撮像装置および光学機器
【課題】小型化を実現し得る撮像装置および光学機器を提供する。
【解決手段】光学系による像を撮像する光学部品（３２）と、少なくとも一部が前記光学部品に近接して備えられる流路（４６）と、前記流路（４６）に備えられる帯電した流体（５９）と、電圧を用いて前記流体（５９）を駆動する駆動部（４４）とを含む撮像装置。
【解決手段】光学系による像を撮像する光学部品（３２）と、少なくとも一部が前記光学部品に近接して備えられる流路（４６）と、前記流路（４６）に備えられる帯電した流体（５９）と、電圧を用いて前記流体（５９）を駆動する駆動部（４４）とを含む撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置および光学機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
撮像素子を用いるデジタルカメラ等の光学機器においては、撮像の際に撮像素子が発熱するため、撮像素子が高温になってしまう場合がある。撮像素子の温度が過剰に上昇した状態で撮影を行うと、撮像素子内に発生する暗電流（ノイズ）が増加してＳ／Ｎ比（シグナル／ノイズ比）を低下させ、撮像される画像の品質が劣化するという問題が発生している。
【０００３】
特に、近年のデジタルカメラは、動画撮影機能を重視したものや、ライブビュー機能（被写体像をリアルタイムで撮像して液晶画面表示させる機能）を搭載したものなども多く、撮像素子の発熱負荷が増加する傾向にある。したがって、撮像素子の温度上昇を抑制し、Ｓ／Ｎ比の低下を防止することが、撮像される画像の品質劣化を防止する観点から、極めて重要となっている。
【０００４】
光学機器における撮像素子の温度上昇を防止する従来技術としては、冷却液体を圧電素子駆動ポンプ装置によって循環させ、撮像素子を水冷するものが知られている（たとえば特許文献１参照）。
【０００５】
しかしながら、圧電素子駆動ポンプ装置を用いる従来技術では、ダイヤフラム（圧電素子板）の機械的な運動によるポンプ作用を利用して冷却液体を循環させているため、ポンプ装置を小型化することが困難である。したがって、従来技術に係るポンプ装置を搭載した場合、カメラ等の光学機器全体の小型化も難しくなるという問題が発生していた。
【特許文献１】特開平５−１７６２１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、小型化を実現し得る撮像装置および、光学機器を提供することである。
【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、本発明に係る撮像装置（３０）は、
光学系による像を撮像する光学部品（３２）と、
前記光学部品（３２）に供給される帯電した流体（５９）と、
前記流体（５９）を駆動する駆動部（４４）とを含む。
【０００８】
また、本発明に係る撮像装置（３０）は、
光学系による像を撮像する光学部品（３２）と、
少なくとも一部が前記光学部品（３２）に近接して備えられる流路（４６）と、
前記流路（４６）に備えられる帯電した流体（５９）と、
電圧を用いて前記流体（５９）を駆動する駆動部（４４）とを含むものであってもよい。
【０００９】
また、例えば、前記光学部品（３２）は、前記光学系による像を撮像する撮像素子（３２）であってもよい。
【００１０】
また、例えば、前記駆動部（４４）は、前記流路（４６）に備えられた電極（５０，５２，６６，６８）を有し、
前記電極（５０，５２，６６，６８）に発生する電圧により前記流体（５９）を駆動するものであってもよい。
【００１１】
また、例えば、前記流体（５９）は、絶縁性を有するものであってもよい。
【００１２】
また、例えば、前記流路（４６）の少なくとも一部（４０）は、前記光学部品（３２）の前記光学系が備えられていない側の面に備えられていてもよい。
【００１３】
また、例えば、前記流体（５９）は、導電率が１×１０−５Ｓ／ｍ（ｓｉｅｍｅｎｓ／ｍ）以下であってもよく、比誘電率が１０以上であってもよい。
【００１４】
また、例えば、前記駆動部（４４）は、前記流体（５９）を接触表面で帯電させることができる帯電化部材（５８）を含むものであってもよい。
【００１５】
また、例えば、前記帯電化部材（５８）は、多孔質材料、繊維質材料、粒子状材料のうちの少なくとも1つを含むものであってもよい。
【００１６】
また、例えば、前記多孔質材料は、多孔質シリカを含むものであってもよく、前記繊維質材料は、アクリル繊維を含むものであってもよい。
【００１７】
本発明に係る光学機器は上記いずれかの撮像装置（３０）を有する。
【００１８】
なお上述の説明では、本発明をわかりやすく説明するために実施形態を示す図面の符号に対応づけて説明したが、本発明は、これに限定されるものでない。後述の実施形態の構成を適宜改良してもよく、また、少なくとも一部を他の構成物に代替させてもよい。さらに、その配置について特に限定のない構成要件は、実施形態で開示した配置に限らず、その機能を達成できる位置に配置することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明を、図面に示す実施形態に基づき説明する。
図１は、本発明の第１および第２実施形態に係る撮像装置を備えたカメラの側方からの概略断面図、
図２は、図１に示したカメラの後方からの概略断面図、
図３は、本発明の第１実施形態に係る撮像装置におけるポンプ機構の拡大模式図、
図４は、図３のポンプ機構の概略断面図、
図５は、図３のポンプ機構の駆動原理を説明した要部拡大図、
図６は、本発明の第２実施形態に係る撮像装置に備えられたポンプ機構の概略断面図である。
第１実施形態
【００２０】
図１は、本発明の第１および第２実施形態に係る撮像装置が搭載された一眼レフカメラのカメラボディ４を示したものである。カメラボディ４の筐体６には開口部８が形成されており、開口部８の周辺にはレンズマウント１０が形成されている。撮影時には、開口部８を覆うように交換レンズ（不図示）が設置され、交換レンズによって導かれた撮影光が、筐体６内部に導入される。
【００２１】
筐体６内部には、クイックリターンミラー１２，ファインダスクリーン１４、ペンタプリズム１６、接眼レンズ１８、フォーカルプレーンシャッタ２０および撮像部３０等が具備してある。撮影の際には、クイックリターンミラー１２がはねあがることにより撮影光の光路上から退避し、さらに、フォーカルプレーンシャッタ２０を開くことによって、撮影光が撮像部３０の撮像素子３２に導かれる。
【００２２】
なお、各部材の説明においては、撮影時において被写体光が入射する側の面を前面とし、前面と対向する面を背面とした。本実施形態では、本発明に係る撮像部３０を、一眼レフカメラに適用した例によって説明するが、撮像部３０を適用する光学機器としてはこれに限られず、電子ビューファインダカメラ、ビデオカメラ等の他の光学機器であってもよい。
【００２３】
