(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像素子の受光部に対向して回転自在に設けられ、複数の色フィルタ要素を有する回転色フィルタを備えた電子カメラにおいて、前記回転色フィルタを回転駆動する駆動手段と、前記撮像素子の近傍に設けられ、前記駆動手段により駆動されるファンとを備え、前記駆動手段が、駆動源と、前記ファンの外周縁に、このファンと一体的に設けられ、前記駆動源により回転駆動される環状の伝達部材とを有することを特徴とする電子カメラの撮像素子冷却装置。
【請求項２】
前記ファンが、回転色フィルタと同軸的に設けられることを特徴とする請求項１に記載の電子カメラの撮像素子冷却装置。
【請求項３】
前記ファンの回転中心と回転色フィルタの回転中心がずれていることを特徴とする請求項１に記載の電子カメラの撮像素子冷却装置。
【請求項４】
前記ファンを回転色フィルタと異なる回転速度で回転させる回転制御手段を有することを特徴とする請求項１に記載の電子カメラの撮像素子冷却装置。
【請求項５】
撮像素子の受光部に対向して回転自在に設けられ、複数の色フィルタ要素を有する回転色フィルタを備えた電子カメラにおいて、前記回転色フィルタを回転駆動する駆動手段と、前記撮像素子の近傍に設けられ、前記駆動手段により駆動されるファンと、前記回転色フィルタの外周縁に沿って形成され、前記撮像素子を覆う円筒部材とを備え、前記ファンが、円筒部材の内周壁に形成されることを特徴とする電子カメラの撮像素子冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、複数の色フィルタ要素を有する回転色フィルタが撮像素子の受光部に対向して設けられた電子カメラに関し、特に撮像素子の冷却装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、撮像素子の受光部側に回転色フィルタが設けられた電子カメラが知られている。このような電子カメラは、撮像素子の画素を有効に使え、またフィルタアレイ方式を用いた場合に発生する偽色の問題がなく、色信号が独立して取り出される点で優れている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
撮像素子には、温度に比例して暗電流が発生する。暗電流は、一般に撮像素子の感光部に光が入射しない状態で感光部および蓄積部に発生し、これにより撮影した画面上に白いキズ状のノイズが発生する。特に露光時間が長い場合には、暗電流が増加しやすい。この暗電流の影響を除去するためには、撮像素子を冷却すればよいが、冷却装置を設けると、その冷却装置を駆動する駆動手段が必要となり、これにより電子カメラが大型化するだけでなく、電子カメラの製造コストが上昇するという問題が発生する。
【０００４】
本発明は、回転色フィルタを有する電子カメラにおいて、暗電流の影響を除去するとともに、従来よりも小型で安価に製造することを可能ならしめることを目的としている。
【０００５】
【問題を解決するための手段】
本発明に係る電子カメラの撮像素子冷却装置は、撮像素子の受光部に対向して回転自在に設けられ、複数の色フィルタ要素を有する回転色フィルタを備えた電子カメラにおいて、前記回転色フィルタを回転駆動する駆動手段と、前記撮像素子の近傍に設けられ、前記駆動手段により駆動されるファンとを備えたことを特徴としている。
【０００６】
【作用】
回転色フィルタは駆動手段により回転駆動される。この駆動手段によりファンも回転駆動される。これによりファンの近傍に設けられた撮像素子に向かって空気流が送り出され、撮像素子が冷却される。
【０００７】
【実施例】
以下図示実施例により本発明を説明する。
図１は本発明の第１実施例である単板面順次方式の電子カメラの撮像素子冷却装置の要部の構成を示す断面図、図２は回転色フィルタ１５を図１の矢印Ａの方向から見たときの正面図、図３はファン１２が形成されたギア１７の正面図である。図１〜３を用いて第１実施例に係る電子カメラの撮像素子冷却装置を説明する。
