JP2003338962A - カメラ及び撮像素子ユニット - Google Patents
カメラ及び撮像素子ユニットInfo
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Abstract
高め得ると共に製造工程を簡易化し得る構造を備えた撮
像素子ユニットを有するカメラを提供する。 【解決手段】画像信号を得る撮像素子27と、その光電
変換面上に被写体像を入射させる撮影レンズ12aと、
円形乃至多角形の板状をなし少なくとも中心から放射方
向に所定の広がりの領域の透明部をなし透明部が撮像素
子の前面側に所定の間隔を持って対向配設された防塵部
材21と、防塵部材の周縁部に配設されこれに振動を与
える加振用部材22と、撮像素子と防塵部材とが対向し
て形成される部位に密閉された空間部51を構成すべく
撮像素子及び防塵部材の周縁側で空間部を封止する封止
構造部と、撮像素子の得た画像信号を記録形態の信号に
変換する画像信号処理回路16とを備え、防塵部材の表
面に薄膜形成部位21cと薄膜非形成部位21ncとを
形成し薄膜非形成部位に加振用部材を接着固定して構成
する。
Description
面上に照射された光に対応した画像信号を得る撮像素子
を有する撮像素子ユニットを備えたカメラに関し、より
詳細には撮像素子の防塵構造を備えたカメラ及びこれに
用いる撮像ユニットに関するものである。
の光束(以下、被写体光束という)に基づいて形成され
る被写体像を所定の位置に配置した固体撮像素子等、例
えば電荷結合素子(CCD;Charge Coupled Devic
e。以下、単に撮像素子という)等の光電変換面上に結
像させ、当該撮像素子等の光電変換作用を利用して所望
の被写体像を表わす電気的な画像信号等を生成し、この
画像信号等に基づく信号を、例えば液晶表示装置(LC
D;Liquid Crystal Display)等の所定の表示装置
等へと出力して画像等を表示させたり、撮像素子等によ
って生成した画像信号等を所定の形態の画像データとし
て所定の記録媒体の所定の記録領域に記録し、さらにこ
の記録媒体に記録された画像データを読み出して、その
画像データに対して表示装置を用いて表示するのに最適
な画像信号となるように変換処理した後、処理済の画像
信号に基づいて、これに対応する画像を表示させ得るよ
うに構成した、いわゆるデジタルスチルカメラやデジタ
ルビデオカメラ等のデジタルカメラ等(以下、デジタル
カメラ又は単にカメラという)が、一般的に実用化され
広く普及している。
は、撮影動作に先立って撮影対象となる所望の被写体を
観察し、当該被写体を含む撮影範囲を設定する等の目的
で、光学的ファインダー装置を備えているのが一般であ
る。
光学系の光軸上に配設した反射部材等を用いて撮影光学
系を透過した被写体光束の進行方向を折り曲げて観察用
の被写体像を所定の位置に結像させる一方、撮影動作時
には、撮影光学系の光軸上から反射部材を退避させるこ
とにより、被写体光束を撮像素子の受光面、即ち光電変
換面へと導き、当該光電変換面上に撮影用の被写体像を
形成させるように構成したいわゆる一眼レフレックス方
式のファインダー装置等が一般的に利用されている。
ス方式のファインダー装置を具備すると共に、カメラ本
体に対して撮影光学系を着脱自在となるように構成し、
使用者が所望するときに所望の撮影光学系を任意に着脱
し交換することで、単一のカメラ本体において複数種類
の撮影光学系を選択的に使用し得るように構成したいわ
ゆるレンズ交換可能な形態のデジタルカメラが一般に実
用化されつつある。
ルカメラにおいては、当該撮影光学系をカメラ本体から
取り外した際に、カメラ本体の内部に空気中に浮遊する
塵埃等が侵入する可能性がある。また、カメラ本体内部
には、例えばシャッター・絞り機構等、機械的に動作す
る各種の機構が配設されていることから、これら各種の
機構等からは、その動作中に塵埃等が発生する場合もあ
る。
した際には、当該撮影光学系の後方に配置される撮像素
子の受光面(光電変換面とも言う)がカメラ内部の外気
に露呈されることになることから、塵埃等が帯電作用等
の要因によって撮像素子の光電変換面に付着することが
ある。
ジタルカメラ等においては、帯電作用等に起因して撮像
素子の受光面上に塵埃等が付着するのを抑制するための
技術が、例えば特開2000−29132号公報等によ
って提案されている。
示されている手段は、レンズ交換可能な形態の一眼レフ
レックス方式のデジタルカメラにおいて、カメラ内部に
設けられる撮像素子の受光面を覆うカバー部材の表面に
透明電極を設け、この電極に対して直流電圧若しくは数
kHz〜20kHz程度の周波数の交流電圧を印加する
ことによって、帯電作用によって撮像素子の受光面上に
塵埃等が付着するのを抑制するようにしたものである。
撮像素子に生起する電荷を中和することによって静電気
等に起因して撮像素子の受光面に塵埃等が付着するのを
抑制することができるというものである。
素子としては、いわゆるパッケイジに封じられた形態の
撮像素子(例えばパッケイジCCDという)が広く用い
られているが、このような形態の撮像素子とは別に、近
年においては、いわゆるベアチップCCDと呼ばれる裸
の状態のCCDチップを市場に供給することが提案され
ている。
その光電変換面上に塵埃等が付着する可能性が多くなる
ことから、ベアチップCCDとこれを載置する基板との
間に圧電素子を設け、この圧電素子に対して所定の電圧
を印加することによって当該ベアチップCCD自体を振
動させ、これにより光電変換面上に付着した塵埃等を振
り落とすようにする手段についての提案が、例えば特開
平9−130654号公報等によって開示されている。
2000−29132号公報に開示されている手段で
は、帯電した撮像素子の電荷を中和させることで塵等が
付着するのを抑制するようにしていることから、例えば
静電気に因らずに撮像素子の光電変換面上に単に付着し
たり堆積した状態の塵埃等を除去する手段としては、最
適なものではないと考えられる。
報に開示されている手段では、ベアチップCCDを念頭
に入れて考案されている手段であるために、従来のデジ
タルカメラにおいて一般的に利用されているパッケイジ
CCDのような形態の撮像素子に対して適用するために
