JP2018186466A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 温度上昇後に短時間で温度が低下する撮像装置を提供する。【解決手段】 使用者が把持する外装部材と、動作時に熱を発生し、熱源となる電子部品と、潜熱蓄熱材を含有する蓄熱部材と、前記潜熱蓄熱材の温度状態に係る状態量を検出する温度状態検出部と、前記温度状態検出部の出力に基づき前記蓄熱部材中の潜熱蓄熱材の状態を推定する状態推定部と、前記蓄熱部材の放熱を促進する放熱促進部と、前記放熱促進手段の駆動制御を行う駆動制御部と、少なくとも本体が撮像中であるか否かにより、本体の動作状態を判別する動作状態判別部を備える。【選択図】 図６

Description

本発明は、撮像装置に関する。

デジタルカメラなどの撮像装置は、近年、高画質化のためのデータ処理速度や処理量の増大に伴い、様々な熱問題がクローズアップされてきている。その熱対策の一つとして、特許文献１では、撮像装置の内部に蓄熱部材を備えることで、外装部材の温度上昇を抑える構成が開示されている。

特開２０１２−００４７８０号公報

しかし、特許文献１で開示されている構成では、一旦蓄熱部材の温度が上昇すると、その後撮像装置の温度が下がるまでに時間がかかるという課題があった。

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、動作時に熱を発生し、熱源となる電子部品と、潜熱蓄熱材を含有する蓄熱部材と、前記潜熱蓄熱材の温度状態を検出する温度状態検出手段と、前記温度状態検出手段の出力に基づき、前記潜熱蓄熱材の状態を推定する状態推定手段と、前記蓄熱部材の放熱を促進する放熱促進手段と、撮像装置の動作状態を判別する動作状態判別手段と、前記動作状態判別手段と前記状態推定手段の出力に基づき前記放熱促進手段の駆動制御を行う駆動制御手段と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、温度上昇後にも短時間で温度が低下する撮像装置を提供することができる。

実施例１における撮像装置の構成を示す模式図。 実施例１における撮像装置の電気的構成を示すブロック図。 実施例１における撮像装置の動作状態を示す図。 実施例１における蓄熱部材の構成を示す模式図。 実施例１における放熱促進部の構成を示す模式図。 実施例１における撮像装置の内部構成を示す断面模式図。 実施例１における放熱促進部の動作原理を示す断面模式図。 実施例１における潜熱蓄熱材と蓄熱材ケースの温度変化を示す概念図。 実施例１における放熱促進部の制御方法を示すフローチャート。 実施例１における放熱促進部の制御方法を示す図。 実施例１における電源ＯＦＦ時の放熱促進手段の制御方法を示すフローチャート。 実施例２における放熱促進部の動作原理を示す断面模式図。 実施例２における放熱促進部の動作原理を示す断面模式図。 実施例２における放熱促進部の制御方法を示すフローチャート。 実施例２における放熱促進部の制御方法を示す図。

以下、本発明の好ましい実施形態を添付の図面に基づいて詳細に説明する。以降の説明では、使用者が手持ちで撮影する場合を想定して説明するが、もちろん他の場合、例えば三脚等に固定して撮影するような場合において本発明を実施しても何ら問題は無い。

（実施例１）
以下、図１から図１１を用いて、本発明の第１の実施例による撮像装置について説明する。

図１は撮像装置に相当するコンパクトデジタルカメラ（以下、単にカメラと呼称する）の基本構成を示す模式図である。また、図２は該カメラの電気的な構成を示すブロック図である。

図１において、１はカメラ本体を、２は使用者が把持する外装部材を、３は展開・収納可能なレンズ鏡筒ユニットを、４は動作時に熱を発生し、熱源となる電子部品に相当する撮像素子を、５は同じく熱源となる電子部品に相当する画像処理ＩＣを示す。また、６はメイン基板を、７はディスプレイを、８は録画開始ボタン８ａを含む操作部を示す。

更に、本実施例の要部として、２１は潜熱蓄熱材２１ａを含有する蓄熱部材を、２２は放熱促進手段に相当する空冷ファン（以降、単にファンと呼称する）を、２３と２４は共にファン２２の通風用の開口部をそれぞれ示す。他にも、カメラ１は後に図示するメインフレームやバッテリボックス等の構造部材や、不図示の主電源ボタンやバッテリ、マイク、シャッターといったカメラの機能に関わる様々な部材を有している。

次に、図２において、３ａ〜３ｃはそれぞれレンズ鏡筒ユニット３に含まれるレンズ群とその駆動部及び制御部を、５ａと５ｂはそれぞれ画像処理ＩＣ５に含まれる画像処理部とメモリを示す。また、９はカメラシステム制御部を、１０はＳＤカード等の記録部を示す。更に、本実施例の要部として、２５は温度状態検出手段に相当する温度センサを、２６は温度センサ２５の出力に基づき潜熱蓄熱材２１ａの状態を推定する状態推定部を示す。また、３０はカメラ１（撮像装置）の動作状態を判別する動作状態判別部を、３１はファン２２の駆動制御部をそれぞれ示す。