【０００８】
図示しない撮影レンズを通過した入射光線は撮像素子（ＣＣＤ）１１の受光部に導かれる。受光部には被写体像が結像され、被写体の像に対応する画像信号がＣＣＤ１１から読み出される。
【０００９】
ＣＣＤ１１の前方には回転色フィルタ１５が回転自在に配設されている。回転色フィルタ１５は円板形状を有し、均等に３分割されたＧ（グリーン）フィルタ要素１５ａとＲ（レッド）フィルタ要素１５ｂとＢ（ブルー）フィルタ要素１５ｃとを有する。回転色フィルタ１５は、図示しない固定枠に回転自在に支持された回転軸１６に一体的に取り付けられている。
【００１０】
ファン１２は回転軸１６に嵌着され、すなわち回転色フィルタ１５と同軸的に設けられている。図３に示すように、ファン１２は、中央に形成された支持部１３において回転軸１６に固定されており、これにより回転軸１６と一体的に回転する。支持部１３の外周面には４枚の羽根１４が等間隔毎に設けられ、また各羽根１４の外周縁には環状のギア１７が、羽根１４と一体的に形成されている。
【００１１】
ステッピングモータ１８は回転色フィルタ１５を回転駆動するための駆動源である。このステッピングモータ１８の出力軸１９には駆動ギア２０が嵌着されている。駆動ギア２０はギア１７と噛合している。したがってステッピングモータ１８が回転すると、駆動ギア２０、ギア１７を介して回転色フィルタ１５が所定方向に回転するとともに、ギア１７と一体的にファン１２が回転色フィルタ１５と同期して回転する。これによりＧフィルタ要素１５ａとＲフィルタ要素１５ｂとＢフィルタ要素１５ｃが順次にＣＣＤ１１上に位置されるとともに、ファン１２から空気流がＣＣＤ１１の方向に送り出される。
【００１２】
図４は、本実施例の電子カメラの概略の回路構成を示している。
ＣＣＤ１１からは回転色フィルタ１５の位置に応じてＧ信号、Ｒ信号またはＢ信号のいずれかが出力される。ＣＣＤ１１からの画素信号の読出動作は、それぞれＣＣＤ駆動回路３１によって制御される。ＣＣＤ駆動回路３１はＣＣＤクロック発生器３３により生成されるクロック信号に基づいて作動する。
【００１３】
ＣＣＤ１１から出力されるＧ信号、Ｒ信号およびＢ信号は、サンプルホールド回路４１においてサンプルホールドされる。サンプルホールド回路４１から出力されたＧ信号、Ｒ信号およびＢ信号は、それぞれＧプロセス回路４４とＲプロセス回路４５とＢプロセス回路４６においてガンマ補正等の処理を施され、Ａ／Ｄ変換器４７、４８、４９においてデジタル信号に変換される。
【００１４】
デジタルのＧ信号、Ｒ信号およびＢ信号はそれぞれＧメモリ５１、Ｒメモリ５２およびＢメモリ５３に一旦格納され、これらのメモリから読み出されてＤ／Ａ変換器５４〜５６によりアナログ信号に変換される。アナログのＧ信号、Ｒ信号およびＢ信号は、マトリクス回路５７において所定の演算処理を施され、これにより輝度信号と色差信号が求められる。輝度信号は加算器６１において、同期信号発生器３３から出力される複合同期信号を付加された後、増幅器６４において増幅され、所定の方式に準じた輝度信号（Ｙ）として図示しないモニタ装置等に出力される。色差信号は、それぞれ増幅器６５、６６において増幅され、所定の方式に準じた色差信号（Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙ）としてモニタ装置等に出力される。
【００１５】
メモリ５１〜５３への各色信号の書込み動作は、メモリ制御回路６７により制御される。サンプルホールド回路４１、各プロセス回路４４〜４６、Ａ／Ｄ変換器４７〜４９、メモリ５１〜５３、Ｄ／Ａ変換器５４〜５６およびメモリ制御回路６７は、ＣＣＤクロック発生器と同期信号発生器３３から出力されるクロック信号等に基づいて作動する。このクロック信号等は、システム制御回路３４から出力される指令信号に基づいて生成される。
【００１６】