本実施形態における撮像部３０は、光電変換を行う撮像素子３２の前面に、偽色（色モアレ）の発生を防止する役割を有する光学ローパスフィルタ２８が配置されている。さらに撮像素子３２の背面および下方には冷却ユニット３４が配置されている。冷却ユニット３４は、吸熱部４０、放熱部４２、ポンプ機構４４および冷却用流体５９（図１〜図４では図示省略）が循環する流路４６を有する。
【００２４】
冷却ユニット３４の吸熱部４０は、撮像素子３２の背面に接触して配置されている。図２に示すように、吸熱部４０は、撮像素子３２の背面を覆うように形成されており、好ましくは、吸熱部４０における撮像素子３２との接触面は、撮像素子３２の背面と略同一の面積を有する。撮像装置の全体の大きさを抑えながら、撮像素子３２を効率的に冷却するためである。
【００２５】
撮像素子３２の背面に配置された吸熱部４０内部には、効率良く撮像素子３２全体を冷却するため、吸熱流路４６ａが蛇行するように形成されている。吸熱流路４６ａの流路壁は、吸熱部４０の接触面に形成された溝または撮像素子３２の背面等によって構成されてもよく、また、吸熱部４０の内部を蛇行するチューブ等であっても良い。吸熱部４０を構成する材料としては、特に限定されないが、金属もしくは半導体等の熱伝導率の高い材料を用いることが好ましい。
【００２６】
吸熱流路４６ａの一端は、ポンプ機構４４の駆動流路４６ｄに通じている第１接続流路４６ｂと接続しており、吸熱流路４６ａの他の一端は、放熱部４２の放熱流路４６ｅに通じている第２接続流路４６ｃに接続している。各接続流路の流壁は、リソグラフィとエッチングを組み合わせた手法、あるいはプレス成形などによって作製することができるが、冷却用流体５９が流動できる流路を形成するものであれば、材質および製法は特に限定されない。
【００２７】
図１に示すように、カメラボディ４の底部に配置された放熱部４２は、筐体６から露出してカメラボディ４の外表面の一部を構成する放熱面４２ａを有している。放熱面４２ａを構成する場所としては特に限定されないが、撮影中において撮影者の体の一部が触れにくいカメラ底部等に形成することが、放熱効率および安全性の観点から好ましい。また、同様の理由から、放熱面４２ａは、放熱面４２ａ周辺の筐体６表面に対して、筐体６内部方向へ後退させられて形成されていてもよい。また本実施形態における放熱面４２ａには、筐体６外部の空気との接触面積を増加させるための凹凸が形成されてもよい。
【００２８】
放熱部４２の内部には、放熱面４２ａに近接するように放熱流路４６ｅが形成されている。放熱流路４６ｅは、流路内の流体が効率よく放熱できるように、放熱部４２内部を蛇行していてもよい。放熱部４２を構成する材料としては、特に限定されないが、金属もしくは半金属等の熱伝導率の高い材料を用いることが好ましい。
【００２９】
放熱流路４６ｅの一端は、先に述べた吸熱流路４６ａに通じている第２接続流路４６ｃと接続しており、放熱流路４６ｅの他の一端は、ポンプ機構４４の駆動流路４６ｄに通じている第３接続流路４６ｆと接続している。
【００３０】
図２に示すように、吸熱部４０の下方には、流路４６の内部に備えられた冷却用流体５９を流動させるポンプ機構４４が配置されている。なお、本実施形態では、吸熱部４０とポンプ機構４４はそれぞれ独立して形成されているが、両者は一体に形成されていてもよい。
【００３１】
第１実施形態に係るポンプ機構４４は、図３に示すように、第１接続流路４６ｂおよび第３接続流路４６ｆが接続され、内部に駆動流路４６ｄが形成されているケース部材４８を有する。第１実施形態におけるケース部材４８は、図４に示すように、略対称な第１ケース基板４８ａと、第２ケース基板４８ｂとを接合して形成されており、内部に略長方形の断面形状の駆動流路４６ｄが形成された矩形平板状の外形を有している。しかし、ケース部材４８の形状としてはこれに限られず、円筒形状その他の形状であってもよい。
【００３２】
ケース部材４８の寸法としては、特に限定されないが、図３に示す横Ｌ１〜２０ｍｍ，縦Ｈ０．５〜１０ｍｍ，図４に示す厚さＤ０．５〜３０ｍｍ程度とすることが好ましい。
【００３３】
図３に示す駆動流路４６ｄ内には、第１接続流路４６ｂ近傍に第１電極５０が配置されており、第３接続流路４６ｆ近傍に第２電極５２が配置されている。第１電極５０および第２電極５２は、接点５４ａを介してケース部材４８の外へ引き出されている配線５４と導通しており、配線５４は、カメラボディ４内に設置された電源５６に接続されている。
【００３４】
電極５０，５２には、図４に示すように、冷却用流体５９をスムーズに流動させるための穴５０ａ，５２ａが形成されていても良い。図３に示す電源５６は、直流電源であることが好ましいが、連続的に所定の値の電圧を発生するものであっても、断続的に所定の値の電圧を発生するものであってもよく、あるいは遷移的に変動する電圧を発生するものであってもよい。電源５６はカメラボディ４内の制御部（不図示）に接続されており、当該制御部によって、電極５０,５２間に印加される電圧が制御される。
【００３５】
第１電極５０と第２電極５２に挟まれた駆動流路４６ｄの中には、駆動流路４６ｄ内の冷却用流体５９（図示省略）を帯電させる帯電化部材５８が配置されている。帯電化部材５８は、帯電化部材５８の表面近傍の流体を帯電させることができるものであり、本実施形態では多孔質のシリカによって構成されている。帯電化部材５８の形状としては、流体の流動圧力及び流量を確保する観点から、微小な径の流路を多数形成するものが好ましく、多孔質材料、繊維状材料、粒子状材料等を用いることができるが、これに限定されない。また、帯電化部材５８の原材料としては、シリカ（ＳiＯ２）、アクリル樹脂等を用いることができるが、これに限定されない。
【００３６】
図５は、第１実施形態に係るポンプ機構４４の駆動原理を示す概念図であり、冷却用流体５９および帯電化部材５８の一部を拡大した図である。なお、駆動原理は、第１実施形態に係る耐電化部材５８および冷却用流体５９を用いて説明を行うが、本発明に用いる帯電化部材５８および冷却用流体５９はこれに限定されず、流体を帯電させる帯電化部材５８（例えば「電気浸透材」と呼ばれているものを含む）およびそれによって帯電する冷却用流体５９の組合せであればなんでもよい。
【００３７】
図５に示すように、帯電化部材５８は、駆動流路４６ｄ内の冷却用流体５９と接触すると、帯電化部材５８の表面近傍が帯電する。例えば本実施形態において、冷却用流体５９として純水（Ｈ２Ｏ）を用いた場合、耐電化部材５８である多孔性シリカの表面近傍では、シラノール基（Ｓｉ−ＯＨ）が生成される。冷却用流体５９が中性に近い純水の場合は、シラノール基がＳｉ−Ｏ−となり、表面近傍のシリカ５８ａは負に帯電する。
【００３８】
それに対して、表面近傍のシリカ５８ａとの接触界面近傍の冷却用流体５９には、表面近傍のシリカ５８ａの負電荷により正イオンが集まり、正電荷が過剰となるため、局所的に電荷中性が保たれず正に耐電した拡散層５９ａが形成される。
