(57)【要約】【課題】鏡筒と筐体との間を密閉したレンズ鏡筒および撮像装置において、鏡筒の移動に伴う鏡筒と筐体の隙間からの異物の侵入をさらに低減する。【解決手段】開口部を有する筐体（１０３）と、前記開口部の内部を移動する鏡筒（１０２）と、前記開口部と前記鏡筒との間を密閉する密閉手段（１０５）と、前記筐体と前記鏡筒によって構成される空間の外側の圧力である外圧を算出する外圧算出手段（１０６）と、前記空間の内側の圧力である内圧を算出する内圧算出手段（１０７）と、前記外圧と前記内圧の差圧によって鏡筒の移動を制限する制御手段（１０８）と、によってレンズ鏡筒および撮像装置を構成する。【選択図】図１
2014203053.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
開口部を有する筐体（１０３）と、
前記開口部の内部を移動する鏡筒（１０２）と、
前記開口部と前記鏡筒との間を密閉する密閉手段（１０５）と、
前記筐体と前記鏡筒によって構成される空間の外側の圧力である外圧を算出する外圧算出手段（１０６）と、
前記空間の内側の圧力である内圧を算出する内圧算出手段（１０７）と、
前記外圧と前記内圧の差圧によって鏡筒の移動を制限する制御手段（１０８）と、
によって構成されるレンズ鏡筒および撮像装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記内圧から前記外圧を引いた差圧が所定の値を上回る範囲で前記鏡筒を移動させる、請求項１に記載のレンズ鏡筒および撮像装置。
【請求項３】
前記空間の内圧を増加可能な内圧増加手段（２１０）を備える、請求項１に記載のレンズ鏡筒および撮像装置。
【請求項４】
前記空間の内圧を調節可能な内圧調節手段（３０２ｂ）を備え、
前記内圧算出手段（３０８）は、前記内圧調節手段の作動と前記鏡筒の移動量によって前記内圧を算出する、請求項１に記載のレンズ鏡筒および撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デジタルスチルカメラなどに備えられたレンズ鏡筒および撮像装置、特に水や埃などの異物の侵入を防ぐ防水または防塵機能を有するレンズ鏡筒および撮像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
コンパクトスチルカメラなどの撮像装置において、外部に露出する鏡筒を光軸方向に駆動することで沈胴やズーム倍率の変更を行うレンズ鏡筒を備えるものがある。そのような撮像装置において、外装と鏡筒との隙間を密閉し、水や埃などの異物の侵入を防ぐものが実用化されている。特許文献１では、カメラの防滴防水のために、ボディ開口とレンズ鏡筒の間に弾性を持った環状防水部材を密接させた構成が開示されている。
【０００３】
特許文献１では、防水部材によって鏡筒内部の空間が密閉されているため、鏡筒の移動に伴う鏡筒内部の容積変化によって内部の気圧が変化する。鏡筒を繰り出して内部容積が大きくなった場合を考えると、鏡筒内部の圧力（以下、内圧とする）は低下する。この内圧が鏡筒外部の圧力（以下、外圧とする）に対して小さくなると、差圧により鏡筒外部の気体や液体や塵埃などに対して鏡筒内部に引き込む力が発生する。差圧が大きくなると、この力が防水部材の弾性力を上回って防水部材を変形させ、防水部材と鏡筒の間に微小な隙間を形成する。
【０００４】
この隙間から水や塵埃などの異物が引き込まれ、鏡筒内部に侵入しやすくなる。すなわち、鏡筒の移動によって異物が侵入し易くなるという問題があった。