JP4719705B2 - 撮像装置及び撮像ユニット - Google Patents

Description

本発明は、撮像装置及び撮像装置に組み込まれる撮像ユニットに関し、特に撮影光軸上に配設された光学部材の表面に付着する塵埃等の異物の除去技術に関するものである。

画像信号を電気信号に変換して撮像するデジタルカメラ等の撮像装置では、撮影光束をＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等の撮像素子で受光する。そして、撮像素子から出力される光電変換信号を画像データに変換して、メモリカード等の記録媒体に記録する。このような撮像装置では、撮像素子の前方（被写体側）に、光学ローパスフィルタや赤外線カットフィルタが配置される。

この種の撮像装置において、撮像素子のカバーガラスやこれらのフィルタの表面に塵埃等の異物が付着すると、その異物が黒い点となって撮影画像に写り込み、画像の見栄えが低下してしまう。

特にレンズ交換可能なデジタル一眼レフカメラでは、シャッタやクイックリターンミラーといった機械的な作動部が撮像素子の近傍に配置されており、それらの作動部から発生した塵埃等の異物が、撮像素子のカバーガラスやフィルタの表面に付着することがある。また、レンズ交換時に、レンズマウントの開口から塵埃等の異物がカメラ本体内に入り込み、これが付着することもある。

そこで、特許文献１には、撮像素子の被写体側に撮影光束を透過させる防塵幕を設け、これを圧電素子で振動させることにより、防塵幕の表面に付着した塵埃等の異物を除去するものが提案されている。

特開２００３−３４８４０３号公報

上記特許文献１によれば、防塵幕の表面に付着した異物を除去するために、防塵幕に接合した圧電素子に電圧を印加し、この圧電素子の駆動により防塵幕を光軸方向に変位させて幕振動を発生させている。かかる構成において、防塵幕の周縁部を円環形状の部品または複数の部品で押圧し、防塵幕を固定保持している。

しかしながら、防塵幕の固定保持部材が円環形状である場合、防塵幕と接する面積が大きくなるため、防塵幕の振動を抑制してしまう。また、固定保持部材には防塵幕の振動が伝達され、固定保持部材が有する複数の固有モードで振動し、低次の固有モードによって不快な音が発生する。さらに、防塵幕の固定保持部材が複数の部品からなる場合、組立作業性が低下してしまう。

本発明は、上記問題点を鑑みてなされたものであり、撮影光軸上に配設された光学部材の表面に付着する塵埃等の異物を振動により除去する構成において、不快な音の発生をなくすとともに、振動が抑制されないようにし、さらに組立性を向上させることを目的とする。

本発明の撮像装置は、被写体の光学像を電気信号に変換する撮像素子と、前記撮像素子の前面であって撮影光軸上に配設された光学部材と、前記光学部材に振動を与える加振手段と、前記光学部材を保持して付勢力を与える枠状の保持部材とを備え、前記保持部材の隅に前記光学部材の隅部が固着されるとともに、前記保持部材は少なくとも一つの辺部が前記撮影光軸方向に延伸するように折り曲げられた単一部品として形成されていることを特徴とする。
本発明の撮像ユニットは、撮像装置に組み込まれる撮像ユニットであって、被写体の光学像を電気信号に変換する撮像素子と、前記撮像素子の前面であって撮影光軸上に配設された光学部材と、前記光学部材の凹凸が切り替わる屈曲変形を生じさせる加振手段と、前記光学部材を保持して付勢する枠状の保持部材とを備え、前記保持部材の隅に前記光学部材の隅部が固着されるとともに、前記保持部材は少なくとも一つの辺部が前記撮影光軸方向に延伸するように折り曲げられた単一部品として形成されていることを特徴とする。

本発明によれば、撮影光軸上に配設された光学部材の表面に付着する塵埃等の異物を振動により除去する構成において、不快な音の発生をなくすとともに、振動が抑制されないようにし、さらに組立性を向上させることが可能になる。

以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。
図１及び図２は、本実施形態に係るデジタル一眼レフカメラの外観図である。図１は、カメラを被写体側より見た正面側斜視図であって、撮影レンズユニットを外した状態を示す。図２は、カメラを撮影者側より見た背面側斜視図である。