【００３９】
このとき、第１電極５０および第２電極５２により、駆動流路４６ｄ内の冷却用流体５９に対して電界を加えると、拡散層５９ａに存在する過剰電荷が電気力によって負極である第１電極５０方向に引かれ、拡散層５９ａ中の流体粒子が移動する。拡散層５９ａ中の流体粒子が移動する結果、冷却用流体５９の粘性によって流体全体を引きずられ、図４の矢印６２で示す第２電極５２から第１電極５０に向かう方向の流れが、冷却用流体５９全体に発生する。
【００４０】
ここで、帯電化部材５８の空隙によって形成される断面積Ｓの仮想流路を想定した場合、ポンプ機構４４によって発生する流量Ｑは、電極５０，５２によって印加される電圧Ｅ、電極５０，５２間の距離Ｗ、冷却用流体５９の粘性抵抗η、比誘電率ε、ゼータ電位ζ（シリカ５８ａとの接触界面近傍における冷却用流体５９のすべり面における電位）および真空誘電率ε０を用いておおむね下記の式（１）で表される。
【００４１】
Ｑ＝Ｓεε０ζＥ／（ηＷ） （１）
【００４２】
図５における電極間距離Ｗおよび、電極５０，５２への印加電圧Ｅは、要求される流量Ｑまたは撮像素子３２の発熱量等に応じて適切な値に設定されるが、Ｗ＝０．１〜５０ｍｍ，Ｅ＝１〜１００Ｖ程度とすることが好ましい。
【００４３】
第１実施形態に係る冷却ユニット３４に用いる冷却用流体５９としては、純水（Ｈ２Ｏ）のほか、各種水溶液、アルコール類等の有機溶媒を用いることができる。冷却用流体５９としては、絶縁性を有し、電解質で比誘電率が比較的大きい流体が好ましく、例えば導電率が１×１０−５Ｓ／ｍ以下であるか、または比誘電率が１０以上の流体が好ましい。
【００４４】
ポンプ機構４４およびこれを含む冷却ユニット３４の製造方法としては、特に限定されないが、例えば以下のようにして製造できる。図３に示す第２ケース基板４８ｂに、帯電化部材５８および電極５０，５２を取り付けた後、図４に示す第１ケース基板４８ａを、第２ケース基板４８ｂに対して接着または溶着等により固定し、駆動流路４６ｄを形成する。これを、図３に示すように、電極５０，５２と配線５４との接触端子５４ａが形成されている所定位置にとりつける。
【００４５】
さらに、ケース部材４８に形成された取り付け口４８ｃおよび４８ｄに、それぞれ第３接続流路４６ｆおよび第１接続流路４６ｂを接続する。最後に、流路４６に形成されている流体注入口（不図示）から冷却用流体５９を流路４６に充填した後、流体注入口を封止する。
【００４６】
本実施形態に係る撮像部３０を有するカメラでは、カメラの主電源がＯＮになっている状態において常に、もしくは所定のタイミングで、ポンプ機構４４によって流路４６内の流体を流動させることができる。
【００４７】
すなわち、カメラの主電源がＯＮになる等の所定の条件において、図２のポンプ機構４４に接続されている電源５６は、カメラボディ４内の制御部（不図示）からの制御により、所定の電圧を発生する。発生した電圧は、電極５０，５２によって、冷却用流体５９が充填されている駆動流路４６ｄに印加される。
【００４８】
帯電化部材５８によって帯電している駆動流路４６ｄ内の冷却用流体５９は、電極５０，５２によって電圧が印加されることによって流動する。したがって、駆動流路４６ｄ内に、第２電極５２から第１電極５０へ向かう冷却用流体５９の流れが発生する。ポンプ機構４４で発生した流れによって、図２の矢印で示すように、ポンプ機構４４（駆動流路４６ｄ）→吸熱部４０（吸熱流路４６ａ）→放熱部４２（放熱流路４６ｅ）→ポンプ機構４４（駆動流路４６ｄ）の順に、冷却用流体５９が流路４６内を循環する。
【００４９】
冷却用流体５９は、撮像素子３２の背面に形成された吸熱流路４６ａ内において、撮像素子３２の熱を吸熱して撮像素子３２を冷却し、冷却用流体５９自身の温度を上昇させながら流動する。
【００５０】
吸熱流路４６ａ内を通過して温度が上昇した冷却用流体５９は、第２接続流路４６ｃを通じて放熱部４２の放熱流路４６ｅ内に流動する。放熱流路４６ｅ内において、冷却用流体５９は、放熱部４２の放熱面４２ａを介して、筐体６外の空気と熱交換を行うことによって放熱し、冷却用流体５９自身の温度を下降させながら流動する。
【００５１】
放熱流路４６ｅ内で温度が下降した冷却用流体５９は、第３接続流路４６ｆ，駆動流路４６ｄおよび第１接続流路４６ｂを経て、再び吸熱流路４６ａ内を流動し、連続的に撮像素子３２を冷却することができる。
【００５２】
なお、本実施形態では、駆動流路４６ｄと、吸熱流路４６ａおよび放熱流路４６ｅを別々に形成したが、駆動流路４６ｄの一部を、吸熱流路４６ａまたは放熱流路４６ｅと重複させて形成してもよい。あるいは、吸熱流路４６ａまたは放熱流路４６ｅの中に、電極５０，５２および帯電化部材５８を配置することによって、吸熱流路４６ａまたは放熱流路４６ｅの中に、駆動流路４６ｄを形成することも可能である。駆動流路４６ｄの一部又は全部を、吸熱流路４６ａまたは放熱流路４６ｅと重複させて形成することによって、冷却ユニット３４をコンパクトにできる。
【００５３】
本実施形態に係る撮像部３０は、ポンプ機構４４を有する冷却ユニット３４によって冷却用流体５９を循環させ、撮像素子３２を効率的に冷却することができる。したがって、撮像素子３２の発熱負荷が増加した場合であっても、撮像素子３２の温度上昇を効果的に抑制し、Ｓ／Ｎ比の低下を防止することができる。さらに、撮像素子３２が発熱することによって生じる画像の品質劣化を効果的に防止できる。
【００５４】
また、本実施形態に係るポンプ機構４４は、冷却用流体５９に電圧を付与することによって駆動するため、機械的稼働部を有しない。したがって、ポンプ機構４４およびこれを有する冷却ユニット３４を小型化することが可能であり、ポンプ機構４４の配置に関する制約も少ない。これにより、撮像部３０およびカメラ全体を小型化することが可能である。さらに、本実施形態に係るポンプ機構４４は、機械的可動部を有しないため、作動音が静寂で、騒音が少ない。
【００５５】
また、本実施形態に係る撮像部３０に含まれる冷却ユニット３４は、吸熱部４０、放熱部４２およびポンプ機構４４を冷却用流体５９が循環するための流路４６を有する。従って、撮像素子３２で発生した熱は、冷却用流体５９によって放熱部４２に運ばれ、カメラの筐体６の外部に効率的に放熱される。また、冷却用流体５９は、冷却ユニット３４を循環できるため、撮像素子３２を連続的かつ効率的に冷却することができる。
第２実施形態
【００５６】
図６に本発明の第２実施形態の撮像部３０に係るポンプ機構４４を示す。ポンプ機構４４，駆動流路４６ｄ，および流路４６に備えられる冷却用流体５９（図６では図示省略）以外の構成は、第１実施形態の撮像部３０と同様である。第２実施形態に係るポンプ機構４４は、略円筒形状の外径を有しており、内部に筒状の駆動流路４６ｄが形成されている。ポンプ機構４４は、針部を有する第１管状電極６６と、第１管状電極６６に対して、絶縁部７０を挟んで連結される第２管状電極６８とを有する。
【００５７】
