(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷却された光学用ガラス窓の外部雰囲気を覆う、前記冷却された光学用ガラス窓とは断熱された保護筒を付設し、前記保護筒を加熱することによって前記外部雰囲気を暖め、かつ対流とそれにともなう擾乱を抑制して、静穏な外部雰囲気により前記光学用ガラス窓の結露・結氷防止を行うことを特徴とする光学用ガラス窓の結露・結氷防止方法。
【請求項２】
請求項１記載の光学用ガラス窓の結露・結氷防止方法において、前記保護筒を密封可能にすることを特徴とする光学用ガラス窓の結露・結氷防止方法。
【請求項３】
請求項１記載の光学用ガラス窓の結露・結氷防止方法において、前記保護筒の先端の開口を小さく形成することを特徴とする光学用ガラス窓の結露・結氷防止方法。
【請求項４】
請求項１記載の光学用ガラス窓の結露・結氷防止方法において、前記保護筒の傾斜角に応じて前記保護筒の温度分布を制御できることを特徴とする光学用ガラス窓の結露・結氷防止方法。
【請求項５】
冷却された光学用ガラス窓の外部雰囲気を覆う、前記冷却された光学用ガラス窓とは断熱された保護筒を付設し、前記保護筒を加熱することによって前記外部雰囲気を暖め、かつ対流とそれにともなうを擾乱抑制して、静穏な外部雰囲気により前記光学用ガラス窓の結露・結氷防止手段を具備することを特徴とする光学用ガラス窓の結露・結氷防止装置。
【請求項６】
請求項５記載の光学用ガラス窓の結露・結氷防止装置において、前記保護筒の先端を閉じることができるシャッターを備えることを特徴とする光学用ガラス窓の結露・結氷防止装置。
【請求項７】
請求項５記載の光学用ガラス窓の結露・結氷防止装置において、前記保護筒の先端に小開口部を備えることを特徴とする光学用ガラス窓の結露・結氷防止装置。
【請求項８】
請求項５記載の光学用ガラス窓の結露・結氷防止装置において、前記保護筒の傾斜角に応じて前記保護筒の温度分布を制御することを特徴とする光学用ガラス窓の結露・結氷防止装置。
【請求項９】
請求項５記載の光学用ガラス窓の結露・結氷防止装置において、前記保護筒の側面部にヒーティングテープを備えることを特徴とする光学用ガラス窓の結露・結氷防止装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＣＣＤカメラ密封ガラスあるいはレンズ等のガラス窓の結露・結氷防止方法及びその装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ＣＣＤによるデジタルカメラが、研究用に限らず一般用に普及してきている。研究用のカメラの場合、ＣＣＤの性能を限界一杯に引き出すため、内部を例えば摂氏マイナス７０度程度まで冷却することが多くなっている。
【０００３】
図５は従来のＣＣＤカメラの斜視図であり、１０１は容器、１０２は前面の平面ガラス、１０３は真空部、１０４は真空内部に設けられるＣＣＤ素子である。
【０００４】
このように、ＣＣＤ素子１０４が格納されている容器１０１は、真空に近く空気が抜かれている。容器１０１を密閉するためＣＣＤ素子１０４の前面には平面ガラス１０２がある。このガラス１０２は、内部が冷却されているため外気１０５の湿度がある限界を越えると、外気１０５の湿度が１００％でなくとも、水滴が結露するため、ＣＣＤカメラは使えなくなってしまう。この現象をさけるため、様々な方法が考案され使用されてきた。例えば、乾燥した窒素ガスをガラス面に吹き付ける方法、温めた空気をガラス面に吹き付ける方法、ＣＣＤカメラ全体を温める方法等がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した従来のガラス面の結露・結氷防止方法では、難点があり、満足のいくものではなかった。
【０００６】
