JP3033926B2 - テレビジョンカメラ装置 - Google Patents
テレビジョンカメラ装置Info
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
- H04N23/50—Constructional details
- H04N23/52—Elements optimising image sensor operation, e.g. for electromagnetic interference [EMI] protection or temperature control by heat transfer or cooling elements
Landscapes
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- Studio Devices (AREA)
- Cameras Adapted For Combination With Other Photographic Or Optical Apparatuses (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
- Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、テレビジョンカメラ装
置の結露防止に関するものである。
置の結露防止に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来は、撮像管、固体撮像素子等の撮像
素子の性能維持および寿命延長のために、撮像素子のタ
ーゲット面の温度がほぼ一定になるよう温度制御を行な
っていた。しかし、外気が高温、高湿の場合に撮像素子
を冷却すると、撮像素子面が結露することがあり、この
様な状態のテレビジョンカメラで撮像すると、画面がぼ
けて写し出されるなどの不具合が生じた。そこで、従来
は撮像素子面の結露を防止するため、テレビジョンカメ
ラの使用環境湿度の制限、撮像素子面の冷却温度降下量
の制限、または撮像素子を取付ける光学系（プリズム）
ハウジング内の密閉率を向上させ、更に除湿剤等により
内部空気を乾燥空気とし、それによって撮像素子面冷却
による結露を防止していた。
素子の性能維持および寿命延長のために、撮像素子のタ
ーゲット面の温度がほぼ一定になるよう温度制御を行な
っていた。しかし、外気が高温、高湿の場合に撮像素子
を冷却すると、撮像素子面が結露することがあり、この
様な状態のテレビジョンカメラで撮像すると、画面がぼ
けて写し出されるなどの不具合が生じた。そこで、従来
は撮像素子面の結露を防止するため、テレビジョンカメ
ラの使用環境湿度の制限、撮像素子面の冷却温度降下量
の制限、または撮像素子を取付ける光学系（プリズム）
ハウジング内の密閉率を向上させ、更に除湿剤等により
内部空気を乾燥空気とし、それによって撮像素子面冷却
による結露を防止していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来は撮像素子面の結
露を防止するために、機器の使用環境に制限があり、そ
のために、機動性が損なわれることがあった。また、プ
リズムハウジング内の密閉率を上げて湿度の上昇を抑え
る構造とする場合、部品加工精度を上げる必要があり、
部品コスト高になると共に、メンテナンス性及び長期間
の繰り返し使用に耐えないなどという問題があった。本
発明はこれらの欠点を除去し、撮像素子面への結露を防
止し、常に良好な撮像画像の得られるテレビジョンカメ
ラ装置の実現を目的とする。
露を防止するために、機器の使用環境に制限があり、そ
のために、機動性が損なわれることがあった。また、プ
リズムハウジング内の密閉率を上げて湿度の上昇を抑え
る構造とする場合、部品加工精度を上げる必要があり、
部品コスト高になると共に、メンテナンス性及び長期間
の繰り返し使用に耐えないなどという問題があった。本