鏡筒内部に異物が侵入すると、撮影された画像に異物が写り込んだり、各種の機構や電気回路に誤動作を生じる可能性がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平３−２３１２３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで本発明では、鏡筒と筐体との間を密閉したレンズ鏡筒および撮像装置において、鏡筒の移動に伴う鏡筒と筐体の隙間からの異物の侵入を低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために本発明では、開口部を有する筐体（１０３）と、前記開口部の内部を移動する鏡筒（１０２）と、前記開口部と前記鏡筒との間を密閉する密閉手段（１０５）と、前記筐体と前記鏡筒によって構成される空間の外側の圧力である外圧を算出する外圧算出手段（１０６）と、前記空間の内側の圧力である内圧を算出する内圧算出手段（１０７）と、前記外圧と前記内圧の差圧によって鏡筒の移動を制限する制御手段（１０８）と、によってレンズ鏡筒および撮像装置を構成する。
【発明の効果】
【０００８】
鏡筒と筐体との間を密閉したレンズ鏡筒および撮像装置において、鏡筒の移動に伴う鏡筒と筐体の隙間からの異物の侵入をさらに低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１の実施例における撮像装置１００の断面図（沈胴状態）
【図２】第１の実施例におけるパッキン１０５の断面図
【図３】第１の実施例における撮像装置１００の断面図（繰り出し状態）
【図４】第１の実施例における制御回路１０８のフローチャート
【図５】第１の実施例における鏡筒１０２の繰り出し量と圧力の関係を示す説明図
【図６】第１の実施例における撮像装置１００の拡大断面図
【図７】第２の実施例における撮像装置２００の断面図（沈胴状態）
【図８】第２の実施例における制御回路２０８のフローチャート
【図９】第２の実施例における鏡筒２０２の繰り出し量と圧力の関係を示す説明図
【図１０】第３の実施例における撮像装置３００の断面図（沈胴状態）
【図１１】第３の実施例における撮像装置３００の断面図（繰り出し状態）
【図１２】第３の実施例における鏡筒３０２の繰り出し量と圧力の関係を示す説明図
【図１３】第３の実施例における制御回路３０８のフローチャート
【発明を実施するための形態】
【００１０】
［実施例１］
以下、本発明の第１の実施例における撮像装置１００について説明する。
【００１１】
図１は撮像装置１００が沈胴状態（鏡筒１０２が最も収納された状態）にある際の、光軸を通り光軸に平行な面による断面図である。一点鎖線Ｏは光軸を示す。
【００１２】
１０１はレンズであり、鏡筒１０２固定され、鏡筒１０２との間は密閉されている。被写体から入射した光線を撮像素子１０４に結像させることができる。
【００１３】
１０２は鏡筒であり、内周にレンズ１０１を固定した中空の円筒形状である。パッキン１０５と当接する凹凸の小さい平滑面からなる外径Ｄ２の外周部１０２ａを備えている。不図示の駆動機構１０９によって筐体１０３に対して光軸方向に駆動可能であるとともに、光軸と直交する方向に支持されている。光軸方向の移動によって、撮像素子１０４で得られる画像の倍率を変更するズーム動作が可能となる。撮像装置１００が沈胴状態（鏡筒１０２が最も収納された状態）にあるときに、鏡筒１０２と筐体１０３の光軸方向の最前面（最も被写体に近い面）は一致し、撮像装置１００の光軸方向の大きさが最小となる。撮像装置１００の電源をオフする際に、上記沈胴状態へと鏡筒１０２を駆動することで、撮像装置１００のサイズが小型化でき、携帯性が向上する。電源オン時には自動的に鏡筒１０２を繰り出して撮影可能状態とすることで、携帯性と利便性を両立可能である。
【００１４】
１０３は筐体であり、撮像装置１００を構成する各部材を支持している。光軸を中心とした円筒形状であって鏡筒１０２および撮像素子１０４を収納可能な開口部１０３ａを備えている。開口部１０３ａ以外の外部との隙間はＯリングやシール材などで密閉されており、開口部１０３ａを除いて筐体１０３の内部に外部からの異物を侵入させないように構成されている。開口部１０３ａの内周にパッキン１０５を固定可能な溝部１０３ｂを備えている。
【００１５】