すなわち、カメラ全体を暖めると、内部と温度差が生じるため、真空にするために密封した容器に歪みが生じ、真空を保てない恐れがあるばかりでなく、カメラ全体を暖めるのにより多くのエネルギーを使うことになる。これは野外でカメラ全体を電池等で暖める場合、考えるべき大きな要素となる。また、乾燥した窒素ガスあるいは暖めた空気をガラス面に吹き付ける方法は、乾燥した窒素ガスが入手できるかどうかの問題もあるが、空気に擾乱を生じるため、ＣＣＤ面で受ける画像が、かげろう現象により多少とも歪んでしまう。
【０００７】
本発明は、かかる従来の状況に鑑みて、簡便に、しかも擾乱を最小限にとどめ、歪みをできるだけ抑えて結露・結氷を防止することができる光学用ガラス窓の結露・結氷防止方法及びその装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の目的を達成するために、
〔１〕光学用ガラス窓の結露・結氷防止方法において、冷却された光学用ガラス窓の外部雰囲気を覆う、前記冷却された光学用ガラス窓とは断熱された保護筒を付設し、前記保護筒を加熱することによって前記外部雰囲気を暖め、かつ対流とそれにともなう擾乱を抑制して、静穏な外部雰囲気により前記光学用ガラス窓の結露・結氷防止を行うことを特徴とする。
【０００９】
〔２〕上記〔１〕記載の光学用ガラス窓の結露・結氷防止方法において、前記保護筒を密封可能にすることを特徴とする。
【００１０】
〔３〕上記〔１〕記載の光学用ガラス窓の結露・結氷防止方法において、前記保護筒の先端の開口を小さく形成することを特徴とする。
【００１１】
〔４〕上記〔１〕記載の光学用ガラス窓の結露・結氷防止方法において、前記保護筒の傾斜角に応じて前記保護筒の温度分布を制御することを特徴とする。
【００１２】
〔５〕光学用ガラス窓の結露・結氷防止装置において、冷却された光学用ガラス窓の外部雰囲気を覆う、前記冷却された光学用ガラス窓とは断熱された保護筒を付設し、前記保護筒を加熱することによって前記外部雰囲気を暖め、かつ対流とそれにともなう擾乱を抑制して、静穏な外部雰囲気により前記光学用ガラス窓の結露・結氷防止手段を具備することを特徴とする。
【００１３】
〔６〕上記〔５〕記載の光学用ガラス窓の結露・結氷防止装置において、前記保護筒の先端を閉じることができるシャッターを備えることを特徴とする。
【００１４】
〔７〕上記〔５〕記載の光学用ガラス窓の結露・結氷防止装置において、前記保護筒の先端に小開口部を備えることを特徴とする。
【００１５】
〔８〕上記〔５〕記載の光学用ガラス窓の結露・結氷防止装置において、前記保護筒の傾斜角に応じて前記保護筒の温度分布を制御する手段を備えることを特徴とする。
【００１６】
〔９〕上記〔５〕記載の光学用ガラス窓の結露・結氷防止装置において、前記保護筒の側面部にヒーティングテープを備えることを特徴とする。
【００１７】
本発明によれば、光学用ガラス窓の前面に断熱した保護筒を設置し、この保護筒内の空気を暖める。この暖めた空気によってガラス窓を穏やかに暖め、結露・結氷を防ぐように構成する。この保護筒に空気を閉じ込めるため、この空気は流れることがなく、擾乱を生じ難い。また、保護筒の前面を外気から遮断する場合と、遮断しない場合の２種類が考えられる。
【００１８】
遮断する場合には、ＣＣＤカメラを使用し露光する時、保護筒の前面をシャッターによって一時的に開けるようにする。
【００１９】
また、遮断しない場合は、保護筒内の空気が外に逃げないように、保護筒の形状を、外気にさらし露光するための開口（窓）を保護筒に比べて小さくするようにする。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
【００２１】
図１は本発明の第１実施例を示す光学用ガラス窓の結露・結氷防止装置の模式図であり、図１（ａ）はその光学用ガラス窓の結露・結氷防止装置の外観斜視図、図１（ｂ）はその光学用ガラス窓の結露・結氷防止装置の傾斜角度検出器の模式図、図２はその光学用ガラス窓の結露・結氷防止装置の分解断面図である。
【００２２】