は、最適な手段であるとは言えない。
等に対して上述の特開平9−130654号公報に開示
されている手段を適用した場合には、例えば撮像素子自
体又はそのパッケイジに対して振動を加えることになる
ので、この加振作用によって撮像素子及びその近傍に配
設される各種の機構に対して、例えば機構的な劣化や狂
い等の悪影響が波及する虞がある。
01291号において、撮像素子の光電変換面の側を封
止乃至保護する防塵部材を備えることで、当該撮像素子
の光電変換面に塵埃等が付着するのを抑制すると共に、
防塵部材の外面側に付着する塵埃等に対しては、所定の
加振用部材によって防塵部材に所定の振幅の振動を与え
ることによって、これを除去する手段を提案している。
によって撮像素子の光電変換面に塵埃等が付着するのを
抑制すると共に、防塵部材の外面側に付着する塵埃等を
容易に除去し得るレンズ交換可能な形態のデジタルカメ
ラを構成することができるというものである。
て開示した手段においては、所定の加振用部材を防塵部
材に対して所定の手段で固着するように構成している。
この場合において、防塵部材に対する加振用部材の固着
手段としては、例えば接着剤等による接着等の手段が考
えられる。
のであって、その目的とするところは、カメラ内部に設
けられる防塵部材等の表面上に付着する塵埃等を除去す
るための加振用手段を備えたカメラであって、防塵部材
に対して加振用部材を接着する際の接着力をより高め得
る構造を備えた撮像素子ユニットとこれを適用するカメ
ラを提供することである。
において、防塵部材に対して加振用部材を接着する際の
工程を簡易化し得る構造を備えた撮像素子ユニットとこ
れを適用するカメラを提供することである。
に、第1の発明によるカメラは、自己の光電変換面上に
照射された光に対応した画像信号を得る撮像素子と、上
記撮像素子の光電変換面上に被写体像を入射せしめる撮
影レンズと、全体として円形乃至多角形の板状をなし少
なくとも自己の中心から放射方向に所定の広がりを持つ
領域が透明部をなし、この透明部が上記撮像素子の前面
側に所定の間隔を持って対向配設された防塵部材と、上
記防塵部材の周縁部に配設され当該防塵部材に振動を与
えるための加振用部材と、上記撮像素子と上記防塵部材
との両者が対向して形成される部位に、略密閉された空
間部を構成すべく上記撮像素子及び上記防塵部材の周縁
側で上記空間部を封止するように構成された封止構造部
と、上記撮像素子の光電変換面上に結像された像に対応
するものとして当該撮像素子から得られた画像信号を記
録に適合する形態の信号に変換するための画像信号処理
回路とを備えてなり、上記防塵部材の表面には、薄膜形
成部位と薄膜非形成部位とが形成され、上記薄膜非形成
部位に上記加振用部材を接着固定したことを特徴とす
る。
るカメラにおいて、上記加振用部材は、圧電素子である
ことを特徴とする。
よるカメラにおいて、上記薄膜は、赤外線カット膜・反
射防止膜・紫外線カット膜又は帯電防止膜のいずれかで
あることを特徴とする。
ラにおいて、上記撮影レンズを装着するための撮影レン
ズ装着部をさらに有し、上記撮影レンズは、上記撮影レ
ンズ装着部において着脱自在であることを特徴とする。
己の光電変換面上に照射された光に対応した画像信号を
得る撮像素子と、上記撮像素子の前面側に所定の間隔を
持って対向配設された光学部材と、上記防塵部材の周縁
部に配設され当該防塵部材に振動を与えるための加振用
部材と、上記撮像素子と上記光学部材との両者が対向し
て形成される部位に、略密閉された空間部を構成すべく
上記撮像素子及び上記光学部材の周縁側で上記空間部を
封止するように構成された封止構造部とを備えてなり、
上記光学部材の表面には、薄膜形成部位と薄膜非形成部
位とが形成され、上記薄膜非形成部位に上記加振用部材
を接着固定したことを特徴とする。
素子ユニットにおいて、上記加振用部材は、圧電素子で
あることを特徴とする。
素子ユニットにおいて、上記薄膜は、赤外線カット膜・
反射防止膜・紫外線カット膜又は帯電防止膜のいずれか
であることを特徴とする。
己の光電変換面上に照射された光に対応した画像信号を
得る撮像素子と、上記撮像素子の光電変換面上に被写体
像を入射せしめる撮影レンズと、全体として円形乃至多
角形の板状をなし少なくとも自己の中心から放射方向に
所定の広がりを持つ領域が透明部をなし、この透明部が
上記撮像素子の前面側に所定の間隔を持って対向配設さ
れた防塵部材と、上記防塵部材の周縁部に配設され当該
防塵部材に振動を与えるための加振用部材と、上記撮像
素子と上記防塵部材との両者が対向して形成される部位
に、略密閉された空間部を構成すべく上記撮像素子及び
上記防塵部材の周縁側で上記空間部を封止するように構
成された封止構造部と、上記撮像素子の光電変換面上に
結像された像に対応するものとして当該撮像素子から得
られた画像信号を記録に適合する形態の信号に変換する
ための画像信号処理回路とを備えてなり、上記防塵部材
の表面には、薄膜形成部位と薄膜非形成部位とが形成さ
れ、当該薄膜非形成部位は、上記加振用部材が配設され
る面とは反対側の表面に形成したことを特徴とする。
本発明を説明する。まず、本発明の一実施形態のカメラ
について、その概略的な構成を以下に説明する。
ラの概略的な構成を示す図であって、図1は、本カメラ
の一部を切断して、その内部構成を概略的に示す斜視図
であり、図2は、本カメラの主に電気的な構成を概略的
に示すブロック構成図である。
に構成されるカメラ本体部11及びレンズ鏡筒12とか
らなり、両者(11・12)は、互いに着脱自在に構成
されてなるものである。
の駆動機構等からなる撮影光学系12aを内部に保持し
て構成されている。この撮影光学系12aは、被写体か
らの光束を透過させることで当該被写光束により形成さ
れる被写体の像を所定の位置(後述する撮像素子27の
光電変換面上)に結像せしめるように例えば複数の光学
レンズ等によって構成されるものである。そして、この
レンズ鏡筒12は、カメラ本体部11の前面に向けて突
出するように配設されている。
来のカメラ等において一般的に利用されているものと同
様のものが適用される。したがって、その詳細な構成に
ついての説明は省略する。
材等を備えて構成され、かつ撮影光学系12aを保持す