１０４は撮像素子であり、ＣＭＯＳやＣＣＤなどで構成され、筐体１０３に固定されている。光軸と直交する受光面を備え、レンズ１０１を介して入射した光線から画像を得ることが可能である。
【００１６】
１０５は開口部１０３ａと鏡筒１０２との間を密閉する密閉手段であるところのパッキンであり、シリコーンゴムなどの弾性材料によって形成された円環形状である。外周は筐体１０３の溝部１０３ｂに固定されるとともに、内周は鏡筒１０２の外周部１０２ａと摺動可能に当接している。
【００１７】
図２はパッキン１０５の組立前の状態を示す断面図である。
【００１８】
パッキン１０５は、内周に光軸に向かって延出するリップ部１０５ａを備えている。パッキン１０５の内径Ｄ１（リップ部１０５ａの先端の径）は、鏡筒１０２の外径Ｄ２（外周部１０２ａの外径）より小さく構成されている。組立時にはリップ部１０５ａの弾性に抗し内径を押し広げながら鏡筒１０２が挿入されるため、リップ部１０５ａは外周部１０２ａに合わせて内径Ｄ２となるように変形する（図２の点線で示す形状）。外周部１０２ａとリップ部１０５ａの間はリップ部１０５ａの径方向の光軸に向かう弾性力Ｆ（図２の矢印Ｆ）によって全周にわたって密着する。
【００１９】
その結果、鏡筒１０２と筐体１０３との間が密閉され、異物の侵入が防止できる。また、リップ部１０５ａは延出方向と直交する方向（光軸方向）に弾性変形可能である。鏡筒１０２が光軸方向に駆動される際は、摩擦力によって光軸方向に弾性変形するため、径方向の弾性力Ｆが小さくなり、鏡筒１０２の駆動負荷を低減することができる。
【００２０】
パッキン１０５は、外周部１０５ｂ、光軸に直交する平面部１０５ｃ、１０５ｃと光軸方向で反対の平面部１０５ｄを備えている。外周部１０５ｂは筐体１０３の溝部１０３ｂの内周と嵌合されており、パッキン１０５の弾性変形を径方向に規制している。外周部１０５ｂ、平面部１０５ｃ，１０５ｄと筐体１０３の溝部１０３ｂとの間はシリコーン接着剤などにより接着されている。接着により、筐体１０３に対しパッキン１０５が固定されるとともに筐体１０３とパッキン１０５の間を密閉し異物の侵入が防止できる。
【００２１】
上述したように、レンズ１０１、鏡筒１０２、パッキン１０５、筐体１０３によって囲まれた撮像装置１００の内部空間Ｓ（図１の点ハッチングで示す範囲）は密閉され、異物の侵入が防止できる。
【００２２】
１０６は筐体１０３と鏡筒１０２によって構成される空間の外側の圧力である外圧を算出する外圧算出手段であるところの第１の圧力センサであり、検知部が筐体１０３の外部（内部空間Ｓに面しない面）に露出するように固定されている。撮像装置１００の外部の気体および液体の圧力Ｐｏを検知可能である。
【００２３】
１０７は筐体１０３と鏡筒１０２によって構成される空間の内側の圧力である内圧を算出する内圧算出手段であるところの第２の圧力センサであり、検知部が筐体１０３の内部（内部空間Ｓに面する面）に露出するように固定されている。撮像装置１００の内部空間Ｓの気体の圧力Ｐｉを検知可能である。
【００２４】
１０８は不図示の制御回路であり、第１の圧力センサ１０６により検知される外部の圧力Ｐｏおよび第２の圧力センサ１０７により検知される内部の圧力Ｐｉに応じて、駆動機構１０９を制御し、鏡筒１０２の繰り出し量を制限することが可能である。１０９は不図示の駆動機構である。
【００２５】
本実施例における鏡筒１０２の繰り出し量と内部空間Ｓの圧力Ｐｉについて説明する。図３は撮像装置１００の光軸を通り光軸に平行な面による断面図である。ここで繰り出し量Ｌとは、鏡筒１０２および筐体１０３の光軸方向の最前面（最も被写体に近い面）の間の距離とする。
【００２６】
図３（ａ）は鏡筒１０２の繰り出し量Ｌ＝０である場合（沈胴状態）の、光軸を通り光軸に平行な面による撮像装置１００の断面図である。このときの内部空間Ｓの体積をＶ０、圧力をＰｉ０とする。
【００２７】
図３（ｂ）は鏡筒１０２の繰り出し量Ｌ＞０である場合（繰り出し状態）の、光軸を通り光軸に平行な面による撮像装置１００の断面図である。このとき、内部空間Ｓの体積Ｖは沈胴状態に比べ鏡筒１０２が繰り出された分増大し、以下の式で表わされる。
