(57)【要約】【課題】撮像素子がγ線の影響を受けにくくした耐放射線カメラを得ること。【解決手段】この発明に係る耐放射線カメラは、撮像素子の周囲を高速中性子遮蔽材で覆った耐放射線カメラにおいて、撮像素子の周囲に、レンズの光軸上を除いて設けられたγ線遮蔽材と、撮影時は、撮像素子をレンズの光軸上のγ線遮蔽材の開口部に対面する第１の位置に移動し、非撮影時は、撮像素子をレンズの光軸上の第２の位置に直線状に後退させた後、回転移動してγ線遮蔽材の影になる第３の位置に退避させる撮像素子移動機構と、を備えたことを特徴とする。【選択図】        図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像素子の周囲を高速中性子遮蔽材で覆った耐放射線カメラにおいて、
前記撮像素子の周囲に、レンズの光軸上を除いて設けられたγ線遮蔽材と、
撮影時は、前記撮像素子を前記レンズの光軸上の前記γ線遮蔽材の開口部に対面する第１の位置に移動し、非撮影時は、前記撮像素子を前記レンズの光軸上の第２の位置に直線状に後退させた後、回転移動して前記γ線遮蔽材の影になる第３の位置に退避させる撮像素子移動機構と、
を備えたことを特徴とする耐放射線カメラ。
【請求項２】
前記撮像素子移動機構は、
駆動装置により駆動されて直線運動し、駆動ピンが固定されたラックと、
固定ピンが設けられたフレームと、
前記撮像素子が固定され、前記駆動ピンと嵌合し円筒の軸に対して斜めに形成された溝Ａ、及び前記固定ピンと嵌合し周方向及び軸平行方向に切られたＬ字状の溝Ｂが切られた円筒カムと、
前記円筒カムを直線及び回転方向に案内するガイドロッドと、
を備え、前記第３の位置から前記ラックが直線運動を開始すると、前記固定ピンと前記Ｌ字状の溝Ｂの周方向部分が嵌合して直線運動を制限し、前記駆動ピンが前記溝Ａ内で摺動して前記円筒カムが回転運動し、前記固定ピンが前記Ｌ字状の溝Ｂの屈曲点まで達すると前記第２の位置に達し、その後前記Ｌ字状の溝Ｂの軸平行方向部分が前記固定ピンにより直線運動して前記第１の位置に達して撮影可能状態となることを特徴とする請求項１に記載の耐放射線カメラ。
【請求項３】
前記Ｌ字状の溝Ｂの屈曲点をＲ形状にしたことを特徴とする請求項２に記載の耐放射線カメラ。
【請求項４】
前記溝Ａの、前記ラックが前記第３の位置から直線運動をして、前記駆動ピンが当接する側の端部に、へこみを設けたことを特徴とする請求項２に記載の耐放射線カメラ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、撮像素子を用いたビデオカメラに係わり、特に放射線環境下で用いるテレビカメラ、監視カメラ等として使用され、撮像素子をγ線から保護する機能を有する耐放射線カメラに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、撮像素子は高速中性子を照射されると損傷を受ける。そこで、従来の耐放射線カメラでは、撮像素子の周囲に高速中性子遮蔽材を配置することにより撮像素子に高速中性子が直接当たることを防ぎ、撮像素子の寿命を向上させていた（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−３２１３９４号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の耐放射線カメラは、撮像素子の周囲を高速中性子遮蔽材で覆っていた為高速中性子の影響は受けにくいが、γ線遮蔽材には覆われていないため、γ線の照射を受ける環境下ではγ線の影響で撮像素子の劣化が早い、という問題点があった。