るレンズ鏡筒12を着脱自在となるように配設するため
の連結部材である撮影光学系装着部11aをその前面に
備えて構成されてなるいわゆる一眼レフレックス方式の
カメラである。
央部には、被写体光束を当該カメラ本体部11の内部へ
と導き得る所定の口径を有する露光用開口が形成されて
おり、この露光用開口の周縁部に撮影光学系装着部11
aが形成されている。
に上述の撮影光学系装着部11aが配設されているほ
か、上面部や背面部等の所定の位置にカメラ本体部11
を動作させるための各種の操作部材、例えば撮影動作を
開始せしめるための指示信号等を発生させるためのレリ
ーズボタン17等が配設されている。これらの操作部材
については、本発明とは直接関連しない部分であるの
で、図面の煩雑化を避けるために、レリーズボタン17
以外の操作部材については、その図示及び説明を省略す
る。
ように、各種の構成部材、例えば、撮影光学系12aに
よって形成される所望の被写体像を撮像素子27(図2
参照)の光電変換面上とは異なる所定の位置に形成させ
るべく設けられ、いわゆる観察光学系を構成するファイ
ンダー装置13と、撮像素子27の光電変換面への被写
体光束の照射時間等を制御するシャッタ機構等を備えた
シャッター部14と、このシャッター部14を含み撮影
光学系12aを透過した被写体光束に基づいて形成され
る被写体像に対応した画像信号を得る撮像素子27及び
この撮像素子27の光電変換面の前面側の所定の位置に
配設され当該光電変換面への塵埃等の付着を予防する防
塵部材である防塵フイルター21(詳細については後述
する)等からなるアッセンブリである撮像素子ユニット
(以下、撮像ユニットと略記する)15と、撮像素子2
7により取得した画像信号に対して各種の信号処理を施
す画像信号処理回路16a(図2参照)等の電気回路を
構成する各種の電気部材が実装される主回路基板16を
始めとした複数の回路基板(図1では主回路基板16の
みを図示している)と、等が、それぞれ所定の位置に配
設されている。
aを透過した被写体光束の光軸を折り曲げて観察光学系
の側へと導き得るように構成される反射鏡13bと、こ
の反射鏡13bから出射する光束を受けて正立正像を形
成するペンタプリズム13aと、このペンタプリズム1
3aにより形成される像を拡大して観察するのに最適な
形態の像を結像させる接眼レンズ13c等によって構成
されている。
から退避する位置と当該光軸上の所定の位置との間で移
動自在に構成され、通常状態においては、撮影光学系1
2aの光軸上において当該光軸に対して所定の角度、例
えば角度45度を有して配置されている。これにより、
撮影光学系12aを透過した被写体光束は、当該カメラ
1が通常状態にあるときには、反射鏡13bによってそ
の光軸が折り曲げられて、当該反射鏡13bの上方に配
置されるペンタプリズム13aの側へと反射されるよう
になっている。
いて、その実際の露光動作中には、当該反射鏡13b
は、撮影光学系12aの光軸から退避する所定の位置に
移動するようになっている。これによって、被写体光束
は、撮像素子27の側へと導かれ、その光電変換面を照
射するようになっている。
レーン方式のシャッター機構や、このシャッター機構の
動作を制御する駆動回路等、従来のカメラ等において一
般的に利用されているものと同様のものが適用される。
したがって、その詳細な構成についての説明は省略す
る。
うに複数の回路基板が配設され、各種の電気回路を構成
している。本カメラ1の電気的な構成は、図2に示すよ
うに、例えば本カメラ1の全体を統括的に制御する制御
回路であるCPU41と、撮像素子27によって取得し
た画像信号に基づいて記録に適合する形態の信号に変換
する信号処理等、各種の信号処理を施す画像信号処理回
路16aと、この画像信号処理回路16aによって処理
済みの画像信号や画像データ及びこれに付随する各種の
情報等を一時的に記録するワークメモリ16bと、この
画像信号処理回路16aによって生成された所定の形態
の記録用の画像データを所定の領域に記録する記録媒体
43と、この記録媒体43と本カメラ1の電気回路とを
電気的に接続すべく構成される記録媒体インターフェイ
ス42と、画像を表示するための液晶表示装置(LC
D)等からなる表示部46と、この表示部46と本カメ
ラ1との間を電気的に接続し、画像信号処理回路16a
によって処理済の画像信号を受けて表示部46を用いて
表示するのに最適な表示用の画像信号を生成する表示回
路47と、乾電池等の二次電池等からなる電池45と、
この電池45又は所定の接続ケイブル等(図示せず)に
より供給される外部電源(AC)からの電力を受けて、
本カメラ1を動作させるのに適するように制御し、各電
気回路へと配電する電源回路44と、撮像ユニット15
に含まれる防塵フイルター21を駆動させるための電気
回路であって発振器等からなる防塵フイルター駆動部4
8等からなる。
ユニット15の詳細について、以下に説明する。図3・
図4・図5は、本実施形態のカメラ1における撮像ユニ
ットの一部を取り出して示す図であって、図3は、当該
撮像ユニットを分解して示す要部分解斜視図である。図
4は、組み立てた状態の当該撮像ユニットの一部を切断
して示す斜視図である。図5は、図4の切断面に沿う断
面図である。
ト15は、上述したようにシャッター部14を含む複数
の部材によって構成されるユニットであるが、図3から
図5においては、その主要部を図示するに留め、シャッ
ター部14の図示は省略している。また、各構成部材の
位置関係を示すために、図3〜図5においては、当該撮
像ユニット15の近傍に設けられ、撮像素子27が実装
されると共に、画像信号処理回路16a及びワークメモ
リ16b等からなる撮像系の電気回路が実装される主回
路基板16を合わせて図示している。なお、この主回路
基板16、それ自体の詳細については、従来のカメラ等
において一般的に利用されているものが適用されるもの
として、その説明は省略する。
影光学系12aを透過し自己の光電変換面上に照射され
た光に対応した画像信号を得る撮像素子27と、この撮
像素子27を固定支持する薄板状の部材からなる撮像素
子固定板28と、撮像素子27の光電変換面の側に配設
され、撮影光学系12aを透過して照射される被写体光
