(57)【要約】【課題】レンズユニット全体を温度コントロールすることができるようにしたレンズユニット、デジタルカメラ及び温度コントロールシステムを提供する。【解決手段】ペルチェ素子３０ａを複数個組み合わせて円筒状としたペルチェ素子部３０と、ペルチェ素子３０ａのそれぞれの位置におけるレンズユニット４内の温度を検出する複数の温度センサ３１ａからなる温度センサ部３１と、温度センサ３１ａから別個に出力された検出信号に基づいてペルチェ素子３０ａに別個に通電制御を行う制御装置３２とからなる温度コントロールユニット３３を、カメラシステム２に着脱自在なレンズユニット４の円筒状の外殻２０内に、ペルチェ素子部３０が外殻２０の内側に当接するように組み込む。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レンズユニットにおいて、
レンズユニットの外殻の内側に当接し、前記外殻を介して放熱及び吸熱をする複数のペルチェ素子と、
レンズユニット内部の温度を複数の位置で検出する温度センサと、
前記温度センサからの検出信号に基づいて、レンズユニット内部の温度が均一化されるように前記ペルチェ素子への通電を制御する制御装置とを備えたことを特徴とするレンズユニット。
【請求項２】
レンズユニットを備えたデジタルカメラにおいて、
前記レンズユニットは、
前記レンズユニットの外殻の内側に当接し、前記外殻を介して放熱及び吸熱をする複数のペルチェ素子と、
前記レンズユニット内部の温度を複数の位置で検出する温度センサと、
前記温度センサからの検出信号に基づいて、前記レンズユニット内部の温度が均一化されるように前記ペルチェ素子への通電を制御する制御装置とを備え、
前記カメラ本体は、
前記ペルチェ素子、前記温度センサ及び前記制御装置への電源供給手段を備えることを特徴とするデジタルカメラ。
【請求項３】
レンズユニットの外殻の内側に当接し、前記外殻を介して放熱及び吸熱をする複数のペルチェ素子と、
前記レンズユニット内部の温度を複数の位置で検出する温度センサと、
前記温度センサからの検出信号に基づいて、前記レンズユニット内部の温度が均一化されるように前記ペルチェ素子への通電を制御する制御装置とからなることを特徴とする温度コントロールシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、温度コントロールされたデジタルカメラのレンズユニットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＣＣＤなどの撮像素子を用いて撮像した撮影画像をデジタルの画像データに変換し、内蔵メモリやメモリカードなどの記録媒体に記録するデジタルカメラが普及している。デジタルカメラに組み込まれる撮像素子は発熱により性能が低下することから、従来よりペルチェ素子を用いて撮像素子を冷却する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
デジタルカメラの中には、各種レンズユニットを交換して好みに応じた撮影を行うレンズ交換式のものがある。レンズ交換式のデジタルカメラは、カメラ本体とレンズユニットとから構成されるが、このレンズユニット内にアクチュエータや電気部品が組み込まれることがある（例えば特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平９−３７１６１
【特許文献２】特開２００３−３２２７８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、アクチュエータや電気部品などが組み込まれたレンズユニットでは、アクチュエータや電気部品などから発せられる熱によってレンズユニット内の温度の均一性がくずれ、撮像レンズ等のレンズユニット内の構成部品が伸縮して焦点がずれるという問題がある。また、特許文献１記載の冷却機構は熱源を直接冷却するものであり、レンズユニット全体の温度の均一化は図られていなかった。
【０００５】