発明はこれらの欠点を除去し、撮像素子面への結露を防
止し、常に良好な撮像画像の得られるテレビジョンカメ
ラ装置の実現を目的とする。
【０００４】
【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、テレビジョンカメラ装置内の所定部位
（例えば、撮像素子を取付けるプリズムハウジング内）
に、該テレビジョンカメラ装置の動作時、撮像素子面温
度よりも低い温度に制御される温度冷却制御部を設けた
構成、またこの温度冷却制御部に結露する水分を排出さ
せる水分排出機構を設けた構成としたものである。
成するために、テレビジョンカメラ装置内の所定部位
（例えば、撮像素子を取付けるプリズムハウジング内）
に、該テレビジョンカメラ装置の動作時、撮像素子面温
度よりも低い温度に制御される温度冷却制御部を設けた
構成、またこの温度冷却制御部に結露する水分を排出さ
せる水分排出機構を設けた構成としたものである。
【０００５】
【作用】本発明の作用について説明すると、テレビジョ
ンカメラ装置の動作時、テレビジョンカメラ装置内部に
設けた温度冷却制御部を、温度冷却制御部温度＜撮像素
子面温度＜周囲温度、となるよう制御すると、周知の蒸
気線図（図示しない）から明らかなように、湿度と温度
との相関によって、温度冷却制御部の温度と周囲温度が
所定の温度差以上（例えば、周囲温度４０℃、湿度９０
％ＲＨの場合、約２.4deg.）で、テレビジョンカメラ装
置内部が飽和水蒸気状態となり、テレビジョンカメラ装
置内部の水蒸気が水滴となるが、温度冷却制御部温度＜
撮像素子面温度のため、この水滴は温度冷却制御部に付
着することになる。この結果、テレビジョンカメラ装置
内部の湿度が低下したことになり、撮像素子面を周囲温
度より冷却しても、撮像素子面への結露を抑えることが
できる。また、温度冷却制御部に付着した水分は、水分
排出機構（例えば和紙、不織布又は布などを使った除湿
用シート）で吸い取られ、撮像素子面に再付着すること
のない部位（例えば、プリズムハウジング外部）まで導
びかれ排出されるので、撮像素子付近に水分がたまるの
を防ぎ、撮像素子や他の部品に水分が再付着する等の悪
影響を起こすことがなくなる。さらに、外部に導かれた
水分は、外部の空気の流通、及び熱等によって自然乾燥
することになり、テレビジョンカメラ装置の使用環境の
制限等を受けず、常にテレビジョンカメラ装置内の除湿
機能が働くことになる。
ンカメラ装置の動作時、テレビジョンカメラ装置内部に
設けた温度冷却制御部を、温度冷却制御部温度＜撮像素
子面温度＜周囲温度、となるよう制御すると、周知の蒸
気線図（図示しない）から明らかなように、湿度と温度
との相関によって、温度冷却制御部の温度と周囲温度が
所定の温度差以上（例えば、周囲温度４０℃、湿度９０
％ＲＨの場合、約２.4deg.）で、テレビジョンカメラ装
置内部が飽和水蒸気状態となり、テレビジョンカメラ装
置内部の水蒸気が水滴となるが、温度冷却制御部温度＜
撮像素子面温度のため、この水滴は温度冷却制御部に付
着することになる。この結果、テレビジョンカメラ装置
内部の湿度が低下したことになり、撮像素子面を周囲温
度より冷却しても、撮像素子面への結露を抑えることが
できる。また、温度冷却制御部に付着した水分は、水分
排出機構（例えば和紙、不織布又は布などを使った除湿
用シート）で吸い取られ、撮像素子面に再付着すること
のない部位（例えば、プリズムハウジング外部）まで導
びかれ排出されるので、撮像素子付近に水分がたまるの
を防ぎ、撮像素子や他の部品に水分が再付着する等の悪
影響を起こすことがなくなる。さらに、外部に導かれた
水分は、外部の空気の流通、及び熱等によって自然乾燥
することになり、テレビジョンカメラ装置の使用環境の
制限等を受けず、常にテレビジョンカメラ装置内の除湿
機能が働くことになる。
【０００６】
【実施例】以下、本発明の一実施例の構造及び動作につ
いて説明する。図１は、本発明を三管式テレビジョンカ