【００２８】
Ｖ＝Ｖ０＋π×（Ｄ２／２）２×Ｌ （１）
また、沈胴状態から繰り出し状態で温度一定とすると、ボイルの法則により体積と圧力の積は一定なので、繰り出し状態における内部空間Ｓの圧力Ｐｉは低下し、以下の式で表わされる。
【００２９】
Ｐｉ＝Ｐｉ０×Ｖ０／（Ｖ０＋π×（Ｄ２／２）２×Ｌ）  （２）
本実施例における撮像装置１００の動作について説明する。
【００３０】
撮像装置１００は所定のタイミングで内部空間Ｓの圧力と外部の圧力を検出して繰り出し量調節動作を行う。繰り出し量調節動作は、一定時間間隔毎に行ってもよいし、鏡筒１０２の駆動毎に行ってもよい。
【００３１】
図４は制御回路１０８の繰り出し量調節動作を示すフローチャートである。
【００３２】
Ｓ１０１で動作が開始されると、Ｓ１０２で水や塵埃などの異物に対し侵入防止が必要か判断する。ユーザーが周囲の環境によって判断して撮像装置１００に指示してもよいし、撮像装置１００に各種環境センサを設けて判断してもよい。Ｓ１０２でＮｏと判断されれば、Ｓ１０７で動作を終了する。Ｓ１０２でＹｅｓと判断されれば、Ｓ１０３で第１の圧力センサ１０６および第２の圧力センサ１０７の出力から外部の圧力Ｐｏと内部空間Ｓの圧力Ｐｉを取得する。Ｓ１０４で圧力閾値Ｐｔを算出し、Ｓ１０５でＰｉとＰｔを比較し大小を判断する。圧力閾値Ｐｔは外部の圧力Ｐｏに所定の圧力マージンｄＰｔを加算した値で、以下の式で算出される。
【００３３】
Ｐｔ＝Ｐｏ＋ｄＰｔ （３）
Ｓ１０５でＰｉがＰｔより大きければ、Ｓ１０７で動作を終了する。Ｓ１０５でＰｉがＰｔ以下であれば、Ｓ１０６で鏡筒１０２をｄＬだけ繰り込み方向（撮像素子１０４の方向）に駆動しＳ１０３で再度圧力を取得する。式（２）から繰り込み駆動によりＬが小さくなると内部空間Ｓの圧力Ｐｉが大きくなる。Ｓ１０４で圧力閾値Ｐｔを算出し、Ｓ１０５でＰｉとＰｔを比較し大小を判断する。ＰｉがＰｔより大きければ、Ｓ１０７で処理を完了する。上記の動作によって、異物に対し侵入防止が必要な場合、繰り出し量調節動作を行うことで常に以下の関係式を満たすように鏡筒１０２が駆動される。
【００３４】
Ｐｉ＞Ｐｔ＝Ｐｏ＋ｄＰｔ  （４）
式（４）から以下の関係を満たすので、制御回路１０８は内部空間Ｓの圧力Ｐｉから外部の圧力Ｐｏを引いた差圧が所定の値を上回る範囲で鏡筒１０２を移動させると言える。
【００３５】
Ｐｉ−Ｐｏ＞ｄＰｔ （５）
特にｄＰｔ＝０の場合、以下の関係となり、制御回路１０８は内部空間Ｓの圧力Ｐｉが外部の圧力Ｐｏより大きくなる範囲で鏡筒１０２を移動させると言える。
【００３６】
Ｐｉ＞Ｐｏ  （６）
以下、本発明の特徴である鏡筒１０２の繰り出し量の制限方法とその効果について説明する。
【００３７】
図５は鏡筒１０２の繰り出し量Ｌと内部空間Ｓの圧力Ｐｉおよび外部の圧力Ｐｏの関係を示した説明図である。横軸は鏡筒１０２の繰り出し量Ｌ、縦軸は圧力、Ｌｍａｘは鏡筒１０２の最大繰り出し量である。
【００３８】
図５（ａ）は外部の圧力Ｐｏ＝Ｐｏ１であった場合を示している。式（２）で示したように、鏡筒１０２の繰り出し量ＬによってＰｉは変化するが、前述の繰り出し量調節動作によって、内部空間Ｓの圧力Ｐｉから外部の圧力Ｐｏを引いた差圧が所定の値を上回る範囲で鏡筒１０２が駆動される。図では、鏡筒１０２の駆動範囲は図のＡの範囲に制限され、図のＢの範囲の駆動は禁止される。
【００３９】
鏡筒１０２に外力が作用して繰り出し量Ｌが急激に変動したり、内部空間Ｓからの空気漏れが発生したりするなどによって、内部空間Ｓの圧力Ｐｉが変動することが考えられる。この場合も、圧力変動が所定の圧力マージンｄＰｔの範囲内であれば、内部空間Ｓの圧力Ｐｉは外部の圧力Ｐｏ以上の値となる。
【００４０】