図１に示すように、カメラ本体１には、撮影時に撮影者が安定して握り易いように被写体側に突出したグリップ部１ａが設けられている。

カメラ本体１のマウント部２には、撮影レンズユニット（図１、２では不図示）が着脱可能に固定される。マウント接点２１は、カメラ本体１と撮影レンズユニットとの間で制御信号、状態信号、データ信号等の通信を可能にするとともに、撮影レンズユニット側に電力を供給する。マウント接点２１は、電気通信のみならず、光通信、音声通信等が可能なように構成してもよい。マウント部２の横には、撮影レンズユニットを取り外す際に押し込むレンズロック解除ボタン４が配置されている。

カメラ本体１内には、撮影レンズを通過した撮影光束が導かれるミラーボックス５が設けられており、ミラーボックス５内にメインミラー（クイックリターンミラー）６が配設されている。メインミラー６は、撮影光束をペンタダハミラー２２（図３を参照）の方向へ導くために撮影光軸に対して４５°の角度に保持される状態と、撮像素子３３（図３を参照）の方向へ導くために撮影光束から退避した位置に保持される状態とを取り得る。

カメラ上部のグリップ１ａ側には、撮影開始の起動スイッチとしてのレリーズボタン７と、撮影時の動作モードに応じてシャッタスピードやレンズ絞り値を設定するためのメイン操作ダイヤル８と、撮影系の上面動作モード設定ボタン１０とが配置されている。これら操作部材の操作結果の一部は、ＬＣＤ表示パネル９に表示される。レリーズボタン７は、第１ストロークでＳＷ１（図３の７ａ）がＯＮし、第２ストロークでＳＷ２（図３の７ｂ）がＯＮする構成となっている。また、上面動作モード設定ボタン１０は、レリーズボタン７の１回の押込みで連写になるか１コマのみの撮影となるかの設定や、セルフ撮影モードの設定等を行うためのものであり、ＬＣＤ表示パネル９にその設定状況が表示される。

カメラ上部の中央には、カメラ本体１に対してポップアップするストロボユニット１１と、フラッシュ取り付け用のシュー溝１２及びフラッシュ接点１３とが設けられている。

カメラ上部の右よりには、撮影モード設定ダイヤル１４が配置されている。

カメラのグリップ１ａに対して反対側の側面には、開閉可能な外部端子蓋１５が設けられている。外部端子蓋１５を開けた内部には、外部インタフェースとしてビデオ信号出力用ジャック１６及びＵＳＢ出力用コネクタ１７が納められている。

図２に示すように、カメラ背面の上方には、ファインダ接眼窓１８が設けられている。また、カメラ背面の中央付近には、画像表示可能なカラー液晶モニタ１９が設けられている。

カラー液晶モニタ１９の横には、サブ操作ダイヤル２０が配置されている。サブ操作ダイヤル２０は、メイン操作ダイヤル８の機能の補助的役割を担うものである。例えばカメラのＡＥモードでは、自動露出装置によって算出された適正露出値に対する露出補正量を設定するために使用される。シャッタスピード及びレンズ絞り値の各々を使用者の意志によって設定するマニュアルモードでは、メイン操作ダイヤル８でシャッタスピードを設定し、サブ操作ダイヤル２０でレンズ絞り値を設定するように使用される。また、このサブ操作ダイヤル２０は、カラー液晶モニタ１９に表示される撮影済み画像の表示を選択するためにも使用される。

さらに、カメラ背面には、カメラの動作を起動もしくは停止するためのメインスイッチ４３と、クリーニングモードを動作させるためのクリーニング指示操作部材４４とが配置されている。クリーニング指示操作部材４４は、詳しくは後述するが、ローパスフィルタの表面に付着した塵埃等の異物をふるい落とす動作を指示するためのものである。

図３は、本実施形態に係るデジタル一眼レフカメラの主要な電気的構成を示すブロック図である。なお、図１、２と共通する部分には同一の符号を付す。カメラ本体１に内蔵されたマイクロコンピュータからなる中央処理装置（以下、「ＭＰＵ」と称する）１００は、カメラの動作制御を司るものであり、各要素に対して様々な処理や指示を実行する。ＭＰＵ１００に内蔵されたＥＥＰＲＯＭ１０１ａは、時刻計測回路１０９の計時情報やその他の情報を記憶することができる。