メラのプリズムハウジング部分に適用した場合のプリズ
ム光学系全体と温度冷却制御部、水分排出機構の配置を
示す斜視図、図２はその要部断面図である。プリズムハ
ウジング１には、内部のプリズム６によって三色に分光
された光を電気信号に変換する三本の撮像管である赤色
信号用撮像管２ｒ、緑色信号用撮像管２ｇ、及び青色信
号用撮像管２ｂが、各々のホルダ３を介して固定されて
いる。また、それぞれの撮像管２ｒ，２ｇ，２ｂには、
撮像管面温度を制御する温度制御素子、例えばペルチェ
冷却素子（以下、撮像管冷却用ペルチェ素子と称す）９
が取り付けられ、各撮像管面２ａを所定の設定温度（例
えば、３５℃以下）になるよう制御している。ここで、
各撮像管２ｒ，２ｇ，２ｂを冷却する場合に問題となっ
てくるのは、当該撮像管の光入射部（撮像管面２ａ）の
表面温度が周囲温度よりも低い場合、湿度が高くなれば
なるほど、各々の撮像管面２ａに水分が付着し易くな
り、撮像画像がぼけることである。
いて説明する。図１は、本発明を三管式テレビジョンカ
メラのプリズムハウジング部分に適用した場合のプリズ
ム光学系全体と温度冷却制御部、水分排出機構の配置を
示す斜視図、図２はその要部断面図である。プリズムハ
ウジング１には、内部のプリズム６によって三色に分光
された光を電気信号に変換する三本の撮像管である赤色
信号用撮像管２ｒ、緑色信号用撮像管２ｇ、及び青色信
号用撮像管２ｂが、各々のホルダ３を介して固定されて
いる。また、それぞれの撮像管２ｒ，２ｇ，２ｂには、
撮像管面温度を制御する温度制御素子、例えばペルチェ
冷却素子（以下、撮像管冷却用ペルチェ素子と称す）９
が取り付けられ、各撮像管面２ａを所定の設定温度（例
えば、３５℃以下）になるよう制御している。ここで、
各撮像管２ｒ，２ｇ，２ｂを冷却する場合に問題となっ
てくるのは、当該撮像管の光入射部（撮像管面２ａ）の
表面温度が周囲温度よりも低い場合、湿度が高くなれば
なるほど、各々の撮像管面２ａに水分が付着し易くな
り、撮像画像がぼけることである。
【０００７】これを防止するために本発明では、プリズ
ムハウジング１内に、各撮像管面温度よりも常に低い温
度に制御される、例えばペルチェ冷却素子で構成された
温度冷却制御部７を設け、これにより各撮像管面に結露
しようとする水分を、この温度冷却制御部７に強制的に
結露させるようにしている。（以下、この温度冷却制御
部７を強制結露用ペルチェ素子と称す）。さらに、強制
結露用ペルチェ素子７に結露した水分は、水分排出機構
を構成する除湿シート４によって吸い取られプリズムハ
ウジング１の外部に放出され、結果として、プリズムハ
ウジング１内部の湿度を低下させることができる。
ムハウジング１内に、各撮像管面温度よりも常に低い温
度に制御される、例えばペルチェ冷却素子で構成された
温度冷却制御部７を設け、これにより各撮像管面に結露
しようとする水分を、この温度冷却制御部７に強制的に
結露させるようにしている。（以下、この温度冷却制御
部７を強制結露用ペルチェ素子と称す）。さらに、強制
結露用ペルチェ素子７に結露した水分は、水分排出機構
を構成する除湿シート４によって吸い取られプリズムハ
ウジング１の外部に放出され、結果として、プリズムハ
ウジング１内部の湿度を低下させることができる。
【０００８】次に、本発明の構造を詳細に説明すると、
カメラ筺体５に取り付けられたプリズムハウジング１に
は、プリズム６、撮像管ホルダ３、強制結露用ペルチェ
素子７、除湿シート４が取り付けられている。撮像管ホ
ルダ３には、偏向ヨーク８、撮像管２、撮像管冷却用ペ
ルチェ素子９と、このペルチェ素子９によって発生した
熱を逃す放熱器１０が取り付けられている。ここで、強
制結露用ペルチェ素子７の冷却部の温度が、プリズムハ
ウジング１内で最も低温度となるように強制結露用ペル
チェ素子７を冷却することにより、前述の如く、強制結
露用ペルチェ素子７の冷却部の温度と周囲温度が所定の
温度差以上（例えば周囲温度４０℃、湿度９０％ＲＨの