カメラ１は撮影中であるか否か、及び騒音や振動を発生するファン２２を駆動してもよいか否かにより分類可能な様々な動作状態を有している。その分類を図３に示す。

静止画や動画を撮影している撮影状態においては、カメラ内における騒音や振動の発生は撮影画像に影響を与えてしまうため、好ましくない。よって、本実施例においてファン２２は駆動しない。

次に、例えば操作ボタン群８を操作して構図決め中や設定変更中等の操作状態においては、画像の撮影は行っていないため、騒音や振動の発生はある程度許容できるものの、直ぐに撮影状態に移行する可能性がある。よって、本実施例においてはやはりファン２２は駆動しない。

次に、例えば撮影した画像を鑑賞中の待機状態においては、直ぐに撮影状態に移行する可能性は低いため、本実施例においてはファン２２を駆動してもよい。

最後に、主電源を切としてカメラを未使用の主電源ＯＦＦの状態においては通常ファン２２は駆動しないが、例外として、待機中のバッテリ容量の減少を許容できるのであればファン２２を駆動してもよい。以上の動作状態は動作状態判別部３０により随時判別される。

駆動制御部３１はカメラシステム制御部９から随時ファンの駆動開始命令又は駆動停止命令を受けることで、ファン２２の駆動状態を制御する。ファン２２が停止している状態で駆動開始命令を受けた場合、駆動制御部３０はファン２２に電力を供給し、駆動を開始させる。また、ファン２２が駆動している状態で駆動開始命令を受けた場合は、電力の供給を継続する。一方、ファン２２が駆動している状態で駆動停止命令を受けると、駆動制御部３０はファン２２への電力の供給を停止し、駆動を停止させる。また、ファン２２が駆動している状態で駆動停止命令を受けた場合は、電力の供給を停止したままとする。

本実施例の要部の説明に先立ち、カメラ１を用いて動画撮影を行う際の流れを説明する。使用者はまずカメラ１の外装部材２を把持し、主電源スイッチをＯＮにした後、カメラを撮影する対象に向けて構える。すると、対象からの光がレンズ鏡筒ユニット３に取り込まれ、レンズ群３ａで屈折、集光された後、撮像素子４の撮像面上で結像する。撮像素子４は光電変換を行い、電気的な画像信号を生成する。

生成された信号は画像処理部５ａによって所定の形式の画像データに加工、調整がなされ、メモリ５ｂにバッファされた後、記録手段１０に記録される。以上の一連の流れを連続的に繰り返すことにより、時間的に連続した画像、すなわち動画を撮影することができる。なお、図示は省略しているが、この際マイクにより音声も記録し併せて保存する。

このように、動画撮影を行うと様々な電子部品を連続で駆動するため、カメラ内で熱が発生する。中でも撮像素子４や画像処理ＩＣ５は大容量の信号を高速で処理するため、特に多くの熱を発生する。この熱はカメラ内の構造部材を経由して外装部材２に伝わり、温度を上昇させる。これにより、やがて外装部材２の温度が、熱設計上許容し得る上限の温度（以降、許容上限温度Ｔｃと呼称する）に達する場合がある。

そのような場合は、ディスプレイ７等に警告表示を行い使用者に知らせた上で、所定の時間経過後に自動的に動画撮影を停止し、外装部材２の温度が所定の値に下がるまで、次の撮影を制限する期間（以降、冷却期間と呼称する）を設けることが望ましい。

その上で、本実施例においては、カメラ１の外装部材２の温度上昇を遅らせることで上記の自動停止までの時間をなるべく延ばすことに加え、冷却期間を短縮することで利便性を向上させるために、蓄熱部材２１とファン２２を搭載している。続いてそれらの構成を示す。

まず、蓄熱部材２１の構成の模式図を図４に示す。蓄熱部材はその名が示す通り、熱を多く蓄える部材のことを示し、主に熱容量が大きい材料により構成される。本実施例においては、潜熱蓄熱材を他の材料中に密封することで蓄熱部材を構成する。図４において、２１ａは潜熱蓄熱材を、２１ｂは金属製のケースやフィルム材料を、２１ｃは樹脂又はゴム部材を、また、１１は後に図示するカメラ１のメインフレームをそれぞれ示す。

潜熱蓄熱材は、物質の温度が上がり、固体から液体に状態変化する際に大量の潜熱を吸収する性質を利用して見かけ上の熱容量を大きくした材料の総称である。潜熱蓄熱材として代表的な物には、有機系のパラフィン類や脂肪酸、また、無機系の水和塩等がある。