束から高周波成分を取り除くべく形成される光学素子で
ある光学的ローパスフイルター(Low Pass Filter;以
下、光学LPFという)25と、この光学LPF25と
撮像素子27との間の周縁部に配置され、略枠形状の弾
性部材等によって形成されるローパスフイルター受け部
材26と、撮像素子27を収納し固定保持すると共に光
学LPF25(光学素子)をその周縁部位乃至その近傍
部位に密着して支持しかつ所定の部位を後述する防塵フ
イルター受け部材23(後述する第1の部材)に密に接
触するように配設される撮像素子収納ケース部材24
(後述する第2の部材;以下、CCDケース24とい
う)と、このCCDケース24の前面側に配置され防塵
フイルター21(防塵部材)をその周縁部位乃至その近
傍部位に密着して支持する防塵フイルター受け部材23
(第1の部材)と、この防塵フイルター受け部材23に
よって支持されて撮像素子27の光電変換面の側であっ
て光学LPF25の前面側において当該光学LPF25
との間に所定の間隔を持つ所定の位置に対向配置される
防塵部材である防塵フイルター21と、この防塵フイル
ター21の周縁部に配設され当該防塵フイルター21に
対して所定の振動を与えるための加振用部材であり例え
ば電気機械変換素子等からなる圧電素子22と、防塵フ
イルター21を防塵フイルター受け部材23に対して気
密的に接合させ固定保持する弾性体からなる押圧部材2
0等によって構成されている。
した被写体光束を自己の光電変換面に受けて光電変換処
理を行なうことによって、当該光電変換面に形成される
被写体像に対応した画像信号を取得するものであって、
例えば電荷結合素子(CCD;Charge Coupled Devi
ce)等が適用されている。
を介して主回路基板16上の所定の位置に実装されてい
る。この主回路基板16には、上述したように画像信号
処理回路16a及びワークメモリ16b等が共に実装さ
れており、撮像素子27からの出力信号、即ち光電変換
処理により得られた画像信号が画像信号処理回路16a
等へと電送されるようになっている。
れる信号処理としては、例えば撮影光学系装着部11a
に装着されたレンズ鏡筒12の内部に保持される撮影光
学系12aによって撮像素子27の光電変換面上に結像
された像に対応するものとして当該撮像素子27から得
られた画像信号を記録に適合する形態の信号に変換する
処理等、各種の信号処理である。このような信号処理
は、電子的な画像信号を取り扱うように構成される一般
的なデジタルカメラ等において通常になされる処理と同
様である。したがって、当該カメラ1において実行され
る各種の信号処理についての詳細な説明は省略する。
ルター受け部材26を挟んで光学LPF25が配設され
ている。そして、これを覆うようにCCDケース24が
配設されている。
分に矩形状からなる開口24cが設けられており、この
開口24cには、その後方側から光学LPF25及び撮
像素子27が配設されるようになっている。この開口2
4cの後方側の内周縁部には、図4・図5に示すように
断面が略L字形状からなる段部24aが形成されてい
る。
子27との間には、弾性部材等からなるローパスフイル
ター受け部材26が配設されている。このローパスフイ
ルター受け部材26は、撮像素子27の前面側の周縁部
においてその光電変換面の有効範囲を避ける位置に配設
され、かつ光学LPF25の背面側の周縁部近傍に当接
するようになっている。そして、光学LPF25と撮像
素子27との間を略気密性が保持されるようにしてい
る。これにより、光学LPF25には、ローパスフイル
ター受け部材26による光軸方向への弾性力が働くこと
になる。
を、CCDケース24の段部24aに対して略気密的に
接触させるように配置することで、当該光学LPF25
をその光軸方向に変位させようとするローパスフイルタ
ー受け部材26による弾性力に抗して当該光学LPF2
5の光軸方向における位置を規制するようにしている。
cの内部に背面側より挿入された光学LPF25は、段
部24aによって光軸方向における位置規制がなされて
いる。これにより、当該光学LPF25は、CCDケー
ス24の内部から前面側へ向けて外部に抜け出ないよう
になっている。
24cの内部に背面側から光学LPF25が挿入された
後、光学LPF25の背面側には、撮像素子27が配設
されるようになっている。この場合において、光学LP
F25と撮像素子27との間には、周縁部においてロー
パスフイルター受け部材26が挟持されるようになって
いる。
像素子固定板28を挟んで主回路基板16に実装されて
いる。そして、撮像素子固定板28は、CCDケース2
4の背面側からネジ孔24eに対してネジ28bによっ
てスペーサ28aを介して固定されている。また、撮像
素子固定板28には、主回路基板16がスペーサ16c
を介してネジ16dによって固定されている。
ルター受け部材23がCCDケース24のネジ孔24b
に対してネジ23bによって固定されている。この場合
において、CCDケース24の周縁側であって前面側の
所定の位置には、図4・図5において詳細に示すよう
に、周溝24dが略環状に形成されている。その一方
で、防塵フイルター受け部材23の周縁側であって背面
側の所定の位置には、CCDケース24の周溝24dに
対応させた環状凸部23d(図3には図示出来ず)が全
周にわたって略環状に形成されている。したがって、環
状凸部23dと周溝24dとが嵌合することによりCC
Dケース24と防塵フイルター受け部材23とは、環状
の領域、即ち周溝24dと環状凸部23dとが形成され
る領域において相互に略気密的に嵌合するようになって
いる。
至多角形の板状をなし、少なくとも自己の中心から放射
方向に所定の広がりを持つ領域が透明部をなしており、
この透明部が光学LPF25の前面側に所定の間隔を持
って対向配置されているものである。
実施形態では背面側)の周縁部には、当該防塵フイルタ
ー21に対して振動を与えるための所定の加振用部材で
あり電気機械変換素子等によって形成される圧電素子2
2が一体となるように、例えば接着剤による貼着等の手
段により配設されている。この圧電素子22は、外部か
ら所定の駆動電圧を印加することによって防塵フイルタ
ー21に所定の振動を発生させることができるように構