場合、約２.4deg.）になると、プリズムハウジング１内
は飽和水蒸気状態となり、プリズムハウジング１内の空
気１１に含まれる水分は、強制結露用ペルチェ素子７の
冷却側表面７ａに結露する。そして、結露した水分は、
紙、布又は不織布などで作られた除湿シート４に吸い取
られ、除湿シート４を伝ってプリズムハウジング１外部
に放出され、プリズムハウジング１内の空気１１に含ま
れる水分を除去し、撮像管面２ａへの結露を防止する。
カメラ筺体５に取り付けられたプリズムハウジング１に
は、プリズム６、撮像管ホルダ３、強制結露用ペルチェ
素子７、除湿シート４が取り付けられている。撮像管ホ
ルダ３には、偏向ヨーク８、撮像管２、撮像管冷却用ペ
ルチェ素子９と、このペルチェ素子９によって発生した
熱を逃す放熱器１０が取り付けられている。ここで、強
制結露用ペルチェ素子７の冷却部の温度が、プリズムハ
ウジング１内で最も低温度となるように強制結露用ペル
チェ素子７を冷却することにより、前述の如く、強制結
露用ペルチェ素子７の冷却部の温度と周囲温度が所定の
温度差以上（例えば周囲温度４０℃、湿度９０％ＲＨの
場合、約２.4deg.）になると、プリズムハウジング１内
は飽和水蒸気状態となり、プリズムハウジング１内の空
気１１に含まれる水分は、強制結露用ペルチェ素子７の
冷却側表面７ａに結露する。そして、結露した水分は、
紙、布又は不織布などで作られた除湿シート４に吸い取
られ、除湿シート４を伝ってプリズムハウジング１外部
に放出され、プリズムハウジング１内の空気１１に含ま
れる水分を除去し、撮像管面２ａへの結露を防止する。
【０００９】図３は強制結露用ペルチェ素子７、除湿シ
ート４等による除湿機構の一実施例の詳細図である。プ
リズムハウジング１には、取付ネジ１２と冷却板１３に
よって、強制結露用ペルチェ素子７が取付けられてい
る。ここで、７ａは強制結露用ペルチェ素子７の冷却側
表面、７ｂは発熱側表面である。冷却板１３には、プリ
ズムハウジング１外部まで延びた除湿シート４が貼付け
られ、冷却板１３に結露した水滴を吸収し、更に、毛細
管現象により吸収した水分をプリズムハウジング１外部
へ導き蒸発させるため、繰り返し、継続して除湿機能が
働くことになる。
ート４等による除湿機構の一実施例の詳細図である。プ
リズムハウジング１には、取付ネジ１２と冷却板１３に
よって、強制結露用ペルチェ素子７が取付けられてい
る。ここで、７ａは強制結露用ペルチェ素子７の冷却側
表面、７ｂは発熱側表面である。冷却板１３には、プリ
ズムハウジング１外部まで延びた除湿シート４が貼付け
られ、冷却板１３に結露した水滴を吸収し、更に、毛細
管現象により吸収した水分をプリズムハウジング１外部
へ導き蒸発させるため、繰り返し、継続して除湿機能が
働くことになる。
【００１０】図４はこの除湿シート４の部分拡大図であ
る。強制結露用ペルチェ素子７の冷却側表面７ａに、冷
却板１３が密着取付けられている。冷却板１３に貼付け
られる除湿シート４の部分には所定の大きさの結露用の
穴４ｄが設けられている。ここで、冷却板１３が冷却さ
れ、飽和水蒸気状態になると、水滴１４が冷却板１３に
付着することになる。この付着した水滴１４は時間の経
過と共に拡大し、ある大きさになった時点で除湿シート
４の吸水紙４ｂに吸い取られることになる。そして、吸
水紙４ｂに吸い取られた水分は、吸水紙４ｂ全体へ拡散
し、結果としてプリズムハウジング１（図示しない）外
面へ導かれ、そこにおいて蒸発することになる。また、
吸水紙４ｂの両面には補強材として、薄手のプラスチッ
ク等のフィルム４ａ、４ｃが貼付けられており（この場
合は、超音波溶着にて貼付けている）、プリズムハウジ
ング１（図示しない）内での水分の蒸発も防止してい
る。図５は本発明の除湿シート４の一実施例の全体構成
を示す斜視図であり、実際の使用に当たっては、図２に
示すように取付け部分の構造に合わせ、適当な部分で折
り曲げて使用する。矢印Ａ側がプリズムハウジング１