【０００５】
この発明は上記のような問題点を解消するためになされたもので、撮像素子がγ線の影響を受けにくくした耐放射線カメラを得ることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る耐放射線カメラは、撮像素子の周囲を高速中性子遮蔽材で覆った耐放射線カメラにおいて、撮像素子の周囲に、レンズの光軸上を除いて設けられたγ線遮蔽材と、撮影時は、撮像素子をレンズの光軸上のγ線遮蔽材の開口部に対面する第１の位置に移動し、非撮影時は、撮像素子をレンズの光軸上の第２の位置に直線状に後退させた後、回転移動してγ線遮蔽材の影になる第３の位置に退避させる撮像素子移動機構と、を備えたことを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
実施の形態１．
図１〜７は実施の形態１を示す図で、図１はＣＣＤカメラを前面側から見た外観斜視図、図２はＣＣＤカメラを背面側から見た外観斜視図、図３はＣＣＤカメラを示す分解斜視図、図４はＣＣＤカメラを示す断面図、図５はＣＣＤカメラの撮像素子移動機構を示す斜視図、図６はＣＣＤカメラの撮像素子移動機構を示す断面図、図７はＣＣＤカメラの撮像素子移動機構を示す模式図である。
【０００８】
図１、図２に示すように、ＣＣＤカメラ１は、外郭を形成するカメラケース２、中性子減速材を材料とし、前面部を構成するフロントパネル３、後述する撮像素子を有するカメラユニット４を備え、フロントパネル３及びカメラユニット４は、ラッチ５によってカメラケース２に着脱自在に固定されている。
【０００９】
図３に示すように、フロントパネル３及びカメラユニット４は、ラッチ５を外すことで、それぞれ容易に取り外すことができる構造となっている。また、カメラユニット４には、レンズ６が固定されるとともに、電源／制御用コネクタ７と、映像用コネクタ８とが取付けられており、それらにケーブルを接続することで、カメラへの電源の供給、カメラの制御、映像信号の取り出しを行う。
【００１０】
図４に示すように、カメラユニット４には、撮像素子９及びカメラ基板１０が取付けられている。撮像素子９は、中性子線及びγ線を照射することで劣化する性質をもっている。また、カメラ基板１０に搭載している電子部品の中にはγ線を照射することで特性が劣化するものがある。このため、放射線環境下で使用することを目的とした、本発明のＣＣＤカメラ１では撮像素子９を中性子線及びγ線から保護し、カメラ基板１０をγ線から保護する必要がある。
【００１１】
このため、カメラケース２の内部には中性子減速材１１〜１４が取付けられている。またカメラユニット４にも撮像素子９の後ろに中性子減速材１６が取付けられている。フロントパネル３も中性子減速材でできており、カメラユニット４及びフロントパネル３をカメラケース２に取付けた状態では、撮像素子９は周囲全周を中性子減速材で覆われる構造となっている。
【００１２】
また、撮像素子９の周囲には、γ線遮蔽材１７、１９が取り付けられている。従って、撮像素子９は外部からの中性子及びγ線から保護されていることになる。
また、カメラ基板１０の周囲にはγ線遮蔽材１８が取付けられており、カメラ基板１０をγ線から保護している。
【００１３】
ところで、γ線遮蔽材１９は透明とすることができないため、撮像素子９の正面方向、レンズ６からの光が入射する方向にはγ線遮蔽材を配置することができない。このため、本発明のＣＣＤカメラ１では、電源供給時のみ撮像素子９をレンズ６の光軸上の正規の位置（図５の位置＝第１の位置）に移動して撮影を行い、電源を供給していないときはγ線遮蔽材１９の後ろ（第３の位置）に退避する撮像素子移動機構２０を採用している。