成されている。
ルター受け部材23に対して気密的に接合するように板
ばね等の弾性体からなる押圧部材20によって固定保持
されている。
傍には、円形状又は多角形状からなる開口23fが設け
られている。この開口23fは、撮影光学系12aを透
過した被写体光束を通過させて、当該光束が後方に配置
される撮像素子27の光電変換面を照射するのに充分な
大きさとなるように設定されている。
出する壁部23e(図4・図5参照)が略環状に形成さ
れており、この壁部23eの先端側には、さらに前面側
に向けて突出するように受け部23cが形成されてい
る。
側の外周縁部近傍には、所定の位置に複数(本実施形態
では三箇所)の突状部23aが前面側に向けて突出する
ように形成されている。この突状部23aは、防塵フイ
ルター21を固定保持する押圧部材20を固設するため
に形成される部位であって、当該押圧部材20は、突状
部23aの先端部に対してねじ20a等の締結手段によ
り固設されている。
の弾性体によって形成される部材であって、その基端部
が突状部23aに固定され、自由端部が防塵フイルター
21の外周縁部に当接することで、当該防塵フイルター
21を防塵フイルター受け部材23の側、即ち光軸方向
に向けて押圧するようになっている。
背面側の外周縁部に配設される圧電素子22の所定の部
位が、受け部23cに当接することで、防塵フイルター
21及び圧電素子22の光軸方向における位置が規制さ
れるようになっている。したがってこれにより、防塵フ
イルター21は、圧電素子22を介して防塵フイルター
受け部材23に対して気密的に接合するように固定保持
されている。
は、押圧部材20による附勢力によって防塵フイルター
21と圧電素子22を介して気密的に接合するように構
成されている。
受け部材23とCCDケース24とは、周溝24dと環
状凸部23d(図4・図5参照)とが相互に略気密的に
嵌合するようになっているのと同時に、防塵フイルター
受け部材23と防塵フイルター21とは、押圧部材20
の附勢力により圧電素子22を介して気密的に接合する
ようになっている。また、CCDケース24に配設され
る光学LPF25は、光学LPF25の前面側の周縁部
とCCDケース24の段部24aとの間で略気密的とな
るように配設されている。さらに、光学LPF25の背
面側には、撮像素子27がローパスフイルター受け部材
26を介して配設されており、光学LPF25と撮像素
子27との間においても、略気密性が保持されるように
なっている。
防塵フイルター21とが対向する間の空間には、所定の
空隙部51aが形成されている。また、光学LPF25
の周縁側、即ちCCDケース24と防塵フイルター受け
部材23と防塵フイルター21とによって、空間部51
bが形成されている。この空間部51bは、光学LPF
25の外側に張り出すようにして形成されている封止さ
れた空間である(図4・図5参照)。また、この空間部
51bは、空隙部51aよりも広い空間となるように設
定されている。そして、空隙部51aと空間部51bと
からなる空間は、上述した如くCCDケース24と防塵
フイルター受け部材23と防塵フイルター21と光学L
PF25とによって略気密的に封止される封止空間51
となっている。
撮像ユニット15では、光学LPF25及び防塵フイル
ター21の周縁に形成され空隙部51aを含む略密閉さ
れた封止空間51を形成する封止構造部が構成されてい
る。そして、この封止構造部は、光学LPF25の周縁
乃至その近傍から外側の位置に設けられるようになって
いる。
ルター21をその周縁部位乃至その近傍部位に密着して
支持する第1の部材である防塵フイルター受け部材23
と、光学LPF25をその周縁部位乃至その近傍部位に
密着して支持すると共に、自己の所定部位で防塵フイル
ター受け部材23(第1の部材)と密に接触するように
配設される第2の部材であるCCDケース24等によっ
て、封止構造部が構成されている。
ラにおいては、撮像素子27の前面側の所定の位置に防
塵フイルター21を対向配置し、撮像素子27の光電変
換面と防塵フイルター21との周縁に形成される封止空
間51を封止するように構成したことによって、撮像素
子27の光電変換面に塵埃等が付着するのを予防してい
る。
ター21の前面側の露出面に付着する塵埃等について
は、当該防塵フイルター21の周縁部に一体となるよう
に配設される圧電素子22に周期電圧を印加して防塵フ
イルター21に対して所定の振動を与えることで、除去
することができるようになっている。
15のうち防塵フイルター21及びこれに一体に設けら
れる圧電素子22のみを取り出して示す正面図である。
また、図7・図8は、図6の圧電素子22に対して駆動
電圧を印加した際の防塵フイルター21及び圧電素子2
2の状態変化を示し、図7は図6のA−A線に沿う断面
図、図8は図6のB−B線に沿う断面図である。
ス;−)電圧を印加した場合には、防塵フイルター21
は、図7・図8において実線で示すように変形する一
方、圧電素子22に正(プラス;+)電圧を印加した場
合には、防塵フイルター21は、同図において点線で示
すように変形することになる。
aで示すような振動の節の位置では、実質的に振幅は零
になることから、この節21aに対応する部位に防塵フ
イルター受け部材23の受け部23cを当接させるよう
に設定する。これにより、振動を阻害することなく防塵
フイルター21を効率的に支持し得ることになる。
防塵フイルター駆動部48を制御して、圧電素子22に
対して周期的な電圧を印加することで防塵フイルター2
1は振動し、当該防塵フイルター21の表面に付着した
塵埃等は除去される。
ルター21の形状や板厚・材質等により決まるものであ
る。上述の図6〜図8に示す例では、1次の振動を発生
させた場合を示しているが、これに限らず、高次の振動
を発生させるようにしてもよい。
図8に示す例と全く同じ構成の防塵フイルターに対して
2次振動を発生させた場合のようすを示している。
本カメラ1における撮像ユニット15のうち防塵フイル
ター21及びこれに一体に設けられる圧電素子22のみ
を取り出して示す正面図である。また、図10・図11
は、図9の圧電素子22に対して印加した際の防塵フイ
ルター21及び圧電素子22の状態変化を示し、図10