本発明は、レンズユニット全体を温度コントロールすることができるようにしたレンズユニット、デジタルカメラ及び温度コントロールシステムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のレンズユニットは、レンズユニットの外殻の内側に当接し、前記外殻を介して放熱及び吸熱をする複数のペルチェ素子と、レンズユニット内部の温度を複数の位置で検出する温度センサと、前記温度センサからの検出信号に基づいて、レンズユニット内部の温度が均一化されるように前記ペルチェ素子への通電を制御する制御装置とを備えたことを特徴とするものである。
【０００７】
本発明のデジタルカメラは、レンズユニットを備えたものであって、前記レンズユニットは、前記レンズユニットの外殻の内側に当接し、前記外殻を介して放熱及び吸熱をする複数のペルチェ素子と、前記レンズユニット内部の温度を複数の位置で検出する温度センサと、前記温度センサからの検出信号に基づいて、前記レンズユニット内部の温度が均一化されるように前記ペルチェ素子への通電を制御する制御装置とを備え、前記カメラ本体は、前記ペルチェ素子、前記温度センサ及び前記制御装置への電源を備えることを特徴とするものである。
【０００８】
本発明の温度コントロールシステムは、レンズユニットの外殻の内側に当接し、前記外殻を介して放熱及び吸熱をする複数のペルチェ素子と、前記レンズユニット内部の温度を複数の位置で検出する温度センサと、前記温度センサからの検出信号に基づいて、前記レンズユニット内部の温度が均一化されるように前記ペルチェ素子への通電を制御する制御装置とからなることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、温度センサがレンズユニット内部の複数の位置における温度を検出し、制御装置が温度センサからの検出信号に基づいてレンズユニット内の複数のペルチェ素子への通電を制御することで、ペルチェ素子の放熱及び吸熱によってレンズユニット内部の温度を均一化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図１に示すように、カメラシステム（デジタルカメラ）２は、カメラ本体３とレンズユニット４とから構成される。カメラ本体３にはレンズユニット４が着脱自在であり、装着時にはカメラ本体３とレンズユニット４とが電気的に接続される。
【００１１】
レンズユニット４の後面に設けられたレンズ側マウント部５には、バヨネット爪６が形成されている。このバヨネット爪６には接続端子６ａが設けられている。カメラ本体３の前面に設けられた本体側マウント部７には、バヨネット溝８が形成されている。レンズユニット４をカメラ本体３に装着する際には、バヨネット爪６をバヨネット溝８に合わせた状態で押し込んでから回転させる。本体側マウント部７のロックピン９がレンズ側マウント部５の図示しないピン孔と係合すると、レンズユニット４が位置決めされる。また、レンズユニット４の位置決めに伴ってレンズ側マウント部５の接続端子６ａが本体側マウント部７の図示しない接続端子７ａに接続される。なお、本体側マウント部７には、前方向にバネ付勢されたマウント蓋１１が設けられており、レンズユニット非装着時にカメラ本体３内部に塵埃が侵入しないようにされている。
【００１２】
本体側マウント部７には、ロックピン９と連動するロック解除ボタン１０が設けられている。ロック解除ボタン１０は、レンズユニット４を取り外す際に操作されるものであり、押圧することでロックピン９を後方向に移動させてロックを解除することができる。
【００１３】
カメラ本体３の上面には、撮影時に押圧操作されるレリーズボタン１２と、撮影／再生モードの切替え時に操作されるモード操作部１３とが設けられている。カメラ本体３の後面には、撮影画像や各種設定条件が表示されるＬＣＤ１５と、電源スイッチ１６と、ズーム操作部１７とが設けられている（図５参照）。
【００１４】
レンズユニット４には円筒状の外殻２０が設けられ、外殻２０内に各レンズ群２５、２６、ＣＣＤ２７（図４参照）等が組み込まれており、内部に塵埃が侵入しないように密閉されている。また、外殻２０内には、ペルチェ素子部３０、温度センサ部３１及び制御装置３２からなる温度コントロールユニット（温度コントロールシステム）３３も組み込まれている。ペルチェ素子部３０は、外郭２０の内側に当接し、温度センサ部３１は、ペルチェ素子部３０の内側に当接している。
【００１５】