【００１４】
図５、６により撮像素子移動機構２０について説明する。電源が入っていない状態では、ＣＣＤ基板３２はγ線遮蔽材の後ろに退避した状態にある（第３の位置）。この状態で電源が入ると、ソレノイド２１とモータ２２に通電され、モータ２２軸の回転によってギアプレート２３が回転する。ギアプレート２３の突起２３ａとラッチ２４が噛合うとギアプレート２３はその位置で回転を止め、モータ２２の回転はギアＡ２５、ギアＢ２６、ギアＣ２７と伝わってラック２８を直線運動させる。
【００１５】
するとラック２８に固定された駆動ピン２９と円筒カム３０が噛合っている為、ガイドロッド３１に案内された円筒カム３０がはじめ回転して、円筒カム３０に固定されたＣＣＤ基板３２がγ線遮蔽材の後ろから、光軸上の位置まで回転移動する（第２の位置）。
【００１６】
次に駆動ピン２９がスリーブ３４及びスプリング３５を介して円筒カム３０をレンズ６方向に押し、円筒カム３０はガイドロッド３１に案内されて直線移動する。円筒カム３０はラック２８が停止する前にフランジバック調整ネジ３６に当たって停止する（第１の位置）。
【００１７】
ラック２８はさらに移動を続け、スプリング３５は駆動ピン２９によってスリーブ３４を介して圧縮される。ラック２８が定位置まで前進すると、リミットスイッチ３７によってモータ２２の電流が切られ、ラック２８は停止する。この状態で、撮像素子９はレンズ６の光軸上にあり、さらに、光軸方向の距離も位置決めされたことになる。
【００１８】
次に、カメラユニット４の電源を切断すると、ソレノイド２１の電流が切られる為、ラッチ２４とギアプレート２３の突起２３ａの噛合いが外れ、ギアプレート２３は自由に回転するようになる。するとギアＢ２６とギアＣ２７の噛合いが外れ、ラック２８はリターンスプリング３８によって押し戻される。すると、円筒カム３０は駆動ピン２９によってレンズ６と反対方向に直線移動し（第２の位置）、次に回転移動してγ線遮蔽材１９の後ろに退避する（第３の位置）。
【００１９】
撮像素子移動機構の動作について、模式図でさらに詳しく説明する。
図７において、円筒カム３０は円筒を平面に展開している。従って、図における、円筒カム３０の上下方向の動きは実際にはガイドロッド３１（図では省略）を中心とする回転運動、左右の動きはガイドロッド３１に平行な方向の直線運動を示す。円筒カム３０には、円筒の軸に対して斜めに形成された溝Ａ３０ａ、周方向及び軸平行方向に切られたＬ字状の溝Ｂ３０ｂの２本の溝が切られており、それぞれ駆動ピン２９、固定ピン３９と嵌合している。また、ラック２８は、ギアＣ２７の回転によって左右方向に直線運動を行うものとする。
【００２０】
図７（ａ）は、電源を供給していない状態であり、撮像素子９がγ線遮蔽材１９の後ろに退避する第３の位置を示す。この状態から、ギアＣ２７を左方向に回転させると、ラック２８は左方向に直線運動する。
【００２１】
すると、ラック２８に固定された駆動ピン２９と円筒カム３０の溝Ａ３０ａが噛合っている一方で、固定ピン３９と溝Ｂ３０ｂの周方向溝が噛合って円筒カム３０の左方向への直線運動が制限され、溝Ａ３０ａが円筒の軸に対して斜めに切られているので円筒カム３０は、図の＋方向に回転運動する。
【００２２】
円筒カム３０が回転運動して固定ピン３９が、Ｌ字状の溝Ｂ３０ｂの屈曲点まで達すると、溝Ｂ３０ｂの軸平行方向に切られた溝により円筒カム３０の回転運動が制限される一方で、左方向への直線運動が可能になるため、円筒カム３０は左方向へ直線運動を始める（図７（ｂ））。