これらの図において、１はＣＣＤカメラ、２はガラス窓、３はそのガラス窓２内部のＣＣＤ素子、１ＡはＣＣＤカメラ１の鍔部、４は第１のジョイント部、５は断熱材、６は保護筒、６Ａはその保護筒６の第１の鍔部、６Ｂはその保護筒６の第２の鍔部、７はヒーティングテープ、８はその電源内蔵の電子制御装置、９は温度調整器、１０は第２のジョイント部、１１はアイリス、１２はシャッター、１３はシャッター駆動装置、１４は断熱材、１５は望遠鏡部、１５Ａは望遠鏡部１５の鍔部である。なお、ＣＣＤカメラ等の本体１と保護筒６を断熱する断熱材５としては、例えば、セラミックス等を使うが、この材料に限るものではない。
【００２３】
そこで、この実施例では、ＣＣＤカメラ１のＣＣＤ素子３が臨むガラス窓２の外部雰囲気を覆い、ガラス窓２とは断熱された保護筒６を付設する。すなわち、ＣＣＤカメラ１の鍔部１Ａには、断熱材５を介して保護筒６の第１の鍔６Ａを締め付けて密封し、第１のジョイント部４を構成する。そして、保護筒６の第２の鍔６Ｂには、アイリス１１とシャッター１２、断熱材１４を介して望遠鏡部１５の鍔１５Ａを締め付けて密封し、第２のジョイント部１０を構成する。
【００２４】
更に、保護筒６の外周部には加熱装置としてのヒーティングテープ７を張り付けて、そのヒーティングテープ７を電源内蔵の電子制御装置８に接続する。また、そのヒーティングテープ７の温度情報を温度調整器９に取り込み、ヒーティングテープ７の温度調整を可能にしている。
【００２５】
また、保護筒６が水平方向に対して上方または下方に傾く（俯角・仰角を有する）ような場合には、図１（ｂ）に示すように、例えば、角度目盛板１８を利用して、保護筒６の水平方向１６と傾斜方向１７とのなす角θ、つまり、俯角・仰角を検出する傾斜角度検出器（電子制御装置内に傾斜検出装置や傾斜検出スイッチを設けるようにしてもよい）１９で検出して、ヒーティングテープ７の温度調整を行う。例えば、保護筒６が上を向くような場合には、ヒーティングテープ７の上部の部位を温めて、保護筒６内の上部の空気を温めて、保護筒６内の空気に温度傾斜を持たせて、保護筒６の内部の空気の対流を抑えるように構成することができる。
【００２６】
また、電源内蔵の電子制御装置８はＣＣＤカメラ１に電源を供給するとともに、撮像時にのみシャッター駆動装置１３を駆動して、シャッター１２を開くようにしている。つまり、撮像しない時には、保護筒６内は密封されており、外気に触れることはないので、ガラス窓２に結露・結氷が生じることはない。また、ヒーティングテープ７の温度調整により、保護筒６内は通常温かい空気で充満されている。したがって、外気温度が低い場合にも、ガラス窓２が結露・結氷することもない。
【００２７】
上記したように、この実施例では、ＣＣＤカメラを使用し露光する時、保護筒の前面（先端部）をシャッターによって一時的に開けるようにしているが、保護筒の前面を工夫することにより、以下に示すように常時開口しておくようにすることもできる。
【００２８】
図３は本発明の第２実施例を示す光学用ガラス窓の結露・結氷防止装置の外観斜視図、図４はその光学用ガラス窓の結露・結氷防止装置の分解断面図である。
【００２９】
これらの図において、２１はカメラ部、２２はそのカメラ部２１に接続されるレンズ部、２２Ａはそのレンズ部２２の鍔、２３はレンズ部２２のガラス窓、２４はレンズ、２５はジョイント部、２６は断熱材、２７は保護筒、２７Ａは保護筒の鍔、２８は保護筒２７の先端部の小開口である。
【００３０】
この実施例では、カメラ部２１にはレンズ部２２を接続し、そのレンズ部２２にはガラス窓２３に臨むレンズ２４が設けられており、そのレンズ部２２の鍔２２Ａは断熱材２６を介して保護筒２７の鍔２７Ａが固定されたジョイント部２５が構成されている。この保護筒２７の先端部（前面）には小開口２８が形成される。つまり、保護筒２７内の空気が外に逃げないように、外気にさらし露光するための小開口（窓）２８を保護筒２７に比べて小さくするようにする。
【００３１】
したがって、保護筒２７内の空気が外に逃げるのが抑えられ、レンズ部２２のガラス窓２３の結露・結氷を有効に防止することができる。
【００３２】