第１管状電極６６と、第２管状電極６８は、それぞれ配線５４を介して、電源５６に接続されている。
【００５８】
第２実施形態に係るポンプ機構４４の外径としては、特に限定されないが、直径Ｄ２を１〜２０ｍｍ、長さＬ２を５〜５０ｍｍ程度とすることが好ましい。ポンプ機構４４は、各管状電極６６，６８、絶縁部７０および接合部７２を接着等により接合することによって作製される。
【００５９】
第２実施形態の冷却ユニット３４の流路４６には、冷却用流体５９として、非対称電極間を流動できる流体（「電気感応媒体」と呼ばれるものを含む）が充填される。ここで第２実施形態に係る冷却用流体５９には、実質的に絶縁であって、非対称電極による印加電圧に応じて発生するクーロン力によって流れを発生させる（ＥＨＤ効果と呼ばれる）ことができる流体を含む。このような流体は、少なくとも機能的観点からは帯電している流体と考えることができ、本願の帯電した流体に含まれる。
【００６０】
第２実施形態に使用させる冷却用流体５９としては、非対称電極間を流動できる流体であれば特に限定されないが、たとえば、ジブチルアジペート、トリアセチレン、ハロゲン化炭化水素化合物等が挙げられる。
【００６１】
第２実施形態のポンプ機構４４では、カメラボディ４内の制御部（不図示）からの指令によって電源５６を介して第１管状電極６６および第２管状電極６８に電圧が印加される。流路４６内の冷却用流体５９は、当該電圧の印加によって、第１管状電極６６から第２管状電極６８に向かって移動させられ、第３接続流路４６ｆ側から第１接続流路４６ｂ側に向かう流れが、駆動流路４６ｄ内に発生する。これによって冷却用流体５９は、第１実施形態と同様に、流路４６を循環することができる。
【００６２】
したがって、第２実施形態に係る撮像部３０においても、第１実施形態と同様に、所定のタイミングで、ポンプ機構４４によって流路４６内の冷却用流体５９を流動させることができる。したがって、撮像素子３２を効率的に冷却することができる。
【００６３】
このときの印加電圧は、冷却用流体５９の循環に必要な圧力および撮像素子３２の冷却に必要な流量等に応じて適切な値に設定されるが、好ましくは１．０×１００Ｖ〜１．０×１０５Ｖである。
【００６４】
このように、第２実施形態に係る撮像部３０は、第１実施形態と同様に、ポンプ機構４４を有する冷却ユニット３４によって冷却用流体５９を循環させ、撮像素子３２を効率的に冷却することができる。したがって、撮像素子３２の発熱負荷が増加した場合であっても、撮像素子３２の温度上昇を効果的に抑制し、Ｓ／Ｎ比の低下を防止することができる。さらに、撮像素子３２が発熱することによって生じる画像の品質劣化を効果的に防止できる。
【００６５】
また、第２実施形態に係るポンプ機構４４は、帯電した流体に電圧を付与することによって冷却用流体５９を駆動するため、機械的稼働部を有しない。したがって、ポンプ機構４４を小型化することが可能であり、ポンプの配置に関する制約も少ない。これにより、撮像部３０およびカメラ全体を小型化することが可能である。さらに、本実施形態に係るポンプ機構４４は、機械的可動部を有しないため、作動音が極めて静寂で、騒音が少ない。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】図１は、本発明の第１および第２実施形態に係る撮像装置を備えたカメラの側方からの概略断面図である。
【図２】図２は、図１に示したカメラの後方からの概略断面図である。
【図３】図３は、本発明の第１実施形態に係る撮像装置におけるポンプ機構の拡大模式図である。
【図４】図４は、図３のポンプ機構の概略断面図である。
【図５】図５は、図３のポンプ機構の駆動原理を説明した要部拡大図である。
【図６】図６は、本発明の第２実施形態に係る撮像装置に備えられたポンプ機構の概略断面図である。
【符号の説明】
【００６７】
６… 筐体
３０… 撮像部
３２… 撮像素子
３４… 冷却ユニット
４０… 吸熱部
４２… 放熱部
４４… ポンプ機構
４６… 流路
５０… 第１電極
５２… 第２電極
５８… 帯電化部材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置および光学機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
撮像素子を用いるデジタルカメラ等の光学機器においては、撮像の際に撮像素子が発熱するため、撮像素子が高温になってしまう場合がある。撮像素子の温度が過剰に上昇した状態で撮影を行うと、撮像素子内に発生する暗電流（ノイズ）が増加してＳ／Ｎ比（シグナル／ノイズ比）を低下させ、撮像される画像の品質が劣化するという問題が発生している。
【０００３】
特に、近年のデジタルカメラは、動画撮影機能を重視したものや、ライブビュー機能（被写体像をリアルタイムで撮像して液晶画面表示させる機能）を搭載したものなども多く、撮像素子の発熱負荷が増加する傾向にある。したがって、撮像素子の温度上昇を抑制し、Ｓ／Ｎ比の低下を防止することが、撮像される画像の品質劣化を防止する観点から、極めて重要となっている。
【０００４】
光学機器における撮像素子の温度上昇を防止する従来技術としては、冷却液体を圧電素子駆動ポンプ装置によって循環させ、撮像素子を水冷するものが知られている（たとえば特許文献１参照）。
【０００５】
しかしながら、圧電素子駆動ポンプ装置を用いる従来技術では、ダイヤフラム（圧電素子板）の機械的な運動によるポンプ作用を利用して冷却液体を循環させているため、ポンプ装置を小型化することが困難である。したがって、従来技術に係るポンプ装置を搭載した場合、カメラ等の光学機器全体の小型化も難しくなるという問題が発生していた。
【特許文献１】特開平５−１７６２１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、小型化を実現し得る撮像装置および、光学機器を提供することである。
【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、本発明に係る撮像装置（３０）は、
光学系による像を撮像する光学部品（３２）と、
前記光学部品（３２）に供給される帯電した流体（５９）と、
前記流体（５９）を駆動する駆動部（４４）とを含む。
【０００８】
また、本発明に係る撮像装置（３０）は、
光学系による像を撮像する光学部品（３２）と、
少なくとも一部が前記光学部品（３２）に近接して備えられる流路（４６）と、
前記流路（４６）に備えられる帯電した流体（５９）と、
電圧を用いて前記流体（５９）を駆動する駆動部（４４）とを含むものであってもよい。
【０００９】
また、例えば、前記光学部品（３２）は、前記光学系による像を撮像する撮像素子（３２）であってもよい。
【００１０】
また、例えば、前記駆動部（４４）は、前記流路（４６）に備えられた電極（５０，５２，６６，６８）を有し、
前記電極（５０，５２，６６，６８）に発生する電圧により前記流体（５９）を駆動するものであってもよい。