【００２３】
円筒カム３０はさらに直線運動を続け、フランジバック調整ネジ３６に当たって停止する（図７（ｃ））。この状態で撮影が可能となる（第１の位置）。
【００２４】
次に、ギアＣ２７を右方向に回転させると、ラック２８が右方向に直線運動を始め、円筒カム３０は右方向に直線運動する（図７（ｄ））。
【００２５】
さらに、ラック２８が右方向に移動すると、固定ピン３９がＬ字状の溝Ｂ３０ｂの屈曲点まで達し、円筒カム３０は直線運動を停止すると共に−方向への回転運動を始める（図７（ｅ））。
【００２６】
円筒カム３０が更に回転運動すると、固定ピン３９が溝Ｂ３０ｂの周方向溝の端まで達し、円筒カム３０は回転運動を停止する（図７（ｆ））。
【００２７】
以上説明したように、本発明による撮像素子移動機構２０では、円筒の軸に対して斜めに形成された溝Ａ３０ａ、周方向及び軸平行方向に切られたＬ字状の溝Ｂ３０ｂの２本の溝の切られた円筒カム３０を使用することによって、ラック２８の直線移動を回転及び直線運動に変換することで、撮影時は撮像素子９をレンズ６の光軸上のγ線遮蔽材の開口部に対面する第１の位置に移動して撮影可能となり、非撮影時は、撮像素子９をレンズ６の光軸上の第２の位置に直線状に後退させた後、回転移動してγ線遮蔽材の影にあたる第３の位置に退避させる動作を単純な構造で実現している。
【００２８】
実施の形態２．
図８は実施の形態２を示す図で、ＣＣＤカメラの撮像素子移動機構を示す模式図である。図に示すように、円筒カム３０には、円筒の軸に対して斜めに形成された溝Ａ３０ａ、周方向及び軸平行方向に切られたＬ字状の溝Ｂ３０ｂの２本の溝が切られており、それぞれ駆動ピン２９、固定ピン３９と嵌合している。
【００２９】
Ｌ字状の溝Ｂ３０ｂの屈曲点には、Ｒ３１Ｃが形成されている。ラック２８が高速で移動すると、Ｌ字状の溝Ｂ３０ｂの屈曲点で固定ピン３９が溝Ｂ３０ｂの側壁に衝突し、衝撃が発生するが、溝の屈曲点にＲ３１ｃが設けられていることにより、直線運動と回転運動の間を滑らかに繋ぐことにより衝撃を緩和することができる、という特徴がある。
【００３０】
実施の形態３．
図９は実施の形態３を示す図で、ＣＣＤカメラの撮像素子移動機構を示す模式図である。図に示すように、円筒カム３０には、円筒の軸に対して斜めに形成された溝Ａ３０ａ、周方向及び軸平行方向に切られたＬ字状の溝Ｂ３０ｂの２本の溝が切られており、それぞれ駆動ピン２９、固定ピン３９と嵌合している。
【００３１】
溝Ａ３０ａには、一方の端部（ラック２８が第３の位置から直線運動をして、駆動ピン２９が当接する側）に、へこみ３０ｄが設けられている。また、実施の形態２と同様、Ｌ字状の溝Ｂ３０ｂの屈曲点にはＲが形成されている。
【００３２】
図９（ａ）は第３の位置を示す。この状態から、ギアＣ２７を左方向に回転させると、ラック２８は左方向に直線運動する。すると、円筒カム３０は＋方向に回転運動する。円筒カム３０が回転運動して固定ピン３９が溝Ｂ３０ｂの屈曲点まで達すると、円筒カム３０は左方向へ直線運動を始める（図９（ｂ））。
【００３３】
円筒カム３０はさらに直線運動を続け、フランジバック調整ネジ３６に当たって停止する（図９（ｃ））。この状態で撮影が可能となる（第１の位置）。
【００３４】
次に、ギアＣ２７を右方向に回転させると、ラック２８が右方向に直線運動を始め、駆動ピン２９が溝Ａ３０ａのへこみ３０ｄに嵌合した状態で円筒カム３０は右方向に直線運動する（図９（ｄ））。
【００３５】