本実施例においては、このような潜熱蓄熱材のうち、カメラ本体１が想定する使用環境の常温（例えば、２０−３０℃程度）よりも融点が高く、かつ外装部材２の温度が許容上限温度に達するまでの間に蓄熱部材２１が達する温度よりも低い物を選定し利用する。これにより、外装部材２の温度を上昇させる熱を潜熱蓄熱材が奪い、蓄えるため、外装部材２の温度上昇を遅らせることができる。

潜熱蓄熱材はその性質上、熱を蓄える際に液体となり流動性を呈するため、蓄熱部材として利用するにあたっては他の部材中に密封することが必要になる。本実施例においては、例えば図４（ａ）に示すように潜熱蓄熱材２１ａを熱伝導性の良い金属製のケースやフィルム２１ｂに充填して密封することが望ましい。

もしくは図４（ｂ）に示すようにカプセル状に加工した潜熱蓄熱材２１ａを樹脂又はゴム部材２１ｃ中に分散させてもよい。このようにすることで、取り回しの良い蓄熱部材２１として利用することができるようになる。他にも、例えば図４（ｃ）に示すように、カメラ１内に在来のメインフレーム１１等の部材に対して潜熱蓄熱材２１ａを充填、密閉して、蓄熱部材２１として利用できるようにしてもよい。

次に、ファン２２の模式図を図５に示す。一般に、空冷ファンの種類には図５（ａ）に示す遠心ファンと、図５（ｂ）に示す軸流ファンの２種類があるが、本実施例においては図５（ａ）の遠心ファンを用いている。遠心ファンは羽２２ａの回転軸に対して垂直な方向に風を送るファンであり、同スケールの軸流ファンと比べて発生する静圧が大きいという特徴がある。よって、狭く、流路抵抗が大きい筐体内でも風を送りやすいため、一般に防塵・防滴等の観点から通風用の開口を広げにくい撮像装置類に適している。

続いて、カメラ１の内部における、蓄熱部材２１とファン２２の配置を示す断面模式図を図６に示す。２種類の図はそれぞれ異なる視点から見た断面図を示しており、互いに一方の図に示された破断線がもう一方の図の断面を示している。なお、ここでは本実施例の要部を説明するために必要な物以外の部材は図示を省略している。

図６において、カメラ１はメインフレーム１１やバッテリボックス１２といった構造部材を有している。蓄熱部材２１とファン２２は互いにファンが吐出する風が蓄熱部材に直接当たるように、蓄熱部材をファンの吐出面上に投影した際、開口部にかかるような位置関係にある。これらはそれぞれ不図示のネジ止めや接着、ばねによる付勢といった方法によりメインフレーム１１と外装部材２に対して固定されている。

また、撮像素子４と画像処理ＩＣ５はそれぞれ、レンズ鏡筒ユニット３の背面と、メイン基板６を介してバッテリボックス１２に対して固定されている。更に、カメラ１はファン２２による風の流れを整え、また、塵や埃の混入を低減させるためのフィルター２９を示している。

加えて、カメラ１は本実施例における熱伝導部材に相当する２本のヒートパイプ２８ａ、２８ｂを有している。それぞれのパイプは一端を撮像素子４と画像処理ＩＣ５に、また他端を共に蓄熱部材２１に対して、それぞれロウ付け等の方法により、熱をよく伝えるように密着して接続されている。これにより、動画撮影時に撮像素子４と画像処理ＩＣ５で発生した熱は、専らヒートパイプ２８を経由して蓄熱部材２１に伝わり蓄えられる。

よって、蓄熱部材２１が内部の潜熱蓄熱材２１ａの融解潜熱分の熱を蓄え切るまでの間、撮像素子４と画像処理ＩＣ５で発生した熱がカメラ１内の他の構造部材を経由して外装部材２に伝わる割合は小さくなるため、外装部材２の温度上昇速度は遅くなる。これにより、外装部材２が許容上限温度に到達するまでの時間を延ばすことができるため、動画撮影を自動停止するまでの時間を長くすることができ、使用者にとっての利便性を向上させることができる。

次に、カメラ１で動画撮影を行い、蓄熱部材２１が熱を蓄え切り、やがて外装部材２の温度が許容上限温度に達したため、動画撮影を自動停止し冷却期間に移行した状態を仮定する。移行直後の状態においては、蓄熱部材２１中の潜熱蓄熱材２１ａは融解潜熱を蓄え切り、融解して液体の状態にある。

その後温度が下がり、固体に状態変化する際、今度は逆に大量の凝固潜熱を放出する。これにより、冷却期間においては、蓄熱部材２１はカメラ１内で周囲の部材よりも温度が高く、熱を放出する一時的な熱源となる。よって、外装部材２の温度降下を遅くする要因となるため、冷却期間においては蓄熱部材２１が蓄えている熱を速やかにカメラ外へ直接放出させることが望ましい。