図５（ｂ）は気候・標高・水深など外部環境の変化によって、外部の圧力ＰｏがＰｏ２まで上昇した場合を示している。式（３）で示したように、圧力閾値Ｐｔは外部の圧力Ｐｏをもとに算出されるので、鏡筒１０２の駆動範囲Ａは適宜変更される。その結果、外部の圧力が変化しても、制御回路１０８は内部空間Ｓの圧力Ｐｉから外部の圧力Ｐｏを引いた差圧が所定の値を上回る範囲で鏡筒１０２を移動させることになる。
【００４１】
図７は撮像装置１００の光軸を通り光軸に平行な面によるパッキン１０５周辺の拡大断面図である。
【００４２】
図７（ａ）は内部空間Ｓの外側であって外周部１０２ａとリップ部１０３ａの接触部周辺に個体の異物がある場合を示している。図中の点で示すＤは埃や塵などの撮像装置１００の内部に侵入して有害な影響を与える異物である。内部空間Ｓおよび内部空間Ｓの外側は空気で満たされている。内部空間Ｓの圧力Ｐｉから外部の圧力Ｐｏを引いた差圧が負の値になる、すなわちＰｉよりＰｏが大きくなると、リップ部１０５ａに内部空間Ｓの外側の空気から内部空間Ｓの方向へ差圧による力が働く。差圧による力を図中矢印で示す。
【００４３】
図７（ｂ）は差圧がより小さくなった場合を示す。差圧が所定の値を下回ると、差圧による力によってリップ部１０５ａが弾性変形する。リップ部１０５ａの根元部分は筐体１０３に固定されているため、リップ部１０５ａは図中点線矢印Ｔの方向に変形し、外周部１０２ａとの間に微小な隙間が生じる。この隙間から、差圧による力を受けて、内部空間Ｓの外側の空気とともに異物Ｄが内部空間Ｓに侵入する。
【００４４】
図７（ｃ）は内部空間Ｓの外側に気体または液体の異物がある場合を示している。図中の点ハッチングで示すＷは水、油、ガスなどの撮像装置１００の内部に侵入して有害な影響を与える異物である。内部空間Ｓは空気で満たされている。内部空間Ｓの圧力Ｐｉから外部の圧力Ｐｏを引いた差圧が負の値になる、すなわちＰｉよりＰｏが大きくなると、リップ部１０５ａに内部空間Ｓの外側の気体または液体から内部空間Ｓの方向へ差圧による力が働く。差圧による力を図中矢印で示す。
【００４５】
図７（ｄ）は差圧がより小さくなった場合を示す。図７（ｂ）と同様に、差圧が所定の値を下回ると、リップ部１０５ａは図中点線矢印Ｔの方向に変形し、外周部１０２ａとの間に微小な隙間が生じる。この隙間から、差圧による力を受けて、内部空間Ｓの外側の異物Ｗが内部空間Ｓに侵入する。
【００４６】
本実施例では、内部空間Ｓの圧力Ｐｉから外部の圧力Ｐｏを引いた差圧が所定の値を上回る範囲で鏡筒１０２を移動させるため、リップ部１０５ａの弾性変形によるリップ部１０５ａと外周部１０２ａの隙間の発生を抑え、異物の侵入を低減することができる。
【００４７】
以上説明したように、撮像装置１００は、内部空間Ｓの圧力Ｐｉと外部の圧力Ｐｏの差圧によって鏡筒１０２の移動を制限する。その結果、差圧によって外部の異物にはたらく吸引力の発生を抑え、鏡筒１０２の移動に伴う異物の侵入を低減することができる。
【００４８】
さらに、撮像装置１００は、外部の圧力が変化しても、常に内部空間Ｓの圧力Ｐｉから外部の圧力Ｐｏを引いた差圧が所定の値を上回るように鏡筒１０２の移動を制限する。その結果、各種の外乱によって内圧が変動したとしても、差圧によって外部の異物にはたらく吸引力の発生を抑え、鏡筒１０２の移動に伴う異物の侵入を低減することができる。
【００４９】
本実施例は本発明を限定するものではなく、請求項の範囲で各種の変更を加えてもよい。
【００５０】
レンズ１０１を任意の位置に保持することで、撮像素子１０４に結像する像の焦点を任意に変えるフォーカス動作が可能であってもよい。
【００５１】
撮像装置１００は、本実施例のようにひとつの鏡筒が沈胴する１段沈胴の構成に限らず、２段沈胴や３段以上の沈胴の構成でもよい。
【００５２】
また、撮像素子１０４と、レンズ１０１および鏡筒１０２を備えたレンズ鏡筒とを分離・交換可能に構成する、いわゆるレンズ交換式カメラシステムにおけるレンズ鏡筒に適用してもよい。
【００５３】