ＭＰＵ１００には、ミラー駆動回路１０１、焦点検出回路１０２、シャッタ駆動回路１０３、映像信号処理回路１０４、スイッチセンス回路１０５、測光回路１０６が接続されている。また、ＬＣＤ駆動回路１０７、バッテリチェック回路１０８、時刻計測回路１０９、電源供給回路１１０、圧電素子駆動回路１１１が接続されている。これらの回路は、ＭＰＵ１００の制御によって動作するものである。

ＭＰＵ１００は、撮影レンズユニット内のレンズ制御回路２０１とマウント接点２１を介して通信を行う。マウント接点２１は、撮影レンズユニットが接続されるとＭＰＵ１００へ信号を送信する機能も有する。これにより、レンズ制御回路２０１は、ＭＰＵ１００との間で通信を行い、ＡＦ駆動回路２０２及び絞り駆動回路２０３を介して撮影レンズユニット内の撮影レンズ２００及び絞り２０４の駆動を行う。なお、図３では便宜上１枚の撮影レンズのみを図示しているが、実際は多数のレンズ群によって構成される。

ＡＦ駆動回路２０２は、例えばステッピングモータによって構成され、レンズ制御回路２０１の制御によって撮影レンズ２００内のフォーカスレンズ位置を変化させ、撮像素子３３に撮影光束の焦点を合わせるように調整する。絞り駆動回路２０３は、例えばオートアイリス等によって構成され、レンズ制御回路２０１の制御によって絞り２０４を変化させ、光学的な絞り値を得る。

メインミラー６は、図３に示す撮影光軸に対して４５°の角度に保持された状態で、撮影レンズ２００を通過する撮影光束をペンタダハミラー２２へ導くとともに、その一部を透過させてサブミラー３０へ導く。サブミラー３０は、メインミラー６を透過した撮影光束を焦点検出用センサユニット３１へ導く。

ミラー駆動回路１０１は、例えばＤＣモータとギヤトレイン等によって構成され、メインミラー６を、ファインダにより被写体像を観察可能とする位置と、撮影光束から待避する位置とに駆動する。メインミラー６が駆動すると、同時にサブミラー３０も、焦点検出用センサユニット３１へ撮影光束を導く位置と、撮影光束から待避する位置とに移動する。

焦点検出用センサユニット３１は、不図示の結像面近傍に配置されたフィールドレンズ、反射ミラー、２次結像レンズ、絞り、複数のＣＣＤからなるラインセンサ等によって構成され、位相差方式の焦点検出を行う。焦点検出センサユニット３１から出力される信号は、焦点検出回路１０２へ供給され、被写体像信号に換算された後、ＭＰＵ１００に送信される。ＭＰＵ１００は、被写体像信号に基づいて位相差検出法による焦点検出演算を行う。そして、デフォーカス量及びデフォーカス方向を求め、これに基づいて、レンズ制御回路２０１及びＡＦ駆動回路２０２を介して撮影レンズ２００内のフォーカスレンズを合焦位置まで駆動する。

ペンタダハミラー２２は、メインミラー６によって反射された撮影光束を正立正像に変換反射する。撮影者はファインダ光学系を介してファインダ接眼窓１８から被写体像を観察することができる。ペンタダハミラー２２は、撮影光束の一部を測光センサ２３へも導く。測光回路１０６は、測光センサ２３の出力を得て、観察面上の各エリアの輝度信号に変換し、ＭＰＵ１００に出力する。ＭＰＵ１００は、輝度信号に基づいて露出値を算出する。

シャッタユニット（機械フォーカルプレーンシャッタ）３２は、撮像待機時、つまり撮影者がファインダにより被写体像を観察している時には、撮影光束を遮る状態にある。そして、撮像時には、レリーズ信号に応じて、不図示の先羽根群と後羽根群の走行する時間差により所望の露光時間を得るように構成されている。シャッタユニット３２は、ＭＰＵ１００の指示を受けたシャッタ駆動回路１０３によって制御される。

撮像ユニット４００は、赤外線カットフィルタ４１０、光学ローパスフィルタ４２０、圧電素子４３０、撮像素子３３が後述する他の部品と共にユニット化されたものである。その詳細な構成については後述する。

赤外線カットフィルタ４１０は、高い空間周波数を取り除くものであり、異物の付着を防止するために導電性物質で表面がコーティングされている。本実施形態では、この赤外線カットフィルタ４１０が、撮像素子３３の前面であって撮影光軸上に配設された光学部材に相当する。