ここで、冷却期間はカメラ１における撮影状態に該当しないため、ファン２２を駆動することができ、これにより蓄熱部材２１の速やかな放熱を促すことができる。

ファン２２による蓄熱部材２１の冷却原理の模式図を図７に示す。図７はカメラ１の断面模式図であり、太線の矢印はファン２２による風の流れを示している。これより、ファン２２を駆動すると開口部２３から外気が取り込まれ、専ら蓄熱部材２１の側面を撫でた後、開口部２４よりカメラ外へと放出される。

この際に外気と蓄熱部材２１の間で熱交換がなされ、蓄熱部材２１の熱が多く奪われるため、蓄熱部材２１は速やかに冷却される。また、他のメインフレーム１１やレンズ鏡筒ユニット３、外装部材２の一部も併せて冷却される。これにより、結果としてカメラ内の熱が速やかに外部へと放出されるため、外装部材２の温度低下に要する時間を短縮することができ、使用者にとっての利便性を向上させることができる。

ここで、たとえ冷却期間においても、長時間ファン２２を駆動するとバッテリを消費し、また使用者にも違和感を与えてしまうため、ファン２２は必要とされる度合いに応じて駆動するように制御することが望ましい。蓄熱部材２１を速やかに放熱させるという目的に従えば、内部の潜熱蓄熱材２１ａが潜熱を放出し切って凝固し、固体になるまでの間のみファン２２を駆動すれば十分ということになる。よって、冷却期間においては常時、状態推定部２６により潜熱蓄熱材２１ａの状態を推定しつつ、その推定結果に基づきファン２２の駆動を制御すればよい。

冷却期間中に潜熱蓄熱材２１ａの状態を推定する手法を説明する。本実施例においては、潜熱蓄熱材２１ａは蓄熱材ケース２１ｂ中に密閉しているため、その温度を直接測定することはできない。しかし、潜熱蓄熱材２１ａはその特性に伴い特徴的な温度降下特性を示し、蓄熱材ケース２１ｂの温度降下特性にも同様の影響を及ぼす。よって、図２で示した温度センサ２５を用いて蓄熱材ケース２１ｂの温度変化を測定することにより、潜熱蓄熱材２１ａの状態を推定することができる。なお、この際の温度センサ２５としては、例えば熱電対等の一般的なセンサを蓄熱材ケース２１ｂに貼り付けて使用するとよい。

カメラ１の冷却期間における、潜熱蓄熱材２１ａと蓄熱材ケース２１ｂの温度変化の概念図を図８（ａ）に示す。不図示の外装部材２の温度が許容温度Ｔｃに近づいたため、動画撮影を停止した時点をＳ０とすると、その後潜熱蓄熱材２１ａと蓄熱材ケース２１ｂはそれぞれ実線８２１ａと破線８２１ｂのような温度変化を示す。なお、実際の温度センサは有限の周期で温度をサンプリングしているため、その出力も離散的なものとなるが、ここでは便宜上連続的な線で出力を表している。

図８（ａ）に示すような温度変化は温度センサ２５により検出され、カメラシステム制御部９に出力される。カメラシステム制御部９は得られた出力値を連続的にメモリ５ｂに記録することで、図８（ａ）に示すような温度変化を知ることができる。これにより、図８（ｂ）に示すような温度変化の二階微分を計算することができ、併せてメモリ手段５ｂに記録する。ここで、実線８２１ｃが実線８２１ａの二階微分に対応し、破線８２１ｄは破線８２１ｂに対応する。

潜熱蓄熱材２１ａと蓄熱材ケース２１ｂは共に、始めは一般の材料と同様に、外気温Ｔ０に向かって指数関数的に温度が下がる温度降下特性を示す（Ｓ０〜Ｓ１間）。その後、Ｓ１の時点で潜熱蓄熱材２１ａの温度が凝固点Ｔｍ付近に達すると、潜熱蓄熱材２１ａは凝固を開始し、多量の潜熱を放出するため、しばらくの間温度が下がらなくなる。これより、Ｓ１の時点で温度降下速度が急激に鈍る、すなわち、温度変化の二階微分値が急上昇するという特性を示す。

やがて、放出された潜熱は蓄熱材ケース２１ｂに伝わるため、遅れてＳ２の時点で蓄熱材ケース２１ｂも同様の特性を示す。これより、状態推定部２６は蓄熱材ケース２１ｂの温度変化の二階微分値が所定のしきい値Ｔ１を超えた時点Ｓ２を持って、潜熱蓄熱材２１ａは凝固中の状態、すなわち固液混合状態に移行したと推定する。