第１の圧力センサ１０６および第２の圧力センサ１０７は、内部空間Ｓの圧力と外部の圧力の差圧を検知可能な差圧センサでもよい。また、圧力センサ以外の手段によって圧力を算出してもよい。鏡筒の移動量によって内圧を算出してもよいし、温度などの圧力以外の物理量により外圧を予測してもよいし、外圧を大気圧など一定の値としてもよい。
【００５４】
本実施例では、圧力マージンｄＰｔを正の値とし、内部空間Ｓの圧力Ｐｉが外部の圧力Ｐｏより常に大きくなるようにしたが、圧力マージンｄＰｔを負の値とし、内部空間Ｓの圧力Ｐｉが外部の圧力Ｐｏより小さくなることを許容してもよい。その場合は、圧力マージンｄＰｔの絶対値を小さく設定することで、リップ部１０５ａが弾性変形し異物が侵入する差圧に達しないようにして、鏡筒１０２の移動に伴う異物の侵入を低減することができる。
【００５５】
［実施例２］
以下、第２の実施例における撮像装置２００について説明する。第１の実施例に対して異なる部分のみを説明する。
【００５６】
図７は撮像装置２００が沈胴状態（鏡筒２０２が最も収納された状態）にある際の、光軸を通り光軸に平行な面による断面図である。一点鎖線Ｏは光軸を示す。
【００５７】
２１０は筐体２０３と鏡筒２０２によって構成される空間の内圧を増加可能な内圧増加手段であるところのボンベであり、カプセル状の容器２１０ａと弁２１０ｂを備えている。容器２１０ａ内には圧縮空気が充填されており、弁２１０ｂは制御回路２０８によって制御されて容器と内部空間Ｓと間の空気の流路を開閉することができる。弁２１０ｂが開くと容器２１０ａ内の空気が内部空間Ｓに供給され、内部空間Ｓの内部の圧力を増加させることができる。容器２１０ａは交換式として圧力を一定以上に保てるように構成してもよいし、外部から圧縮空気を注入可能として圧力を一定以上に保てるように構成してもよい。
【００５８】
２１１は非通水性かつ一定圧力以上で通気性を有するエア抜き弁である。エア抜き弁２１１は内部空間Ｓの圧力から外部の圧力を引いた差圧が所定値ｄＰに達するまでは非通気性、差圧が所定値ｄＰ以上になると通気性となる特性を有する。本実施例では、開閉部に弾性を持たせた弁によって構成するが、防湿性通気シートなどによって構成してもよい。エア抜き弁２１１によって内部空間Ｓの圧力が高くなって鏡筒２０２の繰り込み方向の駆動負荷が過大となることを防いでいる。
【００５９】
以下、本実施例の特徴である内圧増加動作とその効果について説明する。
【００６０】
撮像装置２００は起動毎に内部空間Ｓの圧力を増加させる内圧増加動作を行う。
【００６１】
図８は制御回路２０８の内圧増加動作を示すフローチャートである。
【００６２】
Ｓ２０１で動作が開始されると、Ｓ２０２で繰り出し動作を行い、撮影可能位置Ｌ１まで鏡筒２０２を繰り出す。Ｓ２０３で第２の圧力センサ１０７の出力から取得した内部空間Ｓの圧力Ｐｉと圧力閾値Ｐｔ２を比較し大小を判断する。圧力閾値Ｐｔ２は想定される外部の圧力Ｐｏに対して充分高い圧力が設定される。Ｓ２０３でＰｉがＰｔ２以上であれば、Ｓ２０７で動作を終了する。Ｓ１０５でＰｉがＰｔより小さければ、Ｓ２０４で所定時間の間、弁２１０ｂを開く。Ｓ２０５で再度Ｐｉと圧力閾値Ｐｔ２を比較し、ＰｉがＰｔ２以上であれば、Ｓ２０６で弁２１０ｂを閉じ、Ｓ２０７で動作を終了する。Ｓ２０５でＰｉがＰｔ２より小さければ、Ｓ２０４で再度所定時間の間、弁２１０ｂを開く。以上の内圧増加動作により、内部空間Ｓの圧力は圧力閾値Ｐｔ２以上に保たれることになる。
【００６３】
図８は鏡筒２０２の繰り出し量Ｌと内部空間Ｓの圧力Ｐｉおよび外部の圧力Ｐｏの関係を示した説明図である。横軸は鏡筒２０２の繰り出し量Ｌ、縦軸は圧力、Ｌ０は沈胴状態での鏡筒２０２の繰り出し量、Ｌ１はＳ２０２における撮影可能位置での鏡筒２０２の繰り出し量、Ｌｍａｘは鏡筒２０２の最大繰り出し量である。
【００６４】
図８（ａ）は外部の圧力ＰｏがＰｏ１、Ｌ１での内部空間Ｓの圧力ＰｉがＰｉ１である場合を示している。この場合、鏡筒１０２の駆動範囲は、繰り出し量ＬがＬ０からＬｔ１（ＰｉがＰｔと一致する繰り出し量）までの範囲（Ａ１の範囲）に制限される。
【００６５】