光学ローパスフィルタ４２０は、例えば水晶からなる複屈折板及び位相板を複数枚貼り合わせて積層されている。光学ローパスフィルタ４２０は、撮像素子３３に入射される光束を複数に分離し、偽解像信号や偽色信号の発生を効果的に低減させる。

圧電素子４３０は、ＭＰＵ１００の指示を受けた圧電素子駆動回路１１１によって駆動され、赤外線カットフィルタ４１０と一体的に振動するように構成されている。本実施形態では、この圧電素子４３０は、本発明でいう光学部材（赤外線カットフィルタ４１０）に振動を与える加振手段に相当する。

撮像素子３３は、被写体の光学像を電気信号に変換する。本実施形態ではＣＭＯＳ型撮像デバイスが用いられるが、その他にもＣＣＤ型等様々な形態があり、いずれの形態の撮像デバイスを採用してもよい。

クランプ／ＣＤＳ（相関二重サンプリング）回路３４は、Ａ／Ｄ変換する前の基本的なアナログ処理を行うものであり、クランプレベルを変更することも可能である。ＡＧＣ（自動利得調整装置）３５は、Ａ／Ｄ変換する前の基本的なアナログ処理を行うものであり、ＡＧＣ基本レベルを変更することも可能である。Ａ／Ｄ変換器３６は、撮像素子３３のアナログ出力信号をデジタル信号に変換する。

映像信号処理回路１０４は、デジタル化された画像データに対してガンマ／ニー処理、フィルタ処理、モニタ表示用の情報合成処理等、ハードウエアによる画像処理全般を実行する。この映像信号処理回路１０４からのモニタ表示用の画像データは、カラー液晶駆動回路１１２を介してカラー液晶モニタ１９に表示される。また、映像信号処理回路１０４は、ＭＰＵ１００の指示に従って、メモリコントローラ３８を通じてバッファメモリ３７に画像データを保存することもできる。さらに、映像信号処理回路１０４は、ＪＰＥＧ等の画像データ圧縮処理を行うこともできる。連写撮影等、連続して撮影が行われる場合は、一旦バッファメモリ３７に画像データを格納し、メモリコントローラ３８を通して未処理の画像データを順次読み出すこともできる。これにより、映像信号処理回路１０４は、Ａ／Ｄ変換器３６から入力されてくる画像データの速度に関わらず、画像処理や圧縮処理を順次行うことができる。

メモリコントローラ３８は、外部インタフェース４０から入力される画像データをメモリ３９に記憶し、メモリ３９に記憶されている画像データを外部インタフェース４０から出力する機能を有する。なお、外部インタフェース４０は、図１におけるビデオ信号出力用ジャック１６及びＵＳＢ出力用コネクタ１７が相当するものである。メモリ３９としては、カメラ本体に着脱可能なフラッシュメモリ等が用いられる。

スイッチセンス回路１０５は、各スイッチの操作状態に応じて入力信号をＭＰＵ１００に送信する。スイッチＳＷ１（７ａ）は、レリーズボタン７の第１ストロークによりオンする。スイッチＳＷ２（７ｂ）は、レリーズボタン７の第２ストロークによりオンする。スイッチＳＷ２（７ｂ）がオンされると、撮影開始の指示がＭＰＵ１００に送信される。また、メイン操作ダイヤル８、サブ操作ダイヤル２０、撮影モード設定ダイヤル１４、メインスイッチ４３、クリーニング指示操作部材４４が接続されている。

ＬＣＤ駆動回路１０７は、ＭＰＵ１００の指示に従って、ＬＣＤ表示パネル９やファインダ内液晶表示装置４１を駆動する。

バッテリチェック回路１０８は、ＭＰＵ１００の指示に従って、バッテリチェックを行い、その検出結果をＭＰＵ１００に送信する。電源部４２は、カメラの各要素に対して電源を供給する。

時刻計測回路１０９は、メインスイッチ４３がＯＦＦされて次にＯＮされるまでの時間や日付を計測し、ＭＰＵ１００からの指示に従って、計測結果をＭＰＵ１００に送信する。

以下、図４〜１１を参照して、撮像ユニット４００について説明する。図４は、撮像ユニット４００の周辺構造について説明するためのカメラ内部の概略構成を示す分解斜視図である。カメラ本体の骨格となる本体シャーシ３００の被写体側には、被写体側から順にミラーボックス５、シャッタユニット３２が配設される。また、本体シャーシ３００の撮影者側には、撮像ユニット４００が配設される。撮像ユニット４００は、撮影レンズユニットが取り付けられる基準となるマウント部２の取付面に撮像素子３３の撮像面が所定の距離を空けて、且つ平行になるように調整されて固定される。