ペルチェ素子部３０は、図２に示すように、円筒を円周方向に４分割し、軸心方向に３分割した形状のペルチェ素子３０ａを１２個組み合わせて円筒状としたものであり、それぞれのペルチェ素子３０ａには、制御装置３２によって別個に通電がされるようになっている。
【００１６】
温度センサ部３１は、図３に示すように、ペルチェ素子３０ａのそれぞれの位置におけるレンズユニット４内の温度を検出できるように、円筒を円周方向に４分割し、軸心方向に３分割した部分毎に温度センサ３１ａが設けられ、それぞれの温度センサ３１ａが別個に検出信号を制御装置３２へ出力するようになっている。
【００１７】
ペルチェ素子３０ａの構造の概略を図４に示す。セラッミック板３５で挟まれた空間に、ｎ型熱電半導体３６とｐ型熱電半導体３７とが交互に隣り合うよう平面的に並べられており、隣合うｎ型熱電半導体３６とｐ型熱電半導体３７とが、上下に配設した接合用金属片３８によって直列となるように接合されている。ｎ型熱電半導体３６は電流と反対の方向へ熱を移動させ、ｐ型熱半導体は電流の方向へ熱を移動させるので、通電されたペルチェ素子３０ａは、レンズユニット４の内部と外部とで、図４のように、熱の移動を行う。図４ではレンズユニット４の外部から内部へ熱の移動が行われているが、ペルチェ素子３０ａへの通電の極性を変化させることによってペルチェ素子３０ａによる熱の移動する方向は変化する。即ち、ペルチェ素子３０ａは、外殻２０を介して放熱及び吸熱を行う。
【００１８】
カメラシステム２の電気的構成を示すブロック図を図５に示す。ズームレンズ群２５を駆動するズームレンズ駆動モータ４０と、フォーカスレンズ群２６を駆動するフォーカスレンズ駆動モータ４１とは、それぞれモータドライバ４２，４３を介してレンズユニット用システム制御部４５によって駆動を制御されている。ＣＣＤ２７は、ＣＣＤドライバ４６に接続されており、ＣＣＤドライバ４６を介してレンズユニット用システム制御部４５によって駆動を制御される。ＣＣＤ２７は、光学的な被写体画像を電気的な撮像信号に変換して出力する。撮像信号はアンプ４７で適当なレベルに増幅された後、Ａ／Ｄ変換回路４８によってデジタル変換されて画像データとなる。この画像データは、シリアルドライバ４９を介して接続端子６ａからカメラ本体３側へと送信される。レンズユニット用システム制御部４５では、カメラ本体用システム制御部５０からの指令に基づいてレンズユニット側の撮影処理を管制している。
【００１９】
レンズユニット４からの画像データは、シリアルドライバ５１を介してメモリ５２に書き込まれる。信号処理部５３は、メモリ５２から画像データを読み出し、階調変換、ホワイトバランス補正、γ補正等の各種画像処理を施す。画像処理が施された画像データはＬＣＤドライバ５４へ入力され、ＬＣＤ１５に画像として表示される。
【００２０】
レリーズボタン１２が押圧操作されたときには、メディアコントローラ５５の制御によって、画像処理が施された画像データが記録メディア５６に記録される。また、レリーズボタン１２が押圧操作されると、撮影環境からの光量に応じてストロボ５７が駆動される。カメラ本体用システム制御部５０は、レンズユニット用システム制御部４５に指令を送るとともに、カメラ本体側の撮影処理、画像表示処理、記録処理等を管制している。カメラ本体用システム制御部５０には、レリーズボタン１２、操作部１３、電源スイッチ１６、ズーム操作部１７が接続されている。
【００２１】
カメラ本体３にはバッテリ（電源供給手段）６０が配置され、カメラ本体３の各部に電力を供給している。また、このバッテリ６０は、接続端子７ａを介してレンズユニット４に接続されており、レンズユニット４の温度コントロールユニット３３等の各部にも電力を供給している。
【００２２】
温度コントロールユニット３３の電気的構成を示すブロック図を図６に示す。制御装置３２は、温度センサ３１ａが接続された温度制御部６５と、ペルチェ素子３０ａが接続されたペルチェ素子制御部６６とから構成されている。
【００２３】
温度制御部６５は、温度センサ３１ａのそれぞれから入力された検出信号から、レンズユニット４内の全体的な温度分布を監視する。この温度分布が予め定められたパターンと異なったとき、温度制御部６５は、温度分布の変化に基づく制御信号をペルチェ素子制御部６６に入力する。ペルチェ素子制御部６６は、温度制御部６５から入力された制御信号に基づいて、各ペルチェ素子３０ａへ通電する電流の極性及び流量を制御する。ペルチェ素子制御部６６によって別個に通電されたペルチェ素子３０ａは、通電された電流の極性と流量に応じてレンズユニット４内に対して吸熱または放熱を行う。
