１５４，２５４ 吸気口
１５６ ダクト
１５７ 温度センサ
３１２ モータ
３１３ モータドライブ
３４１ ギア
３４２ レンズバリアアーム
３４３ スライドガイド
３５５ ＩＣ

Claims (6)

1. 撮像レンズと前記撮像レンズの前面を遮蔽する第１の状態と前記撮像レンズの前面を開放する第２の状態とを切換え可能なレンズバリアを備えた撮像装置において、前記レンズバリアに空気の流れを発生させる気流発生手段を設け、前記レンズバリアの第１の状態と第２の状態の少なくともいずれか一方の状態において、前記気流発生手段を駆動させる制御手段を設けたことを特徴とする撮像装置。
2. 前記レンズバリアの第１の状態ににおいて、空気の流れを発生させる前記気流発生手段の吸気口あるいは排気口が前記撮像レンズに対向する位置に配設され、前記気流発生手段により前記撮像レンズ表面に吸気または排気により空気を吹き付けることを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
3. 前記レンズバリアの第２の状態において、空気の流れを発生させる前記気流発生手段の吸気あるいは排気により前記撮像装置内部に設けられた撮像素子を冷却することを特徴とする請求項１または２に記載の撮像装置。
4. 前記レンズバリアの第２の状態において、空気の流れを発生させる前記気流発生手段の吸気あるいは排気により、前記撮像装置内部に設けられた基板に実装された素子を冷却することを特徴とする請求項１または２に記載の撮像装置。
5. 前記レンズバリアの第２の状態において、空気の流れを発生させる前記気流発生手段の吸気口あるいは排気口が前記撮像装置内部に配設された撮像素子に対向する位置に配設することを特徴とする請求項３記載の撮像装置。
6. 前記気流発生装置がファンあるいはブロアであることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の撮像装置。