図５は、撮像ユニット４００の構成を示す分解斜視図である。撮像ユニット４００は、大きく分けて、赤外線カットフィルタ４１０を含む振動ユニット４７０と、フレーム部材４５０と、撮像素子３３を含む撮像素子ユニット５００とを備える。

まず、図５、６を参照して、撮像素子ユニット５００について説明する。撮像素子ユニット５００は、撮像素子３３、撮像素子３３を保持する撮像素子保持部材５１０、回路基板５２０、シールドケース５３０、遮光部材５４０、光学ローパスフィルタ４２０、光学ローパスフィルタ保持部材５５０により構成される。

撮像素子保持部材５１０は、金属等によって形成され、振動ユニット４７０の保持部材４６０と位置決めするための左右の位置決めピン５１０ａと、回路基板５２０及びシールドケース５３０をビスで固定するためのビス穴５１０ｂと、振動ユニット４７０の保持部材４６０をビスで固定するための左右のビス穴５１０ｃとが設けられる。

回路基板５２０には撮像系の電気回路が実装され、ビス用の逃げ穴５２０ａが設けられる。シールドケース５３０は、金属等によって形成され、ビス穴５３０ａが設けられる。回路基板５２０とシールドケース５３０は、ビス用の逃げ穴５２０ａとビス穴５３０ａ、ビス穴５１０ｂを用いて、撮像素子保持部材５１０にビスで係止される。シールドケース５３０は電気回路を静電気等から保護するため回路上の接地電位に接続される。

遮光部材５４０は、撮像素子３３の光電変換面の有効領域に対応した開口を有し、被写体側及び撮影者側に両面テープが固着される。光学ローパスフィルタ保持部材５５０は、遮光部材５４０の両面テープにより撮像素子３３のカバーガラス３３ａに固着される。光学ローパスフィルタ４２０は、光学ローパスフィルタ保持部材５５０の開口箇所にて位置決めされ、遮光部材５４０に両面テープで固定、保持される。

図６は、図４のＡ−Ａ線に沿う断面図である。遮光部材５４０の被写体側の面は光学ローパスフィルタ４２０と当接し、撮影者側の面は撮像素子３３のカバーガラス３３ｃと当接する。遮光部材５４０の被写体側及び撮影者側には両面テープが固着されており、光学ローパスフィルタ４２０は遮光部材５４０の両面テープにより撮像素子３３のカバーガラス３３ｃに固定、保持される。これにより、光学ローパスフィルタ４２０と撮像素子３３のカバーガラス３３ａとの間は遮光部材５４０によって封止され、塵埃等の異物の侵入を防ぐ密閉空間が形成される。

次に、図５〜１１を参照して、振動ユニット４７０について説明する。振動ユニット４７０は、赤外線カットフィルタ４１０、圧電素子４３０、保持部材４６０により構成される。

保持部材４６０は、金属等のバネ性（弾性）を有する材料（導電性部材）によって単一部品として形成されており、左右の腕部には位置決め穴４６０ａ及びビス穴４６０ｂが設けられる。保持部材４６０の四隅には、赤外線カットフィルタ４１０の四隅付近（四隅の隅部）が導電性の接着剤によって固着される。この場合に、後述するが、保持部材４６０の四隅には、赤外線カットフィルタ４１０の四隅付近であって振動の節部を含む箇所が固着される。保持部材４６０の上下の辺部４６０ｃは、固着部間をつなぐかたちで撮影光軸方向に延伸するように折り曲げられている。換言すると、保持部材４６０は１枚の板材から形成されるものであり、赤外カットフィルタ４１０と固着される部分は撮影光軸に直行する面を有し、上下の辺部４６０ｃの面は撮影光軸と平行になるように折り曲げられていると言える。この保持部材４６０が、本発明でいう光学部材（赤外線カットフィルタ４１０）を保持して付勢力を与える枠状の保持部材である。なお、付勢力は、赤外カットフィルタ４１０が撮像素子ユニット５００の方向へ付勢されるように働く。また、折り曲げられた上下の辺部４６０ｃは、振動時に直接振れて音を発生させないように、赤外カットフィルタ４１０とは間隙を有して配置されている。