は図9のA−A線に沿う断面図、図11は図9のB−B
線に沿う断面図である。
ス;−)電圧を印加した場合には、防塵フイルター21
は、図10・図11において実線で示すように変形する
一方、圧電素子22に正(プラス;+)電圧を印加した
場合には、防塵フイルター21は、同図において点線で
示すように変形することになる。
符号21a・21bのようにこの振動では二対の節が存
在することになるが、節21aに対応する部位に防塵フ
イルター受け部材23の受け部23cを当接させるよう
に設定することで、上述の図6〜図8に示す例と同様
に、振動を阻害することなく防塵フイルター21を効率
的に支持し得ることになる。
防塵フイルター駆動部48を制御して、圧電素子22に
対して周期的な電圧を印加することで防塵フイルター2
1は振動し、当該防塵フイルター21の表面に付着した
塵埃等は除去される。
を発生させた場合には、防塵フイルター21の振幅によ
って封止空間51は、符号Cで示す分の容積変化が生じ
ることになる。一方、図9〜図11に示すように2次の
振動を発生させた場合には、防塵フイルター21の振幅
によって生じる封止空間51の容積変化は、符号D1で
示す領域から符号D2で示す領域×2を差し引いた分
(D1−(D2×2))となる。
ど、封止空間51の内部における内圧の変化は小さいこ
とから、封止空間51の容積変化は少ないほど効率的な
振動を得ることができることがわかる。したがって、電
気機械変換の効率の点では、発生させる振動は、高次と
なるように設定するのが望ましいものと考えられる。
たように撮影光学系12aと撮像素子27との間の所定
の位置に配設されている。つまり、当該防塵フイルター
21には、光学的な被写体像を形成するのに寄与する被
写体光束が透過するようになっている。
の表面には、例えば反射又は帯電等を防止するための薄
膜(反射防止膜・帯電防止膜)や、赤外線又は紫外線等
を吸収し透過するのを防止するための薄膜(赤外線カッ
ト膜・紫外線カット膜)等、各種の薄膜を形成するいわ
ゆるコーティング処理が施されるのが一般である。
施すコーティング処理としては、各種の薄膜のうちのい
ずれかの機能を有する薄膜を単体で形成する処理、各種
の薄膜のうちの複数種類の薄膜を積層させることで多機
能化した薄膜を形成する処理、各種の薄膜のうち多機能
化された形態の薄膜を形成する処理等、各種の処理形態
が考えられる。
う)は、ガラスやプラスチック等の光学部材等の表面に
屈折率の異なる薄膜、例えば酸化シリコン(SiO2)
・酸化チタン(TiO2)・酸化亜鉛(ZnO2)等を
1/4波長厚(0.1〜0.3μm)で積層した多層膜
を蒸着することにより、表面の反射率を低く抑え、透過
率を向上させるというものである。通常のガラスの表面
反射率は4%程度であるが、その表面に反射防止膜を施
すことによりその反射率を1%以下に抑えることができ
るというものである。
る透明導電膜が適用される。この透明導電膜とは、大き
な導電性と可視域での高い透光性とを合わせ持つ薄膜で
あって、主に可視光平均透過率が約80%以上でかつ抵
抗率が約1X10−3Ω・cm以下のものをさすことが
多い。この透明導電膜としては、金(Au)・銀(A
g)・白金(Pt)等の金属薄膜からなる金属透明導電
膜と、酸化インジューム(In2O3・酸化スズ(Sn
O2)・酸化亜鉛(ZnO)等の酸化物半導体透明導電
膜とがある。前者は、透光性や膜強度に難点があること
から、光学分野では、主に後者の酸化物半導体透明導電
膜が用いられる。
は、赤外域の光(波長670〜680nmより以上の波
長)を反射させ、その他の波長領域の光を透過させ得る
薄膜である。
は、紫外域の光(波長390〜410nm以下の波長)
を反射させ、その他の波長領域の光を透過させる得る薄
膜である。
の構成材料は、基本的には上述の反射防止膜等と同様の
酸化シリコン(SiO2)・酸化チタン(TiO2)・
五酸化タンタル(Ta2O5)等を重ね合わて多層化す
ることで構成されている。
側)の周縁部の表面には、当該防塵フイルター21に対
して振動を与えるための圧電素子22が接着剤による貼
着等の手段により配設されていることは、上述した通り
である。
2を接着する場合において、その接着面が滑面であるほ
ど、高い接着力が得られないという傾向があるのは、接
着剤の性質上周知のことである。
には、各種の薄膜が形成されているのであるが、この種
の薄膜を形成した場合には、その薄膜の表面は、薄膜を
形成しない場合の表面に比べてより滑面化されることに
なる。したがって、薄膜が形成された防塵フイルター2
1の表面の所定の部位に圧電素子22を接着する場合に
おいて、高い接着力を得るには限界が生じることにな
る。
においては、その表面上の所定の部位、即ち被写体光束
が透過する部位には、薄膜を形成する薄膜形成部位を設
ける一方、圧電素子22を接着すべき所定の部位には、
薄膜を形成しない薄膜非形成部位を設けるようにしてい
る。
撮像ユニットを構成する構成部材の一部を取り出して示
す図である。このうち図12は、当該撮像ユニットの一
部、即ち防塵フイルターと圧電素子と防塵フイルター受
け部材とを取り出して、その背面側から見た際の斜視図
であって、一部を破断して示している。また、図13
は、図12のP−P線に沿う断面図である。
トの構成部材のうち防塵フイルターのみを取り出して示
す図であって、図14は図12の矢印V1方向(背面
側)から見た際の平面図、図15は図12の矢印V2方
向(正面側)から見た平面図である。
一面側(背面側)の周縁部の表面であって、圧電素子2
2が貼着される部分には薄膜非形成部21ncが設けら
れており、それ以外の部分には、薄膜形成部21cが設
けられている。また、薄膜形成部21cは、防塵フイル
ター21の他面側(前面側)の表面の全ての部位にも設
けられている。
べき防塵フイルター21の表面の所定の部位、即ち圧電
素子22が貼着される部位にのみ薄膜非形成部21nc
が設けられているので、防塵フイルター21に対して圧
電素子22を接着する場合において、より高い接着力を
確保することができるようになる。
イルター21は、防塵フイルター受け部材23の受け部
23cに当接することで、防塵フイルター21の光軸方
向における位置が規制されるようになっている。そし