次に、Ｓ３の時点で潜熱蓄熱材２１ａが潜熱を放出し終え、固体になると、その後は再び一般の物質と同様の温度降下特性を示す。すなわち、この時点では温度降下速度の急激な上昇が見られる。この場合についても同様に、遅れてＳ４の時点で蓄熱材ケース２１ｂにも同様の温度降下特性が表れる。

よって、状態推定部２６は温度変化の二階微分値が所定のしきい値Ｔ２を下回った時点Ｓ４を持って、潜熱蓄熱材２１ａは凝固が終わった状態、すなわち固体状態に移行したと推定する。なお、図から明らかに、動画撮影を停止した直後に温度降下が始まり、温度変化の二階微分値が所定のしきい値Ｔ２を下回る時点（Ｓ０直後）は潜熱蓄熱材２１ａの状態変化を示すものではないと分かる。

ここで、上記の推定を行うにあたっては、温度センサの出力に含まれるノイズや瞬間的な変動による誤推定を避けるために、予め所定のローパスフィルターを適用した出力を利用するとよい。

上記の手法において、実際の潜熱蓄熱材２１ａと蓄熱材ケース２１ｂは密接しており、その温度変化の差はわずかな物であるため、比較的高い確度を持って潜熱蓄熱材２１ａの状態を推定することができる。更に、蓄熱材ケース２１ｂの厚みを薄くする、材質を熱伝導率が高い物にするといった工夫を取ることで、両者の温度差をより小さくすることができ、より確度を高めることができる。

なお、温度センサが出力する温度と潜熱蓄熱材の凝固点の値を比較し、状態推定を行う基準として併用するとよい。すなわち、例えば仮に温度センサの出力の二階微分値が所定のしきい値を上回った場合においても、その際の温度出力値が潜熱蓄熱材の凝固点よりも大きい場合は、まだ潜熱蓄熱材が凝固し始める状態変化は起こっていないものと推定してもよい。また、逆に二階微分値がしきい値を上回らない場合においても、温度出力値が潜熱蓄熱材の凝固点に十分近いか下回っていれば、潜熱蓄熱材が凝固し始める状態変化は起こったものと推定してもよい。

更に、温度を測定する対象を蓄熱材ケース２１ｂに限る必要は無く、他の部材においても、温度降下特性が潜熱蓄熱材２１ａと大きく変わらないような場合は、その部材の温度変化を測定して潜熱蓄熱材２１ａの状態推定基準として利用するようにしてもよい。例えば、撮像素子４や画像処理ＩＣ５等の部品が既に温度センサを有しているような場合は、新たに温度センサ２５を追加する必要は無く、状態推定部２６はそれらの出力を基に潜熱蓄熱材２１ａの状態推定を行うことができる。

次に、状態推定部２６が出力する潜熱蓄熱材２１ａの状態、及びカメラ１の動作状態に基づくファン２２の駆動制御フローを図９に示す。また、それをまとめた表を図１０に示す。このフローは動作状態判別部３０と駆動制御部３１の詳しい動作を示すものであり、カメラの主電源をＯＮにすると同時にスタートする。

始めに、ステップ９０１において初期化処理を行う。この処理は少なくとも、前回の操作ボタン群８の押下時点（録画開始ボタン８ａを除く）からの経過時間を格納する変数を初期化する処理を含む。次に、ステップ９０２において蓄熱材ケース２１ｂの温度を取得し、潜熱蓄熱材２１ａの状態を推定した後、ステップ９０３で潜熱蓄熱材２１ａが固体であるか否かの条件分岐を行う。

潜熱蓄熱材２１ａが固体である場合は、潜熱を放出し切っており、速やかに冷却する必要は無いと判断できるので、ステップ９０９でファン２２の駆動停止命令を行い、ステップ９１０に進む。一方潜熱蓄熱材２１ａが液体又は固液混合状態である場合は、速やかに冷却する必要性が高いと判断できるので、ファン２２を駆動できるか否かの判断を行うステップ９０４以降に進む。

ステップ９０４においては、動画・静止画の撮影中であるか否かの条件分岐を行う。撮影中である場合は、カメラは撮影状態３０１にあると判断できるので、ファン２２の駆動停止命令を行い、ステップ９１０に進む。一方撮影中でない場合はステップ９０５に進む。

ステップ９０５においては、記録画像の再生中であるか否かの条件分岐を行う。記録画像の再生中である場合は、カメラは待機状態３０３にあると判断できるので、ファン２２を回転させることができる。よって、ファン２２の駆動開始命令を行ったのち、ステップ９１０に進む。一方、再生・鑑賞中でない場合はステップ９０６に進む。