振動ユニット４７０は、保持部材４６０の位置決め穴４６０ａと撮像素子保持部材５１０の位置決めピン５１０ａとを用いて、撮像素子ユニット５００に対して位置決めされる。その状態で、振動ユニット４７０は、ビス穴４６０ｂとビス穴５１０ｃとを用いて、フレーム部材４５０を挟み込むかたちで撮像素子ユニット５００にビスで係止される。これにより、導電性物質でコーティングされた赤外線カットフィルタ４１０の表面に帯電した電気を、保持部材４１０から撮像素子保持部材５１０、シールドケース５３０を介して回路基板５２０へ逃がすことができ、異物の付着を防止することができる。

フレーム部材４５０は、ゴム等の軟質材で形成され、赤外線カットフィルタ４１０の振動吸収材としての役割を有するとともに、赤外線カットフィルタ４１０と光学ローパスフィルタ４２０との密閉空間を形成する。なお、フレーム部材４５０は、赤外線カットフィルタ４１０の振動吸収性を高めるために、厚い部材又は硬度が低い部材で構成すること、及び後述する赤外線カットフィルタ４１０の振動の節部に当接することが望ましい。

また、フレーム部材４５０の被写体側の面は赤外線カットフィルタ４１０と当接し、撮影者側の面は光学ローパスフィルタ４２０と当接する。赤外線カットフィルタ４１０は、保持部材４６０のバネ性によって撮像素子ユニット５００側へと付勢されるので、フレーム部材４５０と隙間無く密着し、また、フレーム部材４５０と光学ローパスフィルタ４２０も同様に隙間無く密着する。これにより、赤外線カットフィルタ４１０と光学ローパスフィルタ４２０との間はフレーム部材４５０によって封止され、塵埃等の異物の侵入を防ぐ密閉空間が形成される。

図７に示すように、圧電素子４３０は矩形の赤外線カットフィルタ４１０の端部に接着材等によって固着される。本実施形態においては、赤外線カットフィルタ４１０の両端に合計２枚の同一形状の圧電素子４３０を固着している。

図８は、圧電素子４３０を説明するための図である。同図に示すように、圧電素子４３０のＡ面は、赤外線カットフィルタ４１０に屈曲振動を励起するための＋相と、Ｇ相とに分割されている。また、圧電素子４３０のＢ面は、不図示の導電材等によりＡ面のＧ相に電気的に接続され、Ｇ相と同電位に保たれている。Ａ面には不図示のフレキシブルプリント等の導電性連結部材が接着等によって固着され、＋相、Ｇ相とに、それぞれ所定の電圧を独立して印加できるようになっている。Ｂ面は接着等によって赤外線カットフィルタ４１０に固着され、圧電素子４３０と赤外線カットフィルタ４１０が一体的に運動するように構成される。

次に、図９を参照して、赤外線カットフィルタ４１０が振動する仕組みと、その振動形状について説明する。まず、導電性連結部材を通じて圧電素子４３０の＋相に正の電圧を印加し、Ｇ相をグランド（０Ｖ）としたときの圧電素子４３０の変形について説明する。

図９は、赤外線カットフィルタ４１０の振動形状を示す側面図である。上述した電圧が印加されると、圧電素子４３０の＋相は面直方向に縮み、面内方向に伸びる。そのため、圧電素子４３０と接合された赤外線カットフィルタ４１０は、接合面を面方向に拡大する力を圧電素子４３０から受け、圧電素子４３０との接合面側が凸になるような変形をする。よって、＋相に上述した電圧が印加されると、赤外線カットフィルタ４１０には図９の実線で示すような屈曲変形が生じる。同様に＋相に印加する電圧を負とすれば、圧電素子４３０は上述と伸縮逆向きの変形を生じ、赤外線カットフィルタ４１０は、図９の破線で示すような屈曲変形を生じる。

２つの圧電素子４３０の＋相に同位相の周波数で正負の電圧を印加すると偶数の次数のモード（例えば図９（ａ）に示す１８次モード）が発生する。また、２つの圧電素子４３０の＋相に位相を半波長分ずらした周波数で正負の電圧を印加すると奇数の次数のモード（例えば図９（ｂ）に示す１９次モード）が発生する。そして、図９に示すように、屈曲振動では振動の節部（例えばｄ１、ｄ２、Ｄ１、Ｄ２）が生じ、振動の節部の振幅は実質的に零となる。