【００１１】
また、例えば、前記流体（５９）は、絶縁性を有するものであってもよい。
【００１２】
また、例えば、前記流路（４６）の少なくとも一部（４０）は、前記光学部品（３２）の前記光学系が備えられていない側の面に備えられていてもよい。
【００１３】
また、例えば、前記流体（５９）は、導電率が１×１０−５Ｓ／ｍ（ｓｉｅｍｅｎｓ／ｍ）以下であってもよく、比誘電率が１０以上であってもよい。
【００１４】
また、例えば、前記駆動部（４４）は、前記流体（５９）を接触表面で帯電させることができる帯電化部材（５８）を含むものであってもよい。
【００１５】
また、例えば、前記帯電化部材（５８）は、多孔質材料、繊維質材料、粒子状材料のうちの少なくとも1つを含むものであってもよい。
【００１６】
また、例えば、前記多孔質材料は、多孔質シリカを含むものであってもよく、前記繊維質材料は、アクリル繊維を含むものであってもよい。
【００１７】
本発明に係る光学機器は上記いずれかの撮像装置（３０）を有する。
【００１８】
なお上述の説明では、本発明をわかりやすく説明するために実施形態を示す図面の符号に対応づけて説明したが、本発明は、これに限定されるものでない。後述の実施形態の構成を適宜改良してもよく、また、少なくとも一部を他の構成物に代替させてもよい。さらに、その配置について特に限定のない構成要件は、実施形態で開示した配置に限らず、その機能を達成できる位置に配置することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明を、図面に示す実施形態に基づき説明する。
図１は、本発明の第１および第２実施形態に係る撮像装置を備えたカメラの側方からの概略断面図、
図２は、図１に示したカメラの後方からの概略断面図、
図３は、本発明の第１実施形態に係る撮像装置におけるポンプ機構の拡大模式図、
図４は、図３のポンプ機構の概略断面図、
図５は、図３のポンプ機構の駆動原理を説明した要部拡大図、
図６は、本発明の第２実施形態に係る撮像装置に備えられたポンプ機構の概略断面図である。
第１実施形態
【００２０】
図１は、本発明の第１および第２実施形態に係る撮像装置が搭載された一眼レフカメラのカメラボディ４を示したものである。カメラボディ４の筐体６には開口部８が形成されており、開口部８の周辺にはレンズマウント１０が形成されている。撮影時には、開口部８を覆うように交換レンズ（不図示）が設置され、交換レンズによって導かれた撮影光が、筐体６内部に導入される。
【００２１】
筐体６内部には、クイックリターンミラー１２，ファインダスクリーン１４、ペンタプリズム１６、接眼レンズ１８、フォーカルプレーンシャッタ２０および撮像部３０等が具備してある。撮影の際には、クイックリターンミラー１２がはねあがることにより撮影光の光路上から退避し、さらに、フォーカルプレーンシャッタ２０を開くことによって、撮影光が撮像部３０の撮像素子３２に導かれる。
【００２２】
なお、各部材の説明においては、撮影時において被写体光が入射する側の面を前面とし、前面と対向する面を背面とした。本実施形態では、本発明に係る撮像部３０を、一眼レフカメラに適用した例によって説明するが、撮像部３０を適用する光学機器としてはこれに限られず、電子ビューファインダカメラ、ビデオカメラ等の他の光学機器であってもよい。
【００２３】
本実施形態における撮像部３０は、光電変換を行う撮像素子３２の前面に、偽色（色モアレ）の発生を防止する役割を有する光学ローパスフィルタ２８が配置されている。さらに撮像素子３２の背面および下方には冷却ユニット３４が配置されている。冷却ユニット３４は、吸熱部４０、放熱部４２、ポンプ機構４４および冷却用流体５９（図１〜図４では図示省略）が循環する流路４６を有する。
【００２４】
冷却ユニット３４の吸熱部４０は、撮像素子３２の背面に接触して配置されている。図２に示すように、吸熱部４０は、撮像素子３２の背面を覆うように形成されており、好ましくは、吸熱部４０における撮像素子３２との接触面は、撮像素子３２の背面と略同一の面積を有する。撮像装置の全体の大きさを抑えながら、撮像素子３２を効率的に冷却するためである。
【００２５】
撮像素子３２の背面に配置された吸熱部４０内部には、効率良く撮像素子３２全体を冷却するため、吸熱流路４６ａが蛇行するように形成されている。吸熱流路４６ａの流路壁は、吸熱部４０の接触面に形成された溝または撮像素子３２の背面等によって構成されてもよく、また、吸熱部４０の内部を蛇行するチューブ等であっても良い。吸熱部４０を構成する材料としては、特に限定されないが、金属もしくは半導体等の熱伝導率の高い材料を用いることが好ましい。
【００２６】
吸熱流路４６ａの一端は、ポンプ機構４４の駆動流路４６ｄに通じている第１接続流路４６ｂと接続しており、吸熱流路４６ａの他の一端は、放熱部４２の放熱流路４６ｅに通じている第２接続流路４６ｃに接続している。各接続流路の流壁は、リソグラフィとエッチングを組み合わせた手法、あるいはプレス成形などによって作製することができるが、冷却用流体５９が流動できる流路を形成するものであれば、材質および製法は特に限定されない。
【００２７】
図１に示すように、カメラボディ４の底部に配置された放熱部４２は、筐体６から露出してカメラボディ４の外表面の一部を構成する放熱面４２ａを有している。放熱面４２ａを構成する場所としては特に限定されないが、撮影中において撮影者の体の一部が触れにくいカメラ底部等に形成することが、放熱効率および安全性の観点から好ましい。また、同様の理由から、放熱面４２ａは、放熱面４２ａ周辺の筐体６表面に対して、筐体６内部方向へ後退させられて形成されていてもよい。また本実施形態における放熱面４２ａには、筐体６外部の空気との接触面積を増加させるための凹凸が形成されてもよい。
【００２８】
放熱部４２の内部には、放熱面４２ａに近接するように放熱流路４６ｅが形成されている。放熱流路４６ｅは、流路内の流体が効率よく放熱できるように、放熱部４２内部を蛇行していてもよい。放熱部４２を構成する材料としては、特に限定されないが、金属もしくは半金属等の熱伝導率の高い材料を用いることが好ましい。
【００２９】
放熱流路４６ｅの一端は、先に述べた吸熱流路４６ａに通じている第２接続流路４６ｃと接続しており、放熱流路４６ｅの他の一端は、ポンプ機構４４の駆動流路４６ｄに通じている第３接続流路４６ｆと接続している。
【００３０】
図２に示すように、吸熱部４０の下方には、流路４６の内部に備えられた冷却用流体５９を流動させるポンプ機構４４が配置されている。なお、本実施形態では、吸熱部４０とポンプ機構４４はそれぞれ独立して形成されているが、両者は一体に形成されていてもよい。
【００３１】