ステップ９０６においては、前回録画開始ボタン８ａを除く操作ボタン群８を押してから所定の時間が経過したか否かの条件分岐を行う。所定の時間が経過している場合は、使用者はしばらくの間撮影動作を行っておらず、直近の間に撮影を開始する可能性は低いと判断することができる。すなわち、カメラは待機状態３０３にあると判断できるため、ファン２２の駆動開始命令を行ったのち、ステップ９１０に進む。一方、所定の時間が経過していない場合は、使用者は現在カメラを操作中であり、直近の間に撮影を開始する可能性が高いと判断できる。

すなわち、カメラは操作状態３０２にあると判断できるため、ファン２２は駆動せず、駆動停止命令を行った後、ステップ９１０に進む。なお、このような分岐を行う理由は、駆動中のファンの羽２２ａは慣性力を有しており、駆動停止命令を受けても直ぐには静止することができないためである。また、頻繁な駆動開始と停止を防ぐことで、ファン２２の機械的な故障の可能性を減らし、静粛な動作を実現する狙いもある。なお、ここでの経過時間のしきい値は、ファンの静止に要する時間や駆動の必要性を考慮して、適宜自由に定めて構わない。

最後に、ステップ９１０において操作ボタン群８を押下後の経過時間を更新した後、ステップ９１１に進む。ステップ９１１では、主電源ＯＦＦの指令が下されたか否かにより条件分岐を行う。指令が下された場合は、主電源をＯＦＦにしてフローを終了する。一方指令が下されない場合は、ステップ９０２に戻り、主電源ＯＦＦの指令が下されるまで以上のフローを継続する。

以上のフローに沿ってファン２２の駆動制御を行うことで、カメラ１で動画撮影行い、撮影を停止するとその直後からファン２２を駆動するため、温度上昇後も短時間で温度が低下する撮像装置を提供することができる。

なお、ここで示したフローは必須の設定ではなく、使用者の好みによってファンのＯＮ、ＯＦＦは自由に設定を変えられるようにしても構わない。例えば、本実施例においては、潜熱蓄熱材が固液混合状態である場合には冷却の必要性があるものと判断し、条件によりファンを駆動するものとしているが、静粛性やバッテリの持ちを優先してファンを駆動しないようにしてもよい。

また、カメラが操作中や撮影中である場合はファンを駆動しないようにしたが、冷却の必要度が高い場合は、騒音や振動が発生し得ることを警告した上でファンを駆動するようにしてもよい。更に、主電源がＯＦＦの場合にも制御フローを動かし、冷却の必要性が高い場合にはファンを駆動するようにしてもよい。この場合の制御フローを図１１に示す。なお、このフローは主電源ＯＦＦによって呼び出される。

図１１の制御フローでは、始めにステップ１１０１で初期化処理を行う。この処理は少なくとも、本フローの開始後からの経過時間を格納する変数を初期化する処理を含む。次に、図９の制御フローと同様に初期化処理と潜熱蓄熱材２１ａの状態推定を行い、固体であるか否かによる条件分岐を行う（ステップ１１０２〜１１０３）。

潜熱蓄熱材２１ａが固体である場合はファン駆動の必要性が小さいので、ステップ１１０７でファンの駆動停止命令を行い、フローを終了する。一方、液体又は固液混合状態である場合は、ファン駆動の必要性があるものと判断し、ステップ１１０４でフローを開始してから所定の時間が経過したか否かの条件分岐を行う。

なお、ステップ１１０４は、ファンが終わりなく駆動し続けるのを防ぐための条件分岐である。例えば真夏の車内等の高温環境にカメラを放置した場合、周囲の気温が高いため、いくらファンを駆動させても潜熱蓄熱材２１ａが凝固しない場合があり得る。よって、そのような場合に備えて、ファンを駆動する時間には上限を定めると良い。所定の時間が達した場合はファンの駆動停止命令を行い、フローを終了する。

一方、所定の時間が達していない場合は、ステップ１１０５でファンの駆動開始命令を行い、ステップ１１０６に進む。その後、ステップ１１０６で経過時間を更新した後、再度ステップ１１０２に戻り、ステップ１１０７に分岐するまでフローを継続する。

以上説明したように、蓄熱部材に加えて放熱促進装置を設けたことで、動画撮影中は蓄熱部材によって騒音や振動を発生すること無く外装部材の温度上昇を抑え、撮影可能な時間を延ばすことができる。また、撮影後は即座にファンを駆動し蓄熱部材から速やかに放熱させるため、次に撮影可能になるまでの待ち時間を短縮することができる。したがって、撮像装置によって都合の良い熱対策手法を提供することができる。

なお、本発明は上記の実施例に限定されるものではなく、その特徴が維持される範囲において自由に改変して適用することができる。例えばファンによる冷却効果が十分に蓄熱部材に作用する範囲においては、ファンと蓄熱部材はカメラ内において自由に配置して構わない。また、蓄熱部材として潜熱蓄熱材の代わりに、密度の大きい顕熱蓄熱材を用いてもよい。また、撮像装置の形態はコンパクトカメラに限らず、他のレンズ交換式カメラやビデオカメラ等でもよい。