また、この実施例では、保護筒２７の傾斜角に応じて、保護筒２７内の空気の対流を抑えるために、保護筒２７内の温度傾斜をつくる温度調整を行うことができ、結露・結氷を有効に防止することができる。
【００３３】
上記したように、本発明は、湿度の高いところでの研究用のＣＣＤカメラに使用することばかりでなく、湿度の高い野外、夜間等の条件のもとで撮影しなければならない一般のスティルカメラあるいはビデオテレビカメラのレンズあるいは前面の平面フィルタの結露を防ぐことができる。また、温度が極端に低い場合は、結氷を防ぐことができる。
【００３４】
上記した実施例では、保護筒器を暖める方法として、ヒーティングテープを使い、温度センサーによって温度を制御する。なお、保護筒器を暖める手段としては、ヒーティングテープに限定するものではない。設定する温度は、結露・結氷を防止する温度であり、環境によって異なる。この方法は、暖める方法が違う場合も除外しない。また、温度をより効率よく制御するため、外部を保温材で覆うようにしてもよいが、本発明は、この保温材がある場合も、ない場合も含む。大きさ、形状は、カメラ、その他、結露・結氷を防ぐものの大きさ、形状によって変わる。
【００３５】
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能であり、これらを本発明の範囲から排除するものではない。
【００３６】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明によれば、以下のような効果を奏することができる。
【００３７】
（Ａ）保護筒の付設により、簡便に、しかも擾乱を最小限にとどめ、歪みをできるだけ抑えて、結露・結氷を防止することができる。
【００３８】
（Ｂ）光学用ガラス窓の前面に断熱した保護筒を設置し、この保護筒内の空気を暖めることにより、この暖めた空気によってガラス窓を穏やかに暖め、結露・結氷を防ぐことができる。
【００３９】
（Ｃ）保護筒に空気を閉じ込めるため、この空気は流れることがなく、擾乱を生じ難くなり、結露・結氷を有効に防止することができる。
【００４０】
（Ｄ）保護筒の傾斜角に応じて、保護筒内の空気に温度傾斜を持たせ、保護筒の内部の空気の対流を抑えることができ、擾乱の発生を有効に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１実施例を示す光学用ガラス窓の結露・結氷防止装置の外観斜視図である。
【図２】  本発明の第１実施例を示す光学用ガラス窓の結露・結氷防止装置の分解断面図である。
【図３】  本発明の第２実施例を示す光学用ガラス窓の結露・結氷防止装置の外観斜視図である。
【図４】  本発明の第２実施例を示す光学用ガラス窓の結露・結氷防止装置の分解断面図である。
【図５】  従来のＣＣＤカメラの斜視図である。
【符号の説明】
１    ＣＣＤカメラ
１Ａ    ＣＣＤカメラの鍔部
２    ガラス窓
３    ＣＣＤ素子
４    第１のジョイント部
５，１４，２６    断熱材
６，２７    保護筒
６Ａ    保護筒の第１の鍔部
６Ｂ    保護筒の第２の鍔部
７    ヒーティングテープ
８    電源内蔵の電子制御装置
９    温度調整器
１０    第２のジョイント部
１１    アイリス
１２    シャッター
１３    シャッター駆動装置
１５    望遠鏡部
１５Ａ    望遠鏡部の鍔部
１６    保護筒の水平方向
１７    保護筒の傾斜方向
１８    角度目盛板
１９    傾斜角度検出器
２１    カメラ部
２２    レンズ部
２２Ａ    レンズ部の鍔
２３    レンズ部のガラス窓
２４    レンズ
２５    ジョイント部
２７ａ    保護筒の鍔
２８    保護筒の先端部（前面）の小開口
【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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