第１実施形態に係るポンプ機構４４は、図３に示すように、第１接続流路４６ｂおよび第３接続流路４６ｆが接続され、内部に駆動流路４６ｄが形成されているケース部材４８を有する。第１実施形態におけるケース部材４８は、図４に示すように、略対称な第１ケース基板４８ａと、第２ケース基板４８ｂとを接合して形成されており、内部に略長方形の断面形状の駆動流路４６ｄが形成された矩形平板状の外形を有している。しかし、ケース部材４８の形状としてはこれに限られず、円筒形状その他の形状であってもよい。
【００３２】
ケース部材４８の寸法としては、特に限定されないが、図３に示す横Ｌ１〜２０ｍｍ，縦Ｈ０．５〜１０ｍｍ，図４に示す厚さＤ０．５〜３０ｍｍ程度とすることが好ましい。
【００３３】
図３に示す駆動流路４６ｄ内には、第１接続流路４６ｂ近傍に第１電極５０が配置されており、第３接続流路４６ｆ近傍に第２電極５２が配置されている。第１電極５０および第２電極５２は、接点５４ａを介してケース部材４８の外へ引き出されている配線５４と導通しており、配線５４は、カメラボディ４内に設置された電源５６に接続されている。
【００３４】
電極５０，５２には、図４に示すように、冷却用流体５９をスムーズに流動させるための穴５０ａ，５２ａが形成されていても良い。図３に示す電源５６は、直流電源であることが好ましいが、連続的に所定の値の電圧を発生するものであっても、断続的に所定の値の電圧を発生するものであってもよく、あるいは遷移的に変動する電圧を発生するものであってもよい。電源５６はカメラボディ４内の制御部（不図示）に接続されており、当該制御部によって、電極５０,５２間に印加される電圧が制御される。
【００３５】
第１電極５０と第２電極５２に挟まれた駆動流路４６ｄの中には、駆動流路４６ｄ内の冷却用流体５９（図示省略）を帯電させる帯電化部材５８が配置されている。帯電化部材５８は、帯電化部材５８の表面近傍の流体を帯電させることができるものであり、本実施形態では多孔質のシリカによって構成されている。帯電化部材５８の形状としては、流体の流動圧力及び流量を確保する観点から、微小な径の流路を多数形成するものが好ましく、多孔質材料、繊維状材料、粒子状材料等を用いることができるが、これに限定されない。また、帯電化部材５８の原材料としては、シリカ（ＳiＯ２）、アクリル樹脂等を用いることができるが、これに限定されない。
【００３６】
図５は、第１実施形態に係るポンプ機構４４の駆動原理を示す概念図であり、冷却用流体５９および帯電化部材５８の一部を拡大した図である。なお、駆動原理は、第１実施形態に係る耐電化部材５８および冷却用流体５９を用いて説明を行うが、本発明に用いる帯電化部材５８および冷却用流体５９はこれに限定されず、流体を帯電させる帯電化部材５８（例えば「電気浸透材」と呼ばれているものを含む）およびそれによって帯電する冷却用流体５９の組合せであればなんでもよい。
【００３７】
図５に示すように、帯電化部材５８は、駆動流路４６ｄ内の冷却用流体５９と接触すると、帯電化部材５８の表面近傍が帯電する。例えば本実施形態において、冷却用流体５９として純水（Ｈ２Ｏ）を用いた場合、耐電化部材５８である多孔性シリカの表面近傍では、シラノール基（Ｓｉ−ＯＨ）が生成される。冷却用流体５９が中性に近い純水の場合は、シラノール基がＳｉ−Ｏ−となり、表面近傍のシリカ５８ａは負に帯電する。
【００３８】
それに対して、表面近傍のシリカ５８ａとの接触界面近傍の冷却用流体５９には、表面近傍のシリカ５８ａの負電荷により正イオンが集まり、正電荷が過剰となるため、局所的に電荷中性が保たれず正に耐電した拡散層５９ａが形成される。
【００３９】
このとき、第１電極５０および第２電極５２により、駆動流路４６ｄ内の冷却用流体５９に対して電界を加えると、拡散層５９ａに存在する過剰電荷が電気力によって負極である第１電極５０方向に引かれ、拡散層５９ａ中の流体粒子が移動する。拡散層５９ａ中の流体粒子が移動する結果、冷却用流体５９の粘性によって流体全体を引きずられ、図４の矢印６２で示す第２電極５２から第１電極５０に向かう方向の流れが、冷却用流体５９全体に発生する。
【００４０】
ここで、帯電化部材５８の空隙によって形成される断面積Ｓの仮想流路を想定した場合、ポンプ機構４４によって発生する流量Ｑは、電極５０，５２によって印加される電圧Ｅ、電極５０，５２間の距離Ｗ、冷却用流体５９の粘性抵抗η、比誘電率ε、ゼータ電位ζ（シリカ５８ａとの接触界面近傍における冷却用流体５９のすべり面における電位）および真空誘電率ε０を用いておおむね下記の式（１）で表される。
【００４１】
Ｑ＝Ｓεε０ζＥ／（ηＷ） （１）
【００４２】
図５における電極間距離Ｗおよび、電極５０，５２への印加電圧Ｅは、要求される流量Ｑまたは撮像素子３２の発熱量等に応じて適切な値に設定されるが、Ｗ＝０．１〜５０ｍｍ，Ｅ＝１〜１００Ｖ程度とすることが好ましい。
【００４３】
第１実施形態に係る冷却ユニット３４に用いる冷却用流体５９としては、純水（Ｈ２Ｏ）のほか、各種水溶液、アルコール類等の有機溶媒を用いることができる。冷却用流体５９としては、絶縁性を有し、電解質で比誘電率が比較的大きい流体が好ましく、例えば導電率が１×１０−５Ｓ／ｍ以下であるか、または比誘電率が１０以上の流体が好ましい。
【００４４】
ポンプ機構４４およびこれを含む冷却ユニット３４の製造方法としては、特に限定されないが、例えば以下のようにして製造できる。図３に示す第２ケース基板４８ｂに、帯電化部材５８および電極５０，５２を取り付けた後、図４に示す第１ケース基板４８ａを、第２ケース基板４８ｂに対して接着または溶着等により固定し、駆動流路４６ｄを形成する。これを、図３に示すように、電極５０，５２と配線５４との接触端子５４ａが形成されている所定位置にとりつける。
【００４５】
さらに、ケース部材４８に形成された取り付け口４８ｃおよび４８ｄに、それぞれ第３接続流路４６ｆおよび第１接続流路４６ｂを接続する。最後に、流路４６に形成されている流体注入口（不図示）から冷却用流体５９を流路４６に充填した後、流体注入口を封止する。
【００４６】
本実施形態に係る撮像部３０を有するカメラでは、カメラの主電源がＯＮになっている状態において常に、もしくは所定のタイミングで、ポンプ機構４４によって流路４６内の流体を流動させることができる。
【００４７】
すなわち、カメラの主電源がＯＮになる等の所定の条件において、図２のポンプ機構４４に接続されている電源５６は、カメラボディ４内の制御部（不図示）からの制御により、所定の電圧を発生する。発生した電圧は、電極５０，５２によって、冷却用流体５９が充填されている駆動流路４６ｄに印加される。
【００４８】
帯電化部材５８によって帯電している駆動流路４６ｄ内の冷却用流体５９は、電極５０，５２によって電圧が印加されることによって流動する。したがって、駆動流路４６ｄ内に、第２電極５２から第１電極５０へ向かう冷却用流体５９の流れが発生する。ポンプ機構４４で発生した流れによって、図２の矢印で示すように、ポンプ機構４４（駆動流路４６ｄ）→吸熱部４０（吸熱流路４６ａ）→放熱部４２（放熱流路４６ｅ）→ポンプ機構４４（駆動流路４６ｄ）の順に、冷却用流体５９が流路４６内を循環する。