（図示しない）内に位置し、矢印Ｂ側がプリズムハウジ
ング１外部になり、プラスチックフィルム４ａにあけら
れた大きな穴４ｅの部分から水分が蒸発するようになっ
ている。
る。強制結露用ペルチェ素子７の冷却側表面７ａに、冷
却板１３が密着取付けられている。冷却板１３に貼付け
られる除湿シート４の部分には所定の大きさの結露用の
穴４ｄが設けられている。ここで、冷却板１３が冷却さ
れ、飽和水蒸気状態になると、水滴１４が冷却板１３に
付着することになる。この付着した水滴１４は時間の経
過と共に拡大し、ある大きさになった時点で除湿シート
４の吸水紙４ｂに吸い取られることになる。そして、吸
水紙４ｂに吸い取られた水分は、吸水紙４ｂ全体へ拡散
し、結果としてプリズムハウジング１（図示しない）外
面へ導かれ、そこにおいて蒸発することになる。また、
吸水紙４ｂの両面には補強材として、薄手のプラスチッ
ク等のフィルム４ａ、４ｃが貼付けられており（この場
合は、超音波溶着にて貼付けている）、プリズムハウジ
ング１（図示しない）内での水分の蒸発も防止してい
る。図５は本発明の除湿シート４の一実施例の全体構成
を示す斜視図であり、実際の使用に当たっては、図２に
示すように取付け部分の構造に合わせ、適当な部分で折
り曲げて使用する。矢印Ａ側がプリズムハウジング１
（図示しない）内に位置し、矢印Ｂ側がプリズムハウジ
ング１外部になり、プラスチックフィルム４ａにあけら
れた大きな穴４ｅの部分から水分が蒸発するようになっ
ている。
【００１１】以上の実施例は、本発明を三管式テレビジ
ョンカメラのプリズムハウジング内の除湿に適用した場
合について説明したが、本発明はこれに限定されるもの
ではなく、プリズムハウジングを持たないテレビジョン
カメラや固体撮像素子を用いたテレビジョンカメラ等に
おいても、撮像素子近傍の所定部位に、撮像素子面温度
よりも低い温度に制御される温度冷却制御部等を設ける
ことにより、同様に適用できることは言うまでもない。
また、本実施例では、冷却、結露・除湿手段としてペル
チェ素子を用いたが、これに限定されることなく、同様
の効果を呈する電子冷却素子等の温度制御用冷却手段で
あれば本発明に適用できることは言うまでもない。さら
に、本実施例では、水分排出機構として紙、布等で作ら
れた除湿シートを用いたが、この構成、材質等には限定
はなく、同様の効果を呈する既存の水分排出機構であれ
ば本発明に適用できることは言うまでもない。
ョンカメラのプリズムハウジング内の除湿に適用した場
合について説明したが、本発明はこれに限定されるもの
ではなく、プリズムハウジングを持たないテレビジョン
カメラや固体撮像素子を用いたテレビジョンカメラ等に
おいても、撮像素子近傍の所定部位に、撮像素子面温度
よりも低い温度に制御される温度冷却制御部等を設ける
ことにより、同様に適用できることは言うまでもない。
また、本実施例では、冷却、結露・除湿手段としてペル
チェ素子を用いたが、これに限定されることなく、同様
の効果を呈する電子冷却素子等の温度制御用冷却手段で
あれば本発明に適用できることは言うまでもない。さら
に、本実施例では、水分排出機構として紙、布等で作ら
れた除湿シートを用いたが、この構成、材質等には限定
はなく、同様の効果を呈する既存の水分排出機構であれ
ば本発明に適用できることは言うまでもない。
【００１２】
【発明の効果】本発明によれば、以下の効果を得ること
ができる。 １．所定のハウジング内のあるいは筐体内の撮像素子面
温度を周囲温度より低下させても、撮像素子面への結露
を防止できる。 ２．電子冷却素子等の温度制御用冷却手段と組み合せた
除湿機構なので、従来の除湿剤に比べ、より長期間の繰
り返し除湿が可能である。 ３．小型、軽量の除湿機構なので、限られたスペース内
でも設置できる。 ４．振動・騒音・塵挨の発生のない除湿機構なので、録
音・録画・光学系等への影響がない。 ５．単純な構成の除湿機構なので、低コストである。 ６．所定のハウジング内のあるいは筐体内で吸収した水