モータ制御回路６８には、図示しない原点検出センサから出力され、回転色フィルタ１５の原点位置を示す原点信号と、同期信号発生器３３から出力される垂直同期信号（Ｖ−ＳＹＮＣ）およびフィールド信号（ＦＬＤ）が、それぞれ供給される。これらの信号に基づいて、モータ制御回路６８ではステッピングモータ１８を回転駆動するための駆動パルスが出力される。この駆動パルスに応じて回転色フィルタ１５の回転位相と回転速度が制御される。また、原点信号、垂直同期信号（Ｖ−ＳＹＮＣ）およびフィールド信号（ＦＬＤ）は、システム制御回路３４にも入力され、回転色フィルタ１５の回転位置の識別、ＣＣＤ駆動制御およびメモリ制御等に利用される。
【００１７】
なおシステム制御回路３４には、本電子カメラを駆動するための種々のスイッチ類が設けられた操作部６９が接続されている。
【００１８】
次に本実施例の撮像素子冷却装置の動作を、図１〜４を参照しつつ説明する。操作部６９のレリーズスイッチが押下されると、システム制御回路３４の制御によりステッピングモータ１８が駆動され、これによりギア１７等を介して回転色フィルタ１５が回転駆動（周波数約２０Ｈｚ）され、これと同期してファン１２が回転し、ＣＣＤ１１の方向に空気流を送り出す。これによりＣＣＤ１１が冷却され、ＣＣＤ１１に発生する暗電流の量が低く抑えられる。そしてフィルタ回転数が安定した後、所定のタイミングでＣＣＤ１１から信号を読み出す。
【００１９】
ギア１７とファン１２は一体的に形成されているため、回転フィルタ１５を駆動するために用いられるギア１７を回転駆動することによりファン１２を回転駆動させることができる。したがってファン１２の駆動手段を別途に設ける必要がなく、電子カメラが小型化するとともに、製造コストを低く抑えることができる。
【００２０】
図５は本発明の第２実施例である電子カメラの撮像素子冷却装置の要部の構成を示す断面図、図６は図５の撮像素子冷却装置を矢印Ａの方向から見たときの正面図である。図５、６を参照して第２実施例の構成および動作を説明する。なお以下の実施例において、既に説明に用いた実施例と同一または相当する部分は同一符合で示してあり重複説明を省略する。
【００２１】
本実施例では、ファン１２はギア１７の内周側に設けられておらず、回転色フィルタ１５の回転中心とファン１２の回転中心は、回転色フィルタ１５の略半径分だけずれている。すなわちギア１７は回転軸１６に嵌着され、ファン１２は回転軸１６からずれた位置に設けられた回転軸２４に嵌着されている。回転軸２４にはギア２３が設けられ、このギア２３ははギア１７に噛合している。
【００２２】
ギア２３の内径はギア１７の内径より小さいため、ギア２３はギア１７よりも高速に回転する。したがってファン１２は回転色フィルタ１５より高速に回転する。これにより、ＣＣＤ１１の冷却効果を第１実施例よりも高めることができる。なお、ギア２３とギア１７のギア比は、最も効率よくＣＣＤ１１が冷却されるように設定されている。
【００２３】
以上のように本実施例によれば、第１実施例と同様に小型で安価な電子カメラが得られることに加えて、ギア２３とギア１７のギア比の差によりファン１２の回転速度が制御されており、適度な回転速度でファン１２が回転駆動されるため、ＣＣＤ１１を効率よく冷却することができ、かつ電力の無駄な消費が防がれる。
【００２４】
図７は本発明の第３実施例である２板式面順次方式の電子カメラの冷却装置近傍の要部の構成を示す断面図であり、図８はこの電子カメラのファン１２の正面図である。本実施例は２板式面順次方式と呼ばれる電子カメラであり、第１および第２実施例と異なり、２個のＣＣＤに画像信号が取り込まれる。
【００２５】
図示しない撮影レンズを通過した入射光線はハーフミラー１０において光学的に分割され、第１および第２の撮像素子（ＣＣＤ）１１、１１１の受光部に導かれる。ＣＣＤ１１、１１１は相互に垂直に設けられており、これらのＣＣＤ１１、１１１の受光部は光学的に等価な位置にある。
【００２６】
ハーフミラー１０のひとつの出射面側には、第１のＣＣＤ１１に対向させてＲＧ（レッドとグリーン）型の回転色フィルタ１５が配設されている。ハーフミラー１０の他の出射面と第２のＣＣＤ１１１との間には、ＢＧ（ブルーとグリーン）型の回転色フィルタ１１５が配設されている。これらの回転色フィルタ１５、１１５は常に同期して回転駆動する。