【００４９】
冷却用流体５９は、撮像素子３２の背面に形成された吸熱流路４６ａ内において、撮像素子３２の熱を吸熱して撮像素子３２を冷却し、冷却用流体５９自身の温度を上昇させながら流動する。
【００５０】
吸熱流路４６ａ内を通過して温度が上昇した冷却用流体５９は、第２接続流路４６ｃを通じて放熱部４２の放熱流路４６ｅ内に流動する。放熱流路４６ｅ内において、冷却用流体５９は、放熱部４２の放熱面４２ａを介して、筐体６外の空気と熱交換を行うことによって放熱し、冷却用流体５９自身の温度を下降させながら流動する。
【００５１】
放熱流路４６ｅ内で温度が下降した冷却用流体５９は、第３接続流路４６ｆ，駆動流路４６ｄおよび第１接続流路４６ｂを経て、再び吸熱流路４６ａ内を流動し、連続的に撮像素子３２を冷却することができる。
【００５２】
なお、本実施形態では、駆動流路４６ｄと、吸熱流路４６ａおよび放熱流路４６ｅを別々に形成したが、駆動流路４６ｄの一部を、吸熱流路４６ａまたは放熱流路４６ｅと重複させて形成してもよい。あるいは、吸熱流路４６ａまたは放熱流路４６ｅの中に、電極５０，５２および帯電化部材５８を配置することによって、吸熱流路４６ａまたは放熱流路４６ｅの中に、駆動流路４６ｄを形成することも可能である。駆動流路４６ｄの一部又は全部を、吸熱流路４６ａまたは放熱流路４６ｅと重複させて形成することによって、冷却ユニット３４をコンパクトにできる。
【００５３】
本実施形態に係る撮像部３０は、ポンプ機構４４を有する冷却ユニット３４によって冷却用流体５９を循環させ、撮像素子３２を効率的に冷却することができる。したがって、撮像素子３２の発熱負荷が増加した場合であっても、撮像素子３２の温度上昇を効果的に抑制し、Ｓ／Ｎ比の低下を防止することができる。さらに、撮像素子３２が発熱することによって生じる画像の品質劣化を効果的に防止できる。
【００５４】
また、本実施形態に係るポンプ機構４４は、冷却用流体５９に電圧を付与することによって駆動するため、機械的稼働部を有しない。したがって、ポンプ機構４４およびこれを有する冷却ユニット３４を小型化することが可能であり、ポンプ機構４４の配置に関する制約も少ない。これにより、撮像部３０およびカメラ全体を小型化することが可能である。さらに、本実施形態に係るポンプ機構４４は、機械的可動部を有しないため、作動音が静寂で、騒音が少ない。
【００５５】
また、本実施形態に係る撮像部３０に含まれる冷却ユニット３４は、吸熱部４０、放熱部４２およびポンプ機構４４を冷却用流体５９が循環するための流路４６を有する。従って、撮像素子３２で発生した熱は、冷却用流体５９によって放熱部４２に運ばれ、カメラの筐体６の外部に効率的に放熱される。また、冷却用流体５９は、冷却ユニット３４を循環できるため、撮像素子３２を連続的かつ効率的に冷却することができる。
第２実施形態
【００５６】
図６に本発明の第２実施形態の撮像部３０に係るポンプ機構４４を示す。ポンプ機構４４，駆動流路４６ｄ，および流路４６に備えられる冷却用流体５９（図６では図示省略）以外の構成は、第１実施形態の撮像部３０と同様である。第２実施形態に係るポンプ機構４４は、略円筒形状の外径を有しており、内部に筒状の駆動流路４６ｄが形成されている。ポンプ機構４４は、針部を有する第１管状電極６６と、第１管状電極６６に対して、絶縁部７０を挟んで連結される第２管状電極６８とを有する。
【００５７】
第１管状電極６６と、第２管状電極６８は、それぞれ配線５４を介して、電源５６に接続されている。
【００５８】
第２実施形態に係るポンプ機構４４の外径としては、特に限定されないが、直径Ｄ２を１〜２０ｍｍ、長さＬ２を５〜５０ｍｍ程度とすることが好ましい。ポンプ機構４４は、各管状電極６６，６８、絶縁部７０および接合部７２を接着等により接合することによって作製される。
【００５９】
第２実施形態の冷却ユニット３４の流路４６には、冷却用流体５９として、非対称電極間を流動できる流体（「電気感応媒体」と呼ばれるものを含む）が充填される。ここで第２実施形態に係る冷却用流体５９には、実質的に絶縁であって、非対称電極による印加電圧に応じて発生するクーロン力によって流れを発生させる（ＥＨＤ効果と呼ばれる）ことができる流体を含む。このような流体は、少なくとも機能的観点からは帯電している流体と考えることができ、本願の帯電した流体に含まれる。
【００６０】
第２実施形態に使用させる冷却用流体５９としては、非対称電極間を流動できる流体であれば特に限定されないが、たとえば、ジブチルアジペート、トリアセチレン、ハロゲン化炭化水素化合物等が挙げられる。
【００６１】
第２実施形態のポンプ機構４４では、カメラボディ４内の制御部（不図示）からの指令によって電源５６を介して第１管状電極６６および第２管状電極６８に電圧が印加される。流路４６内の冷却用流体５９は、当該電圧の印加によって、第１管状電極６６から第２管状電極６８に向かって移動させられ、第３接続流路４６ｆ側から第１接続流路４６ｂ側に向かう流れが、駆動流路４６ｄ内に発生する。これによって冷却用流体５９は、第１実施形態と同様に、流路４６を循環することができる。
【００６２】
したがって、第２実施形態に係る撮像部３０においても、第１実施形態と同様に、所定のタイミングで、ポンプ機構４４によって流路４６内の冷却用流体５９を流動させることができる。したがって、撮像素子３２を効率的に冷却することができる。
【００６３】
このときの印加電圧は、冷却用流体５９の循環に必要な圧力および撮像素子３２の冷却に必要な流量等に応じて適切な値に設定されるが、好ましくは１．０×１００Ｖ〜１．０×１０５Ｖである。
【００６４】
このように、第２実施形態に係る撮像部３０は、第１実施形態と同様に、ポンプ機構４４を有する冷却ユニット３４によって冷却用流体５９を循環させ、撮像素子３２を効率的に冷却することができる。したがって、撮像素子３２の発熱負荷が増加した場合であっても、撮像素子３２の温度上昇を効果的に抑制し、Ｓ／Ｎ比の低下を防止することができる。さらに、撮像素子３２が発熱することによって生じる画像の品質劣化を効果的に防止できる。
【００６５】
また、第２実施形態に係るポンプ機構４４は、帯電した流体に電圧を付与することによって冷却用流体５９を駆動するため、機械的稼働部を有しない。したがって、ポンプ機構４４を小型化することが可能であり、ポンプの配置に関する制約も少ない。これにより、撮像部３０およびカメラ全体を小型化することが可能である。さらに、本実施形態に係るポンプ機構４４は、機械的可動部を有しないため、作動音が極めて静寂で、騒音が少ない。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】図１は、本発明の第１および第２実施形態に係る撮像装置を備えたカメラの側方からの概略断面図である。
【図２】図２は、図１に示したカメラの後方からの概略断面図である。
【図３】図３は、本発明の第１実施形態に係る撮像装置におけるポンプ機構の拡大模式図である。