さらに、ラック２８が右方向に移動すると、固定ピン３９がＬ字状の溝Ｂ３０ｂの屈曲点まで達し、固定ピン３９が溝Ｂ３０ｂのＲ３０ｃにかかって円筒カム３０が回転運動を始めることにより、駆動ピン２９が溝Ａ３０ａのへこみ３０ｄからはずれ、ラック２８が更に右方向に直線運動することにより円筒カム３０は回転運動をつづける（図（９ｅ））。
【００３６】
円筒カム３０が更に回転運動すると、固定ピン３９が溝Ｂ３０ｂの端まで達し円筒カム３０は回転運動を停止する（図（９ｆ））。
【００３７】
溝Ａ３０ａにへこみ３０ｄが無い場合、図９（ｄ）の行程では、溝Ａ３０ａの斜面に駆動ピン２９が押しつけられた状態で円筒カム３０が右方向に直線運動するため、円筒カム３０が直線運動している間も円筒カム３０には回転する力が加わり、固定ピン３９が溝Ｂ３０ｂの側壁に押しつけられて摩擦が発生するが、本実施の形態では駆動ピン２９が溝Ａ３０ａのへこみ３０ｄに嵌合した状態で円筒カム３０が直線運動するため、円筒カム３０に回転する力が加わらず、行程（ｄ）での駆動力が小さくてすむ、という特徴がある。
【００３８】
【発明の効果】
この発明に係る耐放射線カメラは、撮像素子の周囲に、レンズの光軸上を除いて設けられたγ線遮蔽材と、撮影時は、撮像素子をレンズの光軸上のγ線遮蔽材の開口部に対面する第１の位置に移動し、非撮影時は、撮像素子をレンズの光軸上の第２の位置に直線状に後退させた後、回転移動してγ線遮蔽材の影になる第３の位置に退避させる撮像素子移動機構と、を備えた構成にしたので、撮像素子がγ線の影響を受けにくくした耐放射線カメラを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１を示す図で、ＣＣＤカメラを前面側から見た外観斜視図である。
【図２】実施の形態１を示す図で、ＣＣＤカメラを背面側から見た外観斜視図である。
【図３】実施の形態１を示す図で、ＣＣＤカメラを示す分解斜視図である。
【図４】実施の形態１を示す図で、ＣＣＤカメラを示す断面図である。
【図５】実施の形態１を示す図で、ＣＣＤカメラの撮像素子移動機構を示す斜視図である。
【図６】実施の形態１を示す図で、ＣＣＤカメラの撮像素子移動機構を示す断面図である。
【図７】実施の形態１を示す図で、ＣＣＤカメラの撮像素子移動機構を示す模式図である。
【図８】実施の形態２を示す図で、ＣＣＤカメラの撮像素子移動機構を示す模式図である。
【図９】実施の形態３を示す図で、ＣＣＤカメラの撮像素子移動機構を示す模式図である。
【符号の説明】
１  ＣＣＤカメラ、２  カメラケース、３  フロントパネル、４  カメラユニット、５  ラッチ、６  レンズ、７  電源／制御用コネクタ、８  映像用コネクタ、９  撮像素子、１０  カメラ基板、１１〜１４，１６  中性子減速材、１７〜１９  γ線遮蔽材、２０  撮像素子移動機構、２１  ソレノイド、２２  モータ、２３  ギアプレート、２３ａ  突起、２４  ラッチ、２５  ギアＡ、２６  ギアＢ、２７  ギアＣ、２８  ラック、２９  駆動ピン、３０  円筒カム、３０ａ  溝Ａ、３０ｂ  溝Ｂ、３０ｃ  Ｒ、３０ｄ  へこみ、３１  ガイドロッド、３２  ＣＣＤ基板、３３  フレーム、３４  スリーブ、３５  スプリング、３６フランジバック調整ネジ、３７  リミットスイッチ、３８  リターンスプリング、３９  固定ピン。
【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】
2004343195.tif 000008
【図７】
2004343195.tif 000009
【図８】
2004343195.tif 000010
【図９】
2004343195.tif 000011