図８（ｂ）は内圧増加動作によって、Ｌ１での内部空間Ｓの圧力ＰｉがＰｉ１より大きいＰｉ２＝Ｐｔ２となった場合を示している。この場合、繰り出し量ＬによるＰｉの圧力変化カーブは圧力が高くなる方向へシフトするので、Ｌｔ２（ＰｉがＰｔと一致する繰り出し量）はＬｔ１より大きくなる。したがって、鏡筒１０２の駆動範囲は、Ａ１の範囲からＡ２の範囲へ広がり、使用可能なズーム倍率を高くすることができる。この状態から沈胴状態Ｌ０へ移動すると、差圧がｄＰを超え、エア抜き弁２１１によって内部空間Ｓの空気が排出される。結果として、内部空間Ｓの圧力が高くなって鏡筒２０２の繰り込み方向の駆動負荷が過大となることを防ぎ、駆動機構２０９の消費電力を低減することが可能である。
【００６６】
以上説明したように、撮像装置２００は、ボンベ２１０によって内部空間Ｓの圧力Ｐｉを高く保つことができる。その結果、長期保管時などの各部の微小な漏れなどによって撮像装置２００の内圧が下がった場合にも、鏡筒２０２の移動に伴う異物の侵入を低減することができる。また、使用可能なズーム倍率を高くしても、鏡筒２０２の移動に伴う異物の侵入を低減することができる。また、鏡筒２０２の駆動負荷が過大となることを防ぎ、消費電力を低減することが可能である。
【００６７】
本実施例では、内圧増加動作を撮像装置２００の起動毎（沈胴状態）に行うが、内部空間Ｓの内部の圧力が所定値を下回ったときに随時行ってもよい。そうすることで、起動時に限らず内圧を高く保てるため、異物の侵入に対する信頼性が向上する。
【００６８】
また、起動後に鏡筒１０２を最大繰り出し量Ｌｍａｘまで繰り出したのちに内圧増加動作を行ってもよい。沈胴状態と比較して低圧の最大繰り出し位置で内圧増加動作を行うことで、容器２１０ａ内の圧縮空気の圧力を低くすることができ、容器２１０ａの耐圧強度を低くして小型軽量化が可能である。また、ボンベ２１０の容量が一定でも使用回数が増えるため容器２１０ａの交換や圧縮空気の注入の周期を長くでき、利便性が向上する。
【００６９】
［実施例３］
以下、第３の実施例における撮像装置３００について説明する。第１の実施例に対して異なる部分のみを説明する。
【００７０】
図１０は撮像装置３００が沈胴状態（鏡筒３０２が最も収納された状態）にある際の、光軸を通り光軸に平行な面による断面図である。一点鎖線Ｏは光軸を示す。第１の実施例における第２の圧力センサ１０７に相当する部材が無いことが第１の実施例に対する構成上の相違点の一つである。
【００７１】
３０２は鏡筒であり、パッキン３０５の内径Ｄ１（リップ部３０５ａの内径）および外周部３０２ａの外径Ｄ２に対して小さい外径Ｄ３である小径部３０２ｂを備えている。小径部３０２ｂは鏡筒３０２の光軸方向の後端（撮像素子３０４側の端）に設けられている。鏡筒３０２の繰り出し量が、内圧調節繰り出し量Ｌ１より大きいときにリップ部３０５ａと小径部３０２ｂが径方向に隙間を持って対向するように構成されている。この隙間により筐体３０３と鏡筒３０２によって構成される空間の内圧を調節可能な内圧調節手段を構成している。鏡筒３０２の繰り出し量の最大値はＬ１より大きい最大繰り出し量Ｌｍａｘである。
【００７２】
３０８は内圧調節手段の作動と鏡筒３０２の移動量によって内圧を算出する内圧検出手段であるところの制御回路であり、鏡筒３０２の現在の繰り出し量Ｌを検知可能であるとともに、通常時は繰り出し量Ｌが０≦Ｌ＜Ｌ１の範囲となるように駆動を制限することが可能である。また、繰り出し量Ｌから内圧Ｐｉを算出することが可能である。
【００７３】
図１１は撮像装置３００の鏡筒３０２が各繰り出し量Ｌだけ繰り出された場合の、光軸を通り光軸に平行な面による断面図である。図１１（ａ）は繰り出し量Ｌが０≦Ｌ＜Ｌ１の範囲（通常状態）、図１１（ｂ）は繰り出し量ＬがＬ１≦Ｌ≦Ｌｍａｘの範囲（内圧調節状態）である場合の断面図である。図１２は外部の圧力ＰｏがＰｏ１であった場合の、鏡筒３０２の繰り出し量Ｌと内部空間Ｓの圧力Ｐｉの関係を示した説明図である。
【００７４】