【図４】図４は、図３のポンプ機構の概略断面図である。
【図５】図５は、図３のポンプ機構の駆動原理を説明した要部拡大図である。
【図６】図６は、本発明の第２実施形態に係る撮像装置に備えられたポンプ機構の概略断面図である。
【符号の説明】
【００６７】
６… 筐体
３０… 撮像部
３２… 撮像素子
３４… 冷却ユニット
４０… 吸熱部
４２… 放熱部
４４… ポンプ機構
４６… 流路
５０… 第１電極
５２… 第２電極
５８… 帯電化部材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学系による像を撮像する光学部品と、
前記光学部品に供給される帯電した流体と、
前記流体を駆動する駆動部とを含むことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
光学系による像を撮像する光学部品と、
少なくとも一部が前記光学部品に近接して備えられる流路と、
前記流路に備えられる帯電した流体と、
電圧を用いて前記流体を駆動する駆動部とを含むことを特徴とする撮像装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載された撮像装置であって、
前記光学部品は、前記光学系による像を撮像する撮像素子であることを特徴とする撮像装置。
【請求項４】
請求項２又は請求項３に記載された撮像装置であって、
前記駆動部は、前記流路に備えられた電極を有し、
前記電極に発生する電圧により前記流体を駆動することを特徴とする撮像装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４までの何れか１項に記載された撮像装置であって、前記流体は、絶縁性を有することを特徴とする撮像装置。
【請求項６】
請求項２から請求項５までの何れか１項に記載された撮像装置であって、
前記流路の少なくとも一部は、前記光学部品の前記光学系が備えられていない側の面に備えられていることを特徴とする撮像装置。
【請求項７】
請求項１から請求項６までの何れか１項に記載された撮像装置であって、
前記流体は、導電率が１×１０−５Ｓ／ｍ以下であることを特徴とする撮像装置。
【請求項８】
請求項１から請求項７までの何れか１項に記載された撮像装置であって、
前記流体は、比誘電率が１０以上であることを特徴とする撮像装置。
【請求項９】
請求項１から請求項８までの何れか１項に記載された撮像装置であって、
前記駆動部は、前記流体を接触表面で帯電させることができる帯電化部材を含むことを特徴とする撮像装置。
【請求項１０】
請求項９に記載された撮像装置であって、
前記帯電化部材は、多孔質材料、繊維質材料、粒子状材料のうちの少なくとも1つを含むことを特徴とする撮像装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載された撮像装置であって、
前記多孔質材料は、多孔質シリカを含むことを特徴とする撮像装置。
【請求項１２】
請求項１０又は請求項１１に記載された撮像装置であって、
前記繊維質材料は、アクリル繊維を含むことを特徴とする撮像装置。
【請求項１３】
請求項１から１２のいずれかに記載された撮像装置を有する光学機器。
【請求項１】
光学系による像を撮像する光学部品と、
前記光学部品に供給される帯電した流体と、
前記流体を駆動する駆動部とを含むことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
光学系による像を撮像する光学部品と、
少なくとも一部が前記光学部品に近接して備えられる流路と、
前記流路に備えられる帯電した流体と、
電圧を用いて前記流体を駆動する駆動部とを含むことを特徴とする撮像装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載された撮像装置であって、
前記光学部品は、前記光学系による像を撮像する撮像素子であることを特徴とする撮像装置。
【請求項４】
請求項２又は請求項３に記載された撮像装置であって、
前記駆動部は、前記流路に備えられた電極を有し、
前記電極に発生する電圧により前記流体を駆動することを特徴とする撮像装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４までの何れか１項に記載された撮像装置であって、前記流体は、絶縁性を有することを特徴とする撮像装置。
【請求項６】
請求項２から請求項５までの何れか１項に記載された撮像装置であって、
前記流路の少なくとも一部は、前記光学部品の前記光学系が備えられていない側の面に備えられていることを特徴とする撮像装置。
【請求項７】
請求項１から請求項６までの何れか１項に記載された撮像装置であって、
前記流体は、導電率が１×１０−５Ｓ／ｍ以下であることを特徴とする撮像装置。
【請求項８】
請求項１から請求項７までの何れか１項に記載された撮像装置であって、
前記流体は、比誘電率が１０以上であることを特徴とする撮像装置。
【請求項９】
請求項１から請求項８までの何れか１項に記載された撮像装置であって、
前記駆動部は、前記流体を接触表面で帯電させることができる帯電化部材を含むことを特徴とする撮像装置。
【請求項１０】
請求項９に記載された撮像装置であって、
前記帯電化部材は、多孔質材料、繊維質材料、粒子状材料のうちの少なくとも1つを含むことを特徴とする撮像装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載された撮像装置であって、
前記多孔質材料は、多孔質シリカを含むことを特徴とする撮像装置。
【請求項１２】
請求項１０又は請求項１１に記載された撮像装置であって、
前記繊維質材料は、アクリル繊維を含むことを特徴とする撮像装置。
【請求項１３】
請求項１から１２のいずれかに記載された撮像装置を有する光学機器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００９−９２８６２（Ｐ２００９−９２８６２Ａ）
【公開日】平成２１年４月３０日（２００９．４．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２６２４０１（Ｐ２００７−２６２４０１）
【出願日】平成１９年１０月５日（２００７．１０．５）
【出願人】（０００００４１１２）株式会社ニコン (12,601)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年４月３０日（２００９．４．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１０月５日（２００７．１０．５）
【出願人】（０００００４１１２）株式会社ニコン (12,601)
【Ｆターム（参考）】
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