て、この受け部23cは、圧電素子22によって防塵フ
イルター21が振動する際の節21a(図6等参照)に
当接するように設定されている。
け部23cは、圧電素子22の所定の部位に当接するよ
うになっており、当該当接部位が振動の節21aに相当
するものとしている。
さ寸法や直径等)又はこれを振動させる圧電素子22の
大きさ等によって、当該防塵フイルター21を振動させ
る際の節21aの位置が異なる位置になる。したがっ
て、上述の一実施形態で示されるような形態、即ち防塵
フイルター受け部材23の受け部23cが圧電素子22
に当接されるような設定になるとは限らない。
に、防塵フイルター受け部材23の受け部23cが防塵
フイルター21の一面の所定の位置に当接する形態で、
撮像ユニットを構成することも可能である。
示し、図16は撮像ユニットの一部であって防塵フイル
ターと圧電素子と防塵フイルター受け部材とを取り出し
て示す、背面側から見た際の斜視図である。この図16
においても一部を破断して示している。また、図17
は、図16のP−P線に沿う断面図である。
け部材23の受け部23cは、圧電素子22を避けた位
置であって、防塵フイルター21の一面側の所定の位置
に当接している。この当接位置は、防塵フイルター21
が振動する際の節21aに対応する位置に設定される。
には、薄膜形成部21cと薄膜非形成部21ncとが設
けられるが、その形成部位は、上述の第1の実施形態と
全く同様に、防塵フイルター21の表面上において圧電
素子22が貼着される部位に薄膜形成部21ncが設け
られ、それ以外の全ての部位に薄膜形成部21cが設け
られる。
ば、光学LPF25(光学素子)と防塵フイルター21
(防塵部材)との両者が対向して形成される空隙部51
aを含む略密閉された封止空間51を構成すべく光学L
PF25及び防塵フイルター21の周縁側で空間部51
bを封止するようにした封止構造部を、光学LPF25
の周縁乃至その近傍から外側に設けるように構成したの
で、空間部の一定の容積を確保するについて、光学LP
F25(光学素子)と防塵フイルター21(防塵部材)
との間隔を短く設定することができる。
塵フイルター21(防塵部材)との間隔を短く設定する
と、空隙部51aの容積が少なくなることから圧電素子
22(加振用部材)によって防塵フイルター21に振動
を与える際に封止空間51の内圧が高くなってしまうこ
とは周知である。しかし、封止空間51の内圧が高い場
合には、圧電素子22による防塵フイルター21の振動
を阻害してしまう傾向がある。
に光学LPF25(光学素子)と防塵フイルター21
(防塵部材)との間隔を長くなるように設定した場合に
は、撮像ユニット15の光軸方向における寸法も大きく
なってしまうことになり、カメラ1の光軸方向における
小型化を阻害する要因になる。
F25の周縁乃至その近傍から外側に空間部51bを設
けることで、封止空間51の充分な容積を確保して、圧
電素子22による防塵フイルター21の振動を阻害する
ことなく、撮像ユニット15の光軸方向における寸法の
長大化を抑えることができる。したがって、カメラ1の
光軸方向における小型化に寄与することが容易にでき
る。
ター21を振動させるための圧電素子22が当該防塵フ
イルター21の所定の部位に接着剤等によって貼着され
ることを考慮して、防塵フイルタ21の表面上におい
て、圧電素子22が貼着される部位は、薄膜非形成部2
1ncとし、それ以外の部位は薄膜形成部21cとなる
ように構成したので、防塵フイルター21に対して圧電
素子22を貼着する際により高い接着力で貼着すること
ができるようになる。
場合には、紫外線硬化型の接着剤が広く用いられてい
る。この紫外線硬化型接着剤とは、紫外線(200〜4
00nmの範囲の波長(中心波長は365nm附近))
を照射することによって、短時間で硬化する性質を備え
た接着剤である。
フイルター21と圧電素子22とを接着するための接着
剤として、この紫外線硬化型接着剤を適用する場合を考
えてみる。
は、防塵フイルター21の薄膜非形成部21cnと圧電
素子22とが互いに当接する面に塗布されることにな
る。そして、当該防塵フイルター21の前面側(図12
の矢印V2方向)から所定の波長を有する紫外線を照射
することにより接着剤を硬化させる。
イルター21は、防塵フイルター21の表面に赤外線カ
ット膜や紫外線カット膜等の薄膜を形成した薄膜形成部
21cと、これを形成しない薄膜非形成部21ncとを
設けるようにし、薄膜非形成部21cは、圧電素子22
が貼着される部位にのみ設けるようにしている。
射される紫外線は、防塵フイルター21の前面側の紫外
線カット膜や赤外線カット膜(赤外線カット膜でも赤外
領域の波長と合わせて紫外領域の波長の光をも反射する
性質を有するものがある)等によって反射されてしま
い、接着剤の塗布面にまで到達し得ないことになる。す
るとこの場合には、当該接着剤を短時間で硬化させるこ
とができなくなってしまうことになる。
2とを接着するのに紫外線硬化型接着剤を用いる場合に
は、防塵フイルター21の前面側の所定の位置、即ち圧
電素子22が接着されるべき位置に対応する部位の反対
側の表面の所定部位にも薄膜非形成部21ncを設ける
必要がある。
面とも図14に示すような形態となる。即ち、周縁部近
傍の所定の位置に薄膜非形成部21ncが設けられ、そ
れ以外の部位には薄膜形成部21cが設けられる。
れば、当該防塵フイルター21と圧電素子22とを紫外
線硬化型接着剤を用いて接着するようにする場合にも、
防塵フイルター21の前面側(矢印V2方向)から所定
波長の紫外線を照射することにより当該接着剤を短時間
で硬化させることができるようになる。
同部位に薄膜非形成部21ncを設けるようにしたの
で、防塵フイルター21を組み付けるに際してその組み
付け方向が規制されてしまうことがない。
1ncが設けられている場合には、その薄膜非形成部2
1ncの設けられる面が撮像素子27の側に向けて配置
されなければならないという規制が課せられる。しか
し、上述した例では、両面の同部位に薄膜非形成部21
ncが設けられることから、いずれの面をいずれの側に
向けて組み立てても問題が生じない。したがって、これ
により製造工程の簡略化を実現することが容易にでき