【００２４】
以下、上記構成による作用について説明する。レンズユニット４をカメラ本体３に装着すると、レンズユニット４とカメラ本体３とが電気的に接続される。カメラ本体３の電源スイッチ１６をオンにし、モード操作部１３を操作して撮影モードに設定すると、フォーカスレンズ駆動モータ４１が駆動し、フォーカスレンズ群２６が前後方向に移動してピント合わせが行われる。ズーム操作部１７を操作すると、ズームレンズ駆動モータ４０が駆動し、ズームレンズ群２５が前後方向に移動してズーミングが行われる。ＣＣＤ２７によって撮像信号に変換された画像はＬＣＤ１５にスルー画として表示される。レリーズボタン１２を押圧操作すると、その時点で得られた画像データが記録メディア５６に記録される。操作部１３を操作して再生モードに設定すると、記録メディア５６に記録した画像をＬＣＤ１５に表示したり、撮影設定条件をＬＣＤ１５に表示することができる。
【００２５】
温度制御部６５には、レンズユニット４内部の温度が均一化された温度分布のパターンを設定しておく。ズームレンズ駆動モータ４０、フォーカスレンズ駆動モータ４１及びＣＣＤ２７等が駆動することによってレンズユニット４内の温度分布が変化することによって、温度センサ３１ａからの検出信号によって導出される温度分布が、設定されたパターンと異なったとき、温度制御部６５は、温度分布の変化に基づく制御信号をペルチェ素子制御部６６に入力する。ペルチェ素子制御部６６は、温度制御部６５から入力された制御信号に基づいて、各ペルチェ素子３０ａへ通電する電流の極性及び流量を制御し、各ペルチェ素子３０ａがレンズユニット内に対して吸熱または放熱を行うことによってレンズユニット４内部の温度が均一化される。
【００２６】
なお、上記実施形態では、ペルチェ素子部３０及び温度センサ部３１は円筒状であったが、これらの形状は、レンズユニット４の形状や構造に応じて適宜の形状として良い。また、上記実施形態では、ペルチェ素子３０ａを組み合わせてペルチェ素子部３０を形成していたが、ペルチェ素子３０ａを組み合わせずに、レンズユニット４内の適宜の位置に個別に配設してレンズユニット４内部の温度を均一化するようにしても良い。また、温度センサ３１ａは、ペルチェ素子３０ａのそれぞれの位置における温度を検出するように配設せず、レンズユニット４内の全体的な温度分布を識別できるものであれば、適宜の位置に個別に配設して良い。
【００２７】
上記実施形態では、温度コントロールユニット３３の制御装置３２をレンズユニット用システム制御部４５とは別に設けたが、レンズユニット用システム制御部４５に温度制御部６５及びペルチェ素子制御部６６を設けて、レンズユニット用システム制御部４５が制御装置３２として機能するようにしてもよい。
【００２８】
上記実施形態では、レンズユニット４が着脱自在なレンズ交換式のデジタルカメラ３を用いて説明を行ったが、レンズユニットとカメラ本体が一体化された形態のデジタルカメラにも本発明を適用することができる。さらには、デジタルカメラ以外のカメラにおいても本発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】カメラシステムの外観斜視図である。
【図２】ペルチェ素子部の外観斜視図である。
【図３】温度センサ部の外観斜視図である。
【図４】ペルチェ素子の構成の概略を示す断面図である。
【図５】カメラシステムの電気的構成を示すブロック図である。
【図６】温度コントロールユニットの電気的構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００３０】
２  カメラシステム（デジタルカメラ）
４  レンズユニット
２０  外殻
３０ａ  ペルチェ素子
３１ａ  温度センサ
３２  制御装置
３３  温度コントロールユニット（温度コントロールシステム）
６０  バッテリ（電源供給手段）
【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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