【００２７】
図９、図１０は回転色フィルタ１５、１１５の正面図である。回転色フィルタ１５、１１５はそれぞれ円板状を有し、それぞれ回転中心を通る分割線により均等に２分割されたＲ（レッド）フィルタ要素１５ａおよびＧ（グリーン）フィルタ要素１５ｂ、Ｂ（ブルー）フィルタ要素１１５ａおよびＧフィルタ要素１１５ｂとを有する。回転色フィルタ１５、１１５は、図示しない固定枠に回転自在に支持された回転軸１６、１１６に一体的に取り付けられている。
【００２８】
図７に示すように、回転軸１６には、回転色フィルタ１５、ギア１７、ファン１２の支持部１３およびセンサ円板２２が嵌着されされている。ファン１２は図８に示すように、４枚の羽根１４を有し、各羽根１４の外周縁には環状の第１連結ギア２５が一体的に形成されている。ギア１７はステッピングモータ１８の出力軸１９に固定された駆動ギア２０に噛合している。
【００２９】
センサ円板２２の外周縁に対向して原点検出センサ２１が設けられており、センサ円板２２の外周縁には、原点検出センサ２１によって検出される切欠（図示せず）が設けられている。この切欠が原点検出センサ２１に接近する毎に、原点検出センサ２１から原点信号（パルス信号）が出力される。
【００３０】
第１連結ギア２５は、中間軸２７に嵌着された第２連結ギア２６に噛合している。この中間軸２７には第３連結ギア２８が嵌着されており、この第３連結ギア２８は、回転軸１１６に設けられたギア１１７と噛合している。ギア１１７の内周側には、第１連結ギア２５と同様に、４枚の羽根１１４と支持部１１３を有するファン１１２が設けられている。連結ギア２５、２６、２７は、ギア１７とギア１１７が同じ回転数で回転するように設計されている。したがってステッピングモータ１８が回転駆動されると、回転色フィルタ１５、１１５が同期して回転する。
【００３１】
図１１は、電子カメラの概略の回路構成を示している。
回転色フィルタ１５、１１５の位置に応じて、第１のＣＣＤ１１からはＲ信号またはＧ信号が、第２のＣＣＤ１１１からはＢ信号またはＧ信号が出力される。第１および第２のＣＣＤ１１、１１１からの画素信号の読出動作は、それぞれＣＣＤ駆動回路３１、３２によって制御される。ＣＣＤ駆動回路３１、３２はＣＣＤクロック発生器３３により生成されるクロック信号に基づいて作動する。
【００３２】
ＣＣＤ１１から出力されるＲ信号またはＧ信号は、サンプルホールド回路４１においてサンプルホールドされ、ＣＣＤ１１１から出力されるＲ信号とＢ信号は、サンプルホールド回路４２においてサンプルホールドされる。サンプルホールド回路４１から出力されたＲ信号とＧ信号は、それぞれＲプロセス回路４５とＧプロセス回路４４においてガンマ補正等の処理を施され、Ａ／Ｄ変換器４７、４８においてデジタル信号に変換される。一方、サンプルホールド回路４２から出力されたＢ信号とＧ信号は、それぞれＢプロセス回路４６とＧプロセス回路４４においてガンマ補正等の処理を施され、Ａ／Ｄ変換器４７、４９においてデジタル信号に変換される。参照符号５１以下の構成は図４の場合と同様であり、説明を省略する。
【００３３】
したがって本実施例によれば、各ファン１２、１１２が同期して回転し、これにより各ＣＣＤ１１、１１１に空気流が送り出され、これらのＣＣＤ１１、１１１が冷却され、暗電流の量が低く抑えられる。
【００３４】
また連結ギア２５、１１７と一体的に、それぞれファン１２、１１２が形成されているため、このように複数のＣＣＤを備えた電子カメラであっても小型化、低コスト化を図ることができる。
【００３５】
図１２は本発明の第４実施例に係る２板式面順次方式の電子カメラの撮像素子冷却装置要部の構成を示す断面図、図１３は回転色フィルタ１５およびファン１２を示す一部破断図、図１４は回転色フィルタ１１５の正面図である。図１２〜１４を用いて第４実施例を説明する。
【００３６】