（実施例２）
本発明の第１の実施例の変形例に相当する第２の実施例について説明する。ここでは構成が異なる点についてのみ説明する。

本実施例では、放熱促進手段として、第１の実施例における遠心ファン２２の替わりに図５（ｂ）に示した軸流ファン２７を用いる。軸流ファンは同スケールの遠心ファンと比べて、発生する静圧が小さい代わりに、抵抗の小さい流路において流し得る最大の流量が大きい。また、正負逆の電圧を印可する電気的制御により羽を逆回転させることができ、風向を逆転駆動させることができるという特徴がある。よって、本実施例では、この軸流ファンの特徴を活かして利用するための配置と制御フローについて説明する。

本実施例におけるカメラ１内の軸流ファン２７の配置と、冷却原理の模式図を図１２と図１３に示す。図１２は実施例１の場合と同様に、外気を底面から吸い込み、上面から吐き出す方向（以降、正転と呼称する）にファン２７を駆動した際の模式図であり、一方図１３はその逆向き（以降、逆転と呼称する）にファン２７を駆動した際の模式図である。なお、本実施例においてはフィルター２９を搭載していない。

本実施例においては、軸流ファン２７の風向きに合わせてカメラ１内における配置を変更した上で、流路抵抗を低減させるために開口部２３と２４の径を拡大している。更に、蓄熱部材２１を薄型化し、ファンの吐出方向に対する投影面積を減らすことによっても流路抵抗の低減を図っている。これにより、まずは遠心ファンを用いた実施例１の場合と比べて冷却風の流量を増加させることができる。

次に、軸流ファン２７を逆転させた場合、図１３に示すように冷却風は蓄熱部材２１の側面を撫でるだけではなく、他のカメラ１内の空気も吐き出されるように風が動く。これにより、ファンを正転させた場合は蓄熱部材２１を局所的に冷却するのに対して、逆転させた場合はカメラ１の内部を全体的に冷却することができる。

以上より、例えば動画撮影直後の蓄熱部材２１の温度が高い状態においてはファンを正転させ、その後蓄熱部材の温度がある程度低くなったらファンを逆転させるように制御することで、より効率的にカメラ１を冷却することができるようになる。

ここで、上記の駆動制御を行うにあたっては、例えば蓄熱部材２１とは別にカメラ１内において温度を監視する基準の部材を定め、その部材が目標とする基準温度を下回るまでファン２７を逆転駆動させるようにするとよい。

以上の構成に基づく制御フローを図１４に示す。また、それをまとめた表を図１５に示す。図１４の制御フローも図９の制御フローと同様に、カメラ１の主電源ＯＮと同時に開始し、まずはステップ１４０１において初期化処理を行う。これは、少なくともファン２７の駆動停止命令と、前回の操作ボタン群８の押下時点（録画開始ボタン８ａを除く）からの経過時間を格納する変数の初期化の２つの処理を含む。

次に、ステップ１４０２において蓄熱材ケース２１ｂの温度を取得し、潜熱蓄熱材２１ａの状態を推定した後、ステップ１４０３で潜熱蓄熱材２１ａが固体であり、かつカメラ１内の所定の部材が基準温度以下であるか否かの条件分岐を行う。まず、潜熱蓄熱材２１ａが固体でない場合は、蓄熱材はまだ潜熱を有しており、速やかに冷却する必要があると判断することができるため、ステップ１４０４以降に進む。

また、基準の部材が基準温度以上である場合も、まだ冷却を継続する必要があると判断することができるため、ステップ１４０４以降に進む。一方、これらのいずれでも無い場合は、冷却を行う必要は無いと判断することができるため、ステップ１４１２でファン２７の駆動停止命令を行い、ステップ１４１３に進む。

ステップ１４０４においては、動画・静止画の撮影中であるか否かの条件分岐を行う。撮影中である場合は、カメラは撮影状態３０１にあると判断できるので、ファン２７の駆動停止命令を行い、ステップ１４１３に進む。一方撮影中でない場合はステップ１４０５に進む。

ステップ１４０５においては、記録画像の再生中であるか否かの条件分岐を行う。記録画像の再生中である場合は、カメラは待機状態３０３にあると判断できるので、ファン２７を回転させることができる。よって、ファン２７の駆動開始命令を行うサブルーチン１４０８に進む。一方、再生・鑑賞中でない場合はステップ１４０６に進む。