つまり、Ｂ相電極の電位をグランドに保ったまま、圧電素子４３０の＋相に印加する電圧を周期的に正負に切り替えると、赤外線カットフィルタ４１０に波形状に凹凸が周期的に切り替わる屈曲振動が生じる。この周期的な電圧の周波数は、赤外線カットフィルタ４１０の固有モードの共振周波数近傍とすることで、より小さい電圧で大きな振幅を得ることができる。赤外線カットフィルタ４１０の固有モードの共振周波数は、赤外線カットフィルタ４１０の形状、板厚、材質等によって異なるが、不快な音を発生しないように、共振周波数が可聴域外となるような固有モードを選ぶことが好ましい。

なお、本実施形態においては、１８次モード又は１９次モードの振動を発生させる構成として説明したが、これに限らず、これ以外の振動を発生させるようにしても良いし、３種類以上の振動モードを用いても良い。

図１０は、振動ユニット４７０の振動形状を示す正面図であり、（ａ）は１８次モード、（ｂ）は１９次モードの振動が発生している状態を示す。上下に伸びる各点線は、振動の節部（例えばｄ１、ｄ２、Ｄ１、Ｄ２）を表わす。図１０（ａ）、（ｂ）に示すように、赤外線カットフィルタ４１０は、保持部材４６０に対して振動の節部を含む箇所で固着される。節部の振動は実質的に零であり、その付近も振幅が小さいことから、赤外線カットフィルタ４１０の振動の減衰を少なくすることができる。

また、赤外線カットフィルタ４１０のうち、大きい振幅を発生させて異物を除去するための範囲は、撮像素子３３の有効領域に入射される光束が通過する範囲（有効範囲）である。そして、保持部材４６０には、赤外線カットフィルタ４１０の有効範囲の外側である四隅付近で固着される。これにより、有効範囲内に付着した異物を除去するための振動を阻害することなく、効率的に塵埃を除去することができる。

また、保持部材４６０の上下の辺部４６０ｃは、撮影光軸方向に延伸するように折り曲げられている。これにより、保持部材４６０の撮影光軸方向に対する強度が高められ、組立時に誤って折り曲げられることなく寸法精度の維持が可能となり、単一の部品として形成することができる。したがって、複数の部品を扱う場合に比べて、組立性が向上する。さらに、辺部４６０ｃに伝達される振動は矢印Ａの示す面水平方向（撮影光軸方向）であり、面水平方向は面垂直方向に対して剛性が高く、振動の振幅は非常に小さいとともに固有モードの共振周波数は可聴域外となり、不快な音を発生することがない。

次に、本実施の形態において、赤外線カットフィルタ４１０の表面に付着した塵埃等の異物を除去する動作について説明する。クリーニング指示操作部材４４が操作されると、クリーニングモード開始の指令を受けて、カメラ本体１をクリーニングモードの状態に移行させる。なお、本実施形態では、クリーニング指示操作部材４４を設けたが、本発明はこれに限定されない。例えば、クリーニング指示操作部材４４は、機械的なボタンに限らず、カラー液晶モニタ１９に表示されるメニュー画面上でカーソルキーや指示ボタン等を用いて指示するものであっても良い。

また、クリーニングモードへの移行は、電源オン時等のような、通常のカメラシーケンス中において自動的に行われるようにしても良いし、撮影回数や日付等を基準として行われるようにしても良い。

電源供給回路１１０は、クリーニングモードに必要な電力を、カメラ本体１の各部へ必要に応じて供給する。また、これに並行して電源４２の電池残量を検出して、その結果をＭＰＵ１００へ送信する。ＭＰＵ１００は、クリーニングモード開始の信号を受け取ると、圧電素子駆動回路１１１に駆動信号を送る。圧電素子駆動回路１１１は、ＭＰＵ１００より駆動信号を受け取ると、赤外線カットフィルタ４１０の屈曲振動を励起する周期電圧を生成し、圧電素子４３０に対して印加する。圧電素子４３０は、その印加される電圧に応じて伸縮し、赤外線カットフィルタ４１０は屈曲振動をする。