分をその内部に再び放出することが少ないため、除湿効
率が高い。
ができる。 １．所定のハウジング内のあるいは筐体内の撮像素子面
温度を周囲温度より低下させても、撮像素子面への結露
を防止できる。 ２．電子冷却素子等の温度制御用冷却手段と組み合せた
除湿機構なので、従来の除湿剤に比べ、より長期間の繰
り返し除湿が可能である。 ３．小型、軽量の除湿機構なので、限られたスペース内
でも設置できる。 ４．振動・騒音・塵挨の発生のない除湿機構なので、録
音・録画・光学系等への影響がない。 ５．単純な構成の除湿機構なので、低コストである。 ６．所定のハウジング内のあるいは筐体内で吸収した水
分をその内部に再び放出することが少ないため、除湿効
率が高い。
【図１】本発明の一実施例の構成を示す斜視図。
【図２】本発明の要部断面図。
【図３】本発明の除湿機構の断面図。
【図４】本発明の除湿シートの部分拡大図。
【図５】本発明の除湿シートの全体図。
４ 除湿シート ４ａ、４ｃ プラスチックフィルム ４ｂ 吸水紙 ７ 強制結露用ペルチェ素子 １３ 冷却板
Claims (6)
- 【請求項１】 テレビジョンカメラ装置内の所定部位
に、該テレビジョンカメラ装置の動作時、撮像素子面温
度よりも低い温度に制御される温度冷却制御部を設けた
ことを特徴とするテレビジョンカメラ装置。 - 【請求項２】 テレビジョンカメラ装置内の所定部位
に、該テレビジョンカメラ装置の動作時、撮像素子面温
度よりも低い温度に制御される温度冷却制御部と、該温
度冷却制御部に結露する水分を排出させる水分排出機構
を設けたことを特徴とするテレビジョンカメラ装置。 - 【請求項３】 前記テレビジョンカメラ装置内の所定部
位を、該テレビジョンカメラ装置の各撮像素子面を収容
するプリズムハウジング部とし、前記温度冷却制御部
を、ペルチェ素子等の電子冷却手段で構成したことを特
徴とする請求項１または請求項２記載のテレビジョンカ
メラ装置。 - 【請求項４】 前記水分排出機構を、前記温度冷却制御
部の結露部に接し、前記プリズムハウジングの内と外に
またがって取付けられた吸湿性のシート構成としたこと
を特徴とする請求項３記載のテレビジョンカメラ装置。 - 【請求項５】 前記吸湿性のシートの所定部分をプラス
チック等のフィルム材にて覆い保護する構成としたこと
を特徴とする請求項４記載のテレビジョンカメラ装置。 - 【請求項６】 前記テレビジョンカメラ装置の撮像素子
を冷却する手段を有することを特徴とする請求項１，請
求項２，請求項３，請求項４または請求項５記載のテレ
ビジョンカメラ装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4293699A JP3033926B2 (ja) | 1992-10-07 | 1992-10-07 | テレビジョンカメラ装置 |
| DE4334098A DE4334098C2 (de) | 1992-10-07 | 1993-10-06 | Fernsehkameragerät |
| CN93118459A CN1033887C (zh) | 1992-10-07 | 1993-10-07 | 电视摄象机装置 |
| US08/432,863 US5598211A (en) | 1992-10-07 | 1995-05-02 | Television camera apparatus with device for preventing condensation of water vapor on surface of image pick-up element |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP4293699A JP3033926B2 (ja) | 1992-10-07 | 1992-10-07 | テレビジョンカメラ装置 |
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