通常状態では、図１１（ａ）で示すように、リップ部３０５ａが外周部３０２ａと径方向に密着し、パッキン３０５の弾性変形によって内部空間Ｓが密閉されている。対して内圧調節状態では、図１１（ｂ）で示すように、リップ部３０５ａが小径部３０２ｂと径方向に隙間を持って対向する。この隙間によって内部空間Ｓの密閉が解消される。このときの内部空間Ｓの圧力Ｐｉは繰り出し量Ｌや体積Ｖによらず、現在の外圧Ｐｏ１と等しくなる。（図１２の範囲ＢにおけるＰｉ）
Ｐｉ＝Ｐｏ１       （７）
その後、通常状態になった場合、内部空間Ｓが密閉されるため、ボイルの法則により繰り出し量Ｌと内部空間Ｓの圧力Ｐｉの関係は以下の式で表わされる。（図１２の範囲ＡにおけるＰｉ）
Ｐｉ＝Ｐｏ１×（Ｖ０＋π×（Ｄ２／２）２×Ｌ１）／（Ｖ０＋π×（Ｄ２／２）２×Ｌ）（８）
制御回路３０８は式（８）で示した関係式を用いて、繰り出し量Ｌをもとに内部空間Ｓの圧力Ｐｉを算出することが可能である。その結果、第１の実施例における第２の圧力センサ１０７に相当する部材が無くても、第１の実施例と同様の繰り出し量調節動作を行うことが可能である。
【００７５】
以下、本実施例の特徴である内圧調節動作とその効果について説明する。
【００７６】
撮像装置３００は起動毎に内部空間Ｓの圧力を調節させる内圧調節動作を行う。
【００７７】
図１３は制御回路３０８の内圧調節動作を示すフローチャートである。
【００７８】
Ｓ３０１で動作が開始されると、Ｓ３０２で内圧調節動作が可能か判断する。内圧調節動作では、内部空間Ｓの密閉が解除されるため、外部の異物が侵入しやすい状態となる。Ｓ３０２では、ユーザーが周囲の環境を判断して内圧調節動作の可否を指示してもよいし、撮像装置３００に各種環境センサを設けて判断してもよい。Ｓ３０２でＮｏと判断されれば、Ｓ３０７でユーザーに対し内圧調節動作が行われていない旨の警告を表示し、Ｓ３０８で動作を終了する。Ｓ３０２でＹｅｓと判断されれば、Ｓ３０３で駆動制限を解除する。
【００７９】
ここでいう駆動制限は、鏡筒３０２の繰り出し量Ｌが０≦Ｌ＜Ｌ１の範囲となるような駆動制限を指している。Ｓ３０４で鏡筒３０２を内圧調節繰り出し量Ｌ１より大きくなるまで繰り出して内圧調節状態とし、Ｓ３０５で内部空間Ｓの圧力Ｐｉを第１の圧力センサ３０６により検知された現在の外部の圧力Ｐｏ１と等しくなるように設定する。Ｓ３０６で駆動制限を再開して通常状態に戻り、Ｓ３０８で動作を終了する。
【００８０】
以上説明したように、撮像装置３００は、内圧調節動作によって圧力センサが無くても内圧を算出することができるため、低コスト化、小型化されたレンズ鏡筒および撮像装置において、鏡筒３０２の移動に伴う異物の侵入を低減することができる。
【００８１】
本実施例では、鏡筒３０２の光軸方向の後端に小径部３０２ｂを設けたが、鏡筒３０２の先端に小径部３０２ｂを設けるとともに、沈胴状態よりさらに繰り込んだ状態で内圧調節動作を行ってもよい。これにより、電源オフ時と内圧調節動作時の鏡筒３０２の繰り出し量が近くなるため、起動時毎の内圧調節動作の所要時間が短縮可能である。
【００８２】
また、内部空間Ｓと外部との間の流路を電気信号により開閉する電磁弁を設け、電磁弁によって内部空間Ｓの密閉状態を変化させて内圧調節動作を行ってもよい。これにより、内圧調節動作時に鏡筒３０２を駆動する必要が無くなり、内圧調節動作の所要時間および消費電力が低減可能である。
【符号の説明】
【００８３】
１００      撮像装置
１０１      レンズ
１０２      鏡筒
１０３      筐体
１０４      撮像素子
１０５      パッキン
１０６      第１の圧力センサ
１０７      第２の圧力センサ
１０８      制御回路
１０９      駆動機構
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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