サブルーチン１４０８においては、始めに潜熱蓄熱材２１ａが液体であるか否かの条件分岐を行う。液体である場合は、潜熱蓄熱材２１ａを優先的に冷却する必要性が高いと判断することができるため、ファン２７の正転駆動開始命令を行う。一方、液体でない場合は、カメラ１を全体的に冷却するために、ファン２７の逆転駆動開始命令を行う。いずれかの処理を行った後、サブルーチン１４０８を終了し、ステップ１４１３に進む。

ステップ１４０６においては、前回録画開始ボタン８ａを除く操作ボタン群８ａを押してから所定の時間が経過したか否かの条件分岐を行う。所定の時間が経過している場合は、カメラは待機状態３０３にあると判断することができるため、ファン２７の駆動開始命令を行うサブルーチン１４０８に進む。

一方、所定の時間が経過していない場合は、カメラは操作状態３０２にあると判断することができるため、ファン２７は駆動せず、ステップ１４０７で駆動停止命令を行った後、ステップ１４１３に進む。なお、実施例１の場合と同様に、この経過時間のしきい値はファンの静止に要する時間や駆動の必要性を考慮して、適宜自由に定めて構わない。

最後に、ステップ１４１３において操作ボタン群８ａを押下後の経過時間を更新した後、ステップ１４１４に進む。ステップ１４１４では、主電源ＯＦＦの指令が下されたか否かにより条件分岐を行う。指令が下された場合は、主電源をＯＦＦにした後、フローを終了する。一方指令が下されない場合は、ステップ１４０２に戻り、主電源ＯＦＦの指令が下されるまで以上のフローを継続する。

なお、本実施例の更なる変形例として、外装部材２と外気の温度センサを備え、これらの出力を比較し、ファン２７の駆動制御を行う際の基準として併せて用いるようにしてもよい。例えば、潜熱蓄熱材２１ａがまだ液体の状態にあると推定される場合（図１５中１５０４）においても、蓄熱部材２１と外装部材２の温度差が所定の基準値よりも小さい場合は、蓄熱部材を急冷する必要性は低いものと推定することができる。

よって、ファン２７を逆転駆動させてカメラ１を全体的に冷却するようにしてもよい。また、例えばカメラ１が想定する常温よりも高い温度環境（真夏の車内やサウナ等）に置かれた場合は、ファン２７の冷却効率が落ちるため、潜熱蓄熱材２１ａの状態に関わらずファン２７を停止するようにしてもよい。

以上で説明した構成により、動画撮影後のカメラ１全体の冷却をより重視した熱対策手法を提供することができる。一方で、開口部を拡大し、フィルターを除いたことにより防塵・防滴の対策の必要性が増すことや、装置の大型化を招き得るといったこともあるため、これらは必要とされる使用や機器の形態に応じて適切な手法を選択するようにすると良い。

１ カメラ本体
２ 外装部材
３ レンズ鏡筒ユニット
４ 撮像素子
５ 画像処理ＩＣ
６ メイン基板
７ ディスプレイ
１１ メインフレーム
１２ バッテリボックス
２１ 蓄熱部材
２２ ファン
２３ 通風用開口部
２４ 通風用開口部
２８ ヒートパイプ
２９ フィルター

Claims (8)

1. 動作時に熱を発生し、熱源となる電子部品と、
   潜熱蓄熱材を含有する蓄熱部材と、
   前記潜熱蓄熱材の温度状態を検出する温度状態検出手段と、
   前記温度状態検出手段の出力に基づき、前記潜熱蓄熱材の状態を推定する状態推定手段と、
   前記蓄熱部材の放熱を促進する放熱促進手段と、
   撮像装置の動作状態を判別する動作状態判別手段と、
   前記動作状態判別手段と前記状態推定手段の出力に基づき前記放熱促進手段の駆動制御を行う駆動制御手段と、
   を有することを特徴とする撮像装置。
2. 前記放熱促進手段は空冷ファンを含むことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記空冷ファンを逆転駆動させることが可能であることを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
4. 前記蓄熱部材は前記空冷ファンの吐出面上に投影した際、開口部にかかる位置に配置されることを特徴とする請求項２または３に記載の撮像装置。
5. 前記潜熱蓄熱材の融点は想定する使用環境の常温よりも高く、かつ外装部材が熱設計上許容しうる上限の温度に至るまでの間に、前記蓄熱部材が至る温度よりも低いことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の撮像装置。
6. 前記電子部品と前記蓄熱部材を熱伝導部材で接続して成ることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の撮像装置。
7. 前記温度状態検出手段は温度センサを含み、
   前記状態推定手段は前記温度センサの出力の微分値に基づき前記潜熱蓄熱材の状態推定を行うことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の撮像装置。
8. 前記状態推定手段は、前記温度センサの出力値と前記潜熱蓄熱材の凝固点に基づき前記潜熱蓄熱材の状態推定を行うことを特徴とする請求項７に記載の撮像装置。

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