以上、本発明を種々の実施形態と共に説明したが、本発明はこれらの実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の範囲内で変更等が可能である。例えば、上記実施形態では、赤外線カットフィルタ４１０に屈曲振動を励起する構成としたが、本発明でいう光学部材としては、赤外線カットフィルタ４１０に限定されるものではない。略矩形状を有し、入射される光束を所望の光束に変調して射出するフィルタ、例えば複屈折板、位相板及び赤外線カットフィルタ４１０の貼り合わせによって構成される光学ローパスフィルタや複屈折板もしくは位相板単体に屈曲振動を励起させる構成にしても良い。

また、上記実施形態では、赤外線カットフィルタ４１０を導電性の接着材によって保持部材４６０に固着し、保持部材４６０と赤外線カットフィルタ４１０の表面を導通させる構成にしたが、本発明はこのような構成に限定されるものではない。すなわち、本発明でいう導電性固着手段として、例えば図１１に示すように、赤外線カットフィルタ４１０を導電性両面テープ４４０によって保持部材４６０に固着する構成にしても良い。この場合、導電性両面テープ４４０は振動吸収としての機能を有し、保持部材４６０に振動を伝達しない効果がある。すなわち、赤外線カットフィルタ４１０の振動をより効率的に発生することができる。

本発明の実施形態に係るデジタル一眼レフカメラの正面側斜視図である。 本発明の実施形態に係るデジタル一眼レフカメラの背面側斜視図である。 本発明の実施形態に係るデジタル一眼レフカメラの電気的構成を示すブロック図である。 撮像ユニットの周辺構造について説明するためのカメラ内部の概略構成を示す分解斜視図である。 撮像ユニットの構成を示す分解斜視図である。 図４のＡ−Ａ線に沿う断面図である。 振動ユニットの斜視図である。 圧電素子を説明するための図である。 赤外線カットフィルタが振動するときの振動形状を示す側面図であり、（ａ）が１８次モードの状態を示す図、（ｂ）が１９次モードの状態を示す図である。 赤外線カットフィルタが振動するときの正面斜視図であり、（ａ）が１８次モードの状態を示す図、（ｂ）が１９次モードの状態を示す図である。 他の実施形態における振動ユニットの構成を示す分解斜視図である。

符号の説明

１ カメラ本体
２ マウント部
３３ 撮像素子
４００ 撮像ユニット
４１０ 赤外線カットフィルタ
４３０ 圧電素子
４５０ フレーム部材
４６０ 保持部材
４６０ａ 位置決め穴
４６０ｂ ビス穴
４６０ｃ 辺部
４７０ 振動ユニット
５００ 撮像素子ユニット
５１０ 撮像素子保持部材
５２０ 回路基板
５３０ シールドケース
５４０ 遮光部材
５５０ 光学ローパスフィルタ保持部材

Claims (8)

1. 被写体の光学像を電気信号に変換する撮像素子と、
   前記撮像素子の前面であって撮影光軸上に配設された光学部材と、
   前記光学部材に振動を与える加振手段と、
   前記光学部材を保持して付勢力を与える枠状の保持部材とを備え、
   前記保持部材の隅に前記光学部材の隅部が固着されるとともに、前記保持部材は少なくとも一つの辺部が前記撮影光軸方向に延伸するように折り曲げられた単一部品として形成されていることを特徴とする撮像装置。
2. 前記加振手段によって前記光学部材に波形状に凹凸が切り替わる屈曲変形を生じさせることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記光学部材の隅部は前記保持部材の隅に導電性固着手段によって固着されることを特徴とする請求項１又は２に記載の撮像装置。
4. 前記保持部材は導電性部材であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の撮像装置。
5. 前記光学部材の表面が導電性物質でコーティングされていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の撮像装置。
6. 前記光学部材は矩形状を有し、入射される光束を変調して射出することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の撮像装置。
7. 前記光学部材は赤外線カットフィルタであることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の撮像装置。
8. 撮像装置に組み込まれる撮像ユニットであって、
   被写体の光学像を電気信号に変換する撮像素子と、
   前記撮像素子の前面であって撮影光軸上に配設された光学部材と、
   前記光学部材の凹凸が切り替わる屈曲変形を生じさせる加振手段と、
   前記光学部材を保持して付勢する枠状の保持部材とを備え、
   前記保持部材の隅に前記光学部材の隅部が固着されるとともに、前記保持部材は少なくとも一つの辺部が前記撮影光軸方向に延伸するように折り曲げられた単一部品として形成されていることを特徴とする撮像ユニット。

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