る。これと同時に、取り付けミス等の発生も防止するこ
とができる。
ラ内部に設けられる防塵部材等の表面上に付着する塵埃
等を除去するための加振用手段を備えたカメラであっ
て、防塵部材に対して加振用部材を接着する際の接着力
をより高め得る構造を備えた撮像素子ユニットとこれを
適用するカメラを提供することができる。
て、防塵部材に対して加振用部材を接着する際の工程を
簡易化し得る構造を備えた撮像素子ユニットとこれを適
用するカメラを提供することができる。
て、その内部構成を概略的に示す斜視図。
すブロック構成図。
り出して示す図であって、当該撮像ユニットを分解して
示す要部分解斜視図。
た状態において一部を切断して示す斜視図。
フイルター及びこれに一体に設けられる圧電素子のみを
取り出して示す正面図。
ルター及び圧電素子の状態変化を示し、図6のA−A線
に沿う断面図。
ルター及び圧電素子の状態変化を示し、図6のB−B線
に沿う断面図。
フイルター及びこれに一体に設けられる圧電素子のみを
取り出して示す正面図。
イルター及び圧電素子の状態変化の別の例を示し、図9
のA−A線に沿う断面図。
イルター及び圧電素子の状態変化の別の例を示し、図9
のB−B線に沿う断面図。
部材の一部(防塵フイルターと圧電素子と防塵フイルタ
ー受け部材と)を取り出して示す斜視図。
ち防塵フイルターのみを取り出して示し、図12の矢印
V1方向(背面側)から見た際の平面図。
ち防塵フイルターのみを取り出して示し、図12の矢印
V2方向(正面側)から見た平面図。
の一部(防塵フイルターと圧電素子と防塵フイルター受
け部材と)を取り出して示す斜視図。
Claims (8)
- 【請求項1】 自己の光電変換面上に照射された光に
対応した画像信号を得る撮像素子と、 上記撮像素子の光電変換面上に被写体像を入射せしめる
撮影レンズと、 全体として円形乃至多角形の板状をなし少なくとも自己
の中心から放射方向に所定の広がりを持つ領域が透明部
をなし、この透明部が上記撮像素子の前面側に所定の間
隔を持って対向配設された防塵部材と、 上記防塵部材の周縁部に配設され当該防塵部材に振動を
与えるための加振用部材と、 上記撮像素子と上記防塵部材との両者が対向して形成さ
れる部位に、略密閉された空間部を構成すべく上記撮像
素子及び上記防塵部材の周縁側で上記空間部を封止する
ように構成された封止構造部と、 上記撮像素子の光電変換面上に結像された像に対応する
ものとして当該撮像素子から得られた画像信号を記録に
適合する形態の信号に変換するための画像信号処理回路
と、 を備えてなり、 上記防塵部材の表面には、薄膜形成部位と薄膜非形成部
位とが形成され、上記薄膜非形成部位に上記加振用部材
を接着固定したことを特徴とするカメラ。 - 【請求項2】 上記加振用部材は、圧電素子であるこ
とを特徴とする請求項1に記載のカメラ。 - 【請求項3】 上記薄膜は、赤外線カット膜・反射防
止膜・紫外線カット膜又は帯電防止膜のいずれかである
ことを特徴とする請求項1に記載のカメラ。 - 【請求項4】 上記撮影レンズを装着するための撮影
レンズ装着部をさらに有し、上記撮影レンズは、上記撮
影レンズ装着部において着脱自在であることを特徴とす
る請求項1に記載のカメラ。 - 【請求項5】 自己の光電変換面上に照射された光に
対応した画像信号を得る撮像素子と、 上記撮像素子の前面側に所定の間隔を持って対向配設さ
れた光学部材と、 上記防塵部材の周縁部に配設され当該防塵部材に振動を
与えるための加振用部材と、 上記撮像素子と上記光学部材との両者が対向して形成さ
れる部位に、略密閉された空間部を構成すべく上記撮像
素子及び上記光学部材の周縁側で上記空間部を封止する
ように構成された封止構造部と、 を備えてなり、 上記光学部材の表面には、薄膜形成部位と薄膜非形成部
位とが形成され、上記薄膜非形成部位に上記加振用部材
を接着固定したことを特徴とする撮像素子ユニット。 - 【請求項6】 上記加振用部材は、圧電素子であるこ
とを特徴とする請求項5に記載の撮像素子ユニット。 - 【請求項7】 上記薄膜は、赤外線カット膜・反射防
止膜・紫外線カット膜又は帯電防止膜のいずれかである
ことを特徴とする請求項5に記載の撮像素子ユニット。 - 【請求項8】 自己の光電変換面上に照射された光に
対応した画像信号を得る撮像素子と、 上記撮像素子の光電変換面上に被写体像を入射せしめる
撮影レンズと、 全体として円形乃至多角形の板状をなし少なくとも自己
の中心から放射方向に所定の広がりを持つ領域が透明部
をなし、この透明部が上記撮像素子の前面側に所定の間
隔を持って対向配設された防塵部材と、 上記防塵部材の周縁部に配設され当該防塵部材に振動を
与えるための加振用部材と、 上記撮像素子と上記防塵部材との両者が対向して形成さ
れる部位に、略密閉された空間部を構成すべく上記撮像
素子及び上記防塵部材の周縁側で上記空間部を封止する
ように構成された封止構造部と、 上記撮像素子の光電変換面上に結像された像に対応する
ものとして当該撮像素子から得られた画像信号を記録に
適合する形態の信号に変換するための画像信号処理回路
と、 を備えてなり、 上記防塵部材の表面には、薄膜形成部位と薄膜非形成部
位とが形成され、当該薄膜非形成部位は、上記加振用部
材が配設される面とは反対側の表面に形成したことを特
徴とするカメラ。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002145252A JP3989296B2 (ja) | 2002-05-20 | 2002-05-20 | カメラ及び撮像素子ユニット |
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CNB031215599A CN1271466C (zh) | 2002-05-20 | 2003-03-31 | 照相机和摄像元件单元 |
CN 200610095774 CN1874427B (zh) | 2002-05-20 | 2003-03-31 | 照相机和摄像元件单元 |
Applications Claiming Priority (1)
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