本実施例では、駆動ギア２０は中間軸３０に嵌着された連結ギア２９ａと噛合している。中間軸３０の連結ギア２９ａの両側にはそれぞれ第１連結ギア２９ｂ、第２連結ギア２９ｃが固定されている。各連結ギア２９ｂ、２９ｃはギア１７、１１７に噛合する。ギア１７、１１７の内周側にはファンは設けられておらず、ファン１２、１１２は、回転軸１６、１１６のギア１７、１１７とは異なる部位に固定されている。各ファン１２、１１２はＣＣＤ１１、１１１の近傍に位置し、回転色フィルタ１５、１１５と同期して回転する。
【００３７】
この実施例においても上記各実施例と同様に、電子カメラの小型化、低コスト化が図られる。
【００３８】
図１５、図１６は、第５実施例に係る回転色フィルタ１５の横断面図と背面図である。本実施例では上記各実施例と重複する部分の説明は省略する。
【００３９】
本実施例では、回転色フィルタ１５の外側に円筒状部材７１が形成されている。この円筒状部材７１はＣＣＤ１１を内包する位置に配設される。円筒状部材の内壁面には、自動車のキャブレタ等で用いられるシロッコファンのようなファン１２が形成される。すなわちこのファン１２では、円筒状部材７１の内側に突出する羽根１４が多数配設されている。したがって回転色フィルタ１５が所定の方向に回転すると、ファン１２も回転駆動され、内側に向かって空気流が送り出されてＣＣＤ１１が冷却される。
【００４０】
本実施例ではファン１２が回転色フィルタ１５と一体的に形成されているため、電子カメラを小型化するとともに、製造コストを低く抑えることができる。
【００４１】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、回転色フィルタを有する電子カメラにおいて、暗電流の影響を除去するとともに、従来よりも小型で安価に製造することを可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例に係る電子カメラの撮像素子冷却装置の要部の断面図である。
【図２】図１の回転色フィルタの正面図である。
【図３】図１のギアおよびファンの正面図である。
【図４】図１の電子カメラの概略の回路構成を示すブロック図である。
【図５】本発明の第２実施例に係る電子カメラの撮像素子冷却装置の要部の断面図である。
【図６】図５の回転色フィルタの正面図である。
【図７】本発明の第３実施例に係る２板式面順次方式の電子カメラの撮像素子冷却装置の要部の断面図である。
【図８】図７の連結ギアおよびファンの正面図である。
【図９】図７の回転色フィルタの正面図である。
【図１０】図７の回転色フィルタの正面図である。
【図１１】図７の電子カメラの概略の回路構成を示すブロック図である。
【図１２】本発明の第４実施例に係る２板式面順次方式の電子カメラの撮像素子冷却装置要部の断面図である。
【図１３】図１１の回転色フィルタおよびファンを示す一部破断図である。
【図１４】図１１の回転色フィルタの正面図である。
【図１５】第５実施例の回転色フィルタの横断面図である。
【図１６】第５実施例の回転色フィルタの背面図である。
【符号の説明】
１１  ＣＣＤ（撮像素子）
１２  ファン
１５  回転色フィルタ
１６  回転軸
１７  ギア
１８  ステッピングモータ
１９  出力軸
２０  駆動ギア
【図１】
0003650415.tif 000002
【図２】
0003650415.tif 000003
【図３】
0003650415.tif 000004
【図４】
0003650415.tif 000005
【図５】
0003650415.tif 000006
【図６】
0003650415.tif 000007
【図７】
0003650415.tif 000008
【図８】
0003650415.tif 000009
【図９】
0003650415.tif 000010
【図１０】
0003650415.tif 000011
【図１１】
0003650415.tif 000012
【図１２】
0003650415.tif 000013
【図１３】
0003650415.tif 000014
【図１４】
0003650415.tif 000015
【図１５】
0003650415.tif 000016
【図１６】
0003650415.tif 000017